(8)精密陶瓷:在陶瓷电容器的材料中加入某些稀土金属,可提高电容器的稳定性、延长使用寿命。
(9)引火合金:稀土金属可以用来作引火合金,例如,做民用打火石和炮弹引信。打火石一般含稀土金属70%左右,而其中铈又占了40%,以铈为主的混合轻稀土金属与粗糙表面摩擦时,其粉末就会自燃。
(10)在农、林、牧、医等方面的应用:稀土金属元素可制成微量元素肥料,促进作物对氮、磷、钾等的吸收。施用混合稀土肥料后,小麦、水稻、棉花、玉米、高粱、油菜等可增产10%左右,红薯、大豆等可增产50%左右。稀土金属可制成植物生长调节剂、矿物饲料添加剂等。但是,稀土金属对作物作用机制,以及长期使用对环境、生理等的影响还需作更深入的研究。
(11)在环境保护方面的应用:最近,硝酸镧在环境保护方面得到应用,它可以很有效地除去污水中的磷酸盐。含磷酸盐的污水如果被排放到自然水中去,会促使水藻增殖,使水质恶化。
第三节 用途广泛的金属材料
一、选择题(12*4=48分) 1.我国古代的湿法冶金术是世界闻名的,我国在世界上最先应用湿法冶金的金属是( ) A.Fe B.Cu C.Ag D.Hg 2.制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2。向盛氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是( )
A.烧杯中有铜无铁 B.烧杯中有铁无铜 C.烧杯中铁、铜都有 D.烧杯中铁、铜都无
3.焰色反应每次实验都要用试剂洗净铂丝,这种试剂是( ) A.Na2CO3溶液 B.NaOH溶液 C.硫酸 D.稀盐酸 4.由钠、镁、铝、锌四种金属单质中的两种组成的合金共12g,跟足量的盐酸反应产生5.6L氢气(标准状况),那么此合金中一定含有的金属是 ( ) A.Na B.Mg C.Al D.Zn
5.适宜于制作不锈钢用具的钢是 ( ) A.低碳钢 B.中碳钢 C.高碳钢 D.合金钢 6.关于合金性质的说法中,错误的是( ) A.多数合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高 B.多数合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低
C.合金的物理性质一般与其各成分金属的的物理性质不同 D.合金的化学性质一般与其各成分金属的的化学性质不同
7.最不适宜于制作炊事用具的金属是( ) A.Fe B.Pb C.Al D.Cu
8.纯铁的熔点为1535℃,而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁的合金)在1200℃左右就
熔化了,这是因为( ) A.铁的纯度越高熔点越低 B.合金的熔点比其成分物质的熔点高 C.因为形成了铁碳合金,所以熔点变低 D.在高炉中熔化的过程中发生了化学反应 9.我国在春秋战国时期就懂得将白口铁(含碳量>2%)经淬火热处理得到相当于铸钢的器物(如锋利的宝剑),这一技术要比欧洲早近两千年;白口铁淬火热处理的主要作用是 A.除硫、磷杂质 B.适当降低了含碳量 C.掺进合金元素D.改善表面的结构性质
31
10.下列物质中可用于治疗胃酸过多的是( ) A.碳酸钠 B.氢氧化铝 C.氧化钙 D.碳酸钡
11.按图3-3装置通入X气体,并在管口P处点燃,实验结果是澄清石灰水变浑浊,
则X、Y可能是 ( ) A.H2和Fe2O3 B.CO和CuO
C.H2和NaHCO3 D.CO和Na2CO3
-
12.在托盘天平右盘上放一个盛有100mL3mol.L1NaOH溶液的烧杯,左盘上放 一
-
个盛有100mL3mol.L1盐酸的烧杯,调节天平至平衡,然后在两烧杯中各加入等质量的铝片,反应完全后,则天平可能出现的情况是
A.左盘下沉 B.右盘下沉 C.仍保持平衡 D.无法判断 二、填空题 13.(4*4=16分)古代的“药金”外观与金相似,常被误认为金子。它的冶炼方法如下:将ZnCO3、赤铜(Cu2O)和木炭混合加热至800℃,得金光闪闪的“药金”,则药金的主要成分是________,有关的化学方程式是_______________、_______________、_______________。 14.(4*4=16分)物质的性质决定了物质的用途,下面列出了金属的几种性质:①导热性、
②导电性、③还原性、④延展性、⑤具有金属光泽。请在下面金属用途后的横线上填上金属性质对应的序号。
(1)用铝定制成包装用的铝箔 ; (2)用铝制成的高压铝锅 ;
(3)用铁粉回收照相业废液中的银 ; (4)电信业中大量使用的铜丝、金属电缆 。 15.(3*4=12分)铜是生命必要的元素,也是人类最早使用的金属之一,铜的生产和使用
对国计民生各个方面产生了深远的影响。在化学反应中,铜元素可表现为0、+1、+2。 (1)在西汉古籍中曾有记载:曾青得铁则化为铜(即:曾青?CuSO4?跟铁反应生成铜),试写出该反应的离子方程式: 。 (2)尽管铜比铁较为稳定,但铜器表面经常会生成铜锈 [即:铜绿,化学式Cu2?OH?2CO3], 其中生成铜绿的反应物除铜外还有O2、CO2和H2O。试写出保护铜制品的方法: 。 (3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。?铜的熔点是1183?4℃,铁的熔点是1534?8℃?
。 三、计算题(8分)
16.在铁和氧化铁的混合物15g中,加入稀硫酸150mL,标准状况下放出1.68LH2,同时铁
和氧化铁均无剩余;向溶液中滴入KSCN溶液未见颜色变化。为了中和过量的硫酸,且
2+-1
使Fe完全转化成Fe(OH)2,共耗去了3mol·L的NaOH溶液200mL。求原硫酸溶液的物质的量浓度。
32
参 考 答 案
一、选择题1.B 2. B 3. D 4.D 5.D 6.D 7.B 8.C 9.B 10.B 11.BC 12.AC 二、填空题
13.Zn、Cu ZnCO3 C+2Cu2O
ZnO+CO2↑
2Zn+CO2↑
4Cu+CO2↑ C+2ZnO
解析:我们知道,煅烧石灰石(CaCO3)能得到其氧化物,而木炭可以还原金属氧化物。把所学知识迁移过来,善于运用,不难解答。
点评:所学知识一定要灵活运用,要特别注意知识的迁移。 14.(1)④;(2)①;(3)③;(4)② 15.?1? Fe+Cu2+=Fe2++Cu
?2? 干燥空气中保存
?3? 铜的化学性质比较稳定,不易被腐蚀,铜的熔点比较低,容易冶炼铸造成型。 三、计算题 16.2mol〃L-1
解析:本题的反应式很多,有Fe2O3与H2SO4反应,生成的Fe2(SO4)3又与Fe反应,Fe与H2SO4反应;加入的NaOH与H2SO4、FeSO4反应等。但最终产物是Na2SO4和Fe(OH)
1n(Na+), 21 亦即n(H2SO4)=n(NaOH)=?0.6mol=0.3mol。
20.3mol c(H2SO4)==2mol〃L-l。
0.15L2?2。根据守恒原理: n(SO4)=
金属及其化合物复习
1.金属原子的最外层电子排布特点
金属原子最外层电子数较少。易失去最外层电子。 2.在物理性质上金属有哪些共性?
常温下除汞外均为晶体,有金属光泽,是热、电的良导体,大多有良好的延展性。 3.金属的化学性质
(1)金属与氧气的反应①钠与氧气反应-常温:4Na + O2 == 2Na2O加热:2Na + O2
△ Na2O2;
②铝与氧气反应:通常与氧气易反应,生成致密的氧化物起保护作用 4Al + 3O2 == 2Al2O3 加热铝箔时,由于外层氧化膜的熔点比铝的熔点高,故熔化的液态铝并不滴落。除去氧化膜的铝箔加热很快生成新的氧化膜,熔化的液态铝并也不滴落。
33
③铁与氧气反应:3Fe + 2O2
点燃 Fe3O4(Fe2O3·FeO)
(2)金属与水的反应①钠与水反应:2Na + 2H2O == 2NaOH + H2↑;实验现象:钠浮在水面
上,熔成小球,在水面上游动,有哧哧的声音,最后消失,在反应后的溶液中滴加酚酞,溶液变红。
②铝与水反应:加热时微弱反应
③铁与水反应:高温与水蒸气反应3Fe + 4H2O(g)
高温 Fe3O4 + 4H2↑。
(3)金属与酸的反应①钠与酸反应:如2Na + 2HCl == 2NaCl + H2↑,Na放入稀盐酸中,
是先与酸反应,酸不足再与水反应。因此Na放入到酸中Na是不可能过量的。
②与酸反应:强氧化性酸,如浓硫酸和硝酸能和大多数金属反应(暂
不掌握),但无氢气放出;非强氧化性酸反应时放出氢气。
(4)某些金属与碱反应:和强碱溶液反应:2Al + 2NaOH + 2H2O == 2NaAlO2 + 3H2↑。 (5)金属与盐溶液反应:①钠与盐的溶液反应:钠不能置换出溶液中的金属,钠是直接与
水反应。反应后的碱再与溶液中的其他物质反应。如钠投入到硫酸铜溶液的反应式:
2Na + CuSO4 + 2H2O == Cu(OH)2 ↓+ Na2SO4 + H2 ↑。
②铝与盐的溶液反应:如能置换出CuSO4、AgNO3等溶液中的金属。
③铁与某些盐反应:如Fe + CuSO4 == Cu + FeSO4 , Fe +2 FeCl3 == 3FeCl2等。
4.金属的氧化物
(1) 氧化钠和过氧化钠
名称 化学式与化合价 颜色状态 与H2O反应 与CO2反应 与酸反应 氧化钠 Na2O ?1?2过氧化钠 Na2O2 ?1?1白色固体 Na2O+H2O=2NaOH Na2O+CO2=Na2CO3 Na2O+2HCl=2NaCl+H2O 淡黄色固体(粉末) 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2↑+2H2O 钠燃烧:2Na?O2?点燃生成条件 钠与O2常温下反应: 4Na+O2=2Na2O Na2O2空气中加热氧化钠:2Na2O?O22Na2O2 用途 供氧剂、氧化剂、漂白剂 (2)氧化铝:典型的两性氧化物(1)耐火材料(Al2O3熔点高)(2)冶炼金属铝 2Al2O3
通电 4Al + 3O2↑。宝石的主要成分是氧化铝
两性氧化物:既能与强酸反应又能与强碱反应生成盐和水的氧化物。 Al2O3 + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2O ,Al2O3 + 2NaOH == 2NaAlO2 + H2O
--
Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O ,Al2O3 + 2OH= 2AlO2+ H2O (3)铁的氧化物
34
铁元素的价态 俗称 色态 类别 水溶性 稳定性 主要化学性质 FeO +2 黑色粉末 碱性氧化物 难溶 不稳定 有一定的还原性易被氧化为三价铁的化合物 Fe2O3 +3 铁红 红棕色粉末 碱性氧化物 难溶 稳定 与酸反应生成三价铁盐 Fe3O4(Fe2O3·FeO) +2、+3 磁性氧化铁 黑色晶体 复杂氧化物 难溶 稳定 化合物中+2的铁有还原性,易被氧化。 5、金属的氢氧化物
白色固体:NaOH、Ca(OH)2、 Ba(OH)2、 Mg(OH)2、Al(OH)3、Fe (OH)2 红褐色固体:Fe(OH)3 蓝色固体:Cu(OH)2
难溶碱受热分解生成金属氧化物和水。
特性:Al(OH)3是两性氢氧化物;Fe(OH)2 易被氧化。 (1) 氢氧化铝(Al(OH)3):白色难溶于水的胶状沉淀,是两性氢氧化物。热易分解 两性氢氧化物:既能与强酸又能与强碱反应生成盐和水的氢氧化物。 Al(OH)3 + 3HCl == AlCl3 + 3H2O, Al(OH)3 + NaOH == NaAlO2 + 2H2O.
2Al(OH)3
△ Al2O3 +3 H2O
Al(OH)3的制备:在氯化铝溶液中加足量氨水。AlCl3 + 3NH3·H2O == Al(OH)3↓+ 3NH4Cl 。 向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液,现象是先有沉淀,后溶解。反应式:
---先Al3+ + 3OH == Al(OH)3↓, 后Al(OH)3 + OH == AlO2 + 2H2O。 (2)铁的氢氧化物 主要性质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 白色难溶于水的沉淀,不稳定,易被氧化成氢红褐色难溶于水的沉淀,受热易分解。氧化铁,颜色变化为:白色-灰绿色-红褐色。 △ 2Fe(OH) Fe2O3 + 3H2O ,能溶3 反应式:4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3。因此在制备时常采取措施:除溶液中的氧;加于强酸溶液,生成相应的盐。 有机溶剂封住液面;胶头滴管要伸入到溶液中。 6、重要的盐
(1)碳酸钠和碳酸氢钠 性质 俗称 水溶性 溶液酸碱性 Na2CO3(Na2CO3·10H2O) 纯碱或苏打 易溶于水 显碱性 NaHCO3 性质比较 NaHCO3的颗粒比Na2CO3小 S(Na2CO3)>S(NaHCO3) NaHCO3的热稳定性比Na2CO3差,用于除杂质。 小苏打 溶于水 显碱性 2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O 热稳定性 稳定 35