高三一轮复习第三章金属及其化合物优秀教案.doc

第三章 金属及其化合物
一、钠及其化合物
（一）钠单质
1、物理性质：
金属钠银白色，硬度：软，密度比水小，熔沸点低，导电性、导热性良好
Ø 钠露置与空气中的过程变化：

Ø 化学钠保存在石蜡油或煤油中，因为钠易与水或者空气中的氧气反应，而钠不与煤油反应，且钠的密度大于煤油的密度，所以保存在煤油中。

2、化学性质
①与氧气反应
　　4Na+O2=2Na2O(常温) 2Na+O2Na2O2(过氧化钠)
　　2Na2O+O22Na2O2
②与非金属反应
　　2Na + Cl2 2NaCl 2Na + S＝Na2S
③与水反应：2Na + 2H2O ＝ 2NaOH + H2↑

钠与水反应的实验现象：浮、熔、游、响、红。
Ø 钠燃烧引起火灾，一般用砂土盖灭。
④钠与酸的反应
　　2HCl + 2Na＝2NaCl + H2↑
⑤将钠与盐的反应
a．若将钠放入CuSO4溶液中，发生如下反应：
　　2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑
　　CuSO4+2NaOH＝Cu(OH)2↓+Na2SO4

b．钠可与某些熔盐作用，置换出相应金属。
　　如：4Na + TiCl4 (熔)＝4NaCl + Ti

（二）钠的化合物
1、Na2O和Na2O2
名称
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
电子式

分类
碱性氧化物
过氧化物
阴阳离子个数比
1:2
1:2
色态
白色固体
淡黄色固体
化学性质
与水反应
Na2O +H2O＝2NaOH
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O +CO2＝Na2CO3
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
与酸反应
Na2O +2HCl＝2NaCl + H2O
2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2↑+2H2O
特性
__________________
Na2O2有强氧化性，可以使品红溶液褪色，有漂白作用、杀菌消毒。
Ø Na2O2与CO2、H2O反应的各种关系

Ø Na2O2的强氧化性
Na2O2可与SO2、H2S、FeCl2等还原性物质反应。
(3)Na2CO3和NaHCO3
名称
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3)
分类
正盐
酸式盐
俗称
纯碱、苏打
小苏打
色态
白色粉末
细小的白色晶体
水溶液的酸碱性
碱性
碱性
溶解度
Na2CO3(26.9g)＞NaHCO3 (10.0g)
化
学
性
质
与酸反应放出CO2的速率
Na2CO3 ＜NaHCO3
Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3
(CO32-+H+=HCO3-)
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
(HCO3-+H+=H2O+CO2↑)
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
(HCO3-+H+=H2O+CO2↑)
与CO2反应
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
不反应
与碱
反应
NaOH
不反应
NaHCO3+NaOH=H2O+ Na2CO3
Ca(OH)2
Na2CO3+Ca(OH)2＝CaCO3↓+ 2NaOH
此法可用于土法制烧碱或除掉烧碱中的Na2CO3
少量石灰水：
2NaHCO3+Ca(OH)2＝CaCO3↓+Na2CO3 +2H2O
过量石灰水：
NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH +H2O
与盐反应
CaCl2
Ca2+ + CO32-==CaCO3↓
不反应
NaHSO4
CO32-+ 2H+=CO2↑+H2O
HCO3-+H+=H2O+CO2↑
热稳定性
很稳定受热不分解
不很稳定，受热易分解。
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
二者之间相互转化

Ø 常见离子的焰色反应和焰色反应的实验操作
　　Na+(黄色) K+（紫色，需透过钴玻璃） Cu2+（绿色） Ba2+ (黄绿色)
操作：洗—烧—蘸—烧—洗
仪器：铁丝、铂丝、蓝色钴玻璃
说明：①并非所有的金属都有焰色反应
　　 ②焰色反应为金属元素的性质(单质和化合物)都有同样的焰色
　　 ③焰色反应为物理性质

Ø 钠及其化合物的相互转化

二、镁、铝及其化合物
1、镁铝单质
Ø ①跟非金属单质的反应：
2Mg+O22MgO　　 3Mg+N2Mg3N2 Mg+SMgS Mg+Cl2MgCl2
　　4Al+3O22Al2O3 2Al+3SAl2S3 2Al+3Cl22AlCl3

②跟酸的反应

③跟碱的反应(镁不能跟碱起反应)
　　2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
　　2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑
④与氧化物的反应：
a．与H2O的反应：
　　Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑(能使酚酞变红)
　　2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑
b．铝热反应：Al(S)+MxOy(S) Al2O3+xM(l) △H＜0
c. 2Mg+CO22C+2MgO
2、铝的化合物
(1)氧化铝(Al2O3)
①物理性质：白色难熔固体、也不溶于水。
②化学性质：Al2O3是典型的两性氧化物，既能与酸反应又能与强碱溶液反应。
　　Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
　　Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O
③应用：冶炼金属铝的原料；耐火材料，可以用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等。

(2)氢氧化铝[Al(OH)3]
①氢氧化铝的两性：
　　Al(OH)3与强酸反应生成铝盐： Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
　　Al(OH)3与强碱溶液作用生成偏铝酸盐： Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
值得注意的是：Al3+与OH-、AlO2-与H+、Al3+与AlO2-不能大量共存：
　　Al3++3OH-=Al(OH)3↓ AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓ Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓
Ø 离子共存问题：
Al3+与OH-、S2-、HCO3-、CO32-、AlO2-等不能大量共存；
AlO2-与H+ 、Al3+、NH4+、Fe3+等不能大量共存。

②氢氧化铝的生成：
a．铝盐与可溶性弱碱氨水反应制Al(OH)3：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
b．一般用向偏铝酸盐溶液中通入CO2的方法制取Al(OH)3。
　　当CO2不足或适量时： CO2+2AlO2-+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-；
　　当CO2过量时： CO2+AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。
c．铝盐和偏铝酸盐反应：
　　Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3
Ø Al3+、AlO2-的图像问题

（3）硫酸铝钾 KAl(SO4)2
电离方程式：
十二水合硫酸铝钾〔KAl(SO4)2·12H2O〕俗名：明矾。明矾是无色晶体，易溶于水。
Ø KAl(SO4)2溶液中逐滴滴加Ba(OH)2溶液
沉淀物质的量最大： 2KAl(SO4)2+3Ba(OH)2==3BaSO4+Al(OH)3+K2SO4
沉淀质量最大： KAl(SO4)2+2Ba(OH)2==2BaSO4+KAlO22H2O
Ø 明矾净水化学方程式：

Ø 铝及其化合物的转化关系

三、铁、铜及其化合物
1、铁在元素周期表中的第4周期，第Ⅷ族。其原子结构示意图为：

(1)物理性质：
铁具有金属全部物理通性：常温下是固态，有金属光泽，导电、导热，有延展性。
(2)化学性质
铁是比较活泼的金属，当铁跟弱氧化剂反应时：Fe-2e-=Fe2+；当跟强氧化剂反应时：Fe-3e-=Fe3+。
a．铁跟氧气等其它非金属单质的反应：
　　3Fe+2O2Fe3O4 (一定要注意产物)
　　2Fe+3Cl22FeCl3 2Fe+3Br2=2FeBr3
　　过量的铁在氯水或溴水中可以生成FeCl2、FeBr2

　　Fe+I2FeI2 Fe+SFeS
b．铁跟水的反应：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(注意产物也是Fe3O4)
c．铁跟酸的反应：
①与非氧化性酸：Fe+2H+=Fe2++H2↑
②与强氧化性酸（稀硝酸为例）：
　　Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
　　Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2
　　3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
铁和浓硝酸、浓H2SO4发生钝化，但在加热条件下，钝化作用立即遭到破坏：
　　Fe+6HNO3(浓)Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
　　Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
d．铁和某些盐溶液的作用：
　　Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+
2、铁的化合物　　
(1)铁的氧化物
铁的氧化物
FeO
Fe3O4
Fe2O3
铁的化合价
+2价
+2价(1/3)，+3价(2/3)
+3价
俗称
——
磁性氧化铁
铁红
状态和颜色
黑色固体
黑色固体
红棕色固体
与H2O的关系
不反应，不溶解
与非氧化性酸的反应
FeO+2H+=Fe2++H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
　　Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
氧化性
高温下被CO、H2、Al、C等还原
还原性
可被氧化
可被氧化
一般不再被氧化
主要用途
——
炼铁
炼铁、作铝热剂、颜料
(2)铁的氢氧化物
①Fe(OH)2可由易溶性的亚铁盐跟碱溶液起反应制得。Fe(OH)2为白色絮状沉淀，易被空气中O2迅速氧化成Fe(OH)3。因此，白色絮状沉淀能迅速变成灰绿色，最终变成红褐色。
　　Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
　　4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
制备时：a．要将滴管口插入硫酸亚铁液面下，再滴入NaOH溶液；
　　 b．配液时可用加热的方法尽可能除去溶解氧；
　　 c．可在液面加少许汽油或苯等有机溶剂，以隔绝空气。
②Fe(OH)3可由易溶性的铁盐跟碱溶液起反应制得。Fe(OH)3为红褐色沉淀，可溶于强酸，受热易分解。
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
制备Fe(OH)3胶体：
Ø Fe2+ Fe3+的鉴别

离子共存问题：

Ø Fe、Fe2+、Fe3+的互相转化

3、铜及其化合物
(1)铜的物理性质：黄色或紫红色，导电导热延展性，导电性位于金属的第二位。
(2)铜在周期表中第4周期IB族
(3)铜单质的化学性质
①铜与非金属单质反应：
　　2Cu+O22CuO 　Cu+Cl2CuCl2 2Cu+SCu2S
　　2Cu+O2 +CO2 +H2O = Cu2(OH)2CO3
②与化合物反应
　　Cu+2FeCl3 = CuCl2+2FeCl2
　　Cu+4HNO3 = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
　　3Cu+8HNO3 = 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
　　Cu+2H2SO4(浓) = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
(4)氧化铜(CuO)
　　CuO+H2Cu + H2O
　　CuO+H2SO4 = CuSO4 + H2O
　　CuO+C2H5OHCu+CH3CHO+H2O
(5)氢氧化铜[Cu(OH)2]
①检验醛基(CH3CHO)
　　CH3CHO+2Cu(OH)2Cu2O+CH3COOH+2H2O
②和乙酸反应
　　2CH3COOH+Cu(OH)2=(CH3COO)2Cu+2H2O
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