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【新高一】必修1——第三章?金属的化学性质!

[摘要]热烈欢迎即将升入高中的小伙伴们,高中化学园继续为大家提供新高一必修一的知识点内容,全部都是干货!!!从下次开始时间更改为每周三!另外,即将升入高二、高三的小伙伴也可以用来复习基础知识,这里提供的可都是考试必考内容哦! 【 知识回顾】 一、金属...

  热烈欢迎即将升入高中的小伙伴们,高中化学园继续为大家提供新高一必修一的知识点内容,全部都是干货!!!从下次开始时间更改为每周三!另外,即将升入高二、高三的小伙伴也可以用来复习基础知识,这里提供的可都是考试必考内容哦!

  知识回顾】

  一、金属的存在

  地壳中含量由多到少的元素是:氧、硅、铝、铁、钙、钠、镁;含量最多的金属元素是铝元素。

  二、金属的物理性质

  1、有金属光泽:大多数金属都有银白色金属光泽,少数金属是特殊颜色如铜是紫红色,金是金黄色。

  2、固体:除汞(液体)外,大多数为固体

  3、导电性:电场中,自由电子定向运动.

  4、传热性:自由电子与金属离子碰撞而交换能量.

  5、延展性:形变末破坏金属键。延性:拉成细丝的性质。展性:压成薄片的性质。

  三、金属的化学性质(离子方程式)

  1、金属与氧气反应镁条燃烧Mg+O2=(点燃)2MgO

  2、金属与酸的反应Zn+2HCl=ZnCl2+H2

  (排在H前面的金属能置换出酸里的氢)

  金属活动性顺序表: K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au

  3、金属与盐的反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

  铝丝与硫酸铜溶液反应2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu

  铜丝与硝酸银溶液反应Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag

  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

  NaMgAl的原子结构示意图

  金属最外层上的电子一般少于4个,反应中很容易失去电子,表现出较强的还原性。(做还原剂)

  知识梳理】

  一、金属与非金属的反应

  

  实验步骤:

  (1)用镊子夹取一小块金属钠,用滤纸把钠块表面上的煤油擦干.

  (2)将钠放在玻璃片上,用小刀切下绿豆大小的一块钠,观察新切开的钠的颜色和光泽.将此钠块在空气中停放一段时间,看其颜色和光泽是否有变化

  实验现象:用小刀轻轻一切,就能把钠块切开,新切开的钠呈银白色,像无锈的铁一样光亮,放置一段时间钠表面颜色逐渐变暗

  【注意】①取用钠要用镊子,切不可用手接触.②待用的钠要用滤纸吸净其表面的煤油.③取用的钠粒一般为绿豆粒大小,最大不超过黄豆粒大小.④切下来未用的钠要及时放回盛钠的试剂瓶.⑤吸过煤油的滤纸要妥善处理,切莫乱扔.

  (一)钠的物理性质

  ①银白色固体金属

  ②密度小(0.97g/cm3)(钠通常保存在煤油中),熔点低(97℃),硬度小(质软,可用刀切割)

  ③钠电和热的良导体。

  (二)钠与非金属的反应

  钠原子核内有11个质子,核外有11个电子,最外层只有1个电子,其原子结构示意图为:

  钠原子容易失去最外层的电子,形成8电子的稳定结构,表现出很强的还原性. 钠是还原性很强的活泼金属

  1与氧气反应

  实验步骤:

  ①将金属钠用小刀切开,在空气中放置一会儿,可看到表面逐渐变暗,生成的主要产物为氧化钠.

  ②再另取一小块金属钠,擦干表面的煤油后,放在石棉网上加热,直至燃烧有粉末状固体产生,燃烧时,火焰呈黄色,最后生成了淡黄色粉末——过氧化钠.

  实验结论:

  (1)常温:

  4Na+O2=2Na2O(氧化钠白色固体)

  2)加热或点燃

  Na+O2 =(点燃)Na2O2(淡黄色固体)

  【注意】

  ②钠与氧气反应,条件不同,产物不同:不加热,生成氧化钠;点燃,生成过氧化钠.

  ②钠在空气中的变化:银白色的钠变暗(生成了氧化钠)变白(生成氢氧化钠)潮解变成白色固体(生成碳酸钠)。钠放置在空气中最终生成碳酸钠,有关反应如下:

  (1)4Na+O2=2Na2O

  (2)Na2O+H2O=2NaOH

  (3)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

  (4)Na2CO3?10H2O=Na2CO3+10H2O

  2、与氯气、硫的反应

  ①钠与氯气的反应:钠在氯气中剧烈燃烧,产生苍白色的烟

  2Na+Cl2=(点燃)2NaCl

  ②钠与硫粉的反应:钠与硫粉混合研磨时燃烧,火星四射,发生爆炸

  2Na+S=(研磨) Na2S

  3、铝与氧气反应

  加热铝箔

  现象:铝箔熔化,表面失去光泽,熔化的铝并不滴落

  现象解释:因为铝表面有一层氧化膜保护了铝。即使打磨过的铝箔,在空气中也会很快生成新的氧化膜。有薄膜的Al2O3的熔点(2050℃)高于Al(660 ℃),没有熔化,包在铝的外面使熔化的液态铝不会滴落下来。

  铝容易被氧化而生成一层致密的氧化膜。

  4Al + 3O2 =2Al2O3

  二、金属与酸和水的反应

  (一)钠与水反应

  钠是非常活泼的金属,在常温下和冷水反应,产生气体。

  

  实验步骤

  (1)向一盛水的烧杯中滴入几滴酚酞试液,然后将一小块钠(约为1/2豌豆大小)投入烧杯中.

  (2)再用铝箔将一小块钠(绿豆大)包好,并在铝箔上刺些小孔,用镊子夹住,放在烧杯中试管口下面,用排水法收集一小试管气体,小心移近火焰,点燃.

  实验现象

  浮——钠的密度比水小

  熔——钠的熔点低,反应放热

  游——产生气体,推动小球游动

  响——会发出嘶嘶的响声

  红——使酚酞变红,生成碱性物质

  钠与水反应的化学方程式:

  2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

  离子方程式:

  2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑

  (二)铁与水蒸气的反应

  1.水蒸气的发生装置

  2.水蒸气与铁粉反应装置

  3.产物的检验(收集)装置

  3Fe4H2O(g)=() Fe3O44H2

  (三)钠与酸的反应

  钠与酸的反应比与水的反应更剧烈,极易爆炸,要特别小心.

  2Na + 2HCl = 2NaCl+ H2↑

  2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑

  Na放入稀盐酸中,是先与酸反应,置换出酸中的氢,酸不足再与水反应。因此Na放入到酸溶液中Na是不可能过量的。同时Na与H2的物质的量比始终是2:1。当然反应要比钠与水的反应剧烈多(酸中氢离子的浓度大于水中氢离子的浓度)。

  【注意】钠和水反应就是钠与水电离出来的氢离子反应,酸在水中电离出氢离子,所以钠和酸直接反应,而不是先和水反应生成氢氧化钠后再和酸反应.

  (四)钠与盐溶液反应

  1、钠与硫酸铜溶液的反应

  2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑

  CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓ +Na2SO4

  Cu(OH)2=CuO+H2O

  总反应方程式:2Na + CuSO4 + 2H2O = Cu(OH)2↓+ Na2SO4 + H2 ↑

  现象:有蓝色沉淀生成,有气泡放出

  2、钠投入到NaCl溶液中只与水反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

  3、钠投入到NH4Cl溶液中:

  2Na+2H2O=2NaOH+H2↑(放热)

  NH4Cl+NaOH=NH3↑+H2O+NaCl

  4、钠投入到TiCl4熔融盐中:

  4Na+TiCl4=(700~800℃)4NaCl+Ti

  【注意】将钠加入到盐的水溶液中,首先是钠和水反应,若氢氧化钠和盐反应生成难溶的碱或气体,则氢氧化钠和盐反应,否则只有钠与水的反应.

  (五)钠的用途

  ①在熔融的条件下钠可以制取一些金属,如钛、锆、铌、钽等;

  ②钠钾合金是原子反应堆的热交换剂;

  ③钠蒸气可作高压钠灯,发出黄光,射程远,透雾能力强。

  ④做化工原料。

  【典型例题】

  一、钠的物理性质

  1.金属钠放入水中浮在水面上,放入煤油中则沉在油层下,已知煤油的密度为0.8g/cm3,则可推知金属钠的密度( )

  A.大于1.0g/cm3

  B.小于0.8 g/cm3

  C.在0.8g/cm3~1.0g/cm3之间

  D.等于0.8g/cm3

  【答案】C

  二、钠与非金属反应

  2.下列说法中不正确的是( )

  A.钠的熔点较低

  B.钠在发生化学反应时化合价升高C.钠在空气中燃烧生成氧化钠,并发出黄色火焰

  D.钠原子最外层只有一个电子,容易失电子,体现还原性

  【答案】C

  三、钠与水反应

  3.将一块钠投入预先滴入2~3滴紫色石蕊试液的水溶液中,可观察到的现象正确的一组为()

  ①钠沉到水下面;②钠浮在水面上,四处游动;③钠熔成闪亮的小球,听到滋滋的响声;④溶液变红;⑤溶液变蓝

  A. ①③④B.②③⑤

  C.①③⑤D.②③④

  【答案】B

  四、铁与水蒸气的反应

  4.在常温下,Fe与水并不起反应,但在高温下,Fe与水蒸气可发生反应。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与水蒸气的反应实验”。

  

  请回答该实验中的问题。

  (1)写出该反应的反应方程式:;并指明该氧化还原反应的还原剂是,氧化剂是。

  (2)实验前必须对整套装置进行气密性检查,操作方法是。

  (3)圆底烧瓶中盛装的水,该装置受热后的主要作用是;烧瓶底部放置了几片碎瓷片,碎瓷片的作用是。

  (4)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是,为什么?。

  (5)干燥管中盛装是的物质是,作用是。

  (6)试管中收集气体是,如果要在A处玻璃管处点燃该气体,则必须对该气体进行,方是。这一操作的目的是。

  【答案】(1)

  ;Fe;H2O

  (2)在玻璃管口A处接一段乳胶管,乳胶管头上连一段玻璃管,并将管口没入水中,用酒精灯火焰微热烧瓶底部,如果能够观察到没入水中的玻璃管口有气体逸出,停止加热后,玻璃管内有水柱上升,且较长时间水柱不回落,则标明该套装置气密性良好。(3)为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气;防止爆沸事故的发生。(4)先点燃酒精灯,产生水蒸气后,再点燃酒精喷灯;防止先点燃酒精喷灯所导致的Fe与O2的反应。(5)碱石灰干燥剂;除去反应产生的H2中的水蒸气。(6)H2;验纯;用试管收集一试管气体,靠近火焰酒精灯火焰,如果发出的声音是“啪”的爆鸣声,则证明产生的氢气不纯(含有氧气),如果是“噗”的声音,则证明是纯净的氢气;防止点燃时,氢气因含有氧气而爆炸。

  五、钠与酸的反应

  5.将4.6 g金属钠投入到95.4 g水中,所得溶液中溶质的质量分数( )

  A.等于4.6%

  B.等于8%

  C.小于8%

  D.大于8%

  【答案】D

  【解析】在该题中反应前钠与水的总质量(4.6 g+95.4 g)为100 g,生成NaOH为8.0 g,若没有H2生成则反应后溶液中溶质质量分数为8.0%,由于H2的逸出,故实际情况要大于8.0%。

  六、钠与盐溶液的反应

  6.将一小块钠投入到下列物质的溶液中,既能放出氢气,又有沉淀析出的是( )

  A.BaCl2 B.MgCl2

  C.CuCl2 D.Na2CO3

  【答案】BC

  七、钠的用途

  7. 钠用在电光源上做高压灯是因为()A、钠的还原性

  B 、钠燃烧时发出黄色火焰

  C、钠光射程远,透雾性强

  D、金属钠导电性良好

  【答案】C

  【解析】钠元素灼烧产生的焰色为黄色,用在电光源上做高压灯是黄光射程远,透雾力强,故选:C.

  综合整理by高中化学园~


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