1、第三章金属及其化合物资料第三章金属及其化合物一、金属的物理通性：常温下，金属一般为银白色晶体（汞常温下为液体），具有良好的导电性、导热性、延展性。二、金属的化学性质：多数金属的化学性质比较活泼，具有较强的还原性，在自然界多数以化合态形式存在。物质NaAlFe保存煤油（或石蜡油）中直接在试剂瓶中即可直接在试剂瓶中化性常温下氧化成Na2O：4Na+O2=2Na2O点燃点燃生成Na2O2点燃2Na+O2=Na2O2常温下生成致密氧化膜：4Al+3O2=2Al2O3致密氧化膜使铝耐腐蚀。点燃纯氧中可燃，生成氧化铝：点燃4Al+3O2=2Al2O3潮湿空气中易受腐蚀：铁锈：主要成分Fe2O3点燃纯氧中点
2、燃生成：点燃3Fe+2O2= Fe3O4与 O2与Cl22Na+Cl2=2NaCl2Al+3Cl2=2AlCl32Fe+3Cl2= 2FeCl3与S常温下即可反应：2Na+S=Na2S加热时才能反应：2Al + 3S=Al2S3加热只能生成亚铁盐：Fe + S = FeS与水常温与冷水剧烈反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2去膜后与热水反应：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2常温下纯铁不与水反应。加热时才与水蒸气反应：3Fe+4H2O(g) = Fe3O4+4H2与 酸溶 液2Na+2HCl=2NaCl+H22Al+6HCl=2AlCl3+ 3H2Fe+2HCl=FeCl2+H2与
3、 碱 溶 液-2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2-与 盐溶 液与硫酸铜溶液：2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4+H2与氯化铁溶液：6Na+6H2O+2FeCl3=2Fe(OH)3+6NaCl+3H2置换出较不活泼的金属单质置换出较不活泼的金属单质与 氧化 物-点燃镁条引燃时铝热反应：2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe-金属活泼性逐渐减弱三、金属化合物的性质：1、氧化物Na2ONa2O2Al2O3Fe2O3性质碱性氧化物非碱性氧化物两性氧化物碱性氧化物颜色状态白色固体淡黄色固体白色固体赤红色固体与水反应Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2
4、O=4NaOH+O2-与酸溶液Na2O+2HCl=2NaCl+H2O（溶液无色）2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O（溶液黄色）与碱溶液-Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O-其他Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2-2、氢氧化物化性NaOHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3属性碱性氢氧化物两性氢氧化物碱性氢氧化物碱性氢氧化物与酸溶液NaOH+HCl=NaCl+H2OAl(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OFe(OH)2+2HCl=
5、FeCl2+2H2OFe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O与碱溶液-Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O -稳定性稳定2Al(OH)3=Al2O3+3H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O其他2NaOH+CO2=Na2CO3+H2ONaOH+CO2(过量)=NaHCO3-制备金属钠与水即可铝盐溶液与过量浓氨水亚铁盐溶液与氢氧化钠溶液（液面下）铁盐溶液滴加氢氧化钠溶液3、盐Na2CO3NaHCO3溶解度较大较小溶液碱性使酚酞变红，溶液呈碱性。使酚酞变淡粉色，溶液呈较弱的碱性。与酸反应迅速Na2CO3+2HCl=2NaCl
6、+2H2O+CO2反应更迅速NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2与碱-NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O稳定性稳定，加热不分解。固体NaHCO3 ：2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2相互转化Na2CO3溶液中通入大量CO2Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3固体NaHCO3 ：2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2其他溶液中：Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3溶液中：NaHCO3+Ca(OH)2=NaOH+CaCO3+H2O用途工业原料等中和胃酸、制糕点等金属离子检验：焰色反应呈黄色FeCl2FeCl3颜色浅绿色黄色与碱溶液FeCl
7、2+2NaOH=Fe(OH)2+2NaClFeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaCl相互转化2FeCl2+Cl2=2FeCl3 2FeBr2+Br2=2FeBr3主要表现： 性（还原性）2FeCl3+Fe=3FeCl2 2FeBr3+Fe=3FeBr2表现： 性（氧化性）检验遇KSCN不显血红色，加入氯水后显红色遇KSCN显血红色用途净水剂等印刷线路板等四、金属及其化合物之间的相互转化1、铝及其重要化合物之间的转化关系，写出相应的化学反应方程式。NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3+NaCl2、铁及其重要化合物之间的转化关系，写出相应的化学反应方程式。3、钠及其化合物之间的相互
8、转化，写出相应的化学反应方程式。附：1、焰色反应：用于在火焰上呈现特殊颜色的金属或它们的化合物的检验。锂钠钾钙锶钡铜紫红色黄色紫色砖红色洋红色黄绿色蓝绿色注：观察钾焰色反应时，应透过蓝色钴玻璃，以便滤去杂质钠的黄光。2、碳酸钠、碳酸氢钠：Na2CO3又叫纯碱，俗称苏打。无水碳酸钠是白色粉末。NaHCO3俗称小苏打，也叫酸式碳酸钠。它是白色粉末，在水中的溶解度比碳酸钠略小，水溶液呈微碱性，固体碳酸氢钠受热即分解。NaHCO3是发酵粉的主要成分，也用于制灭火剂、焙粉或清凉饮料等方面的原料，在橡胶工业中作发泡剂。将碳酸钠溶液或结晶碳酸钠吸收CO2可制得碳酸氢钠。3、氧化铝、氢氧化铝 （1）Al2O3
9、俗名矾土，是一种难熔又不溶于水的白色粉末。它的熔点、沸点都高于2000度。（2）氢氧化铝是典型的两性氢氧化物，它既能溶于强酸生成铝盐溶液，又能溶于强碱生成偏铝酸盐溶液。氢氧化铝可用来制备铝盐，作吸附剂等的原料。氢氧化铝凝胶有中和胃酸和保护溃疡面的作用，可用于治疗胃和十二指肠溃疡、胃酸过多等。 非金属及其化合物 非金属及其化合物 一、常见物理性质： 1、颜色： A、红色世界（1）基态：Fe2O3 （红棕色）、Fe (OH)3（红褐色）、Fe (SCN)2+ （血红色）、Cu （紫红色）、Cu2O（砖红色）、NO2（红棕色）、P（红磷、暗红色）、Br2 （深红棕色）、红色石蕊试纸、 品红溶液。在空
10、气中久置的苯酚(红色)（2） 化学变化：紫色石蕊在酸性溶液(pH5.0)中变红；润湿的蓝色石蕊试纸遇酸性气体(CO2、SO2、H2S、HCl)变红；酚酞在碱性溶液中呈浅红色(8.2pH10.0)或红色(pH10)；甲基橙在酸性溶液(pH3.1)中呈红色；已经被二氧化硫褪色的品红溶液在加热时会出现红色。B、橙色世界：（1）基态：浓溴水 、甲基橙试剂、Br2 (CCl4)呈橙红色。C、黄色世界：（1）基态：工业盐酸(含有Fe3+)、Au 、S（淡黄色）、Na2O2 （淡黄色）、AgBr（淡黄色）、AgI、Ag3PO4、碘水(黄色)、三硝基甲苯(黄色)、蛋白质加浓硝酸 （2）激发态：钠元素焰色呈黄色
11、（3）化学变化：久置的浓硝酸因溶有自身分解产生的二氧化氮而变黄D、绿色世界（1）基态：F2 （浅黄绿色）、Cl2 （黄绿色）、Cu 2(OH)2CO3 （绿色）、 CuCl2（浓溶液呈绿色）、 FeSO4 （浅绿色）（2）化学变化：Fe (OH)2 （白色）灰绿色Fe (OH)3（红褐色）E、青(黑) 世界：Fe FeO Fe3O4 FeS CuS Ag2S MnO2 石墨(灰黑)F、蓝色世界（1）基态：CuSO4（溶液）、CuSO4 5H2O （晶体）、液氧、臭氧（2）化学变化：紫色石蕊在碱性溶液（pH8）中变蓝；润湿的红色石蕊试纸遇碱性气体变蓝；无水CuSO4 （白色粉末）遇水变蓝；H2、
12、H2S、 CH4、C2H5OH 燃烧火焰呈淡蓝色，CO燃烧火焰呈蓝色；S在空气中燃烧呈淡蓝色火焰，在纯氧中燃烧呈现明亮的蓝紫色火焰；淀粉遇 I2 (aq)变蓝；Cl2、Br2、NO2、O3遇湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。G、紫色世界（1）基态：KMnO4 (H+)、紫色石蕊、碘单质呈紫黑色；（2）激发态：钾元素的焰色呈紫色（透过蓝色钴玻璃观察）；（3）化学变化：I2 升华生紫烟；NH4I受热生紫烟；紫色石蕊在（5.0pH8.0）溶液中呈紫色。H、白色世界（1）基态：Hg、铝粉、大多数块状金属、PbSO4、BaSO4、AgCl、BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3、CaCO3、 Fe (OH)
13、2（不稳定）、 Mg (OH)2、 Al (OH)3等。（2）化学变化：H2在Cl2中燃烧呈现苍白色火焰；NH3遇 HCl产生白烟；Mg、Al在氧气中燃烧发出耀眼的白光；红磷在氯气中燃烧时产生白色烟雾；红磷在氧气中燃烧时产生白烟。2、状态： 白磷（固态），三氧化硫（固态），纯硫酸（液体）。3、气味： 刺激性气味：HX Cl2 NH3 NO2 乙醛 甲醛臭鸡蛋气味：H2S特殊臭味：O3 电石生产的乙炔（含PH3、H2S）特殊气味：C6H6 苯酚苦杏仁味：硝基苯香味： 酯类化合物4、毒性： 第A族：F2 Cl2 HF第A族：H2S SO2 第A族：NO NO2 NaNO2 白磷 第A族：CO 有机
14、物：苯 硝基苯 甲醇 苯酚5、升华：I2 萘 二、本章知识结构梳理（一） 硅及其化合物注意: Cl2H2 =(点燃) 2HCl 现象：发出苍白色火焰，生成大量白雾。 燃烧不一定有氧气参加，物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。 燃烧的本质是剧烈的氧化还原反应，所有发光放热的剧烈化学反应都称为燃烧。 二氧化硅和二氧化碳性质比较物质二氧化硅二氧化碳熔沸点、硬度、状态很高、硬度大、固态低、硬度小、气态化学性质与水不反应CO2+H2O=H2CO3与氢氟酸SiO2+4HF=SiF4+2H2O用HF来腐蚀和雕刻玻璃。不反应与碱溶液SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞，而
15、不用玻璃塞。CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O与碱性氧化物高温SiO2+CaO=CaSiO3CO2+CaO=CaCO3异同点相同点都是酸性氧化物，都与碱或碱性氧化物反应。不同点CO2与水反应生成H2CO3;SiO2不与水反应；SiO2溶于氢氟酸，CO2不与氢氟酸反应；SiO2须在高温下与碱性氧化物反应，而CO2可在常温常压下进行。硅酸和碳酸的性质比较物质硅酸碳酸化学式H2SiO3H2CO3酸酐SiO2CO2制法硅酸胶体的制备： Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3CO2+H2O=H2CO3颜色与状态白色、固体无纯态，只存在于水溶液中水溶性不溶于水只存在于水溶液中酸性比较H2
16、CO3 H2SiO3向硅酸钠饱和溶液中通入二氧化碳，同样可得到硅酸凝胶，说明硅酸是一种酸性比碳酸还弱的弱酸。Na2SiO3+ CO2+H2O= H2SiO3（胶体）+ Na2CO3硅单质物性：存在和形态：自然界中无游离态，主要以硅酸盐和二氧化硅形式存在。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。导电性：半导体材料，介于导体和半导体之间。硅酸盐材料：水泥、玻璃、陶瓷、水玻璃（Na2SiO3的水溶液）等硅酸盐组成的表示： 例如，Na2SiO3Na2OSiO2Al2Si2O5(OH)4Al2O32SiO22H2OKAlSi3O8K2OAl2O36SiO2水泥普通玻璃原料石灰石、粘土纯碱、石灰石、石英
17、（SiO2）设备水泥回转窑玻璃熔炉反应复杂的物理化学变化过程Na2CO3+ SiO2=高温= Na2SiO3+ CO2CaCO3+ SiO2=高温= CaSiO3+ CO2主要成分3CaOSiO22CaOSiO23CaOAl2O3Na2OCaO6SiO2组成表示法金属氧化物SiO2H2O特性水硬性（加石膏调节硬化速度）玻璃态物质（在一定温度范围内软化）非晶体新型无机非金属材料：高温结构陶瓷、光导纤维等 传统无机非金属材料的优缺点：抗腐蚀、耐高温，质脆、经不起冲击。新型无机非金属材料的特性：强度高，耐高温；具有电学特性：绝缘体、半导体、导体等；具有光学特性：发光、透光（可见光、红外光、射线）；具
18、有生物功能。(二)、富集在海水中的元素氯及其化合物1、1体积的水溶解2体积的氯气形成的溶液为氯水，为浅黄绿色。新制的氯水久置的氯水成分分子：Cl2、H2O、HClO离子：H+、Cl、ClO、OH分子：H2O离子：H+、Cl、OH颜色黄绿色无色性质酸性、漂白性酸性且酸性增强、无漂白性原因新制的氯水中存在Cl2+H2OHClO+H+Cl久置的氯水中HClO完全分解为O2而消耗，最后成为HCl溶液解释下列现象：、新制的氯水能氧化Fe2+、 Br- ：Cl2+2Fe2+2Fe3+2Cl、新制的氯水加入镁粉，氯水褪色：Cl2+Mg= MgCl2 、新制的氯水加入硝酸银产生沉淀：Cl+Ag+=AgCl、新
19、制的氯水与碳酸氢钠反应： H+HCO3-=H2O+CO2、新制的氯水使石蕊先变红后褪色：H+ HClO 自来水杀菌消毒Cl2H2O = HClHClO 2HClO =(光照) 2HClO2 其中次氯酸HClO有强氧化性和漂泊性，起主要的消毒漂白作用。 液氯、新制的氯水和久置的氯水比较液氯新制氯水久置氯水分类纯净物混合物混合物颜色黄绿色黄绿色无色成分Cl2Cl2、H2O、HClO、H、Cl、ClO、极少量的为OH H、Cl、H2O、极少量的OH稀盐酸性质氧化性氧化性、酸性、漂白性酸性2氯气的制备MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O包括四个基本环节即制备（原料、原理、反应发生装置）
20、、净化（除杂、干燥）、收集（收集方法、验满）、尾气处理会画装置 制得的气体含有盐酸和水，因此分别通过饱和食盐水、浓硫酸（氯化钙）等进行除杂。气体用向上排空气法或排饱和食盐水法收集。尾气用氢氧化钠吸收。闻法:用手在瓶口轻轻扇动,使少量氯气进入鼻孔。 氯气的尾气处理Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O 漂白液的有效成分：NaClO3、次氯酸、次氯酸钙等有多方面的性质，经常用到以下几方面性质：(1)HClO是一种弱酸，H2CO3HClO 通过下列反应可比较得出酸性强弱Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO(2)ClO-是一种弱酸的酸根离子，能发生水解反应：ClO-+H2O
21、HClO+OH-，所以次氯酸钙溶液显碱性。(3)HClO和ClO-都具有强氧化性，无论酸性、碱性条件下都可以跟亚铁盐、碘化物、硫化物等发生氧化还原反应，能使品红溶液褪色。(4)HClO见光易分解：2HClO2HCl+O2氯离子的检验试剂以及反应方程式AgNO3溶液，并用稀硝酸溶液排除其他离子（如碳酸根）Ag+Cl=AgCl4、卤族元素及其单质的性质变化规律（）卤族元素物理性质比较：颜色状态熔、沸点密度溶解性水有机溶剂均易溶于有机溶剂F2Cl2Br2I2淡黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色气态气态液体（易挥发）固体（升华）小大低高剧烈反应淡黄绿色黄橙色黄褐色剧烈反应黄绿色橙橙红紫红（）卤族元素单质的化学
22、性质：1。相似性：化学性质与Cl2相似，都具有典型的非金属性，都可以与金属作用生成金属卤化物，都可以与非金属反应，都可与水发生反应，都可以与强碱作用。2。递变性：与金属、非金属反应时条件不同。例如：卤素单质与H2的反应H2+F22HF，在冷暗处就发生爆炸；H2+Cl22HCl，见光爆炸；，加热缓慢化合；H2+I2 2HI，更缓慢地化合且可逆。与H2化合时，无论从反应条件、反应的剧烈程度以及生成气态氢化物的稳定性（HFHClHBrHI），都说明卤素单质的递变性。(三) 硫、氮 1、二氧化硫的性质-亚硫酐物理性质颜色状态密度毒性黄绿色比空气大有毒化学性质酸性与水反应方程式SO2+H2O = H2S
23、O3 与烧碱反应方程式SO2+2NaOH=Na2SO3 +H2O Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 SO2+NaOH=NaHSO3 漂白性漂白原理：由于它能跟某些有色物质生成：无色物质曾学过的具有漂白性的物质吸附漂白：活性炭氧化漂白：HClO、O3、Na2O2 还原性与氧气反应方程式2SO2 + O2 = 2SO3 与氯水反应方程式SO2 + Cl2 +2H2O = H2SO4+2HCl 氧化性与硫化氢反应方程式SO2+2H2S = 3S+2H2O SO2的实验室制法 反应原理：Na2SO3 + H2SO4= Na2SO4 +SO2+H2O 制备装置：固体和液体不加热制备气体的装置
24、净化干燥装置：盛放浓硫酸的洗气瓶收集方法：向上排空气法或排饱和NaHSO3溶液检验：湿润的蓝色石蕊试纸-变红 湿润的品红试纸-褪色尾气处理：用NaOH溶液和倒扣漏斗装置防倒吸 2、三氧化硫1）、物理性质：又名硫酸酐，是一种无色易挥发的晶体，溶沸点都很低。2）、化学性质：具有酸的氧化物的通性，与水反应放出大量的热，具有较强的氧化性。3、 硫化氢1）、H2S的物理性质：无色、有臭鸡蛋气味的气体，密度比空气大，能溶于水，有剧毒。2）、实验室制法：由强酸制弱酸的原理FeS + H2SO4 = FeSO4 + H2S FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S FeS + 2H = Fe2 + H
25、2S 用湿润的Pb(CH3COO)2试纸Pb(CH3COO)2 + H2S = PbS + 2CH3COOH 试纸变黑 3）、化学性质(1) 可燃性2H2S + 3O2 2H2O 2SO2 2H2S + O2 2H2O S (2) 还原性：H2S + X2 =2HX +S(X=Cl、Br、I) (3) 不稳定性：H2S H2+S (4) H2S气体的水溶液-氢硫酸4、氮的固定a：定义：将游离态的氮转变为氮的化合物叫做氮的固定b分类：放电自然固氮：高能固氮：N2+O2=2NO生物固氮：豆科植物的根瘤菌固氮人工固氮：2N2+3H2 2NH3（条件：高温高压、催化剂）5、浓硫酸和浓硝酸的性质浓硫酸浓
26、硝酸相同点与Cu反应Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+ SO2 +2H2O Cu+4HNO3 (浓)=Cu(NO3)2 +2NO2 +2H2O3Cu8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 +2NO+4H2O 与木炭反应C + 2H2SO4(浓) CO2+2SO2+2H2OC+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2O 与铁铝反应发生钝化现象，所以可以用铁制或铝制容器来存放冷的浓硫酸和浓硝酸异同点 吸水性干燥剂脱水性蔗糖变黑王水：浓硝酸和浓盐酸（1：3） （一）、硝酸（1）硝酸的物理性质：纯硝酸是无色、有刺激性气味的液体，易挥发或者光照（2）硝酸的化学性质：加热不稳定性： 4HNO3=2H2O+4N
