2019-2020年高三化学《金属的性质》学案.doc

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一、 2019-2020年高三化学《金属的性质》学案 二、 三、 金属的通性 位置： 金属元素位于周期表的 ，最外层电子数大部分少于 物理通性： 化学性质：易 电子，被 ，金属表现 性 四、 钠、镁、铝、铁、铜的原子结构示意图及在周期表中的位置 三、金属活动顺序表 金属活动顺序表 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 金属原子的还原性 金属阳离子的氧化性 与氧气化合 与水反应置换 与非氧化性酸 （如盐酸、稀硫酸等） 与氧化性酸 （如硝酸、浓硫酸等） 与盐溶液反应 自然界中的存在形式 金属冶炼 五、 钠、铝、铁、单质的重要性质（写方程式，是离子反应的写离子方程式） 金属 化学性质 Na Al Fe 与O2反应 与H2O反应 与酸反应 与盐反应 与碱反应 金属活泼性 四、几种常见金属的重要化学特性 1、 钠的性质 （1）钠在物理性质方面不同于镁、铝等金属的有： ，原因是： _________________。 （2）钠的重要化学性质 a、 与氧气反应 b、与水反应 现象： c、与酸溶液反应（实质） 钠与酸溶液反应比钠与水更加 ，会发生 。 d、与盐溶液反应 ① 与氯化铵溶液反应 ②投入硫酸铜溶液中 。 （3）钠的保存和取用 钠通常保存在 中，目的是 。 （4）钠的应用与制备 ① 钠可用于冶炼锆、钛等金属是因为 ； Na—K（含钾50-80%）合金作原子反应堆的导热剂是因为 ； ②工业上冶炼钠的方法是 ，化学方程式 。 [重难点突破] (1) 取一支大试管，加入15mL蒸馏水，在加入5mL苯（d=0.87g/cm-3），静置，取黄豆大小的金属钠（d=0.97g/cm-3）,轻轻放入这支试管中，试推测能观察到的现象是 （2）在实验室里常把钠浸在煤油中保存，要取用金属钠进行上述实验，取用的操作方法是 ____ [变式1 ]（xx全国理综Ⅱ）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．Na2O B．Na2O2 C．Na2O和Na2O2 D．Na2O2和NaO2 [变式2]将一小块钠分别投入下列溶液中，指明现象写出有关反应的化学方程式 （1）MgCl2溶液 （2）少许浓盐酸（3）FeCl2溶液（4）足量稀AlCl3 2、镁的重要化学性质 （1）与N2反应 （2）与CO2反应 （3）与酸反应 a、与非氧化性酸反应产生 。 b、与氧化性酸（如：浓硫酸；浓、稀硝酸）发生复杂反应，不产生 。 [重难点突破] （1）等量的金属镁在足量的N2、O2、CO2中，燃烧， 产生固体质量最多的是 ， 最小的是 。 （2）怎样从海水中提取金属镁？ 写出有关反应的化学方程式。 [变式 1]（xx海南）下列溶液能与镁反应生成氢气的是 A．氯化铵溶液 B．氢氧化钠溶液 C．碳酸钾溶液 D．饱和石灰水 [变式2]（xx海南）由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：①在一定条件下脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是 A．②④⑤③① B．③②④①⑤ C．③④②⑤① D．②④③⑤① [变式3]（xx海南）现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2)。已知实验中可能会发生下列反应： ①2Mg+O22MgO； ②3Mg+N2 Mg3N2； ③2Mg+CO22MgO+C ④Mg+H2OMgO+H2↑ ⑤Mg3N2 +6H2O 3Mg(OH)2+2NH3↑ 可供选择的装置和药品如下图所示(镁粉、还原铁粉均已干燥，装置内所发生的反应是完全的，整套装置的末端与干燥管相连)。 回答下列问题； (1)在设计实验方案时，除装置A、E外，还应选择的装置(填字母代号)及其目的分别______________________________________; (2)连接并检查实验装置的气密性。实验开始时，打开自来水的开关，将空气从5升的储气瓶压入反应装置，则气流流经导管的顺序是(填字母代号)___________________ (3)通气后，如果同时点燃A、F装置的酒精灯，对实验结果有何影响?__________，原因是____________________； (4)请设计一个实验，验证产物是氮化镁： __________________________________________________________________ 3、铝的重要化学性质 （1）空气中铝制品稳定的原因： 常温下，铝遇到 酸，由于 而钝化，所以通常用铝槽车运输。 （2） 既与 反应又与 反应，体现了铝既具有 性，又具有 性 （3）铝热反应 铝热剂是指 。 Al在高温条件能与某些金属氧化物（如＿＿＿＿＿＿）发生铝热反应。 举例： （反应方程式） 现象 ，在生产中应用 。 [重难点突破] （1）高大建筑物的在定向爆破时需借助于一种化学试剂，这种化学试剂是什么？ ；应用： 。 （2）为什么向充满CO2的铝罐中加入一定量的浓NaOH溶液，会发现铝罐先变蹩后又鼓起？ 某同学欲利用教材中的实验装置探究“铝热反应”中熔融物的成份。请写出“铝 热反应”的化学方程式： ，该同学经查阅《化学手册》知Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下： 物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3 熔点/℃ 660 2054 1535 1462 沸点/℃ 2467 2980 2750 …… （1）该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。其理由是： （2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝，该实验所用试剂是 ，反应的离子方程式为 。 总结 [变式1]（xx重庆）某学习小组用题27图装置测定铝美合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量. （1）A中试剂为 . （2）实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其 目的是 . （3）检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B中滴加足量试剂；⑤检查气密性，上述操作的顺序是 ；（填序号）记录C的液面位置时，除视线平视外，还应 . （4）B中发生反应的化学方程式为 . （5）若实验用铝镁合金的质量为a g,测得氢气体积为b ml（已换算为标准状况），B中剩余固体的质量为cg，则铝的相对原子质量为 . （6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将 .（填“偏大”、“偏小”、“不受影响”） 4、铁的重要化学性质 一、铁的结构与性质 1. 铁是一种过渡元素，原子结构示意图是 在元素周期表中位于第 周期第 族。 基态铁原子的核外电子排布式是 ，主要化合价有 。 2.写出下列相关的化学方程式 ①铁跟非金属反应： ②铁跟水反应： ③铁与部分盐溶液反应： 3.铁与酸的反应： ①铁与非氧化性酸（盐酸、稀硫酸）发生 ______反应 Fe + 2H+ == Fe2+ + H2↑（反应后溶液呈浅绿色） ②铁与氧化性酸（硝酸、浓硫酸）反应不产生H2 问题：为什么可以用铁罐运输浓硫酸？ 例题 应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气反应的实验”。 请回答该实验中的问题。 ①写出该反应的化学方程式 。 ②实验前必须对整套装置进行的操作是 ； ③碱石灰的作用是 ； ④试管中收集到的气体是 ，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 ，检验这一操作的目的是 [反馈练习] 1．由钠、镁、铝、锌四种金属单质中的两种组成的合金共12g，跟足量的盐酸反应产生5.6L氢气（标准状况），那么此合金中一定含有的金属是 　　 A．Na　　　 　 　B．Mg　　 　　 　C．Al　 　 　D．Zn 2.在天平两边各放等浓度等体积的盐酸，调节天平平衡，然后在左边的烧杯中放6.6g铝粉，为了使天平平衡右边的烧杯中应加入镁粉的质量可能是（ ） A.6.6g B.6.5g C.6.4g D.6.3g 3. a、b、c、d、e分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg 5种金属中的一种。已知：① a、c均能与稀硫酸反应放出气体 ② b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在冷浓硫酸中发生钝化 由此可判断a、b、c、d、e依次为 A. Mg Cu Al Ag Fe　 　B. Al CuAg Fe Mg C. Fe Cu Ag Mg　 Al　 　 D. MgAl Cu Fe Ag 4.工业上制取镁粉，是将镁蒸气在某气体中冷却，下列可作冷却剂的是（ ） A.CO2 B.空气 C.Ar D.H2 5.把铝粉和Fe3O4粉末配成铝热剂并分成两份，第一份在高温下恰好完全反应，然后将生成物与足量盐酸充分反应；第二份直接加入足量的氢氧化钠溶液使之充分反应，前后两种情况下生成的气体在相同状况下的体积比是（ ） A.1∶1 B.9∶8 C.3∶4 D.4∶3 6．若在加入铝粉能放出H2的溶液中，分别加入下列各组离子，肯定不能大量共存的是 A． Fe3＋、NO3-、Cl-、Na＋ B．Ba2＋、Mg2＋、HCO3-、AlO2- Ｃ．NO3-、Na＋、K＋、CO32- D．NO3-、K＋、AlO2-、OH- 7．称取两份铝粉，第一份加入足量的盐酸，第二份加入足量的烧碱。若同温同压下放出相同体积的气体，则两份铝粉的质量比为 　A．1:1　　　 　　B．2:3　　 　　 　C．3:2　　 　　　D．1:6 考点2 常见金属的重要化合物 名称 氧化钠 过氧化钠 色态 电子式 化合物类型 写出反应的方程式或描述现象 与水 与CO2 与酸 与SO2 与品红 用途 一、钠的重要化合物 （1）向硫酸亚铁溶液中加入等物质的量的过氧化钠，恰好是溶液中Fe2+ 完全转化成氢氧化铁，反应的离子方程式是 。 [变式1]下列关于Na2O2的叙述中正确的是（ ） A、 Na2O2是淡黄色固体，久置于空气中变成白色 B、 Na2O2的稳定性比Na2O差 C、 用Na2O2漂白的织物日久又渐渐变黄 D、 Na2O2放入饱和氢氧化钠溶液中放出氧气并由白色沉淀 [变式2]（xx全国理综Ⅰ）在溶液中加入过量Na2O2后仍能大量共存的离子组是 A.NH4+、Ba2+、Cl-、NO3- B.K+、AlO2-、Cl-、SO42- C.Ca2+、Mg2+、NO3-、HCO3- D.Na+、Cl-、CO32-、SO32- （二） NaOH 、Na2CO3 、NaHCO3 名 称 氢 氧 化 钠 碳 酸 钠 碳 酸 氢 钠 俗 称 水溶性 水解离子方程式 写出对应反应的离子方程式 与HCl 与碱 与NaOH 与Ca(OH)2 与盐 与CaCl2 或BaCl2 与Ca(HCO3)2 与硫酸铝溶液 加热 相互转化 [重难点突破] 问题1：碳酸钠与碳酸氢钠与盐酸反应，哪个反应速率快？为什么？ 问题2：饱和碳酸钠中通入足量CO2,出现什么现象?为什么? 问题3：能否利用Ba(OH)2溶液来鉴别碳酸钠与碳酸氢钠？写出两者与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式。 问题4：①相同物质的量浓度的CO32-和HCO3-的pH前者 后者（＞、＜、＝），写出水解的离子反应方程式 、 。 ② 常温下，0.1 molL-1NaHCO3溶液的pH大于8，则溶液中c(H2CO3) c(CO32-)(填“＞”、“＝”或“＜”)，原因是 （用离子方程式和必要的文字说明）。 问题5：除杂（最佳方法的选择） （1）除去Na2CO3中含有的NaHCO3？ （2）除去NaHCO3中含有的Na2CO3？ 问题6：分析泡沫灭火器中Al2(SO4)3 和NaHCO3溶液反应，试写出离子反应方程式。 练习. 1。 过量的 NaHCO3和少量的Na2O2混合，在密闭体系中充分加热，最后排除气体物质，残留物是（ ） A 、Na2O、NaOH B、NaHCO3、Na2CO3 C、Na2CO3 D、 NaOH 2．不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是 　　 A．分别加热这两种固体物质，并将生成的气体通人澄清的石灰水中 　　 B．分别在这两种物质的溶液中，加入CaCl2溶液 C．分别在这两种固体中，加入同浓度的稀盐酸 D．分别在这两种物质的溶液中，加入少量澄清的石灰水 二、镁和铝的重要氧化物 Mg(OH)2 Al(OH)3 物质类型 与酸反应 与强碱反应 受热分解 制法 三、镁和铝的氢氧化物性质 MgO Al2O3 重要物理性质 氧化物类型 主要化学性质 H2O H+ OH- 重要用途 注意： Al(OH)3的两性 （释疑）Al(OH)3在溶液中能发生酸式电离和碱式电离 1、Al2O3 是一种 色 水的物质，Al(OH)3 是一种 色 状物质，它们都是 性化合物，既能与 反应，又能与 反应。 2、实验室常用Al3+ 与浓 反应或在含AlO2- 离子的溶液中通入 气体两种方法来制取Al(OH)3。试写出离子方程式 因Al(OH)3。具有 ，因此不采用 或 来制取。 [规律总结] 与Al3+不能大量共存的离子主要有 与AlO2 ——不能大量共存的离子主要有 3、明矾的化学式为 ，它属于一种 。 写出其在水溶液中的电离方程式 ， 明矾能够净水的原因是 。 [重难点突破] （1）请设计三种途径用稀H2SO4、NaOH溶液和金属铝为原料制取Al(OH)3，写出有关的化学方程式，并讨论哪种方案更好？ （2）既能与酸又能与碱反应的物质中单质有哪些?氧化物有哪些?氢氧化物有什么? 另外还有哪些你所熟悉的物质?它们都能称为两性物质吗？ [例题] 下图中A～J均代表无机物或其水溶液，其中B、D、G是单质，B是地壳中含量最高的金属元素，G是气体，J是磁性材料。根据图示回答问题： （1）写出下列物质的化学式： A ，E ，I ； （2）反应①的化学方程式是 ； 反应②的化学方程式是 ； （3）J与盐酸反应的化学方程式是 ； 反应后的溶液与反应的化学方程式是 。 三、铁的重要化合物 氧化物 FeO（碱性氧化物） Fe2O3（碱性氧化物） Fe3O4 颜色状态 溶解性 磁性 与非氧化性酸反应 与强氧化性酸反应 弱氧化性 与CO、Si、C作用 与CO、Al反应 与CO、Al反应 稳定性 （一）铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 物理性质 化学性质 实验室制备 （二）Fe2+和Fe3+的检验 1、Fe2+的鉴别： 方法（1）：______________________________ 方法（2）：______________________________ 其它方法还有__________________________________ 2、Fe3+的鉴别： 方法（1）：______________________________ 方法（2）：______________________________ 其它方法还有__________________________________ [小结]：铁三角 1．下列物质跟铁反应后的生成物，能跟KSCN溶液作用生成红色溶液的是 A. 盐酸 B. 氯气 C. CuSO4溶液 D. 稀硫酸 2．将FeCl3溶液加热蒸干之后灼烧，最后得到的固体物质是 A．FeCl3 B．Fe(OH)3 Ｃ．Fe2O3 Ｄ．FeCl3和Fe2O3 3．某溶液中有NH4+、Mg2+、Fe2+和Al3+ 4种离子，若向其中加入过量的NaOH溶液，微热并搅拌，再加入过量的盐酸，溶液中大量减少的阳离子是 A. NH4+ B. Mg2+ C. Fe2+ D. Al3+ 4．把铁、铜、FeCl3、FeCl2和CuCl2溶液混在一起，铁有剩余，则溶液中所含最多的阳离子是 Ａ．H＋ B. Cu2＋ C．Fe3＋ D. Fe2＋ 5．向溴化铁溶液中加入足量新制氯水，将溶液蒸干充分灼烧，最后得到的固体是 　A.Fe2O3 　 B. FeCl3 C.FeCl3和Br2 D. Fe(OH)3 证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是 　　A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色 　　B．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 　　C．滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿，最后呈红褐色 　D．只需滴加KSCN溶液 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，写出相应的化学方程式。 1不能用NaOH溶液除去括号中的杂质的是（ ） A．Mg（Al2O3） B．MaCl2（AlCl3） C．Fe（Al） D．Fe2O3（Al2O3） 2.上海世博园地区的一座大型钢铁厂搬迁后，附近居民将不再受到该厂产生的棕红色烟雾的困扰。你估计这一空气污染物可能含有（ ） A．FeO粉尘 B．Fe2O3 粉尘 C．Fe粉尘 D．碳粉 3.将铁的化合物溶于盐酸，滴加KSCN溶液不发生颜色变化，再加入适量氯水，溶液立即呈红色的是（ ） A．Fe2O3 B．FeCl3 C．Fe2(SO4)3 D．FeO 4.下列物质中可用于治疗胃酸过多的是（ ） A．碳酸氢钠 B．氢氧化铁 C．氧化钙 D．碳酸钠 5.．下列各组物质能相互反应得到Al(OH)3的是（ ） A．铝跟NaOH溶液 B．Al(NO3)3跟过量的NaOH溶液 C．Al2O3和热水 D．Al2(SO4)3溶液跟过量的氨水 6．下列溶液中分别加入足量的铁粉，充分作用后，溶液中的阳离子总物质的量明显减少，该溶液是（ ） A．CuCl2 B．FeCl3 C．HCl D．AlCl3 7.A、B、C、D四种物质，焰色反应均为黄色，其中A、B、C中一种是单质、一种是碱、一种是正盐，当正盐和稀盐酸反应时有无色无味的气体生成，该气体能使澄清的石灰水变浑浊。A、B、C和盐酸反应都可得到D，B与水反应可以生成A。 (1)各物质的化学式为： A B C D (2)有关反应的化学反应方程式为： B D C D B A 8．含有下列离子的溶液进行以下实验, 请写出①—⑦步有关的离子方程式 有关离子方程式: ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 9．有A、B、C、D、E五种化合物，其中A、B、C、D都是含Al元素的化合物，F是一种气体，在标准状况下，F的密度是相同条件下空气密度的1.103倍。化合物间的发生如下反应： ①A、B、C、D的化学式分别为：A 、B 、C 、D 。 ②1 mol C和2 mol E在水溶液中发生反应的化学方程式为 ，其中氧化剂是 ，氧化产物是 。 ③已知C溶液和D溶液混合后，也有白色沉淀B析出，其化学方程式为 。 10．在一定条件下可实现下图所示物质之间的变化 请填写以下空白: (1)孔雀石的主要成份是CuCO3Cu(OH)2(碱式碳酸铜)受热易分解。上图中的F是 (2)写出明矾溶液与过量的NaOH溶液反应的离子方程式 (3)图中所得G和D都为固体混合后在高温下可发生反应写出该反应化学方程式 (4)每生成1mol D同时生成 mol E 11．A、B、C、D、E分别是铁的单质或铁的化合物。其相互反应关系如下图所示： 根据上图所示变化，要求回答： （1）推断A、B、C、D、E各是什么物质 A 、B 、C 、D 、E ； （2）写出各步反应的化学方程式： ① ; ② ; ③ ; ④ ; ⑤ ; ⑥ ; ⑦ ; ⑧ 。