金属的化学性质及其化合物用途广泛的金属材料.docx
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金属的化学性质及其化合物用途广泛的金属材料
1、金属的物理性质:
常温下,金属一般为银白色晶体(汞常温下为液体),具有良好的导电性、导热性、延展性,金属的熔沸点和硬度相差很大。
2、金属的化学性质多数金属的化学性质比较活泼,具有较强的还原性,在自然界多数以化合态形式存在。
Na
Al
Fe
与O2反应
常温下氧化成Na2O;点燃生成Na2O2,Na保存在煤油中
常温下氧化生成致密氧化膜,使得铝耐腐蚀,纯氧中可燃
潮湿空气中腐蚀,纯氧中点燃生成Fe3O4与H2O反应
与酸反应
反应
与盐反应
反应
与碱反应
不反应
反应
不反应
与水反应
反应
不反应
不反应
金属活泼性
金属活泼性逐渐减弱
三、金属化合物的性质
1、氧化物
Na2O
Na2O2
Al2O3
Fe2O3
颜色状态
白色粉末
淡黄色粉末
白色粉末
红棕色粉末
属性
碱性氧化物
过氧化物
两性氧化物
碱性氧化物
与酸反应
生成钠盐和水
生成盐、氧气和水
生成铝盐和水
生成铁盐和水
与碱反应
不反应
反应
不反应
与水反应
反应
不反应
2、氢氧化物
NaOH碱性氢氧化物;稳定;无还原性;化工原料
Al(OH)3两性氢氧化物;与碱反应;受热分解;无还原性;脱色净水中和胃酸
Fe(OH)2碱性氢氧化物稳定;无还原性;净水
Fe(OH)3碱性氢氧化物;稳定;有还原性;净水
3、盐
Na2CO3与酸反应;不与碱反应;无氧化还原性;稳定;工业原料等
NaHCO3与酸反应;不与碱反应;无氧化还原性稳定;中和胃酸;制糕点;净水剂等
FeCl2与酸反应不与碱反应有氧化还原性稳定;印刷线路板等遇KSCN不显血红色,加入溴水后显红色
FeCl3与酸反应;不与碱反应;有氧化还原性;稳定;遇KSCN显血红色
四、金属及其化合物之间的相互转化
1、钠及其重要化合物之间的转化关系,写出相应的化学反应方程式。
2、铝及其重要化合物之间的转化关系,写出相应的化学反应方程式。
3、铁及其重要化合物之间的转化关系,写出相应的化学反应方程式。
五、用途广泛的金属材料:
合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面不同于各金属成分。
合金的硬度一般比它的各成分金属的大,多数合金的熔点比它的各成分金属的低。
合金在工业上具有比纯金属更广泛的用途。
1)钠及其化合物的性质和用途
1.钠的物理性质和化学性质
物理性质钠是一种银白色、质软、可用小刀切割的金属,比水轻,熔点97.81℃,沸点882.9℃
化学性质①与氧气反应:
4Na+O2=2Na2O(常温下缓慢氧化)2Na+O2=Na2O2
②与其他非金属反应:
2Na+S=Na2S(发生爆炸)2Na+Cl2=2NaCl(产生大量白烟)③与水反应:
2Na+H2O=2NaOH+H2↑(浮于水面上,迅速熔化成一个闪亮的小球,并在水面上不停地游动)
④与盐反应:
2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2+Na2SO4+H2↑(钠不能从溶液中置换出其他金属)
2.钠的保存由于钠的化学性质非常活泼,易与空气中的O2和H2O等反应,所以金属钠保存在煤油之中。
金属钠在空气中变质的过程可以表示为:
银白色的金属钠------表面变暗(生成Na2O)------出现白色固体(NaOH)-----表面变成粘稠状(NaOH潮解)------白色块状固体(Na2CO3•10H2O)------风化为白色粉未状物质(Na2CO3)
3.氧化钠和过氧化钠
氧化钠白色固体Na2O不稳定,在空气中可以继续氧化:
2Na2O+O2=2Na2O2;Na2O+H2O=2NaOH一般不表现出氧化性,也不表现还原性,无漂白性
过氧化钠淡黄色固体Na2O2稳定,加热不分解2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;Na2O+CO2=Na2CO3;2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2有强氧化性和一定的还原性,有漂白性,可以杀菌消毒
4.碳酸钠的碳酸氢钠
碳酸钠:
苏打、纯碱;通常以Na2CO3•10H2O存在,为无色晶体,易风化失水为白色粉未Na2CO3;易溶于水;稳定,受热为分解2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O;与盐酸反应Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3、Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O;与碱反应Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH
碳酸氢钠:
小苏打;白色粉未;溶解度较碳酸钠小;与盐酸反应NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O与碱反应NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
用途重要的化工原料,用于玻璃、造纸、纺织、洗涤剂等的生产;食品工业,泡沫灭火剂等
2)、金属一般比较活泼,容易与O2反应而生成氧化物,可以与酸溶液反应而生成H2,特别活泼的如Na等可以与H2O发生反应置换出H2,特殊金属如Al可以与碱溶液反应而得到H2。
3)、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H22Al+3H2SO4(稀)=Al2(SO4)3+3H2 A12O3为两性氧化物,Al(OH)3为两性氢氧化物,都既可以与强酸反应生成盐和水,也可以与强碱反应生成盐和水。
4)合金:
两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合在一起而形成的具有金属特性的物质。
合金的特点;硬度一般比成分金属大而熔点比成分金属低,用途比纯金属要广泛。
5)焰色反应
(1)焰色反应:
许多金属或它们的化合物在灼烧时都能使火焰呈现特殊颜色,这在化学上叫做焰色反应。
焰色反应是鉴别物质的一种方法,但焰色反应只是一种现象,而且焰色反应中只认元素,不认元素的存在形态。
(2)焰色反应蘸取待测液的金属丝最好是铂丝,也可用光洁无锈的铁丝或镍丝等代替,使用前要用稀盐酸将其表面的氧化物洗净并灼烧至火焰基本无色方可使用。
基本步骤为:
①铂丝在火焰上灼烧至原火焰色②蘸取溶液(沾取固体)放在火焰上灼烧,观察火焰颜色,观察钾火焰颜色要透过蓝色的钴玻璃去观察③盐酸洗铂丝④铂丝在火焰上灼烧至原火焰色(如不能灼烧至原火焰色,则需再酸洗,再灼烧)⑤再蘸取(沾取)另外化学药品进行实验。
注意:
钾、钠焰色反应颜色:
钾——紫色(透过蓝色钴玻璃)钠——黄色
例1在FeCl3和CuCl2混合液中,加入一定量的铁粉,充分反应后,溶液中的金属离子不可能是
A.仅有Fe2B.有Cu2、Fe2和Fe3
C.仅有Cu2和Fe2D.仅有Fe3和Fe2
例2铜粉放入稀硫酸溶液中,加热后无明显现象发生。
当加入一种盐后,铜粉的质量减少,溶液呈蓝色,同时有气体逸出。
该盐是
A.Fe2(SO4)3B.Na2CO3C.KNO3D.FeSO4
例3A→J有如图所示的转化关系(反应条件、部分反应物和产物已省略):
其中A、D为银白色金属单质;B为淡黄色粉末,C为红棕色粉末,E为黑色晶体;
H久置于空气中,由白色固体变成灰绿色,最终变成红褐色I;B和I在一定条件下反应生成J,J的化学式为Na2FeO4,它是一种优良的净水剂。
(1)写出下列物质的化学式:
A____________,B____________,E____________,I____________。
(2)回答下列问题:
反应①的实验现象有(答3点以上):
___________________;___________________;____________________。
J是一种优良的净水剂原因:
a:
______________________________________________;
b:
______________________________________________;
c:
______________________________________________。
(3)在①∽⑧的所有反应中,属于氧化还原反应的有(填序号)________________。
(4)写出反应的离子方程式:
⑥__________________________________________________。
⑦__________________________________________________。
(5)写出在碱性条件下发生反应②的化学方程式,并用单线桥法标明电子转移方向和数目:
______________________________________________。
基础题
1.下列关于金属的叙述中正确的是
A.所有的金属都是固态的
B.金属具有导电性、导热性和延展性
C.活泼的金属、或较活泼的金属能与酸反应,但不能与碱反应
D.金属元素在自然界中都是以化合态存在的
2.地壳里含量最多的金属元素是
3.A.氧B.铝C.硅D.铁
3.铝在人体中积累可使人慢性中毒,世界卫生组织将铝确定为食品污染源之一而加以控制。
铝在下列使用场合中,必须加以控制的是
A.制造炊具B.制防锈油漆C.制铝合金窗D.炼铝厂制造铝锭
4.少量钠应保存在
A.密闭容器中B.水中C.煤油中D.汽油中
5.下列关于金属Na的叙述中,说法正确的是
A.Na在空气中燃烧,发出黄色火焰B.Na在空气中燃烧,产物是Na2O
C.Na是银白色金属,硬度大,熔点高D.Na常温和加热时反应,产物一样
6.钠着火时,可用来灭火的物质或器材是
A.自来水B.沙土C.泡沫灭火器D.四氯化碳灭火器
7.铝在空气中能够稳定存在的原因是
A.铝的活泼性差B.铝的还原性差
C.铝与氧气不反应D.铝表面有氧化膜
8.(双选)下列关于金属铝的叙述中,说法不正确的是
A.Al是地壳中含量最多的元素
B.Al是比较活泼的金属,在化学反应中容易失去电子,表现还原性
C.Al箔在空气中受热可以熔化,且发生剧烈燃烧
D.Al箔在空气中受热可以熔化,由于氧化膜的存在,熔化的Al并不滴落
9.为了除去铁粉中的少量铝粉,可以选取下列哪种溶液
A.浓盐酸B.硝酸C.硫酸D.浓氢氧化钠溶液
10.钠与水反应时的现象与钠的下列性质无关的是
A.钠熔点低B.钠的密度小C.钠的硬度小D.有强还原性
11.下列物质中,不属于合金的是
A.硬铝B.水银C.黄铜D.钢铁
12.纯碱和小苏打都是白色晶体,在日常生活中都可以找到。
若要在家中将它们区分开来,下面的方法中可行的是
A.分别放在炒锅中加热,观察是否有残留物
B.分别用干净铁丝蘸取样品在煤气炉的火焰上灼烧,观察火焰颜色
C.将样品溶解,分别加入澄清石灰水,观察是否有白色沉淀
D.在水杯中各盛相同质量的样品,分别加入等体积的白醋,观察反应的剧烈程度
13.钠与水反应的现象和钠的下列性质无关的是
A.钠的熔点较低B.钠的密度小于水C.钠的硬度较小D.钠的还原性强
中等题
14、检验溶液中是否含有某种离子,下列操作方法正确的是
A.加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,证明含有Cl—
B.加入BaCl2溶液,析出白色沉淀,继续加过量的稀HNO3,沉淀不消失,
证明溶液中含有SO42—
C.加浓NaOH溶液后加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,
证明有NH4+
D.加入盐酸,放出能使澄清的石灰水变浑浊的气体,证明一定含有CO32—
15.金属钠分别与下列溶液反应时,既有气体又有沉淀产生的是
A.(NH4)2SO4B.NaHCO3C.BaCl2D.CuSO4
16.(双选)下列叙述中,不正确的是
A.钠原子有强还原性,钠离子有弱氧化性
B.Na+离子浓度大的溶液一定显碱性
C.由于钠很活泼,所以定能从溶液中置换出金属活动性顺序表中钠后面的金属
D.钠是电和热的良导体
17.(2011北京高考11)下列实验方案中,不能测定Na2CO3和NaHCO3,混合物中Na2CO3质量分数的是
A.取a克混合物充分加热,建中b克
B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体
C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克
D.取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b克固体。
18.下列各组中的两种物质作用时,反应条件(温度、反应物用量)改变,不会引起产物种类改变的是
A.Na和O2B.NaOH和CO2C.Na2O2和CO2D.明矾与氢氧化钠溶液
19.用一种试剂就可以将NaOH、NH4SCN、AgNO3、Na2SO4四种无色溶液一一鉴别出来,这种试剂是
A.溴水B.FeCl3C.Fe(NO3)3D.BaCl2
20.在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉,待反应结束,所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引,则反应后溶液中存在较多的阳离子是
A.Cu2+B.Fe3+C.Fe2+D.H+
21.出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。
下列说法正确的是
A.锡青铜的熔点比纯铜高
B.在自然环境中,锡青铜中的锡对铜起保护作用
C.锡青铜合金的硬度比组成它的单一金属低
D.生成的Cu2(OH)3Cl属于碱
22.Na2O、NaOH、Na2CO3、NaCl、Na2SO4可按某种标准划为同一类物质,下列分类标准正确的是
①钠的化合物②能与硝酸反应的物质③可溶于水或与水反应的物质
④电解质⑤钠盐⑥钠的含氧化合物
A.①③④⑤B.①②⑤⑥C.①③④D.②⑤⑥
23.把少量的金属钠分别放入钠放入CuSO4溶液中,现象是______________________________
___________,离子方程式是__________________________________________。
24.碱金属能形成离子型氢化物。
如氢化钠的化学式为NaH,其中H-具有较强的还原性。
⑴NaH能与水剧烈反应生成对应的碱和氢气,反应的化学方程式为_________________
___________________,氧化剂是_____________,还原剂是_____________。
⑵常用NaH在高温下将TiCl4还原成Ti,反应的化学方程式为_____________________
__________________________,氧化剂是_____________,还原剂是_____________。
难题
26.将2.3g钠放入100g水中,生成溶液中溶质的质量分数是
A.等于2.3%B.等于4%C.大于2.3%D.大于4%
27.分别将0.2mol的Na、Mg、Al投入500mL浓度为为0.2mol/L的盐酸中,生成氢气的质量比为
A.1:
2:
3B.1:
1:
1C.3:
2:
1D.2:
1:
1
28.足量的铝分别与等物质的量浓度的稀硫酸和氢氧化钠溶液反应,放出的气体体积在标准状况下相等,则所取稀硫酸和氢氧化钠溶液的体积比为
A1︰2B3︰2C3︰1D6︰1
29.(2011福建高考9)下表各选项中,不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是
选项
化合物
A
B
C
D
Y
CO2
Fe2O3
C2H5OH
FeCl3
W
MgO
Al2O3
C2H5ONa
CuCl2
30.(2011广东高考10)某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质,
操作正确且能达到目的的是
A、将水加入浓硫酸中得到稀硫酸,置镁片于其中探究讨Mg的活泼性
B、将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中,观察Mg(OH)2沉淀的生成
C
、将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤,洗涤并收集沉淀
D、将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中,加足量稀盐酸,加热蒸干得无水MgCl2固体
31(2011山东高考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、Fe
Cl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
D.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液是阴极上依次析出Cu、Fe、Al
32.(2011重庆)下列叙述正确的是
A.Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同
B.K、Zn分别与不足量的稀硫酸反应所得溶液均呈中性
C.Li、Na、K的原子半价和密度随原子序数的增加而增大
D.C、P、S、Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强
33.(2011上海5)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的自来水处理剂,它的性质和作用是
A.有强氧化性,可消毒杀菌,还原产物能吸附水中杂质
B.有强还原性,可消毒杀菌,氧化产物能吸附水中杂质
C.有强氧化性,能吸附水中杂质,还原产物能消毒杀菌
D.有强还原性,能吸附水中杂质,氧化产物能消毒杀菌
34.(2011上海8)高炉炼铁过程中既被氧化又被还原的元素是
A.铁B.氮C.氧D.碳
课后作业
1.下列化学方程式书写正确的是()
A.2Fe+6HCl==2FeCl3+3H2B.Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑
C.Fe+CuSO4==FeSO4+CuD.4Fe+3O2==2Fe2O3
2.将适量的铁粉投入到盐酸中,下列现象不会出现的是()
A.溶液变成浅绿色B.有无色气体产生C.铁粉不断减少D.有棕色沉淀生成
3.国外目前掀起购买“中国铁锅热”,这主要是因为铁锅()
A.传热快B.价格便宜C.不易腐蚀D.被加工的食品中含有铁元素
4.收藏家收藏清末铝制品,至今保存十分完好,该艺术品不易锈蚀的主要原因是()
A.铝不易发生化学反应B.铝不易发生化学反应
C.铝易氧化,其表面的氧化膜具有保护内部作用D.铝很难与酸发生反应
5.在日常生活中的金属炊具和医院中的金属医疗器械的主要成份是()
A.白铜合金B.武德合金C.不锈钢D.青铜
6.下列关于生铁和钢的描述中,正确的是()
A.生铁和钢都是混合物,其主要成份都是碳
B.生铁硬而有韧性,既可以铸又可煅
C.生铁与钢的性能由很大的差别,主要是由于生铁和钢中的含碳量不同
D.钢是用铁矿石和焦炭作原料炼制而成的
7.垃圾时放错了位置的资源,该分类回收,生活中废弃的铁锅,铝制易拉罐、铜导线等可以归为一类加以回收,它们属于()
A.氧化物B.化合物C.金属或合金D.非金属
8.将铁放入下列溶液中,溶液的质量会减少的是()
A.盐酸溶液B.硫酸溶液C.硫酸亚铁溶液D.硫酸铜溶液
9.新买的铝锅、铝壶用来烧开水,凡是水浸到的地方都会变黑,这现象说明该水中含有()
A.钾元素B.钠元素C.钙元素D.铁元素
10.下列关于“合金”的叙述①合金中至少含有两种金属;②合金中元素以化合态的形式存在;③合金中一定含有金属;④合金一定为混合物;⑤合金依然具有金属特性,其中正确的是()A.④B.①②③C.③④D.③④⑤
11.为适应火车提速,沪宁线上原有的短轨全部连接成超常轨,在连接过程中,工程技术人员点燃铝热剂(铝粉和氧化镁的混合物)能释放出大量的热量,生成熔融状态的铁可用来连接铁轨,反应的化学方程式为:
Fe2O3+2Al
Al2O3+2Fe其中还原剂是()
A.Fe2O3B.AlC.Al2O3D.Fe
12.公元2世纪,我国古代炼丹家魏伯阳著有《周易参同契》,这是世界上现存最早的一部炼丹专著,书中描写到:
“金入于猛火,色不夺精光”。
这句话是指黄金的性质在强热条件下()A.易氧化B.易还原C.很稳定D.很活泼
13.将30g某合金粉末与足量的稀硫酸发生反应,生成1g氢气,这种合金的成分可能组成是()A.镁和铁B.铁和锌C.铝和镁D.锌和铝
14.工业生产中常将两种金属放在一个容器中加热使之熔合,冷凝后得到具有金属特性的熔合物——合金,试根据下表所列金属的熔点和沸点的数据(其他条件均已满足),判断不能制得的合金是()
金属
Na
K
Al
Cu
Fe
熔点(℃)
97.8
63.6
660
1083
1535
沸点(℃)
883
774
220
2595
2750
A.钾-钠合金B.钾-铁合金C.钠-铝合金D.铁-铜合金
15、下列关于金属的特征叙述正确的是()
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.金属元素只有金属性,不可能形成酸根离子
D.金属单质在常温下均是固体
16、除去镁粉中的少量铝粉,可以选用的试剂是()
A.硫酸溶液B.氨水溶液C.盐酸溶液D.氢氧化钠溶液
17、在烧杯中加苯和水(密度0.88g/cm3)各50mL,将一小块金属钠(密度0.97g/cm3)投入烧杯中,观察到的现象可能是()
A.钠在水层中反应并四处游动B.钠停留在本层中不反应
C.钠在苯的液面上反应并四处游动D.钠在苯和水的界面处反应并可能做上下跳动
18、下列关于合金的叙述中,正确的是()
①具有金属的特性;②通过融合制成;③含有两种或两种以上的金属(或金属于非金属);④一般说来,合金的熔点比各成分金属的熔点都低。
A.①②B.③④C.②③④D.全部
19、下列有关Na2CO3和NaHCO3的说法中错误的是()
A.在水中的溶解性:
Na2CO3<NaHCO3B.两者都能与酸反应生成CO2
C热稳定性:
Na2CO3>NaHCO3D.两者可以相互转化
20、0.05mol/L某金属氯化物20mL,恰好与20mL0.1mol/L的AgNO3溶液反应,则该金属氯化物的化学式为()
A.XClB.XCl2C.XCl3D.XCl4
21、可将AgNO3溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、稀HCl溶液区分开来的一种试剂是()
A.AlCl3B.FeCl3C.FeCl2D.MgCl2
22、某溶液能溶解Al(OH)3,则在此溶液中一定能大量共存的离子组是()
A.Mg2+、Cl-、Na+、NO3-B.K+、Na+、NO3-、CO32-
C.Na+、Ba2+、Cl-、NO3-D.Fe3+、Na+、AlO2-、SO42-
23、用光洁的铂丝蘸取无色溶液,在无色火焰上灼烧时观察到黄色火焰,则下列有关叙述中正确的是()
A.只含有Na+B.一定含有Na+,也可能含有K+
C.既含有Na+也含有K+D.可能含有Na+和K+中的一种
24、(8分)在FeSO4溶液中加入NaOH溶液时,现象为;是因为;此过程的化学反应方程式为,。
25、(4分)将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)。
试判断下列情况下,溶液中存在的金属离子和金属单质。
⑴若铁粉有剩余。
则容器中不可能有的离子是:
;铜单质(填“一定”或“可能”)存在。
⑵若氯化铁和氯化铜都有剩余,则容器中不可能有的单质是:
,Fe2+
(填“
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