高一化学《金属及其化合物》PPT课件.ppt

第三章第三章 金属及其化合物金属及其化合物钠钠铁铁铝铝镁镁铜铜一、钠的物理性质一、钠的物理性质金属钠：色金属钠：色 态态 硬度硬度 密度密度 熔沸点熔沸点 导电、传热性导电、传热性银白色银白色小小固体固体小小低低良好良好 二、钠的化学性质二、钠的化学性质易失电子，化学性质活泼易失电子，化学性质活泼强还原性强还原性1.1.与非金属反应与非金属反应:(:(如如氧气氧气、氯气、硫等、氯气、硫等)常温：常温：点燃：点燃：（淡黄色）（淡黄色）2Na+S =Na2 S（研磨易爆炸）（研磨易爆炸）2Na+Cl2=2NaCl(白烟白烟)点燃点燃2 2、与水反应、与水反应浮浮熔熔游游响响红红-密度比水小密度比水小-熔点低且反应放热熔点低且反应放热-产生气体推动钠四处游动产生气体推动钠四处游动-反应剧烈，反应剧烈，产生气体并燃烧产生气体并燃烧-生成碱（在水溶液中滴酚酞）生成碱（在水溶液中滴酚酞）实验现象：实验现象：2Na+2H2O=2NaOH+H22Na+2H2O=2Na+OH-+H2实质：与水电离出的少量实质：与水电离出的少量H+反应反应3.3.与非氧化性酸（盐酸、稀硫酸）反应与非氧化性酸（盐酸、稀硫酸）反应2Na+2H+=2Na+H24.4.与盐反应与盐反应2Na+MgCl2=Mg+2NaCl熔融熔融钠与水溶液反应小结钠与水溶液反应小结有酸酸为先，无酸水为先有酸酸为先，无酸水为先保存：保存：金属钠着火如何扑灭？金属钠着火如何扑灭？加煤油密封加煤油密封(Na煤油煤油，隔绝空气和水隔绝空气和水）干燥沙土扑灭干燥沙土扑灭思考：写出钠与硫酸铜溶液的反应方程式思考：写出钠与硫酸铜溶液的反应方程式2NaCuSO4+2H2O=Cu(OH)2 +Na2SO4+H22Na+2H2O=2NaOH+H22NaOH+CuSO4=Cu(OH)2 +Na2SO4钠与盐溶液反应：钠与盐溶液反应：先与水反应生成碱，再考虑先与水反应生成碱，再考虑碱与盐的反应碱与盐的反应!思考：钠放入饱和食盐水中的现象是什么？思考：钠放入饱和食盐水中的现象是什么？5、钠的存在与制取、钠的存在与制取存在：自然界里无游离态，只以化合态存在。存在：自然界里无游离态，只以化合态存在。食盐（食盐（NaClNaCl）纯碱（纯碱（NaNa2 2COCO3 3）硝酸钠）硝酸钠(NaNO(NaNO3 3)制取：电解熔融的氯化钠制取：电解熔融的氯化钠2NaCl=2Na+Cl2电解电解6 6、钠的用途、钠的用途 （1 1）制）制NaNa2 2O O2 2（2 2）制）制Na-KNa-K合金，做原子反应堆导热剂合金，做原子反应堆导热剂（3 3）高压钠灯）高压钠灯（4 4）还原贵重金属）还原贵重金属（焰色反应，黄光射程远，透雾力强）（焰色反应，黄光射程远，透雾力强）（钠具有还原性）。（钠具有还原性）。4Na+TiCl44NaCl+Ti（钛的冶炼）（钛的冶炼）第二节、几种重要的金属化合物一、氧化物的分类用途用途生成条件生成条件稳定性稳定性与石蕊试液与石蕊试液现象现象与与CO2与酸反应与酸反应与水反应与水反应颜色颜色主主要要性性质质类别类别Na2O2Na2O碱性氧化物碱性氧化物 过氧化物过氧化物白色固体白色固体 淡黄色固体淡黄色固体 Na2O+H2O=2NaOH 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2Na2O+2HCl=2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2Na2O+CO2=Na2CO3 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 变蓝变蓝先变蓝后褪色先变蓝后褪色不稳定，易转化不稳定，易转化为为Na2O2常温下缓慢氧化常温下缓慢氧化 点燃或加热点燃或加热用于制取用于制取Na2CO3强氧化剂、漂白剂、供氧剂强氧化剂、漂白剂、供氧剂较稳定较稳定二二.钠的两种氧化物钠的两种氧化物小结例例、向向含含有有下下列列离离子子的的溶溶液液中中加加入入Na，其其离离子子浓度基本没有减少的是（溶液体积不变）浓度基本没有减少的是（溶液体积不变）A.S2-B.Mg2+C.HCO3-D.H+三三.氢氧化钠氢氧化钠NaOHNaOH l、物理性质：、物理性质：俗名烧碱、火碱、苛性钠，白色固体，易吸收空气中的水分俗名烧碱、火碱、苛性钠，白色固体，易吸收空气中的水分而潮解，易溶于水并放热，有强腐蚀性。而潮解，易溶于水并放热，有强腐蚀性。2、化学性质、化学性质-具有碱的通性。具有碱的通性。NaOH=Na+OH-(使酸碱指示剂变色使酸碱指示剂变色)与酸性氧化物与酸性氧化物(SO2、CO2、SiO2、SO3、P2O5等等)反应反应 SO2 +2NaOH =Na2SO3+H2O 固体固体NaOH(或碱石灰或碱石灰)不能用来干燥酸性气体不能用来干燥酸性气体 SiO2+2NaOH =Na2SiO3+H2O与酸发生与酸发生中和中和反应反应 NaOH+HCl=NaCl+H2O与某些单质与某些单质(Cl2、Al)等反应等反应 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2o与两性氧化物、氢氧化物反应与两性氧化物、氢氧化物反应 Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O与盐发生复分解反应与盐发生复分解反应 NH4Cl+NaOH=NaCl+NH3H2O MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaCl3、NaOH制法：制法：电解食盐水：电解食盐水：2NaCl+H2O=2NaOH+H2+Cl2石灰纯碱法：石灰纯碱法：Ca(OH)2+Na2 CO3=CaCO3 2NaOH电解电解4、用途：用于制肥皂、造纸、纺织、印染等工业用途：用于制肥皂、造纸、纺织、印染等工业5、保存：保存：密封保存、不能用玻璃塞，要用橡胶塞密封保存、不能用玻璃塞，要用橡胶塞Na2CO3NaHCO3俗名俗名溶解性溶解性溶液酸碱性溶液酸碱性 热稳定性热稳定性纯碱、苏打纯碱、苏打 小苏打小苏打易溶于水易溶于水(20,S22.2g)溶于水溶于水(20,S9.6g)很稳定很稳定850850开始部分分开始部分分解解碱性碱性碱性碱性四、碳酸钠与碳酸氢钠四、碳酸钠与碳酸氢钠 2NaHCO3 Na2CO3H2OCO2不稳定不稳定180完全分解完全分解Na2CO3NaHCO3与与H反应反应 剧烈程度剧烈程度与与NaOH反应反应与与 CaCl2反应反应相互转化相互转化用途用途HCO3HCO2H2OHCO3OHCO32H2OCO32Ca2+=CaCO3Na2CO3NaHCO3通入通入COCO2 2或加酸或加酸加热或加加热或加NaOHNaOHNa2CO3+HCl=NaHCO3+NaClNaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2用于玻璃、造纸、制皂、用于玻璃、造纸、制皂、纺织及制钠的化合物纺织及制钠的化合物作发酵粉、用于治作发酵粉、用于治疗胃酸过多症疗胃酸过多症如何鉴别如何鉴别Na2CO3和和NaHCO3？测定溶液测定溶液碱性（碱性（浓度相同浓度相同）固体受热；固体受热；向溶液中加入向溶液中加入CaCl2滴加少量稀盐酸；滴加少量稀盐酸；NaHCO3溶液中混有溶液中混有Na2CO3，通入过量的，通入过量的CO2气体气体 Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3NaNa2 2COCO3 3和和和和NaHCONaHCO3 3混合物的分离提纯混合物的分离提纯混合物的分离提纯混合物的分离提纯NaNa2 2COCO3 3固体粉末中混有固体粉末中混有固体粉末中混有固体粉末中混有NaHCONaHCO3 3，用加热法。，用加热法。，用加热法。，用加热法。2NaHCO2NaHCO3 3=Na=Na2 2COCO3 3+H+H2 2O+COO+CO2 2 NaNa2 2COCO3 3溶液中混有溶液中混有溶液中混有溶液中混有NaHCONaHCO3 3，滴加适量，滴加适量，滴加适量，滴加适量NaOHNaOH溶液溶液溶液溶液 NaHCONaHCO3 3+NaOH+NaOH=Na=Na2 2COCO3 3+H+H2 2OO小结小结思考：思考：同物质的量的同物质的量的Na2CO3、NaHCO3与慢与慢慢滴入足量的盐酸反应，谁先放出气体？最后慢滴入足量的盐酸反应，谁先放出气体？最后放出的气体谁多？谁消耗的盐酸多？放出的气体谁多？谁消耗的盐酸多？NaHCO3先放出气体、最后放出的气体一样先放出气体、最后放出的气体一样多、多、Na2CO3消耗的盐酸多消耗的盐酸多思考思考:金属钠露置在空气中的变化过程金属钠露置在空气中的变化过程？银白色金属钠银白色金属钠表面变暗表面变暗出现白色固体出现白色固体表面变成溶液表面变成溶液 （Na）（Na2O）（NaOH）（NaOH潮解）潮解）出现白色固体出现白色固体白色粉末白色粉末 （Na2CO310H2O）（）（Na2CO3）六、焰色反应六、焰色反应概念：许多金属或它们的化合物在灼烧时都会概念：许多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色的现象。焰色反应的本使火焰呈现特殊的颜色的现象。焰色反应的本质是物理变化。质是物理变化。钾：紫色（透过蓝色钴玻璃）钾：紫色（透过蓝色钴玻璃）钠：黄色钠：黄色实验步骤：实验步骤：洗烧：试验前铂丝用洗烧：试验前铂丝用 洗净、洗净、置于置于 上灼烧至无色上灼烧至无色醮烧：醮取待测液或固体物质灼烧看醮烧：醮取待测液或固体物质灼烧看稀盐酸稀盐酸酒精灯酒精灯火焰颜色火焰颜色 一些金属及化合物的焰色反应一些金属及化合物的焰色反应 黄黄色色紫紫色色砖砖红红色色洋洋红红色色绿绿色色紫紫红红色色黄黄绿绿色色LiNaarBaCu推断题：推断题：某银白色固体某银白色固体A放在空气中氧化成灰白色放在空气中氧化成灰白色固体固体B，将，将A点燃后，其火焰呈黄色，生成淡点燃后，其火焰呈黄色，生成淡黄色固体黄色固体C。A、B、C均跟无色液体均跟无色液体D反应，反应，生成碱性物质生成碱性物质E，其中，其中A跟跟D反应时还生成可反应时还生成可燃性气体燃性气体F，C跟跟D反应则生成另一种气体反应则生成另一种气体G；F和和G混合后遇火可剧烈反应而发生爆炸，并混合后遇火可剧烈反应而发生爆炸，并生成生成D。据此判断。据此判断AG的化学式：的化学式：ABCDEF GNaNa2OO2H2ONa OHH2Na2O2镁铝及其化合物一一.镁、铝单质镁、铝单质1.1.镁、铝的物理性质：镁、铝的物理性质：都具有银白色金属光泽的轻金都具有银白色金属光泽的轻金属（密度小），具有良好的延展属（密度小），具有良好的延展性、导电性和导热性，性、导电性和导热性，2.2.化学性质：化学性质：1 1）与非金属单质的反应：）与非金属单质的反应：4Al+3O2=2Al2O3（致密的氧化物致密的氧化物）点燃点燃2Mg+O2=2MgO（白色）（白色）点燃点燃2Al+3Cl2=2AlCl3点燃点燃Mg+Cl2=MgCl2点燃点燃2Al+3S=Al2S3点燃点燃点燃点燃Mg+S=MgS铝不需要特殊保护方法2 2）与沸水反应）与沸水反应2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2 反应反应微弱微弱Mg+2H2O=Mg(OH)2+H23)3)与强酸溶液反应：与强酸溶液反应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 2Al +6H+=2Al3+3H2Mg+2HCl=MgCl2+H24 4）与强碱反应）与强碱反应特性特性2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2分两步进行分两步进行2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2 铝既能与强酸溶液反应也能与强碱溶液反铝既能与强酸溶液反应也能与强碱溶液反应。因此，铝制品餐具不宜用来蒸煮或长时间应。因此，铝制品餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物存放酸性、碱性或咸的食物。例例、取取等等量量的的两两小小块块钠钠，将将其其中中一一份份直直接接投投入入水水中中，另另一一份份用用铝铝箔箔包包好好，刺刺上上多多个个小小孔孔，用用镊镊子子夹夹住住放放入入水水面面下下，充充分分反反应应后后，两两种种操操作作，反反应应放放出出的的H H2 2量量是是否相等？否相等？5 5）铝与金属氧化物反应）铝与金属氧化物反应铝热反应铝热反应2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3高温高温4Al+3MnO2=3Mn+2Al2O3高温高温实质：利用实质：利用Al的强还原性的强还原性 6 6）镁、铝与盐的溶液反应：）镁、铝与盐的溶液反应：能置换出能置换出CuSOCuSO4 4、AgNOAgNO3 3等溶液中的金属。等溶液中的金属。3.3.铝的用途铝的用途制造电线和电缆（导电性），制造电线和电缆（导电性），可作汽车、飞机、火箭材料可作汽车、飞机、火箭材料（镁铝合金密度小），（镁铝合金密度小），做各种铝质器皿做各种铝质器皿4、镁铝的制备、镁铝的制备通电通电2Al2O3（熔融）（熔融）=4Al+3O2MgCl2（熔融（熔融=Mg+Cl2通电通电二二.几种铝的重要化合物几种铝的重要化合物1.1.氧化铝氧化铝（1 1）物理性质：高熔点的白色固体）物理性质：高熔点的白色固体（2 2）化学性质）化学性质Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O Al2O3+2OH=2AlO2+H2OAl2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O；Al2O3+6H+=2Al3+3H2O偏铝偏铝酸钠酸钠既能与酸反应生成盐和水，也能与强碱溶液既能与酸反应生成盐和水，也能与强碱溶液反应生成盐和水的氧化物叫做两性氧化物反应生成盐和水的氧化物叫做两性氧化物（3 3）用途：）用途：耐火材料耐火材料(制坩埚、耐火管和耐高温一仪器）制坩埚、耐火管和耐高温一仪器）宝石的主要成分是氧化铝宝石的主要成分是氧化铝冶炼金属铝：冶炼金属铝：2Al2O3=4Al+3O2 通电通电2.2.氢氧化铝氢氧化铝1 1）物性：白色胶状难溶于水）物性：白色胶状难溶于水2 2）化性：）化性：既能与强酸反应也能与强碱反应的氢氧化物，既能与强酸反应也能与强碱反应的氢氧化物，叫叫两性氢氧化物两性氢氧化物Al(OH)Al(OH)3 3+3HCl=AlCl+3HCl=AlCl3 3+3H+3H2 2OO Al(OH)Al(OH)3 3+NaOH=NaAlO+NaOH=NaAlO2 2+2H+2H2 2OO与强酸反应与强酸反应与强碱反应与强碱反应受热分解受热分解Al(OH)3=Al2O3+H2O4 4）用途：）用途：用作药物，治疗胃酸过多用作药物，治疗胃酸过多3 3）、）、Al(OH)Al(OH)3 3的制备：可溶性铝盐与弱碱的制备：可溶性铝盐与弱碱AlCl3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4Cl。3.3.硫酸铝钾硫酸铝钾1）复盐：复盐：KAl(SO4)2=K+Al3+2SO42-2 2）明矾：化学式）明矾：化学式KAl(SOKAl(SO4 4)2 212H12H2 2O O（十二水合硫酸铝钾），（十二水合硫酸铝钾），无色晶体，易溶于水。无色晶体，易溶于水。明矾净水原理：明矾溶于水发生水解明矾净水原理：明矾溶于水发生水解反应，生成反应，生成Al(OH)Al(OH)3 3胶体，吸附水中的胶体，吸附水中的杂质，使水澄清。杂质，使水澄清。一一.金属铁金属铁1.1.铁的物理性质铁的物理性质 铁具有铁具有银白色银白色金属光泽，金属光泽，纯纯铁铁质软质软，密度密度大大(7.86g/cm3)，熔沸点熔沸点高高(熔点熔点15350C,沸点是沸点是27500C)，有良好的有良好的延展性、导电性延展性、导电性和和导热性导热性，有有铁磁性铁磁性，能被磁铁吸引，能被磁铁吸引2.2.铁的化学性质铁的化学性质 Fe 2e=Fe2+Fe 3e=Fe3+Fe表现还原性表现还原性Fe3+比比Fe2+稳定稳定(1)(1)铁与强氧化剂反应铁与强氧化剂反应2Fe+3Cl2=2FeCl3点燃点燃Fe+4HNO3(稀）稀）=Fe(NO3)3+NO+2H2Oa.铁与氯气、硝酸、浓硫酸等强氧化剂反铁与氯气、硝酸、浓硫酸等强氧化剂反应可显应可显+3价价b.常温下，铁遇浓硫酸和浓硝酸钝化。常温下，铁遇浓硫酸和浓硝酸钝化。+3+3(2)(2)铁与弱氧化剂反应铁与弱氧化剂反应Fe+2H+=Fe2+H2（稀（稀HClHCl或稀或稀H H2 2SOSO4 4)+2Fe+Cu2+=CuFe2+（与盐的反应）（与盐的反应）+2Fe+2Fe3+=3Fe2+2(Fe3+的氧化性的氧化性)a.铁与铁与H+、Cu2+、Fe3+等弱氧化剂反应等弱氧化剂反应可显可显+2价价Fe+4HNO3(稀）稀）=Fe(NO3)3+NO+2H2O（3 3）与水的反应）与水的反应 水蒸气的水蒸气的发生装置发生装置水蒸气与铁水蒸气与铁粉反应装置粉反应装置产物收产物收集装置集装置 方案方案1:方案方案2:3Fe4H2O(g）Fe3O44H2 方案方案3:课本中设计的装置更好课本中设计的装置更好（优点（优点:装置简单、操作方便、现象明显）装置简单、操作方便、现象明显）在下表中记录实验现象在下表中记录实验现象现象现象化学方程式化学方程式3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2 加热时试管内加热时试管内铁粉红热，点燃肥铁粉红热，点燃肥皂泡可听到爆鸣声。皂泡可听到爆鸣声。（4 4）与氧气反应）与氧气反应3Fe+2O2=Fe3O4 点燃点燃（纯氧气）（纯氧气）二二.铁的氢氧化物铁的氢氧化物铁红铁红黑色粉末黑色粉末红棕色粉末红棕色粉末难溶于水难溶于水难溶于水难溶于水Fe0+2H+=Fe2+H2OFe2O3+6H+=2Fe3+3H2O 铁的几种氧化物的比较铁的几种氧化物的比较不稳定、受热易变为不稳定、受热易变为Fe3O4稳定稳定黑色晶体黑色晶体难溶于水难溶于水较稳定较稳定与与 H+反应反应稳定性稳定性溶解性溶解性颜颜 色色状状 态态Fe2O3Fe0 化学式化学式Fe3O4俗名俗名磁性氧化铁磁性氧化铁Fe3O4+8H+=Fe2+2Fe3+4H2O化学式化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜颜 色色状状 态态溶解性溶解性制备制备加热加热与与 H+转转 化化 白色固体粉末白色固体粉末红褐色固体粉末红褐色固体粉末难溶于水难溶于水难溶于水难溶于水Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3 铁的氢氧化物性质比较铁的氢氧化物性质比较FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2+2NaClFeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaClFe2+2OH-=Fe(OH)2Fe3+3OH-=Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O白色絮状沉淀白色絮状沉淀 灰绿色灰绿色 红褐色沉淀红褐色沉淀想一想：想一想：1 1、要制得、要制得Fe(OH)2 ，可采取什么措施？，可采取什么措施？用用不不含含Fe3+的的FeSO4溶溶液液与与用用不不含含O2的的蒸蒸馏馏水水配制的配制的NaOH溶液反应制备。溶液反应制备。（1）除去蒸馏水中溶解的）除去蒸馏水中溶解的O2常采用常采用煮沸煮沸的方法的方法（2）生生成成白白色色Fe(OH)2沉沉淀淀的的操操作作可可采采用用长长滴滴管管吸吸取取不不含含O2的的NaOH溶溶液液，插插入入FeSO4溶溶液液液液面面下下，再再挤挤出出NaOH溶液。溶液。(3)用植物油（苯、汽油等）将反应体系与空气隔离用植物油（苯、汽油等）将反应体系与空气隔离.2 2、Fe(OH)2 在空气中加热生成在空气中加热生成FeOFeO吗？吗？Fe2O3 直直 接接 观观 色色与与KSCN鉴鉴 别方别方 法法 浅浅 绿绿 色色 （棕）黄（棕）黄 色色血血 红红 色色不显红色不显红色与与OH-作用作用白色沉淀迅速变灰白色沉淀迅速变灰绿色最后呈红褐色绿色最后呈红褐色立即产生红褐立即产生红褐色沉淀色沉淀FeFe2+2+和和 FeFe3+3+的检验方法的检验方法再滴氯水则显红色再滴氯水则显红色一、铜的物理性质一、铜的物理性质 紫红色紫红色金属，金属，熔沸点熔沸点高高(熔点约熔点约1083.41083.4沸点沸点2567)2567)密度密度大大（8.92g/cm8.92g/cm3 3）具有良好的具有良好的延展性延展性能够能够导电、导热导电、导热 二、铜的化学性质二、铜的化学性质1.1.与氧气反应：与氧气反应：2Cu+O2加热加热=2CuOb.b.铜与强氧化性酸（如浓硫酸、铜与强氧化性酸（如浓硫酸、硝酸等）能反应，但硝酸等）能反应，但不生成氢气不生成氢气。2.2.与酸的反应与酸的反应a.a.铜与非氧化性酸（如盐酸、稀铜与非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸等）硫酸等）不反应。不反应。注注Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag3.3.与盐溶液的反应与盐溶液的反应2 FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2三、铜的重要化合物三、铜的重要化合物 1.CuO Cu2O黑色黑色砖红色砖红色2.Cu2（OH）2CO3 铜绿铜绿3.CuSO4及及 CuSO45H2O硫酸铜晶体（硫酸铜晶体（CuSO45H2O）俗名）俗名胆矾胆矾 或或蓝矾蓝矾。白色白色蓝色蓝色用来检验水的存在用来检验水的存在