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專題28 元素金屬性的比較 一、高考題再現(xiàn) 1．（2018天津）下列敘述正確的是 A. 某溫度下，一元弱酸HA的Ka越小，則NaA的Kh(水解常數(shù))越小 B. 鐵管鍍鋅層局部破損后，鐵管仍不易生銹 C. 反應(yīng)活化能越高，該反應(yīng)越易進行 D. 不能用紅外光譜區(qū)分C2H5OH和CH3OCH3 【答案】B D錯誤。 2．（2018江蘇）根據(jù)下列實驗操作和現(xiàn)象所得出的結(jié)論正確的是 選項 實驗操作和現(xiàn)象 結(jié)論 A 向苯酚濁液中滴加Na2CO3溶液，濁液變清 苯酚的酸性強于H2CO3的酸性 B 向碘水中加入等體積CCl4，振蕩后靜置，上層接近無色，下層顯紫紅色 I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度 C 向CuSO4溶液中加入鐵粉，有紅色固體析出 Fe2+的氧化性強于Cu2+的氧化性 D 向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液，有黃色沉淀生成 Ksp(AgCl) >Ksp(AgI) 【答案】B 【解析】A項，向苯酚濁液中加入Na2CO3溶液，濁液變清，發(fā)生反應(yīng)+Na2CO3→+NaHCO3，酸性：H2CO3>>HCO3-，A錯誤；B項，向碘水中加入等體積CCl4，振蕩后靜置，上層接近無色，下層顯紫紅色，說明CCl4將I2從碘水中萃取出來，I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度，B正確；C項，向CuSO4溶液中加入鐵粉，有紅色固體析出，發(fā)生的反應(yīng)為Fe+Cu2+=Fe2++Cu，根據(jù)同一反應(yīng)中氧化性：氧化劑>氧化產(chǎn)物，氧化性Cu2+>Fe2+，C錯誤；D項，向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液，有黃色沉淀生成，說明先達到AgI的溶度積，但由于NaCl、NaI的濃度未知，不能說明AgCl、AgI溶度積的大小，D錯誤。 3．（2017課標(biāo)Ⅱ）a，b，c， d為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，a原子核外電子總數(shù)與b原子次外層的電子數(shù)相同；c所在周期數(shù)與族數(shù)相同；d與a同族，下列敘述正確的是 A．原子半徑：d>c>b>a B．4種元素中b的金屬性最強 C．c的氧化物的水化物是強堿 D．d單質(zhì)的氧化性比a單質(zhì)的氧化性強 【答案】B 4．（2017江蘇）下列說法正確的是 A．反應(yīng)N2 (g) +3H2 (g) 2NH3 (g)的ΔH < 0，ΔS >0 B．地下鋼鐵管道用導(dǎo)線連接鋅塊可以減緩管道的腐蝕 C．常溫下，Ksp[Mg(OH)2]=5.610-12，pH=10的含Mg2+溶液中，c(Mg2+ )≤5.610-4 molL-1 D．常溫常壓下，鋅與稀H2SO4反應(yīng)生成11.2 L H2，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6.021023 【答案】BC 【解析】A．該反應(yīng)氣體的分子數(shù)減少了，所以是熵減的反應(yīng)，△S<0，A錯誤；B．鋅比鐵活潑，形成原電池時鋅做負極，所以可以減緩鋼鐵管道的腐蝕，B正確；C．常溫下，在pH=10的溶液中， c(OH-)=110-4mol/L，溶液中含Mg2+濃度最大值為Kspc2(OH-)=5.610-12(110-4)2=5.610-4mol/L，C正確；D．在鋅和稀硫酸的反應(yīng)中每生成1mol H2，電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目為2mol e-，在常溫常壓下，11.2LH2的物質(zhì)的量不是0.5mol，所以反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)不是6.021023，D不正確。 二、考點突破 1. 根據(jù)常見金屬活動性順序表判斷 金屬元素的金屬性與金屬單質(zhì)的活動性一般是一致的，即越靠前的金屬活動性越強，其金屬性越強。 。。。。。。 Na Mg Al Zn Fe 。。。。。。單質(zhì)活動性增強，元素金屬性也增強需說明的是這其中也有特殊情況，如Sn和Pb，金屬活動性Sn﹥Pb，元素的金屬性是Sn﹤Pb，如碰到這種不常見的元素一定要慎重，我們可采用第二種方法。 2. 根據(jù)元素周期表和元素周期律判斷 同周期元素從左到右金屬性逐漸減弱，如第三周期Na ﹥Mg ﹥Al；同主族元素從上到下金屬性增強，如1中所述，Sn和Pb同屬Ⅳ主族，Sn在Pb的上方 ，所以金屬性Sn﹥Pb。 3. 根據(jù)物質(zhì)之間的置換反應(yīng)判斷 通常失電子能力越強，其還原性越強，金屬性也越強，對于置換反應(yīng)，強還原劑和強氧化劑生成弱還原劑和弱氧化劑，因而可由此進行判斷。如：Fe + Cu2+ === Fe2+ + Cu 說明鐵比銅金屬性強。這里需說明的是Fe對應(yīng)的為Fe2+，如：Zn + Fe2+ === Zn2+ + Fe 說明金屬性Zn﹥Fe，但Cu +2Fe3+ === Cu2+ + 2Fe2+，卻不說明金屬性Cu﹥Fe，而實為Fe﹥Cu。 4. 根據(jù)金屬單質(zhì)與水或酸反應(yīng)的劇烈程度或置換氫氣的難易判斷 某元素的單質(zhì)與水或酸反應(yīng)越容易、越劇烈，其原子失電子能力越強，其金屬性就越強。如Na與冷水劇烈反應(yīng)，Mg與熱水緩慢反應(yīng)，而Al與沸水也幾乎不作用，所以金屬性有強到弱為Na ﹥Mg ﹥Al；再如：Na、Fe、Cu分別投入到相同體積相同濃度的鹽酸中，鈉劇烈反應(yīng)甚至爆炸，鐵反應(yīng)較快順利產(chǎn)生氫氣，而銅無任何現(xiàn)象，根本就不反應(yīng)，故金屬性強弱：Na ﹥Mg ﹥Al。 5. 根據(jù)元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性強弱判斷 如從NaOH為強堿，Mg(OH)2為中強堿，Al(OH)3為兩性氫氧化物可得知金屬性：Na ﹥Mg ﹥Al。 6. 根據(jù)組成原電池時兩電極情況判斷 通常當(dāng)兩種不同的金屬構(gòu)成原電池的兩極時，一般作負極的金屬性較強如Zn和Cu比較時，把Zn和Cu用導(dǎo)線連接后放入稀硫酸中，發(fā)現(xiàn)銅片上有氣泡，說明鋅為負極，故金屬性Zn﹥Cu。但也應(yīng)注意此方法判斷中的特殊情況，如鋁和銅用導(dǎo)線連接后放入冷濃硝酸中，因鋁鈍化，銅為負極，但金屬性卻為Al﹥Cu。 7. 根據(jù)金屬陽離子氧化性強弱判斷 一般來說對主族元素而言最高價陽離子的氧化性越弱，則金屬元素原子失電子能力越強，即對應(yīng)金屬性越強。 8. 根據(jù)在電解過程中的金屬陽離子的放電順序判斷 放電順序：Ag+>Hg2+>Cu2+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 在電解過程中一般先得到電子的金屬陽離子對應(yīng)金屬的金屬性比后得到電子的金屬陽離子對應(yīng)金屬的金屬性弱，即位置越靠前的對應(yīng)金屬的金屬性越弱。如含有Cu2+ 和Fe2+的溶液電解時Cu2+先得電子，所以金屬性Fe﹥Cu。其實這一方法同7本質(zhì)上是一樣的。 9. 根據(jù)金屬失電子時吸收能量多少判斷 元素原子或離子失去或得到電子時必然伴隨有能量變化，就金屬元素原子失電子而言，在一定條件下，失電子越容易，吸收的能量越少金屬性越強；失電子越難，吸收的能量越多，金屬性越弱。如兩金屬原子X、Y，當(dāng)它們分別失去一個電子后，都形成稀有氣體原子電子層結(jié)構(gòu)X吸收的能量大于Y，故金屬性Y>X。 由以上分析可知，在判斷金屬性強弱時要綜合運用各方面知識進行，以防判斷時出現(xiàn)偏頗。 典例1（2018屆北京市海淀區(qū)高三第二學(xué)期適應(yīng)性練習(xí)）下列事實中，不能用元素周期律解釋的是 A. 原子半徑：K > Ca > Mg B. 堿性：NaOH > Mg(OH)2 > Al(OH)3 C. 熱穩(wěn)定性：HF > HCl > H2S D. 酸性：H2SO3 > H2CO3 > H2SiO3 【答案】D H2SO3不是最高價氧化物的水化物，不能用元素周期律解釋，故D選；故選D。 典例2 X、Y、Z、M、N代表五種金屬．有以下化學(xué)反應(yīng)： ①水溶液中：M+N2+═M2++N ②Z+2H2O（冷）═Z（OH）2+H2↑ ③X、Y為電極與Y鹽溶液組成原電池，發(fā)生的電極反應(yīng)為：X﹣2e﹣═X2+ ④N可以溶于稀H2SO4中，X不被稀H2SO4氧化． 則這五種金屬的活潑性由弱到強的順序是（　?。? A． Y＜X＜N＜M＜Z B． N＜M＜Y＜X＜Z C． X＜Y＜N＜M＜Z D． X＜Z＜N＜M＜Y 【答案】A 【解析】①水溶液中M+N2+=M2++N ，金屬M置換出金N，說明活動性M＞N；②Z能與冷水反應(yīng)生成H2，說明Z金屬性活動性很強；③X、Y為電極與Y鹽溶液組成原電池，發(fā)生的電極反應(yīng)為：X﹣2e﹣=X2+，X失電子，則X是負極、Y是正極，活動性X＞Y；④N可以溶于H2SO4中，X不被稀H2SO4氧化，說明活動性N＞X。通過以上分析知，金屬活動性順序Y＜X＜N＜M＜Z。 典例3為比較鐵和銅金屬活動性強弱，某研究小組的同學(xué)設(shè)計了如下一些方案，并將實驗結(jié)果記錄如下表，能根據(jù)下列各種現(xiàn)象或產(chǎn)物證明鐵的金屬活動性比銅強的方案共有 方案 現(xiàn)象或產(chǎn)物 ①將鐵片置于CuSO4溶液中 鐵片上有亮紅色物質(zhì)析出 ②將鐵絲和銅絲分別在氯氣中燃燒 產(chǎn)物分別為FeCl3和CuCl2 ③將鐵片和銅片分別放入熱濃硫酸中 產(chǎn)物分別為Fe2(SO4)3和CuSO4 ④將鐵片和銅片分別置于稀硫酸溶液中 鐵片上產(chǎn)生氣泡，銅片上不產(chǎn)生氣泡 ⑤將鐵片和銅片同時插人盛有稀硫酸的燒杯中，并用導(dǎo)線連接 鐵片溶解，銅片上有氣泡產(chǎn)生 A． 2個 B． 3個 C． 4個 D． 5個 【答案】B 可以證明金屬鐵的活潑性強于金屬銅，⑤正確；答案選B。 典例4①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池，①②相連時，外電路電流從①流向②；①③相連時，③為正極；②④相連時，④上有氣泡逸出；③④相連時，③的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活動性由大到小的順序是（　?。? A． ①③②④ B． ②①③④ C． ①③④② D． ③①②④ 【答案】B 【解析】在兩種金屬片相連浸入稀硫酸的原電池中，較活潑的金屬作負極、較不活潑的金屬作正極，電子從負極流向正極，負極上金屬失電子而導(dǎo)致質(zhì)量減少，正極上氫離子得電子生成氫氣，①②相連時，外電路電流從①流向②，則①是正極、②是負極，金屬活動性①<②；①③相連時，③為正極，則金屬活動性①>③；②④相連時，④上有氣泡逸出，②為負極、④為正極，活動性②>④；③④相連時，③的質(zhì)量減少，則③為負極、④為正極，活動性③>④，通過以上分析知，金屬活動性強弱順序是②①③④，答案選B。