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第六讲 金属元素

2006年2月7日 来源:网友供稿 作者:不详 字体:[ ]

金属元素种类高达八十余种,性质相似,主要表现为还原性,金属晶体都具有良好的导电性、导热性和延展性。

一、抓金属活动性顺序掌握金属的全局

金属活动性顺序就是金属单质的还原性由强渐弱的顺序。按金属活动性顺序,把常见金属分为以下三组:

活泼金属组:K、Ca、Na,Mg、Al;

中活泼金属:Zn、Fe,Sn、Pb、(H);

不活泼金属:Cu、Hg、Ag,Pt、Au。

如上所示,每个金属组又分为两个不同层次,显示其还原性的差异。这样复习金属单质的化学性质,有利于掌握金属的全局,以及金属还原性强弱的变化规律。

(1)跟O2反应:K、Ca、Na、Mg、Al迅速氧化,Zn、Fe、Sn、Pb缓慢氧化,Cu、Hg、Ag、Pt、Au很难氧化。

(2)跟H2O反应:K、Ca、Na跟水反应剧烈,Mg、Al跟水在加热下缓慢反应,Zn、Fe在高温下跟水气反应,生成H2和金属氧化物。

(3)跟盐酸反应:K、Ca、Na反应猛烈,Mg、Al反应剧烈,锌、铁反应较快,Sn、Pb反应缓慢,Cu、Hg、Ag、Pt、Au不能反应。

(4)跟硝酸反应:Cu、Hg、Ag可与HNO3反应,Pt、Au不跟HNO3反应。

二、抓住重点,编织网络

在掌握金属全局基础上,要把握住重点金属元素,把全局与重点结合起来。在高中化学中,Na、Mg、Al、Fe是最重要的金属,应把这些金属元素的制法、性质、用途编织成网络,形成元素知识的科学体系。

铝是最重要的主族金属元素,在性质上具有两性的特点。铝及其化合物的知识网络如下:


铁是最重要的过渡金属元素,在性质上具有变价的特点。铁及其化合物的知识网络如下:



例1 现有X、Y、Z、W等4种钠的化合物,它们之间的相互转化关系如下:

X——→W+CO2↑+H2O ①



Z+CO2      W+O2↑ ②

Z+H2O——→Y+O2↑③

W+Ca(OH)2——→Y+CaCO3↓ ④

试判断X、Y、Z、W各是何种钠的化合物。

分析:对于本题的思维方法可采用以下三种:

(1)从反应①钠的化合物X受热分解后,生成钠的化合物W,以及CO2和H2O,确定X只能是NaHCO3,W则应为Na2CO3。

(2)从反应②和③入手分析,能跟CO2和H2O反应放出O2的钠的化合物Z只能是Na2O2,再据反应②确定W是Na2CO3,据反应③确定Y是NaOH。

(3)从反应④入手分析,反应是④复分解反应,确定W是Na2CO3,Y是NaOH。

未知物的推断可选用不同的方法,关键在于突破口的选择,突破口选择得好,未知物的推断便可得心应手。

解答:

X为NaHCO3,Y是NaOH,Z是Na2O2,W是Na2CO3。

例2 足量的Mg条分别在体积相同的O2、N2、CO2、空气中充分燃烧,所得固体产物的质量由大至小的正确顺序是。

分析:Mg是活泼金属,可在O2、N2、CO2、空气中燃烧,其化学方程式如下:

2Mg+O2=2MgO ①

3Mg+N2=Mg3N2 ②

2Mg+CO2=2MgO+C ③

为分析方便,可设4种气体的物质的量均为1 mol,从反应①可知Mg在1 mol O2中燃烧,生成2 mol MgO,其质量为80g;从反应②中可知Mg在1 mol N2燃烧,生成1 mol Mg3N2,其质量为100g;从反应①②可知Mg在1 mol空气中燃烧生成0.4 mol MgO、0.8 mol Mg3N2,其质量约为96g;从反应③可知Mg在1 mol CO2中燃烧,生成2 mol MgO和1 mol C,其质量为92g。

解答:N2>空气>CO2>O2

例3 有一白色粉末,可能由Al2(SO4)3、BaCl2、AgNO3、NH4Cl、KOH、Na2S中的两种或三种组成.

①取白色粉末少量加入适量蒸馏水经充分振荡,得到无色透明溶液。

②将①所得溶液取出少许,滴入稀硝酸有白色沉淀生成。

试分析白色粉末的可能组成。

分析:从给出的白色粉末溶于水得到无色溶液,以及在此无色溶液中滴加硝酸生成白色沉淀,说明H+可与无色溶液反应生成白色沉淀,将此分析与给出的物质相对照,白色粉末的组成存在以下两种可能:

(1)白色粉末是Al2(SO4)3与过量KOH组成的混合物

Al+4OH-=AlO2-+2H2O

AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓

(2)白色粉末是AgNO3与过量NH4Cl、KOH组成的混合物,加水振荡时发生的化学反应有:

NH4Cl+KOH=NH3·H2O+KCl

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