高考化学复习强化双基系列课件11《金属及其化合物》.ppt

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1、2010届高考化学复习强化双基系列课件 2021/8/11 星期三111金属及其化合物2021/8/11 星期三2考点要求考点要求 1、掌握金属单质的共性(物理性质)和金属化学性质;2、掌握Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3等几种重要的金属化合物的性质;3、了解金属材料选择的基本原则2021/8/11 星期三3化化学学反反应应金金属属及及其其化化合合物物金金 属属 的的化学性质化学性质金属化合物金属化合物金属与氧气的反应金属与氧气的反应金属与水的反应金属与水的反应金属与酸的反应金属与酸的反应某些金属与碱的反应某些金属与碱的反应金属与盐溶液的反应金属

2、与盐溶液的反应金属与氧化物金属与氧化物金属与氢氧化物金属与氢氧化物盐盐四四种种基基本本反反应应离离子子反反应应氧氧化化还还原原反反应应金金 属材属材 料料常见合金的重要应用常见合金的重要应用正确选用金属材料正确选用金属材料知识结构知识结构2021/8/11 星期三4一、金属的性质：一、金属的性质：1、金属元素的存在及含量：、金属元素的存在及含量：2、金属单质的物理性质：、金属单质的物理性质：氧氧硅硅铝铝铁铁钙钙钠钠钾钾镁镁大多数以化合态形式存在大多数以化合态形式存在 在常温下绝大在常温下绝大多数为银白色固体，有金属光泽，能导电多数为银白色固体，有金属光泽，能导电传热，有延展性和可塑性。传热，有

3、延展性和可塑性。2021/8/11 星期三53、金属的化学性质、金属的化学性质表现出还原性表现出还原性 （1）金属与氧气的反应）金属与氧气的反应如：钠、镁、如：钠、镁、铝铝、铁铁与氧气的反应与氧气的反应 （2）金属与非金属的反应）金属与非金属的反应如：如：钠钠、铁铁、铜与氯气、硫的反应、铜与氯气、硫的反应 （3）金属与水（）金属与水（或酸或酸）的反应）的反应如：钠、如：钠、镁镁、铝、铝、铁铁与水的反应与水的反应特例：铝与强碱的特例：铝与强碱的反应反应 镁与镁与CO2的的反应反应 （4）单质间的）单质间的置换置换反应反应 自发发生的反应遵循氧化还原反应的强弱律自发发生的反应遵循氧化还原反应的强弱

4、律（本质？）（本质？）会写相会写相应的化应的化学反应学反应方程式方程式和离子和离子方程式方程式2021/8/11 星期三61)1)分类分类金属氧化物金属氧化物 非金属氧化物非金属氧化物酸性氧化物酸性氧化物碱性氧化物碱性氧化物两性氧化物两性氧化物氧氧化化物物二、金属的化合物：二、金属的化合物：1.氧化物氧化物 由两种元素组由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物成，其中一种是氧元素的化合物成盐氧化物成盐氧化物不成盐氧化物不成盐氧化物特殊氧化物特殊氧化物如：如：CuO、MgO、Na2O Al2O3、Fe2O3、FeO 等等如：如：CO、CO2、NO2 SO3、Cl2O7、N2O5 等等如：如：SO

5、2、CO2、Cl2O7 等等如：如：Na2O、MgO、CuO 等等如：如：Al2O3 、ZnO等等如：如：SO2、Fe2O3、Al2O3 等等如：如：CO、NO等等如：如：Na2O2 、KO2等等按组成分按组成分按性质分按性质分按性质分按性质分2021/8/11 星期三7交叉关系交叉关系金属金属氧化物氧化物酸性氧化物酸性氧化物，如：，如：Mn2O7 、CrO3 等等碱性氧化物碱性氧化物，如：，如：Na2O、MgO 等等两性氧化物两性氧化物，如：，如：Al2O3 、ZnO等等2021/8/11 星期三8氧化氧化物物固体固体颜色颜色水溶水溶性性与与H2O或或HCl反应反应溶液溶液颜色颜色MgO白色

6、白色 不溶不溶Fe2O3红棕红棕 不溶不溶CuO黑色黑色 不溶不溶Al2O3白色白色 不溶不溶MgO+2HCl=MgCl2+H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OCuO+2HCl=CuCl2+H2OAl2O3+6HCl=2AlCl3+3H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O无无无无黄黄蓝绿蓝绿2)金属氧化物的性质金属氧化物的性质2021/8/11 星期三9氧化氧化物物固体固体颜色颜色水溶水溶性性与与H2O或或HCl反应反应溶液溶液颜色颜色Na2O白白与水与水反应反应CaO白白与水与水反应反应Na2O+H2O=2NaOHNa2O+2HCl=2NaCl+H2OCaO+H2

7、O=Ca(OH)2CaO+2HCl=CaCl2+H2O无无无无Na2O2物理性质：淡黄色的固体物理性质：淡黄色的固体化学性质：化学性质：1、与水反应与水反应：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 2、与二氧化碳的反应：、与二氧化碳的反应：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O22021/8/11 星期三103、氧化物的性质、氧化物的性质 1）少数金属氧化物可溶于水，并与水化）少数金属氧化物可溶于水，并与水化合如：合如：Na2O、K2O、BaO、CaO等等 2）大多数金属氧化物不溶于水，不能与）大多数金属氧化物不溶于水，不能与水化合，但可与酸反应生成盐和水。如：水化合，但可与酸反应生成盐

8、和水。如：MgO、CuO、Fe2O3、FeO等等 3）少数金属氧化物不溶于水，但既可与）少数金属氧化物不溶于水，但既可与强酸反应又可与强碱溶液反应生成盐和水。强酸反应又可与强碱溶液反应生成盐和水。如：如：Al2O3、ZnO等等 既能既能与酸反应生成盐和水与酸反应生成盐和水，又能，又能与碱反与碱反应生成盐和水应生成盐和水的氧化物叫的氧化物叫两性氧化物两性氧化物。碱性氧化物碱性氧化物MgO、CuO、Fe2O3、既能与酸反应生成盐和水，又能既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反与碱反应应生成盐和水生成盐和水的氧化物叫的氧化物叫两性氧化物。两性氧化物。实验实验3-52021/8/11 星期三11氧化铝的两

9、性氧化铝的两性 Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O 4、金属氧化物用途：主要作冶炼金属的、金属氧化物用途：主要作冶炼金属的原料，还有广泛的用途，如：原料，还有广泛的用途，如：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2OAl2O3+6H+=2Al3+3H2OFe2O3 制红色油漆、涂料制红色油漆、涂料Al2O3耐火材料：制耐火坩埚、耐火管耐火材料：制耐火坩埚、耐火管Cu2O制红玻璃、搪瓷的制红玻璃、搪瓷的红色颜料红色颜料2021/8/11 星期三122.金属氢氧化物金属氢氧化物(1)铁的氢氧化物：铁的氢氧化物：Fe(OH)2、Fe(OH)3

10、转化转化:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 制备：制备：FeCl3+3NaOH=3NaCl+Fe(OH)3(红褐色褐色)FeSO4+2NaOH=Na2SO4+Fe(OH)2（白色）（白色）Fe3+3OH-=Fe(OH)3 Fe2+2OH-=Fe(OH)2 怎样改进实验？怎样改进实验？2021/8/11 星期三13(2)氢氧化铝氢氧化铝Al2(SO4)3+6NH3H2O=2Al(OH)3+3(NH4)2SO4 Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+制备制备Al(OH)3时为什么不用时为什么不用NaOH等强等强碱溶液，而用氨水？碱溶液，而用氨水？:Al(OH)3是一种

11、白色胶状物，几乎不溶是一种白色胶状物，几乎不溶水，能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素，水，能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素，可净水。可净水。性质性质制法制法2021/8/11 星期三14:Al(OH)3既能溶于酸又能溶于强碱溶液既能溶于酸又能溶于强碱溶液 Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O两性氢氧化物两性氢氧化物 Al(OH)3、Zn(OH)2 两性氢氧化物与酸反应时表现弱碱性，两性氢氧化物与酸反应时表现弱碱性，与碱反应时表现弱酸性，但酸性、碱性与

12、碱反应时表现弱酸性，但酸性、碱性都很弱。都很弱。2021/8/11 星期三15:不稳定性不稳定性 2Al(OH)3=Al2O3+3H2O 在金属活动顺序表中，只有在金属活动顺序表中，只有K、Ca、Na的氢氧化物可溶于水的氢氧化物可溶于水（其对应的氧化物可与（其对应的氧化物可与水化合）水化合），热稳定性好，其它金属的氢氧化，热稳定性好，其它金属的氢氧化物均难溶于水物均难溶于水（其对应的氧化物不能与水化（其对应的氧化物不能与水化合）合），且受热易分解生成金属氧化物和水，且受热易分解生成金属氧化物和水。:用途用途 主要用于主要用于治疗治疗胃酸过多胃酸过多2021/8/11 星期三16总结：氢氧化物的

13、性质总结：氢氧化物的性质氢氧氢氧化物化物颜颜色色水溶水溶性性热稳热稳定性定性与盐酸反应与盐酸反应NaOH白白溶溶Ca(OH)2白白 微溶微溶Cu(OH)2蓝蓝 不溶不溶Fe(OH)2白白 不溶不溶Fe(OH)3红红褐褐不溶不溶HCl+NaOH=NaCl+H2O2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O2HCl+Cu(OH)2=CuCl2+2H2O2HCl+Fe(OH)2=FeCl2+2H2O3HCl+Fe(OH)3=FeCl3+3H2O好好好好差差差差差差2021/8/11 星期三17三、常见的盐三、常见的盐1.碳酸钠和碳酸氢钠碳酸钠和碳酸氢钠 （1）溶解性探究）溶解性探究步骤步骤Na2C

14、O3NaHCO3123初步初步结论结论白色粉末，加水白色粉末，加水后结块变成晶体，后结块变成晶体，放热明显。放热明显。细小的白色晶体，细小的白色晶体，加水部分溶解，放加水部分溶解，放热不明显。热不明显。部分部分 溶解溶解振荡时间长可溶解振荡时间长可溶解 溶液呈溶液呈红红色色溶液呈溶液呈浅红浅红色色加水先变成含结加水先变成含结晶水的晶体，溶晶水的晶体，溶解度较大，碱性解度较大，碱性较强。较强。加水部分溶解加水部分溶解，溶解度较溶解度较Na2CO3小，碱性较小，碱性较Na2CO3弱。弱。2021/8/11 星期三18现象现象发生反应的化学方程式发生反应的化学方程式结论结论碳酸碳酸钠钠碳酸碳酸氢钠氢

15、钠石灰水石灰水不变浑不变浑浊浊稳定、稳定、受热不受热不分解分解不稳定不稳定受热易受热易分解分解石灰水石灰水变浑浊变浑浊后又变后又变澄清澄清2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2（2）Na2CO3和和NaHCO3的热稳定性的热稳定性实验探究实验探究CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O2021/8/11 星期三19Na2CO3和和NaHCO3性质比较性质比较(小结小结)物质物质碳酸钠碳酸钠碳酸氢钠碳酸氢钠俗名俗名色态色态溶解溶解性性热稳热稳定性定性纯碱、苏打纯碱、苏打小苏打小苏打白色粉末白色粉末Na2CO310H2O为晶体为晶体细小白色晶体

16、细小白色晶体可溶于水可溶于水溶溶 解度小于碳酸钠解度小于碳酸钠稳定，受热难分解稳定，受热难分解2 NaHCO3=Na2CO3+H2O +CO2易溶于水易溶于水不不稳定，受定，受热易分解易分解2021/8/11 星期三20与酸与酸反应反应与碱与碱反应反应与某与某些盐些盐反应反应Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2CO32-+2H+=H2O+CO2 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2（快快）HCO3-+H+=H2O+CO2 Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOHNa2CO3+NaOH不反应不反应2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+Na2CO3+2 H

17、2ONaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2ONa2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaClNa2CO3+BaCl2=BaCO3+2NaCl不反应不反应Na2CO3NaHCO3CO2+H2O或或少量少量H+固（固（）、溶液（加）、溶液（加NaOH）2021/8/11 星期三212、硫酸铝钾：、硫酸铝钾：KAl(SO4)2 由由两种不同的金属离子两种不同的金属离子和和一种酸根离子一种酸根离子组成的组成的化合物化合物叫做叫做复盐复盐。如如KAl(SO4)2、(NH4)2Fe(SO4)2等等,电离电离方程式为：方程式为：KAl(SO4)2=K+Al3+2SO42-(NH4)2Fe(SO4)2=2

18、NH4+Fe2+2SO42-十二水合硫酸铝钾十二水合硫酸铝钾:KAl(SO4)212H2O俗名叫明俗名叫明矾，是一种无色晶体，可溶于水，是一种无色晶体，可溶于水，并并与水反与水反应生成生成Al(OH)3胶体胶体，所以明，所以明矾可可用作用作净水水剂2021/8/11 星期三223、三价铁的氧化性、三价铁的氧化性（1）Fe3+检验检验实验现象：实验现象：FeCl3溶液变为溶液变为血红色血红色 FeCl2溶液无明显变化溶液无明显变化反应的离子方程式：反应的离子方程式：Fe3+SCN-=Fe(SCN)2+(血红色血红色)或或 Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3(血红色血红色)或或 Fe3+6SCN

19、-=Fe(SCN)63-(血红色血红色)注意：注意：SCN-个数可以从个数可以从1个到个到6个个科学探究科学探究铁盐的和亚铁盐的和亚铁盐的一些性质铁盐的一些性质2021/8/11 星期三23（2）Fe3+的氧化性的氧化性实验现象：实验现象：1）溶液由）溶液由黄黄色变为色变为浅绿色浅绿色，思考思考:加硫氰酸钾加硫氰酸钾 加氯水加氯水反应的离子方程式：反应的离子方程式：2Fe3+Fe=3Fe2+2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-Fe3+SCN-=Fe(SCN)2+实验探究实验探究：铁粉放入铁粉放入FeCl3溶液中溶液中不变为不变为红色红色2）溶液变为）溶液变为红色红色2021/8/11 星期三2

20、4Fe3+和和Fe2+的检验：的检验：Fe2+：浅绿浅绿色色Fe3+：棕棕 黄黄色或色或黄黄色色加加NaOH等碱等碱溶液溶液加加KSCN溶液溶液或或NH4SCN现象：白色沉淀现象：白色沉淀 灰绿色灰绿色 红褐色红褐色Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3现象：现象：红褐色红褐色沉淀沉淀Fe3+3OH-=Fe(OH)3现象：不变红色，若现象：不变红色，若再通再通Cl2则变则变血红色血红色 2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3现象：变现象：变血红色血红色 Fe3+3SCN-=Fe(SCN)32021/8/11 星期三2

21、5FeFe2+Fe3+123456弱氧化剂：弱氧化剂：H+、Cu2+、S、I2、Fe3+等等 强氧化剂：强氧化剂：Cl2、Br2、HNO3等等Cl2、Br2、HNO3、O2等等Zn、Fe、Cu、HI等等Zn、H2、Al、C等等 Zn、CO、Al等等铁铁三角三角2021/8/11 星期三261、Fe Fe2+弱氧化剂：弱氧化剂：H+、Cu2+、S、I2、Fe3+等等 Fe+2H+=Fe2+H2,Fe+Cu2+=Fe2+CuFe+S=FeS,Fe+I2=FeI2,Fe+2Fe3+=3Fe2+2、Fe Fe3+强氧化剂：强氧化剂：Cl2、Br2、KMnO4、HNO3等等2Fe+3Cl2=2FeCl3

22、,2Fe+3Br2=2FeBr3,Fe+4HNO3(稀稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2O2Fe+6H2SO4(浓浓)=Fe2(SO4)3+3SO2+6H2O5Fe+3MnO4-+24H+=5Fe3+3Mn2+12H2O2021/8/11 星期三273、Fe2+Fe3+Cl2、Br2、KMnO4、HNO3、O2等等 2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-2Fe2+Br2=2Fe3+2Br-5Fe2+MnO4-+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O 3Fe2+4H+NO3-=Fe3+NO+2H2O4、Fe3+Fe2+Zn、Fe、Cu、H2S、HI、SO22Fe3+Zn（不足）（不足）=2Fe2+Z

23、n2+2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+2Fe3+H2S=2Fe2+2H+S2Fe3+2HI=2Fe2+2H+I22Fe3+SO2+2H2O=2Fe2+4H+SO42-2021/8/11 星期三285、Fe2+FeZn、H2、Al、C、CO等等 Fe2+Zn=Fe+Zn2+FeO+H2=Fe+H2O3FeO+2Al=3Fe+Al2O3 2 FeO+C=Fe+CO2高温高温高温高温高温高温6、Fe3+FeZn、CO、Al等等 2Fe3+3Zn(过量过量)=2Fe+3Zn2+Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3高温高温高温高温2021/8/11 星期三293

24、、焰色反应焰色反应 很多很多金属金属或或它们的化合物它们的化合物在灼烧时都会使火焰在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色呈现特殊的颜色，这在化学上叫做，这在化学上叫做焰色反应焰色反应。此。此过程属物理变化。过程属物理变化。通过焰色反应可以通过焰色反应可以检验检验某些某些金属元素金属元素的的存在存在，可以利用金属元素的焰色反应制成节日的烟花。可以利用金属元素的焰色反应制成节日的烟花。常见金属元素常见金属元素焰色反应焰色反应的颜色：的颜色：钠钠(Na):黄黄色色 钾钾(K):紫色紫色钙钙(Ca):砖砖红红色色 锶锶(Sr):洋洋红红色色 钡钡(Ba):黄黄绿绿色色 铜铜(Cu):绿绿色色 锂锂(Li):

25、紫紫红红色色 操作步骤：操作步骤：铂金丝铂金丝在无色火焰上灼烧至无色在无色火焰上灼烧至无色蘸取样品蘸取样品在无色火焰外焰上灼在无色火焰外焰上灼烧烧现象现象盐酸洗净盐酸洗净重做重做助记词助记词钠黄钾紫钙砖红钠黄钾紫钙砖红锶洋红、钡黄绿锶洋红、钡黄绿铜绿铷紫锂紫红铜绿铷紫锂紫红2021/8/11 星期三30四、常见合金的重要应用四、常见合金的重要应用金属材料的基本元素是金属。因此，金属材料的基本元素是金属。因此，笼统地说，金属材料具有高强度、优良的笼统地说，金属材料具有高强度、优良的塑性和韧性，耐热、耐寒，可铸造、锻造、塑性和韧性，耐热、耐寒，可铸造、锻造、冲压和焊接，还有良好的导电性、导热性冲压

26、和焊接，还有良好的导电性、导热性和铁磁性，因此是一切工业和现代科学技和铁磁性，因此是一切工业和现代科学技术中最重要的材料。术中最重要的材料。金属材料可分为两大类：钢铁和非铁金属金属材料可分为两大类：钢铁和非铁金属（或有色金属）。（或有色金属）。或分为：或分为：有色金属有色金属:黑色金属黑色金属:包括铁、铬、锰包括铁、铬、锰除铁、铬、锰以外除铁、铬、锰以外的其他金属的其他金属还有没有其他分还有没有其他分类方法？类方法？2021/8/11 星期三31合金的分类：合金的分类：、铁合金：、铁合金：铁铁合合金金按组成元素分类铁合金和非铁合金按组成元素分类铁合金和非铁合金根据根据含碳量含碳量的高低的高低生

27、铁生铁钢钢低碳钢低碳钢合金钢合金钢铸造生铁（灰口铁）铸造生铁（灰口铁）炼钢生铁炼钢生铁 (白口铁白口铁)碳碳素素钢钢中碳钢中碳钢高碳钢高碳钢在碳素钢中加入在碳素钢中加入铬铬 锰锰 钨钨 镍镍 钼钼 钴钴 硅硅 等合金元素等合金元素2%4.3%0.03%2%球墨铸铁球墨铸铁0.3%0.30.6%0.6%由于组成由于组成不同，导不同，导致在性能致在性能、应用上、应用上均不同。均不同。具有各种不同具有各种不同的优良性能。的优良性能。2021/8/11 星期三322、铜合金：、铜合金：铜铜合合金金黄铜：黄铜：青铜：青铜：白铜：白铜：含含Cu Zn耐腐蚀，耐磨，可塑性耐腐蚀，耐磨，可塑性强，硬度较小。强，硬度较小。含含Cu Sn Pb等等硬而脆，强度大硬而脆，强度大含含Ni Zn（少量（少量Mn）制洒具等制洒具等3、铝合金：密度小、强度大。、铝合金：密度小、强度大。合金的成分不同，其性质也不相同；合金的成分不同，其性质也不相同；如果改变某一合金元素的含量，合金的性如果改变某一合金元素的含量，合金的性质也会发生改变。质也会发生改变。2021/8/11 星期三33再再见2021/8/11 星期三34