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2019-2020年高考化學第一輪復習講與練二十一：金屬元素概述[舊人教] 一、要點精講 1、金屬元素概述 （1）金屬的通性 ①物理性質(zhì)：常溫下，絕大多數(shù)金屬是固體，呈 色。金屬一般具有 ②化學性質(zhì)：金屬元素原子一般最外層電子數(shù) 4，而且原子半徑比同周期的非金屬原子半徑 ，故金屬原子易 電子顯 。 ③特性：a.地殼中含量最多的金屬元素是 ； b.金屬中有液態(tài)，例如 ，它是熔點最低的金屬； c.最活潑的金屬元素是 ，最穩(wěn)定的金屬是金。 ④影響金屬晶體熔沸點高低和硬度的因素 金屬離子半徑越 ，電荷價數(shù)越 ，金屬離子和自由電子的作用力越 ，熔沸點越高，硬度越大。例：硬度Al Mg，熔點Al Mg。 （2）由金屬活動性順序表分析金屬知識的規(guī)律 金屬活動性順序表 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 金屬原子失去電子的能力（還原性） 金屬陽離子得到電子的能力（氧化性） 與氧氣化合 常溫下易被氧化 常溫下緩慢被氧化 加熱被氧化 不能 置換水中H+ 常溫下能置換 加熱時能置換 不能置換 置換酸中H+ 能置換 不能置換 與鹽溶液反應 先與水反應 前面的金屬置換后面的金屬 自然界中存在 化合態(tài) 化合態(tài)和游離態(tài) 游離態(tài) 冶煉方法 2、常見金屬的冶煉方法 2Ag2O 4Ag+O2↑ △ 2HgO 2Hg+O2 △ （1）熱分解法：適合冶煉金屬活動性 的金屬（例如Hg和Ag）。 （2）熱還原法：用還原劑( 等)還原金屬氧化物(金屬活動性在Zn~Cu之間) 。 W+3H2O WO3+3H2 高溫 2Fe+3CO2 Fe2O3+3CO 高溫 2Cr+Al2O3 2Al+Cr2O3 高溫 2Cu+CO2 2CuO+C CuO+CO 高溫 4Al+3O2↑ 2Al2O3 (l )（l） 電解 冰晶石 （3）電解法：冶煉金屬活動性 的金屬（例如鈉、鎂、鋁等）。 2Na+Cl2↑ 2NaCl（l） 電解 （4）淘取法：適合以游離態(tài)存在的密度 的金屬（例如金等）。所得金屬純度不高，需精煉。 二、典例解析 【例】 金礦和銀礦中金銀的含量往往較低，工業(yè)上提煉金是采用氰化法提煉。這個方法的原理是：用稀的氰化鈉溶液處理粉碎了的金礦石，通空氣，使金礦石中的金粒溶解， 生成能溶于水的絡合物Na［Au（CN）2］，其反應方程式為： 4Au＋8NaCN＋2H2O＋O24Na［Au（CN）2］＋4NaOH Na［Au（CN）2］在水溶液中電離為Na+和［Au（CN）2］-。電離方程式為： N a［An（CN）2］Na+＋［An（CN）2］-，然后再用鋅從溶液中把金置換出 來，鋅轉(zhuǎn)化為Na2［Zn（CN）4］。請回答下列問題： （1）寫出在空氣中用氰化鈉溶液提取金的電極反應式。（2）寫出鋅從溶液中置換出金的離子方程式。 【解析】 這道題目看起來比較生疏，但認真審清題意，不難發(fā)現(xiàn)，用氰化鈉溶液，通入空氣溶解金的原理，與鋼鐵的吸氧腐蝕原理完全相似。寫出鋅和Na［Au（CN）2］發(fā)生置換反應的離子方程式，主要是根據(jù)題目給出的信息得出Na［Au（CN）2］是強電解質(zhì)。 （1）負極4Au＋8CN--4e-4［Au（CN）2］- 正極O2＋2H2O＋4e-4OH- （2）Zn＋2［Au（CN）2］-［Zn（CN）4］2-＋2Au↓ 智能訓練 1．（xx全國I）等物質(zhì)的量的主族金屬A、B、C分別與足量的稀鹽酸反應，所得氫氣的體積依次為VA、VB、VC，已知VB=2VC，VA=VB+VC，則在C的生成物中，該金屬元素的化合價為 A．+1 B．+2 C．+3 D．+4 2．（xx全國I）下列說法中正確的是 A．非金屬元素呈現(xiàn)的最高化合價不超過該元素原子的最外層電子數(shù) B．非金屬元素呈現(xiàn)的最低化合價，其絕對值等于該元素原子的最外層電子數(shù) C．最外層有2個電子的原子都是金屬原子 D．最外層有5個電子的原子都是非金屬原子 3．（xx江蘇） 已知Co2O3在酸性溶液中易被還原成Co2+，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次減弱。下列反應在水溶液中不可能發(fā)生的是 A、3Cl2+6FeI2=2FeCL3+4FeI3 B、Cl2+FeI2=FeCl2+I2 C、Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+3H2O D、2Fe3++2I-=2Fe2++I2 4．（xx江蘇）高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應為：3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH，下列敘述不正確的是 A、放電時負極反應為：Zn－2ｅ－＋2OH－＝Zｎ(OH)2 B、充電時陽極反應為：Fe(OH)3 －3e－＋5OH－＝FeO42－＋4H2O C、放電時每轉(zhuǎn)移3mol電子，正極有1mol K2FeO4被氧化 D、放電時正極附近溶液的堿性增強 5．在pH為4～5的環(huán)境中，Cu2+、Fe2+不生成沉淀，而Fe3+幾乎完 全沉淀。工業(yè)上制CuCl2是將濃鹽酸用蒸汽加熱到80℃左右，再慢慢加入粗氧化銅（含雜 質(zhì)FeO），充分攪拌使之溶解。欲除去溶液中的雜質(zhì)離子，下述方法中可行的是（ ） A．加入純Cu將Fe2+還原 B．向溶液中通入H2S使Fe2+沉淀 C．在溶液中通入Cl2，再加入CuO粉末調(diào)節(jié)pH為4～5 D．在溶液中通入Cl2，再通入NH3調(diào)節(jié)pH為4～5 6．銅、鎂合金4.6g完全溶于濃硝酸，若反應中硝酸被還原只產(chǎn)生4480mL的NO2氣體和 336mL N2O4氣體（氣體均為標況），在反應后的溶液中加入足量的NaOH溶液，生成沉淀的質(zhì)量為（ ） A．7.04g B．8.26g C．8.51g D．9.02g 7．取100mL 18.3mol／L的H2SO4與Zn反應，當Zn完全溶解時，生成的氣體在標況下占有的體積為22.4L。將所得的溶液稀釋成1L，測得溶液的H+濃度為1mol／L，則所生成的氣體中SO2與H2的體積比約為（ ） A．1 ：2 B．2 ：1 C．1 ：4 D．4 ：1 8．在右圖支管中，一管裝入2.3g金屬鈉，一管裝入HgO，同時加熱兩部分，Na完全燃燒 ，若加熱后容器里空氣成分基本未變，則HgO質(zhì)量可能是（ ） A．21.7g B．24g C．43.4g D．10.85g 9．有物質(zhì)的量相等的短周期金屬元素單質(zhì)A和B，在A中加入足量鹽酸，在B中加入足量 稀硫酸，反應完全后，生成氫氣的體積分別為V（A）和V（B），且V（A）≠V（B）。若要確定生成物中A和B的化合價，至少還需的數(shù)據(jù)是（ ） A．V（A）∶V（B）的值 B．V（A）和V（B）的值 C．A和B的物質(zhì)的量 D．鹽酸和稀硫酸的物質(zhì)的量濃度 10．下列敘述正確的是（ ） A．元素的單質(zhì)可由氧化或還原含該元素的化合物來制得 B．得電子越多的氧化劑，其氧化性就越強 C．陽離子只能得到電子被還原，只能作氧化劑 D．含有高價元素的化合物，一定具有強的氧化性 11．鎂、鋁、鐵三種金屬分別跟4mol／L 0.05L鹽酸反應時，若放出的氫氣的質(zhì)量相等， 則下列說法中正確的是（ ） A．三種金屬質(zhì)量相同，且均不足量 B．三種金屬質(zhì)量不同，但均為過量 C．三種金屬的物質(zhì)的量相同 D．三種金屬均不足量，其質(zhì)量比為12∶9∶28 12．有Mg、Al、Fe、Cu四種金屬，若兩兩混合，取混合物26g與足量稀硫酸反應，產(chǎn)生標 準狀況下H211.2L，此混合物的可能組合的方式最多有（ ） A．2種 B．3種 C．4種 D．5種 13．存放下列試劑的方法中，有錯誤并且會引起危險的是（ ） A．白磷浸在盛有CS2的敞口試劑瓶中 B．金屬鈉浸在盛有煤油的試劑瓶中 C．碳酸鈉飽和溶液放在帶玻璃塞的試劑瓶中 D．溪水放在帶橡皮塞的試劑瓶中 14．（xx北京春季）下列各組試劑在溶液中反應，當兩種試劑的量發(fā)生改變時，不能用同一離子方程式表示的是 A．氯化鎂、氫氧化鈉B．硫酸鈉、氫氧化鋇 C．氯化鋁、氨水 D．溴化亞鐵、氯水 15．（xx廣東）下列各組離子一定能大量共存的是 A．在含大量Fe3+的溶液中：NH4+、Na+、Cl—、SCN— B．在強堿溶液中：Na+、K+、AlO2—、CO32— C．在c(H+) =10—13mol/L 的溶液中：NH4+、Al3+、SO42—、NO3— D．在pH =1的溶液中：K+、Fe2+、Cl—、NO3— 16．（xx天津綜合）下列各組離子在溶液中能大量共存的是 A．酸性溶液Na+、K+、MnO4—、Br— B．酸性溶液Fe3+、NH4+、SCN—、NO3— C．堿性溶液Na+、K+、AlO2—、SO42— D．堿性溶液Ba2+、Na+、CO32—、Cl— 17．（xx天津綜合）下列除雜質(zhì)的方法不可行的是 A．用過量氨水除去Al3+溶液中的少量Fe3+ B．將混合氣體通過灼熱的銅網(wǎng)除去N2中的少量O2 C．用新制的生石灰，通過加熱蒸餾，以除去乙醇中的少量水 D．用鹽酸除去AgCl中少量的Ag2CO3 18．（xx天津綜合）金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是 （已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+） A．陽極發(fā)生還原反應，其電極反應式：Ni2+ + 2e— == Ni B．電解過程中，陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等 C．電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+ 和Zn2+ D．電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt △ 通電 19．（xx上海）下列金屬冶煉的反應原理，錯誤的是 （ ） △ 高溫 A．2NaCl(熔融) 2Na + Cl2↑ B．MgO + H2 Mg + H2O C．Fe3O4 + 4CO 3Fe + 4CO2 D．2HgO 2Hg + O2↑ 20．（xx北京春季）為確定某鋁熱劑（含氧化鐵和鋁）的組成，分別進行下列實驗。 ⑴ 若取ag樣品，向其中加入足量的NaOH溶液，測得生成的氣體（標準狀況，下同）體積 為bL。反應的化學方程式是_____________________________ 樣品中鋁的質(zhì)量是________________g。 ⑵ 若取ag樣品將其點燃，恰好完全反應，該反應的化學方程式是：_______________________，氧化鐵和鋁的質(zhì)量比是_______________。 ⑶ 待⑵中反應產(chǎn)物冷卻后，加入足量鹽酸，測測生成的氣體體積為cL，該氣體與⑴中所得氣體的體積比c:b=___________________10．已知Br2、Fe2（SO4）3、CaC2等物質(zhì)均能與水發(fā)生反應，生成兩種物質(zhì)。下表中所列五種物質(zhì)都易于和水反應。 21．（1）在表中空白處填寫各物質(zhì)分別與水反應的產(chǎn)物中，屬于氧化物對應水化物的化學 式： Li3N SiBr4 Mg2Si ClF （2）寫出這四種物質(zhì)與水反應的產(chǎn)物中，溶于水形成無氧酸的物質(zhì)的電子式________。 22．（xx北京理綜）某校化學小組學生利用下圖所列裝置進行“鐵與水反應”的實驗，并利用產(chǎn)物進一步制取FeCl36H2O晶體。（圖中夾持及尾氣處理裝置均已略去） ⑴ 裝置B中發(fā)生反應的化學方程式是____________________________________。 ⑵ 裝置E中的現(xiàn)象是_______________________________________。 ⑶ 停止反應，待B管冷卻后，取其中的固體，加入過量稀鹽酸充分反應，過濾。 簡述檢驗濾液中Fe3+的操作方法_________________________________________ ⑷ 該小組學生利用上述濾液制取FeCl36H2O晶體，設計流程如下： ① 步驟I中通入Cl2的作用是______________________________________________。 ② 步驟II從FeCl3稀溶液中得到FeCl36H2O晶體的主要操作包括： _____________________________________________________________________。 ③ 該流程中需保持鹽酸過量，主要原因是（結合離子方程式簡要說明） ____________________________________________________________________。 23．（xx全國III） A、B兩種固體，都由甲、乙兩種元素組成。在A、B中，甲、乙兩種元素的原子個數(shù)比分別為1∶1和1∶2。高溫煅燒A、B時，產(chǎn)物都是C（固體）和D（氣體）。由D可制得E（酸）。E和另一種酸組成的混合酸跟甲苯反應可生成三硝基甲苯。C與E的稀溶液反應得到溶液F，往F溶液中加入NaOH溶液，有紅褐色沉淀生成，該沉淀經(jīng)灼燒后轉(zhuǎn)變成C。往F溶液中加入甲元素的單質(zhì)得到溶液G。試根據(jù)以上信息填寫下列空白： （1） A的化學式（分子式）是 （2） B煅燒生成C和D的化學方程式是 甲元素的單質(zhì)與F溶液反應的離子方程式是 （3） 往G溶液中加入NaOH溶液發(fā)生的現(xiàn)象是 24．（xx廣東）（14分） 化合物KxFe(C2O4)yz H2O是一種重要的光化學試劑，其中鐵為+3價。分別稱取該樣品0.491g兩份，其中一份在110℃干燥脫水，至質(zhì)量恒定為0.437g。另一份置于錐形瓶中，加入足量的3mol/LH2SO4和適量的蒸餾水，加熱到75℃，趁熱加入0.0500mol/L KMnO4溶液24.0mL，恰好完全反應；再向溶液中加入適量的某種還原劑，將Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe2+，該溶液中Fe2+剛好與 4.0mL 0.0500mol/L KMnO4溶液完全反應。 通過計算，分別求： ⑴ 0.491g樣品中結晶水的物質(zhì)的量。 ⑵ 化合物中草酸根的質(zhì)量分數(shù)。 ⑶ 化合物的化學式。 已知：2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 == 2MnSO4 + K2SO4 + 10CO2↑+ 8H2O MnO4— + 5Fe2+ + 8H+ == Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O 答案 1．A2．A3．A4．C5．C6．C7．A8．A9．A10．A11．BD12．C13．A14．D15．B16．C17．A18．D19．B 20.⑴ 2Al + 2NaOH + 2H2O == 2NaAlO2 + 3H2↑，9b/11.2 ⑵ 2Al + Fe2O3 2Fe + Al2O3，80：27 ⑶ 2：3 21．略 22．⑴ 3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2↑ ⑵ 黑色固體變紅，右端管壁有水珠 ⑶ 取少量濾液，滴入幾滴KSCN溶液，觀察溶液是否變紅色 ⑷ ① 將Fe2+氧化成Fe3+ ② 加熱濃縮、冷卻結晶、過濾 ③ Fe3++ 3H2O Fe(OH)3 + 3H+，過量鹽酸抑制FeCl3水解 23．(1) FeS (2) 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 2Fe3++Fe===3Fe2+ (3) 生成的沉淀由白色變成灰綠色最終變成紅褐色。 24．H2O：0．003mol 53.8% K3Fe(C2O4)33 H2O