《金屬及其化合物》知識點總結(jié)
第一節(jié) ?金屬的化學(xué)性質(zhì)
一、鈉 Na1、單質(zhì)鈉的物理性質(zhì):鈉質(zhì)軟、銀白色、熔點低、密度比水的小但比煤油的大。
2、單質(zhì)鈉的化學(xué)性質(zhì):①鈉與O2反應(yīng)常溫下:4Na + O2=2Na2O (新切開的鈉放在空氣中容易變暗)
加熱時:2Na + O2==Na2O2 (鈉先熔化后燃燒,發(fā)出黃色火焰,生成淡黃色固體Na2O2。)
Na2O2中氧元素為-1價,Na2O2既有氧化性又有還原性。
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
Na2O2是呼吸面具、潛水艇的供氧劑,Na2O2具有強氧化性能漂白。
②鈉與H2O反應(yīng)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑離子方程式:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑(注意配平)
實驗現(xiàn)象:“浮——鈉密度比水??;游——生成氫氣;響——反應(yīng)劇烈;熔——鈉熔點低;紅——生成的NaOH遇酚酞變紅”。
③鈉與鹽溶液反應(yīng)如鈉與CuSO4溶液反應(yīng),應(yīng)該先是鈉與H2O反應(yīng)生成NaOH與H2,再和CuSO4溶液反應(yīng),有關(guān)化學(xué)方程式:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑?????CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
總的方程式:2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
實驗現(xiàn)象:有藍色沉淀生成,有氣泡放出
K、Ca、Na三種單質(zhì)與鹽溶液反應(yīng)時,先與水反應(yīng)生成相應(yīng)的堿,堿再和鹽溶液反應(yīng)
④鈉與酸反應(yīng):2Na+2HCl=2NaCl+H2↑(反應(yīng)劇烈)?離子方程式:2Na+2H+=2Na++H2↑
3、鈉的存在:以化合態(tài)存在。
4、鈉的保存:保存在煤油或石蠟中。
5、鈉在空氣中的變化過程:Na→Na2O→NaOH→Na2CO3→Na2CO3·10H2O(結(jié)晶)→Na2CO3(風化),最終得到是一種白色粉末。
一小塊鈉置露在空氣中的現(xiàn)象:銀白色的鈉很快變暗(生成Na2O),跟著變成白色固體(NaOH),然后在固體表面出現(xiàn)小液滴(NaOH易潮解),最終變成白色粉未(最終產(chǎn)物是Na2CO3)。
二、鋁?Al1、單質(zhì)鋁的物理性質(zhì):銀白色金屬、密度?。▽佥p金屬)、硬度小、熔沸點低。
2、單質(zhì)鋁的化學(xué)性質(zhì)①鋁與O2反應(yīng):常溫下鋁能與O2反應(yīng)生成致密氧化膜,保護內(nèi)層金屬。加熱條件下鋁能與O2反應(yīng)生成氧化鋁:4Al+3O2==2Al2O3
②常溫下Al既能與強酸反應(yīng),又能與強堿溶液反應(yīng),均有H2生成,也能與不活潑的金屬鹽溶液反應(yīng):
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ ? ? ? ? ? ? ? ?(?2Al+6H+=2Al3++3H2↑?)
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ ? ?(?2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑?)
2Al+3Cu(NO3)2=2Al(NO3) 3+3Cu ? ? ? ? ?(?2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu?)
注意:鋁制餐具不能用來長時間存放酸性、堿性和咸的食品。
③鋁與某些金屬氧化物的反應(yīng)(如V、Cr、Mn、Fe的氧化物)叫做鋁熱反應(yīng)Fe2O3+2Al == 2Fe+Al2O3,Al 和 Fe2O3的混合物叫做鋁熱劑。利用鋁熱反應(yīng)焊接鋼軌。
三、鐵1、單質(zhì)鐵的物理性質(zhì):鐵片是銀白色的,鐵粉呈黑色,純鐵不易生銹,但生鐵(含碳雜質(zhì)的鐵)在潮濕的空氣中易生銹。(原因:形成了鐵碳原電池。鐵銹的主要成分是Fe2O3)。
2、單質(zhì)鐵的化學(xué)性質(zhì):①鐵與氧氣反應(yīng):3Fe+2O2===Fe3O4(現(xiàn)象:劇烈燃燒,火星四射,生成黑色的固體)②與非氧化性酸反應(yīng):Fe+2HCl=FeCl2+H2↑?(Fe+2H+=Fe2++H2↑)?常溫下鋁、鐵遇濃硫酸或濃硝酸鈍化。加熱能反應(yīng)但無氫氣放出。③與鹽溶液反應(yīng):Fe+CuSO4=FeSO4+Cu(Fe+Cu2+=Fe2++Cu)
④與水蒸氣反應(yīng):3Fe+4H2O(g)==Fe3O4+4H2
第二節(jié) ?幾種重要的金屬化合物
一、氧化物1、Al2O3的性質(zhì):氧化鋁是一種白色難溶物,其熔點很高,可用來制造耐火材料如坩鍋、耐火管、耐高溫的實驗儀器等。
Al2O3是兩性氧化物:既能與強酸反應(yīng),又能與強堿反應(yīng):
Al2O3+ 6HCl =?2AlCl3?+ 3H2O?(Al2O3+6H+=2Al3++3H2O?)
Al2O3+ 2NaOH == 2NaAlO2?+H2O(Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O)
2、鐵的氧化物的性質(zhì):FeO、Fe2O3都為堿性氧化物,能與強酸反應(yīng)生成鹽和水。
FeO+2HCl =FeCl2?+H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
二、氫氧化物1、氫氧化鋁?Al(OH)3①Al(OH)3是兩性氫氧化物,在常溫下它既能與強酸,又能與強堿反應(yīng):
Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O(Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O)Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O(Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O)
②Al(OH)3受熱易分解成Al2O3:2Al(OH)3==Al2O3+3H2O(規(guī)律:不溶性堿受熱均會分解)
③Al(OH)3的制備:實驗室用可溶性鋁鹽和氨水反應(yīng)來制備Al(OH)3
Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2 Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4(Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+)
因為強堿(如NaOH)易與Al(OH)3反應(yīng),所以實驗室不用強堿制備Al(OH)3,而用氨水。
2、鐵的氫氧化物:氫氧化亞鐵Fe(OH)2(白色)和氫氧化鐵Fe(OH)3(紅褐色)
①都能與酸反應(yīng)生成鹽和水:Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O(Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O)Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O(Fe(OH)3 +?3H+?=?Fe3+?+ 3H2O)
②Fe(OH)2可以被空氣中的氧氣氧化成Fe(OH)3
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(現(xiàn)象:白色沉淀→灰綠色→紅褐色)
③Fe(OH)3受熱易分解生成Fe2O3:2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O
3、氫氧化鈉NaOH:俗稱燒堿、火堿、苛性鈉,易潮解,有強腐蝕性,具有堿的通性。
三、鹽1、鐵鹽(鐵為+3價)、亞鐵鹽(鐵為+2價)的性質(zhì):
①鐵鹽(鐵為+3價)具有氧化性,可以被還原劑(如鐵、銅等)還原成亞鐵鹽:2FeCl3+Fe=3FeCl2(?2Fe3++Fe=3Fe2+?)(價態(tài)歸中規(guī)律)
2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2(?2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+?)(制印刷電路板的反應(yīng)原理)
亞鐵鹽(鐵為+2價)具有還原性,能被氧化劑(如氯氣、氧氣、硝酸等)氧化成鐵鹽:2FeCl2+Cl2=2FeCl3?(?2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-?)②Fe3+離子的檢驗:a.溶液呈黃色;b.加入KSCN(硫氰化鉀)溶液變紅色;c.加入NaOH溶液反應(yīng)生成紅褐色沉淀[Fe(OH)3]。
Fe2+離子的檢驗:a.溶液呈淺綠色;b.先在溶液中加入KSCN溶液,不變色,再加入氯水,溶液變紅色;
c.加入NaOH溶液反應(yīng)先生成白色沉淀,迅速變成灰綠色沉淀,最后變成紅褐色沉淀。
2、鈉鹽:Na2CO3與NaHCO3的性質(zhì)比較
? ?化學(xué)式
Na2CO3NaHCO3俗稱純堿、蘇打小蘇打水溶性比較Na2CO3?> NaHCO3溶液酸堿性堿性堿性與酸反應(yīng)劇烈程度較慢(二步反應(yīng))較快(一步反應(yīng))與酸反應(yīng)Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
CO32-+2H+=CO2↑+H2ONaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
HCO3-+H+=H2O+CO2↑熱穩(wěn)定性加熱不分解加熱分解2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑與CO2反應(yīng)Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3不反應(yīng)與NaOH溶液反應(yīng)不反應(yīng)(不能發(fā)生離子交換)NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2OHCO3-+OH-=H2O+CO32-與Ca(OH)2溶液反應(yīng)Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
Ca2++CO32-=CaCO3↓也能反應(yīng)生成CaCO3沉淀與CaCl2溶液反應(yīng)有CaCO3沉淀不反應(yīng)用途洗滌劑,玻璃、肥皂、造紙、紡織等工業(yè)發(fā)酵粉、滅火劑、治療胃酸過多(有胃潰瘍時不能用)相互轉(zhuǎn)化Na2CO3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?NaHCO3
四、焰色反應(yīng)1、定義:金屬或它們的化合物在灼燒時使火焰呈現(xiàn)特殊顏色的性質(zhì)。
2、操作步驟:鉑絲(或鐵絲)用鹽酸浸洗后灼燒至無色,沾取試樣(單質(zhì)、化合物、氣、液、固均可)在火焰上灼燒,觀察顏色。
3、?重要元素的焰色:鈉元素黃色、?鉀元素紫色(透過藍色的鈷玻璃觀察,以排除鈉的焰色的干擾)
焰色反應(yīng)屬物理變化。與元素存在狀態(tài)(單質(zhì)、化合物)、物質(zhì)的聚集狀態(tài)(氣、液、固)等無關(guān),只有少數(shù)金屬元素有焰色反應(yīng)。
第三節(jié) ?用途廣泛的金屬材料
1、合金的概念:由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。
2、合金的特性:合金與各成分金屬相比,具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機械的性能。①合金的硬度一般比它的各成分金屬的大②合金的熔點一般比它的各成分金屬的低