高三化学-金属的化学性质

1、第三章 金属及其化合物第一节 金属的化学性质第一节 金属的化学性质本节复习内容导读：一、金属的物理性质二、金属的化学性质 1、金属与氧气的反应 2、金属与水反应 3、金属与酸、碱、氧化物、盐溶液的反应黑色金属：Fe、Mn、Cr有色金属：以上三种以外轻金属密度小于4.5g/cm3常见金属Fe、Al、Cu按密度按含量按颜色分类4金属的分类方法重金属密度大于4.5g/cm3稀有金属Zr、Nb、Mo（二）、金属的化学性质：易失电子 Ane- =An+ ; 只有还原性（一）金属元素概述 （1）金属元素的原子半径比同周期非金属元素的原子半径大 （2）金属元素原子的最外层电子数少，一般小于4个，大多数为1-

2、2个，但少数为4个（VA族），个别超过4个(如钯)。 （3）金属元素原子形成的阳离子比相应的原子半径小。 1、在元素周期表中的位置2、 金属元素的原子结构特点 已发现的112种元素中金属90种，位于周期表中硼砹样线左下方,在此线附近元素具有两性.K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag电解法热还原法热分解法 金属冶炼方法的选择K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag简单，实用，节省的原则. 原理:Mn+ + ne- M1、热分解法有些不活泼金属用热分解法就能制得在金属活动性顺序表中，位于氢后面的某些金属的氧化物受热就能分解。2Hg

3、O = 2Hg + O22Ag2O = 4Ag + O22热还原法 多数金属的冶炼过程属于热还原法。常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和Al等活泼金属。高温高温高温Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2 WO3+ 3 H2 = W+3H2OCr2O3+2 Al = 2Cr+Al2O3 2Al2O3 = 4Al + 3O22NaCl = 2Na + Cl23电解法 在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。电解电解(四)、合金合金：合金是由两种或两以上的金

4、属（或非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。合金的熔点：合金的熔点一般比它的各成分金属低,其性质在很多方面优于成分金属.二、金属的化学性质 1、金属与氧气的反应2Na+O2=Na2O2点燃4Na+O2=2Na2O思考：钠在空气中的变化过程？ 银白色金属(Na)-表面变暗(Na2O)-出现白色固体(生成NaOH)-表面变成溶液(NaOH潮解)-表面形成Na2CO3溶液-白色块状物质(生成Na2CO310H2O)-白色粉末状物质(生成Na2CO3)2Mg+O2=2MgO点燃4Al+3O2=2Al2O3点燃3Fe+2O2=Fe3O4点燃2Na+Cl2=2NaCl点燃2Na+S=Na2SMg+Cl2=

5、MgCl2点燃2Al+3Cl2=2AlCl33Mg+N2=Mg3N2点燃Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3金属与其它非金属的反应随堂思考：1、1mol镁粉分别在足量的O2、CO2、N2中燃烧，生成 固体的质量依次为W1、W2和W3，下列关系正确的 是（ ）A、W2W1W3 B、W1=W2W3C、W1=W2=W3 D、W3W2W1A2、镁带在空气中燃烧生成MgO和Mg3N2，将燃烧后的 产物溶解在60mL2mol/L的盐酸溶液中，以20mL 0.5mol/L的NaOH溶液中和多余的盐酸。然后在此 溶液中加入过量的碱，把氨全部蒸出，用稀硫酸吸 收，稀硫酸增重0.17克，镁带的质量为（

6、 ）A、2.4克 B、1.2克 C、3.6克 D、0.6克B二、金属的化学性质 2、金属与水的反应2Na+2H2O=2NaOH+H2离子方程式：2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2现象：钠浮在水面上，熔化成小球，四处游动， 听到“嘶嘶”的声音，反应完后向溶液中滴 入酚酞试液，变红色。随堂思考：如何用实验来证明Na与水反应产生的气体是H2?1、将4.6克金属钠投入95.6克水中，得到溶液的质量分 数为（ ）A、4.59% B、7.9% C、8% D、10%2、将1.15克金属钠放入水中，欲使反应后100个水分 子中溶有一个Na+，则需要水的质量是（ ）A、90克 B、90.9克 C、100克

7、 D、115克CBMg+2H2O=Mg(OH)2+H2（镁条除氧化膜后，与热水反应，缓慢产生H2）2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2（铝片除氧化膜后，与沸水反应，缓慢产生H2）3Fe+4H2O(气)=Fe3O4+4H2高温“引火铁”的制备问题：例：在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应，可以得到铁的氧化物和氢气。该反应又可以通过此反应的逆反应，生成颗粒很细的铁粉，这种铁粉具有很高的反应活性，在空气中受撞击或受热时会燃烧，所以俗称“引火铁”。请分别用下图中示意的两套仪器装置，制取上述铁的氧化物和“引火铁”。实验中必须使用普通铁粉和6摩/升盐酸，其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石

8、棉网、加热设备等在图中均已略去)。填写下列空白：（1）实验进行时试管A中应加入的试剂是_；烧瓶B的作用是_； 烧瓶C的作用是_；在试管D中收集得到的是_。（2）实验时，U型管G中应加入的试剂是_；长颈漏斗H中应加入 _。（3）两套装置中，在实验时需要加热的仪器是_ (填该仪器对应的字母)（4）烧瓶I中发生的反应有时要加入少量硫酸铜溶液，其目的是 _。（5）试管E中发生反应的化学方程式是_。（6）为了安全，在E管中的反应发生前，在F出口处必须_；E 管中的反应开始后，在F出口处应_。答案:(1)普通铁粉(或铁粉),作为水蒸气发生器(或用来产生水蒸气);防止水倒吸(或用作安全瓶);氢气 (2)固体

9、NaOH(或碱石灰、CaO等碱性固体干燥剂); 6摩/升HCl(3)A、B、E(4)加快氢气产生的速度(6)检验氢气的纯度 点燃氢气二、金属的化学性质 3、金属与酸、碱、氧化物的反应2Na+2HCl=2NaCl+H2Na投入酸中，直接与酸发生反应，钠过量时，过量的钠还能与水发生反应。Mg+2H+(非氧化性的强酸) =Mg2+H22Al+6H+(非氧化性的强酸) =2Al3+3H2 在常温下，Al在浓H2SO4、浓HNO3中易钝化，加热时能反应。Mg、Al跟强氧化性酸反应时，没有氢气产生,Mg在常温下和加热条件下均能与浓HNO3、稀HNO3、浓H2SO4反应。随堂思考：在托盘天平两端各放一只烧杯

10、，调节到平衡。再向两烧杯中分别注入等质量、等浓度且过量的稀H2SO4，然后在一只烧杯里加入一定质量的镁，在另一烧杯里加入与Mg等质量的铜铝合金，两烧杯中反应完成后，天平仍保持平衡，则铜、铝合金中铜与铝的质量比为（ ）A、1:3 B、1:2 C、3:4 D、2:3AFe与非氧化性酸反应：产生H2，生成Fe2+Fe与强氧化性酸反应：在常温下，Fe在浓硫酸、浓硝酸中易钝化，能与稀硝酸反应。在加热条件下，Fe与浓、稀硝酸和浓硫酸均能反应。 Fe在与强氧化性酸反应时，一般没有H2产生，首先均生成Fe3+离子，如果金属铁过量时，会生成Fe2+离子。2Fe+6H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3+3SO2+

11、6H2OFe(过量)+2H2SO4(浓)=FeSO4+SO2+2H2OFe+6HNO3(浓)=Fe(NO3)3+3NO2+3H2OFe(过量)+4HNO3(浓)=Fe(NO3)2+2NO2+2H2OFe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2O3Fe(过量)+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O随堂练习： 将20克铁粉放入一定量的稀硝酸中，充分反应后，放出2.24升（标状下）NO气体，铁粉有剩余，则剩余铁粉的质量是（ ）A、14.4克 B、3.2克 C、8.8克 D、11.6克D金属钠与碱溶液中的水能发生反应金属镁与碱溶液没有反应金属铁与碱溶液没有反应金属铝与强碱溶

12、液有反应发生，产生H2。2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2注意：铝与强碱溶液反应的电子转移方向和数目的表 示方法。铝既能与强酸反应，又能与强碱溶液反应，铝是两性金属。应用：1、在空的铝制易拉罐中投入干冰和过量NaOH溶液反 应，立即封住瓶口，看到了一些现象，解释其现 象？2、将镁、铝、硅的混合物分为等质量的两份，一 份跟足量的NaOH溶液反应，另一份跟足量的盐 酸反应，最终产生的H2一样多。则镁与硅的物 质的量之比为（ ）A、2:1 B、4:1 C、1:1 D、3:1AA、镁与酸性氧化物的反应2Mg+CO2=2MgO+C点燃 虽然CO2有灭火作用，但镁着火后不能用CO2灭火，

13、采用沙土来灭火。思考题：1、镁条在SO2气体中是否能燃烧，如果能，会产生什么样的产 物？2、已知X、Y是短周期元素的单质，能发生如下置换反应： X+化合物Y+新化合物，写出三组X和化合物反应生成Y和 新化合物的方程式，其中x、Y要求分别在不同的主族。金属与氧化物之间的反应：B、铝和金属氧化物的反应(铝热反应) 此反应放出大量的热，常用于冶炼难熔的金属或焊接金属，其中氧化铁也可以用V2O5、Cr2O3、MnO2等来代替。2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3 金属与盐溶液的反应： Na与盐溶液发生反应时，先考虑钠与水的反应，再考虑生成的NaOH能否与盐继续发生反应。如： 将钠投入硫酸铜溶液中 2

14、Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2+Na2SO4+H2Mg+Fe2+=Mg2+FeMg+2NH4Cl=MgCl2+2NH3+H2 镁能与NH4Cl等强酸弱碱盐溶液反应，实质是镁与它们水解后产生的H+反应，促进平衡正向移动的结果。2Al+3Hg(NO3)2 =2Al(NO3)3+3Hg(毛刷实验)2Fe+FeCl3=3FeCl2 (溶液质量增加)Fe与含有Fe3+离子的溶液均有此反应发生。Fe+CuSO4=FeSO4+Cu (溶液质量减轻)1、制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生 的反应：2FeCl3+Cu = 2FeCl2+CuCl2，向盛有 FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁

15、粉和铜粉，反应结束 后，下列结果不可能出现的是（ ）思考题：A、烧杯中有铜无铁B、烧杯中有铁无铜C、烧杯中铁、铜都有D、烧杯中铁、铜都无B2、把铜粉和铁粉的混合物放入一定量的稀硝酸中，微 热，反应完毕发现铜有剩余，则溶液中含有的阳离子 是（ ）A、Cu2+、Fe2+ B、Cu2+、Fe2+、Fe3+ C、Cu2+、Fe3+ D、Fe3+ A 2、氢氧化铝Al(OH)3 氢氧化铝是不溶于水的白色胶状物质.能凝聚悬浮物和吸附色素。 Al(OH)3 的化学性质 Al(OH)3 受热易分解 2Al(OH)3 Al2O3 +3H2O 物理性质:Al(OH)3显两性:能与酸和强碱溶液反应。 Al(OH)3

16、 +3H+ =Al3+3H2O Al(OH)3+OH- =AlO2- +2H2O 遇强酸时，使平衡向右移，Al(OH)3溶解；遇强碱时，平衡左移，使Al(OH)3溶解.Al(OH)3显两性的原因 Al(OH)3 的制取(P82)用铝盐跟氨水反应制取Al(OH)3或在偏铝酸盐中通.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是一种强电解质，在溶液中完全电离KAl(SO4)2=K+ + Al3+ + 2SO42- 明矾KAl

17、(SO4)212H2O 明矾易溶于水，它水溶液呈酸： 3、硫酸铝钾KAl(SO4)2 (如何检验)Al3+ +3H2O Al(OH)3+ 3H+ （水解反应）明矾水解产生的胶状Al(OH)3吸附能力很强，可以吸咐水里的杂质，并形成沉淀，使水澄清。所以明矾常用作净水剂。 操作 离子方程式 图像往AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量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 稀盐酸至过量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溶液至过量沉淀量V(NaAlO2)0往稀盐酸溶液中逐滴加入 NaAlO2至过量AlO2- + 4H+ = Al3+ + 2H2O Al3+ + 3AlO2- + 6H2O= 4Al(OH)3沉淀量V(NaOH)0V1V23.Fe2+和Fe3+的检验方法Fe3+的检验方法一：向溶液中加入 溶液，若显 色，则 含有Fe3+方法二：向溶液中加入 溶液，若生成 1 沉淀，则含有Fe3+Fe2+的检验方法一：向溶液中加入 溶液，无变化，

19、再加 几滴 ，若变 色，则 含有Fe2+方法二：向溶液中加入 溶液，若生成 沉 淀，很快变成 色，最后变成 色，则含有Fe2+KSCN红NaOH红褐色KSCN氯水红NaOH白色灰绿红褐反应生成+2价反应生成+3价与F2、Cl2、Br2反应与Fe3+、Cu2+、Ag+等与足量的强氧化性酸与H+少量的强氧化性酸与I2、S反应高温下与足量的纯氧(Fe2O3)纯氧与足量铁水铁丝在氧气中燃烧,与水蒸气反应生成+2、+3价铁的性质小结:与H2O2、 KMnO4溶液非金属氧气酸盐其它 直 接 观 色与KSCN与苯 酚显色反应 与 铜 片与 淀 粉KI 试 纸鉴 别方 法 浅 绿 色 棕 黄 色血 红 色不显

20、红色，加入氯水变血红色不显紫色 显 紫 色无明显现象 Cu被腐蚀 溶液变绿色试纸不变蓝 试纸变蓝色利用沉淀反应 与 作用白色沉淀迅速变灰绿色最后呈红褐色立即产生红褐 色沉淀Fe3+ 的 氧 化 性 Fe2+ Fe3+五、Fe2+和Fe3+离子的检验（写出离子方程式）2.铜的化合物（1）溶液中的Cu2+常为蓝色（浓CuCl2为绿色，稀CuCl2为蓝色），可作为Cu2+的判断依据。（2） Cu2+与碱生成蓝色沉淀Cu(OH)2，沉淀溶于氨水形成深蓝色溶液。Cu(OH)2 + 4NH3 H2O =Cu（NH3）4(OH)2 + 4H2O （3）无水CuSO4遇水变蓝色，可用于检验水。（4） Cu2O是一种红色粉末，在非氧化性酸溶液中发生歧化反应。Cu2 O+ 2H+ =Cu + Cu2+ +H2O （5） CuO、 CuS、 Cu2S均为黑色粉末，难溶于水。 其中CuS、