金屬及其化合物的性質_第1頁
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金屬及其化合物的性質第一頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二金屬的通性顏色:

狀態(tài):導電、導熱:延展性:硬度、熔點、密度:通常情況下,除金、銅、鉍有顏色外,大多數都為銀白色通常情況下,除汞為液體外,其余都是固體都易導電、導熱都具有延展性差別較大第二頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二一、鈉及其化合物一)鈉(Na)鈉的物理性質鈉的化學性質鈉的存在和保存鈉的制法和用途第三頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二1、鈉的物理性質(1)銀白色、有金屬光澤的固體;(2)密度比水小,比煤油大;(3)熔點和沸點低;(4)硬度小,可以用小刀切割;(5)是熱和電的良導體。

(一)、鈉的性質第四頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二2、鈉的化學性質:(1)與非金屬反應A、鈉與氧氣反應:常溫下:4Na+O2==2Na2O(白色)點燃條件:穩(wěn)定性:Na2O2>Na2O空氣中鈉的切面變暗2Na+O2==Na2O2(淡黃色)點燃推理:2Na2O+O2==2Na2O2加熱第五頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二B、與其它非金屬反應:2Na+S===Na2S現象:劇烈燃燒、產生白色的煙

和硫粉混合研磨現象:火星四射、發(fā)生爆炸2Na+Cl2===2NaCl點燃第六頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二(2)與水反應產物呈堿性反應劇烈、有氣體生成氣體推動小球迅速移動反應放熱、鈉的熔點低密度(鈉)<

密度(水)現象解釋浮熔游響紅2Na+2H2O=2NaOH+H2

2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2

第七頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二(3)與酸反應2Na+2H+===2Na++H2↑說明:鈉直接與酸電離出的H+反應,若鈉過量先與酸反應再與水反應(4)與堿溶液反應2Na+2H2O===2NaOH+H2↑實質:鈉與水反應第八頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二(5)與鹽反應A、與NaCl、K2SO4等一類鹽溶液反應實質:鈉與水反應現象:浮、游、熔、響B(tài)、與NaHSO4等一類溶液反應實質:鈉與鹽電離出的氫離子反應2Na+2H+===2Na++H2↑現象:浮、游、熔、響C、與NaHCO3等一類溶液反應第九頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二鈉在水溶液中的反應小結:有酸H+為先,無酸H2O為先,NaOH的反應跟在H2O后面C、與CuSO4、FeCl3等一類溶液反應實質:鈉與水反應后,生成的氫氧化鈉與溶液中的鹽反應現象:浮、游、熔、響、藍色沉淀2Na+2H2O+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑練習:寫出鈉與氯化鐵溶液反應的化學方程式及離子方程式第十頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二(6)與醇反應(例如:與乙醇反應)2Na+2CH3CH2OH2CH3CH2ONa+H2↑與水的反應對比,誰更劇烈?2Na+2C6H5OH

2C6H5ONa+H2↑(7)與酚反應第十一頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二3、鈉的存在與保存元素存在形態(tài):游離態(tài)(以單質形態(tài)存在)化合態(tài)(以化合物形態(tài)存在)存在:鈉在自然界里沒有游離態(tài),只能以化合態(tài)存在。食鹽(NaCl)純堿(Na2CO3·

10H2O)保存:加煤油密封隔絕氧氣和水鈉與煤油不反應鈉的密度大于煤油第十二頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二4、鈉的制取及用途用途:①制取鈉的化合物;②Na-K合金(液態(tài))用作原子反應堆的導熱劑;③在電光源上,用鈉制造高壓鈉燈;④工業(yè)上用Na作強還原劑,用于冶煉金屬;如:4Na+4TiCl4===Ti+4NaCl。制?。?NaCl(熔融)===

2Na+Cl2↑電解第十三頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二思考:金屬鈉在空氣中的如何變化?銀白色變暗變白色固體結塊粉末(Na)(Na2CO3)(Na2CO3·

10H2O)(NaOH)(Na2O)與O2與H2O與CO2風化成液(NaOH潮解)第十四頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二二)鈉的化合物氧化鈉和過氧化鈉氫氧化鈉碳酸鈉和碳酸氫鈉第十五頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二(一)、鈉的氧化物氧化鈉和過氧化鈉電子式:Na+O2-Na+????????Na+OO2-Na+??????????????化學式:Na2ONa2O2構成微粒:Na+和O2-Na+和O22-第十六頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二化學式Na2ONa2O2化合物類型分類顏色、狀態(tài)

與水反應

與CO2反應與鹽酸反應穩(wěn)定性保存用途

化學性質離子化合物離子化合物堿性氧化物過氧化物白色、固體淡黃色、固體Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCI=4NaCl+2H2O+O2↑不穩(wěn)定

2Na2O+O2=2Na2O2?較穩(wěn)定隔絕空氣、密封保存隔絕空氣,密封保存————氧化劑、供氧劑、漂白劑、殺菌劑第十七頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二思考1、氧化鈉與過氧化鈉用化學的方法如何鑒別(選擇簡易可行的)2、過氧化鈉逐漸撒入酚酞的水溶液中,有關現象是什么?若用石蕊代替酚酞會有什么不同?第十八頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二Na2O2的特性及其計算1、Na2O2的強氧化性(1)

Na2O2與SO2反應:Na2O2+SO2=Na2SO4(2)Na2O2投入FeCl2溶液中,可將Fe2+氧化成Fe3+,同時生成Fe(OH)3沉淀。(3)Na2O2投入氫硫酸中,可將H2S氧化成單質硫,溶液變渾濁.(4)Na2O2投入Na2SO3溶液中,可將SO32-氧化成

SO42-.(5)Na2O2投入品紅溶液中,因其有氧化性,所以有漂白性,可使品紅溶液褪色.第十九頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二2、

Na2O2的計算凡分子組成符合(CO)m·(H2)n的物質,Wg該物質在O2中完全燃燒,將其產物(CO2和水蒸氣)通過足量的Na2O2后,Na2O2增重必為Wg。取ag某物質在氧氣中完全燃燒,將其產物跟足量的過氧化鈉固體完全反應,反應后固體的質量恰好也增加了ag。下列物質不能滿足上述結果的是()A、H2B、COC、C6H12O6D、C12H22O11

根據題意可知:必須是物質燃燒消耗氧氣的量,等于CO2和H2O與Na2O2反應產生O2的量。D符合此規(guī)律的物質有無機物:CO、H2及CO、H2的混合氣體有機物:CH4O、CH2O、CH3COOH、

HCOOCH3、C6H12O6等第二十頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二(二)、氫氧化鈉2、物理性質俗名燒堿、火堿、苛性鈉,是一種白色固體,易吸收空氣中的水分而潮解,易溶于水并放熱,水溶液有澀味,有強腐蝕性。1、化學式:NaOH電子式:Na+

OH-

????????注:可做干燥劑中性氣體(H2、O2、N2等)堿性氣體(NH3)第二十一頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二3、化學性質(l)NaOH===Na++OH-(遇酚酞變紅)B、盛裝NaOH的試劑瓶不能用玻璃塞

SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O(2)與酸酐(SO2、CO2、SiO2、SO3、P2O5等)反應例:SO2+2NaOH===Na2SO3+H2OA、固體NaOH(或堿石灰)不能用來干燥酸性氣體注意:或SO2+NaOH===NaHSO3

第二十二頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二(3)與酸和*酚(C6H5OH)發(fā)生中和反應NaOH+HCl===NaCl+H2ONaOH+CH3COOH===CH3COONa+H2O(4)與某些非金屬單質(Cl2、Si、S)等反應Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2OSi+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑第二十三頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二(5)與兩性氧化物、氫氧化物反應Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2OAl(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O(6)與鹽發(fā)生復分解反應NH4Cl+NaOH===NaCl+NH3·H2OMgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaClCa(HCO3)2+2NaOH===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O第二十四頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二*(8)與鹵代烴、酯、油脂等發(fā)生水解反應CH3CH2—Cl+NaOH→CH3CH2—OH+NaClCl7H35COOCH2CH—OH

C17H35COOCH+3NaOH→3C17H35COONa+CH2—OH

Cl7H35COOCH2CH2—OH*(7)與Al反應2Al+2NaOH+6H2O===2NaAlO2+3H2↑+4H2O第二十五頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二4、制法:(1)氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水法(2)石灰純堿法5、用途:

電解2H2O+2NaCl===2NaOH+Cl2↑+H2↑Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH用于肥皂、石油、造紙、紡織、印染等工業(yè)。第二十六頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二(三)、碳酸鈉和碳酸氫鈉化學式俗名狀態(tài)顏色

溶解度比較NaHCO3Na2CO3Na2CO3?10H2O小蘇打純堿或蘇打結晶碳酸鈉細小晶體碎細粉末晶體白色白色白色易溶于水比NaHCO3的溶解度大比Na2CO3的溶解度大第二十七頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質:1、與酸反應NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑Na2CO3+HCI===NaCI+NaHCO3NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑注:放出氣體不如NaHCO3劇烈注:劇烈反應,立即放出氣體第二十八頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二討論:Na2CO3與鹽酸互滴問題⑴向鹽酸里逐滴加入Na2CO3溶液現象:開始就有氣體放出(開始時酸過量)2HCl+Na2CO3===2NaCl+CO2↑

+H2O⑵向Na2CO3溶液里逐滴加入鹽酸現象:開始無氣體產生,一段時間后產生氣體

(開始時酸不足)HCl+Na2CO3===NaCl+NaHCO3(無氣泡)HCl+NaHCO3===NaCl+CO2↑

+H2O注:利用此現象可不用其他試劑鑒別Na2CO3溶液和鹽酸第二十九頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二2、與堿反應NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2OA、與NaOH一類堿反應B、與Ca(OH)2一類堿反應Na2CO3+Ca(OH)2===2NaOH+CaCO3↓2NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O(過量)NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+NaOH+H2O(過量)第三十頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二3、與鹽反應Na2CO3+CaCl2===2NaCl+CaCO3↓4、穩(wěn)定性Na2CO3較為穩(wěn)定2NaHCO3===Na2CO3+H2O+CO2↑?5、兩者之間的轉化Na2CO3→NaHCO3:向溶液中通入足量的CO2NaHCO3→Na2CO3:固體加熱溶液加入適量的NaOH第三十一頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二Na2CO3和NaHCO3混合物的分離(1)Na2CO3固體粉末中混有NaHCO3,用加熱法。(2)Na2CO3溶液中混有NaHCO3,滴加適量NaOH溶液(3)NaHCO3溶液中混有Na2CO3,通入過量的CO2氣體2NaHCO3===Na2CO3+H2O+CO2↑?NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2ONa2CO3+CO2+H2O===NaHCO3第三十二頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二鈉及其重要化合物之間的相互轉化關系Na+H2O+O2+O2(點燃)NaOHNa2CO3NaHCO3Na2ONa2O2+CO2+CO2NaCl+HCl+HCl+Ca(OH)2+NaOH(或加熱)+CO2(過量)+Cl2(點燃)+CO2(少量)第三十三頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二堿金屬的主要物理性質元素名稱元素符號核電荷數顏色和狀態(tài)密度g/cm3熔點℃沸點℃鋰Li3銀白色,柔軟0.534180.51347鈉Na11銀白色,柔軟0.9797.81882.9鉀K19銀白色,柔軟0.8663.65774銣Rb37銀白色,柔軟1.53238.89688銫Cs55略帶金色光澤,柔軟1.87928.40678.4第三十四頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二堿金屬元素的性質與結構名稱相似性遞變性最外層電子數物理性質化學性質電子層數密度熔點沸點元素性質鋰Li鈉Na鉀K銣Rb銫Cs1軟、白、輕、低、導單質具有強還原性,與大多數非金屬、水反應逐漸增多呈增大趨勢逐漸降低逐漸降低金屬性逐漸增強第三十五頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二1、相似性原因:堿金屬元素原子的最外層都只有__個電子,它們的化學性質_____。堿金屬元素的化合價都顯___價,它們都能跟氧氣等非金屬單質以及水發(fā)生反應。完成下列化學方程式:原因Li+O2=42Li2O2Na+O2=Na2O2△△Li+H2O=222LiOH+H2↑1相似+1第三十六頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二2、差異性原因:隨著核電荷數的增加,堿金屬元素原子的電子層數___________,原子核對最外層電子的引力___________,所以堿金屬元素的性質也有差異。從鋰到銫,原子的失電子能力___________________,元素的金屬性___________,具體表現在:_________________________________。逐漸增多逐漸減弱鉀與水、氧氣反應都比鈉劇烈逐漸增強逐漸增強第三十七頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二三)焰色反應焰色反應的原理焰色反應的操作焰色反應的應用注意事項第三十八頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二1、原理:某些金屬或其化合物灼燒時使火焰呈現出特殊的顏色。2、操作:把鉑絲用鹽酸洗滌后灼燒,反復多次,至火焰變?yōu)闊o色。用干凈的鉑絲蘸一些溶液,放到酒精燈火焰上灼燒。3、應用:(1)離子檢驗,物質鑒別。

(2)焰火材料。焰色反應第三十九頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二4.常見元素的焰色鈉元素:

;鉀元素:

(透過

觀察).

黃色紫色藍色鈷玻璃第四十頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二鉀紫色鈉黃色鋰

紫紅色銣紫色鈣磚紅色鍶洋紅色鋇黃綠色銅綠色(透過藍色鈷玻璃)第四十一頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二1)焰色反應實驗要求燈焰的顏色淺,如用酒精燈焰,則要使用外焰的側面,因為焰心的顏色偏黃。2)蘸取待測物的金屬絲,最好用鉑絲,也可用鎢絲、鎳鉻絲(電爐絲)等來代替,每次使用金屬絲時,必須在火焰上灼燒至無色。以免干擾對顏色的觀察。3)金屬絲在使用前要用稀鹽酸洗凈,不能用稀H2SO4洗滌,因為金屬氯化物灼燒時易氣化而揮發(fā),而硫酸鹽的熔沸點較高,難以揮發(fā),會對后一個離子的檢驗產生干擾。4)觀察鉀的焰色時,要透過藍色鈷玻璃,因為鉀中常混有Na的雜質,藍色枯玻璃可濾去黃光。5)焰色反應不屬于化學法檢驗,屬物理變化。該法一般是在其他檢驗方法無效時才采用。4、焰色反應的注意事項第四十二頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二二鋁及其化合物第四十三頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二一)、鋁的性質1.物理性質鋁是

色的輕金屬,熔點

,硬度

,有良好的導電、導熱性.銀白低小第四十四頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二2.化學性質化學性質化學方程式暴露在空氣中(與O2反應)燃燒(與O2反應)鋁熱反應(與Fe2O3和V2O5的反應)4Al+3O2

===

2Al2O3第四十五頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二化學性質化學方程式與Cl2、S的反應與鹽酸的反應與NaOH溶液的反應2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑

↑第四十六頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二1.如何除去鐵粉中的鋁粉?提示:加入過量NaOH溶液,然后過濾、洗滌、干燥.第四十七頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二二)、鋁的重要化合物1.氧化鋁(1)化學性質(用離子方程式表示)(2)用途熔點很高,是一種較好的

,還可制作各種寶石.耐火材料第四十八頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二2.氫氧化鋁(1)化學性質②受熱分解:

.第四十九頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二2.既能與酸反應又能與堿反應的物質有哪些?提示:①Al、②Al2O3、③Al(OH)3、④弱酸的銨鹽,如:(NH4)2CO3、CH3COONH4、⑤弱酸的酸式鹽,如:NaHCO3、NaHSO3、NaHS等第五十頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二(2)制備①向鋁鹽溶液中加入氨水②向偏鋁酸鹽溶液中通入足量CO2

.第五十一頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二3.明礬明礬的化學式:凈水原理涉及的反應:

.KAl(SO4)2·12H2OAl3++3H2O===Al(OH)3(膠體)+3H+第五十二頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二第五十三頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二第五十四頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二第五十五頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二[例1]

(2009·上海高考)鎂和鋁分別與等濃度、等體積的過量稀硫酸反應,產生氣體的體積(V)與時間(t)關系如右圖.反應中鎂和鋁的 (

)A.物質的量之比為3∶2B.質量之比為3∶2C.摩爾質量之比為2∶3D.反應速率之比為2∶3[答案]

A第五十六頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二

金屬與酸或堿反應的實質是金屬失電子,金屬失去的電子數等于生成H2中的氫原子數,常用的方法有守恒法和平均值法(即求混合金屬的平均相對原子質量).第五十七頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二1.“鋁三角”是指Al3+、Al(OH)3和AlO相互轉化的三角關系(如下圖)-2第五十八頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二第五十九頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二第六十頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二

鋁鹽、鎂鹽的混合物與強堿的反應是高考的重點、熱點,前幾年高考考查較多.對于產物的探究從未考查過,新課程標準下的高考趨勢應該更加注重在探究中再現知識的形成過程.考查學生的自主探究意識和探究能力.第六十一頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二思考:試作出下列反應圖像,并寫出各階段離子方程式。01234n(NaOH)n[Al(OH)3]

①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至過量向NaOH溶液中滴加AlCl3

溶液直至過量01234n(AlCl3)n[Al(OH)3]Al3++3OH—(少量)

=Al(OH)3↓

Al(OH)3+OH—=AlO2—+2H2O

Al3++4OH—(過量)

=AlO2—+2H2O

Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓

3mol3mol1mol3mol1mol第六十二頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二01234n[Al(OH)3]n(HCl)②向NaAlO2溶液中滴加HCl溶液直至過量向HCl溶液中滴加NaAlO2

溶液直至過量01234n(NaAlO2)n[Al(OH)3]AlO2—+H2O+H+(少量)=Al(OH)3↓

Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O

AlO2—+4H+(過量)=Al3++2H2O

Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓

1mol3mol1mol3mol第六十三頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二n(NaOH)n[Al(OH)3]③向HCl酸化的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至過量

④向含Mg2+、Al3+的混合溶液中滴加NaOH溶液直至過量Al(OH)3、

Mg(OH)2Mg(OH)2n(NaOH)H++OH—=H2OAl3++3OH—(少量)

=Al(OH)3↓

Al(OH)3+OH—=AlO2—+2H2O

Al3++3OH—(少量)

=Al(OH)3↓

Al(OH)3+OH—=AlO2—+2H2O

Mg2+

+2OH—

=Mg(OH)2↓

第六十四頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二考點要求1.掌握鐵的化學性質,理解鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉變。2.了解鐵的氧化物、氫氧化物。3.掌握鐵離子的檢驗方法。4.了解金屬冶煉的一般原理和方法。三鐵和鐵的化合物第六十五頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二一)、鐵的原子結構特征原子結構示意圖:

+26

82142特征:26號元素、4個電子層、最外層2個電子;位置:第四周期Ⅷ族;第六十六頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二二)、鐵的物理性質純鐵是銀白色,密度較大,熔沸點較高;有較好的導電、導熱、延展性;鐵能被磁體吸引三)、鐵的化學性質比較活潑1、鐵與非金屬反應②.Fe與S、I2等弱氧化劑反應生成+2價的鐵;①.Fe與Cl2、Br2等強氧化劑反應生成+3價的鐵;S△Fe+=====FeS.3Cl2點燃2Fe+====2FeCl3.③)常溫下:鐵被腐蝕生成鐵銹,其主要成分是Fe2O324====33Fe+2O點燃FeO點燃:第六十七頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二2.與H2O的反應

.3.與酸的反應(1)與非氧化性酸(如稀硫酸):

.(2)氧化性酸①稀硝酸Fe過量:3Fe+8HNO3===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O

.②濃硝酸:常溫下

.③濃硫酸:常溫下

.Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O鈍化鈍化Fe+2H+===Fe2++H2↑HNO3過量:第六十八頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二4.與鹽溶液的反應(1)與CuSO4溶液:

.(2)與FeCl3溶液:

.Fe+Cu2+===Fe2++CuFe+2Fe3+===3Fe2+第六十九頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二總結:S、I2、HCl

、稀H2SO4、Cu2+、Fe3+等FeFe2+弱氧化劑FeFe3+O2、F2、Br2

HNO3、濃H2SO4等強氧化劑第七十頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二四)、鐵的化合物1、鐵的氧化物俗名化學式磁性氧化鐵鐵紅Fe3O4鐵的化合價+2、+3+3+2

色態(tài)黑色晶體紅棕色粉末黑色粉末水溶性不溶Fe2O3

不溶

不溶FeO穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定

穩(wěn)定第七十一頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二化學式與非氧化性強酸反應與氧化性酸反應共性高溫時,都能被C、CO、H2、Al等還原劑還原FeOFe2O3Fe3O4FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O

同上3Fe3O4+28HNO3=9Fe(NO3)3+14H2O+NO3FeO+10HNO3=3Fe(NO3)3+5H2O+NO第七十二頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二

鐵的氧化物的用途Ⅰ.作為冶煉金屬的原料Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2Ⅱ.氧化鐵常用于制造紅色油漆和涂料氧化鐵作外墻涂料

高溫第七十三頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二2、鐵的氫氧化物化學式Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)與鹽酸反應Fe(OH)3+3H+

===Fe3++3H2O受熱分解白色固體紅褐色固體Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O第七十四頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二化學式Fe(OH)2Fe(OH)3制法可溶性亞鐵鹽與堿反應可溶性鐵鹽與堿反應二者的關系空氣中,Fe(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3,現象是

迅速變成

色,最后變成

色,化學方程式為Fe2++2OH-===

Fe(OH)2↓↓Fe3++3OH-===

Fe(OH)3↓↓白色沉淀灰綠紅褐4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3第七十五頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二2.制備Fe(OH)2時,采取哪些措施可防止Fe(OH)2被氧化?提示:

①配制溶液的蒸餾水加熱煮沸,除去O2.②膠頭滴管伸入到液面以下加入液體.③溶液表面覆蓋植物油(或苯),以隔絕空氣.第七十六頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二第七十七頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二第七十八頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二(2)除雜方法①Fe2+(Fe3+):加Fe粉過濾;②FeCl3(FeCl2):加氯水或H2O2;③FeCl2(CuCl2):加Fe粉,過濾.

第七十九頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二1.溶液的顏色含有Fe2+的溶液顯淺綠色含有Fe3+的溶液顯黃色第八十頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二2.用KSCN溶液和氯水(1)流程:(2)有關反應:Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3(紅色)2Fe2++Cl2

===2Fe3++2Cl-第八十一頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二3.用NaOH溶液(1)流程:(2)有關反應:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓(紅褐色)Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓(白色沉淀)4Fe(OH)2+O2+2H2O

===4Fe(OH)3第八十二頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二

鐵及其化合物知識的突出特點是鐵元素的價態(tài)變化,鐵的氧化物中鐵的化合價較為復雜,如何將氧化物中的鐵離子轉化為溶液中的離子而不改變其價態(tài),解題時常被忽略,近幾年的高考有關鐵及其化合物的探究試題更是頻繁出現.第八十三頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二[例]某種催化劑為鐵的氧化物.化學興趣小組在實驗室對該催化劑中鐵元素的價態(tài)進行探究:將適量稀硝酸加入少許樣品中,加熱溶解;取少許溶液,滴加KSCN溶液后出現紅色.一位同學由此得出該催化劑中鐵元素價態(tài)為+3價的結論.(1)請指出該結論是否合理并說明理由_______________________________________________________________________________________________________________.第八十四頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二答案]

(1)不合理.實驗設計不合理,因為硝酸會氧化催化劑中可能存在的二價鐵,所以從實驗結果只能判斷樣品溶解后的溶液中存在三價鐵而不能確定樣品中鐵元素的價態(tài).第八十五頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二(2)請完成對鐵元素價態(tài)的探究:限選實驗儀器與試劑:燒杯、試管、玻璃棒、藥匙、滴管、酒精燈、試管夾;3mol/LH2SO4、3%H2O2、6mol/LHNO3、0.01mol/LKMnO4、NaOH稀溶液、0.1mol/LKI、20%KSCN、蒸餾水.①提出合理假設假設1:____________________________;假設2:____________________________;假設3:____________________________.第八十六頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二(2)①催化劑中鐵元素全部為+3價催化劑中鐵元素全部為+2價催化劑中鐵元素同時存在+2與+3價第八十七頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二②設計實驗方案證明你的假設(不要在紙上作答)③實驗過程根據②的實驗方案,進行實驗.請在下表中寫出實驗操作步驟、預期現象與結論.實驗操作預期現象與結論步驟1:步驟2:步驟3:……第八十八頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二③實驗操作預期現象與結論步驟1:用滴管取一定量3mol/LH2SO4于試管中,加熱煮沸數分鐘以除去溶于其中的氧氣。步驟2:用藥匙取少量樣品于試管中,用滴管加入適量除氧的3mol/LH2SO4并加熱,充分反應后得A溶液固體溶解,溶液顏色有變化第八十九頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二實驗操作預期現象與結論步驟3:取少許A溶液于試管中,滴加1~2滴20%KSCN溶液,振蕩(1)若溶液不呈紅色,則假設2成立(2)若溶液呈紅色,則假設1或假設3成立步驟4:另取少許A溶液于試管中,滴加1~2滴0.01mol/LKMnO4溶液,振蕩結合步驟3中的(2):(1)若溶液呈紫紅色,則假設1成立(2)若溶液紫紅色褪去,則假設3成立第九十頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二四鎂第九十一頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二元素周期表中的位置核外電子排布K層L層M層N層鎂第三周期第IIA族

2821、原子結構的比較

第九十二頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二2、物理性質的比較

鎂為

;為

;熔點均

;硬度均

.具有金屬的通性

銀白色輕金屬較低較小第九十三頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二3鎂的化學性質Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑與冷水緩慢反應、與沸水顯著反應,滴加酚酞變紅色1).和水反應第九十四頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二a.和非氧化性酸反應(鹽酸、稀硫酸等)2).和酸反應(劇烈反應)Mg+2H+=Mg2++H2↑b.和氧化性酸反應(硝酸、濃硫酸等)Mg+4HNO3(濃)=Mg(NO3)2+2NO2↑+2H2O第九十五頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二3).與非金屬單質的反應2Mg+O2=2MgO點燃4Al+3O2=2Al2O3△MgAl非金屬反應O2常溫氧化膜點燃燃燒MgSAl2S3S,加熱Cl2,加熱MgCl2AlCl33Mg+N2==2Mg3N2點燃Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3第九十六頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二五用途廣泛的金屬材料第九十七頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二全局性掌控第九十八頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二全局性掌控

本節(jié)重要知識有合金的性質,銅及其化合物的性質,主要考查合金的概念及性質,銅及其化合物的轉化關系,往往結合電化學一起考查,由于金屬材料、銅及其化合物知識聯系生活實際,近幾年高考的考查有“升溫的趨勢”、預測2012年高考還會繼續(xù)考查.第九十九頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二一)、合金1.概念由

熔合而成的具有

特性的物質.2.性質特點(1)多數合金的熔點比它的各成分金屬的熔點

;(2)合金的硬度一般比它的各成分金屬的硬度

.兩種兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)金屬低大第一百頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二二)、常見金屬材料金屬材料包括

,分為

材料和

材料.純金屬合金黑色金屬有色金屬1.黑色金屬材料——鋼鐵鋼是用量最大、用途最廣的合金.第一百零一頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二2.有色金屬材料——銅和鋁(1)我國使用最早的合金是

,常見的銅合金有

.(2)鋁合金青銅黃銅白銅第一百零二頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二②性質特征:密度

、強度

、塑性好、易于加工、成本低廉且表面易形成

而具有一定的抗腐蝕能力.小高致密的氧化物保護膜第一百零三頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二金屬活動性順序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu原子失電子能力由大到小,還原性由強到弱陽離子得電子能力由小到大,氧化性由弱到強第一百零四頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二金屬活動性順序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu和O2反應常溫易被氧化常溫能被氧化常溫干燥空氣中不易被氧化加熱時能被氧化不能被氧化和H2O反應常溫置換出氫加熱或與水蒸氣反應置換出氫不能置換出水中的氫第一百零五頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二金屬活動性順序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu和酸反應劇烈反應并置換出酸中的氫能置換出酸中的氫,Fe、Al常溫在濃HNO3、濃硫酸中鈍化不能置換稀酸中的氫與強氧化性酸反應只與王水反應和堿反應僅Al、Zn能跟強堿水溶液反應和鹽反應先與水反應排在前面的金屬能從鹽溶液中置換出后邊的金屬第一百零六頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二

金屬活動性順序在中學化學應用較多.(1)可以比較金屬單質的還原性及對應陽離子的氧化性強弱;(2)判斷金屬與非氧化性酸和鹽溶液反應的可能性;(3)判斷金屬的冶煉方法;(4)原電池中正負極的判斷及金屬的防護等.第一百零七頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二1.銅(1)物理性質:紫紅色,不能被磁鐵吸引.(2)化學性質第一百零八頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二第一百零九頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二2.氧化銅的重要性質(1)黑色固體,不溶于水.(2)屬于堿性氧化物,能和酸(如鹽酸)反應,化學方程式為:CuO+2HCl===CuCl2+H2O.3.氫氧化銅的重要性質(1)藍色固體,不溶于水.第一百一十頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二第一百一十一頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二4.CuSO4·5H2OCuSO4·5H2O為藍色晶體,俗稱藍礬、膽礬.(1)無水CuSO4遇水變藍色(生成CuSO4·5H2O),可作為水的檢驗依據;(2)CuSO4和石灰乳的混合液即為無機農藥波爾多液,是一種良好的殺菌劑,可以用來防治多種作物的病害.5.堿式碳酸銅化學式:Cu2(OH)2CO3,銅銹的主要成分.第一百一十二頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二

活潑性不同的金屬,表現出不同的化學性質.探究合金中的各種成分,主要考查對物質進行分離檢驗的實驗技能,設計實驗方案的能力,此類試題具有一定的開放性.第一百一十三頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二[例]已知某混合金屬粉末中,除鋁外還含有鐵、銅中的一種或兩種,所含金屬的量都在5%以上.請設計合理實驗探究該混合金屬粉末中鐵、銅元素的存在.僅限選擇的儀器和試劑:燒杯、試管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、藥匙;1mol·L-1硫酸、2mol·L-1硝酸、2mol·L-1NaOH溶液、20%KSCN溶液.第一百一十四頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二完成以下實驗探究過程:(1)提出假設假設1該混合金屬粉末中除鋁外還含有______元素;假設2該混合金屬粉末中除鋁外還含有______元素;假設3該混合金屬粉末中除鋁外還含有Fe、Cu元素.(2)設計實驗方案基于假設3,設計出實驗方案.(此處不用作答)第一百一十五頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二(3)實驗過程根據(2)的實驗方案,敘述實驗操作、預期現象和結論.編號實驗操作預期現象和結論①②③④第一百一十六頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二[解析]因合金中鐵和銅至少含有其中一種,所以可能只有銅、只有鐵或鐵、銅都有.檢驗鐵的方法是轉化為Fe3+后與KSCN發(fā)生特征反應;而銅的檢驗主要是靠Cu2+溶液的顏色和Cu(OH)2藍色沉淀.為防止二者之間干擾,先用非氧化性酸溶解固體,過濾,再用強氧化性酸(稀硝酸)處理不溶物,過濾,分別對溶液進行檢驗即可通過相關現象分析得出結論.第一百一十七頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二[答案]

(1)Cu

Fe(順序可交換)(3)編號實驗操作預期現象與結論①用藥匙取少許樣品,加入試管A中,再用滴管取過量NaOH溶液并滴加到試管A中,充分反應后,靜置,棄去上層清液,剩余固體備用樣品部分溶解,并有氣體放出②往試管A的剩余固體中加過量稀硫酸,充分反應后,靜置.取上層清液于試管B中,剩余固體備用固體部分溶解,并有氣體放出,溶液呈淺綠色,可能含鐵第一百一十八頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二編號實驗操作預期現象與結論③往試管B中加入少許稀硝酸,再滴加KSCN溶液溶液先變成黃色,加KSCN后顯紅色,結合②可知,一定含鐵④往②剩余固體中加入稀硝酸,再滴加NaOH溶液固體溶解,有無色刺激性氣體產生并很快變成紅棕色,溶液顯藍色,加NaOH溶液后有藍色沉淀產生,一定含銅第一百一十九頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二六金屬的冶煉第一百二十頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二1、定義:____________________________________________________________

__________________________________。2、實質:______________________________________________________________________________________________。金屬的冶煉

用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。

(即Mn++ne-=M)

將金屬從其化合物中還原出來用于生產和制造各種金屬材料的過程在工業(yè)上稱為金屬的冶煉。第一百二十一頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu電解法熱還原法熱分解法物理提取法金屬的冶煉方法第一百二十二頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二一電解法MgCl2(熔融)===電解Al2O3(熔融)===電解冰晶石NaCl(熔融)===電解Mg+Cl2↑24Al+3O2↑22Na+Cl2↑適合冶煉活動性很強的金屬(在金屬活動性順序表中排在Zn前的金屬)。消耗大量的電能,成本較高。第一百二十三頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二二熱還原法CuO+H2===Cu+H2O高溫Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫

適用于金屬活動性介于Mg—Cu之間的大多數金屬的冶煉。常被C、CO、H2、Al等還原劑還原第一百二十四頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二鋁熱反應實驗鎂條的燃燒為鋁熱劑提供高溫條件,氯酸鉀為鎂條繼續(xù)燃燒提供氧。第一百二十五頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二鋁熱反應現象化學方程式Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高溫劇烈燃燒,火珠四濺,沙里有火紅熔融物請思考:實驗中為什么要用到鎂條和氯酸鉀?鋁熱劑為了達到該反應所需的溫度從而引發(fā)反應。鎂條和氯酸鉀的作用:產生高溫條件,引發(fā)反應第一百二十六頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高溫3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高溫其它鋁熱反應第一百二十七頁,共一百三十六頁,編輯于2023年,星期二鋁熱反應的應用

鋁熱反應的原理可以應用在生產上,如用于焊接鋼軌等。在冶金工業(yè)上也常用這一反應原理,使鋁與金屬氧化物反應,冶煉釩、鉻、錳等第一

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