高三金属及其化合物复习知识点总结

高三化学总复习 金属及其化合物 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 O2 4Na O2 2Na 2O O2 2Na Na2O2 4Al 3O2 2Al2O3 3Fe 2O2 Fe3O4 2Cu O2 2CuO Cl2 2Na Cl2 2NaCl 2Al 3Cl2 2AlCl3 2Fe 3Cl2 2FeCl3 Cu Cl2 CuCl2 与非 金属 单质 S 2Na S Na2S 2Al 3S Al2S3 Fe S FeS 2Cu S Cu2S H2O 2Na 2H2O 2NaOH H2 2Al 6H2O 2Al OH 3 3H2 3Fe 4H2O Fe3O4 4H2 不反应 HCl溶液 2Na 2HCl 2NaCl H 2 2Al 6HCl 2AlCl 3 3H2 Fe 2HCl FeCl 2 H2 不反应 NaOH溶液 与水反应 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO 2 3H2 不反应 不反应 CuSO4溶液 2Na 2H2O CuSO4 Na 2SO4 Cu OH 2 H 2 较复杂 较复杂 不反应 制备 2NaCl 2Na Cl2 2Al2O3 4Al 3O2 Fe2O3 3CO 2Fe 3CO2 CuO CO Cu CO2 二 钠及其化合物 1 钠 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 钠的化学性质 钠与非金属单质的反应 A 与氧气 4Na O 2 2Na 2O 变暗 O 2 2Na Na2O2 燃烧生成淡黄色固体 B 与氯气 2Na Cl 2 2NaCl C 与S 2Na S Na2S 钠与水的反应 水中先滴入酚酞 2Na 2H 2O 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 钠与酸的反应 2Na 2H 2Na H2 钠与盐溶液的反应 2Na 2H 2O CuSO4 Na 2SO4 Cu OH 2 H 2 6Na 6H 2O 2FeCl3 6NaCl 2Fe OH 3 3H 2 Na可与某些有机物反应 2CH 3COOH 2Na 2CH 3COONa H2 2CH 3CH2OH 2Na 2CH 3CH2ONa H2 2C 6H5OH 2Na 2C 6H5ONa H2 钠的保存 通常钠保存在煤油中 原因是 钠极易与空气中的O 2 水蒸气反应 钠不与煤油反应 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 CCl 4中 因汽油易挥发 CCl 4的密度比钠的密度大 起不到隔离O 2和H 2O的作用 钠的用途 冶炼金属 TiCl 4 4Na Ti 4NaCl 钠钾合金 作原子反应堆的导热剂 在电光源上 用钠制高压钠 灯 2 钠的重要化合物 Na 2O Na 2O2和NaOH 名称和化学式 氧化钠 Na 2O 过氧化钠 Na 2O2 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 稳定性 不稳定 比Na 2O稳定 稳定 与水反应 Na2O H2O 2NaOH 2Na2O2 2H2O 4NaOH O 2 不反应 与酸反应 Na2O 2HCl 2NaCl H2O 2Na2O2 4HCl 4NaCl O 2 2H 2O NaOH HCl NaCl H 2O 与酸酐反应 Na2O CO2 Na 2CO3 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 2NaOH CO2 Na 2CO3 H2O NaOH CO2 NaHCO 3 与盐溶液反应 Na2O 2NaHSO4 2Na 2SO4 H2O Na2O H2O CuSO4 Cu OH 2 Na 2SO4 2Na2O2 4NaHSO4 4Na 2SO4 O2 2H 2 O 2Na2O2 H2O CuSO4 Cu OH 2 2Na 2SO4 O2 NaOH NaHSO4 Na 2SO4 H2O 2NaOH CuSO4 Cu OH 2 Na 2SO4 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 Na 2O2的强氧化性 能氧化SO 2 FeCl 2 H 2S Na 2SO3 等 因强氧化性而使品红溶液褪色 Na 2CO3和NaHCO 3 名称和化学式 碳酸钠 Na 2CO3 碳酸氢钠 NaHCO 3 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Na 2CO3溶解度小 热稳定性 稳定 不稳定 2NaHCO 3 Na2CO3 CO2 H 2O 与酸反应 CO32 H HCO 3 HCO3 H H 2O CO2 HCO3 H CO 2 H 2O 与某些碱反应 Ba OH 2 Na2CO3 BaCO 3 2NaOH NaHCO3 Ca OH 2 CaCO 3 NaOH H 2O 2NaHCO3 Ca OH 2 CaCO 3 Na 2CO3 2H2O 与某些盐反应 BaCl2 Na2CO3 BaCO 3 2NaCl NaHCO3 NaHSO4 Na 2SO4 H2O CO2 与CO 2反应 Na2CO3 CO2 H2O 2NaHCO 3 不反应 相互转化 Na2CO3 NaHCO3 制法 NaOH CO2 NaHCO 3 2NaHCO3 2Na2CO3 H2O CO2 NaOH CO2 NaHCO 3 鉴别 加酸产生CO 2 加热难分解 加酸产生CO 2较Na 2CO3快 加热分解出CO 2 用途 制玻璃 肥皂 造纸 纺织 发酵粉 治胃酸过多 知识拓展 钠在露置于空气中的变化过程 Na Na 2O NaOH NaOH aq Na 2CO3 10H2O Na 2CO3 银白色 变暗 白色固体 溶液 白色块状 白色粉末 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 HCO 3 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 H 2O CO2 现象 立即出现气泡 常用来相互鉴别 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 原子序数 3 11 19 37 55 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 结 构 阳离子氧化性 依次递减 颜色和状态 银白色固体 密度 0 534g cm 3 0 97g cm3 0 86g cm3 1 523g cm3 1 879g cm3 熔点 依次递减 物 理 性 质 沸点 依次递减 跟氧气反应 4Li O2 2Li 2O 4Na O2 2Na 2O 2Na O2 Na2O2 2K O2 K 2O2 K O2 KO2 Rb O2 RbO2 Cs O2 CsO2 跟卤素反应 2M X2 2MX M X 2分别表示碱金属 卤素 跟硫反应 2M S M 2S 与水反应 2M 2H2O 2MOH H 2 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 CuSO 4 化 学 性 质 制法 2MCl 2M Cl 2 K Na KCl K NaCl 知识拓展 碱金属的特殊性 Na 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 碱金属中 从Li Cs 密度呈增大的趋势 但 K Na 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 原子结构及物理性质 镁 铝 在周期表中位置 第3周期 第 A族 第3周期 第 A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 镁铝的化学性质 项目 Mg Al 方程式 2Mg O2 2MgO 4Al 3O2 2Al2O3O 2 现象 剧烈反应 耀眼白光 放出大量热 S Mg S MgS 2Al 3S Al2S3 与非金属 反应 N2 3Mg N2 Mg3N2 方程式 Mg 2H2O Mg OH 2 H2 2Al 6H2O 2Al OH 3 3H 2 与H 2O 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 2Al 3 3H2 常温下 在浓H 2SO4 浓 HNO3中钝化 与NaOH溶液 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO 2 3H2 与某些氧化物 2Mg CO2 2MgO C 2Al Fe2O3 2Fe 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 MgCl2 Mg Cl2 2Al2O3 4Al 3O2 2 镁和铝氧化物的对比 氧化物 MgO Al2O3 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 H2O MgO H2O Mg OH 2 反应缓慢进行 不溶解也不反应 酸液 MgO 2H Mg 2 H2O Al2O3 6H 2Al3 3H2O化学性质 NaOH溶液 不溶解也不反应 Al2O3 2NaOH 2NaAlO 2 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 2 Al OH 3 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 2 Mg2 2OH H2O AlO2 H Al OH 3 Al3 3OH 与HCl等酸溶液 Mg OH 2 2HCl MgCl2 2H2O 可溶于NH 4Cl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 2 MgO H2O 2Al OH 3 Al2O3 3H2O 实验室制法 可溶性镁盐加NaOH溶液 Mg 2 2OH Mg OH 2 可溶性铝盐加氨水 Al3 3NH3 H2O Al OH 3 3NH 4 4 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 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 AlO 2 2H 2O 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 3NH 4 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 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 3H2O 向可溶性偏铝酸盐溶 液中逐渐通入CO 2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 3 2AlO2 3H2O CO2 少量 Al OH 3 CO 2 3 向盐酸中滴加可溶性 偏铝酸盐溶液至过量 出现白色沉淀 4 H AlO2 Al3 2H 2O 3AlO2 Al3 6H2O 4Al OH 3 知识拓展 Al OH 3 的两性 H 2O AlO2 H Al OH 3 Al3 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 铝热反应及应用 2Al Fe 2O3 2Fe Al2O3 4Al 3MnO 2 3Mn 2Al2O3 铝热剂 铝粉和金属氧化物 助燃剂 KClO 3 引燃剂 镁条 铝热反应应用 焊接钢轨 冶炼熔点较高的金属如 钒 铬 锰等 既能与强酸又能与强碱反应的物质 金属单质 Al 两性氧化物 Al 2O3 两性氢氧化物Al OH 3 弱酸的酸式盐 NaHCO 3 NH 4HCO3等 弱酸铵盐 NH4 2CO3 NH 4 2S等 四 铁及其化合物 1 铁 铁的原子结构 位于第4周期 族 是过渡元素 原子结构示意图 常见价态 2 3价 物理性质 纯铁为银白色有金属光泽 有延展性和导热性 能导电 能被磁铁吸引 密度7 86g cm 3 熔点1535 沸点 2750 化学性质 铁能与Cl 2 Br 2 O 2 I 2 S等非金属单质反应 与稀硫酸 浓硫酸 硝酸 盐酸等酸反应 与H 2O Fe 3 Cu 2 等反应 与铁生成 3价的有 Cl 2 Br 2 浓硫酸 硝酸等 与铁生成 2价的有 I 2 S 稀硫酸 盐酸 Fe 3 Cu 2 等 与铁生成Fe 3O4的有 O 2 H 2O等 2 铁的氧化物 3 铁的氢氧化物 4 亚铁和铁盐的鉴别 5 铁三角 知识拓展 Fe 3 的性质规律 水解性 Fe 3 半径小 所带电荷高 水解能力强 常温下 Fe 3 3H2O Fe OH 3 3H 沸水中 Fe 3 3H2O 沸水 Fe OH 3 胶体 3H 遇HCO 3 CO 32 AlO 2 ClO 等离子时 水解完全 如Fe 3 3HCO3 Fe OH 3 3CO 2 将FeCl 3溶液蒸干并灼烧 得Fe 2O3 在pH 4时 它就形成Fe OH 3而沉淀完全 较强的氧化性 Fe 3 的氧化性在金属阳离子中是比较强的 其氧化性 H Cu2 Fe2 Ag I2 Fe3 Br2 Fe 3 表现氧化性的反应有 特征络合反应 Fe 3 3SCN Fe SCN 3显红色 Fe 3 6C6H5OH Fe C 6H5O 6 3 6H 显紫色 制Fe OH 2白色沉淀 Fe OH 2极易被氧化 溶解在水中少量的O 2都能将它氧化成Fe OH 3 所以按一般强碱与弱酸盐反应制弱碱的操作很难得到 Fe OH 2白色沉淀 要制得Fe OH 2白色沉淀必须用加热煮沸过的蒸馏水 以减少溶解在水中的O 2 临时配制的FeSO 4溶液 最好在 溶液中再滴几滴植物油以避免FeSO 4溶液与空气接触 准备加入的NaOH溶液也要先加热煮沸 加入NaOH溶液时应将滴管尖嘴伸人 FeSO4溶液的试管底部再挤出NaOH溶液 五 铜及其化合物 1 铜 原子结构 铜元素位于元素周期表第4周期 B族 过渡元素 原子结构示意图 常见价态 1和 2价 物理性质 紫红色光泽 熔点1083 4 沸点为2567 有良好延展性 是电和热的良导体 化学性质 与非金属单质2Cu O 2 2CuO 黑色 2Cu S Cu2S Cu Cl 2 CuCl2 与酸反应 与非氧化性酸反应 稀盐酸 稀硫酸 不反应 Cu 2H 2SO4 稀 CuSO4 SO2 2H 2O Cu 4HNO 3 浓 Cu NO 3 2 2NO2 2H 2O 3Cu 8HNO 3 稀 3Cu NO 3 2 2NO 4H 2O 盐溶液 Cu 2AgNO 3 2Ag Cu NO3 2 Cu 2FeCl 3 CuCl 2 2FeCl2 在潮湿空气中生成铜绿 2Cu O 2 H2O CO2 Cu 2 OH 2CO3 2 铜的化合物 铜的氧化物 CuO CuO 2HCl CuCl 2 H2O H 2 CuO Cu H2O C 2CuO 2Cu CO2 铜的氢氧化物 Cu OH 2 蓝色难溶于水 Cu OH 2 2HCl CuCl 2 2H2O Cu OH 2 CuO H2O CH 3CHO 2Cu OH 2 Cu2O CH 3COOH 2H2O 硫酸铜 CuSO 4 CuSO 4 2NaOH Cu OH 2 Na 2SO4 CuSO 4 Fe Cu FeSO 4 CuSO 4 5H2O CuSO4 5H2O 蓝色粉末变为白色粉末 CuSO 4 5H2O CuSO 4 5H2O 白色粉末变成蓝色 常用来检验水的存 在 3 铜及其化合物间的相互转化 六 金属规律小结 金属活动顺序表及应用 重点 钠 镁 铝 铁 铜的性质及强弱比较 金属活动顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au 原子失电子能力 由大到小 还原性由强到弱 离子得电子能力 由小到大 氧化性由弱到强 和氧气反应 常温易被氧化 常温能被氧化 常温干燥空气中不易被氧化 加热 时能 被氧 化 不能氧 化 和水反应 剧烈反应得强碱和H 2 与热水慢 反应 高温与水蒸气反应生成金属氧化物和H 2 不跟水反应 不能置换稀酸 中的氢 和酸反应 剧烈反应置换出氢 能置换出酸 非氧化性酸 中的氢 与氧 化性 酸反 应 只溶于 王水 和强碱反应 仅Al Zn能跟强碱水溶液反应 和盐溶液反应 先与水反应 前面的金属从盐溶液中置换出后面的金属 金属氧化物与水 剧烈反应 弱 不溶于水 也不与水反应 碱的热分解 不分解 受热分解 常温分解 冶炼方法 熔融电解法 热还原法 高温用CO Al等 热分解法 物理方法 在自然界中的存在 形式 只已化合态存在 多以 化合 态 极少 以游 离态 只以游 离态存 在 七 合金 1 概念 由两种或两种以上的金属 或金属与非金属 熔合而成的具有金属特性的物质 2 性能 硬度比单一金属大 熔点比单一金属低 化学性质与单一成分不同 机械性能优于单一成分