高三化學總復習-金屬及其化合物

高三化學總復習――金屬及其化合物[考點掃描]

1．常見金屬的活動順序。

2．鈉、鋁、鐵、銅等金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)及應用。

3．以IA族為例，掌握同一主族內(nèi)元素性質(zhì)遞變規(guī)律與原子結構的關系。

4．合金的概念及其重要應用。

[知識點撥]

一．金屬的通性

1．位置：金屬元素位于周期表的左下角，最外層電子數(shù)大部分少于4個。

2．物理通性：大部分有延展性、金屬光澤，都有導熱導電性等。

3．化學性質(zhì)：易失電子，被氧化，金屬表現(xiàn)還原性。

4．鈉、鋁、鐵、銅單質(zhì)的重要性質(zhì)鈉鋁鐵銅與非金屬單質(zhì)O24Na+O2＝2Na2O

O2+2NaNa2O24Al+3O22Al2O33Fe+2O2Fe3O42Cu+O22CuOCl22Na+Cl22NaCl2Al+3Cl22AlCl32Fe+3Cl22FeCl3Cu+Cl2CuCl2S2Na+SNa2S2Al+3SAl2S3Fe+SFeS2Cu+SCu2SH2O2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2Al+6H2O

2Al(OH)3+3H2↑3Fe+4H2OFe3O4+4H2不反應HCl溶液2Na+2HCl＝2NaCl+H2↑2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑不反應NaOH溶液與水反應2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑不反應不反應CuSO4溶液2Na+2H2O+CuSO4＝Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑較復雜較復雜不反應制備2NaCl2Na+Cl2↑2Al2O34Al+3O2↑Fe2O3+3CO2Fe+3CO2CuO+COCu+CO2二．鈉及其化合物

1．鈉

⑴鈉的物理性質(zhì)狀態(tài)顏色硬度密度熔點導電、導熱性固體銀白色較小(比水大）較小(比水?。┹^低（用酒精燈加熱，很快熔化）是電和熱的良導體⑵鈉的化學性質(zhì)

①鈉與非金屬單質(zhì)的反應

A：與氧氣：4Na+O2＝2Na2O(變暗)；O2+2NaNa2O2(燃燒生成淡黃色固體)

B：與氯氣：2Na+Cl22NaCl；

C：與S：2Na+SNa2S

②鈉與水的反應（水中先滴入酚酞）

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑現(xiàn)象概述現(xiàn)象描述原因浮浮在水面鈉的密度比水小游四處游動鈉與水反應產(chǎn)生氣體熔融化成銀白色小球鈉的熔點較低，且該反應放出大量熱響發(fā)出咝咝的響聲鈉與水反應劇烈紅溶液由無色變?yōu)榧t色生成了堿性物質(zhì)③鈉與酸的反應：2Na+2H+＝2Na++H2↑

④鈉與鹽溶液的反應：

2Na+2H2O+CuSO4＝Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑；6Na+6H2O+2FeCl3＝6NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑

⑤Na可與某些有機物反應：

2CH3COOH+2Na→2CH3COONa+H2↑；2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑；

2C6H5OH+2Na→2C6H5ONa+H2↑；

⑶鈉的保存

通常鈉保存在煤油中，原因是①鈉極易與空氣中的O2、水蒸氣反應；②鈉不與煤油反應；③鈉的密度比煤油大，沉于底部。

注意：鈉保存在煤油中，而不能保存在汽油、CCl4中，因汽油易揮發(fā)，CCl4的密度比鈉的密度大，起不到隔離O2和H2O的作用。

⑷鈉的用途：①冶煉金屬：TiCl4+4NaTi+4NaCl；②鈉鉀合金，作原子反應堆的導熱劑；③在電光源上，用鈉制高壓鈉燈。

2．鈉的重要化合物

⑴Na2O、Na2O2和NaOH名稱和化學式氧化鈉（Na2O）過氧化鈉（Na2O2）氫氧化鈉（NaOH）顏色和狀態(tài)白色固體淡黃色固體無色固體類別堿性氧化物

離子化合物過氧化物

離子化合物堿

離子化合物電子式Na+[]Na+Na+[]2-Na+Na+[]－氧元素化合價-2-1-2化學鍵離子鍵離子鍵

非極性鍵離子鍵

極性鍵穩(wěn)定性不穩(wěn)定比Na2O穩(wěn)定穩(wěn)定與水反應Na2O+H2O＝2NaOH2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑不反應與酸反應Na2O+2HCl＝2NaCl

+H2O2Na2O2+4HCl＝4NaCl+O2↑＋2H2ONaOH+HCl＝NaCl+H2O與酸酐反應Na2O+CO2＝Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O

NaOH+CO2＝NaHCO3與鹽溶液反應Na2O+2NaHSO4＝2Na2SO4+H2O

Na2O+H2O+CuSO4＝Cu(OH)2↓+Na2SO42Na2O2+4NaHSO4＝4Na2SO4+O2↑+2H2O

2Na2O2+H2O+CuSO4＝

Cu(OH)2↓+2Na2SO4+O2NaOH+NaHSO4＝Na2SO4+H2O

2NaOH+CuSO4＝Cu(OH)2↓+Na2SO4用途制氫氧化鈉漂白劑、供氧劑、

氧化劑化工原料、制紙漿、肥皂知識拓展：Na2O2的強氧化性：能氧化SO2、FeCl2、H2S、Na2SO3、等，因強氧化性而使品紅溶液褪色。

⑵Na2CO3和NaHCO3名稱和化學式碳酸鈉（Na2CO3）碳酸氫鈉（NaHCO3）俗名純堿、蘇打小蘇打顏色和狀態(tài)白色晶體白色粉末水中溶解性易溶易溶（比Na2CO3溶解度?。岱€(wěn)定性穩(wěn)定不穩(wěn)定：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O與酸反應CO32－+H+＝HCO3－

HCO3－+H+＝H2O+CO2↑HCO3－+H+＝CO2↑+H2O與某些堿反應Ba(OH)2+Na2CO3＝BaCO3↓+2NaOHNaHCO3+Ca(OH)2＝CaCO3↓+NaOH+H2O

2NaHCO3+Ca(OH)2＝CaCO3↓+Na2CO3+2H2O與某些鹽反應BaCl2+Na2CO3＝BaCO3↓+2NaClNaHCO3+NaHSO4＝Na2SO4+H2O+CO2↑與CO2反應Na2CO3+CO2+H2O＝2NaHCO3不反應相互轉(zhuǎn)化Na2CO3NaHCO3制法NaOH+CO2＝NaHCO3

2NaHCO32Na2CO3+H2O+CO2↑NaOH+CO2＝NaHCO3鑒別加酸產(chǎn)生CO2

加熱難分解加酸產(chǎn)生CO2較Na2CO3快

加熱分解出CO2用途制玻璃、肥皂、造紙、紡織發(fā)酵粉、治胃酸過多知識拓展：

①鈉在露置于空氣中的變化過程：

Na→Na2O→NaOH→NaOH(aq)→Na2CO3·10H2O→Na2CO3

銀白色→變暗→白色固體→溶液→白色塊狀→白色粉末

②碳酸鈉與鹽酸的反應：

若將鹽酸逐滴緩慢滴加到碳酸鈉溶液中：H++CO32－=HCO3－；HCO3－+H+=H2O+CO2↑。

現(xiàn)象：開始無氣體生成，滴加到一定量后出現(xiàn)氣體。

若將碳酸鈉逐滴緩慢滴加到鹽酸中：2H++CO32－＝H2O+CO2↑。

現(xiàn)象：立即出現(xiàn)氣泡。（常用來相互鑒別）

⑶鈉及其化合物間的相互轉(zhuǎn)化

3．堿金屬元素的原子結構和性質(zhì)及其遞變規(guī)律名稱和符號鋰（Li）鈉（Na）鉀（K）銣（Rb）銫（Cs）原子序數(shù)311193755結

構原子結構結構簡圖電子式Li·Na·K·Rb·Cs·主要化合價+1+1+1+1+1相同點最外層電子數(shù)相同，都是1個電子不同點原子核外電子層數(shù)不同，依次增多原子半徑依次遞增離子半徑依次遞增金屬活動性依次遞增質(zhì)還原性依次遞增陽離子氧化性依次遞減物理性質(zhì)顏色和狀態(tài)銀白色固體密度0．534g/cm30.97g/cm30.86g/cm31.523g/cm31.879g/cm3熔點依次遞減沸點依次遞減化學性質(zhì)跟氧氣反應4Li+O2＝2Li2O4Na+O2＝2Na2O

2Na+O2Na2O22K+O2＝K2O2

K+O2KO2Rb+O2

RbO2Cs+O2CsO2跟鹵素反應2M+X2＝2MX（M、X2分別表示堿金屬、鹵素）跟硫反應2M+S＝M2S與水反應2M+2H2O＝2MOH+H2↑反應劇烈程度：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs與酸反應2M+2H+＝2M++H2↑與鹽溶液反應

（CuSO4）

制法2MCl2M+Cl2↑（K：Na+KClK+NaCl）知識拓展：堿金屬的特殊性：

①Na、K需保存于煤油中，但Li的密度比煤油小，所以Li必須保存在密度更小的石蠟中或密封于石蠟中。

②堿金屬中，從Li→Cs，密度呈增大的趨勢，但ρ(K)<ρ(Na)

③試劑瓶中的藥品取出后，一般不能放回原瓶，但金屬Na、K等除外。

三．鎂、鋁及其化合物

1．鎂與鋁

⑴原子結構及物理性質(zhì)鎂鋁在周期表中位置第3周期第ⅡA族第3周期第ⅢA族原子結構示意圖色態(tài)較低較低但大于鎂熔點較小較小但大于鎂密度較小較小但大于鎂硬度較小較小但大于鎂⑵鎂鋁的化學性質(zhì)項目MgAl與非金屬反應O2方程式2Mg+O22MgO4Al+3O22Al2O3現(xiàn)象劇烈反應、耀眼白光、放出大量熱SMg+SMgS2Al+3SAl2S3N23Mg+N2Mg3N2與H2O方程式Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑2Al+6H2O＝2Al(OH)3↓+3H2↑現(xiàn)象冷水慢，沸水快一般不反應，只有氧化膜被破壞后反應與酸反應Mg+2H+=Mg2++H2↑2Al+6H+＝2Al3++3H2↑(常溫下，在濃H2SO4、濃HNO3中鈍化)與NaOH溶液2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑與某些氧化物2Mg+CO22MgO+C2Al+Fe2O32Fe+Al2O3主要用途鎂合金汽車、飛機制造、照明彈等鋁合金汽車、船舶、飛機制造、防銹油漆、導線、電纜等工業(yè)制備MgCl2Mg+Cl2↑2Al2O34Al+3O2↑2．鎂和鋁氧化物的對比氧化物MgOAl2O3屬類堿性氧化物兩性氧化物色態(tài)白色粉末、熔點高白色粉末、熔點高化學

性質(zhì)H2OMgO+H2O＝Mg(OH)2↓(反應緩慢進行)不溶解也不反應酸液MgO+2H+＝Mg2++H2OAl2O3+6H+＝2Al3++3H2ONaOH溶液不溶解也不反應Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O重要用途制造耐火、耐高溫材料制造耐火、耐高溫器材，冶煉鋁3．鎂和鋁的氫氧化物氫氧化物Mg(OH)2Al(OH)3屬類堿兩性氫氧化物色態(tài)白色固體白色固體溶解性難溶難溶電離方程式Mg(OH)2Mg2++2OH－H2O+AlO2－+H+Al(OH)3Al3++3OH－與HCl等酸溶液Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O

(可溶于NH4Cl等強酸弱堿鹽)Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O與NaOH溶液不反應Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O熱不穩(wěn)定性Mg(OH)2MgO+H2O2Al(OH)3Al2O3+3H2O實驗室制法可溶性鎂鹽加NaOH溶液Mg2++2OH-＝Mg(OH)2↓可溶性鋁鹽加氨水

Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH+4

4．鋁及其化合物間相互轉(zhuǎn)化、鋁三角及相關圖象實驗操作實驗現(xiàn)象圖象離子方程式①向可溶性鋁鹽溶液中滴加NaOH溶液至過量先生成沉淀又溶解Al3++3OH-＝Al(OH)3↓；Al(OH)3＋OH-＝AlO2-＋2H2O②向可溶性鋁鹽溶液中滴加稀氨水至過量出現(xiàn)白色沉淀Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4＋③向NaOH溶液中滴加可溶性鋁鹽溶液至過量開始無明顯變化，一段時間后出現(xiàn)沉淀Al3++4OH-=AlO2-+2H2O；

3AlO2-+Al3++6H2O＝4Al(OH)3↓④向可溶性偏鋁酸鹽溶液中滴加鹽酸至過量先沉淀又溶解H++AlO2-+H2O=Al(OH)3↓；

Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O⑤向可溶性偏鋁酸鹽溶液中逐漸通入CO2氣體至過量先無明顯變化，后出現(xiàn)沉淀AlO-2+2H2O+CO2(過量)=Al(OH)3↓+HCO-3

2AlO2-+3H2O+CO2(少量)=Al(OH)3↓+CO2-3⑥向鹽酸中滴加可溶性偏鋁酸鹽溶液至過量出現(xiàn)白色沉淀4H++AlO2-=Al3+＋2H2O；

3AlO2-+Al3++6H2O＝4Al(OH)3↓知識拓展：

⑴Al(OH3)的兩性：H2O+AlO2－+H+Al(OH)3Al3++3OH－

酸式電離堿式電離

當向Al(OH)3中加入酸溶液，平衡向堿式電離方向移動，使Al(OH)3溶解。當向Al(OH)3中加入強堿溶液時，平衡向酸式電離方向移動，使Al(OH)3溶解。

⑵鋁熱反應及應用：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；4Al+3MnO23Mn+2Al2O3

鋁熱劑――鋁粉和金屬氧化物；助燃劑――KClO3；引燃劑――鎂條。

鋁熱反應應用：焊接鋼軌，冶煉熔點較高的金屬如：釩、鉻、錳等。

⑶既能與強酸又能與強堿反應的物質(zhì)：

①金屬單質(zhì)：Al；②兩性氧化物：Al2O3；③兩性氫氧化物Al(OH)3；④弱酸的酸式鹽：NaHCO3、NH4HCO3等；⑤弱酸銨鹽：(NH4)2CO3、(NH4)2S等。

四．鐵及其化合物

1．鐵

⑴鐵的原子結構：位于第4周期Ⅷ族，是過渡元素。

原子結構示意圖：；常見價態(tài)＋2，＋3價。

⑵物理性質(zhì)：純鐵為銀白色有金屬光澤，有延展性和導熱性，能導電，能被磁鐵吸引，密度7.86g/cm3，熔點1535℃，沸點2750℃。

⑶化學性質(zhì)：

鐵能與Cl2、Br2、O2、I2、S等非金屬單質(zhì)反應；與稀硫酸、濃硫酸、硝酸、鹽酸等酸反應；與H2O、Fe3+、Cu2+等反應。

①與鐵生成＋3價的有：Cl2、Br2、濃硫酸、硝酸等。

②與鐵生成＋2價的有：I2、S、稀硫酸、鹽酸、Fe3+、Cu2+等。

③與鐵生成Fe3O4的有：O2、H2O等。

2.鐵的氧化物3.鐵的氫氧化物4.亞鐵和鐵鹽的鑒別5．鐵三角知識拓展：

●Fe3+的性質(zhì)規(guī)律：

⑴水解性：

①Fe3+半徑小，所帶電荷高，水解能力強。

常溫下，F(xiàn)e3++3H2OFe(OH)3+3H+

沸水中，F(xiàn)e3++3H2O(沸水)Fe(OH)3(膠體)+3H+

②遇HCO3-、CO32-、AlO2-、ClO-等離子時，水解完全。

如Fe3++3HCO3-＝Fe(OH)3↓+3CO2↑。

③將FeCl3溶液蒸干并灼燒，得Fe2O3。

④在pH≥4時，它就形成Fe(OH)3而沉淀完全。

⑵較強的氧化性：

①Fe3+的氧化性在金屬陽離子中是比較強的，其氧化性：

H+<Cu2+<Fe2+<Ag+;I2<Fe3+<Br2

②Fe3+表現(xiàn)氧化性的反應有：

⑶特征絡合反應：Fe3++3SCN-＝Fe(SCN)3顯紅色。

Fe3++6C6H5OH＝[Fe(C6H5O)6]3-+6H+，顯紫色。

●制Fe(OH)2白色沉淀：

Fe(OH)2極易被氧化，溶解在水中少量的O2都能將它氧化成Fe(OH)3，所以按一般強堿與弱酸鹽反應制弱堿的操作很難得到Fe(OH)2白色沉淀。要制得Fe(OH)2白色沉淀必須用加熱煮沸過的蒸餾水（以減少溶解在水中的O2）臨時配制的FeSO4溶液，最好在溶液中再滴幾滴植物油以避免FeSO4溶液與空氣接觸，準備加入的NaOH溶液也要先加熱煮沸，加入NaOH溶液時應將滴管尖嘴伸人FeSO4溶液的試管底部再擠出NaOH溶液。

五．銅及其化合物

1．銅

⑴原子結構：銅元素位于元素周期表第4周期ⅠB族，過渡元素。

原子結構示意圖：；常見價態(tài)＋1和＋2價。

⑵物理性質(zhì)：紫紅色光澤，熔點1083.4℃，沸點為2567℃，有良好延展性，是電和熱的良導體。

⑶化學性質(zhì)：

①與非金屬單質(zhì)2Cu+O22CuO(黑色)；2Cu+SCu2S；Cu+Cl2CuCl2

②與酸反應：與非氧化性酸反應(稀鹽酸、稀硫酸)不反應。

Cu+2H2SO4(稀)CuSO4+SO2↑＋2H2O；Cu+4HNO3(濃)＝Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；

3Cu+8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；

③鹽溶液：Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2；Cu+2FeCl3＝CuCl2+2FeCl2

④在潮濕空氣中生成銅綠：2Cu+O2+H2O+CO2＝Cu2(OH)2CO3

2．銅的化合物

⑴銅的氧化物[CuO]

CuO+2HCl＝CuCl2+H2O；H2+CuOCu+H2O；C+2CuO2Cu+CO2↑

⑵銅的氫氧化物[Cu(OH)2]：藍色難溶于水。