第27讲金属元素概述

第27讲金属元素概述一、要点精讲1、金属元素概述（1）金属的通性①物理性质：常温下，绝大多数金属是固体，呈色。金属一般具有②化学性质：金属元素原子一般最外层电子数4，而且原子半径比同周期的非金属原子半径，故金属原子易电子显。③特性：a.地壳中含量最多的金属元素是；b.金属中有液态，例如，它是熔点最低的金属；c.最活泼的金属元素是，最稳定的金属是金。④影响金属晶体熔沸点高低和硬度的因素金属离子半径越，电荷价数越，金属离子和自由电子的作用力越，熔沸点越高，硬度越大。例：硬度AlMg，熔点AlMg。（2）由金属活动性顺序表分析金属知识的规律金属活动性顺序表KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属原子失去电子的能力（还原性）金属阳离子得到电子的能力（氧化性）与氧气化合常温下易被氧化常温下缓慢被氧化加热被氧化不能置换水中H+常温下能置换加热时能置换不能置换置换酸中H+能置换不能置换与盐溶液反应先与水反应前面的金属置换后面的金属自然界中存在化合态化合态和游离态游离态冶炼方法2、常见金属的冶炼方法2Ag2O4Ag2Ag2O4Ag+O2↑△2HgO2Hg+O2△（2）热还原法：用还原剂(等)还原金属氧化物(金属活动性在Zn~Cu之间)。W+3W+3H2OWO3+3H2高温2Fe+3CO2Fe2O3+3CO高温2Cr+Al2Cr+Al2O32Al+Cr2O3高温2Cu+CO22CuO+CCuO+CO高温4Al+3O4Al+3O2↑2Al2O3(l)（l）电解冰晶石2Na+Cl2Na+Cl2↑2NaCl（l）电解（4）淘取法：适合以游离态存在的密度的金属（例如金等）。所得金属纯度不高，需精炼。二、典例解析【例】金矿和银矿中金银的含量往往较低，工业上提炼金是采用氰化法提炼。这个方法的原理是：用稀的氰化钠溶液处理粉碎了的金矿石，通空气，使金矿石中的金粒溶解，生成能溶于水的络合物Na［Au（CN）2］，其反应方程式为：4Au＋8NaCN＋2H2O＋O24Na［Au（CN）2］＋4NaOHNa［Au（CN）2］在水溶液中电离为Na+和［Au（CN）2］-。电离方程式为：Na［An（CN）2］Na+＋［An（CN）2］-，然后再用锌从溶液中把金置换出来，锌转化为Na2［Zn（CN）4］。请回答下列问题：（1）写出在空气中用氰化钠溶液提取金的电极反应式。（2）写出锌从溶液中置换出金的离子方程式。【解析】这道题目看起来比较生疏，但认真审清题意，不难发现，用氰化钠溶液，通入空气溶解金的原理，与钢铁的吸氧腐蚀原理完全相似。写出锌和Na［Au（CN）2］发生置换反应的离子方程式，主要是根据题目给出的信息得出Na［Au（CN）2］是强电解质。（1）负极4Au＋8CN--4e-4［Au（CN）2］-正极O2＋2H2O＋4e-4OH-（2）Zn＋2［Au（CN）2］-［Zn（CN）4］2-＋2Au↓智能训练1．（2005全国I）等物质的量的主族金属A、B、C分别与足量的稀盐酸反应，所得氢气的体积依次为VA、VB、VC，已知VB=2VC，VA=VB+VC，则在C的生成物中，该金属元素的化合价为A．+1B．+2C．+3D．+42．（2005全国I）下列说法中正确的是A．非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素原子的最外层电子数B．非金属元素呈现的最低化合价，其绝对值等于该元素原子的最外层电子数C．最外层有2个电子的原子都是金属原子D．最外层有5个电子的原子都是非金属原子3．（2005江苏）已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是A、3Cl2+6FeI2=2FeCL3+4FeI3B、Cl2+FeI2=FeCl2+I2C、Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+3H2OD、2Fe3++2I-=2Fe2++I24．（2005江苏）高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，下列叙述不正确的是A、放电时负极反应为：Zn－2ｅ－＋2OH－＝Zｎ(OH)2B、充电时阳极反应为：Fe(OH)3－3e－＋5OH－＝FeO42－＋4H2OC、放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化D、放电时正极附近溶液的碱性增强5．在pH为4～5的环境中，Cu2+、Fe2+不生成沉淀，而Fe3+几乎完全沉淀。工业上制CuCl2是将浓盐酸用蒸汽加热到80℃A．加入纯Cu将Fe2+还原B．向溶液中通入H2S使Fe2+沉淀C．在溶液中通入Cl2，再加入CuO粉末调节pH为4～5D．在溶液中通入Cl2，再通入NH3调节pH为4～56．铜、镁合金4.6g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4480mL的NO2气体和336mLN2O4气体（气体均为标况），在反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液，生成沉淀的质量为（）A．7.04gB．8.26gC．8.51gD．9.02g7．取100mL18.3mol／L的H2SO4与Zn反应，当Zn完全溶解时，生成的气体在标况下占有的体积为22.4L。将所得的溶液稀释成1L，测得溶液的H+浓度为1mol／L，则所生成的气体中SO2与H2的体积比约为（）A．1：2B．2：1C．1：4D．4：18．在右图支管中，一管装入2.3g金属钠，一管装入HgO，同时加热两部分，Na完全燃烧，若加热后容器里空气成分基本未变，则HgO质量可能是（）A．21.7gB．24gC．43.4gD．10.85g9．有物质的量相等的短周期金属元素单质A和B，在A中加入足量盐酸，在B中加入足量稀硫酸，反应完全后，生成氢气的体积分别为V（A）和V（B），且V（A）≠V（B）。若要确定生成物中A和B的化合价，至少还需的数据是（）A．V（A）∶V（B）的值B．V（A）和V（B）的值C．A和B的物质的量D．盐酸和稀硫酸的物质的量浓度10．下列叙述正确的是（）A．元素的单质可由氧化或还原含该元素的化合物来制得B．得电子越多的氧化剂，其氧化性就越强C．阳离子只能得到电子被还原，只能作氧化剂D．含有高价元素的化合物，一定具有强的氧化性11．镁、铝、铁三种金属分别跟4mol／L0.05L盐酸反应时，若放出的氢气的质量相等，则下列说法中正确的是（）A．三种金属质量相同，且均不足量B．三种金属质量不同，但均为过量C．三种金属的物质的量相同D．三种金属均不足量，其质量比为12∶9∶2812．有Mg、Al、Fe、Cu四种金属，若两两混合，取混合物26g与足量稀硫酸反应，产生标准状况下H211.2LA．2种B．3种C．4种D．5种13．存放下列试剂的方法中，有错误并且会引起危险的是（）A．白磷浸在盛有CS2的敞口试剂瓶中B．金属钠浸在盛有煤油的试剂瓶中C．碳酸钠饱和溶液放在带玻璃塞的试剂瓶中D．溪水放在带橡皮塞的试剂瓶中14．（2005北京春季）下列各组试剂在溶液中反应，当两种试剂的量发生改变时，不能用同一离子方程式表示的是A．氯化镁、氢氧化钠B．硫酸钠、氢氧化钡C．氯化铝、氨水D．溴化亚铁、氯水15．（2005广东）下列各组离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．在强碱溶液中：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天津综合）下列各组离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．碱性溶液Na+、K+、AlO2—、SO42—D．碱性溶液Ba2+、Na+、CO32—、Cl—17．（2005天津综合）下列除杂质的方法不可行的是A．用过量氨水除去Al3+溶液中的少量Fe3+B．将混合气体通过灼热的铜网除去N2中的少量O2C．用新制的生石灰，通过加热蒸馏，以除去乙醇中的少量水D．用盐酸除去AgCl中少量的Ag2CO318．（2005天津综合）金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2++2e—==NiB．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+ D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt△通电19．（2005上海）下列金属冶炼的反应原理，错误的是 （）△通电△高温A．2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ B．MgO+H2Mg+H2O△高温C．Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 D．2HgO2Hg+O2↑20．（2005北京春季）为确定某铝热剂（含氧化铁和铝）的组成，分别进行下列实验。⑴若取ag样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体（标准状况，下同）体积为bL。反应的化学方程式是_____________________________样品中铝的质量是________________g。⑵若取ag样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是：_______________________，氧化铁和铝的质量比是_______________。⑶待⑵中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测测生成的气体体积为cL，该气体与⑴中所得气体的体积比c:b=___________________10．已知Br2、Fe2（SO4）3、CaC2等物质均能与水发生反应，生成两种物质。下表中所列五种物质都易于和水反应。21．（1）在表中空白处填写各物质分别与水反应的产物中，属于氧化物对应水化物的化学式：Li3NSiBr4Mg2SiClF（2）写出这四种物质与水反应的产物中，溶于水形成无氧酸的物质的电子式________。22．（2005北京理综）某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水反应”的实验，并利用产物进一步制取FeCl3·6H2O晶体。（图中夹持及尾气处理装置均已略去）⑴装置B中发生反应的化学方程式是____________________________________。⑵装置E中的现象是_______________________________________。⑶停止反应，待B管冷却后，取其中的固体，加入过量稀盐酸充分反应，过滤。简述检验滤液中Fe3+的操作方法_______________________________________________________________________________________________________________。⑷该小组学生利用上述滤液制取FeCl3·6H2O晶体，设计流程如下：①步骤I中通入Cl2的作用是______________________________________________。②步骤II从FeCl3稀溶液中得到FeCl3·6H2O晶体的主要操作包括：_____________________________________________________________________。③该流程中需保持盐酸过量，主要原因是（结合离子方程式简要说明）____________________________________________________________________。23．（2005全国III）A、B两种固体，都由甲、乙两种元素组成。在A、B中，甲、乙两种元素的原子个数比分别为1∶1和1∶2。高温煅烧A、B时，产物都是C（固体）和D（气体）。由D可制得E（酸）。E和另一种酸组成的混合酸跟甲苯反应可生成三硝基甲苯。C与E的稀溶液反应得到溶液F，往F溶液中加入NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，该沉淀经灼烧后转变成C。往F溶液中加入甲元素的单质得到溶液G。试根据以上信息填写下列空白：（1）A的化学式（分子式）是（2）B煅烧生成C和D的化学方程式是甲元素的单质与F溶液反应的离子方程式是（3）往G溶液中加入NaOH溶液发生的现象是24．（2005广东）（14分）化合物KxFe(C2O4)y·zH2O是一种重要的光化学试剂，其中铁为+3价。分别称取该样品0.491g两份，其中一份在110℃干燥脱水，至质量恒定为0.437g。另一份置于锥形瓶中，加入足量的3mol/LH2SO4和适量的蒸馏水，加热到75℃，趁热加入0.0500mol/LKMnO4溶液24.0mL，恰好完全反应；再向溶液中加入适量的某种还原剂，将Fe3+完全转化