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高中化学必修一第三章 金属及其化合物思维导图

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高中化学必修一第三章思维导图

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思维导图大纲

     高中化学必修一 第三章 金属及其化合物思维导图模板大纲

金属的化学性质

金属的概述

金属的存在

绝大多数:化合态

极少数:游离态,如:Pt、Au

金属的物理性质

共性

具有金属光泽

有良好的导电性、导热性和延展性

密度大

熔、沸点较高

特性

绝大多数金属是银白色,铜是紫色,金是黄色

绝大多数金属是银白色,铜是紫色,金是黄色

金属的化学通性

金属原子最外层电子较少,在化学反应中易失去电子,表现比较强的还原性

在化合物中只有正化合价,无负化合价,不同金属的活泼性不同

金属与非金属

大多数金属能与氧气反应生成相应的化合物

金属与酸

较活泼金属均可以与盐酸等发生置换反应,生成盐,放出氢气

金属与盐

有些金属可以失去电子,将盐中其他金属元素置换出来,表现还原性

金属的应用

金属的存在形态、金属的含量(富集过程)、金属的治炼的成本及金属制品的用途决 定了金属元素被广泛应用。人类利用金属的历史经历了青铜器时代直至目前的金属合 金时代

金属与非金属的反应

钠与氧气

4Na+O₂=2Na₂O

2Na+O₂=加热=Na₂O₂

钠加热的现象

钠受热熔化成小球后剧烈燃烧,发出黄色火焰

生成淡黄色固体

钠与其他

2Na+S=加热或研磨=Na₂S

2Na+Cl₂=点燃=2NaCl

铝与氧气

4Al+3O₂=点燃=2Al₂O₃

铝加热的现象

铝箔剧烈燃烧,发出耀眼的白光,瓶内充满大量白烟

铝与其他

2Al+3S=加热=Al₂S₃

2Al+3Cl₂=点燃=2AlCl₃

金属与酸和水的反应

钠与水

步骤

在烧杯中加入一些水,滴加几滴酚酞溶液,然后把一小块钠放入水中

现象

金属钠浮在水面上

钠的密度比水小

金属钠熔化成闪亮的小球

该反应放热,钠的熔点低

钠在水面上四处游动

反应中产生气体

发出嘶嘶的响声

钠与水反应剧烈,生成气体

反应后的溶液呈红色

反应生成物中有碱性物质

氧化物

2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑

实质:钠与水电离出的氢离子反应

2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH⁻+H₂↑

钠与酸

2Na+2H⁺=2Na⁺+H₂↑

实质:钠与酸电离出的氢离子反应

铁与水蒸气

3Fe+4H₂O=加热=Fe₃O₄+4H₂

铁不能与冷水、热水反应 常温下,铁在潮湿的空气中容易生锈,实质是铁与水、氧气发生反应

铝与酸

2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑

2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑

铝与碱

2Al+2NaOH+2H₂O-2NaAlO₂+3H₂↑

2Al+2OH⁻+2H₂O=2AlO₂⁻+3H₂↑

铝单质的性质

物理性质

银白色,较软的固体,导电、导热,具有良好的延展性

化学性质

与非金属

4Al+3O₂=点燃=2Al₂O₃

2Al+3Cl₂=加热=2AICl₃

与酸

Al+6HCl=2AICl₃+3H₂↑

2Al+3H₂SO₄=Al₂(SO₄)₃+3H₂↑

常温常压下,铝遇浓硫酸或浓硝酸会发生钝化,所以可用铝制容器 盛装浓硫酸或浓硝酸

与强碱

2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂(偏铝酸钠)+3H₂↑

大多数金属不与碱反应,但铝却可以

铝的化合物

氧化铝Al₂O₃

物理性质

白色固体、熔点高、不溶于水,不与水化合。常作耐火材料

化学性质

与酸

Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O

与碱

Al₂O₃+2OH⁻=2AlO₂⁻+H₂O

氢氧化铝Al(OH)₃

物理性质

白色胶状物质,不溶于水,有强的吸附性,可以吸附水中的悬浮物和各种色素

化学性质

不稳定性:氢氧化铝不稳定,受热易分解

实验室制备

AlCl₃+3NH₃·H₂O=Al(OH)₃↓+3NH₄Cl

Al³⁺+3NH₃·H₂O=Al(OH)₃↓+3NH₄⁺

与酸

AlO₂+H⁺=Al(OH)₃

与碱

AlO₂+H⁺=Al(OH)₃

明矾KAl(SO₄)₂·12H₂O

复盐的概念

由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的盐叫复盐

KAl(SO₄)₂=K⁺+A1₃⁺+2SO₄²⁻

A1³⁺+3H₂O=加热=Al(OH)₃(胶体)+3H⁺

因为Al(OH)₃具有很强的吸附性,所以明矾可以做净水剂

A1³⁺和AlO₂⁻的性质

A1³⁺的性质

AlCl₃中逐滴加入氨水

Al³⁺+3NH₃·H₂O=Al(OH)₃↓+3NH₄⁺

Al³⁺制取Al(OH)₃用弱碱更合适

AlCl₃中逐滴加入 NaOH溶液至过量

方程式

Al³⁺+3OH⁻=Al(OH)₃

Al₂O₃+OH⁻=AlO₂⁻+2H₂O

现象

白色沉淀先增加再减少最后消失

向NaOH溶液中滴加AlCl₃

方程式

Al³⁺+4OH⁻=AlO₂⁻+2H₂O

Al³⁺+3AlO₂⁻+6H₂O=4Al(OH)₃↓

AlO₂⁻的性质

向含有AlO₂⁻的偏铝酸盐 溶液中通入CO₂直至过量

2AlO₂⁻+CO₂(少量)+3H₂O=2Al(OH)₃↓+CO₃²⁻

AlO₂⁻+CO₂(足量)+2H₂O=Al(OH)₃↓+HCO₃⁻

向含有AlO₂⁻的偏铝酸盐溶液 中逐滴滴入稀盐酸直至过量

AlO₂⁻+H⁺+H₂O=A1(OH)₃↓

A1(OH)₃+3H⁺= Al³⁺+3H₂O

向含有H⁺的强酸溶液中逐滴 滴入偏铝酸盐溶液直至过量

AlO₂⁻+4H⁺= Al³⁺+2H₂O

Al³⁺+3AlO₂⁻+6H₂O=4Al(OH)₃↓

铁的氧化物

FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄

物理性质

氧化亚铁FeO

黑色粉末

铁+2价

氧化铁Fe₂O₃

红棕色粉末

铁+3价

四氧化三铁Fe₃O₄

黑色晶体

铁+2、+3价

化学性质

不溶于水也不与水反应

与酸反应

FeO+2H⁺=Fe²⁺+H₂O

Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O

Fe₃O₄+8H⁺=2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O

FeO不稳定易氧化

均能被CO还原成Fe

铁的氢氧化物

Fe(OH)₃、Fe(OH)₂

制备

Fe(OH)₃

Fe³⁺+3OH⁻=Fe(OH)₃↓

产生红褐色沉淀

Fe(OH)₂

Fe²⁺+2OH⁻=Fe(OH)₂↓

生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变成红褐色

化学性质

Fe(OH)₂+2H⁺=Fe²⁺+2H₂O

Fe(OH)₃+3H⁺=Fe³⁺+3H₂O

2Fe(OH)₃=加热=Fe₂O₃+3H₂O

单质铁

性质

物理性质

铁片是银白色,铁粉是黑色

化学性质

与非金属单质

3Fe+2O₂=点燃=Fe₃O₄

现象:剧烈燃烧,火星四射,生黑色的固体

2Fe+3Cl₂=点燃=2FeCl₃

Fe+S=加热=FeS

与非氧化性酸

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

与盐溶液

Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu

Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu

铁与水蒸气

反应现象:加热时试管内铁粉红热,点燃肥皂泡可听到爆鸣声

反应现象:加热时试管内铁粉红热,点燃肥皂泡可听到爆鸣声

铁盐和亚铁盐的鉴别

Fe³⁺

溶液呈棕黄色

加碱液

Fe³⁺+3OH⁻=Fe(OH)₃↓产生红褐色沉淀

加KSCN溶液

Fe³⁺+3SCN⁻=Fe(SCN)₃呈现血红色

Fe²⁺

溶液呈浅绿色

加碱液

Fe²⁺+2OH⁻=Fe(OH)₂↓产生白色沉淀

4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O=4Fe(OH)₂产生红褐色沉淀

白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变成红褐色

加KSCN溶液

Fe³⁺+3SCN⁻=Fe(SCN)₃

将Fe²⁺转化为Fe³⁺

Fe²⁺加KSCN溶液,加氯水

单质

物理性质

银白色,密度小,熔沸点低,硬度小

保存在煤油中

化学性质

非金属单质反应

与水反应

浮熔游响红

与酸反应

与盐溶液反应

与熔盐反应

氧化物

Na₂O

物理性质

白色固体

制备

Na在常温下与空气接触就可反应生成

化学性质

碱性氧化物

过氧化物

Na₂O₂

物理性质

淡黄色固体

制备

Na在空气中加热或与氧气在点燃条件下生成

化学性质

与水反应

与CO₂反应

钠及相关计算

单质的计算

钠与氧气反应计算

钠与水反应计算

钠与盐溶液反应

过氧化钠的计算

与Na₂O₂有关的N₂

与质量相关的差量计算

Δm=28xnCO₂+2xnH₂

与体积相关的差量计算

nΔV:nCO₂或nH₂O:nO₂=1:2:1

碳酸钠、碳酸氢钠及相关计算

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