2023年人教版高中化学必修1第三章 金属及其化合物第一节 金属的化学性质超详细导学案2.pdf

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1、 第 1 节 金属的化学性质 第1 课时 金属与非金属的反应 1.了解钠、铝等金属的存在与保存方法。2.掌握并理解钠、铝等金属与氧气、硫、氯气等非金属的反应。一、金属的共性 1.金属的存在及含量(1)存在:绝大多数金属以化合态存在于自然界中,只有极少数金属如金等以游离态存在。(2)原因:多数金属的化学性质比较活泼。(3)含量:地壳中含量最多的金属是铝,其次是铁。2.单质的物理性质(1)共性:大多数金属为银白色固体,有金属光泽;易导电、导热,具有延展性。(2)差异性:密度、硬度、熔点差别较大。3.单质的化学性质(1)写出钠、镁、铝的原子结构示意图 由图可知:金属的最外层电子数一般少于 4 个,在

2、反应中易失去电子,表现还原性,作还原剂。(2)观察教材 46 页图 3-2,写出相关实验现象和化学方程式或离子方程式。镁条燃烧 现象:镁条剧烈燃烧,发出耀眼的强光,产生大量的白烟;化学方程式:2Mg+O22MgO。镁条与稀盐酸反应 现象:镁条逐渐溶解,同时产生无色气泡;离子方程式:Mg+2H+Mg2+H2。铝丝与硫酸铜溶液反应 现象:铝丝表面有红色物质生成;离子方程式:2Al+3Cu2+3Cu+2Al3+。铜丝与硝酸银溶液反应 现象:铜丝表面有银白色物质生成;离子方程式:Cu+2Ag+Cu2+2Ag。二、金属与非金属的反应 1.钠通常保存在煤油或石蜡油中,纯净的钠是银白色固体;切开的金属钠的截

3、面会很快变暗,原因是4Na+O22Na2O(用化学方程式表示);将一小块钠放在坩埚内加热,发现钠能燃烧,火焰呈黄色,得到淡黄色固体物质,反应的化学方程式为2Na+O2Na2O2。2.将一小块用砂纸打磨过的铝箔用坩埚钳夹住后放在酒精灯火焰上加热一段时间,观察到铝箔会熔化,但熔化的铝并不滴落,原因是铝表面生成的氧化铝(填物质名称)薄膜会将熔化的铝包裹住;加热过程中反应的化学方程式为4Al+3O22Al2O3,产生的现象可以说明熔点:Al2O3Al。3.活泼金属均易(填“易”或“难”)与氧气反应,当生成致密(填“致密”或“疏松”)性氧化物时,就能对内部金属起保护作用;当生成的是疏松(填“致密”或“疏

4、松”)性氧化物时,就起不到保护作用。常见氧化物如 Al2O3、MgO、Fe2O3中属于前者的是Al2O3、MgO,属于后者的是Fe2O3。1.在做钠的性质实验时,多余的钠该如何处理?【答案】多余的钠应放回原试剂瓶。2.铝是活泼金属,却不易腐蚀,为什么?【答案】因为在空气中铝表面生成致密的氧化膜而具有抗腐蚀性。3.为什么不宜用钢刷擦洗铝质餐具?【答案】若用钢刷擦洗铝制品,容易把氧化膜除掉,从而起不到保护作用。探究:金属与氧气反应 1.将一小块钠放置在空气中会发生如下变化,请在下表中写出有关反应的化学方程式。银白色金属钠表面变暗白色固体表面变成溶液白色块状物质白色粉末状物质 【答案】4Na+O22

5、Na2O Na2O+H2O2NaOH 2NaOH+CO2Na2CO3+H2O、Na2CO3+10H2ONa2CO310H2O Na2CO310H2ONa2CO3+10H2O 2.钠为什么要保存在煤油中?【答案】因为钠很活泼,易与空气中的氧气等发生反应。3.除去镁、铝表面的氧化膜,除可以用砂纸打磨外,还有什么办法?【答案】可以将镁、铝放在稀硫酸中浸泡,然后取出用蒸馏水清洗。4.我们知道“钠与氧气反应:条件不同,产物不同”,那镁、铝呢?【答案】镁、铝在常温与加热时与氧气反应的现象不同,但产物均为对应的氧化物。5.铁在氧气中燃烧的现象是怎样的?产物是什么?【答案】铁在纯氧中燃烧,火星四射,生成黑色固

6、体,产物为四氧化三铁。1.下列性质中不是所有金属共有的是()。A.易导热 B.有金属光泽 C.导电性 D.易与氧气反应【答案】D 2.下列说法中错误的是()。A.钠在空气中燃烧时先熔化,再燃烧,最后所得产物为 Na2O2 B.镁因在空气中形成了一薄层致密的氧化膜保护了里面的镁,故镁不需要像钠一样特殊保护 C.铝制品在生活中非常普遍,这是因为铝不活泼 D.铁因在潮湿的空气中生成的氧化物疏松,不能保护内层金属,故铁制品往往需涂保护层【答案】C 3.4.6 g 金属钠在一定条件下与氧气反应后,得到7.0 g 固体,由此可判断其氧化产物是()。A.只有 Na2O B.只有 Na2O2 C.Na2O2和

7、 Na2O D.无法确定【解析】此题可用极限法巧解。4.6 g 金属钠完全被氧化为 Na2O2,质量应为 7.8 g,如果完全生成 Na2O,则质量应为 6.2 g,由此可知被氧化的产物应为 Na2O2和 Na2O的混合物。【答案】C 4.镁、铝、铁在日常生活中有较为广泛的用途。如:(1)镁在空气中燃烧时,发出耀眼的白光,可用来制造镁闪光灯,其反应的化学方程式为 。(2)市场上出售的补血麦片中常含有微量颗粒细小的还原性铁粉,铁粉与人体胃液中的盐酸反应转化成氯化亚铁,起到补血作用,写出该反应的化学方程式:。(3)铝箔餐盒及铝箔托盘适用于航空食品包装、蛋糕房等行业。写出铝箔耐腐蚀的原因:(用化学方

8、程式解释)。【答案】(1)2Mg+O22MgO(2)Fe+2HClFeCl2+H2(3)4Al+3O22Al2O3 1.下列关于金属的叙述中正确的是()。A.金属在常温下都是固体 B.金属具有导电性、导热性和延展性 C.金属都能与稀 H2SO4反应生成 H2 D.金属元素在自然界中都以化合态存在【答案】B 2.下列关于地壳中含量最多的金属元素与地壳中含量最多的非金属元素的说法中,不正确的是()。A.题中所指的元素分别是 Al 和 O B.题中所指的元素分别是 Fe 和 O C.这两种元素组成的化合物的摩尔质量是 102 gmol-1 D.这两种元素组成的化合物能与酸反应【解析】地壳中含量最多的

9、金属元素与地壳中含量最多的非金属元素分别为 Al 和 O,它们所形成的化合物的化学式是 Al2O3,其摩尔质量是 102 gmol-1,Al2O3能与酸反应。【答案】B 3.下列物质中不与铝发生反应的是()。A.Na2SO4溶液 B.FeSO4溶液 C.ZnCl2溶液 D.稀硫酸【答案】A 4.取一小块金属钠放在燃烧匙里加热,下列对实验现象的叙述中正确的是()。金属钠先熔化 在空气中燃烧,产生紫色火焰 燃烧后得白色固体 燃烧时火焰为黄色 燃烧后生成淡黄色固体物质 A.B.C.D.【答案】C 5.通过观察和推理判断,下列实验室中对于少量 Na的保存方法正确的是()。A.保存在水中 B.密封保存在

10、广口瓶中 C.用铝箔包裹密封在广口瓶中 D.密封保存在煤油中【答案】D 6.收藏家收藏的清末铝制品,至今仍保存完好,其主要原因是()。A.铝不易发生化学反应 B.铝的氧化物容易发生还原反应 C.铝不易被氧气氧化 D.铝表面致密的氧化膜能阻止铝进一步被氧化【答案】D 7.4.6 g 金属钠在一定条件下与氧气反应后,得到7.0 g 固体,由此可判断其氧化产物是()。A.只有 Na2O B.只有 Na2O2 C.Na2O2和 Na2O D.无法确定【解析】此题可用极限法巧解。4.6 g 金属钠完全被氧化为 Na2O2,质量应为 7.8 g,如果完全生成 Na2O,则质量应为 6.2 g,由此可知被氧

11、化的产物应为 Na2O2和 Na2O的混合物。【答案】C 8.等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块在足量氧气(常温)中充分反应,则下列说法正确的是()。A.第一块钠失去电子多 B.两块钠失去电子一样多 C.第二块钠的反应产物质量大 D.两块钠的反应产物质量一样大【解析】钠与氧气常温时生成 Na2O,加热时生成 Na2O2,等质量的两块钠,在常温和加热条件下失去电子一样多,在加热时的反应产物质量大。【答案】B 9.钠与氧气的反应会因为条件不同而导致现象不同、产物不同,反应的实质也不同。据此回答下列问题:(1)常温下,在空气中切开金属钠,钠的断面由银白色逐渐 而失去金属光泽,请你用化学方

12、程式表示这种现象的原因:。(2)钠在空气中受热,可以观察到的现象是 ,反应的化学方程式是 。【解析】(1)常温下,钠与氧气的反应是一个缓慢的氧化反应,产物是白色的 Na2O;(2)加热条件下,钠与氧气的反应是一个剧烈的氧化反应(燃烧),产物是淡黄色的 Na2O2。【答案】(1)变暗;4Na+O22Na2O(2)在空气中燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色的物质;2Na+O2Na2O2 10.为研究钠的某些物理性质,甲、乙两位同学分别从试剂瓶中取出两块金属钠,并且各自记录了下列现象:甲 金属钠是银白色具有金属光泽的固体,质软 乙 金属钠是表面粗糙的灰色(局部显淡黄色)固体,无光泽 (1)通过现象记录,

13、请你推断两位同学研究钠的物理性质时采用的具体方法。甲的操作方法:。乙的操作方法:。(2)(填“甲”或“乙”)的观察结果符合金属钠的物理性质,原因是。【答案】(1)对钠块进行了切割,观察的是金属钠的断面;直接从试剂瓶中取出钠块,未做处理就进行观察(其他合理答案也可)(2)甲;钠块久置会被氧化,乙观察的是钠块表面被氧化的部分,并没有观察到钠本身的性质 11.A、B、C是中学化学中常见的三种物质,它们之间的相互转化关系如下(部分反应条件及产物略去):(1)若 A是一种金属,C 是淡黄色固体,则 B的化学式为 ,AC反应的化学方程式为 。(2)若 A是一种非金属,其常见单质为黑色固体,C 是最主要的温

14、室气体,则 C的化学式为 ,BC反应的化学方程式为 。【答案】(1)Na2O;2Na+O2Na2O2(2)CO2;2CO+O22CO2 12.近年来,科学家正在探索利用铝粉作燃料的可能性,以期铝能成为石油的一种取代物。假如铝作为一种普遍使用的新型能源被开发利用,下列关于其有利因素的说法中,你认为不正确的是()。A.铝质轻,便于运输、贮存,且安全 B.铝燃烧时放出的热量大,且燃烧后产物对环境的污染容易得到有效控制 C.在地球上,铝矿资源丰富 D.现代电冶铝的工业技术已为铝作为新能源奠定了重要基础【解析】铝质轻,燃烧时放热多,在地壳中是含量最大的金属元素,铝矿资源丰富,这些都是用铝作为新型燃料的有

15、利条件。但是电冶铝本身需要消耗大量的能量,从这一点考虑,如果没有开发出新的冶炼金属铝的技术,那么用铝作为新能源的做法是不合算的。【答案】D 13.将6 g Na和3.2 g 硫粉迅速混合,放在石棉网上加热,反应后所得固体物质的成分是()。A.Na2O和 S B.Na2O和 Na2O2 C.Na2O和 Na2S D.Na2O2和 Na2S【答案】D 14.中研网报道,目前全球汽车工业每年消耗铝约为六百万吨,其中有是再生铝,在开展铝向汽车的所有部件应用方面已经做得非常广泛。(1)铝是以“贵族的身份”作为金属材料开始使用的。一百多年前,为了表彰门捷列夫对化学做出的杰出贡献,英国皇家学会不惜重金制作了

16、一个比黄金还要贵重的奖杯铝杯,赠送给门捷列夫。铝开始作为金属材料之所以贵于黄金,其原因是 (填字母,下同)。A.铝是稀有金属 B.铝矿开采困难 C.缺乏廉价的冶炼铝技术 D.铝熔点高,作为材料不易加工(2)铝在轿车上的应用已经大获成功,这是无可争辩的事实。相比钢而言,再生铝(回收利用)作为金属材料在汽车上应用的优点是 (多选)。A.汽车重量减轻 B.铝的导电性能好 C.降低成本 D.铝的冶炼比铁容易 (3)目前市场上某些品牌笔记本电脑(如神舟电脑、IBM电脑等)的外壳一改以往的有机合成材料,而使用铝合金材料(有钛铝合金、镁铝合金等),有些甚至还渗入碳纤维材料,使整体硬度得到进一步加强。铝合金材

17、料在电脑上代替有机合成材料的目的是 (多选)。A.增强导电性 B.增强美观 C.增加强度 D.增加运算速度【答案】(1)C(2)AC(3)BC 15.某校研究性学习小组的同学对金属镁在空气中燃烧的产物进行探究。(1)甲同学根据所学知识认为镁在空气中燃烧的产物就是氧化镁。请你用化学方程式表示甲的观点:。(2)乙同学认为,空气中存在大量的氮气,镁也可能和氮气反应。他设计了如下装置进行实验:待镁条燃烧完后取出蒸发皿观察,发现蒸发皿中除有白色固体外还有少量的淡黄色固体。能支持乙同学观点的实验现象除生成淡黄色固体外还有 ,理由是 。(3)丙同学对乙同学实验中生成的淡黄色固体产生了兴趣,他向蒸发皿中的固体滴加少量水,发现有刺激性气味的气体产生,淡黄色固体转变成白色。请你写出上述过程中发生反应的化学方程式:,生成淡黄色固体的化学方程式是 。【答案】(1)2Mg+O22MgO,2Mg+CO22MgO+C(2)钟罩中的水面上升大大超过钟罩容积的;空气中 O2的体积分数约为,CO2的体积分数很小,只有和 N2反应钟罩中的水面上升才能大大超过钟罩容积的(3)Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3;3Mg+N2Mg3N2