金属元素专题总结

长春市实验中学高三化学复习教案-1-元素及化合物知识四金属元素知识与规律综述【知识规律总结】1．金属元素在周期表中的位置和原子结构金属元素分布在元素周期表的左下方，大部分金属元素原子的最外层电子数少于四个电子，金属元素原子半径比同周期的非金属原子半径大，故金属原子易失去电子。2．金属的几种分类方法：从冶金工业分从密度分从含量分3．金属的共性：金属晶体是靠金属离子跟自由电子之间存在较强的作用使许多金属离子相互结合在一起而形成的。讨论：金属为什具有导电性、导热性、延展性？4．判断金属活动性的规律①金属与水或酸反应越剧烈，该金属越活泼。②金属所对应的氢氧化物的碱性越强，该金属越活泼。③一种金属能从另一种金属盐的溶液中将其置换出来，则该金属活泼性比另一金属强。④两金属能够构成原电池时，做负极的金属比做正极的金属活泼。⑤在电解过程中，一般地先得电子的金属阳离子对应的金属单质的活泼性比后得电子的金属阳离子对应的金属单质的活泼性差。5．金属之最（1）在生活、生产中使用最广泛的金属是铁，但一般不使用纯铁，而使用铁的合金。如熟铁（含碳在0.03％以下的铁碳合金）、生铁（含碳在2％以上的铁碳含金）、钢（含碳在0.03％～2％铁碳合金）。（2）地壳中含量最多的金属元素是铝。（3）最活泼的金属元素是铯。（4）最硬的金属单质是铬。有色金属（除Fe，Cr，Mn以外的金属）轻金属（密度小于4.5g/cm3如K,Ca,Be,Mg,Al等）重金属（密度大于4.5g/cm3如Cu,Fe,Sn,Pb等）黑色金属（Fe，Cr，Mn）常见金属（如Fe,Al,Cu等）稀有金属（如锆,铌,钼等）长春市实验中学高三化学复习教案-2-（5）熔点最高的金属单质是钨。（6）熔点最低的金属单质是汞。（7）密度最大的金属单质是锇（OS）。（8）延性最好的金属单质是铂，展性最好的金属单质是金。（9）金属中的杀菌冠军是银，每升水中只要有一千亿分之二克的Ag+，就能消灭细菌。（10）最稳定的金属单质是金。6．金属反应规律(1)金属与非金属反应：①金属氧化物的生成：2Mg+O22MgO②金属过氧化物的生成：2Na+O2Na2O2③金属无氧酸盐的生成：Cu+Cl2CuCl2④金属氮化物的生成：3Mg+N2Mg3N2(2)金属与水反应，(按金属活动顺序表分类)①K→Na极活泼金属与冷水发生置换反应，生成金属氢氧化物(碱)和氢气。2Na+2H2O=2NaOH+H2↑②Mg→Al较活泼金属与热水发生置换反应，生成金属氢氧化物(碱)和氢气。Mg+2H2OMg(OH)2↓+H2↑③Zn→Pb金属与水蒸汽在高温下发生置换反应，生成金属氧化物和氢气。④Cu→Au氢后不活泼金属与水不发生反应。(3)金属与酸反应①金属与非氧化性酸反应：金属活动顺序表中氢前金属能置换酸中氢，生成盐和氢气。常见非氧化性酸有稀H2SO4、HCl等。Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑②金属(除Au、Pt外)与氧化性酸反应：金属与氧化性酸发生非置换的氧化一还原反应，生成盐、水和气体，此气体不是氢气而是氧化性酸的还原产物。常见氧化性酸有浓H2SO4(还原产物为SO2↑)，浓HNO3(还原产物为NO2↑)、稀HNO3(还原产物为NO↑)等。Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O常温下浓硝酸、浓硫酸使金属Fe、Al表面发生“钝化”，但在加热条件下，可发生类似上述反应。(4)金属与盐溶液反应：①极活泼金属(K、Ca、Na)与强酸弱碱盐溶液反应，首先发生金属与水的置换反应，生成的碱再与盐发生复分解反应，即置换与复分解反应前后发生。如金属钠投入CuSO4溶液中，发生的反应是：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑(置换)长春市实验中学高三化学复习教案-3-CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4(复分解)总反应式为2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑②较活泼金属(Mg、Al、Zn、Fe)与易发生水解反应的强酸弱碱盐溶液反应，水解与置换反应同时发生。如Mg投入NH4Cl溶液中，发生的反应是：NH4++H2ONH3·H2O+H+——①(水解)Mg+2H+=Mg2++H2↑——②(置换)总反应式表示为：Mg+2NH4+=2NH3↑+H2↑+Mg2+③较活泼金属与较不活泼金属盐溶液发生置换金属反应，即金属活动顺序表中前面金属单质可把后面金属从其盐溶液中置换出来。如：Fe+CuSO4=FeSO4+CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag④金属与具有强氧化性金属盐溶液反应，发生金属原子和金属阳离子间的氧化---还原反应，而不发生置换反应。如：Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2Fe+2FeCl3=3FeCl2(5)某些金属(Al、Zn)与强碱溶液反应：Al、Zn与强碱水溶液反应，生成盐和氢气。2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2↑(6)某些金属与氧化物反应：Mg与CO2，Al与某些金属氧化物如Fe3O4、MnO2发生置换反应。Al与其它金属氧化物，发生铝热反应。Mg在CO2气中燃烧，生成黑、白两种粉末。7．金属的冶炼方法金属冶炼是使金属离子得到电子，被还原成金属原子的过程。金属活动顺序表中的不同金属，因金属阳离子结合电子能力不等，方法不同：金属冶炼的一般规律：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu电解法热还原法热分解法物理提取法①K→Al活泼金属，因阳离子氧化性弱，所以只能采取电解熔融态化合物方法“冶炼”：2NaCl2Na+Cl2↑MgCl2Mg+Cl2↑2Al2O34Al+3O2↑②Zn→Cu之间较活泼金属，采用还原剂法冶炼：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2③Ag、Hg用加热法制取：HgS+O2Hg+SO22HgO△2Hg+O2↑④Pt、Au在自然界呈游离态，一般物理方法即可得到。长春市实验中学高三化学复习教案-4-8．金属的还原性弱强与结构、在周期表中的位置有关，与金属活动顺序大致相同，下面从金属化学性质的几方面看一下部分金属的主要化学性质。K、Ca、NaMg、AlZn、Fe、Sn、Pb、(H)、CuHg、Ag、Pt、Au还原性还原性逐渐减弱，对应的金属阳离子氧化性逐渐增强(Fe指Fe2+)。与O2反应常温下迅速反应，应保存在煤油中(Li保存在石蜡中)。常温下生成氧化膜，点燃或高温下剧烈反应。常温下与O2反应缓慢，久后生成氧化膜。高温下Zn、Fe燃烧，Sn～Cu与O2迅速化合。常温下与O2不反应，加热缓慢反应，高温分解。不反应与H2O反应与冷水剧烈或较快反应，生成碱和H2。与热水或沸水缓慢反应，生成氢氧化物和H2与高温水蒸气反应，生成H2和氧化物。与H2O不反应与酸反应能置换非氧化性酸中的氢。与氧化性酸反应，但不生成H2。与王水反应与盐溶液反应首先与H2O反应，生成的碱可与盐起复分解反应。一般是位于金属活动性顺序表前面的金属能从盐中置换出后面的金属。与强碱反应仅Al、Zn与强碱溶液反应，生成H2和偏铝酸盐或锌酸盐。冶炼方法电解法(电解熔融的盐、氧化物)热还原法。热分解法或其他方法金属元素单元练习一一、选择题1．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℃左右，再慢慢加入粗氧化铜（含杂质FeO），充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中的杂质离子，下述方法中可行的是（）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4～52．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气体和长春市实验中学高三化学复习教案-5-336mLN2O4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．9.02g3．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∶14．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．10.85g5．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6．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7．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∶288．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H211.2L，此混合物的可能组合的方式最多有（）A．2种B．3种C．4种D．5种9．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．溴水放在带橡皮塞的试剂瓶中10．当燃烧镁和某金属组成的合金时，所形成的氧化物的质量为反应前后合金质量的2倍，则另一种金属可能是（）A．铜B．铍C．钠D．铝二、非选择题11．A、B、C是三种短周期元素的单质，甲、乙是两种常见的化合物。这些单质和化合长春市实验中学高三化学复习教案-6-物之间存在如图所示的关系：由此判断：若单质A是，则单质B、C分别是、；若单质A是，则单质B、C分别是、；若单质A是，则单质B、C分别是、；12．现有Fe、Cu组成的合金，其中Cu、Fe的总物质的量为amol，Cu的物质的量分数为x；研成粉末后，全部投入含bmolHNO3的稀溶液中，微热使其充分反应，且硝酸的还原产物只有NO，试回答下列问题：（1）用微粒符号填写下列空白（列举出全部可能的情况）。①②③④⑤⑥残留固体成分溶液中的金属离子（2）当溶液中金属离子只有Fe2+、Cu2+时，则b的取值范围是（用a、x表示）________________。（3）当x＝0.5时，溶液中的Fe3+与Fe2+物质的量相等时，在标准状况下共产生672mL气体。求a、b的值。13.右图中所涉及的A、B、C、D、E、F和G等都是中学化学教材中常见的物质。反应①②是置换反应，反应①②③均在高温下进行。A在常温下为液态，C有磁性，F既能溶于NaOH又能溶于HCl。⑴A的电子式；⑵写出反应①的化学方程式；⑶写出反应③的化学方程式：。B①A②DEFBC③A长春市实验中学高三化学复习教案-7-金属元素单元练习二一、选择题：1、镁粉在焰火，闪光粉中是不可少的原料，工业制造镁粉将镁蒸气在气体中冷却。下列可作为冷却气体的是（）①空气②CO2③Ar④H2⑤N2A、①②B、②③C、③④D、④⑤2、下列物质中，不属于纯净物的是（）①重水②双氧水③硬水④硫酸⑤氢溴酸⑥蒸馏水A、①③B、③④C、①⑤D、③⑤3、铝热反应说明了（）A、铝的还原性大于铁，且反应时放出大量的热B、铝比铁熔点低C、铁、铝