金属的重要反应规律及其应用.docx

金属的重要反应规律及其应用1. 金属与非金属的反应规律O2、Cl2、S 等活泼非金属均可把金属氧化，得到金属氧化物、氯化物、硫化物等其中对 于变价元素Fe、Cu,当氧化剂为Cl2时，生成相应的高价化合物；当氧化剂为S时，生成 相应的低价化合物如2Fe+3C12====^FeCl3, Cu+C12====€uCl2, Fe+S====^eS,2Cu+ S=====Cu2So2. 金属与氧气反应的多样性（1） 活泼金属（如Na）在常温下即可反应，加热或点燃所得的产物一般更复杂 4Na+O2===2N§O（常温）2Na+O2=====^a2O2（2） 较活泼的金属在高温下一般都能剧烈反应，常温下一般也能反应，但具体情况存在差异① Mg和A1在加热时均能剧烈反应（A1在纯O2中），常温下因能形成致密氧化膜而阻止内层 金属继续反应，所以Mg、Al虽然较活泼，但常温下在空气中能够稳定存在2Mg＋O2===2MgO4A1＋3O2===2A12O3② 铁丝在纯O2中剧烈燃烧生成Fe3O4；铁在空气中缓慢氧化，形成的氧化膜生锈）不致密而 能持续反应3卩6+202==燃==^3044Fe＋3O2===2Fe2O3⑶不活泼的金属（如Au、Pt）—般不与O2反应。

3. 金属的置换反应规律（1） 金属与水反应 在金属活动性顺序表中，钠及钠之前的金属能与冷水剧烈反应，生成强碱和氢气；镁、铝能 与沸水反应；而铝之后、氢之前的金属在高温下能与水蒸气反应，生成不溶性氧化物和氢气； 氢之后的金属不能与水反应2） 金属与酸的反应在金属活动性顺序表中，排在H之前的金属能够与酸反应，置换出H2，排在H之后的金属 与酸不反应金属的位置越靠前，其活动性越强，与酸反应越容易，反应越剧烈如与等浓 度的盐酸反应且金属颗粒大小相同时，剧烈程度Mg>A1>Fe3） 金属与盐的反应 在金属活动性顺序表中，位于前面的金属能够把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来， 如 Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cuo但是能与水发生反应的金属（如Na）在与盐溶液反应时，不能置换出相应的金属单质，应先考虑与水的反应，再考虑生成的NaOH能否与盐发生反应4. 金属的化学性质及其应用一反柿条件阳同，产物不冋r与非金属反应 4Na+O；^^ 21X3^0 —2N^+O.陌成致密.傥宦擦吨4A1H3O.比鞍岂化剂刊化性强弱—2Fe+3CL>金屈化学性履与水■.舷应—2hIa+2HjO 2NaOH+Hit —一冰型亂验砚象—■ 3Fe+4，He②虑汕氏O4-HiH± —一叱较金皿活呦性—Mg+2H-^= Mg£++Ei：J*产生臣呈的汁算ZAhfilf2A1-U+SH..d 比较车同”应用广泛2A1+2OH +2HX> ^2A10j+^H.|—1【典例 1】 对下列实验现象及其解释不正确的有( )A. 金属钠在Cl2中燃烧产生白烟，这是因为产生的NaCl固体颗粒分散到空气中所致B. 把烧红的铁丝放在氧气中，发出耀眼白光，产生黑色固体，这是因为该反应放热多，生成 的 Fe3O4 为黑色C. 单质Mg、Al与O2反应，条件不同，可能产生不同的产物D. 镁带在空气中点燃发出耀眼光芒，并发生三个反应：2Mg+O2====^MgO、3Mg+N2===^==Mg3N2> 2Mg+CO2====^MgO+C(黑色)，Mg 常用于 照明弹。

在这些反应中， Mg 都是作还原剂解析 NaCl为白色固体，固体小颗粒分散到空气中就是烟，A对；Mg或Al与O2反应，不 论加热与否，都是只有一种产物MgO或Al2O3， C错；Mg与O2反应放出大量热，火焰明 亮，所以军事上常用它制照明弹；在这三个反应中，Mg的化合价都是从0-+2，所以Mg 都是作还原剂， D 对答案 C二 重要金属化合物的性质及其应用1. 重要的金属化合物>—CuONa^O 一 可溶性碱性钦化物- —阳血一町樓性过氧优物--心人—不落性蘭性殂化物 ——Fed ——民a——-不洛性爛性氣化糊氧化物的 颜色及典 墮反应是 无机鞫推 断题的娈 破]| NaOH—可搐性强御—珀EH)L不群性两性氢氧化物 FefOHj：;—— Fc(OJ戊 不涪性蟻 CutOHL 忡远仃」1 jNarrco.,^ iiijii^itf互转化及其鉴别方堂班卜2加匕A1QHH,阳隹之间的相互曲E~|■[^云讣00勺的粕厅-转优及止”的检脸方法IAKOHJrd—制取吋应注盍的I'讨题2. Na2CO3与NaHCO3的区别方法方法一：与强酸反应在两个试管中放入等量的两种固体，同时加入等量的同一盐酸溶液 放气体快者为 NaHCO3。

方法二：加热法对固体进行加热，把产生的气体通入澄清石灰水，变浑浊者为NaHCO3 方法三：沉淀法在两种溶液中，加入BaCl2(或CaCl2)溶液，有沉淀生成者为Na2CO3典例2】 现有两瓶无标签的无色溶液，分别装有Na2CO3和NaHCO3，用下列试剂或方 法能将两者区分的是( )① Ca(OH)2②盐酸③CaCl2④NaOH⑤加热A.①③ B.①④C.②③ D.②⑤解析 ①④都是碱，可以使Na2CO3、NaHCO3中都含有CO2~,结果现象一样(①都有沉淀、 ④都无沉淀)，所以①④不能区分②使二者放出CO2的速率不同，可以区分③使Na2CO3 有沉淀，而NaHCO3无沉淀，可以区分⑤加热法，因二者都是溶液，加热都不分解，无法 区分3.A13+、Al(OH)3、AlO-的转化及其图像(1)A13 +—Al(OH)3答案 C① 可溶性铝盐与少量NaOH溶液反应:Al3 + + 3OH-(少量)===Al(OH；3 ； ②可溶性铝盐与氨水反应：A13 t + aNH^lOMMhAKOHR ；+3NH+(2) A1(OH)3—A13+A1(OH)3溶于强酸溶液：A1(OH)3+3H+MMMA13++3H2O(3) A13 +一 A1O， 可溶性铝盐与过量的强碱反应：A13 ++4OH-(过量)===A1Of+2H2O(4) A1O-—A13+偏铝酸盐溶液与足量的盐酸反应：A1O2-+4H+MMMA13++2H2O(5) A1O- 一 A1(OH)3① 偏铝酸盐溶液中加入少量盐酸：A1O-+H+(少量)+H2O===A1(OH2 ；② 偏铝酸盐溶液中通入 CO2：A1O-+CO2(过量)+2H2O===A1(OH2 ；+HCO-(6) A1(OH)3 — A1O-A1(OH)3溶于强碱溶液：A1(OH)3+OH-MMMA1O2-+2H2O4.氢氧化铝图像解析方法沉淀的物质的筮(1) 向A1C13溶液中滴加NaOH溶液至过量发生反应的离子方程式为OA 段：A13+ + 3OH-===A1(OH* ；AB 段： A1(OH)3+OH-MMMA1O2-+2H2O从图中不难看出，向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液，若达不到最大沉淀量时，对应的氢氧 化钠溶液的体积有两种情况：一是氯化铝过量即加入的氢氧化钠不足；二是加入的氢氧化钠 将生成的氢氧化铝溶解了一部分。

2) 向铝盐溶液中滴入氨水或向氨水中滴加铝盐溶液由于氢氧化铝只能与酸或强碱反应，氨水是一种弱碱，所以氢氧化铝不会溶解在氨水中，则向铝盐溶液中滴入氨水或向氨水中滴加铝盐溶液，反应现象是相同的若向铝盐中滴加氨水，离子反应方程式为3NH3・H2O+A13+===A1(OH)J+3NH扌 当氨水增加到n(A13+) : n(NH3・H2O)=l ： 3时，产生最大沉淀量3) 向偏铝酸盐溶液中滴入强酸发生反应的离子方程式为OA 段：A1O-+H ++H2O===ai(oh)3 ；AB 段： A1(OH)3+3H+===A13++3H2O当n(AlO-) : n(H+)=1 ： 1时，产生最大沉淀量，继续滴入强酸，沉淀逐渐溶解⑷向NaA1O2溶液中通入CO2由于碳酸的酸性大于氢氧化铝，所以偏铝酸钠能与二氧化碳反应，生成氢氧化铝，产生的A1(OH)3沉淀不溶解在碳酸中，所以产生的沉淀不消失沉mol(5)向A1C13、MgC12的酸性溶液中滴加NaOH溶液反应的离子方程式依次为H++OH-===H2OMg2 ++2OH-===Mg(OHJ /A1C13 + 3OH-===A1(OH)3 ；A1(OH)3+OH-===A1O2-+2H2O出现的现象是先产生沉淀，到沉淀最大值，继续滴加NaOH,沉淀部分溶解，最后剩余的为 氢氧化镁沉淀，消失的是氢氧化铝沉淀。

典例3】 某溶液中可能含有H+、Na+、NH扌、Mg2 +、Fe3+、A13+、SO?-等离子，已知① 该溶液的焰色反应没有黄色；②当向该溶液中加入某浓度的NaOH溶液时，发现生成沉淀沉淀的物质的虽O的物质的量随 NaOH 溶液的体积变化如图所示由此可知：各离子的物质的量之比为 (2)肯定不含的阳离子是 解析 由图可判断出最初两份NaOH是与H+反应，溶液中无Mg2+、Fe3+,因为最后无沉淀 从图形的“先三份碱使其沉淀、后一份碱使其溶解”可以确定有A13+关键是寻找与OH- 反应、而又使沉淀量不变化的离子，从题给离子中可以找出是NH+在H+、A13+、NH+共 存时，加入OH-,与OH-反应的前后顺序是H+、A13+、NH+原因是电解质的强弱是H?O vai(oh)3vnh3・h2o,最弱者先形成，三者的强弱可以从下面三个反应来证明：A13+ + 3NH3^H2O===A1(OH)5 ； +3NH+ 证明 Al(0H)3 比氨水弱］A1(OH)3 + 3H+===A1?+ + 3H2O证明 H2O 比 Al(OH)3 弱］待溶液中成为A1(OH)3、NH3・H2O时，再加入OH-,才能溶解A1(OH)3。

这是因为A1(OH)3 与弱碱不反应，只有在强碱性时才溶解该题还有个陷阱就是易把SO2-当作是不能确定的由于溶液是电中性的，必须有阴离子， 所以SO2-一定存在H+) : n(NH+) : n(A13+) : n(SO?-) = 2 ： 3 ： 1 ： “㈣-)，再利用电荷守恒:n(H+)+n(NH打 + 3n(A13+)=2n(SO2-)即：2+3+3X1=2n(SO4-)，得 n(SO2_)=4答案 (1)H+、NH扌、A13 +、SO4- n(H+) : n(NH扌):n(A13+): “㈣-)=2 ： 3 ： 1 ： 4(2)Na＋、 Mg2＋、 Fe3＋5. 铁及其化合物之间的转化——“铁三角”从Fe、Fe2+和Fe3 +的结构可知：Fe只有还原性，Fe3+通常只有氧化性，Fe2 +既具有氧化性 又具有还原性上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应，才能实现不同价 态铁的相互转化，我们把这个相互转化设计成三角形，常称为铁三角1） Fe、Fe2 +、Fe3+之间的转化① Fe3+的形成由于Fe3+的氧化性较强，要想生成Fe3 +,得需要强氧化剂，通常有：Cl2、Br2、HNO3、浓 H2SO4、 KMnO4（H+）。

与 Cl2 反应： 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl－2Fe+3Cl2===M2FeCl3与 KMnO4 反应： 5Fe2++MnO4－+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O② Fe的形成单。