1、金属性质 1高中必会化学方程式大汇合（金属）2011-12-21一. 钠及其化合物（1）金属钠及其化合物：1、 金属钠与非金属反应（1）放置在空气中，会迅速被氧化而生成氧化钠：4Na+O 2=2Na2O， （空气中钠切面变暗）注意：金属钠、钾保存在煤油中，锂的密度小于煤油的密度，故不能在煤油中保存，保存于石蜡中） 钠在空气(或氧气)中燃烧：2Na+O 2 Na2O2(黄色火焰Na 2O2 是淡黄色粉末状固体)，以上反应说明 Na2O2 比 Na2O 稳定。 2Na2O+O2 2Na2O2 注意：阴阳离子个数比均为 1:2（2） 、在氯气中燃烧：2Na+Cl 2 NaCl(白烟)（3）2Na+S
2、=Na 2S（爆炸） 2、钠与水反应：2Na+2H 2O =2NaOH +H2 （浮、熔、游、嘶、红 若滴入酚酞） 2Na+2H2O=2Na+2OH +H23、钠与 CuSO4 溶液反应：2Na+2H 2O+CuSO4=Na2SO4 +Cu(OH)2+H2 4、钠是一种强还原剂，工业上用它还原金属钛、锆、铌等；反应如：4NaTiCl 4（熔融） Ti4NaCl ，另外钠和钾的合金在常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂；钠也可用于制高压钠灯。5、过氧化钠（不是碱性氧化物）：强氧化剂、供氧剂、漂白剂2Na2O2 + 2H2O=4NaOH + O2 （注意：1mol Na 2O2反应，电子转移 1mo
3、l，自身氧化还原。下同)2Na2O2 + 2CO2=2Na2CO3 + O2 Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2 + 4HCl=4NaCl + 2H2O + O2 2Na2O2+2H2O=4Na+4OH+O2Na2O+2HCl=2NaCl+H2O Na2O+2H+=2Na+H2O6、NaHCO 3（小苏打）金属性质 2(1)既能与酸反应，又能与碱反应：HCO3 +H+=CO2+H2O HCO3 +OH=CO32 +H2O(2)与石灰水反应石灰水不足： 2HCO3 +Ca2+2OH=CaCO3+2H2O+CO32石灰水过量： HCO3 +Ca2+OH =CaCO3+H2O(3) 制取 Na
4、HCO3 的方法: 减压低温蒸干 NaHCO3 溶液。NaHCO 3 遇热易分解，其水溶液加热更易分解，所以不可能采用常压下蒸发溶剂的方法制得 NaHCO3 晶体。往饱和 Na2CO3 溶液中通入 CO2，过滤得到晶体。Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 碱液不能用玻璃塞保存：SiO22NaOHNa 2SiO3H 2O 生成的Na2SiO3 使玻璃塞与瓶口粘结。8、工业制取纯碱（又名苏打）的方法：往饱和食盐水中依次通人足量的NH3、CO 2(氨碱法)，利用 NaHCO3 的溶解性小于 NH4HCO3 的溶解性原理，使 NaHCO3 从溶液中析出。：NH3+H2O+CO2=NH4HCO
5、3 NH4HCO3 +NaCl=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO29、Na 2CO3 与盐酸的互滴反应（1）向盐酸里逐渐滴加入 Na2CO3 溶液（酸过量）开始就有气体放出；CO32 +2H+=CO2+H2O (应选用甲基橙指示滴定终点)（2）向 Na2CO3 溶液里逐滴加入盐酸（开始时酸不足）开始无气体产生：HCl+Na2CO3=NaCl+NaHCO3（无气泡） （用酚酞做指示剂） HCl+NaHCO3=NaCl+CO2+H2O ( 用甲基橙做指示剂)11. 金属钠露置在空气中的变化过程：银白色金属钠二、镁及其化合物镁是一种轻金属，它的密度只有铝的密度的 2
6、3；另外，镁合金的强度高、机械性能好。这些特性使镁成为制造汽车、飞机、火箭的重要材料，从而获得“国防金属”的美誉。在冶金工业上，镁常用作还原剂和脱氧剂。金属性质 31镁跟非金属或氧化物反应1 常温下氧化生成氧化物保护层，具有抗腐蚀的性质。2 镁可以在 O2、N 2、CO 2 等气体中燃烧。2Mg+O2 2MgO CO2+2Mg 2MgO+C 3Mg+N2 Mg3N2 Mg+S MgS Mg+Cl2 MgCl2 Mg+Br2 MgBr2 Mg3N2+6H2O=Mg(OH)2+NH 3(隔绝空气，密封保存)3 镁与冷水反应很慢，在加热时反应加快。Mg2H 2OMg(OH) 2H 2 2镁跟酸的反应
7、与稀盐酸、稀硫酸等非氧化性酸发生置换反应。Mg2HClMgCl 2H 2 3镁与水解显酸性的盐溶液的反应：Mg2NH 4Cl MgCl 22NH 3H 24海水提镁：海水提镁，最基本的方法是往海水里加碱，得到氢氧化镁沉淀，将沉淀分离出来后再加入盐酸把它变成氯化镁；之后经过滤、干燥、电解，就可得到镁。反应原理是Mg2+2OH =Mg(OH)2，Mg(OH)22HCl=MgCl 22H 2O ， 金属性质 4MgCl2 Mg+Cl2或把从海水提取出食盐、KCl、Br 2 以后留下的母液浓缩，就得到卤块，主要成分是 MgCl26H2O，然后脱水 MgCl26H2O MgCl26H 2O，最后电解熔融
8、的氯化镁得镁。5 氧化镁白色粉末，高熔点(2800)，碱性氧化物，能与水缓慢作用，与酸反应。MgO2HCl MgCl 2H 2O MgOH 2O Mg(OH)26 氢氧化镁白色粉末，难溶于水，与 H+作用，与 NH4Cl 溶液作用，对热不稳定。Mg(OH)22HClMgCl 22H 2O Mg(OH)2 MgOH 2O三、铝及其化合物1铝：铝为银白色金属，熔点为 660.40C，沸点为 24670C 密度为2.7gcm-3,导电性仅次于银、铜和金。（1）铝跟非金属反应常温下，铝被空气里的氧气氧化，在表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属继续与氧气反应。铝在空气中强热：4Al3O 2 2A
9、l2O3（反应放出大量的热和耀眼的白光，因此铝可用于制造燃烧弹、信号弹、火箭推进剂等。铝与氮气在高温下反应：2AlN 2 2AlN ，铝容易和卤素反应，常温下和氯气激烈化合生成三氯化铝 2Al+3Cl2 2AlCl3；在溴中燃烧铝粉生成三溴化铝。在高温下也能金属性质 5和硫、氮气、碳直接化合成 Al2S3、AlN、Al 4C3(2000)。（2）铝与酸反应 与非氧化性强酸(稀硫酸、盐酸 )反应2Al6H + 2Al 3+3H 2 常温下，铝、铁遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化。 加热时，铝与热浓硫酸、浓硝酸反应：2Al6H 2SO4(浓) Al2(SO4)33SO 26H 2O铝与稀硝酸反应不产生 H
10、2（3）铝与强碱溶液反应2Al6H 2OAl(OH) 33H 2，Al(OH) 3NaOHNaAl(OH) 4。上述两个反应叠加得：2Al2NaOH6H 2O 2 NaAl(OH)43H 2 注意：氧化剂为水（5）铝与某些金属氧化物反应2AlFe 2O3 Al2O32Fe 这个反应称为铝热反应、铝粉和氧化铁粉末的混合物称为铝热剂，铝热反应可用于焊接钢轨，可用于冶炼Ni、Mn 、V 等难熔金属。如 10Al3V 2O5 5Al2O3 6V ，8Al3Co 3O4 4Al2O39Co ，8Al3Fe 3O4 4Al2O39Fe 等。2氧化铝氧化铝白色固体，高熔点(2045) ，难溶于水，是两性氧化
11、物（既能与酸反应生成盐和水，又能和碱反应时生成盐和水的氧化物） ，反应为Al2O36H +2Al 3+3H 2O，Al2O32OH +3 H2O2Al（ OH） 4 Al（OH） 4 也可写成AlO23氢氧化铝（1）氢氧化铝是几乎不溶于水的白色胶状物质，能凝聚水中的悬浮物，又能吸附色素，因此可用于水的净化。（2）氢氧化铝是两性氢氧化物（既能与酸反应生成盐和水，又能和碱反应时生成盐和水的氢氧化物） ，氢氧化铝具有两性，可用电离平衡移动的原理来解释：氢氧化铝的电离方程式可表示如下：AlOH3 Al3+3OH AlOH3H 2O AlO2 H +(碱式电离) (酸式电离) 其电离程度相当微弱，只有加
12、入强酸(或强碱) 时，大量的 H+(或 OH )才能破坏氢氧化铝的电离平衡，使平衡向右( 或左) 移动，生成铝盐(或四羟基合铝酸盐) ，所以氢氧化铝既能与酸反应，又能与碱反应 .当加入弱酸或弱碱时，因 H+或 OH 浓度太小，不能使上述平衡移动，因此 Al(OH)3 只溶于强酸或强碱，而不溶于弱酸或弱碱。反应为 AlOH33H +Al 3+3H 2O ，Al OH3OH AlO2 + 2H2O金属性质 6（3）氢氧化铝受热分解 2AlOH3 Al2O33H 2O（4）Al(OH) 3 的制备：用弱碱氨水与可溶性铝盐反应.Al3+3NH3H2O Al(OH)3+3NH4用可溶性四羟基合铝酸盐与
13、CO2 反应AlO2 +CO2 Al(OH)3+HCO3 （CO 2 过量）2 AlO2 +CO2 2Al(OH)3+CO32 H 2O（CO 2 少量）4硫酸铝（1）硫酸铝溶液呈酸性，硫酸铝的水解 Al3+3H 2O AlOH33H +（2）硫酸铝溶液与碳酸钠溶液混合，2Al 3 3CO 32 3H 2O2Al(OH)33CO 2（3）泡沫灭火器，一般盛有 1mol/LAl2(SO4)3 和 1mol/L NaHCO3 溶液，反应原理为Al3 3HCO 3 Al(OH) 33CO 25明矾明矾是含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐。化学式 KAl(SO4)212H2OKAl(SO4)212H2O
14、=K+Al 3 2SO 42 12H 2O，Al3 容易水解，生成胶状的氢氧化铝 Al(OH)3，Al3+3H2O Al(OH)3（胶体）+3H +，氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。所以，明矾是一种较好的净水剂。6铝土矿工业上用铝土矿(主要成分是 Al2O3H2O、Al 2O33H2O 以及少量Fe2O3、SiO 2 等 )提取纯 Al2O3 作冶炼铝的原料，提取的操作过程可用以下流程图表示7 “铝元素的化合物之间的转化关系”及其应用 制取 Al(OH)3：A1 3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+ 3 AlO2 +Al3+ =4Al(OH)
15、3 AlO2 +CO2 +H2O= Al(OH)3+HCO3金属性质 7离子共存问题：Al 3+与 OH 、S 2 、HS 、AlO 2 、CO 32 、HCO 3因双水解反应或生成沉淀而不能大量共存；AlO 2 与 H+、 NH4+、Al 3+、Fe 3+ 、HSO 32-HCO3 等不能大量共存。8镁、铝氢氧化物沉淀的图象 氢氧化铝沉淀量图象大致可以分为如图六类。图中纵坐标均为 Al(OH)3沉淀量，横坐标为加入试剂的体积(1)图为向 AlCl3 溶液中滴人 NaOH 溶液反应：AB 段：Al 3+3OH = Al(OH)3 ， BC 段：Al(OH) 3+OH = AlO2 +H2O(2
16、)图为向 NaOH 溶液中滴入 AlCl3 溶液反应 AB 段 Al3+ +4OH = AlO2 +2 H2OBC 段 3 AlO2 +Al3+ +6 H2O=4Al(OH)3 (3)图为向盐酸酸化了的 AlCl3 溶液中滴入 NaOH 溶液AB 段： OH +H+ = H2O BC 段：Al 3+3OH = Al(OH)3CD 段：Al(OH) 3+OH = AlO2 +H2O(4)图为向盐酸中加入 Na AlO2 溶液AB 段：AlO 2 +4H+= Al3+ +4H2O BC 段：3 AlO 2 +Al3+=4Al(OH)3 (5)图为向 NaAl（OH） 4溶液中加入盐酸AB 段：Al
17、O 2 +H+ = Al(OH)3+H2O BC 段： Al(OH)3+3H+ = Al3+ +3H2O(6)图为向 AlCl3 溶液中滴入 NaAl（OH） 4溶液AB 段：3Al（OH） 4 +Al3+ =4Al(OH)3 金属性质 8四、铁及其化合物的性质：与非金属反应：3Fe + 2O2 Fe3O4 :生成物不是红棕色 Fe2O3,而是黑色的磁性晶体Fe3O4， 此反应是一个剧烈的放热反应,生成熔融物,实验用的集气瓶要铺一层细沙或水。2Fe(过量)+O 2 2FeO2Fe + 3C12 2FeCl3 Fe+I2 FeI2 Fe + S FeS说明： 铁丝在氯气中燃烧时，生成棕黄色的烟，
18、加水振荡后，溶液显黄色铁跟氯气、硫反应时，分别生成3 价和2 价的铁，说明氧化性：氯气硫与水反应：a在常温下，在水和空气中的 O2、CO 2等的共同作用下，Fe 易被腐蚀(铁生锈)即钢铁的电化腐蚀铁碳电池：FeC(H 2CO3)Fe 极(-) Fe2e -=Fe2+ (氧化反应)C 极 (+) 2H+2e-=H2 ( 还原反应 )金属性质 9总反应： Fe+2H+=H2+Fe 2+ (析氢腐蚀)铁碳电池：FeC(H 2O、O 2)Fe 极(-) 2Fe4e -=2Fe2+ (氧化反应)C 极 (+) O2+2H2O+4e-=4 (还原反应)H总反应化学方程式 2Fe+O2+2H2O=2Fe(O
19、H)2 (吸氧腐蚀)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n)H2O (铁锈的生成过程)b在高温下，铁能与水蒸气反应生成 H2：3Fe + 4H 2O(g) Fe3O4 + 4H2（注意此反应是中学化学中唯一的一个金属单质与水在高温条件下的置换反应.）与酸反应：a与非氧化性酸(如稀盐酸、稀 H2SO4等)的反应例如： Fe + 2H Fe 2 + H2b铁遇到冷的浓 H2SO4、浓 HNO3时，产生钝化现象，因此铁难溶于冷的浓H2SO4或浓 HNO3中6H2SO4(浓)+2Fe Fe2(SO4)3+3SO2+6H 2O 6HNO3(浓足)
20、+Fe=Fe(NO 3)3+3NO2+ 3H2O （加热条件）4HNO3(浓)+Fe(足) =Fe(NO3)2+NO2+2H 2O(加热条件，先得 Fe3+,在 Fe 过量时再生成 Fe2+的盐)4HNO3(稀足)+Fe=Fe(NO 3)3+NO+2H 2O 4H+NO3-+Fe=Fe3+NO+2 H2O 3HNO3+8Fe=8Fe(NO3)3+3N2O+15H 2O 3H+6NO3+8Fe=8Fe3+3N2O+15H 2O与金属的盐溶液发生置换反应例如：Fe + Cu2 Fe 2 + Cu (用于雕刻铜线路版 )2FeCl3 + Fe=3FeCl2（配制 FeCl2 溶液时要加铁粉,用此原理
21、来防止 FeCl2 被氧化）归纳“铁三角”关系：熟练掌握其反应的方程式2铁的氧化物：FeO Fe2O3(铁红) Fe3O4(磁性氧化铁)金属性质 10合价 +2 +2 +2、+3色、态黑色粉未 红棕色粉未 黑色晶体溶性 均不溶于水和弱氧化性酸反应FeO + 2H+ = Fe2+ + H2OFe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2OFe3O4 + 8H = 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O和强氧化性酸反应3FeO + 10HNO3(稀) = 3Fe(NO3)3 + NO+ 5H2O Fe2O3 + 6HNO3 = 2Fe(NO3)3 + 3H2O3 Fe3O4 + 28HNO3
22、= 9 Fe(NO3)3 + NO+14H 2O稳定性在空气中氧化为Fe3O4空气中稳定 在空气中稳定制备 高温熔融，过量的铁与 O2 反应：2Fe+O2=2FeO氢氧化铁加热分解2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O铁在氧气中燃烧3Fe + 2O2 = Fe3O4注意：FeO 与非氧化性酸相遇时，发生复分解反应，生成亚铁盐；但与强氧化性酸相遇，Fe 2+被氧化成 Fe3+，生成铁盐.例如：3FeO+10 HNO 3= 3Fe(NO3)3 + 5H2O+ NOFe2O3 与还原性酸的反应：Fe 2O3+6HI = +2 Fe I2+3 H2O+ I2Fe 3O4 在三种氧化物中最为稳定，一般不
23、与酸、碱和氧气反应，所以在铁的表面若能形成 Fe3O4 膜，便能起到保护作用，防止生锈。Fe 3O4 是一种复杂的氧化物，它不属于碱性氧化物，可以写成 FeOFe2O3 的形式有+2、+3 价FeO、Fe 2O3 是碱性氧化物3铁的氢氧化物：氢氧化亚铁(Fe(OH) 2) 氢氧化铁- Fe(OH) 3色态 白色固体 红褐色固体水溶性 难溶于水与酸反应 Fe(OH)2 + 2H+ = Fe2+ + 2H2O Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O与强氧化酸反应3Fe(OH)2 + 10HNO3 = 3Fe(NO3)3 + NO+8H 2OFe(OH)3 + 3H+ = Fe3+
24、+ 3H2O稳定性 不稳定，易被空气中的氧气氧化，颜色变化：白色灰绿色红褐色4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3较稳定空气中久置会部分失水成铁锈受热易分解制取 新制 FeSO4 溶液与 NaOH 溶液隔绝空气反应：Fe 2+ + 2OH- = Fe(OH)2铁盐与可溶性碱反应Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3金属性质 11思考：实验中为什么要用新制的硫酸亚铁溶液？(防止硫酸亚铁被空气中的氧气氧化而影响效果)怎样才能使 Fe2+溶液长时间保存？( 在配制溶液时，要加入少量铁粉防止氧化，加入少量对应酸抑制水解)实验中为什么要将滴管尖端插入试管里溶液底部，慢慢挤出氢
25、氧化钠溶液氢氧化亚铁极易被氧化，溶解在水中的少量的氧气都能将它氧化成氢氧化铁，所以按一般强碱与弱酸盐反应制弱碱的操作很难得到。要制得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氧气 )临时配制硫酸亚铁溶液，最好在溶液中再滴几滴植物油以避免硫酸亚铁溶液与空气接触，准备加入的氢氧化钠溶液也要先加热煮沸，并且滴管尖嘴要伸入硫酸亚铁溶液的底部再慢慢挤，以防止带入氧气。2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O4Fe 2 、Fe 3 的检验(1)Fe2 的检验方法：含有 Fe2 的溶液呈浅绿色；向待检液中滴加 NaOH 溶液或氨水，产生白色絮状沉淀，露置在空气中一段时间后，沉淀变为灰绿色，最后变为红
26、褐色，说明含 Fe2 向待检液中先滴加 KSCN 溶液，无变化，再滴加新制的氯水，溶液显红色，说明含 Fe2 有关的离子方程式为：2Fe2 + Cl2 2Fe 3 + 2Cl Fe3 + 3SCN Fe(SCN) 3(2)Fe3 的检验方法：含有 Fe3 的溶液呈黄色；向待检液中滴加 NaOH 溶液或氨水，产生红褐色沉淀，说明含 Fe3 向待检液中滴加 KSCN 溶液，溶液呈血红色，说明含 Fe3 向待检液中滴加苯酚溶液，溶液呈紫色，说明含 Fe3五、铜 ：（一）铜的化学性质(1) 与非金属单质反应2CuO 2 2CuO 2 CuS Cu 2S CuCl 2 CuCl2(2) 与酸反应a. 与
27、非氧化性酸（稀盐酸、稀硫酸）不反应。b. 与氧化性酸反应Cu 2H 2SO4(浓) CuSO4 SO 2 2H 2OCu 4HNO 3 (浓) Cu(NO 3)2 2NO 2 2H 2O点 燃 金属性质 123Cu 8HNO 3 (稀) 3Cu(NO 3)2 2 NO 4H 2O(3) 与盐溶液反应Cu2FeCl 3 CuCl 2 2FeCl 2(4) 铜在干燥空气中性质稳定，但在潮湿空气中会被腐蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈。2Cu O 2 H 2O CO 2 C u2(OH)2CO3（二）铜的化合物：物质 氧化铜 氢氧化铜化学式 状态 不溶于水的 色固体（粉末） 不溶于水的 色固体化学性质CuO+2H+ = Cu2+H2OCuO+H2 = Cu+H2OCuO+CO = Cu+CO2Cu(OH)2+2H+=Cu2+2H2OCu(OH)2 = CuO+H2O3.CuSO45H2OCuSO45H2O 为 色晶体，俗称 。无水 CuSO4 为白色粉末，遇水变蓝色（生成 CuSO45H2O）可作为 的检验依据。指点迷津溶液中的 Cu2+常为蓝色（浓 CuCl2 溶液为绿色，稀 CuCl2 溶液为蓝色），可作为 Cu2+的判定依据。如 CuSO4 溶液为蓝色。Cu2+与碱反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2 ，这是鉴定 Cu2+的原理之一。
