常见无机物及其应用知识点

第三部分 常见无机物及其应用

一、知识整理

1．常见金属元素的位置和物理通性

(1)元素在周期表中的位置 (2)金属材料的物理通性

常用的金属材料主要有金属和合金两类，它们具有如下的物理通性：①金属具有金属光泽；②金属具有导电性；③金属具有导热性；④金属具有良好的延展性。 2．比较金属性强弱的方法

元素金属性的本质是指元素的原子失电子能力。它取决于金属的原子半径、核电荷数、最外层电子数等因素。可以从以下几个方面来比较元素金属性强弱：

(1)根据金属的原子结构； (2)根据元素在周期表中的位置；

(3)根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱； (4)根据与氧气反应的难易； (5)根据与水反应的条件难易；(6)根据与非氧化性酸反应的剧烈情况；

(7)根据金属间发生的置换； (8)根据原电池反应，做负极的金属比做正极的金属活泼。 3．金属活动性顺序的应用。

金属活动性顺序 金属原子失去电子能力 金属阳离子得电子能力 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 强---------------------------------------------------→弱 弱----------------------------------------------------→强 常温极易氧 常温与氧气缓慢反化，燃烧产生过常温形成氧膜，铜加热与氧化合，其余难应，高温下Fe可在氧化物或超氧点燃剧烈反应 反应 纯氧中燃烧 化物 常温剧烈 铁与水蒸气反应产Mg加热反应，生四氧化三铁和氢Al去膜后反应 气 可置换非氧化性酸中的氢 与水不反应 不可置换酸中的氢 金属与氧气反应 金属与水反应 金属与酸反应 金属与盐溶液反应 氧化物与水反应 氢氧化物的热稳定性 跟碱溶液反应 冶炼方法 与水反应，生成的碱与盐溶液反一般是位于金属活动性顺序表前边的金属能从应 盐溶液中置换出后边的金属 K、Ca、Na的氧化物易和水化合生成碱，MgO与水缓慢反应，Al及其以后金属的氧化物均不与水反应 K、Na的氢氧化物稳定，受热不分解，其余受热分解得到相应的氧化物和水，且它们的稳定性逐渐减弱 Al与碱溶液反应产生盐和氢气 电解法(电解熔融盐或氧化物) 热还原法(还原剂：C、热分解CO、H2、Al等) 法 物理方法 二、重点知识解析

1．钠及其钠的化合物

(1)钠及其钠的化合物的知识体系

(2)钠的性质 银白色、质软、比水轻，熔点97.81℃，沸点882.9℃ 1

①与氧气反应：4Na＋O22Na＋O22Na2O(常温下缓慢氧化) 2Na2O2 2NaCl(产生大量白烟) ②与其他非金属反应：2Na＋Cl2化学性质 ③与水反应：2Na＋H2O2NaOH＋H2↑ (浮于水面，熔成闪亮的小球，并在水面上四处游动，发出咝咝的响声) ④与盐反应：2Na＋CuSO4＋2H2OCu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑ (钠先与水反应，其产物再与盐反应) ⑤与乙醇反应：2Na＋2C2H5OH2C2H5ONa＋H2↑ 氧化钠 白色固体 Na2O －2 不稳定，在空气中可以继续氧化： 2Na2O＋O22Na2O2 Na2O＋H2ONa2O＋CO22NaOH Na2CO3 过氧化钠 淡黄色固体 Na2O2 －1 稳定，加热不分解 2Na2O2＋2H2O2Na2O2＋2CO24NaOH＋O2↑ 2Na2CO3＋O2 (3)氧化钠与过氧化钠 颜色、状态 化学式 氧的化合价 稳定性 与H2O反应 与CO2反应 氧化性、漂白性 俗名 色、态 水溶性 热稳定性 与盐酸反应 与碱反应 (4)碳酸钠与碳酸氢钠

碳酸钠 苏打、纯碱 常以Na2CO3·10H2O存在，为无色晶体，易风化失水为白色粉末Na2CO3 易溶于水 稳定，受热难分解 Na2 CO3＋HClNaCl＋NaHCO3 Na2CO3＋2HCl2NaCl＋CO2↑＋H2O 碳酸钠 Na2CO3＋Ca(OH)2相互转化 用途 CaCO3↓＋2NaOH Na2CO3重要的化工原料，用于玻璃、造纸、纺织、洗涤剂等的生产 2NaHCO3NaHCO3＋HCl碳酸氢钠 小苏打 白色粉末 溶解度较碳酸钠小 Na2CO3＋CO2↑＋H2O NaCl＋CO2↑＋H2O 一般不表现氧化性、还原性，无漂白性 有强氧化性、漂白性，可以杀菌消毒 碳酸氢钠 NaHCO3＋NaOHNa2CO3＋H2O NaHCO3 食品工业，泡沫灭火剂等 2．铝及其铝的化合物

(1)铝及其铝的化合物的知识体系

2

(2)铝

①铝在周期表中的位置和物理性质

铝在周期表中第三周期ⅢA族，是一种银白色轻金属，具有良好的导电性、导热性和延展性。它可应用于制导线、电缆、炊具，铝箔常用于食品和饮料的包装，铝还可以用于制造铝合金。 ②化学性质

4Al＋3O2与非金属反应 4Al＋3O2与酸反应 与碱溶液反应 与氧化物反应 2Al＋Fe2O32Al2O3(铝箔在纯氧中燃烧发出耀眼的白光) 2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑(Al与非氧化性酸反应产生氢气) Al＋4HNO3(稀)Al(NO3)3＋NO↑＋2H2O 常温时遇浓HNO3发生钝化，但加热可反应 2Al＋2NaOH＋2H2O2NaAlO2＋3H2↑ 2Al2O3(常温生成致密而坚固的氧化膜) 2Fe＋Al2O3(铝热反应可用于焊接钢轨、冶炼某些金属) (3)氧化铝

①是一种白色难溶的固体，不溶于水。是冶炼铝的原料，是一种比较好的耐火材料。 ②氧化铝是两性氧化物。

与酸反应：Al2O3＋6HCl2AlCl3＋3H2O 与碱反应：Al2O3＋2NaOH2NaAlO2＋H2O

既能与强酸反应，又能与强碱反应的物质：Al、Al2O3、Al(OH)3、弱酸的酸式盐(NaHCO3、NaHSO3)、弱酸的铵盐[(NH4)2CO3、(NH4)2SO3]、氨基酸等。 (4)氢氧化铝 制备 与酸反应 与碱反应 加热分解 ＋

AlCl3＋3NH3·H2OAl(OH)3＋3HClAl(OH)3＋NaOH2Al(OH)3Al(OH)3↓＋3NH4Cl AlCl3＋3H2O NaAlO2＋2H2O Al2O3＋3H2O (5)Al3、AlO?2、Al(OH)3间的相互转化关系

Al3

＋

Al(OH)3

AlO?2

在AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液的现象：先出现白色沉淀，NaOH溶液过量白色沉淀又逐渐消失。

AlCl3＋3NaOH＝Al(OH)3↓＋3NaCl；Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2O (两瓶无色的溶液其中一瓶是AlCl3溶液，另一瓶是NaOH溶液，采用互滴法可以对这两瓶无色溶液进行鉴别) 在NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸的现象：先出现白色沉淀，盐酸过量白色沉淀又逐渐消失。 NaAlO2＋HCl＋H2OAl(OH)3↓＋NaCl；Al(OH)3＋3HClAlCl3＋3H2O 3．铁及其铁的化合物

(1)铁及其铁的化合物的知识体系

3

(2)铁的性质

①铁的核电荷数为26，最外层电子数为2；位于周期表第四周期Ⅷ族；在地壳中的含量排在第四位。 ②物理性质：

银白色、具有金属光泽、有良好的延展性，是电和热的良导体，密度是7.86g/cm3，能被磁体吸引，具有铁磁性。纯铁抗蚀性强，但生铁因含碳和其他元素，易生锈。 ③化学性质： 3Fe＋2O2(空气)与非金属反应 2Fe＋3Cl2与H2O反应 与非氧化性酸 2FeCl3；Fe＋SFeS Fe3O4 3Fe＋4H2O(g)Fe＋2H＋＋Fe3O4＋4H2 Fe2＋H2↑(HCl、稀H2SO4) 常温时遇浓HNO3、浓H2SO4发生钝化，但加热可反应 与酸反应 与氧化性酸 2Fe＋6H2SO4(浓)Fe＋4HNO3(稀)3Fe＋8HNO3(稀)与盐溶液反应 Fe＋Cu2＋Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O Fe(NO3)3＋NO↑＋H2O(硝酸过量) 3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(铁过量) Fe2＋Cu；Fe＋2Fe3＋＋3Fe2 ＋ (3)铁的氧化物、氢氧化物及铁盐、亚铁盐的比较 ①铁的氧化物： 化学式 名称 俗名 化合价 类型 化学式 色态 溶解性 与盐酸反应 FeO 氧化亚铁 ＋2 碱性氧化物 FeO 黑色粉末 难溶于水 FeO＋2H＋Fe2O3 三氧化二铁 铁红 ＋3 碱性氧化物 Fe2O3 红棕色粉末 难溶于水 Fe2O3＋6H＋Fe3O4 四氧化三铁 磁性氧化铁 ＋2、＋3 Fe3O4 黑色晶体 难溶于水 ＋Fe2＋H2O ＋2Fe3＋3H2O 2Fe＋Al2O3 2Fe＋3CO2 Fe3O4＋8H＋Fe2＋2Fe3＋4H2O ＋＋与还原3FeO＋2Al剂反应 FeO＋CO ②铁的氢氧化物： 化学式

Fe＋Al2O3 Fe＋CO2 Fe2O3＋2AlFe2O3＋3CO3Fe3O4＋8AlFe3O4＋4COFe(OH)3 9Fe＋4Al2O3 3Fe＋4CO2 Fe(OH)2 4

实验室 制法 原理 现象 HCl Fe2＋2OH＋－Fe(OH)2↓ Fe2＋2H2O ＋Fe3＋3OH＋－Fe(OH)3↓ 产生白色沉淀 Fe(OH)2＋2H＋产生红褐色沉淀 与酸反应 稀HNO3 HI 稳定性 ?3Fe(OH)2＋10H＋NO3＋3Fe3＋＋Fe(OH)3＋3H＋＋Fe3＋3H2O ＋NO↑＋8H2O Fe(OH)2＋2H＋Fe2＋2H2O ＋2Fe(OH)3＋6H＋2I2Fe(OH)3－2Fe2＋I2＋6H2O ＋4Fe(OH)2＋O2＋2H2O白色→灰绿色→红褐色 4Fe(OH)3 Fe2O3＋3H2O ③铁盐、亚铁盐的性质： 二价铁盐既有氧化性又有还原性，以还原性为主。亚铁盐溶液在保存时，应在溶液中放少量铁粉防止被氧化，同时滴加少量的相应酸以防其水解。

硫酸亚铁在空气中变质的化学方程式：12FeSO4＋3O2＋6H2O4Fe2(SO4)3＋4Fe(OH)3 三价铁盐具有较强的氧化性： 氯化铁腐蚀铜：Cu＋2FeCl3CuCl2＋2FeCl2 氯化铁氧化二氧化硫：SO2＋2FeCl3＋2H2OH2SO4＋2FeCl2＋2HCl 三价铁盐具有较强的水解性：Fe3＋3H2O

＋

＋

＋

＋

＋

Fe(OH)3＋3H Fe3＋3H2O

＋

＋

＋Fe(OH)3(胶体)＋3H

＋

④Fe2与Fe3的检验、Fe2与Fe3与其他离子的共存：

Fe3的检验 ＋Fe2的检验 观察颜色：浅绿色溶液 加氢氧化钠溶液：先生成白色沉淀，在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 ＋－Fe2＋2OHFe(OH)2↓ (白色) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O4Fe(OH)3 溶液中先加KSCN：溶液不呈红色，再加氯水或稀HNO3溶液呈红色。 不能大量共存的离子 观察颜色：黄色溶液 加氢氧化钠溶液：产生红褐色沉淀。 ＋－Fe3＋3OHFe(OH)3↓ (红褐色) 加KSCN溶液：溶液呈红色 ＋－Fe3＋3SCNFe(SCN)3 黄色 无色 血红色 Fe2＋、Fe3＋与其他离子的共存

Fe 3＋?2?、CO3(水解相互促进)；S2、I(氧化还原反应)；SCN、C6H5O(络合反应)；HCO3－－－－OH产生沉淀等 Fe2 ＋－2??、OH、NO3(H)、ClO、MnO?CO34等不能共存 －＋－ (4)铁的三角转化关系

Fe→Fe2：H、Cu2、Fe3、S、I2

＋

＋

＋

＋

5

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