高三一輪復習第三章金屬與化合物教（學）案

1、 第三章 金屬及其化合物 一、鈉及其化合物（一）鈉單質1、物理性質：金屬鈉銀白色，硬度：軟，密度比水小，熔沸點低，導電性、導熱性良好Ø 鈉露置與空氣中的過程變化：Ø 化學鈉保存在石蠟油或煤油中，因為鈉易與水或者空氣中的氧氣反應，而鈉不與煤油反應，且鈉的密度大于煤油的密度，所以保存在煤油中。2、化學性質與氧氣反應4Na+O2=2Na2O(常溫) 2Na+O2Na2O2(過氧化鈉)2Na2O+O22Na2O2與非金屬反應2Na + Cl2 2NaCl 2Na + SNa2S與水反應：2Na + 2H2O 2NaOH + H2 鈉與水反應的實驗現(xiàn)象：浮、熔、游、響、紅。Ø

2、; 鈉燃燒引起火災，一般用砂土蓋滅。鈉與酸的反應2HCl + 2Na2NaCl + H2將鈉與鹽的反應a若將鈉放入CuSO4溶液中，發(fā)生如下反應：2Na+2H2O2NaOH+H2CuSO4+2NaOHCu(OH)2+Na2SO4b鈉可與某些熔鹽作用，置換出相應金屬。如：4Na + TiCl4 (熔)4NaCl + Ti（二）鈉的化合物1、Na2O和Na2O2名稱氧化鈉(Na2O)過氧化鈉(Na2O2)電子式分類堿性氧化物過氧化物陰陽離子個數(shù)比1:21:2色態(tài)白色固體淡黃色固體化學性質與水反應Na2O +H2O2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2與CO2反應Na2O +CO2Na2

3、CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2與酸反應Na2O +2HCl2NaCl + H2O2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2+2H2O特性_Na2O2有強氧化性，可以使品紅溶液褪色，有漂白作用、殺菌消毒。Ø Na2O2與CO2、H2O反應的各種關系Ø Na2O2的強氧化性Na2O2可與SO2、H2S、FeCl2等還原性物質反應。(3)Na2CO3和NaHCO3名稱碳酸鈉(Na2CO3)碳酸氫鈉(NaHCO3)分類正鹽酸式鹽俗稱純堿、蘇打小蘇打色態(tài)白色粉末細小的白色晶體水溶液的酸堿性堿性堿性溶解度Na2CO3(26.9g)NaHCO3 (10.0g)化學性質與

4、酸反應放出CO2的速率Na2CO3 NaHCO3Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3(CO32-+H+=HCO3-)NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2(HCO3-+H+=H2O+CO2)NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2(HCO3-+H+=H2O+CO2)與CO2反應Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3不反應與堿反應NaOH不反應NaHCO3+NaOH=H2O+ Na2CO3Ca(OH)2Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3+ 2NaOH此法可用于土法制燒堿或除掉燒堿中的Na2CO3少量石灰水：2NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3+Na2CO3 +

5、2H2O過量石灰水：NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+NaOH +H2O與鹽反應CaCl2Ca2+ + CO32-=CaCO3不反應NaHSO4CO32-+ 2H+=CO2+H2OHCO3-+H+=H2O+CO2熱穩(wěn)定性很穩(wěn)定受熱不分解不很穩(wěn)定，受熱易分解。2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2二者之間相互轉化Ø 常見離子的焰色反應和焰色反應的實驗操作Na+(黃色) K+（紫色，需透過鈷玻璃） Cu2+（綠色） Ba2+ (黃綠色)操作：洗燒蘸燒洗儀器：鐵絲、鉑絲、藍色鈷玻璃說明：并非所有的金屬都有焰色反應 焰色反應為金屬元素的性質(單質和化合物)都有同樣的焰色 焰色反應

6、為物理性質 Ø 鈉及其化合物的相互轉化二、鎂、鋁及其化合物1、鎂鋁單質Ø 跟非金屬單質的反應：2Mg+O22MgO 3Mg+N2Mg3N2 Mg+SMgS Mg+Cl2MgCl24Al+3O22Al2O3 2Al+3SAl2S3 2Al+3Cl22AlCl3跟酸的反應跟堿的反應(鎂不能跟堿起反應)2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2 Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2與氧化物的反應：a與H2O的反應：Mg+2H2OMg(OH)2+H2(能使酚酞變紅)2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2b鋁熱反應：Al

7、(S)+MxOy(S) Al2O3+xM(l) H0c. 2Mg+CO22C+2MgO2、鋁的化合物(1)氧化鋁(Al2O3)物理性質：白色難熔固體、也不溶于水?；瘜W性質：Al2O3是典型的兩性氧化物，既能與酸反應又能與強堿溶液反應。Al2O3+6H+=2Al3+3H2OAl2O3+2OH-=2AlO2-+H2O應用：冶煉金屬鋁的原料；耐火材料，可以用來制造耐火坩堝、耐火管和耐高溫的實驗儀器等。(2)氫氧化鋁Al(OH)3氫氧化鋁的兩性：Al(OH)3與強酸反應生成鋁鹽： Al(OH)3+3H+=Al3+3H2OAl(OH)3與強堿溶液作用生成偏鋁酸鹽： Al(OH)3+OH-=AlO2-+2

8、H2O值得注意的是：Al3+與OH-、AlO2-與H+、Al3+與AlO2-不能大量共存：Al3+3OH-=Al(OH)3 AlO2-+H+H2O=Al(OH)3 Al3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3Ø 離子共存問題：Al3+與OH-、S2-、HCO3-、CO32-、AlO2-等不能大量共存；AlO2-與H+ 、Al3+、NH4+、Fe3+等不能大量共存。氫氧化鋁的生成： a鋁鹽與可溶性弱堿氨水反應制Al(OH)3：Al3+3NH3·H2O=Al(OH)3+3NH4+b一般用向偏鋁酸鹽溶液中通入CO2的方法制取Al(OH)3。當CO2不足或適量時： CO2+2A

9、lO2-+3H2O=2Al(OH)3+CO32-；當CO2過量時： CO2+AlO2-+2H2O=Al(OH)3+HCO3-。c鋁鹽和偏鋁酸鹽反應：Al3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3Ø Al3+、AlO2-的圖像問題（3）硫酸鋁鉀 KAl(SO4)2電離方程式：十二水合硫酸鋁鉀KAl(SO4)2·12H2O俗名：明礬。明礬是無色晶體，易溶于水。Ø KAl(SO4)2溶液中逐滴滴加Ba(OH)2溶液沉淀物質的量最大： 2KAl(SO4)2+3Ba(OH)2=3BaSO4+Al(OH)3+K2SO4沉淀質量最大： KAl(SO4)2+2Ba(OH)2=2

10、BaSO4+KAlO2+2H2OØ 明礬凈水化學方程式：Ø 鋁及其化合物的轉化關系三、鐵、銅及其化合物1、鐵在元素周期表中的第4周期，第族。其原子結構示意圖為：(1)物理性質：鐵具有金屬全部物理通性：常溫下是固態(tài)，有金屬光澤，導電、導熱，有延展性。(2)化學性質鐵是比較活潑的金屬，當鐵跟弱氧化劑反應時：Fe-2e-=Fe2+；當跟強氧化劑反應時：Fe-3e-=Fe3+。a鐵跟氧氣等其它非金屬單質的反應：3Fe+2O2Fe3O4 (一定要注意產(chǎn)物)2Fe+3Cl22FeCl3 2Fe+3Br2=2FeBr3過量的鐵在氯水或溴水中可以生成FeCl2、FeBr2Fe+I2FeI2

11、 Fe+SFeS b鐵跟水的反應：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(注意產(chǎn)物也是Fe3O4)c鐵跟酸的反應：與非氧化性酸：Fe+2H+=Fe2+H2與強氧化性酸（稀硝酸為例）：Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2OFe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)23Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O鐵和濃硝酸、濃H2SO4發(fā)生鈍化，但在加熱條件下，鈍化作用立即遭到破壞：Fe+6HNO3(濃)Fe(NO3)3+3NO2+3H2OFe+6H2SO4(濃)Fe2(SO4)3+3SO2+6H2Od鐵和某些鹽溶液的作用：Fe+Cu2+=Fe2+Cu Fe+2

12、Fe3+=3Fe2+2、鐵的化合物 (1)鐵的氧化物鐵的氧化物FeOFe3O4Fe2O3鐵的化合價+2價+2價(1/3)，+3價(2/3)+3價俗稱磁性氧化鐵鐵紅狀態(tài)和顏色黑色固體黑色固體紅棕色固體與H2O的關系不反應，不溶解與非氧化性酸的反應FeO+2H+=Fe2+H2O Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2OFe3O4+8H+=Fe2+2Fe3+4H2O氧化性高溫下被CO、H2、Al、C等還原還原性可被氧化可被氧化一般不再被氧化主要用途煉鐵煉鐵、作鋁熱劑、顏料(2)鐵的氫氧化物Fe(OH)2可由易溶性的亞鐵鹽跟堿溶液起反應制得。Fe(OH)2為白色絮狀沉淀，易被空氣中O2迅速氧化成Fe(O

13、H)3。因此，白色絮狀沉淀能迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色。Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3制備時：a要將滴管口插入硫酸亞鐵液面下，再滴入NaOH溶液； b配液時可用加熱的方法盡可能除去溶解氧； c可在液面加少許汽油或苯等有機溶劑，以隔絕空氣。Fe(OH)3可由易溶性的鐵鹽跟堿溶液起反應制得。Fe(OH)3為紅褐色沉淀，可溶于強酸，受熱易分解。 Fe3+3OH-=Fe(OH)3 Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O制備Fe(OH)3膠體：Ø Fe2+ Fe3+的鑒別離子共存問題：Ø Fe、Fe2+、Fe3+的互相轉化3、銅及其化合物(1)銅的物理性質：黃色或紫紅色，導電導熱延展性，導電性位于金屬的第二位。(2)銅在周期表中第4周期IB族(3)銅單質的化學性質銅與非金屬單質反應：2Cu+O22CuO Cu+Cl2CuCl2 2Cu+SCu2S 2Cu+O2 +CO2 +H2O = Cu2(OH)2CO3與化合物反應Cu+2FeCl3 = CuCl2+2FeCl2 Cu+4HNO3 = Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3 = 3Cu(NO