高中化學(xué)知識點：單質(zhì)鐵

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中化學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


鐵元素：


在元素周期表中的位置：鐵的原子序數(shù)26，位于周期表中第四周期，第Ⅷ族。
(1)物理性質(zhì)：銀白色、有金屬光澤，密度較大，熔點較高，硬度較小，具有導(dǎo)電、導(dǎo)熱、延展性，可被磁鐵吸引。
(2)化學(xué)性質(zhì)：較活潑的金屬，+2、+3價兩種價態(tài)
①與強氧化劑反應(yīng)(如：Cl2 Br2 過量稀HNO3)生成+3價鐵的化合物。如：


注：鐵常溫下在濃硫酸和濃硝酸中鈍化，但加熱可以反應(yīng)，且被氧化成Fe3+
②與弱氧化劑反應(yīng)(如S I2 H+ Cu2+)生成+2價鐵的化合物，如：


③鐵與氧氣、水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4(FeO·Fe2O3)




鐵的性質(zhì)：



物理性質(zhì)：鐵是黑色金屬，具有鐵磁性
鐵的化學(xué)性質(zhì)：
①與強氧化劑反應(yīng)(如：Cl2、 Br2 、過量稀HNO3)生成+3價鐵的化合物。如：


注：鐵常溫下在濃硫酸和濃硝酸中鈍化，但加熱可以反應(yīng)，且被氧化成Fe3+
②與弱氧化劑反應(yīng)(如S、 I2 、H+ 、Cu2+)生成+2價鐵的化合物，如：


③鐵與氧氣、水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4(FeO·Fe2O3)




鐵與稀硝酸的反應(yīng)：



鐵少量時：
鐵過量時：3Fe+8HNO3==3Fe(NO3)2+2NO+4H2O

兩式可通過2Fe3++Fe==3Fe2+聯(lián)系起來。



注意：



鐵元素性質(zhì)活潑，自然界中的鐵元素幾乎都是以化合態(tài)存在，只有在隕石中存在游離態(tài)的鐵元素。
過量的鐵與氯氣反應(yīng)，不會生成FeCl2，因為鐵還原三價鐵必須在水溶液中進(jìn)行。
金屬與強氧化性酸反應(yīng)，不會生成H2。

化學(xué)性質(zhì)：


鐵元素性質(zhì)活潑，有較強的還原性。



鐵三角關(guān)系：





相關(guān)高中化學(xué)知識點：單質(zhì)鈉

鈉的基本性質(zhì)：


鈉元素的原子序數(shù)等于11，在周期表中位于第三周期，第ⅠA族。鈉的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，故鈉的金屬性比較強，是很活潑的金屬材料。其單質(zhì)很軟，具有銀白色金屬光澤，是熱和電的良導(dǎo)體。鈉的密度比水小，比煤油大，熔點97.81℃，沸點882.9℃。



鈉的物理性質(zhì)：


鈉單質(zhì)很軟，具有銀白色金屬光澤，是熱和電的良導(dǎo)體。鈉的密度比水小，比煤油大，熔點97.81℃，沸點882.9℃。
概括為：銀白軟輕低，熱電良導(dǎo)體。


鈉的化學(xué)性質(zhì)：


鈉的原子結(jié)構(gòu)示意圖為。
①與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)
A. 與氧氣反應(yīng)
(白色固體，不穩(wěn)定）（空氣中，鈉的切面由銀白色逐漸變暗的原因）
（淡黃色固體，較穩(wěn)定）
B. 與硫反應(yīng)
2Na + S ==Na2S (研磨時發(fā)生爆炸）
C. 與氯氣反應(yīng)

②與水反應(yīng)






















主要實驗現(xiàn)象 對實驗現(xiàn)象的分析
浮在水面上 密度比水小
熔化成閃亮的小球 反應(yīng)放熱，且鈉的熔點低
迅速游動 反應(yīng)產(chǎn)生氣體（H2)
嘶嘶作響 反應(yīng)劇烈
溶液呈紅色 反應(yīng)生成NaOH，遇酚酞變紅


③與鹽溶液反應(yīng)
鈉與鹽溶液反應(yīng)，先考慮鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉，在考慮氫氧化鈉是否與鹽反應(yīng)。
A. 投入NaCl溶液中，只有氫氣放出。2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
B. 投入飽和NaCl溶液中，有氫氣放出，還有NaCl晶體析出(溫度不變)。
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，有氣體放出和藍(lán)色沉淀生成。
2Na+2H2O+CuSO4==Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑




如何正確取用鈉？


鈉具有很活潑的化學(xué)性質(zhì)，易與很多物質(zhì)反應(yīng)，所以在取用鈉時一定要注意，千萬不能直接用手去拿，以免手被腐蝕，實驗剩余的鈉屑，絕對不可以隨意丟棄，而應(yīng)放回到原瓶中。
正確做法：用鑷子取一小塊金屬鈉，用濾紙吸干表面的煤油，用小刀切去一端的表層，觀察表面的顏色。實驗中剩余的鈉必須放回原瓶。


鈉露置在空氣中的一系列變化:


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


鈉的保存、制取及用途 ：


①保存：由于金屬鈉的化學(xué)性質(zhì)非�；顫姡着c空氣中的氧氣、水蒸氣反應(yīng)，所以鈉要保存在煤油中。
②在實驗室中鈉塊的取用：用鑷子從試劑瓶中取出鈉塊，用濾紙吸凈表面上的煤油，在玻璃片上用小刀切去表面的氧化層，再切下一小粒備用，余下的鈉全部放回試劑瓶中。
③制�。�
④用途：
A. 工業(yè)上用Na作還原劑，用與冶煉金屬，如4Na+TiCl4Ti+4NaCl
B. Na-K合金(液態(tài))用作原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑。
C. 在電光源上，用鈉制造高壓鈉燈。


焰色反應(yīng)：


焰色反應(yīng)是化學(xué)上用來測試某種金屬是否存在在化合物的方法。其原理是每種元素都有其特別的光譜，顯示出不同的顏色。


焰色反應(yīng)的操作：


先準(zhǔn)備一支鉑絲，鈷藍(lán)玻璃及鹽或其溶液。 　　
把鉑絲浸在濃鹽酸中以清除先前余下的物質(zhì)，再把鉑絲放在酒精燈焰（藍(lán)色火焰）中直至沒有顏色的變化。 　　
用蒸餾水或去離子水或純水沖洗鉑絲。 　　
用鉑絲接觸鹽或溶液，通過酒精燈焰（藍(lán)色火焰）中加熱。 　　
當(dāng)鈉離子存在于所測試的溶液中，用鈷藍(lán)玻璃過濾鈉離子的焰色。 　　
最后將觀察焰色。鈉的焰色為明亮的金黃色火焰。


各種元素的顏色：

















































元素符號離子元素名稱焰色
BaBa2+鋇黃綠
CaCa2+ 鈣 磚紅
CsCs+ 銫 淺紫
NaNa+鈉 黃
ZnZn2+鋅 藍(lán)綠
Fe(III) Fe3+ 鐵(III) 金黃
KK+鉀 淺紫（透過藍(lán)色鈷玻璃）
Li Li+鋰深紅



堿金屬元素的性質(zhì)：


1．氧化產(chǎn)物的特殊性。堿金屬在空氣中燃燒，只有Li氧化生成Li2O；其余的生成過氧化物(如Na2O2)或更復(fù)雜的氧化物(如KO2)。
2．堿金屬單質(zhì)密度都較小，其中鋰的密度是所有金屬中最小的。
3．堿金屬單質(zhì)熔點都較低，只有Li的熔點高于100℃。
4．鉀、鈉在常溫下為固態(tài)，但鉀鈉合金在常溫下為液態(tài)，可作為原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑。
5．堿金屬單質(zhì)通常保存在煤油中，但因鋰的密度小于煤油而只能保存在液體石蠟中或封存在固體石蠟中。
6．一般說，酸式鹽較正鹽溶解度大，但NaHCO3卻比Na2CO3溶解度小。
7．試劑瓶中的藥品取出后，一般不能放回原瓶，但ⅠA族金屬Na、K等除外。
8．一般活潑金屬能從鹽中置換出不活潑金屬，但非�；顫姷慕饘貼a、K等除外。
9．Fr是放射性元素，所以在自然界中不存在。




相關(guān)高中化學(xué)知識點：單質(zhì)鋁

鋁的主要性質(zhì)：



物理性質(zhì)：
鋁是銀白色，具有金屬光澤的固體，硬度較小，具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。
化學(xué)性質(zhì)：
活潑金屬，具有較強的還原性；常溫下鋁在濃硫酸和濃硝酸中發(fā)生鈍化；既可以與酸反應(yīng)又可以與堿反應(yīng)。
(1)與氧氣反應(yīng)：（純氧中發(fā)出耀眼的白光）
(2)與Cl2 、S 、N2反應(yīng)：
(Al2S3在溶液中完全雙水解)

(AlN與水反應(yīng)生成Al(OH)3和NH3↑)
(3)與水反應(yīng)：
(4)與酸反應(yīng)：
(5)與堿的反應(yīng)：
(6)鋁熱反應(yīng)：2Al＋Fe2O3=(高溫)=Al2O3＋2Fe
鋁的用途
純鋁制作導(dǎo)線，鋁合金用于制造飛機、汽車、生活用品等。




鋁的特殊性質(zhì)：


鋁既能與酸反應(yīng)，也能與強堿反應(yīng)。
鋁與酸反應(yīng)：鋁與濃硫酸在常溫下發(fā)生鈍化，2Al＋6HCl==2AlCl3+3H2↑
鋁與堿反應(yīng)：2Al＋2NaOH＋2H2O==2NaAlO2＋3H2↑


鋁熱反應(yīng)：


鋁熱法是一種利用鋁的還原性獲得高熔點金屬單質(zhì)的方法。此種反應(yīng)被稱為鋁熱反應(yīng)。　
可簡單認(rèn)為是鋁與某些金屬氧化物（如Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5等）或非金屬氧化物（如SiO2等）在高熱條件下發(fā)生的反應(yīng)�！� 　　
鋁熱反應(yīng)常用于冶煉高熔點的金屬，并且它是一個放熱反應(yīng)， 　　
其中鎂條為引燃劑，氯酸鉀為助燃劑。
其裝置如下圖所示：



鋁熱反應(yīng)配平技巧：


取反應(yīng)物和生成物中氧化物中兩邊氧的最小公倍數(shù)，即可快速配平，如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中，可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍數(shù)12，則Fe3O4前應(yīng)為3Al2O3前應(yīng)為4，然后便可得到Al為8，F(xiàn)e為9。



鎂鋁的化學(xué)性質(zhì)比較：
































單質(zhì)鎂鋁
與非金屬反應(yīng)2Mg+O2=(點燃)=2MgO
(發(fā)出耀眼白光)
Mg+Cl2=(點燃)=MgCl2
3Mg+N2=(點燃)=Mg3N2		4Al+3O2=(加熱)=2Al2O3
2Al+3Cl2=(加熱)=2AlCl3
2Al+3S=(加熱)=Al2S3
與沸水反應(yīng)Mg+2H2O=(加熱)=Mg(OH)2+H2↑不反應(yīng)
與酸反應(yīng)Mg+2H+==Mg2++H2↑
與稀硝酸反應(yīng)生成Mg(NO3)2、NOx(或者N2、NH4NO3)、H2O		2Al+6H+==2Al3++3H2↑
在冷的濃硝酸或濃硫酸中鈍化
與氧化物反應(yīng)2Mg+CO2=(點燃)=2MgO+C
(劇烈燃燒，生成白色粉末和黑色固體)		2Al+Fe2O3=(高溫)=2Fe+Al2O3(鋁熱反應(yīng))
與鹽溶液反應(yīng)Mg+2NH4++2H2O==Mg2++2NH3·H2O+H2↑
Mg+Cu2+==Mg2++Cu		2Al+3Hg2+=2Al3++3Hg
與強堿反應(yīng)不反應(yīng)2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑



鋁熱反應(yīng)配平技巧：

取反應(yīng)物和生成物中氧化物中兩邊氧的最小公倍數(shù)，即可快速配平，如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中，可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍數(shù)12，則Fe3O4前應(yīng)為3Al2O3前應(yīng)為4，底下便可得到Al為8，F(xiàn)e為9。


鋁與酸、堿反應(yīng)的計算技巧：


鋁與酸、堿反應(yīng)的實質(zhì)都是，，所以根據(jù)得失電子守恒可知：，利用此關(guān)系可以方便地進(jìn)行有關(guān)計算。


鋁與酸或堿溶液反應(yīng)生成H2的量的計算：


Al是我們中學(xué)階段學(xué)習(xí)的唯一既與H＋反應(yīng)也與OH－反應(yīng)的金屬，它與酸、堿反應(yīng)既有相同點，也有不同點。


相同點：Al均被氧化成+3價，所以1molAl不論與H＋還是與OH－反應(yīng)均生成3gH2。
不同點：1molAl與H＋反應(yīng)消耗3molH＋，而與OH－反應(yīng)只消耗1molOH－，所以含有等物質(zhì)的量的NaOH溶液和HCl溶液分別與足量的鋁反應(yīng)時生成的氫氣的物質(zhì)的量之比為3∶1。



“鋁三角”關(guān)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



鈍化：


鋁、鐵在常溫下與濃硫酸發(fā)生鈍化，鈍化不是不反應(yīng)，而是被氧化成一層致密的氧化物薄膜，恰恰說明金屬的活潑性。




相關(guān)高中化學(xué)知識點：61. 其它金屬及化合物（鋅、錳、鈣、金等）

鋅的單質(zhì)及化合物:

①單質(zhì)鋅：
物理性質(zhì)：鋅化學(xué)符號是Zn，它的原子序數(shù)是30。鋅是一種藍(lán)白色金屬。密度為7.14克/立方厘米，熔點為419.5℃。在室溫下，性較脆；100～150℃時，變軟；超過200℃后，又變脆。鋅的化學(xué)性質(zhì)活潑，在常溫下的空氣中，表面生成一層薄而致密的堿式碳酸鋅膜，可阻止進(jìn)一步氧化。當(dāng)溫度達(dá)到225℃后，鋅氧化激烈。燃燒時，發(fā)出藍(lán)綠色火焰。鋅易溶于酸，也易從溶液中置換金、銀、銅等。鋅的氧化膜熔點高，但金屬鋅熔點卻很低，所以在酒精燈上加熱鋅片，鋅片熔化變軟，卻不落下，正是因為氧化膜的作用。鋅是第四常見的金屬，僅次于鐵、鋁及銅。
化學(xué)性質(zhì)：2Zn+O22ZnO Zn+X2ZnX2(X=F、Cl、Br、I) 3Zn+2PZn3P2 Zn+SZnS
②氫氧化鋅 Zn2++2NaOH==Zn(OH)2+2Na+ Zn(OH)2+2H+==Zn2++H2O Zn(OH)2+2OH-==[Zn(OH)4]2- Zn(OH)2+4NH3+2NH4+==[Zn(NH3)4]2++2H2O Zn(OH)2==ZnO+H2O
[Zn(NH3)4]2++2OH-==Zn(OH)2+4NH3↑
③氯化鋅 ZnO+2HClZnCl2+H2O ZnCl2+2H2O===Zn(OH)Cl+2HCl ZnCl2+H2O=H2[ZnCl2(OH)2] FeO+H2[ZnCl2(OH)2]==Fe[ZnCl2(OH)]2+H2O Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu
④硫化鋅 2ZnO+2S==2ZnS+O2 Zn2++(NH4)2S==ZnS+2NH4+ ZnSO4+BaS==ZnS+BaSO4 Zn2++H2S==ZnS+2H+
⑤鋅的配合物(a)[Zn(NH3)4]2+、(b)[Zn(CN)4]2-

鈣的單質(zhì)及化合物:

①單質(zhì)鈣：活潑金屬
②氧化鈣：俗稱生石灰，白色塊狀固體；與水反應(yīng)放出大量熱，塊狀固體變成粉末狀CaO+H2O==Ca(OH)2
③氫氧化鈣：俗稱熟石灰，常用來檢驗二氧化碳?xì)怏wCa(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
④碳酸鈣：俗稱石灰石，白色固體，不溶于水，常用的建筑材料，實驗室常用其和稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O


銀的單質(zhì)及化合物:


①物理性質(zhì)：銀是一種化學(xué)元素，化學(xué)符號Ag，原子序數(shù)47，是一種銀白色的貴金屬。銀性質(zhì)穩(wěn)定，質(zhì)軟富有延展性。導(dǎo)熱，導(dǎo)電率高，不易受酸堿的腐蝕
②化學(xué)性質(zhì)：銀的特征氧化數(shù)為+1，其化學(xué)性質(zhì)比銅差，常溫下，甚至加熱時也不與水和空氣中的氧作用。但當(dāng)空氣中含有硫化氫時，銀的表面會失去銀白色的光澤，這是因為銀和空氣中的H2S化合成黑色Ag2S的緣故。其化學(xué)反應(yīng)方程式為： 4Ag+H2S+O2=2Ag2S+2H2O
銀不能與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)放出氫氣，但銀能溶解在硝酸或熱的濃硫酸中：2Ag+2H2SO4(濃)Ag2SO4+SO2↑+2H2O
銀在常溫下與鹵素反應(yīng)很慢，在加熱的條件下即可生成鹵化物：
2Ag+F22AgF暗棕色
2Ag+Cl22AgCl白色
2Ag+Br22AgBr淡黃色
2Ag+I22AgI黃色
銀對硫有很強的親合勢，加熱時可以與硫直接化合成Ag2S：2Ag+SAg2S
銀易溶于硝酸和熱的濃硫酸，微溶于熱的稀硫酸而不溶于冷的稀硫酸。鹽酸和王水只能使銀表面發(fā)生氯化，而生成氯化銀薄膜。
銀具有很好的耐堿性能，不與堿金屬氫氧化物和堿金屬碳酸鹽發(fā)生作用。



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