1、高中化学必修一第三章知识点汇编金属及其化合物前言：1. 金属元素在元素周期表中的位置在左边以及左下方；2. 金属元素最外层电子数一般小于4，比同一周期非金属元素原子半径大。3. 主要化合价为+1 +2 +3少数为+44. 通常只能失去电子不能得到电子（还原剂）分类1.黑色金属有色金属。黑色：铁锰铬 2. 轻金属重金属。密度4.5g/cm3为界限。 3.常见金属和稀有金属（锆）金属中唯一的液态金属：汞。一、 钠及其化合物1、（1）钠的物理性质：银白色、质软、比水轻、熔点低（2）钠的化学性质：与非金属反应：2NaCl2 2NaCl (白烟)2NaSNa2S与O2反应：缓慢氧化：4Na+O2= 2N
2、a2O (白色固体) 剧烈燃烧：2Na+O2= Na2O2 (淡黄色固体)与H2O 反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2 (2Na+2H2O=2Na+2OH+H2)与酸反应：2Na+2H=2Na+H2与盐溶液反应：(先与水作用生成NaOH，NaOH再与盐发生复分解反应) 2Na+2H2O+CuSO4 =Cu(OH)2+Na2SO4 +H2 6Na+6H2O+2FeCl3=2Fe(OH)3+6NaCl+3H2 2Na+2NH4Cl=2NaCl+2NH3+H2与熔融盐：4Na+TiCl4 4NaCl+Ti钠与氢气的反应：2Na + H2 = 2NaH。NaH + H2O = NaOH + H2
3、 ；NaH是强的还原剂。2、氧化钠与过氧化钠氧化钠过氧化钠化学式Na2ONa2O2 化合价O(-2)O(-1)颜色、状态白色固体淡黄色粉末化学性质O22Na2O+O2 =Na2O2 -CO2Na2O+CO2=Na2CO3 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 H2ONa2O+H2O=2NaOH 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 HClNa2O+2HCl=2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2 SO2Na2O+SO2=Na2SO3 Na2O2 +SO2 =Na2SO4 类别碱性氧化物过氧化物3、碳酸钠钠的盐物质Na2CO3NaHCO3俗名苏打、纯碱
4、小苏打颜色、状态白色固体白色粉末水溶性易溶于水能溶于水溶解度大小比较: Na2CO3 NaHCO3 溶液与酚酞变红变红颜色深浅比较: Na2CO3 NaHCO3 与盐酸反应Na2CO3+2HCl = 2NaCl+CO2+H2O NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 反应速率： NaHCO3 Na2CO3 与氯化钙溶液Na2CO3+CaCl2=CaCO3+ 2NaCl (CO32+Ca2=CaCO3)-与澄清石灰水Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3 +2NaOH (CO32+Ca2=CaCO3)NaHCO3+Ca(OH)2= NaOH + CaCO3 +H2O(HCO3+OH+C
5、a2=CaCO3+H2O)或NaHCO3+Ca(OH)2=Na2CO3 +CaCO3+2H2O(2HCO3+2OH+Ca2 =CaCO3+2H2O+CO32)与氢氧化钠溶液-NaOH+NaHCO3 =Na2CO3+H2O (OH+HCO3=CO32+H2O)热稳定性稳定2NaHCO Na2CO3+H2O+CO2相互转化Na2CO3 NaHCO3:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 NaHCO3 Na2CO3 :NaOH+NaHCO3 =Na2CO3+H2O (OH+HCO3=CO32+H2O)2NaHCO Na2CO3+H2O+CO2（3）工业制钠：电解熔融的NaCl，2NaCl(熔
6、融) = 2Na + Cl2。（4）钠的用途：在熔融的条件下钠可以制取一些金属，如钛、锆、铌、钽等；钠钾合金是快中子反应堆的热交换剂；钠蒸气可作高压钠灯，发出黄光，射程远，透雾能力强注意几个实验的问题：1、向饱和的Na2CO3溶液中通足量的CO2有晶体NaHCO3析出。2、Na2CO3溶液与稀HCl的反应向Na2CO3溶液中滴加稀HCl，先无气体，后有气体，如果n(HCl)小于n(Na2CO3)时反应无气体放出。发生的反应：先Na2CO3 + HCl = NaCl + NaHCO3,后NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O +CO2 .向稀HCl中滴加Na2CO3溶液，先有气体，反
7、应是：Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2.如果用2mol的Na2CO3和2.4mol的稀HCl反应，采用方法放出CO2是0.4mol；采用方法放出CO2为1.2mol。希望同学们在解题时要留意。3、Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的鉴别：取两种试液少量，分别滴加CaCl2或BaCl2溶液，有白色沉淀的原取溶液为Na2CO3，另一无明显现象的原取溶液为NaHCO3。4、侯氏制碱法反应式：NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3 + NH4Cl.注意:在生产中应先在饱和的NaCl溶液中先通入NH3,后通入CO2,NaHCO3晶体析出过滤，在滤
8、液中加入NaCl细末和通NH3析出NH4Cl晶体为副产品。NH4Cl晶体析出后的母液进行循环试用，提高原料的利用.二、镁及其化合物1、镁的性质（1）物理性质：镁是银白色金属，质较软，密度1.74g/cm3，是轻金属，硬度小。（2）化学性质：镁是较活泼金属与非金属反应：2Mg + O2 = 2MgO,Mg + Cl2 MgCl2,3Mg + N2 Mg3N2等。与沸水反应：Mg + 2H2O(沸水)= Mg(OH)2 + H2 .与酸反应：与非强氧化性酸反应：是酸中的H+与Mg反应，有H2放出。与强氧化性酸反应：如浓H2SO4、HNO3，反应比较复杂，但是没有H2放出。与某些盐溶液反应：如CuS
9、O4溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液等。Mg + 2FeCl3 = 2FeCl2 + MgCl2, Mg + FeCl2 = Fe + MgCl2.2、镁的提取：海水中含有大量的MgCl2,因此，工业上主要是从分离了NaCl的海水中来提取MgCl2.流程：海水中加入CaO或Ca(OH)2 Mg(OH)2沉淀、过滤、洗涤沉淀，用稀HCl溶解 MgCl2溶液，蒸发结晶 MgCl26H2O晶体，在HCl气体环境中加热 MgCl2固体，电解熔融的MgCl2 Mg + Cl2 。主要反应：MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2+ CaCl2, Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2
10、 + 2H2O, MgCl26H2O MgCl2 + 6H2O , MgCl2(熔融) Mg + Cl2。3、镁的用途：镁主要是广泛用于制造合金。制造的合金硬度和强度都较大。因此镁合金被大量用火箭、导弹、飞机等制造业中。4、氧化镁（MgO）：白色固体，熔点高（2800），是优质的耐高温材料（耐火材料）。是碱性氧化物。MgO + H2O = Mg(OH)2, MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O 。注意以下几种情况的离子方程式的书写：（1）n(Mg(HCO3)2):n(NaOH)1:4：Mg2+ + 2HCO3- + 4OH- = Mg(OH)2+ 2CO32- + 2H2O；(2)
11、n(Mg(HCO3)2):n(NaOH)=1:2：Mg2+ + 2HCO3- + 2OH- = MgCO3+ CO32- + 2H2O；(3)n(Mg(HCO3)2):N(NaOH)=1:1： Mg2+ + HCO3- + OH- = MgCO3+H2O 。三. 铝及其化合物（1）物理性质：银白色金属，质较软，但比镁要硬，熔点比镁高。有良好的导电、导热性和延展性。（2）化学性质：铝是较活泼的金属。通常与氧气易反应，生成致密的氧化物起保护作用。4Al + 3O2 = 2Al2O3。同时也容易与Cl2、S等非金属单质反应。与酸反应：强氧化性酸，如浓硫酸和浓硝酸在常温下，使铝发生钝化现象；加热时，能
12、反应，但无氢气放出；非强氧化性酸反应时放出氢气。与强碱溶液反应：2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2。与某些盐溶液反应：如能置换出CuSO4、AgNO3等溶液中的金属。铝热反应：2Al + Fe2O3 = Al2O3 + 2Fe。该反应放热大，能使置换出的铁成液态，适用性强。在实验室中演示时要加入引燃剂，如浓硫酸和蔗糖或镁条和氯酸钾等。2.氧化铝和饥饿氢氧化铝物质氧化铝氢氧化铝化学式Al2O3 Al(OH)3 俗名刚玉-物理性质白色粉末，不溶于水，熔点高，自然界中为无色晶体。白色固体，不深于水化学性质与酸反应Al2O3 +6HCl=AlCl3 +3H2O(Al2
13、O3+6H=Al3+3H2O)Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O(Al(OH)3+3H=Al3+3H2O) 与碱反应Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+ H2O (Al2O3+2OH=2AlO2 +H2O)Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+ 2H2O Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O 相互转化-2Al(OH)3 Al2O3+3H2O 4、铝的冶炼：铝是地壳中含量最多的金属元素，自然界中主要是以氧化铝的形式存在。工业生产的流程：铝土矿（主要成分是氧化铝） 用氢氧化钠溶解过滤 向滤液中通入二氧化碳酸化，过滤 氢氧化铝 氧化铝 铝。主要反应：Al2O3 + 2NaOH
14、= 2NaAlO2 + H2O ，CO2 + 3H2O + 2NaAlO2 = 2Al(OH)3+ Na2CO3 ，2Al(OH)3= Al2O3 +3 H2O ,2Al2O3= 4Al + 3O2。5、铝的用途：铝有良好的导电、导热性和延展性，主要用于导线、炊具等，铝的最大用途是制合金，铝合金强度高，密度小，易成型，有较好的耐腐蚀性。迅速风靡建筑业。也是飞机制造业的主要原料。6、明矾的净水：化学式：KAl(SO4)212H2O，它在水中能电离：KAl(SO4)2 = K+ + Al3+ + 2SO42-。铝离子与水反应，生成氢氧化铝胶体，具有很强的吸附能力，吸附水中的悬浮物，使之沉降已达净水
15、目的。Al3+ + 3H2O = Al(OH)3 (胶体)+ 3H+ 。知识整理：（Al(OH)3）的制备：在氯化铝溶液中加足量氨水。AlCl3 + 3NH3H2O = Al(OH)3+ 3NH4Cl 。实验：A、向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液，现象是先有沉淀，后溶解。反应式：先Al3+ + 3OH- = Al(OH)3, 后Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O。B、向氢氧化钠溶液中滴加氯化铝溶液，现象是开始无沉淀，后来有沉淀，且不溶解。反应式：先Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O，后Al3+ + 3AlO2- + 6H2O = 4Al(OH)3。实验：向偏铝
16、酸钠溶液中通二氧化碳，有沉淀出现。CO2 + 3H2O + 2NaAlO2 = 2Al(OH)3+ Na2CO3。将氯化铝溶液和偏铝酸钠溶液混和有沉淀出现。 Al3+ + 3AlO2- + 6H2O = 4Al(OH)3。实验：A、向偏铝酸钠溶液中滴加稀盐酸，先有沉定，后溶解。反应的离子方程式：AlO2- + H+ + H2O = Al(OH)3 ,Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 2H2O 。B、向稀盐酸中滴加偏铝酸钠溶液，先无沉淀，后有沉淀且不溶解。反应的离子方程式：AlO2- + 4H+ = Al3+ + 2H2O ,3AlO2- + Al3+ + 6H2O = 4Al(OH
17、)3。四铁及其化合物：一物理性质：银白色，具有金属光泽；质地较软，有良好的导电性、延展性。密度7.86 g/cm3,熔沸点较高。位置：第四周期，第 族二化学性质：1.与非金属反应1)Fe+S（I2） FeS（FeI2） 2)4Fe+3O2 2Fe3O4 3)2Fe+3Cl2(Br2) 2FeCl3 弱氧化剂 Fe3+、H+、I2、S、铁后的金属阳离子（置换） Fe2+Fe 强氧化剂 Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4、MnO4-(H+) Fe3+2.与水反应3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4 H2 (置换)注意：铁在常温下不会和水发生反应，但在水和空气中O2和CO2的共同作用下
18、，铁却很容易被腐蚀(生锈/电化学腐蚀)3 与酸反应 1）与非氧化性酸反应 Fe +2H+= Fe2+ + H22)与氧化性酸反应 a）常温下，铁在冷浓硫酸，浓硝酸中发生钝化b）与浓硫酸反应：2Fe +6 H2SO4(浓） Fe2(SO4)3 +3SO2 +6 H2Oc)与稀硝酸反应：当Fe少量时，离子方程式为：Fe + 4H+ + NO3= Fe3+NO+2H2O当Fe过量时，离子方程式为：3Fe+8H+2NO3= 3Fe2+2NO+4H2O当1:4n( Fe) :n (HNO3)3:8 时，此情况下，Fe3+ 和Fe2+ 共存。4.与盐溶液反应 2Fe 3+ Cu = 2Fe 2+ Cu 2
19、+Fe + 2Fe3+ = 3 Fe2+Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu铁的氧化物FeOFe2O3Fe3O4颜色、状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体俗名-铁红磁性氧化铁水溶性不溶 不溶不溶稳定性不稳定，在空气里加热迅速被氧化，稳定稳定氧化物类别碱性氧化物碱性氧化物复杂氧化物与非氧化性酸反应FeO+2HCl=FeCl2+H2O (FeO+2H=Fe2+H2O)Fe2O3+6HCl=2FeCl3 +3H2O (Fe2O3+6H=2Fe3 +3H2O )Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O Fe3O4+8H=2Fe3+Fe2+4H2O 2、铁的氢氧化物（1）Fe(OH)2的
20、制备Fe(OH)2易被氧化，在制备时应注意： FeSO4晶体中不能有 Fe3+；配制后的FeSO4溶液中要加入少量铁粉；配制溶液的蒸馏水以及所用NaOH溶液均须煮沸以除去其中溶解的氧气； 朋友推荐 宣传广告 逛街时发现的 上网实验:FeSO4溶液中加NaOH.1、现代文化对大学生饰品消费的影响现象： 生成白色沉淀，后又迅速转变为灰绿色，最后生成红褐色 上海市劳动和社会保障局所辖的“促进就业基金”，还专门为大学生创业提供担保，贷款最高上限达到万元。Fe2+容易被氧化,所以FeSO4溶液要新配制.8-2购物环境与消费行为 2004年3月20日为了防止滴加NaOH时带入空气,可将吸收NaOH的长滴管
21、伸入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液.（一）对“漂亮女生”饰品店的分析为了防止Fe2+被氧化,还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量煤油或其它密度比水小但不溶于水的有机物以隔绝空气.“碧芝”的成功归于他的唯一，这独一无二的物品就吸引了各种女性的眼光。化学方程式： FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2+Na2SO4 Fe2+ 2OH -= Fe(OH)2（白色）众上所述，我们认为：我们的创意小屋计划或许虽然会有很多的挑战和困难，但我们会吸取和借鉴“漂亮女生”和“碧芝”的成功经验，在产品的质量和创意上多下工夫，使自己的产品能领导潮流，领导时尚。在它们还没有打入学校这个市场时，
22、我们要巩固我们的学生市场，制作一些吸引学生，又有使学生能接受的价格，勇敢的面对它们的挑战，使自己立于不败之地。4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3（红褐色）（白色灰绿色红褐色）（2）Fe(OH)3的制备实验:FeCl3溶液中加NaOH溶液.我们认为：创业是一个整合的过程，它需要合作、互助。大学生创业“独木难支”。在知识经济时代，事业的成功来自于合作，团队精神。创业更能培养了我们的团队精神。我们一个集体的智慧、力量一定能够展示我们当代大学生的耐心.勇气和坚强的毅力。能够努力克服自身的弱点，取得创业的成功。现象：生成红褐色沉淀化学方程式：FeCl3+3NaOH= Fe(O
23、H)3+3NaCl Fe 3+ 3OH -= Fe(OH)3（红褐色）除了“漂亮女生”形成的价格，优惠等条件的威胁外，还有“碧芝”的物品的新颖性，创意的独特性等，我们必须充分预见到。热稳性：Fe(OH)3对热不稳定,受热能失去水生成红棕色的Fe2O3粉末.化学方程式： 2Fe(OH)3 Fe2O3 +3H2O 调研结论：综上分析，我们认为在学院内开发“DIY手工艺品”商店这一创业项目是完全可行的。小结难溶性或微溶性的碱受热不稳定，容易分解。生成相应的氧化物和水（3）Fe(OH)3胶体的制备向加热沸腾的蒸馏水中加入FeCI3溶液，待出现红褐色时，停止加热，便可得到 Fe(OH)3胶体。制备时要注
24、意：不可长时间加热，因为加热会使胶体凝聚；不能用自来水，因为自来水中的电解质也可使胶体凝聚。四铁的两种氢氧化物的比较化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色、态白色固体红褐色固体溶解性难溶于水难溶于水物质类别二元弱碱三元弱碱与非氧化性酸的反应Fe(OH)2+H2SO4=FeSO4+2H2OFe(OH)2+2H + =Fe2+ +2H2O2Fe(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+6H2OFe(OH)3+3H + =Fe3+ +3H2O与氧化性酸的反应3Fe(OH)2+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO+8H2O3Fe(OH)2+10H + +NO3 -=3Fe 3+ +NO+8H
25、2OFe(OH)3+3HNO3(稀)=Fe(NO3)3+3H2OFe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O与还原性酸的反应Fe(OH)2+2HI=FeI2+2H2OFe(OH)2+2H+ =Fe2+2H2O2Fe(OH)3+6HI=2FeI2+6H2O+I22Fe(OH)3+6H + +2I-=2Fe2+6H2O+I2热稳定性分解产物复杂2Fe(OH)3 Fe2O3 +3H2O五铁盐和亚铁盐（1）Fe3+ 、Fe2+的检验：Fe3+的检验: 1.Fe3+盐溶液中滴加KSCN溶液。现象是溶液变红色 ，反应方程式：FeCl3+3KSCN= Fe(SCN)3+3KClFe 3+3SCN -= Fe(S
26、CN)3（红色）2.向Fe3+盐溶液中滴加NaOH溶液。现象是产生红褐色沉淀，反应方程式：FeCl3+3NaOH= Fe(OH)3+3NaClFe 3+ 3OH -= Fe(OH)3（红褐色）3. 向Fe3+盐溶液中滴加苯酚溶液。现象是溶液变为紫色，则证明溶液中含有Fe3+。Fe2+的检验: 向Fe2+盐溶液中滴加KSCN溶液，再滴加氯水（硝酸、H2O2等）。现象是先无现象，加氯水后溶液呈红色反应方程式：2FeCl2+Cl2=2FeCl3 FeCl3+3KSCN= Fe(SCN)3+3KCl向Fe2+盐溶液中滴加NaOH溶液。现象是产生白色沉淀迅速转变为灰绿色，最后变成红褐色沉淀反应方程式：F
27、eCl2+2NaOH= Fe(OH)2+2NaCl 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3（红褐色）（2）Fe3+的氧化性、Fe2+的还原性Fe3+的氧化性：向FeCl3溶液中加入铁粉，现象是溶液由棕黄色变为浅绿色化学反程式2FeCl3+Fe=2FeCl2 对应离子方程式：2Fe3+（棕黄色）+Fe=3Fe2+（浅绿色）Fe3+还可以与Cu、HI、H2S等反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 对应离子方程式：2Fe 3+ Cu = 2Fe 2+ Cu 2+2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+ I2 对应离子方程式：2Fe 3+ 2I- =2Fe 2+ + I2
28、2FeCl3+H2S=2FeCl2+2HCl+S 对应离子方程式：2Fe 3+ H2S =2Fe 2+2H + + SFe2+的还原性：Fe2+在较强的氧化剂的作用下会被氧化为Fe3+向FeCl2溶液中通入氯气，现象是溶液由浅绿色变为棕黄色化学反程式：2FeCl2+Cl2=2FeCl3 对应离子方程式：2Fe2+Cl2= 2Fe3+2Cl- 除杂: FeCl3(FeCl2) 滴加氯水 FeCl2 (FeCl3) 加入铁粉 （3）亚铁盐、铁盐溶液的保存 FeCI2、FeSO4 等亚铁盐溶液保存时，要加入少量铁屑（防止 Fe2+被氧化）和滴入少量相应的酸溶液 ( 抑制 Fe2+水解) 。另外要注意
29、，保存 Fe(NO3)2 溶液时，只要加铁屑防止氧化即可，不能加HNO3来防止水解。 FeCl3、Fe2(SO4)3 等铁盐溶液保存时，要加少量相应的酸溶液（抑制Fe3+水解）。（4）Fe3+盐的水解Fe3+为典型的弱碱阳离子，通常情况下，在水溶液中只有少部分发生水解。但在一定条件（如加热，遇AlO2、CO32、CIO等）下，水解程度会增大，甚至会发生彻底的双水解。 如：Fe3+ +3AlO2+6H2O = Fe(OH)3+3AI(OH)32Fe3+ +3CO32+3H2O = 2Fe(OH)3+3CO2Fe3+ +3ClO+3H2O = Fe(OH)3+3HCIO另外，加热并蒸干FeCl3 的水溶液，由于 FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl为一吸热反应，且 HCl 易挥发，加热会使平衡不断向右移动，FeCl3最终变成 Fe(OH)3，再灼烧，2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O，最后留下的物质为 Fe2O3。而加热并蒸干 Fe2(SO4)3 的水溶液，由于Fe2(SO4)3水解产生的 H2S04 难挥发，加热不会使平衡不断右移，只能使水份减少，酸度增强，最后仍留下Fe2(SO4)3。（
