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高中三年级化学

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    下列叙述正确的是
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    A.钠不与二氧化碳气体反应,所以钠失火可用二氧化碳灭火
    B.铝密度远小于铁,故三层无油烟锅的中间层铝的作用是减轻锅的重量
    C.根据铝在元素周期表中的位置可知,金属氧化物中不只是氧化铝具有两性
    D.四氧化三铁与盐酸反应生成两种盐,可见在反应中四氧化三铁既作氧化剂又作还原剂
    本题信息:2011年模拟题化学单选题难度一般 来源:于丽娜
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本试题 “下列叙述正确的是[ ]A.钠不与二氧化碳气体反应,所以钠失火可用二氧化碳灭火B.铝密度远小于铁,故三层无油烟锅的中间层铝的作用是减轻锅的重量C.根据铝在...” 主要考查您对

单质钠

单质铝

四氧化三铁

元素周期表

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钠的基本性质:

钠元素的原子序数等于11,在周期表中位于第三周期,第ⅠA族。钠的原子结构示意图为,故钠的金属性比较强,是很活泼的金属材料。其单质很软,具有银白色金属光泽,是热和电的良导体。钠的密度比水小,比煤油大,熔点97.81℃,沸点882.9℃。


钠的物理性质:

钠单质很软,具有银白色金属光泽,是热和电的良导体。钠的密度比水小,比煤油大,熔点97.81℃,沸点882.9℃。
概括为:银白软轻低,热电良导体。

钠的化学性质:

钠的原子结构示意图为
①与非金属单质的反应
A. 与氧气反应
(白色固体,不稳定)(空气中,钠的切面由银白色逐渐变暗的原因)
(淡黄色固体,较稳定)
B. 与硫反应
2Na + S ==Na2S  (研磨时发生爆炸)
C. 与氯气反应

②与水反应

 主要实验现象  对实验现象的分析
 浮在水面上  密度比水小
 熔化成闪亮的小球  反应放热,且钠的熔点低
 迅速游动  反应产生气体(H2)
 嘶嘶作响  反应剧烈
 溶液呈红色  反应生成NaOH,遇酚酞变红

③与盐溶液反应
钠与盐溶液反应,先考虑钠与水反应生成氢氧化钠,在考虑氢氧化钠是否与盐反应。
A. 投入NaCl溶液中,只有氢气放出。2Na+2H2O==2NaOH+H2
B. 投入饱和NaCl溶液中,有氢气放出,还有NaCl晶体析出(温度不变)。
C. 投入NH4Cl溶液中,有H2和NH3逸出。2Na+2NH4Cl==2NaCl+2NH3↑+H2
D. 投入CuSO4溶液中,有气体放出和蓝色沉淀生成。
2Na+2H2O+CuSO4==Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2


如何正确取用钠?

钠具有很活泼的化学性质,易与很多物质反应,所以在取用钠时一定要注意,千万不能直接用手去拿,以免手被腐蚀,实验剩余的钠屑,绝对不可以随意丢弃,而应放回到原瓶中。
正确做法:用镊子取一小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,用小刀切去一端的表层,观察表面的颜色。实验中剩余的钠必须放回原瓶。

钠露置在空气中的一系列变化:

 Na→Na2O→NaOH→Na2CO3→Na2CO3·10H2O→Na2CO3

钠的保存、制取及用途 :

①保存:由于金属钠的化学性质非常活泼,易与空气中的氧气、水蒸气反应,所以钠要保存在煤油中。
②在实验室中钠块的取用:用镊子从试剂瓶中取出钠块,用滤纸吸净表面上的煤油,在玻璃片上用小刀切去表面的氧化层,再切下一小粒备用,余下的钠全部放回试剂瓶中。
③制取:
④用途:
A. 工业上用Na作还原剂,用与冶炼金属,如4Na+TiCl4Ti+4NaCl
B. Na-K合金(液态)用作原子反应堆的导热剂。
C. 在电光源上,用钠制造高压钠灯。

焰色反应:

焰色反应是化学上用来测试某种金属是否存在在化合物的方法。其原理是每种元素都有其特别的光谱,显示出不同的颜色。

焰色反应的操作:

先准备一支铂丝,钴蓝玻璃及盐或其溶液。   
把铂丝浸在浓盐酸中以清除先前余下的物质,再把铂丝放在酒精灯焰(蓝色火焰)中直至没有颜色的变化。   
用蒸馏水或去离子水或纯水冲洗铂丝。   
用铂丝接触盐或溶液,通过酒精灯焰(蓝色火焰)中加热。   
当钠离子存在于所测试的溶液中,用钴蓝玻璃过滤钠离子的焰色。   
最后将观察焰色。钠的焰色为明亮的金黄色火焰。

各种元素的颜色:

元素符号 离子元素 名称  焰色
Ba Ba2+ 黄绿
Ca Ca2+ 砖红
Cs Cs+ 浅紫
Na Na+  钠
Zn  Zn2+ 蓝绿
Fe(III) Fe3+ 铁(III) 金黄
K K+  浅紫(透过蓝色钴玻璃)
Li Li+ 深红

碱金属元素的性质:

1.氧化产物的特殊性。碱金属在空气中燃烧,只有Li氧化生成Li2O;其余的生成过氧化物(如Na2O2)或更复杂的氧化物(如KO2)。
2.碱金属单质密度都较小,其中锂的密度是所有金属中最小的。
3.碱金属单质熔点都较低,只有Li的熔点高于100℃。
4.钾、钠在常温下为固态,但钾钠合金在常温下为液态,可作为原子反应堆的导热剂。
5.碱金属单质通常保存在煤油中,但因锂的密度小于煤油而只能保存在液体石蜡中或封存在固体石蜡中。
6.一般说,酸式盐较正盐溶解度大,但NaHCO3却比Na2CO3溶解度小。
7.试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但ⅠA族金属Na、K等除外。
8.一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属,但非常活泼的金属Na、K等除外。
9.Fr是放射性元素,所以在自然界中不存在。


铝的主要性质:

  • 物理性质:
    铝是银白色,具有金属光泽的固体,硬度较小,具有良好的导电性、导热性和延展性。
  • 化学性质:
    活泼金属,具有较强的还原性;常温下铝在浓硫酸和浓硝酸中发生钝化;既可以与酸反应又可以与碱反应。
    (1)与氧气反应:(纯氧中发出耀眼的白光)
    (2)与Cl2 、S 、N2反应:
    (Al2S3在溶液中完全双水解)

    (AlN与水反应生成Al(OH)3和NH3↑)
    (3)与水反应:
    (4)与酸反应:
    (5)与碱的反应:
    (6)铝热反应:2Al+Fe2O3=(高温)=Al2O3+2Fe
  • 铝的用途
    纯铝制作导线,铝合金用于制造飞机、汽车、生活用品等。



铝的特殊性质:

铝既能与酸反应,也能与强碱反应。
铝与酸反应:铝与浓硫酸在常温下发生钝化,2Al+6HCl==2AlCl3+3H2
铝与碱反应:2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2

铝热反应:

铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法。此种反应被称为铝热反应。 
可简单认为是铝与某些金属氧化物(如Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)或非金属氧化物(如SiO2等)在高热条件下发生的反应。    
铝热反应常用于冶炼高熔点的金属,并且它是一个放热反应,   
其中镁条为引燃剂,氯酸钾为助燃剂。
其装置如下图所示:


铝热反应配平技巧:

取反应物和生成物中氧化物中两边氧的最小公倍数,即可快速配平,如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中,可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍数12,则Fe3O4前应为3Al2O3前应为4,然后便可得到Al为8,Fe为9。


镁铝的化学性质比较:

单质
与非金属反应 2Mg+O2=(点燃)=2MgO
(发出耀眼白光)
Mg+Cl2=(点燃)=MgCl2
3Mg+N2=(点燃)=Mg3N2
4Al+3O2=(加热)=2Al2O3
2Al+3Cl2=(加热)=2AlCl3
2Al+3S=(加热)=Al2S3
与沸水反应 Mg+2H2O=(加热)=Mg(OH)2+H2 不反应
与酸反应 Mg+2H+==Mg2++H2
与稀硝酸反应生成Mg(NO3)2、NOx(或者N2、NH4NO3)、H2O
2Al+6H+==2Al3++3H2
在冷的浓硝酸或浓硫酸中钝化
与氧化物反应 2Mg+CO2=(点燃)=2MgO+C
(剧烈燃烧,生成白色粉末和黑色固体)
2Al+Fe2O3=(高温)=2Fe+Al2O3(铝热反应)
与盐溶液反应 Mg+2NH4++2H2O==Mg2++2NH3·H2O+H2
Mg+Cu2+==Mg2++Cu
2Al+3Hg2+=2Al3++3Hg
与强碱反应 不反应 2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2

铝热反应配平技巧:

取反应物和生成物中氧化物中两边氧的最小公倍数,即可快速配平,如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中,可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍数12,则Fe3O4前应为3Al2O3前应为4,底下便可得到Al为8,Fe为9。

铝与酸、碱反应的计算技巧:

铝与酸、碱反应的实质都是,所以根据得失电子守恒可知:,利用此关系可以方便地进行有关计算。

铝与酸或碱溶液反应生成H2的量的计算:

 Al是我们中学阶段学习的唯一既与H反应也与OH反应的金属,它与酸、碱反应既有相同点,也有不同点。

相同点:Al均被氧化成+3价,所以1molAl不论与H还是与OH反应均生成3gH2
不同点:1molAl与H反应消耗3molH,而与OH反应只消耗1molOH,所以含有等物质的量的NaOH溶液和HCl溶液分别与足量的铝反应时生成的氢气的物质的量之比为3∶1。


“铝三角”关系:


Al3++3OH-===Al(OH)3
Al(OH)3+OH-===AlO2-+2H2O
Al3++4OH-===AlO2-+2H2O
AlO2-+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO3-
AlO2-+H++H2O===Al(OH)3
AlO2-+4H+===Al3++2H2O


钝化:

铝、铁在常温下与浓硫酸发生钝化,钝化不是不反应,而是被氧化成一层致密的氧化物薄膜,恰恰说明金属的活泼性。


四氧化三铁:

又称磁性氧化铁,具有磁性的黑色晶体,不溶于水,具有优良的导电性。



四氧化三铁的性质:

(1)色态:具有磁性的黑色晶体
(2)别名:磁性氧化铁、氧化铁黑、磁铁、磁石、吸铁石、偏铁酸亚铁
(3)矿物:磁铁矿
(4)溶解性:不溶于水,与酸反应生成+2、+3铁盐
(5)稳定性:稳定
(6)还原性:在高温下,易氧化成三氧化二铁。4Fe3O4+O26Fe2O3
(7)氧化性:在高温下可与还原剂H2、CO、Al、C等反应。




铁的氧化物:

化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗称 —— 铁红 磁性氧化铁
色态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体
铁的价态 +2 +3 +2、+3
水溶性 不溶 不溶 不溶
与酸反应 FeO+2H+==Fe2++H2O Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+==Fe2++2Fe3++4H2O
用途 玻璃色料 油漆、颜料 做颜料和抛光剂
氧化性 高温时都能与C、CO、H2反应,被还原生成Fe单质

元素周期表编排原则:

(1)把电子层数相同的各种元素按原子序数递增的顺序从左至右排成横行。
(2)把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序由上到下排列成纵行。
注意:①元素周期表是元素周期律的具体表现形式,它反映了元素之间相互联系的规律。
②历史上第一个元素周期表是1869年俄国化学家门捷列夫在前人探索的基础上排成的,他将元素按相对原子质量由小到大依次排列,并将化学性质相似的元素放在一个纵行。

元素周期表的结构:

(1)周期
①周期的含义在元素周期表中,把电子层数相同的元素,按原子序数递增的顺序从左到右排成横行,这样每个横行为一个周期。现在使用的元素周期表有7个横行,即7 个周期。
②周期的划分
 
(2)族
①族的含义在周期表中,把不同横行(即周期)中最外层电子数相同的元素,按电子层数递增的顺序由上到下排成纵行,除第8、9、10三个纵行叫做第Ⅷ族外,其余15个纵行,每个纵行为一族。现在使用的元素周期表有18 个纵行,它们被划分为16个族。
②族的划分
 
(3)元素周期表中主族元素金属性和非金属性的递变


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