第三章金属及其化合物的复习学案

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万全中学2012-2013学年高一化学必修一导学案 主编:申洁 审核:张延峰 董金玲 李晓晓 乔凤梅 使用时间:2012-12-24 班级 姓名

第三章 金属及其化合物 综合复习

知识体系

1.钠及其重要化合物的性质 ⑴ 位置和原子结构示意图: 第3周期 第ⅠA族。 ⑵ 钠的物理性质:

银白色、有金属光泽的固体;密度小,ρ(Na)=0.97g/cm3,比水的密度小;熔点和沸点低,熔点97.81℃,沸点882.9℃;硬度小,可以用小刀切割;是热和电的良导体。 ⑶ 钠的化学性质:

① 钠与水的反应:2Na + 2H2O == 2NaOH + H2↑ 钠与水反应的实验改进装置:

② 钠与氧气的反应:

钠在空气中缓慢氧化:4Na + O2 == 2Na2O(白色固体) 钠在空气中加热或点燃:2Na + O2

⑷ 钠的保存及用途

Na2O2(淡黄色固体)

① 钠的保存:钠很容易跟空气中的氧气和水起反应,因此,在实验室中,通常将钠保存在煤油里,由于

ρ(Na) >ρ(煤油),钠沉在煤油下面,将钠与氧气和水隔绝。

② 钠的用途:

钠钾合金(室温下呈液态),用作原子反应堆的导热剂。 制备Na2O2。作为强还原剂制备某些稀有金属。 ⑸ 氧化钠与过氧化钠的性质比较

名 称 化学式 颜色状态 与H2O反应 与CO2反应 生成条件 用途 ⑹ 钠盐 名称 俗名 碳酸钠 纯碱或苏打 碳酸氢钠 小苏打 硫酸钠 晶体 Na2SO4 ·10H2O 俗名芒硝 色态 水溶性 白色粉末 白色晶体 氧化钠 Na2O 白色固体 Na2O+H2O==2NaOH Na2O+CO2==Na2CO3 在常温时,钠与O2反应 —— 过氧化钠 Na2O2 淡黄色固体 2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2 燃烧或加热时,钠与O2反应 呼吸面罩、潜水艇的供氧剂,漂白剂 易溶,溶液呈碱性使酚酞变红 易溶(但比Na2CO3溶解度小),溶液呈碱万全中学2012-2013学年高一化学必修一导学案 主编:申洁 审核:张延峰 董金玲 李晓晓 乔凤梅 使用时间:2012-12-24 班级 姓名

主 要 性 质 与Ca(OH)2反应 Ca2++CO32— == CaCO3↓ 反应实质:CO32—与金属阳离子的复分解反应 与OH—反应 与CaCl2反应 与H2O和CO2的反应 主要用途 转化关系 ⑺ 碱金属元素 ① 位置:第ⅠA族。

② 化学性质:单质的化学性质相似,都具有强还原性,能跟卤素、氧气、硫等多数非金属直接化合。由 到 ,单质的还原性逐渐增强。单质能跟水反应,生成相应的碱和氢气。

③ 焰色反应:是指金属或其化合物在灼烧时使火焰显现出特殊的颜色;属物理变化。 2. 从海水中提取镁

步骤:① 将海边的贝壳煅烧成石灰,再制成石灰乳,加到海水沉淀池,得到氢氧化镁沉淀;

② 将上制得的氢氧化镁沉淀与盐酸反应生成MgCl2·6H2O晶体,并使其在氯化氢气流中加热脱水得到氯化镁 ③ 电解熔融的氯化镁即可得到镁。 3. 铝及其重要化合物的性质 ⑴ 位置和原子结构示意图: 第3周期 第ⅢA族。 ⑵ 物理性质:

密度小熔点较低,硬度较小,银白色金属; ⑶ 化学性质

① 跟O2及其它非金属反应 常温下,在空气中都因生成氧化膜,具有抗腐蚀能力。 4Al+3O2

2Al2O3 2Al+3S

Al2S3

CO32—+H2O+CO2H CO3— 玻璃、造纸、制皂、洗涤 发酵、医药、灭火器 不反应 不反应 Ca2++CO32— == CaCO3↓ HCO3—+OH— == CO32— + H2O 不反应 与酸反应 2H++CO32— == H2O+CO2↑ 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 稳定性 稳定 性(酚酞变浅红) 受热易分解 H++HCO3— == H2O+CO2↑ 相同条件下放出CO2的速度NaHCO3比Na2CO3快 Ca2++HCO3—+OH— == CaCO3↓+H2O ② 跟水反应2Al + 6H2O 应)

2Al(OH)3 + 3H2↑(一般不反应,只有氧化膜被破坏后反

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③ 跟非氧化性酸的反应 2Al+6H+==2Al3++3H2↑(常温下,在浓H2SO4、浓HNO3中钝化) ④ 跟碱反应 2Al+2NaOH+2H2O == 2NaAlO2+3H2↑ ⑤与某些金属氧化物反应——铝热反应 ⑷ 铝的化合物

化学式 属类 颜色状态 Al2O3 两性氧化物 白色固体,天然产称为刚玉(红宝石、蓝宝石) 溶解性 热稳定性 与酸反应 与碱反应 其他性质 制备方法 不溶于水 稳定 Al2O3 + 6H+ == 2Al3+ + 3H2O Al2O3 + 2NaOH == 2NaAlO2 + H2O 强还原性,用于冶炼难熔金属 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O 难溶 加热分解为氧化物化和水 Al(OH)3+ 3H+ == Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + NaOH == NaAlO2 + 2H2O ———— Al(OH)3 两性氢氧化物 白色胶状沉淀 Al3+ + 3NH3·H2O == Al(OH)3 ↓+ 3NH4+ 2AlO2 — + CO2 + 3H2O == 2Al(OH)3↓ + CO32— Al3+ + 2AlO2 — + 3H2O == 2Al(OH)3↓ + 4. Fe的性质 ⑴ 周期表中的位置

⑵ Fe与O2反应,随着外界条件和两者量的相对多少不同,生成的产物不同。

点燃

3Fe + 2O2 (纯) Fe3O4(黑色、有磁性)

高温

2Fe (过量) + O2 2FeO(黑色,该反应在炼钢过程中发生)

570℃~1400℃ 2O3(红棕色) 生成Fe3O4的反应还有:3Fe+4H2O(g) 4Fe + 3O2 2Fe⑶ 铁与酸的反应: 铁与盐酸、稀硫酸的反应:Fe + 2H+ == Fe2+ + H2O(反应后溶液呈浅绿色) 铁与过量稀硝酸的反应: Fe + 4H+ + NO3- == Fe3+ + NO↑+ 5H2O(反应后溶液呈棕黄色) 铁粉过量: 3Fe +8HNO3 (稀) =3Fe(NO3)2 +2NO↑+4H2O

铁与浓硫酸的反应:常温下,Fe在浓硫酸中被钝化,即由于浓硫酸的强氧化性,使Fe的表面生成一层致密的氧化物薄膜,阻止了内部的金属继续跟浓硫酸反应。

金属钠与金属铁的性质比较

性 质 相 同 点 都是银白色的金属, 都能导电、导热。 都能跟氧气、水等反应 不 同 点 密度:ρ(Fe)>ρ(Na) 硬度:Fe>Na 熔沸点:Fe>Na 钠更易与氧气、与水等反应 物理性质 化学性质 ⑷ 铁的氧化物

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氧化物 颜色状态 溶解性 磁性 与非氧化性酸反应 与强氧化性酸反应 弱氧化性 稳定性 生成 ⑹ 铁的氢氧化物 氢氧化物 颜色状态 溶解性 稳定性 与酸反应 其他性质 制备方法 ⑺ 盐 ① Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化 ② Fe2+和Fe3+鉴别 水溶液颜色 Fe 浅绿 Fe2+ + 2OH- == Fe(OH)2↓(白色) 加入NaOH 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3↓ 白 →灰绿 → 红褐色 2+FeO(碱性氧化物) 黑色粉末 Fe2O3(碱性氧化物) 红棕色粉末 不 溶 于 水 Fe3O4 黑色晶体 无 FeO + 2HCl == FeCl2 + H2O 无 Fe2O3 + 6HCl == 2FeCl3 + 3H2O 有 Fe3O4 + 8HCl == 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O Fe3O4 + 10HNO3(浓)3Fe(NO3) 3 +NO2↑+ 5H2O 与CO、Al反应 稳定 FeO + 4HNO3(浓)== Fe(NO3) 3 Fe2O3 + 6HNO3== 2Fe(NO3) 3+NO2↑+ 2H2O 与CO、Si、C作用 不稳定,可被氧化 2Fe(OH) 3 + 3H2O 与CO、Al反应 稳定 Fe2O3 +3H2O Fe(OH) 3 (弱碱) 红褐色沉淀 难溶 2Fe(OH) 3 Fe2O3 +3H2O Fe(OH) 2(弱碱) 白色沉淀 难溶 极不稳定,在空气中易转化为Fe(OH) 3 (现象) Fe(OH) 2 + 2HCl == FeCl2 + 2H2O 有还原性(不稳定) Fe(OH) 3 + 3HCl == 2FeCl3 + 3H2O 有氧化性(较稳定) Cu+、HS、、O2Co、剂:、H2化Zn氧剂:弱原还+22+Fe(还原性)强氧还化原剂剂:(BrH2、2、Co、Cl2、AlO22--等)+3Fe还原性(主)氧化性还原剂:Zn、Fe、Cu、H2S、S 、HI、I-Fe(氧化性)氧化剂:Br 、Cl 、O 、H O 、MnO 、HNO3222224Fe 棕黄 Fe3+ + 3OH- == Fe(OH)3↓ (红褐色) 3+万全中学2012-2013学年高一化学必修一导学案 主编:申洁 审核:张延峰 董金玲 李晓晓 乔凤梅 使用时间:2012-12-24 班级 姓名

Fe2+ + 2SCN- Fe(SCN)2 Fe3+ + SCN- [Fe(SCN)]2+ 加入KSCN 无色 2+3+— 血红色 通入Cl2 -2+

2Fe+Cl2=2Fe+2Cl 注意1.NO3与Fe在酸性条件下,不能共存。

2.过量的Fe与硝酸作用,或在Fe和Fe2O3的混合物中加入盐酸,要注意产生的Fe3+还可以氧化单质Fe这一隐含反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+。

3.忽视亚铁盐及Fe(OH)2易被空气中氧气氧化成三价铁的化合物。如某溶液中加入碱溶液后,最终得到红褐色沉淀,并不能断定该溶液中一定含有Fe3+,而也可能含有Fe2+。

4.忽视铁单质与强氧化性物质反应时,也有生成二价铁化合物的可能性。反应中若铁为足量,最终铁元素将以二价铁形式存在,因为2Fe+Fe=3Fe。 1. 金属概述(A)

⑴ 金属元素在周期表中的位置和原子结构

金属元素分布在元素周期表的左下方,大部分金属元素原子的最外层电子数少于四个电子,金属元素原子半径比同周期的非金属原子半径大,故金属原子易失去电子。 ⑵ 金属分类

按金属密度 轻金属:ρ<4.5 g/cm3 如Na、Mg、Al等 重金属:ρ>4.5 g/cm 如Zn、Cu、Pb等 按冶金工业 黑色金属:Fe、Cr、Mn﹙3种﹚ 有色金属:除Fe、Cr、Mn以外的金属 ⑶ 物理通性

最外层电子数较少,一般金属都具有银白色的金属光泽,具有良好的延展性,是电、热的良导体。 ⑷ 金属活动顺序表 金属活动顺序表 K Ca Na MgAl Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb 强 ————→ 弱 金属原子失电子的能力(还原性) 金属阳离子的电子能力(氧化性) 与氧气化合 与水反应置换 与非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸等) 常温被氧化 常温下 常温下缓慢被氧化 加热时 加热被氧化 不能置换 不能置换 不能 弱————→ 强 (H) Cu Hg Ag Pt Au 3

3+

2+

能发生置换反应,生成H2。 万全中学2012-2013学年高一化学必修一导学案 主编:申洁 审核:张延峰 董金玲 李晓晓 乔凤梅 使用时间:2012-12-24 班级 姓名 与强氧化性酸(如硝酸、浓硫酸等) 与盐溶液反应 先与水反应 前面的金属置换出后面的金属 发生氧化还原反应 发生氧化还原反应 发生氧化还原反应 只与王水反应 在自然界中的存在形式 金属冶炼 化合态 化合态和游离态 游离态 电解法 热还原法(Cu、W用还原剂法) 热分解法 注:① Al、Fe遇浓硝酸、浓硫酸,在常温下发生钝化。 ② Cr2O3+2Al=Al2O3+2Cr ⑸ 判断金属活动性的规律

①金属与水或酸反应越剧烈,该金属越活泼。

②金属所对应的氢氧化物的碱性越强,该金属越活泼。

③一种金属能从另一种金属盐的溶液中将其置换出来,则该金属活泼性比另一金属强。

2. 合金 ⑴ 定义:指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成具有金属特性的物质。一般来说,合金的熔点比它各组分低,硬度比各组分大。 ⑵ 物理性质 ① 硬度大、熔点低

② 一般来说,合金的性质并不是各成分的性质的总和,合金具有良好的物理、化学和机械的性能 ③ 合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以生铁调节。 如:生铁的熔点比纯铁的低;硬铝(Cu、Mn、Si)的强度和硬度都比纯铝大。 ⑶ 常用的合金 铁 合 金 生 铁 碳素钢 含 碳 量 2%~4.3% 0.03%~2% 成 分 铁、碳 铁、碳 在碳素钢中加入其它元素,如镍、铬等 (不锈钢) 铝合金 铜合金

黄铜 青铜 白铜 成分 性能 性 能 生铁硬度大、抗压、性脆,可铸不可锻 有良好的延展性,机械性能好,可合金钢 铸可锻 如不锈钢在空气中比较稳定,不容易生锈,具有很强的抗腐蚀能力 含碳量高,硬度大; 含碳量低,韧性较强 钢 向Al中加入少量的合金元素如:Cu、Mg、抗腐蚀能力强,强度高,密度较小,如:高压锅是Si、Mn、Zn及稀土元素 Cu-Zn合金 Cu-Sn合金 Cu-Ni合金 由铝合金制造的 高强度、可塑性好、耐腐蚀,作仪器、日用品 高强度、可塑性好、耐磨耐腐蚀,作机器零件 光泽好、耐磨、易加工、耐腐蚀,作铅笔、饰品

万全中学2012-2013学年高一化学必修一导学案 主编:申洁 审核:张延峰 董金玲 李晓晓 乔凤梅 使用时间:2012-12-24 班级 姓名 与强氧化性酸(如硝酸、浓硫酸等) 与盐溶液反应 先与水反应 前面的金属置换出后面的金属 发生氧化还原反应 发生氧化还原反应 发生氧化还原反应 只与王水反应 在自然界中的存在形式 金属冶炼 化合态 化合态和游离态 游离态 电解法 热还原法(Cu、W用还原剂法) 热分解法 注:① Al、Fe遇浓硝酸、浓硫酸,在常温下发生钝化。 ② Cr2O3+2Al=Al2O3+2Cr ⑸ 判断金属活动性的规律

①金属与水或酸反应越剧烈,该金属越活泼。

②金属所对应的氢氧化物的碱性越强,该金属越活泼。

③一种金属能从另一种金属盐的溶液中将其置换出来,则该金属活泼性比另一金属强。

2. 合金 ⑴ 定义:指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成具有金属特性的物质。一般来说,合金的熔点比它各组分低,硬度比各组分大。 ⑵ 物理性质 ① 硬度大、熔点低

② 一般来说,合金的性质并不是各成分的性质的总和,合金具有良好的物理、化学和机械的性能 ③ 合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以生铁调节。 如:生铁的熔点比纯铁的低;硬铝(Cu、Mn、Si)的强度和硬度都比纯铝大。 ⑶ 常用的合金 铁 合 金 生 铁 碳素钢 含 碳 量 2%~4.3% 0.03%~2% 成 分 铁、碳 铁、碳 在碳素钢中加入其它元素,如镍、铬等 (不锈钢) 铝合金 铜合金

黄铜 青铜 白铜 成分 性能 性 能 生铁硬度大、抗压、性脆,可铸不可锻 有良好的延展性,机械性能好,可合金钢 铸可锻 如不锈钢在空气中比较稳定,不容易生锈,具有很强的抗腐蚀能力 含碳量高,硬度大; 含碳量低,韧性较强 钢 向Al中加入少量的合金元素如:Cu、Mg、抗腐蚀能力强,强度高,密度较小,如:高压锅是Si、Mn、Zn及稀土元素 Cu-Zn合金 Cu-Sn合金 Cu-Ni合金 由铝合金制造的 高强度、可塑性好、耐腐蚀,作仪器、日用品 高强度、可塑性好、耐磨耐腐蚀,作机器零件 光泽好、耐磨、易加工、耐腐蚀,作铅笔、饰品

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/abm5.html

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