高三化学总复习-金属及其化合物

高三化学总复习一一金属及其化合物

［考点扫描］

1.常见金属的活动顺序。

2.钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质及应用。

3.以IA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。

4.合金的概念及其重要应用。

［知识点拨］

一.金属的通性

1.位置：金属元素位于周期表的左下角，最外层电子数大部分少于4个。

2.物理通性：大部分有延展性、金属光泽，都有导热导电性等。

3.化学性质：易失电子，被氧化，金属表现还原性。

4.钠、铝、铁、铜单质的重要性质

钠铝铁铜

与

4AI+30理2Al2O33Fe+20

024Na+02=2Na20222CU+02

非02+2Na-^^Na2Q2=^^Fe304^B2CUO

金

2Na+CI22AI+3cI?2Fe+3CI2Cll+CI2

属CI2

堡ZNaCI理2Ale%^2FeCI3点垓CuC|2

单

S2Na+S热Na2s2AI+3S£AI2s3Fe+S-WeS2Cu+S

质

-W)u2S

2Na+2H0=2Na0H+H2AI+6H0起3Fe+4H0不反应

H2O222

2T2AI(OH)3+3H2T^Fe304+4H2

HCI溶2Na+2HCI=2AI+6HCI=Fe+2HCI=不反应

液2NaCI+H2T2AICI3+3H2TFeC12+H2f

NaOH溶与水反应2AI+2Na0H+2H20=不反应不反应

液2NaA102+3H2T

CuS04溶2Na+2H20+CuS04=较复杂校复杂不反应

液Na2S04+Cu(OH)2X

+H2T

电解

制备

2NaCI2A10必触4AI+30Fe2O3+3COCuO+CO

电解232

型2Fe+3c(J2型Cu+COz

必融2Na+C12fT

二.钠及其化合物

1.钠

⑴钠的物理性质

状态颜色硬度密度熔点导电、导热性

银白较小（比水较小（比水较低（用酒精灯加是电和热的良

固体

色大）小）热，很快熔化）导体

⑵钠的化学性质

①钠与非金属单质的反应

A:与氧气：4Na+C）2=2Na2O（变暗）；02+2Na理岫2。2（燃烧生成淡黄色固体）

B：与氯气：2Na+CI2型2NaCI;

C:与S:2Na+S-WJa2S

②钠与水的反应（水中先滴入酚酬）

2Na+2H20=2Na0H+H22

现象概述现象描述原因

浮浮在水面钠的密度比水小

游四处游动钠与水反应产生气体

钠的熔点较低，且该反应放出大

熔融化成银白色小球

量热

响发出噬噬的响声钠与水反应剧烈

红溶液由无色变为红色生成了碱性物质

③钠与酸的反应：2Na+2H+=2Na'+H2T

④钠与盐溶液的反应：

2Na+2H20+CuS04=Na2S04+Cu（OH）2i+H2t;6Na+6H20+2FeCl3=6NaCI+2Fe（OH）3

I+3H2T

⑤Na可与某些有机物反应：

2CH3C00H+2Na->2CH3C00Na+H2T;2CH3CH2OH+2Na->2CH3CH2ONa+H2T;

2C6H50H+2Na->2C6H50Na+H2T;

（3）钠的保存

通常钠保存在煤油中，原因是①钠极易与空气中的。2、水蒸气反应；②钠不与

煤油反应；③钠的密度比原油大，沉于底部。

注意：钠保存在煤油中，而不能保存在汽油、CCI,中，因汽油易挥发，CC）的

密度比钠的密度大，起不到隔离。2和乩0的作用。

(4)钠的用途：①冶炼金属：TiC"+4NaWTi+4NaCI;②钠钾合金，作原子反应

堆的导热剂；③在电光源上，用钠制高压钠灯。

2.钠的重要化合物

(1)Na20.Na2O2NaOH

名称和化学氧化钠(Na2。)过氧化钠(脑。2)氢氧化钠(NaOH)

式

颜色和状态白色固体淡黄色固体无色固体

类别碱性氧化物过氧化物碱

离子化合物离子化合物离子化合物

][徇*号-

电子式Na*［徇文］Na*Na1文//广Na.

氧元素化合-2-1-2

价

化学键离子键离子键离子键

非极性键极性键

稳定性不稳定比Na2。稳定稳定

与水反应Na2O+H2O=2NaOH2Na202+2H20=4Na0H+02不反应

T

与酸反应Na20+2HCI=2NaCI2Na202+4HCI=NaOH+HCI=NaCI+H2O

+H204NaCI+02T+2H20

=

与酸肝反应Na20+C02Na2cO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O22NaOH+CO2=

TNa?CO3+H2O

NaOH+CO2=NaHCO3

与盐溶液反Na20+2NaHS04=2Na202+4NaHS04=NaOH+NaHSO4=

应2Na2s(VM4Na2so4+O2T+2H20Na2S04+H20

+

Na20+H20+CuS04=2Na202H20+CuS04=2Na0H+CuS04=

Cu(0H)2X+Na2S04Cu(OH)21+2Na2so4+O2Cu(OH)21+Na2sO4

用途制氢氧化钠漂白剂、供氧剂、化工原料、制纸浆、

氧化剂肥皂

知识拓展：Na。,的强氧化性：能氧化SO八FeCJ峪Na2S03,等，因强氧化

性而使品红溶液褪色。

(2)Na2C03^NaHC03

名称和化学碳酸钠(Na2C03)碳酸氢钠(NaHCO3)

式

俗名纯碱、苏打小苏打

颜色和状态白色晶体白色粉末

水中溶解性易溶易溶(比Na2c。3溶解度小)

热稳定性稳定不稳定：2NaHCO3^Na2CO3+CO2T

+H20

与酸反应2-+--

CO3+H=HCO3HCO3+H+=CO2T+H2O

+

HCO3-+H=H2O+CO2T

与某些碱反Ba(OH)2+Na2C03=BaC034NaHC03+Ca(0H)2=CaC03l

应+2NaOH+NaOH+H2O

2NaHC03+Ca(0H)2=CaC03X

+Na2co3+2H2O

与某些盐反BaC12+Na2cO3=BaCOg1NaHC03+NaHS04=Na2S04+H20+C02T

应+2NaC1

与CO?反应Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3不反应

g用。

相互转化♦

「羡MNaHCOs

Na2C0；

制法NaOH+CO2=NaHCO3Na0H+C02=NaHC03

2NaHC03=A=2Na2C03+H20+C02

T

鉴别加酸产生CO?加酸产生CO2较Na2cO3快

加热难分解加热分解出C02

用途制玻璃、肥皂、造纸、纺织发酵粉、治胃酸过多

知识拓展：

①钠在露置于空气中的变化过程：

Na->Na2O->NaOH->NaOH(aq)->Na2C03-10H20->Na2C03

银白色T变暗T白色固体T溶液T白色块状T白色粉末

②碳酸钠与盐酸的反应：

+2+

若将盐酸逐滴缓慢滴加到碳酸钠溶液中：H+CO3"=HCO3";HCO3-+H=H2O+CO2TO

现象：开始无气体生成，滴加到一定量后出现气体。

若将碳酸钠逐滴缓慢滴加到盐酸中：2H+CO[=H2O+CO2T。

现象：立即出现气泡。（常用来相互鉴别）

⑶钠及其化合物间的相互转化

+8式过量）

前OH或加£）屈。°3

3.碱金属元素的原子结构和性质及其递变规律

名称和符号锂(Li)钠(Na)钾(K)枷(Rb)钝(Cs)

原子序数311193755

原子结构结砌嘲小\\\八\\\\别\\

G吩281881㈣28181881

构简图////D川川

电子式Li•Na•K•Rb•Cs•

主要化合价+1+1+1+1+1

相同点最外层电子数相同，都是1个电子

结不同点原子核外电子层数不同，依次增多

构

原子半径依次递增

离子半径依次递增

金属活动性依次递增

质还原性依次递增

阳离子氧化

依次递减

性

物颜色和状态银白色固体

理1.523g/c1.879g/cm

密度0.534g/cm30.97g/cm30.86g/cm3

性m33

质熔点依次递减

沸点依次递减

4Na+0=

22K+0=

2Na02Rb+Oz公Cs+O245s

跟氧气反应4Li+0=2Li02KO

222Na+0=4Na22

22RbO2o2

K+O2=4KO2

o2

跟卤素反应、分别表示碱金属、卤素)

2M+X2=2MX(MX2

化

跟硫反应2M+S=M2s

学

与水反应2M+2H0=2MOH+H1反应剧烈程度：Li<Na<K<Rb<Cs

性22

质与酸反应2M+2K=2M*+H2T

与盐溶液反2M，2Ho冬CuSO,=MfOcCu(OH)乩械］

iI

应

(CuSO4)

制法2MCI型2M+CI2T(K:Na+KCI?^K+NaCI)

知识拓展：碱金属的特殊性：

①Na、K需保存于煤油中，但Li的密度比煤油小，所以Li必须保存在密度更

小的石蜡中或密封于石蜡中。

②碱金属中，从LiTCs,密度呈增大的趋势，但p(K)<p(Na)

③试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但金属Na、K等除外。

三.镁、铝及其化合物

1.镁与铝

(1)原子结构及物理性质

镁铝

在周期表中位置第3周期第IIA族第3周期第IIIA族

原子结构示意图0A储''

色态较低较低但大于镁

熔点较小较小但大于镁

密度较小较小但大于镁

硬度较小较小但大于镁

⑵镁铝的化学性质

项目MgAl

方程

2Mg+02g2MgO4A1+3。2g2Al2O3

式

与非02

金属现象剧烈反应、耀眼白光、放出大量热

反应SMg+SJlfll棚gS2A1+3S=AA12s3

3Mg+NJfl2SMgN—---------------

N2232

方程式Mg+2H2O=AMg(OH)2+H2T2AI+6H20=2AI(0H)3X+3H2T

与HO一般不反应，只有氧化膜被破

2现象冷水慢，沸水快

坏后反应

2AI+6H+=2AI3++3HT（常温

2+2

与酸反应Mg+2K=Mg+H2T

下，在浓H2s0八浓HNO3中钝化）

2A1+2NaOH+2HO=2NaAI0+3H

与NaOH溶液----------------—.222

T

与某些氧化物2Mg+C02m2MgO+C2A1+Fe203=A2Fe+A1203

镁合金汽车、飞机制造、照铝合金汽车、船舶、飞机制造、

主要用途

明弹等防锈油漆、导线、电缆等

工业制备MgCI2典flg+CI2T2Al2。3里建4AI+302T

2.镁和铝氧化物的对比

氧化物

MgOAI2O3

属类碱性氧化物两性氧化物

色态白色粉末、熔点高白色粉末、熔点高

MgO+HO=Mg（OH）i（反应缓慢

HO22不溶解也不反应

2进行）

化学

酸液Mg0+2H*=Mg2++H0AIA^H^2A13*+3H0

性质22

NaOH溶

不溶解也不反应AI0+2Na0H=2NaAI0+H0

液2322

制造耐火、耐高温器材，

重要用途制造耐火、耐高温材料

冶炼铝

3.镁和铝的氢氧化物

氢氧化物Mg(OH)2Al(OH)3

属类碱两性氮氧化物

色态白色固体白色固体

溶解性难溶难溶

HO+AIO"

电离方程式Mg(OH)2三3Wg2++20H-22

+H+^^AI(0H)3^=^AI3++30H-

Mg(OH)2+2HC1=MgC12+2H20

与HCI等酸

(可溶于NH4cl等强酸弱碱Al(OH)+3HCI=A1C1+3H0

溶液332

盐)

与NaOH溶液不反应A1(OH)3+NaOH=NaA102+2H20

热不稳定性Mg(OH)2AMg0+H202A1(OH)3AA1203+3H20

可溶性镁盐加NaOH溶液可溶性铝盐加氨水

实验室制法

2+-3++

Mg+2OH=Mg(OH)21AI+3NH3•H2O=AI(0H)3X+3NH4

4.铝及其化合物间相互转化、铝三角及相关图象

NtOHIHC1

NaAlCh±==^A1(OH)3AlCh

实验操作实验现象图象离子方程式

3+

①向可溶性铝先生成沉淀fn[AKOH)3XmoOAI+30H=AI(0H)3X；

kk

盐溶液中滴加又溶解Al(0H)3+0H=AI02+2H20

NaOH溶液至过

量1234v*OH)

|n[AKOH>3Xnx>I)3+

②向可溶性铝出现白色沉A1+3NH3•H2O=AI(0H)3l

盐溶液中滴加淀+3NH/

稀氨水至过量11

n(Al(OH)3Xtnol)+

③向NaOH溶液开始无明显Ar+40H=AI02+2H20;

3+

中滴加可溶性变化，一段时3AI0；+A1+6H20=4A1(OH)31

铝盐溶液至过间后出现沉

1234XAia”

量淀

+

④向可溶性偏先沉淀又溶n[AKOH>3Kmol)H+A102+H20=A1(OH)31;

3+

铝酸盐溶液中解A1(OH)3+3H=AI+3H20

滴加盐酸至过/II

)1234*^HCl)

量

⑤向可溶性偏先无明显变AI0；+2H20+C02(ii#)

铝酸盐溶液中化，后出现沉=AI(OH)31+HCO3

逐渐通入C02气淀2Al(V+3HQ+C0?(少量)

体至过量1234=A1(OH)1+C02；

二3

⑥向盐酸中滴出现白色沉+3+

nlAKOHJjXmoi)4H+AI02=AI+2H20；

3+

加可溶性偏铝淀3AI0/+AI+6H20=4AI(0H)3

酸盐溶液至过i

I1234WaAK)2)

量

知识拓展：

+

⑴AI(0①)的两性:H20+A102"+H^—BAI(OH)3一MI"+30H一

酸式电离碱式电离

当向AI(0H)3中加入酸溶液，平衡向碱式电离方向移动，使AI(0H)3溶解。当

向Al(0H)3中加入强碱溶液时，平衡向酸式电离方向移动，使AI(0H)3溶解。

⑵铝热反应及应用：2Al+Fe203^2Fe+AI2O3;4AI+3MnO2^3Mn+2A1203

铝热剂一一铝粉和金属氧化物；助燃剂一一KCIO3;引燃剂一一镁条。

铝热反应应用：焊接纲轨，冶炼熔点较高的金属如：锐、辂、镒等。

(3)既能与强酸又能与殛碱反应的物质：

①金属单质：AI;②两性氧化物：AI203；③两性氢氧化物Al(0H%;④弱酸的

酸式盐：NaHC03.NH4HCO3等;⑤弱酸锭盐：(NH4)2CO3>(NH，S等。

四.铁及其化合物

1.铁

⑴铁的原子结构：位于第4周期VIII族，是过渡元素。

原子结构示意图：)))).,常见价态+2,+3价。

(2)物理性质：纯铁为策白色有金属光泽，有延展性和导热性，能导电，能被磁

铁吸引，密度7.86g/crA熔点1535℃,沸点2750℃。

(3)化学性质：

铁能与CjBr2.。2、I2、s等非金属单质反应；与稀硫酸、浓硫酸、硝酸、盐

酸等酸反应;与比0、Fe3\Ci?等反应。

①与铁生成+3价的有：Cl2,BG、浓硫酸、硝酸等。

②与铁生成+2价的有：4S、稀硫酸、盐酸、Fe3\Ci?等。

③与铁生成Fes。4的有：。2、出0等。

2.铁的氧化物

氧化物色态水溶性与酸反应

FeO黑色固体不溶FeO+2HCl=FeCh+HQ

黑色晶体不溶

Fe3O4Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2-MHP

红棕色固体不溶

F/O3Fe2O3-^HCl=2FeCl3+3H2O

3.铁的氢氧化物

氢氧化物氢氧化空铁氢氧化铁

化学式

FKOHhFe(OH)3

Fe(OHh-Fe2*

H.产

化学性质F《OH)3H，F

Fe(OH)生"^F«OH)3

2F«OH)3-FePj+SHjO

可溶性碱与亚铁盐溶液反应可溶性喊与铁盒溶液反应

制法

2+3

Fe*2OH-=Fe(OH)2lFe**3OH-=Fe(OH)3；

4.亚铁和铁盐的鉴别

Fe2*F，

溶液颜色浅绿色粽黄色|

加班溶液白色沉淀一灰绿色-红褐色红褐色沉淀

加KSCN溶液无明显现象溶液变红色

5.铁三角

知识拓展：

•Fe”的性质规律：

⑴水解性：

①Fe?♦半径小，所带电荷高，水解能力强。

+

常温下，Fe*+3H20=Fe(OH)3+3H

3+

沸水中，Fe+3H2O(沸水)=^Fe(OH)3(胶体)+3H'

2

②遇HCO「、C03\AI02\CIO一等离子时，水解完全。

3+

如Fe+3HC0；=Fe(OH)31+3C02T。

③将FeC%溶液蒸干并灼烧，得FezOs。

④在pH24时，它就形成Fe(OH)3而沉淀完全。

⑵较强的氧化性：

①Fe"的氧化性在金属阳离子中是比较强的,其氧化性：

+2+2+3+

H<CU<Fe<Ag；12<Fe<Br2

②Fe”表现氧化性的反应有：

Fe>.Fa1、/(咖)等)Fen

⑶特征络合反应：Fe"+3SCN-=Fe(SCN)3显红色。

3+3+

Fe+6C6H50H=[Fe(C6H50)6]+6H,显紫色。

•制Fe(OH)2白色沉淀:

FeSH)?极易被氧化，溶解在水中少量的。2都能将它氧化成Fe(0H)3,所以按一

般强碱与弱酸盐反应制弱碱的操作很难得到Fe(0H)2白色沉淀。要制得FeSH)?白

色沉淀必须用加热煮沸过的蒸馅水(以减少溶解在水中的。2)临时配制的FeSO,溶

液，最好在溶液中再滴几滴植物油以避免FeSO,溶液与空气接触，准备加入的NaOH

溶液也要先加热煮沸，加入NaOH溶液时应将滴管尖嘴伸入FeS()4溶液的试管底部

再挤出NaOH溶液。

五.铜及其化合物

1.铜

⑴原子结构：铜元素位于元素周期表第4周期IB族，过渡元索。

原子结构示意图：//〃；常见价态+1和+2价。

⑵物理性质：紫红色光泽，熔点1083.4℃,沸点为2567℃,有良好延展性，

是电和热的良导体。

(3)化学性质：

①与非金属单质2Cu+［)2A2Cu0(黑色)；2CU+S^=CU2S;CU+C12^=CuC12

②与酸反应：与非氧化性酸反应(稀盐酸、稀硫酸)不反应。

CU+2H2S04(#)^CuS04+S021+2H20;CU+4HN03(;<)=CU(N03)2+2N02T+2H20;

3CU+8HN03(0)=3Cu(N03)2+2N0T+4H20;

③盐溶液：Cu+2AgN03=2Ag+Cu(N03)2;Cu+2FeCI3=CuCI2+2FeCI2

④在潮湿空气中生成铜绿：2CU+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2C03

2.铜的化合物

⑴铜的氧化物［CuO］

CUO+2HCI=CUCI2+H,O：H2+CUO=AJCU+H2O;C+2Cu0=A32Cu+C02T

(2)铜的氢的化物［Cu(OH)2］：蓝色难溶于水。

Cu(OH)2+2HCI=CUCI2+2H20;CU(OH)2=AJCUO+H2O;

CH3CH0+2CU(OH)2^>Cu201+CH3C00H+2H20

⑶硫酸铜[CuS04]

CuS04+2Na0H=Cu(OH)21+Na2S04;CuS04+Fe=Cu+FeS04;

CuS04-SH^^uSO^SH^(蓝色粉末变为白色粉末)；CUS04+5H20=CUS04矶0

(白色粉末变成蓝色，常用来检验水的存在)。

3.铜及其化合物间的相互转化

六.金属规律小结：

金属活动顺序表及应用（重点：钠、镁、铝、铁、铜的性质及强弱比较）

Cu

金属活动顺MgAl

KCaNaFeSnPb(H)HgPtAu

序Zn

Ag

原子失电子

由大到小，还原性由强到弱

能力

离子得电子

由小到大，氧化性由弱到强

能力

加

执

苞•'日

rp/SSL时

常温易被不能

和氧气反应能被常温干燥空气中不易被氧化能

氧化氧化

氧化被

氧

化

剧烈反应与热

高温与水蒸气反应生成金属不跟水反

和水反应得强碱和水慢

氧化物和H应

反应2

H2