2020高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第三章金屬及其化合物3.5歸納拓展金屬單質(zhì)的共性歸納學(xué)案（含解析）.docx

第5課時(shí)系統(tǒng)歸納金屬單質(zhì)的共性歸納知識(shí)點(diǎn)一金屬的通性及合金材料1金屬的結(jié)構(gòu)特征(1)金屬元素在元素周期表中的位置在元素周期表中，沒(méi)有金屬元素的族是A族和0族，全部為金屬元素的族是A族、全部副族(BB)和族。(2)金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般小于。2金屬的物理性質(zhì)(1)金屬的物理通性通常情況下，除外，其余金屬都是固態(tài)。有金屬光澤，不透明。有導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。有延展性。 (2)物理性質(zhì)特殊的金屬示例有顏色的金屬紫紅色Cu、黃色Au常溫下呈液態(tài)的金屬Hg密度最小的金屬Li硬度最大的金屬Cr熔點(diǎn)最高的金屬W地殼中含量最高的金屬Al3金屬的化學(xué)性質(zhì)金屬活動(dòng)性順序K Ca NaMg AlZn Fe Sn Pb(H)CuHgAgPt Au單質(zhì)還原性強(qiáng)弱離子氧化性弱強(qiáng)與O2化合常溫下易被氧化常溫下被緩慢氧化加熱時(shí)被氧化不能被氧化置換水中H常溫能置換加熱時(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)左邊的金屬可置換出右邊的金屬自然界中存在狀態(tài)化合態(tài)(隕石中含鐵單質(zhì))少量游離態(tài)，主要為化合態(tài)游離態(tài)提醒金屬活動(dòng)性順序中存在“一強(qiáng)一弱”規(guī)律。金屬單質(zhì)的還原性越弱，對(duì)應(yīng)陽(yáng)離子的氧化性越強(qiáng)，即常見(jiàn)離子的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是AgFe3Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2。(注意Fe3、Fe2的位置)4合金(1)概念：合金是指兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。(2)特性：合金具有不同于各成分金屬的物理、化學(xué)或機(jī)械性能。熔點(diǎn)：一般比它的各成分金屬的；硬度和強(qiáng)度：一般比它的各成分金屬的。提醒常溫下，多數(shù)合金是固體，但鈉鉀合金是液體。合金的物理性質(zhì)相對(duì)于各成分金屬有所改變，但合金中各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)仍然不變。5常見(jiàn)的金屬材料(1)金屬材料黑色金屬材料有色金屬材料鐵、鉻、錳以及它們的合金除黑色金屬以外的其他金屬及其合金(2)重要的黑色金屬材料鋼碳素鋼低碳鋼韌性、焊接性好，強(qiáng)度低，用于制鋼板、鋼絲等中碳鋼強(qiáng)度高，韌性及加工性好，用于制鋼軌、車輪等高碳鋼硬而脆，熱處理后彈性好，用于制器械、彈簧等合金鋼具有各種不同的優(yōu)良性能，用于制不銹鋼及各種特種鋼(3)幾種有色金屬材料鋁及鋁合金鋁性能良好的延展性和導(dǎo)電性用途制導(dǎo)線鋁合金性能密度小、強(qiáng)度高、塑性好、易于成型、制造工藝簡(jiǎn)單、成本低廉用途主要用于建筑業(yè)、容器和包裝業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、電子行業(yè)等銅及銅合金銅性能良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性用途主要用于電器和電子工業(yè)、建筑業(yè)銅合金青銅是我國(guó)使用最早的合金，常見(jiàn)的還有黃銅和白銅對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)。(1)金屬元素的單質(zhì)只有還原性，其離子只有氧化性()(2)金屬元素的單質(zhì)在常溫下均為固體()(3)金屬元素在不同化合物中化合價(jià)均相同()(4)大多數(shù)金屬元素的單質(zhì)為電的良導(dǎo)體()(5)鋁合金的熔點(diǎn)比純鋁的高()(6)合金材料中不可能含有非金屬元素()(7)地震災(zāi)區(qū)重建要使用大量鋼材，鋼材是合金()(8)鐵是人類在生產(chǎn)、生活中最早使用的金屬()(9)合金中的金屬元素都是以化合態(tài)形式存在()(10)合金的硬度一般大于它的純金屬成分，而熔點(diǎn)一般低于它的成分金屬()2金屬單質(zhì)具有的通性是()A硬度大B熔、沸點(diǎn)較低C質(zhì)軟D具有金屬光澤、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、有延展性解析：選D由金屬的物理性質(zhì)可知，大多數(shù)金屬具有金屬光澤，在常溫下除汞外，金屬都是固體，具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性，多數(shù)金屬密度和硬度較大，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較高，但有的金屬質(zhì)軟，熔、沸點(diǎn)較低，如金屬鈉。3要驗(yàn)證Mg、Fe、Cu三種金屬的活動(dòng)性順序，可選用下列哪組物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)()ACu、FeCl2溶液、MgCl2溶液BFe、Cu、MgCl2溶液CMg、CuO、FeSO4溶液DFe、CuSO4溶液、MgCl2溶液解析：選D銅與FeCl2溶液、MgCl2溶液都不反應(yīng)，無(wú)法證明，A錯(cuò)誤；Fe、Cu和MgCl2溶液都不反應(yīng)，無(wú)法證明，B錯(cuò)誤；Mg與FeSO4溶液能反應(yīng)，能說(shuō)明鎂的活動(dòng)性比鐵強(qiáng)，無(wú)法證明鐵與銅的活動(dòng)性以及鎂和銅的活動(dòng)性強(qiáng)弱，C錯(cuò)誤；Fe可以和CuSO4溶液反應(yīng)置換出銅，證明鐵比銅活潑，不能和MgCl2溶液反應(yīng)，證明鎂比鐵活潑，D正確。4“擬晶”(quasicrystal)是一種具有凸多面體規(guī)則外形但不同于晶體的固態(tài)物質(zhì)。Al65Cu23Fe12是二十世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的幾百種擬晶之一，具有合金的某些優(yōu)良物理性能。下列有關(guān)這種擬晶的說(shuō)法正確的是()A無(wú)法確定Al65Cu23Fe12中三種金屬的化合價(jià)BAl65Cu23Fe12的硬度小于金屬鐵CAl65Cu23Fe12不可用作長(zhǎng)期浸泡在海水中的材料D1 mol Al65Cu23Fe12溶于過(guò)量的硝酸時(shí)共失去265 mol電子解析：選CA項(xiàng)，擬晶Al65Cu23Fe12是由三種金屬元素組成，由于金屬無(wú)負(fù)價(jià)，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0的原則，三種金屬的化合價(jià)均可視作零價(jià)；B項(xiàng)，擬晶具有合金的某些優(yōu)良物理性能，合金的硬度一般比各成分金屬大；C項(xiàng)，Al65Cu23Fe12與海水可以構(gòu)成原電池，會(huì)加速金屬的腐蝕，因此不可用作長(zhǎng)期浸泡在海水中的材料；D項(xiàng)，溶于過(guò)量硝酸時(shí)，Al與Fe均變?yōu)?價(jià)，Cu變?yōu)?價(jià)，故1 mol Al65Cu23Fe12失電子為65 mol323 mol212 mol3277 mol。知識(shí)點(diǎn)二金屬冶煉的一般方法1金屬冶煉的實(shí)質(zhì)金屬的冶煉過(guò)程就是把金屬?gòu)幕蠎B(tài)還原為游離態(tài)的過(guò)程。即：Mnne=M(寫反應(yīng)通式，用M表示金屬)。2金屬冶煉的一般步驟3金屬冶煉的方法(用化學(xué)方程式表示)提醒冶煉Mg時(shí)電解熔融MgCl2而不電解MgO，原因是MgO的熔點(diǎn)高，熔融時(shí)耗費(fèi)更多能源，增加生產(chǎn)成本。冶煉Al時(shí)只能電解熔融Al2O3而不能電解AlCl3，原因是AlCl3是共價(jià)化合物，熔融態(tài)不導(dǎo)電；加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化溫度。用熱還原法得到的銅還要經(jīng)過(guò)電解精煉才能得到精銅。4鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鎂帶劇烈燃燒，放出一定的熱，并發(fā)出耀眼的白光，氧化鐵和鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈反應(yīng)；紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中實(shí)驗(yàn)結(jié)論高溫下，鋁與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)，放出大量的熱，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2AlFe2O32FeAl2O3原理應(yīng)用制取熔點(diǎn)較高、活潑性弱于Al的金屬，如鉻、錳、鎢等；金屬焊接，如野外焊接鋼軌等提醒利用鋁熱反應(yīng)只能冶煉活潑性比Al弱的金屬，如Al與MgO不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)。用H2還原法冶煉得到的金屬，純度高，但成本也高；用CO和C還原法冶煉得到的金屬，純度低，冶煉成本也低；用鋁熱法可以冶煉熔點(diǎn)較高、難以冶煉的金屬，但成本較高。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)。(1)金屬氧化物與鋁粉的混合物都是鋁熱劑()(2)用金屬鈉在高溫下還原TiCl4可制取金屬鈦()(3)人類歷史上使用鋁的時(shí)間比鐵晚，原因是鋁的冶煉成本高()(4)用黃銅礦經(jīng)電解精煉得到純度為99.9%的銅()(5)電解氯化鎂溶液制取金屬鎂()(6)用焦炭和空氣反應(yīng)產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石中鐵的氧化物()2明代天工開(kāi)物記載“火法”冶煉鋅：“爐甘石十斤，裝載入一泥罐內(nèi)然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)火煅紅冷定，毀罐取出即倭鉛也”(注：爐甘石的主要成分為碳酸鋅，泥罐中摻有煤炭)。下列說(shuō)法不正確的是()A倭鉛是指金屬鋅和鉛的混合物B煤炭中起作用的主要成分是CC冶煉Zn的過(guò)程中有氧化還原反應(yīng)發(fā)生D該冶煉鋅的方法屬于熱還原法解析：選AA項(xiàng)，由題意可知，倭鉛是指金屬鋅，不是混合物；B項(xiàng)，反應(yīng)中C作還原劑，則煤炭中起作用的主要成分是C；C項(xiàng)，碳酸鋅與碳在高溫下反應(yīng)生成鋅和一氧化碳，有氧化還原反應(yīng)發(fā)生；D項(xiàng)，該反應(yīng)是利用碳還原碳酸鋅生成鋅單質(zhì)，屬于熱還原法。3工業(yè)上以鋁土礦(主要成分Al2O33H2O)為原料生產(chǎn)鋁，主要包括下列過(guò)程：.將粉碎、篩選、濕磨后的鋁土礦浸泡在氫氧化鈉溶液中，過(guò)濾；.通入過(guò)量二氧化碳使所得濾液中析出氫氧化鋁固體，過(guò)濾；.使中所得氫氧化鋁脫水生成氧化鋁；.電解熔融氧化鋁生成鋁。下列說(shuō)法正確的是()A過(guò)程說(shuō)明氧化鋁具有酸性氧化物的性質(zhì)B過(guò)程說(shuō)明碳酸的酸性比氫氧化鋁的酸性弱C過(guò)程發(fā)生的反應(yīng)類型屬于氧化還原反應(yīng)D過(guò)程也可以用加熱法代替電解法冶煉鋁解