金屬及其化合物知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、金屬單質(zhì)及其化合物考點(diǎn)聚焦1考試大綱中對(duì)金屬元素及化合物這塊內(nèi)容可分成二部分來(lái)理解。第一部分是鈉、鎂等典型的金屬元素的化合物；第二部分是其他金屬（如鐵和鋁）元素的化合物。每年的化學(xué)高考試題中往往都要考查到典型金屬。2考試大綱中有多條類(lèi)似于“以為例，了解（或理解、掌握）”的內(nèi)容敘述，如：以過(guò)氧化鈉為例，了解過(guò)氧化物的性質(zhì)；以Fe（）、Fe（）的相互轉(zhuǎn)化為例，了解變價(jià)金屬元素的氧化還原性。對(duì)這些內(nèi)容的要注意理解實(shí)質(zhì)，達(dá)到“舉一反三”的要求。在這些內(nèi)容往往是高考命題的重點(diǎn)。3金屬元素及其化合物跟化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綜合。近幾年的實(shí)驗(yàn)試題中比較多地出現(xiàn)了以金屬元素及其化合物為落點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)試題和元素推斷題，請(qǐng)大家加

2、以重視。4. 常見(jiàn)金屬元素（如Na、Al、Fe、Cu等）了解常見(jiàn)金屬的活動(dòng)順序。了解常見(jiàn)金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。了解合金的概念及其重要應(yīng)用。知識(shí)梳理 1、鈉及其化合物 2、鎂及其化合物 3、鋁及其化合物 4、鐵、銅及其化合物 一、鈉及其化合物 1、鈉（1）鈉的物理性質(zhì)：鈉是銀白色金屬，密度小（0.97g/cm3），熔點(diǎn)低（97），硬度小，質(zhì)軟，可用刀切割。鈉通常保存在煤油中。是電和熱的良導(dǎo)體。（2）鈉的化學(xué)性質(zhì)：從原子結(jié)構(gòu)可知鈉是活潑的金屬單質(zhì)。鈉與非金屬單質(zhì)反應(yīng)：常溫：4Na + O2 = 2Na2O,加熱：2Na + O2 Na2O2;2Na + Cl2 2NaCl; 2Na

3、 + S Na2S等。鈉與水反應(yīng):2Na + 2H2O = 2NaOH + H2；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：鈉浮在水面上，熔成小球，在水面上游動(dòng)，有哧哧的聲音，最后消失，在反應(yīng)后的溶液中滴加酚酞，溶液變紅。 注意：鈉在空氣中的變化：銀白色的鈉 變暗（生成了氧化鈉） 變白（生成氫氧化鈉） 潮解 變成白色固體（生成碳酸鈉）。鈉與酸反應(yīng)：如2Na + 2HCl = 2NaCl + H2,Na放入稀鹽酸中，是先與酸反應(yīng)，酸不足再與水反應(yīng)。因此Na放入到酸溶液中Na是不可能過(guò)量的。同時(shí)Na與H2的物質(zhì)的量比始終是2:1。當(dāng)然反應(yīng)要比鈉與水的反應(yīng)劇烈多。鈉與鹽的溶液反應(yīng)：鈉不能置換出溶液中的金屬，鈉是直接與水反應(yīng)。反應(yīng)后

4、的堿再與溶液中的其他物質(zhì)反應(yīng)。如鈉投入到硫酸銅溶液的反應(yīng)式：2Na + CuSO4 + 2H2O = Cu(OH)2 + Na2SO4 + H2 。 鈉與氫氣的反應(yīng)：2Na + H2 = 2NaH。NaH + H2O = NaOH + H2 ；NaH是強(qiáng)的還原劑。（3）工業(yè)制鈉：電解熔融的NaCl，2NaCl(熔融) 2Na + Cl2。（4）鈉的用途：在熔融的條件下鈉可以制取一些金屬，如鈦、鋯、鈮、鉭等；鈉鉀合金是快中子反應(yīng)堆的熱交換劑；鈉蒸氣可作高壓鈉燈，發(fā)出黃光，射程遠(yuǎn)，透霧能力強(qiáng)。2、氧化鈉和過(guò)氧化鈉（1）Na2O：白色固體，是堿性氧化物，具有堿性氧化物的通性：Na2O + H2O =

5、 2NaOH,Na2O + CO2 = Na2CO3,Na2O + 2HCl = 2NaCl + H2O .另外：加熱時(shí)，2Na2O + O2 = 2Na2O2. (2)Na2O2：淡黃色固體是復(fù)雜氧化物，易與水、二氧化碳反應(yīng)放出氧氣。2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 ,2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 （作供氧劑）。因此Na2O2常做生氧劑，同時(shí)，Na2O2還具有強(qiáng)氧化性，有漂白作用。如實(shí)驗(yàn)：Na2O2和水反應(yīng)后的溶液中滴加酚酞，變紅后又褪色，實(shí)驗(yàn)研究表明是有：Na2O2 + H2O = 2NaOH + H2O2,2H2O2 = 2H2O + O2

6、 反應(yīng)發(fā)生。因?yàn)镠2O2也具有漂白作用。當(dāng)然過(guò)氧化鈉也可以直接漂白的。 3、碳酸鈉和碳酸氫鈉 性質(zhì) Na2CO3（Na2CO310H2O） NaHCO3 性質(zhì)比較俗稱(chēng) 純堿或蘇打 小蘇打 NaHCO3的顆粒比Na2CO3小水溶性 易溶于水 易溶于水 S(Na2CO3)S(NaHCO3)溶液酸堿性 顯堿性 顯堿性 同濃度Na2CO3溶液的pH大于NaHCO3溶液的pH熱穩(wěn)定性 穩(wěn)定 受熱分解生成Na2CO3、H2O、CO2 NaHCO3的熱穩(wěn)定性比Na2CO3差，用于除雜質(zhì)。與酸反應(yīng) 能與強(qiáng)酸反應(yīng) 能與強(qiáng)酸反應(yīng) 等物質(zhì)的量時(shí)Na2CO3耗酸量大于NaHCO3溶液中相互轉(zhuǎn)化 Na2CO3溶液能吸收

7、CO2轉(zhuǎn)化為NaHCO3Na2CO3 + H2O + CO2 = 2 NaHCO3 除CO2中的HCl雜質(zhì)是用飽和的NaHCO3溶液，而不用Na2CO3溶液用途 用在玻璃、肥皂、合成洗滌劑、造紙、紡織、石油、冶金等工業(yè)中。 發(fā)酵粉的主要成分之一；制胃酸過(guò)多等。 注意幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題：1、向飽和的Na2CO3溶液中通足量的CO2有晶體NaHCO3析出。2、Na2CO3溶液與稀HCl的反應(yīng)向Na2CO3溶液中滴加稀HCl，先無(wú)氣體，后有氣體，如果n(HCl)小于n(Na2CO3)時(shí)反應(yīng)無(wú)氣體放出。發(fā)生的反應(yīng)：先Na2CO3 + HCl = NaCl + NaHCO3,后NaHCO3 + HCl =

8、NaCl + H2O +CO2 .向稀HCl中滴加Na2CO3溶液，先有氣體，反應(yīng)是：Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2.如果用2mol的Na2CO3和2.4mol的稀HCl反應(yīng)，采用方法放出CO2是0.4mol；采用方法放出CO2為1.2mol。希望同學(xué)們?cè)诮忸}時(shí)要留意。3、Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的鑒別：取兩種試液少量，分別滴加CaCl2或BaCl2溶液，有白色沉淀的原取溶液為Na2CO3，另一無(wú)明顯現(xiàn)象的原取溶液為NaHCO3。4、侯氏制堿法反應(yīng)式：NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3 + NH4Cl.注意:在生產(chǎn)中應(yīng)先

9、在飽和的NaCl溶液中先通入NH3,后通入CO2,NaHCO3晶體析出過(guò)濾，在濾液中加入NaCl細(xì)末和通NH3析出NH4Cl晶體為副產(chǎn)品。NH4Cl晶體析出后的母液進(jìn)行循環(huán)試用，提高原料的利用率。二、鎂及其化合物1、鎂的性質(zhì)（1）物理性質(zhì)：鎂是銀白色金屬，質(zhì)較軟，密度1.74g/cm3，是輕金屬，硬度小。（2）化學(xué)性質(zhì)：鎂是較活潑金屬與非金屬反應(yīng)：2Mg + O2 = 2MgO,Mg + Cl2 MgCl2,3Mg + N2 Mg3N2等。與沸水反應(yīng)：Mg + 2H2O(沸水)= Mg(OH)2 + H2 .與酸反應(yīng)：與非強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)：是酸中的H+與Mg反應(yīng)，有H2放出。與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)：如

10、濃H2SO4、HNO3，反應(yīng)比較復(fù)雜，但是沒(méi)有H2放出。與某些鹽溶液反應(yīng)：如CuSO4溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液等。Mg + 2FeCl3 = 2FeCl2 + MgCl2, Mg + FeCl2 = Fe + MgCl2.2、鎂的提?。汉Ｋ泻写罅康腗gCl2,因此，工業(yè)上主要是從分離了NaCl的海水中來(lái)提取MgCl2.流程：海水中加入CaO或Ca(OH)2 Mg(OH)2沉淀、過(guò)濾、洗滌沉淀，用稀HCl溶解 MgCl2溶液，蒸發(fā)結(jié)晶 MgCl26H2O晶體，在HCl氣體環(huán)境中加熱 MgCl2固體，電解熔融的MgCl2 Mg + Cl2 。主要反應(yīng)：MgCl2 + Ca(OH)2

11、 = Mg(OH)2+ CaCl2, Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O, MgCl26H2O MgCl2 + 6H2O , MgCl2(熔融) Mg + Cl2。3、鎂的用途：鎂主要是廣泛用于制造合金。制造的合金硬度和強(qiáng)度都較大。因此鎂合金被大量用火箭、導(dǎo)彈、飛機(jī)等制造業(yè)中。4、氧化鎂（MgO）：白色固體，熔點(diǎn)高（2800），是優(yōu)質(zhì)的耐高溫材料（耐火材料）。是堿性氧化物。MgO + H2O = Mg(OH)2, MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O 。注意以下幾種情況的離子方程式的書(shū)寫(xiě)：（1）n(Mg(HCO3)2):n(NaOH)1:4：Mg2+ + 2

12、HCO3- + 4OH- = Mg(OH)2+ 2CO32- + 2H2O；(2)n(Mg(HCO3)2):n(NaOH)=1:2：Mg2+ + 2HCO3- + 2OH- = MgCO3+ CO32- + 2H2O；(3)n(Mg(HCO3)2):N(NaOH)=1:1： Mg2+ + HCO3- + OH- = MgCO3+H2O 。三、鋁及其化合物1、鋁的性質(zhì)：（1）物理性質(zhì)：銀白色金屬，質(zhì)較軟，但比鎂要硬，熔點(diǎn)比鎂高。有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和延展性。（2）化學(xué)性質(zhì)：鋁是較活潑的金屬。通常與氧氣易反應(yīng)，生成致密的氧化物起保護(hù)作用。4Al + 3O2 = 2Al2O3。同時(shí)也容易與Cl2、S

13、等非金屬單質(zhì)反應(yīng)。與酸反應(yīng)：強(qiáng)氧化性酸，如濃硫酸和濃硝酸在常溫下，使鋁發(fā)生鈍化現(xiàn)象；加熱時(shí)，能反應(yīng)，但無(wú)氫氣放出；非強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)時(shí)放出氫氣。與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)：2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2。與某些鹽溶液反應(yīng)：如能置換出CuSO4、AgNO3等溶液中的金屬。鋁熱反應(yīng)：2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe。該反應(yīng)放熱大，能使置換出的鐵成液態(tài)，適用性強(qiáng)。在實(shí)驗(yàn)室中演示時(shí)要加入引燃劑，如濃硫酸和蔗糖或鎂條和氯酸鉀等。2、氧化鋁（Al2O3）：白色固體，熔點(diǎn)高（2054），沸點(diǎn)2980，常作為耐火材料；是兩性氧化物。我們常見(jiàn)到的寶石的主要成分是氧化鋁。有各

14、種不同顏色的原因是在寶石中含有一些金屬氧化物的表現(xiàn)。如紅寶石因含有少量的鉻元素而顯紅色，藍(lán)寶石因含有少量的鐵和鈦元素而顯藍(lán)色。工業(yè)生產(chǎn)中的礦石剛玉主要成分是氧化鋁，硬度僅次于金剛石，用途廣泛。兩性氧化物：既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物。Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O ,Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O 。Al2O3是工業(yè)冶煉鋁的原料，由于氧化鋁的熔點(diǎn)高，電解時(shí)，難熔化，因此鋁的冶煉直到1886年美國(guó)科學(xué)家霍爾發(fā)現(xiàn)在氧化鋁中加入冰晶石(Na3AlF6)，使氧化鋁的熔點(diǎn)降至1000度左右，鋁的冶煉才快速發(fā)展起來(lái)，鋁及其合金才被廣泛

15、的應(yīng)用。2Al2O3 4Al + 3O2。3、氫氧化鋁（Al(OH)3）：白色難溶于水的膠狀沉淀，是兩性氫氧化物。熱易分解。兩性氫氧化物：既能與強(qiáng)酸又能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物。Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O, Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O2Al(OH)3 Al2O3 +3 H2O 4、鋁的冶煉：鋁是地殼中含量最多的金屬元素，自然界中主要是以氧化鋁的形式存在。工業(yè)生產(chǎn)的流程：鋁土礦（主要成分是氧化鋁） 用氫氧化鈉溶解過(guò)濾 向?yàn)V液中通入二氧化碳酸化，過(guò)濾 氫氧化鋁 氧化鋁 鋁。主要反應(yīng)：Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO

16、2 + H2O ，CO2 + 3H2O + 2NaAlO2 = 2Al(OH)3+ Na2CO3 ，2Al(OH)3 Al2O3 +3 H2O ,2Al2O3 4Al + 3O2。5、鋁的用途：鋁有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和延展性，主要用于導(dǎo)線、炊具等，鋁的最大用途是制合金，鋁合金強(qiáng)度高，密度小，易成型，有較好的耐腐蝕性。迅速風(fēng)靡建筑業(yè)。也是飛機(jī)制造業(yè)的主要原料。6、明礬的凈水：化學(xué)式：KAl(SO4)212H2O，它在水中能電離：KAl(SO4)2 = K+ + Al3+ + 2SO42-。鋁離子與水反應(yīng)，生成氫氧化鋁膠體，具有很強(qiáng)的吸附能力，吸附水中的懸浮物，使之沉降已達(dá)凈水目的。Al3+ +

17、3H2O = Al(OH)3 (膠體)+ 3H+ 。知識(shí)整理：（Al(OH)3）的制備：在氯化鋁溶液中加足量氨水。AlCl3 + 3NH3H2O = Al(OH)3+ 3NH4Cl 。實(shí)驗(yàn)：A、向氯化鋁溶液中滴加氫氧化鈉溶液，現(xiàn)象是先有沉淀，后溶解。反應(yīng)式：先Al3+ + 3OH- = Al(OH)3, 后Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O。B、向氫氧化鈉溶液中滴加氯化鋁溶液，現(xiàn)象是開(kāi)始無(wú)沉淀，后來(lái)有沉淀，且不溶解。反應(yīng)式：先Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O，后Al3+ + 3AlO2- + 6H2O = 4Al(OH)3。實(shí)驗(yàn)：向偏鋁酸鈉溶液中通二氧化碳，有沉淀出現(xiàn)。CO2 + 3H2O + 2NaA