高三化学总复习实用 必考31 金属的化学性质课件 新人教版.ppt

以常见金属元素 如na al fe cu等 为例1 了解常见金属的活动顺序2 了解常见金属及其重要化合物的主要性质及其应用3 了解合金的概念及其重要应用 金属在工农业生产 科学实验和日常生活中都有广泛的应用 与人类的生存和发展有密切的关系 因此 钠 铝 铁等的单质和化合物的化学性质一直是高考的热点 高考重点考查的知识点主要有钠与水或盐溶液反应的现象及产物 na2o2与水 二氧化碳发生反应的推断与计算 铁三角 al3 与al oh 3及naalo2的相互转化等 考查形式主要是选择题和填空题 也可以无机框图题的形式考查 某些金属单质及其化合物的性质 实验现象常常成为解题的突破口 预计2010年高考中以金属及其化合物知识作为载体的能力考查题将进一步得到加强 如信息题 结合其他部分知识的综合推断题等 第一讲金属的化学性质 一 金属常识1 存在 自然界中 金属元素大多数以态存在 地壳中含量居第一位的金属元素是 2 金属的物理性质 1 有光泽 透明 2 易导电 因金属含有自由移动的 在外加电场的作用下 电子做移动而形成电流 故金属易导电 化合 al 金属 不 电子 定向 3 易导热 因金属受热时 自由电子运动加快 并且在运动时与金属离子相碰撞 引起两者能量的交换 最终使整块金属达到相同的温度 故金属易导热 4 延展性 二 金属与非金属的反应1 钠与氧气的反应钠是一种硬度 密度比水的银白色金属 在空气中会与o2 h2o等发生反应 所以一般保存在中 因为 所以煤油能起到将钠隔绝空气的作用 常温下即可与氧气发生反应 其反应的化学方程式为 4na o2 2na2o 将钠在空气中加热后发生剧烈燃烧 火焰呈 燃烧后生成淡黄色的过氧化钠 其反应的化学方程式为 2na o2na2o2 小 小 煤油 钠的密度大于煤油且不与煤油反应 黄色 na2o2 2 铝与氧气的反应 1 常温下 铝与氧气的反应 高压电的导线一般都是铝 而且它是裸露的 这是因为铝在常温下即可与氧气反应生成 反应的化学方程式为 4al 3o2 2al2o3 而生成的氧化膜致密 可以保护内层的金属不被继续氧化 2 加热条件下 铝与氧气的反应 将铝箔在空气中加热 铝箔会失去 说明铝与氧气发生了反应 同时会观察到铝熔化后 好像有一层膜兜着 由此实验说明了在反应过程中形成了包在了熔化的铝的外面 所以熔化了的液态铝不会滴落 氧化铝 金属光泽 并不滴落 薄膜致密且熔点高 氧化铝 三 金属与酸 水的反应1 活泼金属与酸的反应位于金属活动性顺序表中氢的金属遇到酸时 能够发生化学反应 生成和 如将铝加入到盐酸中的反应方程式 2al 6hcl 2alcl3 3h2 将铁加入到硫酸中反应的离子方程式为 fe 2h fe2 h2 等 以前 盐 氢气 2 钠与水的反应将金属钠加入到滴有酚酞的水中 可观察到的现象是 钠浮在水面上 熔成 小球在水面上 逐渐变小 最后消失 同时发出 溶液逐渐变 由上述现象可推出 钠的密度比水 钠熔点 该反应是反应 填 放热 或 吸热 钠与水反应生成 其反应的化学方程式为 2na 2h2o 2naoh h2 闪亮的小球 迅速游动 红 小 低 放热 naoh和h2 3 铁与水蒸气的反应将铁加热后插入水中也与水发生反应 但高温下水蒸气与铁可发生反应而生成 其反应的化学方程式为 3fe 4h2ofe3o4 4h2 四 铝与氢氧化钠溶液的反应铝既能与盐酸反应 又能与naoh溶液反应 都生成 反应的方程式为 2al 6hcl 2alcl3 3h2 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 这是al区别于其他金属的特性 不会 fe3o4和h2 h2 考点一钠的化学性质 例1 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 解析 钠在空气中的先后变化为 na na2o naoh na2co3 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 所以a对 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 故b对 钠在空气中最后变成碳酸钠粉末 所以c对 但na在空气中的一系列变化并不都是氧化还原反应 如na2o naoh就不是 故d错 答案 d 怎样理解钠与酸 碱 盐溶液的反应1 金属钠与酸溶液反应 na与h2o反应的实质是na置换h2o电离出的h 酸溶液中h 主要由酸电离得到 所以na投入酸溶液中时 首先与酸反应 且比在纯水中反应剧烈 当酸反应完后 再考虑钠与水反应 如na投入盐酸中发生反应 2na 2hcl 2nacl h2 2 金属钠与碱溶液反应的实质是钠与水反应 3 钠与盐溶液的反应 先与水反应 再考虑生成的碱是否与盐反应 如钠与硫酸铜溶液反应 2na 2h2o 2naoh h2 2naoh cuso4 cu oh 2 na2so4 与 合并得 2na 2h2o cuso4 cu oh 2 na2so4 h2 提示 1 钠不能从盐溶液中置换出金属 若盐为熔融状态 钠可以置换出其中较不活泼的金属 如4na ticl44nacl ti 2 na与cuso4溶液反应生成的沉淀常略带黑色 原因 na反应放热使生成的cu oh 2部分分解成cuo 1 在一定条件下 将钠与氧气反应的生成物1 5g溶于水 所得溶液恰好能被80ml浓度为0 50mol l的hcl溶液中和 则该生成物的成分是 a na2ob na2o2c na2o和na2o2d na2o2和nao2 解析 hcl为0 04mol 钠的氧化物若为na2o 应为0 02mol 62g mol 1 1 24g 若为na2o2 应为0 02mol 78g mol 1 1 56g 现1 5g 介于1 24 1 56之间 应为二者的混合物 答案 c 2 2009 郑州模拟 将少量的金属钠分别投入下列物质的水溶液中 有气体放出 且溶液质量减轻的是 a hclb k2so4c naohd cuso4 解析 钠投入溶液中均发生下列反应而使溶液质量增加 2na 2h2o 2naoh h2 而d项中生成的naoh又会与cuso4反应生成cu oh 2沉淀 从而使溶液质量减小 答案 d 考点二铝与酸 碱的反应 例2 用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁 如图 将试管浸入硝酸汞溶液中 片刻取出 然后置于空气中 不久铝箔表面生出 白毛 红墨水柱右端上升 根据实验现象判断下列说法错误的是 a 实验中发生的反应都是氧化还原反应b 铝是一种较活泼的金属c 铝与氧气反应放出大量的热量d 铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物 解析 红墨水柱右端上升说明反应放热 铝是一种较活泼的金属 容易被空气中的氧气所氧化变成氧化铝 反应为氧化还原反应 放热 在铝箔的表面涂上硝酸汞溶液以后 硝酸汞与铝发生置换反应 生成了液态金属 汞 汞能与铝结合成合金 俗称 铝汞齐 在铝汞齐表面的铝没有氧化铝保护膜的保护 很快被空气中的氧气氧化变成了白色固体氧化铝 当铝汞齐表面的铝因氧化而减少时 铝箔上的铝会不断溶解进入铝汞齐 并继续在表面被氧化 生成白色的氧化铝 最后使铝片上生成 白毛 答案 d 1 铝与酸的反应铝与非氧化性酸反应较剧烈 2al 6h 2al3 3h2 常温下 铝遇浓硫酸或浓硝酸则发生钝化 在表层形成致密的氧化物保护层 阻止反应的进一步进行 2 铝与强碱溶液反应的实质铝与强碱溶液反应 不是铝直接与碱反应 而是铝先与水反应生成氢氧化铝 然后氢氧化铝再与强碱反应 如铝与naoh溶液反应分两步进行 2al 6h2o 2al oh 3 3h2 氧化还原反应 al oh 3 naoh naalo2 2h2o 复分解反应 在上述反应中铝是还原剂 而氧化剂是水 不是氢氧化钠 还原剂与氧化剂的物质的量之比为1 3 电子转移情况可表示为 3 铝与酸或碱反应生成h2的量的关系铝分别与盐酸 氢氧化钠溶液反应的原理2al 6hcl 2alcl3 3h2 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 1 等量的铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应 产生氢气的体积比 1 铝与盐酸反应时 铝过量而盐酸不足 铝与氢氧化钠反应时 铝不足而氢氧化钠过量 解题时应充分利用上述关系快速求解 1 2009 南通一模 用坩埚钳夹住一小块刚用酸充分处理过的铝箔 在酒精灯上加热到熔化 发现熔化的铝并不滴落 下列关于上述实验现象的解释正确的是 a 火焰温度太低不能使铝燃烧b 铝在空气中能很快形成氧化膜c 氧化铝的熔点比铝的熔点高d 用酸处理时未能将氧化铝溶解 解析 铝在空气中能很快形成氧化膜 氧化铝的熔点比铝的熔点高 形成一个 兜子 使铝熔化而不滴落 答案 bc 2 铝分别与足量的稀盐酸和naoh溶液反应 当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时 反应中消耗的hcl和naoh物质的量之比为 a 1 1b 2 1c 3 1d 1 3 解析 发生的反应分别为 2al 6hcl 2alcl3 3h2 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 产生等量的h2 消耗n hcl n naoh 3 1 答案 c 3 等量镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应 放出氢气最多的是 a 2mol l 1h2so4溶液b 18mol l 1h2so4溶液c 6mol l 1koh溶液d 3mol l 1hno3溶液 解析 此题首先排除b d两个选项 因为18mol l 1h2so4溶液是浓硫酸 它与镁铝合金作用不产生氢气 3mol l 1hno3溶液与镁铝合金作用也不产生氢气 a选项中 镁铝均可以完全反应产生氢气 而c选项中 镁不与koh溶液反应产生氢气 故产生氢气最多的是2mol l 1h2so4溶液 即选项a符合题意 答案 a 考点三铁和铜的性质 例3 某研究性学习小组参照课文中的实验装置图做高温下铁与水蒸气反应的实验 在玻璃管中放入铁粉和石棉绒的混合物 加热 并通入水蒸气 用试管收集产生的经干燥的气体 并靠近火焰点火 观察现象 请回答下列问题 1 在圆底烧瓶内放入少许碎瓷片 其作用是 2 写出铁与高温水蒸气反应的化学方程式 3 实验时将铁粉与石棉绒混合以及在反应管的两端均放入少量石棉绒 其原因可能是 填 a b 或 c a 石棉绒的作用是催化剂b 石棉绒的作用是使铁粉受热均匀c 石棉绒的作用是作铁粉的载体以及防止铁粉被吹入导管引起堵塞 4 酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是 为什么 5 干燥管中盛装的物质是 作用是 6 试管中收集的气体是 如果要在a处玻璃管口处点燃该气体 则必须对该气体进行 方法是 这一操作的目的是 答案 1 防止暴沸 2 3fe 4h2o g fe3o4 4h2 3 c 4 先点燃酒精灯 后点酒精喷灯先加热圆底烧瓶 产生水蒸气后再加热铁粉 可防止铁粉被空气氧化 5 无水cacl2或碱石灰吸收水蒸气 干燥生成的氢气 6 h2验纯用小试管收集后 用大拇指堵住试管口 靠近酒精灯火焰 松开拇指防止爆炸 4 铁跟非氧化性酸反应 fe 2h fe2 h2 跟稀盐酸 稀硫酸反应生成亚铁盐 铁跟硝酸 浓硫酸等氧化性酸反应 遇冷浓硫酸 冷浓硝酸钝化 跟稀硝酸 热的浓硫酸 热的浓硝酸反应可生成三价铁盐 铁过量时可生成亚铁盐 如 fe 4hno3 稀 fe no3 3 no 2h2o 3fe 8hno3 稀 3fe no3 2 2no 4h2o 2 fe和o2 s i2能否直接化合生成fe2o3 fe2s3 fei3呢不能 fe和o2在点燃时只能化合生成fe3o4而不能生成fe2o3 而s i2由于氧化性较弱只能氧化fe生成低价铁的化合物 不能直接生成fe2s3和fei3 还有三价铁氧化性较强 能氧化s2 和i 故不存在fe2s3和fei3这两种物质 cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o 5 跟盐反应 cu 2ag cu2 2ag cu 2fe3 cu2 2fe2 1 把铁片分别放入下列物质的溶液中 充分反应后 溶液质量比反应前减轻的是 a cuso4b fe2 so4 3c hcld feso4 解析 本题考查了铁的化学性质及溶液质量变化的原因 铁可与cuso4 fe2 so4 3 hcl溶液反应 而不与feso4反应 由反应方程式 fe cuso4 feso4 cu fe fe2 so4 3 3feso4 fe 2hcl fecl2 h2 可推知溶液质量减轻的为a 答案 a 2 下列关于铁的叙述正确的是 铁能被磁铁吸引 但纯铁易腐蚀 在人体的血红蛋白中含有铁元素 铁位于元素周期表中第四周期第 b族 铁能在氧气中剧烈燃烧 也能与水蒸气在高温下反应 铁与强氧化剂硝酸反应的产物仅是fe no3 3 不能通过化合反应制得fecl2和fe oh 3a b c d 解析 铁越纯越不容易生锈 铁位于第四周期第 族 中反应后还有其他产物 如no或no2 h2o 如fe 2fecl3 3fecl2 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 答案 b 3 2000年5月 保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝 铜铸的牛首 猴首和虎首 普通铜器时间稍长容易出现铜绿 其主要成分是碱式碳酸铜 cu2 oh 2co3 这三件铜铸的国宝历经240年后 看上去仍然熠熠生辉不生锈 下列对其原因的分析 最可能的是 a 它们的表面都电镀了一层耐腐蚀的黄金b 环境污染日趋严重 它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去c 铜的金属活动性比氢小 因此不易被氧化d 它们是含有一定比例金 银 锡 锌的合金 故耐腐蚀 解析 可用排除法 a选项cu的表面不可镀黄金 b选项既然是国宝应有很好的保护措施 不可能受到酸雨侵蚀 c选项违背题干本意 d选项符合题意 另外d选项可从原电池知识去理解 锡 锌的存在 保护了cu ag等不活泼金属 答案 d 在一次学生实验中 某学生用铝片分别和稀盐酸 稀硫酸反应 发现铝片和稀盐酸反应现象非常明显 而和稀硫酸几乎不反应 这和教材上的内容 铝能跟稀盐酸或稀硫酸反应生成氢气 不一致 是什么原因呢 为了寻找原因 该学生在老师的指导下 重新用浓盐酸和浓硫酸配制了一定浓度的溶液 然后加入0 1mm 10mm 20mm 纯度 99 5 的铝片验证是否确实存在上述现象 实验结果如下表 从上表可以看出 无论用1 5mol lh2so4还是3mol lh2so4均无明显现象 为了探究 铝与稀盐酸和稀硫酸反应的差异原因 请回答下列问题 1 请写出盐酸与铝片反应的离子方程式 3 请设计一个实验方案对你的假设进行论证 1 在烧杯中加一些水 滴入几滴酚酞溶液 然后把一小块钠放入水中 从这个实验过程观察到的反应现象中 不可能得出的结论是 a 钠比较柔软b 钠与水反应生成碱c 钠与水反应放热d 钠与水反应放出气体 解析 将钠放入水中 滴有酚酞溶液 钠浮在水面 说明钠的密度比水的小 熔成一个闪亮的小球 反应放热 溶液变红 钠与水反应生成碱 四处游动 发出嘶嘶的响声 有气体生成 答案 a 2 下列关于钠的叙述正确的是 a 将4 6g金属钠放入95 4g蒸馏水中 可得到溶质质量分数为8 的溶液b 根据反应na kclnacl k 知na的金属性强于kc 钠与钠离子都具有强的还原性d 钠跟酒精溶液反应比水缓慢 所以销毁残余的钠可用酒精溶液处理 解析 4 6g钠与95 4g水反应 生成8gnaoh和0 2g氢气 即反应后溶液的质量是95 4g 4 6g 0 2g 99 8g 溶液中溶质质量分数大于8 故a不正确 b项 反应na kclnacl k 是利用了k的低沸点 钠原子最外层有一个电子 容易失去电子形成钠离子 表现强的还原性 而钠离子具有稳定的电子层结构 不具有还原性 只具有弱的氧化性 故c不正确 钠与水发生剧烈反应 产生氢气并放出大量的热 会发生爆炸 钠与酒精溶液反应缓慢 不会引起燃烧 所以销毁残余的钠可用酒精溶液处理 故d正确 答案 d 3 2009 盐城二研 美国 海狼 潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金 单质钠和单质铝熔合而成 作载热介质 有关说法不正确的是 a 原子半径 na alb 铝钠合金若投入一定的水中得无色溶液 则n al n na c 铝钠合金投入到足量氯化铜溶液中 肯定有氢氧化铜沉淀析出 可能有铜析出d 若mg不同组成的铝钠合金投入足量盐酸中 若放出的h2越多 则铝的质量分数越小 答案 ad 4 某课外研究小组 用含有较多杂质的铜粉 通过不同的化学反应制取胆矾 其设计的实验过程为 1 含杂质的铜中含有大量的有机物 可采取灼烧的方法除去有机物 灼烧时将瓷坩埚置于 上 用以下所给仪器的编号填入 下同 取坩埚应使用 灼烧后的坩埚应放在 上 不能直接放在桌面上 实验中所用的仪器 a 蒸发皿b 石棉网c 泥三角d 表面皿e 坩埚钳f 试管夹 2 含杂质的铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物 用以制取胆矾 灼烧后含有少量铜的原因可能是 a 灼烧过程中部分氧化铜被还原b 灼烧不充分铜未被完全氧化c 氧化铜在加热过程中分解生成铜d 该条件下铜无法被氧气氧化 3 通过途径 实现用粗制氧化铜制取胆矾 必须进行的实验操作步骤 酸溶 加热通氧气 过滤 冷却结晶 自然干燥 4 由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾 与途径 相比 途径 有明显的两个优点 5 在测定所得胆矾 cuso4 xh2o 中结晶水x值的实验过程中 称量操作至少进行 次 6 若测定结果x值偏高 可能的原因是 a 加热温度过高b 胆矾晶体的颗粒较大c 加热后放在空气中冷却d 胆矾晶体部分风化 解析 1 如果坩埚中的物质冷却时能吸水或易被氧化 则放入干燥器中冷却 如果没有这些要求则放到石棉网上 防止烫坏实验台 2 杂铜中含有大量有机物 如果燃烧不完全则产生具有还原性的物质碳或一氧化碳 在灼烧的过程中可能还原cuo 3 要搞清楚题干中过滤的目的 过滤是要滤掉粗制cuo中不溶于硫酸的物质 4 因为粗制的cuo中含有cu 在加热时与浓硫酸反应产生so2 既污染环境 又浪费硫酸 5 可以参考定量实验中硫酸铜晶体里结晶水含量的测定实验步骤 可知称量这步操作至少需进行4次 6 加热温度过高cuso4分解使x值偏高 颗粒较大分解不完全 放在空气中冷却又吸收水 部分风化已失去部分结晶水 这些因素都迼成x值偏低 答案 1 ceb 2 ab 3 蒸发过滤 4 产生等量胆矾途径 消耗硫酸少途径 不会产生污染大气的气体 5 4 6 a 5 已知某混合金属粉末 除铝外还含有铁 铜中的一种或两种 所含金属的量都在5 以上 请设计合理实验探究该混合金属粉末中铁 铜元素的存在 仅限选择的仪器和试剂 烧杯 试管 玻璃棒 量筒 容量瓶 滴管 药匙 1mol l硫酸 2mol l硝酸 2mol lnaoh溶液 20 kscn溶液 完成以下实验探究过程 1 提出假设 假设1 该混合金属粉末中除铝外还含有 元素 假设2 该混合金属粉末中除铝外还含