1、第三章金屬及其化合物第一節(jié)金屬的化學(xué)性質(zhì)一、鈉及其化合物（一）鈉 Na1、單質(zhì)鈉的物理性質(zhì)：鈉質(zhì)軟、銀白色、熔點(diǎn)低、密度比水的小但比煤油的大。2、單質(zhì)鈉的化學(xué)性質(zhì)：鈉與。2反應(yīng)常溫下：4Na +。2= 2Na2O （新切開的鈉放在空氣中容易變暗）力口熱時(shí)：2Na + O2 = = Na2O2 （鈉先熔化后燃燒，發(fā)出黃色火焰，生成淡黃色固體 Na2O2。） 鈉在空氣中的變化過(guò)程： Na-> Na2O-> NaOH-> Na2CO3 -10士0（結(jié)晶）一-> Na2CO3（風(fēng)化），最終得到是一種白色粉末。 一小塊鈉置露在空氣中的現(xiàn)象：銀白色的鈉很快變暗（生成Na?。），跟著

2、變成白色固體（NaOH）,然后在固體表面出現(xiàn)小液滴（ NaOH易潮 解），最終變成白色粉未（最終產(chǎn)物是Na2CO3）。鈉與H2O反應(yīng)2Na+ 2H2。= 2NaOH + H2 T離子方程式：2Na + 2H2。= 2Na + 2OH + H2 f （注意配平）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：鈉浮在水面上，熔成小球，在水面上游動(dòng)，有哧哧的聲首，最后消失，在反應(yīng)后的溶液中滴加酚Mt,溶液變紅。“浮 鈉密度比水小；游 生成氫氣；響 反應(yīng)劇烈；熔一一鈉熔點(diǎn)低；紅 一一生成的NaOH遇酚配變紅”。鈉與鹽溶液反應(yīng)如鈉與CuSO4溶液反應(yīng)，應(yīng)該先是鈉與H2O反應(yīng)生成NaOH與H2,再和CuSO4溶液反應(yīng)，有關(guān)化學(xué)方程式：2Na+

3、2H2O= 2NaOH+H2TCuSO4 + 2NaOH = Cu（OH）2Na2SO4總的方程式：2Na + 2H2O + CuSO4= Cu（OH） 2 Na2SO4 + H2 T實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：鈉熔成小球，在液面上四處游動(dòng)，有藍(lán)色沉淀生成，有氣泡放出K、Ca、Na三種單質(zhì)與鹽溶液反應(yīng)時(shí)，先與水反應(yīng)生成相應(yīng)的堿，堿再和鹽溶液反應(yīng) 鈉與酸反應(yīng)：2Na + 2HCl =2NaCl + H2T （反應(yīng)劇烈）離子方程式：2Na+2H+ = 2Na+ H2T3、鈉的存在：以化合態(tài)存在。4、鈉的保存：保存在煤油或石蠟中。一一 通電5、工業(yè)制鈉：電解熔融的 NaCl： 2NaCl（熔融） 2Na + Cl 2

4、 T6、鈉的用途： 在熔融的條件下鈉可以制取一些金屬，如鈦、錯(cuò)、鋁、鋰等；鈉鉀合金是快中子反應(yīng)堆的熱交換劑； 鈉蒸氣可作高壓鈉燈，發(fā)出黃光，射程遠(yuǎn)，透霧能力強(qiáng)。（二）氧化鈉和過(guò)氧化鈉1、Na2ONa2O + H2O = 2NaOH,白色固體，是堿性氧化物，具有堿性氧化物的通性：N Na2O+CO2 = Na2CO3，Na2O + 2HCl = 2NaCl + H 2O .I另外：加熱時(shí)，2Na2O + O2 = 2Na2O22、Na2O2：淡黃色固體是復(fù)雜氧化物，易與水和二氧化碳反應(yīng)。2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O 2 ； 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 +

5、 O2 （作供氧齊ij）。因此Na2O2常做生氧劑，同時(shí)，Na2O2還具有強(qiáng)氧化性，有漂白作用。如實(shí)驗(yàn)：Na2O2和水反應(yīng)后的溶液中滴加酚Mt,變紅后又褪色。（三）鈉鹽：Na2CO3與NaHCO 3的性質(zhì)比較Na2CO3NaHCO3俗稱純堿、蘇打小蘇打水溶性比較Na2CO3 > NaHCO 3溶液酸堿性堿性堿性與酸反應(yīng)劇烈程度較慢（二步反應(yīng)）較快（一步反應(yīng)）與酸反應(yīng)Na2CO3+2HCl=2NaCl+H 2O+CO2 TCO32 +2H+=CO2 T +HONaHCO 3+HCl=NaCl+H2O+CO2T一HCO3+H+=H2O+CO 2 T熱穩(wěn)定性加熱不分解加熱分解2NaHCO3=N

6、a2CO3+H2O+CO2T與CO2反應(yīng)Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO 3不反應(yīng)與NaOH溶液反應(yīng)不反應(yīng)(不能發(fā)生窗子交換)NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O一 一HCO3 +OH= H2O+CO32與Ca(OH) 2溶液反應(yīng)Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3 J +2NaOHCa2+CO32 =CaCO3 J也能反應(yīng)生成CaCO3沉淀與CaCl2、溶液反應(yīng)有CaCO3沉淀不反應(yīng)用途洗滌劑，玻璃、肥皂、造紙、紡織等工業(yè)發(fā)酵粉、滅火劑、治 療胃酸過(guò)多(有胃潰 瘍時(shí)不能用)相互轉(zhuǎn)化Na2CO3溶液能吸收CO2轉(zhuǎn)化為NaHCO 3Na2CO3 + H2O + CO2 =

7、2 NaHCO 3NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O注意幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的問題：1、向飽和的Na2CO3溶液中通足量的 CO2有晶體NaHCO3析出。2、Na2CO3溶液與稀HCl的反應(yīng) 晌Na2CO3溶液中滴加稀 HCl ,先無(wú)氣體，后有氣體，如果n(HCl)小于n(Na2CO3)時(shí)反應(yīng)無(wú)氣體放出。發(fā)生的反應(yīng)：先Na2CO3 + HCl = NaCl +NaHCO 3,后 NaHCO 3 + HCl = NaCl + H 2O +CO 2 T 向稀HCl中滴加Na2CO3溶液，先有氣體，反應(yīng)是：Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H 2O +CO2 T如果用2mol的Na2CO

8、3和2.4mol的稀HCl反應(yīng)，采用方法放出 CO2是0.4mol;采用方法放出CO2為1.2mol。希望同學(xué)們?cè)诮忸}時(shí)要留意。3、Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的鑒另I：取兩種試液少量，分別滴加CaCl2或BaCl2溶液，有白色沉淀的原取溶液為 Na2CO3,另一無(wú)明顯現(xiàn)象的原取溶液為NaHCO 34、侯氏制堿法反應(yīng)式：NaCl + NH 3 + CO2 + H 2O = NaHCO 3 + NH 4Cl.注意：在生產(chǎn)中應(yīng)先在飽和的 NaCl溶液中先通入 NH3,后通入CO2, NaHCO3晶體析出 過(guò)濾，在濾液中加入 NaCl細(xì)末和通NH3析出NH4C1晶體為副產(chǎn)品。NH4C1晶體析出

9、后 的母液進(jìn)行循環(huán)試用，提高原料的利用率。（四）氫氧化鈉 NaOH :俗稱燒堿、火堿、苛性鈉，易潮解，有強(qiáng)腐蝕性，具有堿的通性。二、鋁及其化合物（一）鋁的性質(zhì)1、物理性質(zhì)：銀白色金屬，質(zhì)較軟，但比鎂要硬，熔點(diǎn)比鎂高。有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和 延展性。2、化學(xué)性質(zhì)：鋁是較活潑的金屬。 通常與氧氣易反應(yīng)，生成致密的氧化物起保護(hù)作用。4Al + 30 2 = 2AI2O3。同時(shí)也容易與CI2、S等非金屬單質(zhì)反應(yīng)。 與酸反應(yīng)：強(qiáng)氧化性酸，如濃硫酸和濃硝酸在常溫下，使鋁發(fā)生鈍化現(xiàn)象；加熱時(shí)， 能反應(yīng)，但無(wú)氫氣放出；非強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)時(shí)放出氫氣。（2Al+6H + =2Al3+ + 3H2f ） 與強(qiáng)堿溶液反

10、應(yīng)：2Al + 2NaOH + 2H 20 = 2NaAlO 2 + 3H2T （ 2Al + 20H + 2H20 = 2A10 2 + 3H2 f ） 與某些鹽溶液反應(yīng)：如能置換出CUSO4、AgN0 3等溶液中的金屬。鋁熱反應(yīng)：鋁與某些金屬氧化物的反應(yīng)（如V、Cr、Mn、Fe的氧化物）叫做鋁熱反應(yīng)2Al + Fe 2O3Al 203 + 2Fe。Al和Fe2O3的混合物叫做鋁熱劑。利用鋁熱反應(yīng)焊接鋼軌。（二）氧化鋁（Al 2O 3）白色固體，熔點(diǎn)高（2054C）,沸點(diǎn)2980C,常作為耐火材料；是兩性氧化物。我們常 見到的寶石的主要成分是氧化鋁。有各種不同顏色的原因是在寶石中含有一些金屬

11、氧化物的 表現(xiàn)。如紅寶石因含有少量的銘元素而顯紅色，藍(lán)寶石因含有少量的鐵和鈦元素而顯藍(lán)色。工業(yè)生產(chǎn)中的礦石剛玉主要成分是a -氧化鋁，硬度僅次于金剛石，用途廣泛。兩性氧化物：既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物。Al2O3 + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H2O ,Al 2O3 + 2NaOH = 2NaAlO 2 + H2O 。Al2O3是工業(yè)冶煉鋁的原料，由于氧化鋁的熔點(diǎn)高，電解時(shí)，難熔化，因此鋁的冶煉直到1886 年美國(guó)科學(xué)家霍爾發(fā)現(xiàn)在氧化鋁中加入冰晶石 （Na3AlF6 ），使氧化鋁的熔點(diǎn)降至1000度左右， 鋁的冶煉才快速發(fā)展起來(lái)，鋁及其合金才被廣泛的應(yīng)用。2Al

12、2O34Al + 3O 2 "(三)氫氧化鋁(Al(OH) 3)白色難溶于水的膠狀沉淀，是兩性氫氧化物。加熱易分解。兩性氫氧化物：既能與強(qiáng)酸又能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物。Al(OH) 3 + 3HCl = AlCl 3 + 3H 2O, Al(OH) 3 + NaOH = NaAlO 2 + 2H 2O.2Al(OH) 3Al 2O3 +3 H 2O(四)鋁的冶煉鋁是地殼中含量最多的金屬元素，自然界中主要是以氧化鋁的形式存在。工業(yè)生產(chǎn)的流程：鋁土礦(主要成分是氧化鋁)一用氫氧化鈉溶解過(guò)濾一向?yàn)V液中通入二氧化碳酸化，過(guò) 濾一氫氧化鋁一氧化鋁一鋁。主要反應(yīng)：Al 2O3 + 2Na

13、OH = 2NaAlO 2 + H2O , CO2 + 3H2O + 2NaAlO 2 = 2Al(OH) 3 + 通電Na2CO3 , 2Al(OH) 3Al 2O3 +3 H2O ,2Al 2O34Al + 30 2 T。(五)鋁的用途：鋁有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和延展性，主要用于導(dǎo)線、炊具等，鋁的最大用途是制合金，鋁合金強(qiáng)度高，密度小，易成型，有較好的耐腐蝕性。迅速風(fēng)靡建筑業(yè)。也是飛機(jī)制造業(yè)的主要原料。(六)明磯的凈水：化學(xué)式：KAl(SO 4)2 - 12H2O,它在水中能電離：KAl(SO 4)2 = K+ + Al3+ 2SO42-。鋁離子與水反應(yīng)，生成氫氧化鋁膠體，具有很強(qiáng)的吸附能力

14、，吸附水中的懸浮物，使之沉降已達(dá)凈水目的。Al 3+ + 3H 20 = Al(OH) 3 (膠體)+ 3H +。知識(shí)整理：(Al(OH) 3)的制備：在氯化鋁溶液中加足量氨水。AlCl 3 + 3NH3 - H2O = Al(OH) 3 J +3NH4Cl 。 實(shí)驗(yàn)：A、向氯化鋁溶液中滴加氫氧化鈉溶液，現(xiàn)象是先有沉淀，后溶解。反應(yīng)式：先 Al 3+ + 30H - = Al(OH) 3 J ,后 Al 3+ + 40H - = AlO 2- + 2H 2。B、向氫氧化鈉溶液中滴加氯化鋁溶液，現(xiàn)象是開始無(wú)沉淀，后來(lái)有沉淀，且不溶解。反應(yīng)式：先 Al 3+ + 40H- = AlO 2 + 2H

15、2O,后 Al3+ 3AlO 2-+ 6H2O = 4Al(0H) 3,。 實(shí)驗(yàn)：向偏鋁酸鈉溶液中通二氧化碳，有沉淀出現(xiàn)。CO2 + 3H2O + 2NaAlO 2 = 2Al(OH) 3J + Na2CO3。 將氯化鋁溶液和偏鋁酸鈉溶液混和有沉淀出現(xiàn)。Al 3+ + 3AlO 2- + 6H 2O = 4Al(OH) 3 J 。 實(shí)驗(yàn)：A、向偏鋁酸鈉溶液中滴加稀鹽酸，先有沉定，后溶解。+ 2H 2O。反應(yīng)的離子方程式：AlO 2- + H+ + H2O = Al(OH) 3 ,Al(OH) 3 + 3H+ = Al 3+B、向稀鹽酸中滴加偏鋁酸鈉溶液，先無(wú)沉淀，后有沉淀且不溶解。反應(yīng)的離子方

16、程式：AlO 2- + 4H+ = Al 3+ + 2H2O ,3AlO 2- + Al 3+ + 6H2O = 4Al(OH) 3 J 。三、鐵及其化合物（一）鐵 Fe1、單質(zhì)鐵的物理性質(zhì)：鐵片是銀白色的，鐵粉呈黑色，純鐵不易生銹，但生鐵（含碳雜質(zhì)的鐵）在潮濕的空氣中易生銹。（原因：形成了鐵碳原電池。鐵銹的主要成分是F%O3）。2、單質(zhì)鐵的化學(xué)性質(zhì)： 與非金屬單質(zhì)反應(yīng)：3Fe+2O2點(diǎn)燃1。4 （現(xiàn)象：劇烈燃燒，火星四射，生成黑色的固體）CL c 點(diǎn)燃 CL 2Fe + 3Cl 2：2FeCl3,Fe + SFeS。 與非氧化性酸反應(yīng)：Fe+ 2HCl = FeCl2+H2T（ Fe+2H

17、+ = Fe2+ H2 T ）常溫下鋁、鐵遇濃硫酸或濃硝酸鈍化。加熱能反應(yīng)但無(wú)氫氣放出。 與鹽溶液反應(yīng)：Fe+ CuSO4= FeSO4+Cu （ Fe+Cu2+= Fe2+ Cu ）； Fe +2 FeCl3 =3FeCl2 與水蒸氣反應(yīng)：3Fe + 4H 2O（g）Fe3O4 + 4H 2 T（二）鐵的氫氧化物Fe(OH)2Fe(OH) 3主白色難溶于水的沉淀， 不穩(wěn)定，易被氧化成氫紅褐色難溶于水的沉淀，受熱易分要氧化鐵，顏色變化為：白色-灰綠色-紅褐色。解。2Fe(OH) 3Fe2O3 + 3H 2O ,性反應(yīng)式：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH) 3。能溶于強(qiáng)

18、酸溶液，生成相應(yīng)的鹽。質(zhì)Fe(OH)2+2H+ = Fe2+ + 2H2OFe(OH) 3 + 3H + = 2Fe3+ + 3H2O（三）Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)離子Fe2+Fe3+滴加KSCN溶液，無(wú)明顯變化，再加氯水，常溶液變血紅色；直接觀察溶液是黃色；見直接觀察溶液是淺綠色；滴加氫氧化鈉溶液， 出現(xiàn)紅褐色沉方滴加氫氧化鈉溶液，出現(xiàn)沉淀的顏色變化淀；滴加KSCN溶液，有血紅色溶法是：白色一灰綠色一紅褐色。液出現(xiàn)。（四）鐵三角Fe與弱氧化劑反應(yīng)，如 H+、Cu2+、I2、S等；用還原劑如H2、CO等還原FeO或用Mg、Zn、Al等還原Fe2+鹽溶液。鐵與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)如 Cl2、Br2、濃H2SO4、濃HNO3等。用還原劑如H2、CO等還原Fe2O3或用足量Mg、Zn、Al等還原Fe2+遇強(qiáng)氧化劑的反應(yīng)如 Cl2、Br2、。2、濃H2SO4、濃HNO3、H2O2、Na2O2、HClO 等。Fe3+遇某些還原劑的反應(yīng)如Fe、Cu、SO2、I-、H2s等以及少量的Zn、Mg、Al等。2Fe2+Cl2 = 2Fe3+2Cl-3Fe2+ +4H + +NO3- = 3Fe3+NO |+ 2H 2O Fe2+ = Fe3+2Fe3+ + Fe = 3Fe2+2Fe3+Cu=2Fe 2+Cu2+2Fe3+2I-= 2Fe 2+I2Fe+2H +=Fe2+H 2 Fe .- Fe2+Fe