高中化学,第三章,第三节,用途广泛的金属材料,金属及其化合物素材,新人教版必修1

金属及其化合物 一、 金属单质及其性质 常温下,金属一般为银白色晶体(汞常温下为液体),具有良好的导电性、导热性、延展性。

多数金属的化学性质比较活泼,具有较强的还原性,在自然界多数以化合态形式存在。

1. 金属与氧气的反应 ①钠与氧气反应常温4Na O2 2Na2O加热2Na O2 Na2O2; ②铝与氧气反应通常与氧气易反应,生成致密的氧化物起保护作用4Al 3O2 2Al2O3 加热铝箔时,由于外层氧化膜的熔点比铝的熔点高,故熔化的液态铝并不滴落。除去氧化膜的铝箔加热很快生成新的氧化膜,熔化的液态铝并也不滴落。

③铁与氧气反应3Fe 2O2 Fe3O4Fe2O3FeO 2. 金属与水的反应 ①钠与水反应2Na 2H2O 2NaOH H2↑;
实验现象钠浮在水面上,熔成小球,在水面上游动,有哧哧的声音,最后消失,在反应后的溶液中滴加酚酞,溶液变红。

②铝与水反应加热时微弱反应 ③铁与水反应高温与水蒸气反应3Fe 4H2Og Fe3O4 4H2↑。

3. 金属与酸的反应 ①钠与酸反应如2Na 2HCl 2NaCl H2↑,Na放入稀盐酸中,是先与酸反应,酸不足再与水反应。因此Na放入到酸中Na是不可能过量的。

②与酸反应强氧化性酸,如浓硫酸和硝酸能和大多数金属反应(暂不掌握),但无氢气放出;
非强氧化性酸反应时放出氢气。

4. 某些金属与碱反应 和强碱溶液反应2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2↑。

5. 金属与盐溶液反应 ①钠与盐的溶液反应钠不能置换出溶液中的金属,钠是直接与水反应。反应后的碱再与溶液中的其他物质反应。如钠投入到硫酸铜溶液的反应式2Na CuSO4 2H2O CuOH2 ↓ Na2SO4 H2 ↑。

②铝与盐的溶液反应如能置换出CuSO4、AgNO3等溶液中的金属。

③铁与某些盐反应如Fe CuSO4 Cu FeSO4 ,Fe 2FeCl3 3FeCl2等。

二、 金属化合物的性质 1. 氧化物 Na2O Na2O2 Al2O3 Fe2O3 性质 碱性氧化物 非碱性氧化物 两性氧化物 碱性氧化物 颜色状态 白色固体 淡黄色固体 白色固体 赤红色固体 与水反应 Na2OH2O2NaOH 2Na2O22H2O4NaOHO2↑ ---------------- ---------------- 与酸溶液 Na2O2HCl2NaClH2O(溶液无色) 2Na2O24HCl4NaCl2H2OO2↑ Al2O36HCl2AlCl3 3H2O Fe2O36HCl2FeCl3 3H2O(溶液黄色) 与碱溶液 ---------------- ---------------- Al2O32NaOH 2NaAlO2H2O ---------------- 其他 Na2OCO2Na2CO3 2Na2O22CO2 2Na2CO3O2 ---------------- ---------------- 2. 氢氧化物 化性 NaOH AlOH3 FeOH2 属性 碱性氢氧化物 两性氢氧化物 碱性氢氧化物 与酸溶液 NaOHHClNaClH2O AlOH33HClAlCl33H2O FeOH22HClFeCl22H2O 与碱溶液 ---------------- lOH3NaOHNaAlO22H2O ---------------- 稳定性 稳定 2AlOH3 Al2O33H2O 4FeOH2O22H2O4FeOH3 制备 金属钠与水即可 铝盐溶液与过量浓氨水 亚铁盐溶液与氢氧化钠溶液(液面下) 3. 盐 FeCl2 FeCl3 颜色 浅绿色 黄色 与碱溶液 FeCl22NaOHFeOH2↓2NaCl FeCl33NaOHFeOH3↓3NaCl 相互转化 2FeCl2Cl22FeCl3 2FeBr2Br22FeBr3 2FeCl3Fe3FeCl2 2FeBr3Fe3FeBr2 检验 遇KSCN不显血红色,加入氯水后显红色 遇KSCN显血红色 用途 净水剂等 印刷线路板等 4. 碳酸钠与碳酸氢钠 Na2CO3 NaHCO3 与酸 反应迅速Na2CO32HCl2NaCl2H2OCO2↑ 反应更迅速NaHCO3HClNaClH2OCO2↑ 与碱 -------------------------------- NaHCO3NaOHNa2CO3H2O 稳定性 稳定,加热不分解。

固体NaHCO3 2NaHCO3 Na2CO3H2OCO2↑ 相互转化 Na2CO3溶液中通入大量CO2 Na2CO3H2OCO22NaHCO3 固体NaHCO3 2NaHCO3 Na2CO3H2OCO2↑ 其他 溶液中Na2CO3CaOH22NaOHCaCO3↓ 溶液中NaHCO3CaOH2NaOHCaCO3↓H2O 金属离子检验焰色反应呈黄色 三、 金属及其化合物之间的相互转化 1. 铝及其重要化合物之间的转化关系,写出相应的化学反应方程式 2. 铁及其重要化合物之间的转化关系,写出相应的化学反应方程式 3. 钠及其化合物之间的相互转化,写出相应的化学反应方程式 四、 疑难解析 1. 关于铝盐与强碱反应量的计算问题 AlCl33NaOHAlOH3↓3NaCl AlOH3NaOHNaAlO22H2O AlCl34NaOHNaAlO2 3NaCl 2H2O 2. 有关Fe3与金属的反应问题 (1)金属钠投入到FeCl3溶液中它反应的实质是钠先与水反应生成NaOH, NaOH再与FeCl3发生复分解反应生产FeOH3红褐色沉淀,反应过程如下 2Na2H2O2NaOHH2↑ 3NaOH FeCl3 FeOH3↓3NaCl 再将两式相加得总方程式6Na6H2O2 FeCl32 FeOH3↓6NaCl 3H2↑ (2)金属铜投入到FeCl3溶液中实质是Fe3与金属铜发生氧化还原反应2Fe3Cu2 Fe2 Cu2 【随堂练习金属单质的性质】 1. 下列叙述正确的是( ) A.碱金属性质相似均为银白色金属B.按原子序数增加则碱金属的密度依次增大 C.钠可保存在煤油中而锂不能D.碳酸氢盐的溶解度大于其正盐的溶解度 答案C 由于未深入研究个别碱金属的性质,仅按碱金属的相似性和递变性推导而产生错误。碱金属中铯为微具浅黄色的金属,故A不正确;
钾的密度为0.86g/cm3,比Na的密度0.97g/cm3小而有特殊性,B也不正确;
锂的密度为0.53g/cm3,比煤油密度小,可浮于煤油上,所以锂要用密度更小的石蜡同保存,C对;
碳酸氢盐一般比其对应的正盐易溶,但NaHCO3例外,D不正确 2. 下列关于“焰色反应”的理解正确的是 ( ) A.只有金属单质才有焰色反应 B.只有金属化合物才有焰色反应 C.只有某些金属或其化合物才有焰色反应 D.只有金属离子才有焰色反应 3. 近期美国化学会志报道,中国科学家以二氧化碳为碳源,金属钠为还原剂,在470℃、80Mpa下合成出了金刚石,具有深远的意义。下列说法错误的是 ( ) A.由二氧化碳合成金刚石是氧化还原反应B.该反应中二氧化碳完全被还原为金刚石 C.钠被氧化最终生成碳酸钠D.金刚石是碳的一种同素异形体 【随堂练习金属化合物的性质】 4. 对氧化铝的分类中正确的是( ) A.酸性氧化物 B.碱性氧化物 C.两性氧化物 D.不成盐氧化物(像CO一样) 5. 氢氧化铝可作为治疗某种胃病的内服药,这是利用了氢氧化铝的哪个性质( ) A.酸性 B.碱性 C.两性 D.氧化性 6. 下列物质露置在空气中,质量会减轻的是( ) A.NaOHB.Na 2O2C.无水CaCl2D.Na2CO310H2O 7. 下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中,正确的是 ( ) A .二者在水中的溶解度不同,碳酸氢钠的溶解度大于碳酸钠的溶解度 B .二者热稳定性不同,碳酸钠的热稳定性大于碳酸氢钠的热稳定性 C.二者都能与盐酸反应放出二氧化碳气体,但产气量和反应快慢不同 D .二者在一定的条件下可以相互转化 8. 在溶液中加入足量Na2O2后仍能大量共存的离子组是( ) A.、Ba2+、、B.K+、、、 C.Ca2+、Mg2+、、D.Na+、、、 解析与评价故只能选B。

9. 将氯化钠、氯化铝、氯化亚铁、氯化铁、氯化镁五种溶液,通过一步实验就能加以区别,并只用一种试剂,这种试剂是( ) A .KSCN B.BaCl2 C. NaOH D. HCl 10. wg铁粉和铝粉的混合物,和过量的 NaOH反应,然后过滤,将沉淀完全收集后,放蒸发皿中加热,直至被加热的物质质量不再变化,取出蒸发皿中的物质称量仍为wg。求原混合物中铝粉的质量分数是( ) A.30% B.50% C.70% D.90% 11. 和混合气体与足量的充分反应后,立即通入足量的固体中,固体质量增加 A.2.1g B.3.6 g C.7.2 g D.不可确定 解析与评价本题是有关氧化钠的计算,解决它主要是建立思维模型,和与燃烧的化学方程式为, 、跟的反应分别为,。从4个化学方程式可以看出增加的质量恰好为和混合气体的质量,即 答案 A 12. 微粒检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将w1g样品加热,其质量变为w2g,则该样品的纯度(质量分数)是 A. B. C. D. 解析与评价本题考察了碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化,属于容易题。碳酸氢钠加热分解方程式如下2NaHCO3Na2CO3H2OCO2, 2*84 62 84*2*w1-w2 /62 w1-w2 纯度1- 84*2*w1-w2 /62w1 答案A 13. 有50mLNaOH溶液,向其中逐渐通入一定量的CO2,随后取此溶液10mL将其稀释到100mL,并向此稀释后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的HCl溶液,产生的CO2气体体积(标准状况下)与所加入的HCl的体积之间的关系如图所示 试分析 ⑴NaOH在吸收CO2气体后,在甲、乙两种情况下,所得溶液中存在的溶质是