高中化學必修一第三章知識點
金屬及其化合物是高中化學必修一第三章的知識點,你都掌握了嗎?接下來小編為你整理了,一起來看看吧。
第一節 金屬的化學性質
一、鈉 Na
1、單質鈉的物理性質:鈉質軟、銀白色、熔點低、密度比水的小但比煤油的大。
2、單質鈉的化學性質:
①鈉與O2反應
常溫下:4Na + O2=2Na2O ***新切開的鈉放在空氣中容易變暗***
加熱時:2Na + O2==Na2O2 ***鈉先熔化後燃燒,發出黃色火焰,生成淡黃色固體Na2O2。***
Na2O2中氧元素為-1價,Na2O2既有氧化性又有還原性。
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
Na2O2是呼吸面具、潛水艇的供氧劑,Na2O2具有強氧化效能漂白。
②鈉與H2O反應
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
離子方程式:2Na++2H2O=2Na++2OH-+H2↑***注意配平***
實驗現象:“浮——鈉密度比水小;遊——生成氫氣;響——反應劇烈;
熔——鈉熔點低;紅——生成的NaOH遇酚酞變紅”。
③鈉與鹽溶液反應
如鈉與CuSO4溶液反應,應該先是鈉與H2O反應生成NaOH與H2,再和CuSO4溶液反應,有關化學方程式:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
CuSO4+2NaOH=Cu***OH***2↓+Na2SO4
總的方程式:2Na+2H2O+CuSO4=Cu***OH***2↓+Na2SO4+H2↑
實驗現象:有藍色沉澱生成,有氣泡放出
K、Ca、Na三種單質與鹽溶液反應時,先與水反應生成相應的鹼,鹼再和鹽溶液反應
④鈉與酸反應:
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑***反應劇烈***
離子方程式:2Na+2H+=2Na++H2↑
3、鈉的存在:以化合態存在。
4、鈉的儲存:儲存在煤油或石蠟中。
5、鈉在空氣中的變化過程:Na→Na2O→NaOH→Na2CO3→Na2CO3·10H2O***結晶***→Na2CO3***風化***,最終得到是一種白色粉末。
一小塊鈉置露在空氣中的現象:銀白色的鈉很快變暗***生成Na2O***,跟著變成白色固體***NaOH***,然後在固體表面出現小液滴***NaOH易潮解***,最終變成白色粉未***最終產物是Na2CO3***。
二、鋁 Al
1、單質鋁的物理性質:銀白色金屬、密度小***屬輕金屬***、硬度小、熔沸點低。
2、單質鋁的化學性質
①鋁與O2反應:常溫下鋁能與O2反應生成緻密氧化膜,保護內層金屬。加熱條件下鋁能與O2反應生成氧化鋁:4Al+3O2==2Al2O3
②常溫下Al既能與強酸反應,又能與強鹼溶液反應,均有H2生成,也能與不活潑的金屬鹽溶液反應:
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
*** 2Al+6H+=2Al3++3H2↑ ***
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
*** 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ ***
2Al+3Cu***NO3***2=2Al***NO3*** 3+3Cu
*** 2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu ***
注意:鋁製餐具不能用來長時間存放酸性、鹼性和鹹的食品。
③鋁與某些金屬氧化物的反應***如V、Cr、Mn、Fe的氧化物***叫做鋁熱反應
Fe2O3+2Al == 2Fe+Al2O3,Al 和 Fe2O3的混合物叫做鋁熱劑。利用鋁熱反應焊接鋼軌。
三、鐵
1、單質鐵的物理性質:鐵片是銀白色的,鐵粉呈黑色,純鐵不易生鏽,但生鐵***含碳雜質的鐵***在潮溼的空氣中易生鏽。***原因:形成了鐵碳原電池。鐵鏽的主要成分是Fe2O3***。
2、單質鐵的化學性質:
①鐵與氧氣反應:3Fe+2O2===Fe3O4***現象:劇烈燃燒,火星四射,生成黑色的固體***
②與非氧化性酸反應:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ ***Fe+2H+=Fe2++H2↑***
常溫下鋁、鐵遇濃硫酸或濃硝酸鈍化。加熱能反應但無氫氣放出。
③與鹽溶液反應: Fe+CuSO4=FeSO4+Cu***Fe+Cu2+=Fe2++Cu***
④與水蒸氣反應:3Fe+4H2O***g***==Fe3O4+4H2
第二節 幾種重要的金屬化合物
一、氧化物
1、Al2O3的性質:氧化鋁是一種白色難溶物,其熔點很高,可用來製造耐火材料如坩鍋、耐火管、耐高溫的實驗儀器等。
Al2O3是兩性氧化物:既能與強酸反應,又能與強鹼反應:
Al2O3+ 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O ***Al2O3+6H+=2Al3++3H2O ***
Al2O3+ 2NaOH == 2NaAlO2 +H2O***Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O***
2、鐵的氧化物的性質:FeO、Fe2O3都為鹼性氧化物,能與強酸反應生成鹽和水。
FeO+2HCl =FeCl2 +H2O
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
二、氫氧化物
1、氫氧化鋁 Al***OH***3
①Al***OH***3是兩性氫氧化物,在常溫下它既能與強酸,又能與強鹼反應:
Al***OH***3+3HCl=AlCl3+3H2O***Al***OH***3+3H+=Al3++3H2O***
Al***OH***3+NaOH=NaAlO2+2H2O***Al***OH***3+OH-=AlO2-+2H2O***
②Al***OH***3受熱易分解成Al2O3:2Al***OH***3==Al2O3+3H2O***規律:不溶性鹼受熱均會分解***
③Al***OH***3的製備:實驗室用可溶性鋁鹽和氨水反應來製備Al***OH***3
Al2***SO4***3+6NH3·H2O=2 Al***OH***3↓+3***NH4***2SO4
***Al3++3NH3·H2O=Al***OH***3↓+3NH4+***
因為強鹼***如NaOH***易與Al***OH***3反應,所以實驗室不用強鹼製備Al***OH***3,而用氨水。
2、鐵的氫氧化物:氫氧化亞鐵Fe***OH***2***白色***和氫氧化鐵Fe***OH***3***紅褐色***
①都能與酸反應生成鹽和水:
Fe***OH***2+2HCl=FeCl2+2H2O***Fe***OH***2+2H+=Fe2++2H2O***
Fe***OH***3+6HCl=2FeCl3+3H2O***Fe***OH***3+3H+=2Fe3++3H2O***
②Fe***OH***2可以被空氣中的氧氣氧化成Fe***OH***3
4Fe***OH***2+O2+2H2O=4Fe***OH***3***現象:白色沉澱→灰綠色→紅褐色***
③Fe***OH***3受熱易分解生成Fe2O3:2Fe***OH***3==Fe2O3+3H2O
3、氫氧化鈉NaOH:俗稱燒鹼、火鹼、苛性鈉,易潮解,有強腐蝕性,具有鹼的通性。
三、鹽
1、鐵鹽***鐵為+3價***、亞鐵鹽***鐵為+2價***的性質:
①鐵鹽***鐵為+3價***具有氧化性,可以被還原劑***如鐵、銅等***還原成亞鐵鹽:
2FeCl3+Fe=3FeCl2*** 2Fe3++Fe=3Fe2+ ******價態歸中規律***
2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2*** 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ ******制印刷電路板的反應原理***
亞鐵鹽***鐵為+2價***具有還原性,能被氧化劑***如氯氣、氧氣、硝酸等***氧化成鐵鹽:
2FeCl2+Cl2=2FeCl3 *** 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- ***
②Fe3+離子的檢驗:
a.溶液呈黃色;
b.加入KSCN***硫******溶液變紅色;
c.加入NaOH溶液反應生成紅褐色沉澱[Fe***OH***3]。
Fe2+離子的檢驗:
a.溶液呈淺綠色;
b.先在溶液中加入KSCN溶液,不變色,再加入氯水,溶液變紅色;
c.加入NaOH溶液反應先生成白色沉澱,迅速變成灰綠色沉澱,最後變成紅褐色沉澱。
四、焰色反應
1、定義:金屬或它們的化合物在灼燒時使火焰呈現特殊顏色的性質。
2、操作步驟:鉑絲***或鐵絲***用鹽酸浸洗後灼燒至無色,沾取試樣***單質、化合物、氣、液、固均可***在火焰上灼燒,觀察顏色。
3、 重要元素的焰色:鈉元素黃色、 鉀元素紫色***透過藍色的鈷玻璃觀察,以排除鈉的焰色的干擾***
焰色反應屬物理變化。與元素存在狀態***單質、化合物***、物質的聚集狀態***氣、液、固***等無關,只有少數金屬元素有焰色反應。
第三節 用途廣泛的金屬材料
1、合金的概念:由兩種或兩種以上的金屬***或金屬與非金屬***熔合而成的具有金屬特性的物質。
2、合金的特性:合金與各成分金屬相比,具有許多優良的物理、化學或機械的效能。
①合金的硬度一般比它的各成分金屬的大
②合金的熔點一般比它的各成分金屬的低