金属单质及其化合物

　　考点聚焦

　　1．《考试大纲》中对金属元素及化合物这块内容可分成二部分来理解.第一部分是钠、镁等典型的金属元素的化合物；第二部分是其他金属（如铁和铝）元素的化合物.每年的化学高考试题中往往都要考查到典型金属.

　　2．《考试大纲》中有多条类似于“以××为例,了解（或理解、掌握）××××”的内容叙述,如：以过氧化钠为例,了解过氧化物的性质；以Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）的相互转化为例,了解变价金属元素的氧化还原性.对这些内容的要注意理解实质,达到“举一反三”的要求.在这些内容往往是高考命题的重点.

　　3．金属元素及其化合物跟化学实验的综合.近几年的实验试题中比较多地出现了以金属元素及其化合物为落点的实验试题和元素推断题,请大家加以重视.

　　4.常见金属元素（如Na、Al、Fe、Cu等）

　　⑴了解常见金属的活动顺序.

　　⑵了解常见金属及其重要化合物的主要性质及其应用.

　　⑶了解合金的概念及其重要应用.

　　知识梳理

　　1、钠及其化合物

　　2、镁及其化合物

　　3、铝及其化合物

　　4、铁、铜及其化合物

　　一、钠及其化合物

　　1、钠

　　（1）钠的物理性质：钠是银白色金属,密度小（0.97g/cm3）,熔点低（97℃）,硬度小,质软,可用刀切割.钠通常保存在煤油中.是电和热的良导体.

　　（2）钠的化学性质：从原子结构可知钠是活泼的金属单质.

　　①钠与非金属单质反应：常温：4Na+O2==2Na2O,加热：2Na+O2Na2O2;

　　2Na+Cl22NaCl;2Na+SNa2S等.

　　②钠与水反应:2Na+2H2O==2NaOH+H2↑；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.

　　注意：钠在空气中的变化：银白色的钠变暗（生成了氧化钠）变白（生成氢氧化钠）潮解变成白色固体（生成碳酸钠）.

　　③钠与酸反应：如2Na+2HCl==2NaCl+H2↑,Na放入稀盐酸中,是先与酸反应,酸不足再与水反应.因此Na放入到酸溶液中Na是不可能过量的.同时Na与H2的物质的量比始终是2:1.当然反应要比钠与水的反应剧烈多.

　　④钠与盐的溶液反应：钠不能置换出溶液中的金属,钠是直接与水反应.反应后的碱再与溶液中的其他物质反应.如钠投入到硫酸铜溶液的反应式：2Na+CuSO4+2H2O==Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑.

　　⑤钠与氢气的反应：2Na+H2==2NaH.NaH+H2O==NaOH+H2↑；NaH是强的还原剂.

　　（3）工业制钠：电解熔融的NaCl,2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑.

　　（4）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.

　　2、氧化钠和过氧化钠

　　（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.

　　(2)Na2O2：淡黄色固体是复杂氧化物,易与水、二氧化碳反应放出氧气.

　　2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑,2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2↑（作供氧剂）.

　　因此Na2O2常做生氧剂,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,实验研究表明是有：Na2O2+H2O==2NaOH+H2O2,2H2O2==2H2O+O2反应发生.因为H2O2也具有漂白作用.当然过氧化钠也可以直接漂白的.

　　3、碳酸钠和碳酸氢钠

　　性质Na2CO3（Na2CO3•10H2O）NaHCO3性质比较

　　俗称纯碱或苏打小苏打NaHCO3的颗粒比Na2CO3小

　　水溶性易溶于水易溶于水S(Na2CO3)>S(NaHCO3)

　　溶液酸碱性显碱性显碱性同浓度Na2CO3溶液的pH大于NaHCO3溶液的pH

　　热稳定性稳定受热分解生成Na2CO3、H2O、CO2NaHCO3的热稳定性比Na2CO3差,用于除杂质.

　　与酸反应能与强酸反应能与强酸反应等物质的量时Na2CO3耗酸量大于NaHCO3

　　溶液中相互转化Na2CO3溶液能吸收CO2转化为NaHCO3

　　Na2CO3+H2O+CO2==2NaHCO3

　　除CO2中的HCl杂质是用饱和的NaHCO3溶液,而不用Na2CO3溶液

　　用途用在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业中.发酵粉的主要成分之一；制胃酸过多等.

　　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①Na2CO3+HCl==NaCl+NaHCO3,后②NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2.

　　②向稀HCl中滴加Na2CO3溶液,先有气体,反应是：Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2.

　　如果用2mol的Na2CO3和2.4mol的稀HCl反应,采用①方法放出CO2是0.4mol；采用②方法放出CO2为1.2mol.希望同学们在解题时要留意.

　　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

　　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.

　　二、镁及其化合物

　　1、镁的性质

　　（1）物理性质