高考化学一轮复习第三章金属及其化合物知识串讲.docx
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高考化学一轮复习第三章金属及其化合物知识串讲
第一节钠及其重要化合物
一、钠及其氧化物
【知识纲要1】金属钠与水的反应实验原理和现象
实验现象
解释现象
①
银白色光泽，很快变暗，变灰白色
Na活泼，易与O2反应生成Na2O
②
放入水中，Na浮在水面上
Na的密度比水小
③
Na熔成小球
Na的熔点低，反应放出大量热，使Na熔化
④
Na四处游动，有嘶嘶声
反应放出气体（H2）
⑤
小球逐渐变小，最后消失
Na不足量，完全反应
⑥
反应后的溶液，滴入酚酞后变红色
反应生成了碱性物质（NaOH），使酚酞变红
例题1预测把Na投入CuSO4溶液中可能出现的现象是
①生成红色的物质②生成黑色的物质③有气体生成④熔成小球⑤生成蓝色沉淀
A．①③④⑤B．②③④⑤C．①④D．①④⑤
【答案】B
警悟钠和盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，这是因为金属阳离子在水中一般是以水合离子形式存在，即金属离子周围有一定数目的水分子包围着，不能和钠直接接触。
钠和水的反应是置换反应，2Na+2H2O==2NaOH+H2↑。
钠按入溶液中，溶液c（H+）越大，反应越剧烈。
【知识纲要2】两种氧化物Na2O和Na2O2的比较
名称
氧化钠
过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
电子式
微粒组成
Na+、O2-（2∶1）
Na+、O22-（2∶1）
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
生成条件
钠在空气中氧化化制得
钠在空气中燃烧制得
化学性质
Na2O+H2O===2NaOH
Na2O+CO2===Na2CO3
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
Na2O2+SO2===Na2SO4
物质类型
碱性氧化物
非碱性氧化物
用途
制取NaOH
漂白剂、消毒剂、生氧剂
例题1有两包固体分别为Na2O和Na2O2，某同学设计了以下五种方案以区别二者，你认为可行的是（）
观察颜色
称量一定量物质，在空气中加热，看加热前后的质量是否增加
加入到酚酞溶液中
用脱脂棉包住，然后向上滴加几滴水，看是否能燃烧
加入到品红溶液中
A．
B．
C．
D．
【答案】D
警悟学习Na2O和Na2O2，我们要突出Na2O2是非碱性氧化物，具有强氧化性。
二、钠的重要化合物
【知识纲要1】钠的碳酸正盐和酸式盐的比较
碳酸钠（Na2CO3）
碳酸氢钠（NaHCO3）
俗名
纯碱或苏打
小苏打
颜色、状态
白色粉末
细小的白色晶体
溶解性
溶解度较大
溶解度较小
热稳定性
很稳定，受热很难分解
不很稳定，受热容易分解
与盐酸溶液的反应
可发生反应生成酸式盐NaHCO3或CO2
可发生反应生成CO2
与CO2的反应
可发生反应生成酸式盐
不能发生反应
与NaOH溶液的反应
不能发生反应
可发生反应生成正盐
与Ca（OH）2溶液的反应
反应有白色沉淀
反应有白色沉淀生成
与CaCl2溶液的反应
反应生成白色沉淀
不能发生反应
用途
用于玻璃、制皂、造纸、纺织工业、洗涤剂的成份
发酵粉、治疗胃酸过多的药剂
鉴别
溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生
加热固体物质，产生能使石灰水变浑浊的气体。
相互转化关系
CO2、H2O
Na2CO3NaHCO3
△
例题1苏打和小苏打有着广泛应用，试从反应物的消耗量的角度说明在下列用途中选用（A）苏打，还是（B）小苏打，并说明原因。
⑴做面条时防止面粉较长时间储存变酸味，常加入适量的面碱，选用：
。
因为。
⑵作为泡沫灭火器的药品，选用：
。
因为。
⑶用于洗涤餐具及实验室的玻璃仪器等，选用：
。
因为。
【答案】
（1）选取（A）苏打，中和等量的酸消耗Na2CO3质量、物质的量少
（2）选取（B），小苏打作为泡沫灭火器的药品与硫酸铝溶液反应生成CO2
（3）选取（A）苏打，去污效果好
警悟对比学习是较常用的学习方法。
我们要学会比较，在比较中学习，在学习中比较，比较注重多角度，多形式，强化情景和应用，提高学习效果。
第二节镁铝及其重要化合物
一、镁和铝及其化合物
【知识纲要1】镁、铝单质的认识和理解
镁
铝
结
构
原子结构
示意简图
原子半径
1．60×10-10m
1．43×10-10m
物
理
性
质
密度
1．74g·cm-3
2．70g·cm-3
熔、沸点
648．8℃、1090℃
660．4℃、2467℃
硬度
很软
较软
导电能力
次之
强
化
学
性
质
与非金属反应
与O2
2Mg+O2
MgO
4Al+3O2
2Al2O3
与其它
2Mg+N2
Mg3N2
2Al+3S
Al2S3
与酸的反应
与非氧化性酸
Mg+2H+==Mg2++H2↑
2Al+6H+==2Al3++3H2↑
与氧化性酸
3Mg+8HNO3（稀）==
3Mg（NO3）2+2NO↑+4H2O
常温下，铝可在浓H2SO4、浓HNO3中可发生钝化。
加热情况下，铝可溶解在浓H2SO4、浓HNO3中。
与某些氧化物的反应
与H2O
可与热水反应
可与热水反应
与其它
2Mg+CO2
2MgO+C
铝热反应
2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe
与强碱的反应
不与碱反应
2Al+2NaOH+2H2O==
2NaAlO2+3H2↑
与某些盐溶液的反应
可与FeCl3溶液、饱和NH4Cl溶液，可放出H2
Mg+2NH4Cl==
MgCl2+2NH3↑+H2↑
与Hg（NO3）2溶液反应，铝有毛刷状白色物质析出
2Al+3Hg2+==2Al3++3Hg
4Al+3O2==2Al2O3
工业制法
电解熔融的氯化镁制得金属镁MgCl2
Mg+Cl2↑
电解冰晶石—氧化铝的熔融体制取金属铝2Al2O3
4Al+3O2↑
用途
制造各种轻合金
导线、电缆、包装材料、防锈油漆、制合金
【知识纲要2】2种氧化物——氧化镁和氧化铝的比较
氧化镁
氧化铝
物理
性质
水溶性
白色粉末、微溶于水
白色、难溶于水
硬度
小
刚玉的硬度仅次于金刚石
熔点
2800℃
2045℃
化
学
性
质
与H2O反应
MgO+H2O（冷水）
==Mg（OH）2
不与水反应
与酸反应
碱性氧化物，可溶于酸
可溶于强酸
与碱反应
不与碱反应
两性氧化物，可溶于强碱
工业制法
工业上通常由煅烧菱镁矿来制取氧化镁
MgCO3
MgO+CO2↑
加热Al（OH）3可得Al2O3
2Al（OH）3
Al2O3+3H2O
用途
耐火材料、制造耐火砖、耐火管、坩埚
冶炼铝、耐火材料、制造耐火坩埚、耐火管、耐高温的实验仪器、陶瓷
【知识纲要3】氢氧化镁和氢氧化铝的比较
Mg（OH）2
Al（OH）3
物理性质
白色、难溶
白色、难溶
电离方程式
Mg（OH）2
Mg2++2OH-
H++AlO2-+H2O
Al（OH）3
Al3++3OH-
与酸反应
中强碱，可溶于酸，也可溶于饱和的NH4Cl溶液
弱碱，可溶于强酸
与碱反应
不溶于碱
两性氢氧化物，可溶于强碱
热稳定性
高温分解
加热可分解
实验室制法
镁盐溶液与氢氧化钠溶液反应制得
铝盐溶液与氨水反应制得
例题1据周期表对角线规则，金属Be与Al单质及其化合物性质相似，又已知AlCl3溶沸点较低，易升华。
回答下列问题：
（1）写出Be与NaOH溶液反应生成Na2BeO2离子方程式_________________。
（2）Be（OH）2与Mg（OH）2可用______试剂鉴别，其离子反应方程式为_____________。
（3）BeCl2是________（填写离子化合物或共价化合物）。
（4）Li和Mg据对角线规则，性质也相似。
则Li在空气中燃烧主要产物是_________；同时还有少量__________生成。
【答案】
（1）Be+2OH-=BeO22-+H2↑
（2）NaOHBe（OH）2+OH-==BeO22-+H2O
（3）共价
（4）Li2OLi3N
警悟:
类比迁移创新了提供了学习化学知识的方法和途径，扩大了认知事件的视野。
做好类比迁移，要做到正确处理好变与不变的关系。
第三节铁及其重要化合物
【知识纲要1】铁和铁的化合物的转化关系
“铁三角”关系：
说明：
1．铁位于元素周期表的第四周期，第Ⅷ族，为过渡元素。
铁元素原子序数为26，K、L、M、N层电子数依次为2、8、14、2。
2．几个重、难点反应：
常温下，铁、铝遇冷的浓硝酸和浓硫酸发生钝化，但在加热的情况下仍能发生反应。
3Fe＋2O2
Fe3O4
3Fe＋4H2O（气）
Fe3O4＋4H2
Fe3O4+8HCl==FeCl2+2FeCl3+4H2O
4Fe（OH）2+O2+2H2O==4Fe（OH）3
Fe（不足）＋4HNO3（稀）＝Fe（NO3）3＋NO↑＋2H2O
3Fe（过量）＋8HNO3（稀）＝3Fe（NO3）2＋2NO↑＋4H2O
2FeCl3+SO2+2H2O==2FeCl2+H2SO4+2HCl
6FeSO4+3Cl2==2FeCl3+2Fe2（SO4）3
12FeSO4+3O2+6H2O==4Fe2（SO4）3+4Fe（OH）3↓
Fe2O3+Fe+3H2SO4==3FeSO4+3H2O
2FeSO4+H2SO4+H2O2==Fe2（SO4）3+2H2O
6FeBr2+3Cl2（少量）==2FeCl3+4FeBr3；
2FeBr2+3Cl2（足量）==2FeCl3+2Br2；
6FeBr2+6Cl2（等物质的量）==4FeCl3+2FeBr3+3Br2；
3．氢氧化亚铁制取实验中，为了防止硫酸亚铁被空气中的氧气氧化而影响实验结果，要用新制的硫酸亚铁溶液；另外，在实验中为了防止氢氧化亚铁被氧化，在向试管中滴加氢氧化钠溶液时要将滴管尖端插入溶液底部，慢慢挤出氢氧化钠溶液。
4．在配制Fe2+溶液时，要加入少量铁粉防止Fe2+被氧化，同时还要加入少量对应的酸抑制Fe2+水解。
5．亚铁离子（Fe2+）检验方法：
①NaOH溶液；②KSCN溶液和Cl2。
6．铁离子（Fe3+）检验方法：
①NaOH溶液；②KSCN溶液；③苯酚；④H2S；⑤NaHCO3。
例题1用下面三种方法可以制得白色的Fe（OH）2沉淀。
方法一：
用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入。
（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用的方法。
（3）生成白色Fe（OH）2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。
这样操作的理由是。
方法二：
在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是。
（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是。
（3）为了制得白色Fe（OH）2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是。
（4）这样生成的Fe（OH）2沉淀能较长时间保持白色，其理由是。
方法三：
由于Fe（OH）2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe（OH）2沉淀，应用下图电解实验可以制得白色纯净的Fe（OH）2沉淀。
两电极材料分别为石墨和铁。
（1）a电极材料应为，电极反应式为。
（2）电解液c可以是。
（填编号）
A．纯水
B．NaCl溶液
C．NaOH溶液
D．CuCl2溶液
（3）d为苯，其作用是___________，在加入苯之前对c应作何简单处理________。
（4）为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是（填编号）_____。
A．改用稀硫酸做电解液
B．适当增大电源的电压
C．适当减小两电极间距离
D．适当降低电解液的温度
（5）若c中用Na2SO4溶液，当电解一段时间看到白色Fe（OH）2沉淀后，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，混合物中另一明显现象为________________。
【答案】
方法一
（1）稀H2SO4铁屑
（2）煮沸
（3）避免生成的Fe（OH）2沉淀接触O2
方法二
（1）稀H2SO4铁屑
（2）NaOH溶液
（3）检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。
当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹。
（4）试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入。
方法三
（1）FeFe-2e-=Fe2+
（2）BC
（3）隔绝空气加热赶走空气
（4）BC
（5）白色沉淀迅速转变成灰绿色、逐渐转变成红褐色
警悟：
从化学性质上看，Fe（OH）2易被O2氧化，引发了如何制取较纯Fe（OH）2的问题。
这里激发了学生的发散思维能力，创新了实验操作技术、技巧，值得关注和借鉴。
第四节用途广泛的金属材料及金属的活动顺序
【知识纲要1】金属活动顺序表
金属活动顺序表
KCaNa
MgAl
MnZnCrFeNiSnPb
（H）
CuHgAg
PtAu
金属原子失电子的能力（还原性）
强————→弱
金属阳离子的电子能力（氧化性）
弱————→强
与氧气化合
常温下易被氧化
常温下缓慢被氧化
加热被氧化
不能
与水反应置换
常温下
加热时
不能置换
与非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸等）
能发生置换反应，生成H2。
不能置换
与强氧化性酸（如硝酸、浓硫酸等）
发生氧化还原反应
发生氧化还原反应
发生氧化还原反应
只与王水反应
与盐溶液反应
先与水反应
前面的金属置换出后面的金属
在自然界中的存在形式
化合态
化合态和游离态
游离态
金属冶炼
电解法
热还原法（Cu、W用还原剂法）
热分解法
注：
Al、Fe遇浓硝酸、浓硫酸，在常温下发生钝化。
例题某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行研究。
（1）下表为“铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分：
实验步骤
实验现象
将打磨过的铝片（过量）放入一定浓度的CuCl2溶液中。
产生气泡，析出疏松的红色固体，溶液逐渐变为无色。
反应结束后分离出溶液备用
红色固体用蒸馏水洗涤后，置于潮湿空气中。
一段时间后固体由红色变为绿色[视其主要成分为Cu2（OH）2CO3]
按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个（是离子反应的只写离子方程式）
置换反应；
化合反应。
（2）用石墨作电极，电解上述实验分离出的溶液，两极产生气泡。
持续电解，在阴极附近的溶液中还可以观察到的现象是。
解释此现象的离子方程式是。
（3）工业上可用铝与软锰矿（主要成分为MnO2）反应来。
①用铝与软锰矿冶炼锰的原理是（用化学方程式来表示）
。
②MnO2在H2O2分解反应中作催化剂。
若将适量MnO2加入酸化的H2O2的溶液中，MnO2溶解产生Mn2+，该反应的离子方程式是
。
【答案】
（1）2Al＋6H+==2Al3+＋3H2↑或2Al＋3Cu2+==2Al3+＋3Cu
2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2（OH）2CO3
（2）白色沉淀生成,后沉淀逐渐溶解至消失
Al3+＋3OH-==Al（OH）3↓
Al（OH）3＋OH-==AlO2-＋2H2O
（3）①3MnO2＋4Al
3Mn＋2Al2O3
②MnO2＋H2O2＋2H+==Mn2+＋O2↑＋2H2O
警悟：
最先结识金属活动性顺序表是应用于金属和酸的置换反应。
运用金属活动性顺序表可以逐一详尽品味。
例如：
金属冶炼的方法与金属的活动性顺序有相关性，即：
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