第三章_金属及其化合物.ppt.ppt

1、第一节 金属的化学性质,第三章 金属及其化合物,1、物理性质：,（1）金属与氧气反应,（2）金属与酸的反应,（3）金属与一些盐溶液反应,Mg+盐酸,金属的通性：,有金属光泽、导热、导电、延展性,2、化学性质：,地壳中含量：,（养闺女贴）,氧、硅、铝、铁,钠,一、钠的物理性质,1、颜色：,2、硬度：,3、密度：,4、熔沸点：,银白色，有金属光泽(外皮淡黄),很软，可用刀切割,比水轻，比煤油重,0.97g/cm3,低,熔点97.810C,二、钠的化学性质,1、与O2的反应,（1）常温：,4Na + O2=2Na2O,（氧化钠,白色固体）,Na金属光泽变暗的原因,（2）加热：,（过氧化钠，淡黄色）,

2、熔化为光亮小球后燃烧，火焰呈黄色,-2,-1,Na2O-2Na+:1O2- Na2O2-2Na+:1O22-,失电子，做还原剂,结论：钠与O2反应,条件不同,现象不同,产物不同,2、与其它非金属的反应,现象：白烟,（烟:固体小颗粒 雾:液体小液滴),2Na+S=Na2S,在研钵中混合研磨爆炸,3、与H2O反应,（1）现象与原因：,浮：浮在水面（比水轻）,熔：熔化为光亮小球（反应放热，熔点低）,游：在水面四处游动（受力不均匀）,响：有“嘶嘶”的声音（有气体产生）,红：滴加酚酞溶液显红色（有碱生成）,思考：钠与水和煤油的混合物反应有何现象？,剩余的钠放回原瓶,（2）反应方程式：,2Na +2H2O

3、= 2NaOH+H2 ,2Na+2H2O =2Na+2OH- +H2,4、一小块钠露置空气中的变化,（与H2O中的H+反应）,Na,变暗潮湿白色晶体白色粉末,5、Na与酸、碱、盐溶液的反应,（1）与酸反应：,先与酸反应，过量再与H2O反应,2Na+2HCl=2NaCl+H22Na+2H2O=2NaOH+H2,（2）与碱溶液反应：,只与H2O反应,（3）与盐溶液反应：,先与水反应，产物再与盐反应,Na+CuSO4溶液,2Na +2H2O= 2NaOH+H2 ,2NaOH +CuSO4= Cu(OH)2+Na2SO4,2Na+2H2O+CuSO4=H2+ Cu(OH)2+Na2SO4,Na+饱和N

4、aCl溶液,思考：Na与CuSO4溶液反应后，为什么有时有 黑色沉淀产生？,反应放热， Cu(OH)2分解为CuO,H2 ，NaCl，NaOH, Na+NaHCO3溶液,H2 ，Na2CO3, Na+Ca(HCO3)2溶液,H2 CaCO3 ，Na2CO3,五、Na的存在、制法、保存和用途,1、存在：,只有化合态，主要NaCl,结构决定性质，性质决定存在、制法、保存和用途,2、制法：,3、保存：,隔绝空气和水,煤油或石蜡油中,（1）与试剂不反应不溶解 （2）沉在试剂下,4、用途：,（1）制取Na2O2、Na2O,（2）作原子反应堆的导热剂（Na-K合金，液态）,（3）冶炼稀有金属。钛、钼、铌等

5、（熔融）,（4）作高压钠灯（发黄光，透雾能力强）,六、有关Na与H2O反应的计算,1、Na与H2O反应后，溶质质量分数的计算,2.3g钠与97.8g水反应，求溶液中溶质的质量分数,2Na +2H2O= 2NaOH+H2 ,(NaOH)%=,Na -NaOH-H,23g 40g 1g,2.3g 4g 0.1g,(NaOH)%=,4g/(2.3g+97.8g-0.1g)100%=4%,溶质是NaOH,2、 Na与H2O反应后，Na+与H2O比例的计算,4.6g钠投入多少克水中，才能是Na+:H2O=1:10 ?,2Na +2H2O= 2NaOH+H2 ,2mol 2mol 2mol,0.2mol

6、0.2mol 0.2mol,NaOH-Na+-10H2O,0.2mol 0.2mol 2mol,m(H2O)=(0.2mol+2mol)18g/mol=39.6g,n(Na)=4.6g/23g/mol=0.2mol,Na-H2O-NaOH-Na+-10H2O,Na-11H2O,23g 198g,4.6g 39.6g,铝、 铁,一、金属与O2的反应,实验现象：,铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝不滴落,（1）常温下，Al与O2缓慢反应生成致密的保护膜,（2）Al2O3熔点远高于Al。,Al2O3可作耐火材料,Al的熔点660；Al2O3的熔点2050 ,1、Al与O2的反应,2、金属与O2反应小结：,

7、3、金属与O2反应规律：,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,常温易反应,常温缓慢反应,加热反应,加热不反应,二、金属与H2O的反应,1、Mg、Al与H2O的反应,2、Fe与H2O的反应,Fe与冷、热水均不反应，高温下能与水蒸气反应,如何设计实验并验证生成的气体？,水蒸气发生装置：,水蒸气与铁粉反应装置：,缺点：生成的气体混有大量水蒸气；气体无法收集； 很难达到高温条件。,能否用三只试管和水槽代替上面装置？,如何将装置优化？,开始先点燃酒精灯 防止铁粉氧化,结束先灭酒精喷灯 无高温反应停止,H2的检验：,3、金属与水的反应规律：,K Ca

8、Na Mg Al ZnFeSnPb（H） Cu Hg Ag Pt Au,冷水反应,热水反应,高温水蒸气反应,不反应,三、Al的特性-两性,1、与酸反应放出H2-表现金属性,2、与碱反应放出H2-表现非金属性,反应原理：,2Al2NaOH 2H2O 2NaAlO23H2 ,2Al6 H2O = 2 Al(OH)3 3H2 ,Al(OH)3NaOHNaAlO22H2O,NaOH,偏铝酸钠,2Al2NaOH 6H2O 2NaAlO23H2 4H2O,反应方程式：,2 Al + 2OH- + 2H2O = 2AlO2- + 3H2,还原剂：Al 氧化剂：,H2O,2Al2NaOH 6H2O 2NaAl

9、O23H2 + 4H2O,得61e-,失23e-,铝既能与酸反应放出H2 ，又能与碱反应放出H2 。,Al的两性主要体现在化学性质上,练习： 1、将等质量的Al分别投入足量的盐酸和NaOH 溶液中，产生的H2哪个多？,2、在能与Al反应产生H2的溶液中，一定能大量 共存的离子组是（ ） A、Na+、Cu2+、Cl-、NO3- B、Na+、Ba2+、HCO3-、Cl- C、K+、 Na+、CO32-、Cl- D、Na+、Ca2+、Cl-、NO3-,一样多,D,第二节 几种重要的金属化合物,盐,金属氢氧化物,金属氧化物,金属氧化物,1、多数氧化物不溶于水。Fe2O3 、CuO、 Al2O3等,2、

10、只有少数氧化物溶于水，能与水起反应生成可溶或微溶的碱。K2O 、 Na2O、 BaO 、 CaO 等,一、与水反应,二、 与酸反应,与酸起反应只生成盐和水的氧化物，叫碱性氧化物,与碱起反应只生成盐和水的氧化物，叫酸性氧化物,3、Na2O2的特性,（1）与H2O反应,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,氧化剂： 还原剂：,Na2O2,Na2O2,（2）与CO2反应,2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,Na2O2作呼吸面具或潜水艇的供氧剂,-反应放热,（CO2为主）,思考： CO2和H2O的混合气体与Na2O2反应时， 哪一个先反应？,CO2,Na2O2是金属氧化物，但不是碱性氧化

11、物,（3）与酸反应,2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2,（4）Na2O2的漂白性,Na2O2具有强氧化性，新产生的氧原子 能将有机物氧化而使其褪色,（5） Na2O2的稳定性大于Na2O,（6） Na2O2的保存：,干燥、密封、橡皮塞,（7） Na2O2和H2O、CO2反应后固体质量的变化,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,m=2H2,2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,m=2CO,练习： 1、将agH2充分燃烧后通入足量Na2O2，求固体 增加的质量？ 2、将agH2和CO的混合物充分燃烧后通入足量 Na2O2，求固体增加的质量？,a g,a g,4、Al2

12、O3的特性,与酸或碱反应都生成盐和水的氧化物叫两性氧化物,Al2O3 + 2OH- =2AlO2- + H2O,Al2O3 + 2NaOH=2NaAlO2+ H2O,Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O,Al2O3 + 6H+ = 2Al 3+ + 3H2O,（1）与强酸反应生成盐和水-碱性氧化物,（2）与强碱反应生成盐和水-酸性氧化物,如何除去Al表面的氧化膜？,砂纸、酸液、碱液,-两性氧化物,5、 金属氧化物的用途,（1）作为冶炼金属的原料,（2）氧化铁(Fe2O3)是一种红棕色的粉末（俗称,（3）氧化铝(Al2O3)是一种白色难熔的物质,（4）氧化亚铜(Cu2O)呈红

13、色,可以制造玻璃、,铁红），常用于制造红色油漆和涂料,是一种较好的耐火材料,搪瓷的红色颜料,Fe3O4：黑色固体，俗称磁性氧化铁,金属氢氧化物,一、Al(OH)3,1、 Al(OH)3的物理性质：,白色胶状沉淀，能吸附水中悬浮物、色素,2、 Al(OH)3的化学性质,（1） Al(OH)3的两性,Al(OH)3 + OH- =AlO2- + 2H2O,Al(OH)3 + NaOH=NaAlO2+ 2H2O,Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O,Al(OH)3 + 3H+ = Al 3+ + 3H2O,与强酸反应生成盐和水,与强碱反应生成盐和水,-碱性，三元碱,-两性氢氧化

14、物,Al(OH)3=H3AlO3,HAlO2（偏铝酸）,-酸性，一元酸,（2） Al(OH)3的受热分解：,3、 Al(OH)3的实验室制法,可溶性铝盐溶液与氨水反应,Al 3+ + 3NH3H2O = Al(OH)3 + 3NH4+,（2）治疗胃酸（HCl）过多：,4、 Al(OH)3的用途,（1）作净水剂：,白色胶状物，表面积大，吸附能力强， 吸附水中悬浮的杂质形成沉淀，使水澄清,Al(OH)3 + 3H+ = Al 3+ + 3H2O,对胃壁不产生强烈的刺激或腐蚀作用,可溶性碱换难溶性碱,5、铝三角：,+3H+,+OH-,+3OH-,+O2,加热,+6H+,+3H+,+2OH-,+OH-

15、,+H+H2O,6、铝盐与碱、偏铝酸盐与酸的反应,AlO2-与OH- 共存，与H+不共存,+4OH-,+4H+,Al3+与AlO2-不共存,Al3+ 与H+共存，与OH-不共存,Al3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3,1、向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液，和将 NaOH溶液逐滴加入AlCl3溶液中现象是否相同？,后者先无沉淀，后沉淀增多,后：Al3+3AlO2- +6H2O= 4Al(OH)3,Al3+ 3OH- = Al(OH)3,Al(OH)3 + OH- = AlO2- +2H2O,先：Al3+4OH- = AlO2- +2H2O,前者先有沉淀，后沉淀溶解,先：Al3+

16、3OH- = Al(OH)3,后：Al(OH)3 + OH- = AlO2- +2H2O,思考练习：,2、向100mL1mol/L的AlCl3溶液中逐滴加入500mL1mol/L的NaOH溶液，计算下列情况 消耗NaOH的体积： （1）沉淀量最大 （2）沉淀完全消失 （3）以纵坐标n(Al(OH)3)横坐标v(NaOH)作图 （4）沉淀量为0.05mol,300mL,Al3+-3OH-Al(OH)3-OH-AlO2-,0.1mol,0.3mol,0.1mol,0.1mol,400mL,150mL,或350mL,二、铁的氢氧化物,Fe3+3OH -= Fe(OH)3,1、Fe(OH)3,（1）制

17、取: （2）性质:,可溶性铁盐(黄色或棕黄色)和碱液反应,红褐色,不稳定，受热易分解,Fe2+2OH -= Fe(OH)2,4Fe(OH)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)3,2、Fe(OH)2,（1）制取:,可溶性亚铁盐(浅绿色)和碱溶液反应,白色,白色马上变成灰绿色，最后变成红褐色,不稳定，极易被空气中O2氧化,二元弱碱，与酸反应成亚铁盐,三元弱碱，与酸反应成铁盐,（2）现象：,（3）性质:,（4）实验处理：,滴管伸入液面下滴加碱液,参加反应的碱溶液加热赶走O2,加有机物苯、汽油作隔氧层,亚铁盐新制，用过量Fe粉防止氧化,思考: 1、 Fe(OH)2和 Fe(OH)3谁更稳定？ 2、 F

18、e(OH)2受热分解的产物是什么？,Fe(OH)3,Fe2O3,3、如何让Fe(OH)2受热分解得到FeO？,隔绝空气加热,（通入N2等保护气）,4、CO2、H2能否作上述反应的保护气？,CO2可以，H2不行,Fe+ 2Fe3+= 3Fe2+,盐,一、Na2CO3和NaHCO3,1、 在水中的溶解性及水溶液比较,正盐,酸式盐,白色粉末,白色晶体,纯碱或苏打,小苏打,易溶于水,溶于水,放热多,放热少,较强,弱,2、 Na2CO3和NaHCO3盐酸的反应,CO32-+2H+=H2O+CO2,HCO3- +H+=H2O+CO2,一开始没气泡产生,CO32- +H+=HCO3-,HCO3- +H+=H

19、2O+CO2,现象：有气泡产生,思考：等m(等n)的苏打和小苏打与分别足量盐酸 反应，消耗HCl和产生CO2哪个多？,等m：消耗HCl:Na2CO3多；产生CO2: NaHCO3多,等n：消耗HCl:Na2CO3多；产生CO2: 一样多, Na2CO3 稳定，受热不分解, NaHCO3不稳定，受热可分解,澄 清石灰水变浑浊,3、 Na2CO3和NaHCO3的热稳定性,热稳定性:,m(固),168g 106g,18g 44g,62g,Na2CO3和NaHCO3的混合物加热前后消耗HCl和产生CO2的量是否相同?,消耗HCl同,产生CO2减少,4、 Na2CO3 与NaHCO3 之间的相互转换,N

20、a2CO3,NaHCO3,CO2, H2O,加热（固体）,加NaOH溶液,Na2CO3+H2O+CO2 = 2NaHCO3,NaOH + NaHCO3 = Na2CO3 + H2O,5、 焰色反应,（1）定义：,某些金属及其化合物在灼烧时会使 火焰呈现特殊的颜色（物理变化）,含同一金属元素的物质焰色反应颜色相同， 不管是单质、化合物、固体或液体,（2）操作：,洗：,用稀盐酸清洗铂丝(无锈铁丝),烧：,将铂丝在火焰上灼烧至无色,除去氧化物,氯化物气化,蘸:,蘸取实验药品,烧:,在火焰上灼烧观察,洗-烧-蘸-烧,（3）钠、钾元素的焰色反应,Na、Na+-黄色 K、K+-紫色,蓝色钴玻璃,钴玻璃作用

21、：滤去黄光，排出Na+干扰,（4）用途：,制烟花焰火,鉴别Na+、K+,焰色反应,Li,Na,K,Ca,Sr,Ba,Cu,紫红色,黄色,紫色,砖红色,黄绿色,绿色,洋红色,1、组成和类别,电离：KAl(SO4)2= K+Al3+2SO42-,通常含结晶水，无色晶体，俗名叫明矾 KAl(SO4)212H2O或K2SO4Al2(SO4)324H2O,复盐：由两种金属离子和一种酸根离子组成的盐,2、性质和用途,复盐是纯净物，不是混合物,性质：溶液有K+、Al3+、SO42-的性质,用途：水溶液显酸性，通常用作净水剂,水解产生的胶状Al(OH)3 ，吸附能力强， 吸附水中悬浮的杂质形成沉淀，使水澄清。

22、,二、KAl(SO4)2,-硫酸铝钾,可溶性铝盐和铁盐均可作净水剂,三、铁盐和亚铁盐,1、铁盐和亚铁盐的对比：,浅绿色,棕黄色,白色灰绿红褐,红褐色沉淀,无明显现象,溶液变绿色,无明显现象,溶液变蓝色,不显红色,溶液显红色,KSCN：硫氰化钾,Fe3+3SCN- = Fe(SCN)3(红色),思考：可否用KSCN溶液来检验Fe2+?,先加KSCN溶液不变红，再加氯水溶液变红,Cl2+2Fe2+=2Fe3+2Cl-,氧化性 还原性,还原性,氧化性,2、铁 三 角,弱氧化剂,强氧化剂,弱还原剂,强还原剂,（1）Fe,Fe2+,Fe3+,强氧化剂(过量),强还原剂(过量),（2）氧化还原分步进行，注

23、意强氧化剂和强还原 剂的用量,Fe3+在溶液中与金属单质反应： Fe后面的金属： Fe前面的金属：,Fe在溶液中与少量强氧化剂反应成Fe2+,Fe在溶液中与过量强氧化剂反应成Fe3+,K、Ca、Na除外,少量、过量均为Fe2+,少量Fe2+，过量Fe,化学方程式课堂小测答案,1、金属钠与冷水反应,2、金属钠在空气中燃烧,3、金属钠与硫酸铜溶液反应,2Na+2H2O =2Na+2OH- +H2,还原剂,氧化剂,氧化产物,还原产物,2e-,2Na + O2= Na2O2,还原剂,氧化剂,氧化产物和还原产物,2e-,2Na+2H2O+Cu2+=H2+ Cu(OH)2+2Na+,还原剂,氧化剂,还原产

24、物,氧化产物,2e-,4、金属钠的工业制法,5、铁在氧气中燃烧,6、高温下铁粉与水蒸汽的反应,2Na+2Cl- =2Na + Cl2,熔融,通电,氧化剂,还原产物,氧化产物,还原剂,2e-,3Fe + 2O2 = Fe3O4,点燃,氧化剂,还原剂,氧化产物和还原产物,8e-,3Fe+4H2O(g) Fe3O4 + 4H2,氧化剂,还原剂,氧化产物,还原产物,8e-,7、铝与盐酸的反应,8、铝与氢氧化钠溶液的反应,9、氧化铝与盐酸的反应,10、氧化铝与氢氧化钠溶液的反应,2Al2OH- 6H2O 2AlO2-3H2 + 4H2O,2Al 6H+ 2Al3+ 3H2 ,氧化剂,还原剂,氧物,还物,

25、6e-,6e-,氧化剂,还原剂,氧物,还物,Al2O3 + 2OH- =2AlO2- + H2O,Al2O3 + 6H+ = 2Al 3+ + 3H2O,12、氢氧化铝与氢氧化钠溶液的反应,11、氢氧化铝与盐酸的反应,Al(OH)3 + OH- =AlO2- + 2H2O,Al(OH)3 + 3H+ = Al 3+ + 3H2O,13、氯化铝实验室制取氢氧化铝,14、过氧化钠与水反应,15、过氧化钠与二氧化碳反应,Al 3+ + 3NH3H2O = Al(OH)3 + 3NH4+,2Na2O2+2H2O = 4Na+ + 4OH- + O2,2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3 + O2

26、,2e-,氧化剂和还原剂,氧物,还物,氧化剂和还原剂,氧物,还物,2e-,16、过氧化钠与小苏打溶液的反应,17、向碳酸钠溶液中逐滴加入少量盐酸,18、向盐酸中加入少量碳酸钠溶液,19、向碳酸氢钠溶液中加入盐酸,20、除去固体苏打中的小苏打,2Na2O2+4HCO3- = 4Na+2H2O+4CO32-+O2,2e-,氧化剂和还原剂,氧物,还物,2H+ + CO32- = H2O+CO2,H+ + CO32- = HCO3-,HCO3- + H+ = H2O + CO2,21、除去碳酸氢钠溶液中少量的碳酸钠,22、除去碳酸钠溶液中少量的碳酸氢钠,23、氯化铝溶液加少量NaOH溶液,24、氯化铝

27、溶液加过量NaOH溶液,25、偏铝酸钠溶液加少量盐酸,26、偏铝酸钠溶液加过量盐酸,CO32- + H2O + CO2 = 2HCO3-,OH- + HCO3 - = CO32- + H2O,Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O,Al3+ + 3OH- = Al(OH)3,AlO2- + H+ + H2O = Al(OH)3,AlO2- + 4H+ = Al3+ + 2H2O,28、偏铝酸钠溶液通过量CO2,27、偏铝酸钠溶液通少量CO2,32、氯化亚铁溶液中加入NaOH溶液,29、偏铝酸钠溶液和氯化铝溶液混合,30、向碳酸氢钠溶液中加入NaOH溶液,31、氯化铁溶液中加入NaOH溶液,2AlO2- + CO2 + 3H2O = 2Al(OH)3+CO32-,AlO2- + CO2 + 2H2O = Al(OH)3+HCO3-,Al3+ + 3AlO2- + 6H2O = 4Al(OH)3,HCO3 - + OH- = CO32- + H2O,Fe3+3OH -= Fe(OH)3,Fe2+2OH -= Fe(OH)2,33、氢氧化亚铁在空气中变红褐色,34、氯化铁溶液中加入铁粉,35、氯化铁溶液中加入硫氰化钾,4Fe(OH)2 + O2+ 2H2O = 4Fe(OH)3,氧化剂,还原剂,氧化产物和还原产物,4e-,Fe