金属及其化合物(11).ppt

化学（新课标）二轮复习专题,金属元素化合物,,2010年理综化学考试大纲（新课标）,1.了解常见金属如Na、Al、Fe、Cu等的活动顺序。2.了解常见金属如Na、Al、Fe、Cu等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。,金属元素概论,金属元素知识结构,金属元素,,位置与分类,晶体结构,原子结构,,续表,,金属元素,相同点,,最外层电子数较少,原子半径较大,,都具有还原性,,共性,,与非金属单质（O2SX2,与H水、酸,与强氧化性酸,盐溶液,与其它氧化剂,不同点,,核电荷数不同,原子半径不同,,金属活泼性不同,,差异性,,1.与水或酸反应的难易,2.氢氧化物碱性强弱,3.相互置换反应（原电池正负极）,金属腐蚀化学腐蚀、电化腐蚀,一、金属元素的位置和原子结构,【讨论】现有的元素周期表中含多少种金属元素分别处在元素周期表的哪里87种金属元素，22中非金属元素,一、金属元素的位置和原子结构,【讨论】金属元素原子结构特征是什么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。③半径同一周期原子r金属＞r非金属；同一元素的原子和阳离子r原子＞r阳离子,【讨论】金属如何分类（1）金属可分为重金属和轻金属，其中密度大于的叫做重金属，如（举5种）。（2）金属又可分为黑色金属和有色金属，其中Fe、Cr、Mn常称为。（3）在金属中，熔点最低的是，硬度最大的是，密度最大的是，熔点最高的是，稳定性最好的是，地壳中含量最大的是，延展性最好的是。,4.5g/cm3,Cu、Pb、Hg、Ag、Au,黑色金属,Hg,Cr,Os,Re,Au,Al,Au,一、金属元素的位置和原子结构,练习1、下列叙述中，可以肯定是一种主族金属元素的是A．原子最外层有3个电子的一种金属B．熔点低于100℃的一种金属C．次外电子层上有8个电子的一种金属D．除最外层，原子的其他电子层电子数目均达饱和的一种金属,AC,2、A、B、C、D、E五种物质都含有同一种短周期元素，它们按下图所示关系相互转化，已知A为单质，则（1）写出AE的分子式；（2）写出AD、CD、CE反应的化学方程式。,ANa、BNa2O、CNa2O2、DNaOH、ENa2CO3,二、金属的晶体结构和物理性质,金属晶体金属晶体是由金属阳离子通过与自由电子的强烈相互作用（即金属键）紧密堆积而形成的晶体。金属的物理性质金属都具有金属光泽、良好的导电、导热性和延展性。而密度、颜色、硬度、熔点等，不同金属之间存在一定的差别。,思考金属晶体熔点高低及硬度大小的变化规律,1同主族金属元素价电子数目相同，从上到下随着原子序数的递增，电子层数增多，原子半径增大，金属晶体中金属阳离子与自由电子的作用逐渐减弱，因此它们的熔点逐渐降低，硬度逐渐减小。如碱金属熔点钠比钾高，硬度钠比钾大。,2同一周期金属元素的原子的电子层数相同，从左到右随着原子序数的递增，价电子数增多，原子半径减小，金属晶体中金属阳离子与自由电子的作用逐渐增强。因此它们的熔点逐渐升高，硬度逐渐增大。如按钠、镁、铝顺序熔点依次升高，硬度依次增大。,二、金属的晶体结构和物理性质,合金两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。合金具备金属特性光泽、热电良导体、延展性。特点熔沸点一般低于组分单质;硬度一般比组分单质大。但导电、导热性比组分差,黄铜铜、锌合金,钢铁、碳合金,硬铝铝、铜、镁、锰、硅的合金,三、金属的化学性质,由金属活动顺序表分析金属知识的规律,KCaNaMgAlZnFeSnPbHCuHgAgPtAu,1、原子失去电子的能力,2、金属阳离子得电子的能力,3、金属锈蚀的难易,4、金属的存放,5、自然界的主要存在形式,6、金属的冶炼,8、与水的作用,7、与氧气的化合,15、硫化物的性质,14、硝酸盐的受热分解产物,13、常见碳酸盐的热稳定性,10、与盐溶液的反应,9、与酸的反应,11、氢氧化物的稳定性,12、氢氧化物的碱性强弱,三、金属的化学性质,金属原子易失去价电子成为阳离子，因而表现出较强的还原性。由于不同的金属原子结构、原子半径的不同，表现的还原性也有强弱不同。1O2KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu常温迅速成膜加热加热能反应不反应,讨论1Mg和Al都属于活泼金属，在实验室中应如何贮存为什么2Na、Mg、Fe、Cu分别与O2、S、Cl2在一定条件下反应，得到的产物各为什么,三、金属的化学性质,2H2OKCaNaMgAlZnFeSnPb冷水剧烈热水缓慢水蒸气高温不反应氢氧化物和氢气氧化物和氢气3酸KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu常温下与非氧化性酸反应氧化性酸王水4置换反应,,产物,四、金属活动性顺序的应用,KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu判断金属的活动性顺序。判断金属与酸溶液反应的激烈程度等情况。判断金属单质还原性强弱。判断金属低价阳离子的氧化性强弱。判断金属金属性的强弱顺序。判断原电池的正负极。,,四、金属活动性顺序的应用,判断和水、氧气反应条件以及产物。判断相同浓度相同阴离子溶液的酸碱性强弱顺序。判断电解时阳离子和金属电极的放电顺序。判断金属单质的制备方法。,练习A、B、C、D、E分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五种金属中的一种，已知①A、C均能与稀H2SO4反应放出气体;②B与D的硝酸盐反应，置换出单质D；③C与强碱反应放出气体；④C、E在冷浓硝酸中发生钝化.由此可判断A、B、C、D、E依次为A.Fe、Cu、Al、Ag、MgB.Al、Cu、Mg、Ag、FeC.Mg、Cu、Al、Ag、FeD.Mg、Ag、Al、Cu、Fe,C,五、金属的冶炼,将金属化合物或矿石通过还原反应的方法使金属阳离子还原成金属单质的过程。随着不同金属的阳离子的氧化能力不同，主要有电解法、还原剂法、加热法等。KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu熔融电解高温还原加热法富集,冶炼步骤,矿石的富集→冶炼→精炼（提纯）,六、金属的回收和资源保护,回收废旧金属再利用，既节约资源，又防止污染,练习,1、下列有关金属元素特征的叙述正确的是A.金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性B.金属元素在化合物中一定显正价C.金属元素在不同的化合物中的化合价均相同D.金属元素的单质在常温下均为金属晶体E.金属性越强的元素相应的离子氧化性越弱F.金属元素只有金属性，不可能形成酸根离子G.价电子越多的金属原子金属性越强H.离子化合物一定含金属元素,BE,2、X、Y、Z、M、N代表五种金属。有以下化学反应①水溶液中X＋Y2＋＝X2＋＋Y②Z＋2H2O冷＝ZOH2＋H2↑③M、N为电极与N盐溶液组成原电池，发生的电极反应为M－2e＝M2＋④Y可以溶于稀硫酸中，M不被稀硫酸氧化则这五种金属的活动性由弱到强的顺序是A.MMgB．AlMgFeC．MgAlFeD．MgAlFe,B,2、将Na2O2投入FeCl3溶液中，可观察到的现象是A.生成白色絮状沉淀B.有刺激性气味的气体放出C.有无色无味的气体放出D.生成红褐色沉淀3、限用一种试剂将AgNO3、NaCl、NH42SO4、CuCl2、FeSO4、MgSO4、FeNO33、AlCl3八种溶液一一鉴别出来，这种试剂是A.BaCl2溶液B.Na2S溶液C.氨水D.NaOH溶液,CD,D,不能忽视的元素铜,,,1、在周期表中位置第四周期IB族,最外层只有一个e-.,,颜色红色紫红色金属，质软，密度8.92g/cm3，熔点1083OC沸点2582OC导电性热和电的良导体仅次于Ag。,2、物理性质,价态1不稳定.2稳定,,,元素周期表,,,,【铜在周期表中的位置及其原子结构】,29Cu铜3s23p63d104s1,,,,3、存在游离态自然铜;化合态黄铜矿CuFeS2辉铜矿Cu2S赤铜矿Cu2O蓝铜矿2CuCO3CuOH2,,,4、铜的冶炼1.火法CuOCCuCO2高温2.湿法①Cu2FeCuFe2②电解法CuSO4溶液电解精炼电解液硫酸硫酸铜电极粗铜.精铜,,,【铜及其化合物的相互转化关系】,,,5、铜化学性质,CuCl2CuCl2点燃现象棕黄色的烟;溶于水黄绿色绿色---蓝色CuO22CuO2CuSCu2S黑色物质2Cu4HClO22CuCl22H2O,2CuO2H2OCO2Cu2OH2CO3铜锈铜绿Cu2H2SO4浓CuSO4SO2↑2H2O加热Cu4HNO3浓CuNO322NO2↑2H2O,6、氧化物CuO黑色，Cu2O红色碱性氧化物CuOH2SO4CuSO4H2OCu2OH2SO4CuSO4CuH2OCuOCCO、H2CuCOCO2、H2O,,,7、氢氧化物CuOH2不溶性弱碱CuOH2H2SO4CuSO42H2OCuOH2CuOH2O,弱氧化性新制氢氧化铜悬浊液反应,红色,配制新制的CuOH2悬浊液,2ml10NaOH2CuSO448滴,,蓝色絮状沉淀,,0.5ml乙醛、加热,红色沉淀Cu2O,Cu22OHCuOH2↓,该反应可用于鉴定－CHO的存在。在碱性环境中进行。－CHO与[AgNH32]OH或CuOH2均以物质的量比12反应。,氧化剂,还原剂,几种重要的铜化合物及其转化,Cu2＋的检验向CuSO4溶液中滴加NaOH溶液→CuOH2沉淀然后加入浓氨水，再滴加NaOH溶液→四氨合铜离子（深蓝色）的特征颜色，这个实验可以用来检验铜离子的存在．,六、常见合金的重要应用,,金属材料的基本元素是金属。因此，笼统地说，金属材料具有高强度、优良的塑性和韧性，耐热、耐寒，可铸造、锻造、冲压和焊接，还有良好的导电性、导热性和铁磁性，因此是一切工业和现代科学技术中最重要的材料。,金属材料可分为两大类钢铁和非铁金属（或有色金属）。,或分为有色金属,黑色金属,包括铁、铬、锰,除铁、铬、锰以外的其他金属,还有没有其他分类方法,,合金的分类,１、铁合金,铁合金,按组成元素分类铁合金和非铁合金,根据含碳量的高低,生铁,钢,低碳钢,合金钢,铸造生铁（灰口铁）,炼钢生铁白口铁,碳素钢,中碳钢,高碳钢,在碳素钢中加入铬锰钨镍钼钴硅等合金元素,24.3,0.032,,,,,球墨铸铁,＜0.3,0.30.6,＞0.6,由于组成不同，导致在性能、应用上均不同。,具有各种不同的优良性能。,2、铜合金,铜合金,黄铜,青铜,,白铜,含CuZn耐腐蚀，耐磨，可塑性强，硬度较小。,含CuSnPb等硬而脆，强度大,含NiZn（少量Mn）制洒具等,3、铝合金密度小、强度大。,合金的成分不同，其性质也不相同；如果改变某一合金元素的含量，合金的性质也会发生改变。,课堂达标练习,1.下列叙述中，正确的是A.钠元素在自然界中，主要以化合态形式存在，其中最多的是碳酸钠B.运用钠蒸气放电发光的性质，制造的高压钠灯能发出强烈的白炽光，其射程远，穿透力强，可作航船的探照灯.C.单质钠是一种很强的还原剂，可以把钛、锆、铌、钼等金属从它们的化合物中氧化出来.D.钠着火后，可用砂子灭火，不能用水，也不能用泡沫灭火器灭火.,D,2.将一块金属钠投入到饱和的澄清石灰水中，看到的现象是A.置换出金属钙而有固体析出B.反应比在水中剧烈、引起燃烧C.溶液变浑浊，并放出气体,c,3、钡和钠相似，也能形成含O22-离子的过氧化物。下列叙述中正确的是A、过氧化钡的化学式为Ba2O2B、1mol过氧化钠或过氧化钡跟足量水反应都生成0.5molO2C、O22-离子的电子式为［O∶O］2-D、过氧化钠或过氧化钡都可做氧化剂,BD,4、下列物质跟水反应时，水为还原剂的是A、F2B、NaC、Na2O2D、CaO5、将Na2O2投入FeCl2溶液中，可观察到的现象是A、生成白色沉淀B、生成红褐色沉淀C、有气泡产生D、无变化6、①0.1L1mol/L的纯碱溶液逐滴滴入0.1L1.25mol/L的盐酸中；②将0.1L1.25mol/L的盐酸逐滴滴入0.1L1mol/L的纯碱溶液中；两种操作产生CO2的体积比为A、5∶2B、2∶5C、2∶1D、1∶1,A,BC,A,7、金属钠、氧化钠和过氧化钠的混合物的质量为3.72g，与足量的水反应生成672ml混合气体标况，放电引燃，混合气体恰好完全反应，则原混合物中，金属钠、过氧化钠、氧化钠的物质的量之比为A.1∶1∶1B.2∶1∶1C.1∶1∶2D.3∶1∶2,B,8、2.1g平均相对分子质量为7.2的CO与H2组成的混合气体与足量的O2充分燃烧后，立即通入足量的Na2O2固体中，固体的质量增加A.2.1gB.3.6gC.7.2gD.无法计算,A,9.下列叙述中，可以说明金属A的活泼性比金属B活泼性强的是（）A、在氧化还原反应里，A失去电子数比B多B、在水溶液中，同价态的离子，A比B的氧化性强C、常温下，A能溶于浓硝酸而B不能D、把A与B用导线作电极组成原电池时，A是负极,D,10.下列关于铯的叙述中，不正确的是（）A、氢氧化铯是一种强碱B、铯与水或酸反应强烈，都生成氢气C、碳酸铯加热可生成氧化铯和二氧化碳D、硫酸铯、碳酸铯、亚硫酸铯都易溶于水,C,11.向紫色石蕊试液中加过量的过氧化钠，正确的是（）A、溶液为紫色B、最后溶液变蓝色C、最后溶液褪色D、有气泡产生,CD,12.向一定量的Fe、FeO、Fe3O4混合物中加入100ml1.0mol/l的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224ml标准状况的气体，在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现，若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，所得铁的质量是（）克A、11.2B、5.6C、2.8D、无法确定,C,13.铜和镁合金4.6克完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原的产物只有4480ml的NO2和336mlN2O4（标况下），在反应的溶液中加入足量的NaOH溶液，生成的沉淀质量为（）克A、9.02B、8.51C、8.26D、7.04,B,14.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等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为A．11B．21C．31D．13,C,15.将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是CA.稀硝酸B.稀盐酸C.硝酸铜D.氢氧化钠16.有一不纯的铝样品中含有硅和铁两种杂质，现取两份等质量的样品分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，充分反应后生成等质量的气体。已知在常温下，硅可与强碱溶液反应生成硅酸盐和氢气。则此不纯的铝样品中含铁和硅的质量之比为AA.41B.21C.31D.11,17.下列物质中①Al2O3，②MgOH2，③AlOH3，④NH4Cl，⑤NaHCO3，⑥AlCl3，它们中既能跟硫酸反应，又能跟NaOH溶液反应的是（DA．①③⑥B．只有①③C．只有②③D．①③④⑤18.将等物质的量的镁和铝相混合，平均分成4份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是AA.3molL-1HClB.4molL-1HNO3C.8molL-1NaOHD.18molL-1H2SO4,,19.下列各组试剂，只用试管和胶头滴管，不用任何试剂就可以鉴别的是（AB）A.KOH和Al2SO43B.稀HCl和Na2CO3C.CaCl2和Na2CO3D.BaOH2和NaHSO4,20.不用其它试剂，仅用试管无法鉴别组内两种溶液的是CA．AlCl3和NaOHB．NaAlO2和HNO3C．AgNO3和NaClD．AgNO3和NH3H2O,21.在pH＝2的溶液中，下列各组离子可以大量共存的是（A）A．K＋、Ba2＋、Cl－、NO3－B．Ca2＋、Al3＋、HCO3－、Cl－C．Na＋、AlO2－、OH－、SO42－D．H＋、NH4＋、ClO－、S2－某22.无色溶液中加入铝粉只产生氢气，则下列离子组合中，可能大量共存的是CDA．K、NH4、Cl-、NO3-B．K、Na、Cl-、HCO3-C．K、NH4、Cl-、SO42-D．K、CO32-、Cl-、SO32-23.某无色透明溶液跟金属Al反应，放出H2。试判断下列离子Mg2、Cu2、Ba2、H、Ag、SO42-、OH-、CO32-、HCO3-、NO3-，下列两种情况能存在此溶液中。当生成Al3时，可能存在________________当生成AlO2－时，可能存在________________,OH－、Ba2、NO3－,H＋、Mg2、SO42－,,,24.只用一种试剂变可用化学的方法鉴别下列七种溶液NaCl、MgCl2、AlCl3、FeCl3、FeCl2、CuCl2、AgNO325.将4.08g镁铝合金，投入400ml1.2mol/L的盐酸中，金属全部溶解，再加入3mol/L的氢氧化钠溶液，若使沉淀量达到最大值，应加入氢氧化钠溶液的体积为__________mL,,160mL,NaOH,26.某待测液中可能含有Al3、Fe3、Fe2、Ag、Ca2、Ba2、NH4等离子,进行了下述实验（所加酸、碱、氨水、溴水都是过量的）,根据实验结果（1）判断待测液有无Ca2、Ba2离子，并写出理由（2）写出沉淀D的分子式（3）写出从溶液D生成沉淀E的反应的离子方程式,D,【答案】（1）含有Ba2、Ca2中的一种或两种。因为BaSO4不溶于水，CaSO4微溶于水（2）FeOH3（3）AlO2-CO22H2OAlOH3↓HCO3-,,27.提示某些金属氧化物跟熔融烧碱反应可生成盐，根据化学反应方框图填空,（1）单质F是_________；（2）写出由E生成G的离子方程式（或化学方程式）_________；（3）溶液I中所含金属离子是_________；（4）由C→EF若改用浓酸，则不能选用的浓酸是（写分子式）_________。,（1）H2；（2）4Fe28NH3H2OO22H2O4Fe（OH3↓8NH4或Fe22NH3H2O（OH）2↓2NH4；4Fe（ＯＨ）2O22H2O（OH）3；（3）Al3和Na；（4）H2SO4或HNO3,,,28．某混合物A，含有KAl（SO4）2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化,据此判断（1）固体B所含物质的化学式为；（2）固体E所含物质的化学式为；（3）反应①的离子方程式为。,（3）AlO2-CO22H2OAlOH3↓HCO3-,1Al2O32NH42SO4、K2SO4,,29.某待测液A、B、C、D、E中可能含有Al3、Fe3、Ag、Ba2、Na等阳离子和Cl-、CO32-、NO3-、SO42-、OH-阴离子（都不重复）进行如下实验①C溶液中加纯铁粉，溶液的质量增加。②A、E都成碱性，测得0.1mol。L-1的A溶液的PH值小于13。③在B溶液中逐渐滴加入氨水出现沉淀，继而沉淀消失。④在D溶液中加入BaNO32溶液，无明显现象。由上述现象可推知各种溶液由上述阴、阳离子所组成的物质的分别是A________B______C_________D________E________。,Na2CO3,AgNO3,Fe2SO43,AlCl3,BaOH2,【答案】1防止烧瓶受热不均匀而破裂。22H2SO4浓2NaClMnO2＝Na2SO4MnSO4Cl2↑2H2O3生成的AlCl3受热升华，在E处凝结析出。4未经除去的HCl和水蒸气随同Cl2一同进入D管，与铝反应生成H2，H2与Cl2混合物受热可能爆炸，水蒸气与AlCl3作用也可能爆炸5吸收尾气中未反应的Cl2，以免污染空气；还能起干燥作用，防止外部空气中的水蒸气进入D管，使AlCl3水解。6AlCl33H2OAlOH33HCl↑,,30.超细氮化铝粉末被广泛应用于大规模集成电路生产等领域。其制取原理为Al2O3＋N2＋3C2AlN＋3CO由于反应不完全，氮化铝产品中往往含有炭和氧化铝杂质。为测定该产品中有关成分的含量，进行了以下两个实验（1）称取10.00g样品，将其加入过量的NaOH浓溶液中共热并蒸干，AlN跟NaOH溶液反应生成NaAlO2，并放出氨气3.36L（标准状况）。①上述反应的化学方程式为AlN＋NaOH＋H2O→NaAlO2＋NH3↑②该样品中的A1N的质量分数为61.5％。（2）另取10.00g样品置于反应器中，通入2.016L（标准状况）O2，在高温下充分反应后测得气体的密度为1.34gL－1（已折算成标准状况，AIN不跟O2反应）。该样品中含杂质炭1.92g。,31.锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱。但是氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成ZnNH342。回答下列问题（1）单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为（用化学式表示）。（2）写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式。（3）下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法即可鉴别的是。①硫酸铝和氢氧化钠②硫酸铝和氨水③硫酸锌和氢氧化钠④硫酸锌和氨水（4）写出可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式。试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌的原因。,（1）AlO2-[或]AlOH4-（2）Zn2NaOHNa2ZnO2H2[或]Zn2NaOH2H2ONa2ZnOH4H2（3）①③④（4）Al33NH3.H2OAlOH3↓3NH4可溶性锌盐与氨水反应产生的ZnOH2可溶于过量氨水中，生成ZnNH342，氨水的用量不易控制,,,,31.无水氯化铝是白色晶体，易吸收水分，在178℃升华。装有无水氯化铝的试剂瓶久置潮湿空气中，会自动爆炸并产生大量白雾。氯化铝常作为有机合成和石油化工的催化剂，并用于处理润滑油等。工业上由金属铝和氯气作用或由无水氯化氢气体与熔融金属铝作用而制得。某课外兴趣小组在实验室里，通过如图所示装置制取少量纯净的无水氯化铝。,请回答1开始实验时，不能先点燃A装置的酒精灯，后打开分液漏斗的活塞，将适量浓硫酸注入烧瓶里，其理由_。2A装置中发生反应的化学方程式_。3在E处可收集到纯净的氯化铝，其原因是。4从A装置导出的气体若不经过B，C装置而直接进入D管，将对实验产生不良的后果是_。5F装置所起的作用有_。6无水氯化铝在潮湿空气中会产生大量白雾，有关反应的化学方程式为______,【答案】1防止烧瓶受热不均匀而破裂。22H2SO4浓2NaClMnO2＝Na2SO4MnSO4Cl2↑2H2O3生成的AlCl3受热升华，在E处凝结析出。4未经除去的HCl和水蒸气随同Cl2一同进入D管，与铝反应生成H2，H2与Cl2混合物受热可能爆炸，水蒸气与AlCl3作用也可能爆炸5吸收尾气中未反应的Cl2，以免污染空气；还能起干燥作用，防止外部空气中的水蒸气进入D管，使AlCl3水解。6AlCl33H2OAlOH33HCl↑,,,,谢谢大家,