高三化学总复习金属及其化合物.docx

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1、高三化学总复习金属及其化合物高三化学总复习金属及其化合物 编稿：高金彬 责编：宋杰 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 与非金属单质 S H2O 2Na+S Na2S 2Al+3S 2Al+6H2O Al2S3 Fe+S

2、3Fe+4H2O Fe3O4+4H2 FeS 2Cu+S 不反应 Cu2S Cl2 2FeCl3 CuCl2 2Na+Cl2 2NaCl 2Al+3Cl2 2AlCl3 2Fe+3Cl2 Cu+Cl2 O2 钠 4Na+O22Na2O O2+2Na Na2O2 4Al+3O2 铝 2Al2O3 3Fe+2O2 铁 Fe3O4 2Cu+O2 铜 2CuO 2Na+2H2O=2NaOH+H2 2Al(OH)3+3H2 HCl溶液 2Na+2HCl2NaCl+H2 2Al+6HCl2AlCl3+3H2 Fe+2HClFeCl2+H2 不反应 NaOH溶液 与水反应 2Al+2NaOH+2H2O2Na

3、AlO2+3H2 CuSO4溶液 2Na+2H2O+CuSO4Na2SO4+Cu(OH)2+H2 制备 2NaCl 2Na+Cl2 2Al2O3 4Al+3O2 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 CuO+CO Cu+CO2 较复杂 较复杂 不反应 不反应 不反应 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 较低 导电、导热性 是电和热的良导体 固体 银白色 较小(比水大） 较小(比水小） 钠的化学性质 钠与非金属单质的反应 A：与氧气：4Na+O22Na2O(变暗)；O2+2Na B：与氯气：2Na+Cl2 C：与S：2Na+S 钠与水的反应 2Na+2H2O=2Na

4、OH+H2 2NaCl； Na2S Na2O2(燃烧生成淡黄色固体) 现象概述 浮 游 熔 响 红 浮在水面 四处游动 现象描述 钠的密度比水小 原因 钠与水反应产生气体 钠的熔点较低，且该反应放出大量热 钠与水反应剧烈 生成了碱性物质 融化成银白色小球 发出咝咝的响声 溶液由无色变为红色 + 钠与酸的反应：2Na+2H2Na+H2 钠与盐溶液的反应： 2Na+2H2O+CuSO4Na2SO4+Cu(OH)2+H2；6Na+6H2O+2FeCl36NaCl+2Fe(OH)3+3H2 Na可与某些有机物反应： 2CH3COOH+2Na2CH3COONa+H2；2CH3CH2OH+2Na2CH3C

5、H2ONa+H2； 2C6H5OH+2Na2C6H5ONa+H2； 钠的保存 通常钠保存在煤油中，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、CCl4中，因汽油易挥发，CCl4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：TiCl4+4NaTi+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 Na2O、Na2O2和NaOH 名称和化学式 颜色和状态 类别 氧化钠 白色固体 碱性氧化物 离子化合物 过氧化钠 淡黄色固体 过氧化物 离子化合物 Na

6、+-1 离子键 非极性键 2-Na+ 氢氧化钠 无色固体 碱 离子化合物 Na-2 离子键 极性键 稳定 不反应 NaOH+HClNaCl+H2O +电子式 氧元素化合价 化学键 Na+-2 离子键 Na+ 稳定性 与水反应 与酸反应 不稳定 Na2O+H2O2NaOH Na2O+2HCl2NaCl +H2O 比Na2O稳定 2Na2O2+2H2O4NaOH+O2 2Na2O2+4HCl4NaCl+O22H2O 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 与酸酐反应 Na2O+CO2Na2CO3 2NaOH+CO2Na2CO3+H2O NaOH+CO2NaHCO3 与盐溶液反应 Na2O+2

7、NaHSO42Na2SO4+H2O 2Na2O2+4NaHSO44Na2SO4+O2NaOH+NaHSO4Na2SO4+H2O +2H2O 2NaOH+CuSO4Cu(OH)2+Na2SO4 Na2O+H2O+CuSO4Cu(OH)22Na2O2+H2O+CuSO4 +Na2SO4 用途 制氢氧化钠 Cu(OH)2+2Na2SO4+O2 漂白剂、供氧剂、 氧化剂 化工原料、制纸浆、肥皂 知识拓展：Na2O2的强氧化性：能氧化SO2、FeCl2、H2S、Na2SO3、等，因强氧化性而使品红溶液褪色。 Na2CO3和NaHCO3 名称和化学式 俗名 颜色和状态 水中溶解性 碳酸钠 纯碱、苏打 白色

8、晶体 易溶 碳酸氢钠 小苏打 白色粉末 易溶 热稳定性 与酸反应 稳定 CO32+H+HCO3 HCO3+H+H2O+CO2 不稳定：2NaHCO3HCO3+H+CO2+H2O Na2CO3+CO2+H2O 与某些碱反应 Ba(OH)2+Na2CO3BaCO3+2NaOH NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3+NaOH+H2O 2NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3+Na2CO3+2H2O 与某些盐反应 与CO2反应 相互转化 BaCl2+Na2CO3BaCO3+2NaCl Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3 NaHCO3+NaHSO4Na2SO4+H2O+CO2 不反应 Na2C

9、O3 制法 NaOH+CO2NaHCO3 2NaHCO3鉴别 2Na2CO3+H2O+CO2 NaHCO3 NaOH+CO2NaHCO3 加酸产生CO2 加热难分解 加酸产生CO2较Na2CO3快 加热分解出CO2 发酵粉、治胃酸过多 用途 知识拓展： 制玻璃、肥皂、造纸、纺织 钠在露置于空气中的变化过程： NaNa2ONaOHNaOH(aq) Na2CO310H2ONa2CO3 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；HCO3+H+=H2O+CO2。 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

10、滴缓慢滴加到盐酸中：2H+CO32H2O+CO2。 现象：立即出现气泡。 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 原子序数 原子结构结构简图 锂 3 钠 11 钾 19 铷 37 铯 55 电子式 主要化合价 结 相同点 构 不同点 原子半径 离子半径 金属活动性 质还原性 阳离子氧化性 物颜色和状态 Li +1 Na +1 K +1 Rb +1 Cs +1 最外层电子数相同，都是1个电子 原子核外电子层数不同，依次增多 依次递增 依次递增 依次递增 依次递增 依次递减 银白色固体 0534g/cm3 0.97g/cm3 0.86g/cm3 依次递减 依

11、次递减 4Na+O22Na2O 2K+O2K2O2 Rb+O2KO2 RbO2 1.523g/cm3 1.879g/cm3 理密度 性熔点 质 沸点 跟氧气反应 4Li+O22Li2O 2Na+O2Na2O2 K+O2Cs+O2CsO2 跟卤素反应 化跟硫反应 2M+X22MX 2M+SM2S 2M+2H2O2MOH+H2 反应剧烈程度：LiNaKRbCs 2M+2H+2M+H2 学与水反应 性与酸反应 质 与盐溶液反应 制法 2MCl2M+Cl2 知识拓展：碱金属的特殊性： Na、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。 碱金属中，从LiCs

12、，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。 三镁、铝及其化合物 1镁与铝 原子结构及物理性质 在周期表中位置 镁 第3周期 第A族 铝 第3周期 第A族 原子结构示意图 色态 熔点 密度 硬度 镁铝的化学性质 较低 较小 较小 较小 较低但大于镁 较小但大于镁 较小但大于镁 较小但大于镁 项目 方程式 2Mg+O2O2 与非金属反应 S N2 方程式 与H2O 现象 与酸反应 与NaOH溶液 冷水慢，沸水快 Mg+2H=Mg+H2 +2+Mg 2MgO 4Al+3O2Al 2Al2O3 现象 Mg+S3Mg+N2Mg+2H2OMgS

13、Mg3N2 剧烈反应、耀眼白光、放出大量热 2Al+3SAl2S3 Mg(OH)2+H2 2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2 一般不反应，只有氧化膜被破坏后反应 2Al+6H+2Al3+3H2(常温下，在浓H2SO4、浓HNO3中钝化) 2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2 与某些氧化物 主要用途 2Mg+CO22MgO+C 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 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 Mg+Cl2 2Al2O3 4Al+3O2 2镁和铝氧化物的对比 氧化物 属类 色态 H2O 化学 性质 酸

14、液 NaOH溶液 重要用途 3镁和铝的氢氧化物 MgO 碱性氧化物 白色粉末、熔点高 MgO+H2OMg(OH)2(反应缓慢进行) MgO+2HMg+H2O 不溶解也不反应 制造耐火、耐高温材料 +2+Al2O3 两性氧化物 白色粉末、熔点高 不溶解也不反应 Al2O3+6H2Al+3H2O Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O 制造耐火、耐高温器材，冶炼铝 +3+氢氧化物 属类 色态 溶解性 电离方程式 与HCl等酸溶液 与NaOH溶液 热不稳定性 Mg(OH)2 碱 白色固体 难溶 Mg(OH)2Mg2+2OH Al(OH)3 两性氢氧化物 白色固体 难溶 H2O+AlO2+H+A

15、l(OH)3Al3+3OH Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O (可溶于NH4Cl等强酸弱碱盐) 不反应 Mg(OH)2 MgO+H2O Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 2Al(OH)3Al2O3+3H2O 实验室制法 可溶性镁盐加NaOH溶液 Mg+2OHMg(OH)2 2+- 可溶性铝盐加氨水 Al+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4 3+4铝及其化合物间相互转化、铝三角及相关图象 实验操作 向可溶性铝盐溶实验现象 先生成沉淀又溶图象 离子方程式 Al3+3OH-Al(OH)3；Al(OH)3OH-AlO2-

16、2H2O 液中滴加NaOH溶液解 至过量 向可溶性铝盐溶液中滴加稀氨水至过量 向NaOH溶液中滴开始无明显变化，加可溶性铝盐溶液至过量 向可溶性偏铝酸盐溶液中滴加盐酸至过量 出现白色沉淀 Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4 Al3+4OH-=AlO2-+2H2O； 3AlO2+Al+6H2O4Al(OH)3 一段时间后出现沉淀 先沉淀又溶解 -3+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，后出现沉淀 AlO2+2H2O+CO2(过量) =Al(OH)3+HCO3 2AlO2

17、+3H2O+CO2(少量) =Al(OH)3+CO3 -2-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+2H2O； 3AlO2-+Al3+6H2O4Al(OH)3 知识拓展： Al(OH3)的两性：H2O+AlO2+H+Al(OH)3Al+3OH 3+ 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 + Fe2O32Fe + Al2O3 ；4Al + 3MnO23Mn + 2Al2O3 铝热剂铝粉和金属

18、氧化物；助燃剂KClO3；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：Al2O3；两性氢氧化物Al(OH)3；弱酸的酸式盐：NaHCO3、NH4HCO3等；弱酸铵盐：(NH4)2CO3、(NH4)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，能被磁铁吸引，密度7.86g/cm，熔点1535，沸点2750。 化学性质： 铁能与Cl2、Br2、O2、I2、S等非金属单质反应；与

19、稀硫酸、浓硫酸、硝酸、盐酸等酸反应；与H2O、Fe3+、Cu等反应。 与铁生成3价的有：Cl2、Br2、浓硫酸、硝酸等。 与铁生成2价的有：I2、S、稀硫酸、盐酸、Fe3+、Cu2+等。 与铁生成Fe3O4的有：O2、H2O等。 2.铁的氧化物 2+33.铁的氢氧化物 4.亚铁和铁盐的鉴别 5铁三角 知识拓展： Fe3+的性质规律： 水解性： Fe3+半径小，所带电荷高，水解能力强。 常温下，Fe+3H2O3+3+Fe(OH)3+3H Fe(OH)3(胶体)+3H -+ 沸水中，Fe+3H2O(沸水)-2- 遇HCO3、CO3、AlO2、ClO等离子时，水解完全。 如Fe+3HCO3Fe(OH

20、)3+3CO2。 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。 较强的氧化性： Fe3+的氧化性在金属阳离子中是比较强的，其氧化性： HCu FeAg;I2 FeBr2 Fe3+表现氧化性的反应有： +2+2+3+3+- 特征络合反应：Fe3+3SCN- Fe(SCN)3显红色。 Fe3+6C6H5OHFe(C6H5O)63-+6H+，显紫色。 制Fe(OH)2白色沉淀： Fe(OH)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

21、用加热煮沸过的蒸馏水临时配制的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。 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。 化学性质： 与非金属单质2Cu+O22CuO(黑色)；2Cu+SCu2S；Cu+Cl2CuCl2 与酸反应：与非氧化性酸反应(稀盐酸、稀硫酸)不反应。 Cu+2H2SO4

22、(稀)CuSO4+SO22H2O；Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2+2H2O； 3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O； 盐溶液：Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2；Cu+2FeCl3CuCl2+2FeCl2 在潮湿空气中生成铜绿：2Cu+O2+H2O+CO2Cu2(OH)2CO3 2铜的化合物 铜的氧化物CuO CuO+2HClCuCl2+H2O；H2+CuO 铜的氢氧化物Cu(OH)2：蓝色难溶于水。 Cu(OH)2+2HClCuCl2+2H2O；Cu(OH)2 CH3CHO+2Cu(OH)2 硫酸铜CuSO4 CuSO4+2NaOHCu

23、(OH)2+Na2SO4；CuSO4+FeCu+FeSO4； CuSO45H2OCuSO4+5H2O(蓝色粉末变为白色粉末)；CuSO4+5H2O CuSO45H2O。 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 Cu 金属活动顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Hg Pt Au Ag 原子失电子能力 由大到小，还原性由强到弱 离子得电子能力 由小到大，氧化性由弱到强 常温能和氧气反应 常温易被氧化 常温干燥空气中不易被氧化 被氧化 加热时能不能氧被氧化 化 和水反应 剧烈反应得强与热水碱和H2 高温与水蒸气反应生成金属氧化物和 不跟水反应

24、 不能置换稀酸中的氢 和酸反应 剧烈反应置换出氢 能置换出酸中的氢 与氧化性只溶于酸反王水 应 和强碱反应 和盐溶液反应 仅Al、Zn能跟强碱水溶液反应 先与水反应 前面的金属从盐溶液中置换出后面的金属 弱 不溶于水，也不与水反应 常温分解 慢反应 H2 金属氧化物与水 剧烈反应 碱的热分解 不分解 受热分解 冶炼方法 熔融电解法 热还原法 热分物理方解法 法 多以化合只以游离态存在 在自然界中的存在形式 只已化合态存在 态，极少以游离态 七合金 1概念：由两种或两种以上的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