金屬及其化合物第一節——金屬知識點一：金屬的通性物理通性金屬一般具有金屬光澤，具有良好的導電、導熱性以及優良的延展性。金屬的熔點和硬度差別很大，規律性不強，絕大多數為固體，極少數（如汞）為液態。化學通性通常情況下，金屬的最外層電子數少于4個，在化學反應中容易失去電子，表現出較強的還原性。金屬與非金屬反應——大多數金屬除能被氧氣氧化外，還能被氯氣、硫等氧化性的物質氧化。金屬與酸反應——H之前的金屬與非氧化性酸反應，產生H2.金屬與鹽溶液反應——在金屬活動性順序中，排在前面的金屬能把排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來，但是K、Ca、Na由于其活動性臺前，先與水反應。知識點二：金屬與氧氣反應1、鈉與氧氣反應實驗內容實驗現象實驗結論(反應方程式)在空氣中放置顏色變暗4Na＋O22Na2O由于條件不同，同樣的反應物，產物卻不同在空氣中加熱熔化，有黃色火焰，生成黃色固體2Na＋O2Na2O2補充：2Na+Cl22NaCl2Na+SNa2S2、鋁與氧氣反應常溫下，鋁易被氧化成生致密的氧化膜，保護內部金屬不被氧化：4Al+3O2==2Al2O3補充：2Al+3Cl22AlCl3與沸水微弱反應：2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑與酸反應：2Al+6HCl2AlCl3+H2↑2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑注意：鋁在冷的濃硫酸、濃硝酸中鈍化。鐵與氧氣反應常溫下，鐵在的空氣中不與氧氣反應，在潮濕的空氣中能發生反應，生成__________，在點燃的條件下，鐵與氧氣劇烈反應，生成_________色的四氧化三鐵，方程式為。補充：2Fe+3Cl22FeCl3Fe+SFeS【練習】1、將鈉、鎂、鋁各0.3mol分別放入100ml1mol/L的鹽酸中，在同溫、同壓下產生的氣體體積比是（C）A1:2:3B6:3:2C3:1:1D1:1:12、將4.6g金屬鈉投入到95.4g水中，得到的溶液中溶質的質量分數（C）A等于4.6%B等于7.6%C大于8%D小于10%3、等質量的鈉進行下列實驗，其中生成氫氣最多的是（B）A將鈉投入到足量的水中B將鈉用鋁箔包好并刺一些小孔，再放入足量的水中C將鈉放入足量的稀硫酸中D將鈉放入足量的稀鹽酸中4、將2.3g金屬鈉在一定條件下與O2化合得3.3g固體產物，對該固體成分分析正確的是（C）A全部為Na2OB全部為過Na2O2CNa2O和Na2O2的混合物D無法判斷其成分5、把下列金屬投入到0.1mol/L鹽酸中，能發生反應且反應最劇烈的是（C）ACuBFeCMgDAl6、欲除去NaHCO3中混有的少量Na2CO3，可用的方法是（D）A加入飽和的石灰水B加入氫氧化鈉溶液C加入鹽酸D通入二氧化碳7、兩種金屬混合物粉末15g,與足量的鹽酸反應時生成標況下11.2L氫氣，符合上訴情況的金屬混合物是（A）A.Mg、FeB.Zn、AgC.Ca、ZnD.Mg、Al8、由鐵、鋅、鋁、鎂四種金屬中的兩種組成的混合物10g，與足量的鹽酸反應產生的氫氣在標準狀況下為11.2L，則混合物中一定含有的金屬是（C）A.鐵B.鋅C.鋁D.鎂知識點三：金屬與水的反應1、鈉與水反應把貯存在煤油里的金屬鈉取出后，切取一小塊，用濾紙吸干表面的煤油后，投入一盛有水的燒杯中，發生下列現象，請說明原因：①鈉浮在水面上，說明鈉的密度比水的密度小。②鈉與水劇烈反應并熔化成一個閃亮的小球，說明鈉與水反應時放熱，鈉的熔點低。③熔成小球的金屬鈉在水面上四處游動，發出嘶嘶的響聲，反應時有氣體放出，反應劇烈。④反應后在溶液中加幾滴酚酞溶液，溶液變紅，這說明有堿生成。由此可推知鈉與水反應的化學方程式為2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑。與鹽溶液反應如（CuSO4）：2Na+2H2O+CuSO4Na2SO4+Cu(OH)2+H2高溫2、鐵與水蒸氣的反應高溫實驗原理：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2↑金屬與水反應規律（1）K、Ca、Na等金屬和冷水反應劇烈，生成可溶性堿和氫氣。（2）Mg與冷水反應緩慢，與沸水反應快，Al與冷水很難反應。（3）Zn、Fe、Sn、Pb在高溫下和水蒸氣反應，生成不溶性氧化物和氫氣。（4）Cu、Hg、Ag、Pt、Au不與水反應知識點四：鋁與氫氧化鈉溶液反應與堿反應:反應的實質:分兩步進行:化合價降低，被還原，得化合價降低，被還原，得6e－（a）2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑化合價升高，被氧化，失6e－(b）Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O2Al+6H2Al+6H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑+4H2O得6×e－失2×3e－【練習】1、某無色透明溶液能與鋁作用放出氫氣,此溶液中一定能大量共存的離子組是（A）A.、、Na+、K+B.K+、、Na+、C.、Na+、、K+D.、Ba2+、Cl-、2、在鋁和NaOH溶液的反應中，作為還原劑的是（B）A.水B.鋁C.氫氧化鈉D.氫氧化鈉和水3、相同質量的下列物質分別與等濃度的NaOH溶液反應，至體系中均無固體物質，消耗堿量最多的是 (A) A．Al B．Al(OH)3C．AlCl3 D．Al2O34、鎂鋁合金5.1g溶于300mL2mol/L的鹽酸，在標準狀況下放出氣體的體積為5.6L。向反應后的溶液中加入足量氨水，產生沉淀的質量為 (C)A．5.1g B．10.2gC．13.6g D．15.3g5、將3.9g鎂鋁合金，投入到500mL2mol/L的鹽酸中，合金完全溶解，再加入4mol/L的NaOH溶液，若要生成的沉淀最多，加入的這種NaOH溶液的體積是（C）A．125mLB．200mLC．250mLD．560mL6、wg鐵粉和鋁粉的混合物與過量的NaOH反應，然后過濾，將沉淀完全收集后，放蒸發皿中加熱至物質質量不再變化，取出蒸發皿中的物質稱量仍為wg。求原混合物中鋁粉的質量分數是（A） A.30%B.70%C.27.6%D.90%7、稱取兩份鋁粉，第一份加入足量的鹽酸，第二份加入足量的燒堿。若同溫同壓下放出相同體積的氣體，則兩份鋁粉的質量比為（A）A．1:1B．2:3C．3:2D．1:68、用右圖所示的實驗裝置可以進行鈉跟水反應的實驗，并可收集、檢驗生成的氣體。鈉的密度為0.97g/mL，煤油的密度為0.87g/mL。

請回答下列問題：

（1）液體物質添加完畢后，關閉旋塞，打開右邊膠塞，向煤油中加入一小塊鈉，立即塞好膠塞，反應開始前鈉的位置應在__a__處（填a、b、c）。

（2）反應后，鈉在煤油層和水層界面之間上下跳動，反應平緩連續進行。試說明產生上述現象的原因：當Na跟水反應劇烈時，H2氣流將Na托入煤油層，反應停止。隨著H2氣流減小，Na沉到煤油層和水層的界面，反應又開始進行。裝置中的漏斗在反應過程中的主要作用是_防止水溢出_。

（4）本實驗除能使反應平緩連續進行、收集并檢驗氣體外，還有一個優點是_安全___，這是因為___此反應在隔絕空氣條件下進行___。——幾種重要的金屬化合物知識點一：鈉的化合物1、鈉的氧化物和氫氧化物的性質和制法名稱和化學式氧化鈉（Na2O）過氧化鈉(Na2O2)氫氧化鈉(NaOH)顏色和狀態白色固體淡黃色固體無色固體類別堿性氧化物過氧化物堿氧元素化合價-2-1-2穩定性不穩定比Na2O穩定不穩定與水反應Na2O+H2O2NaOH2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑不反應與酸酐反應Na2O+CO2Na2CO32Na2O2+2CO22Na2CO3+O2↑2NaOH+CO2Na2CO3+H2ONaOH+CONaHCO3制法2Na+O2Na2O2Na2O+H2O2NaOH2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑用途制氫氧化鈉漂白劑、供氧劑、氧化劑化工原料、制紙漿、肥皂2、碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質和制法名稱和化學式碳酸鈉（Na2CO3）碳酸氫鈉(NaHCO3)俗名純堿、蘇打小蘇打顏色和狀態白色晶體白色粉末水中溶解性易溶易溶（比Na2CO3）小熱穩定性穩定不穩定2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O與酸反應++H2O+CO2↑+CO2↑+H2O與某些堿反應Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOHNaHCO3+Ca(OH)2CaCO3↓+NaOH+H2O2NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3↓+Na2CO3+2H2O與某些鹽反應BaCl2+Na2CO3BaCO3↓+2NaClNaHCO3+NaHSO4Na2SO4+H2O+CO2↑與CO2反應Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3不反應相互轉化Na2CO3NaHCO3制法NaOH+CO2NaHCO32NaHCO32Na2CO3+H2O+CO2NaOH+CO2NaHCO3鑒別加酸產生CO2加熱難分解加酸產生CO2較Na2CO3快加熱分解出CO2用途制玻璃、肥皂、造紙、紡織發酵粉、治胃酸過多【練習】1、在Na2O2與CO2的反應中，氧化劑與還原劑的質量比是（C）A．1∶2B．2∶1C．1∶1D．8∶532、有8gNa2O2、Na2O、Na2CO3、NaOH的混合物與200g質量分數為3.65%的鹽酸恰好反應，蒸干溶液，最終得固體質量為（C）A．8gB．15.5gC．11.7gD．無法計算3、在一定條件下，使一氧化碳和氧氣的混合氣體26g充分反應，所得混合物在常溫下跟足量的過氧化鈉固體反應，結果固體增重14g，則原混合氣體中氧氣和一氧化碳的質量比可能是（D）A9:4B1:1C7:6D6:74、有BaCl2和NaCl的混合溶液aL，將它均分成兩份。一份滴加稀硫酸，使Ba2+離子完全沉淀；另一份滴加AgNO3溶液，使Cl-離子完全沉淀。反應中消耗xmolH2SO4、ymolAgNO3。據此得知原混合溶液中的c(Na+)/mol·L-1為（D）A.(y-2x)/aB.(y-x)/a C.(2y-2x)/a D.(2y-4x)/a5、如圖實驗裝置用于驗證某些物質的性質。在試管A中裝入足量的固體NaHCO3，D為固定蚊香的硬紙片。試回答下列問題：(1)在A試管內發生反應的化學方程式是___________________。(2)B裝置的作用是__________________________________。(3)在雙球干燥管內發生反應的化學方程式為_______________。(4)雙球干燥管內觀察到的實驗現象是___________________________。上述實驗現象說明________________________________________________________。(5)若將干燥管內的Na2O2換成Na2O，則雙球干燥管內觀察到的實驗現象是_________。答案：(1)2NaHCO3====Na2CO3＋H2O＋CO2↑(2)吸收氣體中的水蒸氣(干燥CO2)(3)2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2(4)淡黃色的Na2O2逐漸轉變為白色粉末，點燃的蚊香燃燒更加劇烈Na2O2能與CO2反應，生成白色粉末狀物質和O2(5)點燃的蚊香逐漸熄滅知識點二：鋁的重要化合物1、氧化鋁（Al2O3）（1）物理性質：白色固體、熔點高（2054℃）、不溶于水，不與水化合。常作耐火材料。剛玉的主要成分是Al2O3，其中把含少量鉻元素的剛玉稱為紅寶石；含少量的鐵和鈦元素的剛玉稱為藍寶石。（2）化學性質 ①與酸反應：Al2O3＋6HCl2AlCl3＋3H2O ②與堿反應：Al2O3＋2NaOH2NaAlO2＋H2O注：既能與酸反應又能與堿反應生成鹽和水的氧化物叫兩性氧化物。2、氫氧化鋁（Al（OH)3）（1）物理性質：氫氧化鋁是白色膠狀物質，不溶于水，有強的吸附性，可以吸附水中的懸浮物和各種色素。（2）化學性質：①不穩定性：氫氧化鋁不穩定，受熱易分解。2Al(OH)3Al2O3＋2H2O（這是工業上制取純凈氧化鋁的方法）

②Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O③Al(OH)3+3HClAlCl3+3H2OAl(OH)3具有兩性的原因：H+++H2OAl(OH)3Al3++3注意：氫氧化鋁與酸堿反應時，弱酸弱堿是不能把氫氧化鋁溶解的。3、鋁的用途鋁有良好的導電、導熱性和延展性，主要用于導線、炊具等，鋁的最大用途是制合金，鋁合金強度高，密度小，易成型，有較好的耐腐蝕性，迅速風靡建筑業。也是飛機制造業的主要原料。明礬的凈水：化學式：KAl(SO4)2·12H2O它在水中能電離：KAl(SO4)2K++Al3++2。鋁離子與水反應，生成氫氧化鋁膠體，具有很強的吸附能力，吸附水中的懸浮物，使之沉降已達凈水目的。5、Al3+、的性質1、Al3+的性質（1）AlCl3中逐滴加入氨水：Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3用Al3+制取Al(OH)3用弱堿更合適nn(NH3·H2O)/moln[Al(OH)3]/mol01234（2）AlCl3中逐滴加入NaOH溶液至過量①方程式：Al3++3Al(OH)3↓Al(OH)3++2H2O②現象：白色沉淀先增加再減少最后消失③圖像：nn(NaOH)/moln[Al(OH)3]/mol01234（3）向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液①有關反應：Al3++4+2H2OAl3++3+6H2O4Al(OH)3↓②現象：開始無沉淀生成，后來白色沉淀逐漸增加，最后沉淀量不變2、的性質（1）向含有的偏鋁酸鹽溶液中通入CO2直至過量離子方程式：①2＋CO2(少量)＋3H2O2Al(OH)3＋②＋CO2(足量)＋2H2OAl(OH)3＋（2）向含有的偏鋁酸鹽溶液中逐滴滴入稀鹽酸直至過量離子方程式：①＋H+＋H2OAl(OH)3ˉ②Al(OH)3＋3H+Al3+＋3H2O圖像：01201234n(HCl)/moln[Al(OH)3]/mol（3）向含有H＋的強酸溶液中逐滴滴入偏鋁酸鹽溶液直至過量離子方程式：①＋4H+Al3+＋2H2O②Al3+＋3＋6H2O4Al(OH)3ˉAl(OH)3鋁三角：Al(OH)3Al3+Al3+【練習】1、某溶液能溶解Al(OH)3，則此溶液中一定能大量共存的離子組是(C)A．Mg2+、Cl-、Na+、NO3-B．K+、Na+、NO3-、HCO3-C．Na+、Ba2+、Cl-、NO3-D．Fe3+、Na+、AlO2-、SO42-2、amL0.25mol/L的AlCl3溶液里加金屬鉀，完全反應后，恰好只形成KCl和KAlO2溶液，則加入鉀的物質的量是（D）A．2.5a×10―3molB．5.2a×10―3molC．7.5a×10―3molD．a×10―3mol3、將100mL氯化鋁溶液跟苛性鈉溶液混合后，得到沉淀，此時消耗苛性鈉溶液的體積是（BC）A.250mL B.375mL C.475mL D.500mL4、下列各組中兩個溶液間的反應，均可用同一離子方程式表示的是(D)A．CH3COOH和Na2CO3與CH3COOH和NaHCO3B．Na2CO3和HCl與NaHCO3和HClC．BaCl2和Na2SO4與Ba（OH）2與H2SO4D．KOH和CH3COONH4與Ba（OH）2與NH4Cl5、下列各組中的兩種物質作用，反應條件(溫度或者反應物用量)改變，不會引起產物種類改變的是(C)A．Na和O2 B．NaOH和CO2C．Na2O2和CO2 D．AlCl3和NaOH6、根據反應：2H2S＋O22S↓＋2H2O,4NaI＋O2＋2H2SO42I2＋2Na2SO4＋2H2O，Na2S＋I22NaI＋S↓.下列物質的氧化性強弱判斷正確的是(A)A．O2>I2>SB．H2S>NaI>H2OC．S>I2>O2D．H2O>NaI>H2S7、下列物質中既能跟稀H2SO4反應,又能跟氫氧化鈉溶液反應的是 ①NaHCO3②Al2O3③Al(OH)3④Al（D）A．③④B．②③④C．①③④D．全部8、向含有amol氯化鋁的溶液加入含有bmol的氫氧化鉀溶液，生成的沉淀的物質的量可能是（B）①amol②bmol③a/3mol④b/3mol⑤0mol⑥4a-bmolA①②④⑤⑥B①③④⑤⑥C①②③⑤⑥D①③⑤9、將一定量的鈉鋁合金置于水中，合金全部溶解，得到20mLOH-濃度為1mol/L的溶液，然后用1mol/L的鹽酸滴定，沉淀質量與消耗鹽酸的體積關系如圖所示，則下列選項正確的是（C）原合金質量為0.92gB．標準狀況下產生氫氣896mLC．圖中m值為1.56gD．圖中V2為60mL10、某混合物A，含有Al2(SO4)3、Al2O3和Fe2O3，在一定條件下可實現下圖所示的變化。請回答下列問題。(1)圖中涉及分離溶液與沉淀的方法是___________________。(2)B、C、D、E四種物質的化學式為：B__________、C__________、D__________、E__________。(3)沉淀F與NaOH溶液反應的離子方程式為________________________________。沉淀E與稀硫酸反應的離子方程式為___________________________。溶液G與過量稀氨水反應的化學方程式為__________________________________。11、工業上用鋁土礦（主要成分是Al2O3，還有少量的Fe2O3、SiO2）提取冶煉鋁的原料氧化鋁。工藝流程如下圖：（1）原料A的名稱是___________（1分），步驟①反應的離子方程式____________________________________________________________________________________（4分）。（2）濾液1中要加入稍過量原料B，原料B的化學式是________________（1分），步驟②反應的離子方程式________________________________________________（4分）。（3）步驟③的化學方程式是：_______________________________________（2分）。（4）如果省去步驟①，即溶解鋁土礦是從加入原料B開始，則會對氧化鋁的提取有什么影響____________________________________________________________（2分）。答案：12、某研究學習小組為測定鎂和鋁的混合物中鋁的質量分數，稱取該混合物ag，溶于200ml5mol/L的鹽酸中，共收集到標況下的H23.36L。（1）a的取值范圍是（2）向反應后所得溶液中逐漸加入4mol/LNaOH溶液，當沉淀質量達到最大值時，加入的NaOH溶液體積是ml,沉淀的最大質量是g。（用含a的代數式表示）（3）繼續加入NaOH溶液至沉淀不再發生變化時，過濾、洗滌，并灼燒沉淀至恒重，所得殘余固體的質量任務ag,計算原混合物中鋁的質量分數。13、（綿陽南山期中）將一定質量的Mg和Al的混合物投入2.0mol/L，250mL稀硫酸中，固體全部溶解并產生氣體。待反應完全后，向所得溶液中加入一定濃度的NaOH溶液，生成沉淀的物質的量與加入NaOH溶液的體積關系如右圖所示。回答下列問題：（1）由圖可知加入鎂的物質的量是（2）當加入NaOH溶液的體積小于20mL時發生的離子反應是，當加入NaOH溶液的體積大于200mL時發生的離子反應是。（3）NaOH溶液的物質的量濃度為。答案：（1）0.15mol（2）H++OH—=H2OAl(OH)3+H2O（3）5mol/L或5.0mol/L知識點三：鐵的重要化合物1、化學性質：鐵是活潑的金屬，在自然界中只有化合態形式，如磁鐵礦（Fe3O4），赤鐵礦(Fe2O3)等。①與非金屬單質反應：3Fe+2O2Fe3O4(Fe2O3·FeO)；2Fe+3Cl22FeCl3；2Fe+3Br22FeBr3；Fe+I2FeI2；Fe+SFeS。（注意鐵的價態）②高溫與水蒸氣反應：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2↑。③與酸反應：強氧化性酸：常溫下濃硫酸和濃硝酸使鐵鈍化。加熱時，與強氧化性酸反應，但無氫氣放出。HNO3(稀)過量時生成Fe3＋：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O。鐵粉過量時生成Fe2＋：3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2Ob.非強氧化性酸：鐵與酸反應有氫氣放出。④與某些鹽反應：如Fe+CuSO4Cu+FeSO4；Fe+2FeCl33FeCl2（離子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋）2、鐵的氧化物FeOFe2O3Fe3O4（Fe2O3·FeO）鐵元素的價態＋2＋3＋2、＋3俗稱——鐵紅磁性氧化鐵色態黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體類別堿性氧化物堿性氧化物復雜氧化物水溶性難溶難溶難溶主要化學性質有一定的還原性易被氧化為三價鐵的化合物與酸反應生成三價鐵鹽化合物中＋2價的鐵有還原性，易被氧化。3、鐵的氫氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3主要性質白色難溶于水的沉淀，不穩定，易被氧化成氫氧化鐵，顏色變化為：白色－灰綠色－紅褐色。反應式：4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。因此在制備時常采取措施：除溶液中的氧；加有機溶劑封住液面；膠頭滴管要伸入到溶液中。紅褐色難溶于水的沉淀，受熱易分解。2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O,能溶于強酸溶液，生成相應的鹽。4、Fe2+、Fe3+的檢驗鑒別方法Fe2+Fe3+直接觀色淡綠色黃色與KSCN不顯紅色血紅色與作用白色↓→灰綠↓→紅褐色↓紅褐色沉淀與銅片無明顯現象溶液變淺綠色5、鐵三角6、鐵的冶煉原料：鐵礦石（提供鐵元素）、焦炭（提供熱量和還原劑）、空氣（提供氧氣）、石灰石（除去鐵礦石中的二氧化硅雜質）。設備：煉鐵高爐。主要反應：C+O2CO2,C+CO22CO（這兩個反應是制造還原劑并提供熱量），3CO+Fe2O32Fe＋3CO2,（煉鐵反應）CaCO3CaO+CO2↑，CaO+SiO2CaSiO3。（造渣反應）從高爐中出來的鐵含有2~4.5％的C和其他雜質，性能差，需進一步的煉制得到性能較好的鋼。高爐的尾氣常含有CO有毒氣體，常采取凈化后循環使用的方法。【練習】1、下列關于Fe2＋和Fe3＋的敘述中，錯誤的是(D)A．Fe2＋的水溶液為淺綠色B．Fe3＋的水溶液為黃色C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有還原性D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出現血紅色沉淀2、向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，無明顯變化．當再滴入幾滴新制氯水后，混合溶液變成紅色，則下列結論錯誤的是(B)A．該溶液中一定含有SCN－B．氧化性：Fe3＋＞Cl2C．Fe2＋與SCN－不能形成紅色物質D．Fe2＋被氧化為Fe3＋3、實驗室配制FeSO4溶液時，為防止變質，常加入少量的(D)A．鎂粉 B．銅片C．鋅粉 D．鐵粉4、把表面有氧化物的