最新高中化学金属的化学性质 精品.docx

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第一课时　金属与非金属、酸、水的反应

（1）单质可分为金属单质、非金属单质两大类。

常见的金属有铁、铝、铜、锌、银、金、钠等。

（2）金属活动性顺序：

KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu。

（3）写出下列反应的化学方程式：

①铁与氧气：

3Fe＋2O2Fe3O4。

②铁与盐酸：

Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。

③锌与稀硫酸：

Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。

④铁与硫酸铜溶液：

Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。

在上述四个反应中，铁的共同之处是失电子、被氧化。

一、金属的通性

1．存在

自然界中的金属元素绝大多数以化合态存在，含量最多的金属元素是Al，其次是Fe。

2．物理性质

具有金属光泽，不透明，易导电、导热、有延展性等。

3．化学性质

二、金属与非金属反应

1．钠与氧气的反应

反应条件

室温

加热或点燃

实验步骤

实验现象

新切开的钠具有银白色的金属光泽，在空气中很快变暗

钠先熔化成小球，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体

反应

4Na＋O2===2Na2O

2Na＋O2Na2O2

结论

钠是非常活泼的金属，与O2反应，条件不同时，现象不同，产物也不同

2．铝与氧气的反应

实验现象

两块铝箔都熔化，失去金属光泽，熔化的铝并不滴落

实验结论

常温下，铝与空气中的氧气反应，生成一薄层氧化铝

实验原因

铝表面生成的氧化膜Al2O3的熔点高于铝的熔点，包在铝的外面，所以熔化的液态铝不滴落

化学方程式

4Al＋3O2===2Al2O3

三、金属与水的反应

1．钠与水的反应

反应的化学方程式：

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。

2.铁与水的反应

通常铁与冷水和热水均不反应，但铁可与水蒸气反应。

方法

方法一

方法二

实验装置

气体

用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微噗声，证明生成了H2

用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了H2

实验结论

铁与水蒸气的化学反应方程式为：

3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2

1．画出Na、Mg、Al的原子结构示意图，分析它们的原子结构特点及其与金属化学性质的联系。

答案：

三种金属原子最外层电子数目较少，在发生化学反应时易失去电子，从而表现了较强的还原性。

2．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）金属都具有银白色金属光泽，且易导电，易传热（　　）

（2）金属元素在化合物中只显正价（　　）

（3）钠与FeCl3溶液反应可产生红褐色沉淀和无色气体（　　）

（4）铁和稀H2SO4反应的离子方程式为：

2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑（　　）

答案：

（1）×　

（2）√　（3）√　（4）×

3．取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象描述正确的是（　　）

①金属钠先熔化　②在空气中燃烧，放出黄色火花　③燃烧后得到白色固体　④燃烧时火焰为黄色　⑤燃烧后生成浅黄色固体物质

A．①②　　　　　　　　　B．①②③

C．①④⑤D．④⑤

解析：

由于金属钠的熔点比较低，所以金属钠放在燃烧匙中加热先熔化，然后燃烧生成黄色粉末并且伴有黄色火焰。

答案：

C

4．探究讨论：

钠、铁、铝等金属在常温下就能被空气中氧气氧化生成金属氧化物，钠和铁能完全被氧化，但铝制品却可在空气中长时间使用，这是为什么呢？

答案：

铝形成的氧化膜是致密的，而钠、铁等金属的氧化膜是疏松的。

5．请把钠与水（含酚酞）反应的现象与所表现的性质连接起来。

A.①

B.②

C.③

答案：

A—③，B—①，C—②

6．下列有关铁与水反应的说法中正确的是（　　）

A．在任何条件下，铁与水均能发生反应

B．在高温时，铁与水蒸气反应生成氢氧化铁和氢气

C．在高温时，铁与水蒸气反应生成氧化铁和氢气

D．在高温时，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气

分析：

铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2。

答案：

D

钠露置在空气中的一系列变化

（1）金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末，此过程中的主要变化与现象为：

（2）发生的主要变化的化学方程式：

①4Na＋O2===2Na2O，

②Na2O＋H2O===2NaOH，

③2NaOH＋CO2＋9H2O===Na2CO3·10H2O，

④Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O。

[例1]　将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化：

表面迅速变暗―→“出汗”―→变成白色固体（粉末）。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了过氧化钠

B．“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的CO2在表面形成了溶液

C．最后变成碳酸钠粉末

D．该过程的所有化学反应均为氧化还原反应

[解析]　钠露置在空气中迅速变暗，是因为Na与O2反应生成了Na2O，Na2O与水反应生成NaOH，NaOH又吸收空气中的H2O和CO2，生成Na2CO3·10H2O，Na2CO3·10H2O逐渐风化脱水，最后变成Na2CO3粉末，该过程中只有钠的氧化是氧化还原反应，C项正确。

[答案]　C

由于金属钠化学性质活泼，很容易跟空气中的氧气、水蒸气等反应而变质，故保存金属钠时应隔绝空气，通常保存在煤油里。

钠与水及水溶液的反应

1．与水反应

离子方程式：

2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，

还原剂：

Na，氧化剂：

H2O。

2．与酸溶液反应

（1）钠与酸反应时先与酸中的H＋反应，

离子方程式：

2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑。

（2）如果钠过量，钠把酸消耗尽之后，再与水反应。

3．与碱溶液反应

实质就是钠与水的反应。

4．与盐溶液反应

钠与盐溶液反应时先与水反应，它包括两种情况：

（1）如果盐溶液中的溶质与氢氧化钠不反应，只发生钠与水的反应。

（2）如果盐溶液中的溶质与氢氧化钠反应，则会发生两个反应，如钠与硫酸铜溶液的反应：

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，

2NaOH＋CuSO4===Cu（OH）2↓＋Na2SO4。

[例2]　将一小块金属钠投入CuSO4溶液中，不可能观察到的现象是（　　）

A．溶液中有蓝色沉淀生成

B．有气体生成

C．有红色物质析出

D．钠熔成小球浮游在液面上

[解析]　钠投入CuSO4溶液中首先与水反应：

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，此时钠熔化成闪亮的小球浮游在液面上，有气体生成，生成的NaOH与CuSO4发生复分解反应，产生蓝色絮状沉淀。

A、B、D项所指的现象均能观察到，但钠不能将铜置换出来。

[答案]　C

（1）钠与饱和溶液反应时，若钠与溶质不反应，虽然只是钠与水反应，但是因水的消耗，会有固体析出。

（2）书写钠与盐溶液反应的化学方程式，可以分步书写，也可以写总的化学方程式。

1．（对应考点一）一小块金属钠长时间置于空气中，可能有下列现象，这些现象出现的先后顺序是（　　）

①变成白色粉末　②变暗　③变成白色固体　④变成液体

A．①②③④　　　　　　　　B．②③④①

C．②③①④D．③②④①

解析：

钠在空气中发生如下变化：

Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3。

反应现象为：

钠由银白色变暗，之后变成白色固体（NaOH），白色固体潮解变成液体，与空气中的CO2、H2O结合形成白色晶体（Na2CO3·10H2O），最后晶体风化，变成白色粉末（Na2CO3）。

答案：

B

2．（对应考点一）2.3g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5g固体，由此判断其产物是（　　）

A．只有Na2OB．只有Na2O2

C．Na2O和Na2O2D．无法确定

解析：

若2.3g钠全部生成Na2O，质量为3.1g；若2.3g钠全部生成Na2O2，质量为3.9g，因为3.1g<3.5g<3.9g，故氧化产物应为Na2O和Na2O2的混合物。

答案：

C

3．（对应考点二）在烧杯中加入水和苯（苯的密度为0.88g/cm3，与水互不相溶，且不与钠反应）各50mL，将一小粒金属钠（密度为0.97g/cm3）投入烧杯中，观察到的现象可能为（　　）

A．钠在水层中反应并四处游动

B．钠停留在苯层中不发生反应

C．钠在苯的液面上反应并四处游动

D．钠在苯与水的界面处反应并可能上浮下沉

解析：

苯与水互不相溶，且钠的密度介于苯和水之间；加入钠后，钠处在苯与水的中间。

由于钠能与水反应，生成氢气，氢气附着在钠的周围，浮力增大，钠上浮进入苯层，氢气放出后，浮力减小，钠又回到水层，这样上浮下沉至反应完全。

答案：

D

4．（对应考点二）将金属钠分别投入下列物质的稀水溶液中，能生成白色沉淀的是（　　）

A．HClB．K2SO4

C．MgCl2D．CuCl2

解析：

在考虑钠与碱、盐水溶液反应的问题时，注意钠与水反应的同时，还要考虑生成的NaOH与溶液中溶质的反应。

钠与四种溶液反应都生成氢气；CuCl2溶液中会有蓝色沉淀生成，只有氯化镁溶液中可生成白色沉淀。

答案：

C

5．（实验题）红热的铁能与水蒸气反应，有氢气生成，现用如图所示装置进行铁在高温下与水蒸气反应的实验，并用简单的方法收集、检验生成的氢气。

请回答下列问题：

（1）写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式：

_____________________________

________________________________________________________________________。

（2）干燥管C内盛放的药品是________和________（填化学式）。

干燥管的______（填“m”或“n”）端与g导管相连接。

（3）在D处画出用试管收集氢气的装置图（所需其他仪器自行选择）。

（4）怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气，简述实验操作步骤和现象：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

考虑到H2的密度比空气的小，因此可采用向下排空气法收集，检验H2可采用“爆鸣”实验。

答案：

（1）3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2

（2）CaCl2　CaO　n

（3）

（4）用拇指堵住试管口，试管口向下，靠近酒精灯火焰，松开拇指，能燃烧或发出爆鸣声，说明收集的是H2

（1）钠与氧气反应：

常温下：

4Na＋O2===2Na2O；加热时：

2Na＋O2Na2O2。

（2）铝在空气中生成一层致密的氧化膜，保护内部金属不被氧化。

（3）钠与含有酚酞的水反应现象为浮、游、熔、响、红，化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。

（4）铁在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4，化学方程式为3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2。

（5）钠跟盐溶液反应，不能置换出金属单质，而是先与水反应生成NaOH和H2。

一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分）

1．[双选题]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．金属一般具有导电性、导热性和延展性

C．金属单质在化学反应中化合价一定升高，作还原剂

D．金属元素在自然界中都是以化合态存在的

解析：

A项不正确，大多数金属在常温下为固体，个别金属如汞为液态；