高中化学一轮复习金属元素(钠、铁)知识点总结

金属元素复习一．钠的性质及应用1．钠的物理性质（1）颜色：银白色，有金属光泽。（2）密度：ρ(H2O)ρ(Na)ρ(煤油)。（3）熔点：低于100℃。（4）硬度：质地柔软，可以用小刀切割。2．从钠原子的结构认识钠的化学性质——还原性（1）与非金属单质(如O2、Cl2)的反应O2常温：4Na＋O2===2Na2O点燃：2Na＋O2=====△Na2O2（条件不同，产物不同）Cl2：2Na＋Cl2=====点燃2NaCl（2）与水的反应①离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。②与滴加酚酞的水反应的现象及解释（3）与盐酸反应离子方程式：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑。【特别提醒】（1）钠的取用方法：用镊子夹取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油，在玻璃片上用小刀切取黄豆大小的钠，剩余的钠放回原试剂瓶。（2）钠失火的处理：沙土盖灭，不能用水或泡沫灭火器灭火。3．钠的制取及保存（1）制取：2NaCl(熔融)=====电解2Na＋Cl2↑。（2）保存：密封保存，通常保存在煤油中。4．钠的用途（1）制取Na2O2等化合物。（2）钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。（3）用作电光源，制作高压钠灯。（4）冶炼某些金属：金属钠具有强的还原性，熔融状态下可以用于制取金属，如：4Na＋TiCl4=====熔融4NaCl＋Ti。【注意】该反应不能用于证明金属活动性的强弱。【重点】（1）钠与水、酸反应的实质都是与H＋的反应（2）金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板盐溶液――→加入NaNa先与H2O反应—→H2O减少→对溶剂质量的影响→生成NaOH→与溶质是否反应→生成H2→对装置的要求→放热→对实验环境的影响或对溶质的溶解度的影响（3）金属钠露置在空气中会发生一系列变化:变化过程是：Na→Na2O→NaOH(溶液)→Na2CO3·10H2O(晶体)→Na2CO3(粉末),所以最终得到的是白色粉末。二．氧化钠和过氧化钠物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)色态白色固体淡黄色固体类别碱性氧化物过氧化物(非碱性氧化物)氧的价态－2－1电子式生成条件常温加热或点燃化学性质热稳定性不稳定(2Na2O＋O2=====△2Na2O2)稳定与水反应Na2O＋H2O===2NaOH2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑与CO2反应Na2O＋CO2===Na2CO32Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2与酸反应(盐酸)Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑主要性质具有碱性氧化物通性具有强氧化性主要用途——强氧化剂、漂白剂、消毒剂、供氧剂【重点1】Na2O2结构和强氧化性的常考点（1）Na2O2的电子式为Na＋，O2－2是个原子团，是一个整体。（2）Na2O2与H2O、CO2的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应，在反应中H2O、CO2既不是氧化剂，也不是还原剂。（3）在研究Na2O2与其他溶液反应时，要注意Na2O2的强氧化性和其溶液的强碱性。熟记Na2O2表现强氧化性的5个实例：①Na2O2与SO2的反应：Na2O2＋SO2===Na2SO4。②Na2O2与FeCl2溶液的反应：能将Fe2＋氧化成Fe3＋，得到Fe(OH)3沉淀。③Na2O2与氢硫酸的反应：能将H2S氧化成单质硫。④Na2O2与Na2SO3溶液的反应：能将SO2－3氧化成SO2－4。⑤Na2O2与品红溶液的反应：能使品红溶液褪色。【重点2】Na2O2与CO2和H2O反应的五大关系（1）物质的量的关系无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。（2）电子转移关系当Na2O2与CO2、H2O反应时，每产生1molO2转移2mole－。三．碳酸钠与碳酸氢钠名称碳酸钠碳酸氢钠俗名纯碱或苏打小苏打主要性质色、态白色粉末细小白色晶体水溶性易溶于水可溶于水稳定性稳定受热易分解与H＋反应CO2－3＋2H＋===CO2↑＋H2O(较快)HCO－3＋H＋===CO2↑＋H2O(更快)与Ca(OH)2反应Ca2＋＋CO2－3==CaCO3↓NaHCO3过量：Ca2＋＋2OH－＋2HCO－3===CaCO3↓＋2H2O＋CO2－3；Ca(OH)2过量：Ca2＋＋OH－＋HCO－3===CaCO3↓＋H2O与盐反应CaCl2Ca2＋＋CO2－3===CaCO3↓不反应Al2(SO4)32Al3＋＋3CO2－3＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑Al3＋＋3HCO－3===Al(OH)3↓＋3CO2↑与水作用水解，碱性较强水解，碱性较弱相互转化Na2CO3CO2＋H2O固加热/液NaOHNaHCO3主要用途用于玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业中灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一【重点1】侯氏制碱法：NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3=====△Na2CO3+CO2↑+H2O①顺序：先通NH3再通CO2。原因：CO2在水中的溶解度小，NH3在水中的溶解度大，先通氨气使溶液呈碱性，可以增大CO2的溶解度。②溶液的要求：饱和氯化钠溶液。原因：增大溶液中Na+的浓度，有利于NaHCO3沉淀的析出。【重点2】泡沫灭火器中应用NaHCO3而不用Na2CO3的原因：①NaHCO3反应速率快②等量的铝盐跟NaHCO3反应产生的CO2的量多。【重点3】突破Na2CO3、NaHCO3的鉴别（1）利用热稳定性不同固体加热→无明显变化的是Na2CO3→放出无色的能使澄清石灰水变浑浊气体的是NaHCO3（2）利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)固体或溶液盐酸反应速率→产生气泡速率快的是NaHCO3→产生气泡速率慢的是Na2CO3滴加盐酸→滴加盐酸立即产生气泡的是NaHCO3→滴加盐酸开始不产生气泡的是Na2CO3（3）利用阴离子的不同溶液BaCl2溶液→产生白色沉淀的是Na2CO3→不产生白色沉淀的是NaHCO3（4）利用溶液的酸碱性不同溶液测相同浓度溶液的pH→pH大的为Na2CO3→pH小的为NaHCO3四．碱金属与焰色反应【要点解读】1．碱金属的一般性与特殊性（1）一般性相似性递变性(由Li→Cs)原子结构最外层均为1个电子电子层数逐渐增多核电荷数逐渐增大原子半径逐渐增大元素性质都具有较强的金属性，最高正价均为＋1价金属性逐渐增强单质性质物理性质(除Cs外)都呈银白色，密度较小，熔、沸点较低密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐降低化学性质都具有较强的还原性还原性逐渐增强；与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂，最高价氧化物对应的水化物的碱性增强（2）特殊性①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。②碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。③碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以H－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。2．焰色反应（1）焰色反应的概念某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，其属于物理变化，属于元素的物理性质。（2）焰色反应的操作铂丝――→用盐酸洗涤铂丝――→酒精灯灼烧无色――→蘸取待测物――→酒精灯灼烧观察火焰颜色（3）常见元素的焰色钠元素黄色；钾元素紫色(透过蓝色钴玻璃观察)；铜元素绿色。五．铁的性质及应用1．铁元素在周期表中位于第四周期第Ⅷ族，原子结构示意图为：。2．铁的性质（1）物理性质铁具有导电、导热和延展性，具有能被磁铁吸引的特性。（2）化学性质铁单质性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。①与非金属单质的反应：a．与O2的反应：常温：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。点燃：3Fe＋2O2=====点燃Fe3O4。b．与Cl2的反应：2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3。c．与S的反应：Fe＋S=====△FeS。②与水的反应：常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2。③与酸的反应：a．与非氧化性酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。b．与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应，但无H2产生。④与某些盐溶液的反应：a．与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。b．与FeCl3溶液反应的离子方程式：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。3．铁的氧化物和氢氧化物（1）铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名铁红磁性氧化铁颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价＋2＋3＋2，＋3稳定性不稳定稳定稳定与H＋反应的离子方程式FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O【特别提醒】Fe3O4中的3个Fe原子的化合价可看作2个为＋3价，1个为＋2价，可表示为FeO·Fe2O3，平均价态为＋83价。在发生氧化还原反应时，对应价态的铁参与相关反应，如Fe3O4与HNO3反应时只有＋2价铁被氧化。六．铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体与盐酸反应Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O受热分解2Fe(OH)3=====△Fe2O3＋3H2O制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓可溶性铁盐与碱溶液反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓二者的关系在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3【点睛】制备Fe(OH)2的关键与方法由于Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3，在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。（1）成功关键：①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质；②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。（2）制备Fe(OH)2时常采用的方法①采用新制备的纯亚铁盐溶液(Fe2＋易被空气中的氧气氧化成Fe3＋)；②将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸(除去溶解的氧气)；③将碱直接加到亚铁盐溶液的底部使生成的Fe(OH)2与空气隔离；④在亚铁盐溶液的液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水的小而又不溶于水的有机溶剂)。七．亚铁盐和铁盐（1）亚铁盐：含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋既有氧化性，又有还原性，Fe2＋与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。（2）铁盐：①氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有氧化性，Fe3＋与Fe、Cu反应的离子方程式分别为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。②特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN时变成红色。③易水解：FeCl3滴入沸水中的离子方程式：Fe3＋＋3H2O=====△Fe(OH)3(胶体)＋3H＋。八．“铁三角”中的转化关系注意：Fe2＋与Fe3＋的相互转化Fe2＋①Cl2、②NO－3H＋、③H2O2H＋④Fe、⑤Cu、⑥H2S、⑦SO2、⑧I－Fe3＋用离子方程式表示其转化关系：①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；②3Fe2＋＋4H＋＋NO－3===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑；③2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；④2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；⑤Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋