高三化学总复习——金属及其化合物

1高三化学总复习――金属及其化合物[考点扫描]1．常见金属的活动顺序。2．钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质及应用。3．以IA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。4．合金的概念及其重要应用。[知识点拨]一．金属的通性1．位置：金属元素位于周期表的左下角，最外层电子数大部分少于4个。2．物理通性：大部分有延展性、金属光泽，都有导热导电性等。3．化学性质：易失电子，被氧化，金属表现还原性。4．钠、铝、铁、铜单质的重要性质钠铝铁铜与非金属单质O24Na+O2＝2Na2OO2+2NaNa2O24Al+3O22Al2O33Fe+2O2Fe3O42Cu+O22CuOCl22Na+Cl22NaCl2Al+3Cl22AlCl32Fe+3Cl22FeCl3Cu+Cl2CuCl2S2Na+SNa2S2Al+3SAl2S3Fe+SFeS2Cu+SCu2SH2O2Na+2H2O=2NaOH+H2Al+6H2O3Fe+4H2O不反应22↑2Al(OH)3+3H2↑Fe3O4+4H2HCl溶液2Na+2HCl＝2NaCl+H2↑2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑不反应NaOH溶液与水反应2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑不反应不反应CuSO4溶液2Na+2H2O+CuSO4＝Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑较复杂较复杂不反应制备2NaCl2Na+Cl2↑2Al2O34Al+3O2↑Fe2O3+3CO2Fe+3CO2CuO+COCu+CO2二．钠及其化合物1．钠⑴钠的物理性质状态颜色硬度密度熔点导电、导热性固体银白色较小(比水大）较小(比水小）较低（用酒精灯加热，很快熔化）是电和热的良导体⑵钠的化学性质①钠与非金属单质的反应A：与氧气：4Na+O2＝2Na2O(变暗)；O2+2NaNa2O2(燃烧生成淡黄色固体)B：与氯气：2Na+Cl22NaCl；3C：与S：2Na+SNa2S②钠与水的反应（水中先滴入酚酞）2Na+2H2O=2NaOH+H2↑现象概述现象描述原因浮浮在水面钠的密度比水小游四处游动钠与水反应产生气体熔融化成银白色小球钠的熔点较低，且该反应放出大量热响发出咝咝的响声钠与水反应剧烈红溶液由无色变为红色生成了碱性物质③钠与酸的反应：2Na+2H+＝2Na++H2↑④钠与盐溶液的反应：2Na+2H2O+CuSO4＝Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑；6Na+6H2O+2FeCl3＝6NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑⑤Na可与某些有机物反应：2CH3COOH+2Na→2CH3COONa+H2↑；2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑；2C6H5OH+2Na→2C6H5ONa+H2↑；4⑶钠的保存通常钠保存在煤油中，原因是①钠极易与空气中的O2、水蒸气反应；②钠不与煤油反应；③钠的密度比煤油大，沉于底部。注意：钠保存在煤油中，而不能保存在汽油、CCl4中，因汽油易挥发，CCl4的密度比钠的密度大，起不到隔离O2和H2O的作用。⑷钠的用途：①冶炼金属：TiCl4+4NaTi+4NaCl；②钠钾合金，作原子反应堆的导热剂；③在电光源上，用钠制高压钠灯。2．钠的重要化合物⑴Na2O、Na2O2和NaOH名称和化学式氧化钠（Na2O）过氧化钠（Na2O2）氢氧化钠（NaOH）颜色和状态白色固体淡黄色固体无色固体类别碱性氧化物离子化合物过氧化物离子化合物碱离子化合物电子式Na+[]Na+Na+[]2-Na+Na+[]－氧元素化合价-2-1-2化学键离子键离子键非极性键离子键极性键5稳定性不稳定比Na2O稳定稳定与水反应Na2O+H2O＝2NaOH2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑不反应与酸反应Na2O+2HCl＝2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl＝4NaCl+O2↑＋2H2ONaOH+HCl＝NaCl+H2O与酸酐反应Na2O+CO2＝Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2ONaOH+CO2＝NaHCO3与盐溶液反应Na2O+2NaHSO4＝2Na2SO4+H2ONa2O+H2O+CuSO4＝Cu(OH)2↓+Na2SO42Na2O2+4NaHSO4＝4Na2SO4+O2↑+2H2O2Na2O2+H2O+CuSO4＝Cu(OH)2↓+2Na2SO4+O2NaOH+NaHSO4＝Na2SO4+H2O2NaOH+CuSO4＝Cu(OH)2↓+Na2SO4用途制氢氧化钠漂白剂、供氧剂、氧化剂化工原料、制纸浆、肥皂知识拓展：Na2O2的强氧化性：能氧化SO2、FeCl2、H2S、Na2SO3、等，因强氧化性而使品红溶液褪色。⑵Na2CO3和NaHCO3名称和化学式碳酸钠（Na2CO3）碳酸氢钠（NaHCO3）6俗名纯碱、苏打小苏打颜色和状态白色晶体白色粉末水中溶解性易溶易溶（比Na2CO3溶解度小）热稳定性稳定不稳定：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O与酸反应CO32－+H+＝HCO3－HCO3－+H+＝H2O+CO2↑HCO3－+H+＝CO2↑+H2O与某些碱反应Ba(OH)2+Na2CO3＝BaCO3↓+2NaOHNaHCO3+Ca(OH)2＝CaCO3↓+NaOH+H2O2NaHCO3+Ca(OH)2＝CaCO3↓+Na2CO3+2H2O与某些盐反应BaCl2+Na2CO3＝BaCO3↓+2NaClNaHCO3+NaHSO4＝Na2SO4+H2O+CO2↑与CO2反应Na2CO3+CO2+H2O＝2NaHCO3不反应相互转化Na2CO3NaHCO3制法NaOH+CO2＝NaHCO32NaHCO32Na2CO3+H2O+CO2↑NaOH+CO2＝NaHCO3鉴别加酸产生CO2加热难分解加酸产生CO2较Na2CO3快加热分解出CO27用途制玻璃、肥皂、造纸、纺织发酵粉、治胃酸过多知识拓展：①钠在露置于空气中的变化过程：Na→Na2O→NaOH→NaOH(aq)→Na2CO3·10H2O→Na2CO3银白色→变暗→白色固体→溶液→白色块状→白色粉末②碳酸钠与盐酸的反应：若将盐酸逐滴缓慢滴加到碳酸钠溶液中：H++CO32－=HCO3－；HCO3－+H+=H2O+CO2↑。现象：开始无气体生成，滴加到一定量后出现气体。若将碳酸钠逐滴缓慢滴加到盐酸中：2H++CO32－＝H2O+CO2↑。现象：立即出现气泡。（常用来相互鉴别）⑶钠及其化合物间的相互转化3．碱金属元素的原子结构和性质及其递变规律名称和符号锂（Li）钠（Na）钾（K）铷（Rb）铯（Cs）8原子序数311193755结构原子结构结构简图电子式Li·Na·K·Rb·Cs·主要化合价+1+1+1+1+1相同点最外层电子数相同，都是1个电子不同点原子核外电子层数不同，依次增多原子半径依次递增离子半径依次递增金属活动性依次递增质还原性依次递增阳离子氧化性依次递减物理性质颜色和状态银白色固体密度0．534g/cm30.97g/cm30.86g/cm31.523g/cm31.879g/cm3熔点依次递减沸点依次递减化学跟氧气反应4Li+O2＝2Li2O4Na+O2＝2Na2O2K+O2＝K2O2Rb+O2RbO2Cs+O2CsO29性质2Na+O2Na2O2K+O2KO2跟卤素反应2M+X2＝2MX（M、X2分别表示碱金属、卤素）跟硫反应2M+S＝M2S与水反应2M+2H2O＝2MOH+H2↑反应剧烈程度：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs与酸反应2M+2H+＝2M++H2↑与盐溶液反应（CuSO4）制法2MCl2M+Cl2↑（K：Na+KClK+NaCl）知识拓展：碱金属的特殊性：①Na、K需保存于煤油中，但Li的密度比煤油小，所以Li必须保存在密度更小的石蜡中或密封于石蜡中。②碱金属中，从Li→Cs，密度呈增大的趋势，但ρ(K)ρ(Na)③试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但金属Na、K等除外。三．镁、铝及其化合物1．镁与铝⑴原子结构及物理性质镁铝10在周期表中位置第3周期第ⅡA族第3周期第ⅢA族原子结构示意图色态较低较低但大于镁熔点较小较小但大于镁密度较小较小但大于镁硬度较小较小但大于镁⑵镁铝的化学性质项目MgAl与非金属反应O2方程式2Mg+O22MgO4Al+3O22Al2O3现象剧烈反应、耀眼白光、放出大量热SMg+SMgS2Al+3SAl2S3N23Mg+N2Mg3N2与H2O方程式Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑2Al+6H2O＝2Al(OH)3↓+3H2↑现象冷水慢，沸水快一般不反应，只有氧化膜被破坏后反应与酸反应Mg+2H+=Mg2++H2↑2Al+6H+＝2Al3++3H2↑(常温下，在浓H2SO4、浓HNO3中钝化)11与NaOH溶液2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑与某些氧化物2Mg+CO22MgO+C2Al+Fe2O32Fe+Al2O3主要用途镁合金汽车、飞机制造、照明弹等铝合金汽车、船舶、飞机制造、防锈油漆、导线、电缆等工业制备MgCl2Mg+Cl2↑2Al2O34Al+3O2↑2．镁和铝氧化物的对比氧化物MgOAl2O3属类碱性氧化物两性氧化物色态白色粉末、熔点高白色粉末、熔点高化学性质H2OMgO+H2O＝Mg(OH)2↓(反应缓慢进行)不溶解也不反应酸液MgO+2H+＝Mg2++H2OAl2O3+6H+＝2Al3++3H2ONaOH溶液不溶解也不反应Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O重要用途制造耐火、耐高温材料制造耐火、耐高温器材，冶炼铝3．镁和铝的氢氧化物氢氧化物Mg(OH)2Al(OH)312属类碱两性氢氧化物色态白色固体白色固体溶解性难溶难溶电离方程式Mg(OH)2Mg2++2OH－H2O+AlO2－+H+Al(OH)3Al3++3OH－与HCl等酸溶液Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O(可溶于NH4Cl等强酸弱碱盐)Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O与NaOH溶液不反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O热不稳定性Mg(OH)2MgO+H2O2Al(OH)3Al2O3+3H2O实验室制法可溶性镁盐加NaOH溶液Mg2++2OH-＝Mg(OH)2↓可溶性铝盐加氨水Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH+44．铝及其化合物间相互转化、铝三角及相关图象实验操作实验现象图象离子方程式13①向可溶性铝盐溶液中滴加NaOH溶液至过量先生成沉淀又溶解Al3++3OH-＝Al(OH)3↓；Al(OH)3＋OH-＝AlO2-＋2H2O②向可溶性铝盐溶液中滴加稀氨水至过量出现白色沉淀Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4＋③向NaOH溶液中滴加可溶性铝盐溶液至过量开始无明显变化，一段时间后出现沉淀Al3++4OH-=AlO2-+2H2O；3AlO2-+Al3++6H2O＝4Al(OH)3↓④向可溶性偏铝酸盐溶液中滴加盐酸至过量先沉淀又溶解H++AlO2-+H2O=Al(OH)3↓；Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O⑤向可溶性偏铝酸盐溶液中逐渐通入CO2气体至过量先无明显变化，后出现沉淀AlO-2+2H2O+CO2(过量)=Al(OH)3↓+HCO-32AlO2-+3H2O+CO2(少量)=Al(OH)3↓+CO2-3⑥向盐酸中滴加可溶性偏铝出现白色沉淀4H++AlO2-=Al3+＋2H2O；3AlO2-+Al3++6H2O＝4Al(OH)314酸盐溶液至过量↓知识拓展：⑴Al(OH3)的两性：H2O+AlO2－+H+Al(OH)3Al3++3OH－酸式电离碱式电离当向Al(OH)3中加入酸溶液，平衡向碱式电离方向移动，使Al(OH)3溶解。当向Al(OH)3中加入强碱溶液时，平衡向酸式电离方向移动，使Al(OH)3溶解。⑵铝热反应及应用：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；4Al+3MnO23Mn+2Al2O3铝热剂――铝粉和金属氧化物；助燃剂――KClO3；引燃剂――镁