高三化学金属的化学性质

第一节金属(jīnshǔ)的化学性质本节复习内容导读：一、金属(jīnshǔ)的物理性质二、金属(jīnshǔ)的化学性质1、金属(jīnshǔ)与氧气的反响2、金属(jīnshǔ)与水反响3、金属(jīnshǔ)与酸、碱、氧化物、盐溶液的反响第一页，共38页。黑色金属(hēisèjīngshǔ)：Fe、Mn、Cr有色金属：以上三种(sānzhǒnɡ)以外3常见(chánɡjiàn)金属Fe、Al、Cu按密度按含量按颜色分类4．金属的分类方法3稀有金属Zr、Nb、Mo〔二〕、金属的化学性质：易失电子A－ne-=An+;只有复原性第二页，共38页。〔一〕金属元素概述(ɡàishù)〔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(yībān)小于4个，大多数为1-2个，但少数为4个〔ⅠVA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(yuánsù)周期表中的位置2、金属元素(yuánsù)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.第三页，共38页。KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg电解法热复原(fùyuán)法热分解法金属(jīnshǔ)冶炼方法的选择KCaNaMgAlZnFeSnPb〔H〕CuHgAg简单，实用，节省(jiéshěng)的原那么.原理:Mn++ne-M第四页，共38页。1、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(shùnxù)表中，位于氢后面的某些金属的氧化物受热就能分解。2HgO==2Hg+O2↑2Ag2O==4Ag+O2↑第五页，共38页。2．热复原法多数金属的冶炼过程属于热复原法。常用的复原剂有焦炭(jiāotàn)、一氧化碳、氢气和Al等活泼金属。高温(gāowēn)高温(gāowēn)高温Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2WO3+3H2==W+3H2OCr2O3+2Al==2Cr+Al2O3

第六页，共38页。2Al2O3===4Al+3O2↑2NaCl===2Na+Cl2↑3．电解法在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种金属的复原性很强，这些金属都很容易失去电子，因此不能用一般(yībān)的方法和复原剂使其从化合物中复原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。电解(diànjiě)电解(diànjiě)第七页，共38页。(四)、合金合金：合金是由两种或两以上的金属(jīnshǔ)〔或非金属(jīnshǔ)〕熔合而成的具有金属(jīnshǔ)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(jīnshǔ)低,其性质在很多方面优于成分金属(jīnshǔ).第八页，共38页。二、金属的化学性质1、金属与氧气(yǎngqì)的反响2Na+O2====Na2O2点燃4Na+O2===2Na2O思考：钠在空气中的变化(biànhuà)过程？银白色金属(Na)------外表变暗(Na2O)--------出现白色固体(gùtǐ)(生成NaOH)-------外表变成溶液(NaOH潮解)------外表形成Na2CO3溶液-------白色块状物质(生成Na2CO3·10H2O)------白色粉末状物质(生成Na2CO3)第九页，共38页。2Mg+O2===2MgO点燃4Al+3O2===2Al2O3点燃3Fe+2O2===Fe3O4点燃2Na+Cl2====2NaCl点燃2Na+S===Na2SMg+Cl2===MgCl2点燃2Al+3Cl2===2AlCl3∆3Mg+N2===Mg3N2点燃Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2↓+2NH3↑金属(jīnshǔ)与其它非金属(jīnshǔ)的反响第十页，共38页。随堂思考(sīkǎo)：1、1mol镁粉分别在足量的O2、CO2、N2中燃烧，生成固体的质量(zhìliàng)依次为W1、W2和W3，以下关系正确的是〔〕A、W2>W1>W3B、W1=W2>W3C、W1=W2=W3D、W3>W2>W1A第十一页，共38页。2、镁带在空气中燃烧生成MgO和Mg3N2，将燃烧后的产物溶解(róngjiě)在60mL2mol/L的盐酸溶液中，以20mL0.5mol/L的NaOH溶液中和多余的盐酸。然后在此溶液中参加过量的碱，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〔〕A、2.4克 B、1.2克B第十二页，共38页。二、金属(jīnshǔ)的化学性质2、金属(jīnshǔ)与水的反响2Na+2H2O===2NaOH+H2↑离子(lízǐ)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(yóudònɡ)，听到“嘶嘶〞的声音，反响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与水反响产生的气体是H2?第十三页，共38页。1、将4.6克金属钠投入95.6克水中，得到溶液(róngyè)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，欲使反响后100个水分子中溶有一个Na+，那么需要(xūyào)水的质量是〔〕A、90克B、90.9克C、100克D、115克CBMg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑∆〔镁条除氧化膜后，与热水反响(fǎnxiǎng)，缓慢产生H2〕2Al+6H2O===2Al(OH)3+3H2↑∆〔铝片除氧化膜后，与沸水反响，缓慢产生H2〕第十四页，共38页。3Fe+4H2O(气)===Fe3O4+4H2↑高温“引火(yǐnhuǒ)铁〞的制备问题：例：在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反响，可以得到铁的氧化物和氢气。该反响又可以通过此反响的逆反响，生成颗粒很细的铁粉，这种铁粉具有很高的反响活性，在空气中受撞击或受热时会(shíhuì)燃烧，所以俗称“引火铁〞。请分别用以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、石棉网、加热设备等在图中均已略去)。第十五页，共38页。填写以下空白：

〔1〕实验进行时试管A中应参加的试剂是_____；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中应参加的试剂是_______；长颈漏斗H中应参加__________。

〔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中发生的反响有时要参加少量硫酸铜溶液，其目的(mùdì)是_____________________________。

〔5〕试管E中发生反响的化学方程式是___________________。

〔6〕为了平安，在E管中的反响发生前，在F出口处必须____________；E管中的反响开始后，在F出口处应_______。第十六页，共38页。答案(dáàn):(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(或用作平安瓶);氢气(2)固体NaOH(或碱石灰、CaO等碱性固体枯燥剂);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(chúndù)点燃氢气第十七页，共38页。二、金属的化学性质(huàxuéxìngzhì)3、金属与酸、碱、氧化物的反响2Na+2HCl===2NaCl+H2↑Na投入酸中，直接(zhíjiē)与酸发生反响，钠过量时，过量的钠还能与水发生反响。Mg+2H+(非氧化(yǎnghuà)性的强酸)===Mg2++H2↑2Al+6H+(非氧化性的强酸)===2Al3++3H2↑在常温下，Al在浓H2SO4、浓HNO3中易钝化，加热时能反响。Mg、Al跟强氧化性酸反响时，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反响。第十八页，共38页。随堂思考(sīkǎo)：在托盘天平两端各放一只烧杯，调节到平衡。再向两烧杯中分别注入等质量、等浓度且过量(guò〃liàng)的稀H2SO4，然后在一只烧杯里参加一定质量的镁，在另一烧杯里参加与Mg等质量的铜铝合金，两烧杯中反响完成后，天平仍保持平衡，那么铜、铝合金中铜与铝的质量比为〔〕A、1:3 B、1:2C、3:4 D、2:3A第十九页，共38页。Fe与非氧化性酸反响(fǎnxiǎng)：产生H2，生成Fe2+Fe与强氧化(yǎnghuà)性酸反响：在常温下，Fe在浓硫酸、浓硝酸中易钝化(dùnhuà)，能与稀硝酸反响。在加热条件下，Fe与浓、稀硝酸和浓硫酸均能反响。Fe在与强氧化性酸反响时，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↑+6H2O∆Fe(过量)+2H2SO4(浓)===FeSO4+SO2↑+2H2O∆Fe+6HNO3(浓)===Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O∆Fe(过量)+4HNO3(浓)===Fe(NO3)2+2NO2↑+2H2O∆第二十页，共38页。Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O∆3Fe(过量)+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O∆随堂练习(liànxí)：将20克铁粉放入一定量的稀硝酸中，充分反响后，放出(fànɡchū)2.24升〔标状下〕NO气体，铁粉有剩余，那么剩余铁粉的质量是〔〕A、14.4克 B、3.2克 D第二十一页，共38页。金属(jīnshǔ)钠与碱溶液中的水能发生反响金属(jīnshǔ)镁与碱溶液没有反响金属(jīnshǔ)铁与碱溶液没有反响金属(jīnshǔ)铝与强碱溶液有反响发生，产生H2。2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑注意：铝与强碱溶液(róngyè)反响的电子转移方向和数目的表示方法。铝既能与强酸反响，又能与强碱(qiánɡjiǎn)溶液反响，铝是两性金属。第二十二页，共38页。应用(yìngyòng)：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(pínɡkǒu)，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(zhìliàng)的两份，一份跟足量的NaOH溶液反响，另一份跟足量的盐酸反响，最终产生的H2一样多。那么镁与硅的物质的量之比为〔〕A、2:1B、4:1C、1:1D、3:1A第二十三页，共38页。A、镁与酸性(suānxìnɡ)氧化物的反响2Mg+CO2===2MgO+C点燃虽然(suīrán)CO2有灭火作用，但镁着火后不能用CO2灭火，采用沙土来灭火。思考题：1、镁条在SO2气体中是否能燃烧(ránshāo)，如果能，会产生什么样的产物？2、X、Y是短周期元素的单质，能发生如下置换反响：X+化合物→Y+新化合物，写出三组X和化合物反响生成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响：第二十四页，共38页。B、铝和金属(jīnshǔ)氧化物的反响(铝热反响)此反响(fǎnxiǎng)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(jīnshǔ)与盐溶液的反响：Na与盐溶液发生反响时，先考虑钠与水的反响，再考虑生成的NaOH能否与盐继续发生反响。如：将钠投入硫酸铜溶液中2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑第二十五页，共38页。Mg+Fe2+===Mg2++FeMg+2NH4Cl===MgCl2+2NH3↑+H2↑∆镁能与NH4Cl等强酸弱碱盐溶液反响(fǎnxiǎng)，实质是镁与它们水解后产生的H+反响(fǎnxiǎng)，促进平衡正向移动的结果。2Al+3Hg(NO3)2===2Al(NO3)3+3Hg(毛刷(máoshuā)实验)2Fe+FeCl3===3FeCl2(溶液(róngyè)质量增加)Fe与含有Fe3+离子的溶液均有此反响发生。Fe+CuSO4===FeSO4+Cu(溶液质量减轻)第二十六页，共38页。1、制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液〞，发生的反响：2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2，向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时参加(cānjiā)铁粉和铜粉，反响结束后，以下结果不可能出现的是〔〕思考题：A、烧杯(shāobēi)中有铜无铁B、烧杯(shāobēi)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，反响完毕发现铜有剩余，那么溶液中含有的阳离子是〔〕A、Cu2+、Fe2+B、Cu2+、Fe2+、Fe3+

C、Cu2+、Fe3+D、Fe3+

A第二十七页，共38页。2、氢氧化铝(qīnɡyǎnɡhuàhuà)Al(OH)3凝聚(níngjù)悬浮物和吸附色素。⑵Al(OH)3的化学性质(huàxuéxìngzhì)

①Al(OH)3受热易分解2Al(OH)3Al2O3

+3H2O△

⑴物理性质:②Al(OH)3显两性:能与酸和强碱溶液反响。Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O

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

第二十八页，共38页。遇强酸时，使平衡(pínghéng)向右移，Al(OH)3溶解；遇强碱时，平衡(pínghéng)左移，使Al(OH)3溶解.③Al(OH)3显两性(liǎngxìng)的原因

⑶Al(OH)3的制取(P82)用铝盐跟氨水(ānshuǐ)反响制取Al(OH)32.Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-H2O+AlO2-+H+Al(OH)3Al3++3OH-第二十九页，共38页。⑴KAl(SO4)2是一种强电解质，在溶液中完全电离(diànlí)KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-⑵明矾——KAl(SO4)2·12H2O明矾易溶于水，它水溶液呈酸：

3、硫酸铝钾(liúsuānsuānjiǎ)KAl(SO4)2(如何检验)Al3++3H2OAl(OH)3+3H+（水解反应）⑶明矾(míngfán)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(míngfán)常用作净水剂。第三十页，共38页。操作离子方程式图像往AlCl3溶液(róngyè)中逐滴参加NaOH溶液(róngyè)至过量Al3++3OH-=Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O沉淀量V(HCl)0往NaAlO2溶液(róngyè)中逐滴参加稀盐酸至过量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(róngyè)中逐滴参加AlCl3溶液(róngyè)至过量沉淀量V(NaAlO2)0往稀盐酸溶液中逐滴参加NaAlO2至过量AlO2-+4H+=Al3++2H2OAl3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓沉淀量V(NaOH)0V1V2第三十一页，共38页。2+和Fe3+的检验(jiǎnyàn)方法Fe3+的检验方法一：向溶液中参加溶液，假设显色，那么含有(hányǒu)Fe3+方法二：向溶液中参加溶液，假设生成1沉淀，那么含有(hányǒu)Fe3+Fe2+的检验方法(fāngfǎ)一：向溶液中参加溶液，无变化，再加几滴，假设变色，那么含有Fe2+方法(fāngfǎ)二：向溶液中参加溶液，假设生成沉淀，很快变成色，最后变成色，那么含有Fe2+KSCN红NaOH红褐色KSCN氯水红NaOH白色灰绿红褐第三十二页，共38页。反响(fǎnxiǎng)生成+2价反响(fǎnxiǎng)生成+3价与F2、Cl2、Br2反响(fǎnxiǎng)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反响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,与水蒸气反响生成+2、+3价铁的性质小结:与H2O2、KMnO4溶液非金属氧气酸盐其它第三十三页，共38页。直接观色与KSCN与苯酚显色(xiǎnsè)反响

与铜片与淀粉KI试纸鉴别方法浅绿色棕黄色血红色不显红色(hóngsè)，参加氯水变血红色(hóngsè)不显紫色显紫色无明显(míngxiǎn)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〕第三十四页，共38页。〔1〕溶液中的Cu2+常为蓝色〔浓CuCl