金屬及其化合物化學知識點
金屬及其化合物是高中化學必修三第三章的內(nèi)容,我們學習完這一章的時候要及時總結(jié)知識點。今天小編在這給大家整理了金屬及其化合物化學知識點_高一化學知識點筆記,接下來隨著小編一起來看看吧!
高中化學知識點:金屬及其化合物
必修3 第三章 金屬及其化合物
第一節(jié) 金屬的化學性質(zhì)
一、鈉 Na
1、單質(zhì)鈉的物理性質(zhì):鈉質(zhì)軟、銀白色、熔點低、密度比水的小但比煤油的大。
2、單質(zhì)鈉的化學性質(zhì):
①鈉與O2反應(yīng)
常溫下:4Na + O2=2Na2O (新切開的鈉放在空氣中容易變暗)
加熱時:2Na + O2==Na2O2 (鈉先熔化后燃燒,發(fā)出黃色火焰,生成淡黃色固體Na2O2。)
Na2O2中氧元素為-1價,Na2O2既有氧化性又有還原性。
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
Na2O2是呼吸面具、潛水艇的供氧劑,Na2O2具有強氧化性能漂白。
②鈉與H2O反應(yīng)
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
離子方程式:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑(注意配平)
實驗現(xiàn)象:“浮——鈉密度比水小;游——生成氫氣;響——反應(yīng)劇烈;
熔——鈉熔點低;紅——生成的NaOH遇酚酞變紅”。
③鈉與鹽溶液反應(yīng)
如鈉與CuSO4溶液反應(yīng),應(yīng)該先是鈉與H2O反應(yīng)生成NaOH與H2,再和CuSO4溶液反應(yīng),有關(guān)化學方程式:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
總的方程式:2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
實驗現(xiàn)象:有藍色沉淀生成,有氣泡放出
K、Ca、Na三種單質(zhì)與鹽溶液反應(yīng)時,先與水反應(yīng)生成相應(yīng)的堿,堿再和鹽溶液反應(yīng)
④鈉與酸反應(yīng):
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑(反應(yīng)劇烈)
離子方程式:2Na+2H+=2Na++H2↑
3、鈉的存在:以化合態(tài)存在。
4、鈉的保存:保存在煤油或石蠟中。
5、鈉在空氣中的變化過程:Na→Na2O→NaOH→Na2CO3→Na2CO3·10H2O(結(jié)晶)→Na2CO3(風化),最終得到是一種白色粉末。
一小塊鈉置露在空氣中的現(xiàn)象:銀白色的鈉很快變暗(生成Na2O),跟著變成白色固體(NaOH),然后在固體表面出現(xiàn)小液滴(NaOH易潮解),最終變成白色粉未(最終產(chǎn)物是Na2CO3)。
二、鋁 Al
1、單質(zhì)鋁的物理性質(zhì):銀白色金屬、密度小(屬輕金屬)、硬度小、熔沸點低。
2、單質(zhì)鋁的化學性質(zhì)
①鋁與O2反應(yīng):常溫下鋁能與O2反應(yīng)生成致密氧化膜,保護內(nèi)層金屬。加熱條件下鋁能與O2反應(yīng)生成氧化鋁:4Al+3O2==2Al2O3
②常溫下Al既能與強酸反應(yīng),又能與強堿溶液反應(yīng),均有H2生成,也能與不活潑的金屬鹽溶液反應(yīng):
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
( 2Al+6H+=2Al3++3H2↑ )
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
( 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ )
2Al+3Cu(NO3)2=2Al(NO3) 3+3Cu
( 2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu)
注意:鋁制餐具不能用來長時間存放酸性、堿性和咸的食品。
③鋁與某些金屬氧化物的反應(yīng)(如V、Cr、Mn、Fe的氧化物)叫做鋁熱反應(yīng)
Fe2O3+2Al == 2Fe+Al2O3,Al 和 Fe2O3的混合物叫做鋁熱劑。利用鋁熱反應(yīng)焊接鋼軌。
三、鐵
1、單質(zhì)鐵的物理性質(zhì):鐵片是銀白色的,鐵粉呈黑色,純鐵不易生銹,但生鐵(含碳雜質(zhì)的鐵)在潮濕的空氣中易生銹。(原因:形成了鐵碳原電池。鐵銹的主要成分是Fe2O3)。
2、單質(zhì)鐵的化學性質(zhì):
①鐵與氧氣反應(yīng):3Fe+2O2===Fe3O4(現(xiàn)象:劇烈燃燒,火星四射,生成黑色的固體)
②與非氧化性酸反應(yīng):Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ (Fe+2H+=Fe2++H2↑)
常溫下鋁、鐵遇濃硫酸或濃硝酸鈍化。加熱能反應(yīng)但無氫氣放出。
③與鹽溶液反應(yīng): Fe+CuSO4=FeSO4+Cu(Fe+Cu2+=Fe2++Cu)
④與水蒸氣反應(yīng):3Fe+4H2O(g)==Fe3O4+4H2
第二節(jié) 幾種重要的金屬化合物
一、氧化物
1、Al2O3的性質(zhì):氧化鋁是一種白色難溶物,其熔點很高,可用來制造耐火材料如坩鍋、耐火管、耐高溫的實驗儀器等。
Al2O3是兩性氧化物:既能與強酸反應(yīng),又能與強堿反應(yīng):
Al2O3+ 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O (Al2O3+6H+=2Al3++3H2O)
Al2O3+ 2NaOH == 2NaAlO2 +H2O(Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O)
2、鐵的氧化物的性質(zhì):FeO、Fe2O3都為堿性氧化物,能與強酸反應(yīng)生成鹽和水。
FeO+2HCl =FeCl2 +H2O
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
二、氫氧化物
1、氫氧化鋁 Al(OH)3
①Al(OH)3是兩性氫氧化物,在常溫下它既能與強酸,又能與強堿反應(yīng):
Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O(Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O)
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O(Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O)
②Al(OH)3受熱易分解成Al2O3:2Al(OH)3==Al2O3+3H2O(規(guī)律:不溶性堿受熱均會分解)
③Al(OH)3的制備:實驗室用可溶性鋁鹽和氨水反應(yīng)來制備Al(OH)3
Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2 Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4
(Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+)
因為強堿(如NaOH)易與Al(OH)3反應(yīng),所以實驗室不用強堿制備Al(OH)3,而用氨水。
2、鐵的氫氧化物:氫氧化亞鐵Fe(OH)2(白色)和氫氧化鐵Fe(OH)3(紅褐色)
①都能與酸反應(yīng)生成鹽和水:
Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O(Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O)
Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O(Fe(OH)3 + 3H+= Fe3++ 3H2O)
②Fe(OH)2可以被空氣中的氧氣氧化成Fe(OH)3
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(現(xiàn)象:白色沉淀→灰綠色→紅褐色)
③Fe(OH)3受熱易分解生成Fe2O3:2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O
3、氫氧化鈉NaOH:俗稱燒堿、火堿、苛性鈉,易潮解,有強腐蝕性,具有堿的通性。
三、鹽
1、鐵鹽(鐵為+3價)、亞鐵鹽(鐵為+2價)的性質(zhì):
①鐵鹽(鐵為+3價)具有氧化性,可以被還原劑(如鐵、銅等)還原成亞鐵鹽:
2FeCl3+Fe=3FeCl2( 2Fe3++Fe=3Fe2+)(價態(tài)歸中規(guī)律)
2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2( 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+)(制印刷電路板的反應(yīng)原理)
亞鐵鹽(鐵為+2價)具有還原性,能被氧化劑(如氯氣、氧氣、硝酸等)氧化成鐵鹽:
2FeCl2+Cl2=2FeCl3 ( 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-)
②Fe3+離子的檢驗:
a.溶液呈黃色;
b.加入KSCN(硫氰化鉀)溶液變紅色;
c.加入NaOH溶液反應(yīng)生成紅褐色沉淀[Fe(OH)3]。
Fe2+離子的檢驗:
a.溶液呈淺綠色;
b.先在溶液中加入KSCN溶液,不變色,再加入氯水,溶液變紅色;
c.加入NaOH溶液反應(yīng)先生成白色沉淀,迅速變成灰綠色沉淀,最后變成紅褐色沉淀。
2、鈉鹽:Na2CO3與NaHCO3的性質(zhì)比較
Na2CO3 | NaHCO3 | |
俗稱 | 純堿、蘇打 | 小蘇打 |
水溶性比較 | Na2CO3 > NaHCO3 | |
溶液酸堿性 | 堿性 | 堿性 |
與酸反應(yīng)劇烈程度 | 較慢(二步反應(yīng)) | 較快(一步反應(yīng)) |
與酸反應(yīng) | Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ CO32-+2H+=CO2↑+H2O | NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ HCO3-+H+=H2O+CO2↑ |
熱穩(wěn)定性 | 加熱不分解 | 加熱分解 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑ |
與CO2反應(yīng) | Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 | 不反應(yīng) |
與NaOH溶液反應(yīng) | 不反應(yīng)(不能發(fā)生離子交換) | NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O HCO3-+OH-=H2O+CO32- |
與Ca(OH)2溶液反應(yīng) | Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH Ca2++CO32-=CaCO3↓ | 也能反應(yīng)生成CaCO3沉淀 |
與CaCl2溶液反應(yīng) | 有CaCO3沉淀 | 不反應(yīng) |
用途 | 洗滌劑,玻璃、肥皂、造紙、紡織等工業(yè) | 發(fā)酵粉、滅火劑、治療胃酸過多(有胃潰瘍時不能用) |
相互轉(zhuǎn)化 | Na2CO3 NaHCO3 |
四、焰色反應(yīng)
1、定義:金屬或它們的化合物在灼燒時使火焰呈現(xiàn)特殊顏色的性質(zhì)。
2、操作步驟:鉑絲(或鐵絲)用鹽酸浸洗后灼燒至無色,沾取試樣(單質(zhì)、化合物、氣、液、固均可)在火焰上灼燒,觀察顏色。
3、 重要元素的焰色:鈉元素黃色、 鉀元素紫色(透過藍色的鈷玻璃觀察,以排除鈉的焰色的干擾)
焰色反應(yīng)屬物理變化。與元素存在狀態(tài)(單質(zhì)、化合物)、物質(zhì)的聚集狀態(tài)(氣、液、固)等無關(guān),只有少數(shù)金屬元素有焰色反應(yīng)。
第三節(jié) 用途廣泛的金屬材料
1、合金的概念:由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。
2、合金的特性:合金與各成分金屬相比,具有許多優(yōu)良的物理、化學或機械的性能。
①合金的硬度一般比它的各成分金屬的大
②合金的熔點一般比它的各成分金屬的低
高一化學方程式
化合反應(yīng)
1、鎂在空氣中燃燒:2Mg + O2 點燃 2MgO
2、鐵在氧氣中燃燒:3Fe + 2O2 點燃 Fe3O4
3、鋁在空氣中燃燒:4Al + 3O2 點燃 2Al2O3
4、氫氣在空氣中燃燒:2H2 + O2 點燃 2H2O
5、紅磷在空氣中燃燒:4P + 5O2 點燃 2P2O5
6、硫粉在空氣中燃燒: S + O2 點燃 SO2
7、碳在氧氣中充分燃燒:C + O2 點燃 CO2
8、碳在氧氣中不充分燃燒:2C + O2 點燃 2CO
9、二氧化碳通過灼熱碳層: C + CO2 高溫 2CO
10、一氧化碳在氧氣中燃燒:2CO + O2 點燃 2CO2
11、二氧化碳和水反應(yīng)(二氧化碳通入紫色石蕊試液):CO2 + H2O === H2CO3
12、生石灰溶于水:CaO + H2O === Ca(OH)2
13、無水硫酸銅作干燥劑:CuSO4 + 5H2O ==== CuSO4?5H2O
14、鈉在氯氣中燃燒:2Na + Cl2點燃 2NaCl
分解反應(yīng)
15、實驗室用雙氧水制氧氣:2H2O2 MnO2 2H2O+ O2↑
16、加熱高錳酸鉀:2KMnO4 加熱 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
17、水在直流電的作用下分解:2H2O 通電 2H2↑+ O2 ↑
18、碳酸不穩(wěn)定而分解:H2CO3 === H2O + CO2↑
19、高溫煅燒石灰石(二氧化碳工業(yè)制法):CaCO3 高溫 CaO + CO2↑
置換反應(yīng)
20、鐵和硫酸銅溶液反應(yīng):Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu
21、鋅和稀硫酸反應(yīng)(實驗室制氫氣):Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑
22、鎂和稀鹽酸反應(yīng):Mg+ 2HCl === MgCl2 + H2↑
23、氫氣還原氧化銅:H2 + CuO 加熱 Cu + H2O
24、木炭還原氧化銅:C+ 2CuO 高溫 2Cu + CO2↑
25、甲烷在空氣中燃燒:CH4 + 2O2 點燃 CO2 + 2H2O
26、水蒸氣通過灼熱碳層:H2O + C 高溫 H2 + CO
27、焦炭還原氧化鐵:3C+ 2Fe2O3 高溫 4Fe + 3CO2↑
其他
28、氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液反應(yīng):2NaOH + CuSO4 == Cu(OH)2↓ + Na2SO4
29、甲烷在空氣中燃燒:CH4 + 2O2 點燃 CO2 + 2H2O
30、酒精在空氣中燃燒:C2H5OH + 3O2 點燃 2CO2 + 3H2O
31、一氧化碳還原氧化銅:CO+ CuO 加熱 Cu + CO2
32、一氧化碳還原氧化鐵:3CO+ Fe2O3 高溫 2Fe + 3CO2
33、二氧化碳通過澄清石灰水(檢驗二氧化碳):Ca(OH)2 + CO2 ==== CaCO3 ↓+ H2O
34、氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)(除去二氧化碳):2NaOH + CO2 ==== Na2CO3 + H2O
35、石灰石(或大理石)與稀鹽酸反應(yīng)(二氧化碳的實驗室制法):CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2↑
36、碳酸鈉與濃鹽酸反應(yīng)(泡沫滅火器的原理): Na2CO3 + 2HCl === 2NaCl + H2O + CO2↑
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