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碱金属的化学性质

碱金属的化学性质
碱金属的化学性质

第十七章碱金属和碱土金属

[教学要求]

1.熟悉碱金属和碱土金属的通性;了解碱金属和碱土金属的单质及物理性质和化学性质。

2.了解M+ 和M2+离子的特征;熟悉氧化物、氧氢化物、盐类。

[教学重点]

1.碱金属和碱土金属的通性。

2.氧化物、氧氢化物、盐类。

[教学难点]

1.碱金属和碱土金属的单质及物理性质和化学性质。

2.M+ 和M2+离子的特征。

[教学时数] 2学时

[教学内容]

碱金属和碱土金属是周期表ⅠA族和ⅡA族元素。ⅠA族包括锂、钠、钾、铷、铯、钫六种金属元素。它们的氧化物溶于水呈碱性,所以称为碱金属。ⅡA 族包括铍、镁、钙、锶、钡、镭六种金属元素。由于钙、锶、钡的氧化物在性质上介于“碱性的”和“土性的”(以前把粘土的主要成分,既难溶于水又难熔融

的Al

2O

3

称为“土”)之间。其中锂、铷、铯、铍是稀有金属,钫和镭是放射性元

素。钠、钾、镁、钙和钡在地壳内蕴藏较丰富,它们的单质和化合物用途广泛,本章将重点介绍它们。

§17-1 碱金属和碱土金属的通性

表17—1列举了碱金属和碱土金属的一些重要性质。

碱金属元素原子的价电子层结构为ns1。因此,碱金属元素只有+1氧化态。碱金属原子最外层只有一个电子,次外层为8电子(Li为2电子),对核电荷的屏蔽效应较强,所以这一个价电子离核校远,特别容易失去,因此,各周期元素的第一电离能以碱金属为最低。与同周期的元素比较,碱金属原子体积最大,只有一个成键电子,在固体中原子间的引力较小,所以它们的熔点、沸点、硬度、升华热都很低,并随着Li一Na—K一Rb一Cs的顺序而下降。随着原子量的增加(即原子半径增加),电离能和电负性也依次降低,见表17—1。

碱金属性质的变化一般很有规律,但由于锂原子最小,所以有些性质表现特殊。事实上,除了它们的氧化态以外,锂及其化合物的性质与本族其它碱金属差别较大,而与周期表中锂的右下角元素镁有很多相似之处。

碱金属元素在化合时,多以形成离子键为特征,但在某些情况下也显共价性。

气态双原子分子,如Na

2、Cs

2

等就是以共价键结合的。碱金属元素形成化合物时,

锂的共价倾向最大,铯最小。

与碱金属元素比较,碱土金属最外层有2个s电子。次外层电子数目和排列与相邻的碱金属元素是相同的。由于核电荷相应增加了一个单位,对电子的引力要强一些,所以碱土金属的原子半径比相邻的碱金属要小些,电离能要大些,较难失去第一个价电子。失去第二个价电子的电离能约为第一电离能的一倍。从表面上看碱土金属要失去两个电子而形成二价正离子似乎很困难,实际上生成化合物时所释放的晶格能足以使它们失去第二个电子。它们的第三电离能约为第二电离能的4—8倍,要失去第三个电子很困难,因此,它们的主要氧化数是+2而不是+1和+3。由于上述原因,所以碱土金属的金属活泼性不如碱金属。比较它们的标准电极电势数值,也可以得到同样的结论。在这两族元素中,它们的原了半

径和核电荷都由上而下逐渐增大,在这里,原子半径的影响是主要的,核对外层电子的引力逐渐减弱,失去电子的倾向逐渐增大,所以它们的金属活泼性由上而下逐渐增强。

碱金属和碱土金属团体均为金属晶格,碱土金属由于核外有2个有效成键电子,原于间距离较小,金属键强度较大,因此,它们的熔点、沸点和硬度均较碱金属高,导电性却低于碱金属。碱土金属的物理性质变化不如碱金属那么有规律,这是由于碱土金属晶格类型不是完全相同的缘故。碱金属皆为体立方晶格,碱土金属中,Be、Mg为六方晶格,Ca、Sr为面心立方晶格,Ba为体立方晶格。

这两族元素的离子各有不同的味道特征,如Li+离子味甜;K+、Na+离子味咸;Ba+离子味苦。

Li+离子的极化力是碱金属中最强的,它的溶剂化作用和形成共价的趋势异

常的大,有人提出有“锂键”的存在,类似于氢键,如H—F······Li—F和(LiF

2)

2。

§17-2 碱金属和碱土金属的单质

2-1 物理性质和化学性质

(1) 物理性质

碱金属和碱土金属的重要物理性质列于表17—2中:

碱金属和碱土金属单质除铍呈钢灰色外,其它都具有银白色光泽。碱金属具有密度小、硬度小,熔点低、导电性强的特点,是典型的轻金属。碱土金属的密

度,熔点和沸点则较碱金属为高。

Li、Na、K都比水轻,锂是固体单质中最轻的,它的密度约为水的一半。碱土金属的密度稍大些,但钡的密度比常见金属如Cu、Zn、Fe还小很多。IA、IIA 族金属单质之所以比较轻,是因为它们在同一周期里比相应的其它元素原子量较小,而原子半径较大的缘故。

由于碱金属的硬度小,所以钠、钾都可以用刀切割。切割后的新鲜表面可以看到银白色的金属光泽,接触空气以后,由于生成氧化物、氮化物和碳酸盐的外壳,颜色变暗。碱金属具有良好的导电性。碱金属(特别是钾、铷、铯)在光照之下,能够放出电子,对光特别灵敏的是铯,是光电池的良好材料。铷、铯可用于制造最准确的计时器——铷、铯原子钟。1967年正式规定用铯原子钟所定的秒为新的国际时间单位。

碱金属在常温下能形成液态合金(77.2%K和22.8%Na,熔点260.7K)和钠汞齐(熔点236.2K),前者由于具有较高的比热和较宽的液化范围而被用作核反应堆的冷却剂,后者由于具有缓和的还原性而常在有机合成中用作还原剂。钠在实验室中常用来除去残留在各种有机溶剂中的微量水分。

锂的用途愈来愈广泛,如锂和锂合金是一种理想的高能燃料。锂电池是一种高能电池。

碱土金属中实际用途较大的是镁。主要用来制造合金。铍作为新兴材料日益被重视。

这两族元素中有几种元素在生物界有重要作用。钠和钾是生物必需的重要元素。镁对于所有有机界都是必需的。

(2) 化学性质

。反碱金属钠、钾、钙、镁分别与水反应。金属钠与水反应剧烈,并放出H

2

应放出的热使钠熔化成小球。钾与水的反应更激烈,并发生燃烧,铷、铯与水剧烈反应并发生爆炸。

碱土金属也可以与水反应。铍能与水蒸气反应,镁能将热水分解,而钙、锶、钡与冷水就能比较剧烈地进行反应。

由此可知碱金属和碱土金属均为活泼金属,都是强还原剂;在同一族中,金属的活泼性由上而下逐渐增强,在同一周期中从左到右金属活泼性逐渐减弱。

根据标准电极电势,锂的活泼性应比铯更大,但实际上与水反应还不如钠剧

烈。这是因为(1)锂的熔点较高,反应时产生的热量不足以使它熔化,而钠与水反应时放出的热可以使钠熔化,因而固体锂与水接触的机会不如液态钠;(2)反应产物LiOH的溶解度较小,它覆盖在锂的表面,阻碍反应的进行。

上述碱金属和碱土金属的活泼性及其变化规律,还表现在它们在空气中都容易和氧化合。碱金属在室温下能迅速地与空气中的氧反应,所以碱金属在空气中放置一段时,金属表面就生成一层氧化物,在锂的表面上除生成氧化物外还有氮化物。钠、钾在空气中稍微加热就燃烧起来,而铷和铯在空温下遇空气就立即燃烧。

4Li+O2=2Li2O

6Li+N2=2Li3N

4Na+O2=2Na2O

它们的氧化物在空气中易吸收二氧化碳形成碳酸盐:

Na

2O+CO

2

=Na

2

CO

3

因此碱金属应存放在煤油中,因锂的密度最小,可以浮在煤油上,所以将其

浸在液体石蜡或封存在固体石腊中。

碱土金属活泼性略差,室温下这些金属表面缓慢生成氧化膜。它们在空气中加热才显著发生反应,除生成氧化物外,还有氮化物生成。

3Ca + N2 = Ca3N2

因此在金属熔炼中常用Li、Ca等作为除气剂,除支溶解在熔融金属中的氮气和氧气。

在高温时碱金属和碱土金属还能夺取某些氧化物中的氧,如镁可使SiO

2

硅还原成单质Si,或夺取氯化物中的氯,如金属钠可以从T1Cl

4

中置换出金属钛。

SiO2+2Mg=Si+2MgO T1C14+4Na=Ti+4NaCl

碱金属最有兴趣的细致之一是它们在液氨中表现的性质。碱金属的液氨稀溶液呈蓝色,随着碱金属溶解两的增加,溶液的颜色变深。当此溶液中钠的浓度超过1mol/L以后,就在原来深蓝色溶液之上出现一个青铜色的新相。再添加碱金属,溶液就由蓝色变为青铜色。如将溶液蒸发,又可以重新得碱金属。

根据研究认为:在碱金属的稀氨溶液中碱金属离解生成碱金属正离子和溶剂合电子:

M(s)+(x+y)NH3(l)=M(NH3)+ x + e(NH3)—y

因为离解生成氨合阳离子和氨合电子,所以溶液有导电性。此溶液具有高导电性主要是由于有溶剂合电子存在。溶液中因含有大量溶剂合电子,因此是顺磁性的。

痕量杂质如过渡金属的盐类、氧化物和氢氧化物的存在,以及光化作用都能促进溶液中的碱金属和液氨之间发生反应而生成氨基化物:

Na+NH3(l)=NaNH2+1/2H2

钙、锶、钡也能溶于液氨生成和碱金属液氨溶液相似的蓝色溶液,与钠相比,它们溶得要慢些,量也少些。

碱金属液氨溶液中的溶剂合电子是一种很强的还原剂。它们广泛应用在无机和有机制备中。

2—2制备方法简介

(1)存在

由于碱金属和碱土金属的化学性质很活泼,所以它们只能以化合状态存在于自然界中。在碱金属中,钠和锂在地壳中分布很广,两者的丰度都为2.5%。主要矿物有钠长石Na[AlSi3O8]、和钾长石K[A1Si3O8],光卤石KCl·MgCl2·6H2O 及明矾石K2SO4·A12(SO4)3·24H2O等。海水中氯化钠的含量为2.7%,植物灰中也含有钾盐。锂的重要矿物为锂辉石Li·A1 (SiO3)2,锂、铷和铯在自然界中储量较少且分散,被列为稀有金属。

碱土金属除镭外在自然界小分布也很广泛,镁除光卤石外,还有白云石CaCO

·MgCO3和菱镁矿MgCO3等。铍的最重要矿物是绿柱石3BeO·Al2O3·6SiO3。

3

、钙、锶、钡在自然界中存在的主要形式为难溶的碳酸盐和硫酸盐,如方解石CaCO

3、碳酸钡矿、石膏CaSO4·2H2O、天青石SrSO

4、重晶石BaSO4等。碳酸锶矿SrCO

3

海水中含有大量镁的氯化物和硫酸盐,1971年世界镁产量有一半以上是以海水为原料生产的。

(2)制备

由于碱金属和碱土金属的性质很活泼,所以一般都用电解它们的熔融化合物的方法制取。钠和锂主要用电解熔融的氯化物制取。

1.电解熔融氯化钠制金属钠

图17—2为制取金属钠电解槽示意图。电解槽外有钢壳,内衬耐火材料。两极用隔墙分开。氯气从阳极区上部管道排出,钠从阴极区出口流出。

电解用的原料是氯化钠和氯化钙的混合盐。若只用氯化钠进行电解,不仅需要高温,而且电解析出的金属钠易挥发(氯化钠的熔点为1073K,钠的沸点为1156K),还容易分散在熔融盐中,难于分离出来。加入氯化钙后,一则可降低电解质的熔点(混合盐的熔点约873K),防止钠的挥发,再则可减小金属钠的分散性,因熔融混合物的密度比金属钠大,钠易浮在面上。

电解熔融盐时的电极反应如下:

阳极:2C1-=Cl2+2e

阴极:2Na++2e =2Na

总反应: 2NaCl电解2Na+C12

电解得到的钠约含有1%的钙。

制取碱金属的方法还有热还原法、金属置换法和热分解法。

2.热还原法

热还原法一般采用焦炭或碳化物为还原剂,例如:

K 2CO

2

+2C 1473K、真空 2K+3CO

2KF+CaC

2 1273—1423K CaF

2

+2K+2C

3.金属置换法

钾、铷和钠虽然也可以用电解法制取,但常用强还原性的金属如Na、Ca、Mg、Ba等在高温和低压下还原它们氯化物的方法制取,例如:

KCl+Na=NaCl+K↑

2RbCl+Ca=CaCl

2

+2Rb↑

铯可以用镁还原,CsAlO

2

制得:

2CsAlO

2+Mg=MgAl

2

O

4

+2Cs

上面几个反应看起来那是较不活泼的金属把活泼金属从其盐类中置换出来,这似乎与金属的标准电极电势排列的金属活动顺序相矛盾,我们已经知道用标准电极电势作反应方向的判断标准,只能在水溶液的情况下应用,而上述反应都是在高温下进行的,所以不能应用。将钠蒸气通入熔融的KCl中,可以得到一种钠—钾合金。从表17—3可知:钠的沸点为1155.9K,钾为1047.9K,钾在高温更易挥发。在一个分馏塔中加热。利用钾在高温时挥发度大而从合金中分离出来。另外钠和钾的同类型化合物的晶格能相比,钠比钾高,因而钠的化合物更稳定。

钾沸点低易挥发,钾易熔于熔融KCl中难分离,在电解过程中产生的KO2

与K会发生爆炸,所以一般不用熔融盐电解法制取钾,主要用金属置换法等制取。

4. 热分解法

碱金属的化合物,如亚铁氰化物,氰化物和叠氮化物,加热能被分解成碱金属。

4KCN加热4K+4C+2N2

2MN3加热2M+3N2 M=Na、K、Rb、Cs

铷、铯常用这种方法制备:

2RbN3 668K,高真空2Rb+3N2

2CsN3 663K 2Cs+3N2

碱金属的叠氮化物较易纯化,而且不一发生爆炸。这种方法是精确定量制备

N,故不能用这种方法制备。

碱金属的理想方法。锂因形成很稳定的Li

3

§17—3 化合物

3—1 M+和M2+离子的特征

碱金属和碱土金属化合物大多数是离子型化合物。它们的离子很容易和水分子结合成稳定的水合离子M+(aq)和M2+(aq)。从质子酸碱理论的观点看,

M+(aq)和M2+(aq)都是很弱的酸,而相应的氢氧化物MOH和M(OH)2则是强碱(Be的氢氧化物除外)。碱和它们的盐大多是强电解质,除Be2+外,阳离子水解程度很小或基本上不水解。

碱金属离子比同周期的碱土金属离子有较大的离子半径和较小的电荷,同时它们的离子最外电子层结构都是s2p6,即8电子构型,所以碱金属的氢氧化物和盐大多数易溶于水,比碱土金属氢氧化物和盐的溶解度为大。此外,M+和M2+离子都是无色的。

3—2 氧化物

(1)氧化物

在空气中燃烧时,只有锂生成氧化锂(白色固体)。尽管在缺氧的空气中可以制得除锂以外的其它碱金属普通氧化物,但这种条件不易控制,所以其它碱金属O必须采用间接方法来制备。例如用金属钠还原过氧化钠,用金属钾还

的氧物M

2

原硝酸钾,分别可以制得氧化钠(白色团体)和氧化钾(淡黄色固体):Na2O2+2Na=2Na2O

2KNO3+10K=6K2O+N2

Rb

2O为亮黄色,Cs

2

O为橙红色,氧化物的颜色依次加深。

碱金属氧化物M

2

O与水化合而生成氢氧化物MOH:M2O+H2O=2MOH

碱金属氧化物与水反应的程度,从Li

2O到Cs

2

O依次加强。Li

2

O与水反应很

慢,但Rb

2O和Cs

2

O与水反应时会发生燃烧甚至爆炸。

碱土金属在室温或加热下,能和氧气直接化合而生成氧化物MO,比可以从它们的碳酸盐或硝酸盐加热分解制得MO,例如:

CaCO

3=CaO+CO

2

2Sr(NO

3)

2

=2SrO+4NO

2

↑+O

2

氧化钙与水反应而生成熟石灰并放出大量的热,熟石灰广泛应用在建筑工业上。

CaO+H

2O=Ca(OH)

2

碱土金属氧化物的水合热从Be到Ba依次增加。氧化钙的这种水合能力,常用来吸收酒精中的水分。在高温下氧化钙能同酸性氧化物SiO2作用:

CaO+ SiO

2=CaSiO

3

CaO与P

2O

5

也有类似反应,这可用在炼钢中除去杂质磷。

碱土金属氮化物都是白色团体。除BeO外,都是氯化钠晶格的离子型化合物。由于正、负离子都是带有两个电荷,而M—O的距离又较小,所以MO具有较大的晶格能,因此它们的熔点和硬度都们当高。晶格中离子间距离依次降低,熔点除BeO外也是依次下降。根据这种特性,BeO和MgO常用来制造耐火材料和金属陶瓷。

密度为2.949·cm-3的MgO为白色细末,称轻质氧化镁。密度为3.589·cm-3的MgO称重质氧化镁。他们均难溶于水,易溶于酸和氨盐溶液。氧化镁浸于水中慢慢转变为氢氧化镁。

(2)过氧化物

过氧化物M

2O

2

中含有过氧化离子O22-或[—O—O—]2-。其分子轨道式如下:

[KK(δ2S)2(δ*2S)2(δ2P)2(π2P)4(π*2P)4]

成键和反键π轨道大致抵消,由填充δ2Px轨道的电子形成一个δ键,键级为1。

碱金属最常见的过氧化物是过氧化钠,实际用途也较大。将钠加热至熔化,

通入一定量的除去CO

2

的干燥空气,维持温度在453-473K之间,钠即被氧化为

Na

2

O;进而增加空气流量并迅速提高温度至573-673K,即可制得Na2O (淡黄色粉末):

4Na+O

2 453—473K 2Na

2

O

2Na

2O + O

2

573—673K 2Na

2

O

2

Na

2O

2

与水或稀酸反应而产生H

2

O2,H

2

O

2

立即分解放出氧气:

Na

2O

2

+2H

2

O=H

2

O

2

+2NaOH

Na

2O

2

+H

2

SO

4

=H

2

O

2

+Na

2

SO

4

2 H

2O

2

=2 H

2

O+O

2

所以Na

2O

2

可用作氧化剂、漂白剂和氧气发生剂。Na

2

O

2

与CO

2

反应,也能放

出氧气:

2 Na

2O

2

+2CO

2

=2Na

2

CO

3

+O

2

利用这一性质,Na

2O

2

在防毒面具、高空飞行和潜艇中用作CO

2

的吸收剂和供

氧剂。

过氧化钠在碱性介质中是一种强氧化剂,例如在碱性溶液中,它可以把

As(III)氧化成As(v)的化合物,把Cr(III)氧化成Cr(IV)的化合物等。在分析化学中,常用它来氧化分解(碱熔)某些矿物。例如,它能将矿石中硫、锰、铬、钒、锡等成分氧化成可溶的含氧酸盐,而自试样中分离出来,因此常用作分解矿石的熔剂。例如

Cr

2O

3

+3 Na

2

O

2=

2Na

2

CrO

4

+Na

2

O

MnO

2+ Na

2

O

2

=Na

2

MnO

4

由于Na

2O

2

有强碱性,熔融时不能采用瓷制器皿或石英器皿,宜用铁、镍器

皿。由于它们强氧化性,熔融时遇到棉花、炭粉或铅粉会发生爆炸,使用时应十分小心。

碱土金属的过氧化物以BaO

2

较为重要。在773—793K时,将氧气通过氧化钡即可制得:

2BaO+O

2

773—793K 2BaO2

BaO

2与稀酸反应生成H

2

O

2

,这是H

2

O

2

的实验室制法:

BaO

2+H

2

SO

2

=BaSO

4

+ H

2

O

2

过氧化钡还可作供氧剂、引火剂等

(3)超氧化物

钾、铷、铯在过量的氧气中燃烧及得超氧化物MO2。KO2是橙黄色固体,RbO2是深棕色固体,CsO2是深黄色固体。超氧化物中含有超氧离子O2-,其结构为:[O···O]-

其分子轨道式为:O2-[KK(δ2S)2(δ*2S)2(δ2P)2(π2P)4(π*2P)3]

在O2-中,有13个价电子,其中成键和反键轨道大致抵消,成键的(δ2P)2构成一个δ键,成键的(π2P)2和反键的(π*2P)1构成一个三电子π键键级为:(2+2-1)/2=1

因超氧离子O2-有一个末成对的电子,故它具有顺磁性,并呈现出颜色。由

于O2-的键级比O

2小,所以稳定性比O

2

差。实际上超氧化物是强氧化剂,与水剧

烈地反应:

2MO

2+2H

2

O=O2+H

2

O

2

+2MOH

也能和CO

2

反应放出氧气:

4M O

2+2CO

2

=2M

2

CO

3

+3O

2

故它们也能除去CO

2和再生O

2

,也可用于急救器中和潜水、登山等方面。

此外臭氧和K、Rb、Cs的氢氧化物作用,可以制得臭氧化物,例如:

3KOH(s)+2O

2 (g)=2KO

3

(s)+KOH·H

2

O(s)+ O

2

(g)

将KO

3用液氨重结品,可得到桔红色的KO

3

晶体,它缓慢地分解成KO

2

和O

2

3—3 氢氧化物

碱金属的氢氧化物对纤维和皮肤有强烈的腐蚀作用,所以称它们为苛性碱。氢氧化钠和氢氧化钾通常分别称为苛性钠(又名烧碱)和苛性钾。它们都是白色晶状固体,具有较低的熔点。除氢氧化锂外,其余碱金属的氢氧化物都易溶于水,并放出大量的热。在空气中容易吸湿潮解,所以固体NaOH是常用的干燥剂。它们还容易与空气中的CO

2

反应而生成碳酸盐,所以要密封保存。但在NaOH表面

总难免要接触空气而带有一些Na

2CO

3

,如果在化学分析工作中需要不含Na2CO3

的NaOH溶液,可先配制NaOH的饱和溶液,Na

2CO

3

因不溶于饱和的NaOH溶液而

沉淀析出,静置取上层清液,用煮沸后冷却的新鲜水稀释到所需的浓度即可。

碱金属氢氧化物的突出化学性质是强碱性。它们的水溶液和熔融物,既能溶解某些金属及其氧化物,也能溶解某些非金民及其氧化物。

2A1+2NaOH+6H

2O=2Na[Al(OH)

4

]+3H

2

A1

2O

3

+2NaOH 熔融 2NaAlO

3

+H

2

O

Si+2NaOH+H

2O=Na2SiO

3

+2H

2

SiO

2+2NaOH=Na

2

SiO3+H

2

O

因为氢氧化钠、氢氧化钾易于熔化,又具有溶解某些金属氧化物、非金属氧化物的能力,因此工业生产和分析工作中常用于分解矿石。溶融的氢氧化钠腐蚀性更强,工业上熔化氢氧化钠一般用铸铁容器,在实验室可用银或镍的器皿。

氢氧化钠能腐蚀玻璃,实验室盛氢氧化钠溶液的试剂瓶,应用橡皮塞,而不能用玻璃塞,否则存放时间较长,NaOH就和瓶口玻璃中的主要成分SiO

2

反应而

生成粘性的Na

2SiO

3

而把玻璃塞和瓶口粘结在一起。

氢氧化钠是一种重要的化工基本原料,在工业和科学研究上有很多重要用途,它在工业上是用电解食盐水溶液的方法制备的。(见第十一章)

如需用少量的氢氧化钠、也可用苛化法制备。即用消石灰或石灰乳与碳酸钠的浓溶液反应:

Na

2CO

3

+Ca(OH)

2

=CaCO

3

↓+2NaOH

下面着重讨论一下碱金属和碱土金属氢氧化物溶解性和碱性的变化规律:

一、溶解度的变化

碱金属氢氧化物在水小的溶解度很大(LiOH例外),并全部电离。碱土金属氢氧化物的溶解度比碱金属氢氧化物的溶解度小得多。从表17—5可以看出,同族元素的过氧化物的溶解度从上到下是逐渐增大的。因为大多数情况下,离子化合物的溶解度与离子势(Z/r)成反比,(详见第十五章第四节)。碱金属氢氧化物从LiOH到CsOH随着阳离子半径的增大,阳离子和阴离子之间的吸引力逐渐减小,ROH晶格愈来愈容易被水分子把它们拆开。同—周期中,碱土金属离子比碱金属离子小,而且带两个正电荷,因此水分子就不容易将它们拆开,溶解度就小得多。

二、碱性的变化

碱金属和碱土金属氢氧化物碱性呈现有规律性的变化。一般氢氧化物和含氧酸的酸碱性强弱可用Φ1/2值的大小来判断(风第十五章,第三节)。当金属离子(R)的电子构型相同时,则Φ1/2值愈小,碱性愈强;从表17—6所表示的Φ1/2值可知Be(OH)

2

是两性氢氧化物,其余碱土金属氢氧化物均为碱性氢氧化物,而且碱性依Be到Ba的顺序而增强。

由表l 7—6可知,同族元素的氢氧化物。由于R的电子层构型和电荷数均相同,其碱性强弱的变化,主要取决于离子半径的大小。所以碱金属、碱土金属氢氧化物的碱性,均随R离子半径的增大而增强,若把这两族同周期的相邻两个元素的氢氧化物加以比较,碱性的变化规律可以概括如下:

从上到下碱性增强;从左到右碱性减弱。

由上述可知:这两族元素氢氧化物碱性强弱的变化规律和在水中溶解度的变化规律是一致的。为什么碱金属氢氧化物的碱性特别强?这一方面由于它们在水溶液中有较大的溶解度,可以得到浓度较大的溶液;另一方面,它们在水溶液中几乎全部电离,因此可以得到高浓度的OH-离子,OH-离子浓度愈大,碱性就愈强。因此碱金属的氢氧化物是最强的碱。碱土金属的氢氧化物溶解度比碱金属小得多,碱式电离程度比较差,所以其碱性比碱金属氢氧化物来说要弱一些。

3—4盐类

碱金属和碱土金属的常见盐类有卤化物、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐和硫化物等,下面讨论它们的共性和一些特性,并简单介绍几种重要的盐。

一、碱金属和碱土金属盐类溶解性的特点

碱金属盐类的最大特征是易溶于水,并且在水中完全电离,所有碱金属离子都是无色的。只有少数碱金属盐是难溶的。它们的难溶盐一般都是由大的阴离子组成,而且碱金属离子越大、难溶盐的数目也越多。

难溶钠盐有白色粒状的六羟基锑酸钠Na[Sb(OH)6],醋酸双氧铀酰锌钠

NaAc·Zn(Ac)

2·3UO

2

(Ac)

2

,9H

2

O为黄绿色结晶。难溶的钾盐稍多,有:

高试酸钾 KClO

4

(白色)

四苯硼酸钾 KB(C

6H

5

)

4

](白色)

洒石酸氢钾 KHC

4H

4

O

6

(白色)

六氯铂酸钾 K2[PtCl

4

](淡黄色)

钴亚硝酸钠钾 K2Na[Co(NO

2)

6

](亮黄色)

钠、钾的一些难溶盐常用在鉴定钠、钾离子。

碱土金属盐类的重要特征是它们的微溶性。除氯化物、硝酸盐、硫酸镁、铬酸镁易溶于水外,其余的碳酸盐、硫酸盐、草酸盐、铬酸盐等皆难溶。硫酸盐和铬酸盐的溶解度Ca、Sr、Ba的顺序降低。革酸钙的溶解度是所有钙盐中最小的,因此在重量分析中可用它来测定钙。

碱金属和碱土金属碳酸盐溶解度的差别也常用来分离Na+、K+和Ca2+、Ba2+。

二、钠盐和钾盐性质的差异

钠盐和钾盐性质很相似,但也有差别,重要的有三点:

1.溶解度钠、钾盐的溶解度都比较大,相对说来,钠盐更大些。仅NaHCO

3的溶解度不大,NaCl的溶解度随温度的变化不大,这是常见的钠盐中溶解性较特殊的。

2、吸湿性钠盐的吸湿性比相应的钾盐强。因此,化学分析工作中常用的标准试剂许多是钾盐,如用邻苯二甲酸氢钾标定碱液的浓度,用重铬酸钾标定还原剂溶液的浓度。在配制炸药时用KNO3或KClO3,而不用相应的钠盐。

3.结晶水含结晶水的钠盐比钾盐多。如Na

2SO

4

·10H

2

O、K

2

SO

4

、Na

2

HPO

4

·10H

2

O

等。

三、焰色反应

碱金属和钙、锶、钡的挥发性盐在无色火焰中灼烧时,能使火焰呈现出一定颜色。这叫“焰色反应”。碱金属和钙、锶、钡的盐,在灼烧时为什么能产生不同的颜色呢?因为当金属或其盐在火焰上灼烧时,原子被激发,电子接受了能量从较低的能级跳到较高能级,但处在较高能级的电子是很不稳定很快跳回到低能级,这时就将多余的能量以光的形式放出。原子的结构不同,就发出不同波长的光,所以光的颜色也不同。碱金属和碱土金属等能产生可见光谱,而且每一种金属原子的光谱线比较简单,所以容易观察识别。

利用焰色反应,可以根据火焰的颜色定性的鉴别这些元素的存在与否,但一次只能鉴别一种离子。同时利用碱金属和钙、锶、钡盐在灼烧时产生不同焰色的原理,可以制造各色焰火,例如红色焰火的简单配方:

质量百分比 KClO

334% Sr(NO

3

)

2

炭粉10% 镁粉4% 松香7%

绿色焰火配方:

质量百分比 Ba(ClO

3)

2

38% Ba(NO

3

)

2

40% S

2

2%

四、晶型

绝大多数碱金属和碱土金属的盐是离子型晶体,晶体大多数属NaCl型,铯的卤化物是CsCl型结构。它们的熔点均较高。由于Li+、Be2+离子最小,极化作用较强,才使得它们的其些盐(如卤化物)具有较明显的共价性。Mg2+盐也有一些是共价性的。

五、形成结晶水合物的倾向

一般来说,离子愈小,它所带的电荷愈多,则作用于水分子的电场愈强,它的水合热愈大。碱金属离子是最大的正离子,离子电荷最少,原它的水合热常小于其它离子。

碱金属离子的水合能力从Li→Cs是降低的.这也反映在盐类形成结晶水合物的倾向上。几乎所有的锂盐是水合的,钠盐约有75%是水合的,钾盐有25%是水合物,铷盐和铯盐仅有少数是水合盐。在常见的碱金属盐中,卤化物大多是无

水的,硝酸盐中只有锂形成水合物,LiNO

3·H

2

O和LiNO

3

·3H

2

O,硫酸盐只有

Li

2SO

4

·H

2

O和Na

2

SO

4

·10H

2

O,碳酸盐中除Li

2

CO

3

无水合物外,其余皆有不同形式

的水合物,其水分子数分别为:

Na

2CO

3

K

2

CO

3

Rb

2

CO

3

Cs

2

CO

3

1、7、10 1、5 1、5 3、5

六、形成复盐的能力

除锂以外,碱金属还能形成一系列复盐。复盐有以下几种类型:

光卤石类,通式为MⅠC1?MgCl

2?H

2

O,其中MⅠ=K+、Rb+、Cs+,如光卤石KCl

?MgCl

2·6H

2

O;

通式为MⅠ2SO

4?MgSO

4

?6H

2

O的矾类,其中MⅠ=K+、Rb+、Cs+,如软钾镁巩

K 2SO

4

·MgSO

4

·6H

2

O;

通式为MⅠMⅢ(SO

4

)

2

·12H

2

O的矾类,其中MⅠ=Na+、K+、Rb+、Cs+,MⅢ=A13+、

Cr3+、Fe3+、Co3+、Ga3+、V3+等离子,如明矾KAl(SO

4)

2

·12H

2

O。

七、热稳定性

一般碱金属盐具有较高的热稳定性。卤化物在高温时挥发而难分解。硫酸盐

在高温下既难挥发,又难分解。碳酸盐除Li

2CO

3

在1543K以上分解为Li

2

O和CO

2

外,其余更难分解。唯有硝酸盐热稳定性较低,加热到一定温度就可分解,例如:

4LiNO

3 976K 2Li

2

O+4NO

2

↑+O

2

2NaNO

3 1003K

2

NaNO

2

+O

2

2KNO

3943K 2KNO

2

+O

2

碱土金属的卤化物、硫酸盐、碳酸盐对热也较稳定,但它们的碳酸盐热稳定性较碱金属碳酸盐要低。

BeCO

3 MgCO

3

CaCO

3

SrCO

3

BaCO

3

<373K 813K 11 73K 1563K 1633K

碱土金属碳酸盐热稳定性的规律也可用离子极化的观点来说明。

八、几种重要的盐

卤化铍是共价型聚合物(BeX

2)n,不导电、能升华,蒸气中有BeCl

2

和(BeCl

2

)

2

分子。

卤化物中用途最广的是氯化钠,有海盐、岩盐和井盐等。氯化钠除供食用外,它是制取金属钠、氢氧化钠、碳酸钠、氯气和盐酸等多种化工产品的基本原料。冰盐混合物可作为致冷剂。

无水氯化镁是制取金属镁的原料,光卤石和海水是取得氯化镁的主要资源。

氯化镁常况下以MgCl

2·6H

2

O形式存在,用加热水合物的方法不能得到无水盐,

因为它会水解:

MgCl

2·6H

2

O >408K Mg(OH)Cl + HCl +5H

2

O

Mg(OH)C 770K MgO +HCl

要得到无水的氯化镁,必须将六不氯化镁在干燥的氯化氢气流中加热脱水。工业上常用在高温下通氯气于焦炭和氧化镁的混合物制取。

氯化镁有吸潮性,普通食盐的潮解就是含有氯化镁之故。

六水氯化钙热至473K失去水而成二水氯化钙,温度高于533K完全脱水形成白色多孔的氯化钙,此这程有少许水解反应发生,故无水氯化钙中常含有微量氧化钙。无水氯化钙有很强的吸水性,是一种重要的干燥剂。由于它能与气态氨和乙醇形成加成物,所以不能用于干燥氨气和乙醇。氯化钙和冰(1.44:1)的混合物是实验室常用的致冷剂,可获得218K的低温。

氯化钡为无色单斜晶体,一般为水合物二水氯化钡。加热至400K变为无水盐。氯化钡用于医药、灭鼠剂和鉴定硫酸根离子的试剂。氯化钡可溶于水。可溶性钡盐对人、畜都有害,对人致死量为0.8g,切忌入口。

氟化钙(萤石)是制取HF和F

2

的重要原料。在冶金工业中用作助熔剂也用于制作光学玻璃和陶瓷等。

常用的荧光灯中涂有荧光材料3Ca

3(PO

4

)

2

Ca(F,Cl)

2

和少量Sb3+、Mn2+的化合

物,卤磷酸钙称为母体,Sb3+、Mn2+离子为激活剂,用紫外光激发后,发出荧光。

碱金属碳酸盐有两类:正盐和酸式盐。碳酸钠俗称苏打或纯碱,其水溶液因水解而呈碱性。它是一种重要的化工原料。碳酸氢钠俗称小苏打,其水溶液呈弱

碱性,主要用于医药和食品工业,煅烧碳酸氢钠可得到碳酸钠。

六水碳酸钙为无色单斜晶体,难溶于水,易溶于酸和氯化铵溶液,用于制二氧化碳酵粉和涂料等。碳酸钙为无色斜方晶体,热至1000K转变为方解石。

硝酸钾在空气中不吸潮,在加热时有强氧化性,用来制黑火药。硝酸钾还是含氮肥、钾的优质化肥。

Na

2SO

4

·10H

2

O俗称芒硝,由于它有很大的熔化热,是一种较好的相变贮热材

料的主要组分,可用于低温贮存太阳能。白天它吸收太阳能而熔融,夜间冷却结晶就释放出热能。无水硫酸钠俗称元明粉,大量用于玻璃、造纸、水玻璃、陶瓷等工业中,也用于制硫化钠和硫代硫酸钠等。

CaSO

4·2H

2

O俗称生石膏,加热至393K左右它部分脱水而成熟石膏

CaSO

4·1/2H

2

O,这个反应是可逆的:

2CaSO

4·2H

2

O 393K 2CaSO

4

·1/2H

2

O+3H

2

O

熟石膏与水混合成糊状后放置一段时间会变成二水合盐,这时逐渐硬化并膨胀,故用以制模型、塑像、粉笔和石膏绷带等。石膏还是生产水泥的原料之一和轻质建筑材料。把石英钟膏加热到773K以上,得到无水石膏,它不能与水化合。

重晶石硫酸钡是制备其它钡类化合物的原料。将重晶石粉与煤粉混合,在高温下(1173K-1473K)煅烧还原成可溶性硫化钡。

盐酸与硫钡反应,制得氯化钡。往硫化钡溶液中通入二氧化碳,则得碳酸钡。

重晶石可作白色涂料(钡白),在橡胶、造纸工业中作白色填料。硫酸钡是唯一无毒钡盐,用于肠胃系统X射线造影剂。

七水硫酸镁为无色斜方晶体。热至350K失去六分子水,在520K变为无水盐。硫酸镁微溶于醇,不溶于乙酸和丙酮,用作媒染剂、泻盐,也用于造纸、纺织、肥皂、陶瓷、油漆工业。

§17—4 离子晶体盐类的溶解性

表17—5碱金属氟化物、碘化物的溶解度

表17—6碱土金属某些难溶化合物的溶解度

经验规律:离子的电荷小,半径大的盐往往是易溶的(碱金属的氟化物比碱土金属的氟化物溶解度大);阴离子的半径比较大时,盐的溶解度常随金属的原子序数的增大而减少,相反,阴离子的半径比较小时,盐的溶解度常随金属的原子序数的增大而增大。

由于F-,OH-半径较小,其盐的溶解度按Li—Cs;Be—Ba的顺序基本增大,

而I-,SO

42-,CrO

4

2-半径较大,按Li—Cs;Be—Ba的顺序基本减小。此外,一般

来讲,盐中正负离子半径相差较大时,其溶解度较大。相反,盐中正负离子半径相近是,其溶解度较小。

解释:从热力学角度P812自学

金属的化学性质易错(难)综合练习附答案

金属的化学性质易错(难)综合练习附答案 一、初中化学金属的化学性质选择题 1.将a、b、c三种金属分别投入稀盐酸中,只有b溶解并产生气泡;把a和c分别放入硫酸铜溶液中,在a表面有铜析出,c没有变化。则a、b、c的金属活动性顺序是()A.c>b>a B.b>a>c C.a>c>b D.b>c>a 2.向氧化铜和铁粉的混合物中加入一定量稀硫酸,充分反应后过滤,向滤渣中再滴入稀硫酸,有气泡产生,则下列判断正确的是 A.滤渣中可能含 Cu B.滤渣中只含 Fe C.滤液中不含 CuSO4D.滤液中不一定含 FeSO4 3.有X、Y、Z三种金属,X在常温下就能与氧气反应,Y、Z在常温下几乎不与氧气反应;如果把Y和Z分别放入稀硫酸中,Y溶解并产生氢气,Z不反应;根据以上实验事实判断,X、Y、Z三种金属的活动性由强至弱的顺序正确的是( ) A.X Y Z B.X Z Y C.Y Z X D.Z Y X 4.X、Y、Z三种金属中,只有Z能和稀硫酸反应;将Y放人X的盐溶液中,Y表面有X析出。则X、Y、Z三种金属的活动性顺序为 A.X > Z > Y B.Y > X > Z C.Y > Z > X D.Z > Y > X 5.将锌粉加入到硫酸铜溶液中,一段时间后过滤,得蓝色滤液和滤渣。滤渣的成分是A.Zn B.Cu C.Zn、Cu D.ZnSO4、Cu 6.向m克Zn和Fe的混合物中加入一定质量的溶液,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥后称量,质量仍为m g。对所得滤液和滤渣的判断正确的是() A.滤液可能是无色B.滤渣中的物质可能有3种 C.滤液中一定有和D.滤渣中加稀盐酸一定有气泡产生 7.金属M与AgNO3溶液反应的化学方程式为:M +2AgNO3=M(NO3)2+2Ag。下列说法不正确的是( ) A.反应后的溶液可能为蓝色B.金属M可能是铝 C.M的金属活动性比Ag强D.反应前后M的化合价改变 8.金属钴(Co)与铁的化学性质相似,都能与稀盐酸反应,在化合物中钻元素常显+2、+3价,下列说法正确的是( ) A.CoCl3读作“氯化亚钴 B.CoCl3中钴元素的化合价为+2价 C.金属铜不能与CoCl2溶液发生反应 D.CoCl2中钻元素的质量分数约为33.3% 9.向 AgNO3、Cu(NO3)2、Mg(NO3)2的混合溶液中,加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,滤液呈蓝色。下列判断正确的是() A.滤液中可能有 Fe(NO3)2、Mg(NO3)2和 Cu(NO3)2

金属及金属的化学性质知识解析与巩固练习

金属及金属的化学性质知识解析与巩固练习 【学习目标】 1.知道常见金属的物理性质、特性及其应用;知道生铁和钢等重要合金。 2.掌握铁、铝等常见金属与氧气的反应;掌握常见金属与盐酸、稀硫酸的置换反应,以及与化合物的溶液的反应。 3.掌握金属的活动性顺序;能用金属的活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断。 【要点梳理】 要点一、金属材料 金属材料包括纯金属和它们的合金。 1.几种常见的金属 (1)常见的重要金属:铁铝铜锌钛锡金银等。 (2)金属有许多共同的性质,如:①金属光泽;②良好导电性、导热性;③良好的延性、展性;④韧性好、能弯曲。 2.常见金属的特性 (1)颜色:大多为银白色,铜呈紫红色、金呈黄色; (2)状态:常温下大多为固体,汞为液体; (3)密度差别很大:金为19.3g/cm3,铝为2.7 g/cm3; (4)导电性差异很大:银为100,铅仅为7.9; (5)熔点差别大:钨为3410℃,锡仅为232℃; (6)硬度差别大:铬为9,铅仅为1.5。 3.一些金属物理性质的比较

4.合金知识 (1)合金:是由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。合金是混合物,合金中至少含有一种金属。 (2)生铁(含碳量为2%~4.3%)和钢(含碳量为0.03%~2%)都是铁合金。因含碳量不同合金的性能不同,含碳量越大,硬度越大;含碳量越低,韧性越好。 (3)黄铜、青铜、焊锡、硬铝、18K黄金、18K白金、钛合金等也是常见的合金。 (4)合金的性能与组成合金的各成分的性能不同。合金的硬度比组成它们的纯金属的硬度大,合金的熔点比组成它们的纯金属的熔点低。 【要点诠释】 1.金属的用途要从不同金属的各自不同的性质以及价格、资源、美观、便利、回收等各方面考虑。如银的导电性比铜好,但电线一般用铜制而不用银制。因为铜的密度比银的密度小,价格比银低很多,资源比银丰富得多。 2.合金的硬度、强度、抗腐蚀性等一般都好于组成它们的纯金属。 要点二、金属活动性顺序 常见金属的活动性顺序如下: 【要点诠释】 1.在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性就越强。 2.在金属活动性顺序里,位于氢前面金属可以置换出盐酸、稀硫酸中的氢。且金属的位置越靠前,它与酸反应的速率就越大。 3.在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来(K、Ca、Na除外)。要点三、置换反应 置换反应是由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应。如: Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ Fe+H2SO4=FeSO4+ H2↑ Fe+CuSO4=FeSO4+Cu Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2 【要点诠释】 1.置换反应可以表示为:A+BC=AC+B 2.置换反应的特征:单质+化合物=单质+化合物 (1)反应物一定是单质与化合物; (2)生成物一定是单质与化合物。 要点四、金属的化学性质 1.金属与氧气的反应 铁铝镁 反应现象在氧气中,点燃,剧烈燃烧,火 星四射,放出大量的热,生成黑 色固体 在空气中,常温下,铝表面 变暗(生成一层致密氧化膜) 在空气中,点燃,剧烈 燃烧,发出耀眼白光, 生成白色固体 化学方程式3Fe+2O 2 Fe3O44Al+3O2=2Al2O32Mg+O22MgO 反应特征都是氧化反应,生成金属氧化物,且都属于化合反应 【要点诠释】 (1)钾钙钠镁铝锌等金属在常温下都能与空气中的氧气发生反应,其中铝锌在其表面形成一层致密的氧化膜,阻止氧化反应的继续进行。 (2)铁、铜在潮湿的空气中,常温下能够发生缓慢氧化——生锈。铁生锈的条件是:铁与水、空气中的氧气共同

初三化学金属的化学性质易错(难)过关测试及解析

初三化学金属的化学性质易错(难)过关测试及解析 一、初中化学金属的化学性质选择题 1.下图所示反应,有关说法的错误的是() A.铝丝需要砂纸打磨 B.溶液由蓝色变为无色 C.金属活动性强弱:Al>Cu D.反应的化学方程式为:Al+CuSO4=Cu+AlSO4 2.等质量的甲、乙、丙三种金属的粉末,与足量的稀硫酸反应(反应后甲、乙、丙三种金属均显+2价),生成H2的质量与反应时间的关系如图所示,下列说法不正确的是() A.三种金属的活泼性:乙>甲>丙 B.生成氢气的质量:甲>乙>丙 C.相对原子质量:甲>乙>丙 D.消耗硫酸的质量:甲>乙>丙 3.为探究Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序,某兴趣小组设计了如图所示的四组实验方案,你认为不可行的是() A.

B. C. D. 4.向含AgNO3、Cu(NO3)2、Mg(NO3)2混合溶液中,加入一定量的锌粒,充分反应后过滤,向滤出的固体中滴加稀硫酸,有气体生成,则滤出的固体中一定有 A.Ag、Cu、Mg B.Cu、Mg、Zn C.Ag、Cu、Zn D.Ag、Mg、Zn 5.将适量的铜粉和镁粉的混合物放入一定量的硝酸银溶液中,充分反应后过滤,得到固体物质和无色滤液,则关于滤出的固体和无色滤液的下列判断正确的是() A.滤出的固体中一定含有银和铜,一定不含镁 B.滤出的固体中一定含有银,可能含有铜和镁 C.滤液中一定含有硝酸银和硝酸镁,一定没有硝酸铜 D.滤液中一定含有硝酸镁,一定没有硝酸银和硝酸铜 6.对Ag、Fe、Cu三种金属活动性顺序的探究,下列所选试剂不可行的是() A.Fe、Ag、CuSO4溶液B.Cu、Ag、FeSO4溶液 C.Fe、Cu、稀盐酸、AgNO3溶液D.Cu、FeSO4溶液、AgNO3溶液 7.有X、Y、Z三种金属,把它们投入稀盐酸中,只有Z表面有气泡冒出,把X投入到Y的硝酸盐溶液中,X表面有Y析出,X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是: A.Z>X>Y B.Y>X>Z C.X>Y>Z D.X>Z>Y 8.对A、B、C三种金属活动性的实验研究过程如下:(1)取大小相等的三种金属片,分别放入CuSO4溶液中,一段时间后,A、C表面出现红色物质,B表面没有现象。(2)取大小相等的A、C两种金属片,分别放入相同的稀盐酸中,A、C表面都产生气泡,但A产生气泡的速度明显比C的快。则A、B、C三种金属的活动性顺序是 A.A>C>B B.C>A>B C.C>B>A D.A>B>C 9.等质量的M、N两种金属,分别与相同质量分数的足量稀盐酸反应(已知M、N在生成物中均为+2价),生成氢气质量和反应时间的关系如图所示,下列叙述正确的是( )

课题2金属的化学性质教案

课题:《金属的化学性质》教案(第一课时) 授课人:梁文海 一、教材分析 1、本课题在教材中的地位和作用: 本课题位于人教版九年级化学下册第八单元第二节,是在上课题介绍金属物理性质的基础上,侧重介绍金属的化学性质,重点介绍金属与氧气、金属与酸的反应,以及金属的活动性顺序。金属材料与人类生活的关系非常密切,本教材将此内容单列一章,体现了“化学来源于生活,服务于生活”这一主题。教材注意从学生的生活经验和实验事实出发,采用对比的方法,引导学生亲自感受金属与氧气以及盐酸等反应的不同,加深学生对物质的性质与物质用途关系的了解,认识到金属既有通性,又有各自的特性。 教材注重对学生学习能力的培养,如置换反应、金属活动性顺序的认识均采用探究的方式,通过实验,层层引导,深入讨论,并归纳得出结论。在活动与探究的过程中,注意激发学生的学习兴趣,培养学习能力,同时使他们获得新知识。 2.教学的重点和难点: 1)重点:通过实验探究认识常见金属的化学反应及金属活动性顺序是本课题的重点; 2)难点:将常见金属的化学反应用化学方程式表示,并能运用所学知识解释生活中的一些现象是本课题的难点。 二、学情分析 学生在学习本课之前已经对金属的物理性质有所了解,对金属的化学性质的学习在之前已经学过镁、铁与氧气的反应,以镁、铁与氧气反应的条件和剧烈程度引出本课题,顺理成章,学生也比较容易在原有的基础上形成知识框架。 三、教学目标 1、知识与技能 认识金属化学活动性顺序,了解金属活动性顺序含义。会读、会写并熟记常见金属的化学方程式及金属活动性顺序表。 2.过程与方法 通过实验探究金属镁、锌、铁、铜的活动性,通过小组合作进行研究性学习,主动与他人进行交流和讨论,初步学会运用对比、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工,并用化学语言进行表述。 3.情感态度价值观 对金属的活动性的探究, 初步认识科学探究的意义和基本过程;激发学习化学的兴趣,感受探究物质奥秘的乐趣。 四、教材处理与学法指导 对于金属与氧气反应的教学,本人采取了复习回忆一些金属与氧气反应的实验,并展示相应的图片以加深学生的感性认识。引导学生进行对比和分析,从中得出金属与氧气反应的一些规律性知识。让学生们懂得大多数金属都能与氧气反应,但反应的难易和剧烈程度不同,由此也可在一定意义上反映金属的活泼程度。对金属活动性顺序的探究上,采用实验—讨论的教学模式,通过对实验事实的分析,层层诱导,通过对某些金属的活动性的比较,进而引出金属活动性顺序。通过练习,使学生能应用置换反应和金属活动性顺序解释、处理一些与

金属的化学性质知识点和考点归纳

课题2 金属的化学性质 一、金属与氧气的反应 注意:铝、锌虽然化学性质比较活泼,但是它们在空气中与氧气反应表面生成致密的氧化膜,阻止内部的金属进一步与氧气反应。因此,铝、锌具有很好的抗腐蚀性能。 二、金属与酸的反应:金属活动顺序表中,位于氢前面的金属才能和稀盐酸、稀硫酸反应, 放出氢气,但反应的剧烈程度不同。越左边的金属与酸反应速率越快,铜和以后的金属不 能置换出酸中的氢。金属+酸盐+H2↑(注意化合价和配平) Mg+2HClMgCl2+H2↑ Mg+H2SO4MgSO4+H2↑ 2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑ 2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑ Zn+2HClZnCl2+H2↑ Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑(实验室制取氢气) Fe+2HClFeCl2+H2↑(铁锅有利身体健康)(注意Fe化合价变化:0→+2) Fe+H2SO4FeSO4+H2↑(注意Fe化合价变化:0→+2) 注意:在描述现象时要注意回答这几点:金属逐渐溶解;有(大量)气泡产生;溶液的颜色变化。 三、金属与盐溶液的反应:金属活动顺序表中,前面的金属能将后面的金属从它的盐溶液

中置换出来。(钾钙钠除外)金属+盐新金属+新盐 Fe+CuSO4Cu+FeSO4(铁表面被红色物质覆盖,溶液由蓝色逐渐变成浅绿色) (注意Fe化合价变化:0→+2)不能用铁制器皿盛放波尔多液,湿法炼铜的原理 Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2 (铜表面被银白色物质覆盖,溶液由无色逐渐变成蓝色) Fe+2AgNO32Ag+Fe(NO3)2 (铁粉除去硝酸银的污染,同时回收银)(注意Fe化合价变化:0→+2)现象的分析:固体有什么变化,溶液颜色有什么变化。 四、置换反应:一种单质和一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应。 单质+化合物新单质+新化合物 A + BCB + AC 初中常见的置换反应:(1)活泼金属与酸反应:如 Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑ (2)金属和盐溶液反应:如 Fe+CuSO4Cu+FeSO4 (3)氢气、碳还原金属氧化物:如 H2+CuOCu+H2O C+2CuO2Cu+CO2↑ 五、金属活动顺序表 应用:1、在金属活动顺序表中,金属位置越靠前(即左边),金属的活动性越强。(即越靠近左 边,金属单质越活泼,对应阳离子越稳定;越靠近右边,金属单质越稳定,对应阳离子越活泼。) 2、在金属活动顺序表中,位于氢前面的金属能将酸中的氢置换出来,氢以后不能置换出酸中的氢。注意:(1)浓硫酸、硝酸除外,因为它们与金属反应得不到氢气。 (2)铁和酸反应化合价变化:由0价→+2价。 3、在金属活动顺序表中,前面的金属能将后面的金属从它的盐溶液中置换出来。【可以理 解为弱肉强食,弱的占位置(离子或化合物的位置)占不稳,被强的赶走;强的占位置占 得稳,弱的不能将它赶走!】 注意:(1)K、Ca、Na除外,因为它们太活泼,先和水反应。如2Na+2H2O2NaOH+H2↑ (2)变价金属Fe、Cu、Hg发生这种置换反应,化合价变化:由0价→+2价。 金属化学性质的中考考点知识: 1、比较金属活动性强弱方法:弱肉强食,能反应的是强的把弱的赶走,与酸反应越剧 烈,说明活动性越强;不能反应的是弱的赶不走强的。 例:X、Y、Z是三种不同的金属,将X、Y分别放入稀盐酸中,只有X表面产生气泡;将Y、 Z分别放入硝酸银溶液中,一会儿后,Y表面有银析出,而Z无变化。根据以上实验事实, 判断三种金属的活动性顺序为() A、X>Y>Z B、X> Z> Y C、Z> X>Y D、Y>Z >X

金属的化学性质易错(难)培优特训卷

金属的化学性质易错(难)培优特训卷 一、初中化学金属的化学性质选择题 1.现有X、Y、Z三种金属,如果把X、Y和Z分别放入稀硫酸中,X和Z溶解并产生气体,Y 无变化;如果把X放入Z的盐溶液中,过一会儿,在X的表面有Z析出。根据以上实验事实,判断X、Y和Z的金属活动性顺序() A.X>Y>Z B.Y>Z>X C.X>Z>Y D.Z>X>Y 2.等质量的甲、乙、丙三种金属的粉末,与足量的稀硫酸反应(反应后甲、乙、丙三种金属均显+2价),生成H2的质量与反应时间的关系如图所示,下列说法不正确的是() A.三种金属的活泼性:乙>甲>丙 B.生成氢气的质量:甲>乙>丙 C.相对原子质量:甲>乙>丙 D.消耗硫酸的质量:甲>乙>丙 3.下列关于金属材料的说法不.正确的是 A.硬铝(铝合金)的硬度大于纯铝 B.铁在干燥的空气中容易生锈 C.常温下,铝能与空气中的氧气反应,在其表面生成致密的氧化铝薄膜 D.金属资源的回收利用既保护了环境,又节约了矿石资源 4.X、Y、Z三种金属中,只有Z能和稀硫酸反应;将Y放人X的盐溶液中,Y表面有X析出。则X、Y、Z三种金属的活动性顺序为 A.X > Z > Y B.Y > X > Z C.Y > Z > X D.Z > Y > X 5.向m克Zn和Fe的混合物中加入一定质量的溶液,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥后称量,质量仍为m g。对所得滤液和滤渣的判断正确的是() A.滤液可能是无色B.滤渣中的物质可能有3种 C.滤液中一定有和D.滤渣中加稀盐酸一定有气泡产生 6.新型材料纳米铁粉具有广泛的用途,它比普通铁粉更易与氧气反应,工业上可以利用H2 和 FeCl2 在高温反应器中制备,同时得到 HCl。下列有关说法错误的是( ) A.制备纳米级铁粉的反应属于置换反应 B.纳米级铁粉与氧气反应,生成物是 Fe3O4 C.反应前需向反应器中通入氮气,目的是排除装置中的空气 D.纳米级铁粉比普通铁粉更易与氧气反应是因为物质种类不同 7.对A、B、C三种金属活动性的实验研究过程如下:(1)取大小相等的三种金属片,分

课题2 金属的化学性质

课题2 金属的化学性质(第一课时) 一、学习目标 1.知道铁铝铜等常见金属与氧气的反应。 2.初步认识常见金属与盐酸稀硫酸的置换反应,以及与某些化合物溶液的置换反应解释一些与日常生活有关的化学问题。 二、知识准备 对你熟悉的金属铁、铜、铝,你知道它们的哪些化学性质?你能否用化学方程式表示出来? 三、学习探究 [自主学习] 写出镁、铝、铁、铜等金属与氧气反应的化学方程式。 从化学的角度解释“真金不怕火炼” [交流学习] 1.小组内检查化学方程式正误。 2.比较上述各反应的条件及反应的现象,按金属活泼性由强到弱的顺序将其排列。 [精讲点拨] 根据金属与氧气反应的难易程度及反应的剧烈程度可以判断金属的活动性强弱,铝在常温下就可以跟空气中的氧气发生反应,使其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而使铝具有较强的抗腐蚀性能,其化学性质较活泼而非不活泼。 2.思考与讨论 (1)上述实验过程中,为什么金属颗粒大小要基本相同?酸的量及酸的质量分数要相等?

(2)上述四种金属中能跟酸反应的有几种?反应剧烈程度如何?不跟酸反应的有几种?由此排列出四种金属活动性强弱顺序。 [精讲点拨] 我们还可以根据金属与酸是否能发生反应及反应的剧烈程度来判断金属的活动性强弱,但在比较的过程中要注意控制好条件,要保证在相同条件下进行比较。 3、(1)比较能与酸反应的化学方程式,找出反应物、生成物的共同特点,总结什么叫置换反应。 (2)试写出一个前面曾经学习过的置换反应的化学方程式。 讨论: (1)上述能发生反应的化学方程式的特点是什么?它们属于哪种反应类型? (2)通过上述反应你认为铝、铜、银的金属活动性顺序如何排列? (3)通过以上学习探究,你获得了哪些判断金属活动性顺序的方法? 四、达标测试 1、公元二世纪我国炼丹专家魏殃著有《周易参同契》是世界上现在的最早的一部炼丹专著,书中描写道“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.很稳定B.很活泼C.易氧化D.易还原 2、将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中,下列叙述:①铁钉表面产生气泡;②液体由无色逐渐变为浅绿色;③铁钉的质量减轻;④液体的质量减轻,其中正确的是() A.②③B.①②④C.①②③D.①②③④

金属的化学性质(基础) 知识讲解及解析

金属的化学性质(基础) 知识讲解及解析 一、初中化学金属的化学性质选择题 1.下列实验现象记录正确的是 ( ) A.把铜丝放入硫酸铝溶液中,紫红色固体表面产生银白色固体,溶液变成蓝色B.向氢氧化钾溶液中滴入氯化铁溶液,有浅绿色沉淀生成 C.将一氧化碳通过灼热的氧化铁,红棕色粉末逐渐变为黑色粉末 D.硫在氧气中燃烧,发出淡蓝色火焰,生成无色无味的气体并放出热量 2.下列化学反应属于复分解反应是() A.CH4+2O2点燃 CO2+2H2O B.3Fe+2O2 点燃 Fe3O4 C.NaOH+HCl═NaCl+H2O D.H2CO3═CO2↑+H2O 3.向一定量的铁粉中逐滴加入稀硫酸至过量,该图是反应过程中某种物质的质量Y随加入稀硫酸的质量变化的关系,则Y不可能表示()。 A.消耗铁粉的质量 B.生成硫酸亚铁的质量 C.溶液的总质量 D.生成氢气的质量 4.下列反应中不属于置换反应的是() A.一氧化碳和氧化铁反应得到铁 B.铁与稀硫酸反应得到氢气 C.氢气与氧化铜反应得到铜和水 D.镁与稀盐酸反应得到氢气 5.向氯化铜和稀盐酸的混合溶液中,加入过量的铁粉,充分反应后过滤。下列关于上述过程的叙述正确的是 A.滤液中一定含有FeCl3B.过滤后得到的固体可能是纯净物 C.反应后固体的质量可能会增加D.反应后溶液的质量一定会减少 6.把铁粉和铜粉的混合物放入硝酸银溶液中,反应结束后容器底部有固体。下列说法正确的是 ( ) A.剩余固体肯定含有银B.反应后溶液中一定含的Fe2+和Cu2+ C.剩余固体肯定含有银和铜D.反应后溶液中可能含有Fe2+ 7.向 AgNO3、Cu(NO3)2、Mg(NO3)2的混合溶液中,加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,滤液呈蓝色。下列判断正确的是() A.滤液中可能有 Fe(NO3)2、Mg(NO3)2和 Cu(NO3)2

金属的化学性质

金属的化学性质 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

金属的化学性质 一、教学设计理念 九年级的学生己初步具备了一定的观察问题、分析问题和解决问题的能力,对事物的认识正处于从感性到理性的转变时期,实验是激发他们学习兴趣的好方法。因此,在本课题中,我增强学生的主体意识,改进学生的学习方式,将学习的主动权交给学生。学生在前一阶段的学习中已经做过镁条、铁丝等在氧气中反应的实验,为加深学生的感性认识,特意让学生补做铝片、铜片与氧气反应的实验,重点说明大多数金属都能与氧气反应,但反应的难易和剧烈程度不同,由此也可在一定意义上反应金属的活泼程度;如镁、铝比较活泼,铁、铜次之,金属不活泼。教材的重点放在对金属活动顺序的探究上,采用实验──讨论的探究模式,通过对实验事实的分析,层层诱导,由学生自己归纳得出置换反应的特点,并通过对某些金属活动性的比较,进而引出金属活动性顺序。通过练习,使学生能应用置换反应和金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题,使学生学以致用,“做中学,学中会”。 二、教学目标分析 情感态度与价值观: (1)通过对五彩纷呈的化学现象的观察,激发学生的好奇心和求知欲,发展学习化学的兴趣。 (2)培养学生的合作意识以及勤于思考、勇于创新实践、严谨求实的科学精神。 (3)了解化学与日常生活和生产的密切关系,提高学生解决实际问题的能力。

(4)在有趣的实验与老师的点拨中轻松掌握化学知识,体验到学习的快乐。 知识与技能: (1)知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应。 (2)初步认识常见金属与盐酸、硫酸的置换反应,以及与盐溶液的置换反应,能用置换反应解释一些与日常生活有关的化学问题。 (3)能用金属活动性顺序对有关的置换反应进行简单地判断,并能利用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。 过程与方法: (1)体验和学习利用控制实验条件进行科学探究的方法,学会运用控制实验条件探究金属活动性顺序。 (2)学习通过对实验现象进行筛选、对比、归纳、分析、进行信息处理,获取科学结论的科学方法。 三、教学重难点: 重点:金属活动性顺序的理解和应用 难点:(1)用置换反应和金属活动性顺序判断反应能否发生。 (2)用置换反应和金属活动性顺序解释某些与生活有关的化学问题。 对实验事实进行筛选、分析、归纳、综合等科学方法的建构。 四、教学方法分析: 实验探究法;多媒体辅助教学法;小组合作交流、讨论、归纳相结合的教学方法。 五、教学准备: 多媒体课件、试管、镊子、酒精灯、坩埚钳、镁条、铝丝、锌粒、铜片、稀盐酸、稀硫酸

第八单元,课题2金属的化学性质

课题 2 金属的化学性质 【教学目的】 1.知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应。 2.初步认识常见金属与盐酸、硫酸的置换反应,以及与盐溶液的置换反应,能用置换反应解释一些与日常生活有关的化学问题。 3.能用金属活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断,并能利用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。 【课题分析】 在课题1介绍金属的物理性质的基础上,本课题侧重介绍金属的化学性质,重点介绍金属与氧气的反应,以及金属活动性顺序。 学生在前一阶段的学习中已经做过镁条、铝箔、铁丝等在氧气中反应的实验,基于学生已有的知识基础,教材采用实验事实一归纳的编写方法,重点说明大多数金属都能与氧气反应,但反应的难易和剧烈程度不同,由此也可在一定意义上反映金属的活泼程度:如镁、铝比较活泼,铁,铜次之,金最不活泼。教材的重点放在对金属活动性顺序的探究上,采用实验一讨论的探究模式,通过对实验事实的分析,层层诱导,由学生自己归纳得出置换反应的特点,并通过对某些金属的活动性的比较,进而引出金属活动性顺序。通过练习,使学生能应用置换反应和金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。 【教学建议】 1.对于金属与氧气反应的教学,可以再次做镁条、铝箔、铁丝、铜丝等与氧气反应的实验,以加深学生的感性认识。要引导学生对观察到的实验现象进行认真的对比和分析,从中得出金属与氧气反应的一些规律性知识 2.本课题的教学重点应放在对金属活动性顺序的探讨上,不仅仅是为了获得金属活动性顺序的知识,更重要的是要引导学生主动参与知识的获取过程,学习科学探究的方法。在这个活动与探究中,结论的可靠性是很重要的,因此,控制相似的实验条件,以及对实验现象的正确对比和分析,是该探究活动获得可靠结论的重要保证。 3.置换反应的概念是在实验的基础上通过归纳得出的,即通过对镁、锌、铁与盐酸反应的化学方程式的分析,从反应物和生成物类别的角度归纳得出的。这样的方法比较直观,学生容易接受。置换反应在日常生活中的应用主要是通过练习来感受的。教师也可以补充一些有关这方面的联系实际的习题,以培养学生解决实际问题的能力。 4.金属活动性顺序是通过实验,并在置换反应概念和其他一些实验事实的基础上分析得到的。探究分三步进行:(1)从金属与盐酸或硫酸反应是否有氢气生成,可以把金属分为两类,能生成氢气的金属其活动性比较强,不能生成氢气的金属其活动性比较弱。(2)从一种金属能否把另一种金属从它的化合物的溶液中置换出来,可以比较出这两种金属的活动性强弱,能置换出来的,则这种金属比另一种金属活泼。(3)经过了很多类似实验的探究过程,人们归纳和总结出了常见金属的活动性顺序。在整个探究过程中,教师的组织和引导作用非常重要。尤其要注意在实验的基础上组织好讨论,这是有关金属活动性顺序探究活动能否成功的重要保证。由于学生还没有盐的概念,因此教材中只能说“位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液中置换出来”。教师要根据学生的实际情况利用具体例子来进行教学。 5.可以通过对一些实例和习题的讨论和分析,让学生感受金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中的重要应用,并认识金属活动性顺序可以作为有关金属能否在溶液中发生置换反应等的判断依据。这部分的教学也可以结合本课题的复习和小结进行。 探究一: 铁合金的抗锈蚀性能 问题:建筑物的防盗门及防盗网为什么常用不锈钢制造呢?

金属的化学性质教案

金属与盐溶液的反应 莱州经济开发区学校原虎 一、关于“金属与盐溶液的反应”一课的教学思考 建构主义认为,学生是认知的主体,是教学的中心,教学要以学生主动构建过程为核心,要充分考虑学生的原有基础,并与学生的原有经验紧密结合,这样才能保证教学内容适合学生,并能被学生吸收到他们的知识结构中,使他们逐步建立完善的知识结构。根据这样的原则,这节课在整体设计上,采用多层次的探究,力求让学生完成对“金属活动性顺序”这一知识的主动建构。 使学生成为课堂的主体,发挥学生的主观能动性,在团结协作中获得成功,增强学好化学的自信心。通过反思,总结自身获得的经验和不足,增强学生自我教育的能力,促进学生把知识转化为自己的内在智慧,启发学生反思有助于学生的自我反馈、自我调整、自我完善,使学生有效地提高学习效率。通过学生的反馈、反思,联系实际教学过程,有利于教师总结、反思在教学实施过程中的经验和不足以及发现的问题,寻求解决问题的对策以及补救措施。 二、关于“金属与盐溶液的反应”一课的教学设计 (一)教学目标: 知识与技能目标: 1、初步认识常见金属与金属化合物溶液间的置换反应。 2、熟悉常见金属的活动性顺序,学会利用金属与酸以及金属化合物溶液之 间的置换反应,推断常见金属活动性顺序。 过程与方法目标: 通过独立思考、小组交流合作、竞赛等方式学会通过实验探究金属活动性顺序的方法。学习通过对实验现象的对比分析,对信息的归纳处理,获取结论的科学方法。 情感态度与价值观目标: 通过学生亲自做探究实验,激发学生学习化学的浓厚兴趣,发展求知欲和探究激情。通过对实验的探究、分析,培养学生严谨、认真、实事求是的科学态度。使学生在实验探究、讨论中学会与别人交流、合作,增强协作精神。 (二)教学重点: 金属活动性顺序的理解与应用。 (三)教学难点: 对金属活动性顺序知识有意义的建构。 (四)教材与学情分析:

金属的化学性质

第三章金属及其化合物 第一节金属的化学性质------金属与非金属的反应 教学目标 知识与技能:了解钠和铝与氧气的反应;知道铝的氧化膜对内部金属的保护作用。 过程与方法:通过实验了解活泼金属钠、铝与氧气的反应,归纳出活泼金属易与氧气发生反应的知识,了解金属氧化膜在生活生产中的运用,培养学生习惯用化学的视角去观察身边的物质。 情感态度与价值观:感受金属与人们日常生活的密切联系;通过金属钠、铝性质的科学探究,发展学习化学的兴趣,乐于探究物质变化的奥秘;增强学好化学、服务社会的责任感和使命感。 教学重点 钠与氧气反应 教学难点 对实验现象的观察和分析 教学方法 实验探究法、分析讨论法、归纳比较法。 教学用具 实验用品:钠、玻片、小刀、镊子、滤纸、坩埚、三角架、泥三角、坩埚钳、酒精灯、火柴、铝箔、砂纸。 课型新授课 课时安排 1课时

巩固练习 1.金属钠是_______色固体,质地__________,将钠放在空气中一会儿,会发现金属钠的表面变暗,原因是(用化学方程式表示)___________________________;将钠放在空气中燃烧,其反应的化学方程式是_____________________,生成物的颜色是___________色。 2.保存金属钠时,应放在() A、水中 B、煤油中 C、棕色瓶中 D、酒精中 3.以下说法错误的是() A、钠在常温下就容易被氧化 B、钠受热后能够着火燃烧 C、钠在空气中缓慢氧化能自燃 D、钠在氧气中燃烧更为激烈 4.关于Na2O与Na2O2的叙述正确的是() A、都是白色的固体 B、都是碱性氧化物 C、都能和水反应形成强碱溶液 D、都是强氧化剂 5.当钠着火时,应选用灭火的是() A、煤油 B、水 C、沙土 D、泡沫灭火器 6.下列物质放置在空气中,因发生氧化还原反应而变质的是() A、Na B、NaCl C、NaOH D、Na2O2 7.2.3g纯净金属钠在干燥空气中被氧化后得到3.5g固体,由此可判断其氧化物是() A、只有Na2O B、只有Na2O2 C、Na2O和Na2O2 D、无法确定 8.钠离子的性质是() A、有强还原性 B、有弱氧化性 C、有碱性 D、比钠原子稳定 9.取一小块钠放在玻璃燃烧匙里加热,下列实验现象正确的是() ①金属先熔化②在空气中燃烧火焰呈黄色③燃烧时火星四射④燃烧后生成淡黄色固体⑤燃烧后生成白色固体 A、①②③ B、①②④ C、①②⑤ D、①③⑤

金属的化学性质2

第二节金属的化学性质 第2课时 一、学习目标: 1、掌握金属的化学性质,会书写有关的化学方程式 2、知道金属与盐反应的特点,会判断金属与盐的反应 二、学习重点:金属与盐的反应 三、自主学习过程 复习回顾 1、写出下列反应的方程式: (1)铁在氧气中燃烧 (2)铜在空气中加热 (3)铁与稀盐酸反应 (4)铝与稀盐酸反应 2、金属活动性顺序为 K (H) Au 说明:①金属位置越靠前,它的活动性就越; ②排在氢前面的金属(填“能”“不能”)与酸反应产生氢气 学习任务一:探究金属与盐的反应 将锌片、铁丝、铜丝三种金属分别放入硫酸铜、硝酸银、氯化钠溶液中,观察试验现象,并填写下表

根据现象可知:哪些物质之间可以发生反应?反应的方程式分别为 ① ② ③ ④ ⑤ 小结:金属与盐反应的条件是:① ② 相应练习: 下列物质间能否发生置换反应,能反应的写出化学方程式,不能反应的说明理由。 (1) Mg+HCl (2)Ag+HCl (3)Zn+Cu(NO 3)2 (4)Hg+MgSO 4 (5)Fe+HCl (6)K+MgSO 4 (7)Fe+HNO 3 (8)Mg+FeSO 4 (9)Cu+AgCl 学习任务二:探究金属活动性强弱的方法 金属 CuSO 4溶液 AgNO 3溶液 NaCl 溶液 锌 铁 铜

四、课堂小结: 五、达标练习、 1、据2003年7月13日《金陵晚报》题为“废气定影液中掏出银子”的文章报道,有人利用摄影店废气的定影液,每月可回收价值约20万元的银。其中一种回收方法的原理是:Fe+2AgNO3 =2Ag+Fe(NO3)2这个反应属于() A、化合反应 B、分解反应 C、置换反应 D、复分解反应 2、用铜、锌合金制成的假元宝行骗的事情时有发生。下列方法中,不能检验真假元宝的是() A、放入盐酸中 B、监测其密度 C、加热 D、放入硫酸锌溶液中 3、向硝酸银、硝酸铜、硝酸锌的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,再向滤出的固体中滴加稀硫酸,有气体生成,则滤出的固体中一定有() A、Ag Cu Zn B、Cu Zn Fe C、Ag Zn Fe D、Ag Cu Fe 4、某化学兴趣小组的同学欲验证铁、镁、铜的活动性顺序,应选取下列适宜的试剂组是() A、铁、镁、氯化铜溶液 B、铁、铜、硫酸镁溶液 C、铁、氯化镁溶液、硫酸铜溶液 D、铜、硫酸镁溶液、氯化亚铁溶液 5、向盐酸与氯化铜的混合溶液中加入过量的铁粉,充分反应后,下列有关该实验的叙述中正确的是()

初三化学金属的化学性质易错(难)综合测试及解析

初三化学金属的化学性质易错(难)综合测试及解析 一、初中化学金属的化学性质选择题 1.将50克镁和铁的混合物与足量的稀硫酸反应产生3.6克氢气,将反应后的溶液蒸发结晶,得到无水硫酸盐,其质量为() A.226.4克B.222.8克C.172.8克D.无法计算 2.下列关于金属材料的说法不.正确的是 A.硬铝(铝合金)的硬度大于纯铝 B.铁在干燥的空气中容易生锈 C.常温下,铝能与空气中的氧气反应,在其表面生成致密的氧化铝薄膜 D.金属资源的回收利用既保护了环境,又节约了矿石资源 3.X、Y、Z三种金属中,只有Z能和稀硫酸反应;将Y放人X的盐溶液中,Y表面有X析出。则X、Y、Z三种金属的活动性顺序为 A.X > Z > Y B.Y > X > Z C.Y > Z > X D.Z > Y > X 4.等质量的稀硫酸分别与足量的镁、铁、锌三种金属反应,下列图象能正确生产氢气质量与反应时间之间关系的是() A.B. C.D. 5.向一定量的铁粉中逐滴加入稀硫酸至过量,该图是反应过程中某种物质的质量Y随加入稀硫酸的质量变化的关系,则Y不可能表示()。 A.消耗铁粉的质量 B.生成硫酸亚铁的质量 C.溶液的总质量 D.生成氢气的质量 6.为探究Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序,某兴趣小组设计了如图所示的四组实验方案,你认为不可行的是()

A. B. C. D. 7.对Ag、Fe、Cu三种金属活动性顺序的探究,下列所选试剂不可行的是() A.Fe、Ag、CuSO4溶液B.Cu、Ag、FeSO4溶液 C.Fe、Cu、稀盐酸、AgNO3溶液D.Cu、FeSO4溶液、AgNO3溶液 8.金属M与AgNO3溶液反应的化学方程式为:M +2AgNO3=M(NO3)2+2Ag。下列说法不正确的是( ) A.反应后的溶液可能为蓝色B.金属M可能是铝 C.M的金属活动性比Ag强D.反应前后M的化合价改变 9.有X、Y、Z三种金属,X在常温下就能与氧气反应,Y、Z在常温下几乎不与氧气反应;如果把Y和X分别放入稀硫酸中,Y溶解并产生氢气,Z不反应。根据以上实验事实判断,X、Y、Z三种金属的活动性由强至弱的顺序正确的是 A.X Z Y B.X Y Z C.Y Z X D.Z Y X 10.把铁片放入下列溶液中充分反应后,溶液的质量比反应前减轻的是 A.稀H2SO4 B.稀HCl C.CuSO4溶液D.FeSO4溶液 11.某不纯的铁5.6克与足量的稀硫酸反应生成0.18克氢气,则铁中混有的物质不可能是() A.锌B.铝C.碳D.银 12.将颗粒大小相同的等质量X、Y、Z三种金属放入等浓度的稀盐酸中,产生氢气质量如图所示,下列说法正确的是()

金属的化学性质(基础) 知识讲解含答案解析

金属的化学性质(基础) 知识讲解含答案解析 一、初中化学金属的化学性质选择题 1.将a、b、c三种金属分别投入稀盐酸中,只有b溶解并产生气泡;把a和c分别放入硫酸铜溶液中,在a表面有铜析出,c没有变化。则a、b、c的金属活动性顺序是()A.c>b>a B.b>a>c C.a>c>b D.b>c>a 2.下列关于金属材料的说法不.正确的是 A.硬铝(铝合金)的硬度大于纯铝 B.铁在干燥的空气中容易生锈 C.常温下,铝能与空气中的氧气反应,在其表面生成致密的氧化铝薄膜 D.金属资源的回收利用既保护了环境,又节约了矿石资源 3.X、Y、Z三种金属中,只有Z能和稀硫酸反应;将Y放人X的盐溶液中,Y表面有X析出。则X、Y、Z三种金属的活动性顺序为 A.X > Z > Y B.Y > X > Z C.Y > Z > X D.Z > Y > X 4.等质量的稀硫酸分别与足量的镁、铁、锌三种金属反应,下列图象能正确生产氢气质量与反应时间之间关系的是() A.B. C.D. 5.为探究铁、铜、银的金属活动性顺序,下列各组试剂不可以的是( ) A.Fe、Ag、Cu(NO3)2B.Fe、Cu、AgNO3 C.Fe、CuSO4、AgNO3D.Fe、Cu、Ag、HCl 6.对Ag、Fe、Cu三种金属活动性顺序的探究,下列所选试剂不可行的是() A.Fe、Ag、CuSO4溶液B.Cu、Ag、FeSO4溶液 C.Fe、Cu、稀盐酸、AgNO3溶液D.Cu、FeSO4溶液、AgNO3溶液 7.新型材料纳米铁粉具有广泛的用途,它比普通铁粉更易与氧气反应,工业上可以利用H2 和 FeCl2 在高温反应器中制备,同时得到 HCl。下列有关说法错误的是( ) A.制备纳米级铁粉的反应属于置换反应 B.纳米级铁粉与氧气反应,生成物是 Fe3O4

课题2 金属的化学性质试题及答案

课题2 金属的化学性质 基础达标 1.将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中,下列叙述中正确的是( ) ①铁钉表面产生气泡;②液体由无色逐渐变为浅绿色;③铁钉的质量减轻; ④液体的质量减轻。 A.②③ B.①②④ C.①②③ D.①②③④ 2.(2011·广东中考)下列反应属于置换反应的是( ) A.S+O 2点燃 SO 2 B.2H 2O 通电 2H 2 ↑+O 2 ↑ C.C+2CuO 高温 CO 2 ↑+2Cu D.Al(OH) 3+3HCl ==== AlCl 3 +3H 2 O 3.下列有关铁的化学方程式中正确的是( ) A.4Fe+3O 2点燃 2Fe 2 O 3 B.Fe+H 2SO 4 ==== FeSO 4 +H 2 ↑ C.2Fe+6HCl ==== 2FeCl 3+3H 2 ↑ D.2Fe+3CuSO 4 ==== 3Cu+Fe 2 (SO 4 ) 3 4.(2011·北京中考)能与无色硝酸银溶液反应,使溶液变为蓝色的金属是( ) A.铝 B.铁 C.铜 D.银 5.(2011·鸡西中考)把金属X放入Cu(NO 3) 2 溶液中,X表面有红色固体析出;若 放入Mg(NO 3) 2 溶液中,无明显现象。则X、Cu、Mg三种金属活动性由强到弱的顺 序正确的是( ) A.Mg、X、Cu B.X、Mg、Cu C.Mg、Cu、X D.Cu、X、Mg 6.下列事实不能说明Zn比Ag活泼的是( ) A.Zn能与AgNO 3 溶液反应,置换出Ag B.Zn能与稀硫酸反应,Ag则不能 C.自然界没有以单质形式存在的Zn,而有以单质形式存在的Ag D.Zn的熔点为420 ℃,Ag的熔点为962 ℃ 7.(2011·长沙中考)下列有关金属的说法正确的是( ) A.铝具有很好的抗腐蚀性能 B.铜能置换出酸中的氢 C.钢是纯净物 D.银能把铁从氯化亚铁溶液中置换出来 8.把铁粉放入硝酸银、硝酸铜和硝酸锌的混合溶液中,充分反应后过滤,所得到的固体中一定没有的是( ) A.锌 B.铁 C.铜 D.银 9.农业上配制波尔多液(CuSO 4 溶液)时,不用铁桶盛装,原因是_____________

中考化学金属的化学性质提高综合练习及解析

中考化学金属的化学性质提高综合练习及解析 一、初中化学金属的化学性质选择题 1.有X、Y、Z三种金属,如果把X和Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生氢气,而Y不反应;如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中,过一会儿,在Y表面有银析出,而Z没有变化。根据以上实验事实,判断X、Y和Z的金属活动性顺序是 A.X>Y>Z B.X>Z>Y C.Z>Y>X D.Z>X>Y 2.某学生为了验证铁、锌、铜三种金属的活动性顺序,设计了四种方案:①将Zn、Cu分别加入到FeSO4溶液中,②将Zn、Cu分别加入到ZnSO4溶液中,③将Zn分别加入到FeSO4、CuSO4溶液中,④将Fe 分别加入到ZnSO4、CuSO4溶液中。其中正确的方案是 () A.①或④B.①或②C.②或③D.③或④ 3.为探究Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序,某兴趣小组设计了如图所示的四组实验方案,你认为不可行的是() A. B. C. D. 4.向含AgNO3、Cu(NO3)2、Mg(NO3)2混合溶液中,加入一定量的锌粒,充分反应后过滤,向滤出的固体中滴加稀硫酸,有气体生成,则滤出的固体中一定有 A.Ag、Cu、Mg B.Cu、Mg、Zn C.Ag、Cu、Zn D.Ag、Mg、Zn 5.向氯化铜和稀盐酸的混合溶液中,加入过量的铁粉,充分反应后过滤。下列关于上述过程的叙述正确的是

A.滤液中一定含有FeCl3B.过滤后得到的固体可能是纯净物 C.反应后固体的质量可能会增加D.反应后溶液的质量一定会减少 6.有X、Y、Z三种金属,把三种金属分别放入稀盐酸中,Y减少并放出气体,X、Z无变化;把X、Z分别放入硝酸银溶液中,X表面有银白色物质析出,Z无变化.则X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序为() A.X、Y、Z B.Y、X、Z C.Y、Z、X D.Z、Y、X 7.有X、Y、Z三种金属,X在常温下就能与氧气反应,Y、Z在常温下几乎不与氧气反应;如果把Y和X分别放入稀硫酸中,Y溶解并产生氢气,Z不反应。根据以上实验事实判断,X、Y、Z三种金属的活动性由强至弱的顺序正确的是 A.X Z Y B.X Y Z C.Y Z X D.Z Y X 8.向含有AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中,加入一定量铁粉,充分反应后过滤,往滤渣中加入稀硫酸,有气泡产生,则滤液中大量存在的离子是: A.Fe2+、NO3-B.Fe2+、H+、 NO3- C.Fe2+、Cu2+、 NO3-D.Fe2+、Cu2+、Ag+、NO3- 9.下列关于金属及金属材料的说法,正确的是() A.镁条、铝片、铜丝均能在空气中燃烧 B.铝合金门窗是用纯的金属铝材料制成的 C.人类使用铝的年代早于铜、铁 D.武德合金的熔点低,可作保险丝 10.等质量的M、N两种金属,分别与相同质量分数的足量稀盐酸反应(已知M、N在生成物中均为+2价),生成氢气质量和反应时间的关系如图所示,下列叙述正确的是( ) A.M、N两种金属中较活泼的是N B.生成H2的质量M<N C.相对原子质量较小的是M D.产生H2的速率N>M 11.为比较 X、Y、Z 三种金属活动性大小,进行如图所示的实验。下列实验结论正确的是( ) A.X>Y>Z B.Z>Y>X C.X>Y、Z>Y D.Y>X、Y>Z 12.验证锌、银、镁三种金属的活动性顺序,可选用的一组物质是()

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