第一节 金属的化学性质
知识点1：金属元素的通性
1．物理性质
2．化学性质
(1)与非金属反应
Mg与O2反应：_________________________________________________________。
(2)与酸反应
Zn与盐酸反应：________________________________________________________。
(3)与盐溶液反应
Al与CuSO4溶液反应：__________________________________________________；
Cu与AgNO3溶液反应：________________________________________________。
3．画出Na、Mg、Al的原子结构示意图
______________________、____________________、________________________。
分析：最外层电子数________个，容易______。这一特点，使金属单质往往表现出__________，因此遇到有氧化性的物质，如Cl2、S等时，能发生氧化反应。21·cn·jy·com
【例题1】下列关于金属元素的特征叙述，正确的是( )
A．金属元素的原子只有还原性、金属离子只有氧化性
B．金属元素在化合物中一定显正价
C．金属元素在不同化合物中的化合价都相同
D．金属元素的单质在常温下都呈固态
【答案】B
【解析】对于变价的金属元素的低价离子(如Fe2＋)，既有氧化性，又有还原性，且这些元素(如Fe有＋2、＋3价)在不同化合物中可显不同的价态(如FeO、Fe2O3中的Fe分别显＋2、＋3价)；金属Hg常温下为液态；金属在发生化学反应时，只能失去电子，不能得电子，只显正价。故应选B。【版权所有：21教育】
【变式练习1】下列关于金属的叙述中正确的是( )
A．所有的金属都是固态的
B．金属具有导电性、导热性和延展性
C．所有金属都能与酸反应
D．金属元素在自然界中都是以化合态存在的
知识点2：金属与非金属的反应
1．钠与氧气的反应
实验操作
实验现象
实验结论
新切开的钠具有__________金属光泽，在空气中表面很快______
钠是________金属，硬度____，熔点____，通常保存在______中；常温下与O2发生反应：
__________________________，说明钠比铁、铝、镁等活泼得多
钠先熔化为______小球，然后燃烧，火焰呈______色，最后生成________固体
加热时与O2的反应为：__________________________________
保存方法：钠保存在______或__________中，以隔绝空气。
2．铝与氧气的反应
活泼金属在空气中易与氧气反应，表面生成一层__________，有的氧化膜______，不能保护____________，有的氧化膜________，可保护____________不被__________。
实验操作
实验现象
结论或解释
氧化膜能保护铝，__________的熔点比铝的____，包在铝的外面，故__________________________
【例题2】下列关于金属性质的叙述中正确的是( )
A．钠与氧气反应时，产物是由O2的用量决定的
B．铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧
C．金属与非金属发生反应时，被氧化的一定是金属
D．铁丝不论在空气中还是纯氧中都不会燃烧
【答案】C
【解析】Na与O2的反应产物是由反应条件决定的，常温下生成Na2O，点燃时生成Na2O2，与O2的用量无关，A错误；铝箔在空气中受热可熔化，但由于表面形成熔点很高的Al2O3，故不会燃烧，B错误；铁丝可在纯氧中燃烧生成Fe3O4，D错误；金属与非金属单质反应时，金属只能失电子被氧化，C正确。21世纪教育网版权所有
【变式练习2】小明家收藏了一张清末的铝制佛像，至今保存完好。其未被锈蚀的主要原因是( )
A．铝不易发生化学反应
B．铝的氧化物易发生还原反应
C．铝不易被氧化
D．铝易被氧化，且氧化铝膜具有保护内部铝的作用
知识点3：钠与水的反应
实验操作
实验现象
结论或解释
(1)钠浮在水面上
(1)钠的密度比水______
(2)与水反应发出“________”响声
(2)钠与水反应生成气体
(3)钠熔化成闪亮的小球
(3)钠熔点____，反应________
(4)小球在水面上迅速游动，逐渐变小，最后________
(4)反应产生的气体推动小球运动
(5)反应后溶液的颜色逐渐变____
(5)有____生成
结论
钠与水剧烈反应，生成NaOH和H2，表现还原性，化学方程式：____________________________________________
注意 ①取用的钠要小，过大易发生危险；②用滤纸吸去钠表面的煤油；③放入钠块后，最好用玻璃片遮盖烧杯。21cnjy.com
【例题3】将一块金属钠投入到滴有紫色石蕊试液的盛冷水的烧杯中，甲同学认为可观察到下列现象，其中正确的有( )21·世纪*教育网
①钠投入水中，先沉入水底，后浮出水面
②钠立即与水反应，并有气体产生
③反应后溶液变红
④钠熔成闪亮的小球
⑤小球在水面上四处游动 ⑥有“嘶嘶”的响声发出
A．①②③④ B．②③④⑤
C．②④⑤⑥ D．③④⑥
【答案】C
【解析】钠的密度小于水的密度，钠投入水中，不会沉入水底，应浮在水面上；钠与水反应有NaOH生成，它使紫色石蕊试液变蓝色，不是变红色，故①③不正确。
【变式练习3】金属钠投入到下列溶液中，既有气体放出，又有白色沉淀生成的是( )
A．盐酸 B．氯化钠溶液
C．氯化铜溶液 D．氯化镁溶液
知识点4：铁与水蒸气的反应
实验装置
操作及现象
用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了H2
结论
铁不能与冷水、热水反应，但能与高温水蒸气反应，反应方程式为______________________________________________________
【例题4】铁在一定条件下与纯O2、水蒸气反应的共同产物是( )
A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe(OH)2
【答案】C
【解析】铁在氧气中点燃，生成四氧化三铁；与水蒸气反应产物是四氧化三铁和氢气，故答案选C。
【变式练习4】有关铁与水反应的说法中，正确的是( )
A．在任何条件下，铁与水均不发生反应
B．在高温时，铁与水蒸气反应生成氢氧化铁和氢气
C．在高温时，铁与水蒸气反应生成氧化铁和氢气
D．在高温时，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气
知识点5：铝与NaOH溶液的反应
实验操作
实验现象
试管中__________________，铝片______；点燃的木条放在试管口时发出______声
试管中____________________，铝片______；点燃的木条放在试管口时发出________声
有关化学
方程式
化学方程式：________________________________________________________________
化学方程式：________________________________________
离子方程式：________________________________________________________________
离子方程式：________________________________________________________________
【例题5】有关Al与NaOH溶液反应的说法中，正确的是( )
A．Al是还原剂，NaOH及H2O均是氧化剂
B．还原产物是H2，且由H2O还原所得的H2与由NaOH还原所得的H2物质的量之比为2∶1
C．此反应说明铝具有两性，铝的活泼性比只具有金属性的金属弱
D．此反应中，只有H2O是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂
【答案】D
【解析】铝与NaOH溶液反应实质上是分两步进行的，第一步：2Al＋6NaOH===2Al(OH)3＋3H2↑；第二步：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。且事实上Al比Fe、Cu等金属均活泼。故只有D项正确。www-2-1-cnjy-com
【变式练习5】等量镁铝合金粉末分别投入到下列四种过量物质的溶液中，充分反应，放出H2最多的是( ) 21*cnjy*com
A．NaOH溶液 B．H2SO4溶液
C．蔗糖溶液 D．NaCl溶液
知识点6：物质的量应用于化学方程式的计算
一、化学方程式计算的依据
1．完成下列表格
N2＋3H2 2NH3
化学计量数之比
____ ∶ ____ ∶ ____
物质的分子数之比
____ ∶ ____ ∶ ____
物质的物质的量之比
____ ∶ ____ ∶ ____
气体体积之比
____ ∶ ____ ∶ ____
2.结论
化学方程式中各物质的化学计量数之比，等于组成各物质的________之比，等于各物质的________之比，即ν1∶ν2∶ν3＝__________________＝__________________。
对于气体参与的反应，在同温同压下各物质的化学计量数之比等于各气体的______之比，即ν1∶ν2∶ν3＝____________________。21教育网
二、化学方程式计算的基本要求
1．根据化学方程式进行计算时，已知的物质的其他物理量可换算成物质的量，再根据化学方程式中化学计量数之比等于其__________之比，列比例式。www.21-cn-jy.com
2．各物理量及单位、公式等尽量用符号表示。各物理量要注明所表示的物质(或粒子)的符号，如参加反应的NaOH的物质的量表示为__________。2·1·c·n·j·y
3．设未知数可直接用各物理量符号表示，如设参加反应的HCl的物质的量为______，并且不用带单位。【来源：21·世纪·教育·网】
4．把已知量代入比例式计算时，都要代入单位。
5．根据化学方程式计算时，已知物理量和被求物理量，只要满足“上下一致，左右相当”即可进行求算，如46 g Na与水反应时，46 g Na与22.4 L H2(标况)是相当的。
三、利用化学方程式进行计算的基本步骤
【例题6】实验室欲用5 mol/L的NaOH溶液吸收0.5 mol Cl2以防止污染空气，则需要NaOH溶液的体积是( )2-1-c-n-j-y
A．22.4 l B．0.2 L
C．0.1 L D．2 L
【答案】B
【解析】Cl2＋ 2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
1 mol 2 mol
0.5 mol n(NaOH)
故n(NaOH)＝1 mol
V(NaOH)＝＝＝0.2 L，故选B。
【变式练习6】0.16 g NaOH恰好与20 mL的盐酸完全反应，则盐酸的物质的量浓度为( )
A．0.1 mol/L B．0.2 mol/L
C．0.5 mol/L D．1 mol/L
参考答案及解析
知识点1
1.汞 银白 导热性 导电性 延展性
2.(1)2Mg＋O2点燃,2MgO
(2)Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
(3)2Al＋3CuSO4===Al2(SO4)3＋3Cu Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag
3. 小于4 失去 还原性
【变式练习1】B
【解析】金属中存在自由移动电子，在外加电场作用下会定向移动，在受热时会加速运动而快速传递能量，所以金属都有良好的导电性和导热性，自由电子与金属阳离子间存在着作用力，所以导致了金属具有延展性；金属活动顺序中氢之前的金属都可与酸反应，但在氢之后的金属难以与酸反应；金属汞常温下是液态；除铂、金外在自然界中大多数金属是以化合态存在。【来源：21cnj*y.co*m】
知识点2
从左至右，从上至下：
1.银白色 变暗 银白色 小 低 煤油 4Na＋O2===2Na2O 闪亮 黄 淡黄色 2Na＋O2Na2O2 煤油 石蜡油 【出处：21教育名师】
2.氧化膜 疏松 内层金属 致密 内层金属 继续氧化 从左至右，从上至下：铝熔化，知识点4
3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
【变式练习4】D
【解析】铁与水蒸气的反应3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，故答案选D。
知识点5
从左至右，从上至下：
有气泡产生 溶解 爆鸣 有气泡产生 溶解 爆鸣 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
【变式练习5】B
【解析】镁和铝都能与H2SO4溶液反应放出H2，而与NaOH溶液反应时，只有铝参加反应
n(HCl)＝＝0.004 mol
c(HCl)＝＝0.2 mol/L
金属的化学性质——综合检测题
第I卷（选择题，共45分）
1．下列说法正确的是（ ）
A． 钠保存在煤油里的原因之一是它极易与氧气反应
B． 铝在空气中很容易燃烧
C． 镁表面的氧化膜疏松，不能保护内层金属
D． 铁锈的主要成分是Fe3O4
2．将11.5g钠、9g铝、28g铁分别投入200mL 1mol/L的盐酸中，结果正确的是（ ）
A． 钠与盐酸反应最剧烈，产生的气体最多
B． 铝与盐酸反应的速率仅次于钠，但产生的气体最多
C． 铁与盐酸反应产生的气体比钠多
D． 反应结束时产生的气体一样多
3．用铝箔包装0.1mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为（标准状况）（ ）21·cn·jy·com
A． O2和H2的混合气体 B． 1.12L H2
C．大于1.12L H2 D． 小于1.12L气体
4．下列各组物质混合后，既产生无色气体，又生成白色沉淀的是（ ）
A． Ba（NO3）2溶液和Na2SO4溶液 B． 金属钠和MgCl2溶液
C． 金属铝和NaOH溶液 D． 盐酸和NaOH溶液
5．铝具有较强的抗腐蚀性能，主要是因为
A．与氧气在常温下不反应 B．铝性质不活泼
C．铝表面能形成了一层致密的氧化膜 D．铝耐酸耐碱
6．除去镁粉中的少量铝粉，可选用的溶液是（ ）
A． 盐酸 B． 浓硝酸 C． 氨水 D． 氢氧化钾溶液
7．用等质量的金属钠进行下列实验，产生氢气最多的是
A．将钠放入足量的稀盐酸中
B．将钠放入足量的稀硫酸中
C．将钠放入足量的氯化钠溶液中
D．将钠用铝箔包好，并刺一些小孔，放入足量的水中
8．（双选）下列金属在空气中，能自发形成氧化物保护膜的是（ ）
A． 铁 B． 铝 C． 镁 D． 钠
9．下列叙述错误的是（ ）
A． 金属钠在自然界中能以游离态存在
B． 钠燃烧时发出黄色的火焰
C． 钠能与S、Cl2等非金属反应
D． 钠在空气中燃烧生成过氧化钠
10．在烧杯中加入水和苯（密度：0.88g/cm3）各50mL。将一小粒金属钠（密度：0.97g/cm3）投入烧杯中，观察到的现象可能是（ ）21世纪教育网版权所有
A． 钠在水层中反应并四处游动
B． 钠停留在苯层中不发生反应
C． 钠在苯的液面上反应并四处游动
D． 钠在苯与水的界面处反应并可能做上、下跳动
11． 将4.6g金属钠投入到95.4g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%
12．将4.6g金属钠投入到足量水中，得到ag溶液；将4.8g金属镁投入到足量盐酸中，得bg溶液。若水的质量与盐酸的质量相等，则反应后两溶液的质量关系式是（ ）
A． a=b B． ab C． ab D． 无法判断
13．铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为（ ）www.21-cn-jy.com
A． 3:1 B． 2:1 C． 1:1 D． 1:3
14．等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5:6，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是（ ）
A． 甲、乙中都是铝过量 B． 甲中铝过量、乙中碱过量
C． 甲中酸过量、乙中铝过量 D． 甲中酸过量、乙中碱过量
15．（双选）某无色透明溶液，能与铝作用放出氢气，此溶液中可以大量共存的离子组是（ ）
A． H+、Mg2+、Cl－、Ba2+ B． SO42－、Na+、HCO3－、K+
C． NO3－、OH－、Cl－、Ba2+ D． Cu2+、OH－、Fe2+、SO42－
第II卷（非选择题，共55分）
16．(6分) 钠放入到硫酸铜溶液中，现象是________，离子方程式为______。
17.（12分）某校学生课外活动小组为测定Na元素的相对原子质量，设计的装置如图，该装置(包括水和干燥剂)的总质量为a g，从实验室取出b g(不足量)的钠放入水中，塞紧瓶塞，完全反应后再称量此装置的总质量为c g。【来源：21·世纪·教育·网】
试回答：
(1)实验室取用一小块钠，需要用到_________________________________________。
(2)此干燥管的作用是____________________________________________________；
若此钠块有极少量被氧化，则测出的相对原子质量会比实际相对原子质量__________(填“偏大”、“偏小”或“不变”，下同)；www-2-1-cnjy-com
(3)有甲同学建议在图中干燥管上再连一同样干燥管，其目的是_________，计算钠的相对原子质量的表达式为__________。2-1-c-n-j-y
(4)有乙同学为避免由于行动不够迅速产生偏差，又建议在集气瓶中再加入一定量煤油，其目的是________________________________________________________________________。
18.（10分）向一个铝制易拉罐中充满CO2，然后往罐内注入足量的浓NaOH溶液，立即用胶布密封罐口，不多会儿听到易拉罐“咔咔”作响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿又鼓起来。
(1)易拉罐变瘪的原因是__________________________________________________。
(2)易拉罐又鼓起来的原因是______________________________________________。
(3)有关反应的离子方程式为________________________、_____________________。
19.（12分）某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题： 21*cnjy*com
(1)A装置的作用是__________________，B中反应的化学方程式为_____ _________。
(2)D的作用是_________________________________________________________。
(3)E中的现象是_________________________________________________________。
(4)A、B两个装置中应先点燃______处的酒精(喷)灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是____________________________________________________。21·世纪*教育网
20.（6分）10 g Mg、Al合金与足量100 mL NaOH溶液反应，产生H2的体积为6.72 L(标准状况下)，求：【来源：21cnj*y.co*m】
(1)合金中Al的质量分数；
(2)生成物NaAlO2的物质的量浓度(假设溶液体积不变)。
21.（9分）如下图是某学校实验室中氢氧化钠试剂标签上的部分内容。某同学从该试剂瓶中取出24.0 g固体，配成1 L溶液，请回答：
(1)所得溶液的物质的浓度。
(2)从所得的氢氧化钠溶液中取出200 mL于一烧杯中，投入足量的金属铝，完全反应后，产生的气体在标准状况下的体积是多少？21*cnjy*com
参考答案及解析
1．A
【解析】镁铝均为活泼金属，在空气中即可形成一层致密的氧化膜，阻止了继续氧化；铝需要点燃才可燃烧；铁锈的主要成分是Fe2O3【版权所有：21教育】
续氧化，因而铝具有较强的抗腐蚀性能
6．D
【解析】依据除杂原则及镁铝的化学性质的异同可知铝可溶于强碱溶液而镁不可以，故选D
7．D
【解析】四选项相比，前三者只发生反应：2Na＋2HCl=2NaCl＋H2↑ 或2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑；而D项除发生2Na＋2HCl=2NaCl＋H2↑外，铝还可继续产生氢气：2Al+2OH－＋2H2O══ 2AlO2－+3H2↑，故选D
8．BC
【解析】钠非常活泼，在空气中全部与氧气或水反应，以化合态形式存在，铁很容易发生电化学腐蚀，生成铁锈，中等活泼的铝镁恰好可在空气中形成氧化膜，阻止其继续氧化
9．A
【解析】钠是非常活泼的金属，可和空气中的水、氧气反应，所以金属钠在自然界中能以游离态存在
10．D
【解析】由题意ρ（水）>ρ（Na）>ρ（苯），所以钠应在水与苯的界面处并与水发生反应；当钠与水接触时，二者反应放出H2，H2附着在Na的表面，使钠产生较大浮力，于是开始向上运动，在向上运动的过程中，H2逐渐脱离钠的表面，至一定程度，钠又向下运动，如此不断反复，直至钠球消失21教育网
11．D
【解析】由2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑可知，所得溶质NaOH的质量为8g，而溶液的质量为4.6+95.4－0.2g，略小于100g，所以所得溶液中溶质的质量分数大于8%
12．A
【解析】2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑ Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑
可知： 4.6g 0.2g 4.8g 0.4g21cnjy.com
即：两溶液的质量均增加了等量的4.4g，则反应后两溶液的质量仍然相等。
13．A
【解析】根据反应方程式①2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑，②2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2－＋3H2↑可知：当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为3：1【出处：21教育名师】
14．B
【解析】根据反应方程式可知：①2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑，②2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2－＋3H2↑；
当酸碱过量的时候，产生氢气的体积应相等，当铝均过量的时候，产生氢气的体积之比为2：3；
而现在是各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5:6，由此可知，甲烧杯是Al过量，乙烧杯是NaOH过量。2·1·c·n·j·y
15．AC
【解析】由于原溶液无色，可排除D（Cu2+为蓝色）；能与铝作用放出氢气，说明原溶液含有大量的H+或OH—，但由于HCO3－+H+=H2O+CO2↑、HCO3－+OH—=H2O+CO32—，所以排除B，故选AC
16．钠浮在CuSO4溶液上，立刻熔成一个闪亮的小球，小球四处游动，发出“嘶嘶”的声响，小球越来越小，最后直至消失，溶液中生成蓝色的沉淀；
2Na+2H2O+Cu2+=2Na++Cu(OH)2↓+H2↑。
【解析】本质是钠和水反应，产生的NaOH再与CuSO4反应生成蓝色沉淀：2Na＋
【解析】本题通过定量实验综合考查钠的取用、钠的物理性质、化学性质。原理是根据钠与水的反应，通过测定一定质量的钠与过量的水反应生成氢气的质量，来求出钠的相对原子质量。
18.(1)CO2被吸收，使罐内气体压强减小而被外界大气压压瘪
(2)由于铝与NaOH反应生成H2，气体压强又增大而重新鼓起
(3)2OH－＋CO2===CO＋H2O 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
【解析】在易拉罐内充入CO2后加入氢氧化钠溶液，会发生反应：2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，而使罐内气体压强减小，所以在外界大气压的作用下而变瘪；然后过量的NaOH会与易拉罐的成分Al发生化学反应而生成H2，发生的反应是：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，所以易拉罐内压强增大，又会重新鼓起来。
19.(1)产生水蒸气 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(2)吸收未反应的水蒸气
(3)黑色固体变为红色，右端管壁有水珠生成
(4)A 收集H2，并检验其纯度
【解析】(1)B中进行的反应是3Fe＋4H3O(g)Fe3O4＋4H2，故A为提供水蒸气的装置。
(2)D的作用是除去未反应的水蒸气，干燥H2。
(3)E中反应为H2＋CuOCu＋H2O，故黑色粉末变红，同时硬质玻璃管右端会有水珠生成。
(4)应先点A处，若先点燃B处，B中的Fe会与空气中O2反应生成Fe3O4，点燃E处酒精灯前要收集H2，检验纯度。21教育名师原创作品
(2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 mol 22.4 L×3
0.6 mol/L×0.2 L V(H2)
V(H2)＝＝4.032 L
