高中化學(xué)金屬及其化合物知識點(diǎn)

1、高中化學(xué)金屬及其化合物一、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 +。2= Na2O2；2Na + Cl 2= 2NaCl; 2Na + S= Na 2s 等。鈉與水反應(yīng)：2Na + 2H 2O = 2NaOH + H 2T;實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：鈉浮在水面上，熔成小球，在水面上游動，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：

2、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 + H 2 T ,N敬入稀鹽酸中，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 + 2H 2O = Cu(OH) 2 J +Na2SO4 + H2 T。鈉與氫氣的反應(yīng)： 2Na

3、+ H2 = 2NaH 。 NaH + H2O = NaOH + H2 T ; NaH是強(qiáng)的還原劑。(3)工業(yè)制鈉：電解熔融的NaCl, 2NaCl(熔融)=2Na + C12To(4)鈉的用途：在熔融的條件下鈉可以制取一些金屬，如鈦、錯(cuò)、鋁、鋰等；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 = 2NaOH,Na2O + CO2 = Na2CO3,Na2O + 2HCl = 2NaCl + H2O . 另外：加熱時(shí)，2Na2O + O2 = 2Na2

4、O2.(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 T ,2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 (作供氟齊。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 反應(yīng)發(fā)生。因?yàn)镠2O2 也具有漂白作用。當(dāng)然過氧化鈉也可以直接漂白的。3、碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液中相互轉(zhuǎn)化Na2CO3 溶液能吸收CO2 轉(zhuǎn)化為

5、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；制胃酸過多等。注意幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的問題：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 ， 先無氣體，后有氣體，如果 n(HCl) 小于 n(Na2CO3)時(shí)反應(yīng)無氣體放出。發(fā)生的反應(yīng)：先 Na2CO3 + HCl = NaCl + NaHCO3, 后 Na

6、HCO3 + HCl = 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)們在解題時(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,另一無明顯現(xiàn)象的原取溶液為 NaHCO3。4、侯氏制堿法反應(yīng)式：NaCl + NH3

7、 + CO2 + H2O = NaHCO3 J + NH4C1.注意:在生產(chǎn)中應(yīng)先在飽和的 NaCl溶液中先通入 NH3,后通入CO2,NaHCO3晶體析出過濾，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 + 2H20(沸水尸=Mg(OH)

8、2 + H2 "與酸反應(yīng)：與非強(qiáng)氧化T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)：如濃H2SO4、HN03,反應(yīng)比較復(fù)雜，但是沒有H2放出。與某些鹽溶?反應(yīng)：如CuS04溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液等。Mg + 2FeCl3 = 2FeCl2 + MgCl2, Mg + FeCl2 = Fe + MgCl2.2、鎂的提取：海水中含有大量的MgCl2, 因此，工業(yè)上主要是從分離了NaCl 的海水中來提取MgCl2.流程：海水中加入CaO 或 Ca(OH)2 Mg(OH)2 沉淀、過濾、洗滌沉淀，用稀HCl 溶解 MgCl2 溶液，蒸發(fā)結(jié)晶MgCl2?6H20晶

9、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(0H)2 = Mg(0H)2j + CaCl2, Mg(0H)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O,MgCl2?6H20MgCl2 + 6H2O , MgCl2(熔融) Mg + Cl2 毋 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(Mg0 ) ：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。Mg0 + H20 = Mg(0H)2, Mg0 + 2HCl

10、 = MgCl2 + H20。注意以下幾種情況的離子方程式的書寫：(1) n(Mg(HCO3)2):n(NaOH) =1:4: Mg2+ + 2HCO3- + 40H- = Mg(0H)2j + 2CO32 - + 2H20 ;(2)n(Mg(HCO3)2):n(NaOH)=1:2 : Mg2+ + 2HCO3- + 20H- = MgC03 J + CO32- + 2H2O ;(3)n(Mg(HCO3)2):N(NaOH)=1:1 Mg2+ + HC03- + OH- = MgC03 J +H20。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

11、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。4A1 + 302 = 2A12O3 。同時(shí)也容易與 Cl2、S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 + 2Na0H + 2H20 = 2NaAl02 + 3H2 T 。與某些鹽溶液反應(yīng)：如能置換出CuS04、AgN03等溶液中的金屬。鋁熱反應(yīng)：2Al + Fe203Al203 + 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

12、入引燃劑，如濃硫酸和蔗糖或鎂條和氯酸鉀等。2、氧化鋁(Al203 ) ：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。我們常見到的寶石的主要成分是氧化鋁。有各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銘元素而顯紅色，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。Al203 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H20 ,Al203 + 2Na0H = 2NaAl02 + H20。Al203 是工業(yè)冶煉鋁的原料，由于氧化

13、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，鋁及其合金才被廣泛白應(yīng)用。2A12034Al + 302 %3、氫氧化鋁(Al(0H)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。A1(0H)3 + 3HC1 = A1C13 + 3H20,A1(0H)3 + Na0H = NaA102 + 2H20 2A1(0H)3A1203 +3 H20 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

14、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)用氫氧化鈉溶解過濾向?yàn)V液中通入二氧化碳酸化，過濾 氫氧化鋁氧化鋁鋁。 主要反應(yīng)：A1203 + 2Na0H = 2NaA102 + H20, C02 + 3H20 + 2NaA102 = 2A1(0H)3 J + Na2C03 2A1(0H)3= A1203 +3H20 ,2A1203= 4A1 + 302。T高中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、明磯的凈水：化學(xué)式： KAl(SO

15、4)2?12H2O ,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+ + 3H2O = Al(OH)3 (膠體)+ 3H+ 。知識整理：(Al(OH)3 )的制備：在氯化鋁溶液中加足量氨水。A1C13 + 3NH3?H2O = Al(OH)3 J + 3NH4C1 。實(shí)3A、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 J,后 Al3+ + 4OH- = A1O2- + 2H2O 。B、向氫氧

16、化鈉溶液中滴加氯化鋁溶液，現(xiàn)象是開始無沉淀，后來有沉淀，且不溶解。反應(yīng)式：先 Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O ，后 Al3+ + 3A1O2- + 6H2O = 4Al(OH)3 J。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 + 2NaAlO2 = 2Al(OH)3 J + Na2CO3 。將氯化鋁溶液和偏鋁酸鈉溶液混和有沉淀出現(xiàn)。Al3+ + 3A1O2- + 6H2O = 4A l(OH)3卜實(shí)3A、向偏鋁酸鈉溶液中滴加稀鹽酸，先有沉定，后溶解。反應(yīng)的離子方程式：AlO2- + H+ + H2O = Al(OH)3 ,Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 2H2O 。B、向稀鹽酸中滴加偏鋁酸鈉溶液，先無沉淀，后有沉淀且不溶解。反應(yīng)的離子方程式：AlO2- + 4H+ = Al3+ + 2H2O ,3AlO2-+ Al3+ + 6H2O = 4Al(OH)3 J。四、金屬及其化合物關(guān)系網(wǎng) (1)金屬鈉及其