3.1 金属的化学性质

3.1 金属的化学性质

[思考与交流]举例说明金属能发生哪些化学反应。

与非金属反应:2 Na +Cl2== 2NaCl;2Mg +O2==2MgO 与酸反应:Zn +H2SO 4 == ZnSO4 +H2 ↑ 与盐反应 Fe + CuCl2 ==FeCl2 +Cu

[思考与交流]图3-2 是金属发生化学的一些照片,请分析这些反应,并写出化学方程式

2Al+3CuSO4===Al2(SO4)3+3Cu 2Mg+O2=====2MgO

Cu+2AgNO3===Cu(NO3) 2+2Ag Mg+2HCl====MgCl2+H2↑

[思考与交流]画出Na 、Mg 、Al 的原子结构示意图,分析它们的原子结构有什么特点,与金属的化学性质有什么联系

Na

,Mg

Al

Na 最外层有一个电子,易失去,表现还原性,常表现为+1价, Mg 最外层有两个电子,易失去,表现还原性,常表现为+2价, Al 最外层有三个电子,易失去,表现还原性,常表现为+3价

金属与非金属的反应

(一)钠

1.钠原子的结构:Na 易失电子,强还原剂 2.钠的物理性质

33

银白色金属、软、密度(0.97g/cm)比水小、比煤油(0.8 g/cm) 大

习题:金属钠为何保存在煤油中?为何能保存在煤油中? (钠易与空气中的O 2,H 2O 反应,所以应将金属钠与空气隔绝:因为钠比煤油重且不与煤油反应,所以保存在煤油中。 ) 3. 钠的化学性质:

(1)钠与氧气反应

①常温:4Na+O2=2Na2O (白色) (4e )

实验注意:在玻璃片上切割时镊子要夹紧,刀不要切手,余下的钠放回瓶中,切下的钠用滤纸吸干煤油。

−Na 2O 2 过氧化钠(淡黄色) (2e) ②点燃:2Na+O2−−→

现象:先熔化,再燃烧,黄色火焰 结论:条件不同,产物不同 —

点燃

(2)钠与水反应

①现象:浮(密度比水小);熔(反应放热、钠的熔点低);游、响(生成气体);小、消(Na 反应完);红(所得溶液呈碱性)

②反应:2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑(2e )

+—

2Na + 2H2O = 2Na + 2OH + H2↑

③2Na+Cl2=2NaCl (白烟) ④2Na+S=Na 2S (研磨爆炸)

++

钠与盐酸:2Na + 2H = 2Na + H2↑ 硫酸铜溶液反应:

现象:反应剧烈,钠熔成小球,浮在水面上,迅速游动,嘶嘶作响,溶液中同时出现蓝色沉淀。

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO 4

加热−−CuO+ H2O Cu(OH)2−→

与氯化铁溶液反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ (a )

FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl (b) (a )*3+(b)*2得总反应方程式:

2FeCl 3+6Na+6H2O= 2Fe(OH)3↓+ 3H2↑+6NaCl

钾、钙、钠、钡等活泼金属不能置换出盐溶液中的金属。 4.应用:

(1)钠的保存:煤油中——隔绝空气、水

2

O 2Na 2CO 3

2钠长时间暴露在空气中:Na→Na2O→NaOH→Na2CO 3·10H2O→Na2CO 3

4Na+O2=2Na2O, 2Na2O+2H2O=4NaOH, 2NaOH+CO2+9H2O= Na2CO 3·10H 2O, Na2CO 3·10H 2O = Na2CO 3+10H2O(风化) (2)钠着火:干砂盖灭

(二)铝:

1.原子结构: 较 强还原性

Al 2O 3薄膜的熔点(2050℃) 高于铝的熔点(660℃) ,包在铝的外面,液态铝不会滴落。 2.化学性质:

(1)Al 与氧气反应:

常温:生成致密坚固的氧化物薄膜——抗腐蚀

−−→2Al 2O 3 (耀眼白光) (12e ) 点燃:4Al+3O2 −点燃

铝在空气中燃烧研究:

加热未打磨的铝箔,铝箔发红卷缩,变暗失去光泽,熔化不落下(表面有氧化膜,因此不能燃烧) 。加热已打磨的铝箔,铝箔也发红卷缩,变暗失去光泽,熔化不落下(打磨后的铝箔表面又很快形成氧化膜,阻止了铝的燃烧) 。

4Al +3O 2 ====2Al2O 3(致密)

将铝粉撒到酒精灯火焰上,可观察到铝的燃烧。现象:铝剧烈燃烧,发出耀眼的白光。 (2)Al 与酸反应

+3+

2Al +6H == 2 Al +3H2↑ (3)Al 和强碱反应

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑(6e )

——

2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2↑ 先发生反应 2Al+6H 2O=2Al (O H ) 3 + 3H2↑ 再发生反应 2Al (O

H ) 3+2NaOH= 2NaAlO2 + 4H2O (4)Al 与盐溶液反应

2+3+

2Al+3Cu== 2Al +3Cu

铝元素在人体中的累积会引发疾病,酸、碱、盐可侵蚀铝的保护膜和铝,所以铝制餐具不宜蒸煮或长时间存放酸、碱性或咸的食物。 (三)铁的化学性质: 1.与O 2反应:

−−→Fe 3O 4 (黑色) 3Fe+2O2−点燃+2+

2.与酸反应:Fe+2H→Fe +H2↑

2+2+

3.与盐溶液反应:Fe+Cu= Fe+Cu 4.与水反应

−−→ Fe3O 4+4H2 3Fe+4H2O(g)−加热

(注意:反应物为水蒸汽,所以产物中无气体符号) 铁粉与水蒸气反应装置:

装置改进图:两个酒精灯加热(课本上是一个酒精灯加热) 注意:铁与冷水、热水都不反应,但是与水蒸汽反应

(四)金属的化学性质:

1.具有还原性、易被氧化,多数金属在自然界以化合态存在,极少数以游离态存在。 2.易与氧气、氯气、硫等非金属单质反应。 3.可以和水或酸反应放出氢气。 4.金属Al 可以和碱反应。

5.较活泼金属从盐溶液中置换较不活泼金属。

6.金属在反应的时候一般作还原剂。金属活动顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au 金属原子失电子能力减弱,金属离子结合电子的能力增强。位于金属活动顺序前面的金属把后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。

(五)物质的量在化学方程式计算中的应用

例题:9g 水全部被电解,生成H 2的物质的量?标准状况下生成氧气的体积?

解法1:2H 2O 通电 2H2↑ + O2↑

36 4 32 9g 1g 8g

36g 9g 36g 又:

9g

=

4g 4g /M (H 2) 2mol 36g 2mol == 即:= 1g 1g /M (H 2) 0. 5mol 9g 0. 5mol

1mol 1mol ⨯22. 4L 22. 4L 32g 32g /M (O 2)

=====

0. 25mol 0. 25⨯22. 4L 5. 6L 8g 8g /M (O 2)

36g 2mol 22. 4L 即:==

9g 0. 5mol 5. 6L

注意:上下单位相同,左右g —mol —L

解法2: 设生成氢气的物质的量为x, 氧气的物质的量为y ,则

根据n (H 2O )=m(H 2O )/M(H 2O )=0.5mol

2H 2O 通电 2H2↑ + O2↑

2 2 1 0.5mol x y

注意:当左右单位一致,并且均为mol 时,可以用方程式系数来代替。因为方程式的系数之比等于物质的量之比。

解法3:设生成H 2的物质的量x, 标准状况下生成氧气的体积y, 则 2H 2O 通电 2 H2↑ + O2↑

36g 2mol 22.4L 9g x y

注意:当左右单位不一致时,必须注明单位

补充:(1)在地壳中的含量最丰富的前4种元素是O 、Si 、Al 、Fe 、Ca

(2)金属活动顺序表中排在前面的金属能把后面的金属从其盐溶液中置换出来,但钠和盐溶液反应,不能置换出盐中的金属,均为钠先与水反应,生成的碱再与盐反应生成新碱和新盐。如Na 与CuSO 4溶液的反应:

2Na +2H 2O =2NaOH +H 2↑

2NaOH +CuSO 4=Cu (OH ) 2↓+Na 2SO 4

总反应式:2Na +CuSO 4+2H 2O =Cu (OH ) 2↓+Na 2SO 4+H 2↑ (3)钠与酸反应时,应是先与酸反应,酸不足时,过量的钠再与水反应。 若酸过量,只考虑钠与酸反应:2Na +2HCl =2NaCl +H 2↑; 若酸不足,过量的钠还要与水反应:2Na +2H 2O =2NaOH +H 2↑。

注意:不能认为钠与酸反应是钠先与水反应,生成的碱再与酸发生复分解反应。如钠跟盐酸反应的离子方程式为:2Na +2H +=2Na ++H 2↑。

(六)总结

(七)习题

金属的化合物

一、钠的化合物

对比以上反应,主要有两方面差异:

①反应产物差异,Na 2O 2参加的反应中有O 2产生;

②反应类型差异,Na 2O 2参与的反应为非氧化还原反应。

2.氢氧化钠(NaOH )

(1)俗称:火碱、烧碱、苛性钠

(2)物理性质:白色固体;易潮解(干燥剂); 易溶于水,溶解防热;强腐蚀性。 (3)化学性质

①与指示剂:酚酞变红,石蕊变蓝 ②与酸性氧化物:

CO2少量:2NaOH+CO2=Na2CO 3+H2O

—2—

2OH+CO2=CO3+H2O CO 2过量:Na 2CO 3+ CO2+H2O=2NaHCO3 相当于:NaOH+CO2=NaHCO3

——OH +CO2=HCO3

(对比初中学过的:

CO 2少量:Ca(OH)2+CO2= CaCO3↓+H2O

CO 2过量: Ca(OH)2+2CO2 = Ca(HCO3) 2

本质:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 和CaCO 3+H2O+CO2= Ca(HCO3) 2的叠加。 ③与酸反应: ④与盐溶液反应:

(4)保存

固体:密封

液体:带胶塞的细口瓶

NaHCO 3受热分解装置图改进:

Na 2CO 3

4. 钠及其化合物网络图:

Na 2O

→NaOH →Na 2CO 3

NaHCO 3

Na 2O 2

请大家写出对应的方程式

二、铝的化合物 1.氧化铝Al 2O 3

白色固体,熔点高,难溶于水,典型的两性氧化物,具有两性氧化物的化学通性。 Al2O 3 + 6H =2Al + 3H2O Al2O 3 + 2OH =2AlO2+ H2O 氧化铝Al 2O 3的用途:

高熔点—作耐火材料;晶体氧化铝主要有刚玉、红宝石、蓝宝石等,用作耐磨材料、装饰品、精密仪器的轴承等。 2. 氢氧化铝 Al (O H ) 3

①难溶于水的白色胶状沉淀,有较强的吸附性—用作净水剂 ②典型的两性氢氧化物,既能溶于酸,又能溶于碱 H + H2O + AlO2

--

3+

Al (O H ) 3

Al + 3OH

3+-

酸式电离 碱式电离

A l (O H ) 3 + 3H = Al + 3H2O ; Al (O H ) 3 + OH = AlO2+ 2H2O

③制备:Al +3NH 3·H 2O =Al (O H ) 3+3NH 4 (这个反应中,不能用强碱,因为生成的A l (O H ) 3会继续与强碱NaOH 、KOH 等反应,生成AlO 2)

−−→Al 2O 3+3H2O ④受热分解:2Al(OH)3−加热

3.AlCl 3中逐滴加入NaOH 溶液至过量

AlCl 3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl Al(OH)3+NaOH=NaAlO 2+2H2O

3+

3+

4. 明矾KAl(SO4) 2·12H 2O 或 K2SO 4·Al 2(SO4) 3·24H 2O 和硫酸铝钾 KAl(SO4) 2 溶于水 KAl(SO4) 2

+ Al + 2SO4 ; Al + 3H2O

3+

3+

2-

Al (O H ) 3(胶体)+3H 用作净水剂

注意:Al 、Al 2O 3、 Al (O H ) 3与碱反应时,必须是强碱(N H 3·H 20是弱碱,不行)

方程式总结:

2Al+6HCl= 2AlCl3+3H2↑

2Al+2NaOH+2H2O= 2NaAlO2+3H2↑ Al 2O 3 + 6HCl =2AlCl3 + 3H2O Al 2O 3+2NaOH=2NaAlO 2+H2O

Al(OH)3+3HCl=AlCl 3+3H2O Al(OH)3+NaOH=NaAlO 2+2H2O AlCl 3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl Al(OH)3+NaOH=NaAlO 2+2H2O

AlCl 3+4NaOH(过量) =NaAlO 2+3NaCl+2H2O

+3+2-KAl(SO4) 2=K +Al+2SO4 (电离方程式)

三、铁的化合物

2、铁的氢氧化物

3.离子的检验:

3+

(1)Fe :黄色溶液

①加OH →红褐色沉淀

②加KSCN (硫氰化钾)溶液→血红色溶液

2+

(2)Fe :浅绿色溶液

①加OH :白↓→灰绿色↓→红褐色↓

Cl 2

②加KSCN 溶液→无现象−−−→血红色 4. 铁盐和亚铁盐的相互转化 3+2+

Fe →Fe:2FeCl 3+Fe= 3FeCl2

3+2+2Fe +Fe= 3Fe

2+3+

Fe →Fe:2FeCl 2+Cl2=2FeCl3

2+3+—2Fe +Cl2=2Fe+2Cl

5. 从哪些方面改进实验可以减少Fe(OH)2被氧化?

A. 滴管伸到液面以下 B. 用煮沸过的蒸馏水配制溶液 C. 液面用油封 补充:

1. 酸式盐的溶解度一般大于正盐,但NaHCO 3的溶解度却比Na 2CO 3的小。

2. 通常情况下氧显-2价,氢显+1价,但在Na 2O 2、H 2O 2中氧显-1价,在金属氢化物NaH 中氢显-1价。

3. 盐的水溶液通常不显强酸性,但硫酸氢钠水溶液具有强酸性,它在水溶液中全部电离,电

-+

离方程式为NaHSO 4=Na ++SO 24+H ,可与活泼金属作用产生H 2。

4.

四、焰色反应

1、概念 某些金属单质或含有该金属元素的化合物在灼烧时,使火焰呈现特殊的颜色,叫做焰色反应。(属于物理变化) 2、常见焰色反应的火焰颜色

铷—紫(透过蓝色钴玻璃),钠—黄,锂—紫红,

钙—砖红, 锶—洋红, 钾—浅紫 ,钡—黄绿 ,铜—绿。

由于铷及其化合物不常见,通常所说的火焰颜色为紫色,一般指钾及其化合物 记忆口诀: 钾紫钠黄,铷紫锂紫红,钙锶砖、洋红,钡铜黄绿绿。 3、做焰色反应的实验操作步骤: 洗、烧、蘸、烧、看。 洗—用稀盐酸洗涤铂丝或无锈铁丝,

烧—将铂丝或无锈铁丝在无色火焰上灼烧至火焰呈无色, 蘸—用铂丝或无锈铁丝蘸取试剂,

烧—在无色火焰上灼烧蘸有试剂的铂丝或无锈铁丝, 看—观察(看)火焰的颜色。

3.1 金属的化学性质

[思考与交流]举例说明金属能发生哪些化学反应。

与非金属反应:2 Na +Cl2== 2NaCl;2Mg +O2==2MgO 与酸反应:Zn +H2SO 4 == ZnSO4 +H2 ↑ 与盐反应 Fe + CuCl2 ==FeCl2 +Cu

[思考与交流]图3-2 是金属发生化学的一些照片,请分析这些反应,并写出化学方程式

2Al+3CuSO4===Al2(SO4)3+3Cu 2Mg+O2=====2MgO

Cu+2AgNO3===Cu(NO3) 2+2Ag Mg+2HCl====MgCl2+H2↑

[思考与交流]画出Na 、Mg 、Al 的原子结构示意图,分析它们的原子结构有什么特点,与金属的化学性质有什么联系

Na

,Mg

Al

Na 最外层有一个电子,易失去,表现还原性,常表现为+1价, Mg 最外层有两个电子,易失去,表现还原性,常表现为+2价, Al 最外层有三个电子,易失去,表现还原性,常表现为+3价

金属与非金属的反应

(一)钠

1.钠原子的结构:Na 易失电子,强还原剂 2.钠的物理性质

33

银白色金属、软、密度(0.97g/cm)比水小、比煤油(0.8 g/cm) 大

习题:金属钠为何保存在煤油中?为何能保存在煤油中? (钠易与空气中的O 2,H 2O 反应,所以应将金属钠与空气隔绝:因为钠比煤油重且不与煤油反应,所以保存在煤油中。 ) 3. 钠的化学性质:

(1)钠与氧气反应

①常温:4Na+O2=2Na2O (白色) (4e )

实验注意:在玻璃片上切割时镊子要夹紧,刀不要切手,余下的钠放回瓶中,切下的钠用滤纸吸干煤油。

−Na 2O 2 过氧化钠(淡黄色) (2e) ②点燃:2Na+O2−−→

现象:先熔化,再燃烧,黄色火焰 结论:条件不同,产物不同 —

点燃

(2)钠与水反应

①现象:浮(密度比水小);熔(反应放热、钠的熔点低);游、响(生成气体);小、消(Na 反应完);红(所得溶液呈碱性)

②反应:2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑(2e )

+—

2Na + 2H2O = 2Na + 2OH + H2↑

③2Na+Cl2=2NaCl (白烟) ④2Na+S=Na 2S (研磨爆炸)

++

钠与盐酸:2Na + 2H = 2Na + H2↑ 硫酸铜溶液反应:

现象:反应剧烈,钠熔成小球,浮在水面上,迅速游动,嘶嘶作响,溶液中同时出现蓝色沉淀。

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO 4

加热−−CuO+ H2O Cu(OH)2−→

与氯化铁溶液反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ (a )

FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl (b) (a )*3+(b)*2得总反应方程式:

2FeCl 3+6Na+6H2O= 2Fe(OH)3↓+ 3H2↑+6NaCl

钾、钙、钠、钡等活泼金属不能置换出盐溶液中的金属。 4.应用:

(1)钠的保存:煤油中——隔绝空气、水

2

O 2Na 2CO 3

2钠长时间暴露在空气中:Na→Na2O→NaOH→Na2CO 3·10H2O→Na2CO 3

4Na+O2=2Na2O, 2Na2O+2H2O=4NaOH, 2NaOH+CO2+9H2O= Na2CO 3·10H 2O, Na2CO 3·10H 2O = Na2CO 3+10H2O(风化) (2)钠着火:干砂盖灭

(二)铝:

1.原子结构: 较 强还原性

Al 2O 3薄膜的熔点(2050℃) 高于铝的熔点(660℃) ,包在铝的外面,液态铝不会滴落。 2.化学性质:

(1)Al 与氧气反应:

常温:生成致密坚固的氧化物薄膜——抗腐蚀

−−→2Al 2O 3 (耀眼白光) (12e ) 点燃:4Al+3O2 −点燃

铝在空气中燃烧研究:

加热未打磨的铝箔,铝箔发红卷缩,变暗失去光泽,熔化不落下(表面有氧化膜,因此不能燃烧) 。加热已打磨的铝箔,铝箔也发红卷缩,变暗失去光泽,熔化不落下(打磨后的铝箔表面又很快形成氧化膜,阻止了铝的燃烧) 。

4Al +3O 2 ====2Al2O 3(致密)

将铝粉撒到酒精灯火焰上,可观察到铝的燃烧。现象:铝剧烈燃烧,发出耀眼的白光。 (2)Al 与酸反应

+3+

2Al +6H == 2 Al +3H2↑ (3)Al 和强碱反应

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑(6e )

——

2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2↑ 先发生反应 2Al+6H 2O=2Al (O H ) 3 + 3H2↑ 再发生反应 2Al (O

H ) 3+2NaOH= 2NaAlO2 + 4H2O (4)Al 与盐溶液反应

2+3+

2Al+3Cu== 2Al +3Cu

铝元素在人体中的累积会引发疾病,酸、碱、盐可侵蚀铝的保护膜和铝,所以铝制餐具不宜蒸煮或长时间存放酸、碱性或咸的食物。 (三)铁的化学性质: 1.与O 2反应:

−−→Fe 3O 4 (黑色) 3Fe+2O2−点燃+2+

2.与酸反应:Fe+2H→Fe +H2↑

2+2+

3.与盐溶液反应:Fe+Cu= Fe+Cu 4.与水反应

−−→ Fe3O 4+4H2 3Fe+4H2O(g)−加热

(注意:反应物为水蒸汽,所以产物中无气体符号) 铁粉与水蒸气反应装置:

装置改进图:两个酒精灯加热(课本上是一个酒精灯加热) 注意:铁与冷水、热水都不反应,但是与水蒸汽反应

(四)金属的化学性质:

1.具有还原性、易被氧化,多数金属在自然界以化合态存在,极少数以游离态存在。 2.易与氧气、氯气、硫等非金属单质反应。 3.可以和水或酸反应放出氢气。 4.金属Al 可以和碱反应。

5.较活泼金属从盐溶液中置换较不活泼金属。

6.金属在反应的时候一般作还原剂。金属活动顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au 金属原子失电子能力减弱,金属离子结合电子的能力增强。位于金属活动顺序前面的金属把后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。

(五)物质的量在化学方程式计算中的应用

例题:9g 水全部被电解,生成H 2的物质的量?标准状况下生成氧气的体积?

解法1:2H 2O 通电 2H2↑ + O2↑

36 4 32 9g 1g 8g

36g 9g 36g 又:

9g

=

4g 4g /M (H 2) 2mol 36g 2mol == 即:= 1g 1g /M (H 2) 0. 5mol 9g 0. 5mol

1mol 1mol ⨯22. 4L 22. 4L 32g 32g /M (O 2)

=====

0. 25mol 0. 25⨯22. 4L 5. 6L 8g 8g /M (O 2)

36g 2mol 22. 4L 即:==

9g 0. 5mol 5. 6L

注意:上下单位相同,左右g —mol —L

解法2: 设生成氢气的物质的量为x, 氧气的物质的量为y ,则

根据n (H 2O )=m(H 2O )/M(H 2O )=0.5mol

2H 2O 通电 2H2↑ + O2↑

2 2 1 0.5mol x y

注意:当左右单位一致,并且均为mol 时,可以用方程式系数来代替。因为方程式的系数之比等于物质的量之比。

解法3:设生成H 2的物质的量x, 标准状况下生成氧气的体积y, 则 2H 2O 通电 2 H2↑ + O2↑

36g 2mol 22.4L 9g x y

注意:当左右单位不一致时,必须注明单位

补充:(1)在地壳中的含量最丰富的前4种元素是O 、Si 、Al 、Fe 、Ca

(2)金属活动顺序表中排在前面的金属能把后面的金属从其盐溶液中置换出来,但钠和盐溶液反应,不能置换出盐中的金属,均为钠先与水反应,生成的碱再与盐反应生成新碱和新盐。如Na 与CuSO 4溶液的反应:

2Na +2H 2O =2NaOH +H 2↑

2NaOH +CuSO 4=Cu (OH ) 2↓+Na 2SO 4

总反应式:2Na +CuSO 4+2H 2O =Cu (OH ) 2↓+Na 2SO 4+H 2↑ (3)钠与酸反应时,应是先与酸反应,酸不足时,过量的钠再与水反应。 若酸过量,只考虑钠与酸反应:2Na +2HCl =2NaCl +H 2↑; 若酸不足,过量的钠还要与水反应:2Na +2H 2O =2NaOH +H 2↑。

注意:不能认为钠与酸反应是钠先与水反应,生成的碱再与酸发生复分解反应。如钠跟盐酸反应的离子方程式为:2Na +2H +=2Na ++H 2↑。

(六)总结

(七)习题

金属的化合物

一、钠的化合物

对比以上反应,主要有两方面差异:

①反应产物差异,Na 2O 2参加的反应中有O 2产生;

②反应类型差异,Na 2O 2参与的反应为非氧化还原反应。

2.氢氧化钠(NaOH )

(1)俗称:火碱、烧碱、苛性钠

(2)物理性质:白色固体;易潮解(干燥剂); 易溶于水,溶解防热;强腐蚀性。 (3)化学性质

①与指示剂:酚酞变红,石蕊变蓝 ②与酸性氧化物:

CO2少量:2NaOH+CO2=Na2CO 3+H2O

—2—

2OH+CO2=CO3+H2O CO 2过量:Na 2CO 3+ CO2+H2O=2NaHCO3 相当于:NaOH+CO2=NaHCO3

——OH +CO2=HCO3

(对比初中学过的:

CO 2少量:Ca(OH)2+CO2= CaCO3↓+H2O

CO 2过量: Ca(OH)2+2CO2 = Ca(HCO3) 2

本质:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 和CaCO 3+H2O+CO2= Ca(HCO3) 2的叠加。 ③与酸反应: ④与盐溶液反应:

(4)保存

固体:密封

液体:带胶塞的细口瓶

NaHCO 3受热分解装置图改进:

Na 2CO 3

4. 钠及其化合物网络图:

Na 2O

→NaOH →Na 2CO 3

NaHCO 3

Na 2O 2

请大家写出对应的方程式

二、铝的化合物 1.氧化铝Al 2O 3

白色固体,熔点高,难溶于水,典型的两性氧化物,具有两性氧化物的化学通性。 Al2O 3 + 6H =2Al + 3H2O Al2O 3 + 2OH =2AlO2+ H2O 氧化铝Al 2O 3的用途:

高熔点—作耐火材料;晶体氧化铝主要有刚玉、红宝石、蓝宝石等,用作耐磨材料、装饰品、精密仪器的轴承等。 2. 氢氧化铝 Al (O H ) 3

①难溶于水的白色胶状沉淀,有较强的吸附性—用作净水剂 ②典型的两性氢氧化物,既能溶于酸,又能溶于碱 H + H2O + AlO2

--

3+

Al (O H ) 3

Al + 3OH

3+-

酸式电离 碱式电离

A l (O H ) 3 + 3H = Al + 3H2O ; Al (O H ) 3 + OH = AlO2+ 2H2O

③制备:Al +3NH 3·H 2O =Al (O H ) 3+3NH 4 (这个反应中,不能用强碱,因为生成的A l (O H ) 3会继续与强碱NaOH 、KOH 等反应,生成AlO 2)

−−→Al 2O 3+3H2O ④受热分解:2Al(OH)3−加热

3.AlCl 3中逐滴加入NaOH 溶液至过量

AlCl 3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl Al(OH)3+NaOH=NaAlO 2+2H2O

3+

3+

4. 明矾KAl(SO4) 2·12H 2O 或 K2SO 4·Al 2(SO4) 3·24H 2O 和硫酸铝钾 KAl(SO4) 2 溶于水 KAl(SO4) 2

+ Al + 2SO4 ; Al + 3H2O

3+

3+

2-

Al (O H ) 3(胶体)+3H 用作净水剂

注意:Al 、Al 2O 3、 Al (O H ) 3与碱反应时,必须是强碱(N H 3·H 20是弱碱,不行)

方程式总结:

2Al+6HCl= 2AlCl3+3H2↑

2Al+2NaOH+2H2O= 2NaAlO2+3H2↑ Al 2O 3 + 6HCl =2AlCl3 + 3H2O Al 2O 3+2NaOH=2NaAlO 2+H2O

Al(OH)3+3HCl=AlCl 3+3H2O Al(OH)3+NaOH=NaAlO 2+2H2O AlCl 3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl Al(OH)3+NaOH=NaAlO 2+2H2O

AlCl 3+4NaOH(过量) =NaAlO 2+3NaCl+2H2O

+3+2-KAl(SO4) 2=K +Al+2SO4 (电离方程式)

三、铁的化合物

2、铁的氢氧化物

3.离子的检验:

3+

(1)Fe :黄色溶液

①加OH →红褐色沉淀

②加KSCN (硫氰化钾)溶液→血红色溶液

2+

(2)Fe :浅绿色溶液

①加OH :白↓→灰绿色↓→红褐色↓

Cl 2

②加KSCN 溶液→无现象−−−→血红色 4. 铁盐和亚铁盐的相互转化 3+2+

Fe →Fe:2FeCl 3+Fe= 3FeCl2

3+2+2Fe +Fe= 3Fe

2+3+

Fe →Fe:2FeCl 2+Cl2=2FeCl3

2+3+—2Fe +Cl2=2Fe+2Cl

5. 从哪些方面改进实验可以减少Fe(OH)2被氧化?

A. 滴管伸到液面以下 B. 用煮沸过的蒸馏水配制溶液 C. 液面用油封 补充:

1. 酸式盐的溶解度一般大于正盐,但NaHCO 3的溶解度却比Na 2CO 3的小。

2. 通常情况下氧显-2价,氢显+1价,但在Na 2O 2、H 2O 2中氧显-1价,在金属氢化物NaH 中氢显-1价。

3. 盐的水溶液通常不显强酸性,但硫酸氢钠水溶液具有强酸性,它在水溶液中全部电离,电

-+

离方程式为NaHSO 4=Na ++SO 24+H ,可与活泼金属作用产生H 2。

4.

四、焰色反应

1、概念 某些金属单质或含有该金属元素的化合物在灼烧时,使火焰呈现特殊的颜色,叫做焰色反应。(属于物理变化) 2、常见焰色反应的火焰颜色

铷—紫(透过蓝色钴玻璃),钠—黄,锂—紫红,

钙—砖红, 锶—洋红, 钾—浅紫 ,钡—黄绿 ,铜—绿。

由于铷及其化合物不常见,通常所说的火焰颜色为紫色,一般指钾及其化合物 记忆口诀: 钾紫钠黄,铷紫锂紫红,钙锶砖、洋红,钡铜黄绿绿。 3、做焰色反应的实验操作步骤: 洗、烧、蘸、烧、看。 洗—用稀盐酸洗涤铂丝或无锈铁丝,

烧—将铂丝或无锈铁丝在无色火焰上灼烧至火焰呈无色, 蘸—用铂丝或无锈铁丝蘸取试剂,

烧—在无色火焰上灼烧蘸有试剂的铂丝或无锈铁丝, 看—观察(看)火焰的颜色。


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