《金屬及其化合物》復(fù)習(xí)課件

第三章金屬及其化合物復(fù)習(xí)課學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握金屬單質(zhì)的共性(物理性質(zhì))和金屬化學(xué)性質(zhì);2.掌握Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3等幾種重要的金屬化合物的性質(zhì);3.了解金屬材料選擇的根本原那么一、金屬

1.金屬晶體的特點(diǎn)：金屬晶體是由金屬陽(yáng)離子和自由電子組成，其中自由電子并不屬于某個(gè)固定的金屬陽(yáng)離子，而可以在整個(gè)金屬中自由移動(dòng)。

2.金屬的特點(diǎn)①常溫下，單質(zhì)都是固體，汞(Hg)除外；②大多數(shù)金屬呈銀白色，有金屬光澤，但金(Au)——色，銅(Cu)——色，鉍(Bi)————色，鉛(Pb)————色。黃藍(lán)白紅微紅③不同金屬熔沸點(diǎn)，硬度差異較大；

④良好的導(dǎo)電性，分析原因：金屬中存在著大量的可自由移動(dòng)的電子。

⑤良好的導(dǎo)熱性，分析原因：通過(guò)自由電子和金屬陽(yáng)離子的相互碰撞傳遞熱量。

⑥良好的延展性。金鉑⑦金屬單質(zhì)在化學(xué)反響中只作復(fù)原劑，在化合物中金屬元素只顯正價(jià)。3.金屬的分類：按顏色：黑色金屬：FeCrMn有色金屬：除以上三種金屬以外按密度：輕金屬：ρ<4.5g/cm3NaMg重金屬：ρ>4.5g/cm3ZnCu按含量常見(jiàn)金屬：FeMgAl稀有金屬：鋯、釩、鉬根據(jù)以上分類：金屬鎂、鋁屬于———、———、——————金屬有色輕常見(jiàn)4.金屬元素在周期表中的位置

金屬元素分布在周期表中的——、——方和——部，分別分布在除——族、——族以外的各主、副族中。金屬原子最外層電子數(shù)大局部小于——，但是等于4的有—————5的有————，6的有——————。

討論：根據(jù)元素周期表知識(shí)，討論金屬原子易失去電子的原因。

1.原子半徑大，2.最外層電子少。用Fe2O3制成的涂料含有Cu2O的紅色玻璃Al2O3做成的軸承

球磨機(jī)配套系列氧化鋁吸附劑多孔氧化鎂瓷管化學(xué)反響金屬及其化合物金屬的化學(xué)性質(zhì)金屬化合物金屬與氧氣的反應(yīng)金屬與水的反應(yīng)金屬與酸的反應(yīng)某些金屬與堿的反應(yīng)金屬與鹽溶液的反應(yīng)金屬與氧化物金屬與氫氧化物鹽四種基本反應(yīng)離子反應(yīng)氧化還原反應(yīng)金屬材料常見(jiàn)合金的重要應(yīng)用正確選用金屬材料知識(shí)結(jié)構(gòu)一、金屬的性質(zhì)：1.金屬元素的存在及含量：2.金屬單質(zhì)的物理性質(zhì)：大多數(shù)以化合態(tài)形式存在

在常溫下絕大多數(shù)為銀白色固體，有金屬光澤，能導(dǎo)電傳熱，有延展性和可塑性。3.金屬的化學(xué)性質(zhì)——表現(xiàn)出復(fù)原性〔1〕金屬與氧氣的反響如：鈉、鎂、鋁、鐵與氧氣的反響〔2〕金屬與非金屬的反響如：鈉、鐵、銅與氯氣、硫的反響〔3〕金屬與水〔或酸〕的反響如：鈉、鎂、鋁、鐵與水的反響特例：鋁與強(qiáng)堿的反響鎂與CO2的反響〔4〕單質(zhì)間的置換反響自發(fā)發(fā)生的反響遵循氧化復(fù)原反響的強(qiáng)弱律〔本質(zhì)？〕會(huì)寫相應(yīng)的化學(xué)反響方程式和離子方程式1.分類金屬氧化物非金屬氧化物酸性氧化物堿性氧化物兩性氧化物氧化物二、金屬的化合物：1〕氧化物成鹽氧化物不成鹽氧化物特殊氧化物如：CuO

、MgO、Na2OAl2O3

、Fe2O3、FeO等如：CO、CO2

、NO2SO3、Cl2O7

、N2O5

等如：SO2、CO2、

Cl2O7

等如：Na2O、MgO、CuO等如：Al2O3、ZnO等如：SO2、Fe2O3、

Al2O3

等如：CO、NO等如：Na2O2、KO2等按組成分按性質(zhì)分按性質(zhì)分酸性氧化物，如：Mn2O7、CrO3等堿性氧化物，如：Na2O、MgO等兩性氧化物，如：Al2O3、ZnO等交叉關(guān)系金屬氧化物2、金屬氧化物的性質(zhì)氧化物固體顏色水溶性與H2O或HCl反應(yīng)溶液顏色Na2O白與水反應(yīng)CaO白與水反應(yīng)Na2O+H2O=2NaOHNa2O+2HCl=2NaCl+H2OCaO+H2O=Ca(OH)2CaO+2HCl=CaCl2+H2O無(wú)無(wú)氧化物固體顏色水溶性與H2O或HCl反應(yīng)溶液顏色MgO白色不溶Fe2O3紅棕不溶CuO黑色不溶Al2O3白色不溶MgO+2HCl=MgCl2+H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OCuO+2HCl=CuCl2+H2OAl2O3+6HCl=2AlCl3+3H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O無(wú)無(wú)黃藍(lán)綠2.金屬氧化物的性質(zhì)Na2O2物理性質(zhì)：淡黃色的固體化學(xué)性質(zhì)：1.與水反響2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑2.與二氧化碳的反響2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O23、氧化物的性質(zhì)1〕少數(shù)金屬氧化物可溶于水，并與水化合如：Na2O、K2O、BaO、CaO等2〕大多數(shù)金屬氧化物不溶于水，不能與水化合，但可與酸反響生成鹽和水。如：MgO、CuO、Fe2O3、FeO等3〕少數(shù)金屬氧化物不溶于水，但既可與強(qiáng)酸反響又可與強(qiáng)堿溶液反響生成鹽和水。如：Al2O3、ZnO等既能與酸反響生成鹽和水，又能與堿反響生成鹽和水的氧化物叫兩性氧化物。堿性氧化物Al2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2OAl2O3+6HCl==2AlCl3+3H2O

Al2O3+2OH-==2AlO2-+H2OAl2O3+6H+

==2Al3++3H2OFe2O3

制紅色油漆、涂料Al2O3耐火材料：制耐火坩堝、耐火管Cu2O制紅玻璃、搪瓷的紅色顏料氧化鋁的兩性4、金屬氧化物用途：主要作冶煉金屬的原料，還有廣泛的用途，如：2〕金屬氫氧化物1.鐵的氫氧化物：Fe(OH)2、Fe(OH)34Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)31〕制備：FeCl3+3NaOH=3NaCl+Fe(OH)3↓(紅褐色)FeSO4+2NaOH=Na2SO4+Fe(OH)2↓〔白色〕Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓怎樣改進(jìn)實(shí)驗(yàn)？2〕氫氧化物的性質(zhì)氫氧化物顏色水溶性熱穩(wěn)定性與鹽酸反應(yīng)NaOH白溶Ca(OH)2白微溶Cu(OH)2藍(lán)不溶Fe(OH)2白不溶Fe(OH)3紅褐不溶HCl+NaOH=NaCl+H2O2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O2HCl+Cu(OH)2=CuCl2+2H2O2HCl+Fe(OH)2=FeCl2+2H2O3HCl+Fe(OH)3=FeCl3+3H2O好好差差差2.氫氧化鋁Al2(SO4)3+6NH3?H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4Al3++3NH3?H2O=Al(OH)3↓+3NH4+

制備Al(OH)3時(shí)為什么不用NaOH等強(qiáng)堿溶液，而用氨水？〔1〕Al(OH)3是一種白色膠狀物，幾乎不溶水，能凝聚水中的懸浮物，并能吸附色素，可凈水。2〕性質(zhì)1〕制法(實(shí)驗(yàn)3-7)〔2〕Al(OH)3既能溶于酸又能溶于強(qiáng)堿溶液Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OAl(OH)3+3H+=Al3++3H2OAl(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O兩性氫氧化物——Al(OH)3、Zn(OH)2兩性氫氧化物與酸反響時(shí)表現(xiàn)弱堿性，與堿反響時(shí)表現(xiàn)弱酸性，但酸性、堿性都很弱?！?〕不穩(wěn)定性2Al(OH)3==Al2O3+3H2O?在金屬活動(dòng)順序表中，只有K、Ca、Na的氫氧化物可溶于水〔其對(duì)應(yīng)的氧化物可與水化合〕，熱穩(wěn)定性好，其它金屬的氫氧化物均難溶于水〔其對(duì)應(yīng)的氧化物不能與水化合〕，且受熱易分解生成金屬氧化物和水。3〕用途主要用于治療胃酸過(guò)多步驟Na2CO3NaHCO3123初步結(jié)論三、常見(jiàn)的鹽1.碳酸鈉和碳酸氫鈉[〔1〕溶解性探究]白色粉末，加水后結(jié)塊變成晶體，放熱明顯。細(xì)小的白色晶體，加水局部溶解，放熱不明顯。局部溶解振蕩時(shí)間長(zhǎng)可溶解溶液呈紅色溶液呈淺紅色加水先變成含結(jié)晶水的晶體，溶解度較大，堿性較強(qiáng)。加水局部溶解，溶解度較Na2CO3小，堿性較Na2CO3弱。Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O現(xiàn)象發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式結(jié)論碳酸鈉碳酸氫鈉石灰水不變渾濁穩(wěn)定、受熱不分解不穩(wěn)定受熱易分解石灰水變渾濁后又變澄清2NaHCO3==Na2CO3+H2O+CO2↑?〔2〕Na2CO3和NaHCO3的熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)探究CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2Na2CO3和NaHCO3性質(zhì)比較(小結(jié))物質(zhì)碳酸鈉碳酸氫鈉俗名色態(tài)溶解性熱穩(wěn)定性?純堿、蘇打小蘇打白色粉末Na2CO3?10H2O為晶體細(xì)小白色晶體可溶于水溶解度小于碳酸鈉穩(wěn)定，受熱難分解2NaHCO3==Na2CO3+H2O↑+CO2↑易溶于水不穩(wěn)定，受熱易分解與酸反應(yīng)與堿反應(yīng)與某些鹽反應(yīng)Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑CO32-+2H+=H2O+CO2↑NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑〔快〕HCO3-+H+=H2O+CO2↑Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOHNa2CO3+NaOH不反響2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2ONaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2ONa2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaClNa2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl不反響Na2CO3NaHCO3CO2+H2O或少量H+固〔?〕、溶液〔加NaOH〕2.硫酸鋁鉀：KAl(SO4)2

由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的化合物叫做復(fù)鹽。如KAl(SO4)2、(NH4)2Fe(SO4)2等

,電離方程式為：

KAl(SO4)2==K++Al3++2SO42-(NH4)2Fe(SO4)2==2NH4++Fe2++2SO42-十二水合硫酸鋁鉀:KAl(SO4)2?12H2O俗名叫明礬，是一種無(wú)色晶體，可溶于水，并與水反響生成Al(OH)3膠體，所以明礬可用作凈水劑3.三價(jià)鐵的氧化性〔1〕Fe3+檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：FeCl3溶液變?yōu)檠t色

FeCl2溶液無(wú)明顯變化反響的離子方程式：Fe3++SCN-=[Fe(SCN)]2+(血紅色)或Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3(血紅色)或Fe3++6SCN-=[Fe(SCN)6]3-(血紅色)注意：SCN-個(gè)數(shù)可以從1個(gè)到6個(gè)科學(xué)探究鐵鹽和亞鐵鹽的一些性質(zhì)〔2〕Fe3+的氧化性實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1〕溶液由黃色變?yōu)闇\綠色，思考:加硫氰酸鉀…加氯水…反響的離子方程式：2Fe3++Fe=3Fe2+2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-Fe3++SCN-=[Fe(SCN)]2+實(shí)驗(yàn)探究：鐵粉放入FeCl3溶液中…不變?yōu)榧t色溶液變?yōu)榧t色Fe2+：淺綠色Fe3+：棕黃色或黃色加NaOH等堿溶液加KSCN溶液或NH4SCN現(xiàn)象：白色沉淀灰綠色紅褐色Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe3+和Fe2+的檢驗(yàn)：現(xiàn)象：紅褐色沉淀Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓現(xiàn)象：不變紅色，假設(shè)再通Cl2那么變血紅色2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3現(xiàn)象：變血紅色Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3FeFe2+Fe3+123456弱氧化劑：H+、Cu2+、S、I2、Fe3+等強(qiáng)氧化劑：Cl2、Br2、HNO3等Cl2、Br2、HNO3、O2等Zn、Fe、Cu、HI等Zn、H2、Al、C等

Zn、CO、Al等鐵三角1.FeFe2+弱氧化劑：H+、Cu2+、S、I2、Fe3+等Fe+2H+=Fe2++H2↑,Fe+Cu2+=Fe2++CuFe+S==FeS,Fe+I2==FeI2,Fe+2Fe3+==3Fe2+?2.FeFe3+強(qiáng)氧化劑：Cl2、Br2、KMnO4、HNO3等2Fe+3Cl2==2FeCl3,2Fe+3Br2==2FeBr3,Fe+4HNO3(稀)==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O2Fe+6H2SO4(濃)==Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O5Fe+3MnO4-+24H+==5Fe3++3Mn2++12H2O?3.Fe2+Fe3+Cl2、Br2、KMnO4、HNO3、O2等2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-

2Fe2++Br2==2Fe3++2Br-5Fe2++MnO4-+8H+==5Fe3++Mn2++4H2O3Fe2++4H++NO3-==Fe3++NO↑+2H2O4.Fe3+Fe2+Zn、Fe、Cu、H2S、HI、SO22Fe3++Zn〔缺乏〕==2Fe2++Zn2+2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+2Fe3++H2S==2Fe2++2H++S↓2Fe3++2HI==2Fe2++2H++I22Fe3++SO2+2H2O==2Fe2++4H++SO42-5.Fe2+

FeZn、H2、Al、C、CO等Fe2++Zn==Fe+Zn2+FeO+H2====Fe+H2O3FeO+2Al====3Fe+Al2O32

FeO+C====Fe+CO2↑高溫高溫高溫6.Fe3+FeZn、CO、Al等2Fe3++3Zn(過(guò)量)===2Fe+3Zn2+Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2Fe2O3+2Al====2Fe+Al2O3高溫高溫2.鋁及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化NaAlO2Al(OH)3AlCl3①②③④⑤⑥KAl(SO4)2

Al2O3Al⑦⑧⑨⑩11○H++AlO2-+H2O

Al(OH)3

Al3++3OH-3.鎂及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化MgMgOMgSO4Mg(OH)2①②③④⑤⑥四、常見(jiàn)合金的重要應(yīng)用金屬材料的根本元素是金屬。因此，籠統(tǒng)地說(shuō)，金屬材料具有高強(qiáng)度、優(yōu)良的塑性和韌性，耐熱、耐寒，可鑄造、鍛造、沖壓和焊接，還有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和鐵磁性，因此是一切工業(yè)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中最重要的材料。金屬材料可分為兩大類：鋼鐵和非鐵金屬〔或有色金屬〕?；蚍譃椋河猩饘?黑色金屬:包括鐵、鉻、錳除鐵、鉻、錳以外的其他金屬還有沒(méi)有其他分類方法？？合金的分類：１、鐵合金：鐵合金按組成元素分類鐵合金和非鐵合金根據(jù)含碳量的上下生鐵鋼低碳鋼合金鋼鑄造生鐵〔灰口鐵〕煉鋼生鐵(白口鐵)碳素鋼中碳鋼高碳鋼在碳素鋼中參加鉻錳鎢鎳鉬鈷硅等合金元素2%~4.3%0.03%~2%球墨鑄鐵＜0.3%0.3~0.6%＞0.6%由于組成不同，導(dǎo)致在性能、應(yīng)用上均不同。具有各種不同的優(yōu)良性能。2、銅合金：銅合金黃銅：青銅：白銅：含CuZn——耐腐蝕，耐磨，可塑性強(qiáng)，硬度較小。含CuSnPb等——硬而脆，強(qiáng)度大含NiZn〔少量Mn〕——制灑具等3、鋁合金：密度小、強(qiáng)度大。P.56實(shí)踐活動(dòng)——討論3分鐘

合金的成分不同，其性質(zhì)也不相同；如果改變某一合金元素的含量，合金的性質(zhì)也會(huì)發(fā)生改變。金屬材料的根本元素是金屬。因此，金屬材料具有高強(qiáng)度、優(yōu)良的塑性和韌性，耐熱、耐寒，可鑄造、鍛造、沖壓和焊接，還有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和鐵磁性，因此是一切工業(yè)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中最重要的材料?？茖W(xué)視野：用途廣泛的稀土金屬

實(shí)踐活動(dòng)是否應(yīng)該停止使用鋁質(zhì)飲料罐思考與交流如何選擇金屬材料？五、正確選擇金屬材料六.金屬的冶煉一、知識(shí)點(diǎn)、考點(diǎn)：1、金屬的一般性質(zhì)金屬活動(dòng)順序表KCaNaMgAl鋅鐵SnPb(H)Cu汞AgPtAu金屬原子失去電子的能力(還原性)強(qiáng)弱金屬陽(yáng)離子得電子的能力(氧化性)弱強(qiáng)與氧氣化合常溫下易常溫下緩慢氧化加熱反應(yīng)不能置換水中的H+常溫置換加熱置換不能置換置換酸中的H+能置換不能置換與鹽溶液反應(yīng)先與水前面的金屬可置換出后面的金屬自然界中存在化合態(tài)化合態(tài)和游離態(tài)游離態(tài)冶煉方法電解熔融物還原劑置換加熱法富集實(shí)際使用：存在形態(tài)：?jiǎn)钨|(zhì)或合金化合態(tài)(游離態(tài))(+n)(0)復(fù)原反響2.金屬冶煉的實(shí)質(zhì)：用復(fù)原劑把金屬礦石中的金屬離子復(fù)原為金屬單質(zhì)Mn++e－

=Mn3.金屬的冶煉步驟：一般需要三個(gè)步驟：第一步是礦石的富集，除去雜質(zhì)，提高礦石中有用成分的含量；第二步是冶煉，利用氧化復(fù)原反響原理，在一定條件下，用復(fù)原劑把金屬礦石中的金屬離子復(fù)原成金屬單質(zhì)；第三步是精煉，采用一定的方法，提煉純金屬。4.金屬冶煉的常見(jiàn)方法：

⑴熱分解法：在金屬活動(dòng)性順序中，位于氫后面的金屬的氧化物受熱就能分解，僅用熱分解法就能制得這些不活潑金屬。如2HgO=2Hg+O2↑

2Ag2O=4Ag+O2↑

△△⑵熱復(fù)原法：對(duì)于多數(shù)金屬的冶煉，常用的復(fù)原劑如焦炭、CO、氫氣和活潑金屬等加熱復(fù)原的方法。如MgO+C==Mg+CO↑

⑶電解法：在金屬活動(dòng)性順序中，K、Na、Ca、Al等幾種金屬的復(fù)原性很強(qiáng)，只能用通電分解其熔融鹽或氧化物的方法來(lái)冶煉2NaCl==2Na+Cl2↑電解高溫二、迷惑點(diǎn)：利用平衡理論解釋用較不活潑金屬制較活潑金屬〔如工業(yè)上用鈉從熔融的KCl中置換生產(chǎn)鉀〕例：工業(yè)上生產(chǎn)Na、Ca、Mg都用電解其熔融態(tài)的氧化物。但鉀卻不能用電解KCl熔融態(tài)的方法制得，因金屬鉀易溶于熔融態(tài)的KCl中而有危險(xiǎn)，很難制得鉀，且降低電解效率。現(xiàn)生產(chǎn)鉀是用金屬鈉與熔化的KCl反響制得。有關(guān)數(shù)據(jù)如下表。熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃密度/(g/cm3)Na9.88830.97K63.77740.86NaCl80114132.165KCl7701500升華1.984⑴工業(yè)上生產(chǎn)金屬鉀主要運(yùn)用上表所列哪些物理常數(shù)，簡(jiǎn)答理由。⑵工業(yè)上制金屬鉀主要運(yùn)用什么原理使該反響變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)？答案：⑴應(yīng)用鈉和鉀的沸點(diǎn)不同，774℃時(shí)，鉀為蒸氣逸出，而鈉為液體，故控制溫度在774℃至883℃〔略低〕即可。⑵應(yīng)用化學(xué)平衡移動(dòng)的原理。3、焰色反響很多金屬或它們的化合物在灼燒時(shí)都會(huì)使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色，這在化學(xué)上叫做焰色反響。此過(guò)程屬物理變化。通過(guò)焰色反響可以