1、第三章 金属及其化合物第一节：金属化学性质： 一、金属与氧气反应（钠、镁、铝）二、金属与水反应（钠与水、铁与水）三、铝与氢氧化钠反应；第二节：几种重要的金属化合物：一、氧化物（MgO、CuO、Fe 2O3、Al 2O3）二、氢氧化物（Fe(OH) 3、Fe(OH) 2、Al(OH) 3、 ）三、盐（NaCO 3 与 NaHCO3、Fe 3+的氧化性）四、焰色反应第三节：用途广泛的金属材料 ：一、常见合金的重要应用（铜合金、钢）二、正确选用金属材料。一、钠及重要化合物之间的转化关系1、(1)与氧气反应：4Na+O 2=2Na2O 2Na+O2 Na2O2 (淡黄色)(2)钠与水的反应 ： N H
2、 O=N OHH 2、氧化钠与过氧化钠：Na2O+H2O=2NaOH Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 2Na 2O2+2CO2=2Na2CO3+O23、（1）碳酸钠和碳酸氢钠在水中的溶解性：Na 2CO3 NaHCO 3（2）受热分解 （碳酸钠较稳定，碳酸氢钠受热不稳定：）2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H 2O（3）与盐酸反应：Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H 2ONaHCO3 + HCl = NaCl + CO2 + H 2O例题例 1、用 1L1.0mol/LNaOH 溶液吸收 0.8molCO2,所以溶
3、液中的 CO32-，HCO 3-的物质的量浓度之比为_。分析提示：Na +在反应后转化为 Na2CO3及 NaHCO3这两种形式的物质，C 原子在反应后进入 CO32-及 HCO3-中，设 =xmol =ymol，据 Na+守恒有：2x+y=1.0mol/L1L 据 C 守恒有：x+y=0.8mol 答案：1：3例 2 200时， 11.6g CO2 和水蒸气的混合气体与足量的 Na2O2 充分反应，反应后固体的质量增加了 3.6g。则原混合气体的平均式量为A5.8 B11.6 C23.2 D46.4分析：此题可以有多种解法，这里介绍三种，同学们可以通过比较，找出规律，理智地采用最佳方法求出答
4、案。解法一：差量法设原混合气体中含 CO2 和 H2O 物质的量分别为 x、y2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 固体质量增加782g 2mol 1062g (212156)gx 28x2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 固体质量增加782g 2mol 404g 4gy 2ymolxx4.016.1843解 得则混合气的平均式量为：故选 C20M解法二：平均值法由方程式：2CO 2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3 + O2 和 2H2O + 2Na2O2 = 4NaOH + O2可知，固体增加的质量 ，应是 之值，即：m()增 )()(H)(Cm的
5、 总 和 减 去与所以，)()(O)(H)(CO222 增增OHco)(O222 这样， g86.3.1)(2则 O2 物质的量 0.25mol/ln)(O2又由于 所以混合气总物质的量1)(C)(H)( 222222oCOHnn因此混合气体的平均式量 3.0.516解法三：估算法CO2 的式量为 44，水蒸气的式量为 18，因此两种气体的混合物的平均式量必介于二者之间，故应选 C。小结：由上可见，在解计算选择题时墨守成规的用通常方法即差量法往往麻烦费时，显然在此采用估算法是最简便的方法。练习1、金属钠露置在空气中，在其表面不可能生成的物质是 DANa 2O BNaOH CNa 2CO3 DN
6、aCl2、下列各组中的两物质作用时，反应条件或反应物用量的改变，对生成物没有影响的是 AANa 2O2 与 CO2 BNa 与 O2CNaOH 与 CO2 D碳与 O23、用于呼吸用具上和潜水艇中作为氧气的来源的物质是 AANa 2O2 BNaHCO 3 CSO 3(固) DKMnO 44、关于 Na2CO3 和 NaHCO3 性质的有关叙述正确的是 BCA在水中溶解性：Na 2CO3NaHCO3C与酸反应的速度：Na 2CO3NaHCO3DNa 2CO3 不能转化成 NaHCO3，而 NaHCO3 能转化为 Na2CO35、金属钠引起的火灾，可用下列哪种物质或方法灭火 DA. 泡沫灭火器 B
7、. 干粉灭火器 C. 水 D. 细沙6、将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物 27.4 g，加热到质量不再变化时剩余物质质量 21.2 g。再另取原试样 27.4 g 加入某浓度盐酸 100 mL 恰好完全反应。(1) 求混合物中 Na2CO3 和 NaHCO3 各为多少克？ 10.6 g、16.8 g(2) 计算盐酸的物质的量浓度。c(HCl)4 mol/L (3) 加入盐酸后，一共能产生标准状况下 CO2 的体积。V (CO2)6.72 L二、铝及重要化合物之间的转化关系1、Al 既可与酸反应，又可与碱反应铝是一种金属元素，具有两性，铝单质既能和酸反应生成铝盐，又能和碱反应生成偏铝酸盐。(1) Al
8、 与酸反应：2Al6H +=2Al3+3H 2(2) Al 与碱反应：2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2反应过程： 2Al6H 2O=2Al(OH)33H 2(用 NaOH 去膜后的 Al 发生此反应)Al(OH)3NaOH=NaAlO 22H 2O，二式加和得总反应式。2、氧化铝的两性：Al 2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O3、氢氧化铝（1）制取Al2(SO4)3+6NH3H2O=2Al(OH)3+3(NH 4)2SO4Al3+3 NH3H2O=Al(OH)3+3NH 4+（2）Al(OH) 3的两性：Al(OH) 3+
9、3HCl=AlCl3+3H2O Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O（3）Al(OH) 3不稳定： 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O 例题例 1、由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成化合物 10g，与足量的盐酸反应产生的氢气在标况下为 11.2L。则化合物中一定含有的金属是A. 锌 B. 铁 C. 铝 D. 镁解析：根据锌、铁、铝、镁四种金属与盐酸反应的方程式可知生成 11.2L 氢气需要各金属的质量分别为：锌 32.5g、铁 28g、铝 9g、镁 12g。由此可得出化合物中一定含有铝。 答案选：C例 2在 0.2mol/L 的 AlCl3溶液 100mL 中，如果要得到 1
10、.17g 沉淀，则需加入-0.5mol/L 的 NaOH 溶液多少毫升？解法一：AlCl 3与 NaOH 反应时，当 AlCl3过量时，只生成 Al（OH） 3，当 NaOH过量时，Al（OH） 3沉淀又会部分溶解，所以，此题应有两种结果。（1）当 AlCl3过量时，设需加入 xmolNaOH 溶液才能得到 1.17gAl（OH） 3沉淀。-Al 3+3OH-Al（OH） 3-3mol -1mol-解之得：x=90mL（2）当 NaOH 过量时，设需加入 ymLNaOH 溶液才能得到 1.17gAl（OH） 3沉淀。-Al 3+-+ 3OH-Al（OH） 3-1mol 3mol -1mol0.
11、15 0.153 -Al 3+-+-4OH-AlO 2-+2H20-1mol 4mol-0.20.1-0.015=0.005 0.0054-（解法二：此题可用图象法会更直观，请同学们自己课下分析）练习1能说明钠、镁、铝的金属性依次减弱的是 BD A钠、镁、铝的化合价依次升高B钠、镁、铝元素形成的氢氧化物碱性依次减弱C钠、镁、铝分别与酸反应时，其原子失去电子的数目依次增加D钠遇冷水剧烈反应，镁与沸水有明显反应，铝与沸水也很难反应2在相同条件下，将镁、铝分别投入质量相等且足量的稀硫酸中，反应结束后，两溶液的质量仍相等，则镁和铝的关系是 D A质量比 1 1 B物质的量之比 11C质量比 129 D
12、质量比 32333用含少量镁的铝片制取纯净的 Al(OH)3，可能有的步骤为： 加盐酸溶解；加苛性钠溶液；过滤；通入过量 CO2；加过量纯碱溶液。实验操作最合理的组合及顺序是 BA B C D4将 NaOH 溶液逐滴加入用盐酸酸化了的 AlCl3 溶液中，若用 y 轴表示 Al(OH)3 沉淀量，x 轴表示 NaOH 溶液的体积，下列图象正确的是 D 5、.除去镁粉中混有的少量铝粉，可选用的溶液是 DA. 盐酸 B. 硫酸 C. 氨水 D. 氢氧化钾6、镁铝合金 3g，与 100mL 5mol/L 盐酸完全反应，生成 H23.36L(标准状况) ，试计算在反应后的溶液中应加入多少 mL 5mo
13、l/LNaOH 溶液才能得到纯净的 Mg(OH)2 沉淀？113.3mL7、将一定量的镁铝合金投入 100mL 一定物质的量的盐酸中，合金全部溶解，向所得溶液中滴加 5mol/L 的 NaOH 溶液至过量，生成的沉淀质量与加入 NaOH 溶液的体积的关系如图所示。由图中的数据计算：（1）原合金中镁和铝的质量；（2）盐酸的物质的量浓度。m(Mg)4.8 g， m(Al)2.7 g。 8 mol/L 三、铁及其重要化合物转化关系1关于 Fe 的三种氧化物比较： FeO Fe2O3 Fe3O4俗名 铁红 磁性氧化铁与 HCl 反应FeO+2H+=Fe2+H2OFe2O3+6H+=2Fe3+3H2OF
14、e3O4+8H+=Fe2+2Fe3+4H2O2关于 Fe 元素的两种氢氧化物Fe(OH)2 Fe(OH)3颜色 白 灰绿 红褐色 4Fe(OH)2+O2+6H2O= 4Fe(OH)3(不稳定) （较稳定）化学性质Fe(OH) 2+2H+=Fe2+2H2O Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O思考：用可溶性碱分别与 Fe2+、Fe 3+反应可制得 Fe(OH)2 和 Fe(OH)3。实际操作时有何不？通过哪些方法可避免生成 Fe(OH)2 中会有 Fe(OH)3？提示：关键在于无孔不入的 O2 及 Fe3+存在。驱氧法：如用同煮沸过的 NaOH 溶液隔氧法：如用长滴管吸取 NaOH 溶液后插
15、入亚铁盐溶液面下加入；又如在液面上加某些合适的有机溶剂液封。还原法：在 FeSO4 溶液中加入 Fe 钉，或者用 Fe 与稀 H2SO4 反应新制的 FeSO4 溶液，生成的 H2 又可驱赶 O2.3、Fe 2+和 Fe3+鉴别Fe2+ Fe3+水溶液颜色 浅绿 棕黄加入 NaOHFe2+2OH=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3白 灰绿 红褐色Fe3+3OH=Fe(OH)3（红褐色）加入 KSCN Fe2+2SCN=Fe(SCN)2无色Fe3+3SCN=Fe(SCN)3血红色通入 Cl2 2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl4、Fe 2+和 Fe3+相互转化：编织
16、知识网络写化学方程式：例题例 1、 要证明某溶液中不含 Fe3+而可能含有 Fe2+进行如下实验操作时最佳顺序为 加入足量氯水 加入足量 KMnO4溶液 加入少量 NH4SCN 溶液A. B. C. D. 思路分析：加入 NH4SCN 证明无 Fe3+，再加 Cl2水,如有 Fe2+则可被氧化为 Fe3+而使 NH4SCN 变红色。KMnO 4也能氧化 Fe2+，但 KMnO4本身为紫色，使 Fe3+和 NH4SCN 显色不易观察。解答：C例 2 、下列物质反应后一定有+3 价铁生成的是（ ）过量的 Fe 与 Cl2反应；Fe 与过量稀 H2SO4反应后，再向其中加 KNO3；Fe(NO 3)
17、2溶液中加少量盐酸；Fe 和 Fe2O3的混合物溶于盐酸中。（A）只有 （B）只有 （C）只有 （D）全部分析 ： 本题涉及 0 价铁变为+3 价铁、+2 价铁变为+3 价铁及+3 价铁变为+2 价铁，应从氧化剂的强弱、反应条件及反应物间的相对量进行分析。中的 Cl2氧化性强，它能将铁氧化为+3 价，由于不是在溶液中反应，因此过量的铁不会将氯化铁还原。中 Fe 与稀 H2SO4反应只能生成 Fe2+，但要注意，由于稀 H2SO4过量，加入 KNO3后，H+、 NO 3 能将 Fe2+氧化成 Fe3+。从表面上看不会发生复分解反应，实际上也发生了 Fe2+被 H+和 NO3 氧化的反应。中首先发
18、生 Fe 与盐酸生成 FeCl2、Fe 2O3与盐酸生成 FeCl3的反应，但题中未给出反应物间相对量的关系，若铁是足量的，则能将生成的 FeCl3全部还原为 FeCl2。解答：（C）点拨 铁的 0 价、+2 价、+3 价在一定条件下均可相互转化，在分析具体问题时，应善于抓住转化的条件，挖掘出隐含的反应。例 3、 某溶液中有 NH4+、Mg 2+、Fe 2+和 Al3+四种离子，若向其中加入过量的 NaOH 溶液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是（ ）A. NH 4+ B.Mg2+ C.Fe2+ D.Al3+ 思路分析：以上四种阳离子均能与 NaOH 反应，生成的产物又都能
19、与盐酸作用。是否能恢复到原状况，分析时请特别注意操作。如果未“微热”，则：NH4+ NH3H2O NH4 , NH4 的量并不减少。如果不“搅拌”或隔绝空气的条件下：Fe 2+ Fe(OH)2 Fe2+ , Fe2+也不会减少。正因为“微热并搅拌”，使 NH3H2O NH3，Fe(OH) 2 Fe(OH)3 Fe3+，从而使 NH4+、Fe 2+的量减少。解答：A、C练习 1将铁片投入到下列溶液中不放出气体，并且铁片质量减轻的是 D（A）CuSO 4 （B）H 2SO4 （C）AgNO 3 （D ） FeCl32红热的铁与水蒸气作用，生成氢气和 C（A）氧化亚铁 （B）氧化铁 （C）四氧化三铁
20、 （D）氢氧化铁3下列物质中，不呈黑色的是 BC（A）Fe 3O4 （B）Fe 2O3 （C）Fe(OH) 3 （D ）FeO4将铁的化合物溶于盐酸，滴加 KSCN 溶液不发生颜色变化，再加入适量氯水，溶液立即呈红色。该化合物是下列物质中 D（A）Fe 2O3 （B）FeCl 3 （C）Fe 2(SO4)3 （D ）FeO5在 1LFe2(SO4)3 和 CuSO4 的混合溶液中加入过量铁粉 20g，最后得到 1L0.5mol/L 的FeSO4 溶液和 16g 固体沉淀物。求原混合液中 Fe2(SO4)3 和 CuSO4 的物质的量的浓度。Fe2(SO4)3：0.1mol/L，CuSO 4：0.2mol/L
