04金属单质的通性与特性.doc

青岛一中2013-2014学年度第一学期 2011级一轮复习导学案学科：高三化学 课题：金属单质的通性与特性 编号：学案-04编制：聂宗军 审核：孙传梅 使用时间：9月 3日 班级 姓名 【考纲要求】常见金属元素（如Na、Al、Fe、Cu等）了解常见金属的活动顺序。 了解常见金属及其重要化合物的主要性质及其应用。了解合金的概念及其重要应用。以第A为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。了解金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。考点1 金属单质通性、特性及冶炼【课前预习区】一、金属的通性1金属元素的原子结构特点和在周期表中的位置：（1）写出钠、铝、铁、铜的原子核外电子排布式及在周期表中的位置。（2）结构特点：金属元素原子的最外层电子数 ，原子的半径（与同周期元素相比） 。（3）位置：金属元素集中于元素周期表的 方2物理通性：大部分有 、 、 性等，有金属光泽，都与金属晶体结构中的 有关。大部分金属呈 色，铜 色，汞 态。3化学性质：易 电子，被 ，金属表现 性二、钠、镁、铝、铁、铜单质的重要性质（书写相关化学方程式是离子反应的写离子方程式）（1） 分别写出写出钠、铝、铁、铜等金属与O2、Cl2、S等非金属单质反应的化学方程式，并思考：钠、铝、铁、铜与氧气反应的条件、产物有什么区别，为什么？铁、铜与氯气、硫单质反应的反应条件、产物有什么区别，为什么？（2） 分别写出钠、镁、铝、铁、铜等金属与水反应的化学方程式，思考有何规律？有何异同？（3） 分别写出钠、铝、铁、铜等金属与酸（非氧化性酸、氧化性酸）反应，有何规律？应注意哪些问题？（4） 写出金属镁在空气中燃烧、金属钠在空气中转化涉及的化学方程式。（5）金属铝的性质除符合金属的通性之外，还具有什么特性？（6）金属冶炼的原理是什么？一般有哪些方法？试举例说明。【练习】（2013年山东理综28节选）金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。（1）由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是 aFe2O3 bNaCl cCu2S dAl2O3（7） 写出钠、镁、铝、铁、铜等金属的用途及保存（8）何为焰色反应及其操作？【课堂互动区】一、金属的通性【例题1】铜、银、金是人类认识最早的三种金属，因为很早就被人们用作钱币，因而有“货币金属”之称。由于铁的金属性比铜、银、金强，相对而言，人类认识铁稍晚。某研究性学习小组为了证明铁的金属活动性比铜强，他们设计了如下方案（1）铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出 （2）铁、铜和氯气反应分别生成FeCl3和CuCl2（3）足量的铁粉和铜粉和浓硫酸反应生成FeSO4和CuSO4 （4）铜片置于FeCl3溶液中铜片逐渐溶解（5）把铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，用导线连接，铁片上无气泡产生，而铜片上有气泡产生（6）把铁片和铜片置于盛有浓硝酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上有气泡产生，而铜片上无气泡产生。以上设计合理的有（ ） A两种方案 B三种方案 C四种方案 D五种方案【规律总结1】 比较金属性的强弱的方法（3-4种即可）【变式1】（2012上海25）研究表明26Al可以衰变为26Mg，可以比较这两种元素金属性强弱的方法是（ ）a比较这两种元素的单质的硬度和熔点b在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液c将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用，并滴入酚酞溶液d将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用【规律总结2】 根据前面各个题中反应，试总结金属单质的通性：1.与非金属单质（O2、Cl2、S）反应：Na与O2反应：Fe与O2反应：Fe与Cl2、S分别反应2.与酸与水反应：Fe+HCl Cu + HCl Na+H2O Fe + H2O Al + H2O二、金属的特性1.铝的两性【例题2】 已知A为金属单质，在以下各步反应的最后生成物是白色沉淀（1）试确定A、B、C、D、E各为何物，写出其化学式。（2）写出各步反应的化学反程式（或离子方程式）【巩固练习】（2013山东理综9）足量下列物质与等质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是（ ）A氢氧化钠溶液 B稀硫酸 C盐酸 D稀硝酸【变式2】（08青岛一摸）铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的三位同学，为测定某含镁35的铝镁合金（不含其它元素）中镁的质量分数，设计下列三种不同实验方案进行探究。填写下列空白。 NaOH溶液【探究一】实验方案：铝镁合金 测定剩余固体质量实验中发生反应的化学方程式是 实验步骤：（1）称取5.4g铝镁合金粉末样品，投入VmL 2.0molL-1NaOH溶液中，充分反应。NaOH溶液的体积V （2）过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将 （填“偏高”或“偏低”）。【探究二】 盐酸实验方案：铝镁合金 测定生成气体的体积实验装置： 问题讨论：（1） 某同学提出该实验装置不够完善，应在A、B之间添加一个干燥、除酸雾的装置。你的意见是： （填“需要”或“不需要”）。（2） 为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题是（写出两点）： 【探究三】实验方案：称量x g铝镁合金粉末放在如右图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。 问题讨论：（1）欲计算Mg的质量分数，该实验中还需测定的数据是 （2）若用空气代替O2进行实验，对测定结果是否有影响? （填“是”或“否”）。【实验拓展】参照探究一、探究二实验方案，请你另设计一个实验方案，测定该铝镁合金中镁的质量分数。 2.铁的变价（从氧化还原角度考查）【例题3】 向含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol铁粉，充分搅拌后，Fe溶解，溶液中不存在Fe3，同时析出0.1 mol Ag。下列错误的是（ ）A氧化性：Zn2+Cu2+Fe3+Ag+ BFe3+的氧化性大于Cu2+C溶液中Cu2+与Fe2+的物质的量之比为12 D1 mol Fe可还原2 mol Fe3+【规律总结3】1.铁单质与强氧化性物质反应时（1）若铁不足，将生成 价铁（2）反应中若铁为足量，最终铁元素将以 价铁形式存在，因为 2.NO3-与Fe2+在 性条件下，不能共存。因为 3.重视反应的先后顺序。“优先原则”氧化性顺序：Fe3+ Cu2+ H+ Fe2+ Zn2+ 顺序：氧化性：HClOKMnO4HNO3（Cl2）Br2 Ag+ Fe3+I2 Cu2+ H+ 还原性： S2- SO32- I- Fe2+ Br- Cl-【变式3】1.稀硫酸中插入一块铜片，铜片不溶解，有人认为向其中加入硝酸盐后，铜片可迅速溶解。你认为是否正确？若正确，请用离子方程式说明。2.在含有等物质的量浓度的Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中逐次加入少量锌粉，回答下列问题 （1）若不考虑速率影响，首先产生的物质是什么？最后产生的固体物质是什么？给出你的理由。（2）某同学将Cu片放入0.1 molL FeCl3溶液中，反应一定时间后取出Cu片，经检测知溶液中c(Fe3+)：c(Fe2+)=2：3，则Cu2+与Fe3+的物质的量之比为多少？3.铝热反应：【例4】（2012.山东理综28节选）工业上由黄铜矿（主要成分CuFeS2）冶炼铜的主要流程如下：（3）由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为 。【例5】铝是一种重要的金属。（1）铝在元素周期表中的位置是 。（2）生产中曾用铝热反应焊接钢轨，铝与氧化铁发生反应的化学方程式为 。（3）铝与NaOH溶液反应的离子方程式为 。同温同压下，在浓度和体积均为100 mL 2 mol/L的盐酸及NaOH溶液中各加入等质量的Al，产生气体的体积比为5:6，则所加Al的质量为_。【课后巩固区】1. “脚印”、“笑脸”、“五环”，让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫，这与高中化学中“焰色反应”知识相关。下列说法中正确的是（ ） A非金属单质燃烧时火焰均为无色 B只有金属单质灼烧时火焰才有颜色C焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察 DNaC1与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同2类推的思维方法在化学学习与研究中常产生错误的结论，因此类推出的结论最终要经过实践的检验才能决定其正确与否。以下几种类推结论不正确的是（ ）A.金属镁失火不能用CO2灭火，金属钠失火也不能用CO2灭火B.Fe3O4可以写成FeOFe2O3,Pb3O4也可写成2PbOPbO2C.不能用电解AlCl3溶液来制取铝，也不能用电解MgCl2溶液来制取镁D.Fe和S直接化合可得FeS,Cu和S直接化合也可得Cu2S3将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化：表面迅速变暗“出汗”变成白色固体（粉末），下列有关叙述不正确的是（ ）A表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了氧化钠 B“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液C最后变成碳酸钠粉末 D该过程的所有化学反应均为氧化还原反应4. “轻轨电车”是近年新兴的一种交通工具（如图所示）当电车开动时，在电车与架空电线的接触点上，由于高速摩擦会产生高温，因此接触点上的材料应该具有耐高温，能导电的性质，你认为该接触点上材料的应选用较为合适的是 （ ） A金刚石 B铝 C石墨 D铜5. 2008年北京奥运会主体育场“鸟巢”，被泰晤士报评为全球“最强悍”工程。“鸟巢”运用了高强度、高性能的钒氮合金高新钢和884块ETFE膜，并采用新一代的氮化镓铟高亮度LED材料。下列有关说法正确的是（ ） A合金的熔点通常比组分金属高，硬度比组分金属小 B用金属铝与V2O5反应冶炼钒，铝作还原剂w.w.w.k.s.5C已知Ga处于A族，可推知氮化镓化学式为Ga3N2 DETFE膜（ ）是由两种单体缩聚而成的6在含有Cu（NO3）2、Mg（NO3）2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是（ ） AMg BCu CAg DH26. (2011山东卷12)Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是（ ）A三者对应的氧化物均为碱性氧化物B三者的单质放置在空气中均只生成氧化物C制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液蒸干的方法D电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极依次析出Cu、Fe、Al7.（青岛07二模）下列实验中金属或氧化物可以完全溶解的是（ ）A0.1 mol锌片投入到100 mL1 molL1 的盐酸溶液中B1 mol MnO2 粉末与400 mL10 molL1的盐酸共热C常温下1 mol铝片投入到200 mL 18.4 molL1 硫酸中D常温下1 mol铜片投入含4 mol HNO3的浓硝酸中8.向铁和铜的混合物中加入少量的稀硝酸，反应后剩余了m1克金属，再继续加入一定量的稀硫酸，充分反应后剩余了m2克金属，则对m1克金属组成推断正确的是（ ）A其中只含有铁 B其中不可能含铁C其中肯定含有铜 D铁和铜可能都有9. 铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相同时，反应中消耗的盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为（ ）A1：1 B2：1 C3：1 D1：310.（09上海15）镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积（V）与时间（t）关系如右图。反应中镁和铝的（ ）A物质的量之比为3：2 B质量之比为3：2C摩尔质量之比为2：3 D反应速率之比为2：311.下面对碱金属元素性质推断中不正确的是（ ）铷(Rb)单质能浮在水面与水剧烈反应生成碱和氢气 铷在空气中燃烧可生成Rb2O 铯单质在隔绝空气的情况下受热极易变成液体 Cs2CO3受热时难分解 RbOH溶液可溶解Al、Al2O3、Al(OH)3 钠投入中饱和石灰水中会剧烈反应并产生沉淀和放出气体A B C D12下列过程，最终能够实现的是 （ ）13. (2012大纲卷11)四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，相连时，外电路电流从流向；相连时，为正极；相连时，上有气泡逸出；相连时，的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是A B C D14. (2012海南14)在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下:向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液；:向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液pH,同时鼓入足量的空气.己知:KspFe(OH)3=4.01038 (1) FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为 ， (2) 分离得到固体的主要成分是 ，从固体中分离出铜需采用的方法是 ；(3)过程中发生反应的化学方程式为 ；15.（青岛07二模）金属铝广泛应用于现代生产和日常生活中。 已知：4Al(s) + 3O2(g) = 2Al2O3(s) H = 3351.4 kJmol1 4Fe(s) + 3O2(g) = 2Fe2O3(s) H = 1633.2 kJmol1 + = 8 + 9 H = 5518 kJmol-1将铝用作燃料已成为现实。回答下列问题：（1）写出工业制铝的阳极电极反应式 （2）铝用作燃料相对于含碳燃料有明显优点，请你写出其中一条 铝用作燃料相对于氢气也有明显