高三化学总复习——金属及其化合物.doc

1、1高三化学总复习金属及其化合物 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 I A 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O2 4Na+O22Na 2OO2+2Na Na2O24Al+3O2 2Al2O3 3Fe+2O2 Fe3O42Cu+O2 2CuOCl22Na+Cl2

2、2NaCl2Al+3Cl2 2AlCl32Fe+3Cl2 2FeCl3Cu+Cl2 CuCl2与非金属单质 S 2Na+S Na2S 2Al+3S Al2S3 Fe+S FeS 2Cu+S 2Cu2SH2O 2Na+2H2O=2NaOH+H22Al+6H2O 2Al(OH)3+3H23Fe+4H2O Fe3O4+4H2不反应HCl 溶液2Na+2HCl2NaCl+H22Al+6HCl2AlCl 3+3H2Fe+2HClFeCl 2+H2不反应NaOH 溶液与水反应 2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2不反应 不反应CuSO4溶液 2Na+2H2O+CuSO4Na2SO4+Cu(O

3、H)2+H2较复杂 较复杂 不反应制备 2NaCl 2Na+Cl22Al2O3 4Al+3O2Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2CuO+CO Cu+CO2二钠及其化合物1钠钠的物理性质状态 颜色 硬度 密度 熔点 导电、导热性固体 银白色较小(比水大）较小(比水小） 较低（用酒精灯加热，很快熔化）是电和热的良导体3钠的化学性质钠与非金属单质的反应A：与氧气：4Na+O 22Na 2O(变暗)；O 2+2Na Na2O2(燃烧生成淡黄色固体)B：与氯气：2Na+Cl 2 2NaCl；C：与 S：2Na+S Na2S钠与水的反应（水中先滴入酚酞）2Na+2H 2O=2NaOH+H2现象概述 现象

4、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熔 融化成银白色小球钠的熔点较低，且该反应放出大量热响 发出咝咝的响声 钠与水反应剧烈红 溶液由无色变为红色 生成了碱性物质钠与酸的反应：2Na+2H +2Na +H2钠与盐溶液的反应：2Na+2H 2O+CuSO4Na 2SO4+Cu(OH)2+H 2；6Na+6H 2O+2FeCl36NaCl+2Fe(OH)43+3H 2Na 可与某些有机物反应： 2CH 3COOH+2Na2CH 3COONa+H2；2CH 3CH2OH+2Na2CH 3CH2ONa+H2；2C 6H5OH+2Na2C 6H5ONa+H2；钠的保存通常

5、钠保存在煤油中，原因是钠极易与空气中的 O2、水蒸气反应；钠不与煤油反应；钠的密度比煤油大，沉于底部。注意：钠保存在煤油中，而不能保存在汽油、CCl 4中，因汽油易挥发，CCl 4的密度比钠的密度大，起不到隔离 O2和 H2O 的作用。钠的用途：冶炼金属：TiCl 4+4Na Ti+4NaCl；钠钾合金，作原子反应堆的导热剂；在电光源上，用钠制高压钠灯。2钠的重要化合物Na 2O、Na 2O2和 NaOH名称和化学式氧化钠（Na 2O） 过氧化钠（Na 2O2） 氢氧化钠（NaOH）颜色和状态 白色固体 淡黄色固体 无色固体5类别 碱性氧化物离子化合物过氧化物离子化合物碱离子化合物电子式 Na

6、+ Na+ Na+ 2-Na+ Na+ 氧元素化合价-2 -1 -2化学键 离子键 离子键非极性键离子键极性键稳定性 不稳定 比 Na2O 稳定 稳定与水反应 Na2O+H2O2NaOH 2Na2O2+2H2O4NaOH+O 2不反应与酸反应 Na2O+2HCl2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl4NaCl+O22H 2ONaOH+HClNaCl+H 2O与酸酐反应 Na2O+CO2Na 2CO3 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O22NaOH+CO2Na 2CO3+H2ONaOH+CO2NaHCO 3与盐溶液反应Na2O+2NaHSO42Na2SO4+H2ONa2O+H2O+Cu

7、SO4C2Na2O2+4NaHSO44Na 2SO4+O2+2H 2O2Na2O2+H2O+CuSO4NaOH+NaHSO4Na 2SO4+H2O2NaOH+CuSO4Cu(OH6u(OH)2+Na 2SO4 Cu(OH)2+2Na 2SO4+O2 )2+Na 2SO4用途 制氢氧化钠 漂白剂、供氧剂、氧化剂化工原料、制纸浆、肥皂知识拓展：Na 2O2的强氧化性：能氧化 SO2、FeCl 2、H 2S、Na 2SO3、等，因强氧化性而使品红溶液褪色。Na 2CO3和 NaHCO3名称和化学式碳酸钠（Na 2CO3） 碳酸氢钠（NaHCO 3）俗名 纯碱、苏打 小苏打颜色和状态 白色晶体 白色粉

8、末水中溶解性 易溶 易溶（比 Na2CO3溶解度小）热稳定性 稳定 不稳定：2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H 2O与酸反应 CO32 +H+HCO 3HCO3 +H+H 2O+CO2HCO3 +H+CO 2+H 2O7与某些碱反应Ba(OH)2+Na2CO3BaCO 3+2NaOHNaHCO3+Ca(OH)2CaCO 3+NaOH+H 2O2NaHCO3+Ca(OH)2CaCO 3+Na 2CO3+2H2O与某些盐反应BaCl2+Na2CO3BaCO 3+2NaClNaHCO3+NaHSO4Na 2SO4+H2O+CO2与 CO2反应 Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO 3 不反

9、应相互转化Na2CO3 NaHCO3制法 NaOH+CO2NaHCO 32NaHCO3 2Na2CO3+H2O+CO2NaOH+CO2NaHCO 3鉴别 加酸产生 CO2加热难分解加酸产生 CO2较 Na2CO3快加热分解出 CO2用途 制玻璃、肥皂、造纸、纺织发酵粉、治胃酸过多知识拓展：钠在露置于空气中的变化过程：NaNa 2ONaOHNaOH(aq) Na 2CO310H2ONa 2CO38银白色变暗白色固体溶液白色块状白色粉末碳酸钠与盐酸的反应：若将盐酸逐滴缓慢滴加到碳酸钠溶液中：H+CO32 =HCO3 ；HCO 3 +H+=H2O+CO2。现象：开始无气体生成，滴加到一定量后出现气体

10、。若将碳酸钠逐滴缓慢滴加到盐酸中：2H +CO32 H 2O+CO2。现象：立即出现气泡。（常用来相互鉴别）钠及其化合物间的相互转化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） 铷（Rb） 铯（Cs）原子序数 3 11 19 37 559原子结构结构简图电子式 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 个电子不同点 原子核外电子层数不同，依次增多原子半径 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 依次递增结构阳离子氧化性依次递减颜色和状态 银白色固体密度 0534g/cm 3 0.

11、97g/cm3 0.86g/cm31.523g/cm31.879g/cm3物理性质熔点 依次递减10沸点 依次递减跟氧气反应4Li+O22Li 2O4Na+O22Na2O2Na+O2 Na2O22K+O2K 2O2K+O2 KO2Rb+O2RbO2Cs+O2 CsO2跟卤素反应 2M+X22MX（M、X 2分别表示碱金属、卤素）跟硫反应 2M+SM 2S与水反应 2M+2H2O2MOH+H 2 反应剧烈程度：LiNaKRbCs与酸反应 2M+2H+2M +H2与盐溶液反应（CuSO 4）化学性质制法 2MCl 2M+Cl2（K：Na+KCl K+NaCl）知识拓展：碱金属的特殊性：Na、K 需

12、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。碱金属中，从 LiCs，密度呈增大的趋势，但 (K) (Na)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。11三镁、铝及其化合物1镁与铝原子结构及物理性质镁 铝在周期表中位置 第 3 周期 第A 族 第 3 周期 第A 族原子结构示意图色态 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 较小但大于镁镁铝的化学性质项目 Mg Al与非金属 O2方程式2Mg+O2 2MgO 4Al+3O2 2Al2O312现象 剧烈反应、耀眼白光、放出大量热S Mg+

13、S MgS 2Al+3S Al2S3反应N2 3Mg+N2 Mg3N2方程式 Mg+2H2O Mg(OH)2+H2 2Al+6H2O2Al(OH) 3+3H 2与 H2O现象 冷水慢，沸水快一般不反应，只有氧化膜被破坏后反应与酸反应 Mg+2H+=Mg2+H22Al+6H+2Al 3+3H2(常温下，在浓 H2SO4、浓 HNO3中钝化)与 NaOH 溶液2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO 2+3H2与某些氧化物 2Mg+CO2 2MgO+C 2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3主要用途镁合金汽车、飞机制造、照明弹等铝合金汽车、船舶、飞机制造、防锈油漆、导线、电缆等工业制备 MgCl2

14、 Mg+Cl2 2Al2O3 4Al+3O22镁和铝氧化物的对比氧化物 MgO Al2O313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H2OMgO+H2OMg(OH) 2(反应缓慢进行)不溶解也不反应酸液 MgO+2H+Mg 2+H2O Al2O3+6H+ 2Al3+3H2O化学性质NaOH 溶液不溶解也不反应 Al2O3+2NaOH2NaAlO 2+H2O重要用途 制造耐火、耐高温材料制造耐火、耐高温器材，冶炼铝3镁和铝的氢氧化物氢氧化物 Mg(OH)2 Al(OH)3属类 碱 两性氢氧化物色态 白色固体 白色固体溶解性 难溶 难溶电离方程式 Mg(OH)2 Mg

15、2+2OHH2O+AlO2 +H+ Al(OH)3 Al3+3OH14与 HCl 等酸溶液Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O(可溶于 NH4Cl 等强酸弱碱盐)Al(OH)3+3HCl = AlCl3+3H2O与 NaOH 溶液 不反应 Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O热不稳定性 Mg(OH)2 MgO+H2O 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O实验室制法可溶性镁盐加 NaOH 溶液 Mg2+2OH- Mg(OH)2可溶性铝盐加氨水Al3+3NH3H2OAl(OH) 3+3NH +4 4铝及其化合物间相互转化、铝三角及相关图象 实验操作 实验现象 图象 离子方程

16、式向可溶性铝盐溶液中滴加NaOH 溶液至过量先生成沉淀又溶解Al3+3OH-Al(OH)3；Al(OH) 3OH -AlO 2-2H 2O 15向可溶性铝盐溶液中滴加稀氨水至过量出现白色沉淀Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH 4向 NaOH 溶液中滴加可溶性铝盐溶液至过量开始无明显变化，一段时间后出现沉淀Al3+4OH-=AlO2-+2H2O；3AlO2-+Al3+6H2O4Al(OH)3 向可溶性偏铝酸盐溶液中滴加盐酸至过量先沉淀又溶解H+AlO2-+H2O = Al(OH)3；Al(OH)3 +3H+=Al3+3H2O 向可溶性偏铝酸盐溶液中逐渐通入 CO2气体至过量先无明显变化

17、，后出现沉淀AlO-2+2H2O+CO2(过量) =Al(OH)3+HCO -32AlO2-+3H2O+CO2(少量) =Al(OH)3+CO 2-3 向盐酸中滴加可溶性偏铝酸盐溶液至过量出现白色沉淀4 H+AlO2-=Al3+2H 2O；3AlO2-+Al3+6H2O4Al(OH) 3 16知识拓展：Al(OH 3)的两性：H 2O+AlO2 +H+ Al(OH)3 Al3+3OH酸式电离 碱式电离当向 Al(OH)3中加入酸溶液，平衡向碱式电离方向移动，使 Al(OH)3溶解。当向 Al(OH)3中加入强碱溶液时，平衡向酸式电离方向移动，使 Al(OH)3溶解。铝热反应及应用：2Al +

18、Fe 2O3 2Fe + Al2O3 ；4Al + 3MnO 2 3Mn + 2Al2O3 铝热剂铝粉和金属氧化物；助燃剂KClO 3；引燃剂镁条。铝热反应应用：焊接钢轨，冶炼熔点较高的金属如：钒、铬、锰等。既能与强酸又能与强碱反应的物质：金属单质：Al；两性氧化物：Al 2O3；两性氢氧化物 Al(OH)3；弱酸的酸式盐：NaHCO 3、NH 4HCO3等；弱酸铵盐：(NH 4)2CO3、(NH 4)2S 等。四铁及其化合物1铁铁的原子结构：位于第 4 周期族，是过渡元素。原子结构示意图： ；常见价态2，3 价。物理性质：纯铁为银白色有金属光泽，有延展性和导热性，能导电，能被磁17铁吸引，密

19、度 7.86g/cm3，熔点 1535，沸点 2750。化学性质：铁能与 Cl2、Br 2、O 2、I 2、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 H2O、Fe 3+、Cu 2+等反应。与铁生成3 价的有：Cl 2、Br 2、浓硫酸、硝酸等。与铁生成2 价的有：I 2、S、稀硫酸、盐酸、Fe 3+、Cu 2+等。与铁生成 Fe3O4的有：O 2、H 2O 等。2.铁的氧化物3.铁的氢氧化物4.亚铁和铁盐的鉴别 185铁三角知识拓展：Fe 3+的性质规律：水解性：Fe 3+半径小，所带电荷高，水解能力强。常温下，Fe 3+3H2O Fe(OH)3+3H+沸水中，Fe 3+

20、3H2O(沸水) Fe(OH)3(胶体)+3H +遇 HCO3-、CO 32-、AlO 2-、ClO -等离子时，水解完全。如 Fe3+3HCO3-Fe(OH) 3+3CO 2。将 FeCl3溶液蒸干并灼烧，得 Fe2O3。在 pH4 时，它就形成 Fe(OH)3而沉淀完全。19较强的氧化性：Fe 3+的氧化性在金属阳离子中是比较强的，其氧化性：H +Cu2+ Fe2+Ag+;I2 Fe3+Br2Fe 3+表现氧化性的反应有：特征络合反应：Fe 3+3SCN- Fe(SCN) 3显红色。Fe 3+6C6H5OHFe(C 6H5O)63-+6H+，显紫色。制 Fe(OH)2白色沉淀：Fe(OH)

21、 2极易被氧化，溶解在水中少量的 O2都能将它氧化成 Fe(OH)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(OH)2白色沉淀。要制得 Fe(OH)2白色沉淀必须用加热煮沸过的蒸馏水（以减少溶解在水中的 O2）临时配制的 FeSO4溶液，最好在溶液中再滴几滴植物油以避免 FeSO4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人 FeSO4溶液的试管底部再挤出 NaOH 溶液。五铜及其化合物1铜原子结构：铜元素位于元素周期表第 4 周期B 族，过渡元素。原子结构示意图： ；常见价态1 和2 价。20物理性质：紫红色光泽，熔点 1083

22、.4，沸点为 2567，有良好延展性，是电和热的良导体。化学性质：与非金属单质 2Cu+O2 2CuO(黑色)；2Cu+S Cu2S；Cu+Cl 2 CuCl2与酸反应：与非氧化性酸反应(稀盐酸、稀硫酸)不反应。Cu+2H 2SO4(稀) CuSO4+SO22H 2O；Cu+4HNO 3(浓) Cu(NO 3)2+2NO2+2H 2O；3Cu+8HNO 3(稀) 3Cu(NO 3)2+2NO+4H 2O；盐溶液：Cu+2AgNO 3=2Ag+Cu(NO3)2；Cu+2FeCl 3CuCl 2+2FeCl2在潮湿空气中生成铜绿：2Cu+O 2+H2O+CO2Cu 2(OH)2CO32铜的化合物铜

23、的氧化物CuOCuO+2HClCuCl 2+H2O；H 2+CuO Cu+H2O；C+2CuO 2Cu+CO2铜的氢氧化物Cu(OH) 2：蓝色难溶于水。Cu(OH) 2+2HClCuCl 2+2H2O；Cu(OH) 2 CuO+H2O；CH 3CHO+2Cu(OH)2 Cu2O+CH 3COOH+2H2O硫酸铜CuSO 4CuSO 4+2NaOHCu(OH) 2+Na 2SO4；CuSO 4+FeCu+FeSO 4；21CuSO 45H2O CuSO4+5H2O(蓝色粉末变为白色粉末)；CuSO 4+5H2O CuSO 45H2O（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

24、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）金属活动顺序K Ca NaMg Al ZnFe Sn Pb (H)Cu Hg AgPt Au原子失电子能力由大到小，还原性由强到弱离子得电子 由小到大，氧化性由弱到强22能力和氧气反应 常温易被氧化常温能被氧化常温干燥空气中不易被氧化加热时能被氧化不能氧化和水反应剧烈反应得强碱和H2与热水慢反应 高温与水蒸气反应生成金属氧化物和 H2不跟水反应不能置换稀酸中的氢和酸反应剧烈反应置换出氢能置换出酸（非氧化性酸）中的氢与氧化性酸反只溶于王水23应和强碱反应 仅 Al、Zn 能跟强碱水溶液反应和盐溶液反应先与水反应前面的金属从盐溶液中置换出后面的金属金属氧化物与水剧烈反应 弱 不溶于水，也不与水反应碱的热分解 不分解 受热分解 常温分解冶炼方法 熔融电解法 热还原法（高温用 CO、Al 等）热分解法物理方法在自然界中的存在形式只已化合态存在多以化合态，极少以只以游离态存在24游离态七合金1概念：由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。2性能：硬度比单一金属大；熔点比单一金属低；化学性质与单一成分不同；机械性能优于单一成分