高中化学金属及其化合物知识点

高中化学金属及其化合物一、钠及其化合物1、钠钠的物理性质：钠是银白色金属，密度小(cm3)，熔点低(97C)，硬度小，质软，可用刀切割。钠通常保存在煤油中。是电和热的良导体。钠的化学性质：从原子结构可知钠是活泼的金属单质。钠与非金属单质反应：常温：4Na+02==2Na2O，加热：2Na+0?==Na?。?；2Na+Cl==2NaCl;2Na+S==NaS等。"2""22钠与水反应：2Na+2H20==2Na0H+HJ;实验现象：钠浮在水面上，熔成小球，在水面上游动，有哧哧的声音，最后消失，在反应后的溶液中滴加酚酞，溶液变红。注意：钠在空气中的变化：银白色的钠变暗(生成了氧化钠)变白(生成氢氧化钠)潮解变成白色固体(生成碳酸钠)。钠与酸反应：如2Na+2HCl==2NaCl+H/’Na放入稀盐酸中，是先与酸反应，酸不足再与水反应。因此Na放入到酸溶液中Na是不可能过量的。同时Na与H2的物质的量比始终是2:1。当然反应要比钠与水的反应剧烈多。钠与盐的溶液反应：钠不能置换出溶液中的金属，钠是直接与水反应。反应后的碱再与溶液中的其他物质反应。如钠投入到硫酸铜溶液的反应式：2Na+CuS04+2^0==Cu(OH)2J+”学04+①仁钠与氢气的反应：2Na+H2==2NaHoNaH+H20==NaOH+H2门NaH是强的还原剂。工业制钠：电解熔融的NaCl，2NaCl(熔融)==2Na+Cl仁钠的用途：①在熔融的条件下钠可以制取一些金属，如钛1锆、铌、钽等；钠钾合金是快中子反应堆的热交换剂;钠蒸气可作高压钠灯，发出黄光，射程远，透雾能力强。2、氧化钠和过氧化钠Na20：白色固体，是碱性氧化物，具有碱性氧化物的通性：Na20+H20==2NaOH,Na20+C02==Na2C03，Na20+2HCl==2NaCl+H20.另外：加热时，2Na20+02==2Na202.Na202:淡黄色固体是复杂氧化物，易与水、二氧化碳反应放出氧气。2Na202+2H20==4NaOH+02f,2Na202+2C02==2Na2C03+02[(作供氧剂)。因此Na202常做生氧剂，同时，Na202还具有强氧化性，有漂白作用。如实验：Na202和水反应后的溶液中滴加酚酞，变红后又褪色，实验研究表明是有：Na202+H20==2Na0H+H202,2H202==2H20+02反应发生。因为H202也具有漂白作用。当然过氧化钠也可以直接漂白的。3、碳酸钠和碳酸氢钠溶液中相互转化Na2C03溶液能吸收C02转化为NaHC03Na2C03+H20+C02==2NaHC03除C02中的HCl杂质是用饱和的NaHC03溶液，而不用Na2C03溶液用途用在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业中。发酵粉的主要成分之一；制胃酸过多等。注意几个实验的问题：1、向饱和的Na2C03溶液中通足量的C02有晶体NaHC03析出。2、Na2C03溶液与稀HCl的反应①向Na2C03溶液中滴加稀HCl，先无气体，后有气体，如果n(HCl)小于n(Na2C03)时反应无气体放出。发生的反应：先①Na2C03+HCl==NaCl+NaHC03，后②NaHC03+HCl==NaCl+H20+C02.②向稀HCl中滴加Na2C03溶液，先有气体，反应是：Na2C03+2HCl==2NaCl+H20+C02.如果用2mol的Na2C03和的稀HCl反应，采用①方法放出C02是；采用②方法放出C02为。希望同学们在解题时要留意。3、Na2C03溶液和NaHC03溶液的鉴别：取两种试液少量，分别滴加CaCl2或BaCl2溶液，有白色沉淀的原取溶液为Na2C03,另一无明显现象的原取溶液为NaHC03。4、侯氏制碱法反应式：NaCl+NH3+C02+H20==NaHC03J+NH4Cl.注意:在生产中应先在饱和的NaCl溶液中先通入NH3,后通入C02,NaHC03晶体析出过滤，在滤液中加入NaCl细末和通NH3析出NH4Cl晶体为副产品。NH4Cl晶体析出后的母液进行循环试用，提高原料的利用率。二、镁及其化合物1、镁的性质物理性质：镁是银白色金属，质较软，密度cm3，是轻金属，硬度小。化学性质：镁是较活泼金属与非金属反应：2Mg+02==2Mg0,Mg+Cl2MgCl2,3Mg+N2Mg3N2等。与沸水反应：Mg+2H20(沸水)==Mg(0H)2+H2与酸反应：与非强氧化性酸反应：是酸中的H+与Mg反应，有H2放出。与强氧化性酸反应：如浓H2S04、HN03，反应比较复杂，但是没有H2放出。④与某些盐溶液反应：如CuS04溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液等。Mg+2FeCl3==2FeCl2+MgCl2,Mg+FeCl2==Fe+MgCl2.2、镁的提取：海水中含有大量的MgCl2,因此，工业上主要是从分离了NaCl的海水中来提取MgCl2.流程：海水中加入CaO或Ca(OH)2Mg(OH)2沉淀、过滤、洗涤沉淀，用稀HCl溶解MgCl2溶液，蒸发结晶MgCl2?6H2O晶体，在HCl气体环境中加热MgCl2固体，电解熔融的MgCl2Mg+Cl2f。主要反应：MgCl2+Ca(OH)2==Mg(OH)2；+CaCl2,Mg(OH)2+2HCl==MgCl2+2H2O,MgCl2?6H2OMgCl2+6H2O,MgCl2(熔融)Mg+Cl2仁3、镁的用途：镁主要是广泛用于制造合金。制造的合金硬度和强度都较大。因此镁合金被大量用火箭、导弹、飞机等制造业中。4、氧化镁(MgO):白色固体，熔点高(2800°C)，是优质的耐高温材料(耐火材料)。是碱性氧化物。MgO+H2O==Mg(OH)2,MgO+2HCl==MgCl2+H2O。注意以下几种情况的离子方程式的书写：n(Mg(HCO3)2):n(NaOH)=1:4：Mg2++2HCO3-+4OH-==Mg(OH)2；+2CO32-+2H2O；n(Mg(HCO3)2):n(NaOH)=l:2：Mg2++2HCO3-+2OH-==MgCO3；+CO32-+2H2O；n(Mg(HCO3)2):N(NaOH)=1:1：Mg2++HCO3-+OH-==MgCO3；+H2O。三、铝及其化合物1、铝的性质：物理性质：银白色金属，质较软，但比镁要硬，熔点比镁高。有良好的导电、导热性和延展性。化学性质：铝是较活泼的金属。通常与氧气易反应，生成致密的氧化物起保护作用。4A1+302==2A1203。同时也容易与Cl2、S等非金属单质反应。与酸反应：强氧化性酸，如浓硫酸和浓硝酸在常温下，使铝发生钝化现象；加热时，能反应，但无氢气放出；非强氧化性酸反应时放出氢气。与强碱溶液反应：2Al+2NaOH+2H20==2NaAlO2+3H2仁与某些盐溶液反应：如能置换出CuS04、AgN03等溶液中的金属。铝热反应：2A1+Fe203A1203+2Fe。该反应放热大，能使置换出的铁成液态，适用性强。在实验室中演示时要加入引燃剂，如浓硫酸和蔗糖或镁条和氯酸钾等。2、氧化铝(A1203):白色固体，熔点高(2054C)，沸点2980C，常作为耐火材料；是两性氧化物。我们常见到的宝石的主要成分是氧化铝。有各种不同颜色的原因是在宝石中含有一些金属氧化物的表现。如红宝石因含有少量的铬元素而显红色，蓝宝石因含有少量的铁和钛元素而显蓝色。工业生产中的矿石刚玉主要成分是a—氧化铝，硬度仅次于金刚石，用途广泛。两性氧化物：既能与强酸反应又能与强碱反应生成盐和水的氧化物。Al2O3+6HCl==2AlCl3+3H2O,Al2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2O。A1203是工业冶炼铝的原料，由于氧化铝的熔点高，电解时，难熔化，因此铝的冶炼直到1886年美国科学家霍尔发现在氧化铝中加入冰晶石(Na3AlF6),使氧化铝的熔点降至1000度左右，铝的冶炼才快速发展起来，铝及其合金才被广泛的应用°2Al2034Al+302仁3、氢氧化铝(Al(0H)3):白色难溶于水的胶状沉淀，是两性氢氧化物。热易分解。两性氢氧化物：既能与强酸又能与强碱反应生成盐和水的氢氧化物。Al(OH)3+3HCl==AlCl3+3H2O,Al(OH)3+NaOH==NaAlO2+2H2O．2Al(OH)3Al2O3+3H2O4、铝的冶炼：铝是地壳中含量最多的金属元素，自然界中主要是以氧化铝的形式存在。工业生产的流程：铝土矿(主要成分是氧化铝)用氢氧化钠溶解过滤向滤液中通入二氧化碳酸化，过滤氢氧化铝氧化铝铝。主要反应:A1203+2NaOH==2NaAlO2+H20，C02+3H20+2NaAlO2==2Al(0H)3；+Na2C03，2Al(0H)3==A1203+3H20,2Al203==4Al+302仁5、铝的用途：铝有良好的导电、导热性和延展性，主要用于导线、炊具等，铝的最大用途是制合金，铝合金强度高，密度小，易成型，有较好的耐腐蚀性。迅速风靡建筑业。也是飞机制造业的主要原料。6、明矶的净水：化学式：KAl(S04)2?12H20,它在水中能电离：KAl(S04)2==K++A13++2S042-。铝离子与水反应,生成氢氧化铝胶体，具有很强的吸附能力，吸附水中的悬浮物，使之沉降已达净水目的。A13++3H20==Al(0H)3(胶体)+3H+。知识整理：©(Al(0H)3)的制备：在氯化铝溶液中加足量氨水°AlCl3+3NH3?H20==Al(0H)3；+3NH4C1。②实验：A、向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液，现象是先有沉淀，后溶解。反应式：先A13++30H-==Al(0H)3；,后A13++40H-==A102-+2H20。CCCOH2FeNH3C2H5OHB、向氢氧化钠溶液中滴加氯化铝溶液，现象是开始无沉淀，后来有沉淀，且不溶解。反应式：先Al3++4OH-==AlO2-+2H2O，后Al3++3AlO2-+6H2O==4Al(0H)3；o实验：向偏铝酸钠溶液中通二氧化碳，有沉淀出现°CO2+3H2O+2NaAlO2==2Al(OH)3；将氯化铝溶液和偏铝酸钠溶液混和有沉淀出现。A13++3A1O2-+6H2O==4Al(OH)3(°实验：A、向偏铝酸钠溶液中滴加稀盐酸，先有沉定，后溶解。反应的离子方程式：A1O2-+H++H2O==Al(OH)3,Al(OH)3+3H+==Al3++2H2O°B、向稀盐酸中滴加偏铝酸钠溶液，先无沉淀，后有沉淀且不溶解。反应的离子方