高中化学必修一知识点(第三章)

第三章金属及其化合物

第一节金属的化学性质

1.金属的物理通性有哪些?

(1)金属在常温下的状态

除汞是液体外，其他在常温下是固体。

(2)金属的颜色、光泽

绝大多数金属都是银白色，具有金属光泽，少数金属是特殊颜色如铜是紫红色，金是金黄色。

(3)良好的导电、导热性。

(4)延展性

延性：拉成细丝的性质。展性：压成薄片的性质。

2.化学通性有哪些?

(1)化合态金属元素只有正化合价

(2)金属单质易失电子，表现还原性

(3)易与氧气反应，得到氧化物

(4)活动性排在氢前的金属元素与酸反应得到盐和氢气

(5)与盐反应，置换出活动性弱的金属单质

3.金属钠的性质有哪些?

(1)物理性质有哪些?

钠银白色、质软、熔点低、密度比水的小但比煤油的大。★

(2)化学性质有哪些?

①很活泼，常温下：4Na + O2=2Na2O★(新切开的钠放在空气中容易变暗)

②加热条件下：2Na+O2Na2O2

★(先熔化成小球，后燃烧产生黄色火焰，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)。

③钠与水的反应与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”。

知识拓展：

a：将钠放入硫酸铜溶液中，能否置换出铜单质?

不能，2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑

2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4

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

b：将钠放入盐酸中，钠将先和H2O反应，还是先和HCl反应?

2Na+2HCl=2NaCl+H2↑

钠与酸反应时，如酸过量则钠只与酸反应，如酸不足量则钠先与酸反应再与水反应。

一般规律：

钠与酸溶液反应时，钠直接与溶液中的酸反应，但当钠与其它溶液反应时，一般是钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，然后再看生成的氢氧化钠是否与原溶液中的溶质反应!

(3)钠的保存方法是什么?

①钠必须保存在隔绝空气环境中，实验室将钠保存在煤油或石蜡中。

②钠着火的处理?用干燥的砂土扑灭

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。

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。

4.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。

(Fe形成的氧化膜疏松，不能保护内层金属。Mg和Al形成的氧化膜致密，能保护内层金属不被继续氧化。)

加热铝箔的现象和解释是什么?

现象：铝箔熔化，表面失去光泽，熔化的铝并不滴落。

现象解释：(因为铝表面有一层氧化膜保护了铝。即使打磨过的铝箔，在空气中也会很快生成新的氧化膜。铝与空气形成了一层致密的氧化膜，阻止内层金属继续与氧气发生反应。)

同时也容易与Cl2、S等非金属单质反应。

② 铝的两性体现在哪里?

①铝与稀盐酸的反应

化学方程式为：2Al + 6HCl == 2AlCl3+ 3H2↑

离子方程式为：2Al + 6H+== 2Al3++ 3H2↑

(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↑))

③②铝与氢氧化钠溶液的反应

化学方程式为：2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑

离子方程式为：2Al+2OH- +2H2O==2AlO2-+3H2↑

反应可以看成两步进行：

第一步：2Al + 6H2O == 2Al(OH)3↓ + 3H2↑

第二步：Al(OH)3+ NaOH = NaAlO2+2H2O

所以在这个反应中Al做还原剂，H2O水做氧化剂。

铝既能与强酸反应，又能与强碱反应，是两性金属。

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

(2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑)

铝既能与强酸反应，又能与强碱反应，是两性金属。

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：(了解就行)

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 + Fe2O3Al2O3+ 2Fe。Al 和 Fe2O3的混合物叫做铝热剂。利用铝热反应焊接钢轨。

5.物质的量在化学方程式计算中的应用规律和步骤是什么?

(1)化学计量数之比等于物质的量之比，横(量)相当，竖(单位)相同

(2)根据化学方程式进行计算的基本步骤：

①根据题意写出相关反应的化学方程式

②找出相关物质的计量数之比

③对应计量系数，找出相关物质的物质的量

(要求的量用n(B)或设未知数x、y等代表)

④根据计量关系进行计算。

6. 金属镁的性质有哪些?

①镁与稀盐酸的反应

②镁与盐溶液的反应

③镁与氧气的反应

④镁与二氧化碳的反应

5. 镁与氮气的反应

7.铁Fe

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 与非金属单质反应：3Fe+2O2Fe3O4★(现象：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的固体)

2Fe + 3Cl22FeCl3,Fe + SFeS。

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铁与水蒸气的反应的现象和方程式是什么?

反应现象：加热时试管内铁粉红热，点燃肥皂泡可听到爆鸣声。

实验装置：

反应方程式：：3Fe + 4H2O(g) Fe3O4+ 4H2↑★

第二节几种重要的金属化合物

1.钠的重要化合物有哪些?

(1)Na2O 和Na2O2有哪些性质?

①氧化钠是白色固体，过氧化钠是淡黄色固体。

②碱性氧化物有哪些性质?

1、Na2O

白色固体，是碱性氧化物，具有碱性氧化物的通性：Na2O + H2O ==2NaOH,★

Na2O + CO2==Na2CO3,★

Na2O + 2HCl ==2NaCl + H2O.★

另外：加热时，2Na2O + O2==2Na2O2

碱性氧化物+水→碱 Na2O+H2O=2NaOH

碱性氧化物+酸性氧化物→含氧酸盐 Na2O+CO2=Na2CO3

碱性氧化物+酸→盐+水 Na2O+2HCl=2NaCl+H2O

Na2O属于典型的碱性氧化物。

③2、Na2O2：淡黄色固体是复杂氧化物，易与水和二氧化碳反应。

Na2O2与H2O的反应

2Na2O2+ 2H2O ==4NaOH + O2★;

离子反应方程式：2Na2O2 + 2H2O = 4Na+ +4OH- + O2↑

实质：Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O22H2O2=2H2O+O2↑

实验现象：产生气泡，试管壁发烫，溶液(滴加酚酞)先变红，后褪色

④Na2O2与CO2的反应

2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

Na2O2与H2O、CO2的反应中，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，这两个反应是典型的歧化反应。Na2O2不属于碱性氧化物。

因此Na2O2常做生氧剂，供氧剂，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。

⑤Na2O2的用途

可做漂白剂(强氧化性漂白)，呼吸面具或潜艇中的供氧剂。

⑥)Na2O和Na2O2性质比较

(2)Na2CO3和NaHCO3的性质有哪些?

①碳酸钠俗名纯碱，也叫苏打，为白色粉末状固体，碳酸氢钠俗名小苏打，为白色细小晶体。碳酸钠晶体的化学式是Na2CO3·10H2O，碳酸钠晶体在干燥的空气中容易失去结晶水变成碳酸钠粉末。

②与酸反应(HCl)

a、Na2CO3+ 2HCl ==2NaCl + CO2↑ + H2O

CO32-+ 2H+== CO2↑ + H2O

b、NaHCO3+ HCl ==NaCl + CO2↑ + H2O

HCO3-+ H+== CO2↑ + H2O

结论：碳酸钠和碳酸氢钠都易与酸反应，但是碳酸氢钠与酸反应比碳酸钠更剧烈。

碳酸钠与酸反应之所以缓慢是因为：

Na2CO3+HCl =NaCl + NaHCO3(无气泡产生)

NaHCO3+ HCl =NaCl + CO2↑ + H2O(有气泡)

③与盐反应(BaCl2和CaCl2)

Na2CO3与可溶性的钙盐、钡盐反应生成沉淀

Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl CO32-+Ca2+=CaCO3↓

Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl CO32-+Ba2+=BaCO3↓

NaHCO3可与NaHSO4反应

NaHCO3+NaHSO4=Na2SO4+H2O+CO2↑

HCO3-+H+=H2O+CO2↑

应用：利用能否与可溶性的钙盐、钡盐反应生成沉淀来来鉴别Na2CO3与NaHCO3

④与碱反应(Ca(OH)2和Ba(OH)2)

Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH CO32-+Ca2+=CaCO3↓

Na2CO3+Ba(OH)2=BaCO3↓+2NaOH CO32-+Ba2+=BaCO3↓

NaHCO3与Ca(OH)2(或Ba(OH)2)反应遵循“以少定多”的原则

当NaHCO3少量时，NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O

HCO3- + Ca2+ + OH- =CaCO3↓+H2O

当Ca(OH)2少量时，2NaHCO3+ Ca(OH)2=CaCO3↓+ Na2CO3+2H2O

2HCO3- + Ca2+ + 2OH- =CaCO3↓+2H2O+CO32-

Na2CO3易与Ba2+、Ca2+的碱反应生成碳酸盐沉淀和NaOH

NaHCO3能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水

例如：NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O

HCO3-+OH-=CO32-+H2O

⑤热稳定性

碳酸钠受热不分解，碳酸氢钠不稳定，受热易分解

2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑

结论：加热时，碳酸钠不分解，而碳酸氢钠则分解。即：碳酸钠比碳酸氢钠更稳定。

所以利用它们对热的稳定性来鉴别它们。

⑥a2CO3与NaHCO3的相互转化：

a、CO2+H2O

Na2CO3= NaHCO3

b、固体加热c、氢氧化钠溶液

a、Na2CO3+H2O+CO2== 2NaHCO3CO32-+H2O+CO2= 2HCO3-

b、2NaHCO3Na2CO3+ H2O + CO2↑

c、NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O HCO3-+OH-=CO32-+H2O

⑦碳酸钠和碳酸氢钠性质比较