高三化學(xué)-金屬的化學(xué)性質(zhì)

1、第三章 金屬及其化合物第一節(jié) 金屬的化學(xué)性質(zhì)第一節(jié) 金屬的化學(xué)性質(zhì)本節(jié)復(fù)習(xí)內(nèi)容導(dǎo)讀：一、金屬的物理性質(zhì)二、金屬的化學(xué)性質(zhì) 1、金屬與氧氣的反應(yīng) 2、金屬與水反應(yīng) 3、金屬與酸、堿、氧化物、鹽溶液的反應(yīng)黑色金屬：Fe、Mn、Cr有色金屬：以上三種以外輕金屬密度小于4.5g/cm3常見金屬Fe、Al、Cu按密度按含量按顏色分類4金屬的分類方法重金屬密度大于4.5g/cm3稀有金屬Zr、Nb、Mo（二）、金屬的化學(xué)性質(zhì)：易失電子 Ane- =An+ ; 只有還原性（一）金屬元素概述 （1）金屬元素的原子半徑比同周期非金屬元素的原子半徑大 （2）金屬元素原子的最外層電子數(shù)少，一般小于4個(gè)，大多數(shù)為1-

2、2個(gè)，但少數(shù)為4個(gè)（VA族），個(gè)別超過4個(gè)(如鈀)。 （3）金屬元素原子形成的陽離子比相應(yīng)的原子半徑小。 1、在元素周期表中的位置2、 金屬元素的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 已發(fā)現(xiàn)的112種元素中金屬90種，位于周期表中硼砹樣線左下方,在此線附近元素具有兩性.K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag電解法熱還原法熱分解法 金屬冶煉方法的選擇K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag簡單，實(shí)用，節(jié)省的原則. 原理:Mn+ + ne- M1、熱分解法有些不活潑金屬用熱分解法就能制得在金屬活動(dòng)性順序表中，位于氫后面的某些金屬的氧化物受熱就能分解。2Hg

3、O = 2Hg + O22Ag2O = 4Ag + O22熱還原法 多數(shù)金屬的冶煉過程屬于熱還原法。常用的還原劑有焦炭、一氧化碳、氫氣和Al等活潑金屬。高溫高溫高溫Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2 WO3+ 3 H2 = W+3H2OCr2O3+2 Al = 2Cr+Al2O3 2Al2O3 = 4Al + 3O22NaCl = 2Na + Cl23電解法 在金屬活動(dòng)性順序中，鉀、鈉、鈣、鋁等幾種金屬的還原性很強(qiáng)，這些金屬都很容易失去電子，因此不能用一般的方法和還原劑使其從化合物中還原出來，而只能用通電分解其熔融鹽或氧化物的方法來冶煉。電解電解(四)、合金合金：合金是由兩種或兩以上的金

4、屬（或非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。合金的熔點(diǎn)：合金的熔點(diǎn)一般比它的各成分金屬低,其性質(zhì)在很多方面優(yōu)于成分金屬.二、金屬的化學(xué)性質(zhì) 1、金屬與氧氣的反應(yīng)2Na+O2=Na2O2點(diǎn)燃4Na+O2=2Na2O思考：鈉在空氣中的變化過程？ 銀白色金屬(Na)-表面變暗(Na2O)-出現(xiàn)白色固體(生成NaOH)-表面變成溶液(NaOH潮解)-表面形成Na2CO3溶液-白色塊狀物質(zhì)(生成Na2CO310H2O)-白色粉末狀物質(zhì)(生成Na2CO3)2Mg+O2=2MgO點(diǎn)燃4Al+3O2=2Al2O3點(diǎn)燃3Fe+2O2=Fe3O4點(diǎn)燃2Na+Cl2=2NaCl點(diǎn)燃2Na+S=Na2SMg+Cl2=

5、MgCl2點(diǎn)燃2Al+3Cl2=2AlCl33Mg+N2=Mg3N2點(diǎn)燃Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3金屬與其它非金屬的反應(yīng)隨堂思考：1、1mol鎂粉分別在足量的O2、CO2、N2中燃燒，生成 固體的質(zhì)量依次為W1、W2和W3，下列關(guān)系正確的 是（ ）A、W2W1W3 B、W1=W2W3C、W1=W2=W3 D、W3W2W1A2、鎂帶在空氣中燃燒生成MgO和Mg3N2，將燃燒后的 產(chǎn)物溶解在60mL2mol/L的鹽酸溶液中，以20mL 0.5mol/L的NaOH溶液中和多余的鹽酸。然后在此 溶液中加入過量的堿，把氨全部蒸出，用稀硫酸吸 收，稀硫酸增重0.17克，鎂帶的質(zhì)量為（

6、 ）A、2.4克 B、1.2克 C、3.6克 D、0.6克B二、金屬的化學(xué)性質(zhì) 2、金屬與水的反應(yīng)2Na+2H2O=2NaOH+H2離子方程式：2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2現(xiàn)象：鈉浮在水面上，熔化成小球，四處游動(dòng)， 聽到“嘶嘶”的聲音，反應(yīng)完后向溶液中滴 入酚酞試液，變紅色。隨堂思考：如何用實(shí)驗(yàn)來證明Na與水反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是H2?1、將4.6克金屬鈉投入95.6克水中，得到溶液的質(zhì)量分 數(shù)為（ ）A、4.59% B、7.9% C、8% D、10%2、將1.15克金屬鈉放入水中，欲使反應(yīng)后100個(gè)水分 子中溶有一個(gè)Na+，則需要水的質(zhì)量是（ ）A、90克 B、90.9克 C、100克

7、 D、115克CBMg+2H2O=Mg(OH)2+H2（鎂條除氧化膜后，與熱水反應(yīng)，緩慢產(chǎn)生H2）2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2（鋁片除氧化膜后，與沸水反應(yīng)，緩慢產(chǎn)生H2）3Fe+4H2O(氣)=Fe3O4+4H2高溫“引火鐵”的制備問題：例：在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應(yīng)，可以得到鐵的氧化物和氫氣。該反應(yīng)又可以通過此反應(yīng)的逆反應(yīng)，生成顆粒很細(xì)的鐵粉，這種鐵粉具有很高的反應(yīng)活性，在空氣中受撞擊或受熱時(shí)會燃燒，所以俗稱“引火鐵”。請分別用下圖中示意的兩套儀器裝置，制取上述鐵的氧化物和“引火鐵”。實(shí)驗(yàn)中必須使用普通鐵粉和6摩/升鹽酸，其他試劑自選(裝置中必要的鐵架臺、鐵夾、鐵圈、石

8、棉網(wǎng)、加熱設(shè)備等在圖中均已略去)。填寫下列空白：（1）實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)試管A中應(yīng)加入的試劑是_；燒瓶B的作用是_； 燒瓶C的作用是_；在試管D中收集得到的是_。（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，U型管G中應(yīng)加入的試劑是_；長頸漏斗H中應(yīng)加入 _。（3）兩套裝置中，在實(shí)驗(yàn)時(shí)需要加熱的儀器是_ (填該儀器對應(yīng)的字母)（4）燒瓶I中發(fā)生的反應(yīng)有時(shí)要加入少量硫酸銅溶液，其目的是 _。（5）試管E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。（6）為了安全，在E管中的反應(yīng)發(fā)生前，在F出口處必須_；E 管中的反應(yīng)開始后，在F出口處應(yīng)_。答案:(1)普通鐵粉(或鐵粉),作為水蒸氣發(fā)生器(或用來產(chǎn)生水蒸氣);防止水倒吸(或用作安全瓶);氫氣 (2)固體

9、NaOH(或堿石灰、CaO等堿性固體干燥劑); 6摩/升HCl(3)A、B、E(4)加快氫氣產(chǎn)生的速度(6)檢驗(yàn)氫氣的純度 點(diǎn)燃?xì)錃舛?、金屬的化學(xué)性質(zhì) 3、金屬與酸、堿、氧化物的反應(yīng)2Na+2HCl=2NaCl+H2Na投入酸中，直接與酸發(fā)生反應(yīng)，鈉過量時(shí)，過量的鈉還能與水發(fā)生反應(yīng)。Mg+2H+(非氧化性的強(qiáng)酸) =Mg2+H22Al+6H+(非氧化性的強(qiáng)酸) =2Al3+3H2 在常溫下，Al在濃H2SO4、濃HNO3中易鈍化，加熱時(shí)能反應(yīng)。Mg、Al跟強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)時(shí)，沒有氫氣產(chǎn)生,Mg在常溫下和加熱條件下均能與濃HNO3、稀HNO3、濃H2SO4反應(yīng)。隨堂思考：在托盤天平兩端各放一只燒杯

10、，調(diào)節(jié)到平衡。再向兩燒杯中分別注入等質(zhì)量、等濃度且過量的稀H2SO4，然后在一只燒杯里加入一定質(zhì)量的鎂，在另一燒杯里加入與Mg等質(zhì)量的銅鋁合金，兩燒杯中反應(yīng)完成后，天平仍保持平衡，則銅、鋁合金中銅與鋁的質(zhì)量比為（ ）A、1:3 B、1:2 C、3:4 D、2:3AFe與非氧化性酸反應(yīng)：產(chǎn)生H2，生成Fe2+Fe與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)：在常溫下，F(xiàn)e在濃硫酸、濃硝酸中易鈍化，能與稀硝酸反應(yīng)。在加熱條件下，F(xiàn)e與濃、稀硝酸和濃硫酸均能反應(yīng)。 Fe在與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)時(shí)，一般沒有H2產(chǎn)生，首先均生成Fe3+離子，如果金屬鐵過量時(shí)，會生成Fe2+離子。2Fe+6H2SO4(濃)=Fe2(SO4)3+3SO2+

11、6H2OFe(過量)+2H2SO4(濃)=FeSO4+SO2+2H2OFe+6HNO3(濃)=Fe(NO3)3+3NO2+3H2OFe(過量)+4HNO3(濃)=Fe(NO3)2+2NO2+2H2OFe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2O3Fe(過量)+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O隨堂練習(xí)： 將20克鐵粉放入一定量的稀硝酸中，充分反應(yīng)后，放出2.24升（標(biāo)狀下）NO氣體，鐵粉有剩余，則剩余鐵粉的質(zhì)量是（ ）A、14.4克 B、3.2克 C、8.8克 D、11.6克D金屬鈉與堿溶液中的水能發(fā)生反應(yīng)金屬鎂與堿溶液沒有反應(yīng)金屬鐵與堿溶液沒有反應(yīng)金屬鋁與強(qiáng)堿溶

12、液有反應(yīng)發(fā)生，產(chǎn)生H2。2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2注意：鋁與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目的表 示方法。鋁既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，鋁是兩性金屬。應(yīng)用：1、在空的鋁制易拉罐中投入干冰和過量NaOH溶液反 應(yīng)，立即封住瓶口，看到了一些現(xiàn)象，解釋其現(xiàn) 象？2、將鎂、鋁、硅的混合物分為等質(zhì)量的兩份，一 份跟足量的NaOH溶液反應(yīng)，另一份跟足量的鹽 酸反應(yīng)，最終產(chǎn)生的H2一樣多。則鎂與硅的物 質(zhì)的量之比為（ ）A、2:1 B、4:1 C、1:1 D、3:1AA、鎂與酸性氧化物的反應(yīng)2Mg+CO2=2MgO+C點(diǎn)燃 雖然CO2有滅火作用，但鎂著火后不能用CO2滅火，

13、采用沙土來滅火。思考題：1、鎂條在SO2氣體中是否能燃燒，如果能，會產(chǎn)生什么樣的產(chǎn) 物？2、已知X、Y是短周期元素的單質(zhì)，能發(fā)生如下置換反應(yīng)： X+化合物Y+新化合物，寫出三組X和化合物反應(yīng)生成Y和 新化合物的方程式，其中x、Y要求分別在不同的主族。金屬與氧化物之間的反應(yīng)：B、鋁和金屬氧化物的反應(yīng)(鋁熱反應(yīng)) 此反應(yīng)放出大量的熱，常用于冶煉難熔的金屬或焊接金屬，其中氧化鐵也可以用V2O5、Cr2O3、MnO2等來代替。2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3 金屬與鹽溶液的反應(yīng)： Na與鹽溶液發(fā)生反應(yīng)時(shí)，先考慮鈉與水的反應(yīng)，再考慮生成的NaOH能否與鹽繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)。如： 將鈉投入硫酸銅溶液中 2

14、Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2+Na2SO4+H2Mg+Fe2+=Mg2+FeMg+2NH4Cl=MgCl2+2NH3+H2 鎂能與NH4Cl等強(qiáng)酸弱堿鹽溶液反應(yīng)，實(shí)質(zhì)是鎂與它們水解后產(chǎn)生的H+反應(yīng)，促進(jìn)平衡正向移動(dòng)的結(jié)果。2Al+3Hg(NO3)2 =2Al(NO3)3+3Hg(毛刷實(shí)驗(yàn))2Fe+FeCl3=3FeCl2 (溶液質(zhì)量增加)Fe與含有Fe3+離子的溶液均有此反應(yīng)發(fā)生。Fe+CuSO4=FeSO4+Cu (溶液質(zhì)量減輕)1、制印刷電路時(shí)常用氯化鐵溶液作為“腐蝕液”，發(fā)生 的反應(yīng)：2FeCl3+Cu = 2FeCl2+CuCl2，向盛有 FeCl3溶液的燒杯中同時(shí)加入鐵

15、粉和銅粉，反應(yīng)結(jié)束 后，下列結(jié)果不可能出現(xiàn)的是（ ）思考題：A、燒杯中有銅無鐵B、燒杯中有鐵無銅C、燒杯中鐵、銅都有D、燒杯中鐵、銅都無B2、把銅粉和鐵粉的混合物放入一定量的稀硝酸中，微 熱，反應(yīng)完畢發(fā)現(xiàn)銅有剩余，則溶液中含有的陽離子 是（ ）A、Cu2+、Fe2+ B、Cu2+、Fe2+、Fe3+ C、Cu2+、Fe3+ D、Fe3+ A 2、氫氧化鋁Al(OH)3 氫氧化鋁是不溶于水的白色膠狀物質(zhì).能凝聚懸浮物和吸附色素。 Al(OH)3 的化學(xué)性質(zhì) Al(OH)3 受熱易分解 2Al(OH)3 Al2O3 +3H2O 物理性質(zhì):Al(OH)3顯兩性:能與酸和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)。 Al(OH)3

16、 +3H+ =Al3+3H2O Al(OH)3+OH- =AlO2- +2H2O 遇強(qiáng)酸時(shí)，使平衡向右移，Al(OH)3溶解；遇強(qiáng)堿時(shí)，平衡左移，使Al(OH)3溶解.Al(OH)3顯兩性的原因 Al(OH)3 的制取(P82)用鋁鹽跟氨水反應(yīng)制取Al(OH)3或在偏鋁酸鹽中通.入CO2 . Al3+ +3NH3H2O =Al(OH)3+3NH4+2AlO2- + CO2 +3H2O = 2Al(OH)3+ CO32- H2O+AlO2-+H+ Al(OH)3 Al3+3OH-KAl(SO4)2是一種強(qiáng)電解質(zhì)，在溶液中完全電離KAl(SO4)2=K+ + Al3+ + 2SO42- 明礬KAl

17、(SO4)212H2O 明礬易溶于水，它水溶液呈酸： 3、硫酸鋁鉀KAl(SO4)2 (如何檢驗(yàn))Al3+ +3H2O Al(OH)3+ 3H+ （水解反應(yīng)）明礬水解產(chǎn)生的膠狀A(yù)l(OH)3吸附能力很強(qiáng)，可以吸咐水里的雜質(zhì)，并形成沉淀，使水澄清。所以明礬常用作凈水劑。 操作 離子方程式 圖像往AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量Al3+ + 3OH- = Al(OH)3Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O沉淀量V(HCl)0往NaAlO2溶液中逐滴加入 稀鹽酸至過量AlO2- + H+ + H2O =Al(OH)3Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O

18、V(AlCl3)沉淀量0Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2OAl3+ + 3AlO2- + 6H2O= 4Al(OH)3往NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液至過量沉淀量V(NaAlO2)0往稀鹽酸溶液中逐滴加入 NaAlO2至過量AlO2- + 4H+ = Al3+ + 2H2O Al3+ + 3AlO2- + 6H2O= 4Al(OH)3沉淀量V(NaOH)0V1V23.Fe2+和Fe3+的檢驗(yàn)方法Fe3+的檢驗(yàn)方法一：向溶液中加入 溶液，若顯 色，則 含有Fe3+方法二：向溶液中加入 溶液，若生成 1 沉淀，則含有Fe3+Fe2+的檢驗(yàn)方法一：向溶液中加入 溶液，無變化，

19、再加 幾滴 ，若變 色，則 含有Fe2+方法二：向溶液中加入 溶液，若生成 沉 淀，很快變成 色，最后變成 色，則含有Fe2+KSCN紅NaOH紅褐色KSCN氯水紅NaOH白色灰綠紅褐反應(yīng)生成+2價(jià)反應(yīng)生成+3價(jià)與F2、Cl2、Br2反應(yīng)與Fe3+、Cu2+、Ag+等與足量的強(qiáng)氧化性酸與H+少量的強(qiáng)氧化性酸與I2、S反應(yīng)高溫下與足量的純氧(Fe2O3)純氧與足量鐵水鐵絲在氧氣中燃燒,與水蒸氣反應(yīng)生成+2、+3價(jià)鐵的性質(zhì)小結(jié):與H2O2、 KMnO4溶液非金屬氧氣酸鹽其它 直 接 觀 色與KSCN與苯 酚顯色反應(yīng) 與 銅 片與 淀 粉KI 試 紙鑒 別方 法 淺 綠 色 棕 黃 色血 紅 色不顯

20、紅色，加入氯水變血紅色不顯紫色 顯 紫 色無明顯現(xiàn)象 Cu被腐蝕 溶液變綠色試紙不變藍(lán) 試紙變藍(lán)色利用沉淀反應(yīng) 與 作用白色沉淀迅速變灰綠色最后呈紅褐色立即產(chǎn)生紅褐 色沉淀Fe3+ 的 氧 化 性 Fe2+ Fe3+五、Fe2+和Fe3+離子的檢驗(yàn)（寫出離子方程式）2.銅的化合物（1）溶液中的Cu2+常為藍(lán)色（濃CuCl2為綠色，稀CuCl2為藍(lán)色），可作為Cu2+的判斷依據(jù)。（2） Cu2+與堿生成藍(lán)色沉淀Cu(OH)2，沉淀溶于氨水形成深藍(lán)色溶液。Cu(OH)2 + 4NH3 H2O =Cu（NH3）4(OH)2 + 4H2O （3）無水CuSO4遇水變藍(lán)色，可用于檢驗(yàn)水。（4） Cu2O是一種紅色粉末，在非氧化性酸溶液中發(fā)生歧化反應(yīng)。Cu2 O+ 2H+ =Cu + Cu2+ +H2O （5） CuO、 CuS、 Cu2S均為黑色粉末，難溶于水。 其中CuS、