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高一化学必修一《金属及其化合物》知识点汇总
高一化学必修一《金属及其化合物》知识点汇总
1．了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要物理性质
（1）．钠、铝、铁、铜在自然界中的存在形式。
①．钠铝只以化合态形式存在：钠元素的主要存在形式是氯化钠，铝元素的存在形式有铝土矿。
②．铁铜有两种存在形式：铁的存在形式是游离态的陨铁和化合态的铁矿石（黄铁矿、赤铁矿、磁铁矿），铜的存在形式是游离态的铜和黄铜矿、辉铜矿、赤铜矿和孔雀石。
（2）钠、铝、铁、铜单质的物理性质
①．颜色：块状钠铝铁单质是银白色金属，纯铜是紫红色金属；粉末状的铝和铜颜色不变，粉末状的铁屑是黑色，没有粉末状的钠，钠在空气中马上氧化成白色的氧化钠，最终氧化成碳酸钠；冶金工业中铁属于黑色金属，钠、铝、铜属于有色金属。
②．密度：钠的密度比水小，铝、铁、铜的密度比水大；钠、铝的密度小于4.5g/cm3是轻金属，铁、铜的密度大于4.5g/cm3是重金属。
③．熔点：钠的熔点低，钠与水反应产生的热量就可以使其熔化成小球；铝、铁、铜的熔点很高。
④．共性：不透明，有导电性、导热性、延展性；钠钾合金做原子反应堆的导热剂；铝、铁、铜可以做导线，金属的导电性：Ag>Cu>Al ；铝的延展性可以制成包装用的铝箔；铝、铁、铜可以制成各种容器等。
⑤．硬度：钠的硬度很小，可以用小刀切割；纯铝的硬度较小，铁和铜的硬度较大。
⑥．特性：铁可以被磁化，而产生铁磁性。
（3）钠、铝、铁、铜的重要化合物的物理性质
①．氧化物的颜色：白色：Na2O 、Al2O3；黑色：FeO 、Fe3O4 、CuO；淡黄色：Na2O2；红棕色：Fe2O3。
②．氧化物的溶解性：Na2O 、Na2O2溶于水生成强碱发生化学变化；Al2O3 、FeO 、Fe2O3 、Fe3O4 、CuO不溶水。
③．氢氧化物的颜色：白色：NaOH 、Al(OH)3、Fe(OH)2；红褐色：Fe(OH)3；蓝色：Cu(OH)2 。
④．氢氧化物的溶解性：溶于水的：NaOH；不溶于水的：Al(OH)3、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2 ；其中Fe(OH)2溶于水变色：先变成灰绿色，再变成红褐色Fe(OH)3 。
⑤．盐酸盐（金属在氯气中燃烧的产物）的颜色：白色：NaCl ；棕红色：FeCl3 ；棕黄色：CuCl2 。
⑥．盐酸盐溶于水的颜色：无色：NaCl；黄色：FeCl3 ；蓝色：CuCl2 。
⑦．硫酸盐的颜色：无色：芒硝（Na2SO4 ?10H2O）、白色：白色硫酸铜粉末（CuSO4）；明矾：[KAl(SO4)2 ?12H2O]；绿色：绿矾（FeSO4 ?7H2O）；蓝色：胆矾、蓝矾（CuSO4 ?5H2O）。
⑧．碳酸盐的颜色：白色：Na2CO3 、NaHCO3 ；孔雀绿：Cu2(OH)2CO3 。
⑨．碳酸盐的溶解性：溶于水的：Na2CO3 、NaHCO3 ；不溶于水的：Cu2(OH)2CO3 。
（4）钠、铝、铁、铜重要化合物的物理性质的用途
①．为无机框图题提供题眼：ⅰ、溶解性，ⅱ、颜色，ⅲ、颜色变化：白色→灰绿色→红褐色。
②．为离子共存提供判断依据：ⅰ、有颜色的离子不能大量共存：黄色：Fe3+ ，浅绿色：Fe2+ ，蓝色：Cu2+ ；ⅱ、强碱性条件下不能共存的离子：Fe3+ 、Fe2+ 、Cu2+ 、Al3+ ；ⅲ、与HCO 不能大量共存（发生双水解反应）的离子：Fe3+ 、Fe2+ 、Cu2+ 、Al3+ 。
2．了解钠、铝、铁、铜等金属分别与氧气、水、酸、碱、盐等物质反应的情况，了解其共性和个性
（1）与纯氧气反应：
①．常温：钠变质生成白色氧化钠，铝表面生成致密的氧化物薄膜保护内部金属不再反应，铁、铜稳定存在。
②．加热：白色钠燃烧发出黄光生成淡黄色的过氧化钠，熔化的铝被白色氧化膜包裹不会滴落，白色铁丝燃烧产生耀眼的白光，有黑色颗粒物（Fe3O4）落下，紫红色的铜加热变成黑色的氧化铜。
说明：钠与氧气反应温度不同产物不同；铁与氧气反应的产物随接触面积、量的多少、温度高低有关。
（2）与水的反应
①．常温：只有钠能与水反应；铝、铁、铜不与水反应。
ⅰ、钠跟水的反应的化学方程式：2Na + 2H2O=2NaOH + H2↑ ；离子方程式：2Na + 2H2O=2Na+ + 2OH- + H2↑
ⅱ、钠跟水的反应的现象：概括为“浮、熔、游、响、红”五个字来记忆” 。
ⅲ、钠跟水的反应的现象的解释：浮：钠的密度比水小；熔：反应放热，钠熔点低熔化成小球；游：反应产生气体；响：反应剧烈 ；红：生成NaOH，酚酞遇碱变红 。
说明1：在潮湿的空气中铁生锈成Fe2O3 ?xH2O，铜生锈成Cu2(OH)2CO3 。
说明2：铜做阳极，石墨做阴极，电解水，电解初期会发生：Cu +2H2O Cu(OH)2+H2 ↑。
②．高温：铝铁虽与水反应，但是分别生成氢氧化物和氧化物（Fe3O4）薄膜阻止继续反应，铜不反应。
③．钢铁吸氧腐蚀的反应原理。
ⅰ、负极（Fe）：2Fe-4e =2Fe2+ （氧化反应）；正极（C）：O2+2H2O+4e =4OH-（还原反应）
ⅱ、离子反应：Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2 ↓；
ⅲ、化学反应：4Fe(OH)2 O2+2H2O=4Fe(OH)3 ；2Fe(OH)3 = Fe2O3 ?3H2O
（3）与酸的反应
①．与氧化性酸的反应
ⅰ、常温：铁铝遇浓硫酸、浓硝酸钝化；钠与浓硫酸反应时钠的量不同产物不同，铜与浓硫酸不反应，铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水。
ⅱ、常温：钠、铁与稀硝酸反应量不同产物不同；铝合铜与稀硝酸反应产物不随量的改变而改变。
ⅲ、加热：铁铝与浓硫酸、浓硝酸的钝化膜被破坏，足量的铁铝与浓硫酸、浓硝酸反应时随着硫酸和硝酸的浓度变化而产物发生变化，硫酸先产生二氧化硫后产生氢气，硝酸先产生二氧化氮后产生一氧化氮。
②．与非氧化性强酸反应：
ⅳ、常温：钠铝铁与盐酸和稀硫酸反应产生氢气；铜不反应。
（4）与碱溶液反应：
①．钠与碱溶液中的溶剂水反应，铝与碱溶液中的溶剂和溶质都反应，铁和铜与碱溶液不反应。
②．铝与碱溶液的反应：
ⅰ、铝与水的反应：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2 。
ⅱ、氢氧化铝与强碱溶液的反应：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
ⅲ、综合反应方程式：2Al+2H2O +2NaOH=2NaAlO2+3H2 ↑
（5）与盐溶液的反应：
①．钠与明矾溶液的离子反应：
2Na+2H2O=2Na+ +2OH-+H2 ↑；Al3+ +3OH-=Al(OH)3 ↓；Al3+ +4OH-=AlO +2H2O
②．钠铝铁铜与氯化铁溶液的离子反应：
ⅰ、钠与氯化铁溶液的离子反应：2Na+2H2O=2Na+ +2OH-+H2 ↑；Fe3+ +3OH-=Fe(OH)3 ↓；
ⅱ、铝与氯化铁溶液的离子反应：2Al+6Fe3+=2Al3+ +6Fe2+ ；2Al+3Fe2+=2Al3+ +3Fe
ⅲ、铁与氯化铁溶液的离子反应：Fe+ 2Fe3+=3Fe2+ 。
ⅳ、铜与氯化铁溶液的离子反应：Cu+ 2Fe3+=2Fe2+ +Cu2+
③．钠铝铁与硫酸铜溶液的离子反应：
ⅰ、钠与硫酸铜溶液的离子反应：2Na+2H2O=2Na+ +2OH-+H2 ↑；Cu2+ +2OH-=Cu(OH)2↓；
ⅱ、铝与硫酸铜溶液的离子反应：2Al+3Cu2+=2Al3+ +3Cu ；
ⅲ、铁与硫酸铜溶液的离子反应：Fe+ Cu2+=Fe2+ +Cu。
3．了解氧化钠、氧化铝、氧化铁、氧化铜等金属氧化物分别与水、酸、碱等物质反应的情况
说明1：氧化物的分类：二元化合物，其中一种元素是氧元素，并且氧元素呈负二价的化合物是氧化物。
说明2：金属氧化物分为酸性氧化物（Mn2O7 、CrO3）、碱性氧化物（Na2O 、Fe2O3 、FeO）、两性氧化物（Al2O3 、ZnO）。
说明3：碱性氧化物有三点共性：可溶于水的碱性氧化物溶于水生成碱；碱性氧化物与酸性氧化物反应生成含氧酸盐；碱性氧化物与酸反应生成盐和水。
（1）与水反应：氧化铝、氧化铁、氧化铜不溶于水，不和水反应，只有氧化钠溶于水生成碱。
Na2O＋H2O＝2NaOH ；Na2O＋H2O＝2Na+ +2OH-
说明1：过氧化钠与水的反应：2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2 ↑；2Na2O2＋2H2O＝4Na+ +4OH-＋O2 ↑
说明2：过氧化钠的用途：①漂白织物、麦秆、羽毛（利用其强的氧化性）；②用在呼吸面具中和潜水艇里作为氧气的来源 。
（2）与强酸反应生成盐和水
（3）与强碱溶液反应：只有氧化铝能溶于强碱溶液
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；Al2O3+2OH-=2AlO +H2O
（4）由氧化物制备单质：
①．电解熔融的氧化铝得到铝单质和氧气：2Al2O3 4Al +3 O2 ↑
②．一氧化碳还原三氧化二铁得到铁单质和二氧化碳：3CO+Fe2O3 3CO2+2Fe
③．氢气还原氧化铜得到铜和水：H2+CuO H2O+Cu
④．碳还原氧化铜得到铜和二氧化碳或一氧化碳：C+2CuO CO2 ↑+2Cu ；C+CuO CO↑ +Cu
4．了解氢氧化铝、氢氧化铁、氢氧化亚铁的制备方法；了解氢氧化铝的两性；了解氢氧化铝、氢氧化铁的受热分解
（1）碱的制备方法规律：可溶性盐和可溶性碱反应生成新盐和新碱
①．氢氧化铝的制备方法：
ⅰ、硫酸铝溶液中加入过量的氨水然后过滤或者氨水中加入过量的硫酸铝溶液然后过滤：
Al2(SO4)3+6NH3 ?H2O=2Al(OH)3 ↓+3(NH4)2SO4 ；Al3++3NH3 ?H2O=Al(OH)3 ↓+3NH
ⅱ、氢氧化钠溶液中加入过量的硫酸铝溶液，然后过滤（顺序不能错）
Al2(SO4)3+8NaOH=2NaAlO2+3Na2SO4+4H2O ；6NaAlO2+12H2O +Al2(SO4)3=8 Al(OH)3 ↓+3Na2SO4
Al3++4OH-= AlO +2H2O ； 3AlO +2H2O+ Al3+ = 4Al(OH)3 ↓
ⅲ、硫酸溶液中加入过量的偏铝酸钠溶液，然后过滤（顺序不能错）
4H2SO4+2NaAlO2=Na2SO4+Al2(SO4)3+4H2O；Al2(SO4)3+12H2O +6NaAlO2 =8 Al(OH)3 ↓+3Na2SO4
4H+ + AlO = Al3+ +2H2O ；Al3+ +2H2O+ 3AlO = 4Al(OH)3 ↓
②．氢氧化铁的制备方法
ⅰ、硫酸铁溶液中加入过量的氨水然后过滤或者氨水中加入过量的硫酸铁溶液然后过滤：
Fe2(SO4)3+6NH3 ?H2O=2Fe(OH)3↓+3(NH4)2SO4 ；Fe3++3NH3 ?H2O=Fe(OH)3↓+3NH
ⅱ、硫酸铁溶液中加入过量的氢氧化钠溶液然后过滤或者氢氧化钠溶液中加入过量的硫酸铁溶液然后过滤：
Fe2(SO4)3+6NaOH=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4 ；Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
ⅲ、硫酸铁溶液中加入过量的碳酸氢钠溶液然后过滤或者碳酸氢钠溶液中加入过量的硫酸铁溶液然后过滤
Fe2(SO4)3+6NaHCO3=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4 +6CO2 ↑；Fe3++3HCO =Fe(OH)3↓+3CO2 ↑
ⅳ、硫酸铁溶液中加入过量的碳酸钠溶液然后过滤或者碳酸钠溶液中加入过量的硫酸铁溶液然后过滤
Fe2(SO4)3+3Na2CO3 +3H2O=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4 +3CO2 ↑；2Fe3++3CO +3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2 ↑
③．氢氧化亚铁的制备方法
ⅰ、．化学反应原理：FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl ；Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
ⅱ、制备氢氧化亚铁的关键：需要创造的条件——无Fe3+的环境；无O2的环境。可以采取的措施——排除溶液中的Fe3+ →加铁粉；驱逐溶液中的溶解氧→加热煮沸；避免与空气接触→反常规操作、油封、滴管的使用、试剂瓶装满等
（2）不溶性碱的共性热不稳定性：受热分解生成对应价态的氧化物和水
ⅰ、氢氧化铝的受热分解生成氧化铝和水：2Al(OH)3 Al2O3 +3H2O （白色不变）
ⅱ、氢氧化铁的受热分解生成氧化铁和水：2Fe(OH)3 Fe2O3 +3H2O （红褐色变红棕色）
ⅲ、氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水：Cu(OH)2 CuO +H2O （蓝色变黑色）
（3）．变价金属的高价态的碱的氧化性：
ⅰ、氢氧化铁与氢碘酸的反应：2Fe(OH)3 +6HI=2FeI2 +I2 +3H2O
ⅱ、新制备的氢氧化铜与含醛基的化合物的反应：2Cu(OH)2 +CH3CHO Cu2O↓+CH3COOH+2H2O
附：银氨溶液（可溶性络碱）与含醛基的化合物的反应：
2Ag(NH3)OH +CH3CHO 2Ag↓+CH3COONH4+3NH3 +H2O
（4）．氢氧化铝的两性：电离方程式H+ +AlO +H2O Al(OH)3 Al3+ +3OH-
ⅰ、与硫酸反应生成硫酸铝和水：
2Al(OH)3 +3H2SO4=Al2(SO4)3+6H2O ；Al(OH)3 +3H+=Al3++3H2O ；
ⅱ、与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水：
Al(OH)3 +NaOH=NaAlO2+2H2O ；Al(OH)3 +OH-=AlO +2H2O ；
5．比较碳酸钠、碳酸氢钠的溶解性、热稳定性、与酸的反应
（1）物理性质：
①．溶解性：碳酸钠和碳酸氢钠都溶于水，碳酸氢钠的溶解性比碳酸钠小。
说明：碱土金属的碳酸盐的溶解性小于其对应酸式盐的溶解性，例如：溶解性：CaCO3
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