1、高三化學(xué)總復(fù)習(xí)金屬及其化合物 編稿：高金彬責(zé)編：宋杰 考點掃描1常見金屬的活動順序。2鈉、鋁、鐵、銅等金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。3以I A族為例，掌握同一主族內(nèi)元素性質(zhì)遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。4合金的概念及其重要應(yīng)用。第一講 堿金屬元素 鈉知識點撥 一金屬的通性1位置：金屬元素位于周期表的左下角，最外層電子數(shù)大部分少于4個。2物理通性：大部分有延展性、金屬光澤，都有導(dǎo)熱導(dǎo)電性等。3化學(xué)性質(zhì)：易失電子，被氧化，金屬表現(xiàn)還原性。4鈉、鋁、鐵、銅單質(zhì)的重要性質(zhì) 鈉鋁鐵銅與非金屬單質(zhì)O24Na+O22Na2OO2+2Na Na2O24Al+3O2 2Al2O33Fe+2O2 Fe3O42C

2、u+O2 2CuOCl22Na+Cl2 2NaCl2Al+3Cl2 2AlCl32Fe+3Cl2 2FeCl3Cu+Cl2 CuCl2S2Na+S Na2S2Al+3S Al2S3Fe+S FeS2Cu+S Cu2SH2O2Na+2H2O=2NaOH+H22Al+6H2O 2Al(OH)3+3H23Fe+4H2O Fe3O4+4H2不反應(yīng)HCl溶液2Na+2HCl2NaCl+H22Al+6HCl2AlCl3+3H2Fe+2HClFeCl2+H2不反應(yīng)NaOH溶液與水反應(yīng)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2不反應(yīng)不反應(yīng)CuSO4溶液 2Na+2H2O+CuSO4Na2SO4+Cu(

3、OH)2+H2較復(fù)雜較復(fù)雜不反應(yīng)制備2NaCl 2Na+Cl22Al2O3 4Al+3O2Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2CuO+CO Cu+CO2二鈉及其化合物1鈉鈉的物理性質(zhì)狀態(tài)顏色硬度密度熔點導(dǎo)電、導(dǎo)熱性固體銀白色較小(比水大）較小(比水小）較低（用酒精燈加熱，很快熔化）是電和熱的良導(dǎo)體鈉的化學(xué)性質(zhì)鈉與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)A：與氧氣：4Na+O22Na2O(變暗)；O2+2Na Na2O2(燃燒生成淡黃色固體)B：與氯氣：2Na+Cl2 2NaCl；C：與S：2Na+S Na2S鈉與水的反應(yīng)（水中先滴入酚酞）2Na+2H2O=2NaOH+H2現(xiàn)象概述現(xiàn)象描述原因浮浮在水面鈉的密度比水小游

4、四處游動鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生氣體熔融化成銀白色小球鈉的熔點較低，且該反應(yīng)放出大量熱響發(fā)出咝咝的響聲鈉與水反應(yīng)劇烈紅溶液由無色變?yōu)榧t色生成了堿性物質(zhì)鈉與酸的反應(yīng)：2Na+2H+2Na+H2鈉與鹽溶液的反應(yīng)：2Na+2H2O+CuSO4Na2SO4+Cu(OH)2+H2；6Na+6H2O+2FeCl3 6NaCl+2Fe(OH)3+3H2Na可與某些有機(jī)物反應(yīng)： 2CH3COOH+2Na2CH3COONa+H2；2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2；2C6H5OH+2Na2C6H5ONa+H2；鈉的保存通常鈉保存在煤油中，原因是鈉極易與空氣中的O2、水蒸氣反應(yīng)；鈉不與煤油反應(yīng)；鈉的密度比

5、煤油大，沉于底部。注意：鈉保存在煤油中，而不能保存在汽油、CCl4中，因汽油易揮發(fā)，CCl4的密度比鈉的密度大，起不到隔離O2和H2O的作用。鈉的用途：冶煉金屬：TiCl4+4NaTi+4NaCl；鈉鉀合金，作原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑；在電光源上，用鈉制高壓鈉燈。2鈉的重要化合物Na2O、Na2O2和NaOH名稱和化學(xué)式氧化鈉（Na2O）過氧化鈉（Na2O2）氫氧化鈉（NaOH）顏色和狀態(tài)白色固體淡黃色固體無色固體類別堿性氧化物離子化合物過氧化物離子化合物堿離子化合物電子式Na+2-Na+Na+2-Na+Na+氧元素化合價-2-1-2化學(xué)鍵離子鍵離子鍵非極性鍵離子鍵極性鍵穩(wěn)定性不穩(wěn)定比Na2O穩(wěn)定穩(wěn)

6、定與水反應(yīng)Na2O+H2O2NaOH2Na2O2+2H2O4NaOH+O2不反應(yīng)與酸反應(yīng)Na2O+2HCl2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl4NaCl+O22H2ONaOH+HClNaCl+H2O與酸酐反應(yīng)Na2O+CO2Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O22NaOH+CO2Na2CO3+H2ONaOH+CO2NaHCO3與鹽溶液反應(yīng)Na2O+2NaHSO42Na2SO4+H2ONa2O+H2O+CuSO4Cu(OH)2+Na2SO42Na2O2+4NaHSO44Na2SO4+O2+2H2O2Na2O2+2H2O+2CuSO42Cu(OH)2+2Na2SO4+O2Na

7、OH+NaHSO4Na2SO4+H2O2NaOH+CuSO4Cu(OH)2+Na2SO4用途制氫氧化鈉漂白劑、供氧劑、氧化劑化工原料、制紙漿、肥皂知識拓展：Na2O2的強(qiáng)氧化性：能氧化SO2、FeCl2、H2S、Na2SO3、等，因強(qiáng)氧化性而使品紅溶液褪色。Na2CO3和NaHCO3名稱和化學(xué)式碳酸鈉（Na2CO3）碳酸氫鈉（NaHCO3）俗名純堿、蘇打小蘇打顏色和狀態(tài)白色粉末白色晶體水中溶解性易溶易溶（比Na2CO3溶解度小）熱穩(wěn)定性穩(wěn)定不穩(wěn)定：2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O與酸反應(yīng)CO32+H+HCO3HCO3+H+H2O+CO2HCO3+H+CO2+H2O與某些堿反應(yīng)Ba(O

8、H)2+Na2CO3BaCO3+2NaOHNaHCO3+Ca(OH)2CaCO3+NaOH+H2O2NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3+Na2CO3+2H2O與某些鹽反應(yīng)BaCl2+Na2CO3BaCO3+2NaClNaHCO3+NaHSO4Na2SO4+H2O+CO2與CO2反應(yīng)Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3不反應(yīng)相互轉(zhuǎn)化Na2CO3 NaHCO3制法NaOH+CO2NaHCO32NaHCO32Na2CO3+H2O+CO2NaOH+CO2NaHCO3鑒別加酸產(chǎn)生CO2加熱難分解加酸產(chǎn)生CO2較Na2CO3快加熱分解出CO2用途制玻璃、肥皂、造紙、紡織發(fā)酵粉、治胃酸過多知識拓展

9、：鈉在露置于空氣中的變化過程：NaNa2ONaOHNaOH(aq) Na2CO3·10H2ONa2CO3銀白色變暗白色固體溶液白色塊狀白色粉末碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)：若將鹽酸逐滴緩慢滴加到碳酸鈉溶液中：H+CO32=HCO3；HCO3+H+=H2O+CO2。現(xiàn)象：開始無氣體生成，滴加到一定量后出現(xiàn)氣體。若將碳酸鈉逐滴緩慢滴加到鹽酸中：2H+CO32H2O+CO2。現(xiàn)象：立即出現(xiàn)氣泡。（常用來相互鑒別）鈉及其化合物間的相互轉(zhuǎn)化3堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)及其遞變規(guī)律名稱和符號鋰（Li）鈉（Na）鉀（K）銣（Rb）銫（Cs） 原子序數(shù)311193755結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖電子式Li·

10、;Na·K·Rb·Cs·主要化合價+1+1+1+1+1相同點最外層電子數(shù)相同，都是1個電子不同點原子核外電子層數(shù)不同，依次增多原子半徑依次遞增離子半徑依次遞增金屬活動性依次遞增質(zhì)還原性依次遞增陽離子氧化性依次遞減物理性質(zhì)顏色和狀態(tài)銀白色固體密度0534g/cm30.97g/cm30.86g/cm31.523g/cm31.879g/cm3熔點依次遞減沸點依次遞減化學(xué)性質(zhì)跟氧氣反應(yīng)4Li+O22Li2O4Na+O22Na2O2Na+O2Na2O22K+O2K2O2K+O2KO2Rb+O2RbO2Cs+O2CsO2跟鹵素反應(yīng)2M+X22MX（M、X2分別表示堿

11、金屬、鹵素）跟硫反應(yīng)2M+SM2S與水反應(yīng)2M+2H2O2MOH+H2 反應(yīng)劇烈程度：LiNaKRbCs與酸反應(yīng)2M+2H+2M+H2與鹽溶液反應(yīng)（CuSO4）制法2MCl2M+Cl2（K：Na+KClK+NaCl）知識拓展：堿金屬的特殊性：Na、K需保存于煤油中，但Li的密度比煤油小，所以Li必須保存在密度更小的石蠟中或密封于石蠟中。堿金屬中，從LiCs，密度呈增大的趨勢，但(K) <(Na)試劑瓶中的藥品取出后，一般不能放回原瓶，但金屬Na、K等除外。堿金屬的知識網(wǎng)絡(luò) 例1 已知相對原子質(zhì)量：6.9，23，39，85。今有某堿金屬M(fèi)及其氧化物組成的混合物10.8 g，加足量水充分反應(yīng)

12、后，溶液經(jīng)蒸發(fā)和干燥得固體16 g，據(jù)此可確定堿金屬M(fèi)是 A、 B、 C、 D、解析 設(shè)M的相對原子質(zhì)量為A，當(dāng)設(shè)混合物全是堿金屬或全是堿金屬氧化物時有如下關(guān)系： 10.8 g10.8×(A17)/Ag 10.8 g10.8×2(A17)/(2A16)g但實際上該混合物中堿金屬及其氧化物都存在，則可建立不等式：。解得：35.3A10.7，從堿金屬的相對原子質(zhì)量可知該堿金屬只能是鈉。答案 B例2 為了測定某種堿金屬的相對原子質(zhì)量，有人設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。該裝置(包括足量的水)的總質(zhì)量為。將質(zhì)量為的某堿金屬單質(zhì)放入水中，立即塞緊瓶塞，完全反應(yīng)后再稱量此裝置的總質(zhì)量為。（1

13、）列出計算該堿金屬相對原子質(zhì)量的數(shù)學(xué)表達(dá)式；（2）無水氯化鈣的作用是什么？如果不用，測定的堿金屬相對原子質(zhì)量比實際值偏大還是偏小？說明理由。解析 解得。（2）無水氯化鈣吸收水蒸氣。若不用，則使測定值較實際值偏小。討論上述表達(dá)式，不難知道，若裝置內(nèi)的水蒸氣外逸(反應(yīng)放熱，更容易使產(chǎn)生的水蒸氣被帶走)，則值減少，值增大，分式的分母增大，分?jǐn)?shù)值即減小。例4 堿金屬(如鋰、鈉、鉀、銣等)溶于汞中形成良好的還原劑“汞齊”。取某種堿金屬的汞齊7g，與足量水作用得到0.2g氫氣，并得到密度為的溶液1，則溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能是 A、 B、 C、 D、解析 汞不能與水反應(yīng)，堿金屬(M)與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為

14、：。設(shè)M質(zhì)量為，相對原子質(zhì)量為，則，故。相對原子質(zhì)量小于35的堿金屬只有和，所以本題中堿金屬可能為和。答案 A、B 第二講 鎂鋁1.掌握鎂、鋁性質(zhì)、用途及其冶煉方法；2.掌握MgO、Al2O3、Mg(OH)2、Al(OH)3、Al3+鹽、AlO2鹽的性質(zhì)；3.熟練應(yīng)用鎂、鋁及其化合物的性質(zhì)來解決相關(guān)圖像、推斷等問題。1鎂與鋁原子結(jié)構(gòu)及物理性質(zhì) 鎂鋁在周期表中位置第3周期 第A族第3周期 第A族原子結(jié)構(gòu)示意圖色態(tài)較低較低但大于鎂熔點較小較小但大于鎂密度較小較小但大于鎂硬度較小較小但大于鎂鎂鋁的化學(xué)性質(zhì)項目MgAl與非金屬反應(yīng)O2方程式2Mg+O22MgO4Al+3O22Al2O3現(xiàn)象劇烈反應(yīng)、耀

15、眼白光、放出大量熱SMg+SMgS2Al+3SAl2S3N23Mg+N2Mg3N2與H2O方程式Mg+2H2OMg(OH)2+H22Al+6H2O2Al(OH)3+3H2現(xiàn)象冷水慢，沸水快一般不反應(yīng)，只有氧化膜被破壞后反應(yīng)與酸反應(yīng)Mg+2H+=Mg2+H22Al+6H+2Al3+3H2(常溫下，在濃H2SO4、濃HNO3中鈍化)與NaOH溶液2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2與某些氧化物2Mg+CO22MgO+C2Al+Fe2O32Fe+Al2O3主要用途鎂合金汽車、飛機(jī)制造、照明彈等鋁合金汽車、船舶、飛機(jī)制造、防銹油漆、導(dǎo)線、電纜等工業(yè)制備MgCl2 Mg+Cl22Al2O3

16、 4Al+3O22鎂和鋁氧化物的對比氧化物MgOAl2O3屬類堿性氧化物兩性氧化物色態(tài)白色粉末、熔點高白色粉末、熔點高化學(xué)性質(zhì)H2OMgO+H2OMg(OH)2(反應(yīng)緩慢進(jìn)行)不溶解也不反應(yīng)酸液MgO+2H+Mg2+H2OAl2O3+6H+ 2Al3+3H2ONaOH溶液不溶解也不反應(yīng)Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O重要用途制造耐火、耐高溫材料制造耐火、耐高溫器材，冶煉鋁3鎂和鋁的氫氧化物氫氧化物Mg(OH)2Al(OH)3屬類堿兩性氫氧化物色態(tài)白色固體白色固體溶解性難溶難溶電離方程式Mg(OH)2Mg2+2OHH2O+AlO2+H+Al(OH)3Al3+3OH與HCl等酸溶液Mg

17、(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O(可溶于NH4Cl等強(qiáng)酸弱堿鹽)Al(OH)3+3HCl = AlCl3+3H2O與NaOH溶液不反應(yīng)Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O熱不穩(wěn)定性Mg(OH)2 MgO+H2O2Al(OH)3Al2O3+3H2O實驗室制法可溶性鎂鹽加NaOH溶液 Mg2+2OH- Mg(OH)2可溶性鋁鹽加氨水Al3+3NH3·H2OAl(OH)3+3NH+4 4鋁及其化合物間相互轉(zhuǎn)化、鋁三角及相關(guān)圖象 實驗操作實驗現(xiàn)象圖象離子方程式向可溶性鋁鹽溶液中滴加NaOH溶液至過量先生成沉淀又溶解Al3+3OH-Al(OH)3；Al(OH)3OH-Al

18、O2-2H2O 向可溶性鋁鹽溶液中滴加稀氨水至過量出現(xiàn)白色沉淀Al3+3NH3·H2OAl(OH)3+3NH4向NaOH溶液中滴加可溶性鋁鹽溶液至過量開始無明顯變化，一段時間后出現(xiàn)沉淀Al3+4OH-=AlO2-+2H2O；3AlO2-+Al3+6H2O4Al(OH)3 向可溶性偏鋁酸鹽溶液中滴加鹽酸至過量先沉淀又溶解H+AlO2-+H2O = Al(OH)3；Al(OH)3 +3H+=Al3+3H2O 向可溶性偏鋁酸鹽溶液中逐漸通入CO2氣體至過量先無明顯變化，后出現(xiàn)沉淀AlO-2+2H2O+CO2(過量) =Al(OH)3+HCO-32AlO2-+3H2O+CO2(少量) =Al

19、(OH)3+CO2-3 向鹽酸中滴加可溶性偏鋁酸鹽溶液至過量出現(xiàn)白色沉淀4 H+AlO2-=Al3+2H2O；3AlO2-+Al3+6H2O4Al(OH)3 知識拓展：Al(OH3)的兩性：H2O+AlO2+H+Al(OH)3Al3+3OH酸式電離 堿式電離當(dāng)向Al(OH)3中加入酸溶液，平衡向堿式電離方向移動，使Al(OH)3溶解。當(dāng)向Al(OH)3中加入強(qiáng)堿溶液時，平衡向酸式電離方向移動，使Al(OH)3溶解。鋁熱反應(yīng)及應(yīng)用：2Al + Fe2O32Fe + Al2O3 ；4Al + 3MnO23Mn + 2Al2O3 Cr2O3+2Al 2Cr + Al2O3；3Co3O4+8Al 9C

20、o + 4Al2O3 鋁熱劑鋁粉和金屬氧化物；助燃劑KClO3；引燃劑鎂條。鋁熱反應(yīng)應(yīng)用：焊接鋼軌，冶煉熔點較高的金屬如：釩、鉻、錳等。鋁熱反應(yīng)反應(yīng)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，發(fā)出耀眼的白光，紙漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng)，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。結(jié)論：鋁也是還原劑，在一定的條件下與某些金屬氧化物反應(yīng)，把其中的金屬還原成單質(zhì)。所以一些活潑的金屬也可作還原劑。既能與強(qiáng)酸又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的物質(zhì)：金屬單質(zhì)：Al；兩性氧化物：Al2O3；兩性氫氧化物Al(OH)3；弱酸的酸式鹽：NaHCO3、NH4HCO3等；弱酸銨鹽：(NH4)2CO3、(NH4)2S等。練習(xí)【例1】下列敘述正確的是 （ CD ）A鋁制槽車可用來貯運(yùn)濃硫酸、濃硝酸是因為常溫下鋁和濃硫酸、濃硝酸不反應(yīng)。B兩份相同質(zhì)量的鋁粉，分別與足量的稀硫酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣前者多。C合金的熔點一般比組成它