高中化学必修一第三章知识点

金属及其化合物前言：1.金属元素在元素周期表中的位置在左边以及左下方；2.金属元素最外层电子数一般小于4，比同一周期非金属元素原子半径大。3.主要化合价为+1+2+3少数为+44.通常只能失去电子不能得到电子（还原剂）分类1.黑色金属有色金属。黑色：铁锰铬2.轻金属重金属。密度4.5g/cm3为界限。3.常见金属和稀有金属（锆）金属中唯一的液态金属：汞。一、钠及其化合物1、（1）钠的物理性质：银白色、质软、比水轻、熔点低（2）钠的化学性质：与非金属反应：2Na＋Cl2点燃2NaCl(白烟)2Na＋S＝＝Na2S与O2反应：缓慢氧化：4Na+O2==2Na2O(白色固体)剧烈燃烧：2Na+O2==Na2O2(淡黄色固体)与H2O反应：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑(2Na+2H2O==2Na＋+2OH―+H2↑)与酸反应：2Na+2H＋==2Na＋+H2↑与盐溶液反应：(先与水作用生成NaOH，NaOH再与盐发生复分解反应)2Na+2H2O+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑6Na+6H2O+2FeCl3==2Fe(OH)3↓+6NaCl+3H2↑2Na+2NH4Cl===2NaCl+2NH3↑+H2↑与熔融盐：4Na+TiCl4△4NaCl+Ti钠与氢气的反应：2Na+H2==2NaH。NaH+H2O==NaOH+H2↑；NaH是强的还原剂。2、氧化钠与过氧化钠氧化钠过氧化钠化学式Na2ONa2O2化合价O(-2)O(-1)颜色、状态白色固体淡黄色粉末化学性质O22Na2O+O2==Na2O2---CO2Na2O+CO2==Na2CO32Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2↑H2ONa2O+H2O==2NaOH2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑3、碳酸钠钠的盐物质Na2CO3NaHCO3俗名苏打、纯碱小苏打颜色、状态白色固体白色粉末水溶性易溶于水能溶于水溶解度大小比较:Na2CO3NaHCO3溶液与酚酞变红变红颜色深浅比较:Na2CO3NaHCO3与盐酸反应Na2CO3+2HCl==2NaCl+CO2↑+H2ONaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑反应速率：NaHCO3Na2CO3与氯化钙溶液Na2CO3+CaCl2==CaCO3↓+2NaCl(CO32―+Ca2＋==CaCO3↓)-------与澄清石灰水Na2CO3+Ca(OH)2==CaCO3↓+2NaOH(CO32―+Ca2＋==CaCO3↓)NaHCO3+Ca(OH)2==NaOH+CaCO3↓+H2O(HCO3―+OH―+Ca2＋==CaCO3↓+H2O)或NaHCO3+Ca(OH)2==Na2CO3+CaCO3↓+2H2O(2HCO3―+2OH―+Ca2＋=CaCO3↓+2H2O+CO32―)HClNa2O+2HCl==2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl==4NaCl+2H2O+O2↑SO2Na2O+SO2==Na2SO3Na2O2+SO2==Na2SO4类别碱性氧化物过氧化物与氢氧化钠溶液-----NaOH+NaHCO3==Na2CO3+H2O(OH―+HCO3―==CO32―+H2O)热稳定性稳定2NaHCO△Na2CO3+H2O+CO2↑相互转化Na2CO3NaHCO3:Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO3NaHCO3Na2CO3:NaOH+NaHCO3==Na2CO3+H2O(OH―+HCO3―==CO32―+H2O)2NaHCO△Na2CO3+H2O+CO2↑（3）工业制钠：电解熔融的NaCl，2NaCl(熔融)==2Na+Cl2↑。（4）钠的用途：①在熔融的条件下钠可以制取一些金属，如钛、锆、铌、钽等；②钠钾合金是快中子反应堆的热交换剂；③钠蒸气可作高压钠灯，发出黄光，射程远，透雾能力强注意几个实验的问题：1、向饱和的Na2CO3溶液中通足量的CO2有晶体NaHCO3析出。2、Na2CO3溶液与稀HCl的反应①向Na2CO3溶液中滴加稀HCl，先无气体，后有气体，如果n(HCl)小于n(Na2CO3)时反应无气体放出。发生的反应：先①Na2CO3+HCl==NaCl+NaHCO3,后②NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2.②向稀HCl中滴加Na2CO3溶液，先有气体，反应是：Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2.如果用2mol的Na2CO3和2.4mol的稀HCl反应，采用①方法放出CO2是0.4mol；采用②方法放出CO2为1.2mol。希望同学们在解题时要留意。3、Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的鉴别：取两种试液少量，分别滴加CaCl2或BaCl2溶液，有白色沉淀的原取溶液为Na2CO3，另一无明显现象的原取溶液为NaHCO3。4、侯氏制碱法反应式：NaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3↓+NH4Cl.注意:在生产中应先在饱和的NaCl溶液中先通入NH3,后通入CO2,NaHCO3晶体析出过滤，在滤液中加入NaCl细末和通NH3析出NH4Cl晶体为副产品。NH4Cl晶体析出后的母液进行循环试用，提高原料的利用.二、镁及其化合物1、镁的性质（1）物理性质：镁是银白色金属，质较软，密度1.74g/cm3，是轻金属，硬度小。（2）化学性质：镁是较活泼金属①与非金属反应：2Mg+O2==2MgO,Mg+Cl2MgCl2,3Mg+N2Mg3N2等。②与沸水反应：Mg+2H2O(沸水)==Mg(OH)2+H2↑.③与酸反应：与非强氧化性酸反应：是酸中的H+与Mg反应，有H2放出。与强氧化性酸反应：如浓H2SO4、HNO3，反应比较复杂，但是没有H2放出。④与某些盐溶液反应：如CuSO4溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液等。Mg+2FeCl3==2FeCl2+MgCl2,Mg+FeCl2==Fe+MgCl2.2、镁的提取：海水中含有大量的MgCl2,因此，工业上主要是从分离了NaCl的海水中来提取MgCl2.流程：海水中加入CaO或Ca(OH)2Mg(OH)2沉淀、过滤、洗涤沉淀，用稀HCl溶解MgCl2溶液，蒸发结晶MgCl2•6H2O晶体，在HCl气体环境中加热MgCl2固体，电解熔融的MgCl2Mg+Cl2↑。主要反应：MgCl2+Ca(OH)2==Mg(OH)2↓+CaCl2,Mg(OH)2+2HCl==MgCl2+2H2O,MgCl2•6H2OMgCl2+6H2O,MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。3、镁的用途：镁主要是广泛用于制造合金。制造的合金硬度和强度都较大。因此镁合金被大量用火箭、导弹、飞机等制造业中。4、氧化镁（MgO）：白色固体，熔点高（2800℃），是优质的耐高温材料（耐火材料）。是碱性氧化物。MgO+H2O==Mg(OH)2,MgO+2HCl==MgCl2+H2O。注意以下几种情况的离子方程式的书写：（1）n(Mg(HCO3)2):n(NaOH)＝1:4：Mg2++2HCO3-+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.铝及其化合物（1）物理性质：银白色金属，质较软，但比镁要硬，熔点比镁高。有良好的导电、导热性和延展性。（2）化学性质：铝是较活泼的金属。①通常与氧气易反应，生成致密的氧化物起保护作用。4Al+3O2==2Al2O3。同时也容易与Cl2、S等非金属单质反应。②与酸反应：强氧化性酸，如浓硫酸和浓硝酸在常温下，使铝发生钝化现象；加热时，能反应，但无氢气放出；非强氧化性酸反应时放出氢气。③与强碱溶液反应：2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑。④与某些盐溶液反应：如能置换出CuSO4、AgNO3等溶液中的金属。⑤铝热反应：2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe。该反应放热大，能使置换出的铁成液态，适用性强。在实验室中演示时要加入引燃剂，如浓硫酸和蔗糖或镁条和氯酸钾等。2.氧化铝和饥饿氢氧化铝物质氧化铝氢氧化铝化学式Al2O3Al(OH)3俗名刚玉------物理性质白色粉末，不溶于水，熔点高，自然界中为无色晶体。白色固体，不深于水化学与酸反应Al2O3+6HCl==AlCl3+3H2O(Al2O3+6H＋==Al3＋+3H2O)Al(OH)3+3HCl==AlCl3+3H2O(Al(OH)3+3H＋==Al3＋+3H2O)4、铝的冶炼：铝是地壳中含量最多的金属元素，自然界中主要是以氧化铝的形式存在。工业生产的流程：铝土矿（主要成分是氧化铝）用氢氧化钠溶解过滤向滤液中通入二氧化碳酸化，过滤氢氧化铝氧化铝铝。主要反应：Al2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2O，CO2+3H2O+2NaAlO2==2Al(OH)3↓+Na2CO3，2Al(OH)3==Al2O3+3H2O,2Al2O3==4Al+3O2↑。5、铝的用途：铝有良好的导电、导热性和延展性，主要用于导线、炊具等，铝的最大用途是制合金，铝合金强度高，密度小，易成型，有较好的耐腐蚀性。迅速风靡建筑业。也是飞机制造业的主要原料。6、明矾的净水：化学式：KAl(SO4)2•12H2O，它在水中能电离：KAl(SO4)2==K++Al3++2SO42-。铝离子与水反应，生成氢氧化铝胶体，具有很强的吸附能力，吸附水中的悬浮物，使之沉降已达净水目的。Al3++3H2O==Al(OH)3(胶体)+3H+。知识整理：①（Al(OH)3）的制备：在氯化铝溶液中加足量氨水。AlCl3+3NH3•H2O==Al(OH)3↓+3NH4Cl。②实验：A、向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液，现象是先有沉淀，后溶解。反应式：先Al3++3OH-==Al(OH)3↓,后Al3++4OH-==AlO2-+2H2O。B、向氢氧化钠溶液中滴加氯化铝溶液，现象是开始无沉淀，后来有沉淀，且不溶解。反应式：先Al3++4OH-==AlO2-+2H2O，后Al3++3AlO2-+6H2O==4Al(OH)3↓。③实验：向偏铝酸钠溶液中通二氧化碳，有沉淀出现。CO2+3H2O+2NaAlO2==2Al(OH)3↓+Na2CO3。④将氯化铝溶液和偏铝酸钠溶液混和有沉淀出现。Al3++3AlO2-+6H2O==4Al(OH)3↓。⑤实验：A、向偏铝酸钠溶液中滴加稀盐酸，先有沉定，后溶解。反应的离子方程式：AlO2-+H++H2O==Al(OH)3,Al(OH)3+3H+==Al3++2H2O。B、向稀盐酸中滴加偏铝酸钠溶液，先无沉淀，后有沉淀且不溶解。反应的离子方程式：AlO2-+4H+==Al3++2H2O,3AlO2-+Al3++6H2O==4Al(OH)3↓。四．铁及其化合物：一．物理性质：银白色，具有金属光泽；质地较软，有良好的导电性、延展性。密度7.86g/cm3,熔沸点较高。位置：第四周期，第Ⅷ族二．化学性质：1.与非金属反应1)Fe+S（I2）FeS（FeI2）2)4Fe+3O22Fe3O43)2Fe+3Cl2(Br2)2FeCl3弱氧化剂Fe3+、H+、I2、S、铁后的金属阳离子（置换）…Fe2+Fe强氧化剂Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4、MnO4-(H+)…Fe3+2.与水反应3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2↑(置换)注意：铁在常温下不会和水发生反应，但在水和空气中O2和CO2的共同作用下，铁却很容易被腐蚀(生锈/电化学腐蚀)3与酸反应1）与非氧化性酸反应Fe+2H+==Fe2++H22)与氧化性酸反应a）常温下，铁在冷浓硫酸，浓硝酸中发生钝化b）与浓硫酸反应：2Fe+6H2SO4(浓）Fe2(SO4)3+3SO2+6H2O性质与碱反应Al2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2O(Al2O3+2OH―=2AlO2―+H2O)Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2OAl(OH