2012高考化学第一轮复习课件 金属元素及其化合物

第七章金属元素及其化合物第一节碱金属元素第二节镁、铝及其化合物第三节铁、铜及其化合物碱金属作为活泼金属的典型，重要化合物Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3分别作为过氧化物、强碱、强碱弱酸盐、酸式盐的代表，在无机化学中都有非常重要的地位，因而成为高考命题的重点之一。碱金属及其化合物一般为离子化合物，既要注意碱金属元素与卤素化合的典型性，与氧族元素化合的复杂性(能形成过氧化物、超氧化物、多硫化物等)，又要注意还能与氢、氮等元素形成离子化合物，并且注意这些化合物的性质(如易水解)，这也是无机化工题的一个很好的出题知识点，也是今后的一个命题方向。本节知识与科学技术联系较多。如碱金属元素在电光源、光电管、核技术和贵重金属冶炼方面的应用常常涉及到物理、生物等学科知识，是理科综合命题的内容载体；Na2CO3、NaOH、Na2O2等在日常生活和工农业生产中的应用等。复习时要注意应用原理的分析，以提高学以致用的能力，从而提高学生思维素质。返回节目录一、碱金属元素二、钠的性质1．物理性质：色，质，密度，熔沸点，导电导热性。2．化学性质：(1)（切面很快变,Na2O加热时不稳定易转化成）火焰,大量烟,生成固体）以上反应说明Na2O2比Na2O稳定。(2)在氯气中燃烧：2Na+Cl22NaCl(白烟)(3)钠与硫混合研磨即生成Na2S：(4)钠与水反应，可见到下列现象：点燃①钠投入水中并浮在水面上——③同时钠熔成一个闪亮的小球并在水面上向各方向迅速游动最后消失——④反应后的水溶液使酚酞变红——与水反应生成NaOH。2Na+2H2O2NaOH+H2↑(5)钠与酸反应：（钠与酸的反应比水反应更激烈，极易爆炸，要特别小心。）三、钠的化合物1在组成上两者都属于钠的氧化物，但因含氧量不同，在结构、性质上存在差异，现将两者比较见下表。2.NaOH是最重要的常用碱。实验室使用强碱时一般用NaOH。工业上广泛用于制肥皂、造纸、纺织、印染等。（1）白色固体，易，易溶于水，溶解时放出，有很强的（2）强，可用作。为防吸水后结块，常和CaO混合制成“（3）强碱，俗称。具有碱的通性对玻璃有腐蚀作用。3.碳酸钠与碳酸氢钠四、钠及其化合物的转化关系【答案】二、1.银白软小低2.(1)4Na+O2=2Na2O暗Na2O22Na2O+O22Na2O3黄色(3)2Na+SNa2S（5）2Na+2H+2Na++H2↑考点碱金属元素1元素周期表中IA族元素(除H外)称为碱金属，包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)。由于它们的氢氧化物（MOH）均易溶于水，呈强碱性，因而统称碱金属。碱金属是典型的活泼金属，在自然界没有单质存在，只能由人工（一般用电解法）制取。钠是碱金属的代表物，以钠为参照物，根据递变关系可以推论出其它碱金属的主要性质。碱金属不仅是有关金属性质理论学习和研究的典型物，在实际生产上也有重要用途。如钠可用于制取Na2O2等重要化合物，可用作冶炼钛、锆、铌、钽等金属的还原剂，可用于制高压钠灯，钠、钾合金可用作原子反应堆的导热剂。1（1）实验操作要领：①所用火焰应该无色。所用金属丝本身没有明显焰色。②铂丝（或其代用品）要洗干净，以避免其它离子的干扰。用盐酸洗涤，灼烧，并反复多次，直至火焰变为无色。③检验K+时要透过蓝色钴玻璃片观察焰色。（2）焰色反应不属于化学反应；焰色是元素的性质，一种元素的游离态和化合态都具有同样的焰色反应。2（1）钠、钾等常浸于煤油中保存，但锂的密度比煤油小，不能用煤（2）随相对原子质量的增加，碱金属密度增大，但钾的密度比钠小。（3）碱金属在足量氧气中燃烧生成过氧化物或更复杂的氧化物，但Li与O2反应只能生成正常的氧化物Li2O（4）较活泼金属能把较不活泼金属从它们的盐溶液中置换出来，但碱金属不能，而是首先与水反应。【例1】下列有关碱金属铷（Rb）的叙述中，正确的是()ABCD．氢氧化铷是弱碱【解析】本题考查焰色反应及IA族元素的单质化合物的相似性和递变性。易错分析对碱金属元素熔点递变规律的认识错误，而错选C。【答案】AB【解题技巧】熟记一些碱金属元素的焰色反应颜色及IA族元素的单质化合物的相似性和递变性的规律。心灵感悟1最近，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷是37号元素，质量数是85。根据材料回答下列问题：（1）铷37Rb位于周期表的第周期、第（2）关于铷的结构和性质判断正确的是。①与水反应比钠剧烈②它的原子半径比钠小③它的氧化物暴露在空气中易吸收CO2④它的阳离子最外层电子数和镁相同⑤它是还原剂A．①③④BC．②④D．①③⑤（3）氢化铷与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是A.B.C.D.氢化铷中氢离子最外层有两个电子（4）现有铷和另一种碱金属形成的合金50g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气22.4L，这种碱金属可能是A．LiB．NaC．KD．Cs【解析】（1）由原子核外的电子排布规律可推知37Rb的原子结构示意图为：Rb应位于第五周期第IA族。（2）由Rb的原子结构示意图可知②④不正确；又因Na、Rb同主族，根据同主族元素的性质递变规律知，Rb的金属性比Na强，故①③⑤正确。（3）由反应RbH+H2ORbOH+H2↑可知：水中氢元素的化合价由+1价降低为零价，水作氧化剂，而RbH中的氢元素的化合价升高，由－1价变为零价，RbH作还原剂，H－核外有两个电子，答案为D。（4）设该合金的相对平均原子质量为M，则根据电子得失守恒可得：【答案】（1）五ⅠA(2)D(3)D(4)AB考点金属钠21钠的化学性质很活泼，易失去电子被氧化，表现出强还原性：Na-e-=Na+（1）Na跟非金属（如Cl2、S、O22Na+O2Na2O2(淡黄色)2Na+SNa2S（反应剧烈，可能爆炸）点燃（2）Na跟水、酸、醇发生置换反应（3）Na与盐溶液反应。一般不跟溶液中金属离子作用，而是与水反应。必须考虑其产物(NaOH)与金属离子间的作用。例如，钠与硫酸铜溶液的反应，可认为是两步反应：也可合并写为总反应方程式：钠与硫酸铜溶液反应的现象为：钠块浮于液面，熔成闪亮的小球，四处游动，放出气体并逐渐消失(以上现象与钠跟水的反应现象相同)，溶液中则产生蓝色絮状沉淀。（4）Na还原其它金属2在自然界中，钠元素只能以化合态存在。主要存在形式有NaCl、Na2SO4、Na2CO3、NaNO3等。金属钠是人工制取的。制取原理：2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑电解实验室中通常将钠保存在煤油里，以使其与空气隔绝。这是利用钠比煤油密度大，且不溶于煤油，也不与煤油反应的性质。【例1】将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是()A．HClB．NaOHC．K2SO4D．CuSO4【解析】少量钠投入上述四种物质的水溶液中，均有H2产生，故都满足题目的第一个条件“有气体放出”，而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在A、B、C三个选项中只有H2放出，故溶液质量是增加的。D选项中由于Na与H2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu(OH)2沉淀：2Na+CuSO4+2H2OCu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑，反应后溶液质量减轻。易错分析审题不清楚，造成错选。【答案】D【解题技巧】抓住质量守恒，反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量，即物质的质量进去的少脱离溶液的多。心灵感悟2在烧杯中加水和苯（密度：0.88g/cm3)各50mL。将一小粒金属钠（密度：0.97g/cm3)投入烧杯中。观察到的现象可能是()A.B.C.D.钠在苯与水的界面处反应并可能作上、下跳动【解析】此题考查的面很广，首先是苯与水互不溶解，还有钠的密度处于苯和水之间，钠能与水中的氢反应而不与苯中的氢反应。另外钠与水反应放出的氢气使钠在苯与水的界面处反应并可能作上、下跳动。【答案】D考点过氧化钠（Na2O2）31．Na2O2（1）与水反应:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑（2）与二氧化碳反应：2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2（3）与酸反应：2Na2O2+2H2SO42Na2SO4+2H2O+O2↑（4）氧化性：过氧化钠（或其它过氧化物如过氧化氢、过氧化钾等）有强氧化性，不但可以氧化常见的还原性物质还可以起漂白、杀菌作用2．Na2O2的用途：过氧化钠常用作生氧剂和漂白剂。【解析】根据反应式：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2；根据计量关系，可知2molNaHCO3生成CO2和H2O各1mol，Na2O2只有1mol，故其恰好和CO2反应生成Na2CO3和O2，气体排出后，只剩余Na2CO3。△【易错分析】不能正确理解反应进行的顺序，造成错误解答。【答案】AA．Na2CO3B．Na2O2、Na2CO3C．NaOH、Na2CO3D．Na2O2、NaOH、Na2CO3【例3】1mol过氧化钠与2mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭的容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是()【解题技巧】由于题目中要求确定了Na2O2和Na2CO3的量，故此在解答解析此题时要根据反应特点，假设出反应的先后顺序能帮助我们快速解答，比如此题中我们可看做反应：2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2首先发生，反应：2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2后发生。心灵感悟3由短周期元素组成的中学常见无机物A、B、C、D、E、X存在如在下图转化关系（部分生成物和反应条件略去）下列推断不正确的是()【解析】本题考查元素及其化合物的转化关系。选项A，X是Na2CO3，C为CO2，当A为NO2，B为HNO3，D为NaHCO3也不合转化关系。选项B，根据B、D反应的离子方程式OH-+HCO-H2O+CO2-，A为活泼金属Na（或K等），B为NaOH、E为H2，X为CO2，C为Na2CO3，D为NaHCO3，H2在加热时能还原Fe2O3。选项C，A为Na2O2，B为O2，E为NaOH，X为C，C为CO2，D为CO↓，符合转化关系，正确。选项D，D为摩尔质量为78g/mol的Al(OH)3，A为摩尔质量为78g/mol的Na2O2，X为铝盐，C为偏铝酸盐，铝盐和偏铝酸盐在溶液中发生双水解反应生成Al(OH)3，符合转化关系，正确。33【答案】A考点NaOH41．NaOH（1）与酸碱指示剂作用；（2）与酸或酚发生中和反应；（3）与酸性氧化物如SO2、SO3、CO2、SiO2、P2O5等反应；（4）与两性物质如Al、Al2O3、Al(OH)3等反应；（5）与盐类发生复分解反应，如与铵盐反应生成NH3，与MgCl2等一些盐反应生成氢氧化物沉淀，与酸式盐反应生成正盐等；（6）与多种非金属单质（如Cl2）反应；（7）在有机反应中作催化剂或反应物，例如卤化烃的水解反应、卤代烃的消去反应、酯类的水解反应、油脂的皂化反应等。2．有关NaOH（1）防止对玻璃的腐蚀。保存的试剂瓶不能用磨口玻璃塞；酸式滴定管、分液漏斗等有玻璃活塞的仪器一般避免与碱液接触；制取氨气用熟石灰而不用NaOH；熔化固体NaOH要选金属铁、镍等金属质料的坩（2）注意其潮解性。取用后应随时塞（盖）瓶口；保存应注意密封；（3）注意安全。NaOH对肌肤有很强的腐蚀性，应尽量避免与皮肤直接接触，万一碱溶液溅到皮肤上，应立即用大量水冲洗，然后再涂上硼酸溶液。如果溅到眼睛中应立即用大量水冲洗，并急送医务室治疗。3．NaOH的工业制备：①电解饱和食盐水2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH②Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH电解考点Na2CO3和NaHCO351．Na2CO3的工业制法：把CO2NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3（结晶）+NH4Cl然后加热过滤出的NaHCO3晶体2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O△“侯氏制碱法”的发明人是