高三化學(xué)金屬的化學(xué)性質(zhì)

高三化學(xué)金屬的化學(xué)性質(zhì)第1頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四第一節(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)第2頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四黑色金屬：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A－ne-

=An+;只有還原性第3頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四（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，大多數(shù)為1-2個，但少數(shù)為4個（ⅠVA族），個別超過4個(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.第4頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg電解法熱還原法熱分解法金屬冶煉方法的選擇KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）Cu

HgAg簡單，實(shí)用，節(jié)省的原則.原理:Mn++ne-M第5頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1、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。2HgO==2Hg+O2↑2Ag2O==4Ag+O2↑第6頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四2．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+3CO2WO3+3H2==W+3H2OCr2O3+2Al==2Cr+Al2O3

第7頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四2Al2O3===4Al+3O2↑2NaCl===2Na+Cl2↑3．電解法在金屬活動性順序中，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。電解電解第8頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四(四)、合金合金：合金是由兩種或兩以上的金屬（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.第9頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四二、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Na2CO3·10H2O)------白色粉末狀物質(zhì)(生成Na2CO3)第10頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四2Mg+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===MgCl2點(diǎn)燃2Al+3Cl2===2AlCl3?3Mg+N2===Mg3N2點(diǎn)燃Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2↓+2NH3↑金屬與其它非金屬的反應(yīng)第11頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四隨堂思考：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、W2>W1>W3B、W1=W2>W3C、W1=W2=W3D、W3>W2>W1A第12頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四2、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20mL0.5mol/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（）A、2.4克 B、1.2克C、3.6克 D、0.6克B第13頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四二、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，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?第14頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1、將4.6克金屬鈉投入95.6克水中，得到溶液的質(zhì)量分?jǐn)?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個水分子中溶有一個Na+，則需要水的質(zhì)量是（）A、90克B、90.9克C、100克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）第15頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四3Fe+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、石棉網(wǎng)、加熱設(shè)備等在圖中均已略去)。第16頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四填寫下列空白：

（1）實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時試管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，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)_______。第17頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四答案:(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)錃獾?8頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四二、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+H2↑Na投入酸中，直接與酸發(fā)生反應(yīng)，鈉過量時，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++H2↑2Al+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，加熱時能反應(yīng)。Mg、Al跟強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)時，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)。第19頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四隨堂思考：在托盤天平兩端各放一只燒杯，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、1:2C、3:4 D、2:3A第20頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四Fe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，一般沒有H2產(chǎn)生，首先均生成Fe3+離子，如果金屬鐵過量時，會生成Fe2+離子。2Fe+6H2SO4(濃)===Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O?Fe(過量)+2H2SO4(濃)===FeSO4+SO2↑+2H2O?Fe+6HNO3(濃)===Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O?Fe(過量)+4HNO3(濃)===Fe(NO3)2+2NO2↑+2H2O?第21頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O?3Fe(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第22頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四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。第23頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四應(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、2:1B、4:1C、1:1D、3:1A第24頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四A、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，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)：第25頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四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，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2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑第26頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四Mg+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)第27頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1、制印刷電路時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溶液的燒杯中同時加入鐵粉和銅粉，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第28頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四2、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。⑵Al(OH)3的化學(xué)性質(zhì)

①Al(OH)3受熱易分解2Al(OH)3Al2O3

+3H2O△

⑴物理性質(zhì):②Al(OH)3顯兩性:能與酸和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)。Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O

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

第29頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四遇強(qiáng)酸時，使平衡向右移，Al(OH)3溶解；遇強(qiáng)堿時，平衡左移，使Al(OH)3溶解.③Al(OH)3顯兩性的原因

⑶Al(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++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-H2O+AlO2-+H+Al(OH)3Al3++3OH-第30頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四⑴KAl(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-⑵明礬——KAl(SO4)2·12H2O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++3H2OAl(OH)3+3H+（水解反應(yīng)）⑶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。第31頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四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)3↓Al(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)3↓Al(OH)3+3H+=Al3++3H2OV(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++2H2OAl3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓沉淀量V(NaOH)0V1V2第32頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四3.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，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白色灰綠紅褐第33頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四反應(yīng)生成+2價反應(yīng)生成+3價與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價鐵的性質(zhì)小結(jié):與H2O2、KMnO4溶液非金屬氧氣酸鹽其它第34頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四直接觀色與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）第35頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四2.銅的化合物（1）溶液中的Cu2+常為藍(lán)