内容正文:
高中化学学业水平考试复习
金属知识的归纳与整理
一、金属元素常识
含量特征
地壳中元素含量是O、Si、Al、Fe。其中含量最多的金属元素是铝。
用途最广用量最大的金属是铁
存在形式特征
除金、铂等少数极不活泼金属以游离态存在外,大多数金属元素在自然界中以化合态存在。
(1)物理通性
①金属单质共性:金属都具有金属光泽、良好的导电性、导热性、延展性等性能。
②金属单质特性:不同金属元素硬度、密度、熔点等性质差异大。如K、Na、Ca活泼性强;Au、Ag性质稳定,Hg熔点低,W(钨)熔点高;Cr(铬)硬度大。
2、金属之最
⑴ 熔点最低的金属——汞。熔点-39.3℃,常温呈液态,可填充在温度计中。
⑵ 熔点最高的金属——钨。熔点3410℃,常用作灯丝。
⑶ 地壳中含量最多的金属元素——铝。日常生活中,用于保护钢铁制品所使用的“银粉”实际上是金属铝的粉末。
⑷ 导电性最强的金属——银。家用热水瓶内壁上的金属是银。
⑸ 制造新型高速飞机最重要的金属——钛。被科学家称为“二十一世纪的金属”或“未来的钢铁”。
⑹ 海水中储量最大的放射性元素——铀。
⑺ 展性最强的金属——金。最薄的金厚度只有1/10000mm。
⑻ 延性最好的金属——铂。最细的铂丝直径只有1/5000mm。常说的“白金”首饰是用铂加工而成的。
(2)化学通性:
大多数金属元素的单质是强还原剂,易被氧化。主要表现在金属能与非金属、水、酸、某些盐反应。
一般说来,金属原子的半径越大,最外层电子数越少,金属的还原性越强,金属的熔沸点、硬度越小。
(3)金属元素在周期表的位置
自然界金属元素占多数,约占五分之四左右;主要集中在周期表的左部及中部。金属元素的原子最外层电子数少,与同周期非金属元素相比较,具有原子半径大、还原性强的特点。 自然界活泼性最强的金属元素在周期表左下方为铯(Cs)。
二.金属活动性顺序表分析金属单质的规律
金属活动顺序 K、Ca 、Na Mg Al、Zn Fe、Sn、Pb H Cu、Hg、Ag Pt、Au
与非金属反应 Cl2 都能直接化合,变价金属一般生成高价金属氯化物 不反应
S 与硫蒸气直接化合,变价金属生成低价金属化合物 不反应
O2 常温下易氧化,点燃生成过氧化物 常温生成氧化膜 加热化合 不反应
与H2O反应 常温下生成碱和氢气 与热水反应 有碱存在下与水反应 与高温水蒸气反应 不反应 不反应
金属活动顺序 K、Ca 、Na Mg Al、Zn Fe、Sn、Pb H Cu、Hg、Ag Pt、Au
与H+反应 生成盐的氢气 不反应 不反应
与氧化性酸反应 不生成氢气,铁、铝钝化 产生NO2、NO、SO2 不反应
金属活动顺序 K、Ca 、Na Mg Al、Zn Fe、Sn、Pb H Cu、Hg、Ag Pt、Au
与盐溶液的反应 与水反应,不与盐反应,碱与盐反应 排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来 不反应
碱的稳定性 受热不分解 加热分解 常温分解
自然界存在 化合态 化合态 游离态
冶炼方法 电解法(电解熔融的盐、氧化物、氢氧化物) 热还原法 热分解或其它方法
2.金属反应规律应用(根据金属活动性顺序表比较归纳)
(1)金属与氧气反应:常温下,氢前面的金属能与氧气反应生成氧化物。
①K、Ca、 Na等与氧气、水易反应,保存在煤油中。
②Mg、Al、Zn、Sn、Pb等与氧气反应形成致密的氧化物保护膜,无需特殊保存。
③Fe在空气中能与氧气反应生成疏松的铁锈,故应该在铁的表面上加覆盖层,以防止铁生锈。
④Cu、Hg、Ag加热能与氧气反应,Pt、Au加热下也不与氧气反应,故真金不怕火炼。
(2)金属与水反应
①K、Ca、Na等金属能与冷水剧烈的反应,生成碱和氢气。
②Mg、Al能与热水缓慢的反应,生成不溶性氢氧化物和氢气。
③Zn、Fe、Sn、Pb等炽热的金属能与水蒸气反应,生成氧化物和氢气。
(3)金属与酸反应
①氢前面的金属跟非氧化性酸(稀硫酸、盐酸等)反应生成盐和氢气,氢后面的金属不反应。
②大多数金属与强氧化性酸(浓硫酸、硝酸等)在一定条件下反应,不放出氢气,反应中是酸的中心元素(S、N)得电子被还原。Pt、Au不溶于酸,溶解Pt、Au要用王水(浓盐酸和浓硝酸体积比为3∶1的混合液)。
(4)金属与盐反应
通常情况下,前面的金属可以把后面的金属从盐的溶液中置换出来。但是,K、Ca、Na不能从溶液中置换出其他金属单质,而是与水直接反应。
(5)活泼金属可在高温时把它后面的金属从氧化物中置换出来。如铝发生的铝热反应。
氧化物 固体颜色 水溶性 与盐酸反应的化学方程式(注明溶液颜色)
Na2O
M