1、第五讲 金属及其化合物性质的复习第五讲 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，灼伤腐蚀皮肤取出钠后要迅速吸干煤油，并要放到玻璃上切割钠用剩后要放回盛钠的试剂瓶，不
2、能乱扔乱放，因为钠很活泼容易引起危险钠与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(4NaO22Na2O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
3、，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：Na与水的反应图27（2）反应原理：2Na2H2O2NaOHH2（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：钠与水剧烈反应、钠熔化成小球、钠球在水面上不停地滚动、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
4、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：钠与氧气的反应 图29（2）反应原理：2NaO2Na2O2，2Na2O22H2O4NaOHO2（3）注意事项玻璃管中装的钠不能太大，太大反应太剧烈
5、，会将玻璃管炸裂反应开始时，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、
6、Na2O2中，阴离子和阳离子数目之比均为12。（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：COH=HCO，HCOH=H2OCO2。考点4：镁和铝的性质金属项目镁（Mg）铝（Al）原子结构2 8 8 22 8 8 3原子半径1.601010m1.431010m化合价+2+3
7、晶体结构金属晶体金属晶体单质物理性质镁和铝都是密度较小、熔点较低、硬度较小的银白色金属，但镁和铝相比较，铝的硬度比镁的稍大，熔点和沸点都是铝比镁的高活泼性较活泼：Mg2e=Mg2+较活泼：Al3e=Al3+抗腐蚀性在空气中都能跟氧气反应，表面覆盖一层致密而坚硬的氧化物薄膜，都具有搞腐蚀性能与O2反应 2Mg+O2 2MgO 4Al+3O2 2Al2O3与酸反应Mg+2H+=Mg2+H22Al+6H+=Al3+3H2与碱反应不反应2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2与氧化物反应2Mg+CO2 2MgO+C2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe结论镁、铝均为较活泼的金属，但镁的金属性强
8、于铝解释核电荷数镁小于铝，而原子半径镁大于铝，故核对最外层的电子引力镁小于铝，即Al比Mg难失电子，金属性弱于Mg主要用途镁合金汽车、飞机制造、照明弹等铝合金汽车、船舶、飞机制造、防锈油漆、导线、电缆等考点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
9、（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将两反应按+2合并，即得总反应方程式：2Al+2NaOH+2H2O=2Na
10、AlO2+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，位于第四周期第族，属于过渡元素。原子结构示意图：主要化合价：+
11、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。跟非金属反应：3Fe+2O2 Fe3O4 2Fe+3Cl22FeCl3 Fe+SFeS Fe+I2 FeI2跟水反应：3Fe+4H2O Fe3O4+4H2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+)部分盐溶液反应：Fe+Cu2+=Fe2+Cu Fe+2Fe3+=
12、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
13、【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()金属钠先熔化在空气中燃烧，放出黄色火花燃烧后得到白色固体燃烧时火焰为黄色燃烧后生成浅黄色固体物质A BC D【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()AAl(OH)3Al2O3 BAl2O3Al(OH)3CAlAlO DAl3Al(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，Al3遇碱可直接得Al(OH)3，Al2O3难溶于水，不能通过一步反应
14、得Al(OH)3，应将Al2O3与酸或碱反应得Al3或AlO，再与碱或酸反应，才能得Al(OH)3。3.使溶液中的AlO完全转化成Al(OH)3，应选择的最好试剂是()A稀H2SO4 B盐酸CCO2 D氨水【答案】C 【解析】 使AlO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
15、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Na2CO310H2O，Na2CO310H2O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()ANa2O2与CO2反应中，Na2O2只作还原剂，CO2作氧化剂BNa2O2与H2O反应中，Na2O2既作氧化剂又作还原剂CNa2O2与CO2反应中，1 mol Na2O2转移2 mol电子DNa2O2与水反应中，1 mol Na2O2转
16、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
17、。D项正确。【提高】1.将一小块金属钠投入CuSO4溶液中，不可能观察到的现象是()A溶液中有蓝色沉淀生成B有气体生成C有红色物质析出D钠熔成小球浮游在液面上【答案】 C【解析】 钠投入CuSO4溶液中首先与水反应：2Na2H2O=2NaOHH2，此时钠熔化成闪亮的小球浮游在液面上，有气体生成，生成的NaOH与CuSO4发生复分解反应，产生蓝色絮状沉淀。A、B、D项所指的现象均能观察到，但钠不能将铜置换出来。2.200时CO2和水蒸气的混合气体共23.2 g与足量的Na2O2充分反应后，固体质量增加了7.2 g，则原混合气体的物质的量为()A0.2 mol B0.6 molC0.8 mol D
18、1.0 mol【答案】 D【解析】 设混合气体中CO2、H2O的物质的量分别为x、y。2CO22Na2O2=2Na2CO3O2固体的质量差2 mol88 g32 g56 gx28 x2H2O(g)2Na2O2=4NaOHO2固体的质量差2 mol36 g32 g4 gy2y则：44x18y23.228x2y7.2解得：x0.2 moly0.8 mol所以混合气体的总物质的量为0.2 mol0.8 mol1.0 mol。3.将少量稀盐酸滴加到盛有碳酸钙的U形管中，可观察到U形管中的脱脂棉剧烈燃烧。（1）稀盐酸与碳酸钙反应的离子方程式是_。（2）从脱脂棉的燃烧可以推出Na2O2与CO2反应的结论是
19、a._，b._。（3） Na2O2与CO2反应的化学方程式是_。还原剂是_，氧化剂是_。【答案】 （1）2HCaCO3=Ca2CO2H2O（2）反应放出O2反应放热（3）2Na2O22CO2=2Na2CO3O2Na2O2Na2O2【解析】 盐酸与碳酸钙反应放出CO2，CO2遇Na2O2也发生反应：2Na2O22CO2=2Na2CO3O2，该反应放热，使脱脂棉的温度很容易达到其着火点，在O2充足的条件下剧烈燃烧起来。在上述反应中只有Na2O2中的氧元素的化合价发生变化，故Na2O2既是氧化剂，又是还原剂。四、课堂练习【基础】1.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
20、，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。D项正确。2.有关铝及其化合物的说法错误的是()A用于熔化烧碱的坩埚，可用Al2O3这种材料制成B铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝薄膜C氧化铝是一种难熔物质，是一种较好的耐火材料D氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药
21、【答案】 A【解析】 Al2O3和NaOH能发生反应，熔化烧碱的坩埚不能用Al2O3材料制成。3.既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的化合物是()Al(OH)3Al2O3AlNaHCO3 Mg(OH)2A BC D【答案】 C 【解析】 Mg(OH)2只与酸反应，不与强碱反应；Al虽然既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应，但不是化合物。【巩固】1.镁、铝混合粉末10.2 g溶于500 mL 4 mol/L盐酸中。若加入2 mol/L的氢氧化钠溶液，使得沉淀达到最大量，则需加入氢氧化钠溶液的体积为()A100 mL B500 mLC1 000 mL D1 500 mL【答案】C 【解析】
22、当沉淀量达到最大时，溶液中的溶质为NaCl，根据Na、Cl原子个数比为11可知需NaOH溶液的体积为1 000 mL。2.胃酸过多是常见的胃病。下面是甲、乙两种常见胃药的说明摘要。甲：白色结晶状粉末，可缓慢分解；能溶于水；遇酸及酸性药物则产生二氧化碳；胃酸过多患者服用多见胃胀气，甚至有引起胃溃疡穿孔的危险。乙：与胃酸作用是中和反应，作用缓慢而持久，可维持34小时；凝胶本身覆盖于溃疡面上，具有保护作用；可溶于稀酸或氢氧化钠溶液中。（1）请你推测，甲中含有的主要化学成分是_(填化学式)；乙中含有的主要化学成分是_(填化学式)。（2）试写出甲中含有的主要化学成分引起胃胀气反应的离子方程式：_。（3）
23、试写出乙中含有的主要化学成分溶于NaOH溶液的离子方程式：_。【答案】 （1）NaHCO3Al(OH)3 （2）HCOH=H2OCO2 （3）Al(OH)3OH=AlO2H2O【解析】 据题目信息对甲、乙性质的描述可知甲为NaHCO3，乙为Al(OH)3，NaHCO3与酸反应的离子方程式为HCOH=CO2H2O，Al(OH)3溶于OH的反应为Al(OH)3OH=AlO2H2O。3.下列说法正确的是()A铜的化学性质活泼，不宜用铜制作盛食品的器皿B铜的导电能力不如铝C由于Cu2有氧化性，所以用CuSO4来配制农药D因为Cu2能使蛋白质变性，所以铜盐溶液有毒【答案】 D 【解析】 金属铜的化学性质
24、比较稳定，所以使用铜器皿比较安全；铜属于重金属，铜盐有毒，因Cu2会与蛋白质作用，使蛋白质变性。 【提高】1.某混合物A中含有KAl(SO（4）2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下列所示的物质之间的转变：据此判断：（1）固体B所含物质的化学式为_。（2）固体E所含物质的化学式为_。（3）反应的离子方程式为_。【答案】 （1）Al2O3（2）(NH（4）2SO4、K2SO4 （3）Al33NH3H2O=Al(OH)33NH【解析】 铝及其化合物的性质与一般活泼金属元素的性质有差异之处，如Al2O3可溶于NaOH溶液，Fe2O3不能；KAl(SO（4）2是一种复盐，可溶于水，完全电离，
25、加入氨水可生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3在强碱溶液中溶解，而在氨水中不溶解。本题可用反应离子方程式描述从A开始的一系列变化：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH，2Al(OH)3 Al2O33H2O，Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O，AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO。2.如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验时必须使用铁屑、6 mol/L硫酸溶液，其他试剂任选。填写下列空白：（1）B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是_，A中反应的化学方程式为_。（2）实验开始时应先将活塞E_(填“打开”或“关闭
26、”)，其目的是_。在C中收集到的气体主要为_。（3）简述生成Fe(OH)2的操作过程：_。（4）提去装置B中的橡皮塞，使空气进入，看到的现象为_；写出有关反应的化学方程式：_。【答案】 （1）铁屑FeH2SO4=FeSO4H2（2）打开排除B中的空气H2（3）关闭活塞E，A中压强增大，将FeSO4溶液压入B瓶中进行反应（4）白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色【解析】 Fe(OH)2属于难溶碱，制取时可根据：盐碱新盐新碱的规律，用可溶性的亚铁盐和可溶性碱反应生成。B中有NaOH溶液，还需要亚铁盐溶液，实验要求必须使用铁屑和6 mol/L的H2SO4，很显然是用于制取FeSO4，然后采用一定的方法使两者混合。由于Fe(OH)2极易被氧化，所以FeSO4和NaOH溶液反应，应在无空气的情况下进行，可以用生成的H2将系统内的空气排尽。3.某化学兴趣小组利
