高考化学二轮复习专题05金属及其化合物教学案（含解析）

专题05 金属及其化合物

1．常见金属元素(如Na、Mg、Al、Fe、Cu等) (1)了解常见金属的活动顺序。

(2)了解常见金属、重要化合物的主要性质及其应用。 (3)了解合金的概念及其重要应用。

2．了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中可以发挥的作用。了解从海水中提取镁的反应原理及有关化学反应。

3．以上各部分知识的综合应用

(1)能依据所提供的资料或信息，获取并归纳元素化合物的性质。 (2)能够设计简单的实验，具备研究元素化合物性质的基本思路。 (3)尝试利用氧化还原反应等原理研究元素化合物性质。

一 、常见金属及化合物的主要性质 1．钠及其化合物

(1)等物质的量的金属钠被氧化成Na2O和Na2O2时转移的电子数相同。 (2)钠与酸反应时，先与酸反应，酸不足再与水反应。

(3)钠与盐的溶液反应：钠不能置换出溶液中的金属，钠直接与水反应，反应后的碱再与溶液中的其他物质反应。

(4)Na2O2与CO2或H2O反应时，生成1 mol O2，转移电子的物质的量为2 mol。

(5)Na2O2跟CO2和水蒸气组成的混合气体反应时，应先考虑Na2O2跟CO2的反应。因为若先发生反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，必定还发生反应：2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O。 (6)Na2O2与SO2反应的化学方程式为：Na2O2＋SO2===Na2SO4。

(7)向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸，反应是分步进行的。反应的离子方程式依次为：CO3＋H

＋

2－

===HCO3、HCO3＋H===H2O＋CO2↑。 2．镁、铝及其化合物

点燃点燃

(1)镁在空气中燃烧主要发生反应：2Mg＋O2=====2MgO，此外还发生反应：3Mg＋N2=====Mg3N2、

－－＋

△

2Mg＋CO2=====2MgO＋C。

(2)Mg3N2与水反应：Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑。

(3)加热Mg(HCO3)2溶液生成的是Mg(OH)2沉淀，而不是MgCO3沉淀，因为Mg(OH)2比MgCO3更△

难溶于水。反应方程式为Mg(HCO3)2=====Mg(OH)2↓＋2CO2↑。

(4)铝与NaOH溶液、非氧化性强酸反应生成H2。常温下，浓硝酸、浓硫酸使铝发生钝化。 (5)Al2O3、Al(OH)3仅能溶于强酸和强碱溶液中(如在氨水和碳酸中不溶)。

(6)Al、AlO2只能分别存在于酸性、碱性溶液中。Al与下列离子不能大量共存：OH、CO3、

3＋

－

3＋

－

2－

1

HCO3、SO3、S、ClO、AlO2，其中OH是因为直接反应，其余均是因为发生了剧烈的双水解反应。AlO2与下列离子不能大量共存：H、HCO3、Al、Fe、Fe，其中H和HCO3是因为与AlO2直接反应(AlO2＋HCO3＋H2O===Al(OH)3↓＋CO3)，其余也是因为发生了剧烈的双水解反应。 (7)明矾的净水原理：明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，它在水中能电离：KAl(SO4)2===K

3＋

2－

＋

－

－

－

2－

－

＋

－

3＋

2＋

3＋

＋

－

－2－2－－－－

＋Al＋2SO4。铝离子发生水解反应，生成的氢氧化铝胶体具有很强的吸附能力，吸附水中的悬浮物，使之沉降以达到净水目的：Al＋3H2O3．铁、铜及其化合物

(1)Fe与Cl2反应只能生成FeCl3，与I2反应生成FeI2，与反应物的用量无关。 (2)Fe与水蒸气在高温下反应生成H2和Fe3O4，而不是Fe2O3。

(3)过量的Fe与硝酸作用，或在Fe和Fe2O3的混合物中加入盐酸，均生成Fe。要注意产生的Fe还可以氧化单质Fe这一隐含反应：Fe＋2Fe===3Fe。 (4)NO3与Fe在酸性条件下不能共存。

(5)Fe2O3、Fe(OH)3与氢碘酸反应时，涉及Fe与I的氧化还原反应，产物为Fe、I2和H2O。 (6)FeCl3溶液加热浓缩时，因Fe水解和HCl的挥发，得到的固体为Fe(OH)3，灼烧后得到红棕色Fe2O3固体；而Fe2(SO4)3溶液蒸干时，因硫酸是难挥发性的酸，将得不到Fe(OH)3固体，最后得到的固体仍为Fe2(SO4)3。

(7)注意亚铁盐及Fe(OH)2易被空气中氧气氧化成三价铁的化合物。如某溶液中加入碱溶液后，最终得到红褐色沉淀，并不能断定该溶液中一定含有Fe，也可能含有Fe。

二、常见金属与其化合物的转化 两种常见金属及其化合物的转化形式： 1．直线型转化关系 XX

A――→B――→C

O2O2

(1)Na――→Na2O――→Na2O2

HClHCl

(2)X为强酸，如NaAlO2――→Al(OH)3――→AlCl3 NaOHNaOH

(3)X为强碱，如AlCl3――→Al(OH)3――→NaAlO2 2．三角型转化关系

3＋

2＋

3＋

3＋

－

2＋

－

2＋

3＋

3＋

2＋

2＋

3＋

Al(OH)3(胶体)＋3H。

＋

三、金属及其化合物的实验探究

有关金属及其化合物探究实验的特点：要求考生对文字、图形、表格数据、反应流程中的信息进行提取、分析、猜想和归类，考查学生基础知识的综合应用、基本的实验方法和基本技能的掌握程度，考查学生对科学探究方法和过程的理解，对实验的评价。

2

四、金属的性质

1、金属性强弱的判断规律

(1) 跟水(或非氧化性酸)反应的剧烈程度； (2) 金属最高价氧化物对应水化物碱性的强弱； (3) 置换反应； (4) 原电池的正、负极；

(5) 电解时金属阳离子的放电顺序(金属阳离子的氧化性)。 2．金属单质的性质 金属单质的化学性质：

① 金属在化学反应中都较容易失去电子被氧化，只作还原剂，但金属离子则可能既表现出氧化性又表现出还原性，如Fe。

② 金属单质跟酸反应的规律：

A．与非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸等)反应：

B．与强氧化性酸(浓硫酸、浓稀硝酸)的反应，Fe 和Al遇冷的浓硫酸、浓硝酸发生钝化反应。强氧化性酸跟金属反应不能生成H2。

3.金属氧化物

(1) 碱性氧化物，如Na2O、FeO、CuO、Fe2O3等， (2) 两性氧化物，如Al2O3， (3) 酸性氧化物，如Mn2O7，

(4) 过氧化物，如Na2O2、BaO2等，其晶体中存在阴离子是O2 ，溶于水中既有强碱性物质产生又有氧气产生。

4．金属活动性顺序表应用小结 金属活K Ca Na Mg Al Mn Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au 动性顺序 金属原子 K Ca Na Mg Al Mn Zn Fe Sn Pb依次减小，还原性减弱(相应金失电子能属离子氧化性增强) 力 空气中跟 易被氧氧气的反化 应 氧化 氧化 常温时能被加热时能被不能被氧化 2-2+

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常温可置跟水的反应 换 出水中的氢 加热或与水蒸气反应时能不与水反应 置换出水中的氢 能置换出酸(如HCl、H2SO4)中的氢 不能置换出稀酸中的氢 跟酸的反应 反应程度依反应剧烈 次减弱 硝酸反应 能跟浓硫酸、 能跟王 水反应 跟盐的反应 跟碱的反位于金属活动性顺序前面的金属可以将后面的金属从其盐溶液中置换出来(K、Na、Ca除外) Al、Zn等具有两性的金属可以与碱反应 应 五、常见金属化合物的性质及离子的检验 1.常见的金属氧化物 化学式 Na2O 颜色 状态 与水 作用

2.常见的金属氢氧化物及碱的通性

白色固体 反应生Na2O2 淡黄色粉白色固体 末 反应生成与水缓慢反应不溶于水，也不与水反应 成NaOH NaOH和O2 生成Mg(OH)2 体 末 粉末 MgO Al2O3 白色固FeO 黑色粉Fe2O3 红棕色 黑色晶体 Fe3O4

(2)碱的通性

①可溶性碱使指示剂变色。

②可溶性碱与酸性氧化物反应，如向NaOH溶液中通入少量CO2，反应的化学方程式为：2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O。

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