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2014高考一轮 金属概论 2013.09.261金属元素在周期表中的位置和原子结构特点在元素周期表中，金属元素位于从_到_对角线的_方，包括IA、IIA、过渡元素和IVAVIA的部分元素共90种，占目前已发现的112种元素的4/5金属元素的原子最外电子层上的电子数一般为13个，原子半径比同周期的非金属元素的原子半径_，在化学反应中易_电子变成阳离子，因而只具有_性。2金属的分类（1）冶金工业（2）按密度分（3）按存在丰度分3金属的物理性质（1）状态：通常情况下，除_外其他金属都是固态。（2）金属光泽：多数金属具有光泽。Mg、Al、Cu、Au在粉末状态时也有光泽，其他金属在块状时才表现出来。（3）易导电、导热：由于金属晶体中自由电子的运动，使金属易导电、导热。（4）有延展性：延展性最好的是铂（Pt），展性最好的是金（Au）。金属之最生活生产中使用最广泛的是_；地壳中含量最多的金属是_；最活泼的金属元素是_；最硬的金属是铬；熔点最高的金属是钨；熔点最低的金属是_；延性最好的金属是铂；展性最好的金属是金；杀菌最好的金属是银， 4. 金属化学性质的一般规律金属活动顺序表K、Ca、NaMg、AlZn、Fe、Sn、Pb（H）Cu、Hg、AgPt、Au金属原子失电子能力（或还原性）_金属阳离子得电子能力（或氧化性）_与氧气作用常温下易被氧化（保存在煤油中）常温下生成氧化膜常温下跟O2反应缓慢加热能被氧化不能被氧化与水作用与冷水剧烈反应生成碱和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氧化物和H2与水不反应与酸作用能置换出非氧化性酸（如盐酸、稀H2SO4）中的氢能跟氧化性酸（如HNO3、浓H2SO4）反应，但不生成H2与王水反应与盐溶液作用首先与水反应，生成的碱与盐起复分解反应一般是位于金属活动性顺序前边的金属能从盐中置换出后边的金属与强碱作用仅Al、Zn与强碱溶液反应，生成H2和偏铝酸盐或锌酸盐自然界中存在 化合态化合态和游离态游离态5. 金属的冶炼（1）电解法：适合冶炼金属活动性很强的金属（一般是在金属活动顺序表中排在铝前边的金属）。写出金属钠、镁、铝冶炼的化学方程式（2）热还原剂法：用还原剂（C、CO、H2、Al等）还原金属氧化物，适合于金属活动性介于ZnCu间的大多数金属的冶炼。如：请分别写出高炉炼铁以及铝热法炼铁的化学方程式（3）热分解法：适合于冶炼金属活动性较差的金属。如：（4）淘取法：适合以游离态存在的密度 的金属（例如金等）。所得金属纯度不高，需精炼。湿法冶金(又叫水法冶金):利用在溶液中发生的化学反应(如置换、氧化还原、中和、水解等)，对原料中的金属进行提取和分离的冶金过程湿法冶金可用于提取Zn、U(铀)及稀土金属等6. 金属活动性的判断规律（1）_（2）_（3）_（4）_（5）两金属构成原电池时，做_极（或电子流_、或电流流_、或发生_反应等）的金属比做_极（或电子流_、或电流流_，或发生_反应等）的金属活泼。（6）根据电解时溶液中离子放电顺序来判断：通常电解相同物质的量浓度的金属离子的溶液时，金属离子在阴极先放电析出的金属单质，其金属性较_，后放电的离子，原来的金属单质的金属性较_。如把等浓度的AgNO3、Cu(NO3)2混合溶液进行电解时，能观察到在阴极表面先析出_，所以_的金属性比_的强注意 1有关化合物的颜色物质FeOFe2O3Fe3O4CuONa2O2Fe(OH)2Fe(OH)3颜色物质Cu(OH)2亚铁盐铁盐CuSO4CuCl2 颜色常见几种化合物的俗称学名化学式俗称学名化学式俗称氢氧化钠 碳酸钙 碳酸氢钠 氧化钙 碳酸钠 氢氧化钙 氧化铁 硫酸铝钾晶体 四氧化三铁 硫酸铜晶体硫酸钙 生石膏硫酸钙熟石膏7.常见几种离子的检验阳离子检验的试剂或操作实验现象离子反应式备注H+NaCa2加Na2CO3 溶液有白色沉淀生成Mg2+ Ba2+的干扰Al3逐滴加入NaOH溶液至过量先有白色沉淀生成，然后沉淀逐渐溶解 Fe2abcabc Fe3abcabcCu2a加NaOH溶液b加H2S或Na2S a生成_沉淀 b生成_沉淀Cu2+ +2OH = Cu(OH)2 Cu2+ +H2S = CuS+2H+ Cu2+ +S2 = CuSAg+ 的干扰Ag+ a加NaCl溶液b加氨水至过量a生成_沉淀b先有沉淀生成，然后沉淀逐渐溶解Ag+ + Cl = AgCl Ag+ +NH3 .H2O = AgOH +NH4+ AgOH+2NH3 = Ag(NH3)+ +OH 8.合金 1定义 -由一种金属跟另一种或几种金属(或非金属) 所组成的具有金属特性的物质叫做合金 2合金的特性 (1) 硬度-合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度大 (2) 熔点 -多数合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点低。 (3) 合金中元素的种类以及含量对合金的性质有极大的影响。9重要物质的用途(1)Na2O2可作呼吸面具和潜水艇中的供氧剂。(2)Cl2、ClO2、NaClO和漂白粉等可用于自来水的消毒杀菌，明矾可用作净水剂。(3)SO2可用于工艺品的漂白，但不能用于食品漂白。 (4)晶体硅可用作半导体材料、太阳能电池和硅合金。(5)SiO2用作制造光导纤维、光学仪器、电子部件和压电材料，石英还可用于制玻璃。 (6)NaHCO3、Al(OH)3可用于治疗胃酸过多。(7)NaHCO3用于制造发酵粉。(8)Na2CO3用于制玻璃、造纸和食用碱。(9)BaSO4在医疗上作造影剂钡餐。 (10)AgBr用作感光材料。(11)铝热剂可用于焊接钢轨、冶炼难熔金属。(12)FeCl3溶液可用作腐蚀印刷电路板。探究性试验规范性训练1某A1203,样品中可能含有Fe203和FeO中的一种或两种。利用实验室常用试剂、仪器和用品完成该样品中所含杂质成分的探究。(1)请在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。（可不填完亦可补充）实验步骤预期现象和结论步骤1：取少量样品于试管A中，加入_,振荡，静置，弃去上层清液，剩余固体备用。 样品部分溶解步骤2：往试管A的剩余固体中加入_，充分反应后得到A溶液固体溶解，溶液颜色有变化 (2) 步骤1中反应的离子方程式是_ 。(3) 步骤2中所用的硫酸必须煮沸除去溶于其中的氧气，目的是_ 。2某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加KSCN溶液后出现红色。一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为3的结论。(1)请指出该结论是否合理并说明理由_。(2)请完成对铁元素价态的探究：限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；3 molL1 H2SO4、3% H2O2、6 molL1 HNO3、0.01 molL1 KMnO4、NaOH稀溶液、0.1 molL1 KI、20% KSCN、蒸馏水。提出合理假设假设1：_；假设2：_；假设3：_。设计实验方案证明你的假设实验过程根据的实验方案进行实验。请在下表中写出实验操作步骤、预期现象与结论。实验操作预期现象与结论步骤1：步骤2：步骤3：2(1)不合理。实验设计不合理，因为硝酸会氧化催化剂中可能存在的二价铁，所以从实验结果只能判断样品溶解后的溶液中存在三价铁而不能确定样品中铁元素的价态(2)催化剂中铁元素全部为3价催化剂中铁元素全部为2价催化剂中铁元素同时存在2价与3价实验操作预期现象与结论步骤1：用滴管取一定量3 molL1 H2SO4于试管中，加热煮沸数分钟以除去溶于其中的氧步骤2：用药匙取少量样品于试管中，用滴管加入适量除氧的3 molL1 H2SO4并加热，充分反应后得A溶液固体溶解，溶液颜色有变化步骤3：取少许A溶液于试管B中，滴加12滴20%KSCN溶液，振荡(1)若溶液不呈红色，则假设2成立(2)若溶液呈红色，则假设1或假设3成立。继续下一步实验步骤4：另取少许A溶液于试管中，滴加12滴0.01 molL1 KMnO4溶液，振荡结合步骤3中的(2)：(1)若溶液呈紫红色，则假设1成立(2)若溶液紫红色褪去，则假设3成立实验操作预期现象与结论步骤1：将适量稀H2SO4加入少许样品于试管中，加热溶解； 溶液呈黄绿色，说明溶液中含Fe2+或Fe3+。步骤2：取少量溶液，滴加酸性KMnO4溶液。若KMnO4溶液的紫红色褪去为无色溶液，则说明催化剂中铁元素的价态含+2价；若不褪色，则说明催化剂中铁元素的价态不含+2价。步骤3：另取少量溶液，滴加KSCN溶液。若溶液变为血红色，则说明催化剂中铁元素的价态含+3价；若溶液无明显变化，则说明催化剂中铁元素的价态不含+3价。综合练习：（一）某同学在一只烧杯里装入一定量的纯铁粉，加入200mL 6mol/L的硝酸， 铁粉恰好溶解，请探究产物中铁元素价态： (1)提出假设： 假设1：产物只有+2价铁； 假设2:_； 假设3:_。 (2)设计实验：取反应所得溶液分别装入甲、乙两支试管，在甲中滴加酸性KMnO4 溶液；在乙中滴加KSCN溶液，观察现象，推测实验现象与结论： 若现象为_，则假设1正确； 若现象为_，则假设2正确； 若现象为_，则假设3正确。 （二）、氯化铁是常见的水处理剂，工业上制备无水FeCl3的流程为：(3)吸收剂X为FeCl2溶液，其与尾气Cl2反应的离子方程式_。(4)称取上述样品m克溶于25mL稀盐酸，用蒸馏水配成50mL溶液，加入稍过量的KI溶液充分反应：，用淀粉作指示剂，用溶液进行滴定，消耗Na2S2O3溶液VmL，则样品中FeCl3的质量分数为_。(相对原子质量Fe：56 Cl：35.5)(5)用FeCl3溶液(32%-35%)腐蚀铜板电路时所得废液含FeCl3、FeCl2和CuCl2，若用化学方法回收废液中的铜，简述操作要点：_。(15分) (1)假设2：产物中只有+3价铁元素（1分） 假设3：产物中既有+2价又有+3价铁元素。（1分） (2)甲试管溶液紫色褪去，乙试管没有明显变化；（2分） 甲试管溶液无明显变化，乙试管溶液变红色；（2分） 甲试管溶液颜色褪去，乙试管溶液变红色。（2分）(3)（3分） (4)16.25 Vc/m%（3分）(5)加过量Fe粉，将所得固体用过量盐酸溶解残留的铁粉，过滤、洗涤、干燥。（2分）金属活动性的判断规律（1）单质与水或酸反应难易：反应越剧烈，该金属越活泼。（2）最高价氧化物水化物的碱性强弱：碱性越强，金属越活泼。（3）金属间的置换反应：若A能置换B，则A的活泼性比B强。（4）简单阳离子氧化性的强弱：氧化性越强，该金属的活泼性越弱。（5）两金属构成原电池时，做负极（或电子流出、或电流流入、或发生氧化反应等）的金属比做正极（或电子流入、或电流流出，或发生还原反应等）的金属活泼。 注意 有关化合物的颜色物质FeOFe2O3Fe3O4CuONa2O2Fe(OH)2Fe(OH)3颜色黑色红棕色黑色黑色浅黄色白色红褐色物质Cu(OH)2亚铁盐铁盐CuSO4CuCl2 颜色蓝色浅绿色黄褐白色蓝色(水)棕(黄)色绿色(水)常见几种化合物的俗称学名化学式俗称学名化学式俗称氢氧化钠NaOH烧碱、苛性钠碳酸钙CaCO3石灰石、大理石碳酸氢钠NaHCO3小苏打氧化钙CaO生石灰碳酸钠Na2CO3苏打、纯碱氢氧化钙Ca(OH)2熟石灰氧化铁Fe2O3铁红硫酸铝钾晶体KAl(SO4)212H2O明矾四氧化三铁Fe3O4磁性氧化铁硫酸铜晶体CuSO45H2O蓝矾、胆矾硫酸钙CaSO42H20生石膏硫酸钙2CaSO4H20熟石膏常见几种离子的检验阳离子检验的试剂或操作实验现象离子反应式备注H+石蕊试液石蕊试液变红色Na焰色反应焰色显黄色焰色反应焰色显紫色(透过蓝色钴玻璃)Ca2加Na2CO3 溶液有白色沉淀生成Ca2+ + CO32= CaCO3Mg2+ Ba2+的干扰Al3逐滴加入NaOH溶液至过量先有白色沉淀生成，然后沉淀逐渐溶解Al3+ +3OH = Al(OH)3 Al(OH)3 +OH = AlO2 + 2H2O Fe2a加NaOH溶液b加KSCN+氯水白、灰绿、红褐无现象、变血红色Fe2+ +2OH = Fe(OH)2 4 Fe(OH)2 +O2 +2H2O=4Fe(OH)3 2Fe2+ +Cl:2 = 2Fe3+ +2Cl Fe3+ +SCN = Fe(SCN)2+ Fe3a加NaOH溶液b加KSCNa生成红褐色沉淀b溶液变成血红色Fe3+ +3OH = Fe(OH)3 Fe3+ +SCN = Fe(SCN)2+Cu2a加NaOH溶液b加H2S或Na2S a生成蓝色沉淀 b生成黑色沉淀Cu2+ +2OH = Cu(OH)2 Cu2+ +H2S = CuS+2H+ Cu2+ +S2 = CuSAg+ 的干扰Ag+ a加NaCl溶液b加氨水至过量a生成白色沉淀b先有沉淀生成，然后沉淀逐渐溶解Ag+ + Cl = AgCl Ag+ +NH3 .H2O = AgOH +NH4+ AgOH+2NH3 = Ag(NH3)+ +OH NH4+a加NaOH、加热b用湿润红色石蕊试纸检验红色石蕊试纸变蓝色NH4+ + OH- = NH3+ H2O NH3 +石蕊试纸-变蓝色CO32-a加BaCl2溶液b加盐酸a生成白色沉淀b沉淀溶解Ba2+ + CO32- = BaCO3BaCO3 +2H+ = Ba2+ +CO2+H2OSO42-a加BaCl2溶液b加盐酸a生成白色沉淀b沉淀不溶解Ba2+ + SO42- = BaSO4BaSO4+HNO3-不反应Cl-a加AgNO3溶液b加硝酸a生成白色沉淀b沉淀不溶解Ag+ + Cl- = AgClAgCl+HNO3-不反应SO42-干扰Br-a加AgNO3溶液b加硝酸a生成浅黄色沉淀b沉淀不溶解Ag+ + Br- = AgBrAgBr+HNO3-不反应I-a加AgNO3溶液b加硝酸a生成黄色沉淀b沉淀不溶解Ag+ + I- = AgIAgI+HNO3-不反应OH-a石蕊试液b酚酞A石蕊试液变蓝酚酞变红金属概论 考试目标1了解金属元素在周期表中的位置及原子结构的特征以及金属元素原子核外电子排布的周期性与元素性质递变关系。2了解合金的概念及其重要应用。3了解常见金属的活动顺序，了解常见金属的冶炼方法。 4掌握判断金属活泼性的常见方法。 要点精析一、要点精讲1、金属元素概述（1）金属的通性物理性质：常温下，绝大多数金属是固体，呈 色。金属一般具有 化学性质：金属元素原子一般最外层电子数 4，而且原子半径比同周期的非金属原子半径 ，故金属原子易 电子显 。特性：a.地壳中含量最多的金属元素是 ；b.金属中有液态，例如 ，它是熔点最低的金属；c.最活泼的金属元素是 ，最稳定的金属是金。（2）由金属活动性顺序表分析金属知识的规律金属活动性顺序表K Ca NaMg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg AgPt Au金属原子失去电子的能力（还原性） 金属阳离子得到电子的能力（氧化性） 与氧气化合常温下易被氧化常温下缓慢被氧化加热被氧化不能置换水中H+常温下能置换加热时能置换 不能置换置换酸中H+ 能置换 不能置换与盐溶液反应先与水反应 前面的金属置换后面的金属自然界中存在 化合态 化合态和游离态游离态冶炼方法 2、常见金属的冶炼方法2Ag2O4Ag+O2 2HgO2Hg+O2 （1）热分解法：适合冶炼金属活动性 的金属（例如Hg和Ag）。（2）热还原法：用还原剂( 等)还原金属氧化物(金属活动性在ZnCu之间) 。2Fe+3CO2Fe2O3+3CO高温W+3H2OWO3+3H2高温2Cu+CO22CuO+C CuO+CO高温2Cr+Al2O32Al+Cr2O3高温（3）电解法：冶炼金属活动性 的金属（例如钠、镁、铝等）。4Al+3O22Al2O3 (l )（l）电解冰晶石2Na+Cl22NaCl（l)电解（4）淘取法：适合以游离态存在的密度 的金属（例如金等）。所得金属纯度不高，需精炼。下列金属冶炼的反应原理，错误的是（ ）高温A2NaCl(熔融) 2Na + Cl2BMgO + H2 Mg + H2OCFe3O4 + 4CO 3Fe + 4CO2D2HgO 2Hg + O2（一）、金属的化学性质：金属活动顺序K Ca NaMg Al Zn Fe SnPb（H）Cu HgAg Pt Au原子失电子能力失电子能力逐渐减弱，金属性逐渐减弱，还原性逐渐减弱在空气中的反应易被氧化常温下能被氧化加热时能被氧化难被氧化跟酸的反应能置换出稀酸（盐酸、硫酸）中的氢不能与稀酸（盐酸、硫酸）反应剧烈反应剧烈程度减弱跟硝酸、浓硫酸反应溶于王水跟盐溶液的反应与水先反应金属活动顺序表前面的金属能将后面的金属从其盐溶液中置换出来（钾钙钠除外）跟强碱溶液反应Al、Zn等金属能跟强碱溶液发生反应练习：1、金属原子的最外层电子数 ，在参加化学反应时，最外层电子容易 ，因而常常表现出一定的 。请按以下线索归纳、整理金属单质的化学性质，填写表中的空白，并用化学方程式表示下列反应。金属NaAlFeCu金属原子失电子的趋势逐渐 与氧气作用与水作用与酸作用与盐溶液作用1金属元素在周期表中的位置和原子结构特点在元素周期表中，金属元素位于从硼到砹对角线的左方，包括IA、IIA、过渡元素和IVAVIA的部分元素共90种，占目前已发现的112种元素的。金属元素的原子最外电子层上的电子数一般为13个，原子半径比同周期的非金属元素的原子半径大，在化学反应中易失电子变成阳离子，因而只具有还原性。2金属的分类（1）冶金工业（2）按密度分（3）按存在丰度分3金属的物理性质（1）状态：通常情况下，除外其他金属都是固态。（2）金属光泽：多数金属具有光泽。、在粉末状态时也有光泽，其他金属在块状时才表现出来。（3）易导电、导热：由于金属晶体中自由电子的运动，使金属易导电、导热。（4）有延展性：与金属晶体中的自由电子跟金属阳离子的作用（金属键）有关。延展性最好的是铂（Pt），展性最好的是金（Au）。（5）熔点及硬度：与金属键的强弱有关。熔点最高的是钨（W），最低的是汞（Hg）；硬度最大的是铬（Cr）。4. 金属化学性质的一般规律金属活动顺序表K、Ca、NaMg、AlZn、Fe、Sn、Pb（H）Cu、Hg、AgPt、Au金属原子失电子能力（或还原性）强弱金属阳离子得电子能力（或氧化性）弱强与氧气作用常温下易被氧化（保存在煤油中）常温下生成氧化膜常温下跟O2反应缓慢加热能被氧化不能被氧化与水作用与冷水剧烈反应生成碱和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氧化物和H2与水不反应与酸作用能置换出非氧化性酸（如盐酸、稀H2SO4）中的氢能跟氧化性酸（如HNO3、浓H2SO4）反应，但不生成H2与王水反应与盐溶液作用首先与水反应，生成的碱与盐起复分解反应一般是位于金属活动性顺序前边的金属能从盐中置换出后边的金属与强碱作用仅Al、Zn与强碱溶液反应，生成H2和偏铝酸盐或锌酸盐5. 金属的冶炼金属的冶炼都是用还原的方法，使化合物中的金属离子还原成原子：。但由于氧化性强弱的差异，因此要采用不同的冶炼方法，一般有以下三种：（1）电解法：适合冶炼金属活动性很强的金属（一般是在金属活动顺序表中排在铝前边的金属）。如：（熔） （2）还原剂法：用还原剂（C、CO、H2、Al等）还原金属氧化物，适合于金属活动性介于ZnCu间的大多数金属的冶炼。如：（3）热分解法：适合于冶炼金属活动性较差的金属。如：6.六、合金 1定义 -由一种金属跟另一种或几种金属(或非金属) 所组成的具有金属特性的物质叫做合金 2合金的特性 (1) 硬度-合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度大 (2) 熔点 -多数合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点低。 (3) 合金中元素的种类以及含量对合金的性质有极大的影响。3重要物质的用途(1)Na2O2可作呼吸面具和潜水艇中的供氧剂。(2)Cl2、ClO2、NaClO和漂白粉等可用于自来水的消毒杀菌，明矾可用作净水剂。(3)SO2可用于工艺品的漂白，但不能用于食品漂白。(4)晶体硅可用作半导体材料、太阳能电池和硅合金。(5)SiO2用作制造光导纤维、光学仪器、电子部件和压电材料，石英还可用于制玻璃。来源:学,科,网(6)NaHCO3、Al(OH)3可用于治疗胃酸过多。(7)NaHCO3用于制造发酵粉。(8)Na2CO3用于制玻璃、造纸和食用碱。(9)BaSO4在医疗上作造影剂钡餐。(10)AgBr用作感光材料。(11)铝热剂可用于焊接钢轨、冶炼难熔金属。(12)FeCl3溶液可用作腐蚀印刷电路板。一、金属元素在周期表中的位置及原子结构的特征1金属元素在周期表中的位置及存在(1)金属元素位于周期表B-At连线左下方。(2)金属元素包括：主族元素中除H外的A、A全部、A的Al、Ga、In、Tl、A的Ge、Sn、Pb、A的Sb、Bi及A的Po和全部过渡元素(包括副族元素和族元素)。(3)地壳中丰度最高的10种元素中，按丰度顺序为氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢、钛，这其中金属元素种类居多。(4)活泼的金属元素以其稳定的化合物存在于自然界，而少数化学性质不活泼金属元素如Au、Pt、Ag等在自然界以游离态形式存在。2金属元素原子结构特征和晶体结构(1)原子最外层电子：一般4个。(有例外)(2)价电子：主族最外层电子；副族最外层+次外层电子。如铁原子最外层上只有两个电子，可铁的化合价有+2价和+3价；锰原子的最外层也只有两个电子，但锰的化合价有+2价(MnCl2)、+4价(MnO2)、+6价(K2MnO4)+7价(KMnO4)等。(3)半径：同一周期原子 r金属r非金属(不包括稀有气体元素)；同一元素的原子和阳离子 r原子r阳离子，如Na半径Na+半径。(4)金属阳离子的电子层结构通常与上一周期元素的稀有气体元素原子的电子层结构相同，如Na+、Mg2+与Ne；与上一周期元素的阴离子的电子层结构相同，如Na+、Mg2+与O2-、F-。(5)晶体结构：晶体中金属阳离子与自由电子之间形成金属键，通过金属键原子结合成晶体，即为金属晶体。二、金属的分类1冶金工业黑色金属：Fe、Cr、Mn（黑色金属的颜色不一定是黑色，如纯净的铁、铬的颜色是银白色）有色金属：除Fe、Cr、Mn以外的所有金属2按密度轻金属：密度4.5g/cm3（如钠、镁、铝）重金属：密度4.5g/cm3（如铁、铜、W）3按自然界中的含量常见金属：如铁（4.75%） 铝（7.7%） 钙（3.45%）等稀有金属：如锆、铌、钼等 三、金属的性质1金属物理性质(1)状态：在常温下，除汞(Hg)外，其余金属都是固体(2)颜色：大多数金属呈银白色，而金、铜、铋具有特殊颜色金属都是不透明的，整块金属具有金属光泽，但当金属处于粉末状时，常显不同颜色(3)密度：金属的密度相差很大，常见金属如钾，钠、钙、镁、铝均为轻金属(密度小于4.5 gcm3)，密度最大的金属是锇，高达21.45 gcm3(4)硬度：金属的硬度差别很大，如钠、钾的硬度很小，可用小刀切割；最硬的金属是铬(5)熔点：金属的熔点差别很大，如熔点最高的金属为钨，其熔点为3410，而熔点最低的金属为汞，其熔点为38.9，比冰的熔点还低(6)大多数金属都具有延展性，可以被抽成丝或压成薄片其中延展性最好的是金金属都是电和热的良导体其中银和铜的传热、导电性能最好2金属化学性质在水溶液中，按金属失电子形成水合阳离子能力的大小，而排列出金属活动性顺序表：(1)金属与水反应：活泼金属K、Ca、Na与冷水发生剧烈置换反应，生成碱和氢气。如：2K2H2O=2KOHH2较活泼金属Mg、Al与沸水发生置换反应，生成碱和氢气。如：Mg+2H2O=Mg(OH)2H2金属Zn、Fe、Sn、Pb在高温下与水蒸汽发生置换反应，生成金属氧化物和氢气。如：3Fe4H2O(气) Fe3O44H2氢后金属不与水发生反应(2)金属与氧气反应：活泼金属K、Ca、Na常温下在空气中易被氧化，在空气中又可发生燃烧。如：4NaO2=2Na2O，继续反应：2Na2OO22Na2O2或2NaO2 Na2O2较活泼金属Mg、Al常温下在空气中易氧化，形成氧化膜，也可发生燃烧。如：4Al3O22Al2O3 4Al3O2(纯) 2Al2O3金属Zn、Fe、Sn、Pb常温在干燥空气中不发生氧化反应，加热能被氧化，纯氧中可发生燃烧。如：3Fe2O2(纯) Fe3O4金属Cu、Hg在强热条件下，只氧化而不发生燃烧。如：2CuO2 2CuOHg以后金属不能被氧气氧化(3)金属与非氧化性酸(盐酸 稀H2SO4)反应氢前金属能置换酸中的氢，生成盐和氢气。氢后金属不能发生反应(4)金属与氧化性酸(浓H2SO4，浓稀HNO3)反应，活泼金属K、Ca、Na和氧化性酸反应较复杂(不要求掌握)；MgAg与氧化性酸发生氧化一还原反应，生成盐、水和气体，但气体不是氢气，而是含氧酸的还原产物，其中硫酸还原产物是SO2，浓硝酸还原产物是NO2，稀硝酸还原产物是NO。如：Cu2H2SO4(浓) CuSO4SO22H2O3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2OCu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2OPt、Au只能溶于王水。常温下，浓H2SO4、浓HNO3使Fe、Al表面生成致密氧化膜，而不生成H2，即表面发生“钝化”。(5)金属与盐溶液反应：活泼金属K、Ca、Na放入盐溶液后，首先与水发生置换反应，生成碱和氢气；所生成的碱再与盐发生复分解反应。如Na投入CuSO4溶液中2Na2H2O2NaOHH2、2NaOHCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4或合并成：2Na2H2OCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4H2一般是活泼金属和不活泼金属的盐溶液反应，生成不溶性碱、氢气和盐。Mg和Mg以后的金属，一般发生“活泼”金属单质(前面金属)将后面的金属从盐溶液中置换出来；如：Fe+CuSO4=FeSO4Cu有例外，发生氧化还原反应，如，Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2，Fe+2FeCl3=3FeCl2。(6)某些金属与强碱溶液反应：Zn、Al和强碱溶液发生反应，生成盐和氢气。2Al2NaOH6H2O2NaAl (OH)43H2Zn2NaOH=Na2ZnO2H2(7)某些金属与氧化物反应：Mg与CO2发生置换反应，生成黑、白色两种粉末。2MgCO2 2MgOCAl和其它金属氧化物，发生铝热反应放出大量热，如：8Al3Fe3O4 4Al2O39Fe(8)金属与非金属(S、F2、Cl2等)反应金属性越强，越易发生化合，如：2Na+S=Na2S，Fe+S FeS，2CuS Cu2S。Au、Pt难与非金属直接发生反应。A金属Mg等和A金属Li与氮气发生化合反应，如：3MgN2 Mg3N2常见金属的主要化学性质总结列于下表：金属活动性顺序K Ca Na Mg Al Mn Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属原子失电子能力依次减小，还原性减弱空气中跟氧气的反应易被氧化常温时能被氧化加热时能被氧化不能被氧化跟水的反应常温可置换出水中的氢加热或与水蒸气反应时能置换出水中的氢不与水反应跟酸的反应能置换出稀酸（如HCl、H2SO4）中的氢不能置换出稀酸中的氢反应剧烈反应程度依次减弱能跟浓硫酸、硝酸反应能跟王水反应跟盐的反应位于金属活动性顺序前面的金属可以将后面的金属从其盐溶液中置换出来跟碱的反应Al、Zn等具有两性的金属可以与碱反应3金属氧化物对应的水化物为碱，碱的稳定性比较：K、Ca、Na氧化物和水反应，生成可溶性的碱KOH和NaOH及微溶性碱Ca(OH)2：K2OH2O=2KOH，Na2OH2O=2NaOH，CaOH2O=Ca(OH)2；这些氢氧化物受热不易分解。Mg、Al氧化物和水缓慢反应，生成难溶性碱Mg(OH)2和难溶性两性氢氧化物Al(OH)3、Mg(OH)2、Al(OH)3受热易分解，如：2Al(OH)3 Al2O33H2OAl以后的金属氧化物，不溶于水，也不与水反应，其对应的水化物(碱)不能由氧化物与水直接反应生成，而碱的热稳定性逐渐减弱，即受热易分解。如：2Fe(OH)3 Fe2O33H2OCu(OH)2 CuOH2O4金属性强弱判断的常用方法 （1）利用原子结构和元素在周期表中的位置判断。 在周期表中，同一周期从左到右，元素的金属性逐渐减弱。失电子能力逐渐减弱。同一主族元素从上到下元素的金属性逐渐增强。 （2）从元素单质跟水或酸起反应置换出氢气的难易判断。 与水反应越易、越剧烈的金属单质，其原子越易失电子，该金属活泼性越强。如Na、Mg、Al，Na与冷水反应剧烈放出H2，Mg与热水反应较快，Al与热水反应较缓慢，所以金属性由强到弱的顺序为NaMgAl。又如Na、Fe、Cu分别加入盐酸中，Na反应很剧烈，Fe较顺利，Cu不反应，则金属性由强到弱的顺序为NaFeCu。 （3）根据元素最高价氧化物对应的水化物（氧化物间接或直接跟水生成的化合物）即氢氧化物的碱性的强弱来判断金属性的强弱。 如NaOH为强碱、Mg(OH)2为弱碱、Al(OH)3为两性，判断出金属性由强到弱的顺序NaMgAl。 （4）根据组成原电池的电极情况来判断： 通常当两种不同的金属构成原电池的两极时，做负极（失电子被氧化的极）的金属性较强。如比较锌和铜金属性强弱时，把锌片和铜片用导线连接后浸入稀H2SO4中，组成原电池，发现锌片溶解，铜片上有氢气析出，说明锌为负极，所以锌比铜金属活泼性强。 （5）根据物质间置换反应来判断： 通常强还原剂和强氧化剂反应生成弱氧化剂和弱还原剂。如比较铁和铜的金属性强弱时，可将铁片放入硫酸铜溶液中，在铁片表面能置换出单质铜：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+。说明铁比铜的金属性强。 （6）根据电解时溶液中离子放电顺序来判断：通常电解相同物质的量浓度的金属离子的溶液时，金属离子在阴极先放电析出的金属单质，其金属性较弱，后放电的离子，原来的金属单质的金属性较强。如把等浓度的AgNO3、Cu(NO3)2混合溶液进行电解时，能观察到在阴极表面先析出银，所以铜的金属性比银的强。 例1 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。这些化合物和单质之间存在如下图所示的关系。 据此判断：（1）在甲、乙两种化合物中，不含有组成A元素的化合物是_，不含组成B元素的化合物是_（用“甲”、“乙”填写）。（2）单质A是_（填“金属”、“非金属”或“既可以是金属又可以是非金属”）。（3）若单质A是_，则单质B、C分别是_；若单质A是_，则单B、C分别是_；若单质A是_，则单质B、C分别是_。解析 （1）从图中可发现下列反应关系：“单质B+单质C化合物甲”，故甲中不含A元素；“单质A+单质C化合物乙”，故乙中不含有B元素。（2）从图示信息进行转换，可提炼出“单质A+ 化合物甲单质B+化合物乙”该反应属置换反应。置换反应有如下几种情况： 第一种情况：金属单质置换出金属单质。结合铝热反应可获得下列各种可能：（a）A为铝、B为铁、C为氧气等（铝与金属氧化物如四氧化三铁、三氧化二铁、氧化铜、二氧化锰、五氧化二钒等多种氧化物进行的反应，因而可得出多组答案。但由于题中限定了是短周期元素，可排除这些可能性）。 第二种情况：非金属单质置换出非金属单质。结合一些反应实例可获得答案(b)A、B、C依次为（下同）Cl2、S、H2；(c)O2、S、H2；(d)F2、O2、H2。（还可进一步分析：反应中单质表现了何种性质？总结出：氧化性AB。）这样，就可进而获得更多答案(e)Cl2、Br2、H2；(f)Cl2、I2、H2；(g)Br2、I2、H2；(h)I2、S、H2；(I)C、H2、O2（制水煤气）；(j)C、Si、O2（工业上制硅）；(k)Br2、S、H2；(l)Cl2、N2、H2；(m)Si、H2、F2。第三种情况：金属单质置换出非金属单质。(n)4）Mg、C、O2。第四种情况：非金属单质置换出金属单质。(o)H2、Cu、O2；(p)H2、Fe、O2；(q)C、Cu、O2（由于铁、铜等不是短周期元素，所以不合题意）。答案为：（1）甲；乙。（2）单质A可以是金属也可以是非金属。（3）可以有多组答案（见思路精析）。例2 下图每一方框表示有关反应的某一反应物或生成物，有关操作已略去。又知A为