金属及其化合物讲义及练习.doc

第三章金属及其化合物
一、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），具有良好的导电性、导热性、延展性。
二、金属的化学性质：
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。
物质
Na
Al
Fe
保存
煤油（或石蜡油）中
直接在试剂瓶中即可
直接在试剂瓶中
化性
常温下氧化成Na2O：
4Na + O2 = 2Na2O
点燃
点燃生成Na2O2

点燃
2Na + O2 == Na2O2
常温下生成致密氧化膜：
4Al + 3O2 = 2Al2O3
致密氧化膜使铝耐腐蚀。
点燃
纯氧中可燃，生成氧化铝：
点燃
4Al +3O2 ===== 2Al2O3
潮湿空气中易受腐蚀：
铁锈：主要成分Fe2O3
点燃
纯氧中点燃生成：

点燃
3Fe+2O2 =====Fe3O4
与 O2
与Cl2

2Na+Cl2==2NaCl

2Al+3Cl2  ===== 2AlCl3
2Fe+3Cl22FeCl3
与S
常温下即可反应：
2Na + S = Na2S
△
加热时才能反应：
2Al + 3S == Al2S3
△

加热只能生成亚铁盐：
Fe + S == FeS
与水
常温与冷水剧烈反应：
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
△
去膜后与热水反应：
2Al+6H2O====2Al(OH)3↓+3H2↑
常温下纯铁不与水反应。
△
加热时才与水蒸气反应：
3Fe+4H2O(g)====== Fe3O4+4H2
与 酸
溶 液
 2Na+2HCl=2NaCl+H2↑
2Al+6HCl==2AlCl3+ 3H2↑
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
与 碱
溶 液
----------------------
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
---------------------
与 盐
溶 液
与硫酸铜溶液：
2Na+2H2O+CuSO4=
Cu(OH)2+Na2SO4+
H2↑
与氯化铁溶液：
6Na+6H2O+2FeCl3=
2Fe(OH)3+6NaCl+
3H2↑
置换出较不活泼的金属单质
置换出较不活泼的金属单质
与 氧
化 物
----------------------
点燃
镁条引燃时铝热反应：
2Al+Fe2O3=======Al2O3+2Fe
---------------------

金属活泼性逐渐减弱
三、金属化合物的性质：
1、氧化物

Na2O
Na2O2
Al2O3
Fe2O3
性质
碱性氧化物
非碱性氧化物
两性氧化物
碱性氧化物
颜色
状态
白色固体
淡黄色固体
白色固体
赤红色固体
与水反应
Na2O+H2O=2NaOH
2Na2O2+2H2O=4NaOH
+O2↑
----------------
----------------
与酸溶液
Na2O+2HCl=2NaCl+H2O（溶液无色）
2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑
Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O（溶液黄色）
与碱溶液
----------------
----------------
Al2O3+2NaOH=
2NaAlO2+H2O
----------------
其他
Na2O+CO2=Na2CO3
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
----------------
----------------
2、氢氧化物
化性
NaOH
Al(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
属性
碱性氢氧化物
两性氢氧化物
碱性氢氧化物
碱性氢氧化物
与酸溶液
NaOH+HCl==
NaCl+H2O
Al(OH)3+3HCl=
AlCl3+3H2O
Fe(OH)2+2HCl===
FeCl2+2H2O
Fe(OH)3+3HCl=
FeCl3+3H2O
与碱溶△
△
液
----------------
Al(OH)3+NaOH==
NaAlO2+2H2O
----------------
----------------
稳定性
稳定
2Al(OH)3==Al2O3+
3H2O
4Fe(OH)2+O2+2H2O===
4Fe(OH)3
2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O
其他
2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O
NaOH+CO2(过量)=NaHCO3
----------------
----------------
----------------
制备
金属钠与水即可
铝盐溶液与过量浓氨水
亚铁盐溶液与氢氧化钠溶液（液面下）
铁盐溶液滴加氢氧化钠溶液

3、盐

Na2CO3
NaHCO3
溶解度
较大
较小
溶液碱性
使酚酞变红，溶液呈碱性。
使酚酞变淡粉色，溶液呈较弱的碱性。
与酸
反应迅速Na2CO3+2HCl=2NaCl+2H2O+CO2↑
反应更迅速NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
与碱
--------------------------------
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
稳定性
稳定，加热不分解。
△
固体NaHCO3
：2NaHCO3 == Na2CO3+H2O+CO2↑
相互转化
Na2CO3溶液中通入大量CO2
Na2CO3+H2O+CO2 = 2NaHCO3
△
固体NaHCO3 ：
2NaHCO3 == Na2CO3+H2O+CO2↑
其他
溶液中：Na2CO3+Ca(OH)2 = 2NaOH+CaCO3↓
溶液中：NaHCO3+Ca(OH)2 = NaOH+CaCO3↓+H2O
用途
工业原料等
中和胃酸、制糕点等
金属离子检验：焰色反应呈黄色

FeCl2
FeCl3
颜色
浅绿色
黄色
与碱液
FeCl2+2NaOH = Fe(OH)2↓+2NaCl
FeCl3+3NaOH= Fe(OH)3↓+3NaCl
相互转化
2FeCl2+Cl2====2FeCl3 2FeBr2+Br2====2FeBr3
主要表现： 性（还原性）
2FeCl3+Fe===3FeCl2
2FeBr3+Fe===3FeBr2
表现： 性（氧化性）
检验
遇KSCN不显血红色，加入氯水后显红色
遇KSCN显血红色
用途
净水剂等
印刷线路板等
四、金属及其化合物之间的相互转化
1、铝及其重要化合物之间的转化关系，写出相应的化学反应方程式。

2、铁及其重要化合物之间的转化关系，写出相应的化学反应方程式。

3、钠及其化合物之间的相互转化，写出相应的化学反应方程式。

附：1、焰色反应：用于在火焰上呈现特殊颜色的金属或它们的化合物的检验。
锂
钠
钾
钙
锶
钡
铜

紫红色
黄色
紫色
砖红色
洋红色
黄绿色
蓝绿色

注：观察钾焰色反应时，应透过蓝色钴玻璃，以便滤去杂质钠的黄光。
2、碳酸钠、碳酸氢钠：Na2CO3又叫纯碱，俗称苏打。无水碳酸钠是白色粉末。NaHCO3俗称小苏打，也叫酸式碳酸钠。它是白色粉末，在水中的溶解度比碳酸钠略小，水溶液呈微碱性，固体碳酸氢钠受热即分解。NaHCO3是发酵粉的主要成分，也用于制灭火剂、焙粉或清凉饮料等方面的原料，在橡胶工业中作发泡剂。将碳酸钠溶液或结晶碳酸钠吸收CO2可制得碳酸氢钠。
3、氧化铝、氢氧化铝
（1）Al2O3俗名矾土，是一种难熔又不溶于水的白色粉末。它的熔点、沸点都高于2000度。
（2）氢氧化铝是典型的两性氢氧化物，它既能溶于强酸生成铝盐溶液，又能溶于强碱生成偏铝酸盐溶液。氢氧化铝可用来制备铝盐，作吸附剂等的原料。氢氧化铝凝胶有中和胃酸和保护溃疡面的作用，可用于治疗胃和十二指肠溃疡、胃酸过多等。
10、合金：

金属及其化合物
相对原子质量：Na：23 Al：27 Fe：56 Cu：64 H：1 O：16 C：12 S：16 Cl：35.5
一、选择题
．在实验室中，通常将金属钠保存在（ ）
A．水中 B． 煤油中 C． 四氯化碳中 D．汽油中
．下列物质中，不属于合金的是（ ）
A． 硬铝 B．黄铜 C． 钢铁 D．金箔
．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)3 ④Al
A．③④ B．②③④ C．①③④ D．全部
．下列关于Na和Na+的叙述中,错误的是（ ）
A．它们相差一个电子层 B．它们的化学性质相似
C．钠原子,钠离子均为同一元素 D．灼烧时，它们的焰色反应都呈黄色
．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
．镁、铝、铜三种金属粉末混合物, 加入过量盐酸充分反应, 过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液, 再过滤, 滤液中存在的离子有
A． B．Cu2+ C．Al3+ D．Mg2+
．少量的金属钠长期暴露在空气中，它的最终产物是 （ ）
A．NaOH B． Na2CO3•10H2O C．Na2CO3 D．NaHCO3
． 只用一种试剂可区别五种溶液, 这种试剂是（ ）
A．Ba(OH)2 B．H2SO4 C．NaOH D．AgNO3
．将Fe、Cu、Fe2＋、Fe3＋和Cu2＋盛于同一容器中充分反应，如Fe有剩余，则容器中只能有
A．Cu、Fe3＋ B．Fe2＋、Fe3＋ C．Cu、Cu2＋、Fe D．Cu、Fe2＋、Fe
．（多选）将Na2O2投入FeCl3溶液中, 可观察到的现象是（ ）
A．生成白色沉淀 B．生成红褐色沉淀 C．有气泡产生 D．无变化
．下列离子方程式书写正确的是（ ）
A．铝粉投入到NaOH溶液中：2Al+2OH－══ 2AlO2－+H2↑
B．AlCl3溶液中加入足量的氨水：Al3++ 3OH－ ══ Al(OH)3↓
C．三氯化铁溶液中加入铁粉：
D．FeCl2溶液跟Cl2反应：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－
．（多选）下列离子在溶液中能大量共存的是（ ）
A． B．
C． D．
．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)（ ）

二．填空题
．(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
．明矾是一种 盐。其在水中的电离方程式是
明矾的用途 。
．已知有以下物质相互转化

试回答：(1)写出B的化学式 D的化学式
(2)写出由E转变成F的化学方程式
(3)写出用KSCN鉴别G溶液的离子方程式 向G溶液加入A的有关离子反应方程式

四.实验题
．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）

五.计算题
18、在100mL 0.5mol/L的AlCl3 溶液中，加入100mL的NaOH溶液，得到1.56g沉淀。求NaOH溶液的物质的量浓度。

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《金属及其化合物》测试题参考答案
1-5 B D D B C 6-10 A C C D BC 11-13 D BC D
14．（1）盐酸； CO32－＋2H＋＝CO2↑＋H2O；
（2）盐酸； HCO3－＋H＋＝CO2↑＋H2O；
（3）加热； 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
15．复盐； KAl（SO4）2＝K＋＋Al3＋＋2SO42－； 净水剂
16．（1）FeCl2 ； KCl
（2）4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3
(3)Fe3＋＋SCN－＝Fe(SCN)2＋ ； 2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋
17.(1)图‚； 吸收A装置中产生的酸雾 ； 变蓝 ； 带火星的木条 ； 复燃
(2) D中有部分CO2未参加反应流入E中生成沉淀
(3)E中石灰水的白色浑浊明显增加，瓶内液面的下降接近停止
(4)小 ； 30 ； 因样品中含有不与CO2反应生成气体的杂质
(5)乙