高中化學(xué)必修1金屬及其氧化物知識(shí)點(diǎn)匯總

1、一、金屬Na物理性質(zhì)鈉單質(zhì)很軟，可以用小刀切割。切開外皮后，可以看到鈉具有銀白色的金屬光澤，很快就會(huì)被氧化失去 光澤。鈉是熱和電的良導(dǎo)體，鉀鈉合金（液態(tài)）是原子堆導(dǎo)熱劑。鈉的密度是0.97g/cm3，比水的密度小，比煤油密度大，鈉的熔點(diǎn)是97.81，沸點(diǎn)是882.9。鈉單質(zhì)還具有良好的延展性硬度低。 鈉原子的最外層只有1個(gè)電子，很容易失去，所以有強(qiáng)還原性。因此，鈉的化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，在與其他物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，作還原劑，都是由0價(jià)升為+1價(jià)。金屬性強(qiáng)。其離子氧化性弱?；瘜W(xué)性質(zhì)跟氧氣的反應(yīng)在常溫時(shí):4Na+O2=2Na2O （白色粉末） 在點(diǎn)燃時(shí):2Na+O2=Na2O2 (淡黃色粉末) 鈉

2、在空氣中點(diǎn)燃時(shí)，迅速熔化為一個(gè)閃亮的小球，發(fā)出黃色火焰，生成過氧化鈉（Na2O2）和少量超氧化鈉（Na2O4）。過氧化鈉比氧化鈉穩(wěn)定，氧化鈉可以和氧氣化合成為過氧化鈉，化學(xué)方程式為：2Na2O+O2=2Na2O2 跟鹵素、硫、磷、氫等非金屬直接發(fā)生反應(yīng)2.鈉能跟鹵素、硫、磷、氫等非金屬直接發(fā)生反應(yīng)，生成相應(yīng)的化合物（已下反應(yīng)常溫下均反應(yīng)），如 2Na+Cl2=2NaCl （放出大量熱，生成大量白煙） 2Na+S=Na2S(硫化鈉)（鈉與硫化合時(shí)研磨會(huì)發(fā)生爆炸） 2Na+Br2=2NaBr(溴化鈉）（溴化鈉可以用作鎮(zhèn)靜劑） 跟水的反應(yīng)在燒杯中加一些水，滴入幾滴酚酞溶液，然后把一小塊鈉放入水中。為

3、了安全應(yīng)在燒杯上加蓋玻璃片。 觀察到的現(xiàn)象及由現(xiàn)象得出的結(jié)論有： 1、鈉浮在水面上（鈉的密度比水?。?、鈉熔成一個(gè)閃亮的小球（鈉與水反應(yīng)放出熱量，鈉的熔點(diǎn)低） 3、鈉在水面上四處游動(dòng)（有氣體生成） 鈉單質(zhì)與水的反應(yīng) 4、發(fā)出嘶嘶的響聲（生成了氣體，反應(yīng)劇烈） 5、事先滴有酚酞試液的水變紅（有堿生成） 反應(yīng)方程式 2Na+2H2O=2NaOH+H2 鈉由于此反應(yīng)劇烈，能引起氫氣燃燒，所以鈉失火不能用水撲救，必須用干燥沙土來滅火。鈉具有很強(qiáng)的還原性，可以從一些熔融的金屬鹵化物中把金屬置換出來。由于鈉極易與水反應(yīng)，所以不能用鈉把居于金屬活動(dòng)性順序鈉之后的金屬從其鹽溶液中置換出來。 與酸溶液反應(yīng)鈉與酸

4、溶液的反應(yīng)涉及到鈉的量，如果鈉少量，只能與酸反應(yīng)，如鈉與鹽酸的反應(yīng)： 2Na+2HCl=2NaCl+H2 如果鈉過量，則優(yōu)先與酸反應(yīng)，然后再與酸溶液中的水反應(yīng)，方程式見3 與鹽反應(yīng)（1）與鹽溶液反應(yīng) 將鈉投入鹽溶液中，鈉先會(huì)和溶液中的水反應(yīng)，生成的氫氧化鈉如果能與鹽反應(yīng)則繼續(xù)反應(yīng)。 如將鈉投入硫酸銅溶液中： 2Na+2H2O=2NaOH+H2 2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2 （2）與熔融鹽反應(yīng) 這類反應(yīng)多數(shù)為置換反應(yīng)，常見于金屬冶煉工業(yè)中，如 4Na+TiCl4（熔融）=4NaCl+Ti（條件為高溫） Na+KCl=K+NaCl（條件為高溫） 鈉與熔融鹽反應(yīng)不能證明金屬活

5、動(dòng)性的強(qiáng)弱 與有機(jī)物反應(yīng)鈉還能與某些有機(jī)物反應(yīng)，如鈉與乙醇反應(yīng)： 2Na+2C2H5OH2CH3CH2ONa+H2（生成物為氫氣和乙醇鈉） 有關(guān)化學(xué)方程式與非金屬單質(zhì): 2Na+H2=高溫=2NaH 4Na+O2=2Na2O （白色固體） 2Na+O2=點(diǎn)燃=Na2O2 (淡黃色粉末) 與金屬單質(zhì)反應(yīng) 4Na+9Pb=加熱=Na4Pb9 Na+Tl=加熱=NaTl 與水: 2Na+2H2O=2NaOH+H2 與酸: 2Na+2HCl=2NaCl+H2 與堿; 不反應(yīng)(與堿溶液反應(yīng)) 與鹽; 4Na+TiCl4=高溫=4NaCl+Ti 6Na+2NaNo2=高溫=N2+4Na2O Na+KCl=

6、高溫=K+NaCl 2Na+2H2O=2NaOH+H2 2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2 或2Na+2H2O=2NaOH+H2 NH4Cl+NaOH=NaCl+NH3+H2O 與氧化物: 4Na+CO2=點(diǎn)燃=2Na2O+C 制取鈉最早是在1807年電解氫氧化鈉制得的。這個(gè)原理應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，約在1891年才獲得成功。 1921年，電解氯化鈉的工業(yè)方法實(shí)現(xiàn)。目前，世界上鈉的工業(yè)生產(chǎn)多數(shù)采用電解氯化鈉的方法。 電解熔融的氯化鈉（食鹽）或熔融氫氧化鈉： 反應(yīng)方程式：熔融狀態(tài)下 2NaCl(通電）=2Na+Cl2 2NaOH(通電）=2Na+O2+H2 保存鈉的化學(xué)性質(zhì)很活潑，所

7、以它在自然界里不能以游離態(tài)存在，因此，在實(shí)驗(yàn)室中通常將鈉保存在煤油或石蠟油里。 (原因： Na煤油且Na與煤油不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)） Mg現(xiàn)過程1808年，英國的戴維，用鉀還原白鎂氧（即氧化鎂MgO），最早制得少量的鎂。物理性質(zhì)：銀白色的金屬，密度1.738克/厘米3，熔點(diǎn)648.9。沸點(diǎn)1090?；蟽r(jià)+2，電離能7.646電子伏特，是輕金屬之一，具有延展性，金屬鎂無磁性，且有良好的熱消散性。在空氣中，鎂的表面會(huì)生成一層很薄的氧化膜，使空氣很難與它反應(yīng)。鎂和醇、水反應(yīng)能夠生成氫氣。粉末或帶狀的鎂在空氣中燃燒時(shí)會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈的白光。在氮?dú)庵羞M(jìn)行高溫加熱，鎂會(huì)生成氮化鎂（Mg3N2）；鎂也可以和鹵素發(fā)生強(qiáng)

8、烈反應(yīng)；鎂也能直接與硫化合。鎂的檢測(cè)可以用EDTA滴定法分析?；瘜W(xué)性質(zhì) 具有比較強(qiáng)的還原性，能與熱水反應(yīng)放出氫氣，燃燒時(shí)能產(chǎn)生眩目的白光，鎂與氟化物、氫氟酸和鉻酸不發(fā)生作用，也不受苛性堿侵蝕，但極易溶解于有機(jī)和無機(jī)酸中，鎂能直接與氮、硫和鹵素等化合，包括烴、醛、醇、酚、胺、脂和大多數(shù)油類在內(nèi)的有機(jī)化學(xué)藥品與鎂僅僅輕微地或者根本不起作用。鎂能和二氧化碳發(fā)生燃燒反應(yīng)，因此鎂燃燒不能用二氧化碳滅火器滅火。 1.與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)： 2Mg+O2=點(diǎn)燃=2MgO 3Mg+N2=點(diǎn)燃=Mg3N2 Mg+Cl2=點(diǎn)燃=MgCl2 2.與水的反應(yīng)： Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2 3.與酸的反應(yīng)： M

9、g+2HCl=MgCl2+H2 Mg+H2SO4=MgSO4+H2 4.與氧化物的反應(yīng)： 2Mg+CO2=點(diǎn)燃=2MgO+C *注：該反應(yīng)在氧氣充足時(shí)一般不發(fā)生或發(fā)生后又有 C+O2=CO2（點(diǎn)燃），所以在反應(yīng)后不見有黑色固體生成。 5.鎂與氯化銨反應(yīng)： Mg + 2NH4Cl =MgCl2 + 2NH3 + H2 NH4+ + H2O =(可逆）=NH3H2O + H+（水解） Mg+ 2H+ =Mg2+ +H2NH3H2O=NH3+H2O 工業(yè)制法 鎂存在于菱鎂礦（碳酸鎂）MgCO3白云石（碳酸鎂鈣）CaMg(CO3)2光鹵石（水合氯化鎂鉀）KClMgCl2H2O中。工業(yè)上利用電解熔融氯化

10、鎂或在電爐中用硅鐵等使其還原而制得金屬鎂，前者叫做熔鹽電解法，后者叫做硅熱還原法。氯化鎂可以從海水中提取，每立方英里海水含有約120億磅鎂。 Mg在海水中的提取 CaCO3(s)= (高溫)CaO(s)+CO2(g) CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s) Ca(OH)2(aq)+MgCl2(aq)=Mg(OH)2(s)+CaCl2(aq) Mg(OH)2(s)+2HCl(l)+6H2O(l)=MgCl26H2O(s)+2H2O(l) MgCl26H2O(s)=(HCl) MgCl2(s) +6H2O(l) MgCl2（l）=熔融電解= Mg(s)+Cl2(g) 同位素已發(fā)現(xiàn)鎂的同位

11、素共有13種，包括鎂20至鎂32，其中只有鎂24鎂25鎂26是天然存在并且穩(wěn)定的，其他鎂的同位素都帶有放射性。 元素用途常用做還原劑，去置換鈦、鋯、鈾、鈹?shù)冉饘?。主要用于制造輕金屬合金、球墨鑄鐵、科學(xué)儀器脫硫劑脫氫和格氏試劑。也能用于制煙火、閃光粉、鎂鹽、吸氣器、照明彈等。結(jié)構(gòu)特性類似于鋁，具有輕金屬的各種用途，可作為飛機(jī)、導(dǎo)彈的合金材料。但是鎂在汽油燃點(diǎn)可燃，這限制了它的應(yīng)用。Mg+Cl2MgCl2Mg+Br2MgBr22Mg+O22MgOMg+SMgSMg+2H2OMg(OH)2+H22Mg+TiCl4(熔融)Ti+2MgCl2Mg+2RbCl(熔融)MgCl2+2Rb2Mg+CO22Mg

12、O+C2Mg+SiO22MgO+SiMg+H2SMgS+H2Mg+H2SO4MgSO4+H2Al性質(zhì)鋁為銀白色輕金屬。有延展性。商品常制成棒狀、片狀、箔狀、粉狀、帶狀和絲狀。在潮濕空氣中能形成一層防止金屬腐蝕的氧化膜。鋁粉和鋁箔在空氣中加熱能猛烈燃燒，并發(fā)出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、鹽酸、氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液，不溶于水。相對(duì)密度2.70。熔點(diǎn)660。沸點(diǎn)2327。鋁是活潑金屬，在干燥空氣中鋁的表面立即形成厚約50埃的致密氧化膜，使鋁不會(huì)進(jìn)一步氧化并能耐水；但鋁的粉末與空氣混合則極易燃燒；熔融的鋁能與水猛烈反應(yīng)；高溫下能將許多金屬氧化物還原為相應(yīng)的金屬；鋁是兩性的，即易溶于強(qiáng)堿，也能

13、溶于稀酸。鋁和水的反應(yīng)是 2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2，反應(yīng)實(shí)質(zhì)：水是極弱的電解質(zhì)，但在水中能電離出氫離子和氫氧根離子與鋁反應(yīng)，生成Al(OH)3和H2。反應(yīng)條件可加熱也可以在常溫下進(jìn)行，在常溫下起現(xiàn)象很難觀察 實(shí)驗(yàn)說明 根據(jù)鋁的還原性可推斷鋁可以與水反應(yīng)，但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鋁與沸水幾乎沒有反應(yīng)現(xiàn)象，因此許多人認(rèn)為鋁與水不反應(yīng)。其實(shí)不然，鋁在加熱條件下就可以與水蒸汽發(fā)生明顯反應(yīng)，但反應(yīng)一開始就與水中的氧氣生成致密氧化膜阻止反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行。2Al+3Cl22AlCl34Al+3O22Al2O3(鈍化)4Al(Hg)+3O2+2xH2O2(Al2O3.xH2O)+4Hg4Al+3MnO22

14、Al2O3+3Mn2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe2Al+3FeOAl2O3+3Fe2Al+6HCl2AlCl3+3H22Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H22Al+6H2SO4(濃)Al2(SO4)3+3SO2+6H2O(Al、Fe、C在冷、濃的H2SO4、HNO3中鈍化)Al+4HNO3(稀)Al(NO3)3+NO+2H2O2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2工業(yè)制法鋁以化合態(tài)的形式存在于各種巖石或礦石里，如長石、云母、高嶺石、鋁土礦、明礬時(shí)，等等。由鋁的氧化物與冰晶石（3NaFAlF?）共熔電解可制得鋁，其主要反映過程如下：

15、從鋁土礦中提取鋁反應(yīng)過程 溶解：將鋁土礦溶于NaOH（aq)Al2O3+ 2NaOH = 2NaAlO2（偏鋁酸鈉）+ H2O 過濾：除去殘?jiān)趸瘉嗚F(FeO)、硅鋁酸鈉等 酸化：向?yàn)V液中通入過量CO2 .NaAlO2+ CO2+ 2H2O = Al(OH)3+ NaHCO3 過濾、灼燒 Al(OH)3 2Al(OH)3=高溫= Al2O3+ 3H2O 注：電解時(shí)為使氧化鋁熔融溫度降低，在Al2O3 中添加冰晶石(3NaFAlF6) 電解：2Al2O3l)=通電= 4Al + 3O2 注：不電解熔融AlCl3煉Al 原因：AlCl3是共價(jià)化合物，其熔融態(tài)不導(dǎo)電。 1從整個(gè)工藝流程看，可分成提純

16、和冶煉兩個(gè)階段 2NaOH溶解鋁土礦的目的是溶解氧化鋁 3兩次過濾的作用是除去雜質(zhì)和分離Al（OH）3 4把濾液酸化的作用是生成Al（OH）3 5流程中用二氧化碳而不用鹽酸的原因是Al（OH）3可溶解在過量的HCl中 6將過濾后的白色固體灼燒，生成了Al2O3 2Al（OH）3 Al2O3+3H2OFe鐵是一種光亮的銀白色金屬。密度7.86克/立方厘米。熔點(diǎn)1535，沸點(diǎn)2750。常見化合價(jià)+2和+3，有好的延展性和導(dǎo)熱性。也能導(dǎo)電。純鐵既能磁化，又可去磁，且均很迅速。鐵活潑，為強(qiáng)還原劑，化合價(jià)有0、+2、+3、+6，最常見的價(jià)態(tài)是+2和+3。在室溫下，鐵可緩慢地從水中置換出氫，在500以上反

17、應(yīng)速度增大。有雜質(zhì)，在潮濕的空氣中易銹蝕；在有酸氣或鹵素蒸氣存在的濕空氣中生銹更快。易溶于稀酸。在濃硝酸中能被鈍化。鐵在干燥空氣中很難跟氧氣反應(yīng)，但在潮濕空氣中很容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，若在酸性氣體或鹵素蒸氣氛圍中腐蝕更快。與Cl2、Br2、硝酸及熱濃硫酸反應(yīng)，則被氧化成Fe3+。鐵與氧氣或水蒸氣反應(yīng)生成的Fe3O4，可以看成是FeOFe2O3，其中有1/3的Fe為+2價(jià)，另2/3為+3價(jià)。鐵的+3價(jià)化合物較為穩(wěn)定2Fe+3Br22FeBr3Fe+I2FeI2Fe+SFeS鐵的化學(xué)性質(zhì)活潑，為強(qiáng)還原劑，在室溫條件下可緩慢地從水中置換出氫，在500以上反應(yīng)速率增高： 3Fe+4H2O（g）=Fe3O

18、4+4H2 Fe和高溫水蒸氣反應(yīng)，因此，生成氫氣一般不帶氣體符號(hào)。 鐵在干燥空氣中很難與氧發(fā)生作用，但在潮濕空氣中很易腐蝕，若含有酸性氣或鹵素蒸氣時(shí)，腐蝕更快。鐵可從溶液中還原金、鉑、銀、汞、鉍、錫、鎳或銅等離子，如： CuSO4+Fe=FeSO4+Cu 鐵溶于非氧化性的酸如鹽酸和稀硫酸中，形成二價(jià)鐵離子并放出氫氣；在冷的稀硝酸中則形成二價(jià)鐵離子和硝酸銨： Fe+H2SO4=FeSO4+H2 （ 2 Fe+6H2SO4（濃）=Fe2（SO4）3+3SO2+6H2O） 4Fe+10HNO3=4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O 鐵溶于熱的或較濃的硝酸中，生成硝酸鐵并釋放出氮的氧化物。在濃硝

19、酸或冷的濃硫酸中，鐵的表面形成一層氧化薄膜而被鈍化。鐵與氯在加熱時(shí)反應(yīng)劇烈（2Fe+3Cl2=2FeCl3）。鐵也能與硫、磷、硅、碳直接化合。鐵與氮不能直接化合，但與氨作用，形成氮化鐵Fe2N。 鐵的最重要的氧化態(tài)是+2和+3。二價(jià)鐵離子呈淡綠色，在堿性溶液中易被氧化成三價(jià)鐵離子。三價(jià)鐵離子的顏色隨水解程度的增大而由黃色經(jīng)橙色變到棕色。純凈的三價(jià)鐵離子為淡紫色。二價(jià)和三價(jià)鐵均易與無機(jī)或有機(jī)配位體形成穩(wěn)定的配位化合物，如 Phen為菲羅林，配位數(shù)通常為6。零價(jià)鐵還可與一氧化碳形成各種羰基鐵，如Fe(CO)5、Fe2(CO)9、Fe3(CO)12。羰基鐵有揮發(fā)性，蒸氣劇毒。鐵也有+4、+5、+6價(jià)

20、態(tài)的化合物，但在水溶液中只有+6價(jià)的。 化合物 主要有兩大類：亞鐵Fe（)和正鐵Fe（）化合物，亞鐵化合物有氧化亞鐵(FeO)、氯化亞鐵(FeCl2)、硫酸亞鐵（FeSO4）、氫氧化亞鐵Fe(OH)2等；正鐵化合物有三氧化二鐵(Fe2O3)、三氯化鐵(FeCl3)、硫酸鐵Fe2(SO4)3、氫氧化鐵Fe(OH)3等。 如在亞鐵氰化鉀K4Fe(CN)63H2O（俗名：黃血鹽）和鐵氰化鉀K3Fe(CN)6（俗名：赤血鹽）中。鐵與環(huán)戊二烯的化合物二茂鐵，是一種具有夾心結(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)化合物。 【鐵的化學(xué)性質(zhì)之三種狀態(tài)】 氧化態(tài)有0、+2、+3、+4、+5、+6。鐵的化學(xué)性質(zhì)活潑，為強(qiáng)還原劑，在室溫條件

21、下可緩慢地從水中置換出氫，在500以上反應(yīng)速率增高： 3Fe+4H2O(g)=(加熱)Fe3O4+4H2 鐵在干燥空氣中很難與氧發(fā)生作用，但在潮濕空氣中很易腐蝕，若含有酸性氣或鹵素蒸氣時(shí)，腐蝕更快。鐵可從溶液中還原金、鉑、銀、汞、鉍、錫、鎳或銅等離子，如： CuSO4+Fe=FeSO4+Cu 鐵溶于非氧化性的酸如鹽酸和稀硫酸中，形成二價(jià)鐵離子并放出氫氣；在冷的稀硝酸中則形成二價(jià)鐵離子和硝酸銨： Fe+H2SO4=FeSO4+H2 4Fe+10HNO3=4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O用途它的最大用途是用于煉鋼；也大量用來制造鑄鐵和煅鐵。鐵和其化合物還用作磁鐵、染料（墨水、藍(lán)曬圖紙、胭脂顏料）和磨料（紅鐵粉）。還原鐵粉大量用于冶金。 浮選發(fā)治理污水：