高三化學-金屬的化學性質

1、第三章 金屬及其化合物第一節(jié) 金屬的化學性質第一節(jié) 金屬的化學性質本節(jié)復習內容導讀：一、金屬的物理性質二、金屬的化學性質 1、金屬與氧氣的反應 2、金屬與水反應 3、金屬與酸、堿、氧化物、鹽溶液的反應黑色金屬：Fe、Mn、Cr有色金屬：以上三種以外輕金屬密度小于4.5g/cm3常見金屬Fe、Al、Cu按密度按含量按顏色分類4金屬的分類方法重金屬密度大于4.5g/cm3稀有金屬Zr、Nb、Mo（二）、金屬的化學性質：易失電子 Ane- =An+ ; 只有還原性（一）金屬元素概述 （1）金屬元素的原子半徑比同周期非金屬元素的原子半徑大 （2）金屬元素原子的最外層電子數少，一般小于4個，大多數為1-

2、2個，但少數為4個（VA族），個別超過4個(如鈀)。 （3）金屬元素原子形成的陽離子比相應的原子半徑小。 1、在元素周期表中的位置2、 金屬元素的原子結構特點 已發(fā)現的112種元素中金屬90種，位于周期表中硼砹樣線左下方,在此線附近元素具有兩性.K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag電解法熱還原法熱分解法 金屬冶煉方法的選擇K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag簡單，實用，節(jié)省的原則. 原理:Mn+ + ne- M1、熱分解法有些不活潑金屬用熱分解法就能制得在金屬活動性順序表中，位于氫后面的某些金屬的氧化物受熱就能分解。2Hg

3、O = 2Hg + O22Ag2O = 4Ag + O22熱還原法 多數金屬的冶煉過程屬于熱還原法。常用的還原劑有焦炭、一氧化碳、氫氣和Al等活潑金屬。高溫高溫高溫Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2 WO3+ 3 H2 = W+3H2OCr2O3+2 Al = 2Cr+Al2O3 2Al2O3 = 4Al + 3O22NaCl = 2Na + Cl23電解法 在金屬活動性順序中，鉀、鈉、鈣、鋁等幾種金屬的還原性很強，這些金屬都很容易失去電子，因此不能用一般的方法和還原劑使其從化合物中還原出來，而只能用通電分解其熔融鹽或氧化物的方法來冶煉。電解電解(四)、合金合金：合金是由兩種或兩以上的金

4、屬（或非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質。合金的熔點：合金的熔點一般比它的各成分金屬低,其性質在很多方面優(yōu)于成分金屬.二、金屬的化學性質 1、金屬與氧氣的反應2Na+O2=Na2O2點燃4Na+O2=2Na2O思考：鈉在空氣中的變化過程？ 銀白色金屬(Na)-表面變暗(Na2O)-出現白色固體(生成NaOH)-表面變成溶液(NaOH潮解)-表面形成Na2CO3溶液-白色塊狀物質(生成Na2CO310H2O)-白色粉末狀物質(生成Na2CO3)2Mg+O2=2MgO點燃4Al+3O2=2Al2O3點燃3Fe+2O2=Fe3O4點燃2Na+Cl2=2NaCl點燃2Na+S=Na2SMg+Cl2=

5、MgCl2點燃2Al+3Cl2=2AlCl33Mg+N2=Mg3N2點燃Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3金屬與其它非金屬的反應隨堂思考：1、1mol鎂粉分別在足量的O2、CO2、N2中燃燒，生成 固體的質量依次為W1、W2和W3，下列關系正確的 是（ ）A、W2W1W3 B、W1=W2W3C、W1=W2=W3 D、W3W2W1A2、鎂帶在空氣中燃燒生成MgO和Mg3N2，將燃燒后的 產物溶解在60mL2mol/L的鹽酸溶液中，以20mL 0.5mol/L的NaOH溶液中和多余的鹽酸。然后在此 溶液中加入過量的堿，把氨全部蒸出，用稀硫酸吸 收，稀硫酸增重0.17克，鎂帶的質量為（

6、 ）A、2.4克 B、1.2克 C、3.6克 D、0.6克B二、金屬的化學性質 2、金屬與水的反應2Na+2H2O=2NaOH+H2離子方程式：2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2現象：鈉浮在水面上，熔化成小球，四處游動， 聽到“嘶嘶”的聲音，反應完后向溶液中滴 入酚酞試液，變紅色。隨堂思考：如何用實驗來證明Na與水反應產生的氣體是H2?1、將4.6克金屬鈉投入95.6克水中，得到溶液的質量分 數為（ ）A、4.59% B、7.9% C、8% D、10%2、將1.15克金屬鈉放入水中，欲使反應后100個水分 子中溶有一個Na+，則需要水的質量是（ ）A、90克 B、90.9克 C、100克

7、 D、115克CBMg+2H2O=Mg(OH)2+H2（鎂條除氧化膜后，與熱水反應，緩慢產生H2）2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2（鋁片除氧化膜后，與沸水反應，緩慢產生H2）3Fe+4H2O(氣)=Fe3O4+4H2高溫“引火鐵”的制備問題：例：在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應，可以得到鐵的氧化物和氫氣。該反應又可以通過此反應的逆反應，生成顆粒很細的鐵粉，這種鐵粉具有很高的反應活性，在空氣中受撞擊或受熱時會燃燒，所以俗稱“引火鐵”。請分別用下圖中示意的兩套儀器裝置，制取上述鐵的氧化物和“引火鐵”。實驗中必須使用普通鐵粉和6摩/升鹽酸，其他試劑自選(裝置中必要的鐵架臺、鐵夾、鐵圈、石

8、棉網、加熱設備等在圖中均已略去)。填寫下列空白：（1）實驗進行時試管A中應加入的試劑是_；燒瓶B的作用是_； 燒瓶C的作用是_；在試管D中收集得到的是_。（2）實驗時，U型管G中應加入的試劑是_；長頸漏斗H中應加入 _。（3）兩套裝置中，在實驗時需要加熱的儀器是_ (填該儀器對應的字母)（4）燒瓶I中發(fā)生的反應有時要加入少量硫酸銅溶液，其目的是 _。（5）試管E中發(fā)生反應的化學方程式是_。（6）為了安全，在E管中的反應發(fā)生前，在F出口處必須_；E 管中的反應開始后，在F出口處應_。答案:(1)普通鐵粉(或鐵粉),作為水蒸氣發(fā)生器(或用來產生水蒸氣);防止水倒吸(或用作安全瓶);氫氣 (2)固體

9、NaOH(或堿石灰、CaO等堿性固體干燥劑); 6摩/升HCl(3)A、B、E(4)加快氫氣產生的速度(6)檢驗氫氣的純度 點燃氫氣二、金屬的化學性質 3、金屬與酸、堿、氧化物的反應2Na+2HCl=2NaCl+H2Na投入酸中，直接與酸發(fā)生反應，鈉過量時，過量的鈉還能與水發(fā)生反應。Mg+2H+(非氧化性的強酸) =Mg2+H22Al+6H+(非氧化性的強酸) =2Al3+3H2 在常溫下，Al在濃H2SO4、濃HNO3中易鈍化，加熱時能反應。Mg、Al跟強氧化性酸反應時，沒有氫氣產生,Mg在常溫下和加熱條件下均能與濃HNO3、稀HNO3、濃H2SO4反應。隨堂思考：在托盤天平兩端各放一只燒杯

10、，調節(jié)到平衡。再向兩燒杯中分別注入等質量、等濃度且過量的稀H2SO4，然后在一只燒杯里加入一定質量的鎂，在另一燒杯里加入與Mg等質量的銅鋁合金，兩燒杯中反應完成后，天平仍保持平衡，則銅、鋁合金中銅與鋁的質量比為（ ）A、1:3 B、1:2 C、3:4 D、2:3AFe與非氧化性酸反應：產生H2，生成Fe2+Fe與強氧化性酸反應：在常溫下，Fe在濃硫酸、濃硝酸中易鈍化，能與稀硝酸反應。在加熱條件下，Fe與濃、稀硝酸和濃硫酸均能反應。 Fe在與強氧化性酸反應時，一般沒有H2產生，首先均生成Fe3+離子，如果金屬鐵過量時，會生成Fe2+離子。2Fe+6H2SO4(濃)=Fe2(SO4)3+3SO2+

11、6H2OFe(過量)+2H2SO4(濃)=FeSO4+SO2+2H2OFe+6HNO3(濃)=Fe(NO3)3+3NO2+3H2OFe(過量)+4HNO3(濃)=Fe(NO3)2+2NO2+2H2OFe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2O3Fe(過量)+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O隨堂練習： 將20克鐵粉放入一定量的稀硝酸中，充分反應后，放出2.24升（標狀下）NO氣體，鐵粉有剩余，則剩余鐵粉的質量是（ ）A、14.4克 B、3.2克 C、8.8克 D、11.6克D金屬鈉與堿溶液中的水能發(fā)生反應金屬鎂與堿溶液沒有反應金屬鐵與堿溶液沒有反應金屬鋁與強堿溶

12、液有反應發(fā)生，產生H2。2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2注意：鋁與強堿溶液反應的電子轉移方向和數目的表 示方法。鋁既能與強酸反應，又能與強堿溶液反應，鋁是兩性金屬。應用：1、在空的鋁制易拉罐中投入干冰和過量NaOH溶液反 應，立即封住瓶口，看到了一些現象，解釋其現 象？2、將鎂、鋁、硅的混合物分為等質量的兩份，一 份跟足量的NaOH溶液反應，另一份跟足量的鹽 酸反應，最終產生的H2一樣多。則鎂與硅的物 質的量之比為（ ）A、2:1 B、4:1 C、1:1 D、3:1AA、鎂與酸性氧化物的反應2Mg+CO2=2MgO+C點燃 雖然CO2有滅火作用，但鎂著火后不能用CO2滅火，

13、采用沙土來滅火。思考題：1、鎂條在SO2氣體中是否能燃燒，如果能，會產生什么樣的產 物？2、已知X、Y是短周期元素的單質，能發(fā)生如下置換反應： X+化合物Y+新化合物，寫出三組X和化合物反應生成Y和 新化合物的方程式，其中x、Y要求分別在不同的主族。金屬與氧化物之間的反應：B、鋁和金屬氧化物的反應(鋁熱反應) 此反應放出大量的熱，常用于冶煉難熔的金屬或焊接金屬，其中氧化鐵也可以用V2O5、Cr2O3、MnO2等來代替。2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3 金屬與鹽溶液的反應： Na與鹽溶液發(fā)生反應時，先考慮鈉與水的反應，再考慮生成的NaOH能否與鹽繼續(xù)發(fā)生反應。如： 將鈉投入硫酸銅溶液中 2

14、Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2+Na2SO4+H2Mg+Fe2+=Mg2+FeMg+2NH4Cl=MgCl2+2NH3+H2 鎂能與NH4Cl等強酸弱堿鹽溶液反應，實質是鎂與它們水解后產生的H+反應，促進平衡正向移動的結果。2Al+3Hg(NO3)2 =2Al(NO3)3+3Hg(毛刷實驗)2Fe+FeCl3=3FeCl2 (溶液質量增加)Fe與含有Fe3+離子的溶液均有此反應發(fā)生。Fe+CuSO4=FeSO4+Cu (溶液質量減輕)1、制印刷電路時常用氯化鐵溶液作為“腐蝕液”，發(fā)生 的反應：2FeCl3+Cu = 2FeCl2+CuCl2，向盛有 FeCl3溶液的燒杯中同時加入鐵

15、粉和銅粉，反應結束 后，下列結果不可能出現的是（ ）思考題：A、燒杯中有銅無鐵B、燒杯中有鐵無銅C、燒杯中鐵、銅都有D、燒杯中鐵、銅都無B2、把銅粉和鐵粉的混合物放入一定量的稀硝酸中，微 熱，反應完畢發(fā)現銅有剩余，則溶液中含有的陽離子 是（ ）A、Cu2+、Fe2+ B、Cu2+、Fe2+、Fe3+ C、Cu2+、Fe3+ D、Fe3+ A 2、氫氧化鋁Al(OH)3 氫氧化鋁是不溶于水的白色膠狀物質.能凝聚懸浮物和吸附色素。 Al(OH)3 的化學性質 Al(OH)3 受熱易分解 2Al(OH)3 Al2O3 +3H2O 物理性質:Al(OH)3顯兩性:能與酸和強堿溶液反應。 Al(OH)3

16、 +3H+ =Al3+3H2O Al(OH)3+OH- =AlO2- +2H2O 遇強酸時，使平衡向右移，Al(OH)3溶解；遇強堿時，平衡左移，使Al(OH)3溶解.Al(OH)3顯兩性的原因 Al(OH)3 的制取(P82)用鋁鹽跟氨水反應制取Al(OH)3或在偏鋁酸鹽中通.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是一種強電解質，在溶液中完全電離KAl(SO4)2=K+ + Al3+ + 2SO42- 明礬KAl

17、(SO4)212H2O 明礬易溶于水，它水溶液呈酸： 3、硫酸鋁鉀KAl(SO4)2 (如何檢驗)Al3+ +3H2O Al(OH)3+ 3H+ （水解反應）明礬水解產生的膠狀Al(OH)3吸附能力很強，可以吸咐水里的雜質，并形成沉淀，使水澄清。所以明礬常用作凈水劑。 操作 離子方程式 圖像往AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量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 稀鹽酸至過量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溶液至過量沉淀量V(NaAlO2)0往稀鹽酸溶液中逐滴加入 NaAlO2至過量AlO2- + 4H+ = Al3+ + 2H2O Al3+ + 3AlO2- + 6H2O= 4Al(OH)3沉淀量V(NaOH)0V1V23.Fe2+和Fe3+的檢驗方法Fe3+的檢驗方法一：向溶液中加入 溶液，若顯 色，則 含有Fe3+方法二：向溶液中加入 溶液，若生成 1 沉淀，則含有Fe3+Fe2+的檢驗方法一：向溶液中加入 溶液，無變化，

19、再加 幾滴 ，若變 色，則 含有Fe2+方法二：向溶液中加入 溶液，若生成 沉 淀，很快變成 色，最后變成 色，則含有Fe2+KSCN紅NaOH紅褐色KSCN氯水紅NaOH白色灰綠紅褐反應生成+2價反應生成+3價與F2、Cl2、Br2反應與Fe3+、Cu2+、Ag+等與足量的強氧化性酸與H+少量的強氧化性酸與I2、S反應高溫下與足量的純氧(Fe2O3)純氧與足量鐵水鐵絲在氧氣中燃燒,與水蒸氣反應生成+2、+3價鐵的性質小結:與H2O2、 KMnO4溶液非金屬氧氣酸鹽其它 直 接 觀 色與KSCN與苯 酚顯色反應 與 銅 片與 淀 粉KI 試 紙鑒 別方 法 淺 綠 色 棕 黃 色血 紅 色不顯

20、紅色，加入氯水變血紅色不顯紫色 顯 紫 色無明顯現象 Cu被腐蝕 溶液變綠色試紙不變藍 試紙變藍色利用沉淀反應 與 作用白色沉淀迅速變灰綠色最后呈紅褐色立即產生紅褐 色沉淀Fe3+ 的 氧 化 性 Fe2+ Fe3+五、Fe2+和Fe3+離子的檢驗（寫出離子方程式）2.銅的化合物（1）溶液中的Cu2+常為藍色（濃CuCl2為綠色，稀CuCl2為藍色），可作為Cu2+的判斷依據。（2） Cu2+與堿生成藍色沉淀Cu(OH)2，沉淀溶于氨水形成深藍色溶液。Cu(OH)2 + 4NH3 H2O =Cu（NH3）4(OH)2 + 4H2O （3）無水CuSO4遇水變藍色，可用于檢驗水。（4） Cu2O是一種紅色粉末，在非氧化性酸溶液中發(fā)生歧化反應。Cu2 O+ 2H+ =Cu + Cu2+ +H2O （5） CuO、 CuS、 Cu2S均為黑色粉末，難溶于水。 其中CuS、