第三章金属元素及其化合物分解.ppt

第三章 金属及其化合物 1.金属元素在周期表中的位置及原子结构特征 ①金属元素分布在周期表的左方及左下方，目前已知的一百多种元素中共有90多种金属元素。 ②金属元素最外层电子数一般少于4（特殊情况如：Ge、Sn、Pb为4个，Sb、Bi为5个，Po为6个）。原子半径较同周期元素的原子半径大。 ③主要化合价为+1、+2、+3价，少数为+4价（如Sn4+）等。 ④金属元素原子只能失去电子，不能得到电子。即金属元素只有正价，没有负价；金属单质只有还原性，没有氧化性。 2.金属的分类 ①冶金工业分为黑色金属（铁、铬、锰）和有色金属（其他） ②按密度分为轻金属（密度小于4.5g/cm3，如钠、镁、铝等）和重金属（密度大于4.5g/cm3，如铅、银、铜、汞等） ③按在地壳中的储量和分布情况，分为常见金属如铁、铜、铝、锌等和稀有金属如锆、铪、铌、钽等。 3.金属性质概述 ①物理性质 ⑴状态：通常情况下，除汞外，其他金属都呈固态。 ⑵金属光泽：多数金属具有金属光泽。 ⑶导电、导热性：由于金属晶体中存在自由电子，使金属易导电、导热。 ⑷延展性：可压成薄片，也可抽成细丝。 ⑸熔点及硬度：由金属晶体中金属阳离子和自由电子的作用决定。熔点最高的是钨（3413℃），最低的是汞（-39℃ ） ②化学通性 ⑴与非金属单质反应 a.大多数金属都能与大多数非金属在常温或加热的条件下直接化合形成化合物。例如： b.从金属元素在化合物中的价态表现来看，金属元素总是显正价，非金属元素总是显负价；相同的金属与不同的非金属化合时，金属元素的化合价也不尽相同，例如： ⑵与水反应 在金属活动性顺序中位于氢以前的金属与水反应，生成氢氧化物或金属氧化物和氢气。 a.K、Ca、Na等金属和冷水作用，生成可溶性碱和H2。 ⑶与酸反应 在金属活动性顺序中位于氢前的金属与非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸）作用，发生置换反应，生成盐和氢气；与氧化性酸（如硝酸、浓硫酸）反应不放出氢气。大多数金属在加热条件下能与浓硫酸发生反应，如： ⑷与某些盐溶液反应 通常，在金属活动性顺序中，排在前面的金属能将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，如将铁放入硫酸铜溶液中： 极活泼金属K、Ca、Na加入盐溶液时，金属先于水反应，例如钠放入硫酸铜溶液中： 4.金属的重要化合物 ①氧化物 举例常见的碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物、过氧化物。 过氧化物是金属阳离子与过氧根离子结合成的化合物。 ②氢氧化物 金属对应的氢氧化物通常是碱，极少数为两性。 极活泼金属的氢氧化物能溶于水，性质稳定，很难分解，如氢氧化钠、氢氧化钙；较活泼金属与不活泼金属的氢氧化物，一般都难溶于水，可以在加热条件下分解生成相应价态金属的氧化物和水，如氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化铁。 金属对应最高价氢氧化物的碱性强弱可以作为判断金属元素金属性强弱的一个重要依据。 ③金属盐 5.金属与酸反应定性规律 ⑴K→Pb能和非氧化性酸如盐酸、硫酸等发生置换反应。 ⑵K→Pb能和氧化性酸如硝酸、浓硫酸等发生氧化还原反应，但不生成氢气。 ⑶Al、Fe遇浓硝酸、浓硫酸，在常温下发生钝化。 ⑷Cu→Ag和氧化性酸发生氧化还原反应，但不生成氢气。 ⑸Pt→Au只能和强氧化性混酸（王水）发生氧化还原反应。 1.钠单质 ①物理性质 银白色金属光泽；质软；熔沸点低；密度为0.97g/cm3，比煤油大，比水小；导电导热性能良好。 ②化学性质 Na原子最外层有1个电子，在反应中钠极易失去电子变为钠离子，所以钠的化学性质很活泼，具有强还原性。 ⑴与非金属反应 a.与氧气反应 常温下，能与空气中的氧气反应，使钠表面变暗。 b.与硫反应(研磨易爆炸) ⑶与酸反应 钠与酸反应，实质上是与酸电离出的H+反应，所以比与水反应更剧烈。 2.钠的氧化物 练习： 1.已知a是一种金属单质，b显淡黄色，其转化关系如图所示 3.钠的氢氧化物 电子式为 ，属于离子化合物，形成离子晶体。 ①物理性质 俗名烧碱、火碱、苛性钠，白色固体，易吸水潮解，易溶于水并放热。不能直接放在托盘上、纸上，应置于小烧杯或称量瓶中称取。 ②化学性质 常用一元强碱，具有碱的通性。 ⑴NaOH溶于水后完全电离，能使酸碱指示剂或试纸变色。 ⑵与酸和酚发生中和反应，如盐酸、苯酚等。 ⑶与酸酐发生反应，如SO2、CO2、SiO2、SO3、P2O5等。 写出二氧化碳（少、过）与氢氧化钠反应的化学方程式 ⑷与某些金属单质发生反应，如铝 ⑸与某些非金属单质发生反应，如Cl2、S、Si等。 ⑹与两性氧化物、两性氢氧化物发生反应，如Al2O3、ZnO、氢氧化铝、氢氧化锌等。 ⑺与某些盐类发生复分解反应，如含Fe3+、Cu2+、NH4+、Ag+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Zn2+、HCO3-、HSO3-、HS-