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人教版高一化学必修一金属及其化合物知识点总结

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第三章 金属及其化合物 第一节 金属的化学性质

一、钠及其化合物 (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。) 钠在空气中的变化过程:Na―→Na2O―→NaOH―→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)。 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:钠浮在水面上,熔成小球,在水面上游动,有哧哧的声音,最后消失,在反应后的溶液中滴加酚酞,溶液变红。“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:钠熔成小球,在液面上四处游动,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。

通电 5、工业制钠:电解熔融的NaCl:2NaCl(熔融) 2Na + Cl2↑

6、钠的用途:① 在熔融的条件下钠可以制取一些金属,如钛、锆、铌、钽等;

② 钠钾合金是快中子反应堆的热交换剂;

③ 钠蒸气可作高压钠灯,发出黄光,射程远,透雾能力强。

(二)氧化钠和过氧化钠

1、Na2O Na2O + H2O == 2NaOH,

白色固体,是碱性氧化物,具有碱性氧化物的通性: Na2O + CO2 == Na2CO3,

Na2O + 2HCl == 2NaCl + H2O .

另外:加热时,2Na2O + O2 == 2Na2O2

2、Na2O2:淡黄色固体是复杂氧化物,易与水和二氧化碳反应。

2Na2O2 + 2H2O == 4NaOH + O2 ;2Na2O2 + 2CO2 == 2Na2CO3 + O2 (作供氧剂)。 因此Na2O2常做生氧剂,同时,Na2O2还具有强氧化性,有漂白作用。如实验:Na2O2

和水反应后的溶液中滴加酚酞,变红后又褪色。 (三)钠盐:Na2CO3与NaHCO3的性质比较 俗称 水溶性比较 溶液酸碱性 与酸反应剧烈程度 Na2CO3 纯碱、苏打 Na2CO3 > NaHCO3 碱性 较慢(二步反应) 碱性 较快(一步反应) NaHCO3+HCl=NaCl+与酸反应 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ CO32+2H+=CO2↑+H2O -NaHCO3 小苏打 H2O+CO2↑ HCO3-+H+=H2O+CO2↑ 加热分解 热稳定性 加热不分解 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑ 与CO2反应 Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 不反应 NaHCO3+NaOH=Na2与NaOH溶液反应 不反应(不能发生离子交换) CO3+H2O HCO3+OH--=H2O+CO32 -与Ca(OH)2溶液反应 与CaCl2、溶液反应 Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH Ca2++CO32=CaCO3↓ -也能反应生成CaCO3沉淀 不反应 发酵粉、灭火剂、治有CaCO3沉淀 洗涤剂,玻璃、肥皂、造纸、纺织等用途 工业 疗胃酸过多(有胃溃疡时不能用) Na2CO3溶液能吸收CO2转化为NaHCO3 相互转化 Na2CO3 + H2O + CO2 == 2 NaHCO3 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O ★注意几个实验的问题:

1、向饱和的Na2CO3溶液中通足量的CO2有晶体NaHCO3析出。

2、Na2CO3溶液与稀HCl的反应①:向Na2CO3溶液中滴加稀HCl,先无气体,后有气体,如果n(HCl)小于n(Na2CO3)时反应无气体放出。发生的反应:先Na2CO3 + HCl == NaCl + NaHCO3,

后NaHCO3 + HCl == NaCl + H2O +CO2 ↑

② 向稀HCl中滴加Na2CO3溶液,先有气体,反应是:Na2CO3 + 2HCl == 2NaCl + H2O + CO2↑

如果用2mol的Na2CO3和2.4mol的稀HCl反应,采用①方法放出CO2是0.4mol;采用方法放出CO2为1.2mol。希望同学们在解题时要留意。

3、Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的鉴别:取两种试液少量,分别滴加CaCl2或BaCl2溶液,有白色沉

淀的原取溶液为Na2CO3,另一无明显现象的原取溶液为NaHCO3 4、侯氏制碱法

反应式:NaCl + NH3 + CO2 + H2O == NaHCO3 + NH4Cl.

注意:在生产中应先在饱和的NaCl溶液中先通入NH3,后通入CO2,NaHCO3晶体析出

过滤,在滤液中加入NaCl细末和通NH3析出NH4Cl晶体为副产品。NH4Cl晶体析出后的母液进行循环试用,提高原料的利用率。

(四)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。

二、铝及其化合物 (一)铝的性质

1、物理性质:银白色金属,质较软,但比镁要硬,熔点比镁高。有良好的导电、导热性和延展性。

2、化学性质:铝是较活泼的金属。

① 通常与氧气易反应,生成致密的氧化物起保护作用。4Al + 3O2 == 2Al2O3。同时也容易与Cl2、S等非金属单质反应。

② 与酸反应:强氧化性酸,如浓硫酸和浓硝酸在常温下,使铝发生钝化现象;加热时,能反应,但无氢气放出;非强氧化性酸反应时放出氢气。( 2Al+6H=2Al3+3H2↑ )

③ 与强碱溶液反应:2Al + 2NaOH + 2H2O == 2NaAlO2 + 3H2↑( 2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2↑ )

④ 与某些盐溶液反应:如能置换出CuSO4、AgNO3等溶液中的金属。

⑤ 铝热反应:铝与某些金属氧化物的反应(如V、Cr、Mn、Fe的氧化物)叫做铝热反应 2Al + Fe2O3 接钢轨。

(二)氧化铝(Al2O3)

白色固体,熔点高(2054℃),沸点2980℃,常作为耐火材料;是两性氧化物。我们常见到的宝石的主要成分是氧化铝。有各种不同颜色的原因是在宝石中含有一些金属氧化物的表现。如红宝石因含有少量的铬元素而显红色,蓝宝石因含有少量的铁和钛元素而显蓝色。工业生产中的矿石刚玉主要成分是α-氧化铝,硬度仅次于金刚石,用途广泛。 两性氧化物:既能与强酸反应又能与强碱反应生成盐和水的氧化物。 Al2O3 + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2O ,Al2O3 + 2NaOH == 2NaAlO2 + H2O 。

Al2O3是工业冶炼铝的原料,由于氧化铝的熔点高,电解时,难熔化,因此铝的冶炼直到1886年美国科学家霍尔发现在氧化铝中加入冰晶石(Na3AlF6 ),使氧化铝的熔点降至1000度左右,

通电铝的冶炼才快速发展起来,铝及其合金才被广泛的应用。2Al2O3 4Al + 3O2↑。

高温 Al2O3 + 2Fe。Al 和 Fe2O3的混合物叫做铝热剂。利用铝热反应焊

(三)氢氧化铝(Al(OH)3)

白色难溶于水的胶状沉淀,是两性氢氧化物。加热易分解。 两性氢氧化物:既能与强酸又能与强碱反应生成盐和水的氢氧化物。 Al(OH)3 + 3HCl == AlCl3 + 3H2O, Al(OH)3 + NaOH == NaAlO2 + 2H2O.

2Al(OH)3 △ Al2O3 +3 H2O

(四)铝的冶炼

铝是地壳中含量最多的金属元素,自然界中主要是以氧化铝的形式存在。工业生产的流程:铝土矿(主要成分是氧化铝)→用氢氧化钠溶解过滤→向滤液中通入二氧化碳酸化,过滤→氢氧化铝→氧化铝→铝。

主要反应:Al2O3 + 2NaOH == 2NaAlO2 + H2O ,CO2 + 3H2O + 2NaAlO2 == 2Al(OH)3↓+ Na2CO3 ,2Al(OH)3

△ Al2O3 +3 H2O ,2Al2O3

通电 4Al + 3O2↑。

(五)铝的用途:铝有良好的导电、导热性和延展性,主要用于导线、炊具等,铝的最大用途是制合金,铝合金强度高,密度小,易成型,有较好的耐腐蚀性。迅速风靡建筑业。也是飞机制造业的主要原料。

(六)明矾的净水:化学式:KAl(SO4)2·12H2O,它在水中能电离:KAl(SO4)2 == K+ + Al3+ + 2SO42-。铝离子与水反应,生成氢氧化铝胶体,具有很强的吸附能力,吸附水中的悬浮物,使之沉降已达净水目的。Al3+ + 3H2O == Al(OH)3 (胶体)+ 3H+ 。 知识整理:

①(Al(OH)3)的制备:在氯化铝溶液中加足量氨水。AlCl3 + 3NH3·H2O == Al(OH)3↓+ 3NH4Cl 。

② 实验:A、向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液,现象是先有沉淀,后溶解。

反应式:先Al3+ + 3OH- == Al(OH)3↓, 后Al3+ + 4OH- == AlO2- + 2H2O。 B、向氢氧化钠溶液中滴加氯化铝溶液,现象是开始无沉淀,后来有沉淀,且不

溶解。

反应式:先Al3+ + 4OH- == AlO2- + 2H2O,后Al3+ + 3AlO2- + 6H2O == 4Al(OH)3↓。

③ 实验:向偏铝酸钠溶液中通二氧化碳,有沉淀出现。CO2 + 3H2O + 2NaAlO2 == 2Al(OH)3↓+ Na2CO3。

④ 将氯化铝溶液和偏铝酸钠溶液混和有沉淀出现。 Al3+ + 3AlO2- + 6H2O == 4Al(OH)3↓。 ⑤ 实验:A、向偏铝酸钠溶液中滴加稀盐酸,先有沉定,后溶解。

人教版高一化学必修一金属及其化合物知识点总结

第三章金属及其化合物第一节金属的化学性质一、钠及其化合物(一)钠Na1、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
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