2016届高考化学复习指导-- 金属及其化合物

第一节  金属的化学性质

一、钠 Na

1、单质钠的物理性质：钠质软、银白色、熔点低、密度比水的小但比煤油的大。

2、单质钠的化学性质：

①钠与O2反应

常温下：4Na + O2＝2Na2O （新切开的钠放在空气中容易变暗）

加热时：2Na + O2＝＝Na2O2 （钠先熔化后燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体Na2O2。）

Na2O2中氧元素为－1价，Na2O2既有氧化性又有还原性。

2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑

2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2

Na2O2是呼吸面具、潜水艇的供氧剂，Na2O2具有强氧化性能漂白。

②钠与H2O反应

2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑

离子方程式：2Na＋＋2H2O＝2Na＋＋2OH－＋H2↑（注意配平）

实验现象：“浮——钠密度比水小；游——生成氢气；响——反应剧烈；

熔——钠熔点低；红——生成的NaOH遇酚酞变红”。

③钠与盐溶液反应

如钠与CuSO4溶液反应，应该先是钠与H2O反应生成NaOH与H2，再和CuSO4溶液反应，

有关化学方程式：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑     CuSO4＋2NaOH＝Cu(OH)2↓＋Na2SO4

总的方程式：2Na＋2H2O＋CuSO4＝Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑

实验现象：有蓝色沉淀生成，有气泡放出

K、Ca、Na三种单质与盐溶液反应时，先与水反应生成相应的碱，碱再和盐溶液反应

④钠与酸反应：2Na＋2HCl＝2NaCl＋H2↑（反应剧烈）

离子方程式：2Na＋2H＋＝2Na＋＋H2↑

3、钠的存在：以化合态存在。

4、钠的保存：保存在煤油或石蜡中。金属钠着火用沙子盖灭

5、钠在空气中的变化过程： Na－→Na2O―→NaOH―→Na2CO3― Na2CO3·10H2O（结晶）－→Na2CO3（风化），最终得到是一种白色粉末。一小块钠置露在空气中的现象：银白色的钠很快变暗（生成Na2O），跟着变成白色固体(NaOH)，然后在固体表面出现小液滴（NaOH易潮解），最终变成白色粉未（最终产物是Na2CO3）。

二、铝 Al

1、单质铝的物理性质：银白色金属、密度小（属轻金属）、硬度小、熔沸点低。

2、单质铝的化学性质

①铝与O2反应：常温下铝能与O2反应生成致密氧化膜，保护内层金属。

加热条件下铝能与O2反应生成氧化铝：4Al＋3O2＝2Al2O3

②常温下Al既能与强酸反应，又能与强碱溶液反应，均有H2生成，也能与不活泼的金属盐溶液反应：

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：铝制餐具不能用来长时间存放酸性、碱性和咸的食品。

③铝与某些金属氧化物的反应（如V、Cr、Mn、Fe的氧化物）叫铝热反应

Fe2O3＋2Al ＝2Fe＋Al2O3，Al 和 Fe2O3的混合物叫做铝热剂。利用铝热反应焊接钢轨。

三、铁

1、单质铁的物理性质：铁片是银白色的，铁粉呈黑色，纯铁不易生锈，但生铁（含碳杂质的铁）在潮湿的空气中易生锈。（原因：形成了铁碳原电池。铁锈的主要成分是Fe2O3）。

2、单质铁的化学性质：

①铁与氧气反应：3Fe＋2O2＝Fe3O4（现象：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的固体）

②与非氧化性酸反应：Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑    Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑

常温下铝、铁遇浓硫酸或浓硝酸钝化。加热能反应但无氢气放出。

③与盐溶液反应： Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu   （ Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu ）

④与水蒸气反应：（加热）3Fe＋4H2O(g)＝Fe3O4＋4H2

第二节  几种重要的金属化合物

一、氧化物

1、Al2O3的性质：氧化铝是一种白色难溶物，其熔点很高，可用来制造耐火材料如坩锅、耐火管、耐高温的实验仪器等。MgO也是一种优良的耐火材料。

Al2O3是两性氧化物：既能与强酸反应，又能与强碱反应：

Al2O3+ 6HCl ＝ 2AlCl3 + 3H2O         （ Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O ）

Al2O3+ 2NaOH == 2NaAlO2 +H2O      （ Al2O3＋2OH－＝2AlO2－＋H2O ）

2、铁的氧化物的性质：FeO、Fe2O3都为碱性氧化物，能与强酸反应生成盐和水。

FeO＋2HCl =FeCl2 +H2O

Fe2O3＋6HCl＝2FeCl3＋3H2O

Fe3O4俗称磁性氧化铁，也能和强酸反应生成相应价态的两种盐和水。

【思考】：如何除去Fe2O3中的Al2O3?  如何除去SiO2中的Al2O3？

二、氢氧化物

1、氢氧化铝 Al(OH)3

①Al(OH)3是两性氢氧化物，在常温下它既能与强酸，又能与强碱反应：

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受热易分解成Al2O3：2Al(OH)3＝＝Al2O3＋3H2O（规律：不溶性碱受热均会分解）

③Al(OH)3的制备：实验室用可溶性铝盐和氨水反应来制备Al(OH)3

Al2(SO4)3＋6NH3·H2O＝2 Al(OH)3↓＋3(NH4)2SO4

（ Al3＋＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NH4＋ ）

因为强碱(如NaOH)易与Al(OH)3反应，所以实验室不用强碱制备Al(OH)3，而用氨水。

2、铁的氢氧化物：氢氧化亚铁Fe(OH)2（白色）和氢氧化铁Fe(OH)3（红褐色）

①都能与酸反应生成盐和水

Fe(OH)2＋2HCl＝FeCl2＋2H2O       （Fe(OH)2＋2H＋＝Fe2＋＋2H2O）

Fe(OH)3＋6HCl＝2FeCl3＋3H2O      （Fe(OH)3＋3H＋＝2Fe3＋＋3H2O）

②Fe(OH)2可以被空气中的氧气氧化成Fe(OH)3

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3（现象：白色沉淀→灰绿色→红褐色）

③Fe(OH)3受热易分解生成Fe2O3：

2Fe(OH)3＝＝Fe2O3＋3H2O

3、氢氧化钠NaOH：俗称烧碱、火碱、苛性钠，易潮解，有强腐蚀性，具有碱的通性。

三、盐

1、铁盐（铁为+3价）、亚铁盐（铁为+2价）的性质：

①铁盐（铁为+3价）具有氧化性，可以被还原剂（如铁、铜等）还原成亚铁盐：

2FeCl3＋Fe＝3FeCl2        （2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋ ）  (价态归中规律)

2FeCl3＋Cu＝2FeCl2＋CuCl2    （2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋ ）（制印刷电路板的反应原理）

亚铁盐（铁为+2价）具有还原性，能被氧化剂（如氯气、氧气、硝酸等）氧化成铁盐

2FeCl2＋Cl2＝2FeCl3      （2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－ ）

②Fe3＋离子的检验： a.加入KSCN(硫氰化钾)溶液变红色；b.加入NaOH溶液反应生成红褐色沉淀[Fe(OH)3]。

Fe2+离子的检验：a.能使酸性高锰酸钾紫色褪去；b.先在溶液中加入KSCN溶液，不变色，再加入氯水，溶液变红色；c.加入NaOH溶液反应先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色沉淀，最后变成红褐色沉淀。

2、钠盐：Na2CO3与NaHCO3的性质比较

Na2CO3

NaHCO3

俗称

纯碱、苏打

小苏打

水溶性比较

Na2CO3 > NaHCO3

溶液酸碱性

碱性

碱性

与酸反应剧烈程度

较慢（二步反应）

较快（一步反应）

与酸反应

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

CO32－+2H+=CO2↑+H2O

NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑

HCO3－+H+=H2O+CO2↑

热稳定性

加热不分解

加热分解

2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑

与CO2反应

Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3

不反应

与NaOH溶液反应

不反应（不能发生离子交换）

NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O

HCO3－+OH－=H2O+CO32－

与Ca(OH)2溶液反应

Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH

Ca2++CO32－=CaCO3↓

也能反应生成CaCO3沉淀

与CaCl2溶液反应

有CaCO3沉淀

不反应

用途

洗涤剂，玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业

发酵粉、灭火剂、治疗胃酸过多（有胃溃疡时不能用）

相互转化

Na2CO3                  NaHCO3

四、焰色反应

重要元素的焰色：钠元素黄色、 钾元素紫色（透过蓝色的钴玻璃观察，以排除钠的焰色的干扰）

焰色反应属物理变化。与元素存在状态（单质、化合物）、物质的聚集状态（气、液、固）等无关，只有少数金属元素有焰色反应。

第三节  用途广泛的金属材料

1、合金的概念：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、合金的特性：合金与各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学或机械的性能。

①合金的硬度一般比它的各成分金属的大

②合金的熔点一般比它的各成分金属的低