金屬元素的反應(yīng)

　　1．堿金屬的反應(yīng)

　　(1)堿金屬單質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)

　　①與水反應(yīng)

　　2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

　　2K＋2H2O===2KOH＋H2↑

　　2Na＋CuSO4＋2H2O===Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑

　　【題源信息】鈉與鹽溶液反應(yīng)，不能置換出鹽中的金屬，而是先與H2O反應(yīng)生成NaOH，然后生成的NaOH溶液再與鹽溶液反應(yīng)，鈉與H2O、酸反應(yīng)的實(shí)質(zhì)都是與H＋反應(yīng)，所以鈉與酸溶液反應(yīng)更為劇烈。鈉與熔融的鹽反應(yīng)才可能置換出鹽中的金屬。

　　②與氧氣反應(yīng)

　　4Na＋O2===2Na2O(空氣中緩慢氧化)

　　2Na＋O2點(diǎn)燃=====Na2O2

　　2Na2O＋O2△=====2Na2O2

　　4Li＋O2點(diǎn)燃=====2Li2O

　　【題源信息】①無(wú)論Na與O2反應(yīng)生成Na2O或Na2O2，只要參與反應(yīng)的Na質(zhì)量相等，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量一定相等，但得到Na2O2的質(zhì)量大于Na2O的質(zhì)量。

　　②注意Na及其化合物發(fā)生焰色反應(yīng)時(shí)火焰顏色均為黃色。

　　③要注意推斷題中的“題眼”——多步氧化關(guān)系：NaO2――→Na2OO2――→Na2O2。

　　(2)堿金屬化合物的化學(xué)反應(yīng)

　　①Na2O2

　　2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑

　　2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2

　　SO2＋Na2O2===Na2SO4

　　【題源信息】1molNa2O2參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol，該結(jié)論常用在考查NA的題目中。Na2O2與CO2和水蒸氣組成的混合氣體反應(yīng)時(shí)，應(yīng)先考慮Na2O2與CO2的反應(yīng)。Na2O2具有強(qiáng)氧化性，能將具有還原性的物質(zhì)氧化，注意相關(guān)反應(yīng)離子方程式的書(shū)寫(xiě)(如將Na2O2投入Na2S、Na2SO3、NaI、FeSO4等具有還原性的溶液中)。

　　②Na2CO3

　　Na2CO3＋2HCl(過(guò)量)===2NaCl＋CO2↑＋H2O

　　Na2CO3＋HCl(不足)===NaCl＋NaHCO3

　　Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3

　　Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH

　　【題源信息】向Na2CO3溶液中加入鹽酸時(shí)反應(yīng)分兩步進(jìn)行，首先生成NaHCO3，然后是NaHCO3與鹽酸反應(yīng)生成CO2。兩者滴加的順序不同，產(chǎn)生的現(xiàn)象也不同，這就是不用其他試劑就能鑒別出Na2CO3溶液和鹽酸的原理。

　　③NaHCO3

　　NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O

　　NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O

　　2NaHCO3＋Ca(OH)2(不足)===Na2CO3＋CaCO3↓＋2H2O

　　NaHCO3＋Ca(OH)2(過(guò)量)===CaCO3↓＋NaOH＋H2O

　　【題源信息】a．不能用常壓下蒸發(fā)溶劑的方法制備NaHCO3晶體，不能用澄清石灰水鑒別Na2CO3與NaHCO3。

　　b．在書(shū)寫(xiě)碳酸氫鹽與澄清石灰水反應(yīng)的離子方程式時(shí)要特別注意兩者量的相對(duì)多少。

　　c．吸收CO2氣體中的HCl不能用飽和Na2CO3溶液，需用飽和NaHCO3溶液。

　　④NaOH

　　2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O

　　CO2＋2NaOH(過(guò)量)===Na2CO3＋H2O

　　CO2(過(guò)量)＋NaOH===NaHCO3

　　⑤CO2與NaOH溶液反應(yīng)的產(chǎn)物可能是Na2CO3、NaHCO3或兩者的混合物，可根據(jù)Na＋和C守恒法確定CO2與NaOH溶液的反應(yīng)產(chǎn)物。

　　2．Mg的反應(yīng)

　　(1)在CO2中燃燒

　　2Mg＋CO2點(diǎn)燃=====2MgO＋C

　　(2)在空氣中燃燒

　　2Mg＋O2點(diǎn)燃=====2MgO3Mg＋N2點(diǎn)燃=====Mg3N2

　　2Mg＋CO2點(diǎn)燃=====2MgO＋C

　　【題源信息】a．此反應(yīng)在高考中是一個(gè)熱點(diǎn)反應(yīng)，主要出現(xiàn)在推斷題中，是由金屬單質(zhì)作反應(yīng)物生成非金屬固體單質(zhì)的置換反應(yīng)。

　　b．鎂著火時(shí)不能用二氧化碳滅火器撲滅。

　　c．常溫下鎂在空氣中與O2反應(yīng)生成一層堅(jiān)固致密的氧化物保護(hù)膜，所以金屬鎂有抗腐蝕性。

　　3．Al及其化合物的反應(yīng)

　　(1)鋁片產(chǎn)生氫氣的反應(yīng)

　　2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑

　　2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

　　【題源信息】鋁單質(zhì)是中學(xué)化學(xué)中典型的既能與酸反應(yīng)、又能與堿反應(yīng)的金屬單質(zhì)，這常作為高考中物質(zhì)推斷題的“題眼”。

　　(2)鋁熱反應(yīng)

　　2Al＋Fe2O3高溫=====2Fe＋Al2O3

　　4Al＋3MnO2高溫=====3Mn＋2Al2O3

　　【題源信息】a．引發(fā)鋁熱反應(yīng)的操作是高考實(shí)驗(yàn)考查的熱點(diǎn)。主要操作是先鋪一層KClO3，插上鎂條，然后點(diǎn)燃鎂條。

　　b．注意鋁熱反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)中唯一一個(gè)金屬單質(zhì)與金屬氧化物在高溫條件下的置換反應(yīng)。

　　c．該反應(yīng)形式常在無(wú)機(jī)框圖中出現(xiàn)，注意反應(yīng)條件(高溫)及信息(鋁熱反應(yīng))。

　　(3)Al2O3的反應(yīng)(兩性)

　　Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O

　　Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O

　　【題源信息】由此可知Al2O3是一種既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)的兩性氧化物。

　　(4)Al(OH)3的反應(yīng)(兩性)

　　Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O

　　Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O

　　【題源信息】由以上反應(yīng)可知，Al(OH)3是一種既溶于酸又溶于堿的白色沉淀，這是高考推斷題的常見(jiàn)“題眼”。

　　(5)鋁鹽的反應(yīng)

　　①鋁鹽與氨水反應(yīng)

　　Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋

　　【題源信息】a．不管氨水是否過(guò)量，都會(huì)發(fā)生此反應(yīng)，

　　Al(OH)3不溶于過(guò)量的氨水。

　　b．此反應(yīng)常用于制備Al(OH)3。

　　②偏鋁酸鹽的反應(yīng)

　　向偏鋁酸鹽溶液中滴加鹽酸

　　NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl(少量鹽酸)

　　NaAlO2＋4HCl===AlCl3＋NaCl＋2H2O(足量鹽酸)

　　【題源信息】向偏鋁酸鹽中逐滴滴加過(guò)量鹽酸的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是先產(chǎn)生白色沉淀，然后沉淀溶解。

　　向偏鋁酸鹽中通入CO2[Al(OH)3不溶于碳酸]

　　2AlO2－＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO32－(少量CO2)

　　AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－(足量CO2)

　　偏鋁酸鹽與鋁鹽反應(yīng)

　　Al3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓

　　【題源信息】a．Al3＋與AlO2－不能大量共存。

　　b．此反應(yīng)是一種最節(jié)省原料的制備Al(OH)3的方案。

　　4．鐵及其化合物的反應(yīng)

　　(1)鐵單質(zhì)

　　3Fe＋2O2點(diǎn)燃=====Fe3O4

　　Fe＋S△=====FeS

　　2Fe＋3Cl2點(diǎn)燃=====2FeCl3

　　3Fe＋4H2O(g)高溫=====Fe3O4＋4H2

　　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(酸為非氧化性酸)

　　Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O(鐵適量)

　　3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(鐵過(guò)量)

　　Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4

　　2FeCl3＋Fe===3FeCl2

　　【題源信息】Fe與O2、H2O(g)反應(yīng)的產(chǎn)物都是Fe3O4而不是Fe2O3，F(xiàn)e與Cl2反應(yīng)時(shí)生成FeCl3，與S反應(yīng)時(shí)生成FeS，說(shuō)明Cl2的氧化能力大于S的。常溫下，F(xiàn)e、Al在濃硫酸和濃硝酸中發(fā)生鈍化，但加熱后繼續(xù)反應(yīng)。

　　(2)鐵的化合物

　　FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl

　　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

　　2FeCl2＋Cl2===2FeCl3

　　Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3

　　FeCl3＋3H2O(沸水)△=====Fe(OH)3(膠體)＋3HCl(氫氧化鐵膠體的制備)

　　Fe2O3·nH2O＋3H2O=====鐵發(fā)生吸氧腐蝕生成鐵銹

　　【題源信息】①FeCl2溶液與NaOH溶液在空氣中反應(yīng)的現(xiàn)象變化，常用于物質(zhì)推斷。向Fe2＋溶液中加入硝酸、KMnO4、氯水等具有氧化性的物質(zhì)時(shí)，溶液會(huì)出現(xiàn)淺黃綠色→棕黃色的顏色變化，該現(xiàn)象可用于Fe2＋的初步檢驗(yàn)。

　　②制備Fe(OH)2的方法很多，原則有兩點(diǎn)，一是溶液中的溶解氧必須提前除去，二是反應(yīng)過(guò)程中必須與O2隔絕。

　　③Fe3＋的檢驗(yàn)方法較多，如觀察溶液顏色法(棕黃色)、NaOH溶液法(生成紅褐色沉淀)、KSCN溶液法(生成紅色溶液)，前面兩種方法需溶液中Fe3＋濃度較大時(shí)才適用，最好也最靈敏的方法是KSCN溶液法。Fe2＋的檢驗(yàn)可采用加入KSCN溶液后再加入氧化劑的方法。

　　5．銅及其化合物的反應(yīng)

　　(1)銅單質(zhì)的反應(yīng)

　　①與非金屬單質(zhì)反應(yīng)

　　2Cu＋O2△=====2CuO

　　2Cu＋S△=====Cu2S

　　Cu＋Cl2點(diǎn)燃=====CuCl2

　　在潮濕空氣中被銹蝕生成銅綠

　　2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3

　　②與酸反應(yīng)

　　Cu＋2H2SO4(濃)△=====CuSO4＋SO2↑＋2H2O

　　3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

　　Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O

　　(2)銅的重要化合物

　　①黑色氧化銅高溫分解生成紅色氧化亞銅

　　4CuO高溫=====2Cu2O＋O2↑

　　②藍(lán)色硫酸銅晶體受熱分解生成白色無(wú)水硫酸銅粉末

　　CuSO4·5H2O△=====CuSO4＋5H2O

　　【題源信息】銅作為不活潑金屬的代表，高考常考查：

　　a．銅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)；b.銅的化合物在反應(yīng)中的顏色變化；c.CuSO4·5H2O在不同溫度條件下分解反應(yīng)的簡(jiǎn)單計(jì)算。

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