1、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金属与水或酸反应越剧烈，该金属越活泼。金属所对应的氢氧化物的碱性越强，该金属越活泼。一种金属能从另一种金属
2、盐的溶液中将其置换出来，则该金属活泼性比另一金属强。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。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 0.032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。有色金属（除 Fe，Cr，Mn 以外的金属）轻金属（密度小于 4.5g/cm 3如 K,Ca,Be,Mg,Al等）重
3、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 -（4）最硬的金属单质是铬。（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（O S） 。（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：金属氧化物的生成：2Mg+O 2 2MgO金属过氧化物的生成：2Na+O 2
4、 Na2O2金属无氧酸盐的生成：Cu+Cl 2 CuCl2金属氮化物的生成：3Mg+N 2 Mg3N2(2)金属与水反应，(按金属活动顺序表分类 )KNa 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+H2MgAl 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 +2H2O Mg(OH)2+H 2ZnPb 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。CuAu 氢后不活泼金属与水不发生反应。(3)金属与酸反应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、HC
5、l 等。Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2 Zn+2HCl = ZnCl2+H2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+2H 2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO 3)2+2NO+4H 2OCu +4HNO3(浓)=Cu(NO 3)2 +2NO2+2H 2O常温下浓硝酸、浓硫酸使金属 Fe、Al 表面发生“钝
6、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：长春市实验中学高三化学复习教案- 3 -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 +2H 2O = 2NaOH +H2( 置换)CuSO4 +2NaOH = Cu(OH)2+Na 2SO4(复分解)总反应式为 2Na+CuSO4+2H2O = Cu(OH)2+Na 2SO4+H2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。
7、如 Mg 投入 NH4Cl 溶液中，发生的反应是：NH4+ +H2O NH3H2O +H+ (水解)Mg +2H+ = Mg2+ +H2 (置换)总反应式表示为：Mg +2NH 4+ = 2NH3+H 2+Mg 2+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 + Cu Cu +2AgNO3 = Cu(NO3)2 +2Ag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 +2FeCl2 Fe +2FeC
8、l3 = 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、MnO 2 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：K Ca Na Mg
9、Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au电解法 热还原法 热分解法 物理提取法KAl 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”：2NaCl 2Na+Cl2 MgCl2 Mg+Cl2 2Al2O3 4Al+3O2ZnCu 之间较活泼金属，采用还原剂法冶炼：Fe2O3 +3CO 2Fe+3CO2长春市实验中学高三化学复习教案- 4 -Ag、 Hg 用加热法制取： HgS+O2 Hg +SO2 2HgO 2Hg+O2Pt、Au 在自然界呈游离态，一般物理方法即可得到。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
10、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、Na Mg、 Al Zn、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
11、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 45 的环境中， Cu2+、Fe 2+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） ，充分长春市实验中
12、学高三化学复习教案- 5 -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 45D在溶液中通入 Cl2，再通入 NH3 调节 pH 为 452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 336mL N2O4 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（ ）A7.04g B8.26g C8.51g D9.02g3取 100mL 18.3molL 的 H2SO
13、4 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 1molL，则所生成的气体中 SO2 与 H2 的体积比约为（ ）A12 B21 C14 D414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（ ）A21.7g B24g C43.4g D10.85g5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） ，
14、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（ ）AV（A）V（B）的值 BV （A）和 V（B）的值CA 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 4molL 0.05L 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
15、量，其质量比为 129288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（ ）A2 种 B3 种 C4 种 D5 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长春市实验中学高三化学复习教案- 6 -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11A、
16、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） 。 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+、
17、Cu 2+时，则 b 的取值范围是（用 a、x 表示）_。（3）当 x0.5 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。反应是置换反应，反应均在高温下进 BA DE FBCA长春市实验中学高三化学复习教案- 7 -行。A 在常温下为液态，C 有磁性，F 既能溶于 NaOH 又能溶于 HCl。A 的电子式 ；写出反应的化学方程式 ；写出反应的化学方程式： 。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
18、气在气体中冷却。下列可作为冷却气体的是 （ ）空气 CO 2 Ar H 2 N 2A、 B、 C、 D、2、下列物质中，不属于纯净物的是 （ ）重水 双氧水 硬水 硫酸 氢溴酸 蒸馏水A、 B、 C、 D、3、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、铝易形成合金 D、反应需要加热，所以铝热反应是吸热反应4、下列晶体中，金属离子与自由电子之间作用最强的是 （ ）A、Na B、Mg C、Al D、Si5、下列单质中，能跟烧碱溶液反应，但不能生成 H2 的是 （ ）A、硅 B、氟气 C、铝 D、钠6、在两个烧杯中，各加入相同体积 3 摩/升的硫酸溶液
19、，随后分别置于天平左右两个托盘上，调节天平，使之平衡，此时向两个烧杯中分别加入 10.8 克 Mg、Al 反应完毕后，天平两端将会 （ ）A、不平衡，放铝的一端托盘上升 B、不平衡，放镁的一端托盘上升C、仍保持平衡 D、无法确定7、用铝热法从下列氧化物中还原出物质的量相同的各金属，耗铝最少的是（ ）A、Cr 2O3 B、MnO 2 C、V 2O5 D、WO 38、一定量时的盐酸分别与下列物质完全反应，所得溶液浓度最小的是 （ ）A、Mg B、MgO C、MgCO 3 D、Mg(OH) 29、在浓盐酸 浓硝酸 浓硫酸 稀硫酸 稀硝酸等物质中，能用铝槽车盛装的长春市实验中学高三化学复习教案- 8
20、-是 （ ）A、 B、 C、 D、10、高温超导体中，铊（T1）是组成成分之一，已知铊和铝是同族元素，关于铊的性质的推断，可能错误的是 （ ）是银白色的软质金属 能生成+3 价的离子化合物 T1(OH) 3 和 A1(OH)3 一样是两性的 与稀硝酸作用生成硝酸盐 与 Cl2 反应生成盐A、和 B、只有 C、和 D、与11、下列离子方程式书写正确的是 （ ）6A、硫酸铝中加入过量氨水： Al3+3OH- Al(OH)3B、氢氧化铝跟盐酸反应：2Al(OH) 3+6H+ 2Al3+6H2OC、硫酸铜与氢氧化钡溶液反应：Ba 2+SO42- BaSO4D、偏铝酸钠溶液与适量稀硝酸反应： AlO2-
21、+H+H2O Al(OH)312、将两种金属单质组成的混合物 11 克加到足量的稀 H2SO4 中，最终可得到 11.2 L H2（标况下） ，则这两种金属可能是 （ ）A、Zn 和 Fe B、Ag 和 Mg C、Al 和 Cu D、Mg 和 Zn13、下列物质的溶液中通适量 CO2 气体，不产生白色沉淀的是 （ ）A、AlCl 3 B、Ca(OH) 2 C、NaAlO 2 D、Na 2SiO314、下列各组水溶液中，有暂时硬度的水是 （ ）A、K +、Na +、HCO 3-、Cl -、SO 42-B、K +、Mg 2+、Cl -、Na +C、Na +、HCO 3-、Cl -、Mg 2+D、C
22、a 2+、Na +、Cl -、NO 3-15、下列各物质属于复盐的是 （ ）A、Cu 2(OH)2CO3 B、KClMgCl 26H2O C、NaHSO 4 D、Al 2(SO4)316、向明矾溶液里滴入 Ba(OH)2 溶液，当 SO42-沉淀完全时，铝元素的存在形式是（ ）A、一部分 Al(OH)3 沉淀，一部分以 Al3+形式存在于溶液中B、一部分为 Al(OH)3 沉淀，一部分以 AlO2-形式存于溶液中C、全部为 Al(OH)3 沉淀D、几乎全部以 AlO2-形式存在于溶液中17、已知部分被氧化的镁 1.6 克和足量的盐酸反应，在标况下生成 H21.12 升。在跟盐酸反应前被氧化的镁
23、是 （ ）A、1.2 克 B、0.64 克 C、0.4 克 D、0.24 克18、下列化学方程式正确的是 （ ）A、适量 CO2 通入氯化钙溶液中：CaCl 2+CO2+H2O CaCO3+2HClB、碳酸氢镁和过量石灰水反应：Mg(HCO 3)2+Ca(OH)2 MgCO3+CaCO 3+H 2OC、把氯水放在阳光下：2Cl 2+2H2O 4HCl+O2光长春市实验中学高三化学复习教案- 9 -D、碳酸氢钙溶液中加入 NaOH 溶液：Ca(HCO 3)2+2NaOH CaCO3+Na 2CO3+2H2O19、把等质量的金属镁分别放在纯氧气中 空气中 二氧化碳中，充分燃烧，得到固体物质的总质量
24、分别为 W1、W 2、W 3，三者的大小关系是（ ）A、无法判断 B、W 1 一定小于 W2 C、W 3 一定大于 W2 D、W 1 等于 W320、下列化合物中不易潮解的是（ ）A、CaCl 2 固体 B、Na 2CO3 晶体 C、MgCl 2 固体 D、NaOH 固体二、填空题：21、只用 一种试剂就可鉴别 Na+、Mg 2+、Al 3+三种离子只用 一种试剂就可鉴别 Na2S、Na 2CO3、NaAlO 2、Na 2SiO3、NaNO 3 五种药品。22、在 m 毫升 b 摩/升 AlCl3 溶液中加入等体积 a 摩/升 NaOH 溶液。（1）当 a3b 时，生成 Al (OH)3 沉淀
25、的物质的量是 。（2）当 a，b 满足 条件时，无沉淀生成。（3）当 a，b 满足 条件时，有沉淀生成，生成 Al (OH)3 沉淀的质量是。参考答案【能力突破训练】1C2C 3A 4A 5A 6A 7BD 8C 9A 10B11 （1）LiOH,HClO,NaOH,H 4SiO4(或 H2SiO3),Mg(OH)2 (2) 12.解：（1） =0.3(mol) 该气体可能是 NO2 或 NO、NO 2 混合，根据元素守恒，.276被还原的硝酸就是 0.3mol. （2）pH=0,c(H +)=1.0(mol/L)参加反应的 HNO3(13.5-1)0.08=1(mol) 求被还原的硝酸为(1
26、-0.3)mol设 Ag 为 x(g)x=10.8(g) w(Ag)=.0164018xx %361038.13.(1) 残留固体成份Fe、Cu Cu Cu 溶液中的金属离子Fe2+ Fe2+ Fe2+、Cu 2+ Fe2+、Cu 2+ Fe2+、Fe 3+、Cu 2+Fe2+、Fe 3+(2)3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO +4H2O长春市实验中学高三化学复习教案- 10 -ax 38ax3Fe + 8HNO3=3Fe(HO3)2+2NO +4H2Oa(1-x) 1(x总耗用硝酸量：n(HNO 3)= 38)1(8axa )(8bxa(3)(2 分 )根据电子守恒：0.5a2
27、+0.25a3+0.25a2= 324067a=0.04mol又知：3Cu 8HNO3 3Fe 8HNO3 Fe 4HNO3（生成Fe3+）0.02mol 0.01mol 0.01mol 0.04mol mol16.0mol08.b= ll 12.3.4.3. 【练习答案】1、C 2、D 3、A 4、C 5、B 6、D 7、A 8、D 9、B 10、B11、D 12、C 13、A 14、C 15、B 16、D 17、D 18、D 19、C 20、B21、NaOH，HCL22、强，失电子的难易，失电子的多少23、C、B 、D、 E、A24、AlMgFe 25、 （1） （2）a4b 8mola30（3）3ba4b gb78)4(26、Al (OH) 3%=48.15%MgCO3%=NaHCO3%=25.93%27、1：2
