高中化学必修一第三章知识点总结

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高中化学必修一第三章知识点总结

一、金属及其化合物

(一)金属的化学性质

1. 金属与非金属的反应

- 钠与氧气反应

- 常温下:4Na + O_{2}=2Na_{2}O,氧化钠为白色固体。

- 加热时:2Na+O_{2}{}{=!=!=}Na_{2}O_{2},过氧化钠为淡黄色固体。

- 铝与氧气反应

- 在常温下,铝能与空气中的氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,4Al + 3O_{2}=2Al_{2}O_{3}。这层薄膜可以阻止内部的铝进一步被氧化。

2. 金属与酸和水的反应

- 钠与水反应

- 化学方程式:2Na + 2H_{2}O = 2NaOH+H_{2}↑。

- 现象:“浮(钠的密度比水小)、熔(反应放热,钠的熔点低)、游(有气体生成)、响(反应剧烈)、红(溶液呈碱性,使酚酞变红)”。

- 铁与水蒸气反应 - 化学方程式:3Fe + 4H_{2}O(g){高温}{=!=!=}Fe_{3}O_{4}+4H_{2}。

3. 铝与氢氧化钠溶液反应

- 化学方程式:2Al+2NaOH + 2H_{2}O=2NaAlO_{2}+3H_{2}↑。

(二)几种重要的金属化合物

1. 氧化物

- 氧化钠和过氧化钠

- 氧化钠(Na_{2}O)

- 属于碱性氧化物,与水反应:Na_{2}O + H_{2}O = 2NaOH;与酸反应:Na_{2}O+2HCl = 2NaCl + H_{2}O。

- 过氧化钠(Na_{2}O_{2})

- 与水反应:2Na_{2}O_{2}+2H_{2}O = 4NaOH+O_{2}↑。

- 与二氧化碳反应:2Na_{2}O_{2}+2CO_{2}=2Na_{2}CO_{3}+O_{2},因此过氧化钠可用于呼吸面具和潜水艇中作为氧气的来源。

- 氧化铝(Al_{2}O_{3})

- 两性氧化物,既能与酸反应:Al_{2}O_{3}+6HCl = 2AlCl_{3}+3H_{2}O,又能与碱反应:Al_{2}O_{3}+2NaOH = 2NaAlO_{2}+H_{2}O。

2. 氢氧化物 - 氢氧化铝(Al(OH)_{3})

- 制备:

- 向铝盐溶液中加入氨水:AlCl_{3}+3NH_{3}· H_{2}O = Al(OH)_{3}↓+3NH_{4}Cl。

- 两性氢氧化物,既能与酸反应:Al(OH)_{3}+3HCl = AlCl_{3}+3H_{2}O,又能与碱反应:Al(OH)_{3}+NaOH = NaAlO_{2}+2H_{2}O。

- 受热分解:2Al(OH)_{3}{}{=!=!=}Al_{2}O_{3}+3H_{2}O。

- 氢氧化铁(Fe(OH)_{3})和氢氧化亚铁(Fe(OH)_{2})

- 氢氧化铁的制备:FeCl_{3}+3NaOH = Fe(OH)_{3}↓+3NaCl,Fe(OH)_{3}为红褐色沉淀。

- 氢氧化亚铁的制备:FeSO_{4}+2NaOH = Fe(OH)_{2}↓+Na_{2}SO_{4},Fe(OH)_{2}为白色沉淀,但在空气中容易被氧化,反应为4Fe(OH)_{2}+O_{2}+2H_{2}O = 4Fe(OH)_{3},白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。

3. 盐

- 碳酸钠和碳酸氢钠

- 碳酸钠(Na_{2}CO_{3})

- 俗名纯碱、苏打。 - 与酸反应:Na_{2}CO_{3}+2HCl = 2NaCl + H_{2}O+CO_{2}↑(反应分两步进行)。

- 与氯化钙反应:Na_{2}CO_{3}+CaCl_{2}=CaCO_{3}↓+2NaCl。

- 受热不易分解。

- 碳酸氢钠(NaHCO_{3})

- 俗名小苏打。

- 与酸反应:NaHCO_{3}+HCl = NaCl + H_{2}O+CO_{2}↑。

- 受热分解:2NaHCO_{3}{}{=!=!=}Na_{2}CO_{3}+H_{2}O+CO_{2}↑。

- 三价铁盐和亚铁盐

- 三价铁盐(如FeCl_{3})

- 氧化性:2FeCl_{3}+Cu = 2FeCl_{2}+CuCl_{2}。

- 与KSCN溶液反应:Fe^3 + +3SCN^-=Fe(SCN)_{3}(溶液变为血红色,用于检验Fe^3+)。

- 亚铁盐(如FeCl_{2})

- 还原性:2FeCl_{2}+Cl_{2}=2FeCl_{3}。

(三)用途广泛的金属材料

1. 合金 - 定义:由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。

- 合金的性能:一般比它的各成分金属的熔点低,硬度大,抗腐蚀性强等。例如,青铜(铜锡合金)、钢(铁碳合金)等。

2. 正确选用金属材料

- 需要考虑金属材料的性能(如强度、硬度、密度、耐腐蚀性等)、价格、资源、是否美观、使用是否便利以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。