03衡水中学高三化学一轮复习资料-金属及其化合物

衡水中学高三化学一轮复习资料——金属及其化合物第一节——钠及其重要的化合物考点一钠的主要性质及其应用1．物理性质颜色熔点硬度密度导电导热性银白色低小比水的小，比煤油的大良好2.化学性质(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应eq\a\vs4\al(与O2,反应)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(常温下：化学方程式为4Na＋O2=2Na2O。,加热时：化学方程式为2Na＋O2\o(=,\s\up17(△))Na2O2。))(2)与水的反应①化学方程式：①2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑。②与滴加酚酞的水反应的现象与解释3．钠的制取及保存4．焰色反应(1)概念：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。属于物理变化，是元素的物理性质。(2)常见元素焰色反应的颜色：钠元素：黄色；钾元素：紫色(透过蓝色钴玻璃)。5．钠的用途考点阐释：1．金属钠露置在空气中的变化过程eq\a\vs4\al(银白色金属钠,Na)eq\o(→,\s\up17(O2))eq\a\vs4\al(表面变暗,生成Na2O)eq\o(→,\s\up17(H2O))eq\a\vs4\al(出现白色固体,生成NaOH)eq\o(→,\s\up17(H2O))eq\a\vs4\al(表面变成溶液,NaOH潮解)eq\o(→,\s\up17(CO2))eq\a\vs4\al(白色块状物质→,生成Na2CO3·10H2O)eq\o(→,\s\up17(风化))eq\a\vs4\al(白色粉末状物质,生成Na2CO3)2．钠与水、酸、盐溶液的反应(1)钠与水、酸的反应实质上均是和H＋反应钠与稀硫酸、盐酸等非氧化性酸反应时，首先是钠直接跟酸反应，过量的钠再与水反应，而不能认为是钠先跟水反应，生成的NaOH再跟酸中和。钠投入足量盐酸中反应的化学方程式：2Na＋2HCl=2NaCl＋H2↑离子方程式：2Na＋2H＋=2Na＋＋H2↑(2)钠与盐溶液的反应先考虑Na与水反应生成NaOH，再考虑NaOH是否与盐发生复分解反应①投入NaCl溶液中，只有H2放出。2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑②投入饱和NaCl溶液中，有H2放出，还有NaCl晶体析出(温度不变)。③投入NH4Cl溶液中，有H2和NH3逸出。④投入CuSO4溶液中，有H2放出和蓝色沉淀生成。2Na＋2H2O＋CuSO4=Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑考点二氧化钠和过氧化钠氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2)颜色状态白色固体 淡黄色固体电子式阴、阳离子个数比1∶21∶2物质类别碱性氧化物过氧化物与H2O反应Na2O＋H2O=2NaOH2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑与CO2反应Na2O＋CO2=Na2CO32Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2与盐酸反应Na2O＋2HCl=2NaCl＋H2O2Na2O2＋4HCl=4NaCl＋O2↑＋H2O稳定性不稳定较稳定特性强氧化性用途供氧剂、漂白剂考点阐释：Na2O2与某些氧化物反应的规律1．过氧化钠的强氧化性2．Na2O2与CO2、H2O反应的重要关系(1)气体体积差的关系2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2气体体积差①21ΔV＝12Na2O2＋2H2O(g)=4NaOH＋O2↑气体体积差②21ΔV＝1由此可见，若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2，气体体积的减少量是原气体体积的eq\f(1,2)，即为生成氧气的量。(2)先后顺序关系一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物反应，可视为Na2O2首先与CO2反应，剩余Na2O2再与H2O(g)反应。(3)电子转移关系当Na2O2与CO2或H2O反应时，每产生1molO2就转移2mol电子。(4)固体质量变化关系由①②两反应可见，每1molCO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时，固体分别增重28g、2g，从组成上看相当于吸收了CO2中的“CO”，或相当于吸收了水蒸气中的“H2”，所以固体增加的质量Δm＝28n(C)或Δm＝n(H)。此规律适用于H2O、CO2与Na2O2反应的计算。考点三碳酸钠与碳酸氢钠名称碳酸钠碳酸氢钠俗名纯碱(或苏打)小苏打色态白色粉末细小白色晶体水溶性易溶可溶(比Na2CO3溶解度小)c(B)相等时的pHpH(Na2CO3)>pH(NaHCO3)热稳定性加热不分解不稳定，受热易分解与盐酸反应Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑或Na2CO3＋HCl=NaCl＋NaHCO3NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑与CaCl2和BaCl2反应Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓Ba2＋＋COeq\o\al(2－,3)=BaCO3↓不反应与碱NaOH和Ca(OH)2反应与NaOH不反应Ca(OH)2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaOHNaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O2NaHCO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O主要用途化工原料、洗涤剂食品发酵、泡沫灭火器相互转化 考点阐释：Na2CO3与NaHCO3的鉴别与计算1．鉴别2．与等浓度盐酸反应的规律(1)放出CO2快慢，NaHCO3>Na2CO3。(2)混合物反应先后：因COeq\o\al(2－,3)结合H＋更容易，所以Na2CO3先反应生成NaHCO3，然后NaHCO3再反应。3．Na2CO3和NaHCO3与酸反应图象(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示。(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示。(3)向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x：y＝1∶1)。(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1，其他比例时的图象略)。第三节——铝及其重要的化合物考点一铝的性质及应用1．结构和存在铝位于元素周期表第三周期ⅢA族_，原子结构示意图为。铝是地壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以化合态的形式存在。2．物理性质银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性，密度较小、质地柔软。3．化学性质(写出化学方程式)4．制备和用途(1)制备电解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up11(电解),\s\do4(冰晶石))4Al＋3O2↑。(2)用途纯铝用作导线，铝合金制备汽车、飞机、生活用品等。考点阐释：铝与酸、强碱溶液的反应1．铝能与酸溶液反应生成H2和铝盐(Al3＋)，但与稀HNO3反应不生成H2，且常温下在浓HNO3、浓H2SO4中钝化。2．铝与强碱溶液反应生成H2和偏铝酸盐(AlOeq\o\al(－,2))。3．铝与酸或碱溶液反应生成H2的量的关系有关离子方程式为2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑(1)等量Al分别与足量酸(H＋)和碱(OH－)溶液反应，生成H2之比为1∶1，消耗H＋和OH－之比为3∶1。(2)足量Al分别与含H＋和OH－物质的量相等的溶液反应，生成H2之比为1∶3。(3)若产生H2之比为eq\f(1,3)<eq\f(VH＋H2,VOH－H2)<eq\f(1,1)，则必定是：①与酸反应时，Al过量、H＋不足；②与碱反应时，Al不足、OH－过量。考点二铝的重要化合物1．氧化铝(1)化学性质(用离子方程式表示)(2)用途：熔点很高，是一种比较好的耐火材料，氧化铝也是冶炼铝的原料。2．氢氧化铝(1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。(2)化学性质①Al(OH)3的电离eq\o(H＋＋AlO\o\al(－,2)＋H2O,\s\do14(酸式电离))Al(OH)3Al3＋＋3OH－②写出下列反应的离子方程式或化学方程式：a．与盐酸反应：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O。b．与NaOH溶液反应：Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。c．加热分解：2Al(OH)3eq\o(=,\s\up17(△))Al2O3＋3H2O。3．硫酸铝钾(1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。(2)明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O_，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH<7(填“<”“>”或“＝”)。明矾可以净水，其净水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。考点阐释：“铝三角”转化及Al(OH)3沉淀的图象分析1．“铝三角”转化关系由电荷守恒，Al、Al2O3、Al(OH)3与酸反应时，每生成1molAl3＋均消耗3molH＋；与碱反应时，每生成1molAlOeq\o\al(－,2)均消耗1molOH－。但由Al3＋→AlOeq\o\al(－,2)耗4molOH－，由AlOeq\o\al(－,2)→Al3＋耗4molH＋。2．“铝三角”的应用(1)鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同)AlCl3溶液中滴加NaOH溶液现象为：先生成白色沉淀，后沉淀又溶解。NaOH溶液中滴加AlCl3溶液现象为：开始无明显现象，后产生白色沉淀，不溶解。(2)分离提纯①利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。②利用Al2O3能与强碱反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。③利用Al(OH)3的两性，分离Al3＋与其他金属阳离子。3．有关Al(OH)3沉淀的四个基本图象(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图象操作可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失图象离子方程式Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OAl3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O3AlOeq\o\al(－,2)＋Al3＋＋6H2O=4Al(OH)3↓(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图象操作偏铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过量稀盐酸中逐滴加偏铝酸盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失图象离子方程式AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2OAlOeq\o\al(－,2)＋4H＋=Al3＋＋2H2OAl3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓4.拓展图象(1)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至过量，图象如图1所示。(2)向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至过量，图象如图2所示。(3)向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合溶液(即将Mg、Al溶于过量盐酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH溶液至过量，图象如图3所示。(4)向MgCl2、AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液，后加入盐酸(NaOH与盐酸的物质的量浓度相等)，沉淀图象如图4所示。考点三Al3＋、Al(OH)3、AlOeq\o\al(－,2)之间的转化关系Al3＋、Al(OH)3、AlOeq\o\al(－,2)之间的转化关系写出上述转化的离子方程式：(1)①Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)②Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓③Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓(2)Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O(3)Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O(4)AlOeq\o\al(－,2)＋4H＋=Al3＋＋2H2O(5)①AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)或2AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋3H2O=2Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)②2AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓(6)Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O考点阐释：1．Al3＋与强碱反应的计算规律(1)求产物Al(OH)3的量①当n(OH－)≤3n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝eq\f(1,3)n(OH－)；②当3n(Al3＋)<n(OH－)<4n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝4n(Al3＋)－n(OH－)；③当n(OH－)≥4n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝0，无沉淀。(2)求反应物碱的量①若碱不足(Al3＋未完全沉淀)，n(OH－)＝3n[Al(OH)3]；②若碱使生成的Al(OH)3部分溶解，n(OH－)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]。2．有关Al(OH)3的6个基本图象(1)为向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液(2)为向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液(3)为向含H＋的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液(4)为向盐酸中滴入NaAlO2溶液(5)为向NaAlO2溶液中加入盐酸(6)为向AlCl3溶液中滴入NaAlO2溶液第三节——铁及其重要的化合物考点一铁的性质1．位置、物理性质铁位于元素周期表的第四周期Ⅷ族，主要化合价为＋2、＋3，在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝。铁具有金属的通性，具有被磁铁吸引的特性。2．化学性质(写出化学方程式或离子方程式)考点阐释：铁与氧化剂反应后的价态判断方法(1)铁与弱氧化剂(如S、I2、H＋、Fe3＋、Cu2＋)等反应所得产物为Fe2＋，铁元素的价态为＋2价。(2)铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、浓H2SO4、硝酸等)反应所得产物为Fe3＋，铁元素的价态为＋3价。(3)铁在纯氧中燃烧以及在高温下与H2O(g)反应得到的产物为Fe3O4，铁元素的价态为＋2、＋3价。考点二铁的氧化物与氢氧化物1．铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名铁红磁性氧化铁颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价＋2＋3＋2、＋3稳定性不稳定稳定稳定与H＋反应的离子方程式FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O2.铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体与盐酸反应Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O受热分解分解产物复杂2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up17(△))Fe2O3＋3H2O制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓可溶性铁盐与碱溶液反应Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓两者的关系在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3考点阐释：1．铁的氧化物组成的判断方法设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝eq\f(m,56)∶eq\f(n,16)＝a：b，若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO；若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3；若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4，或FeO与Fe2O3按物质的量比1∶1的混合物，或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物其中FeO、Fe2O3物质的量之比为1∶1，Fe3O4为任意值。2．制备Fe(OH)2常用的三种方法方法一：有机覆盖层法将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图1所示。方法二：还原性气体保护法用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀。如图2所示。方法三：电解法用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯或煤油，如图3所示。图3考点三Fe2＋、Fe3＋的性质及检验1．“铁三角”的转化关系写出上述转化关系中标号反应的离子方程式：①2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋；②2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋；③2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O；④3Fe2＋＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。2．Fe2＋和Fe3＋的检验(1)Fe2＋的检验：先加KSCN溶液，无明显现象，再加氯水出现红色，反应的离子方程式：Cl2＋2Fe2＋=2Cl－＋2Fe3＋、Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3。(2)Fe3＋的检验：滴加KSCN溶液，生成红色溶液，反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3。考点阐释：Fe2＋、Fe3＋的转化应用——除杂主要成分杂质除杂方法FeCl3FeCl2加入氯水或H2O2FeCl2FeCl3加过量铁粉后过滤FeCl2CuCl2加过量铁粉后过滤第四节——用途广泛的金属材料考点一合金及常见金属材料1．合金2．常见金属材料(1)钢铁(2)(3)考点阐释：(1)合金属于混合物。(2)合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于其成分金属，不是简单的加合，但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。考点二铜及其化合物1．位置与物理性质铜位于元素周期表的第四周期第ⅠB族，主要化合价为＋1、＋2。铜是紫红色固体，其导电性仅次于银。2．化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式①2Cu＋O2＋CO2＋H2O=Cu2(OH)2CO3(绿色固体)②S＋2Cueq\o(=,\s\up17(△))Cu2S③Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up17(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O④Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋3．铜的重要化合物(1)氧化物和氢氧化物物质氧化铜氢氧化铜氧化亚铜化学式CuOCu(OH)2Cu2O状态难溶于水的黑色固体(粉末)难溶于水的蓝色固体不溶于水的红色固体化学性质CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2OCuO＋H2eq\o(=,\s\up17(△))Cu＋H2OCuO＋COeq\o(=,\s\up17(△))Cu＋CO2Cu(OH)2＋2H＋=Cu2＋＋2H2OCu(OH)2eq\o(=,\s\up17