第27講金屬元素概述

第27講金屬元素概述一、要點(diǎn)精講1、金屬元素概述（1）金屬的通性①物理性質(zhì)：常溫下，絕大多數(shù)金屬是固體，呈色。金屬一般具有②化學(xué)性質(zhì)：金屬元素原子一般最外層電子數(shù)4，而且原子半徑比同周期的非金屬原子半徑，故金屬原子易電子顯。③特性：a.地殼中含量最多的金屬元素是；b.金屬中有液態(tài)，例如，它是熔點(diǎn)最低的金屬；c.最活潑的金屬元素是，最穩(wěn)定的金屬是金。④影響金屬晶體熔沸點(diǎn)高低和硬度的因素金屬離子半徑越，電荷價(jià)數(shù)越，金屬離子和自由電子的作用力越，熔沸點(diǎn)越高，硬度越大。例：硬度AlMg，熔點(diǎn)AlMg。（2）由金屬活動(dòng)性順序表分析金屬知識(shí)的規(guī)律金屬活動(dòng)性順序表KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬原子失去電子的能力（還原性）金屬陽(yáng)離子得到電子的能力（氧化性）與氧氣化合常溫下易被氧化常溫下緩慢被氧化加熱被氧化不能置換水中H+常溫下能置換加熱時(shí)能置換不能置換置換酸中H+能置換不能置換與鹽溶液反應(yīng)先與水反應(yīng)前面的金屬置換后面的金屬自然界中存在化合態(tài)化合態(tài)和游離態(tài)游離態(tài)冶煉方法2、常見(jiàn)金屬的冶煉方法2Ag2O4Ag2Ag2O4Ag+O2↑△2HgO2Hg+O2△（2）熱還原法：用還原劑(等)還原金屬氧化物(金屬活動(dòng)性在Zn~Cu之間)。W+3W+3H2OWO3+3H2高溫2Fe+3CO2Fe2O3+3CO高溫2Cr+Al2Cr+Al2O32Al+Cr2O3高溫2Cu+CO22CuO+CCuO+CO高溫4Al+3O4Al+3O2↑2Al2O3(l)（l）電解冰晶石2Na+Cl2Na+Cl2↑2NaCl（l）電解（4）淘取法：適合以游離態(tài)存在的密度的金屬（例如金等）。所得金屬純度不高，需精煉。二、典例解析【例】金礦和銀礦中金銀的含量往往較低，工業(yè)上提煉金是采用氰化法提煉。這個(gè)方法的原理是：用稀的氰化鈉溶液處理粉碎了的金礦石，通空氣，使金礦石中的金粒溶解，生成能溶于水的絡(luò)合物Na［Au（CN）2］，其反應(yīng)方程式為：4Au＋8NaCN＋2H2O＋O24Na［Au（CN）2］＋4NaOHNa［Au（CN）2］在水溶液中電離為Na+和［Au（CN）2］-。電離方程式為：Na［An（CN）2］Na+＋［An（CN）2］-，然后再用鋅從溶液中把金置換出來(lái)，鋅轉(zhuǎn)化為Na2［Zn（CN）4］。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）寫出在空氣中用氰化鈉溶液提取金的電極反應(yīng)式。（2）寫出鋅從溶液中置換出金的離子方程式。【解析】這道題目看起來(lái)比較生疏，但認(rèn)真審清題意，不難發(fā)現(xiàn)，用氰化鈉溶液，通入空氣溶解金的原理，與鋼鐵的吸氧腐蝕原理完全相似。寫出鋅和Na［Au（CN）2］發(fā)生置換反應(yīng)的離子方程式，主要是根據(jù)題目給出的信息得出Na［Au（CN）2］是強(qiáng)電解質(zhì)。（1）負(fù)極4Au＋8CN--4e-4［Au（CN）2］-正極O2＋2H2O＋4e-4OH-（2）Zn＋2［Au（CN）2］-［Zn（CN）4］2-＋2Au↓智能訓(xùn)練1．（2005全國(guó)I）等物質(zhì)的量的主族金屬A、B、C分別與足量的稀鹽酸反應(yīng)，所得氫氣的體積依次為VA、VB、VC，已知VB=2VC，VA=VB+VC，則在C的生成物中，該金屬元素的化合價(jià)為A．+1B．+2C．+3D．+42．（2005全國(guó)I）下列說(shuō)法中正確的是A．非金屬元素呈現(xiàn)的最高化合價(jià)不超過(guò)該元素原子的最外層電子數(shù)B．非金屬元素呈現(xiàn)的最低化合價(jià)，其絕對(duì)值等于該元素原子的最外層電子數(shù)C．最外層有2個(gè)電子的原子都是金屬原子D．最外層有5個(gè)電子的原子都是非金屬原子3．（2005江蘇）已知Co2O3在酸性溶液中易被還原成Co2+，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次減弱。下列反應(yīng)在水溶液中不可能發(fā)生的是A、3Cl2+6FeI2=2FeCL3+4FeI3B、Cl2+FeI2=FeCl2+I2C、Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+3H2OD、2Fe3++2I-=2Fe2++I24．（2005江蘇）高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，下列敘述不正確的是A、放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：Zn－2ｅ－＋2OH－＝Zｎ(OH)2B、充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為：Fe(OH)3－3e－＋5OH－＝FeO42－＋4H2OC、放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3mol電子，正極有1molK2FeO4被氧化D、放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng)5．在pH為4～5的環(huán)境中，Cu2+、Fe2+不生成沉淀，而Fe3+幾乎完全沉淀。工業(yè)上制CuCl2是將濃鹽酸用蒸汽加熱到80℃A．加入純Cu將Fe2+還原B．向溶液中通入H2S使Fe2+沉淀C．在溶液中通入Cl2，再加入CuO粉末調(diào)節(jié)pH為4～5D．在溶液中通入Cl2，再通入NH3調(diào)節(jié)pH為4～56．銅、鎂合金4.6g完全溶于濃硝酸，若反應(yīng)中硝酸被還原只產(chǎn)生4480mL的NO2氣體和336mLN2O4氣體（氣體均為標(biāo)況），在反應(yīng)后的溶液中加入足量的NaOH溶液，生成沉淀的質(zhì)量為（）A．7.04gB．8.26gC．8.51gD．9.02g7．取100mL18.3mol／L的H2SO4與Zn反應(yīng)，當(dāng)Zn完全溶解時(shí)，生成的氣體在標(biāo)況下占有的體積為22.4L。將所得的溶液稀釋成1L，測(cè)得溶液的H+濃度為1mol／L，則所生成的氣體中SO2與H2的體積比約為（）A．1：2B．2：1C．1：4D．4：18．在右圖支管中，一管裝入2.3g金屬鈉，一管裝入HgO，同時(shí)加熱兩部分，Na完全燃燒，若加熱后容器里空氣成分基本未變，則HgO質(zhì)量可能是（）A．21.7gB．24gC．43.4gD．10.85g9．有物質(zhì)的量相等的短周期金屬元素單質(zhì)A和B，在A中加入足量鹽酸，在B中加入足量稀硫酸，反應(yīng)完全后，生成氫氣的體積分別為V（A）和V（B），且V（A）≠V（B）。若要確定生成物中A和B的化合價(jià)，至少還需的數(shù)據(jù)是（）A．V（A）∶V（B）的值B．V（A）和V（B）的值C．A和B的物質(zhì)的量D．鹽酸和稀硫酸的物質(zhì)的量濃度10．下列敘述正確的是（）A．元素的單質(zhì)可由氧化或還原含該元素的化合物來(lái)制得B．得電子越多的氧化劑，其氧化性就越強(qiáng)C．陽(yáng)離子只能得到電子被還原，只能作氧化劑D．含有高價(jià)元素的化合物，一定具有強(qiáng)的氧化性11．鎂、鋁、鐵三種金屬分別跟4mol／L0.05L鹽酸反應(yīng)時(shí)，若放出的氫氣的質(zhì)量相等，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．三種金屬質(zhì)量相同，且均不足量B．三種金屬質(zhì)量不同，但均為過(guò)量C．三種金屬的物質(zhì)的量相同D．三種金屬均不足量，其質(zhì)量比為12∶9∶2812．有Mg、Al、Fe、Cu四種金屬，若兩兩混合，取混合物26g與足量稀硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下H211.2LA．2種B．3種C．4種D．5種13．存放下列試劑的方法中，有錯(cuò)誤并且會(huì)引起危險(xiǎn)的是（）A．白磷浸在盛有CS2的敞口試劑瓶中B．金屬鈉浸在盛有煤油的試劑瓶中C．碳酸鈉飽和溶液放在帶玻璃塞的試劑瓶中D．溪水放在帶橡皮塞的試劑瓶中14．（2005北京春季）下列各組試劑在溶液中反應(yīng)，當(dāng)兩種試劑的量發(fā)生改變時(shí)，不能用同一離子方程式表示的是A．氯化鎂、氫氧化鈉B．硫酸鈉、氫氧化鋇C．氯化鋁、氨水D．溴化亞鐵、氯水15．（2005廣東）下列各組離子一定能大量共存的是A．在含大量Fe3+的溶液中：NH4+、Na+、Cl—、SCN—B．在強(qiáng)堿溶液中：Na+、K+、AlO2—、CO32—C．在c(H+)=10—13mol/L的溶液中：NH4+、Al3+、SO42—、NO3—D．在pH=1的溶液中：K+、Fe2+、Cl—、NO3—16．（2005天津綜合）下列各組離子在溶液中能大量共存的是A．酸性溶液Na+、K+、MnO4—、Br—B．酸性溶液Fe3+、NH4+、SCN—、NO3—C．堿性溶液Na+、K+、AlO2—、SO42—D．堿性溶液Ba2+、Na+、CO32—、Cl—17．（2005天津綜合）下列除雜質(zhì)的方法不可行的是A．用過(guò)量氨水除去Al3+溶液中的少量Fe3+B．將混合氣體通過(guò)灼熱的銅網(wǎng)除去N2中的少量O2C．用新制的生石灰，通過(guò)加熱蒸餾，以除去乙醇中的少量水D．用鹽酸除去AgCl中少量的Ag2CO318．（2005天津綜合）金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是（已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）A．陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：Ni2++2e—==NiB．電解過(guò)程中，陽(yáng)極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等C．電解后，溶液中存在的金屬陽(yáng)離子只有Fe2+和Zn2+ D．電解后，電解槽底部的陽(yáng)極泥中只有Cu和Pt△通電19．（2005上海）下列金屬冶煉的反應(yīng)原理，錯(cuò)誤的是 （）△通電△高溫A．2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ B．MgO+H2Mg+H2O△高溫C．Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 D．2HgO2Hg+O2↑20．（2005北京春季）為確定某鋁熱劑（含氧化鐵和鋁）的組成，分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。⑴若取ag樣品，向其中加入足量的NaOH溶液，測(cè)得生成的氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況，下同）體積為bL。反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________________樣品中鋁的質(zhì)量是________________g。⑵若取ag樣品將其點(diǎn)燃，恰好完全反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：_______________________，氧化鐵和鋁的質(zhì)量比是_______________。⑶待⑵中反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后，加入足量鹽酸，測(cè)測(cè)生成的氣體體積為cL，該氣體與⑴中所得氣體的體積比c:b=___________________10．已知Br2、Fe2（SO4）3、CaC2等物質(zhì)均能與水發(fā)生反應(yīng)，生成兩種物質(zhì)。下表中所列五種物質(zhì)都易于和水反應(yīng)。21．（1）在表中空白處填寫各物質(zhì)分別與水反應(yīng)的產(chǎn)物中，屬于氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式：Li3NSiBr4Mg2SiClF（2）寫出這四種物質(zhì)與水反應(yīng)的產(chǎn)物中，溶于水形成無(wú)氧酸的物質(zhì)的電子式________。22．（2005北京理綜）某?；瘜W(xué)小組學(xué)生利用下圖所列裝置進(jìn)行“鐵與水反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)，并利用產(chǎn)物進(jìn)一步制取FeCl3·6H2O晶體。（圖中夾持及尾氣處理裝置均已略去）⑴裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________。⑵裝置E中的現(xiàn)象是_______________________________________。⑶停止反應(yīng)，待B管冷卻后，取其中的固體，加入過(guò)量稀鹽酸充分反應(yīng)，過(guò)濾。簡(jiǎn)述檢驗(yàn)濾液中Fe3+的操作方法_______________________________________________________________________________________________________________。⑷該小組學(xué)生利用上述濾液制取FeCl3·6H2O晶體，設(shè)計(jì)流程如下：①步驟I中通入Cl2的作用是______________________________________________。②步驟II從FeCl3稀溶液中得到FeCl3·6H2O晶體的主要操作包括：_____________________________________________________________________。③該流程中需保持鹽酸過(guò)量，主要原因是（結(jié)合離子方程式簡(jiǎn)要說(shuō)明）____________________________________________________________________。23．（2005全國(guó)III）A、B兩種固體，都由甲、乙兩種元素組成。在A、B中，甲、乙兩種元素的原子個(gè)數(shù)比分別為1∶1和1∶2。高溫煅燒A、B時(shí)，產(chǎn)物都是C（固體）和D（氣體）。由D可制得E（酸）。E和另一種酸組成的混合酸跟甲苯反應(yīng)可生成三硝基甲苯。C與E的稀溶液反應(yīng)得到溶液F，往F溶液中加入NaOH溶液，有紅褐色沉淀生成，該沉淀經(jīng)灼燒后轉(zhuǎn)變成C。往F溶液中加入甲元素的單質(zhì)得到溶液G。試根據(jù)以上信息填寫下列空白：（1）A的化學(xué)式（分子式）是（2）B煅燒生成C和D的化學(xué)方程式是甲元素的單質(zhì)與F溶液反應(yīng)的離子方程式是（3）往G溶液中加入NaOH溶液發(fā)生的現(xiàn)象是24．（2005廣東）（14分）化合物KxFe(C2O4)y·zH2O是一種重要的光化學(xué)試劑，其中鐵為+3價(jià)。分別稱取該樣品0.491g兩份，其中一份在110℃干燥脫水，至質(zhì)量恒定為0.437g。另一份置于錐形瓶中，加入足量的3mol/LH2SO4和適量的蒸餾水，加熱到75℃，趁熱加入0.0500mol/LKMnO4溶液24.0mL，恰好完全反應(yīng)；再向溶液中加入適量的某種還原劑，將Fe3+完全轉(zhuǎn)化