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金属元素和碱金属
主讲人:陆惊帆
课程大纲
一、金属元素知识网络
二、知识要点
三、专题分析
四、例题精讲
五、课后练习
一、金属元素知识网络
金属原子结构特点和在元素周期表中位置
金属元素元素金属性递变规律
(原子) 金属键
金属晶体、通性(物性)
金金属活动性:跟 O2、Cl2、H2O、酸等反应及
属金属单质相互置换(化性)
元金属冶炼
素
钠及碱金属
元素化合物铝及其化合物
铁及其化合物
炼铁的化学原理和炼钢方法、冶铝
化工生产
氨碱法制纯碱和侯氏制碱法
二、知识要点
1、金属元素在元素周期表中的位置和原子结构特点
①金属元素位于元素周期表左下方; 新课标提醒:
②元素大家庭中大部分是金属元素; 非金属元素在周期表中只占
③金属原子具有较大的原子半径, 少数;
副族元素全部是金属元素(过
最外层电子一般 1 ~ 3 个,大多数为渡金属元素) 。
1 ~ 2 个,故易失去电子形成阳离子。
④在元素周期表中金属性(包括非金属性)的递变规律:
同周期自左至右金属性减弱,同主族自上至下金属性增强。
⑤元素金属性强弱的依据:最高价氧化物水化物的碱性。
新课标提醒:
典型例子:碱性 NaOH> Mg(OH)2 > Al(OH)3。
与非金属元素类比理解,金属性→失去电子能力→还原性。
二、知识要点
2、金属晶体和金属的物理通性
(1) 金属键:金属阳离子之间通过自由电子所产生的强烈的相
互作用。复习一下晶体化学键的相关知识。
(2) 金属晶体:金属阳离子、自由电子通过金属键形成的晶
体。金属单质、合金均是金属晶体。
(3) 金属通性:由于金属键的特性,金属一般都有金属光泽,
有导电性、导热性、延展性等。
Ø金属键强度与金属阳离子半径、正电荷数、自由电子数有关。
如:金属键强度 Na < Mg < Al。因此 Al 的熔沸点高,硬度大。
新课标总结:
Al3+ 半径小,电荷数大,故金属键强。金属键强度与物理性质有关;金属
活动性与化学性质有关,勿混淆。一般金属键越弱,金属性越强。
(4) 合金:两种或两种以上金属(或非金属)熔合而成的有金属
特质的材料。如钢是铁碳合金。合金熔点比单质金属低。
二、知识要点
3、金属单质的化学性质
(1) 与 Cl2、O2、S 等非金属的反应
点燃点燃
2Na+O2¾¾¾♦ NaO22 3Fe+2O2¾¾¾♦ FeO34
(2) 与水的反应注意比较反应条件的差异及与活动性的关系
冷水(K、Ca、Na): 2Na+2H22O¾¾♦2NaOHH+∞
热水、: ∆
(Mg Al) Mg+2H2O¾¾♦Mg(OH)H22+∞
水蒸气前: 高温
(H ) 3Fe+4H2O(g)¾¾¾♦+Fe3O424H
(3) 与 H+反应(置换) ++2
Zn+2H¾¾♦ZnH+∞2
(4) 和盐的反应(置换) Zn+Fe22++¾¾♦+ZnFe
(5) 与氧化性酸反应活动性强的置换出活动性弱的。
3Cu+8HNO3(稀)¾¾♦3Cu(NO3)22+2NO∞+4HO
提醒:与强氧化性酸的反应与活动性无关,除 Au、Pt 等外均可反应。
二、知识要点
4、金属的冶炼方法
实质将自然界中化合态的金属还原为游离态单质。
(1) 电解法:适合冶炼活泼金属 K、Ca、Na、Mg、Al。
通电; 通电
2NaCl(熔融)¾¾¾♦+2NaCl2 MgCl22(熔融)¾¾¾♦+MgCl
(2) 还原剂法:适合冶炼 Mn、Zn、Fe、Sn、Sb、Cu 等。
∆高温
Fe3O42+4CO¾¾♦+3Fe4CO ;ZnO+C¾¾¾♦+ZnCO
∆
MnO2+2H22¾¾♦+Mn2HO 拓展:CO 不能与 ZnO 反应
∆
(3) 加热法:适合冶炼 Hg 等: HgS+O22¾¾♦+HgSO
辰砂
(4) 其他方法( )
化学活动性很稳定的 Au、Pt 在自然界中以游离态存在的,
用物理方法获得,还有用化学方法浸出进行富集后再冶炼。
总结:金属冶炼方法与金属活动性密切相关;活动性越强的金属,冶炼
越困难,被人类利用得越晚。金属活动性是贯穿金属元素知识的总线。
二、知识要点
5、钠及其化合物
(1) 钠
Na 的物理性状:质软、轻,银白色金属
Cl
2 NaCl
O2
Na2O (表面发暗)
O2 点燃
Na 的化学性质 Na Na2O2
H
2 NaH (H 为-1 价)
H O
2 NaOH
二、知