高一化學(xué)上學(xué)期金屬及其化合物知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
2019-01-09 22:13:13三好網(wǎng)
1.了解鈉、鋁、鐵、銅等金屬及其重要化合物的主要物理性質(zhì)
(1).鈉、鋁、鐵、銅在自然界中的存在形式。
、.鈉鋁只以化合態(tài)形式存在:鈉元素的主要存在形式是氯化鈉,鋁元素的存在形式有鋁土礦。
、.鐵銅有兩種存在形式:鐵的存在形式是游離態(tài)的隕鐵和化合態(tài)的鐵礦石(黃鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦),銅的存在形式是游離態(tài)的銅和黃銅礦、輝銅礦、赤銅礦和孔雀石。
(2)鈉、鋁、鐵、銅單質(zhì)的物理性質(zhì)
、.顏色:塊狀鈉鋁鐵單質(zhì)是銀白色金屬,純銅是紫紅色金屬;粉末狀的鋁和銅顏色不變,粉末狀的鐵屑是黑色,沒有粉末狀的鈉,鈉在空氣中馬上氧化成白色的氧化鈉,最終氧化成碳酸鈉;冶金工業(yè)中鐵屬于黑色金屬,鈉、鋁、銅屬于有色金屬。
、.密度:鈉的密度比水小,鋁、鐵、銅的密度比水大;鈉、鋁的密度小于4.5g/cm3是輕金屬,鐵、銅的密度大于4.5g/cm3是重金屬。
③.熔點(diǎn):鈉的熔點(diǎn)低,鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的熱量就可以使其熔化成小球;鋁、鐵、銅的熔點(diǎn)很高。
④.共性:不透明,有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性;鈉鉀合金做原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑;鋁、鐵、銅可以做導(dǎo)線,金屬的導(dǎo)電性:Ag>Cu>Al ;鋁的延展性可以制成包裝用的鋁箔;鋁、鐵、銅可以制成各種容器等。
、.硬度:鈉的硬度很小,可以用小刀切割;純鋁的硬度較小,鐵和銅的硬度較大。
⑥.特性:鐵可以被磁化,而產(chǎn)生鐵磁性。
(3)鈉、鋁、鐵、銅的重要化合物的物理性質(zhì)
①.氧化物的顏色:白色:Na2O 、Al2O3;黑色:FeO 、Fe3O4 、CuO;淡黃色:Na2O2;紅棕色:Fe2O3。
、.氧化物的溶解性:Na2O 、Na2O2溶于水生成強(qiáng)堿發(fā)生化學(xué)變化;Al2O3 、FeO 、Fe2O3 、Fe3O4 、CuO不溶水。
、.氫氧化物的顏色:白色:NaOH 、Al(OH)3、Fe(OH)2;紅褐色:Fe(OH)3;藍(lán)色:Cu(OH)2 。
④.氫氧化物的溶解性:溶于水的:NaOH;不溶于水的:Al(OH)3、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2 ;其中Fe(OH)2溶于水變色:先變成灰綠色,再變成紅褐色Fe(OH)3 。
、.鹽酸鹽(金屬在氯氣中燃燒的產(chǎn)物)的顏色:白色:NaCl ;棕紅色:FeCl3 ;棕黃色:CuCl2 。
、.鹽酸鹽溶于水的顏色:無(wú)色:NaCl;黃色:FeCl3 ;藍(lán)色:CuCl2 。
、.硫酸鹽的顏色:無(wú)色:芒硝(Na2SO4 ?10H2O)、白色:白色硫酸銅粉末(CuSO4);明礬:[KAl(SO4)2 ?12H2O];綠色:綠礬(FeSO4 ?7H2O);藍(lán)色:膽礬、藍(lán)礬(CuSO4 ?5H2O)。
、.碳酸鹽的顏色:白色:Na2CO3 、NaHCO3 ;孔雀綠:Cu2(OH)2CO3 。
、.碳酸鹽的溶解性:溶于水的:Na2CO3 、NaHCO3 ;不溶于水的:Cu2(OH)2CO3 。
(4)鈉、鋁、鐵、銅重要化合物的物理性質(zhì)的用途
①.為無(wú)機(jī)框圖題提供題眼:
、 ⑷芙庑,
、、顏色,
、!㈩伾兓喊咨→灰綠色→紅褐色。
、.為離子共存提供判斷依據(jù):
ⅰ、有顏色的離子不能大量共存:黃色:Fe3+ ,淺綠色:Fe2+ ,藍(lán)色:Cu2+ ;
、、強(qiáng)堿性條件下不能共存的離子:Fe3+ 、Fe2+ 、Cu2+ 、Al3+ ;ⅲ、與HCO 不能大量共存(發(fā)生雙水解反應(yīng))的離子:Fe3+ 、Fe2+ 、Cu2+ 、Al3+ 。
2.了解鈉、鋁、鐵、銅等金屬分別與氧氣、水、酸、堿、鹽等物質(zhì)反應(yīng)的情況,了解其共性和個(gè)性
(1)與純氧氣反應(yīng):
①.常溫:鈉變質(zhì)生成白色氧化鈉,鋁表面生成致密的氧化物薄膜保護(hù)內(nèi)部金屬不再反應(yīng),鐵、銅穩(wěn)定存在。
②.加熱:白色鈉燃燒發(fā)出黃光生成淡黃色的過(guò)氧化鈉,熔化的鋁被白色氧化膜包裹不會(huì)滴落,白色鐵絲燃燒產(chǎn)生耀眼的白光,有黑色顆粒物(Fe3O4)落下,紫紅色的銅加熱變成黑色的氧化銅。
說(shuō)明:鈉與氧氣反應(yīng)溫度不同產(chǎn)物不同;鐵與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物隨接觸面積、量的多少、溫度高低有關(guān)。
(2)與水的反應(yīng)
、.常溫:只有鈉能與水反應(yīng);鋁、鐵、銅不與水反應(yīng)。
、、鈉跟水的反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Na + 2H2O=2NaOH + H2↑ ;離子方程式:2Na + 2H2O=2Na+ + 2OH- + H2↑
、ⅰ⑩c跟水的反應(yīng)的現(xiàn)象:概括為“浮、熔、游、響、紅”五個(gè)字來(lái)記憶” 。
、、鈉跟水的反應(yīng)的現(xiàn)象的解釋:。衡c的密度比水;熔:反應(yīng)放熱,鈉熔點(diǎn)低熔化成小球;游:反應(yīng)產(chǎn)生氣體;響:反應(yīng)劇烈 ;紅:生成NaOH,酚酞遇堿變紅 。
說(shuō)明1:在潮濕的空氣中鐵生銹成Fe2O3 ?xH2O,銅生銹成Cu2(OH)2CO3 。
說(shuō)明2:銅做陽(yáng)極,石墨做陰極,電解水,電解初期會(huì)發(fā)生:Cu +2H2O Cu(OH)2+H2 ↑。
、.高溫:鋁鐵雖與水反應(yīng),但是分別生成氫氧化物和氧化物(Fe3O4)薄膜阻止繼續(xù)反應(yīng),銅不反應(yīng)。
、.鋼鐵吸氧腐蝕的反應(yīng)原理。
、、負(fù)極(Fe):2Fe-4e =2Fe2+ (氧化反應(yīng));正極(C):O2+2H2O+4e =4OH-(還原反應(yīng))
、、離子反應(yīng):Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2 ↓;
、!⒒瘜W(xué)反應(yīng):4Fe(OH)2 O2+2H2O=4Fe(OH)3 ;2Fe(OH)3 = Fe2O3 ?3H2O
(3)與酸的反應(yīng)
①.與氧化性酸的反應(yīng)
、、常溫:鐵鋁遇濃硫酸、濃硝酸鈍化;鈉與濃硫酸反應(yīng)時(shí)鈉的量不同產(chǎn)物不同,銅與濃硫酸不反應(yīng),銅與濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水。
、ⅰ⒊兀衡c、鐵與稀硝酸反應(yīng)量不同產(chǎn)物不同;鋁合銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)物不隨量的改變而改變。
、!⒓訜幔鸿F鋁與濃硫酸、濃硝酸的鈍化膜被破壞,足量的鐵鋁與濃硫酸、濃硝酸反應(yīng)時(shí)隨著硫酸和硝酸的濃度變化而產(chǎn)物發(fā)生變化,硫酸先產(chǎn)生二氧化硫后產(chǎn)生氫氣,硝酸先產(chǎn)生二氧化氮后產(chǎn)生一氧化氮。
、.與非氧化性強(qiáng)酸反應(yīng):
、、常溫:鈉鋁鐵與鹽酸和稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣;銅不反應(yīng)。
(4)與堿溶液反應(yīng):
、.鈉與堿溶液中的溶劑水反應(yīng),鋁與堿溶液中的溶劑和溶質(zhì)都反應(yīng),鐵和銅與堿溶液不反應(yīng)。
、.鋁與堿溶液的反應(yīng):
、、鋁與水的反應(yīng):2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2 。
、ⅰ溲趸X與強(qiáng)堿溶液的反應(yīng):Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
、、綜合反應(yīng)方程式:2Al+2H2O +2NaOH=2NaAlO2+3H2 ↑
(5)與鹽溶液的反應(yīng):
、.鈉與明礬溶液的離子反應(yīng):
2Na+2H2O=2Na+ +2OH-+H2 ↑;Al3+ +3OH-=Al(OH)3 ↓;Al3+ +4OH-=AlO +2H2O
、.鈉鋁鐵銅與氯化鐵溶液的離子反應(yīng):
ⅰ、鈉與氯化鐵溶液的離子反應(yīng):2Na+2H2O=2Na+ +2OH-+H2 ↑;Fe3+ +3OH-=Fe(OH)3 ↓;
、、鋁與氯化鐵溶液的離子反應(yīng):2Al+6Fe3+=2Al3+ +6Fe2+ ;2Al+3Fe2+=2Al3+ +3Fe
、!㈣F與氯化鐵溶液的離子反應(yīng):Fe+ 2Fe3+=3Fe2+ 。
ⅳ、銅與氯化鐵溶液的離子反應(yīng):Cu+ 2Fe3+=2Fe2+ +Cu2+
③.鈉鋁鐵與硫酸銅溶液的離子反應(yīng):
、、鈉與硫酸銅溶液的離子反應(yīng):2Na+2H2O=2Na+ +2OH-+H2 ↑;Cu2+ +2OH-=Cu(OH)2↓;
、ⅰX與硫酸銅溶液的離子反應(yīng):2Al+3Cu2+=2Al3+ +3Cu ;
ⅲ、鐵與硫酸銅溶液的離子反應(yīng):Fe+ Cu2+=Fe2+ +Cu。
3.了解氧化鈉、氧化鋁、氧化鐵、氧化銅等金屬氧化物分別與水、酸、堿等物質(zhì)反應(yīng)的情況
說(shuō)明1:氧化物的分類:二元化合物,其中一種元素是氧元素,并且氧元素呈負(fù)二價(jià)的化合物是氧化物。
說(shuō)明2:金屬氧化物分為酸性氧化物(Mn2O7 、CrO3)、堿性氧化物(Na2O 、Fe2O3 、FeO)、兩性氧化物(Al2O3 、ZnO)。
說(shuō)明3:堿性氧化物有三點(diǎn)共性:可溶于水的堿性氧化物溶于水生成堿;堿性氧化物與酸性氧化物反應(yīng)生成含氧酸鹽;堿性氧化物與酸反應(yīng)生成鹽和水。
(1)與水反應(yīng):氧化鋁、氧化鐵、氧化銅不溶于水,不和水反應(yīng),只有氧化鈉溶于水生成堿。
Na2O+H2O=2NaOH ;Na2O+H2O=2Na+ +2OH-
說(shuō)明1:過(guò)氧化鈉與水的反應(yīng):2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 ↑;2Na2O2+2H2O=4Na+ +4OH-+O2 ↑
說(shuō)明2:過(guò)氧化鈉的用途:①漂白織物、麥稈、羽毛(利用其強(qiáng)的氧化性);②用在呼吸面具中和潛水艇里作為氧氣的來(lái)源 。
(2)與強(qiáng)酸反應(yīng)生成鹽和水
(3)與強(qiáng)堿溶液反應(yīng):只有氧化鋁能溶于強(qiáng)堿溶液
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;Al2O3+2OH-=2AlO +H2O
(4)由氧化物制備單質(zhì):
、.電解熔融的氧化鋁得到鋁單質(zhì)和氧氣:2Al2O3 4Al +3 O2 ↑
、.一氧化碳還原三氧化二鐵得到鐵單質(zhì)和二氧化碳:3CO+Fe2O3 3CO2+2Fe
、.氫氣還原氧化銅得到銅和水:H2+CuO H2O+Cu
④.碳還原氧化銅得到銅和二氧化碳或一氧化碳:C+2CuO CO2 ↑+2Cu ;C+CuO CO↑ +Cu
4.了解氫氧化鋁、氫氧化鐵、氫氧化亞鐵的制備方法;了解氫氧化鋁的兩性;了解氫氧化鋁、氫氧化鐵的受熱分解
(1)堿的制備方法規(guī)律:可溶性鹽和可溶性堿反應(yīng)生成新鹽和新堿
①.氫氧化鋁的制備方法:
ⅰ、硫酸鋁溶液中加入過(guò)量的氨水然后過(guò)濾或者氨水中加入過(guò)量的硫酸鋁溶液然后過(guò)濾:
Al2(SO4)3+6NH3 ?H2O=2Al(OH)3 ↓+3(NH4)2SO4 ;Al3++3NH3 ?H2O=Al(OH)3 ↓+3NH
、、氫氧化鈉溶液中加入過(guò)量的硫酸鋁溶液,然后過(guò)濾(順序不能錯(cuò))
Al2(SO4)3+8NaOH=2NaAlO2+3Na2SO4+4H2O ;6NaAlO2+12H2O +Al2(SO4)3=8 Al(OH)3 ↓+3Na2SO4
Al3++4OH-= AlO +2H2O ; 3AlO +2H2O+ Al3+ = 4Al(OH)3 ↓
、、硫酸溶液中加入過(guò)量的偏鋁酸鈉溶液,然后過(guò)濾(順序不能錯(cuò))
4H2SO4+2NaAlO2=Na2SO4+Al2(SO4)3+4H2O;Al2(SO4)3+12H2O +6NaAlO2 =8 Al(OH)3 ↓+3Na2SO4
4H+ + AlO = Al3+ +2H2O ;Al3+ +2H2O+ 3AlO = 4Al(OH)3 ↓
、.氫氧化鐵的制備方法
ⅰ、硫酸鐵溶液中加入過(guò)量的氨水然后過(guò)濾或者氨水中加入過(guò)量的硫酸鐵溶液然后過(guò)濾:
Fe2(SO4)3+6NH3 ?H2O=2Fe(OH)3↓+3(NH4)2SO4 ;Fe3++3NH3 ?H2O=Fe(OH)3↓+3NH
、、硫酸鐵溶液中加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液然后過(guò)濾或者氫氧化鈉溶液中加入過(guò)量的硫酸鐵溶液然后過(guò)濾:
Fe2(SO4)3+6NaOH=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4 ;Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
ⅲ、硫酸鐵溶液中加入過(guò)量的碳酸氫鈉溶液然后過(guò)濾或者碳酸氫鈉溶液中加入過(guò)量的硫酸鐵溶液然后過(guò)濾
Fe2(SO4)3+6NaHCO3=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4 +6CO2 ↑;Fe3++3HCO =Fe(OH)3↓+3CO2 ↑
、、硫酸鐵溶液中加入過(guò)量的碳酸鈉溶液然后過(guò)濾或者碳酸鈉溶液中加入過(guò)量的硫酸鐵溶液然后過(guò)濾
Fe2(SO4)3+3Na2CO3 +3H2O=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4 +3CO2 ↑;2Fe3++3CO +3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2 ↑
、.氫氧化亞鐵的制備方法
、、.化學(xué)反應(yīng)原理:FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl ;Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
ⅱ、制備氫氧化亞鐵的關(guān)鍵:需要?jiǎng)?chuàng)造的條件——無(wú)Fe3+的環(huán)境;無(wú)O2的環(huán)境。可以采取的措施——排除溶液中的Fe3+ →加鐵粉;驅(qū)逐溶液中的溶解氧→加熱煮沸;避免與空氣接觸→反常規(guī)操作、油封、滴管的使用、試劑瓶裝滿等
(2)不溶性堿的共性熱不穩(wěn)定性:受熱分解生成對(duì)應(yīng)價(jià)態(tài)的氧化物和水
、 溲趸X的受熱分解生成氧化鋁和水:2Al(OH)3 Al2O3 +3H2O (白色不變)
、ⅰ溲趸F的受熱分解生成氧化鐵和水:2Fe(OH)3 Fe2O3 +3H2O (紅褐色變紅棕色)
、!溲趸~受熱分解生成氧化銅和水:Cu(OH)2 CuO +H2O (藍(lán)色變黑色)
(3).變價(jià)金屬的高價(jià)態(tài)的堿的氧化性:
、、氫氧化鐵與氫碘酸的反應(yīng):2Fe(OH)3 +6HI=2FeI2 +I2 +3H2O
、、新制備的氫氧化銅與含醛基的化合物的反應(yīng):2Cu(OH)2 +CH3CHO Cu2O↓+CH3COOH+2H2O
附:銀氨溶液(可溶性絡(luò)堿)與含醛基的化合物的反應(yīng):
2Ag(NH3)OH +CH3CHO 2Ag↓+CH3COONH4+3NH3 +H2O
(4).氫氧化鋁的兩性:電離方程式H+ +AlO +H2O Al(OH)3 Al3+ +3OH-
、、與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和水:
2Al(OH)3 +3H2SO4=Al2(SO4)3+6H2O ;Al(OH)3 +3H+=Al3++3H2O ;
、ⅰ⑴c氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水:
Al(OH)3 +NaOH=NaAlO2+2H2O ;Al(OH)3 +OH-=AlO +2H2O ;