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金属及其化合物化学知识点

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金属及其化合物是高中化学必修三第三章的内容，我们学习完这一章的时候要及时总结知识点。今天小编在这给大家整理了金属及其化合物化学知识点_高一化学知识点笔记，接下来随着小编一起来看看吧!

    高中化学知识点:金属及其化合物
    必修3 第三章金属及其化合物
    第一节金属的化学性质
    一、钠 Na
    1、单质钠的物理性质：钠质软、银白色、熔点低、密度比水的小但比煤油的大。
    2、单质钠的化学性质：
    ①钠与O2反应
    常温下：4Na + O2=2Na2O (新切开的钠放在空气中容易变暗)
    加热时：2Na + O2==Na2O2 (钠先熔化后燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体Na2O2。)
    Na2O2中氧元素为-1价，Na2O2既有氧化性又有还原性。
    2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
    2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
    Na2O2是呼吸面具、潜水艇的供氧剂，Na2O2具有强氧化性能漂白。
    ②钠与H2O反应
    2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
    离子方程式：2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑(注意配平)
    实验现象：“浮——钠密度比水小;游——生成氢气;响——反应剧烈;
    熔——钠熔点低;红——生成的NaOH遇酚酞变红”。
    ③钠与盐溶液反应
    如钠与CuSO4溶液反应，应该先是钠与H2O反应生成NaOH与H2，再和CuSO4溶液反应，有关化学方程式：
    2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
    CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
    总的方程式：2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
    实验现象：有蓝色沉淀生成，有气泡放出
    K、Ca、Na三种单质与盐溶液反应时，先与水反应生成相应的碱，碱再和盐溶液反应
    ④钠与酸反应：
    2Na+2HCl=2NaCl+H2↑(反应剧烈)
    离子方程式：2Na+2H+=2Na++H2↑
    3、钠的存在：以化合态存在。
    4、钠的保存：保存在煤油或石蜡中。
    5、钠在空气中的变化过程：Na→Na2O→NaOH→Na2CO3→Na2CO3·10H2O(结晶)→Na2CO3(风化)，最终得到是一种白色粉末。
    一小块钠置露在空气中的现象：银白色的钠很快变暗(生成Na2O)，跟着变成白色固体(NaOH)，然后在固体表面出现小液滴(NaOH易潮解)，最终变成白色粉未(最终产物是Na2CO3)。
    二、铝 Al
    1、单质铝的物理性质：银白色金属、密度小(属轻金属)、硬度小、熔沸点低。
    2、单质铝的化学性质
    ①铝与O2反应：常温下铝能与O2反应生成致密氧化膜，保护内层金属。加热条件下铝能与O2反应生成氧化铝：4Al+3O2==2Al2O3
    ②常温下Al既能与强酸反应，又能与强碱溶液反应，均有H2生成，也能与不活泼的金属盐溶液反应：
    2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
    ( 2Al+6H+=2Al3++3H2↑ )
    2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
    ( 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ )
    2Al+3Cu(NO3)2=2Al(NO3) 3+3Cu
    ( 2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu)
    注意：铝制餐具不能用来长时间存放酸性、碱性和咸的食品。
    ③铝与某些金属氧化物的反应(如V、Cr、Mn、Fe的氧化物)叫做铝热反应
    Fe2O3+2Al == 2Fe+Al2O3，Al 和 Fe2O3的混合物叫做铝热剂。利用铝热反应焊接钢轨。
    三、铁
    1、单质铁的物理性质：铁片是银白色的，铁粉呈黑色，纯铁不易生锈，但生铁(含碳杂质的铁)在潮湿的空气中易生锈。(原因：形成了铁碳原电池。铁锈的主要成分是Fe2O3)。
    2、单质铁的化学性质：
    ①铁与氧气反应：3Fe+2O2===Fe3O4(现象：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的固体)
    ②与非氧化性酸反应：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ (Fe+2H+=Fe2++H2↑)
    常温下铝、铁遇浓硫酸或浓硝酸钝化。加热能反应但无氢气放出。
    ③与盐溶液反应： Fe+CuSO4=FeSO4+Cu(Fe+Cu2+=Fe2++Cu)
    ④与水蒸气反应：3Fe+4H2O(g)==Fe3O4+4H2
    第二节几种重要的金属化合物
    一、氧化物
    1、Al2O3的性质：氧化铝是一种白色难溶物，其熔点很高，可用来制造耐火材料如坩锅、耐火管、耐高温的实验仪器等。
    Al2O3是两性氧化物：既能与强酸反应，又能与强碱反应：
    Al2O3+ 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O (Al2O3+6H+=2Al3++3H2O)
    Al2O3+ 2NaOH == 2NaAlO2 +H2O(Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O)
    2、铁的氧化物的性质：FeO、Fe2O3都为碱性氧化物，能与强酸反应生成盐和水。
    FeO+2HCl =FeCl2 +H2O
    Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
    二、氢氧化物
    1、氢氧化铝 Al(OH)3
    ①Al(OH)3是两性氢氧化物，在常温下它既能与强酸，又能与强碱反应：
    Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O(Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O)
    Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O(Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O)
    ②Al(OH)3受热易分解成Al2O3：2Al(OH)3==Al2O3+3H2O(规律：不溶性碱受热均会分解)
    ③Al(OH)3的制备：实验室用可溶性铝盐和氨水反应来制备Al(OH)3
    Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2 Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4
    (Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+)
    因为强碱(如NaOH)易与Al(OH)3反应，所以实验室不用强碱制备Al(OH)3，而用氨水。
    2、铁的氢氧化物：氢氧化亚铁Fe(OH)2(白色)和氢氧化铁Fe(OH)3(红褐色)
    ①都能与酸反应生成盐和水：
    Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O(Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O)
    Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O(Fe(OH)3 + 3H+= Fe3++ 3H2O)
    ②Fe(OH)2可以被空气中的氧气氧化成Fe(OH)3
    4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(现象：白色沉淀→灰绿色→红褐色)
    ③Fe(OH)3受热易分解生成Fe2O3：2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O
    3、氢氧化钠NaOH：俗称烧碱、火碱、苛性钠，易潮解，有强腐蚀性，具有碱的通性。
    三、盐
    1、铁盐(铁为+3价)、亚铁盐(铁为+2价)的性质：
    ①铁盐(铁为+3价)具有氧化性，可以被还原剂(如铁、铜等)还原成亚铁盐：
    2FeCl3+Fe=3FeCl2( 2Fe3++Fe=3Fe2+)(价态归中规律)
    2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2( 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+)(制印刷电路板的反应原理)
    亚铁盐(铁为+2价)具有还原性，能被氧化剂(如氯气、氧气、硝酸等)氧化成铁盐：
    2FeCl2+Cl2=2FeCl3 ( 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-)
    ②Fe3+离子的检验：
    a.溶液呈黄色;
    b.加入KSCN(硫氰化钾)溶液变红色;
    c.加入NaOH溶液反应生成红褐色沉淀[Fe(OH)3]。
    Fe2+离子的检验：
    a.溶液呈浅绿色;
    b.先在溶液中加入KSCN溶液，不变色，再加入氯水，溶液变红色;
    c.加入NaOH溶液反应先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色沉淀，最后变成红褐色沉淀。
    2、钠盐：Na2CO3与NaHCO3的性质比较

	Na2CO3	NaHCO3
俗称	纯碱、苏打	小苏打
水溶性比较	Na2CO3 > NaHCO3
溶液酸碱性	碱性	碱性
与酸反应剧烈程度	较慢（二步反应）	较快（一步反应）
与酸反应	Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ CO32－+2H+=CO2↑+H2O	NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ HCO3－+H+=H2O+CO2↑
热稳定性	加热不分解	加热分解 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑
与CO2反应	Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3	不反应
与NaOH溶液反应	不反应（不能发生离子交换）	NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O HCO3－+OH－=H2O+CO32－
与Ca(OH)2溶液反应	Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH Ca2++CO32－=CaCO3↓	也能反应生成CaCO3沉淀
与CaCl2溶液反应	有CaCO3沉淀	不反应
用途	洗涤剂，玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业	发酵粉、灭火剂、治疗胃酸过多（有胃溃疡时不能用）
相互转化	Na2CO3 NaHCO3

    四、焰色反应
    1、定义：金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特殊颜色的性质。
    2、操作步骤：铂丝(或铁丝)用盐酸浸洗后灼烧至无色，沾取试样(单质、化合物、气、液、固均可)在火焰上灼烧，观察颜色。
    3、重要元素的焰色：钠元素黄色、钾元素紫色(透过蓝色的钴玻璃观察，以排除钠的焰色的干扰)
    焰色反应属物理变化。与元素存在状态(单质、化合物)、物质的聚集状态(气、液、固)等无关，只有少数金属元素有焰色反应。
    第三节用途广泛的金属材料
    1、合金的概念：由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
    2、合金的特性：合金与各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学或机械的性能。
    ①合金的硬度一般比它的各成分金属的大
    ②合金的熔点一般比它的各成分金属的低
    高一化学方程式
    化合反应
    1、镁在空气中燃烧：2Mg + O2 点燃 2MgO
    2、铁在氧气中燃烧：3Fe + 2O2 点燃 Fe3O4
    3、铝在空气中燃烧：4Al + 3O2 点燃 2Al2O3
    4、氢气在空气中燃烧：2H2 + O2 点燃 2H2O
    5、红磷在空气中燃烧：4P + 5O2 点燃 2P2O5
    6、硫粉在空气中燃烧： S + O2 点燃 SO2
    7、碳在氧气中充分燃烧：C + O2 点燃 CO2
    8、碳在氧气中不充分燃烧：2C + O2 点燃 2CO
    9、二氧化碳通过灼热碳层： C + CO2 高温 2CO
    10、一氧化碳在氧气中燃烧：2CO + O2 点燃 2CO2
    11、二氧化碳和水反应(二氧化碳通入紫色石蕊试液)：CO2 + H2O === H2CO3
    12、生石灰溶于水：CaO + H2O === Ca(OH)2
    13、无水硫酸铜作干燥剂：CuSO4 + 5H2O ==== CuSO4?5H2O
    14、钠在氯气中燃烧：2Na + Cl2点燃 2NaCl
    分解反应
    15、实验室用双氧水制氧气：2H2O2 MnO2 2H2O+ O2↑
    16、加热高锰酸钾：2KMnO4 加热 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
    17、水在直流电的作用下分解：2H2O 通电 2H2↑+ O2 ↑
    18、碳酸不稳定而分解：H2CO3 === H2O + CO2↑
    19、高温煅烧石灰石(二氧化碳工业制法)：CaCO3 高温 CaO + CO2↑
    置换反应
    20、铁和硫酸铜溶液反应：Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu
    21、锌和稀硫酸反应(实验室制氢气)：Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑
    22、镁和稀盐酸反应：Mg+ 2HCl === MgCl2 + H2↑
    23、氢气还原氧化铜：H2 + CuO 加热 Cu + H2O
    24、木炭还原氧化铜：C+ 2CuO 高温 2Cu + CO2↑
    25、甲烷在空气中燃烧：CH4 + 2O2 点燃 CO2 + 2H2O
    26、水蒸气通过灼热碳层：H2O + C 高温 H2 + CO
    27、焦炭还原氧化铁：3C+ 2Fe2O3 高温 4Fe + 3CO2↑
    其他
    28、氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应：2NaOH + CuSO4 == Cu(OH)2↓ + Na2SO4
    29、甲烷在空气中燃烧：CH4 + 2O2 点燃 CO2 + 2H2O
    30、酒精在空气中燃烧：C2H5OH + 3O2 点燃 2CO2 + 3H2O
    31、一氧化碳还原氧化铜：CO+ CuO 加热 Cu + CO2
    32、一氧化碳还原氧化铁：3CO+ Fe2O3 高温 2Fe + 3CO2
    33、二氧化碳通过澄清石灰水(检验二氧化碳)：Ca(OH)2 + CO2 ==== CaCO3 ↓+ H2O
    34、氢氧化钠和二氧化碳反应(除去二氧化碳)：2NaOH + CO2 ==== Na2CO3 + H2O
    35、石灰石(或大理石)与稀盐酸反应(二氧化碳的实验室制法)：CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2↑
    36、碳酸钠与浓盐酸反应(泡沫灭火器的原理): Na2CO3 + 2HCl === 2NaCl + H2O + CO2↑

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