第一節 金屬的化學性質

　　一、鈉 Na

　　1、單質鈉的物理性質：鈉質軟、銀白色、熔點低、密度比水的小但比煤油的大。

　　2、單質鈉的化學性質：

　　①鈉與O2反應

　　常溫下：4Na O2＝2Na2O （新切開的鈉放在空氣中容易變暗）

　　加熱時：2Na O2＝＝Na2O2 （鈉先熔化後燃燒，發出黃色火焰，生成淡黃色固體Na2O2。）

　　Na2O2中氧元素為－1價，Na2O2既有氧化性又有還原性。

　　2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑

　　2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2

　　Na2O2是呼吸面具、潛水艇的供氧劑，Na2O2具有強氧化性能漂白。

　　②鈉與H2O反應

　　2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑

　　離子方程式：2Na＋＋2H2O＝2Na＋＋2OH－＋H2↑（注意配平）

　　實驗現象：“浮——鈉密度比水小；遊——生成氫氣；響——反應劇烈；

　　熔——鈉熔點低；紅——生成的NaOH遇酚酞變紅”。

　　③鈉與鹽溶液反應

　　如鈉與CuSO4溶液反應，應該先是鈉與H2O反應生成NaOH與H2，再和CuSO4溶液反應，有關化學方程式：

　　2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑

　　CuSO4＋2NaOH＝Cu(OH)2↓＋Na2SO4

　　總的方程式：2Na＋2H2O＋CuSO4＝Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑

　　實驗現象：有藍色沉澱生成，有氣泡放出

　　K、Ca、Na三種單質與鹽溶液反應時，先與水反應生成相應的堿，堿再和鹽溶液反應

　　④鈉與酸反應：

　　2Na＋2HCl＝2NaCl＋H2↑（反應劇烈）

　　離子方程式：2Na＋2H＋＝2Na＋＋H2↑

　　3、鈉的存在：以化合态存在。

　　4、鈉的保存：保存在煤油或石蠟中。

　　5、鈉在空氣中的變化過程：Na→Na2O→NaOH→Na2CO3→Na2CO3·10H2O（結晶）→Na2CO3（風化），最終得到是一種白色粉末。

　　一小塊鈉置露在空氣中的現象：銀白色的鈉很快變暗（生成Na2O），跟着變成白色固體(NaOH)，然後在固體表面出現小液滴（NaOH易潮解），最終變成白色粉未（最終産物是Na2CO3）。

　　二、鋁 Al

　　1、單質鋁的物理性質：銀白色金屬、密度小（屬輕金屬）、硬度小、熔沸點低。

　　2、單質鋁的化學性質

　　①鋁與O2反應：常溫下鋁能與O2反應生成緻密氧化膜，保護内層金屬。加熱條件下鋁能與O2反應生成氧化鋁：4Al＋3O2＝＝2Al2O3

　　②常溫下Al既能與強酸反應，又能與強堿溶液反應，均有H2生成，也能與不活潑的金屬鹽溶液反應：

　　2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑

　　（ 2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑ ）

　　2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑

　　（ 2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑ ）

　　2Al＋3Cu(NO3)2＝2Al(NO3) 3＋3Cu

　　（ 2Al ＋ 3Cu 2 ＋ ＝ 2Al 3 ＋ ＋ 3Cu ）

　　注意：鋁制餐具不能用來長時間存放酸性、堿性和鹹的食品。

　　③鋁與某些金屬氧化物的反應（如V、Cr、Mn、Fe的氧化物）叫做鋁熱反應

　　Fe2O3＋2Al ＝＝ 2Fe＋Al2O3，Al 和 Fe2O3的混合物叫做鋁熱劑。利用鋁熱反應焊接鋼軌。

　　三、鐵

　　1、單質鐵的物理性質：鐵片是銀白色的，鐵粉呈黑色，純鐵不易生鏽，但生鐵（含碳雜質的鐵）在潮濕的空氣中易生鏽。（原因：形成了鐵碳原電池。鐵鏽的主要成分是Fe2O3）。

　　2、單質鐵的化學性質：

　　①鐵與氧氣反應：3Fe＋2O2＝＝＝Fe3O4（現象：劇烈燃燒，火星四射，生成黑色的固體）

　　②與非氧化性酸反應：Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑ （Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑）

　　常溫下鋁、鐵遇濃硫酸或濃硝酸鈍化。加熱能反應但無氫氣放出。

　　③與鹽溶液反應： Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu（Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu）

　　④與水蒸氣反應：3Fe＋4H2O(g)＝＝Fe3O4＋4H2

　　第二節 幾種重要的金屬化合物

　　一、氧化物

　　1、Al2O3的性質：氧化鋁是一種白色難溶物，其熔點很高，可用來制造耐火材料如坩鍋、耐火管、耐高溫的實驗儀器等。

　　Al2O3是兩性氧化物：既能與強酸反應，又能與強堿反應：

　　Al2O3 6HCl ＝ 2AlCl3 3H2O （ Al 2 O 3 ＋ 6H ＋ ＝ 2Al 3 ＋ ＋ 3H 2 O ）

　　Al2O3 2NaOH == 2NaAlO2 H2O（Al2O3＋2OH－＝2AlO2－＋H2O）

　　2、鐵的氧化物的性質：FeO、Fe2O3都為堿性氧化物，能與強酸反應生成鹽和水。

　　FeO＋2HCl =FeCl2 H2O

　　Fe2O3＋6HCl＝2FeCl3＋3H2O

　　二、氫氧化物

　　1、氫氧化鋁 Al(OH)3

　　①Al(OH)3是兩性氫氧化物，在常溫下它既能與強酸，又能與強堿反應：

　　Al(OH)3＋3HCl＝AlCl3＋3H2O（Al(OH)3＋3H＋＝Al3＋＋3H2O）

　　Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2O（Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O）

　　②Al(OH)3受熱易分解成Al2O3：2Al(OH)3＝＝Al2O3＋3H2O（規律：不溶性堿受熱均會分解）

　　③Al(OH)3的制備：實驗室用可溶性鋁鹽和氨水反應來制備Al(OH)3

　　Al2(SO4)3＋6NH3·H2O＝2 Al(OH)3↓＋3(NH4)2SO4

　　（Al3＋＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NH4＋）

　　因為強堿(如NaOH)易與Al(OH)3反應，所以實驗室不用強堿制備Al(OH)3，而用氨水。

　　2、鐵的氫氧化物：氫氧化亞鐵Fe(OH)2（白色）和氫氧化鐵Fe(OH)3（紅褐色）

　　①都能與酸反應生成鹽和水：

　　Fe(OH)2＋2HCl＝FeCl2＋2H2O（Fe(OH)2＋2H＋＝Fe2＋＋2H2O）

　　Fe(OH)3＋6HCl＝2FeCl3＋3H2O（Fe(OH)3＋3H＋＝2Fe3＋＋3H2O）

　　②Fe(OH)2可以被空氣中的氧氣氧化成Fe(OH)3

　　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3（現象：白色沉澱→灰綠色→紅褐色）

　　③Fe(OH)3受熱易分解生成Fe2O3：2Fe(OH)3＝＝Fe2O3＋3H2O

　　3、氫氧化鈉NaOH：俗稱燒堿、火堿、苛性鈉，易潮解，有強腐蝕性，具有堿的通性。

　　三、鹽

　　1、鐵鹽（鐵為 3價）、亞鐵鹽（鐵為 2價）的性質：

　　①鐵鹽（鐵為 3價）具有氧化性，可以被還原劑（如鐵、銅等）還原成亞鐵鹽：

　　2FeCl3＋Fe＝3FeCl2（ 2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋ ）(價态歸中規律)

　　2FeCl3＋Cu＝2FeCl2＋CuCl2（ 2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋ ）（制印刷電路闆的反應原理）

　　亞鐵鹽（鐵為 2價）具有還原性，能被氧化劑（如氯氣、氧氣、硝酸等）氧化成鐵鹽：

　　2FeCl2＋Cl2＝2FeCl3 （ 2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－ ）

　　②Fe3＋離子的檢驗：

　　a.溶液呈黃色；

　　b.加入KSCN(硫氰化鉀)溶液變紅色；

　　c.加入NaOH溶液反應生成紅褐色沉澱[Fe(OH)3]。

　　Fe2 離子的檢驗：

　　a.溶液呈淺綠色；

　　b.先在溶液中加入KSCN溶液，不變色，再加入氯水，溶液變紅色；

　　c.加入NaOH溶液反應先生成白色沉澱，迅速變成灰綠色沉澱，最後變成紅褐色沉澱。

　　2、鈉鹽：Na2CO3與NaHCO3的性質比較

　　Na2CO3

　　NaHCO3

　　俗稱

　　純堿、蘇打

　　小蘇打

　　水溶性比較

　　Na2CO3 NaHCO3

　　溶液酸堿性

　　堿性

　　堿性

　　與酸反應劇烈程度

　　較慢（二步反應）

　　較快（一步反應）

　　與酸反應

　　Na2CO3 2HCl=2NaCl H2O CO2↑

　　CO32- 2H =CO2↑ H2O

　　NaHCO3 HCl=NaCl H2O CO2↑

　　HCO3－ H =H2O CO2↑

　　熱穩定性

　　加熱不分解

　　加熱分解

　　2NaHCO3=Na2CO3 H2O CO2↑

　　與CO2反應

　　Na2CO3 CO2 H2O=2NaHCO3

　　不反應

　　與NaOH溶液反應

　　不反應（不能發生離子交換）

　　NaHCO3 NaOH=Na2CO3 H2O

　　HCO3－ OH－=H2O CO32－

　　與Ca(OH)2溶液反應

　　Ca(OH)2 Na2CO3=CaCO3↓ 2NaOH

　　Ca2 CO32－=CaCO3↓

　　也能反應生成CaCO3沉澱

　　與CaCl2溶液反應

　　有CaCO3沉澱

　　不反應

　　用途

　　洗滌劑，玻璃、肥皂、造紙、紡織等工業

　　發酵粉、滅火劑、治療胃酸過多（有胃潰瘍時不能用）

　　相互轉化

　　Na2CO3 NaHCO3

　　四、焰色反應

　　1、定義：金屬或它們的化合物在灼燒時使火焰呈現特殊顔色的性質。

　　2、操作步驟：鉑絲（或鐵絲）用鹽酸浸洗後灼燒至無色，沾取試樣（單質、化合物、氣、液、固均可）在火焰上灼燒，觀察顔色。

　　3、 重要元素的焰色：鈉元素黃色、 鉀元素紫色（透過藍色的钴玻璃觀察，以排除鈉的焰色的幹擾）

　　焰色反應屬物理變化。與元素存在狀态（單質、化合物）、物質的聚集狀态（氣、液、固）等無關，隻有少數金屬元素有焰色反應。

　　第三節 用途廣泛的金屬材料

　　1、合金的概念：由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質。

　　2、合金的特性：合金與各成分金屬相比，具有許多優良的物理、化學或機械的性能。

　　①合金的硬度一般比它的各成分金屬的大

　　②合金的熔點一般比它的各成分金屬的低

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　　（圖文來源：網絡）

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