（講課用）《金屬及其化合物》

金屬及其化合物鈉鐵鎂鋁綜合學習目標：1掌握金屬單質的共性物理性質和金屬化學性質;、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、FeOH3、AlOH3等幾種重要的金屬化合物的性質;3掌握金屬的有關計算。一、金屬的性質：1金屬元素的存在及含量：氧硅鋁鐵鈣鈉鉀鎂大多數以化合態(tài)形式存在

在常溫下絕大多數為銀白色固體，有金屬光澤，能導電傳熱，有延展性和可塑性。2金屬單質的性質：★金屬單質在化學反應中只作還原劑，在化合物中金屬元素只顯正價。3金屬的分類：按顏色：黑色金屬：FeCrMn有色金屬：除以上三種金屬以外按密度：輕金屬：ρ<3NaMg重金屬：ρ>3nCu按含量：常見金屬：FeMgAl稀有金屬：鋯、釩、鉬根據以上分類：金屬鎂、鋁屬于————、———、——————金屬有色輕常見鈉及其化合物一、鈉的物理性質金屬鈉：色

態(tài)

硬度

密度

熔沸點導電、傳熱性銀白色軟固體小低良好二、鈉的化學性質易失電子，化學性質活潑→1與非金屬反應:如氧氣、氯氣、硫等常溫：點燃：（淡黃色）2Na+S=Na2S（研磨易爆炸）2Na+Cl2==2NaCl(白煙)點燃2、與水反應浮熔游響紅－－密度比水?。埸c低且反應放熱產生氣體反應劇烈－－產生堿（在水溶液中滴酚酞）實驗現象：2Na2H2O===2NaOHH2↑2Na2H2O===2NaOH-H2↑實質：與水電離出的少量H反應3與鹽酸反應2Na2H==2NaH2↑先與酸反應，過量的鈉再與水反應4與鹽溶液反應鈉投入到硫酸銅溶液，現象：鈉溶解，放出無色無味氣體，有藍色沉淀2Na2H2OCuSO4=Na2SO4H2↑CuOH2↓2Na2H2O=2NaOHH2↑2NaOHCuSO4=Na2SO4CuOH2↓總反應式：先與水反應生成堿，再考慮堿與鹽的反應!FeCl3溶液飽和NH4Cl飽和NaCl化學方程式現象鈉溶解，放出無色無味氣體、析出晶體2Na2H2O=2NaOHH2↑鈉溶解，有刺激性氣味氣體放出2Na2NH4Cl=2NaClH2↑2NH3↑鈉溶解，放出無色無味氣體有紅褐色沉淀6Na6H2O2FeCl3=6NaCl3H2↑2FeOH3↓先與水反應生成堿，再考慮堿與鹽的反應!鈉投入到下列溶液的現象及反應：三、鈉的存在、保存與制取元素存在形態(tài)：游離態(tài)以單質形態(tài)存在化合態(tài)以化合物形態(tài)存在存在：鈉在自然界里沒有游離態(tài)，只能以化合態(tài)存在。食鹽（NaCl）、純堿（Na2CO3·10H2O）、硝酸鈉NaNO3保存：隔絕空氣和水，加煤油密封ρNa>ρ煤油）。制?。弘娊馊廴诘穆然c四、鈉的用途1、制Na2O22、制Na-合金，做原子反應堆導熱劑3、高壓鈉燈4、還原貴重金屬（和氧氣反應）（鈉的導熱性）（黃光射程遠，透霧力強）（鈉具有還原性）。4NaTiCl4==4NaClTi一鈉的兩種氧化物比較

Na2ONa2O2電子式

Na＋[]2－Na＋

Na＋[]2－Na＋化學鍵種類離子鍵離子鍵、非極性鍵:2:11:1:2:12:1鈉的化合物顏色狀態(tài)類別堿性氧化物過氧化物白色固體淡黃色固體反應條件常溫4Na＋O2===2Na2O(空氣)點燃2Na＋O2===Na2O2

(空氣或氧氣)與H2O反應Na2O＋H2O＝2NaOH2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑與HCl反應Na2O＋2HCl＝2NaCl＋H2O2Na2O2＋4HCl＝4NaCl＋O2↑＋2H2O與CO2反應Na2O＋CO2＝Na2CO32Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2

Na2ONa2O2Na2CO3和NaHCO3性質比較物質碳酸鈉碳酸氫鈉俗名色態(tài)溶解性熱穩(wěn)定性?純堿、蘇打小蘇打白色粉末Na2CO3?10H2O為晶體細小白色晶體可溶于水溶解度小于碳酸鈉穩(wěn)定，受熱難分解2NaHCO3==Na2CO3H2O↑CO2↑易溶于水不穩(wěn)定，受熱易分解二鈉形成的兩種重要的鹽的比較與酸反應與堿反應與某些鹽反應Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2↑CO32-2H=H2OCO2↑NaHCO3HCl=NaClH2OCO2↑（快）HCO3-H=H2OCO2↑Na2CO3CaOH2=CaCO3↓2NaOHNa2CO3NaOH不反應2NaHCO3CaOH2=CaCO3↓Na2CO32H2ONaHCO3NaOH=Na2CO3H2ONa2CO3CaCl2=CaCO3↓2NaClNa2CO3BaCl2=BaCO3↓2NaCl不反應Na2CO3NaHCO3CO2H2O或少量H固（?）、溶液（加NaOH）⑶NaHCO3溶液中混有Na2CO3，通入過量的CO2氣體Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3Na2CO3和NaHCO3混合物的除雜⑴Na2CO3固體粉末中混有NaHCO3，用加熱法?！?NaHCO3=Na2CO3H2OCO2↑⑵Na2CO3溶液中混有NaHCO3，滴加適量NaOH溶液NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O小結三氫氧化鈉—NaOHl、物理性質：俗名燒堿、火堿、苛性鈉，白色固體，易潮解，易溶于水并放熱，水溶液有澀味、有強腐蝕性2、化學性質★與酸酐SO2、CO2、SiO2、SO3、P2O5等反應SO22NaOH=Na2SO3H2O固體NaOH或堿石灰不能用來干燥酸性氣體SiO22NaOH=Na2SiO3H2O盛裝NaOH的試劑瓶不能用玻璃塞。★與鹵代烴、酯、油脂等發(fā)生水解反應CH3CH2-ClNaOH→CH3CH2-OHNaClCl7H35COOCH2C17H35COOCH3NaOH→3C17H35COONaCl7H35COOCH2CH2—OHCH—OHCH2—OHH2O思考:取等量的兩小塊鈉，①將其中一份直接投入水中，②另一份用鋁箔包好，刺上多個小孔，用鑷子夾住放入水面下，充分反應后，兩種操作反應放出的H2量是否相等？產生的H2量②＞①金屬鈉露置在空氣中的變化過程？銀白色金屬鈉→表面變暗→出現白色固體→表面變成溶液（Na）（Na2O）（NaOH）（NaOH潮解）→出現白色固體→白色粉末（Na2CO3·10H2O）（Na2CO3）鎂、鋁及其化合物1、鎂鋁單質結構、性質和制法的比較：結構和性質MgAl在周期表位置原子半徑價電子數金屬鍵單質物理性質熔點和硬度金屬性第三周期ⅡA族第三周期ⅢA族Mg>Al23Mg<Al銀白色輕金屬，導電、導熱、延展性Mg<AlMg>Al性質和制法

MgAl化學性質和非金屬和氧化物和酸溶液和堿溶液和鹽溶液

工業(yè)制法3Mg+N2==Mg3N2點燃2Al+3S==Al2S3點燃2Mg+CO2==2MgO+C點燃2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3與非氧化性酸反應置換出H2，與強氧化性酸反應一般不放出H2，常溫下Al、Fe在濃HNO3、濃H2SO4中發(fā)生鈍化反應不反應2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2一般發(fā)生置換反應MgCl2==Mg+Cl2電解

2Al2O3==4Al+3O2電解思考練習:1、為什么可以用密閉的鋁制容器裝冷的濃硝酸或濃硫酸？能否用它裝熱的濃硝酸或濃硫酸寫出有關的化學方程式2Al+6H2SO4(熱、濃)==Al2(SO4)3+3SO2+6H2OAl+6HNO3(熱、濃)==Al(NO3)3+3NO2+3H2O2、當下列金屬表面沾有油污時，不能用燒堿溶液洗滌的是：（）A、FeB、MgC、AlD、AgC鋁遇冷的濃硝酸或濃硫酸鈍化2、氧化鎂和氧化鋁

比較MgOAl2O3物類化學性質和水和酸和堿制法堿性氧化物兩性氧化物不反應MgO2H=Mg2H2OAl2O36H=2Al33H2O不反應Al2O32OH–=2AlO2–H2O提純鋁土礦MgO+H2O==Mg(OH)2煅燒菱鎂礦

MgCO3==MgO+CO2高溫思考練習：1、鋁土礦的主要成分是Al2O3，其中含有雜質Fe2O3和SiO2，如何提純？鋁土礦加鹽酸過濾沉淀A溶液B過量NaOH溶液過濾沉淀C溶液D通入CO2沉淀E高溫灼燒Al2O33、氫氧化鎂和氫氧化鋁

比較

Mg(OH)2Al(OH)3

物類化學性質和酸溶液和強堿液

制法難溶堿兩性氫氧化物AlOH33H=Al33H2OAlOH3OH-=AlO2-2H2O不反應可溶鎂鹽和可溶堿反應1、鋁鹽和氨水反應；2、偏鋁酸鹽溶液中通入二氧化碳；3、鋁鹽和偏鋁酸鹽溶液混合。MgOH22H=Mg22H2OAlOH3的制備：1、可溶性鋁鹽與弱堿AlCl33NH3·H2O==AlOH3↓3NH4Cl2、可溶性偏鋁酸鹽與弱酸NaAlO2CO22H2O==AlOH3↓NaHCO33、可溶性偏鋁酸鹽與可溶性鋁鹽3AlO2￣Al36H2O==4AlOH3↓①凝聚水中懸浮物并能吸附色素，常用作凈水劑②用作藥物，治療胃酸過多AlOH3的用途：討論1：鋁鹽和堿溶液反應的現象和計算：

實驗往AlCl3溶液中滴加NaOH溶液往NaOH溶液中滴加AlCl3溶液

現象反應過程的離子方程式圖象變化

Al(OH)3

NaOHAl(OH)3

AlCl3

先沉淀后溶解先澄清后沉淀Al3++3OH–=Al(OH)3Al(OH)3+OH–=AlO2–+2H2O4OH–+Al3+=AlO2–+2H2OAl3++3AlO2–+6H2O=4Al(OH)3討論2：偏鋁酸鹽和鹽酸反應的現象和計算：

實驗往NaAlO2溶液中滴加HCl溶液往HCl溶液中滴加NaAlO2溶液

現象反應過程的離子方程式圖象變化

Al(OH)3

HClAl(OH)3

NaAlO2

先沉淀后溶解先澄清后沉淀AlO2-+H++H2O=Al(OH)3Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O4H++AlO2-=Al3++2H2OAl3++3AlO2–+6H2O=4Al(OH)3

溶液加(或通入)物質序號⑴飽和石灰水通入過量CO2⑵AlCl3溶液加入過量濃氨水⑶含少量NaOH的NaAlO2溶液通入過量CO2⑷含少量NaOH的NaAlO2溶液逐滴加入稀鹽酸ABFD練習3、在下圖中，橫坐標為向一定量的某溶液中加入某種物質的量，縱坐標為生成沉淀的量。從圖中，選擇適合表中各題要求的序號填入表中

溶液加(或通入)物質序號⑸MgCl2、AlCl3混合溶液逐滴加入NaOH溶液至過量⑹NaOH溶液逐滴加入Al2(SO4)3溶液至過量⑺稀硫酸溶液逐滴加入NaAlO2溶液至過量⑻含少量鹽酸的AlCl3溶液逐滴加入KOH溶液至過量ECFG3硫酸鋁鉀1）復鹽：AlSO42==Al32SO42-2）明礬：化學式AlSO42·12H2O無色晶體，易溶于水。明礬凈水原理：明礬溶于水發(fā)生水解反應，生成AlOH3膠體，吸附水中的雜質，使水澄清。2鎂及其重要化合物的知識網絡圖如下：3鋁及其化合物的知識網絡如下：鐵及其化合物一金屬鐵1在元素周期表中的位置鐵位于第四周期第Ⅷ族，過渡元素原子結構示意圖為28142+262鐵的物理性質鐵具有銀白色金屬光澤，純鐵質軟，密度大,熔沸點高，有良好的導電性、導熱性和延展性，有鐵磁性3鐵的化學性質Fe–2e=Fe2Fe–3e=Fe3Fe表現還原性1鐵與強氧化劑反應2Fe+3Cl2==2FeCl3點燃Fe4HNO3稀）==FeNO33NO↑2H2Oa鐵與氯氣、硝酸、濃硫酸等強氧化劑反應可顯3價b常溫下，鐵遇冷濃硫酸和濃硝酸鈍化。33產生棕黃色的煙2鐵與弱氧化劑反應Fe2H=Fe2H2↑（稀HCl或稀H2SO4FeCu2=Cu＋Fe2（與鹽的反應）Fe2Fe3=3Fe2Fe3的氧化性、Cu2、Fe3等弱氧化劑反應可顯2價3→Fe3Fe與少量HNO3→Fe2（3）與水的反應3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2

高溫對比2Na2H2O===2NaOHH2↑Mg+2H2O==Mg(OH)2+H2↑（4）與氧氣反應3Fe+2O2==Fe3O4

點燃鐵在氧氣中燃燒火星四射，產生黑色的四氧化三鐵固體。四氧化三鐵又名磁性氧化鐵?；瘜W式Fe(OH)2Fe(OH)3顏色狀態(tài)溶解性制備加熱與H+轉化

白色固體粉末紅褐色固體粉末難溶于水不溶于水Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O4FeOH2O22H2O=4FeOH3

鐵的氫氧化物性質比較Fe22OH-=FeOH2↓Fe33OH-=FeOH3↓2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O白色絮狀沉淀灰綠色紅褐色沉淀Fe2+：淺綠色Fe3+：黃色加NaOH等堿溶液加KSCN溶液或NH4SCN現象：白色沉淀灰綠色紅褐色Fe22OH-=FeOH2↓4FeOH2O22H2O=4FeOH3現象：紅褐色沉淀Fe33OH-=FeOH3↓現象：不變紅色，若再通Cl2則變血紅色2Fe2Cl2=2Fe32Cl-Fe33SCN-=FeSCN3現象：變血紅色Fe33SCN-=FeSCN3Fe2和Fe3的檢驗方法FeFe2Fe3123456弱氧化劑：H、Cu2、S、I2、Fe3等強氧化劑：Cl2、Br2、HNO3等Cl2、Br2、HNO3、O2等n、Fe、Cu、HI等n、H2、Al、C等n、CO、Al等鐵三角1FeFe2弱氧化劑：H、Cu2、S、I2、Fe3等Fe2H=Fe2H2↑,FeCu2=Fe2CuFeS==FeS,FeI2==FeI2,Fe2Fe3==3Fe2?2FeFe3強氧化劑：Cl2、Br2、MnO4、HNO3等2Fe3Cl2==2FeCl3,2Fe3Br2==2FeBr3,Fe4HNO3稀==FeNO33NO↑2H2O2Fe6H2SO4濃==Fe2SO433SO2↑6H2O5Fe3MnO4-24H==5Fe33Mn212H2O?3Fe2Fe3Cl2、Br2、MnO4、HNO3、O2等2Fe2Cl2==2Fe32Cl-2Fe2Br2==2Fe32Br-5Fe2MnO4-8H==5Fe3Mn24H2O3Fe24HNO3-==Fe3NO↑2H2O4Fe3Fe2n、Fe、Cu、H2S、HI、SO22Fe3n（不足）==2Fe2n22Fe3Cu==2Fe2Cu22Fe3H2S==2Fe22HS↓2Fe32HI==2Fe22HI22Fe3SO22H2O==2Fe24HSO42-5Fe2Fen、H2、Al、C、CO等Fe2n==Fen2FeOH2====FeH2O3FeO2Al====3FeAl2O32FeOC====FeCO2↑高溫高溫高溫6Fe3Fen、CO、Al等2Fe33n過量===2Fe3n2Fe2O33CO====2Fe3CO2Fe2O32Al====2FeAl2O3高溫高溫應用練習Ⅰ把氯化亞鐵水溶液中的Fe2氧化為Fe3，而不引進金屬離子或其它原溶液中不含有的陰離子，所用的三種方法的離子方程式分別為：①:②:③:2Fe2Cl2===2Fe32Cl-2Fe2H2O22H===2Fe32H2O4Fe2O24H===4Fe32H2OⅡ在裝有固體A的試管中加入無色溶液B，此時A未溶解。但加入一定量的水，A即逐漸溶解。并有氣體生成，溶液變?yōu)闇\綠色。將空氣通入該試管的溶液中，溶液顏色很快加深。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?B的化學式是:2A加水后才溶解，其理由是:H2SO4濃H2SO4使Fe鈍化，稀H2SO4使Fe溶解★Fe及其化合物的相互轉化銅及其化合物一、銅的物理性質紫紅色金屬，熔沸點高，密度大，具有良好的延展性，能夠導電、導熱二、銅的化學性質1與氧氣反應：2Cu+O2==2CuOb銅與強氧化性酸（如濃硫酸、硝酸等）能反應，但不生成氫氣。2與酸的反應a銅與非氧化性酸（如鹽酸、稀硫酸等）不反應。Cu2AgNO3=CuNO322Ag3與鹽溶液的反應2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2三、銅的重要化合物Cu2O黑色磚紅色2（OH）2CO3銅綠4及CuSO4·5H2O白色藍色用來檢驗水的存在金屬部分綜合復習位于周期表中左下角處。最外層電子數≦周期數金屬原子的價電子數少。1、金屬元素在周期表的位置：2、金屬原子結構特點：3、金屬的化學性質：易失電子，表現還原性。決定一、金屬元素在周期表的位置與原子結構特點及化學性質的關系：二、金屬晶體的結構和物理性質:2、金屬共同的物理性質:導電性、導熱性、延展性、不透明、有金屬光澤。1、金屬是由金屬陽離子和自由電子通過金屬鍵構成的。決定3、影響金屬鍵強弱的因素:半徑越小、電荷數越多,金屬鍵越強。則熔、沸點越高，硬度越大。1離子半徑2電荷數

已知：鈉鎂鋁

熔點（℃）97.81648.8660.4解釋這三種金屬熔點遞增的原因？思考練習：1、判斷下列敘述是否正確？若：兩句均正確選A，前對后錯選B，前錯后對選C，兩句均錯選D。（1）金屬的物理性質決定于金屬的晶體結構，金屬的化學性質決定于金屬的原子結構。（）A（2）金屬的原子核外電子都比較少，容易失去電子（）C（3）在金屬晶體中，陽離子和自由電子的運動沒有方向性；在外加電場的作用下，帶電微粒的定向移動形成了電流。（）D（4）金屬單質在化學反應中都是還原劑；金屬離子在化學反應中都是氧化劑。（）B三金屬化學性質1與非金屬（如：O2、Cl2、S等）反應與O2極易反應的金屬有:、Ca、Na常溫下與O2緩慢反應的金屬有:

1和O2的反應Mg、Al、Fe加熱條件下，除Ag、Pt、Au外，其它金屬可被氧化。2與Cl2反應:幾乎所有金屬都可被Cl2氧化2Fe3Cl2CuCl2如:3與S反應:除Pt、Au外的其它金屬都可被S氧化如:FeSFeS2CuSCu2S2FeCl3CuCl22金屬與水的反應：與冷水劇烈反應放出H2的金屬有：如：2Na+2H2O==2NaOH+H2與沸水在加熱條件下發(fā)生反應的有:Mg與水蒸氣在高溫條件下反應有:Fe、Ca、NaMg+2H2O==Mg(OH)2+H2加熱3Fe+4H2O(g)==Fe3O4+4H2↑高溫3與酸的反應:1活動性在氫以前的金屬與非氧化性酸反應置換出H2如:Mg+2H+==Mg2++H22金屬與強氧化性酸反應一般不放出H2常溫下Al、Fe在濃HNO3、濃H2SO4中發(fā)生鈍化反應4金屬與鹽溶液反應:1大多數活潑金屬能置換出不活潑金屬FeCuSO4==FeSO4CuCu2Ag==2AgCu22、Ca、Na與鹽溶液的反應較特殊寫出:把鈉投入硫酸銅溶液中的化學方程式2Na+2H2O==2NaOH+H22Na+CuSO4+2H2O==Cu(OH)2+Na2SO4+H2CuSO4+2NaOH==Cu(OH)2+Na2SO43金屬與Fe3的鹽反應2Fe3n==2Fe2n22Fe3Cu==2Fe2Cu2Fe3具有較強的氧化性,能跟大多數金屬反應四金屬的冶煉1金屬冶煉的實質:金屬冶煉就是把化合態(tài)的金屬元素轉變?yōu)榻饘賳钨|其實質是:使金屬陽離子獲得電子,還原為金屬原子的過程.示意為:Mn++neM.2冶煉方法:CaNaMgAlnFeSnPbCuHgAg電解法熱還原法熱分解法Al、H2、CO、C）2Al2O3如：3COFe2O32HgO電解加熱高溫4Al+3O22HgO2↑3CO22Fe冰晶石1、隨著人們生活節(jié)奏的加快，方便的小包裝食品已被廣泛接受。為了延長食品的保質期，防止食品受潮及富脂食品氧化變質，在包裝袋中應放入的化學物質是:A無水硫酸銅、蔗糖B硅膠、硫酸亞鐵

C食鹽、硫酸亞鐵D生石灰