第五讲金属及其化合物性质的复习一、复习回顾复习钠的结构和性质,镁和铝的物理性质,镁和铝的原子结构,镁和铝的化学性质,镁和铝的存在形式和用途,铁和铜的原子结构,铁和铜的化学性质。
二、知识梳理考点1:钠的物理性质1.钠的物理性质新切开的钠的断面是光亮的银白色,所以钠是银白色的金属,密度小于水。
(1)实验过程将钠用镊子从煤油中取出,用滤纸吸干煤油,然后在玻璃片上将钠用小刀切下一小块(豆粒大小),进行观察,并注意切面的变化.(2)注意事项①取钠时要用镊子夹取、不能用手拿,因为易与汗液反应,灼伤腐蚀皮肤.②取出钠后要迅速吸干煤油,并要放到玻璃上切割.③钠用剩后要放回盛钠的试剂瓶,不能乱扔乱放,因为钠很活泼容易引起危险.④钠与O2反应很容易,在观察钠的颜色光泽时要在切割后立即观察.(3)实验现象切面银白色,但迅速变暗(4Na+O2=2Na2O等),失去金属光泽.(4)实验结论金属钠硬度很小(质软),具有银白色金属光泽,很容易被空气氧化.考点2:钠的化学性质1.钠的化学性质——钠与水的反应金属钠跟水反应生成氢气的实验,用拇指堵住试管口倒放入烧杯中,这样的操作对学生来讲,不熟练可能会使一部分空气进入试管.所以在正式做收集气体的实验之前,教师可安排学生练习几次放入试管的操作.如果操作还是有困难,可用一个与试管口大小合适的橡皮塞堵住试管口,放入水中后再提去橡皮塞.本实验也可以用水槽代替烧杯,这样口径比较大,操作方便.注意在实验时不能取用较大的钠块.这是因为钠的性质很活泼,它跟水反应时放出大量的热,甚至能使周围的水沸腾,因此钠同时也跟水蒸气反应.如果在水面上游动的钠被容器壁上的油污粘住,不能游动,放出的热不易扩散,会使氢气着火燃烧,甚至还会发生小爆炸,使生成的氢氧化钠飞溅出来.(1)实验过程:①②③④Na与水的反应图2—7(2)反应原理:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑(3)注意事项:取钠不要太大,钠块过大,会发生爆炸.(4)实验现象:①钠与水剧烈反应、②钠熔化成小球、③钠球在水面上不停地滚动、④有气体生成,并发出嘶嘶声.(5)实验结论:钠与水反应剧烈,生成碱并放出气体.延伸知识:钠与盐溶液的反应。
口诀:浮、游、熔、嘶、红2.钠的化学性质——钠与氧气的反应易跟氧起反应,但产物较复杂,如氧化钠(Na2O)、过氧化钠(Na2O(2)等.在做钠与氧气反应的实验时,为了保证倾斜的空气能够流通,玻璃管不能太细,而且装入玻璃管中的钠粒不能太大.待玻璃管中的钠受热溶化并开始燃烧时,稍稍倾斜玻璃管即可看到燃烧后由白色变为黄色的过程.实验时如果没有太粗的玻璃管,也可用去底的试管代替.注意本实验中所用的钠块,应去掉其表面的氧化物,否则燃烧时会使试管壁显黑色,影响对实验现象的观察.钠和氧气的反应(1)实验过程:①②③④⑤⑥⑦钠与氧气的反应图2—9(2)反应原理:2Na+O2∆=====Na2O2,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑(3)注意事项①玻璃管中装的钠不能太大,太大反应太剧烈,会将玻璃管炸裂.②反应开始时,即钠熔成小球后要稍稍倾斜玻璃管,但是角度不能太大,以防止钠从玻璃管中脱出.并能保证空气疏通从而观察到明显现象.③在取钠时要将其表面的氧化物用小刀除去,用纯钠进行实验.因为表面被氧化的钠在受热熔化后,钠表面会有一层黑色而影响实验现象的观察.④加热时间不能太长,否则钠与O2迅速反应、燃烧起来,现象就不是很明显了.⑤盛Na2O2的小试管要干燥.(4)实验现象钠熔成小球,先变成白色后变成淡黄色固体,淡黄色固体遇水放出使带火星木条复燃的气体.(5)实验结论钠熔点低,与O2加热反应生成Na2O2,Na2O2遇水生成O2.考点3:钠及其化合物之间的转化关系注意:钠及钠的重要化合物的性质(1)Na2O、Na2O2中,阴离子和阳离子数目之比均为1∶2。
(2)钠与盐溶液反应时,钠不是置换出溶液中的金属,而是钠与水反应后,生成的碱再与盐溶液反应。
(3)1 mol Na2O2与足量的CO2(或H2O)反应时转移1 mol电子,生成0.5 mol O2。
(4)一定量的Na2O2与CO2和水蒸气组成的混合气体反应时,应先考虑Na2O2与CO2的反应。
(5)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,反应是分步进行的,反应的离子方程式为:CO2-3+H+===HCO-3,HCO-3+H+===H2O+CO2↑。
考点4:镁和铝的性质晶体结构2Mg+O2 2MgO 4Al+3O2Al2O32Mg+2H+=Mg2++H2↑2Mg+CO22MgO+C 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe考点5:镁、铝与水的反应镁和铝都是较活泼的金属。
在一定条件下,它们都可以和水反应,置换出水中的氢。
镁跟冷水便缓慢地反应,加热时反应更为显著。
铝和沸水也能微弱的反应,但现象不明显。
这一方面是因为镁的金属活动性较铝相对较强,另一个不可忽视的原因是它们的氢氧化物虽然都难溶于水,但Mg(OH)2较Al(OH)3的溶解性相对较大,所以与水反应时生成的Mg(OH)2在镁条表面的覆盖要小,尤其是在加热的条件下(加热时水中的氢离子浓度也相对较大)。
但在像在NaOH溶液的强碱性条件下,情况就不一样了。
在强碱溶液中,Mg(OH)2的溶解度大为减小,水中的氢离子浓度也减小了,事实证明,镁和强碱溶液不反应,而铝则不然,由于Al(OH)3是典型的两性氢氧化物,它可溶于强碱溶液。
即:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O由上分析可知:铝是一种较活泼的金属,它并不能直接与碱反应,而是先与水反应,2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑……①生成的Al(OH)3是典型的两性氢氧化物,它溶于强碱Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O……②将两反应按①+②×2合并,即得总反应方程式:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑所以在上述反应中铝是还原剂,而氧化剂是H2O,不是NaOH。
注意:Al既能与酸作用,又能与强碱溶液反应,但不属于两性物质,也不能说它具有两性,因为Al与强碱溶液反应的本质是:2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑,Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,两式相加为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,由以上反应可知:Al不直接与NaOH溶液反应,Al仍然为金属元素。
考点6:镁、铝及其化合物的转化1.镁及其化合物的转化2.铝及其化合物的转化考点7:铁的结构及物理性质1.铁是26号元素,位于第四周期第Ⅷ族,属于过渡元素。
原子结构示意图:主要化合价:+2,+32.铁在金属的分类中属于黑色金属,重金属,常见金属。
纯净的铁是光亮的银白色金属,密度为7.86g/㎝3,熔沸点高,有较好的导电、传热性,能被磁铁吸引,也能被磁化。
还原铁粉为黑色粉末。
考点8:铁的化学性质铁是较活泼的金属元素,在金属活动性顺序表中排在氢的前面。
①跟非金属反应:3Fe+2O2 Fe3O42Fe+3Cl22FeCl3 Fe+SFeSFe+I2 FeI2②跟水反应:3Fe+4H2O Fe3O4+4H2↑③跟酸作用:Fe+2H+=Fe2++H2↑(遇冷浓硝酸、浓硫酸钝化;与氧化性酸反应不产生H2,且氧化性酸过量时生成Fe3+)④部分盐溶液反应:Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+考点9:铁三角、铜及其化合物的转化1.铁三角:从Fe、Fe2+和Fe3+的结构可知:Fe只有还原性,Fe3+通常只有氧化性,Fe2+既具有氧化性又具有还原性。
上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应,才能实现不同价态的铁相互转化,如下图(常称为铁三角)学习铁及其化合物的性质要注意:(1)抓价态:从铁元素三种价态的相互转化(铁三角关系)去认识铁及其化合物间的氧化—还原反应规律.(2)想属类:如铁是一种比较活泼的过渡金属,氧化亚铁、氧化铁为碱性氧化物,氢氧化亚铁、氢氧化铁为不溶性弱碱,氯化铁为强酸弱碱盐,由此去分析理解它们各自所具有的性质.2.铜及其化合物的转化:三、真题精讲【基础】1.取一小块金属钠,放在燃烧匙里加热,下列实验现象描述正确的是( )①金属钠先熔化②在空气中燃烧,放出黄色火花③燃烧后得到白色固体④燃烧时火焰为黄色⑤燃烧后生成浅黄色固体物质A.①②B.①②③C.①④⑤D.④⑤【答案】C【解析】由于金属钠的熔点比较低,所以金属钠放在燃烧匙中加热先熔化,然后燃烧生成黄色粉末并且伴有黄色火焰。
2.下列变化不可能通过一步实验直接完成的是( )A.Al(OH)3→Al2O3B.Al2O3→Al(OH)3C.Al→AlO-2D.Al3+→Al(OH)3【答案】B【解析】Al(OH)3加热分解可直接得Al2O3,Al与强碱溶液反应可得AlO-2,Al3+遇碱可直接得Al(OH)3,Al2O3难溶于水,不能通过一步反应得Al(OH)3,应将Al2O3与酸或碱反应得Al3+或AlO-2,再与碱或酸反应,才能得Al(OH)3。
3.使溶液中的AlO-2完全转化成Al(OH)3,应选择的最好试剂是( )A.稀H2SO4B.盐酸C.CO2D.氨水【答案】C【解析】使AlO-2转化成Al(OH)3需加酸,若用强酸会使Al(OH)3溶解,最好通入CO2气体。
【巩固】1.将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化:表面迅速变暗―→“出汗”―→变成白色固体(粉末)。
下列有关叙述正确的是( )A.表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了过氧化钠B.“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的CO2在表面形成了溶液C.最后变成碳酸钠粉末D.该过程的所有化学反应均为氧化还原反应【答案】C【解析】钠露置在空气中迅速变暗,是因为Na与O2反应生成了Na2O,Na2O与水反应生成NaOH,NaOH又吸收空气中的H2O和CO2,生成Na2CO3·10H2O,Na2CO3·10H2O 逐渐风化脱水,最后变成Na2CO3粉末,该过程中只有钠的氧化是氧化还原反应,C项正确。
2.关于Na2O2与CO2、H2O反应的叙述正确的是( )A.Na2O2与CO2反应中,Na2O2只作还原剂,CO2作氧化剂B.Na2O2与H2O反应中,Na2O2既作氧化剂又作还原剂C.Na2O2与CO2反应中,1 mol Na2O2转移2 mol电子D.Na2O2与水反应中,1 mol Na2O2转移1 mol电子【答案】BD【解析】Na2O2与CO2、H2O反应中,既作氧化剂又作还原剂,且1 mol Na2O2反应均转移1 mol电子。
故选B、D。
3.下列对于过氧化钠的叙述中,正确的是( )A.过氧化钠能与酸反应生成盐和水,所以过氧化钠是碱性氧化物B.过氧化钠能与水反应,所以过氧化钠可以作很多气体的干燥剂C.过氧化钠与水反应时,过氧化钠是氧化剂,水是还原剂D.过氧化钠与二氧化碳反应时,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂【答案】D【解析】A项:产物中还有O2生成,故不是碱性氧化物,B项,Na2O2与H2O反应产生O2,故不能作干燥剂,Na2O2与水、CO2的反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂。