2012年高中化学学业水平测试课件：第七讲　金属元素(一)　钠、铝

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第七讲 金属元素（一）钠、铝
1．了解常见金属的活动顺序。
2．了解钠铝金属及其重要化合物的主要性质，了解其应用。
3．了解合金的概念及其重要应用。
一、钠及其重要化合物
1．钠单质
(1)物理性质：金属钠____________，用刀切开可以看到它具有____________的金属光泽，是____________的良导体；它的密度为0.97g/cm3，比水的密度__________；而且熔点(97.8℃)、沸点(882.9℃)都较__________。
(2)化学性质：钠是强______剂，易与非金属单质及化合物反应。如：①钠在空气中燃烧：2Na＋O2 _______；
②钠与水反应：2Na＋2H2O===________。
1．(1)很软　银白色　热和电　小　低　(2)还原
①Na2O2　②2NaOH＋H2↑
(3)钠的存放和取用
少量金属钠可保存在__________里，大量的金属钠则保存在铁筒中用石蜡密封。取用时一般先用__________把钠从煤油中夹出来，并用__________把表面的煤油吸干，然后用小刀切下绿豆大小的一块再做有关实验。
2．Na2O是________固体，属于________氧化物，易与酸、酸性氧化物、水等直接反应。在空气中加热转化为________ 。
2Na2O＋O2 2Na2O2
3．Na2O2是________粉末，易与H2O、CO2等反应产生O2，具有强氧化性和________，能使酸碱指示剂、品红试剂________。
(3)煤油　镊子　滤纸
2．白色　碱性　Na2O2　3.淡黄色　漂白性　褪色
4．NaOH是白色固体，又名烧碱、火碱、苛性钠。NaOH具有碱的通性。
注意：氢氧化钠有强腐蚀性，能腐蚀玻璃、陶瓷等硅酸盐制品和人的皮肤。如2NaOH＋SiO2＝Na2SiO3＋H2O。
5．Na2CO3(俗称纯碱、苏打)
(1)Na2CO3：热稳定、难分解。
(2)Na2CO3溶液碱性较强，可使酚酞________。
(3)Na2CO3·10H2O(晶体)易风化或加热失水生成________和________。
5．(2)变红　(3)Na2CO3　H2O　6.(2)变红　(3)小于
6．NaHCO3(俗称小苏打)
(1)热不稳定，受热易分解。
(2)NaHCO3溶液有弱碱性，不能使酚酞________。
(3)NaHCO3的溶解度________Na2CO3。
(4)NaHCO3易与酸反应，常用于食品发泡，治疗胃酸过多症。
7．焰色反应：Na＋及K＋焰色反应的焰色：
(1)Na＋→______色；(2)K＋→______色(透过蓝色钴玻璃)。
7．黄　紫
特别提示：1.Na2O2与H2O、CO2反应，Na2O2中－1价的两个氧，一个被氧化为0价，另一个被还原为－2价，H2O、CO2既不是氧化剂也不是还原剂。其他过氧化物(如K2O2、CaO2)等与水反应也产生氧气。
2．某些金属离子在灼烧时发出的特有焰色现象，不是化学变化，也不是物理变化，是一种光学现象。
3．钠长期露置空气中与O2、H2O、CO2反应，最终产物是Na2CO3。
4．NaOH易潮解，溶于水放热，称量NaOH时应放在烧杯中，不能直接放到纸片上称量，保存时注意密封、干燥防潮解及与CO2反应，不能用磨口玻璃塞。
二、铝及其重要化合物
1．铝单质
物理性质：__________ 色金属、密度__________(属轻金属)、硬度__________、熔沸点__________。
铝的化学性质
(1)铝与O2反应：常温下铝能与O2反应生成____________氧化膜，保护其内层金属不被__________ 氧化。
加热条件下铝能与O2反应生成氧化铝：4Al＋3O2 2Al2O3
1．银白　小　小　低　(1)致密　继续
(2)常温下Al既能与__________反应，又能与____________溶液反应，均有H2生成，也能与不活泼的金属盐溶液反应：
2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑
2Al＋3Cu(NO3)2＝2Al(NO3)3＋3Cu
注意：(1)常温下，浓硫酸和浓硝酸可以使常见金属铝、铁钝化。
(2)铝制餐具不能用来长时间存放酸性、碱性和咸的食品。
2．Al2O3、Al(OH)3
(1)Al2O3、Al(OH)3均能与强酸、强碱反应生成盐和水，属于________化合物。
(2)强酸　强碱 2．(1)两性
(2)红、蓝宝石的化学成分主要是晶体氧化铝和含有少量Cu2O、Co2O3等金属氧化物的固溶胶体。Al2O3是冶炼Al的原料和高温耐火材料。Al2O3也是治疗胃病的药物。
(3)Al(OH)3是常用胃药成分。
特别提示：1.铝单质属于金属元素单质，不属于两性元素单质，铝能与强酸、强碱反应。
2．Al2O3、Al(OH)3不与H2CO3、NH3·H2O反应，能与CH3COOH反应。
3．铝热反应是指以铝作还原剂和不太活泼金属氧化物作氧化剂在一定条件下发生的置换反应，反应过程放出大量的热。常见铝热剂有Al与Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、MnO2、V2O5等的混合物。
三、金属元素常识
1．金属元素的通性
(1)物理通性
①金属单质共性：金属都具有金属________、良好的导电性、导热性、________等性能。
②金属单质特性：不同金属元素硬度、密度、熔点等性质差异大。如K、Na、Ca活泼性强；Au、Ag性质稳定，Hg______低，W(钨)________高；Cr(铬)________大。
(2)化学通性：大多数金属元素的单质是强________剂，易被________。
1．(1)①光泽　延展性　②熔点　熔点　硬度　
(2)还原　氧化
①金属元素主要性质比较表：
金属活
动性顺序 K　Ca　Na　Mg　Al
Zn　Fe　Sn　Pb H Cu Hg Ag Pt Au
单质还原性 从左至右→依次由强到弱
阳离子
氧化性 从左至右→依次由弱到强(Fe的离子为Fe2＋)
金属与酸
置换反应 置换出酸中的氢，反应由易到难 置换不出酸中的氢
金属与盐溶
液的反应 直接与
水反应 前面的金属把后面的金属从相应的盐溶液中置换出来
②Cu 、Hg、 Ag等金属能被浓H2SO4或HNO3等强氧化剂氧化；Au、Pt可被________溶解。
③Zn、 Fe、Sn 等金属在________条件下能被H2O氧化。
(3)金属元素在周期表的位置
自然界金属元素占多数，主要集中在周期表的________及中部。金属元素的原子________电子数少，与同周期非金属元素相比较，具有原子半径________、还原性强的特点。 自然界活泼性最强的金属元素在周期表________为铯(Cs)。
②王水　③高温　(3)左部　最外层　大　左下方
2．金属反应规律应用(根据金属活动性顺序表比较归纳)
(1)金属与氧气反应：常温下，氢前面的金属能与氧气反应生成氧化物。
①K、Ca、 Na等与氧气、水易反应，保存在________中。
②Mg、Al、Zn、Sn、Pb等与氧气反应形成致密的______保护膜，无需特殊保存。
③Fe在空气中能与氧气反应生成疏松的铁锈，故应该在铁的表面上加覆盖层，以防止铁生锈。
④Cu、Hg、Ag加热能与氧气反应，Pt、Au加热下也________与氧气反应，故真金不怕火炼。
2．(1)①煤油　②氧化物　④不　
(2)金属与水反应
①K、Ca、Na等金属能与__________水剧烈的反应，生成________和氢气。
②Mg、Al能与________水缓慢的反应，生成不溶性氢氧化物和氢气。
③Zn、Fe、Sn、Pb等炽热的金属能与水蒸气反应，生成________和氢气。
(3)金属与酸反应
①氢前面的金属跟非氧化性酸(稀硫酸、盐酸等)反应生成盐和________，氢后面的金属不反应。
(2)①冷　碱　②热 ③氧化物　(3)①氢气
②大多数金属与强氧化性酸(浓硫酸、硝酸等)在一定条件下反应，不放出________，反应中是酸的中心元素(S、N)得电子被还原。Pt、Au不溶于酸，溶解Pt、Au要用王水(浓盐酸和浓硝酸体积比为3∶1的混合液)。
(4)金属与盐反应
通常情况下，前面的金属可以把后面的金属从盐的溶液中置换出来。但是，K、Ca、Na________从溶液中置换出其他金属________，而是与水直接反应。
(5)活泼金属可在高温时把它后面的金属从氧化物中置换出来。如铝发生的铝热反应。
②氢气　(4)不能　单质
钠及其重要化合物
(2011年江苏省高二化学学业水平测试模拟)下列关于钠及其化合物的叙述正确的是(　　)
A．金属钠可以保存在无水酒精中
B．受热时碳酸氢钠比碳酸钠稳定
C．过氧化钠可用作呼吸面具的供氧剂
D．不能用玻璃瓶盛放稀氢氧化钠溶液
解析：金属钠能与无水酒精反应，故金属钠不可以保存在无水酒精中，A错；受热时碳酸氢钠容易分解，而碳酸钠比较稳定，不分解，故B错；能用玻璃瓶盛放稀氢氧化钠溶液，但注意不能用玻璃塞子，D错。
答案：C
铝及其重要化合物
(2011年广东学业水平测试)蓝宝石的主要成分为第ⅢA族元素的氧化物，该氧化物为(　　)
A．A12O3　　　　　　　B. CuO
C．Fe2O3 D．MgO
解析：蓝宝石的主要成分为A12O3，故选A。
答案：A
特别链接：镁及其重要的化合物：
1．镁单质：镁是银白色金属，熔点较低，密度、硬度均较小。最主要用途是制轻合金及信号弹，有“国防金属”美誉。镁可以在空气中燃烧，发出耀眼白光。
2．MgO：白色固体，耐火材料，碱性氧化物，能与水极缓慢反应生成Mg(OH)2，溶于酸。
3．Mg(OH)2：白色固体、不溶于水， 溶解度比MgCO3小，锅垢的主要成分之一。受热分解生成MgO。
4．MgCO3、Mg(HCO3)2：均是白色固体。MgCO3不溶于水，溶解度比CaCO3大，500 ℃左右分解生成MgO和CO2。Mg(HCO3)2溶于水， 受热分解生成MgCO3。水中Mg2＋的含量影响水硬度。
5．镁的提炼
金属元素常识
下列有关金属元素性质和用途的说法不正确的是(　　)
A．用金属钾制造钾肥
B．镁铝合金材料广泛用于航天事业
C．用铝制成铝线是因为铝有良好的导电性和延展性
D．铝线与铜线连接易造成短路现象发生
解析：选项A错误，金属钾是非常活泼的金属，难以获取，生产成本高。 选项B正确，镁铝合金材料密度小、耐腐蚀，适用于航天器材。选项C正确，金属铝的电阻小，导电能力强，延展性好易于加工。选项D正确，铝比铜活泼，在潮湿环境易发生原电池腐蚀现象，铝线变细电阻加大，易造成短路现象。
答案：A
(2011年广东龙山中学高二化学学业水平模拟)下列元素中金属性最强的是(　　)
A．钠　　　　B．镁　　　　C．铝　　　　D．铁
解析：根据金属活动性顺序表，可知A对。
答案：A
一、单项选择
1．下列关于金属的叙述正确的是(　　)
A．所有的金属都呈银白色
B．金属单质具有导电性、导热性和延展性
C．活泼或较活泼的金属能与酸反应，但不能与碱反应
D．金属元素在自然界中都是以化合态存在
解析：导电性、导热性和延展性是金属单质的通性。
答案：B
2．(2010年河南学业水平测试)下列有关物质的保存方法中，正确的是(　　)
A．钠保存在煤油中
B．氢氟酸保存在玻璃试剂瓶中
C．工业盐酸保存在铁制容器中
D．氢氧化钠溶液保存在带有玻璃塞的试剂瓶中
解析：钠的金属性很强，极易与空气中的水和CO2发生反应，为了防止与两者的接触，将钠用煤油液封保存。
答案：A
3．(2011年广东揭阳学业水平模拟)下列元素中金属性最强的是(　　)
A．铅　　　B．铜　　　C．钾　　　D．锌
解析：根据金属活动性顺序表可知C对。
答案：C
4．(2011年马鞍山市第二中学高二素质测试)制造焊锡时，把铅加入锡的主要原因是(　　)
A．增加抗腐蚀能力 B．增加强度
C．增加延展性 D．降低熔点
解析：根据合金的熔点会降低，可知D对。
答案：D
5．通常将24K的黄金称作纯金。某顾客购买了18K的黄金首饰，该首饰中黄金的含量约为(　　)
A．18% B．24% C．75% D．80%
解析：根据18÷24×100%＝75%，选C。
答案：C
6．(2011年广东龙山中学学业水平模拟)下列关于钠的说法中错误的是(　　)
A．钠元素以化合态存在于自然界中
B．钠可以从硫酸铜溶液中还原出铜单质
C．钠在氯气中燃烧产生大量的白烟
D．金属钠有强的还原性
解析：钠投入到硫酸铜溶液的反应式：2Na＋CuSO4＋2H2O＝Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑，故B错。
答案：B
7．(2011广东罗定市学业水平测试模拟)钠长时间放在空气中，最后的产物主要成分是(　　)
A．Na2O B．NaOH
C．Na2CO3 D．Na2CO3·10H2O
解析：钠长时间放在空气中，最后的产物主要成分是Na2CO3，选C。
答案：C
8．(2011年广东学业水平测试)下列物质的水溶液显酸性的是(　　)
A．烧碱 B．生石灰 C．食醋 D．小苏打
解析：下列物质的水溶液显酸性的是食醋，其它呈碱性，故选C。
答案：C
二、多项选择(在每小题列出的四个选项中，至少有2个选项是正确的)
16．(2011年广东学业水平测试改编)下列反应不属于化合反应的是(　　)
A．2Mg＋O2 2MgO
B．2Al＋Fe2O3 Al2O3＋2Fe
C．CaCO3 CaO＋CO2↑
D．KCl＋AgNO3＝KNO3＋AgCl↓
解析：明显只有A属于化合反应，故选B、C、D。
答案：BCD
17．(2010年湖南长沙一中学业水平模拟)下列关于钠和镁的叙述中，不正确的是(　　)
A．钠与镁都是银白色金属，硬度很大
B．金属镁在空气中燃烧生成黑色的烟
C．金属钠与镁的熔沸点都很高
D．将钠放在石棉网上用酒精灯加热熔化后，钠发生剧烈燃烧，有黄色火焰，生成淡黄色的过氧化钠
解析：掌握金属钠和镁的物理、化学性质。
答案：ABC