高考化学 金属元素及其化合物.docx

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高考化学金属元素及其化合物

金属元素及其化合物

【知识梳理】

1、金属的物理性质

（1）导电性好

（2）导热性好（3）延展性好（4）有金属光泽

2、金属的化学性质

通常情况下，金属原子的最外层电子数少于4，在化学反应中易失去电子，表现出较强的还原性。

（1）金属与氧气的反应

钠与氧气反应-常温：

4Na+O2==2Na2O加热：

2Na+O2

Na2O2;

铝与氧气反应：

通常与氧气易反应，生成致密的氧化物起保护作用

4Al+3O2==2Al2O3加热铝箔时，由于外层氧化膜的熔点比铝的熔点高，故熔化的液态铝并不滴落。

除去氧化膜的铝箔加热很快生成新的氧化膜，熔化的液态铝并也不滴落。

铁与氧气反应：

3Fe+2O2

Fe3O4（Fe2O3·FeO）

（2）金属与水的反应

钠与水反应:

2Na+2H2O==2NaOH+H2↑；实验现象：

钠浮在水面上，熔成小球，在水面上游动，有哧哧的声音，最后消失，在反应后的溶液中滴加酚酞，溶液变红。

铝与水反应：

加热时微弱反应

铁与水反应：

高温与水蒸气反应3Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H2↑。

KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu

（3）金属与酸的反应

钠与酸反应：

如2Na+2HCl==2NaCl+H2↑,Na放入稀盐酸中，是先与酸反应，

酸不足再与水反应。

因此Na放入到酸中Na是不可能过量的。

比钠与水的反应剧烈多。

②与酸反应：

强氧化性酸，如浓硫酸和浓硝酸在常温下，使铝发生钝化现象；

加热时，能反应，但无氢气放出；非强氧化性酸反应时放出氢气。

③与酸反应：

强氧化性酸：

常温下浓硫酸和浓硝酸使铁钝化。

加热时，与强氧化性反应，但无氢气放出。

非强氧化性酸：

铁与酸反应有氢气放出。

（4）某些金属与碱反应：

和强碱溶液反应：

2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑。

（5）金属与盐溶液反应：

钠与盐的溶液反应：

钠不能置换出溶液中的金属，钠是直接与水反应。

反应后的

碱再与溶液中的其他物质反应。

如钠投入到硫酸铜溶液的反应式：

2Na+CuSO4+2H2O==Cu（OH）2↓+Na2SO4+H2↑。

②铝与盐的溶液反应：

如能置换出CuSO4、AgNO3等溶液中的金属。

③铁与某些盐反应：

如Fe+CuSO4==Cu+FeSO4,Fe+2FeCl3==3FeCl2等。

4.金属的氧化物

（1）氧化钠和过氧化钠

名称

氧化钠

过氧化钠

化学式与化合价

颜色状态

白色固体

淡黄色固体（粉末）

与H2O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

生成条件

钠与O2常温下反应：

4Na+O2＝2Na2O

用途

供氧剂、氧化剂、漂白剂

（2）氧化铝：

典型的两性氧化物（两性氧化物：

既能与强酸反应又能与强碱反应生成盐和水的氧化物。

）

Al2O3+6HCl==2AlCl3+3H2O，Al2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2O

Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O

用途：

（1）耐火材料（Al2O3熔点高）

（2）冶炼金属铝：

2Al2O3

4Al+3O2↑

（3）人造宝石（红宝石、蓝宝石的主要成分都是氧化铝）

（3）铁的氧化物

FeO

Fe2O3

Fe3O4（Fe2O3·FeO）

铁元素的价态

＋2

＋3

＋2、＋3

俗称

铁红

磁性氧化铁

色态

黑色粉末

红棕色粉末

黑色晶体

类别

碱性氧化物

碱性氧化物

复杂氧化物

水溶性

难溶

难溶

难溶

稳定性

不稳定

稳定

稳定

主要化学性质

有一定的还原性易被氧化为三价铁的化合物

与酸反应生成三价铁盐

化合物中＋2的铁有还原性，易被氧化。

5、金属的氢氧化物

白色固体：

KOH、NaOH、Ca（OH）2、Ba（OH）2、Mg（OH）2、Al（OH）3、Fe（OH）2

红褐色固体：

Fe（OH）3

蓝色固体：

Cu（OH）2

①KOH、NaOH、Ba（OH）2溶于水得到强碱溶液

②碱类都能与酸反应生成盐和水。

③难溶碱受热分解生成金属氧化物和水。

特性：

Al（OH）3是两性氢氧化物；Fe（OH）2易被氧化。

（1）氢氧化铝Al（OH）3：

白色难溶于水的胶状沉淀，是两性氢氧化物。

受热易分解

两性氢氧化物：

既能与强酸又能与强碱反应生成盐和水的氢氧化物。

Al（OH）3+3HCl==AlCl3+3H2O，Al（OH）3+NaOH==NaAlO2+2H2O．

2Al（OH）3

Al2O3+3H2O

Al（OH）3的制备：

在氯化铝溶液中加足量氨水。

AlCl3+3NH3·H2O==Al（OH）3↓+3NH4Cl。

向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液，现象是先有沉淀，后溶解。

反应式：

先Al3++3OH-==Al（OH）3↓，后Al（OH）3+OH-==AlO2-+2H2O。

（2）铁的氢氧化物

Fe（OH）2

Fe（OH）3

主要性质

白色难溶于水的沉淀，不稳定，易被氧化成氢氧化铁，颜色变化为：

白色－灰绿色－红褐色。

反应式：

4Fe（OH）2+O2+2H2O==4Fe（OH）3。

因此在制备时常采取措施：

除溶液中的氧；加有机溶剂封住液面；胶头滴管要伸入到溶液中。

红褐色难溶于水的沉淀，受热易分解。

2Fe（OH）3

Fe2O3+3H2O，能溶于强酸溶液，生成相应的盐。

6、重要的盐

（1）碳酸钠和碳酸氢钠

性质

Na2CO3（Na2CO3·10H2O）

NaHCO3

性质比较

俗称

纯碱或苏打

小苏打

NaHCO3的颗粒比Na2CO3小

水溶性

易溶于水

溶于水

S（Na2CO3）>S（NaHCO3）

溶液酸碱性

显碱性

显碱性

同浓度Na2CO3的pH大于NaHCO3的pH

热稳定性

稳定

2NaHCO3＝Na2CO3＋CO2＋H2O

NaHCO3的热稳定性比Na2CO3差，用于除杂质。

与酸反应

CO32－+2H+

＝H2O+CO2↑

反应剧烈

HCO3－+H+=H2O+CO2↑

等物质的量时Na2CO3耗酸量大于NaHCO3

与碱反应

易与Ba（OH）2、Ca（OH）2反应生成BaCO3、CaCO3沉淀和NaOH

能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水

溶液中相互

转化

Na2CO3溶液能吸收CO2转化为NaHCO3

Na2CO3+H2O+CO2==2NaHCO3

NaHCO3＋NaOH＝Na2CO3＋H2O

除CO2中的HCl杂质是用饱和的NaHCO3溶液，而不用Na2CO3溶液

用途

用在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业中。

发酵粉的主要成分之一；治疗胃酸过多等。

（2）明矾：

化学式KAl（SO4）2·12H2O（十二水合硫酸铝钾），无色晶体，易溶于水。

明矾净水原理：

明矾溶于水发生水解反应，生成Al（OH）3胶体，吸附水中的杂质，使水澄清。

（3）铁盐和亚铁盐

Fe2+与Fe3+离子的检验；

（1）

Fe2+

溶液是浅绿色

（2）与KSCN溶液作用不显红色，再滴氯水则变红

（3）加NaOH溶液现象：

白色沉淀灰绿色红褐色

Fe3+

（1）与无色KSCN溶液作用显红色

（2）溶液显黄色或棕黄色

（3）加入NaOH溶液产生红褐色沉淀

7、金属知识网络（写出各步反应的化学方程式）

1、钠元素化合物知识网络：

2、铝及其化合物的知识网络

3、铁及其化合物的知识网络

【随堂达标】

1．在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一小块钠放入水中，从这个实验过程观察到的反应现象中，不可能得出的结论是（　　）

A．钠比较柔软B．钠与水反应生成碱

C．钠与水反应放热D．钠与水反应放出气体

2．往烧杯内注入煤油和水各100mL，静置后将一小块钠投入烧杯内。

发生的现象是（　　）

A．钠沉到液柱1/2处，熔成小球后，钠球下部有许多气泡放出，附有气泡的钠球徐徐上升到液体上部，一会儿又沉到液柱1/2处，如此反复多次，最后消失

B．钠块一直沉到烧杯底部，并停留在杯底，放出气泡，最后消失

C．钠块浮在液柱表面上，很快熔成一个闪亮的小球，小球四处游动，最后消失

D．钠块沉到液柱1/2处，很快熔成一闪亮的小球，小球在液柱1/2处沿水平方向迅速游动，最后消失

3．观察是研究物质性质的一种基本方法。

一同学将一小块金属钠露置于空气中，观察到下列现象：

银白色

变灰暗

变白色

出现液滴

白色固体，下列说法正确的是（　　）

A．①发生了氧化还原反应B．②变白色是因为生成了碳酸钠

C．③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液D．④只发生物理变化

4．用等质量的金属钠进行下列实验，产生氢气最多的是（　　）

A．将钠放入足量的稀盐酸中B．将钠放入足量的稀硫酸中

C．将钠放入足量的氯化钠溶液中D．将钠用铝箔包好，并刺一些小孔，放入足量的水中

5．在蒸发皿中放一小块钠，加热至熔化时，用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4与熔化的钠接触，瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。

据此判断下列说法中不正确的是（　　）

A．上述反应是置换反应B．上述反应是放热反应

C．上述反应中无水CuSO4表现还原性D．加热且无水条件下，Na可以与CuSO4反应并生成Cu

6．（2009·广东一摸）把一小块金属钠放入下列溶液中，既能产生气体又会出现白色沉淀的是（　　）

A．稀硫酸B．氢氧化钾稀溶液C．硫酸铜溶液D．氯化镁溶液

7．（2011·天津耀华中学质检）焰火“脚印”“笑脸”“五环”，让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫，这与高中化学中“焰色反应”知识相关。

下列说法中正确的是（　　）

A．非金属单质燃烧时火焰均为无色B．所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色

C．焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察D．NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同

8．下列有关NaHCO3和Na2CO3性质的比较中，正确的是（　　）

A．热稳定性：

Na2CO3

B．常温时在水中的溶解度：

Na2CO3

C．等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量稀盐酸反应产生CO2的量：

Na2CO3

D．向NaHCO3溶液中滴入Ba（OH）2溶液无沉淀，而Na2CO3溶液中加入Ba（OH）2溶液出现白色沉淀

9．（2013·山东理综·9）足量下列物质与等质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是（

A．氢氧化钠溶液B．稀硫酸C．盐酸D．稀硝酸

10．下列反应中Fe3＋离子表现氧化性的是（）

A．FeCl3溶液能使KI淀粉试纸变蓝

B．FeCl3溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀

C．FeCl3溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀