320 几种重要的金属化合物.docx
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320几种重要的金属化合物
3.2.0几种重要的金属化合物
一、考点、热点回顾
（一）氧化钠和过氧化钠
（二）碳酸钠和碳酸氢钠
1．物理性质
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
色态
白色粉末
细小白色晶体
俗名
纯碱或苏打
小苏打
溶解性
二者均易溶于水，NaHCO3的溶解性较弱
2．化学性质
（三）焰色反应
1．定义
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。
2．操作
3．几种金属元素的焰色
钠：
黄色，钾：
紫色（观察时要透过蓝色钴玻璃），铜：
绿色。
关于Na2O2与CO2、H2O的反应
1．反应原理
2Na22＋2CO2===2Na2C3＋2
2Na22＋2H2O===4NaH＋2↑
2．三个关系
（1）固体质量关系：
①与CO2的反应：
2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2 固体的质量差
2×44g 32g88g－32g＝（2×28）g
结论：
Na2O2固体与CO2反应时，固体增加的质量等于与参加反应的CO2等物质的量的CO的质量，即Na2O2＋CO===Na2CO3（实际上该反应不能发生）。
②与H2O的反应：
2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑ 固体的质量差
2×18g 32g 36g－32g＝（2×2）g
结论：
Na2O2固体与H2O反应时，固体增加的质量等于与参加反应的H2O等物质的量的H2的质量，即Na2O2＋H2===2NaOH（实际上该反应不能发生）。
（2）气体体积关系：
①与CO2的反应：
2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2 气体的体积差
2L 1L2L－1L＝1L
②与H2O的反应：
2H2O（g）＋2Na2O2===4NaOH＋O2 气体的体积差
2L 1L 2L－1L＝1L
结论：
若CO2和水蒸气（或二者的混合气体）通过足量的Na2O2，气体体积的减少量为原气体（或混合气体）体积的一半，即为生成氧气的量。
（3）电子转移关系：
当Na2O2与足量CO2、H2O反应时，1molNa2O2转移1mol电子。
（四）Na2CO3与NaHCO3的鉴别、除杂与转化
1．鉴别
依据
现象
热稳定性
加热固体有气体产生的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3
与CaCl2（或BaCl2）溶液反应
有沉淀生成的是Na2CO3溶液，无变化的是NaHCO3溶液
固体与盐酸反应的剧烈程度
生成气体剧烈的是NaHCO3，相对缓慢的是Na2CO3
溶液中逐滴加入盐酸时的现象
逐滴加入盐酸时，立即产生气体的是NaHCO3，开始不产生气体，滴加一会儿才产生气体的是Na2CO3
2．除杂（括号内为杂质）
混合物
除杂方法及试剂
Na2CO3固体（NaHCO3）
加热
NaHCO3溶液（Na2CO3）
通入足量CO2气体
3．转化
Na2CO3NaHCO3
（五）氧化铝
1．物理性质
色态
溶解性
熔点
硬度
白色固体
易溶于水
很高
很大
2．化学性质
Al2O3是两性氧化物，与酸或强碱溶液都能反应生成盐和水。
3．用途
（1）冶炼金属铝的原料；
（2）良好的耐火材料。
（六）氢氧化铝
1．物理性质
（1）色态：
白色固体。
（2）溶解性：
难溶于水。
2．化学性质
Al（OH）3是两性氢氧化物，与酸或强碱溶液都能反应生成盐和水。
3．制备
实验室常用可溶性铝盐Al2（SO4）3与氨水反应制取Al（OH）3。
（1）离子方程式为：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH。
（2）现象：
有白色胶状沉淀产生，氨水过量时，沉淀不溶解。
4．用途
（1）能凝聚水中的悬浮物并能吸附色素，可用来净水。
（2）利用其弱碱性，可用作胃酸中和剂。
（七）硫酸铝钾[KAl（SO4）2]
（1）电离方程式：
KAl（SO4）2===K＋＋Al3＋＋2SO。
（2）明矾：
（八）铝的化合物之间的相互转化——铝三角
1．Al3＋―→Al（OH）3或AlO
（1）Al3＋Al（OH）3：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH，
Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓。
（2）Al3＋AlO：
Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O。
2．Al（OH）3―→Al3＋或AlO
（1）Al（OH）3Al3＋：
Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
（2）Al（OH）3AlO：
Al（OH）3＋OH－===AlO＋2H2O。
3．AlO―→Al（OH）3或Al3＋
（1）AlOAl（OH）3：
AlO＋CO2（过量）＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO
或2AlO＋CO2（少量）＋3H2O===2Al（OH）3↓＋CO
AlO＋H＋（少量）＋H2O===Al（OH）3↓，
（2）AlOAl3＋：
AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O。
（九）关于Al（OH）3沉淀的图像分析
操作
NaOH溶液AlCl3溶液
盐酸NaAlO2溶液
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
反应
①Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓
②Al（OH）3＋OH－===AlO＋2H2O
①H＋＋AlO＋H2O===Al（OH）3↓
②Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
图像
结论
x＝n（OH－）/n（Al3＋）
①当0②当x＝3时，沉淀的量最多
③当3x＝n（H＋）/n（AlO）
①当0②当x＝1时，沉淀的量最多
③当1（十）铁的主要化合物
1．铁元素的存在
地壳中金属元素的含量居前两位的是Al、Fe，铁元素主要以＋2价和＋3价的化合物形式存在。
2．铁的氧化物
（1）物理性质：
名称
氧化亚铁
氧化铁
四氧化三铁
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗名
铁红
磁性氧化铁
铁的化合价
＋2
＋3
＋2、＋3
颜色、状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
溶解性
都不溶于水
（2）化学性质：
①稳定性：
Fe2O3、Fe3O4较稳定；FeO不稳定，受热能氧化为Fe3O4。
②与酸反应：
FeO、Fe2O3是碱性氧化物，与盐酸反应的离子方程式为：
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。
3．铁的氢氧化物
Fe（OH）2
Fe（OH）3
颜色
白色
红褐色
溶解性
不溶于水
不溶于水
与盐酸反应（离子方程式）
Fe（OH）2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
Fe（OH）3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
加热
Fe（OH）2FeO＋H2O
2Fe（OH）3Fe2O3＋3H2O
转化
化学方程式
4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3
现象
白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色
4．铁盐和亚铁盐
（1）Fe3＋、Fe2＋的检验：
（2）Fe3＋、Fe2＋的相互转化：
①实验及现象：
溶液由棕黄色→浅绿色→溶液无明显变化→溶液变成红色。
②反应的离子方程式：
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，
Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3。
③结论：
Fe3＋Fe2＋
（4）铁盐的净水作用：
向混有少量泥沙的浑水中加入少量Fe2（SO4）3，浑水会变澄清。
（十一）Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化——铁三角
1．Fe→Fe2＋或Fe3＋
（1）与弱氧化剂反应生成Fe2＋：
与S、Fe3＋、Cu2＋、H＋等弱氧化剂反应生成＋2价铁，例如：
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
（2）与强氧化剂反应生成Fe3＋：
与Cl2、HNO3等强氧化剂反应生成＋3价铁，例如：
2Fe＋3Cl22FeCl3。
2．Fe2＋→Fe或Fe3＋
（1）与氧化剂反应生成Fe3＋：
与Cl2、HNO3等强氧化剂反应生成Fe3＋，例如：
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
（2）与还原剂反应生成Fe：
与C、CO、Al、Zn等还原剂反应生成Fe，例如：
Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。
3．Fe3＋→Fe或Fe2＋
（1）与C、Al、CO等还原剂反应生成Fe，例如：
3CO＋Fe2O33CO2＋2Fe。
（2）与Fe、Cu、I－、S2－等还原剂反应生成Fe2＋，例如：
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
（十二）Fe3＋、Fe2＋的检验
1．加碱法
2．硫氰化物法
二、典型例题
[例1] 200℃时CO2和水蒸气的混合气体共23.2g与足量的Na2O2充分反应后，固体质量增加了7.2g，则原混合气体的物质的量为（ ）
A．0.2mol B．0.6mol
C．0.8molD．1.0mol
[例2] 有两试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判断正确的是（ ）
方案
操作
判断
A
分别加入澄清石灰水
产生沉淀者为Na2CO3
B
分别加入等浓度的稀盐酸
反应较剧烈者为Na2CO3
C
分别加入CaCl2溶液
产生沉淀者为Na2CO3
D
逐滴加入等浓度的盐酸
立即产生气泡者为Na2CO3
[例3] 已知单质A、B、C和甲、乙、丙、丁四种化合物有如图所示的转化关系，C为密度最小的气体，甲是一种高熔点的物质，丙常温下是一种液体。
根据以上转化关系回答：
（1）写出下列物质的化学式：
A________；B________；乙________。
（2）A原子的原子结构示意图为________。
（3）写出下列变化的方程式：
①A与NaOH溶液反应的化学方程式：
_______________________________________
________________________________________________________________________。
②甲与NaOH溶液反应的离子方程式：
_____________________________________
________________________________________________________________________。
[例4] 向MgSO4和Al2（SO4）3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量。
下列图像中，能正确表示上述反应的是（横坐标表示加入NaOH溶液的体积，纵坐标表示反应生成沉淀的质量）（ ）
[例5] 已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。
试根据图中转化关系，回答下列问题。
（1）写出A、C、F、G的化学式
A、________C、________F、________、G、________。
（2）保存C溶液时要加固体A的原因：
_____________________________________
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