专题02 常见金属及其应用-【实验攻略】备战2025年高考化学教材重点实验清单一遍过

专题02 常见金属及其应用 目 录 实验1 钠的性质 实验2 过氧化钠与水的反应 实验3 碳酸钠和碳酸氢钠性质的比较 实验4 焰色试验 实验5 氢氧化亚铁的制备 实验6 铁及其化合物的性质 实验7 铝及其化合物的性质 实验1 钠的性质 1.钠的物理性质 实验装置 实验原理 4Na＋O2===2Na2O； 实验用品 钠；滤纸、小刀、镊子、表面皿 实验步骤 用镊子取一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油后，用刀切去一端的外皮，观察钠的表面的光泽和颜色，并注意新切开的钠的表面所发生的变化 实验现象 用小刀可以很轻松地切开金属钠，切口处可观察银白色光泽，暴露在空气中很快变暗。 实验结论 钠是银白色金属，硬度小，熔点低。常温条件下与O2都容易发生反应，说明钠比铁、铝、镁等活泼得多。 实验说明 ①钠暴露在空气中很快变暗，这是因为钠迅速被空气中的氧气氧化而生成了氧化钠。 这一实验不仅说明钠具有银白色金属光泽，质软，而且极易被空中的氧气氧化。 ②钠通常保存在煤油中，防止与氧气、水等反应。 ③未用完的钠必须放回原试剂瓶。 2.钠的化学性质 （1）与氧气反应 条件 加热 实验装置 实验步骤 将一个干燥的坩埚加热，同时切取一块绿豆大的纳，迅速投到热坩埚中。继续加热坩埚片刻，待纳熔化后立即撤掉酒精灯，观察现象。 实验现象 钠受热后先熔化成闪亮的小球，然后与氧气剧烈反应，发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体。 结论 ①加热时：2Na＋O2Na2O2。 ②稳定性：Na2O2＞Na2O。 实验说明 钠在空气中燃烧生成的淡黄色固体是过氧化钠 分析解读 钠与氧气在常温下反应，生成的物质为氧化钠，在加热时，生成过氧化钠，为什么反应物相同，产物却不同呢？这是因为反应条件不同，生成的产物不同。即反应条件对反应结果有影响。因此，在化学方程式的书写中，要注意反应条件，并遵守客观事实。 （2）与水反应 ①实验探究——【钠与水的反应】p34 实验装置 实验原理 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 实验用品 钠、水、酚酞溶液；滤纸、小刀、镊子、表面皿、烧杯。 预测产物 氢氧化钠和氢气 实验步骤 在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一小块钠投入水中。你看到什么现象？ 实验现象和分析及结论 实验现象 分析及结论 浮——钠浮在水面上 钠的密度比水的小 熔——钠熔化成光亮的小球 钠与水反应放出热量，钠的熔点低 游——小球在水面上迅速游动 生成的气体推动钠球在水水面上迅速游动，球周围有水雾出现， 响——发生“嘶嘶”的响声，逐渐减小，最后消失 钠与水剧烈反应，有时可能有火花或伴有爆鸣声 红——加入酚酥的溶液颜色变红 反应生成的产物呈碱性 实验结论 钠的密度比水小，反应放热且钠的熔点低，反应剧烈，产生H2和NaOH。 实验说明 ①钠通常保存在煤油中，防止与氧气、水等反应。 ②未用完的钠必须放回原试剂瓶。 ③金属钠着火，不能用水（或 CO2）灭火，必须用干燥的沙土来灭火。 ②钠与水反应剧烈，生成NaOH，化学方程式是2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，还原剂：Na，氧化剂：H2O。离子方程式为2Na＋2H2O===2Na＋＋OH-＋H2↑。 1．钠燃烧时不能用水灭火，应用沙土盖灭。 2．取用金属钠时，用镊子夹取金属钠，用滤纸擦干表面的煤油，放在洁净干燥的玻璃片上用小刀切割，不能用手直接接触金属钠，并且将剩余的钠放回原试剂瓶中保存。 实验2 过氧化钠与水的反应 实验装置 →→ 实验原理 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 实验用品 水、过氧化钠固体、pH试纸；试管、木条、试管。 实验步骤 把1-2mL水滴入盛有1-2g过氧化钠固体的试管中，立即把带火星的木条放在试管口，检验生成的气体。用手轻轻摸一摸试管外壁，有什么感觉？用pH试纸检验溶液的酸碱性。 实验现象 试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃。用手轻摸试管外壁，感觉试管壁温度升高。pH试纸测得溶液呈碱性，且pH试纸褪色。 实验结论 过氧化钠与水反应产生 O2 和碱性物质，同时放热，过氧化钠有漂白性。 实验说明 ①Na2O2、H2O2 有强氧化性、漂白性，可杀菌消毒，也可使有机色素（酸碱指示剂、花草等）褪色。 ②可向反应后的溶液中加入少量 MnO2，产生使带火星的木条复燃的气体，证明反应后的溶液中还有没分解完全的 H2O2。 ③可以利用 Na2O2 与水或 H2O2 与 MnO2 反应制备少量氧气。 Na2O2使pH试纸先变蓝后褪色的原因：将Na2O2投入滴有水中，Na2O2与水反应生成NaOH，使pH试纸先变蓝；同时，Na2O2与水反应过程中，还生成了不是很稳定的中间产物H2O2，具有漂白性，使变色后的pH试纸氧化褪色。 实验3 碳酸钠和碳酸氢钠性质的比较 一、碳酸钠、碳酸氢钠的物理性质 在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约 1 g)，完成下列实验，并将实验现象和相应的结论填入下表： 药品实验现象实验操作 Na2CO3 NaHCO3 ①观察Na2CO3和NaHCO3的外观并进行描述 白色粉末 细小的白色晶体 ②向以上两支试管中分别滴入几滴水，振荡，观察现象；将温度计分别插入其中，温度计的示数有何变化 粉末结块变成晶体；放热，温度计的示数明显升高 晶体部分溶解；吸热，温度计的示数降低 ③继续向②的试管中分别加入 5 mL 水，用力振荡，有何现象 完全溶解 部分溶解 ④分别向③所得的溶液中滴入1～2滴酚酞溶液，有何现象 溶液变红色 溶液变微红色 初步结论 遇水生成含结晶水的晶体(Na2CO3·xH2O)，溶液碱性比NaHCO3强 加水部分溶解，溶液碱性比Na2CO3弱 二、碳酸钠、碳酸氢钠的化学性质 1.碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性 实验装置 实验原理 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 实验用品 Na2CO3固体、NaHCO3 固体、澄清石灰水；硬质试管、试管、酒精灯、铁架台。 实验步骤 如图所示，分别加热 Na2CO3 固体和NaHCO3固体，观察实验现象，比较碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性。 实验现象 刚加热Na2CO3固体时，石灰水中有气泡，之后无气泡，澄清石灰水无明显变化；加热NaHCO3固体时，试管口处有小液滴出现，石灰水中有气泡，澄清石灰水变浑浊。 实验结论 ①Na2CO3固体很稳定，受热不易发生分解；但Na2CO3·xH2O易风化；NaHCO3固体不稳定，受热容易分解，化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。 ②Na2CO3 的热稳定性比NaHCO3强。碳酸钠很稳定， 实验说明 加热碳酸钠固体时，最初也会看到导管口有气泡，那是试管内空气受热、体积膨胀而造成的。 2.Na2CO3、NaHCO3的化学性质 （1）热稳定性 ①Na2CO3性质稳定，受热难分解。 ②NaHCO3性质不稳定，受热易分解，化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。 （2）与足量盐酸反应 ①实验探究——碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的比较 实验装置 实验操作 实验现象 离子方程式及结论 在两支试管中分别加入3 mL稀盐酸，将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中。 两个气球均膨胀；NaHCO3与盐酸混合比Na2CO3与盐酸混合气球膨胀得快且大。 NaHCO3与盐酸反应比等质量的Na2CO3与盐酸反应产生气体多且剧烈。 Na2CO3、NaHCO3分别与盐酸反应的离子方程式为CO＋2H＋＝CO2↑＋H2O、HCO＋H＋＝CO2↑＋H2O。 实验4 焰色试验 实验原理 很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。 验用品 碳酸钠溶液、碳酸钾溶液、盐酸；铂丝（或铁丝）、酒精灯（或煤油灯）、蓝色钴玻璃。 实验步骤 ①把熔嵌在玻璃棒上的铂丝（或用光洁无锈的铁丝）放在酒精灯（最好用煤气灯）外焰里灼烧，至与原来火焰颜色相同时为止。用铂丝（或铁丝）蘸取碳酸钠溶液，在外焰上灼烧，观察火焰颜色。 ②将铂丝（或铁丝）用盐酸洗净后，在外焰上灼烧至没有颜色时，再蘸取碳酸钾做同样的实验， 此时要透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色。 实验现象 ①用铂丝（或铁丝）蘸取碳酸钠溶液，在外焰上灼烧，可观察到火焰为黄色；②用铂丝(或铁丝)蘸取碳酸钾溶液做同样的实验，透过蓝色钻玻璃可观察到火焰为紫色。 实验结论 很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。 实验说明 ①做焰色试验前，铂丝（或铁丝）应灼烧至与原来的火焰颜色相同时为止。 ②更换其他试剂进行焰色试验时，应将铂丝（或铁丝）用盐酸洗净后，在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时，再蘸取其他试剂进行焰色试验。 ③观察钾元素的焰色，要透过蓝色钻玻璃，因为蓝色钴玻璃能吸收黄光，避免钠的化合物干扰。 ④焰色反应产生的火焰颜色与元素的存在状态无关，如：灼烧钠的化合物和单质时，火焰颜色均为黄色。几种常见金属的焰色：钠：黄色，钾：紫色(透过蓝色钴玻璃)，钙：砖红色。 ⑤可以用焰色反应鉴别钠、钾等等金属或离子；利用焰色反应也可制成节日烟花。焰色反应是物理变化而不是化学变化。 1.（1）焰色试验是物理变化，是金属元素的性质，既可以是单质，也可以是化合物，如不论灼烧Na2CO3、NaCl、Na2SO4还是钠的单质，均发出黄色火焰。 （2）用稀盐酸清洗的原因：生成金属氯化物，而金属氯化物在高温时易挥发。 （3）焰色反应中所用的火焰应是无色或浅色的。 （4）灼烧铂丝时应一直烧至火焰恢复到原来的颜色。 （5）可用洁净无锈的铁丝代替铂丝，不能用铜丝代替。 （6）观察钾的焰色时，要透过蓝色钴玻璃，目的是滤掉钠元素灼烧时产生的黄光。 2．焰色试验的应用 （1）利用焰色反应可检验某些用常规化学方法不能鉴定的金属元素。 （2）不同的金属及其化合物对应不同的焰色反应且颜色艳丽多彩，因此可用于制作节日燃放的烟花或信号弹等。 实验5 氢氧化亚铁的制备 制备原理 Fe2＋＋2OH－＝Fe(OH)2↓ 成功关键 溶液中不含O2等氧化性物质和Fe3＋ 制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭且隔绝空气的体系中 制备方法 方法 装置 说明 有机层隔离法 用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备 氢气氛围中 先打开止水夹，用生成的氢气排尽装置中的空气，关闭止水夹，生成的硫酸亚铁溶液被压入右侧盛有氢氧化钠溶液的试管中 电解法 利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，阳极材料为铁，阴极材料为石墨 制备Fe(OH)2应注意： ①配制FeSO4溶液时，加入少量铁粉； ②配制溶液的蒸馏水及NaOH溶液均需“煮沸”除氧； ③反应过程中避免和空气接触（油封） 实验6 铁及其化合物的性质 1．铁单质的还原性 实验原理 CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu 实验用品 CuSO4溶液、铁丝、试管、胶头滴管 实验步骤 在一支试管中加入2 mL CuSO4溶液，再将一段铁丝放入CuSO4溶液中。过一会儿取出铁丝，观察现象。 实验现象 铁丝上附有红色的铜，蓝色溶液变成浅绿色。 实验结论 Fe具有还原性 实验说明 Fe与CuSO4溶液反应置换出铜。 2．铁盐的氧化性 实验原理 Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2、2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋I2＋2KCl 实验用品 铜片、FeCl3稀溶液、KI溶液、淀粉溶液、蒸馏水、试管、胶头滴管、镊子 实验步骤 1.取3 mL FeCl3稀溶液加入试管中，加入几小块铜片，振荡，过一会儿，观察现象。 2.在一支盛有3 mL水的试管中滴加几滴FeCl3稀溶液，再滴加3滴KI溶液，观察现象。然后向溶液中滴加2滴淀粉溶液，观察现象。 实验现象 1.黄色溶液变蓝绿色，铜片质量减少。 2.加入KI溶液后，溶液黄色加深，加入淀粉溶液后，溶液变蓝色。 实验结论 Fe3＋具有氧化性。 实验说明 1.Fe3＋能将Cu、I－氧化成Cu2＋、I2。 2.KI是常用的还原剂，能被氧化生成I2，淀粉溶液遇I2变蓝。 3．亚铁盐的氧化性和还原性 实验原理 FeCl2＋Zn===ZnCl2＋Fe、10FeSO4＋2KMnO4＋8H2SO4===5Fe2(SO4)3＋2MnSO4＋8H2O＋K2SO4、 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 实验用品 锌片、KMnO4酸性溶液、FeSO4溶液、KSCN溶液、试管、胶头滴管、镊子 实验步骤 1.取3 mL FeCl2稀溶液加入试管中，加入几小块锌片，振荡，过一会儿，观察现象。 2.在一支试管中加入少量酸性KMnO4溶液，然后向试管中加入少量FeSO4溶液，观察溶液的颜色变化。当溶液紫色褪去时，再滴加2滴KSCN溶液，观察现象。 实验现象 1.锌片失去光泽变黑，溶液由浅绿色逐渐变为无色。 2.溶液紫红色褪去变黄色，滴入KSCN后，溶液变红色。 实验结论 1.Fe2＋具有氧化性。 2.Fe2＋具有还原性，与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应，使酸性KMnO4溶液褪色并生成Fe3＋。 实验说明 Fe2＋能将Zn氧化为Zn2＋，Fe2＋与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应，使酸性KMnO4溶液褪色并生成Fe3＋。 4．铁离子的检验 实验装置 、、 实验原理 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3、2FeCl3＋Fe===3FeCl2。 实验用品 FeCl3稀溶液、KSCN溶液、铁粉、试管、胶头滴管 实验步骤 1.在一支试管中加入2 mL蒸馏水，再滴加几滴FeCl3稀溶液，然后滴加几滴KSCN溶液，观察现象。 2.在一支试管中加入少量FeCl3稀溶液，然后加入适量铁粉，轻轻振荡片刻，再滴加几滴KSCN溶液，观察现象。 实验现象 1.溶液变为红色。 2.加入适量铁粉后溶液变为浅绿色，滴加几滴KSCN溶液后，溶液不变红。 实验结论 可用KSCN试剂检验Fe3+是否存在 实验说明 FeCl3与铁粉反应，生成了FeCl2，溶液中不再存在Fe3＋。 实验7 铝及其化合物的性质 1.铝与氧气的反应 （1）铝粉可以在纯氧中燃烧，发出耀眼的白光，生成氧化铝，4Al＋3O22Al2O3。 （2）常温下铝在空气中极易与氧气反应，表面生成一层致密的薄膜，能阻止氧气与铝进一步反应。 2.铝与氯气、硫的反应：2Al＋3Cl22AlCl3、2Al＋3SAl2S3 3.铝与酸的反应—— 实验装置 实验原理 Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O；2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 实验用品 盐酸、铝片；试管、酒精灯、木条。 实验步骤 在一支试管中加入5mL盐酸，再向试管中放入一小块铝片。观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条放在试管口，你观察到什么现象？ 实验现象 开始无现象，一段时间后铝片逐渐溶解，然后冒铝片表面有大量气泡产生，试管壁有发热现象。一段时间后，将点燃的木条放在试管口，可听到爆鸣声，后气体燃烧发出淡蓝色火焰 实验结论 氧化铝和铝均能和盐酸反应。 实验说明 铝片表面有一层致密的保护膜氧化铝，可以与盐酸发生反应：Al2O3+6HC1=2A1C13+3H20,这个阶段没有气体生成；随着反应的进行，保护膜氧化铝逐渐减少，铝单质直接与盐酸接触，发生反应：2A1+6HC1=2A1C13+3H2↑。因此，铝片 与盐酸刚开始反应时没有气泡产生，一段时间后，当铝与盐酸反应产生氢气、且氢气将试管中空气排净后，即可用点燃的木条检验氢气。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。 说明：Al常温下遇冷的浓硫酸、浓硝酸会发生钝化。 4.铝与强碱溶液的反应 实验装置 实验原理 2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑；Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4] 实验用品 NaOH溶液、铝片；试管、酒精灯、木条。 实验步骤 在两支试管中分别加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支试管中放入一小块铝片，向另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过（除去表面的氧化膜）的一小块铝片。观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放在两支试管口，你观察到什么现象？ 实验现象 用砂纸打磨过的铝片表面立即剧烈反应，有大量气泡产生，试管壁有发热现象。未经打磨过的铝片刚开始反应较慢，后逐渐加快，产生大量气泡，试管壁有发热现象。一段时间后，将点燃的木条放在两支试管口，均可听到爆鸣声，后两试管气体均燃烧发出淡蓝色火焰 实验结论 铝表面的Al2O3可溶于NaOH溶液；Al可与强碱溶液反应生成氢气 5.铝热反应 实验装置 实验现象 ①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 原理应用 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等， 3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3； ②金属焊接，如野外焊接钢轨等 用砂纸打磨过的铝片已擦除表面的保护膜氧化铝，铝单质与氢氧化钠溶液直接接触。该反应分为两步，第一步是铝与水反应：2Al+6H2O=2A1(OH)3+3H2↑，由于生成的氢氧化铝为难溶物，会附着在铝表面，阻止反应进一步发生，因而铝和水的反应进行程度很小。第二步是氢氧化铝与氢氧化钠反应：Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]。由于氢氧化铝为两性氢氧化物，与强碱可以反应，氢氧化铝被消耗促进了第一步反应的继续进行，两步加起来就是总的方程式：2Al+2NaOH+6H2O=2Na[A1(OH)4]+3H2↑。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。 未打磨的铝片表面有一层致密的保护膜氧化铝，由于氧化铝为两性氧化物既能与酸反应，又能与碱反应，因此，将其放入氢氧化钠溶液中后，铝片上的氧化铝先与氢氧化钠反应：Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4],氧化铝逐渐减少，铝单质露置于氢氧化钠溶液中，发生反应：2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 常见金属及其应用 目 录 实验1 钠的性质 实验2 过氧化钠与水的反应 实验3 碳酸钠和碳酸氢钠性质的比较 实验4 焰色试验 实验5 氢氧化亚铁的制备 实验6 铁及其化合物的性质 实验7 铝及其化合物的性质 实验1 钠的性质 1.钠的物理性质 实验装置 实验原理 4Na＋O2===2Na2O； 实验用品 钠；滤纸、小刀、镊子、表面皿 实验步骤 用镊子取一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油后，用刀切去一端的外皮，观察钠的表面的光泽和颜色，并注意新切开的钠的表面所发生的变化 实验现象 用小刀可以很轻松地切开金属钠，切口处可观察银白色光泽，暴露在空气中很快变暗。 实验结论 钠是银白色金属，硬度小，熔点低。常温条件下与O2都容易发生反应，说明钠比铁、铝、镁等活泼得多。 实验说明 ①钠暴露在空气中很快变暗，这是因为钠迅速被空气中的氧气氧化而生成了氧化钠。 这一实验不仅说明钠具有银白色金属光泽，质软，而且极易被空中的氧气氧化。 ②钠通常保存在煤油中，防止与氧气、水等反应。 ③未用完的钠必须放回原试剂瓶。 2.钠的化学性质 （1）与氧气反应 条件 加热 实验装置 实验步骤 将一个干燥的坩埚加热，同时切取一块绿豆大的纳，迅速投到热坩埚中。继续加热坩埚片刻，待纳熔化后立即撤掉酒精灯，观察现象。 实验现象 钠受热后先熔化成闪亮的小球，然后与氧气剧烈反应，发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体。 结论 ①加热时：2Na＋O2Na2O2。 ②稳定性：Na2O2＞Na2O。 实验说明 钠在空气中燃烧生成的淡黄色固体是过氧化钠 分析解读 钠与氧气在常温下反应，生成的物质为氧化钠，在加热时，生成过氧化钠，为什么反应物相同，产物却不同呢？这是因为反应条件不同，生成的产物不同。即反应条件对反应结果有影响。因此，在化学方程式的书写中，要注意反应条件，并遵守客观事实。 （2）与水反应 ①实验探究——【钠与水的反应】p34 实验装置 实验原理 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 实验用品 钠、水、酚酞溶液；滤纸、小刀、镊子、表面皿、烧杯。 预测产物 氢氧化钠和氢气 实验步骤 在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一小块钠投入水中。你看到什么现象？ 实验现象和分析及结论 实验现象 分析及结论 浮——钠浮在水面上 钠的密度比水的小 熔——钠熔化成光亮的小球 钠与水反应放出热量，钠的熔点低 游——小球在水面上迅速游动 生成的气体推动钠球在水水面上迅速游动，球周围有水雾出现， 响——发生“嘶嘶”的响声，逐渐减小，最后消失 钠与水剧烈反应，有时可能有火花或伴有爆鸣声 红——加入酚酥的溶液颜色变红 反应生成的产物呈碱性 实验结论 钠的密度比水小，反应放热且钠的熔点低，反应剧烈，产生H2和NaOH。 实验说明 ①钠通常保存在煤油中，防止与氧气、水等反应。 ②未用完的钠必须放回原试剂瓶。 ③金属钠着火，不能用水（或 CO2）灭火，必须用干燥的沙土来灭火。 ②钠与水反应剧烈，生成NaOH，化学方程式是2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，还原剂：Na，氧化剂：H2O。离子方程式为2Na＋2H2O===2Na＋＋OH-＋H2↑。 1．钠燃烧时不能用水灭火，应用沙土盖灭。 2．取用金属钠时，用镊子夹取金属钠，用滤纸擦干表面的煤油，放在洁净干燥的玻璃片上用小刀切割，不能用手直接接触金属钠，并且将剩余的钠放回原试剂瓶中保存。 实验2 过氧化钠与水的反应 实验装置 →→ 实验原理 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 实验用品 水、过氧化钠固体、pH试纸；试管、木条、试管。 实验步骤 把1-2mL水滴入盛有1-2g过氧化钠固体的试管中，立即把带火星的木条放在试管口，检验生成的气体。用手轻轻摸一摸试管外壁，有什么感觉？用pH试纸检验溶液的酸碱性。 实验现象 试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃。用手轻摸试管外壁，感觉试管壁温度升高。pH试纸测得溶液呈碱性，且pH试纸褪色。 实验结论 过氧化钠与水反应产生 O2 和碱性物质，同时放热，过氧化钠有漂白性。 实验说明 ①Na2O2、H2O2 有强氧化性、漂白性，可杀菌消毒，也可使有机色素（酸碱指示剂、花草等）褪色。 ②可向反应后的溶液中加入少量 MnO2，产生使带火星的木条复燃的气体，证明反应后的溶液中还有没分解完全的 H2O2。 ③可以利用 Na2O2 与水或 H2O2 与 MnO2 反应制备少量氧气。 Na2O2使pH试纸先变蓝后褪色的原因：将Na2O2投入滴有水中，Na2O2与水反应生成NaOH，使pH试纸先变蓝；同时，Na2O2与水反应过程中，还生成了不是很稳定的中间产物H2O2，具有漂白性，使变色后的pH试纸氧化褪色。 实验3 碳酸钠和碳酸氢钠性质的比较 一、碳酸钠、碳酸氢钠的物理性质 在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约 1 g)，完成下列实验，并将实验现象和相应的结论填入下表： 药品实验现象实验操作 Na2CO3 NaHCO3 ①观察Na2CO3和NaHCO3的外观并进行描述 白色粉末 细小的白色晶体 ②向以上两支试管中分别滴入几滴水，振荡，观察现象；将温度计分别插入其中，温度计的示数有何变化 粉末结块变成晶体；放热，温度计的示数明显升高 晶体部分溶解；吸热，温度计的示数降低 ③继续向②的试管中分别加入 5 mL 水，用力振荡，有何现象 完全溶解 部分溶解 ④分别向③所得的溶液中滴入1～2滴酚酞溶液，有何现象 溶液变红色 溶液变微红色 初步结论 遇水生成含结晶水的晶体(Na2CO3·xH2O)，溶液碱性比NaHCO3强 加水部分溶解，溶液碱性比Na2CO3弱 二、碳酸钠、碳酸氢钠的化学性质 1.碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性 实验装置 实验原理 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 实验用品 Na2CO3固体、NaHCO3 固体、澄清石灰水；硬质试管、试管、酒精灯、铁架台。 实验步骤 如图所示，分别加热 Na2CO3 固体和NaHCO3固体，观察实验现象，比较碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性。 实验现象 刚加热Na2CO3固体时，石灰水中有气泡，之后无气泡，澄清石灰水无明显变化；加热NaHCO3固体时，试管口处有小液滴出现，石灰水中有气泡，澄清石灰水变浑浊。 实验结论 ①Na2CO3固体很稳定，受热不易发生分解；但Na2CO3·xH2O易风化；NaHCO3固体不稳定，受热容易分解，化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。 ②Na2CO3 的热稳定性比NaHCO3强。碳酸钠很稳定， 实验说明 加热碳酸钠固体时，最初也会看到导管口有气泡，那是试管内空气受热、体积膨胀而造成的。 2.Na2CO3、NaHCO3的化学性质 （1）热稳定性 ①Na2CO3性质稳定，受热难分解。 ②NaHCO3性质不稳定，受热易分解，化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。 （2）与足量盐酸反应 ①实验探究——碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的比较 实验装置 实验操作 实验现象 离子方程式及结论 在两支试管中分别加入3 mL稀盐酸，将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中。 两个气球均膨胀；NaHCO3与盐酸混合比Na2CO3与盐酸混合气球膨胀得快且大。 NaHCO3与盐酸反应比等质量的Na2CO3与盐酸反应产生气体多且剧烈。 Na2CO3、NaHCO3分别与盐酸反应的离子方程式为CO＋2H＋＝CO2↑＋H2O、HCO＋H＋＝CO2↑＋H2O。 实验4 焰色试验 实验原理 很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。 验用品 碳酸钠溶液、碳酸钾溶液、盐酸；铂丝（或铁丝）、酒精灯（或煤油灯）、蓝色钴玻璃。 实验步骤 ①把熔嵌在玻璃棒上的铂丝（或用光洁无锈的铁丝）放在酒精灯（最好用煤气灯）外焰里灼烧，至与原来火焰颜色相同时为止。用铂丝（或铁丝）蘸取碳酸钠溶液，在外焰上灼烧，观察火焰颜色。 ②将铂丝（或铁丝）用盐酸洗净后，在外焰上灼烧至没有颜色时，再蘸取碳酸钾做同样的实验， 此时要透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色。 实验现象 ①用铂丝（或铁丝）蘸取碳酸钠溶液，在外焰上灼烧，可观察到火焰为黄色；②用铂丝(或铁丝)蘸取碳酸钾溶液做同样的实验，透过蓝色钻玻璃可观察到火焰为紫色。 实验结论 很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。 实验说明 ①做焰色试验前，铂丝（或铁丝）应灼烧至与原来的火焰颜色相同时为止。 ②更换其他试剂进行焰色试验时，应将铂丝（或铁丝）用盐酸洗净后，在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时，再蘸取其他试剂进行焰色试验。 ③观察钾元素的焰色，要透过蓝色钻玻璃，因为蓝色钴玻璃能吸收黄光，避免钠的化合物干扰。 ④焰色反应产生的火焰颜色与元素的存在状态无关，如：灼烧钠的化合物和单质时，火焰颜色均为黄色。几种常见金属的焰色：钠：黄色，钾：紫色(透过蓝色钴玻璃)，钙：砖红色。 ⑤可以用焰色反应鉴别钠、钾等等金属或离子；利用焰色反应也可制成节日烟花。焰色反应是物理变化而不是化学变化。 1.（1）焰色试验是物理变化，是金属元素的性质，既可以是单质，也可以是化合物，如不论灼烧Na2CO3、NaCl、Na2SO4还是钠的单质，均发出黄色火焰。 （2）用稀盐酸清洗的原因：生成金属氯化物，而金属氯化物在高温时易挥发。 （3）焰色反应中所用的火焰应是无色或浅色的。 （4）灼烧铂丝时应一直烧至火焰恢复到原来的颜色。 （5）可用洁净无锈的铁丝代替铂丝，不能用铜丝代替。 （6）观察钾的焰色时，要透过蓝色钴玻璃，目的是滤掉钠元素灼烧时产生的黄光。 2．焰色试验的应用 （1）利用焰色反应可检验某些用常规化学方法不能鉴定的金属元素。 （2）不同的金属及其化合物对应不同的焰色反应且颜色艳丽多彩，因此可用于制作节日燃放的烟花或信号弹等。 实验5 氢氧化亚铁的制备 制备原理 Fe2＋＋2OH－＝Fe(OH)2↓ 成功关键 溶液中不含O2等氧化性物质和Fe3＋ 制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭且隔绝空气的体系中 制备方法 方法 装置 说明 有机层隔离法 用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备 氢气氛围中 先打开止水夹，用生成的氢气排尽装置中的空气，关闭止水夹，生成的硫酸亚铁溶液被压入右侧盛有氢氧化钠溶液的试管中 电解法 利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，阳极材料为铁，阴极材料为石墨 制备Fe(OH)2应注意： ①配制FeSO4溶液时，加入少量铁粉； ②配制溶液的蒸馏水及NaOH溶液均需“煮沸”除氧； ③反应过程中避免和空气接触（油封） 实验6 铁及其化合物的性质 1．铁单质的还原性 实验原理 CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu 实验用品 CuSO4溶液、铁丝、试管、胶头滴管 实验步骤 在一支试管中加入2 mL CuSO4溶液，再将一段铁丝放入CuSO4溶液中。过一会儿取出铁丝，观察现象。 实验现象 铁丝上附有红色的铜，蓝色溶液变成浅绿色。 实验结论 Fe具有还原性 实验说明 Fe与CuSO4溶液反应置换出铜。 2．铁盐的氧化性 实验原理 Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2、2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋I2＋2KCl 实验用品 铜片、FeCl3稀溶液、KI溶液、淀粉溶液、蒸馏水、试管、胶头滴管、镊子 实验步骤 1.取3 mL FeCl3稀溶液加入试管中，加入几小块铜片，振荡，过一会儿，观察现象。 2.在一支盛有3 mL水的试管中滴加几滴FeCl3稀溶液，再滴加3滴KI溶液，观察现象。然后向溶液中滴加2滴淀粉溶液，观察现象。 实验现象 1.黄色溶液变蓝绿色，铜片质量减少。 2.加入KI溶液后，溶液黄色加深，加入淀粉溶液后，溶液变蓝色。 实验结论 Fe3＋具有氧化性。 实验说明 1.Fe3＋能将Cu、I－氧化成Cu2＋、I2。 2.KI是常用的还原剂，能被氧化生成I2，淀粉溶液遇I2变蓝。 3．亚铁盐的氧化性和还原性 实验原理 FeCl2＋Zn===ZnCl2＋Fe、10FeSO4＋2KMnO4＋8H2SO4===5Fe2(SO4)3＋2MnSO4＋8H2O＋K2SO4、 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 实验用品 锌片、KMnO4酸性溶液、FeSO4溶液、KSCN溶液、试管、胶头滴管、镊子 实验步骤 1.取3 mL FeCl2稀溶液加入试管中，加入几小块锌片，振荡，过一会儿，观察现象。 2.在一支试管中加入少量酸性KMnO4溶液，然后向试管中加入少量FeSO4溶液，观察溶液的颜色变化。当溶液紫色褪去时，再滴加2滴KSCN溶液，观察现象。 实验现象 1.锌片失去光泽变黑，溶液由浅绿色逐渐变为无色。 2.溶液紫红色褪去变黄色，滴入KSCN后，溶液变红色。 实验结论 1.Fe2＋具有氧化性。 2.Fe2＋具有还原性，与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应，使酸性KMnO4溶液褪色并生成Fe3＋。 实验说明 Fe2＋能将Zn氧化为Zn2＋，Fe2＋与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应，使酸性KMnO4溶液褪色并生成Fe3＋。 4．铁离子的检验 实验装置 、、 实验原理 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3、2FeCl3＋Fe===3FeCl2。 实验用品 FeCl3稀溶液、KSCN溶液、铁粉、试管、胶头滴管 实验步骤 1.在一支试管中加入2 mL蒸馏水，再滴加几滴FeCl3稀溶液，然后滴加几滴KSCN溶液，观察现象。 2.在一支试管中加入少量FeCl3稀溶液，然后加入适量铁粉，轻轻振荡片刻，再滴加几滴KSCN溶液，观察现象。 实验现象 1.溶液变为红色。 2.加入适量铁粉后溶液变为浅绿色，滴加几滴KSCN溶液后，溶液不变红。 实验结论 可用KSCN试剂检验Fe3+是否存在 实验说明 FeCl3与铁粉反应，生成了FeCl2，溶液中不再存在Fe3＋。 实验7 铝及其化合物的性质 1.铝与氧气的反应 （1）铝粉可以在纯氧中燃烧，发出耀眼的白光，生成氧化铝，4Al＋3O22Al2O3。 （2）常温下铝在空气中极易与氧气反应，表面生成一层致密的薄膜，能阻止氧气与铝进一步反应。 2.铝与氯气、硫的反应：2Al＋3Cl22AlCl3、2Al＋3SAl2S3 3.铝与酸的反应—— 实验装置 实验原理 Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O；2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 实验用品 盐酸、铝片；试管、酒精灯、木条。 实验步骤 在一支试管中加入5mL盐酸，再向试管中放入一小块铝片。观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条放在试管口，你观察到什么现象？ 实验现象 开始无现象，一段时间后铝片逐渐溶解，然后冒铝片表面有大量气泡产生，试管壁有发热现象。一段时间后，将点燃的木条放在试管口，可听到爆鸣声，后气体燃烧发出淡蓝色火焰 实验结论 氧化铝和铝均能和盐酸反应。 实验说明 铝片表面有一层致密的保护膜氧化铝，可以与盐酸发生反应：Al2O3+6HC1=2A1C13+3H20,这个阶段没有气体生成；随着反应的进行，保护膜氧化铝逐渐减少，铝单质直接与盐酸接触，发生反应：2A1+6HC1=2A1C13+3H2↑。因此，铝片 与盐酸刚开始反应时没有气泡产生，一段时间后，当铝与盐酸反应产生氢气、且氢气将试管中空气排净后，即可用点燃的木条检验氢气。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。 说明：Al常温下遇冷的浓硫酸、浓硝酸会发生钝化。 4.铝与强碱溶液的反应 实验装置 实验原理 2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑；Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4] 实验用品 NaOH溶液、铝片；试管、酒精灯、木条。 实验步骤 在两支试管中分别加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支试管中放入一小块铝片，向另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过（除去表面的氧化膜）的一小块铝片。观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放在两支试管口，你观察到什么现象？ 实验现象 用砂纸打磨过的铝片表面立即剧烈反应，有大量气泡产生，试管壁有发热现象。未经打磨过的铝片刚开始反应较慢，后逐渐加快，产生大量气泡，试管壁有发热现象。一段时间后，将点燃的木条放在两支试管口，均可听到爆鸣声，后两试管气体均燃烧发出淡蓝色火焰 实验结论 铝表面的Al2O3可溶于NaOH溶液；Al可与强碱溶液反应生成氢气 5.铝热反应 实验装置 实验现象 ①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 原理应用 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等， 3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3； ②金属焊接，如野外焊接钢轨等 用砂纸打磨过的铝片已擦除表面的保护膜氧化铝，铝单质与氢氧化钠溶液直接接触。该反应分为两步，第一步是铝与水反应：2Al+6H2O=2A1(OH)3+3H2↑，由于生成的氢氧化铝为难溶物，会附着在铝表面，阻止反应进一步发生，因而铝和水的反应进行程度很小。第二步是氢氧化铝与氢氧化钠反应：Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]。由于氢氧化铝为两性氢氧化物，与强碱可以反应，氢氧化铝被消耗促进了第一步反应的继续进行，两步加起来就是总的方程式：2Al+2NaOH+6H2O=2Na[A1(OH)4]+3H2↑。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。 未打磨的铝片表面有一层致密的保护膜氧化铝，由于氧化铝为两性氧化物既能与酸反应，又能与碱反应，因此，将其放入氢氧化钠溶液中后，铝片上的氧化铝先与氢氧化钠反应：Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4],氧化铝逐渐减少，铝单质露置于氢氧化钠溶液中，发生反应：2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$