高一化学必修一节总结.docx
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高一化学必修一节总结
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授课内容
第三章金属及其化合物
时间安排
学习目标
1、掌握金属单质（Na、Mg、Al、Fe）的化学性质
2、掌握钠、镁、铝、铁等金属化合物的性质
学习重点
金属单质（Na、Mg、Al、Fe）及其化合物的化学性质
化合物之间的相互转化关系及应用
有关金属及其化合物的有关计算
学习笔记
学习笔记
学习笔记
学习笔记
学习笔记
第三章金属及其化合物
（一）金属的通用性
金属的物理通用性：
有金属光泽、有延展性、导电、导热。
但不同金属在密度、硬度、熔沸点等方面差别较大，这也是金属单质的一大特点。
金属的化学性质是具有还原性，主要表现在金属能与非金属、水、酸、某些盐发生反应。
金属的还原性有很大差别，其还原性强弱与金属原子的结构密切相关，一般说来，金属原子的半径越大，最外层电子越少，金属的还原性越强。
金属活动性顺序表中金属的金属性从左到右依次减弱，可以判断金属失电子的难易；可以判断金属离子得到电子的能力
［小结］由金属活动性顺序表分析金属知识的规律
金属活动顺序
K、Ca、Na
Mg
Al、Zn
Fe、Sn、Pb
H
Cu、Hg、Ag
Pt、Au
与非金属反应
Cl2
都能直接化合，变价金属一般生成高价金属氯化物
不反应
S
与硫蒸气直接化合，变价金属生成低价金属化合物
不反应
O2
常温下易氧化，点燃生成过氧化物
常温生成氧化膜
加热化合
不反应
与H2O反应
常温下生成碱和氢气
与热水
反应
有碱存在下与水反应
与高温水蒸气反应
不反应
不反应
与
反应
生成盐的氢气
不反应
不反应
与盐溶液的反应
与水反应，不与盐反应，碱与盐反应
排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来
不反应
（二）钠及钠的化合物
1、钠的性质
（1）钠的物理性质：
银白色、质软、比水轻、熔点低
（2）钠的化学性质：
与非金属反应：
2Na＋Cl2
2NaCl（白烟）
2Na＋S＝＝Na2S
与O2反应：
缓慢氧化：
4Na+O2==2Na2O（白色固体）
剧烈燃烧：
2Na+O2==Na2O2（淡黄色固体）
与H2O反应：
2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
（2Na+2H2O==2Na＋+2OH―+H2↑）
与酸反应：
2Na+2H＋==2Na＋+H2↑
与盐溶液反应：
（先与水作用生成NaOH，NaOH再与盐发生复分解反应）
2Na+2H2O+CuSO4==Cu（OH）2↓+Na2SO4+H2↑
6Na+6H2O+2FeCl3==2Fe（OH）3↓+6NaCl+3H2↑
2Na+2NH4Cl===2NaCl+2NH3↑+H2↑
2、钠的氧化物
氧化钠
过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
化合价
O（-2）
O（-1）
颜色、状态
白色固体
淡黄色粉末
化学性质
O2
2Na2O+O2==Na2O2
---
CO2
Na2O+CO2==Na2CO3
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2↑
H2O
Na2O+H2O==2NaOH
2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
HCl
Na2O+2HCl==2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl==4NaCl+2H2O+O2↑
SO2
Na2O+SO2==Na2SO3
Na2O2+SO2==Na2SO4
类别
碱性氧化物
过氧化物
3、碱------氢氧化钠
NaOH，白色固体，易潮解，俗名苛性钠，烧碱，火碱。
一元强碱，具有碱的通性，即：
能与酸反应生成盐和水，例：
NaOH+HCl==NaCl+H2O
能与酸性氧化物反应生成盐和水，例：
2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O
能与某些盐发生复分解反应，例：
2NaOH+CuCl2==Cu（OH）2↓+2NaCl
4、盐------碳酸钠和碳酸氢钠
物质
Na2CO3
NaHCO3
俗名
苏打、纯碱
小苏打
颜色、状态
白色固体
白色粉末
水溶性
易溶于水
能溶于水
溶解度大小比较:
Na2CO3>NaHCO3
溶液与酚酞
变红
变红
颜色深浅比较:
Na2CO3>NaHCO3
与盐酸反应
Na2CO3+2HCl==2NaCl+CO2↑+H2O
NaHCO3+HCl==NaCl+H2O
+CO2↑
反应速率：
NaHCO3>Na2CO3
与氯化钙溶液
Na2CO3+CaCl2==CaCO3↓+2NaCl
（CO32―+Ca2＋==CaCO3↓）
-------
与澄清石灰水
Na2CO3+Ca（OH）2==
CaCO3↓+2NaOH
（CO32―+Ca2＋==CaCO3↓）
NaHCO3+Ca（OH）2==NaOH+CaCO3↓+H2O
（HCO3―+OH―+Ca2＋==CaCO3↓+H2O）
或2NaHCO3+Ca（OH）2==
Na2CO3+CaCO3↓+2H2O
（2HCO3―+2OH―+Ca2＋=CaCO3↓+2H2O+CO32―）
与氢氧化钠溶液
-----
NaOH+NaHCO3==Na2CO3+H2O
（OH―+HCO3―==CO32―+H2O）
热稳定性
稳定
2NaHCO
Na2CO3+H2O+CO2↑
相互
转化
Na2CO3NaHCO3:
Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO3
NaHCO3Na2CO3:
NaOH+NaHCO3==Na2CO3+H2O（OH―+HCO3―==CO32―+H2O）
2NaHCO
Na2CO3+H2O+CO2↑
（三）铝的化合物------氧化物与氢氧化物
物质
氧化铝
氢氧化铝
化学式
Al2O3
Al（OH）3
物理性质
白色粉末，不溶于水，熔点高，自然界中为无色晶体。
白色固体，不深于水
化
学
性
质
与酸
反应
Al2O3+6HCl==AlCl3+3H2O
（Al2O3+6H＋==Al3＋+3H2O）
Al（OH）3+3HCl==AlCl3+3H2O
（Al（OH）3+3H＋==Al3＋+3H2O）
与碱
反应
Al2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2O
（Al2O3+2OH―=2AlO2―+H2O）
Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O
Al（OH）3+OH―=AlO2―+2H2O
相互转化
----
2Al（OH）3
Al2O3+3H2O
（四）铁的化合物
1、铁的氧化物
FeO
Fe2O3
Fe3O4
颜色、状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
俗名
---
铁红
磁性氧化铁
水溶性
不溶
不溶
不溶
稳定性
不稳定，在空气里加热迅速被氧化，
稳定
稳定
氧化物类别
碱性氧化物
碱性氧化物
复杂氧化物
与非氧化性酸反应
FeO+2HCl==FeCl2+H2O
（FeO+2H＋==Fe2＋+H2O）
Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O（Fe2O3+6H＋==2Fe3＋+3H2O）
Fe3O4+8HCl==2FeCl3+FeCl2+4H2O
Fe3O4+8H＋==2Fe3＋+Fe2＋+4H2O
2、铁的氢氧化物及Fe2＋与Fe3＋的转化
二价铁
三价铁
化学式
FeCl2
FeCl3
名称
氯化亚铁
氯化铁
溶液颜色
浅绿色
黄色
与氢氧化钠
现象：
产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
FeCl2+2NaOH==Fe（OH）2↓+2NaCl
4Fe（OH）2+O2+2H2O==4Fe（OH）3
现象：
产生红褐色沉淀
FeCl3+3NaOH==Fe（OH）3↓+3NaCl
与KSCN溶液
无现象
产生血红色
Fe3＋+3SCN-==Fe（SCN）3
氧化（还原性）
主要表现：
还原性，举例：
2FeCl2+Cl2==2FeCl3
表现：
氧化性，举例：
2FeCl3+Fe==3FeCl2
相互转化
FeCl2FeCl3：
2FeCl2+Cl2==2FeCl3
FeCl3FeCl2：
2FeCl3+Fe==3FeCl2
名称
氢氧化亚铁
氢氧化铁
化学式
Fe（OH）2
Fe（OH）3
颜色、状态
白色固体
红褐色固体
水溶性
难溶于水
难溶于水
与酸反应
Fe（OH）2+2HCl==FeCl2+2H2O
Fe（OH）2+2H＋==Fe2＋+2H2O
Fe（OH）3+3HCl==FeCl3+3H2O
Fe（OH）3+3H＋==Fe3＋+3H2O
氢氧化亚铁露置空气中
4Fe（OH）2+O2+2H2O==4Fe（OH）3
3、铁三角
二、本章典型题剖析
1、滴加顺序不同，实验现象不同
（1）稀Na2CO3溶液与稀盐酸间的反应
向Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸，开始时无气体产生，达到一定量后才有气泡冒出，由少到多的过程中依次发生下列反应：
Na2CO3+HCl==NaCl+NaHCO3
NaHCO3+HCl==NaCl+CO2↑+H2O
向稀盐酸中逐滴加入稀Na2CO3溶液立即有气泡冒出，由少到多只发生下列反应：
2HCl+Na2CO3==2NaCl+CO2↑+H2O
（2）稀AlCl3溶液与稀NaOH溶液间的反应
向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量时发生的反应依次为：
Al3＋+3OH―==Al（OH）3↓Al（OH）3+OH―==AlO2―+2H2O
现象：
白色沉淀逐渐增多，继续加NaOH溶液沉淀逐渐溶解，直至完全消失。
向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液至过量时发生的反应依次为：
Al3＋+4OH―==AlO2―+2H2OAl3＋+3AlO2―+6H2O==4Al（OH）3↓
现象：
开始时无沉淀，接着产生沉淀，继续滴加AlCl3溶液，沉淀量不变。
（3）稀NaAlO2溶液与稀盐酸间的反应：
向盐酸溶液中滴加NaAlO2溶液，直至过量时发生的反应依次为：
4H++AlO2―==Al3＋+2H2OAl3＋+3AlO2―+6H2O==4Al（OH）3↓
现象：
开始无沉淀，接着产生白色沉淀，逐渐增多至达到最大值，继续加入NaAlO2溶液，沉淀量不变。
向NaAlO2溶液中滴加盐酸直至过量时发生的反应依次为：
AlO2―+H＋+H2O==Al（OH）3↓Al（OH）3+3H＋==Al3＋+3H2O
现象：
白色沉淀逐渐增多至最大值，继续加盐酸，沉淀逐渐减少，最后完全消失。
三、本章专题讲座――－有关金属及其化合物的有关计算（守恒最为重要）
1、基本计算方法
（1）代数方程组法------解决混合物问题的基本方法
例1将70克由Na2O2和Na2O组成的混合物跟98克H2O充分反应后，所得NaOH溶液中溶质的质量分数为50%，试分别写出Na2O2和Na2O跟H2O反应的化学方程式，并计算原混合物中Na2O2和Na2O的质量。
解：
设混合物中有Na2O2的物质的量为xmol,Na2O的物质的量为ymol
2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
241
x2x0.5x
Na2O+H2O===2NaOH
yy2y
由题意可得，78x+62y=70
解得，x=0.5moly=0.5mol
则混合物中Na2O2的质量为39克，Na2O的质量为31克。
1、今有Na2CO3与NaHCO3混合物1.37克，加热到不再产生气体为止，残余物与足量盐酸反应后，得到CO2气体0.44克，求原混合物中Na2CO3的质量分数为多少？
2、差量法
差量法是依据化学变化前后物质的量的变化，找出所谓“理论差量”，再根据题目提供的“实际差量”列出比例式，求出答案。
数学原理：
例2将一定量H2和CuO10克共热，CuO部分被还原，得到固体粉末质量为8.4克，有多少克Cu生成？
参加反应的H2有多少克？
解：
CuO+H2
Cu+H2O△m
8026480-64==16
yx10-8.4=1.6g
解得x=6.4gy=0.2g
例3加热10克Na2CO3和NaHCO3混合物至质量不再变化，剩余的固体质量为8.4克，求混合物中Na2CO3的质量分数是多少。
解：
2NaHCO3
Na2CO3+H2O↑+CO2↑△m
84*210684*2-106=62
x10-8.4=1.6g
x==4.34g
w（Na2CO3）%==56.6%
1、将CO2气体通过78克Na2O2固体，一段时间后测得固体质量增至92克，求生成O2的质量
2、200℃，11.6克CO2和H2O（g）与足量Na2O2充分反应后，固体质量增加了3.6克，求原混合物气体中CO2、H2O质量各是多少克？
（3）假设法------快速击破选择型计算题
I平均值法
当x它是解答化学计算题常用的思维方法，也是快速解决选择题的决招。
例4有两种金属组成的混合物粉末10g与足量的稀盐酸反应，生成11．2L（标况）H2，则该混合物的组成不可能是（A）
A．Fe、ZnB．Al、CuC．Al、MgD．Al、Fe
解：
设金属为二价金属R，其平均分子量为M
R+2HCl==RCl2+H2↑
n（R）==n（H2）==11.2/22.4==0.5mol
M=10/0.5==20g/mol
A（56，65）B（18，∞）C（18，24）D（18，56）故选A
1、两种金属粉末的混合物15克，投入足量的稀盐酸中，得到5.6升氢气（标准状态），这种混合物可能是：
（）
A.镁和铁B.镁和铝C.铁和锌 D.镁和铜
2、有碳酸盐组成的混合物9克，加足量稀盐酸，产生4.4克CO2气体，问下列哪种情况合理（）
A、CaCO3、Na2CO3B、Na2CO3、K2CO3
C、NaHCO3、Na2CO3D、K2CO3、KHCO3
（4）分类讨论法------研究过量问题
例6NaOH、NaHCO3固体混合物16.6克，在密闭容器中加热到250℃，经充分反应排出气体，冷却，称得剩余固体质量为13.25克。
求原混合物中NaOH的质量分数
解：
假设二者恰好完全进行时，质量减少W克。
NaOH+NaHCO3
Na2CO3+H2O↑△m（-）
40+8418
16.6W
W==2.4g
实际减轻了16.6-13.5==3.35>2.4
故NaHCO3过量
设NaOH为xmol,NaHCO3为ymol
40x+84y==16.6
NaOH+NaHCO3
Na2CO3+H2O↑
111
xxx
2NaHCO3
Na2CO3+H2O↑+CO2↑
211
y-x0.5（y-x）
18*（0.5y-0.5x+x）+44（y-x）==3.35
解得x=0.1mol,y=0.15mol
w（NaOH）%==24.1%
1、今有120mL1mol/L的Na2CO3溶液和80mL2.5mol/L的盐酸。
（1）若将Na2CO3溶液逐滴加至盐酸中则可收集到标况下的CO2气体体积为______
解：
n（Na2CO3）==0.12*1=0.12moln（HCl）=0.08*2.5=0.2mol
若将Na2CO3加到盐酸中，则立即生成CO2直至盐酸完全反应，即：
Na2CO3+2HCl==2NaCl+CO2↑+H2O
121
0.2X
X=0.1mol
则在标况下收集到CO2气体体积为2.24L
（2）若将上述盐酸逐滴加至碳酸钠溶液中，则反应的离子方程式是______，当反应完全时，测得CO2在水中的浓度为0.04mol/L，假设溶液体积不变，则收集到的CO2在标况下的体积为______
解：
若将HCl滴加到Na2CO3溶液中，直至所有的Na2CO3全部转化为NaHCO3再继续加盐酸才有CO2生成，即：
Na2CO3+HCl==NaHCO3+NaCl
0.120.120.12
则剩余盐酸为0.2-0.12=0.08mol
NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑
0.080.08
溶液体积V=120+80=200mL
溶液中的CO2为0.04*0.2=0.008mol
则逸出的CO2体积为：
22.4*（0.8-0.08）=16.128L
（5）守恒法
例7有一空气暴露过的NaOH固体，经分析知其含H2O7.65%，含Na2CO34.32%，其余是NaOH。
若将1克该样品放入含有HCl3.65克的盐酸中使其完全反应后，残酸再用50克2%的NaOH溶液恰好中和反应，蒸干溶液，所得固体的质量是多少克？
解：
所得固体是NaCl，是5.85克
［小结］本题数据众多，反应物不纯，过程复杂。
若按常规方法，一步步分析计算，不但费时还易出错，若认真分析就会发现，最后所得固体物质NaCl中全部的Cl全来自于HCl中的Cl
1、有5.1gMg–Al合金，投入500mL2mol/LHCl中，金属完全溶解后，又加4mol/LNaOH溶液VmL，得最多沉淀8.6g，则V等于
A.425mLB.560mLC.250mLD.500mL
2、铝三角转化及铝的图像问题
（1）向Al3＋的溶液中加入强碱（OH―）
现象：
先出现白色溶液后消失
方程式：
Al3＋＋3OH―＝＝Al（OH）3↓Al（OH）3+OH―==AlO2―+H2O
图像：
（2）向强碱溶液中加入Al3＋
现象：
先没有沉淀后出现并不消失
方程式：
Al3＋+4OH―==AlO2―+2H2O
3AlO2―+Al3＋+6H2O==4Al（OH）3↓
图像：
（3）向AlO2―溶液中加入H＋
现象：
先生成白色沉淀，然后白色沉淀逐渐溶解。
方程式：
AlO2―＋H＋＋H2O==Al（OH）3↓
Al（OH）3+3H＋==Al3＋+3H2O
图像：
（4）向H＋溶液中加入AlO2―
现象：
开始生成的白色沉淀振荡后消失，随后生成的白色沉淀不溶解
方程式：
AlO2―＋4H＋==Al3＋+2H2O
3AlO2―+Al3＋+6H2O==4Al（OH）3↓
图像：
例1、有一定质量的Mg、Al合金投入100mL一定物质的量浓度的盐酸溶液中，合金全部溶液，向所得溶液中滴加5mol/LNaOH溶液到过量，生成沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示，求
（1）原合金中Mg、Al的质量各是多少？
（2）HCl的浓度是多少？
解：
（1）设原合金中Mg的质量为X，Al的质量为y
Mg-----Mg（OH）2Al-----Al（OH）3
24582778
x11.6y19.4-11.6==7.8
x=4.8gy==2.7g
（2）当沉淀达到最大值时，则n（HCl）==n（NaOH）
则c（HCl）==5*160/100=8mol/L
1、0.1molAl2（SO4）3跟2mol/LNaOH溶液350mL混合，所得沉淀的质量为（）
A.78gB.15.6gC.7.8gD.3.9g
3、铁的转化关系
（1）铁三角应用
例1、在FeCl3、CuCl2和HCl的混合液中加入Fe粉，待反应结束，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是（）
A、Cu2＋B、Fe3＋C、Fe2＋D、H＋
（2）铁与稀HNO3反应规律
当稀HNO3过量时，Fe+4HNO3==Fe（NO3）3+NO↑+H2O
若铁过量，则在上述反应基础上，继续反应，
Fe+2Fe（NO3）3==3Fe（NO3）2
当铁粉过量时，3Fe+8HNO3==3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O
根据Fe与HNO3的物质的量的变化，可分为以下三种情况：
≦1/4时，产物为Fe（NO3）3
≧3/8时，产物为Fe（NO3）2
若1/4≦
≦3/8时，产物为Fe（NO3）3与Fe（NO3）2的混合物
但需要注意的是，无论Fe过量与否，被还原的HNO3占总消耗的HNO3的1/4
1、已知有关物质及离子的氧化性顺序为：
浓硫酸＞Ｆｅ3＋＞Ｈ＋。
现将30ｇ铁粉（过量）与44．0ｍＬ浓硫酸在加热条件下充分反应，共收集到11．2Ｌ（标准状况）气体，其质量为19．6ｇ。
试计算：
1）浓硫酸的物质的量浓度；
（2）反应后剩余铁粉的质量。
解：
设参加反应的铁粉的物质的量为ｘ，由题意知，混合气体的成分应为ＳＯ2、Ｈ2的混合气，物质的量总和为11．2Ｌ／22．4Ｌ·ｍｏｌ－1＝0．5ｍｏｌ，则混合气体的平均摩尔质量为：
19．6ｇ÷0．5ｍｏｌ＝39．2ｇ·ｍｏｌ－1
所以，混合气体中的ＳＯ2、Ｈ2体积比（即物质的量之比）为：
37．2∶24．8＝3∶2，即生成的ＳＯ2、Ｈ2的物质的量分别为0．3ｍｏｌ和0．2ｍｏｌ。
Ｆｅ－2ｅ－——→Ｆｅ2＋
Ｈ2ＳＯ4＋2ｅ－——→ＳＯ2
2Ｈ＋＋2ｅ－——→Ｈ2
根据电子守恒原理可得：
2ｘ＝0．3ｍｏｌ×2＋0．2ｍｏｌ×2＝1．0ｍｏｌ
解得：
ｘ＝0．5ｍｏｌ
实际参加反应的铁粉质量为0．5ｍｏｌ×56ｇ·ｍｏｌ－1＝28ｇ，由质量守恒原理知剩余铁粉质量为30ｇ－28ｇ＝2ｇ。
［总结］涉及铁元素及其化合物的计算题很多，解这类题时，建议解题者首先考虑“守恒”原理的应用，具备“守恒意识”是快速准确解答此类题的关键，因为大部分情况下，发生在溶液中的反应均具备上述诸种守恒关系。
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