(新课改省份专版)2020高考化学一轮复习3.4归纳拓展金属单质的共性归纳学案(含解析)

第4课时 归纳拓展——金属单质的共性归纳

知识点一 金属的通性及合金材料

1．金属的结构特征

(1)金属元素在元素周期表中的位置

在元素周期表中，没有金属元素的族是ⅦA族和0族，全部为金属元素的族是ⅡA族、全部副族(ⅠB～ⅦB)和Ⅷ族。

(2)金属元素原子的最外层电子数一般小于4。 2．金属的物理性质 (1)金属的物理通性

①通常情况下，除Hg外，其余金属都是固态。 ②有金属光泽，不透明。 ③有导热性和导电性。 ④有延展性。

(2)物理性质特殊的金属示例

有颜色的金属 常温下呈液态的金属 密度最小的金属 硬度最大的金属 熔点最高的金属 地壳中含量最高的金属

3．金属的化学性质 金属活动性顺序 单质还原性 离子氧化性 与O2化合 常温下易被氧化 加热时能置换 能置换 先与水反应 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) 强―→弱 弱―→强 常温下被缓慢氧化 加热时被氧化 不能被氧化 Cu Hg Ag Pt Au 紫红色Cu、黄色Au Hg Li Cr W Al 置换水中H 置换酸中H 与盐溶液反应 ＋＋常温能置换 不能置换 不能置换 左边的金属可置换出右边的金属 1

自然界中存在状态 化合态(陨石中含铁单质) 少量游离态，主要为化合态 游离态 [提醒] 金属活动性顺序中存在“一强一弱”规律。金属单质的还原性越弱，对应阳离子的氧化性越强，即常见离子的氧化性由强到弱的顺序是Ag>Fe>Cu>H>Pb>Sn>Fe

＋

＋

3＋

2＋

＋

2＋

2＋

2

>Zn。(注意Fe、Fe的位置) 4．合金

(1)概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性

2＋3＋2＋

的物质。

(2)特性：合金具有不同于各成分金属的物理、化学或机械性能。 ①熔点：一般比它的各成分金属的低； ②硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。

[提醒] ①常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体。

②合金的物理性质相对于各成分金属有所改变，但合金中各成分金属的化学性质仍然不变。

5．常见的金属材料 (1)金属材料

黑色金属材料 铁、铬、锰以及它们的合金

(2)重要的黑色金属材料——钢

低碳钢 碳素钢 中碳钢 高碳钢 合金钢 (3)几种有色金属材料

铝 铝及铝合金 铝合金 用途 性能 性能 用途 良好的延展性和导电性 制导线 密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉 主要用于建筑业、容器和包装业、交通运输业、电子行业等 韧性、焊接性好，强度低，用于制钢板、钢丝等 强度高，韧性及加工性好，用于制钢轨、车轮等 硬而脆，热处理后弹性好，用于制器械、弹簧等 具有各种不同的优良性能，用于制不锈钢及各种特种钢 有色金属材料 除黑色金属以外的其他金属及其合金 2

铜及铜合金 铜 铜合金 性能 用途 良好的导电性和导热性 主要用于电器和电子工业、建筑业 青铜是我国使用最早的合金，常见的还有黄铜和白铜 [对点训练]

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)金属元素的单质只有还原性，其离子只有氧化性(×) (2)金属元素的单质在常温下均为固体(×) (3)金属元素在不同化合物中化合价均相同(×) (4)大多数金属元素的单质为电的良导体(√) (5)铝合金的熔点比纯铝的高(×) (6)合金材料中不可能含有非金属元素(×) (7)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金(√) (8)铁是人类在生产、生活中最早使用的金属(×) (9)合金中的金属元素都是以化合态形式存在(×)

(10)合金的硬度一般大于它的纯金属成分，而熔点一般低于它的成分金属(√) 2．金属单质具有的通性是( ) A．硬度大 B．熔、沸点较低 C．质软

D．具有金属光泽、导电、导热、有延展性

解析：选D 由金属的物理性质可知，大多数金属具有金属光泽，在常温下除汞外，金属都是固体，具有良好的导电性、导热性和延展性，多数金属密度和硬度较大，熔点和沸点较高，但有的金属质软，熔、沸点较低，如金属钠。

3．“拟晶”(quasicrystal)是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质。Al65Cu23Fe12是二十世纪发现的几百种拟晶之一，具有合金的某些优良物理性能。下列有关这种拟晶的说法正确的是( )

A．无法确定Al65Cu23Fe12中三种金属的化合价 B．Al65Cu23Fe12的硬度小于金属铁

C．Al65Cu23Fe12不可用作长期浸泡在海水中的材料

D．1 mol Al65Cu23Fe12溶于过量的硝酸时共失去265 mol电子

解析：选C A项，拟晶Al65Cu23Fe12是由三种金属元素组成，由于金属无负价，根据化合价代数和为0的原则，三种金属的化合价均可视作零价；B项，拟晶具有合金的某些优良物理性能，合金的硬度一般比各成分金属大；C项，Al65Cu23Fe12与海水可以构成原电池，会

3

加速金属的腐蚀，因此不可用作长期浸泡在海水中的材料；D项，溶于过量硝酸时，Al与Fe均变为＋3价，Cu变为＋2价，故1 mol Al65Cu23Fe12失电子为65 mol×3＋23 mol×2＋12 mol×3＝277 mol。

知识点二 金属冶炼的一般方法

1．金属冶炼的实质

金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。即：M＋ne===M(写反应通式，用M表示金属)。

2．金属冶炼的一般步骤

n＋

－

3．金属冶炼的方法(用化学方程式表示)

[提醒] ①冶炼Mg时电解熔融MgCl2而不电解MgO，原因是MgO的熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本。

②冶炼Al时只能电解熔融Al2O3而不能电解AlCl3，原因是AlCl3是共价化合物，熔融态不导电；加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。

③用热还原法得到的铜还要经过电解精炼才能得到精铜。 4．铝热反应

实验装置 ①镁带剧烈燃烧，放出一定的热，并发出耀眼的白光，氧化铁和铝粉在实验现象 较高温度下发生剧烈反应； ②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，反应的化学方程式为2Al 4