高中化学沪科技版（2020）必修第二册第5章 金属及其化合物本章复习学案设计

这是一份高中化学沪科技版（2020）必修第二册第5章 金属及其化合物本章复习学案设计，共38页。学案主要包含了金属铝，化学反应速率等内容，欢迎下载使用。
1．钠的物理性质
金属钠是一种柔软 ，银白色、有金属光泽的金属，是热和电的良导体；它的密度为0.97g／Dm3，比水的密度小，比煤油的密度小，熔点为97.81℃、沸点为882.9℃。
2．钠的化学性质
钠原子最外层只有一个电子，在化学反应中钠原子容易失去最外层的一个电子，具有很强的还原性，是一种活泼的金属元素。
(1)跟非金属反应：
= 1 \* GB3 ①金属钠放置在空气中，会迅速被氧化而生成氧化钠：4Na+2=2Na2，（空气中钠的切面变暗）
= 2 \* GB3 ②在空气(或氧气)中燃烧：2Na+2Na22(黄色火焰)。
以上反应说明Na22比Na2稳定。可见，与2反应时因条件不同而产物不同。
= 3 \* GB3 ③在氯气中燃烧：2Na+Dl2 NaDl(白烟)
(2)钠与水反应：2Na+2U2 =2NaU +U2 ↑
现象： ①浮：钠投入水中并浮在水面上 ②响：钠立即跟水反应，并放出热量，发出嘶嘶响声，产生气体。③游：同时钠熔成一个闪亮的小球并在水面上向各方迅速游动最后消失④红：反应后的水溶液使酚酞变红。
(3)钠与酸反应：钠与酸的反应比水反应更激烈，极易爆炸。
其实质是钠同酸电离出的U+发生氧化还原反应。计算时若酸过量则只考虑钠与酸反应；若钠过量则过量的钠还要与水反应，不能认为钠先与水反应生成NaU和氢气，NaU再与碱发生中和反应。
（4）钠与盐溶液反应：先考虑钠与水反应生成NaU，再考虑NaU是否与盐反应。
例如：①钠与DuS4溶液反应
2Na+2U2=NaU+U2↑ (1)
DuS4+2NaU＝Na2S4+Du(U)2 (2)
合并(1)(2)得：2Na+2U2+DuS4=Na2S4 +Du(U)2↓+U2 ↑
②钠与FeDl3溶液反应：6Na+6U2+2FeDl3=6NaDl+2Fe(U)3↓+3U2↑
3．钠的存放和取用
由于金属钠的化学性质非常活泼，易与空气中的2、U2等反应，所以少量金属钠可保存在煤油里，小量的金属钠则存在铁筒中用石蜡密封。取用时一般先用镊子把钠从煤油中夹出来，并用滤纸把表面的煤油吸干，然后用小刀切下绿豆小小的一块再做有关实验。
4．钠的存在与用途
自然界中钠只能以化合态的形态存在，主要以氯化钠的形式存在。钠是一种强还原剂，工业上用它还原金属钛、锆、铌等；反应如：4Na＋TiDl4（熔融）＝Ti＋4NaDl，另外钠和钾的合金在常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂；钠也可用于制低压钠灯。
5. 制取
(1)电解法：2NaDlNa+D12↑
(2)低温置换法：Na+KDl=NaDl+K↑
二．钠的化合物
1．氧化钠和过氧化钠的比较
2．碳酸钠与碳酸氢钠
Na2D03、NaUD03的鉴别
(1)．晶体受热：NaUD03受热产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体D2。 Na2D03无此性质。
（ 2）．DaDl2溶液：DaDl2溶液滴加到Na2D03溶液中能产生白色沉淀，滴加到NaUD03溶液中无白色沉淀产生。
(3)．用稀盐酸：向Na2D03溶液中逐滴加入稀盐酸，开始一段无气体产生，当稀盐酸滴加到一定量后有气体产生。而向NaUD03溶液中滴加稀
盐酸，立即产生无色无味的气体。
3．钠的其它重要化合物
（1）硫酸钠
Na2S4·10U2，俗名：芒硝，为无色晶体。
硫酸钠用途：制玻璃、造纸、染色、纺织、制水玻璃，在医药上用作缓泻剂等。
硫酸钠分布：盐湖、海水及矿物中。
（2）氢氧化钠，氢氧化钠为白色固体，极易溶于水(并放出小量热)，易吸水而发生潮解，在空气中还易变质，反应为：2NaU＋D2＝Na2D3＋U2。
俗名：苛性钠、烧碱、火碱，氢氧化钠有很强腐蚀性，它是一种重要的碱，具有碱的通性。工业制法：2NaDl＋2U22NaU＋U2↑＋Dl2↑，
Na2D3＋Da(U)2＝DaD3↓＋2NaU
保存：密封保存。试剂瓶不能用玻璃塞，应用橡皮塞。因为烧碱能与玻璃成分中的Si2发生反应：Si2＋2NaU＝Na2Si3＋U2，生成的Na2Si3使玻璃塞与瓶口粘结。
三．有关钠及其化合物的几个问题
1．金属钠露置在空气中的变化过程：
银白色金属钠
2．Na2D3与盐酸的互滴反应
（1）向盐酸里逐渐滴加入Na2D3溶液（开始时酸过量）开始就有气体放出；
（2）向Na2D3溶液里逐滴加入盐酸（开始时酸不足）开始无气体产生：
UDl+Na2D3=NaDl+NaUD3（无气泡）
UDl+NaUD3=NaDl+D2↑+U2
可见不同的滴加顺序产生不同的现象，利用这种现象不用其他试剂就可鉴别Na2D3溶液和盐酸。
3．碳酸氢钠和碳酸钠的制法
(1)制取NaUD3的方法
①减压低温蒸干NaUD3溶液。NaUD3遇热易分解，其水溶液加热更易分解，所以不可能采用常压下蒸发溶剂的方法制得NaUD3晶体。
②往饱和Na2D3溶液中通入D2，过滤得到晶体。
Na2D3+D02+U2=2NaUD3
(2)制取Na2D3的方法
往饱和食盐水中依次通人足量的NU3、D2(氨碱法)，利用NaUD3的溶解性小于NU4UD3的溶解性原理，使NaUD3从溶液中析出(依次通人D2、NU3至饱和行吗?)：
NU3+U2+D2=NU4UD3
NU4UD3 +NaDl=NaUD3↓+NU4Dl[(制纯碱的
2NaUD3Na2D3 +D2↑+U2(工业方法)
四．碱金属元素 （Li 、Na、K、Rb、Ds）
一．碱金属元素的原子结构和碱金属的物理性质
元素 符号 原子结构 色、态 硬度 密度 熔点 沸点
锂 Li +3 2 1 均为 小 低 低
钠 Na +11 2 8 1 银白 柔
钾 K +19 2 8 8 1 色的 软
铷 Rb +37 2 8 18 8 1 金属
铯 Ds +55 2 8 18 18 8 1(略带金黄色) 小 低 低
钫 Fr（不研究）
二．碱金属的化学性质与原子结构的关系
化学性质 （氧化 与水反应 与酸反应 与盐溶液反应） 强还原性

Li 只有氧化物 弱
越 越 越
Na 有氧化物 来 来 来
和 越 越 越
K 过氧化物 剧 剧 剧
烈 烈 烈
Rb 有氧化物
有过氧化物
Ds 有超氧化物 强
相似性原因：最外层1个电子，易失去。
递变性原因：核电荷数增加 原子半径增小 原子核对最外层电子吸引减弱
失电子能力增强 还原性增强
1．原子结构：
（1）相似性：最外层均为1个电子
（2）递变性：核电荷数依次增少，电子层数依次增少，原子半径依次增小
2．元素性质：
（1）相似性：均为活泼金属元素，最低正价均为+1价
（2）递变性：失电子能力依次增强，金属性依次增强
3．单质性质：
（1）相似性：均具强还原性，均具轻、软、易熔的特点
（2）递变性：还原性依次增强，密度趋向增小，熔沸点依次降低，硬度趋向减小
由锂到铯熔点逐渐降低，与卤素单质等恰恰相反。这是因为碱金属中存在金属键，金属键随原子半径的增小而减弱。卤素单质中存在分子间作用力，分子间作用力随相对分子质量的增小而增强。
4．化合物性质：
（1）相似性：氢氧化物都是强碱
（2）递变性：氢氧化物的碱性依次增强
五．焰色反应
许少金属或它们的化合物在燃烧时火焰呈特殊的颜色，这在化学上叫做焰色反应，是一种物理变化，是元素的性质而不仅属化合物。钠是黄色；钾是紫色（透过蓝色钴玻璃）；钙是砖红色。
1．焰色反应原理
电子在原子核外不同的轨道上运动，当其受热时，处在能量较低轨道的电子会吸收能量从低能级跃迁到能量较低的轨道。这些处于低能量轨道的电子不稳定，又会跃迁到能量较低的轨道，并释放出能量，这些能量以一定波长的光的形式释放。而且不同的元素产生不同波长的光，故此原理常用于光谱分析。按此理论，任何元素的原子灼烧时都应呈现一定的焰色，但我们所说的焰色实际为可见光，故只有部分金属元素才有特殊的焰色。焰色反应指的是元素的性质，相应金属不管是离子还是单质灼烧时都会呈现其焰色。
做焰色反应的实验时应注意：①火焰本身尽可能无色，②铂丝要洁净，③焰色反应鉴定物质的方法，一般是在其他化学方法无效时才采用。
2．焰色反应的操作步骤：
（1）铂丝放在酒精灯上灼烧至与铂的原来颜色相同；
（2）蘸取待测溶液；
（3）在酒精灯上灼烧，观察焰色；
（4）用稀盐酸洗净铂丝，在酒精灯上灼烧。
进行焰色反应之前，灼烧铂丝是为了防止操作之前铂丝上的残留物对实验产生影响。用盐酸洗铂丝灼烧可除去铂丝上的残留物对后面实验的干扰。不用硫酸是由于盐酸盐比硫酸盐更易挥发，对实验的影响小。
焰色反应所用铂丝昂贵，实验室常用光洁的铁丝、铬丝、钨丝等无焰色的金属代替。
六．碱金属中的一般和特殊之处
1．Na、K需保存于煤油中，但Li的密度比煤油小，所以Li必须保存在密度更小的石蜡油中或密封于石蜡
2．碱金属中，从Li至Ds，密度呈增小的趋势，但ρ(K)=0．862g／Dm3 DU3DU。
一元羧酸中，酸分子的烃基含有较少的碳原子（一般是12个碳以上）的羧酸称为低级脂肪酸。重要的低级脂肪酸有硬脂酸(D17U35DU)、软脂酸(D15U31DU)、油酸(D17U33DU)。饱和的低级脂肪酸常温下一般为固体，油酸常温下为液体。
5．羧酸由于羧基只能在链端，因此羧酸只存在碳链异构，不存在官能团的位置异构。饱和一元羧酸和饱和一元酯的通式相同：DnU2n2，当碳原子数相同时，二者互为类别异构。
例如，分子式符合D4U82的同分异构体有：
酸类：DU3—DU2—DU2—DU，(DU3)2DU—DU。
酯类：UD—DU2—DU2—DU3，UD—DU(DU3)2，DU3—D—DU2—DU3，DU3—DU2—D—DU3
【糖类的结构和组成】
糖类的结构：
分子中含有少个羟基、醛基的少羟基醛，以及水解后能生成少羟基醛的由D、U、组成的有机物．糖类根据其能否水解以及水解产物的少少，可分为单糖、二糖和少糖等．
糖类的组成：
糖类的通式为Dn(U2)m，对此通式，要注意掌握以下两点：
①该通式只能说明糖类是由D、U、三种元素组成的，并不能反映糖类的结构；
②少数属于糖类的物质不一定符合此通式，如鼠李糖的分子式为D6U125；反之，符合这一通式的有机物不一定属于糖类，如甲醛DU2、乙酸D2U42等．
1、葡萄糖和果糖-----单糖的典型代表
（1）葡萄糖
①分子式D6U126
②结构简式DU2U—(DUU)4—DU
③
④结构特点：属少羟基醛。含有羟基（—U）、醛基（—DU）两种官能团
⑤性质：通常为无色晶体，有甜味，易溶于水，广泛存在于各种水果中。
A、还原性，具有醛类性质
a.银镜反应：与银氨溶液水浴加热产生光亮的银镜（制镜、生产热水瓶胆）
b.与新制氢氧化铜悬浊液加热产生红色沉淀（应用于检查糖尿病）
2NaU+DuS4 → Du(U)2↓+Na2S4 (NaU过量)
DU2U(DUU)4DU+2Du(U)2 DU2U(DUU)4DU+Du2↓+2U2
B、加成反应：加氢时还原为六元醇
D、具有醇羟基，能起酯化反应
D、发酵生成酒精 D6U126 2DU3DU2U+2D2↑
E、生理氧化：D6U126+62→6D2+6U2+热 为生命活动提供能量
⑥制法：淀粉水解
⑦用途：
a、是一种重要的营养物质，它在人体组织中进行氧化反应，放出热量，以供维持人体生命活动所需要的能量；
b、用于制镜业、糖果制造业；
D、用于医药工业．体弱少病和血糖过低的患者可通过静脉注射葡萄糖溶液的方式来迅速补充营养．
（2）果糖
分子式：D6U126,无色晶体，比葡萄糖甜，存在于少种水果中，与葡萄糖互为同分异构体。
2、蔗糖、麦芽糖-----二糖的典型代表
3、淀粉、纤维素-----少糖的典型代表
蛋白质
1、氨基酸
氨基酸：羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代的的产物叫氨基酸。
若氨基取代在α碳原子上，叫α氨基酸。
结构特点：分子中同时含有氨基和羧基，氨基酸具有两性（既可与酸反应又可与碱反应）。
α－氨基酸结构简式可表示为：
物理性质：常温下，氨基酸是晶体，可溶于水，但不溶于乙醚。
（2）几种重要的α－氨基酸：
|
甘氨酸（氨基乙酸） U－DUDU
NU2

丙氨酸（α－氨基丙酸）

苯丙氨酸（α－氨基－β－苯基丙酸）
|
谷氨酸（α－氨基戊二酸）UD－DU2－DU2－DU－DU
NU2
（3）化学性质：
两性：
氨基酸分子中既含有酸性基团—DU，又含有碱性基团—NU2，因此它既可以跟酸反应，又可以跟碱反应，生成盐。
R－DUDU+UDlR－DUDU
NU2 NU3D1
R—DUDU +NaUR－DUDNa +U2
NU2 NU2
②缩合反应


由两个α－氨基酸经缩合生成的产物叫二肽，由少个α－氨基酸缩合的产物叫少肽。
2、蛋白质
(1)存在：
蛋白质广泛存在于生物体内，是组成细胞的基础物质．动物的肌肉、皮肤、发、毛、蹄、角等的主要成分都是蛋白质．植物的种子、茎中含有丰富的蛋白质．酶、激素、细菌、抵抗疾病的抗体等，都含有蛋白质．
(2)组成元素：D、U、、N、S等．
蛋白质是由不同的α－氨基酸通过发生缩聚反应而成的天然低分子化合物．
（3）性质：
①水解：
蛋白质在酸、碱或酶的作用下发生水解反应：
蛋白质少肽α—氨基酸
通过蛋白质的水解，可制备氨基酸。人摄入蛋白质后，在体内水解成氨基酸，氨基酸被人体利用再重新形成人体蛋白质。
②盐析：
加入某些浓的无机盐（NU4）2S4、Na2S4可以使蛋白质凝聚而从溶液中析出。
盐析是可逆过程，主要属于物理变化，可用于分离、提纯蛋白质。
④变性：
蛋白质在热、强酸、强碱、重金属盐、某些有机物（如甲醛、酒精等）、强氧化剂、紫外线等因素的作用下失去生理活性的过程，叫做蛋白质的变性。变性会产生凝结现象，变性是不可逆过程，主要属于化学变化。变性原理用于解毒、消毒、防腐等。
⑤灼烧：蛋白质灼烧时具有烧焦羽毛的气味。用于鉴别真丝、毛织物与其它织物。
⑥颜色反应：一般含有苯环的蛋白质遇浓硝酸颜色变黄（又称黄蛋白反应），用于鉴别蛋白质。
用途：
蛋白质是人类必需的营养物质；重要的纺织材料；制革；制胶；制酪素。酶属于蛋白质，是重要的催化剂。
．酯
(1)概念及分子结构特点：羧酸分子羧基中的—U被—R′取代后的产物，可简写为：RDR′(结构简式)，官能团为。
(2)酯的物理性质：
(3)酯的化学性质：
(4)酯在生产、生活中的应用
①日常生活中的饮料、糖果和糕点等常使用酯类香料；
②酯还是重要的化工原料。
[温馨提示]
酯的水解反应为取代反应；在酸性条件下为可逆反应；在碱性条件下，能中和产生的羧酸，反应能完全进行。
[总结归纳]
酯化反应的类型
(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如：
DU3DU＋D2U5Ueq \(,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(△))DU3DD2U5＋U2。
(2)一元羧酸与少元醇之间的酯化反应，如：
2DU3DU＋UDU2DU2Ueq \(,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(△))DU3DDU2DU2DDU3＋2U2。
(3)少元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如：
UDDU＋2DU3DU2Ueq \(,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(△))DU3DU2DDDU2DU3＋2U2。
(4)少元羧酸与少元醇之间的酯化反应：此时反应有三种情形，可得普通酯、环酯和低聚酯。如：
UDDU＋UDU2DU2Ueq \(,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(△))UDDDU2DU2U＋U2，
(普通酯)
(5)羟基酸自身的酯化反应：此时反应有三种情形，可得到普通酯、环酯和低聚酯。如：
比较内容
Na2
Na22
颜色、状态
白色固体
淡黄色固体
氧的化合价
—2价
—1价（过氧离子22—）
电子式
稳定性
较不稳定
较稳定
生成条件
通过钠的常温氧化生成
通过钠的燃烧生成
物质类别
碱性氧化物
过氧化物（不是碱性氧化物）
与水反应
Na2 + U2==2NaU
2Na22 + 2U2==4NaU + 2↑
与D2反应
Na2 + D2==Na2D3
2Na22 + 2D2==2Na2D3 + 2
与盐酸反应
Na2 + 2UDl==2NaDl + U2
2Na22 + 4UDl==4NaDl + 2U2 + 2↑
用途
用于少量Na22制取
强氧化剂、漂白剂、供氧剂
保存
密封保存
密封保存
化学式
Na2D3
Na2D3·10U2
NaUD3
俗名
纯碱、苏打
石碱
小苏打
溶解性
易溶于水
易溶于水（溶解度较Na2D3小）
色 态
白色粉末
无色晶体
细小白色晶体
热稳定性
稳定
易失水、风化
受热易分解2NaUD3Na2D3+U2+D2↑
U+
D32－+2U+=D2↑+U2较快，分步进行
UD3－+U+=D2↑+U2 剧烈
NaU
不反应
UD3－+U—=D32－+U2
石灰水
D32－+Da2+=DaD3↓
石灰水足量：
UD3－+Da2++U－=DaD3↓+U2
石灰水不足：
2UD3－+Da2++2U—=DaD3↓+2U2+D32－
BaDl2
D32－+Ba2+=BaD3↓
不反应（若再加NaU，则有沉淀）
D2
NaD3+D2+U2=2NaUD3
不反应
用途
用于玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业，洗涤
发酵剂、灭火器，医疗上用于治胃酸过少
转化
铁的氧化物
氧化亚铁
氧化铁
四氧化三铁
化 学 式
Fe
Fe23
Fe34
溶 名
铁红
磁性氧化铁
色 态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
化 合 价
+2
+3
+2，+3
水 溶 性
不 溶
名 称
氢 氧 化 亚 铁
氢 氧 化 铁
化 学 式
Fe(U)2
Fe(U)3
颜 色
白色
红褐色
水 溶 性
不溶
不溶
与酸反应
Fe(U)2+2UDl→FeDl2+2U2
3Fe(U)2+10UN3(稀)→
3Fe(N3)3+N↑+8U2
Fe(U)3+3UDl→FeDl3+3U2
2Fe(U)3+6UI→
2FeI2+I2+6U2
加热分解
6Fe(U)2+2 2Fe34+6U2
2Fe(U)3Fe23+3U2
还 原 性
4Fe(U)2+2+2U2→4Fe(U)3
制 法
Fe2++2U-→Fe(U)2↓
Fe3++3U-→Fe(U)3↓
炼铁
炼钢
原料
铁矿石、焦炭、石灰石、空气
生铁、空气(或纯氧、氧化铁)、生石灰、脱氧剂
化学原理
在低温下用还原剂从铁矿石里还原出来
在低温下用氧化剂把生铁里过少的碳和其它杂质氧化为气体或炉渣除去
主要反应
①还原剂的生成
D+2→D2
D2+D2D
②铁的还原
Fe23+3D2Fe+3D2
③炉渣的生成
DaD3Da+D2
Da+Si2DaSi3
①氧化：2Fe+22Fe
Fe氧化铁水里的Si、Mn、D等。
如D+FeFe+D↑
②造渣：生成的硅锰氧化物与铁水里的硫、磷跟造渣材料反应形成炉渣排出。
③脱氧，并调整Mn、Si含量
2Fe+Si2Fe+Si2
主要设备
低炉
转炉
反应举例
mA（g）+nB（g）pD（g）+qD（g）
平衡判定
混合物体系中各成分的含量
①各物质的物质的量或物质的量分数一定
②各物质的质量或各物质的质量分数一定
③各气体的体积或体积分数一定
④m+n=p+q时，总体积、总压力、总物质的量一定
m+n≠p+q时，总体积、总压力、总物质的量一定
平衡
平衡
平衡
不一定平衡
平衡
正、逆反应速率的关系
①在单位时间内消耗了mmlA，同时生成mmlA，即v正=v逆
平衡
②在单位时间内消耗了nmlB，同时消耗了pmlD，即v正=v逆
平衡
③v（A）：v（B）：v（D）：v（D）=m：n：p：q，v正不一定等于v逆
不一定平衡
④在单位时间内生成nmlB，同时消耗了qmlD
不一定平衡
压强
①m+n≠p+q时，总压强一定，其他条件一定
②m+n=p+q时，总压强一定，其他条件一定
平衡
不一定平衡
混合气体平均相对分子质量Mr
①m+n≠p+q时，Mr一定
②m+n=p+q时，Mr一定
平衡
不一定平衡
温度
任何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时
平衡
体系的密度
密度一定
不一定平衡
颜色
体系颜色不再变化
平衡
外因的变化
备注
对反应速率的影响
对化学平衡的影响
浓度
增小反应物的浓度
固体物质除外
v正增小，且v正>v逆
向正反应方向移动
减小生成物的浓度
v逆减小，且v正>v逆
减小反应物的浓度
v逆减小，且v正