金屬及其化合物知識點總結

1、金屬單質及其化合物考點聚焦1.考試大綱中對金屬元素及化合物這塊內容可分成二部分來理解。第一部分是鈉、鎂等典型的金屬元素的化合物;第二部分是其他金屬(如鐵和鋁元素的化合物。每年的化學高考試題中往往都要考查到典型金屬。2.考試大綱中有多條類似于“以××為例,了解(或理解、掌握××××”的內容敘述,如:以過氧化鈉為例,了解過氧化物的性質;以Fe(、Fe(的相互轉化為例,了解變價金屬元素的氧化還原性。對這些內容的要注意理解實質,達到“舉一反三”的要求。在這些內容往往是高考命題的重點。3.金屬元素及其化合物跟化學實驗的綜合。近幾年的實驗試題中比

2、較多地出現(xiàn)了以金屬元素及其化合物為落點的實驗試題和元素推斷題,請大家加以重視。4. 常見金屬元素(如Na、Al、Fe、Cu等了解常見金屬的活動順序。了解常見金屬及其重要化合物的主要性質及其應用。了解合金的概念及其重要應用。知識梳理1、鈉及其化合物2、鎂及其化合物3、鋁及其化合物4、鐵、銅及其化合物一、鈉及其化合物1、鈉(1鈉的物理性質:鈉是銀白色金屬,密度小(0.97g/cm3,熔點低(97,硬度小,質軟,可用刀切割。鈉通常保存在煤油中。是電和熱的良導體。(2鈉的化學性質:從原子結構可知鈉是活潑的金屬單質。鈉與非金屬單質反應:常溫:4Na + O2 = 2Na2O,加熱:2Na + O2 Na

3、2O2;2Na + Cl2 2NaCl; 2Na + S Na2S等。鈉與水反應:2Na + 2H2O = 2NaOH + H2;實驗現(xiàn)象:鈉浮在水面上,熔成小球,在水面上游動,有哧哧的聲音,最后消失,在反應后的溶液中滴加酚酞,溶液變紅。注意:鈉在空氣中的變化:銀白色的鈉變暗(生成了氧化鈉變白(生成氫氧化鈉潮解變成白色固體(生成碳酸鈉。鈉與酸反應:如2Na + 2HCl = 2NaCl + H2,Na放入稀鹽酸中,是先與酸反應,酸不足再與水反應。因此Na放入到酸溶液中Na是不可能過量的。同時Na與H2的物質的量比始終是2:1。當然反應要比鈉與水的反應劇烈多。鈉與鹽的溶液反應:鈉不能置換出溶液中

4、的金屬,鈉是直接與水反應。反應后的堿再與溶液中的其他物質反應。如鈉投入到硫酸銅溶液的反應式:2Na + CuSO4 + 2H2O =Cu(OH2 + Na2S O4 + H2 。鈉與氫氣的反應:2Na + H2 = 2NaH。NaH + H2O = NaOH + H2 ;NaH是強的還原劑。(3工業(yè)制鈉:電解熔融的NaCl,2NaCl(熔融 2Na + Cl2。(4鈉的用途:在熔融的條件下鈉可以制取一些金屬,如鈦、鋯、鈮、鉭等;鈉鉀合金是快中子反應堆的熱交換劑;鈉蒸氣可作高壓鈉燈,發(fā)出黃光,射程遠,透霧能力強。2、氧化鈉和過氧化鈉(1Na2O:白色固體,是堿性氧化物,具有堿性氧化物的通性:Na

5、2O + H2O = 2NaOH, Na2O + CO2 = Na2CO3,Na2O + 2HCl = 2NaCl + H2O .另外:加熱時,2Na2O + O2 = 2Na2O2.(2Na2O2:淡黃色固體是復雜氧化物,易與水、二氧化碳反應放出氧氣。2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 ,2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 (作供氧劑。因此Na2O2常做生氧劑,同時,Na2O2還具有強氧化性,有漂白作用。如實驗:Na2O2和水反應后的溶液中滴加酚酞,變紅后又褪色,實驗研究表明是有:Na2O2 + H2O =2NaOH + H2O2,2H2O2 = 2H

6、2O + O2 反應發(fā)生。因為H2O2也具有漂白作用。當然過氧化鈉也可以直接漂白的。3、碳酸鈉和碳酸氫鈉性質Na2CO3(Na2CO310H2ONaHCO3 性質比較俗稱純堿或蘇打小蘇打NaHCO3的顆粒比Na2CO3小水溶性易溶于水易溶于水S(Na2CO3>S(NaHCO3溶液酸堿性顯堿性顯堿性同濃度Na2CO3溶液的pH大于NaHCO3溶液的pH熱穩(wěn)定性穩(wěn)定受熱分解生成Na2CO3、H2O、CO2 NaHCO3的熱穩(wěn)定性比Na2CO3差,用于除雜質。與酸反應能與強酸反應能與強酸反應等物質的量時Na2CO3耗酸量大于NaHCO3溶液中相互轉化Na2CO3溶液能吸收CO2轉化為NaHCO

7、3Na2CO3 + H2O + CO2 = 2 NaHCO3除CO2中的HCl雜質是用飽和的NaHCO3溶液,而不用Na2CO3溶液用途用在玻璃、肥皂、合成洗滌劑、造紙、紡織、石油、冶金等工業(yè)中。發(fā)酵粉的主要成分之一;制胃酸過多等。注意幾個實驗的問題:1、向飽和的Na2CO3溶液中通足量的CO2有晶體NaHCO3析出。2、Na2CO3溶液與稀HCl的反應向Na2CO3溶液中滴加稀HCl,先無氣體,后有氣體,如果n(HCl小于n(Na2CO3時反應無氣體放出。發(fā)生的反應:先Na2CO3 + HCl = NaCl + NaHCO3,后NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O +CO2 .

8、向稀HCl中滴加Na2CO3溶液,先有氣體,反應是:Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2.如果用2mol的Na2CO3和2.4mol的稀HCl反應,采用方法放出CO2是0.4mol;采用方法放出CO2為1.2mol。希望同學們在解題時要留意。3、Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的鑒別:取兩種試液少量,分別滴加CaCl2或BaCl2溶液,有白色沉淀的原取溶液為Na2CO3,另一無明顯現(xiàn)象的原取溶液為NaHCO3。4、侯氏制堿法反應式:NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3 + NH4Cl.注意:在生產中應先在飽和的NaCl溶液中先通入NH3

9、,后通入CO2,NaHCO3晶體析出過濾,在濾液中加入NaCl細末和通NH3析出NH4Cl晶體為副產品。NH4Cl晶體析出后的母液進行循環(huán)試用,提高原料的利用率。二、鎂及其化合物1、鎂的性質(1物理性質:鎂是銀白色金屬,質較軟,密度1.74g/cm3,是輕金屬,硬度小。(2化學性質:鎂是較活潑金屬與非金屬反應:2Mg + O2 = 2MgO,Mg + Cl2 MgCl2,3Mg + N2 Mg3N2等。與沸水反應:Mg + 2H2O(沸水= Mg(OH2 + H2 .與酸反應:與非強氧化性酸反應:是酸中的H+與Mg反應,有H2放出。與強氧化性酸反應:如濃H2SO4、HNO3,反應比較復雜,但是

10、沒有H2放出。與某些鹽溶液反應:如CuSO4溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液等。Mg + 2FeCl3 = 2FeCl2 + MgCl2, Mg + FeCl2 = Fe + MgCl2.2、鎂的提取:海水中含有大量的MgCl2,因此,工業(yè)上主要是從分離了NaCl的海水中來提取MgCl2.流程:海水中加入CaO或Ca(OH2 Mg(OH2沉淀、過濾、洗滌沉淀,用稀HCl溶解MgCl2溶液,蒸發(fā)結晶MgCl26H2O晶體,在HCl氣體環(huán)境中加熱MgCl2固體,電解熔融的MgCl2 Mg + Cl2 。主要反應:MgCl2 + Ca(OH2 = Mg(OH2+ Ca Cl2, Mg(OH2 +

11、 2HCl = MgCl2 + 2H2O, MgCl26H2O MgCl2 + 6H2O , MgCl2(熔融 Mg + Cl2。3、鎂的用途:鎂主要是廣泛用于制造合金。制造的合金硬度和強度都較大。因此鎂合金被大量用火箭、導彈、飛機等制造業(yè)中。4、氧化鎂(MgO:白色固體,熔點高(2800,是優(yōu)質的耐高溫材料(耐火材料。是堿性氧化物。MgO + H2O = Mg(OH2, MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O 。注意以下幾種情況的離子方程式的書寫:(1n(Mg(HCO32:n(NaOH=1:4:Mg2+ + 2HCO3- + 4OH- = Mg(OH2+ 2CO32- + 2H2O

12、;(2n(Mg(HCO32:n(NaOH=1:2:Mg2+ + 2HCO3- + 2OH- = MgCO3+ CO32- + 2H2O;(3n(Mg(HCO32:N(NaOH=1:1:Mg2+ + HCO3- + OH- = MgCO3+H2O 。三、鋁及其化合物1、鋁的性質:(1物理性質:銀白色金屬,質較軟,但比鎂要硬,熔點比鎂高。有良好的導電、導熱性和延展性。(2化學性質:鋁是較活潑的金屬。通常與氧氣易反應,生成致密的氧化物起保護作用。4Al + 3O2 = 2Al2O3。同時也容易與Cl2、S等非金屬單質反應。與酸反應:強氧化性酸,如濃硫酸和濃硝酸在常溫下,使鋁發(fā)生鈍化現(xiàn)象;加熱時,能反

13、應,但無氫氣放出;非強氧化性酸反應時放出氫氣。與強堿溶液反應:2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2。與某些鹽溶液反應:如能置換出CuSO4、AgNO3等溶液中的金屬。鋁熱反應:2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe。該反應放熱大,能使置換出的鐵成液態(tài),適用性強。在實驗室中演示時要加入引燃劑,如濃硫酸和蔗糖或鎂條和氯酸鉀等。2、氧化鋁(Al2O3:白色固體,熔點高(2054,沸點2980,常作為耐火材料;是兩性氧化物。我們常見到的寶石的主要成分是氧化鋁。有各種不同顏色的原因是在寶石中含有一些金屬氧化物的表現(xiàn)。如紅寶石因含有少量的鉻元素而顯紅色,藍寶石因含有

14、少量的鐵和鈦元素而顯藍色。工業(yè)生產中的礦石剛玉主要成分是-氧化鋁,硬度僅次于金剛石,用途廣泛。兩性氧化物:既能與強酸反應又能與強堿反應生成鹽和水的氧化物。Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O ,Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O 。Al2O3是工業(yè)冶煉鋁的原料,由于氧化鋁的熔點高,電解時,難熔化,因此鋁的冶煉直到1886年美國科學家霍爾發(fā)現(xiàn)在氧化鋁中加入冰晶石(Na3AlF6,使氧化鋁的熔點降至1000度左右,鋁的冶煉才快速發(fā)展起來,鋁及其合金才被廣泛的應用。2Al2O3 4Al + 3O2。3、氫氧化鋁(Al(OH3:白色難溶于水的膠狀沉淀,是兩性

15、氫氧化物。熱易分解。兩性氫氧化物:既能與強酸又能與強堿反應生成鹽和水的氫氧化物。Al(OH3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O, Al(OH3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O.2Al(OH3Al2O3 +3 H2O4、鋁的冶煉:鋁是地殼中含量最多的金屬元素,自然界中主要是以氧化鋁的形式存在。工業(yè)生產的流程:鋁土礦(主要成分是氧化鋁用氫氧化鈉溶解過濾向濾液中通入二氧化碳酸化,過濾氫氧化鋁氧化鋁鋁。主要反應:Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O ,CO2 + 3H2O + 2NaAlO2 = 2Al(OH3+ Na2CO3 ,2Al(OH3 Al2O3

16、 +3 H2O ,2Al2O3 4Al + 3O2。5、鋁的用途:鋁有良好的導電、導熱性和延展性,主要用于導線、炊具等,鋁的最大用途是制合金,鋁合金強度高,密度小,易成型,有較好的耐腐蝕性。迅速風靡建筑業(yè)。也是飛機制造業(yè)的主要原料。6、明礬的凈水:化學式:KAl(SO4212H2O,它在水中能電離:KAl(SO42 = K+ + Al3+ + 2SO42-。鋁離子與水反應,生成氫氧化鋁膠體,具有很強的吸附能力,吸附水中的懸浮物,使之沉降已達凈水目的。Al3+ + 3H2O = Al(OH3 (膠體+ 3H+ 。知識整理:(Al(OH3的制備:在氯化鋁溶液中加足量氨水。AlCl3 + 3NH3H2O = Al(OH3+3NH4Cl 。實驗:A、向氯化鋁溶液中滴加氫氧化鈉溶液,現(xiàn)象是先有沉淀,后溶解。反應式:先Al3+ + 3OH- = Al(OH3, 后Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O。B、向氫氧化鈉溶液中滴加氯化鋁溶液,現(xiàn)象是開始無沉淀,后來有沉淀,且不溶解。反應式:先Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O,后Al3+ + 3AlO2- + 6H2O = 4Al(OH3。實驗:向偏鋁酸鈉溶液中通二氧化碳,有沉淀出現(xiàn)。CO2 + 3H2O + 2