高三化学复习――金属及非金属单质[考点扫描]1.常见金属的活动顺序。
2.钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质及应用。
3.以I A族为例,掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。
4.合金的概念及其重要应用。
[知识点拨]一.金属的通性1.位置:金属元素位于周期表的左下角,最外层电子数大部分少于4个。
2.物理通性:大部分有延展性、金属光泽,都有导热导电性等。
3.化学性质:易失电子,被氧化,金属表现还原性。
4.钠、铝、铁、铜单质的重要性质4Na+O2=2Na2OO2+2Na Na2O24Al+3O22Al2O33Fe+2O2Fe3O42Cu+O22CuO2Na+Cl22NaCl 2Al+3Cl22AlCl32Fe+3Cl2Cu+Cl2CuCl2 2Na+S Na2S 2Al+3S Al2S3Fe+S FeS 2Cu+SCu2S2Al+6H2O 3Fe+4H2O2NaCl 2Na+Cl2↑2Al2O34Al+3O2↑Fe2O3+3CO CuO+COCu+CO2二.钠及其化合物1.钠自然界中只能以化合态存在⑴钠的物理性质状态颜色硬度密度熔点导电、导热性固体银白色较小(比水大)较小(比水小)较低(用酒精灯加热,很快熔化)是电和热的良导体⑵钠的化学性质①钠与非金属单质的反应A:与氧气:4Na+O2=2Na2O(变暗);O2+2Na Na2O2(燃烧生成淡黄色固体)对比于钠与氧气在常温和加热条件下反应的异同?得出何结论?B:与氯气:2Na+Cl22NaCl;现象:______色火焰,冒____:C:与S:2Na+S Na2S②钠与水的反应(水中先滴入酚酞)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑现象概述现象描述原因浮浮在水面钠的密度比水小游四处游动钠与水反应产生气体熔融化成银白色小球钠的熔点较低,且该反应放出大量热响发出咝咝的响声钠与水反应剧烈红溶液由无色变为红色生成了碱性物质③钠与酸的反应:2Na+2H+=2Na++H2↑现象与水反应相似,更剧烈。
钠与稀盐酸反应的化学方程式。
④钠与盐溶液的反应:钠先与水反应,生成______和H2,再考虑______与溶液中的盐反应。
如:钠投入CuSO4溶液中,有____ 放出和____。
2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑;6Na+6H2O+2FeCl3=6NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑⑤Na可与某些有机物反应:2CH3COOH+2Na→2CH3COONa+H2↑;2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑;2C6H5OH+2Na→2C6H5ONa+H2↑;⑶钠的保存通常钠保存在煤油中,原因是①钠极易与空气中的O2、水蒸气反应;②钠不与煤油反应;③钠的密度比煤油大,沉于底部。
注意:钠保存在煤油中,而不能保存在汽油、CCl4中,因汽油易挥发,CCl4的密度比钠的密度大,起不到隔离O2和H2O的作用。
⑷钠的用途:①冶炼金属:TiCl4+4Na Ti+4NaCl;②钠钾合金,作原子反应堆的导热剂;③在电光源上,用钠制高压钠灯。
2.钠的重要化合物⑴Na2O、Na2O2名称和化学式氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)颜色和状态白色固体淡黄色固体类别碱性氧化物离子化合物过氧化物离子化合物电子式Na+[]Na+Na+[]2-Na+氧元素化合价-2 -1化学键离子键离子键非极性键稳定性不稳定比Na2O稳定与水反应Na2O+H2O=2NaOH 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑与酸反应Na2O+2HCl=2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2↑+2H2O与酸酐反应Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑与盐溶液反应Na2O+2NaHSO4=2Na2SO4+H2ONa2O+H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO42Na2O2+4NaHSO4=4Na2SO4+O2↑+2H2O2Na2O2+H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+2Na2SO4+O2用途制氢氧化钠漂白剂、供氧剂、氧化剂知识拓展:Na2O2的强氧化性:能氧化SO2、FeCl2、H2S、Na2SO3、等,因强氧化性而使品红溶液褪色。
(2)NaOH碱离子化合物Na+[]-(3)Na2CO3和NaHCO3不稳定:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 知识拓展:①钠在露置于空气中的变化过程:Na→Na 2O→NaOH→NaOH(aq) →Na 2CO 3·10H 2O→Na 2CO 3 银白色→变暗→白色固体→溶液→白色块状→白色粉末②碳酸钠与盐酸的反应:若将盐酸逐滴缓慢滴加到碳酸钠溶液中:H ++CO 32-=HCO 3-;HCO 3-+H +=H 2O+CO 2↑。
现象:开始无气体生成,滴加到一定量后出现气体。
若将碳酸钠逐滴缓慢滴加到盐酸中:2H ++CO 32-=H 2O+CO 2↑。
现象:立即出现气泡。
(常用来相互鉴别)⑶钠及其化合物间的相互转化3.碱金属元素的原子结构和性质及其递变规律名称和符号锂(Li )钠(Na )钾(K ) 铷(Rb )铯(Cs )原子序数 311193755结 构 原子结构结构简图电子式 Li· Na· K· Rb· Cs· 主要化合价 +1+1+1+1+1相同点 最外层电子数相同,都是1个电子 不同点 原子核外电子层数不同,依次增多原子半径 依次递增 离子半径 依次递增 金属活动性依次递增4Na+O2=2Na2O2Na+O2 Na2O2K+O2Rb+O2Cs+O22MCl2M+Cl2↑(K:Na+KCl K+NaCl)知识拓展:碱金属的特殊性:①Na、K需保存于煤油中,但Li的密度比煤油小,所以Li必须保存在密度更小的石蜡中或密封于石蜡中。
②碱金属中,从Li→Cs,密度呈增大的趋势,但ρ(K) <ρ(Na)③试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但金属Na、K等除外。
④一般情况下,碱金属所形成的盐均溶于水,并且在一定温度下,酸式盐的溶解性大于正盐(但NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小)。
⑤碱金属与氢气反应生成的碱金氢化物都是离子化合物,其中氢以H+形式存在,显-1价,碱金属氢化物是强还原剂。
三.镁及其化合物1.镁银白色固体,密度较小、质软、有延展性,是电和热的良导体⑴原子结构及物理性质⑵铝及其化合物4Al+3O22Al2O32Al+3S Al2S32Al+Fe2O32Fe+Al2O32Al2O34Al+3O2↑2.铝的氧化物化学性质H 2O不溶解也不反应 酸液 Al 2O 3+6H += 2Al 3++3H 2O NaOH 溶液Al 2O 3+2NaOH =2NaAlO 2+H 2O 重要用途 制造耐火、耐高温器材,冶炼铝3.铝的氢氧化物氢氧化物 Mg(OH)2 Al(OH)3 属类 碱 两性氢氧化物 色态 白色固体 白色固体 溶解性 难溶 难溶电离方程式 Mg(OH)2Mg 2++2OH -H 2O+AlO 2-+H +Al(OH)3Al 3++3OH -与HCl 等酸溶液 Mg(OH)2+2HCl=MgCl 2+2H 2O (可溶于NH 4Cl 等强酸弱碱盐) Al(OH)3+3HCl = AlCl 3+3H 2O 与NaOH 溶液 不反应 Al(OH)3+NaOH=NaAlO 2+2H 2O 热不稳定性 Mg(OH)2MgO+H 2O2Al(OH)3Al 2O 3+3H 2O实验室制法可溶性镁盐加NaOH 溶液 Mg 2++2OH - = Mg(OH)2↓可溶性铝盐加氨水Al 3++3NH 3·H 2O =Al(OH)3↓+3NH +44.铝及其化合物间相互转化、铝三角及相关图象实验操作 实验现象 图象离子方程式①向可溶性铝盐溶液中滴加NaOH 溶液至过量先生成沉淀又溶解Al 3++3OH -=Al(OH)3↓;Al(OH)3+OH -=AlO 2-+2H 2O②向可溶性铝盐溶液中滴加稀氨水至过量出现白色沉淀Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+③向NaOH溶液中滴加可溶性铝盐溶液至过量开始无明显变化,一段时间后出现沉淀Al3++4OH-=AlO2-+2H2O;3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓④向可溶性偏铝酸盐溶液中滴加盐酸至过量先沉淀又溶解H++AlO2-+H2O = Al(OH)3↓;Al(OH)3 +3H+=Al3++3H2O⑤向可溶性偏铝酸盐溶液中逐渐通入CO2气体至过量先无明显变化,后出现沉淀AlO-2+2H2O+CO2(过量)=Al(OH)3↓+HCO-32AlO2-+3H2O+CO2(少量)=Al(OH)3↓+CO2-3⑥向盐酸中滴加可溶性偏铝酸盐溶液至过量出现白色沉淀 4 H++AlO2-=Al3++2H2O;3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓知识拓展:⑴Al(OH3)的两性:H2O+AlO2-+H+Al(OH)3Al3++3OH-酸式电离碱式电离当向Al(OH)3中加入酸溶液,平衡向碱式电离方向移动,使Al(OH)3溶解。
当向Al(OH)3中加入强碱溶液时,平衡向酸式电离方向移动,使Al(OH)3溶解。
⑵铝热反应及应用:2Al + Fe2O32Fe + Al2O3;4Al + 3MnO23Mn + 2Al2O3铝热剂――铝粉和金属氧化物;助燃剂――KClO3;引燃剂――镁条。
铝热反应应用:焊接钢轨,冶炼熔点较高的金属如:钒、铬、锰等。
⑶既能与强酸又能与强碱反应的物质:①金属单质:Al;②两性氧化物:Al2O3;③两性氢氧化物Al(OH)3;④弱酸的酸式盐:NaHCO3、NH4HCO3等;⑤弱酸铵盐:(NH4)2CO3、(NH4)2S等。
四.铁及其化合物1.铁⑴铁的原子结构:位于第4周期Ⅷ族,是过渡元素。
原子结构示意图:;常见价态+2,+3价。
⑵物理性质:纯铁为银白色有金属光泽,有延展性和导热性,能导电,能被磁铁吸引,密度7.86g/cm3,熔点1535℃,沸点2750℃。
⑶化学性质:铁能与Cl2、Br2、O2、I2、S等非金属单质反应;与稀硫酸、浓硫酸、硝酸、盐酸等酸反应;与H2O、Fe3+、Cu2+等反应。
①与铁生成+3价的有:Cl2、Br2、浓硫酸、硝酸等。
②与铁生成+2价的有:I2、S、稀硫酸、盐酸、Fe3+、Cu2+等。
③与铁生成Fe3O4的有:O2、H2O等。
2.铁的氧化物3.铁的氢氧化物4.亚铁和铁盐的鉴别5.铁三角知识拓展:●Fe3+的性质规律:⑴水解性:①Fe3+半径小,所带电荷高,水解能力强。
常温下,Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+沸水中,Fe3++3H2O(沸水)Fe(OH)3(胶体)+3H+②遇HCO3-、CO32-、AlO2-、ClO-等离子时,水解完全。