金屬離子

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金屬離子-定義

金屬離子是某種物質溶於水後的金屬元素的離子。簡單的說就是分子組成的物質中的金屬元素。

絕大部分金屬離子是陽離子,但IVB-VIII族金屬可以生成陰離子。

金屬離子是維持多相體系的滲透平衡,並作為廣泛的酶反應的必要組分。有些酶類的催化活性,除了蛋白質部分外,還需要金屬離子,即金屬離子是酶活性中心的組成部分。有些的分子中雖不含有金屬,但需要金屬離子激活。金屬離子是酶的輔基或激活劑,金屬離子通過自身化合價的變化來傳遞電子,完成生物體內的氧化還原反應,在維持生物體內的水和電解質平衡等方面亦需要金屬離子。  

金屬離子-區分

在溶液或熔融狀態下電離出的陽離子全為H+的才是酸,如HCl,H2SO4,HNO3,H3PO4等等;

在溶液或熔融狀態下電離出的陰離子全為OH-的才是鹼,如Ca(OH)2,KOH,NaOH等等;

由酸根離子和金屬離子或銨根離子結合成的物質是鹽,酸根離子就是酸電離出的陰離子,如Cl-,SO42-,NO3-,PO43-等;金屬離子或銨根離子就是鹼電離出的陽離子,如Na+,K+,NH4+等;鹽有NaCl,K2SO4等等  

一、概念

1、酸的組成——氫離子+酸根離子

2、鹼的組成——金屬離子+氫氧根離子

3、鹽的組成——金屬離子+酸根離子

4、複分解反應——由兩種化合物互相交換成分,生成另外兩種化合物的反應,叫做複分解反應。AB+CD=AD+CB

5、稀釋濃硫酸的方法——一定要把濃硫酸沿著器壁慢慢地注入水裡,並不斷攪動,使產生的熱量迅速地擴散,切不可把水倒入濃硫酸里。

6、中和反應——酸跟鹼作用生成鹽和水的反應叫做中和反應。  

二、熟記常見元素和原子團的化合價口訣

(正價)一氫鉀鈉銀,二鈣鎂鋇鋅,三鋁、四矽、五氮磷。

(負價)負一價:氟、氯、溴、碘;

負二價:氧和硫。

(可變正價):一二銅汞,二三鐵,二四碳,四六硫。

(原子團的化合價

負一價:氫氧根(OH),硝酸根(NO3),氯酸根(ClO3),高錳酸根(MnO4);

負二價:硫酸根(SO4),碳酸根(CO3),亞硫酸根(SO3),錳酸根(MnO4);

負三價:磷酸根(PO4);

正一價:銨根(NH4)。  

三、熟記下列反應方程式

(一)酸的性質(1)與指示劑反應紫色石蕊試液變紅色,無色酚酞試液不變色。

(2)酸+鹼=鹽+水。

(3)酸+某些金屬氧化物=鹽+水。

(4)酸+活潑金屬=鹽+氫氣。

(5)酸+鹽=新鹽+新酸。

1、鋅跟稀鹽酸反應:Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑有氣泡產生,鋅粒逐漸減少。

2、鋅跟稀硫酸反應:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

3、鐵跟稀鹽酸反應:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑有氣泡產生,鐵逐漸減少,

4、鐵跟稀硫酸反應:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑溶液變成淺綠色。

5、鐵鏽跟稀鹽酸反應:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O紅色鐵鏽逐漸消失,

6、鐵鏽跟稀硫酸反應:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O溶液變成黃色

7、氧化銅跟稀鹽酸反應:CuO+2HCl=CuCl2+H2O黑色氧化銅逐漸消失,

8、氧化銅跟稀硫酸反應:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O溶液變成藍色。

(二)鹼的性質:(1)鹼溶液能使紫色石蕊試液變藍色,無色酚酞試液變紅色。

(2)鹼+多數非金屬氧化物=鹽+水

(3)鹼+酸=鹽+水

(4)鹼+某些鹽=另一種鹽+另一種鹼

1、氫氧化鈉二氧化碳反應:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

2、氫氧化鈉跟二氧化硫反應:2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O

3、氫氧化鈉跟三氧化硫反應:2NaOH+SO3=Na2SO4+H2O

4、氫氧化鈣跟二氧化碳反應:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O使澄清石灰水變渾濁

5、氫氧化鈉跟稀硫酸反應:2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O

6、氫氧化鈉跟稀鹽酸反應:NaOH+HCl=NaCl+H2O

7、生石灰跟水反應:CaO+H2O=Ca(OH)2

(三)鹽的性質:(1)鹽+某些金屬=另一種鹽+另一種金屬。

(2)鹽+某些酸=另一種鹽+另一種酸。

(3)鹽+某些鹼=另一種鹽+另一種鹼

(4)鹽+某些鹽=另一種鹽+另一種鹽

1、硫酸銅溶液跟鐵反應:CuSO4+Fe=ZnSO4+Fe鐵表面覆蓋紅色物質,溶液由藍色變淺綠色

2、碳酸鈉鹽酸反應:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑有氣泡產生固體逐漸減少

3、碳酸氫鈉跟鹽酸反應:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑有氣泡產生固體逐漸減少

4、石灰石跟稀鹽酸反應:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑有氣泡產生固體逐漸減少

5、硝酸銀跟稀鹽酸反應:AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3有白色沉澱產生

6、氯化鋇跟稀硫酸反應:BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl有白色沉澱產生

7、氫氧化鈣根碳酸鈉溶液反應:Ca(OH)2+Na2CO3=2NaOH+CaCO3↓有白色沉澱產生

8、硝酸銀溶液跟氫氧化鈉溶液反應:AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3有白色沉澱產生

9、氯化鋇溶液跟硫酸鈉溶液反應:BaCl2+Na2SO4=2NaCl+BaSO4↓有白色沉澱產生  

四、金屬活動性順序表

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu  

五、溶解性

(1)大多數酸可溶(HCl、HNO3、H2CO3有揮發性、濃H2SO4有吸水性。)

(2)鹼的溶解性:鉀、鈉、鋇、銨溶、鈣微溶,其餘鹼全不溶。

(3)鹽的溶解性:

鉀、鈉、銨、硝四鹽溶

氯化物除AgCl不溶外,其餘全溶。

硫酸鹽除BaSO4不溶,Ag2SO4、CaSO4微溶外,其餘全溶。

碳酸鹽除鉀、鈉、銨鹽全溶、MgCO3微外,其餘全不溶。  

六、反應條件

1、複分解反應的條件——生成物中有沉澱析出,或有氣體放出,或有水生成

2、金屬跟酸反應的條件——

(1)在金屬活動性順序表中,金屬要排在氫前。

(2)濃硫酸、硝酸跟金屬反應不能生成氫氣。

(3)鐵發生置換反應時,生成+2價的鐵的化合物。

3、金屬跟鹽反應的條件——

(1)在金屬活動性順序表中,單質的金屬要比鹽中金屬活潑。

(2)反應物中的鹽要可溶。

(3)K、Ca、Na、Ba等金屬跟鹽反應不能生成另一種鹽和另一種金屬。

4、鹽跟鹽反應的條件——反應物都要可溶,生成物要有沉澱。

5、鹽跟鹼反應的條件——反應物都要可溶,生成物要有沉澱或氣體。  

七、熟記常見物質的俗稱和化學式

生石灰——CaO熟石灰——Ca(OH)2

石灰石、大理石——CaCO3食鹽——NaCl

火鹼、燒鹼、苛性鈉——NaOH純鹼、蘇打——Na2CO3

小蘇打——NaHCO3鐵鏽、赤鐵礦——Fe2O3

赤鐵礦——Fe3O4金剛石、石墨——C

乾冰——CO2冰——H2O

天然氣(甲烷)——CH4酒精乙醇)——C2H5OH

醋酸乙酸)——CH3COOH  

八、熟記常見物質的顏色

紅色的固體——Cu、Fe2O3、P(紅磷)

黑色的固體——C、CuO、Fe3O4、FeO、MnO2

白色的固體——KClO3、P2O5、P(白磷)、CuSO4(無水硫酸銅)、KCl、NaCl等

暗紫色的固體——KMnO4黃色的固體——S

藍色的固體——CuSO4.5H2O藍色絮狀沉澱——Cu(OH)2

紅褐色絮狀沉澱——Fe(OH)3常見不溶於酸的白色沉澱——BaSO4、AgCl

溶於酸並放出使澄清石灰水變渾濁的氣體的白色沉澱——BaCO3、CaCO3等不溶性碳酸鹽的沉澱

溶於酸但不產生氣體的白色沉澱——Mg(OH)2、Al(OH)3等不溶性鹼的沉澱

藍色的溶液——CuSO4、CuCl2、Cu(NO3)2等含Cu2+溶液

淺綠色的溶液——FeSO4、FeCl2等含Fe2+溶液

黃色的溶液——FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等含Fe3+溶液  

九、物質的檢驗和鑒別

1、檢驗稀鹽酸(或Cl-)——取少量待檢液體於潔淨的試管中,滴入幾滴AgNO3溶液和稀HNO3,有白色沉澱產生。

2、檢驗稀硫酸(或SO42-)——取少量待檢液體於潔淨的試管中,滴入幾滴BaCl2溶液和稀HNO3,有白色沉澱產生。

3、檢驗CO32-——取少量待檢液體於潔淨的試管中,滴入幾滴稀HCl,有使澄清石灰水變渾濁的氣體產生。

4、檢驗NH4+——取少量待檢物於潔淨的試管中,滴入適量NaOH溶液並加熱,有使濕的紅色石蕊試紙變成藍色的氣體產生。

5、鑒別稀鹽酸和稀硫酸——分別取少量待檢液體於兩支潔淨的試管中,各滴入幾滴BaCl2溶液,有白色沉澱產生的原溶液是稀硫酸,無現象產生的原溶液是稀鹽酸。

6、鑒別Ca(OH)2和NaOH溶液——分別取少量待檢液體於兩支潔淨的試管中,分別通入CO2氣體(或各滴入幾滴Na2CO3溶液),有白色沉澱產生的原溶液是Ca(OH)2,無現象產生的原溶液是NaOH。

◎補充下列反應方程式:

1、氫氧化銅跟稀鹽酸反應:Cu(OH)2+2HCl=CuCl2+2H2O藍色沉澱消失

2、氫氧化銅跟稀硫酸反應:Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O變成藍色溶液

3、氫氧化鈉跟硫酸銅溶液反應:2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓有藍色沉澱產生

4、氫氧化鈉跟氯化鐵溶液反應:3NaOH+FeCl3=Fe(OH)3↓+3NaCl有紅褐色沉澱產生

◎判斷溶液的酸鹼性——用指示劑,溶液的酸鹼度——用pH來表示。

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

中性

←酸性增強鹼性增強→

紫色石蕊無色酚酞

pH<7為酸性顯紅色顯無色

pH=7為中性顯紫色顯紅色

pH>7為鹼性顯藍色顯紅色

◎乾燥劑的選擇:

1、濃硫酸可乾燥:酸性氣體(如:CO2、SO2、SO3、NO2、HCl、)

中性氣體(如:H2、O2、N2、CO)

※不能幹燥鹼性氣體(如:NH3)

2、氫氧化鈉固體、生石灰、鹼石灰可乾燥:鹼性氣體(如:NH3)

中性氣體(如:H2、O2、N2、CO)

※不能幹燥酸性氣體(如:CO2、SO2、SO3、NO2、HCl、)

3、無水硫酸銅固體遇水由白色變藍色,可檢驗水的存在,並吸收水蒸氣。

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