金属的化学性质:
常见金属能与氧气反应,也能与盐酸,硫酸及盐溶液反应。
常见金属的化学性质:1.
金属和氧气的反应
金属 |
在空气中 |
在氧气中 |
方程式 |
镁 |
常温下表面逐渐变暗。点燃 剧烈燃烧,发出耀眼的白光, 生成白色固体 |
点燃,剧烈燃烧,发出耀 眼的白光,生成白色固体 |
2Mg+O22MgO |
铝 |
常温下,铝表而变暗,生成一 层致密氧化膜,保护铝不再被腐蚀 |
点燃。剧烈燃烧,火星四射, 放出大量的热,生成白色固体 |
4Al+3O22Al2O3 |
铁 |
持续加热发红,离火变冷 |
火星四射,放出大量的热, 生成黑色固体 |
3Fe+2O2Fe3O4 |
铜 |
加热,生成黑色物质,在潮湿的 空气中,生成铜绿而被腐蚀 |
加热,生成黑色固体 |
2Cu+O22CuO |
金 |
即使在高温也不和氧气反应 |
|
—— |
结论 |
大多数金属都能喝氧气反应,但反应的难易程度和剧烈程度不同 |
|
2.
金属与酸的反应
|
盐酸 |
稀硫酸 |
反应现象(两种酸中相同) |
镁 |
Mg+2HCl==MgCl2+H2↑ |
Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑ |
反应比较剧烈,产生大量 气泡,溶液仍为无色,生成 的气体能够燃烧,并且产 生淡蓝色火焰 |
铝 |
2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑ |
2Al+3H2SO4==Al2(SO4)+3H2↑ |
锌 |
Zn+2HCl==H2↑+ZnCl2 |
Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑ |
反应缓慢,有气泡产生,溶 液由无色逐渐变为浅绿色, 生成的气体能够燃烧,并且 产生淡蓝色火焰 |
铁 |
Fe+2HCl==FeCl2+H2↑ |
Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑ |
铜 |
不反应 |
不反应 |
无 |
3.
金属与盐的反应
将锌片、铁丝、铜丝三种金属分别放入硫酸铜溶液、硝酸银溶液、氯化钠溶液中,观察现象
|
CuSO4溶液 |
AgNO3溶液 |
NaCl溶液 |
锌 |
锌表面有一层红色金属析出,溶液由蓝色变为无色 Zn+CuSO4==ZnSO4+Cu |
锌表面有一层银白色金属析出 Zn+2AgNO3==Zn(NO3)2+2Ag |
无变化,不反应 |
铁 |
铁表面有一层红色金属析出,溶液由蓝色变为浅绿色 Fe+CuSO4==FeSO4+Cu |
铁表面有一层银白色金属析出,溶液由无色变为浅绿色 Fe+2AgNO3==Fe(NO3)2+2Ag |
无变化,不反应 |
铜 |
无变化,不反应 |
铜表面有一层银白色金属析出,溶液由无色变为蓝色 Cu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag |
无变化,不反应 |
易错点:
一、(1)一般在金属活动性顺序表中排在氢前面的金属(也叫活泼金属)能置换出酸中的氢;排在氢后面的金属则不能,如铜、银与盐酸、稀硫酸都不反应。
(2)浓硫酸和硝酸与金属反应不生成氢气,因为它们有很强的氧化性,与金属反应不生成氢气。
(3)在金属活动性顺序表中排在最前面的金属如K、 Na活泼性太强,放入酸溶液中首先跟酸发生置换反应,过M的金属会继续跟水发生剧烈的反应。
(4)铁与非氧化性酸反应时,始终生成亚铁盐 (Fe
2+)。
(5)金属与酸反应后溶液的质量增大。
二、
(1)在金属活动性顺序表中,位于前面的金属可以把位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来(K,Ca,Na除外)。相隔越远,反应越容易发生。
(2)金属与盐溶液的反应,盐必须能溶于水,不溶性的盐与金属不反应,如AgCl难溶于水,Fe和AgCl不反应。
(3)不能用活泼的金属K,Ca,Na,与盐溶液反应,因为K,Ca,Na。会先与H
2O发生置换反应生成碱和氢气。
金属与酸的反应不一定属于置换反应:
置换反应是指一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。一般情况下,较活泼的金属跟酸发生的化学反应属于置换反应。但由于浓硫酸(或硝酸)具有强氧化性,金属与浓硫酸(或硝酸)反应时,生成物相对比较复杂。这类反应不属于置换反应。
铝和锌的抗腐蚀性:1.铝制品具有很好的抗腐蚀性,是因为铝与空气中的氧气反应表面生成一种致密的氧化铝薄膜,对铝起防护作用。
2.锌与铝的抗腐蚀性相似,也是在金属表面会生成一层致密的氧化锌保护膜。
金属冶炼:金属冶炼是把金属从化合态变为游离态的过程
矿石 ①工业上能用来提炼金属的矿物叫做矿石。
②常见的矿石赤铁矿(Fe
2O
3)、黄铁矿(FeS
2)、褐铁矿(Fe
2O
3·xH
2O)、水铝石(Al
2O
3·H
2O)、菱铁矿(主要成分是FeCO
3)、磁铁矿(Fe
3O
4)、方铅矿(PbS)、孔雀石 [Cu
2(OH)
2CO
3]、赤铜矿(Cu
2O)、铝土矿(主要成分是Al
2O
3)、黄铜矿(主要成分是CuFeS
2)、辉铜矿(主要成分是Cu2S)。
铁的冶炼
①
原理:把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程,其主要的反应原理是:
在高温下,利用还原剂一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来,其反应的化学方程式是: Fe
2O
3+3CO
2Fe+3CO
2 ②
炼铁的原料及作用:
铁矿石:提供原料
焦炭:提供能量,产生还原剂
石灰石:将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。
③
设备:高炉
④
高炉内有关反应:
a.产生CO提供能量:C+O
2CO
2;CO
2+C
2CO
b.在高温下用CO将Fe从Fe
2O
3中还原出来:3CO+ Fe
2O
32Fe + 3CO
2 c.用石灰石将矿石中的SiO
2转变为炉渣除去。
CaCO
3CaO+CO
2↑,CaO+SiO
2CaSiO
3⑤
产品:生铁
炼铁高炉中出铁口低于出渣口的原因:炼铁高炉中出铁口与出渣口的高低取决于铁水和炉渣的密度〔铁水的密度大于炉渣的密度)。
金属的冶炼方法: ①
热分解法(适用于Hg,Ag不活泼的金属的冶炼,加热使其氧化物分解) 如:
2HgO=Hg+O
2↑
②
热还原法(适用于金属活动性顺序表中,Zn- Cu金属的冶炼)
a.用H
2作还原剂(优点:制得金属纯度高,污染小) 如:Fe
3O
4+4H
23Fe+4H
2O
b.用焦炭、一氧化碳作还原剂(易混入杂质,污染大气,适合工业化大规模生产) 如:
炼铁的反应方程式为Fe
2O
3+3CO
2Fe +3CO
2炼锌的反应万程式为2ZnO+C
2Zn+CO
2↑
c.用Al作还原剂(铝热剂用来焊接铁轨) 如:
8Al+3Fe
3O
49Fe+4Al
2O
3 d.电解法(适用于活泼金属Na,Mg等的冶炼) 如:
2NaCl(熔融)
2Na+Cl
2↑ ;MgCl
2(熔融)
Mg+Cl
2↑
e.湿法冶金(从溶液中通过化学反应来获取金属) 如:
Fe+CuSO
4==Cu+FeSO
4
盐的定义: 盐是指由金属离子(或钱根离子)和酸根离子构成的化合物,盐在溶液里能解离成金属离子(或钱根离子)和酸根离子。根据阳离子不同,可将盐分为钠盐、钾盐、钙盐、钱盐等,根据阴离子不同,可将盆分为硫酸盐、碳酸盐,硝酸盐等。
生活中常见的盐有:氯化钠(NaCl),碳酸钠 (Na
2CO
3)、碳酸氧钠(NaHCO
3)、碳酸钙和农业生产上应用的硫酸铜(CuSO
4)。
盐的物理性质:
(1)盐的水溶液的颜色常见的盐大多数为白色固体,其水溶液一般为无色。但是有些盐有颜色,其水溶液也有颜色。例如:胆矾(CuSO4·5H2O)为蓝色,高锰酸钾为紫黑色;含Cu2+的溶液一般为蓝色,含Fe
2+的溶液一般为浅绿色,含Fe
3+的溶液一般为黄色。
(2)盐的溶解性记忆如下钾钠硝钱溶水快(含K+,Na+,NH4+,NO
3-的盐易溶于水);硫酸盐除钡银钙(含SO
42-的盐中,Ag2SO4, CaSO4微溶,BaSO3难溶)都易溶;氯化物中银不溶(含 Cl-的盐中,AgCl不溶于水,其余一般易溶于水);碳酸盐溶钾钠钱[含CO
32-的盐,Na2CO3、(NH4)2CO3、 K2CO3易溶,Na2CO3微溶,其余难溶〕。
盐的化学性质: (1)盐+金属一另一种盐+另一种金属(置换反应),例如:Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
规律:反应物中盐要可溶,金属活动性顺序表中前面的金属可将后面的金属从其盐溶液中置换出来(K, Ca,Na除外)。
应用:判断或验证金属活动性顺序和反应发生的先后顺序。
(2)盐+酸→另一种盐+另一种酸(复分解反应),例如;HCl+AgNO3==AgCl↓+HNO3。
规律:反应物中的酸在初中阶段一般指盐酸、硫酸、硝酸。盐是碳酸盐时可不溶,若是其他盐,则要求可溶。应用:实验室制取CO
2,CO
32-、Cl
-,SO
42-的检验。
(3)盐+碱→另一种盐+另一种碱(复分解反应)
规律:反应物都可溶,若反应物中盐不为按盐,生成物其中之一为沉淀或水。
应用:制取某种碱,例如:Ca(OH)
2+Na2CO3== CaCO3↓+2NaOH。
(4)盐+盐→另外两种盐
规律:反应物都可溶,生成物至少有一种不溶于水。
应用:检验某种离子或物质。例如:NaCl+AgNO3 =AgCl↓+NaNO3(可用于鉴定Cl
-);Na2SO4+BaCl2==BaSO4↓+2NaCl(可用与鉴定SO
42-)
几种常见盐的性质及用途比较如下表:
|
氯化钠 |
碳酸钠 |
碳酸氢钠 |
碳酸钙 |
硫酸铜 |
化学式 |
NaCl |
Na2CO3 |
NaHCO3 |
CaCO3 |
CuSO4 |
俗称 |
食盐 |
纯碱、苏打 |
小苏打 |
—— |
—— |
物理性质 |
白色固体,易溶于水。水溶液有咸味,溶解度受温度影响小 |
白色固体,易溶于水 |
白色固体,易溶于水 |
白色固体,不溶于水 |
白色固体,易溶于水,溶液为蓝色,有毒 |
化学性质 |
水溶液显中性 AgNO3+NaCl==AgCl↓+NaNO3 |
水溶液显碱性 Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑ Na2CO3+Ca(OH)2==CaCO3↓+2NaOH |
水溶液显碱性 NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑ |
CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ |
CuSO4+5H2O==CuSO4·5H2O CuSO4+Fe==FeSO4+Cu CuSO4+2NaOH==Cu(OH)2↓+Na2SO4 |
用途 |
作调味品和防腐剂,医疗上配置生理盐水。重要的化工原料 |
制烧碱,广泛用于玻璃、纺织、造纸等工业 |
焙制糕点的发酵粉的主要成分,医疗上治疗胃酸过多 |
实验室制取CO2,重要的建筑材料,制补钙剂 |
农业上配制波尔多液,实验室中用作水的检验试剂,精炼铜 |
易错点:①“食盐是盐是对的,但“盐就是食盐”是错误的,化学中的“盐”指的是一类物质。
②石灰石和大理石的主要成分是碳酸钙,它们是混合物,而碳酸钙是纯净物。
③日常生活中还有一种盐叫亚硝酸钠,工业用盐中常含有亚硝酸钠,是一种自色粉末,有咸味,对人体有害,常用作防腐保鲜剂。
④CuSO
4是一种白色固体,溶于水后形成蓝色的CuSO
4溶液,从CuSO
4溶液中结品析出的晶体不是硫酸铜,而是硫酸铜晶休,化学式为CuSO
4·5H
2O,俗称胆矾或蓝矾,是一种蓝色固体。硫酸铜与水结合也能形成胆矾,颜色由白色变为蓝色.利用这种特性常用硫酸铜固体在化学实验中作检验水的试剂。
盐的命名: (1)只有两种元素组成的盐,读作“某化某”,如 NaCl读作氯化钠,AgI读作碘化银。
(2)构成中含有酸根的,读作“某酸某”。如Na
2CO
3、ZnSO
4、AgNO
3、KMnO
4、KClO
3分别读作:碳酸钠、硫酸锌、硝酸银、高锰酸钾、氯酸钾。
(3)含铵根的化合物,读作“某化铵”或“某酸铵”。如NH
4Cl、(NH
4)
2SO
4读作:氯化铵、硫酸铵。
(4)其他:Cu
2(OH)
2CO
3读作“碱式碳酸铜”, NaHSO
4读作“硫酸氢钠”, NaHCO
3读作“碳酸氢钠”。
风化:风化是指结晶水合物在室温和干燥的条件下失去结晶水的现象,这种变化属于化学反应。如 Na
2CO
3·10H
2O==Na
2CO
3+10H
2O;CaSO
4·2H
2O ==CaSO
4+2H
2O。
侯氏制碱法:我国化工专家侯德榜于1938-1940年用了三年时间,成功研制出联合制碱法,后来命名为“侯氏联合制碱法”。其主要原理是:
NH
3+CO
2+H
2O== NH
4HCO
3 NH
4HCO
3+NaCl ==NaHCO
3↓+NH
4CI
2NaHCO
3==Na
2CO
3+H
2O+CO
2↑
(1)NH
3与H
2O,CO
2反应生成NH
4HCO
3。
(2)NH
4HCO
3与NaCl反应生成NaHCO
3沉淀。主要原因是NaHCO
3的溶解度较小。
(3)在第(2)点中过滤后的滤液中加入NaCl,由于 NH
4CI在低温时溶解度非常低,使NH
4Cl结晶析出,可做氮肥。
(4)加热NaHCO
3得到Na
2CO
3.
优点:保留了氨碱法的优点,消除了它的缺点,提高了食盐的利用率,NH
4Cl可做氮肥,同时无氨碱法副产物CaCl
2毁占耕田的问题。
概念:
物质的推断就是运用物质的特殊性质和特征反应.根据实验现象得出正确的结论。同一推断题可能存在多个突破点,可以从不同角度或不同种方法寻找解题突破口,同叫检验推断结果,保证答案的准确性。推断题题型具备考查知识面广、综合性强、题型多变、思维容量大等特点。要解好此类题口,要求大家要有扎实的元素化合物的基础知识和实验技能,还必须具备科学、严密的思维方法和良好的分析问题、解决问题的能力。
常见物质的颜色:多数气体为无色,多数固体化合物为白色,多数溶液为无色。
黑色固体:MnO
2、CuO、Fe
3O
4、C粉、铁粉(Fe)活性炭
蓝色固体:CuSO
4·5H
2O(胆矾)、Cu(OH)
2(氢氧化铜)、CuCO
3(碳酸铜)
红色固体:Cu(紫红色)、Fe
2O
3(红棕色)、红磷:P(暗红色)、Fe(OH)
3(红褐色)I
2碘(紫红色)
黄色固体:硫磺(单质S)
绿色固体:碱式碳酸铜(铜绿)[Cu
2(OH)
2CO
3]
蓝色溶液:含Cu
2+溶液:CuSO
4(硫酸铜溶液)、CuCl
2(氯化铜溶液)Cu(NO
3)
2(硝酸铜溶液)
黄色溶液:含Fe
3+的溶液(棕黄色):FeCl
3(氯化铁溶液)、Fe
2(SO
4)
3(硫酸铁溶液)Fe(NO
3)
3(硝酸铁溶液)
浅绿色溶液:含Fe
2+的溶液:FeCl
2(氯化亚铁)FeSO
4(硫酸亚铁)Fe(NO
3)
2(硝酸亚铁)
其他溶液:石蕊试液(紫色)、高锰酸钾溶液(紫红色)
无色气体:N
2、CO
2、CO、O
2、H
2、CH
4
有色气体:Cl
2(黄绿色)、NO
2(红棕色)
有刺激性气味的气体:NH
3(此气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝色)、SO
2、HCl(氯化氢)
有臭鸡蛋气味:H
2S硫化氢
气体的特征:
①有刺激性气味的气体:HCl、SO
2、NH
3 ②有颜色的气体:Cl
2(黄绿色)、NO
2(红棕色)
③无色无味的气体:O
2、H
2、N
2、CO、CO
2。
特征反应:
特征反应 |
常见反应 |
在催化剂作用下发生的反应 |
双氧水或氯酸钾分解 |
通电发生的反应 |
电解水 |
产生大量白烟的燃烧 |
磷燃烧 |
发出耀眼白光的燃烧 |
镁带在空气中燃烧,铝箔在O2中燃烧 |
产生明亮蓝紫色火焰并生成有刺激性气味气体的燃烧 |
硫在氧气中燃烧 |
产生淡蓝色火焰且罩在火焰上方的小烧杯内壁有水珠出现 |
氢气在空气中燃烧 |
产生蓝色火焰的燃烧 |
CO和CH4在空气中燃烧 |
有火星四射的燃烧 |
铁在氧气中燃烧 |
生成蓝色沉淀的反应 |
可溶性碱+可溶性铜盐 |
生成红褐色沉淀的反应 |
可溶性碱+可溶性铁盐 |
溶液加酸放出CO2气体 |
碳酸盐(或碳酸氢盐)+酸 |
固体加酸放出气体 |
氢前金属或碳酸盐+酸 |
推断题的解题步骤及突破口的选择:1.
解题步骤 (1)审题:认真审读原题,弄清文意和图意,理出题给条件,深挖细找.反复推敲。
(2)分析:抓住关键,找准解题的突破口,突破口也称为“题眼”,指的是关键词、特殊现象、物质的特征等等.然后从突破口出发,探求知识间的内在联系,应用多种思维方式,进行严密的分析和逻辑推理,推出符合题意的结果,
(3)解答:根据题目的要求,按照分析和推理的结果,认真而全面地解答。
(4)检验:得出结论后切勿忘记验证。其方法是将所得答案放回原题中检验,若完全符合,则说明答案正确。若出现不符,则说明答案有误,需要另行思考,推出正确答案。
2.
突破口的选择 (1)颜色特征:根据物质的特殊颜色进行判断。包括常见固体、沉淀、溶液、火焰的颜色。
(2)反应特征
(3)物质状态特征
常见固体单质:Fe、Cu、C,S,P;气体单质:H2、O2、 N2;气体化合物:CO、CO2、CH4、SO2;常温下呈液态的物质:H2O、H2O2、酒精、H2SO4.
(4)反应条件特征
点燃:有O2参加的反应;通电:H2O的电解;MnO2 作催化剂:KClO3分解制O2、H2O2分解制O2;高温: CaCO3分解、C还原CuO、炼铁;加热:KClO3、KMnO4、 Cu2(OH)2CO3的受热分解。
(5)以三角关系为突破口
(6)以物质特征现象为突破口
①能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体是CO
2。
②能使黑色CuO变红(或红色Fe
2O
3变黑)的气体是H
2或CO,同体是C。
③能使燃烧着的小条正常燃烧的气体是空气,燃烧得更旺的气体是O2,熄灭的气体是CO
2或N
2;能使带火星的木条复燃的气体是O
2.
④能使白色无水CuSO
4。粉末变蓝的气体是水蒸气。
⑤在O
2中燃烧火星四射的物质是Fe。
⑥在空气中燃烧生成CO
2和H
2O的物质是有机物,如CH
4、C
2H
5OH等。
⑦能溶于盐酸或稀HNO
3的白色沉淀有CaCO
3、 BaCO
3;不溶于稀HNO3的白色沉淀有AgCl、BaSO
4。
(7)以元素或物质之最为突破口 ①地壳中含量最多的元素是O,含量最多的金属元素是Al。
②人体中含量最多的元素是O
2。
③空气中含量最多的元素是N。
④形成化合物最多的元素是C。
⑤质子数最少的元素是H。
⑥相对分子质量最小、密度也最小的气体是H
2.
⑦相对分子质量最小的氧化物是H
2。
⑧自然界中硬度最大的物质是金刚石。
⑨空气中含量最多的气体是N2。
⑩最简单的有机物是CH4。
最常用的溶剂是H2O。
人体中含量最多的物质是H2O。
(8)以特定的实验结果为突破口
实验结果 |
可能情况分析 |
固体混合物加水后出现不溶物 |
a.源混合物中有不溶物.如CaCO、、 Al(OH)3等 b.混合物中物质反应生成沉淀,如 Na2SO4和BaCl2、Na2CO3和Ca(OH)2等 |
向固体混合物中加水得到无色溶液 |
混合物中一定不含含Fe2+、Fe3+ 、Cu2+、MnO4- |
生成有色沉淀 |
a.生成红褐色Fe(OH)3,是Fe3+的盐与碱溶液反应,如FeCl3+3NaOH== Fe(OH)3↓+3NaCl b.生成蓝色沉淀.是Cu2+的盐与碱溶液反应,如2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓ +Na2SO4 |
常见沉淀的性质 ①既不溶于水义不溶于酸 ②能溶于酸但不生成气体 ③能溶于酸且生成气体 ④加足量酸沉淀部分溶解 |
①如BaSO4和AgCl ②不溶的碱,如Mg(OH)2 ③不溶的碳酸盐,如CaCO3 ④沉淀为混合物,既含BaSO4或AgCl中的至少一种,又含有CaCO3、Mg(OH)2等不溶物 |