《几种重要的金属化合物》知识清单

《几种重要的金属化合物》知识清单一、钠的重要化合物（一）氧化钠和过氧化钠1、**氧化钠（Na₂O）**-**物理性质**-氧化钠是白色固体。就像我们冬天看到的那种白白的雪，看起来很纯净的颜色。-**化学性质**-与水反应：Na₂O+H₂O=2NaOH。这就好比把氧化钠这个小粒子扔到水里，然后它们就结合变成了氢氧化钠。我有一次做实验，把一点氧化钠小心地放到水里，感觉水都变得有点热乎了，这就是因为这个反应是放热反应呢。-与二氧化碳反应：Na₂O+CO₂=Na₂CO₃。可以想象成氧化钠和二氧化碳这两个小伙伴碰到一起，然后就手拉手变成了碳酸钠这个新的物质。-**用途**-可以用于制取少量氢氧化钠。2、**过氧化钠（Na₂O₂）**-**物理性质**-过氧化钠是淡黄色固体。它的颜色和氧化钠就不一样了，就像香蕉皮的颜色，很容易区分开。-**化学性质**-与水反应：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑。这个反应可有趣了，过氧化钠和水反应的时候，不但生成了氢氧化钠，还冒出来氧气。我在做这个实验的时候，看到有气泡不断地冒出来，就像小鱼在水里吐泡泡一样。把带火星的木条放到反应后的气体里，木条一下子就复燃了，这就证明产生的气体是氧气。-与二氧化碳反应：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂。这个反应在航天领域可有用处了呢。比如说在太空飞船里，航天员呼出的二氧化碳可以和过氧化钠反应，这样既能消耗二氧化碳，又能产生氧气供航天员呼吸。就像一个小小的氧气制造机一样。-**用途**-作为供氧剂，像在防毒面具、潜水艇里都能用到它。还可以用于漂白织物、麦秆、羽毛等。（二）碳酸钠和碳酸氢钠1、**碳酸钠（Na₂CO₃）**-**俗名**：纯碱、苏打。-**物理性质**-白色粉末状固体，易溶于水。我记得有一次在厨房看到妈妈用纯碱来清洗油污，把纯碱加到水里，搅拌一下就溶解了，然后用这个溶液擦灶台，油污很容易就被擦掉了。这是因为碳酸钠溶液呈碱性，能和油污发生反应。-**化学性质**-与酸反应：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑。这个反应在生活中也很常见，比如我们吃的苏打饼干，要是胃里胃酸过多，苏打饼干里的碳酸钠就可以和胃酸（主要是盐酸）反应，中和胃酸，让胃里舒服一些。-与碱反应：Na₂CO₃+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+2NaOH。我在学校实验室做这个实验的时候，看到溶液里慢慢出现白色沉淀，就像天上的云朵掉到了溶液里一样，这个白色沉淀就是碳酸钙。-热稳定性：很稳定，加热不易分解。-**用途**-用于玻璃、造纸、纺织、洗涤剂的生产等。2、**碳酸氢钠（NaHCO₃）**-**俗名**：小苏打。-**物理性质**-白色细小晶体，可溶于水。它的溶解度比碳酸钠要小一些。-**化学性质**-与酸反应：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑。这个反应比碳酸钠和酸反应更剧烈一些。我有一次胃不舒服，喝了点小苏打水，感觉胃里咕噜咕噜的，就是因为小苏打和胃酸反应产生了二氧化碳气体。-与碱反应：NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O。这个反应就像是碳酸氢钠和氢氧化钠互相交换了一部分，然后变成了碳酸钠和水。-热稳定性：2NaHCO₃加热Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑。加热的时候，碳酸氢钠就会分解，我在实验室做这个实验的时候，加热装有碳酸氢钠的试管，看到试管口有水珠出现，还有气体冒出来，把气体通到澄清石灰水里，石灰水变浑浊了，这就证明产生了二氧化碳。-**用途**-发酵粉的主要成分之一，还可以用于治疗胃酸过多。二、铝的重要化合物（一）氧化铝（Al₂O₃）1、**物理性质**-白色固体，硬度大，熔点高。就像陶瓷一样，很坚硬。我有一次看到工人师傅在打磨一个氧化铝的零件，费了好大的力气才把表面打磨光滑。2、**化学性质**-两性氧化物：既能与酸反应又能与碱反应。-与酸反应：Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O。就像氧化铝这个小战士，遇到酸这个敌人的时候，就会发生反应变成氯化铝和水。-与碱反应：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O。当遇到碱的时候，它又能变成偏铝酸钠和水。这种两性的性质在工业上很有用处，比如可以用来提纯铝。3、**用途**-用于制造耐火材料，如耐火坩埚、耐火管等。还可以用来冶炼铝。（二）氢氧化铝（Al(OH)₃）1、**物理性质**-白色胶状物质，几乎不溶于水。看起来就像那种软软的、黏黏的白色泥巴。2、**化学性质**-两性氢氧化物：既能与酸反应又能与碱反应。-与酸反应：Al(OH)₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O。当把氢氧化铝放到酸里的时候，它就像个小海绵一样把酸吸收了，然后变成氯化铝和水。-与碱反应：Al(OH)₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O。和碱反应的时候，又变成了偏铝酸钠和水。-热稳定性：2Al(OH)₃加热Al₂O₃+3H₂O。加热氢氧化铝会分解成氧化铝和水。我在实验室看到加热氢氧化铝的时候，它慢慢缩小，最后变成了白色的氧化铝固体。3、**制备**-用铝盐和氨水反应：Al₂(SO₄)₃+6NH₃·H₂O=2Al(OH)₃↓+3(NH₄)₂SO₄。这个反应很有趣，当把氨水慢慢滴加到硫酸铝溶液里的时候，就会看到白色的氢氧化铝沉淀慢慢出现，就像变魔术一样。4、**用途**-用于治疗胃酸过多。因为它是两性氢氧化物，既能中和胃酸，又不会对胃造成太大的伤害。还可以用来净水，氢氧化铝胶体可以吸附水中的悬浮杂质，使水变得更清澈。三、铁的重要化合物（一）铁的氧化物1、**氧化亚铁（FeO）**-**物理性质**-黑色粉末。看起来就像黑色的煤粉一样。-**化学性质**-具有还原性，容易被氧化成三氧化二铁。比如在空气中加热，就会发生反应：6FeO+O₂加热2Fe₃O₄。2、**三氧化二铁（Fe₂O₃）**-**俗名**：铁红。-**物理性质**-红棕色粉末。就像我们看到的铁锈的颜色，其实铁锈的主要成分就是三氧化二铁。我有一次看到家里的铁栏杆生锈了，那红棕色的锈迹慢慢布满了栏杆，就是铁和空气中的氧气、水发生反应生成了三氧化二铁。-**化学性质**-与酸反应：Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O。这个反应在工业上可以用来除锈。把生锈的铁制品放到盐酸里，铁锈就会和盐酸反应，然后就可以把铁锈除掉了。-**用途**-用于制造红色油漆和涂料、炼铁原料等。3、**四氧化三铁（Fe₃O₄）**-**俗名**：磁性氧化铁。-**物理性质**-黑色晶体，具有磁性。就像小磁铁一样，可以吸引铁屑。我在实验室里玩过四氧化三铁的小颗粒，用小磁铁靠近它，它就会被吸起来，很有趣。-**化学性质**-可以看作是FeO·Fe₂O₃，既有+2价铁，又有+3价铁。与酸反应：Fe₃O₄+8HCl=FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O。（二）铁的氢氧化物1、**氢氧化亚铁（Fe(OH)₂）**-**物理性质**-白色固体。-**化学性质**-很容易被氧化。在制备氢氧化亚铁的时候，如果溶液中有氧气，就会发生反应：4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O=4Fe(OH)₃。我在实验室制备氢氧化亚铁的时候，想看到白色的氢氧化亚铁沉淀，可是一不小心就变成了灰绿色，最后变成了红褐色的氢氧化铁，就是因为溶液里有氧气把氢氧化亚铁氧化了。2、**氢氧化铁（Fe(OH)₃）**-**物理性质**-红褐色固体。-**化学性质**-受热分解：2Fe(OH)₃加热Fe₂O₃+3H₂O。加热的时候会变成三氧化二铁和水。-与酸反应：Fe(OH)₃+3HCl=FeCl₃+3H₂O。四、焰色反应1、**定义**-某些金属或它们的化合物在无色火焰上灼烧时使火焰呈现特殊颜色的反应。就像每个金属都有自己独特的“火焰签名”一样。2、**实验操作**-把铂丝（或光洁无锈的铁丝）用盐酸洗净后，在火焰上灼烧至与原来火焰颜色相同，然后蘸取待测液，在火焰上灼烧，观察火焰颜色。我在做这个实验的时候，一开始铂丝上有杂质，火焰颜色很杂乱，用盐酸洗了之后，再灼烧，火焰颜色就很纯净了。3、**常见金属的焰色**-钠：黄色；钾：紫色（透过蓝色钴玻璃观察，因为钠的黄色火焰会掩盖钾的紫色火焰）。典型问题1、如何鉴别碳酸钠和碳酸氢钠？-方法一：加热法。加热固体，能分解产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是碳酸氢钠，无明显现象的是碳酸钠。这是因为碳酸氢钠受热分解会产生二氧化碳，而碳酸钠受热稳定。-方法二：与酸反应的剧烈程度。向等浓度等体积的碳酸钠和碳酸氢钠溶液中分别滴加等量的稀盐酸，反应更剧烈、产生气泡更快的是碳酸氢钠。-方法三：溶解度法。在相同温度下，分别取等质量的碳酸钠和碳酸氢钠固体，加入到等体积的水中，充分搅拌后，有固体剩余的是碳酸氢钠，因为碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠小。2、请描述氢氧化铝的两性在实际中的应用。-在医药方面，用于治疗胃酸过多。因为胃酸的主要成分是盐酸，氢氧化铝既能与盐酸反应中和胃酸，又因为它是两性氢氧化物，不会像其他碱性物质那样对胃黏膜造成太大的刺激。-在净水方面，氢氧化铝胶体可以吸附水中的悬浮杂质。由于氢氧化铝是两性氢氧化物，可以通过调节溶液的pH值来制备氢氧化铝胶体，然后用于净水。3、铁的不同氧化物在性质和用途上有什么区别？-氧化亚铁是黑色粉末，具有还原性，容易被氧化。它主要是在铁的氧化过程中的中间产物，在一些化学反应研究中有一定意义。-三氧化二铁是红棕色粉末，俗名铁红，可以与酸反应，用于制造红色油漆和涂料、炼铁原料等。-四氧化三铁是黑色晶体，具有磁性，可看作是FeO·Fe₂O₃，在磁性材料、炼铁等方面有应用。习题一、选择题1、下列关于过氧化钠的说法错误的是（）-A.过氧化钠是淡黄色固体-B.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气-C.过氧化钠可用于呼吸面具中作为供氧剂-D.过氧化钠与二氧化碳反应只生成碳酸钠答案：D。过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气。2、要除去碳酸钠固体中的少量碳酸氢钠，可采用的方法是（）-A.加热-B.加入稀盐酸-C.加入氢氧化钠溶液-D.加入氢氧化钙溶液答案：A。碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，加热可以除去碳酸氢钠。3、下列物质既能与酸反应又能与碱反应的是（）-A.氧化钠-B.氧化铝-C.氧化铁-D.氧化铜答案：B。氧化铝是两性氧化物，既能与酸反应又能与碱反应。二、填空题1、写出碳酸氢钠与氢氧化钠反应的化学方程式：______。答案：NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O。2、氢氧化铁受热分解的化学方程式为：______。答案：2Fe(OH)₃加热Fe₂O₃+3H₂O。三、简答题1、简述焰色反应的实验注意事项。-答案：首先，铂丝（或铁丝）要用盐酸洗净，目的是除去表面的杂质，防止对焰色反应的干扰。其次，在观察钾的焰色时，要透过蓝色钴玻璃观察