（通用版）2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三章 金屬及其化合物 3.5 歸納拓展 金屬單質(zhì)的共性歸納學(xué)案（含解析）

（通用版）2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三章 金屬及其化合物 3.5 歸納拓展 金屬單質(zhì)的共性歸納學(xué)案（含解析）1金屬的結(jié)構(gòu)特征(1)金屬元素在元素周期表中的位置在元素周期表中，沒有金屬元素的族是A族和0族，全部為金屬元素的族是A族、全部副族(BB)和族。(2)金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般小于。2金屬的物理性質(zhì)(1)金屬的物理通性通常情況下，除外，其余金屬都是固態(tài)。有金屬光澤，不透明。有導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。有延展性。 (2)物理性質(zhì)特殊的金屬示例有顏色的金屬紫紅色Cu、黃色Au常溫下呈液態(tài)的金屬Hg密度最小的金屬Li硬度最大的金屬Cr熔點(diǎn)最高的金屬W地殼中含量最高的金屬Al3金屬的化學(xué)性質(zhì)金屬活動性順序K Ca NaMg AlZn Fe Sn Pb(H)CuHgAgPt Au單質(zhì)還原性強(qiáng)弱離子氧化性弱強(qiáng)與O2化合常溫下易被氧化常溫下被緩慢氧化加熱時被氧化不能被氧化置換水中H常溫能置換加熱時能置換不能置換置換酸中H能置換不能置換與鹽溶液反應(yīng)先與水反應(yīng)左邊的金屬可置換出右邊的金屬自然界中存在狀態(tài)化合態(tài)(隕石中含鐵單質(zhì))少量游離態(tài)，主要為化合態(tài)游離態(tài)提醒金屬活動性順序中存在“一強(qiáng)一弱”規(guī)律。金屬單質(zhì)的還原性越弱，對應(yīng)陽離子的氧化性越強(qiáng)，即常見離子的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是Ag>Fe3>Cu2>H>Pb2>Sn2>Fe2>Zn2。(注意Fe3、Fe2的位置)4合金(1)概念：合金是指兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。(2)特性：合金具有不同于各成分金屬的物理、化學(xué)或機(jī)械性能。熔點(diǎn)：一般比它的各成分金屬的；硬度和強(qiáng)度：一般比它的各成分金屬的。提醒常溫下，多數(shù)合金是固體，但鈉鉀合金是液體。合金的物理性質(zhì)相對于各成分金屬有所改變，但合金中各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)仍然不變。5常見的金屬材料(1)金屬材料黑色金屬材料有色金屬材料鐵、鉻、錳以及它們的合金除黑色金屬以外的其他金屬及其合金(2)重要的黑色金屬材料鋼碳素鋼低碳鋼韌性、焊接性好，強(qiáng)度低，用于制鋼板、鋼絲等中碳鋼強(qiáng)度高，韌性及加工性好，用于制鋼軌、車輪等高碳鋼硬而脆，熱處理后彈性好，用于制器械、彈簧等合金鋼具有各種不同的優(yōu)良性能，用于制不銹鋼及各種特種鋼(3)幾種有色金屬材料鋁及鋁合金鋁性能良好的延展性和導(dǎo)電性用途制導(dǎo)線鋁合金性能密度小、強(qiáng)度高、塑性好、易于成型、制造工藝簡單、成本低廉用途主要用于建筑業(yè)、容器和包裝業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、電子行業(yè)等銅及銅合金銅性能良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性用途主要用于電器和電子工業(yè)、建筑業(yè)銅合金青銅是我國使用最早的合金，常見的還有黃銅和白銅對點(diǎn)訓(xùn)練1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“×”)。(1)金屬元素的單質(zhì)只有還原性，其離子只有氧化性(×)(2)金屬元素的單質(zhì)在常溫下均為固體(×)(3)金屬元素在不同化合物中化合價均相同(×)(4)大多數(shù)金屬元素的單質(zhì)為電的良導(dǎo)體()(5)鋁合金的熔點(diǎn)比純鋁的高(×)(6)合金材料中不可能含有非金屬元素(×)(7)地震災(zāi)區(qū)重建要使用大量鋼材，鋼材是合金()(8)鐵是人類在生產(chǎn)、生活中最早使用的金屬(×)(9)合金中的金屬元素都是以化合態(tài)形式存在(×)(10)合金的硬度一般大于它的純金屬成分，而熔點(diǎn)一般低于它的成分金屬()2金屬單質(zhì)具有的通性是()A硬度大B熔、沸點(diǎn)較低C質(zhì)軟D具有金屬光澤、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、有延展性解析：選D由金屬的物理性質(zhì)可知，大多數(shù)金屬具有金屬光澤，在常溫下除汞外，金屬都是固體，具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性，多數(shù)金屬密度和硬度較大，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較高，但有的金屬質(zhì)軟，熔、沸點(diǎn)較低，如金屬鈉。3要驗(yàn)證Mg、Fe、Cu三種金屬的活動性順序，可選用下列哪組物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)()ACu、FeCl2溶液、MgCl2溶液BFe、Cu、MgCl2溶液CMg、CuO、FeSO4溶液DFe、CuSO4溶液、MgCl2溶液解析：選D銅與FeCl2溶液、MgCl2溶液都不反應(yīng)，無法證明，A錯誤；Fe、Cu和MgCl2溶液都不反應(yīng)，無法證明，B錯誤；Mg與FeSO4溶液能反應(yīng)，能說明鎂的活動性比鐵強(qiáng)，無法證明鐵與銅的活動性以及鎂和銅的活動性強(qiáng)弱，C錯誤；Fe可以和CuSO4溶液反應(yīng)置換出銅，證明鐵比銅活潑，不能和MgCl2溶液反應(yīng)，證明鎂比鐵活潑，D正確。4“擬晶”(quasicrystal)是一種具有凸多面體規(guī)則外形但不同于晶體的固態(tài)物質(zhì)。Al65Cu23Fe12是二十世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的幾百種擬晶之一，具有合金的某些優(yōu)良物理性能。下列有關(guān)這種擬晶的說法正確的是()A無法確定Al65Cu23Fe12中三種金屬的化合價BAl65Cu23Fe12的硬度小于金屬鐵CAl65Cu23Fe12不可用作長期浸泡在海水中的材料D1 mol Al65Cu23Fe12溶于過量的硝酸時共失去265 mol電子解析：選CA項(xiàng)，擬晶Al65Cu23Fe12是由三種金屬元素組成，由于金屬無負(fù)價，根據(jù)化合價代數(shù)和為0的原則，三種金屬的化合價均可視作零價；B項(xiàng)，擬晶具有合金的某些優(yōu)良物理性能，合金的硬度一般比各成分金屬大；C項(xiàng)，Al65Cu23Fe12與海水可以構(gòu)成原電池，會加速金屬的腐蝕，因此不可用作長期浸泡在海水中的材料；D項(xiàng)，溶于過量硝酸時，Al與Fe均變?yōu)?價，Cu變?yōu)?價，故1 mol Al65Cu23Fe12失電子為65 mol×323 mol×212 mol×3277 mol。知識點(diǎn)二金屬冶煉的一般方法1金屬冶煉的實(shí)質(zhì)金屬的冶煉過程就是把金屬從化合態(tài)還原為游離態(tài)的過程。即：Mnne=M(寫反應(yīng)通式，用M表示金屬)。2金屬冶煉的一般步驟3金屬冶煉的方法(用化學(xué)方程式表示)提醒冶煉Mg時電解熔融MgCl2而不電解MgO，原因是MgO的熔點(diǎn)高，熔融時耗費(fèi)更多能源，增加生產(chǎn)成本。冶煉Al時只能電解熔融Al2O3而不能電解AlCl3，原因是AlCl3是共價化合物，熔融態(tài)不導(dǎo)電；加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化溫度。用熱還原法得到的銅還要經(jīng)過電解精煉才能得到精銅。4鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鎂帶劇烈燃燒，放出一定的熱，并發(fā)出耀眼的白光，氧化鐵和鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈反應(yīng)；紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中實(shí)驗(yàn)結(jié)論高溫下，鋁與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)，放出大量的熱，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2AlFe2O32FeAl2O3原理應(yīng)用制取熔點(diǎn)較高、活潑性弱于Al的金屬，如鉻、錳、鎢等；金屬焊接，如野外焊接鋼軌等提醒利用鋁熱反應(yīng)只能冶煉活潑性比Al弱的金屬，如Al與MgO不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)。用H2還原法冶煉得到的金屬，純度高，但成本也高；用CO和C還原法冶煉得到的金屬，純度低，冶煉成本也低；用鋁熱法可以冶煉熔點(diǎn)較高、難以冶煉的金屬，但成本較高。對點(diǎn)訓(xùn)練1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“×”)。(1)金屬氧化物與鋁粉的混合物都是鋁熱劑(×)(2)用金屬鈉在高溫下還原TiCl4可制取金屬鈦()(3)人類歷史上使用鋁的時間比鐵晚，原因是鋁的冶煉成本高(×)(4)用黃銅礦經(jīng)電解精煉得到純度為99.9%的銅(×)(5)電解氯化鎂溶液制取金屬鎂(×)(6)用焦炭和空氣反應(yīng)產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石中鐵的氧化物()2明代天工開物記載“火法”冶煉鋅：“爐甘石十斤，裝載入一泥罐內(nèi)然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)火煅紅冷定，毀罐取出即倭鉛也”(注：爐甘石的主要成分為碳酸鋅，泥罐中摻有煤炭)。下列說法不正確的是()A倭鉛是指金屬鋅和鉛的混合物B煤炭中起作用的主要成分是CC冶煉Zn的過程中有氧化還原反應(yīng)發(fā)生D該冶煉鋅的方法屬于熱還原法解析：選AA項(xiàng)，由題意可知，倭鉛是指金屬鋅，不是混合物；B項(xiàng)，反應(yīng)中C作還原劑，則煤炭中起作用的主要成分是C；C項(xiàng)，碳酸鋅與碳在高溫下反應(yīng)生成鋅和一氧化碳，有氧化還原反應(yīng)發(fā)生；D項(xiàng)，該反應(yīng)是利用碳還原碳酸鋅生成鋅單質(zhì)，屬于熱還原法。3工業(yè)上以鋁土礦(主要成分Al2O3·3H2O)為原料生產(chǎn)鋁，主要包括下列過程：.將粉碎、篩選、濕磨后的鋁土礦浸泡在氫氧化鈉溶液中，過濾；.通入過量二氧化碳使所得濾液中析出氫氧化鋁固體，過濾；.使中所得氫氧化鋁脫水生成氧化鋁；.電解熔融氧化鋁生成鋁。下列說法正確的是()A過程說明氧化鋁具有酸性氧化物的性質(zhì)B過程說明碳酸的酸性比氫氧化鋁的酸性弱C過程發(fā)生的反應(yīng)類型屬于氧化還原反應(yīng)D過程也可以用加熱法代替電解法冶煉鋁解析：選AAl2O3與NaOH(堿)反應(yīng)生成NaAlO2(鹽)與水，具有酸性氧化物的性質(zhì)，A正確；過量CO2與NaAlO2生成Al(OH)3固體，所以H2CO3的酸性強(qiáng)于Al(OH)3，B錯誤；Al(OH)3分解生成Al2O3和水，是非氧化還原反應(yīng)，C錯誤；適合用電解法冶煉的金屬為活潑金屬，常見的有Na、Mg、Al等，Al是活潑金屬不能用加熱法，D錯誤。