金属及其化合物

第三章 金属及其化合物

第一节 金属的化学性质

【我想学】---导航与预习

1．元素在自然界中的存在形式有游离态和化合态，自然界中绝大多数金属的存在形式为 。原因是 。在地壳中含量最多的金 属是 ，其次是 。

2．金属元素原子最外层电子数一般少于 ；易 电子，成为金属阳离子。常温下，除 是液体外，其余金属都是 。大多数金属呈 色，不透明，有

光泽，有 性，一般都是 和 的良导体。 3． 观察P46的图片，你能说说金属能发生哪些反应吗？写出符合下列要求的化学方程式： 1）金属与非金属单质反应： 2）金属与酸反应： 3）金属与盐溶液反应： 4）金属与水反应： 5）某些金属与碱反应：

【我要学】---探究与突破

〖问题〗不同金属金属是否具有特殊性呢？ 一、金属与氧气的反应 1．钠和氧气反应

〖探究1〗分组[实验3—1]

观察盛放在试剂瓶中的金属钠。镊子将金属钠从试剂瓶中取出，用滤纸将其表面的煤油吸干，在玻璃片上用小刀切下一小块钠（黄豆粒大小），观察钠块的切面。用小刀或玻璃片挤压豆粒状的钠（注意：金属钠有强烈的腐蚀性，千万不要用手直接接触。取用一小块钠后剩余的钠必须放回原瓶！！！）

〖思考1〗通过实验你了解金属钠的哪些物理性质？

〖探究2〗演示或分组[实验3—2]，

1）钠露置在空气中被氧化与在空气中加热的现象不同是什么原因造成的？

〖基础1〗根据[实验3—1]、[实验3—2]你得出金属钠的哪些物理性质和化学性质？

2、铝和氧气反应

〖思考3〗

1）在以上实验中，铝是否都与氧气发生了反应？写出化学方程式

2）铝的这种性质在生活中有什么重要意义？

〖基础〗 1

2成一层新的 。日用铝制品可以较长时间使用。氧化膜疏松就不能保护内层金属（如

等），氧化膜致密就可以保护内层金属不被继续氧化（如 等）。金属与氧气反应：在空气中的氧化速度侧面的说明了 的顺序。

二、金属与水的反应 1、钠与水的反应

〖探究4〗 演示或分组[实验3—3]，向培养皿中加适量水，滴入1～2滴酚酞溶液，将切好的钠〖思考4〗

1） 实验室应如何保存钠？能否用CCl 4保存？为什么？

2）金属钠着火能否用水灭火，为什么呢？

3）能与冷水反应的金属除钠外，还有锂、钾、铷、铯、钙等，镁可以与热水反应。试写出金属钾、钙与水反应的方程式。

2、铁与水蒸汽的反应 〖探究5〗P48科学探究：铁与水蒸气是否反应的实验方案设计，与同学交流设计思路及方案结果。（从水蒸气的产生、铁粉与水蒸气、反应产物的检验分析三个环节讨论讨论以下反应装置的设计）

〖思考5〗

从钠、铝、铁与水的反应情况来看，不同的金属与水反应的剧烈程度以及产物的不同，与哪些因素有关？

三、铝与氢氧化钠溶液的反应

〖思考6〗

1）在厨房里使用铝制的锅、饭盒等容器时，要注意哪些问题？为什么？

2）a 、写出铝与盐酸反应的离子方程式：

b 、写出铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：

c 、比较这两个反应的异同 相同：铝的化合价 ，变成 价， 电子，铝作 。氢元素的化合价 ， 电

子，转化成 。

不同：与盐酸反应氧化剂是： 。 与氢氧化钠溶液反应氧化剂是： 。

〖基础3〗金属参加化学反应的实质是 被氧化，表现出较强的 性。

【我会学】-----归纳与整理

1．Fe 、Mg 、Al 、Cu 、Na 中能在空气中存放的是 ，原因是这些金属在空气中缓慢氧化后形成 。阻止反应进一步进行。

而 不能在空气中存放，原因是氧化生成的氧化物 。钠与氧气反应的化学方程式是： 。

2．钠燃烧发出 火焰，生成 色固体 ，产物中氧的化合价是 ，写出反应的化学方程式 。 3．过氧化钠能与① 和② 反应，写出化学反应方程式：

① ；② 其中常用于潜水艇供氧的是 。（填编号）

4．钠露置在空气中不仅跟 反应，而且还能跟 反应。所以钠必须放在 或 中保存。 5．钠与水反应的现象及性质是：

a. 钠浮在水面上（浮）——钠 比水小。

b. 立刻熔成一个闪亮的小球，有水雾，有时有火花或伴有爆鸣声 （熔）——钠 ，钠与水反应 。

c. 在水面上四处游动，发出嘶嘶声，最后完全消失（游，响）——钠与水剧烈反应生成 。 d. 反应后溶液由无色变成红色（红）——钠与水反应生成 物质（ ）。 e. 钠球逐渐变小，最后完全消失。

6．铝与热水不反应是因为 ，事实上铝能与沸 水发生微弱的反应，但在铝表面形成的 会很快阻碍反应的继续进行。铁与热水不反应是因为 ，事实上，铁能与水蒸汽在高温下反应。化学方程式 。 7．铝与氢氧化钠溶液的反应为 ，

8．金属在化学反应中都是做，越容易与氧气、水和盐酸或稀

硫酸反应。

【我乐学】-----点拨与训练

〖例题1〗下列能用于扑灭金属钠着火的是（1996年上海高考题）

A. 干冰灭火剂 B. 黄沙 C. 干粉（含NaHCO 3）灭火剂 D. 泡沫灭火剂 思路分析：Na 为活泼金属，除能与O 2反应外，还能与H 2O 、CO 2等物质反应。干粉中NaHCO 3

受热会分解产生H 2O 和CO 2；泡沫灭火剂中含水等物质。 答案：B

方法要领：灭火一是降低温度，二是隔绝空气，此外灭火剂不能和被扑救的物质发生反应。解题中应根据物质的性质，选择适宜的方法。

〖例题2〗将等物质的量的镁和铝相混合, 取等质量该混合物四份, 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(1996年上海高考题)

A.3mol/LHCl B.4mol/LHNO3 C.8mol/LNaOH D.18mol/LH2SO 4

思路分析：在镁、铝混合物中加入HNO 3和浓H 2SO 4（两物质均具有强氧化性）都不能产生H 2，加入NaOH 溶液只有Al 与NaOH 溶液反应生成H 2而与Mg 不反应。而加入HCl ，Mg 和Al 都与盐酸反应生成H 2，所以H 2量最多。

答案：A

方法要领：该题溶液的浓度不是计算的数据，而是判断溶液属于“浓”或是“稀”。8mol/L以上的HCl 、H 2SO 4、HNO 3通常认为是浓酸。

解答时要注意：①等物质的量的铝和足量酸（非氧化性的酸）和碱反应放出的气体相同；②镁、铝与硝酸反应不能生成氢气；③镁与浓硫酸（18mol/LH2SO 4）反应生成SO 2气体，铝与浓硫酸发生钝化（常温）；④镁与盐酸反应产生氢气，与NaOH 溶液不发生反应。

+

记住Al 与H 反应产生H 2之间的物质的量的关系：

+-n(Al)～3n(H) ～n(OH) ～3/2n(H2)

【分层练习】

A 组基础题

1．地壳中储量居前四位的金属是 （ ） A．Al 、Fe 、Ca 、Na B．Al 、Fe 、Ti 、Cu C ．O 、Si 、Al 、Ti D．Na 、Mg 、K 、Fe

2．下列金属在空气中能自发形成氧化物保护膜的是 （ ） A．Fe B．Al C． Mg D．Na

3．下列关于钠的物理性质叙述正确的是 （ ） ① 银白色金属 ② 质软，可用小刀切割 ③ 熔点低于100℃ ④ 密度比水小 ⑤ 热和电的良导体

A．①②④ B．①②③④ C． ①③④ D．①②③④⑤

4．关于氧化钠和过氧化钠的叙述正确的是 （ ） A．都是白色的固体 B．都是钠在空气中缓慢氧化的产物 C ．都是强氧化剂 D．都能与水反应生成强碱

5．下列关于化合价判断正确的是 （ ） A ．氧化钠中的O 元素化合价-1价 B．过氧化钠中的O 元素化合价-2价 C ．二氧化硫中O 元素-1价 D．三氧化硫中O 元素-2价

6．金属钠和水（含几滴酚酞）的反应是一个重要的实验，能从该实验获得的信息中说明金属钠具

有的性质是：① 密度较小 ②熔点较低 ③ 硬度较小 ④还原性强 ⑤ 该反应生成相应的碱 ⑥ 该反应是放热反应 （ ） A ．①②③④⑤ B．①②④⑤⑥ C．除③⑥之外 D．全部

7．下列关于金属元素的叙述，正确的是 （ ） A ．金属元素的原子既有氧化性又有还原性

B ．金属元素在化合物中的的化合价一定显正价 C ．金属元素在不同化合物中的的化合价一定不同 D ．金属元素的单质在常温下一定是固体

8．下列各组物质相互反应后，没有碱生成的是 （ ） A ．CaO 溶于水 B．红热的Fe 和水蒸气 C ．金属Na 投入水中 D．Na 2O 2投入水中

9．等质量的钠进行下列实验，产生H 2最少的是 （ ） A ．将钠投入足量的稀硫酸中 B．将钠投入足量的稀硝酸中 C ．将钠投入足量的硫酸铝溶液中

D ．将钠用铝箔包好，并刺穿一些小孔，放入足量水中

10．下列金属分别与足量盐酸反应，得到等质量的氢气，所需金属的质量最少的是（ ）

A ．Mg B．Al C．Fe D．Zn

11．除去镁粉中的铝粉，应选用的试剂是 （ ） A．稀盐酸 B．氯水 C．烧碱溶液 D．蒸馏水

B 组提高题

12．少量金属钠投入CuSO 4溶液中，正确的反应是 （ ） （1）2Na + CuSO4====Na2SO 4 + Cu↓ （2）Cu + 2H2O====Cu（OH ）2+ H2↑

（3）2Na+ 2H2O====2NaOH + H2 ↑ （4）2NaOH + CuSO4==== Cu（OH ）2↓+ Na2SO 4

A. ①③ B. ①② C. ③④ D. ①

13．对于下列有关金属钠的叙述，正确的是 （ ） A ．由于钠比较活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动顺序表中钠后面的金属

B ．1个钠原子能失去1个电子，1个镁原子能失去2个电子，所以镁的还原性比钠强 C ．钠能把钛、锆等金属从熔融卤化物里还原出来

－1

D ．0.5 L 1 mol·L 的盐酸分别与 1 mol 钠、镁、铝反应，所生成的氢气的量相等 硝酸钾溶液 14．试管中装有煤油和水的混合物，静置后放入一小块碱金属，可观察到金属块在煤油和水的界面附近上下往复运动。下列说法不正确的是 ( ) A ．此碱金属可能为钾或钠 B ．反应一段时间煤油会燃烧

C ．上下运动是由于该金属与水反应产生气体 D ．钠与水反应生成氧气

15．质量比为2∶3的金属铝分别投入足量的稀硫酸和氢氧化钠溶液中，产生的氢气的体积比是

( )

A ．1∶3 B．1∶2 C． 2∶3 D．3∶2 【我博学】----拓展与提高 一、知识延伸 1．金属的分类

－

人们根据金属的密度，把金属分为重金属和轻金属。重金属的密度大于4.5 g·cm 3，轻金属

－

的密度小于4.5 g·cm 3。 冶金工业上还常常把金属分为黑色金属与有色金属。黑色金属有三种：铁、锰、铬。它们或它们的合金的表面常有呈灰黑色的氧化物，所以称这类金属为黑色金属。除铁、锰、铬以外的金属称为有色金属。 有色金属又可以分为九大类：

（1）重金属：铜、铅、锌等。 （2）轻金属：铝、镁等。 （3）轻稀有金属：锂、铍等。

（4）难熔稀有金属：钨、钛、钒等。 （5）稀散金属：镓、锗等。

（6）稀土金属：钪、钇及镧系元素等。 （7）放射性金属：镭、锕等。 （8）贵金属：金、银、铂等。 （9）碱金属：钾、钠等。

2．因条件改变而产生不同的产物

3．钠在空其中长期放置的现象及产物

现象：切开后的切口处露出银白色金属光泽。切口在空气中露置一会儿，会逐渐变暗。久置后

表面还会形成溶液，最后变成白色粉末。写出变化过程： 4． 氧化钠、过氧化钠 (Na2O 2 , Na2O) 和氢氧化钠

（1）为何棉花能燃烧起来？

（2）钠起火能否用CO 2灭火器灭火？运用氧化还原反应的知识分析所发生的反应。

（3）请你分析涉及的化学反应是氧化-还原反应吗？

5．铝与氢氧化钠溶液反应的实质

2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 +3H2↑ 可分解为两步反应：

2Al + 6H2O = 2Al（HO ）3 +3H2↑ ① 2Al （HO ）3 + 2NaOH = 2NaAlO2 +4H2O ②

反应①不易进行，原因是：Al 的金属性相对较弱，产生的Al （HO ）3不溶与水，覆盖在金属表面阻止反应进行。反应②中，Al （HO ）3能溶于NaOH 溶液，促使反应①进行，所以铝能与氢氧化钠溶液反应。反应实质为： 6ｅ

2Al + 2NaOH + 6H2O = 2NaAlO2 +4H2O +3H2↑

氧化剂 二、拓展学习资料

热缩冷胀的金属 http://www.hongen.com/edu/kxdt/hxsj/kb022301.htm 有色金属科技 http://www.smm.com.cn/science.php

镁的腐蚀与防护 http://www.foundry.com.cn/focus/luntan/luntan22.html 三、我探究、我创新

以金属的化学性质为指导，收集生活中接触到的金属材料及试剂（替代品），建立自己的家庭实验室，动手验证金属的性质。

提示：生活中Fe 、Al 、Cu 较为常见，Mg 可找老师提供。酸可用醋酸替代，碱和盐的替代品寻求老师协助解决。

四、C 组拓展题

1．加入铝粉能放出氢气的溶液中，分别加入下列各组离子，可能共存的是 （ ）

A.NH 4 NO3 CO3 Na B.Na Ba Mg HCO3 C.NO 3 Ca K Cl D.NO3 K AlO2 OH

2．两烧杯中各盛有100mL3mol/L的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲:乙=1:2，则加入铝粉的质量为 （ ） A.5.4g B.3.6g C.2.7g D.1.6g 3．铁片投入下列溶液后，金属片质量减少，但无气体放出的是 （ ）

A. 冷、浓HNO 3 B.Cu(NO3) 2 溶液

C. 稀HNO 3 D.Fe(NO3) 3溶液

4．200℃时，11.6g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na 2O 2充分反应，反应后固体的质量增加了3.6g 。则原混合气体的平均式量为 （ ）

A ．5.8

B ．11.6

C ．23.2

D ．46.4

5．1） 写出由氧在一定条件下，生成下列物质的化学方程式(必须注明反应条件) 。

①Fe 3O 4: ②Na 2O 2: ③Na 2O: 2) 指出金属元素在下列各物质中的化合价: Fe 3O 4: ; Na2O 2: ; Na2O:

4) 人体内O 2离子对健康有害, 使人过早衰老, 但在催化剂SOD 存在下可以发生如下反应, 请完成该反应的离子方程式:

O2+ H2O = H2O 2+ O2

6．将足量的金属钠投入到100gt°C

的水中，恰好得到t°C时NaOH 饱和溶液111g ，则t°C 时NaOH 的溶解度为____克。

7．A 、B 、C 三种金属相对原子质量之比为3：5：7，若以4：2：1的原子个数比形成三种金属组成的混合物4.64g ，溶于足量的盐酸后，放出氢气在标准状况下的体积是3. 136L, 若三种金属均为正2价，求三种金属的相对原子质量。

---2+

+

--+

--+

-2-+

+

2+

2+

-

3)KO 2能吸收CO 2生成K 2CO 3和O 2, 故可用作特殊情况下的氧气来源, 试写出该反应的化学方程式

第三章 自我检测

（时间45分钟 满分100分）

说明：１. 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分；请将你第Ⅰ卷的选择项填

写在第Ⅱ卷指定的位置

2. 可能用到的相对原子质量：H 1；C 12；O 16；Na 23；Al 27。

第Ⅰ卷(60分)

一、选择题（每题只有一个选项符合要求，每题4分，共60分）

1．下列物质不是白色固体的是 （ ） A ．Fe (OH ) 2 B ．Al (OH ) 3 C ．MgO D ．Fe (OH ) 3

2．焰色反应是 （ ） A ．元素的性质 B ．单质的性质 C ．化合物的性质 D ．离子的性质

3． 在医药上能用来治疗胃酸过多的物质是 （ ） A ．NaOH B ．ＣaO C ． Al (OH ) 3 D ．明矾

4．下列说法不正确的是 （ ） A ．加热可鉴别碳酸氢钠与碳酸钠 B ．焰色反应可鉴别钾盐和钠盐

C ．用水可鉴别氢氧化镁和氢氧化铝固体

2+3+

D ．KSCN 溶液可用于鉴别Fe 与Fe

5．钠元素在自然界能够存在的是 （ ） A ．Na B ．Na 2O 2 C ．NaOH D ．钠盐

6．下列金属在空气中生成的氧化膜能保护内层金属的是 （ ） A ．Fe B ．Al C ．Na D ．Au(黄金)

7． 少量金属钠在空气中长期放置最终的产物是 （ ）

A ．Na 2O B ．Na 2O 2 C ．NaOH D ．Na 2CO 3

8．常温常压下，向一瘪凹、干燥的铝制易拉罐中加入少量晶体a ，封闭罐口，一会儿发现瘪处向外膨胀；再向罐中加入过量浓溶液b ，将罐口封闭后振荡，易拉罐又变成瘪凹，但一会儿，瘪凹处又会向外膨胀。加入的物质a 和b 可能是 （ ） A ．小苏打和盐酸 B ．氯化钠和苛性钠 C ．过氧化钠与浓硫酸 D ．干冰的氢氧化钠

9．含有下列阳离子的留种硫酸盐溶液: Na+、Mg 2+、Al 3+、Fe 、Cu 2+、Fe 3+，只用一种试剂把它们一一鉴别出来，这种试剂是 （ ） A ．AgNO 3 B ．NaOH C ．Ba(OH)2 D ．KSCN

10．为合理利用“垃圾”资源，提倡垃圾分类回收，生活中废弃的铁锅、铝制易拉罐等可以归为

一类加以回收，它们属于 （ ） A ．有机物 B ．无机盐 C ．金属或合金 D ．难溶性碱

11．在空气中不能稳定存在的是 （ ） A ．Cu (OH ) 2 B ． Al (OH ) 3 C ．Fe (OH ) 2 D ．Fe (OH ) 3

12．金属钠着火时，可以灭火的物质是 （ ） A ．煤油 B ．水 C ．沙子 D ．二氧化碳

13．关于下列物质的用途，下列说法不正确的是 （ ） A ．碳酸钠和碳酸氢钠在厨房都用做食用碱 B ．氧化铝是较好的耐火材料 C ．氧化铁常用于制造红色油漆

D ．铝制餐具可长时间存放酸性、碱性或咸的食物

14．有一块铝铁合金溶于足量盐酸中，再用过量的NaOH 溶液处理，将产生的沉淀过滤、洗涤、

干燥、灼烧后，剩余固体粉末的质量与原合金质量恰好相等，则合金中铝的含量为（ ） A ． 70% B ． 30% C ．47.6% D ． 52.4%

15．对于在溶液中的反应2FeCl 2+Cl 2=2FeCl 3，下列说法不正确的是 （ ） A ．溶液由浅绿色变为黄色 B ．若往反应后的FeCl 3溶液中加入过量的铁，则又可生成FeCl 2 C ．此反应既是氧化还原反应又是离子反应 D ．此反应不是化合反应

2+

第Ⅱ卷(40分) 第Ⅰ卷(60分) 答题表

二、填空题（共31分） 16．（3分）碳酸钠俗名性，但它属于

类。写出碳酸钠与盐酸反应的离子方程式：。 17．（8分）某中学(1)班某次学生实验将同学们分为1、2、3、4四组, 分别从盛放钠的试剂瓶中用

小刀切取一块绿豆大小的钠与水、硫酸亚铁溶液、氯化铜溶液、氯化镁溶液反应实验，实验有关结果纪录如下：其中第1组有一位同学的钠在放进反应容器之初沉于水底①，其余所有同学均发现钠浮在水面熔成小球②，来回迅速游动，同时有“丝丝”响声，进一步试验证明有气体产生，小球越来越小直至消失；第2组、第3组、第4组都观察到有沉淀产生，第二

组最后沉淀颜色为红褐色，第3组、第4组沉淀颜色分别为蓝色和白色。请结合所学知识回答下列问题：

1）保存金属钠的试剂瓶中的液体是

2）钠能用小刀很轻易切取，说明钠的（物理性质）。

3）试分析解释：下划线①可能的原因 的原因 。

4）从上述实验可以推测出钠与物质溶液反应的普遍规律是。 18．（6分）某同学用稀的盐酸清洗铝制水壶中的水垢（主要成分是碳酸钙和氢氧化镁），该同学的方法是否合理 （填“合理”或“不合理”），原因是 写出洗涤过程中可能发生的化学方程式

1）、 2）、 3）、 4）、 19．（9分）某同学在铁屑（混有铝）与过量盐酸反应完全后的溶液中逐滴加入NaOH 溶液（边滴边振荡）至过量。 1）、请填写完整该同学的实验纪录及有关分析：

滴加NaOH 溶液开始阶段没有观察到明显现象，随着NaOH 溶液的不断加入，慢慢产生 色的沉淀，然后迅速变成 色，最后变成 色。开始阶段没有观察到明显现象原因是 。 2）、写出该同学实验中发生化学方程式（是离子反应的只要求写出反应的离子方程式）： 。 20、（5分）图中表示A ～E 五种物质的转化关系。若将它们灼烧，火焰都呈黄色；B 能跟水起剧

烈反应，D 常用作潜水艇里的氧气来源。试推断A ～E 各物质(写化学式) ：

三、计算题 21．（9分）把含少量Na 2CO 3和水分的NaHCO 3样品2克，加热到质量不再减少为止，把生成的气体通入足量石灰水，得白色沉淀1克。求样品中NaHCO 3的质量分数？

【我好学】------反思与体会

1、单元测试题知识点对应分析及答题情况表

写出你学习本单元后的体会，总结学习态度，归纳学习方法，反思存在的问题，记录知识的缺陷，制订下阶段的学习计划。

金属及其化合物知识要点：

一、金属的物理性质

[归纳总结］：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。

二、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。

三、金属化合物的性质

1、氧化物

2、氢氧化物

3、盐

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。

3

④

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

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。

Fe 3O 3

⑩

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。