金属及其化合物讲义学生版

） Cu Hg Ag Pt Au金属及其化合物第一节 金属的化学性质一、金属的存在少量游离态化合态（Fe 有陨铁） 主要化合态 游离态多数金属的化学性质比较活泼，具有较强的还原性，在自然界多数以化合态形式存在。

二、金属的物理通性：常温下，金属一般为银白色晶体（汞常温下为液体），具有良好的 、 、 。

1.钠：银白色固体，它的密度比水要小，比煤油大，质软，熔沸点低，保存在煤油或石中。

2.铝：银白色固体，有金属光泽，导电、导热性良好、密度较小，地壳中含量最多的金属元素。

3.铁：银白色固体，导电、导热性良好，地壳中含量居第四位。

例1 下面有关金属的说法正确的是（ ）A 金属元素的单质在常温下都是固体B 易失电子的物质一定是金属C 原子核最外层只有一个电子的元素一定是金属元素D 铝是地壳中含量最多的金属元素三、金属的化学性质1. 金属与非金属反应常温：4Na + O 2 = 点燃：2Na ＋O 22Mg + O 2常温：4Fe+3O 2= 在纯氧中点燃： 3Fe + 2O 2先受热 为小球， 用砂纸打磨后在酒精 铁丝在纯氧中燃烧，火星例2下列关于金属性质叙述正确的是（）A 钠与氧气反应时，O2少量则生成Na2O ，O2过量则生成Na2O2B 铝箔在空气中受热可以熔化并剧烈燃烧C 金属与非金属发生反应时，被氧化的一定是金属D 铁丝无论在空气中还是在纯氧中都不会燃烧拓展（1）金属还可以与Cl2、S、N2等非金属单质反应2Na + Cl2（产生白烟）2Al +3 Cl22Na + S2Al + 3SMg + Cl2 2Fe + 3Cl23Mg + N2（生成淡黄色固体）Fe + S（硫化亚铁）Cu + Cl2（产生棕黄色的烟）2Cu + S（硫化亚铜）（2）为什么活泼的铝在空气中能够在空气中未定的存在？2.金属与酸和水的反应Na Mg Al Fe与H2O 2Na+2H2O= +现象：浮熔游响红Mg+2H2O= +与冷水缓慢的反应,与热水较快受氧化膜阻碍与水不反应3Fe+H2O(g) +加热时与水蒸气反应与酸2Na +2H+===+Mg +2H+===+2Al +6H+===+Fe +2H+===+与碱与水反应不反应2Al+2NaOH+2H2O==+2Al+2OH-+2H2O==+不反应检验H2的方法：用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微“噗”声，产生淡蓝色火焰，证明生成了H2注意：在高中阶段主要认为浓H2SO4和HNO3（无论稀、浓）是氧化性酸，金属与其反应不能生成H2，他们具有强氧化性金属与HNO3反应一般生产NO或NO2，金属与浓H2SO4反应一般生成SO2。

例3.铁与水蒸气反应的实验装置如下图所示：(1)实验过程中C试管有________产生，液面________。

(2)将收集满气体的C试管口移近酒精灯火焰，其现象是______________________。

铁在________下能与水蒸气反应，其化学方程式是______________________________。

例4.某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：(1)A装置的作用是________________，烧瓶底部放碎瓷片的作用是_____________。

(2)写出装置B中发生反应的化学方程式：____________________________________________________________________________________________________________，该反应中氧化剂是________，氧化产物是______。

(3)D的作用是__________________________________________________________。

(4)E中的实验现象是____________________________________________________。

(5)A、B两个装置中应先点燃________处的酒精(喷)灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是______________________________________。

三.物质的量在化学式中的应用1.基本步骤①写——写出相关的化学方程式②标——在有关物质的量的化学方程式下面标出已知和未知量，遵守“左右相当，上下一致”原则③列——列出比例式④解——根据比例式求解⑤答——简明的写出答案2.计算类型（1）基本计算已知一种反应物（或生成物）的量求解其他物质的有关量，此时，只要按照化学方程式中各物质的量的关系，列出已知物质和待求物质的比例式计算。

（2）过量计算给出两种反应物的量，求解某产物的量。

先按照化学方程式之中各物质的量的关系判断哪一种物质过量，再根据量的不足的物质进行求解。

注意：①化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的量之比，而不是质量之比。

②各种符号书写要规范，“M ”表示摩尔质量，“m ”表示质量，“N ”表示微粒数，“n ”表示物质的量例5 用1L 1.0 mol/L NaOH 溶液吸收0.8 mol CO 2 ,所得溶液中CO 32-和 H CO 3- 的物质的量浓度比？例6 臭氧层是地球生命的保护神，臭氧比氧气具有更强的氧化性。

实验室可通过高压放电管来制取臭氧3O 2 −−−−→−放电2O 3，将8L氧气通过放电管后恢复到原状况，得到气体 6.5L ，其中臭氧有多少升？例7 向500 mL NaOH 溶液中投入10.8g A1,二者恰好完全反应,计算:（1） 参加反应的NaOH 的物质的量和NaOH 溶液的物质的量浓度。

（2） 生成标准状况下H 2 的体积。

第二节几种重要的金属化合物一. 钠的重要化合物1. Na2O2与H2O的反应实验操作2.氧化钠与过氧化钠例1．过氧化钠是一种淡黄色固体,它能与二氧化碳反应生成氧气,在潜水艇中用作制氧剂,供人类呼吸之用.它与二氧化碳反应的化学方程式为: 2Na2O2 + 2CO2 == 2Na2CO3 + O2。

某学生为了验证这一实验，以足量的大理石、足量的盐酸和1.95g过氧化钠样品为原料，制取O2，设计出如下实验装置：（1）A中制取CO2 的装置，应从下列图①、②、③中选哪个图：B装置的作用是，C装置内可能出现的现象是。

为了检验E中收集到的气体，在取出集气瓶后，用的木条伸入集气瓶内，木条会出现。

（2）若E中的石灰水出现出现轻微白色浑浊，请说明原因：。

（3）若D中的1.95g过氧化钠样品接近反应完毕时，你预测E装置内有何现象？（4）反应完毕时，若测得E中的集气瓶收集到的气体为250mL，又知氧气的密度为1.43g/L，当装置的气密性良好的情况下，实际收集到的氧气体积比理论计算值（答大或小），相差约 mL（取整数值，所用数据均在标准状况下测定），这是由于___________________________________ _________ 。

（5）你认为上述A－E的实验装置中，E部分是否安全、合理？E是否需要改为下列四项中的哪一项：。

（用甲、乙、丙、丁回答）3.碳酸钠与碳酸氢钠不稳定：2NaHCO3Na2CO3＋H2O ＋CO2 ↑现象：固体减少，石灰水浑浊，试管壁有液滴Na2CO3+ H2O+ CO2 =2NaHCO32NaHCO3Na2CO3＋H2O ＋CO2 ↑（固体加热）NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O（可用来除杂）例2．除去Na2CO3固体中少量NaHCO3的最佳方法是（）A．加入适量盐酸 B．加入NaOH溶液 C．加热 D．配成溶液后通入CO2例3．(1)鉴别KCl溶液和K2CO3的试剂是，离子方程式为(2)除去混入NaCl溶液中少量NaHCO3杂质的试剂是，离子方程式为(3)除去Na2CO3粉末中混入的NaHCO3杂质用方法，化学方程式为Na2CO3 与NaHCO3与盐酸反应①定量关系②反应剧烈程度③滴加顺序不同，则反应及现象均不同4.钠及其化合物转化关系：5.焰色反应（1）概览：很多金属或他们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色，这就是颜色反应（2）实验操作步骤：洗烧蘸烧洗（3）几种常见金属元素的焰色反应的颜色二．铝的重要化合物1.铝的氧化物和铝的氢氧化物氢氧化铝的制备①实验室制备Al2(SO4)3+6NH3.H2O=== 2Al(OH)3 ↓ +3(NH4)2SO4②工业制备NaAlO2+CO2（足量）+ H2O=== NaHCO3 + Al(OH)3 ↓例4．下列物质中既能跟稀H2SO4反应, 又能跟氢氧化钠溶液反应的是（）①NaHCO3 ②Al2O3 ③Al(OH)3④AlA．③④B．②③④C．①③④D．全部2.Al3+、AlO2-、Al(OH)3相互转化2.1 Al3+和OH-互滴现象不同：（1）OH-滴到Al3+中：先沉淀后澄清；①Al3+＋3 OH－=Al(OH)3↓②Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2 H2O总反应：Al3+＋4OH－= AlO2－＋2 H2O （2）Al3+到OH-中先澄清：后沉淀①Al3+＋4OH－= AlO2－＋2 H2O②Al3+ +3AlO2 - +6H2O==4Al(OH)3↓例5．向MgSO4和Al2(SO4)3的混合溶液中, 逐滴加入NaOH溶液。

下列图象中, 能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入NaOH溶液的体积, 纵坐标表示反应生成沉淀的质量)（）2. 2 NaAlO2和盐酸-互滴现象不同：（1）盐酸滴到NaAlO2中：先沉淀后澄清；①AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓②Al(OH)3＋3H＋＝Al3＋＋3H2O （2）NaAlO2 滴到盐酸中先澄清后沉淀①AlO2-+4H+ = Al3＋＋2H2O②Al3+ +3AlO2 - +6H2O==4Al(OH)3↓3.铝三角（1）.Al3＋与Al(OH)3的相互转化：①Al3＋弱碱或少量强碱Al(OH)3。

Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓②Al(OH)3强酸Al3＋。

Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O（2）. Al3＋与AlO的相互转化：①Al3＋过量强碱AlO。

Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O ②AlO过量强酸Al3＋。

AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O（3）．Al(OH)3与AlO的相互转化：①AlO弱酸或少量强酸Al(OH)3。

②Al(OH)3强碱AlO。

AlO＋CO2(过量)＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O2AlO＋CO2(少量)＋3H2O===2Al(OH)3↓＋COAlO＋H＋(少量)＋H2O=== Al(OH)3↓4．硫酸铝钾：（1）电离方程式: KAl(SO4)2=K+ + Al3+ + 2SO42-（2）明矾:①化学式KAl(SO4)2·12 H2O,②用途：净水剂：Al3＋＋3 H2O ＝Al(OH)3(胶体)＋3H＋，氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。