高考第二轮复习——金属元素及其化合物（学案含答案）

1、.年 级高三学 科化学版 本苏教版内容标题金属元素及其化合物【本讲教育信息】一、教学内容：金属元素及其化合物二、教学目的以典型的金属A和A族元素中的钠、镁为例，从其原子的核外电子排布入手，理解A和A族单质、化合物的相似性和递变性。理解典型金属钠、镁、铝、铁和铜的物理性质和化学性质。综合运用一些重要化合物的性质进展解题重点掌握Na2O、Na2O2；铝、氧化铝、氢氧化铝的两性、Al3、AlO2、AlOH3和Fe、Fe2+、Fe3+的三角互相转变三、教学重点、难点Na2O、Na2O2的性质；铝、氧化铝、氢氧化铝的两性、Al3、AlO2、AlOH3和Fe、Fe2+、Fe3+的三角互相转变四、教学过程：

2、一金属元素概述：1、金属在元素周期表中的位置及构造特点：金属元素分布在周期表的左下部，金属元素原子最外层电子数比同周期非金属元素原子最外层电子数少，一般小于4Ge、Sn、Pb=4，Sb、Bi=5，Po=6。金属元素原子半径比同周期非金属原子半径大。金属原子的构造特点决定了金属原子易失去电子显强复原性。金属元素形成的金属单质固态时全是金属晶体。2、金属的物理性质：通性：1状态：通常情况下，除汞外其他金属都是固态。2金属光泽：多数金属具有光泽，但除Mg、Al、Cu、Au在粉末状态有光泽外，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延展性。5熔点

3、及硬度：由金属晶体中金属离子跟自由电子间的作用强弱决定。特性1颜色：绝大多数金属都是银白色，有少数金属具有颜色，例如：Au为金黄色，Cu为紫红色，Cs为银白略带金色。2密度：与原子半径、相对原子质量、晶体质点排列的严密程度有关。最重的金属为锇Os 22.57g·cm3、铂Pt 21.45g·cm3，最轻的金属是锂Li 0.534g·cm33熔点：最高的金属是钨W 3413，最低的为汞Hg 39。4硬度：最硬的金属为铬，最软的金属为钾K、钠Na、铯Cs等，可用小刀切割。5导电性：导电性较强的金属是银Ag、金Au、铜Cu等。导电性较差的金属为汞Hg。6延展性：延展性最

4、好的金属是金Au。3、金属单质的化学性质金属活动顺序K Ca NaMg Al ZnFe Sn PbHCu Hg AgPt Au原子失电子才能由大到小，复原性由强到弱阳离子得e-才能由小到大，氧化性由弱到强和O2反响常温被氧化常温能被氧化生成氧化膜常温枯燥空气中不易被氧化加热时能被氧化不能被氧化和H2O反响常温置换出氢加热或与H2Og反响置换出氢不能置换水中的氢和酸反响剧烈置换出酸中的氢能置换出酸中的氢，Fe、Al常温在浓HNO3、浓H2SO4中“钝化不能置换稀酸中的氢与氧化性酸反响只与王水反响和碱反响仅Al和Zn能跟强碱水溶液反响生成H2和盐反响先与水反响前面的金属从盐溶液中置换后边的金属碱的

5、热分解受热不分解受热分解常温分解硫化物溶解性溶于水水解不溶于水，溶于非氧化性稀酸只溶于强氧化性酸冶炼方法电解法热复原法加热分解法物理方法4、金属的冶炼方法1电解法：活泼金属KAl的冶炼常采用电解它的熔盐或氧化物的方法。2复原法高温金属活动性顺序表中ZnCu之间的金属常采用此法冶炼。常用的复原剂有：H2CuOCu、CZnOZn、NaTiCl4Ti、AlCr2O3Cr、COFe2O3Fe等。3加热法用于冶炼不活泼金属Hg、Ag。加热使HgO、HgS、Ag2S分解。4湿法：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu5物理法：Au、Pt在自然界中主要以游离态存在。二金属元素及其化合物之间的互相转化关系：1、钠

6、及其化合物的互相转化：2、镁及其化合物之间的互相转化：3、铝及其化合物之间的互相转化4、铁及其化合物之间的互相转化：说明：1、金属的通性：掌握金属的活动性顺序与掌握金属的化学性质，金属的化学性质主要表现为易失去最外层的电子，显示复原性，这与它们的原子构造有关。金属活动性顺序就是金属单质的复原性由强渐弱的顺序。按金属活动性顺序，把常见金属分为以下三组：活泼金属组：K、Ca、Na，Mg、Al；中活泼金属组：Zn、Fe，Sn、Pb、H；不活泼金属组：Cu、Hg、Ag，Pt、Au。如上所示，每个金属组又分为两个不同层次，显示其复原性的差异。这样复习金属单质的化学性质，有利于掌握金属的全局，以及金属复原

7、性强弱的变化规律。1跟O2反响：K、Ca、Na、Mg、Al迅速氧化，Zn、Fe、Sn、Pb缓慢氧化，Cu、Hg、Ag、Pt、Au很难氧化。2跟H2O反响：K、Ca、Na跟水反响剧烈，Mg、Al跟水在加热下缓慢反响，Zn、Fe在高温下跟水气反响，生成H2和金属氧化物。3跟盐酸反响：K、Ca、Na反响猛烈，Mg、Al反响剧烈，锌、铁反响较快，Sn、Pb反响缓慢，Cu、Hg、Ag、Pt、Au不能反响。4跟硝酸反响：Cu、Hg、Ag可与HNO3反响，Pt、Au不跟HNO3反响。2、与金属有关的特征的颜色：有色固体：红色Cu、Cu2O、Fe2O3红褐色FeOH3、蓝色CuOH2、CuSO4·5

8、H2O 黑色CuO、FeO、FeS、CuS、Ag2S、PbS、Fe3O4黄色AgI、AgBr 、Ag3PO4 、 S、 Na2O2 、FeS2绿色FeSO4·7H2O 、Cu2 OH2CO3有色溶液：Fe2+浅绿色、Fe3+黄色、Cu2+蓝色、MnO4紫色、Fe3+与苯酚紫色、Fe3+与SCN血红色等3、纯熟掌握：NaOH、Na2CO3、NaHCO3；Al3、AlO2、AlOH3；Fe、Fe2、Fe3等三组物质中的三角关系。【典型例题】例1以下金属冶炼的反响原理，错误的选项是A、2NaCl熔融2NaCl2B、MgOH2MgH2OC、Fe3O44CO3Fe4CO2 D、2HgO2HgO

9、2解析：此题要求掌握随着不同金属的阳离子的氧化才能不同，冶炼方法主要有：电解法、复原剂法、加热法等，我们可以根据金属活动顺序把金属冶炼的方法规律总结如下：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、PbHCu、Hg、Ag、Pt、Au、熔融电解法 高温复原剂法 加热法金属阳离子：得电子氧化性：弱强答案：B例2A、B两种固体，都由甲、乙两种元素组成。在A、B中，甲、乙两种元素的原子个数比分别为ll和l2。高温煅烧A、B时，产物都是C固体和D气体。由D可制得E酸。E和另一种酸组成的混合酸跟甲苯反响可生成三硝基甲苯。C与E的稀溶液反响得到溶液F，往F溶液中参加氢氧化钠溶液，有红褐色沉淀生成，该沉淀经

10、灼烧后转变成C。往F溶液中参加甲元素的单质得到溶液G。试根据以上信息填写以下空白：1A的化学式分子式是_；2B煅烧生成C和D的化学方程式是 ；甲元素的单质与F溶液反响的离子方程式是 ；3 往G溶液中参加NaOH溶液发生的现象是 。解析：此题由E和另一种酸组成的混合酸跟甲苯反响可生成三硝基甲苯。作为打破口得E可能为HNO3或H2SO4，然后由酸的制法可判断该酸为H2SO4，说明A、B中一种元素为S。而根据：“F溶液中参加氢氧化钠溶液，有红褐色沉淀生成，该沉淀经灼烧后转变成C。可得A、B中另一种物质为铁Fe。那么A为FeS、B为FeS2；甲为Fe、乙为S。依次可推出其他物质：C为Fe2O3、E为H

11、2SO4、F为Fe2SO43、G为FeSO4。答案：1 FeS 2 4FeS211O2 2Fe2O38SO2 2Fe3Fe3Fe23 生成的沉淀由白色变成灰绿色最终变成红褐色。例3Fe3O4可以写作Fe2O3·FeO，假设把Fe3O4看成是一种盐，又可写成FeFeO22。根据化合价规律和化学式书写方法，把Pb3O4用上述氧化物形式表示，其化学式为_；假设看成是一种盐，化学式为_。又知，高价Fe不能把HCl氧化，而高价Pb能把HCl氧化成Cl2。试分别写出Fe3O4、Pb3O4与盐酸反响的化学方程式。 解析：铅Pb是A族元素，化合价只有+2价和+4价。根据Fe3O4写成Fe2O3

12、83;FeO形式，+4价Pb的氧化物写在前，+2价的氧化物写在后，那么有： PbO2·2PbO。 又根据Fe3O4看成盐的形式FeFeO22分析，低价金属为阳离子，高价为酸根离子，那么Pb3O4可写成：Pb2PbO4. Fe3+不能氧化HCl，所以Fe3O4与HCl反响生成两种盐，属于复分解反响；而Pb4+有强氧化性，能把HCl氧化成Cl2，这时会生成PbCl2的盐。 答案 ：PbO2·2PbO；Pb2PbO4；Fe3O48HCl2FeCl3FeCl24H2O；Pb3O48HCl3PbCl2Cl24H2O例4以下各物质都是由短周期元素组成，它们之间的关系如以下图所示：常温下

13、，A、F为金属单质，F既能与L溶液反响，又能与N溶液反响。C、H、M为气体单质，其中H呈黄绿色，A、B、I、K、L、R焰色反响均为黄色。请答复：1P的构造式为，B的电子式为。2R的水溶液呈碱性的原因可用离子方程式表示为。3还有一种物质能与B反响生成C，写出这个反响的化学方程式。4还有一种物质能与J反响生成C，写出这个反响的化学方程式。5某气体Q具有漂白作用，将Q与H等物质的量通入水中所得溶液没有漂白作用，写出该过程中发生反响的离子方程式_。解析：此题以碱金属元素钠为中心，覆盖了氧族、卤族和镁、铝等多种元素的性质。本题打破口为寻找特征反响和现象：首先应该由焰色反响均为黄色，确定的是A为金属钠，黄

14、绿色气体确定H为Cl2，C、M可能属于H2、N2、O2和F2中的某一种，考虑到M和H均是电解产生的气体，显然M只能是H2，电解的对象为NaCl溶液，即I为NaCl，J为H2O，这样L只能是NaOH，依次类推可得F是铝，N为HCl，P为HClO，G为Al2O3，R为NaAlO2，B为Na2O2等。 答案：1P的构造式为：HOCl，B为Na2O2，电子式为略2AlO22H2OAlOH3OH；32Na2O22CO22Na2CO3O2；42F22H2O4HFO2；5SO2Cl22H2O4HSO422Cl例5钛Ti被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白TiO2是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是

15、钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位。用含有Fe2O3的钛铁矿主要成分为FeTiO3制取TiO2的流程如下：1Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第_周期，第_族。2步骤加铁的目的是_；步骤冷却的目的是_ _。3上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是_；考虑本钱和废物综合利用因素，废液中应参加_处理。4由金红石TiO2制取单质Ti，涉及到的步骤为： Cs + O2g CO2g； H = 393.5 kJ·mol-1 2COg + O2g 2CO2g； H =566 kJ·mol-1 TiO2s + 2Cl2g TiCl4s + O2g； H = +141 kJ&#

16、183;mol-1那么TiO2s + 2Cl2g + 2Cs TiCl4s + 2COg 的H = _。反响TiCl4 + 2Mg 2MgCl2 + Ti 在Ar气氛中进展的理由是_。解析：此题考察的是新情境下的工业流程图，同时还考察了盖斯定律和元素周期律的有关内容。按照钛的原子序数22可知钛的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d24s2，位于周期表中第四周期，第IVB族。流程中加过量铁屑的目的是为了将混合物中的Fe3+复原为Fe2+，从而在步骤冷却得到较纯洁的FeSO4·7H2O晶体。而在废液中参加石灰或碳酸钙、纯碱等可以中和废液中的酸，也可以得到副石膏等。而第4问那么

17、是有关盖斯定律的内容，×2，可得H -80 kJ·mol-1。TiCl4 + 2Mg 2MgCl2 + Ti，镁和钛的金属活泼性均较强，能与氧气等物质反响，因此，工业上制取钛时，应在Ar气氛中进展，以防氧化。答案：14 IVB 2将Fe3+复原为Fe2+，析出或别离、或得到FeSO4· 7H2O3FeSO4·7H2O，石灰或碳酸钙、废碱； 4-80 kJ·mol-1防止高温下MgTi与空气中的O2或CO2、N2作用例6有铁粉、三氧化二铁和氧化铜组成的混合物，投入到110mL 4mol/L的盐酸中，充分作用后得很浅的绿色溶液，产生标准状况下的气体896mL，并留下固体1.28 g 。过滤并将滤液稀释到200 mL ，经测定其中含有过量盐酸为0.4 mol/L 。试求原混合物中三种物质的质量。解析：分析该题，反响后溶液为浅绿色，证明溶液中无Cu2，又盐酸过量，知留下的固体中无铁粉，以此可通过得失电子守恒和Cl守恒列出两个方程求解。那么：根据题意，可把题中文字和数字的信息改组成如下框信息：根据Cl守恒，原盐酸中的Cl的物质的量应等于生成物FeCl2中C