金屬元素知識及其應用靈溪一高徐安東了解元素原子核外電子排布的周期性與元素性質遞變關系。重點掌握典型金屬元素在周期表中的位置及與其性質的關系。了解其他常見金屬元素的單質及其化合物。IA和IIA族元素一一典型的金屬了解金屬鈉的物理性質，掌握鈉和鎂化學性質。從原子的核外電子排布，理解IA、IIA族元素(單質、化合物)的相似性和遞變性。以氫氧化鈉為例，了解重要的堿的性質和用途。了解鈉的重要化合物。以NaO為例，了解過氧化物的性質。其他常見的金屬(如：Fe、Al)了解金屬的通性，金屬冶煉的一般原理。初步了解金屬的回收和資源保護。掌握Fe和Al的化學性質。了解常見金屬的活動順序。以Fe(II)、Fe(III)的相互轉化為例，理解變價金屬元素的氧化還原性。了解鋁的重要化合物。初步了解合金的概念。二、歷年高考回顧(2000年—2004年)［部分］1、考查鈉和鈉的化合物例1 (2000春?北京?安徽?25)用ILl.Omol?L—1NaOH溶液吸收O^molCO?,所得溶液中的CO2一和HCO一的物質的量濃度之比約是( )A、 1：3 B、1：2C、2：3 D、3：2［命題意圖］考查NaOH的性質［答案］A［解析］NaOH+CO====NaHCO，由題意可知過量的NaOH為lmol—0.8mol=0.2mol過量的NaOH23中和掉HCO—得0.2molCO2—,HCO2—為0.8mol—0.2mol=0.6mol.333例2 (2001?上海?11)堿金屬與鹵素所形成的化合物大都具有的性質是( )高沸點 ②能溶于水③水溶液能導電④低熔點 ⑤熔融狀態不導電A、①②③ B、③④⑤ C、①④⑤ D、②③⑤［命題意圖］考查堿金屬與鹵素形成的化合物性質［答案］A［解析］堿金屬與鹵素所形成的化合物大都是離子化合物，因此具有高沸點，能溶于水，熔融狀態或小溶液都能導電的性質。例3 (2004?全國?12)取ag某物質在氧氣中完全燃燒，將其產物跟足量的過氧化鈉固體完全反應，反應后固體的質量恰好也增加了ag。下列物質中不能滿足上述結果的是()A、 H B、CO C、CHO D、COO6126122211［命題意圖］考查Na2O2的性質以及分析能力［答案］D 22［解析］2CO+O=2CO，2CO+2NaO=2NaCO+O合并得CO+NaO=NaCO即agCO參加反應，固體22222322223質量增加ag；2H+O=2HO,2HO+2NaO=4NaOH+O，合并得H+NaO=2NaOH，即agH參加反應，固體質22222222222量增加ag。把CHO看成(CO)?(H)也符號，只有CHO不符合6126626122211例4 (2000?廣東?24)(1)分別寫出由氧在一定條件下生成下列物質的化學方程式(必須注明反應條件)。O3： ■NaO:22NaO：2 指出氧在下列各物質中的化合價：O3 ，Na2O2 ，Na2O KO能吸收CO生成KCO和O,故可用做特殊情況下的氧氣源，2試寫出該22232反應的化學方程式［命題意圖］考查鈉的化學性質以及結合信息分析問題能力放電 空氣中燃燒暴露在空氣中［答案］(1)①3O====2O ②2Na+O=======NaO ③4Na+O======2NaO2322222(2)0；-1；-2；(3)4KO+2CO====2KCO+3O222322、考查鋁及其化合物例5 (2004?上海?16)將表面已完全鈍化的鋁條，插入下列溶液中，不會發生反應的是()A、稀硝酸 B、稀鹽酸 C、硝酸銅 D、氫氧化鈉［答案］C例6 (2004?江蘇?8)鋁分別與足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，當兩個反應放出的氣體在相同狀況下體積相等時，反應中消耗的HCl和NaOH物質的量之比為( )A、1：1 B、2：1C、3：1D、1：3［答案］C［解析］:根據反應2Al+6H+=2Al3++3HT和2Al+2NaOH+2HO=2NaAlO+3HT,當兩個反應放出的2222氣體在相同狀況下體積相等時，則反應中消耗的HCl和NaOH物質的量之比為3：1。例7 (2004?廣東?4)把Ba(OH)溶液滴入明磯溶液中，使SO2-全部轉化成BaSO2 4 4沉淀；此時鋁元素的主要存在形式是()A、Al3+ B、Al(OH) C、AlO—D、Ab和Al(OH)2 3［答案］c［解析］當2KAl(S0)+2Ba(0H)=2KAlO+2BaS0/+2HO時，SO2-全部轉化為BaSO沉淀42224244例8 (2003?上海?30)超細氮化鋁粉末被廣泛應用于大規模集成電路生產等領域。其制取原理為：AlO+N+3C=====2AlN+3CO，由于反應不完全，氮化鋁產品中往往含有炭和232氧化鋁雜質。為測定該產品中有關成分的含量，進行以下兩個實驗：稱取10.00g樣品，將其加入過量的NaOH濃溶液中共熱并蒸干，AalN跟NaOH溶液反應生成NaAlO，并放出氨氣3.36L(標況)上述反應的化學方程式為.該樣品中的AlN的質量分數為.別取10.00g樣品置于反應器中，通入2.016L(標況)O2,在高溫下充分反應后測得氣TOC\o"1-5"\h\z體的密度為1.34g?L-1已折算成標況。AlN不跟O2反應，該樣品中含雜質 go［答案］(1)①AlN+NaOH+HO====NaAlO+NH ②61.5%2 2 3I1.92［解析］(1)略 (2)10.00g樣品中只有C能與2.016LO2在高溫下充分反應，產物可能是CO或CO2，也可能為CO和CO2的混和物，根據看度可知為混和物nCO:nCO2=7：1,可以寫出：16C+9O=14CO+2CO消耗2.016LO同時消耗0.16molC即為1.92g 23、考查鐵及其化合物例9 (2000?理綜?12)在氧化鐵、氯化銅和鹽酸混和溶液中加入鐵粉，待反應結束，所剩余的固體濾出后能被磁鐵吸引，則反應后溶液中存在較多的陽離子是()A、Cn2+ B、Fe3+ C、Fe2+ D、H+［答案］C［解析］剩余的固體濾出后能被磁鐵吸引說明有鐵存在則反應后的溶液不可能有Cm+、Fe3+、H+只能含有Fe2+例10 (2002?全國?12)用足量的CO還原32.0g某種氧化物，將生成的氣體通入澄清石灰水中，得60g沉淀，則該氧化物是()A、FeO B、FeOC、CuO D、CuO23 2［答案］B例11 (2003?上海理綜?32)世博園地區改造規劃的實施，將提升上海的環境質量。位于規劃區的一座大型鋼鐵廠搬遷后，附近居民將不變受到該廠產生的棕紅色煙霧的困擾。你估計這一空氣污染物可能含有()A、FeO粉塵B、PO粉塵C、FeO粉塵D、SiO粉塵25 23 2［答案］C例12 (2004?全國IV?26)下圖表示某種鹽的制備步驟已知：水合鹽B含有45.3%的水；無水鹽C灼燒分解，放出兩種無色刺激性氣體E和F,并生成紅棕色固體D,請寫出物質的化學式或名稱：A B C D E F TOC\o"1-5"\h\z［答案］A：FeB：FeSO?7HO C：FeSOD：FeO E：SO2 4 23 2F：SO(或E：SOF：SO)3 2［解析］從題給信息可判斷無水鹽C是硫酸鹽，根據最終產物D是紅棕色固體，可推知D是FeO，C是FeSO，從水合鹽B含有45.3%的水可得B是FeSO?7HO，有關反應的化學方程23 4 4 2式為FeSO?7HO====FeSO+7HO，2FeSO====FeO+SO+SO.2 4 2 4 23 2 3［基礎知識梳理］1、金屬元素在周期表中的位置和原子結構金屬元素分布在周期表的左下方，共有85種金屬，分別分布在第0族、鹵族以外的各族中。最外層電子數大部分少于個電子，但有六種金屬元素等于或大于4個，即：GeSnPbSbBiPo。2、 金屬的通性金屬的化學性質主要表現為易失去最外層的電子，顯示還原性，這與它們的原子結構有關。3、 判斷金屬活動性的強弱金屬與水或酸的反應越劇烈，該金屬越活潑。金屬對應的氫氧化物的堿性越強，該金屬越活潑。一種金屬能從另一種金屬鹽的溶液中將其置換出來，則該金屬活潑性比另一金屬強。兩金屬構成原電池時，做負極的金屬一般比做正級的金屬活潑。在電解過程中，一般來說先得電子的金屬陽離子對應的金屬單質的活動性比后得電子的金屬陽離子對應的金屬單質的活動性弱。6、鋁及其化合物相互轉化關系

7、Fe(II)和Fe(III)的轉化顯色反應苯酚IFed,——7、Fe(II)和Fe(III)的轉化顯色反應苯酚IFed,——Fe(OH)3-*Sn2+黑?6Cu\Feh2o+o2、rNaC10\S2'\(kai(so4)2coH』—FeAlH+斗N6Cl2Br2MnO；FeClqJ Fe^O斗、FeOCl2Bi^FeCl3FeBr3I2SFeS-.Fel2詩濃硝釀理汕H+十皿卩占F尹一N6NOH+盼Ci?；”尹H,0 *FeA［例題］例1 (2004年廣東)下列有關堿金屬銣(Rb)的敘述中，正確的是()A、 灼燒氯化銣，火焰有特殊顏色B、 硝酸銣是離子化合物，易溶于水C、 在鈉、鉀、銣三種單質中，銣的熔點較高D、 氫氧化銣是弱堿［命題意圖］考查焰色反應及I族元素的單質化合物的相似性和遞變性A［答案］A、B［解析］堿金屬元素的火焰都呈特殊的顏色，A正確，銣與鈉同主族，性質相似，鈉、鉀、銣三種單質中，銣熔點最低，RbOH屬強堿，CD不正確例2下列關于鈉的說法不正確的是( )、金屬鈉和氧氣反應，反應條件不同，產物不同B、 鈉鉀合金通常狀況下呈液態，可作原子反應堆的導熱劑C、 鈉的化學性質很活潑，少量的鈉可保存在有機溶劑CCl中4D、 由于鈉活潑，所以它能從溶液中置換出金屬活動順序表中鈉后面的金屬［命題意圖］考查金屬鈉的物理性質，化學性質，用途［答案］C、D［解析］鈉和氧氣反應，常溫、點燃分別生成氧化鈉和過氧化鈉，A正確，鈉在溶液中會與水反應，則D錯誤，根據鈉的物理性質，B正確，C錯誤。例3下列敘述不正確的是()A、工業上常利用鋁熱反應冶煉難熔的金屬，如鋇、鉻、錳、鎂等B、 合金的熔點一般比組成它的各成分的熔點都高C、 用NaFeO消毒來自河湖的淡水是因為其具有強氧化性，而且其還原產物Fe3+可在水24中形成膠體而吸附水中懸浮物D、 鋼瓶可用來儲存濃硝酸［命題意圖］考查金屬冶煉，合金以及含金屬及化合物的用途。［答案］A［解析］A中鎂是IIA族金屬熔點低，不能用鋁熱反應來制取鎂不正確。A例4 (2000年上海)銅和鎂的合金4.6g完全溶于濃硝酸，若反應中硝酸被還原只產生4480ml的NO氣體和336ml的NO氣體(已折算到標況)在反應后的溶液中，加入足量的2 24氫氧化鈉溶液，生成沉淀的質量為( )A、9.02g B、8.51g C、8.26g D、7.04g［命題意圖］考查銅和鎂的化學性質［答案］B［解析］分析題意可知，硝酸得電子的物質的量等于金屬轉變為氫氧化物沉淀時增加的氫氧根離子的物質的量，即4.48一22.4+(0.336一22.4)x2=0.23mol,所以沉淀的質量=4.6+0.23x17=8.51(g)例5 (2002年江蘇綜合)等體積、等物質的量濃度的稀硫酸，氫氧化鈉溶液分別放在甲、乙兩燒杯中，各加等質量的鋁，生成氫氣的體積比為5：6，則甲、乙兩燒杯中的反應情況可能分別是( )A、甲、乙中都是鋁過量 B、甲中鋁過量，乙中堿過量C、甲中酸過量，乙中鋁過量 D、甲中酸過量，乙中堿過量［命題意圖］考查鋁的兩性并綜合過量判斷［答案］B［解析］甲:2Al+3HSO====Al(SO)+3HTTOC\o"1-5"\h\z2 4 2 43 210mol5mol 5mol3乙:2Al+2NaOH+2HO====2NaAlO+3HT2224mol4mol 6mol102乙中氫氧化鈉過量5mol-4mol=1mol由此可知甲中鋁過量4mol+~3mol二3乙中氫氧化鈉過量5mol-4mol=1mol例6 化學實驗中，如使某步中的有害產物作為另一步反應的反應物，形成一個循環，就可不再向環境排放該種物質。例如:Na2Cr2O7—―“CrCl3 ——“C<OH)?"⑤I? 1%慶0斗— 在上述有編號的步驟中，需用還原劑的 ，需用氧化劑的是 (填編號)。在上述循環中，既能與強酸反應又能與強堿反應的兩性物質是 (填化學式)。完成并配平步驟①的化學方程式，標出電子轉移的方向和數目：()22?+()刃+()HC1f()叫+()NaCl+()KC1+()屮()——［命題意圖］考查變價金屬的性質及知識遷移能力［答案］(1)①，④。Cr(OH)3。Na2Cr2O7+6KI+14HCl=2CrCl3+2NaCl+6KCl+3I2+7H2O。［解析］觀察題中有關鉻的化合物的轉化關系圖，可發現CrCl3經反應②可轉化成Cr(OH)3，Cr(OH)3經反應③又可轉化成NaCrO2，發現與“氯化鋁跟氫氧化鈉反應可先生成氫氧化鋁、氫氧化鋁跟氫氧化鈉反應又可生成偏鋁酸鈉”類似，所以可確定Cr(OH)3與氫氧化鋁一樣是一種兩性氫氧化物。再分析轉化圖中各種含鉻化合物中鉻元素的化合價就可知反應①應加還原劑，反應④應加氧化劑，NaCrO2轉化成Na2CrO4也需要加氧化劑。用化合價升降法可配平(3)中氧化還原反應的化學方程式。［答案］(1)①，④。Cr(OH)3。Na2Cr2O7+6KI+14HCl=2CrCl3+2NaCl+6KCl+3I2+7H2O。例7有固體Mg(OH)2存在的飽和水溶液中有如下平衡：Mg(0H)2(s)====Mg2++20H-,加入下列物質：①水；@MgCl2固體；③NaOH固體；④鹽酸;⑤NHC1固體，能使Mg(OH)固體減少的是( ) 242A、①④B、②③ C、①④⑤ D、①②③④［命題意圖］以Mg(OH)2為載體考查電離平衡知識［答案］c 2［解析］要使Mg(OH)2固體質量減少，就必須使Mg(OH)2的溶解平衡右移，加水或減少0H-的濃度皆可例題8“鋁和氯化銅溶液反應”實驗中預料之外現象的研究化學實驗中預料之外的現象往往包含我們還沒有認識的事物規律。下面是某同學進行“鋁和氯化銅溶液反應”實驗時觀察到的預料之外的現象：①鋁絲表面附上的銅沒有緊密吸附在鋁絲的表面而是呈蓬松的海綿狀;②反應一段時間后有大量氣泡逸出，且在一段時間內氣泡越來越快，經點燃能發出爆鳴聲，證明是氫氣。“科學研究還離不開合理的猜想和假設。”該同學先從理論上猜想鋁絲表面產生氫氣的多種可能原因，再設計實驗驗證自己的猜想。實驗操作及現象記錄：取4根去油去銹的鋁絲為A組直接和下列溶液反應，4根下半截纏上細銅絲的鋁絲為B組和下列溶液反應，再取前面實驗中得到的附有海綿狀銅的4根鋁絲洗凈后作為C組和下列溶液反應作比較，實驗現象記錄如下：熱水硫酸銅溶液(2.0mol/L)氯化鋁熱溶液(2.0mol/L)飽和氯化鈉熱溶液A只在開始時有少量氣泡氣泡較多，但比同濃度的氯化銅溶液少有氣泡，比熱水多氣泡比熱水稍多，但比氯化鋁溶液少B氣泡比相應A多氣泡比相應A多氣泡比相應A多氣泡比相應A多C氣泡比相應B多氣泡比相應B多氣泡比相應B多氣泡比相應B多實驗現象說明氫氣的生成原因是多種因素作用的結果。試推測該同學原來的猜想有哪些(不一定填滿，不夠也可以自己添加)：反應生成的銅和鋁組成原電池促講鋁和水反應：TOC\o"1-5"\h\z▲▲ ▲ : ▲ 。［命題意圖］考查學生結合實驗現象分析問題及探究事物原因的能力［答案］反應放出的熱量使溶液溫度升高促進鋁和水反應放出氫氣；鋁和鋁離子水解生成的H+反應產生氫氣；氯離子對鋁和水反應起了促進作用；海綿狀銅作原電池電極促進鋁和水反應放出氫氣。［思維能力訓練］''~1、1998~年中國十大科技成果之一是合成一維納米氮化鎵。已知鎵是第II肌族元素，則氮化鎵的化學式可能是()(A)GaN (B)GaN (C)GaN (D)GaN32 23 32、NaH是一種離子化合物，與水反應時生成燒堿和氫氣，它也能與乙醇，液氨等反應產生氫氣。下列有關NaH的敘述正確的是( )跟水反應時，水作氧化劑NaH中陽離子半徑大于陰離子半徑

跟液氨反應時，生成氫氣外，還生成銨鹽與乙醇反應時，放出氫氣的速率比與水反應時更快3、下列解析不科學的是( )“水滴石穿”主要是溶解了CO的雨水與CaCO長期作用生成了可溶性的23Ca(HCO)的緣故．32長期盛放NaOH溶液的滴瓶不易打開，是因為NaOH與瓶中的CO反應導致瓶內氣2體減少形成“負壓”的緣故嚴格地講，“通風櫥”是一種不負責任的防污染手段，因為實驗產生的有害氣體沒有得到轉化或吸收“雨后彩虹”“海市蜃樓”既是一種自然現象又是光學現象，也與膠體的知識有關.4、下列敘述正確的是( )(A)堿金屬原子半徑越大，其單質熔點越高Ak+、Mg2+、Na+微粒半徑逐漸增大純鐵的熔點比生鐵低純鐵與相同濃度的鹽酸反應生成氫氣的速率比生鐵快TOC\o"1-5"\h\z5、下列反應的離子方程式不正確的是( )氯化鋁溶液中滴加過量氨水：A13++3NH?HO===Al(OH)/+3NH++3 2 3 4碳酸鈉飽和溶液中通入過量二氧化碳CO2—+CO+HO+2Na+=2NaOHCO/3 2 2 3碳酸氫鈉溶液中滴加少量澄清石灰水：Ca2++HCO3-+OH-=Ca2CO3/+H3O硝酸亞鐵溶液中滴加稀硫酸 3 2然后用)6、 將一定量的鈉一鋁合金置于水中，合金全部溶解，得到20moPH=14的溶液。1mol?L-i的鹽酸滴定至沉淀量最大時，消耗40ml然后用)(A)0.92g (B)0.69g (C)0.46g (D)0.23g7、 X、Y、Z、M、Z代表五種金屬。有如下化學反應，水溶液中：X+Y2+=X2++YZ+2H0(冷)=Z(OH)+HT222M、N為電極，與N鹽酸溶液組成原電池，發生的電極反應為：M-2e—=M2+Y可以溶于稀HSO中，M不被稀HSO氧化2 4 2 4(A)M<N<Y<X<Z (B)N<M<X<Y<Z(C)N<M<Y<X<Z (D)X<Z<N<M<Y置于石8、 現行高一新教材中有一個演示實驗，用脫脂棉花包住約0.2g過氧化鈉粉末，棉網上，往脫脂棉上滴水，可觀察到脫脂棉劇烈燃燒起來。置于石由實驗現象所得出的有關Na2O2和H2O反應的結論是：TOC\o"1-5"\h\za:有氧氣生成：b: -:寫出Na2O2和H2O反應的化學方程式并標明電子轉移數目：某學校研究性學習小組擬用右圖裝置進行實驗，以證明上述結論。用以驗證結論a的實驗操作方法及現象是： ■■用以驗證結論b的實驗操作方法及現象是： 〔一該研究性學習小組的同學認為NaO和HO反應可生成HO，現請你設計一個簡單的22222實驗以證明NaO和足量的HO充分反應后的溶液中有HO存在。(只要求列出實驗22222所用的試劑及觀察到的現象)試劑：現象：9、粉狀試樣A是由等物質的量MgO和Fe2O3組成的混合物。進行如下實驗：取適量A進行鋁熱反應，產物中有單質B生成；

另取20gA全部溶于0.15L6.0mol?L-i鹽酸中，得溶液C；將①中得到的單質B和溶液C反應，放出1.12L(標況)氣體，同時生成溶液D,還殘留有固體物質B。用KSCN溶液檢驗，溶液D不變色。請填空：(1)①中引發鋁熱反應的實驗操作是 ，產物中的單質B是 ②中的發生的各反應的化學方程式是 ③中所發生的各反應的離子方程式是⑷若溶液D的體積仍視為OIL，則該溶液CFeO、CO、CO；1：1：1。FeO、CO、CO；1：1：1。210、現有甲、乙兩瓶無色溶液，已知它們可能是AlCl3溶液和NaOH溶液，現做如下實驗：取440ml甲溶液與120ml乙溶液反應，產生1.56g沉淀取120ml甲溶液與440ml乙溶液反應，也產生1.56g沉淀取120ml甲溶液與400ml乙溶液反應，則產生3.12g沉淀通過必要的計算推理判定：甲溶液為 溶液，其物質的量濃度 mol?L—1乙溶液為 溶液，其物質的量濃度 mol?L—1寫出實驗③的有關離子方程式11、將固體FeCO?2HO放在一個可稱量的容器中加熱灼燒，固體質量隨溫度升高而變242化，測得數據如下：溫度/C25300350400500600900固體質量/g1.0000.8000.8000.4000.4440.44