高三一轮复习金属及其化合物教案.docx
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高三一轮复习金属及其化合物教案
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高三一轮复习金属及其化合物教案
第三章金属及其化合物
一、钠及其化合物
(一)钠单质
1、物理性质:
金属钠银白色,硬度:
软,密度比水小,熔沸点低,导电性、导热性良好
钠露置与空气中的过程变化:
化学钠保存在石蜡油或煤油中,因为钠易与水或者空气中的氧气反应,而钠不与煤油反应,且钠的密度大于煤油的密度,所以保存在煤油中。
2、化学性质
①与氧气反应
4Na+O2=2Na2O(常温)2Na+O2
Na2O2(过氧化钠)
2Na2O+O2
2Na2O2
②与非金属反应
2Na+Cl2
2NaCl2Na+S=Na2S
③与水反应:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
钠与水反应的实验现象:
浮、熔、游、响、红。
钠燃烧引起火灾,一般用砂土盖灭。
④钠与酸的反应
2HCl+2Na=2NaCl+H2↑
⑤将钠与盐的反应
a.若将钠放入CuSO4溶液中,发生如下反应:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
b.钠可与某些熔盐作用,置换出相应金属。
如:
4Na+TiCl4(熔)=4NaCl+Ti
(二)钠的化合物
1、Na2O和Na2O2
名称
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
电子式
分类
碱性氧化物
过氧化物
阴阳离子个数比
1:
2
1:
2
色态
白色固体
淡黄色固体
化学性质
与水反应
Na2O+H2O=2NaOH
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2=Na2CO3
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
与酸反应
Na2O+2HCl=2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2↑+2H2O
特性
__________________
Na2O2有强氧化性,可以使品红溶液褪色,有漂白作用、杀菌消毒。
Na2O2与CO2、H2O反应的各种关系
Na2O2的强氧化性
Na2O2可与SO2、H2S、FeCl2等还原性物质反应。
(3)Na2CO3和NaHCO3
名称
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3)
分类
正盐
酸式盐
俗称
纯碱、苏打
小苏打
色态
白色粉末
细小的白色晶体
水溶液的酸碱性
碱性
碱性
溶解度
Na2CO3>NaHCO3
化
学
性
质
与酸反应放出CO2的速率
Na2CO3<NaHCO3
Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3
(CO32-+H+=HCO3-)
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
(HCO3-+H+=H2O+CO2↑)
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
(HCO3-+H+=H2O+CO2↑)
与CO2反应
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
不反应
与碱
反应
NaOH
不反应
NaHCO3+NaOH=H2O+Na2CO3
Ca(OH)2
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
此法可用于土法制烧碱或除掉烧碱中的Na2CO3
少量石灰水:
2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
过量石灰水:
NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O
与盐反应
CaCl2
Ca2++CO32-==CaCO3↓
不反应
NaHSO4
CO32-+2H+=CO2↑+H2O
HCO3-+H+=H2O+CO2↑
热稳定性
很稳定受热不分解
不很稳定,受热易分解。
2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑
二者之间相互转化
常见离子的焰色反应和焰色反应的实验操作
Na+(黄色)K+(紫色,需透过钴玻璃)Cu2+(绿色)Ba2+(黄绿色)
操作:
洗—烧—蘸—烧—洗
仪器:
铁丝、铂丝、蓝色钴玻璃
说明:
①并非所有的金属都有焰色反应
②焰色反应为金属元素的性质(单质和化合物)都有同样的焰色
③焰色反应为物理性质
钠及其化合物的相互转化
二、镁、铝及其化合物
1、镁铝单质
①跟非金属单质的反应:
2Mg+O2
2MgO 3Mg+N2
Mg3N2Mg+S
MgSMg+Cl2
MgCl2
4Al+3O2
2Al2O32Al+3S
Al2S32Al+3Cl2
2AlCl3
②跟酸的反应
③跟碱的反应(镁不能跟碱起反应)
2Al+6H2O
2Al(OH)3+3H2↑
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑
④与氧化物的反应:
a.与H2O的反应:
Mg+2H2O
Mg(OH)2+H2↑(能使酚酞变红)
2Al+6H2O
2Al(OH)3+3H2↑
b.铝热反应:
Al(S)+MxOy(S)
Al2O3+xM(l)△H<0
c.2Mg+CO2
2C+2MgO
2、铝的化合物
(1)氧化铝(Al2O3)
①物理性质:
白色难熔固体、也不溶于水。
②化学性质:
Al2O3是典型的两性氧化物,既能与酸反应又能与强碱溶液反应。
Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O
③应用:
冶炼金属铝的原料;耐火材料,可以用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等。
(2)氢氧化铝[Al(OH)3]
①氢氧化铝的两性:
Al(OH)3与强酸反应生成铝盐:
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
Al(OH)3与强碱溶液作用生成偏铝酸盐:
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
值得注意的是:
Al3+与OH-、AlO2-与H+、Al3+与AlO2-不能大量共存:
Al3++3OH-=Al(OH)3↓AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓
离子共存问题:
Al3+与OH-、S2-、HCO3-、CO32-、AlO2-等不能大量共存;
AlO2-与H+、Al3+、NH4+、Fe3+等不能大量共存。
②氢氧化铝的生成:
a.铝盐与可溶性弱碱氨水反应制Al(OH)3:
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
b.一般用向偏铝酸盐溶液中通入CO2的方法制取Al(OH)3。
当CO2不足或适量时:
CO2+2AlO2-+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-;
当CO2过量时:
CO2+AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。
c.铝盐和偏铝酸盐反应:
Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3
Al3+、AlO2-的图像问题
(3)硫酸铝钾KAl(SO4)2
电离方程式:
十二水合硫酸铝钾〔KAl(SO4)2·12H2O〕俗名:
明矾。
明矾是无色晶体,易溶于水。
KAl(SO4)2溶液中逐滴滴加Ba(OH)2溶液
沉淀物质的量最大:
2KAl(SO4)2+3Ba(OH)2==3BaSO4+Al(OH)3+K2SO4
沉淀质量最大:
KAl(SO4)2+2Ba(OH)2==2BaSO4+KAlO2+2H2O
明矾净水化学方程式:
铝及其化合物的转化关系
三、铁、铜及其化合物
1、铁在元素周期表中的第4周期,第Ⅷ族。
其原子结构示意图为:
(1)物理性质:
铁具有金属全部物理通性:
常温下是固态,有金属光泽,导电、导热,有延展性。
(2)化学性质
铁是比较活泼的金属,当铁跟弱氧化剂反应时:
Fe-2e-=Fe2+;当跟强氧化剂反应时:
Fe-3e-=Fe3+。
a.铁跟氧气等其它非金属单质的反应:
3Fe+2O2
Fe3O4(一定要注意产物)
2Fe+3Cl2
2FeCl32Fe+3Br2=2FeBr3
过量的铁在氯水或溴水中可以生成FeCl2、FeBr2
Fe+I2
FeI2Fe+S
FeS
b.铁跟水的反应:
3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2(注意产物也是Fe3O4)
c.铁跟酸的反应:
①与非氧化性酸:
Fe+2H+=Fe2++H2↑
②与强氧化性酸(稀硝酸为例):
Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2
3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
铁和浓硝酸、浓H2SO4发生钝化,但在加热条件下,钝化作用立即遭到破坏:
Fe+6HNO3(浓)
Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
Fe+6H2SO4(浓)
Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
d.铁和某些盐溶液的作用:
Fe+Cu2+=Fe2++CuFe+2Fe3+=3Fe2+
2、铁的化合物
(1)铁的氧化物
铁的氧化物
FeO
Fe3O4
Fe2O3
铁的化合价
+2价
+2价(1/3),+3价(2/3)
+3价
俗称
——
磁性氧化铁
铁红
状态和颜色
黑色固体
黑色固体
红棕色固体
与H2O的关系
不反应,不溶解
与非氧化性酸的反应
FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
氧化性
高温下被CO、H2、Al、C等还原
还原性
可被氧化
可被氧化
一般不再被氧化
主要用途
——
炼铁
炼铁、作铝热剂、颜料
(2)铁的氢氧化物
①Fe(OH)2可由易溶性的亚铁盐跟碱溶液起反应制得。
Fe(OH)2为白色絮状沉淀,易被空气中O2迅速氧化成Fe(OH)3。
因此,白色絮状沉淀能迅速变成灰绿色,最终变成红褐色。
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
制备时:
a.要将滴管口插入硫酸亚铁液面下,再滴入NaOH溶液;
b.配液时可用加热的方法尽可能除去溶解氧;
c.可在液面加少许汽油或苯等有机溶剂,以隔绝空气。
②Fe(OH)3可由易溶性的铁盐跟碱溶液起反应制得。
Fe(OH)3为红褐色沉淀,可溶于强酸,受热易分解。
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O2Fe(OH)3
Fe2O3+3H2O
制备Fe(OH)3胶体:
Fe2+Fe3+的鉴别
离子共存问题:
Fe、Fe2+、Fe3+的互相转化
3、铜及其化合物
(1)铜的物理性质:
黄色或紫红色,导电导热延展性,导电性位于金属的第二位。
(2)铜在周期表中第4周期IB族
(3)铜单质的化学性质
①铜与非金属单质反应:
2Cu+O2
2CuO Cu+Cl2
CuCl22Cu+S
Cu2S
2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3
②与化合物反应
Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2
Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O
(4)氧化铜(CuO)
CuO+H2
Cu+H2O
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
CuO+C2H5OH
Cu+CH3CHO+H2O
(5)氢氧化铜[Cu(OH)2]
①检验醛基(CH3CHO)
CH3CHO+2Cu(OH)2
Cu2O+CH3COOH+2H2O
②和乙酸反应
2CH3COOH+Cu(OH)2=(CH3COO)2Cu+2H2O