高中化学必修一第三章知识点

文/初夏

  虚假的学问比无知更糟糕。无知好比一块空地,可以耕耘和播种;虚假的学问就象一块长满杂草的荒地,几乎无法把草拔尽。下面给大家分享一些关于高中化学必修一第三章知识点,希望对大家有所帮助。

第一节 金属的化学性质

1.金属的物理通性有哪些?

(1)金属在常温下的状态

除汞是液体外,其他在常温下是固体。

(2)金属的颜色、光泽

绝大多数金属都是银白色,具有金属光泽,少数金属是特殊颜色如铜是紫红色,金是金黄色。

(3)良好的导电、导热性。

(4)延展性

延性:拉成细丝的性质。展性:压成薄片的性质。

2.化学通性有哪些?

(1)化合态金属元素只有正化合价

(2)金属单质易失电子,表现还原性

(3)易与氧气反应,得到氧化物

(4)活动性排在氢前的金属元素与酸反应得到盐和氢气

(5)与盐反应,置换出活动性弱的金属单质

3.金属钠的性质有哪些?

(1)物理性质有哪些?

钠银白色、质软、熔点低、密度比水的小但比煤油的大。

(2)化学性质有哪些?

①很活泼,常温下:4Na + O2=2Na2O (新切开的钠放在空气中容易变暗)

②加热条件下:2Na+O2 Na2O2

(先熔化成小球,后燃烧产生黄色火焰,生成淡黄色固体Na2O2。)

钠在空气中的变化过程:Na―→Na2O―→NaOH―→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)。

③钠与水的反应与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:钠浮在水面上,熔成小球,在水面上游动,有哧哧的声音,最后消失,在反应后的溶液中滴加酚酞,溶液变红。“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”。

知识拓展:

a:将钠放入硫酸铜溶液中,能否置换出铜单质?

不能,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑

2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + Na2SO4

实验现象:钠熔成小球,在液面上四处游动,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

b:将钠放入盐酸中,钠将先和H2O反应,还是先和HCl反应?

2Na + 2HCl = 2NaCl + H2↑

钠与酸反应时,如酸过量则钠只与酸反应,如酸不足量则钠先与酸反应再与水反应。

一般规律:

钠与酸溶液反应时,钠直接与溶液中的酸反应,但当钠与其它溶液反应时,一般是钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,然后再看生成的氢氧化钠是否与原溶液中的溶质反应!

(3)钠的保存方法是什么?

①钠必须保存在隔绝空气环境中,实验室将钠保存在煤油或石蜡中。

②钠着火的处理?用干燥的砂土扑灭

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、工业制钠:电解熔融的NaCl:2NaCl(熔融) 2Na + Cl2↑

6、钠的用途:① 在熔融的条件下钠可以制取一些金属,如钛、锆、铌、钽等;

② 钠钾合金是快中子反应堆的热交换剂;

③ 钠蒸气可作高压钠灯,发出黄光,射程远,透雾能力强。

4.铝的性质

1、物理性质:银白色金属,质较软,但比镁要硬,熔点比镁高。有良好的导电、导热性和延展性。

2、化学性质:铝是较活泼的金属。

① 通常与氧气易反应,生成致密的氧化物起保护作用。4Al + 3O2 == 2Al2O3。

(Fe形成的氧化膜疏松,不能保护内层金属。Mg和Al形成的氧化膜致密,能保护内层金属不被继续氧化。)

加热铝箔的现象和解释是什么?

现象:铝箔熔化,表面失去光泽,熔化的铝并不滴落。

现象解释:(因为铝表面有一层氧化膜保护了铝。即使打磨过的铝箔,在空气中也会很快生成新的氧化膜。铝与空气形成了一层致密的氧化膜,阻止内层金属继续与氧气发生反应。)

同时也容易与Cl2、S等非金属单质反应。

② 铝的两性体现在哪里?

①铝与稀盐酸的反应

化学方程式为:2Al + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2↑

离子方程式为:2Al + 6H+ == 2Al3+ + 3H2↑

(与酸反应:强氧化性酸,如浓硫酸和浓硝酸在常温下,使铝发生钝化现象;加热时,能反应,但无氢气放出;非强氧化性酸反应时放出氢气。( 2Al+6H+=2Al3++3H2↑ ))

③②铝与氢氧化钠溶液的反应

化学方程式为:2Al + 2NaOH + 2H2O == 2NaAlO2 + 3H2↑

离子方程式为:2Al + 2OH- + 2H2O == 2AlO2- + 3H2↑

反应可以看成两步进行:

第一步:2Al + 6H2O == 2Al(OH)3↓ + 3H2↑

第二步:Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O

所以在这个反应中Al做还原剂,H2O水做氧化剂。

铝既能与强酸反应,又能与强碱反应,是两性金属。

与强碱溶液反应:2Al + 2NaOH + 2H2O == 2NaAlO2 + 3H2↑

( 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑)

铝既能与强酸反应,又能与强碱反应,是两性金属。

④ 与某些盐溶液反应:如能置换出CuSO4、AgNO3等溶液中的金属。

⑤ 铝热反应:(了解就行)

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

2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe。Al 和 Fe2O3的混合物叫做铝热剂。利用铝热反应焊接钢轨。

5.物质的量在化学方程式计算中的应用规律和步骤是什么?

(1)化学计量数之比等于物质的量之比,横(量)相当,竖(单位)相同

(2)根据化学方程式进行计算的基本步骤 :

①根据题意写出相关反应的化学方程式

②找出相关物质的计量数之比

③对应计量系数,找出相关物质的物质的量

(要求的量用n(B)或设未知数x、y等代表)

④根据计量关系进行计算。

6. 金属镁的性质有哪些?

①镁与稀盐酸的反应

②镁与盐溶液的反应

③镁与氧气的反应

④镁与二氧化碳的反应

5. 镁与氮气的反应

7.铁 Fe

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 与非金属单质反应:3Fe+2O2 Fe3O4(现象:剧烈燃烧,火星四射,生成黑色的固体)

2Fe + 3Cl2 2FeCl3, Fe + S FeS。

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 铁与水蒸气的反应的现象和方程式是什么?

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。

实验装置:

反应方程式::3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2↑

第二节 几种重要的金属化合物

1.钠的重要化合物有哪些?

(1)Na2O 和Na2O2 有哪些性质?

①氧化钠是白色固体,过氧化钠是淡黄色固体。

②碱性氧化物有哪些性质?

1、Na2O

白色固体,是碱性氧化物,具有碱性氧化物的通性: Na2O + H2O == 2NaOH,

Na2O + CO2 == Na2CO3,

Na2O + 2HCl == 2NaCl + H2O .

另外:加热时,2Na2O + O2 == 2Na2O2

碱性氧化物+水→碱 Na2O + H2O = 2NaOH

碱性氧化物+酸性氧化物→含氧酸盐 Na2O + CO2 = Na2CO3

碱性氧化物+酸→盐+水 Na2O + 2HCl = 2NaCl + H2O

Na2O属于典型的碱性氧化物。

③2、Na2O2:淡黄色固体是复杂氧化物,易与水和二氧化碳反应。

Na2O2与H2O的反应

2Na2O2 + 2H2O == 4NaOH + O2 ;

离子反应方程式:2Na2O2 + 2H2O = 4Na+ + 4OH- + O2↑

实质:Na2O2 + 2H2O = 2NaOH + H2O2 2H2O2 = 2H2O + O2↑

实验现象:产生气泡,试管壁发烫,溶液(滴加酚酞)先变红,后褪色

④Na2O2与CO2的反应

2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2

Na2O2与H2O、CO2的反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,这两个反应是典型的歧化反应。Na2O2不属于碱性氧化物。

因此Na2O2常做生氧剂,供氧剂,同时,Na2O2还具有强氧化性,有漂白作用。如实验:Na2O2和水反应后的溶液中滴加酚酞,变红后又褪色。

⑤Na2O2的用途

可做漂白剂 (强氧化性漂白),呼吸面具或潜艇中的供氧剂。

⑥)Na2O和Na2O2性质比较 (2)Na2CO3和NaHCO3的性质有哪些?

①碳酸钠俗名纯碱,也叫苏打,为白色粉末状固体,碳酸氢钠俗名小苏打,为白色细小晶体。碳酸钠晶体的化学式是Na2CO3·10H2O,碳酸钠晶体在干燥的空气中容易失去结晶水变成碳酸钠粉末。

②与酸反应(HCl)

a、Na2CO3 + 2HCl ==2NaCl + CO2 ↑ + H2O

CO32- + 2H+ == CO2 ↑ + H2O

b、NaHCO3 + HCl ==NaCl + CO2↑ + H2O

HCO3- + H+ == CO2 ↑ + H2O

结论:碳酸钠和碳酸氢钠都易与酸反应,但是碳酸氢钠与酸反应比碳酸钠更剧烈。

碳酸钠与酸反应之所以缓慢是因为:

Na2CO3 + HCl =NaCl + NaHCO3(无气泡产生)

NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2↑ + H2O(有气泡)

③与盐反应(BaCl2和CaCl2)

Na2CO3与可溶性的钙盐、钡盐反应生成沉淀

Na2CO3 + CaCl2 = CaCO3↓ + 2NaCl CO32- + Ca2+ = CaCO3↓

Na2CO3 + BaCl2 = BaCO3↓ + 2NaCl CO32- + Ba2+ = BaCO3↓

NaHCO3可与NaHSO4反应

NaHCO3 + NaHSO4 = Na2SO4 + H2O + CO2 ↑

HCO3- + H+ = H2O + CO2 ↑

应用:利用能否与可溶性的钙盐、钡盐反应生成沉淀来来鉴别Na2CO3与NaHCO3

④与碱反应(Ca(OH)2和Ba(OH)2 )

Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + 2NaOH CO32- + Ca2+ = CaCO3↓

Na2CO3 + Ba(OH)2 = BaCO3↓ + 2NaOH CO32- + Ba2+ = BaCO3↓

NaHCO3与 Ca(OH)2(或Ba(OH)2 )反应遵循“以少定多”的原则

当NaHCO3少量时,NaHCO3+ Ca(OH)2= CaCO3↓ + NaOH + H2O

HCO3- + Ca2+ + OH- = CaCO3↓ + H2O

当Ca(OH)2少量时,2NaHCO3 + Ca(OH)2= CaCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O

2HCO3- + Ca2+ + 2OH- = CaCO3↓ + 2H2O + CO32-

Na2CO3易与Ba2+、Ca2+的碱反应生成碳酸盐沉淀和NaOH

NaHCO3能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水

例如:NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O

HCO3- + OH- = CO32- + H2O

⑤热稳定性

碳酸钠受热不分解,碳酸氢钠不稳定,受热易分解

2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2↑

结论:加热时,碳酸钠不分解,而碳酸氢钠则分解。即:碳酸钠比碳酸氢钠更稳定。

所以利用它们对热的稳定性来鉴别它们。

⑥a2CO3与NaHCO3的相互转化:

a、CO2+H2O

Na2CO3 = NaHCO3

b、固体加热c、氢氧化钠溶液

a、Na2CO3 + H2O + CO2 == 2NaHCO3 CO32- + H2O + CO2 = 2HCO3-

b、2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2↑

c、NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O HCO3- + OH- = CO32- + H2O

⑦碳酸钠和碳酸氢钠性质比较 ⑧如何区别Na2CO3和NaHCO3?

a、加热

加热固体,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3

b、滴入CaCl2或BaCl2溶液

产生白色沉淀的是Na2CO3

c、逐滴滴入稀盐酸

反应较剧烈的是NaHCO3

d. PH值法

e. 指示剂法

f. 溶解法

注意几个实验的问题:

1、向饱和的Na2CO3溶液中通足量的CO2有晶体NaHCO3析出。

2、Na2CO3溶液与稀HCl的反应①:向Na2CO3溶液中滴加稀HCl,先无气体,后有气体,如果n(HCl)小于n(Na2CO3)时反应无气体放出。发生的反应:先Na2CO3 + HCl == NaCl + NaHCO3,

后NaHCO3 + HCl == NaCl + H2O +CO2 ↑

② 向稀HCl中滴加Na2CO3溶液,立刻有气体,反应是:Na2CO3 + 2HCl == 2NaCl + H2O + CO2↑

3、Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的鉴别:取两种试液少量,分别滴加CaCl2或BaCl2溶液,有白色沉

淀的原取溶液为Na2CO3,另一无明显现象的原取溶液为NaHCO3

4、侯氏制碱法(了解就行)

反应式:NaCl + NH3 + CO2 + H2O == NaHCO3 + NH4Cl.

注意:在生产中应先在饱和的NaCl溶液中先通入NH3,后通入CO2,NaHCO3晶体析出过滤,在滤液中加入NaCl细末和通NH3析出NH4Cl晶体为副产品。NH4Cl晶体析出后的母液进行循环试用,提高原料的利用率。

(四)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。

2.焰色反应的概念和实验步骤是什么?

(1)概念:

金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特殊的颜色,这在化学上叫焰色反应。

(2)焰色反应是物理变化,反映的是元素的性质。元素原子发射一定波长的光而产生各种颜色。

(3)钠的焰色是黄色,钾透过蓝色的钴玻璃焰色是紫色。

(4)实验步骤

①将铂丝(或光洁无锈的铁丝)用稀盐酸洗涤后放在酒精灯外焰上灼烧至火焰颜色与原来相同;

②用铂丝蘸取待测碳酸钠溶液放在外焰上灼烧,观察火焰颜色;

③用盐酸洗净铂丝,在外焰上灼烧至火焰无色后,再蘸取碳酸钾溶液在外焰上灼烧,透过蓝色的钴玻璃观察火焰的颜色。

(5)节日燃放的五彩缤纷的烟花,就是碱金属、以及锶、钡等金属化合物所呈现的各种艳丽的色彩。

3.铝的重要化合物有哪些?

(1)氧化铝(Al2O3)有哪些性质?

①物理性质:Al2O3是一种白色难熔的固体(熔点高(2054℃),沸点2980℃),可作耐火材料,不溶于水。

②我们常见到的宝石的主要成分是氧化铝。有各种不同颜色的原因是在宝石中含有一些金属氧化物的表现。如红宝石因含有少量的铬元素而显红色,蓝宝石因含有少量的铁和钛元素而显蓝色。氧化铝(天然产物称作刚玉),刚玉氧化铝的天然晶体,硬度大小仅次于金刚石、金刚砂(SiC),工业生产中的矿石刚玉主要成分是α-氧化铝,硬度仅次于金刚石

③化学性质——两性氧化物

Al2O3是两性氧化物。

两性氧化物:既能与强酸反应又能与强碱反应生成盐和水的氧化物。

与盐酸反应:Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O

Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O

与氢氧化钠反应:Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O

Al2O3 + 2OH?= 2AlO2- + H2O

既能和强酸又能和强碱反应生成盐和水的氧化物。但不与弱碱氨水(NH3·H2O)反应。

Al2O3是工业冶炼铝的原料,由于氧化铝的熔点高,电解时,难熔化,因此铝的冶炼直到1886年美国科学家霍尔发现在氧化铝中加入冰晶石(Na3AlF6 ),使氧化铝的熔点降至1000度左右,铝的冶炼才快速发展起来,铝及其合金才被广泛的应用。2Al2O3 4Al + 3O2↑

(2)氢氧化铝(Al(OH)3 ) ——两性氢氧化物的性质有哪些?

①物理性质:氢氧化铝是几乎不溶于水的白色固体。在水溶液中新生成的氢氧化铝呈胶状,能凝聚水中悬浮物,又有吸附色素的性能。

②用途:氢氧化铝胶体可用作净水剂、色素吸附剂等。胃舒平又名复方氢氧化铝,

能治疗胃酸过多。

③实验室制备氢氧化铝——氨水(NH3·H2O)与铝盐反应

现象:生成白色胶状沉淀

Al2(SO4)3 + 6NH3·H2O=2Al(OH)3↓ + 3(NH4)2SO4

Al3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4+

④AlCl3与NaOH的反应

AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3↓ + 3NaCl Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓

AlCl3 + 4NaOH = NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O Al3+ + 4OH = AlO2- + 2H2O

⑤Al(OH)3的化学性质

a、不稳定性:加热易分解

2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O

b、与盐酸反应:Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O

c、与氢氧化钠反应:Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O

Al(OH)3 + OH? = AlO2- + 2H2O

既能和强酸又能和强碱反应生成盐和水的氢氧化物。但不与弱碱氨水(NH3·H2O)反应。是两性氢氧化物。

(3)NaAlO2的化学性质有哪些?

①NaAlO2与盐酸的反应

盐酸少量时:NaAlO2 + HCl + H2O = Al(OH)3↓ + NaCl

AlO2- + H+ + H2O = Al(OH)3↓

盐酸过量时:NaAlO2 + 4HCl = AlCl3 + NaCl + 2H2O

AlO2- + 4H+ = Al3+ + 2H2O

②NaAlO2与CO2的反应

CO2少量时:2NaAlO2 + CO2 + 3H2O = 2Al(OH)3↓ + Na2CO3

2AlO2- + CO2 + 3H2O = 2Al(OH)3↓ + CO32-

CO2过量时:NaAlO2 + CO2 + 2H2O = Al(OH)3↓ + NaHCO3

AlO2- + CO2 + 2H2O = Al(OH)3↓ + HCO3-

(4)硫酸铝钾{ KAl(SO4)2 }是如何净水的?

KAl(SO4)2·12H2O俗名明矾或白矾,无色晶体、易溶于水,是一种复盐,常用作净水剂。电离方程式:KAl(SO4)2 == K+ + Al3+ + 2SO42-

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