高中化学沪科技版（2020）必修第二册5.1金属的性质优秀第1课时学案及答案

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学习聚焦
知识精讲
知识点01 金属的物理性质
1．地壳中最多的元素是 ，最多的金属元素是 ；自然界中绝大多数金属元素以____态存在。金属可以制作饰品，是因为许多金属都有 ，金属可以抽成细丝或压成薄膜，是因为金属具有良好的 ，金属作为导体，是因为金属具有 ，金属可制炊具，是因为金属具有 。
2．在元素周期表中，金属元素的种类大约占已发现元素种类的 ，越靠近周期表的左下方，元素的金属性越 ，在稳定的元素中，金属性最强的是 。
提醒：要记住地壳中元素含量的前四位——氧、硅、铝、铁。
【知识拓展】金属之最
锂——密度最小的金属
铝——地壳中含量最高的金属
钙——人体中含量最高的金属
铬——硬度最大的金属
钨——熔点最高的金属
汞——熔点最低的金属
【即学即练1】下列关于金属的叙述正确的是
A．金属都是银白色的固体，都具有较高的硬度和密度
B．金属在化合物中一定显正化合价
C．金属单质都可以和酸发生置换反应产生氢气
D．金属元素的单质在常温下均为固体
知识点02 合金
1．合金的定义：合金是两种或两种以上的金属，或金属与非金属熔合在一起，所组成的具有金属特性的物质。合金属于 （填“纯净物”或“混合物”）。
2．信息1：某些金属材料的熔点
信息2：纯金属与合金的结构示意图

纯金属内原子的排列十分规整 合金内原子层之间的相对滑动变得困难
由以上信息，可以得出的结论：相对于各组成成分，合金的熔点 ，硬度 。
3．生铁和钢都属于 合金。
说明：合金物理性质变化的原因是结构的变化，体现了结构决定性质的思想。
【即学即练2】下列关于合金的说法，正确的是
①合金至少含两种金属 ②合金中元素以化合物形式存在 ③合金的熔点一般比其成分金属低 ④合金一定是混合物 ⑤铁锈是一种铁合金
A．①② B．②③⑤ C．③④ D．③
知识点03 金属元素的原子结构
1．对于碱金属元素，它们的最外层电子数相同，按原子序数的顺序，电子层数逐渐 ，失电子能力逐渐 ，单质的还原性逐渐 。
2．在金属活动性顺序表中，金属的位置越靠前，金属单质的还原性就越 ；金属的位置越靠后，该金属的正离子的氧化性就越 。
3．大多数金属元素原子的最外层电子数较 ，原子半径较 ，在化学反应中容易 电子。主族金属元素的最高正价等于原子的 ，副族元素的原子在化学反应中除能失去最外层电子外，还能失去排布在内层上的电子，可显示金属价态。
说明：金属元素的原子结构影响金属单质的活泼性，主要体现为还原性。判断金属还原性，也可以使用元素周期表，也可以使用金属活动性顺序表。
【即学即练3】金属原子一般具有的特点是
A．有金属光泽，能导电，有延展性 B．熔点和沸点较低
C．最外层电子个数少，容易失去 D．在反应中作氧化剂
知识点04 金属与非金属的反应
1．金属钠是银白色固体，硬度较小，比水轻，通常保存在 里。
2．钠与氧气在常温下反应生成 ，在加热或点燃条件下反应生成 。
3．铁在氧气燃烧，生成 ，在潮湿的空气中，铁易被氧化生成铁锈（Fe2O3·xH2O）。
4．铁在一定条件下和氯气生成 ，和硫反应，生成 。
提醒：对于钠与氧气的反应，要注意反应条件下对产物的影响；对于铁与氯气、氧气、硫的反应，既要关注铁的化合价，也要关注反应条件（详见下面的“常见考法四”的必杀技）。
【即学即练4】以下有关金属的说法正确的是
A．根据金属的活动性：Al>Fe，则两者与相同浓度盐酸反应时，Al更剧烈
B．活泼金属都可从不活泼金属的盐溶液置换出不活泼金属
C．由于Al、Fe都有+3价，由2Al+6HCl = 2AlCl3+3H2↑，可知：2Fe+6HCl = 2FeCl3+3H2↑
D．活泼金属可与氧气在常温下反应，不活泼金属在加热或高温下也可与O2反应
常见考法
常见考法一 金属的存在与通性
【例1】下列关于金属的通性说明不正确的是
A．元素周期表中，金属元素的种类比非金属多
B．在自然界中没有游离态的钠
C．金属单质在化学反应中既可作氧化剂又可作还原剂
D．银的导电性和导热性都比铝强
必杀技
（1）地壳中元素含量的顺序为：氧、硅、铝、铁、钙，等，含量最多的金属是铝。
（2）金属在自然界中主要以化合态存在，少数的以游离态存在（如金、铂）。
（3）金属物理性质的通性有：导电性、导热性、延展性、金属光泽。
（4）金属化学性质的通性主要是还原性，金属元素只有正化合价，没有负价。
【同步练习1】下列关于金属元素特征的叙述正确的是
A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性
B．金属元素在化合物中一定显正价
C．金属元素在不同化合物中的化合价均不同
D．金属单质在常温下均是固体
常见考法二 合金的概念及特性
【例2】所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔融状态下形成的一种熔合物，根据下列四种金属的熔、沸点，判断其中不能形成合金的是
A．Cu和Al B．Fe和Cu C．Fe和Na D．Al和Na
必杀技
（1）合金一般以一种金属为主，另一种或几种是金属或非金属，制作过程是熔合，合金具有金属的特性。
（2）金属制成合金后，熔点一般低于成分金属，硬度一般高于成分金属。
【同步练习2】合金有许多特点，如Na-K合金在通常状况下为液体，而Na和K的单质在通常状况下均为固体。据此，试推测：生铁、纯铁、炭三种物质中，熔点最低的是
A．生铁 B．纯铁 C．炭 D．不能确定
常见考法三 钠和氧气反应产物的对比
【例3】2.3 g金属钠在干燥的空气中与氧气反应，得到3.5 g固体，由此可判断其产物为
A．只有2.3 g金属钠 B．只有Na2O2
C．Na2O和Na2O2 D．无法确定
必杀技
（1）钠在空气中与氧气反应生成Na2O，Na2O是白色固体；钠在空气中加热或点燃时生成Na2O2，Na2O2是淡黄色固体。
（2）为防止金属钠在空气中变质，实验室里一般把少量的金属钠保存在煤油里。
【同步练习3】金属钠是一种活泼金属，除了具有金属的一般性质外，还具有自己的特性。下列关于钠的叙述中，正确的是
A．钠还可以存在四氯化碳中
B．钠放置在空气中，会迅速被氧化而生成淡黄色的氧化钠
C．在氧气中加热时，金属钠剧烈燃烧，发出黄色火焰
D．钠与硫不能反应
常见考法四 利用铁与不同非金属反应比较非金属的氧化性
【例4】简答：通过什么事实能够证明氧化性Cl2>O2>S?
必杀技
（1）常温下，铁不易与氧气、氯气、硫等非金属反应。
（2）在加热或点燃时，铁与氯气反应生成，与氧气反应生成，与硫反应生成。
（3）铁在潮湿的空气中，易被氧化生成铁锈（主要成分是Fe2O3·xH2O）。
【同步练习4】下列各物质中，不能由组成它的两种元素的单质直接化合而得到的是
A．FeS B．Fe3O4 C．FeCl3 D．FeCl2
分层提分
题组A 基础过关练
1．京沪高铁的车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金
A．比纯铝的熔点高
B．具有比较活泼的化学性质
C．各种成分在自然界中含量丰富，容易获得
D．质量轻，强度大，抗腐蚀能力比较强
2．C919大型飞机采用了大量新型材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是
A．铝锂合金是铝与锂形成的混合物 B．铝锂合金的硬度比锂大
C．铝锂合金的熔、沸点比铝低 D．铝锂合金耐酸碱腐蚀
3．下列关于金属的叙述不正确的是。
A．金属钠在空气中燃烧生成过氧化钠
B．在点燃镁条之前应先用砂纸打磨，除去表面的氧化膜
C．铁在氧气中燃烧生成的氧化物，主要是Fe3O4
D．铁粉和硫粉混合加热，生成Fe2S3
4．铝锂合金是航空飞行器较理想的结构材料之一。铝锂合金具有的以下性质中，与该应用无关的是
A．易导电 B．耐腐蚀 C．密度小 D．硬度大
5．武德合金的熔点一般为73~93℃，根据这一性质，可将其制作成
A．厨具 B．钢轨 C．保险丝 D．导线
6．下列关于金属性质的叙述正确的是
A．金属一般都容易导电导热，有延展性
B．金属具有较高的硬度和熔点
C．所有金属都是固态
D．金属都是以化合态存在于自然界
题组B 能力提升练
7．钢铁、铝合金、铜合金三种合金具有广泛的用途，下列说法正确的是
A．碳钢与生铁的主要成分相同，所以性能相同
B．铝合金可用于制造飞机、汽车的部件
C．铜合金具有优良的导电导热性能，但耐腐蚀能力较差
D．铝铁合金具有很高的熔点，能用于制造火箭外层材料。
8．某化学兴趣小组的同学，在学习了钠的性质后，用小刀切割了一小块钠，然后放入盛有空气的集气瓶中，充分燃烧后发现瓶壁上有黑色固体附着，下面是该兴趣小组的几点推测，你认为不合理的是
A．黑色固体是碳
B．钠在燃烧时只发生了一个反应
C．钠在金属活动性顺序中排在镁前面，所以钠能与二氧化碳反应（已知：2Mg+CO22MgO+C）
D．钠保存在煤油中，可能滤纸没有完全吸干煤油，煤油不完全燃烧产生碳
9．下列有关碱金属元素的叙述正确的是
A．碱金属元素的次外层电子数是2或8
B．碱金属元素最高价氧化物的水化物都是碱
C．第IA族元素都是碱金属元素
D．自然界中有游离态的碱金属单质
10．将钠和碳分别置于下图所示的两个盛满氧气的集气瓶中，燃烧完毕冷却至室温后，打开装置中的两个活塞，这时观察到
A．水进入左瓶 B．水进入右瓶
C．水同时进入两瓶 D．水不进入
11．类比法是研究物质性质的常用方法之一，可预测许多物质的性质。但类比是相对的，不能违背客观事实。下列有关类比推测的说法正确的是
A．已知Fe与S能直接化合生成FeS，推测Cu和S可直接化合生成CuS
B．已知Cu与Cl2能直接化合生成CuCl2，推测Fe与Cl2可直接化合生成FeCl2
C．已知Fe能与氧气、氯气反应，推测Zn能也与氧气、氯气反应
D．已知Al能与O2生成致密氧化膜保护金属，推测Fe也与O2生成氧化膜保护金属
12．工业上，钠的用途非常广泛：
（1）在实验室里，有一钠块浸在煤油中，要取出金属钠做有关钠的化学实验，取用的操作方法是：______________________________。
（2）用金属钠制取Na2O通常用以下方法：2NaNO3＋10Na = 6Na2O＋N2↑，试说明为什么不用钠在O2燃烧而采用此法的原因是____________________________________。
（3）金属钠在700℃ ～800℃时与四氯化钛（TiCl4）反应制取金属钛，该反应的化学方程式为：
______________________。
13．金属是非常有用的材料。以下是四种金属的相关性质：
（1）钛是制造飞机的材料之一。根据表中数据，解释为何用钛来制造飞机。
（2）钢是主要含铁的合金。汽车车身可以用铝或钢制造。已知铁在潮湿的空气中会迅速腐蚀，而铝不会。
①请解释铝耐腐蚀的原因。
②根据表中数据，描述用铝来取代钢制造汽车车身的另一项优点及一项缺点。
题组C 培优拔尖练
14．等质量的两块金属钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在氧气中（常温下）充分反应，则下列说法正确的是
A．第一块钠失去电子多
B．两块钠失去电子一样多
C．第二块钠的生成物质量最大
D．两块钠的生成物质量一样多
15．某合金的组成可表示为Al65Cu23Fe12，下列有关说法中正确的是
A．W的熔点比铝、铁、铜的都高
B．将一定量W投入少量的盐酸中，充分反应后溶液中一定有Fe2+
C．把W放入足量的盐酸中，仍有固体残留
D．把W在浓硝酸中因钝化而看不到明显现象
16．Ca在空气中燃烧的固体产物溶于水，放热，放出有臭味的气体。写出化学方程式。
17．现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2，可利用的装置如下。回答下列问题（已知：Na2O2可以与H2O、CO2反应）：
（1）装置Ⅳ中盛放的药品是________，其作用是_______________________________。
（2）若规定气体的气流方向从左到右，则组合实验装置时各件仪器的正确连接顺序为(按从左到右顺序写明仪器的编号Ⅰ、Ⅱ……)____________，各仪器接口的标号字母顺序是：空气进入________，________接________，________接________，________接________(用字母表示)。
（3）装置Ⅱ的作用_________________________________________。
（4）操作中通空气和加热的顺序为_______________________________。
18．硫酸锌广泛应用于工农业生产中。工业上以粗氧化锌（含Zn、FeO、CuO等杂质）为原料生产ZnSO4﹒7H2O的一种流程的部分过程如下（各过程需控制适宜条件）。
（1）过程I、II、III中，分离出X、Y、Z的实验操作是 。
（2）过程I中，能与稀硫酸反应的物质有 。
（3）过程I需要持续强制通风，原因是该过程中生成的氢气具有 性。
（4）过程II中，滤渣Y含有Fe(OH)3。加入高锰酸钾的主要目的是 。
（5）过程III中，滤渣Z含铜，生成铜的离子方程式为 。
金属材料
锡
铅
锡铅合金
钠
钾
钠钾合金
熔点℃
232
327
183
98
64
-10
Na
Cu
Al
Fe
熔点(℃)
97.5
1083
660
1535
沸点(℃)
883
2595
2200
3000
金属
熔点（℃）
密度（g/cm3）
相对强度
（1表示很弱）
相对硬度
（1表示很软）
每吨价格
（元）
铝
660
2.7
11
2.8
11400
铜
1085
8.9
33
3.0
38000
铁
1538
7.9
20
4.5
4000
钛
1668
4.5
40
6.0
160000