金属及其化合物必背知识手册考点1 钠及其化合物一、单质钠的结构和性质1．钠的结构（1）构成微粒：Na+和自由电子，作用力金属键（2）电子排布式：1s22s22p63s1①能量不同的电子种类：11②运动状态不同的电子种类：62．钠的物理性质（1）颜色状态：银白色固体（2）硬度：很小，可以用小刀切，剩余的钠要放回原瓶（3）密度：比水的小，而比煤油的大，比酒精的大（4）熔点：比较低3．钠和氧气的反应（1）条件不同，产物不同，现象不同①NaNa2O，表面变暗②NaNa2O2，产生黄色火焰；生成淡黄色固体（2）钠元素的存在形态：只以化合态形式存在（3）变质：钠在空气中长期放置最终变成碳酸钠（4）保存：一般保存在煤油或石蜡油中（5）灭火：钠着火时一般用砂土扑灭4．钠与活性氢的反应（1）反应本质及关系式：2Na+2H+2Na++H2↑①水：2Na+2H2O2NaOH+H2↑②盐酸：2Na+2HCl2NaCl+H2↑③乙醇：2Na+2CH3CH2OH2CH3CH2ONa+H2↑④乙酸：2Na+2CH3COOH2CH3COONa+H2↑⑤苯酚：2Na+2OH2ONa+H2↑（2）反应速率快慢：HCl＞CH3COOH＞OH＞CH3CH2OH＞H2O（3）反应现象①水②乙醇：钠沉在液体底部，缓慢反应冒出气泡5．钠与盐反应（1）钠和熔融盐反应①反应原理：发生置换反应②熔融TiCl4：4Na+TiCl44NaCl+Ti（2）钠和盐溶液（CuSO4）反应①反应原理：NaNaOHCu（OH）2↓②主要现象：有气泡产生，产生蓝色沉淀6．钠的用途（1）制钠的化合物：制Na2O2等（2）冶金还原剂：从熔融的卤化物中置换出钛、锆、铌、钽等难熔金属（3）制高压钠灯：黄光，射程远、透雾能力强（4）原子反应堆导热剂：钠、钾合金，室温下是液体，吸热能力强二、钠的氧化物的结构和性质1．钠的氧化物的结构物质氧化钠过氧化钠氧的价态－2价－1价电子式所含离子2个Na+和1个O2－2个Na+和1个O22－化学键离子键离子键和共价键氧化物类别碱性氧化物过氧化物（不属碱性氧化物）2．转化关系（1）反应：2Na2O+O22Na2O2（2）稳定性：Na2O2更稳定3．Na2O2的自身氧化还原反应（1）关系式：2Na2O2~O2~2e－（2）方程式①CO2：2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2②H2O：2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑（3）氧化剂是Na2O2，还原剂是Na2O2（4）Na2Ox变质：在空气中长期放置最终变成Na2CO34．Na2O2的还原性和强氧化性（1）遇KMnO4等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为O2。
2）强氧化性①转化关系：Na2O2O2－或OH－或H2O②SO2：Na2O2+SO22Na2SO4③Na2SO3：Na2SO3+Na2O2+H2ONa2SO4+2NaOH5．钠的氧化物和盐溶液反应（1）反应原理①钠的氧化物先和水反应，生成的NaOH再和盐发生复分解反应②过氧化钠与还原性溶液反应：直接发生氧化还原反应（2）反应举例①CuCl2溶液产生蓝色沉淀②MgCl2溶液产生白色沉淀和无色气体③FeCl2溶液产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色④FeCl2溶液立即产生红褐色沉淀6．Na2O2的漂白性（1）原理及特点：氧化性漂白，永久性漂白（2）适用范围：能漂白有机色素，不能漂白无机色素（如墨汁）（3）实验现象①石蕊试液现象是溶液先变蓝后褪色，并有气泡产生②酚酞试液现象是溶液先变红后褪色，并有气泡产生③品红溶液现象是溶液红色褪去，并有气泡产生7．Na2O2的用途（1）漂白剂：纸浆、毛、丝、草帽辫（2）消毒剂：强氧化性，杀菌消毒（3）供氧剂：吸入二氧化碳和水蒸气，呼出氧气三、碳酸钠的性质和应用1．俗名：纯碱或苏打，水溶液呈碱性2．Na2CO3与酸的反应（1）盐酸①Na2CO3NaHCO3CO2②HClCO2NaHCO3（2）碳酸：Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO33．Na2CO3与碱反应（1）KOH：不反应（2）Ca(OH)2：Na2CO3+Ca（OH）2CaCO3↓+2NaOH4．Na2CO3的水解反应（1）第一步：CO32－+H2OHCO3－+OH－（2）第二步：HCO3－+H2OH2CO3+OH－5．Na2CO3与可溶性盐反应（1）钙、钡盐：发生复分解反应①CO32－+Ca2+CaCO3↓ ②CO32－+Ba2+BaCO3↓（2）铝、铁盐：发生水解相互促进反应①2Al3++3CO32－+3H2O2Al（OH）3↓+3CO2↑②2Fe3++3CO32－+3H2O2Fe（OH）3↓+3CO2↑6．Na2CO3的用途（1）制玻璃①Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑②CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑（2）制肥皂：油脂的碱性水解，其主要成分是高级脂肪酸钠（3）去污剂：热的碱液去除餐具上的油污（4）造纸、纺织四、碳酸氢钠的性质和应用1．俗名：小苏打，水溶液呈弱碱性2．色、态：白色细小的晶体3．溶解性（1）所有的碳酸氢盐都能溶于水（2）溶解度比Na2CO3的小，原因是NaHCO3中含有氢键（3）饱和Na2CO3溶液现象是有白色晶体析出4．热不稳定性：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O5．与盐酸的反应：NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑6．NaHCO3与强碱溶液反应（1）本质：HCO3－+OH－＝CO32－+H2O（2）可溶性钙、钡碱：量不同，产物不同①少量Ca(OH)2：2NaHCO3+Ca（OH）2CaCO3↓+Na2CO3+2H2O②过量Ca(OH)2：NaHCO3+Ca（OH）2CaCO3↓+NaOH+H2O③共同现象都是：产生白色沉淀7．NaHCO3与可溶性盐的反应（1）钙、钡盐：不反应（2）铝、铁盐：双水解反应①Al3++3HCO3－Al（OH）3↓+3CO2↑②Fe3++3HCO3－Fe（OH）3↓+3CO2↑（3）Na[Al(OH)4]或NaAlO2：酸碱中和反应HCO3－+[Al(OH)4]－Al(OH)3↓+CO32－+H2OAlO2－+HCO3－+H2OAl(OH)3↓+CO32－8．NaHCO3的用途（1）发酵粉：①中和食品发酵产生的有机酸；②加热分解产生大量CO2（2）治胃酸：中和胃中过多的盐酸（3）灭火剂①干粉灭火器：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O②泡沫灭火器：Al3++3HCO3－Al（OH）3↓+3CO2↑11．侯氏制碱法（1）流程：饱和NaClNaHCO3Na2CO3（2）原理：利用NaHCO3的溶解度小，析出晶体（3）反应①制NaHCO3：NaCl+NH3+H2O+CO2NaHCO3↓+NH4Cl②制Na2CO3：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O（4）循环利用的物质：CO2五、有关Na2CO3、NaHCO3的检验、鉴别和除杂1．Na2CO3、NaHCO3的除杂序号混合物（括号内为杂质）除杂方法①Na2CO3（s）（NaHCO3）加热法②NaHCO3（aq）（Na2CO3）通入足量CO2③Na2CO3（aq）（NaHCO3）滴加适量NaOH溶液2．Na2CO3、NaHCO3的鉴别（1）固体的鉴别①加热法：产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。
②气体法：滴入稀盐酸，产生气泡速率快的是NaHCO3固体2）溶液的鉴别①沉淀法：加入BaCl2溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的是Na2CO3溶液②测pH法：用pH试纸测相同浓度的稀溶液，pH大的是Na2CO3溶液3．Na2CO3和NaHCO3的检验（1）步骤①向溶液中加入足量的BaCl2溶液或CaCl2溶液，过滤②分别向沉淀和滤液中加入足量的稀盐酸③将产生的气体依次通过品红溶液和澄清石灰水（2）现象及结论：品红溶液不褪色，澄清石灰水变浑浊①沉淀上产生该现象：原溶液中含有Na2CO3②滤液中产生该现象：原溶液中含有NaHCO3③同时产生该现象：原溶液中含有Na2CO3和NaHCO3六、碱金属元素1．碱金属的一般性与特殊性（1）原子结构与性质①相同点：最外层上都只有1个电子②不同点：从Li→Cs电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大（2）化学性质①性质的相似性（用R表示碱金属元素）②性质的递变性③性质的具体体现元素LiNaKRbCs与氧气反应反应越来越剧烈，产物越来越复杂Li2ONa2O、Na2O2K2O、K2O2、KO2更复杂氧化物与水反应反应越来越剧烈反应缓慢反应剧烈轻微爆炸剧烈爆炸氢氧化物碱性强弱：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH2．碱金属单质、化合物的特殊性（1）密度：一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。
2）颜色：除了Cs略带金色光泽外，其余的都是银白色有金属光泽的固体（3）保存①一般都保存在煤油或石蜡油中，锂只能保存在石蜡油中②试剂瓶中的试剂取出后，一般不能放回原瓶，但金属Na、K等需立即放回原瓶（4）盐的溶解性①一般情况下，碱金属所形成的盐均溶于水，并且在一定温度下，酸式盐比正盐的溶解度大②NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小（5）碱金属氢化物（如NaH）：都是离子化合物，其中氢以H－形式存在，是强还原剂（6）锂与O2反应与钠不同，只生成Li2O，而不生成Li2O2七、焰色试验1．实验图示2．操作顺序3．常见元素的焰色试验的颜色元素钠钾锂钙锶钡铜焰色黄色紫色紫红色砖红色洋红色黄绿色绿色4．特别提醒（1）焰色试验是某些金属元素的性质，与元素的存在形态无关①产生原因：加热灼烧时，基态电子吸收能量跃迁到激发态，由激发态跃迁回基态时，释放的能量以可见光形式呈现②变化类型：物理变化（2）黄色火焰能够遮盖紫色火焰①蓝色钴玻璃可以将黄光过滤掉，避免钠元素的干扰②若肉眼看不到紫色火焰，则样品中可能含钾元素③若肉眼看到紫色火焰，则样品中一定不含钠元素考点2 镁及其化合物一、单质镁1．镁的结构（1）构成微粒：Na+和自由电子，作用力金属键（2）电子排布式：1s22s22p63s2（3）第一电离能：I1（Mg）＞I1（Al）2．镁和非金属单质反应（1）镁和氧气反应：Mg+O2→MgO①Mg具有抗腐蚀性，原因：表面生成一层致密的氧化物阻止铝和氧气继续反应②Mg放出大量的热，发出耀眼的白光（2）镁与N2反应：3Mg+N2Mg3N2（除氮气）3．镁的置换反应（1）CO2：2Mg+CO22MgO+C（2）H2O：Mg+2H2OMg（OH）2+H2↑（3）HCl：Mg+2HClMgCl2+H2↑（4）NH4Cl溶液①反应：Mg+2NH4ClMgCl2+H2↑+2NH3↑②原理：Mg与H+反应，促进NH4Cl的水解平衡正向移动。
