高中化学必修一第三章知识点.pdf
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1、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点燃2NaCl(白烟)2NaSNa2S与 O2反应:缓慢氧化:4Na+O2=2Na2O(白色固体)剧烈燃烧:2Na+O2=
2、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+H26Na+6H2O+2FeCl3=2Fe(OH)3+6NaCl+3H22Na+2NH4Cl=2NaCl+2NH3+H2与熔融盐:4Na+TiCl44NaCl+Ti钠与氢气的反应:2Na+H2=2NaH。NaH+H2O=NaOH+H2;NaH 是强的还原剂。2、氧化钠与过氧化钠化学式化合价颜色、状态化学性质CO
3、2=Na2O2Na2O+CO2=Na2C2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2O2氧化钠Na2OO(-2)白色固体2Na2O+O2过氧化钠Na2O2O(-1)淡黄色粉末-O3H2ONa2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2HClNa2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2SO2Na2O+SO2=Na2SO3Na2O2+SO2=Na2SO4类别3、碳酸钠钠的盐物质俗名碱性氧化物过氧化物Na2CO3苏打、纯碱白色固体易溶于水NaHCO3小苏打白色粉末能溶于水颜色、状态水溶性溶解度大小比较:Na2CO3 NaHCO3溶液与酚
4、酞变红颜色深浅比较:Na2CO3 NaHCO3与盐酸反应Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2反应速率:NaHCO3 Na2CO3与氯化钙溶液与澄清石灰水Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl(CO3+Ca=CaCO3)Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH(CO3+Ca=CaCO3)2222变红-NaHCO3+Ca(OH)2=NaOH+CaCO3+H2O(HCO3+OH+Ca2=CaCO3+H2O)或 NaHCO3+Ca(OH)2=Na2CO3+CaCO3+2H2O(2HCO3+2OH+Ca2=CaCO3+2
5、H2O+CO32)与氢氧化钠溶液热稳定性-NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O(OH+HCO3=CO3+H2O)2稳定Na2CO3 NaHCO3:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO32NaHCO Na2CO3+H2O+CO2相互转化NaHCO3 Na2CO3:NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O(OH+HCO3=CO3+H2O)2NaHCO2 Na2CO3+H2O+CO2(3)工业制钠:电解熔融的NaCl,2NaCl(熔融)=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
6、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
7、 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
8、、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+Cl2MgCl2,3Mg+N2Mg3N2 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CuSO4 溶液、FeCl2 溶液、FeCl3 溶液等。Mg+2FeCl3=2FeCl2+MgCl2,Mg+FeCl2=Fe+MgCl2.2、镁的提取:海
9、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+2H2O,MgCl26H2OMgCl2+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
10、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。物质化学式俗名物理性质氧化铝Al2O3刚玉白色粉末,不溶于水,熔点高,自然界中为无色晶体。化学与酸反应Al2O3+6HCl=AlCl3+3H2O(Al2O3+6H=Al3+3H2O)氢氧化铝Al(OH)3-白色固体,不深于水Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O(Al(OH)3+3H=Al3+3H2O)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:
11、Mg2+2HCO3-+4OH-=Mg(OH)2+2CO32-+2H2O;(2)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
12、温下,使铝发生钝化现象;加热时,能反应,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性质与碱反应Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O(Al2O3+2OH=2AlO2+H2O)-Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2OAl(OH)3+OH=AlO2+2H2O2Al(
13、OH)3相互转化Al2O3+3H2O4、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=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
14、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
15、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,3
16、AlO2-+Al3+6H2O=4Al(OH)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+3O23+2Fe3O43)2Fe+3Cl2(Br2)2FeCl3弱氧化剂Fe、H、I2、S、铁后的金属阳离子(置换)2+Fe-+Fe强氧化剂Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4、MnO4(H)3+Fe2.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
17、同作用下,铁却很容易被腐蚀(生锈/电化学腐蚀)3 与酸反应+2+1)与非氧化性酸反应 Fe+2H=Fe +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=Fe+NO+2H2O当 Fe 过量时,离子方程式为:3Fe+8H+2NO3=3Fe+2NO+4H2O当 1:4n(Fe):n(HNO3)3:8 时,此情况下,Fe 和 Fe共存。4.与盐溶液反应 2Fe+Cu=2Fe+Cu3+2+Fe+2Fe=3 Fe2+2+Fe+Cu=F
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- 高中化学 必修 第三 知识点
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