学业水平要点解读金属及其化合物.docx
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学业水平要点解读金属及其化合物
学业水平要点解读:
金属及其化合物
学习目标
内容
学习目标
能力层次
⒈金属的化学性质
1.能说出钠的主要物理性质,认识钠的还原性,并书写钠分别与氧气、水等反应的方程式
2.了解铝的还原性及铝的氧化膜的保护作用,了解铝与氢氧化钠溶液的反应
3.认识铁的重要性质
B
B
C
⒉几种重要的金属化合物
1.全面了解过氧化钠的性质及重要应用
2.认识碳酸钠和碳酸氢钠的重要性质(与强酸、强碱反应,加热分解反应)
3.知道焰色反应
4.了解氧化铝、氢氧化铝的两性及它的重要用途
5.认识铁的氧化物、铁的氢氧化物及铁盐和亚铁盐的性质,知道检验Fe3+的方法。
6.结合其他元素及化合物性质的学习,了解CuO、Cu(OH)2、CuSO4主要性质
C
C
A
C
B
B
⒊用途广泛的金属材料
了解常用的合金材料
A
要点解读
一、金属的性质
1.金属共同的物理特性
不透明,有金属光泽,导电、导热性强,有延展性。
2.金属共同的化学性质
金属活动顺序表:
①绝大部分金属能和氧气等非金属单质反应
4Al+3O2====2Al2O32Cu+O2
2CuO
镁、铝的氧化膜致密可以保护内层金属不能继续被氧化,铁表面的铁锈比较疏松,不能保护内层金属。
②通常情况下金属活动顺序表氢之前的金属能和酸反应。
浓H2SO4、HNO3还能和不太活泼的金属反应:
Fe+2H+=Fe2++H2↑Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
③较活泼的金属和水反应:
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑3Fe+4H2O(气)
Fe3O4+4H2
④和某些盐溶液反应:
Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
3.金属钠的性质
①主要的物理性质:
银白色金属光泽、硬度小(用小刀可以切割)、密度小(可以浮在水面)、熔点低(稍受热即可熔化)
②主要的化学性质
钠和氧气反应:
钠块切割后的表面呈银白色金属光泽,接触到空气后很快变暗。
4Na+O2==2Na2O
点燃后钠在空气中剧烈燃烧产生黄色火焰,生成淡黄色固体:
2Na+O2
Na2O2
钠和水的反应:
将一小块钠投入滴有酚酞的水中,产生的现象:
钠浮在水面上,熔化成小球且逐步变小,在水面上不断游动,发生“嘶嘶”的响声,溶液变红色。
2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
实验室把钠保存在石蜡或煤油中。
4.金属铝的主要化学性质
既能和酸反应,又能和强碱反应:
2Al+6H+==2Al3++3H2↑2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑
酸、碱、盐等可以直接侵蚀铝的保护膜(氧化铝也能与酸或碱反应)以及铝制品本身。
因此铝制餐具不宜长时间存放酸性、碱性或咸的食物。
5.铁的主要的化学性质
二、几种重要的金属化合物
1.钠的氧化物
化学式
Na2O2
Na2O
颜色、状态
淡黄色固体
白色固体
氧的化合价
-1
-2
生成条件
加热或点燃
常温
物质类别
过氧化物
碱性氧化物
化学反应
与H2O反应
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
Na2O+H2O=2NaOH
与CO2反应
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
Na2O+CO2=Na2CO3
用途
强氧化性,漂白剂、供氧剂
⒉碳酸钠和碳酸氢钠
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱、苏打
小苏打
物理性质
颜色状态
白色粉末
细小的白色晶体
溶解性
易溶于水
能溶于水
相同温度下,溶解度:
碳酸钠>碳酸氢钠
化学性质
与盐酸反应
CO32-+2H+==H2O+CO2↑较快
HCO3-+H+==H2O+CO2↑剧烈
与CO2反应
CO32-+H2O+CO2==2HCO3-
不反应
与NaOH反应
不反应
HCO3-+OH-==H2O+CO32-
热稳定性
很稳定
不稳定
2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑
用途
用于玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业
发酵剂、灭火器,医疗上用于治疗胃酸过多
相互转化
鉴别
1、固体加热:
产生气体,并使澄清的石灰水变浑浊的为NaHCO3
2、与同浓度的稀盐酸反应,产生气体速度较快的为NaHCO3
3、与CaCl2溶液反应,生成白色沉淀的为Na2CO3
3.铝和铁的氧化物
氧化物
主要性质及化学反应
Al2O3
白色粉末,不溶于水。
是两性氧化物,能溶于酸或强碱溶液中,都生成盐(铝盐和偏铝酸盐):
Al2O3+6H+===2Al3++3H2O
Al2O3+2OH-===2AlO2-+H2O
FeO
黑色粉末,不溶于水,是碱性氧化物,有还原性
FeO+2HCl==FeCl2+H2O
Fe2O3
红棕色粉末,不溶于水,是碱性氧化物。
Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2OFe2O3+3H2
2Fe+3H2O
⒋铝和铁的氢氧化物
氢氧化物
主要性质及化学反应
制取
Al(OH)3
白色,不溶于水,是两性氢氧化物,在酸或强碱溶液里溶解生成盐(铝盐和偏铝酸盐)和水,医用的胃酸中和剂中的一种,受热分解。
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
2Al(OH)3
Al2O3+3H2O
Al(OH)3能凝聚水中的悬浮物,并能吸附色素。
Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4
离子方程式为:
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
Fe(OH)2
白色,不溶于水,弱碱:
Fe(OH)2+2HCl==FeCl2+2H2O在空气中迅速氧化,有还原性:
4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3
现象:
白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最终变为红褐色沉淀。
Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓
Fe(OH)3
红褐色,不溶于水,弱碱,不稳定性:
Fe(OH)3+3HCl==FeCl3+3H2O
2Fe(OH)3
Fe2O3+3H2O
Fe3++3OH-==Fe(OH)3↓
⒌铁盐和亚铁盐
铁盐
主要性质及化学反应
检验
亚铁盐
Fe2+盐溶液常为浅绿色
Fe2+
Fe3+
2FeCl2+Cl2==2FeCl3
方法1:
加碱生成白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最终变为红褐色沉淀Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3
方法2:
加入KSCN无明显现象,再加入氯水后溶液变成红色
(三价)
铁盐
Fe3+盐溶液常呈黄色
Fe3+
Fe2+
2FeCl3+Fe==3FeCl2
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓(红褐色)
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3(血红色)
6.铝盐和铁盐有净水作用
7.焰色反应
很多金属和它们的化合物在燃烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。
实验操作:
洗、烧、蘸、烧。
钠的焰色反应呈黄色,钾的焰色反应(透过蓝色的钴玻璃片滤去黄色的光)呈紫色。
三、用途广泛的金属材料
合金名称
组成
主要性质
主要用途
镁铝合金
含有10%~30%的镁
强度和硬度都比纯铝和纯镁大
火箭、飞机、轮船等制造业
硬铝
含铜4%、镁0.5%、锰0.5%、硅0.7%
强度和硬度都比纯铝大
火箭、飞机、轮船等制造业
合金钢
加入硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铜、稀土元素等
多种优良性能
用途广泛
锰钢
含锰9%~14%
硬度和强度很大
制造粉碎机、球磨机、钢轨
黄铜
含锌20%~36%,常加入少量锡、铅、铝
有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀
机器零件、仪表和日用钢轨
青铜
含锡10%~30%
有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀
机器零件如轴承、齿轮等
钛合金
含铝6%、钒4%
耐高温、耐腐蚀、高强度
用于宇航、飞机、造船、化学工业
金合金
加入银、铜、稀土元素等
有光泽、易加工、耐磨、耐腐蚀、易导电
金饰品、电子元件、钱币、笔尖
学法指导
【例1】实验室里钠保存在下列哪种液体中:
A.煤油B.水C.汽油D.四氯化碳
解析:
本题能力层次为B。
钠的化学性质很活泼,与水、氧气均能发生反应,所以保存时要隔绝空气和水。
汽油易挥发、易燃。
四氯化碳的密度较大,钠会浮在上面,不能起保护作用。
答案是A;
学法指导:
选择保存物质的方法时,要熟悉该物质的主要的物理性质(如密度、溶解性、挥发性等)和化学性质(如见光、受热是否稳定,是否容易被氧化或易燃等)。
保存物质的方法通常有密封、放在阴凉处、放在煤油里、放在水里、放在棕色试剂瓶里保存等。
【例2】欲使明矾溶液中的Al3+完全沉淀下来,适宜的试剂是:
A.NaOH溶液B.盐酸C.氨水D.氯化钡溶液
解析:
本题能力层次为B,Al(OH)3是两性氢氧化物,能溶于酸和强碱溶液,用NaOH溶液和Al3+反应时,NaOH少量或过量都不能完全沉淀。
答案是C;
学法指导:
学习铝及其重要化合物的性质,重点把握“三价、两性、氧化膜”。
Al2O3、Al(OH)3呈两性,但它们不溶于弱碱溶液(如氨水)。
制备Al(OH)3时,可用铝盐溶液和氨水反应。
【例3】试简述在FeSO4溶液中加入NaOH溶液的现象,并写出有关反应的化学方程式。
解析:
本题能力层次为B。
Fe(OH)2容易被氧化成Fe(OH)3,要记住特征的颜色变化。
答案是:
产生白色絮状沉淀,然后迅速变成灰绿色,最终变为红褐色沉淀:
FeSO4+2NaOH===Fe(OH)2↓+Na2SO44Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
学法指导:
为了更好地看清楚Fe(OH)2颜色状态,做实验时:
①FeSO4溶液、NaOH溶液是新配制,且用冷开水配制,可减少O2溶入量。
②FeSO4溶液中加铁钉防止Fe2+氧化成Fe3+。
③用长的胶头滴管吸取NaOH溶液,然后插入FeSO4溶液液面下缓慢挤压滴出。
【例4】下图是教师演示的两个实验(铁架台等辅助仪器略去未画)。
回答下列问题
(1)实验一的两烧杯中可以观察到的实验现象是:
I、II、。
加热,试管里发生反应的化学方程式是:
(2)实验二用来验证Na2O2与CO2的反应,观察到的实验现象是:
含有Na2O2的棉花燃烧。
由该实验可以得出许多结论,请写出你所得出的两个结论:
结论1:
结论2:
解析:
本题能力层次为C。
碳酸钠和碳酸氢钠热稳定性不同,加热时碳酸氢钠分解而碳酸钠不分解。
物质燃烧一般需要两个条件:
①有氧气;②温度达着火点。
参考答案是:
(1)无明显现象;产生白色沉淀,2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O;
(2)Na2O2和CO2作用可生成O2;该反应为放热反应;
学法指导:
本题是开放性的实验探究题。
考查实验探究能力,答案不一定唯一。
梯度练习
A组
1.金属材料一直发挥着重要的作用。
人类历史上使用最早的金属是()
A.铜B.铁C.铝D.钛
2.下列金属中,遇到盐酸或强碱溶液都能放出氢气的是()
A.CuB.MgC.FeD.Al
3.下列有关金属及化合物的说法正确的是()
A.地壳中含量最多的元素是铝元素;B.在自然界中铝以化合态存在;
C.NaCl的焰色反应呈紫色;D.白色絮状沉淀Fe(OH)2可溶于NaOH溶液中。
4.下列物质有一种颜色与其他三种的颜色有较大的差别,这种物质是()
A.NaOHB.Na2OC.Na2O2D.NaHCO3
5.解释钠投入滴有酚酞试液的水中,产生下列现象的原因:
(1) 钠浮在水面___
(2) 钠熔化成闪亮的小球_____
(3) 钠小球在水面四处游动,并发出“嘶嘶”声______
(4) 滴有酚酞试液的水变红___________
6.铝与盐酸反应的离子方程式为;铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为。
7.把一定量铁粉放入氯化铁溶液中,完全反应后,所得溶液中Fe2+和Fe3+的浓度恰好相等。
则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为。
B组
8.铝在空气中能够稳定存在的原因是()
A.铝的活泼性差B.铝的还原性差C.铝与氧气不反应D.铝表面有氧化膜
9.下列物质露置在空气中,质量会减轻的是()
A.NaOHB.Na2O2C.无水CaCl2D.Na2CO3·10H2O
10.为证明有关物质的性质,某学生设计了下图所示的装置。
当打开活塞C,使A中液体与H中的搁板上的固体B相遇时,即有气体产生,并发现D中蜡烛慢慢熄灭;关闭C打开E时,则看到G中蜡烛燃得更亮:
(1)请写出该装置中有关仪器内盛放的物质:
A_B___F______;
(2)用化学方程式表示上述实验仪器中发生的有关反应:
H中:
__;
F中:
____。
11.礼花弹的药桶内装有火药、铝粉末和金属盐类等。
礼花弹点燃后迅速升上高空,所需的动力是由其中的___燃烧产生的。
礼花弹中的_____在高温下产生绚丽多彩的火焰,在化学实验中称为____反应。
C组
12.下列物质中既能跟稀H2SO4反应,又能跟氢氧化钠溶液反应的是()
①NaHCO3②Al2O3③Al(OH)3④Al
A、③④B、②③④C、①③④D、全部
13.已知有以下物质相互转化
试回答:
(1)写出B的化学式,D的化学式。
(2)写出由E转变成F的化学方程式。
(3)用KSCN鉴别G溶液的阳离子实验现象是。
向G溶液加入A的有关离子反应方程式
14.铜及其化合物能够发生如下转化,写出反应的化学方程式:
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- 学业 水平 要点 解读 金属 及其 化合物