高中化学必修一第三章 金属及其化合物思维导图
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
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
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
钠
金属与酸和水的反应
钠
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
浮
金属钠浮在水面上
钠的密度比水小
熔
金属钠熔化成闪亮的小球
该反应放热，钠的熔点低
游
钠在水面上四处游动
反应中产生气体
响
发出嘶嘶的响声
钠与水反应剧烈，生成气体
红
反应后的溶液呈红色
反应生成物中有碱性物质
浮
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
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
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
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
钠
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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