金属及其化合物

高温高温电解熔融电解熔融高温高温第三章金属及其化合物一．金属的存在及通性1.金属的存在（1）绝大多数金属元素以化合态存在，如Na、Fe、Cu等活泼金属（2）极少数化学性质不活泼的金属以游离态存在，如Au等（3）地壳中含量最多的金属是Al，含量在前三位的元素分别是：O、Si、Al2.物理通性：不透明、有金属光泽、易导电、易导热、有延展性等3.化学性质：KCaNaMgAlMnZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu金属活动性由强到弱（1）在金属活动性顺序表中，排在（H）前面的金属能与酸（氧化性酸除外）反应置换出H2，金属的位置越靠前，其活动性越强，反应越剧烈。（2）在金属顺序表中，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来（K、Ca、Na除外）（3）金属与水的反应①K、Ca、Na等金属和冷水作用，生成可溶性碱和H22K＋2H2O2KOH＋H2↑②Mg、Al与冷水很难反应，与沸水能反应，生成不溶性碱和H2Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑③Zn、Fe、Sn、Pb和高温水蒸气反应，生成不溶性氧化物和H2Zn＋H2O(g)ZnO＋H2④Cu、Hg、Ag、Pt、Au不与水反应（4）金属的冶炼①K、Ca、Na、Mg：电解相应的盐2NaCl2Na＋Cl2↑②Al：电解其氧化物2Al2O34Al＋3O2↑③Zn、Fe、Cu：热还原法ZnO＋COCO2＋Zn特殊制法：Fe＋Cu2＋Fe2＋＋CuAl＋Fe2O3Al2O3＋Fe④Hg、Ag：热分解法2HgO2Hg＋O2↑⑤Pt、Au：水洗法附题1.下列说法不正确的是()A.钠元素在自然界中有游离态，也有化合态B.金属元素无负化合价，金属单质具有还原性C.金在自然界中有游离态D.在已知的元素中非金属占大多数2.[双选题]下列关于金属的叙述中正确的是()A．所有的金属都是固态的B．金属一般具有导电性、导热性和延展性C．金属单质在化学反应中化合价一定升高，作还原剂21世纪教育网D．金属元素在自然界中都是以化合态存在的3.下列关于金属的叙述中正确的是（）A.所有的金属都是固体的B.金属具有导电性、导热性和延展性C.活泼的金属、或较活泼的金属能与酸反应，但不能与碱反应D.金属元素在自然界中都是以化合态形式存在的4.下列有关叙述正确的是（）A.金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性B.金属元素在化合物中一定显正价C.金属元素在自然界中全部以化合态存在D.金属单质能与非金属单质发生复分解反应二．钠1.钠的物理性质：金属钠是具有银白色金属光泽的固体，是电和热的良导体，质软，密度比水的密度小，熔点为97.81℃。2.钠与氧气的反应实验步骤用镊子从煤油中取出金属钠，用滤纸吸干表面的煤油在滤纸上用小刀切一小块金属钠，观察表面的变化把钠块放在坩埚中加热实验现象钠块表面呈灰色银白色的切面变暗钠熔化，剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体实验结论钠性质活泼，需隔绝空气保存钠质软，常温下极易与氧气反应。4Na＋O22Na2O钠极易燃烧2Na＋O2Na2O2注意事项：（1）钠要用石蜡或煤油封存（2）取用金属钠时不能用手直接接触（3）取用的钠粒一般为绿豆大小（4）取用剩余的钠应放回试剂瓶中，不能随意乱扔3.钠与水的反应（含酚酞）实验现象结论或解释钠浮在水面上钠的密度比水的小钠熔化成光亮的小球钠的熔点低，该反应为放热反应小球在水面上迅速游动钠与水反应产生气体，推动小球迅速游动与水反应发出“嘶嘶”声反应剧烈，生成气体反应后的溶液变红有碱性物质生成（1）反应方程式：2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑（2）离子方程式：2Na＋2H2O2Na＋＋2OH－＋H2↑（3）金属钠着火不能用水和CO2灭火，需用沙子覆盖（4）钠与水反应前，需用滤纸擦净，这样可以防止钠与水反应放热而造成煤油燃烧4.钠与酸（非氧化性酸）的反应：钠直接跟酸反应熔融2Na＋2HCl2NaCl＋H2↑5.钠与碱的反应实际就是钠与水的反应6.钠与盐的反应①钠与NaCl溶液的反应：实际是与水的反应②钠与CuSO4溶液的反应：钠先与水反应，生成的NaOH再跟CuSO4反应，不能认为发生的是置换反应2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑CuSO4＋2NaOHCu(OH)2↓＋Na2SO4总反应方程式：2Na＋2H2O＋CuSO4Cu(OH)2↓＋H2↑＋Na2SO4③钠与NaHSO4溶液的反应：钠直接与盐反应2Na＋2NaHSO42Na2SO4＋H2↑④通常钠不能从盐溶液中置换出金属；若盐为熔融状态，钠可以置换出较不活泼的金属4Na＋TiCl44NaCl＋Ti附题1.在烧杯中加入水和苯（密度为0.88g/cm3）各50mL，将一小粒金属钠（密度为0.97g/cm3）投入烧杯中。观察到的现象可能是（）A.钠在水层中反应并四处游动B.钠停留在苯层中不发生反应C.钠在苯的页面上反应并四处游动D.钠在苯与水的界面处反应并上、下跳动2.下列关于钠的性质叙述中，不．正确的是()A．切下一小块钠，投入水中，钠熔成小球，说明钠与水反应有热量放出B．从钠能与水反应可推知钠也能与盐酸反应C．钠在空气中燃烧生成氧化钠D．切开一块钠，呈银白色，很快变暗，说明钠常温下能与氧气反应3.将金属钠放在燃烧匙中加热使其燃烧，不可能出现的现象是（）A．金属钠融化为小球B．火焰为黄色C．燃烧后得到一白色固体D．燃烧后得到一淡黄色固体4.4.6g纯净金属钠在干燥空气中被氧化后,得到7.0g固体,由此可判断其氧化产物是()A．只有Na2OB．只有Na2O2C．Na2O2和Na2OD．无法确定5.在Na与H2O的反应中（）A．Na是氧化剂B．H2是氧化产物C．反应实质是钠置换水电离出的少量的H＋D．反应实质是钠置换水中的氢气6.下列关于那的叙述中正确的是（）A.Na与Na＋的性质相似B.钠原子最外层有11个电子C.实验中剩余的钠可放入废液缸中D.钠着火可用沙土灭火三．铝1.铝的物理性质：银白色金属，延展性很好2.铝与氧气的反应实验步骤实验现象现象解释加热空气中久置的铝箔铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝并不滴落铝表面的氧化膜Al2O3熔点很高，包在铝的外面，使液态铝不能滴落加热用砂纸打铝和空气中的氧气反应：高温磨过的铝箔4Al＋3O22Al2O3，形成新的氧化膜3.铝与水的反应：2Al＋6H2O2Al(OH)3↓＋3H2↑4.铝与酸的反应（非氧化性酸）：2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑5.铝在冷的浓硝酸、浓硫酸中会钝化6.铝与碱的反应：2Al＋2NaOH＋2H2O2NaAlO2＋3H2↑注意事项：铝与强碱溶液的反应，不是铝直接与强碱反应，而是铝先与强碱溶液中的H2O反应生成Al(OH)3，然后Al(OH)3与强碱反应生成偏铝酸盐，所以反应过程中氧化剂是H2O。7.铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应生成H2的定量关系（1）等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应①产生H2的物质的量相等②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋):n(OH－)＝3:1（2）足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应①消耗的Al的物质的量之比为1:3②生成的H2的物质的量之比为1:3（3）一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为31)(H)H(2NaOH2HClVV11，则必定①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl的量不足②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量8.铝热反应：Al＋Fe2O3Al2O3＋Fe附题1.[双选题]下列关于金属铝的叙述中，说法不．正确的是()A．铝的化学性质很活泼，在空气中极易锈蚀B．铝是比较活泼的金属，在化学反应中容易失去电子，表现出还原性C．铝箔在空气中受热可以熔化，且发生剧烈燃烧D．铝箔在空气中受热可以熔化，由于氧化膜的存在，熔化的铝并不滴落2.用铝箔包裹0.1mol金属钠，用真空扎若干个小孔，放入水中，完全反应后，放出的气体体积（标况）为（）A．无法确定B.1.12LC.大于1.12LD.小于1.12L3.两份铝屑，第一份与足量的稀盐酸反应，第二份与足量的氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为1:2（同温同压下），则两份铝屑的质量比为（）A.1:1B.1:2C.1:3D.1:44.铝具有较强的抗腐蚀能力，主要原因是（）A.铝的化学性质稳定B.铝与氧气在常温下不反应C.铝在任何条件下均不与氧气反应D.铝与氧气反应形成一层致密的氧化膜5.将一块铝箔用砂纸打磨表面后，在酒精灯上加热至熔化，下列说法正确的是（）A.熔化物滴落B.铝箔发生剧烈燃烧生成白色粉末C.熔化物是Al2O3D.2.7g铝反应转移0.3mol电子6.在铝质易拉罐中收集满CO2气体，然后在其中倒入10mL浓NaOH溶液，并迅速用胶带将易拉罐口封住，能够观察到的实验现象是易拉罐突然变瘪了，可经过一段时间后，又可以观察到的现象是________________________________。试解释易拉罐变瘪的原因：点燃点燃高温点燃______________________；并解释后一现象的原因：__________________________；写出反应过程中的两个离子方程式______________________________________________________。答案：①易拉罐又鼓起来②易拉罐中的CO2与浓NaOH溶液反应，致使易拉罐内气压降低，从而使易拉罐被大气压压瘪③浓NaOH溶液与易拉罐(Al)反应产生H2，随着易拉罐内H2量的增多，易拉罐内气压增大④CO2＋2OH－CO32－＋H2O2Al＋2OH－＋2H2O2AlO2－＋3H2↑7.若将铝粉分别加入下列溶液中，能放出氢气，且可能大量共存的是A、H＋、Ba2＋、Cl—、NO3—B、NH4＋、CO32—、NO3—、Na＋C、NO3—、K＋、[Al(OH)4]—、OH—D、Na＋、Ba2＋、Mg2＋、HCO3—8.下列反应的离子方程式书写正确的是（）A.铝片放入氢氧化钠溶液中：Al＋2OH－＋2H2O===AlO2－＋H2↑B．Na与水反应：Na＋2H2O===Na＋＋H2↑＋2OH－C．向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓D．AlCl3溶液中滴入过量的氨水：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋四．铁1.铁：纯铁具有银白色金属光泽，有良好的延展性、导电、导热性能，铁粉呈黑色2.铁与水蒸气的反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H23.铁与非金属元素的反应：2Fe＋3Cl22FeCl3Fe＋SFeS4.铁与氧气的反应：3Fe＋2O2Fe3O45.铁与非氧化性酸的反应：Fe＋H2SO4（稀）FeSO4＋H2↑6.铁在冷的浓硝酸、浓硫酸中会钝化（补充）镁单质及其化合物1.镁与氧气的反应：2Mg＋O22MgO（白色）MgO＋2H＋Mg2＋＋H2O2.镁与氮气的反应：N2＋3MgMg3N2Mg3N2＋6H2O3Mg(OH)2↓＋2NH3↑3.镁与水的反应：Mg＋2H2O(g)Mg(OH)2↓＋H24.镁与非氧化性酸的反应：Mg＋2H＋Mg2＋＋H2↑5.镁与二氧化碳的反应：2Mg＋CO22MgO＋C铜单质及其化合物1.纯铜呈暗红色，导电性、导热性、延展性良好，焰色反应呈绿色2.铜与氧气的反应：2Cu＋O22CuO3.铜与硫反应：2Cu＋SCu2S4.铜与氯气的反应：铜丝能在Cl2中燃烧，剧烈反应，产生棕色的烟Cu＋Cl2CuCl25.铜单质的还原性：Cu＋2Fe3＋2Fe2＋＋Cu2＋6.铜单质能与氧化性酸反应，不能与非氧化性酸反应生成氢气7.CuO（氧化铜）：黑色粉末，能与H2、CO、Al等还原剂反应；CuO为碱性氧化物。8.Cu2O（氧化亚铜）：砖红色，与酸发生歧化反应Cu2O＋2H＋Cu＋Cu2＋＋H2O9.可溶性铜盐显蓝色，能与碱反应生成Cu(OH)2Cu2＋＋2OH－Cu(OH)2↓10.Cu(OH)2：蓝色不溶物，二元弱碱，能与酸反应生成盐和水，加热时分解为氧化铜和水Cu(OH)2＋2H＋Cu2＋＋2H2OCu(OH)2CuO＋H2O11.铜绿的