第5章 金属及其化合物5.1 金属的性质金属的物理性质一、金属的存在地壳中含量由多到少的元素是： 氧、硅、铝、铁、钙、钠、镁 ；含量最多的金属元素是铝 元素。二、金属的物理性质1、有金属光泽：大多数金属都有银白色金属光泽，少数金属是特殊颜色如铜是紫红色，金是金黄色。2、固体：除汞(液体)外，大多数为固体3、导电性:电场中,自由电子定向运动.4、传热性：自由电子与金属离子碰撞而交换能量.5、延展性：形变末破坏金属键。延性：拉成细丝的性质。展性：压成薄片的性质。三、金属的化学性质（离子方程式）1、金属与氧气反应 镁条燃烧Mg+O2=（点燃）2MgO2、金属与酸的反应 Zn+2HCl=ZnCl2+H2 （排在H前面的金属能置换出酸里的氢）金属活动性顺序表: K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au3、金属与盐的反应 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu铝丝与硫酸铜溶液反应2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3Cu铜丝与硝酸银溶液反应Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来Na、Mg、Al的原子结构示意图金属最外层上的电子一般少于4个,反应中很容易失去电子,表现出较强的还原性。(做还原剂）金属元素的原子结构（1）金属元素分布在周期表的左下方，目前已知的112种元素共有90种金属元素。（2）金属元素最外层电子数一般小于4个。（Ge、Sn、Pb 4个Sb、Bi 5个，Po 6个）原子半径较同周期非金属原子半径大。金属的化学性质(1)与非金属单质(O2、Cl2、S、I2等)的反应(2)金属与H2O的反应(3)与酸的反应：金属单质+酸→盐+氢气(置换反应)(4)金属与氧化物的反应(5)与盐的反应：金属单质+盐(溶液)→另一种金属+另一种盐金属的冶炼(1)金属在自然界中的存在形式：①游离态：化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态的形式存在。如：Au、Ag、Pt、Cu②化合态：化学性质比较活泼的金属,在自然界中能以化合态的形式存在。如：Al、Na(2)金属冶炼的实质：用还原的方法，使金属化合物中的金属阳离子得电子变成金属原子。Mn++ ne-→M


(3) 金属冶炼的主要步骤：①矿石的富集 (目的：除去杂质,提高矿石右的有用成分的含量)②冶炼 (目的：得到金属单质)原理：利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原剂把金属矿石中的金属离子还原成金属单质③精炼 (目的：提高金属的纯度)(4) 金属冶炼方法（根据金属的活泼性）①物理法：Au、Pt 在自然界中主要以游离态存在②热分解法：适用范围：不活泼金属(Hg～Ag)例：2HgO2Hg＋O2↑ 2Ag2O4Ag＋O2↑③热还原法：适用范围：较活泼的金属( Zn～Cu)(i) 焦炭还原法。例：C 还原 ZnO、CuO：C＋2ZnO2Zn＋CO2↑ C＋2CuO2Cu＋CO2↑(ii) 一氧化碳还原法。例：CO 还原 Fe2O3、CuO：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 CO＋CuOCu＋CO2(iii) 氢气还原法。例：H2 还原 WO3、Fe3O4：3H2＋WO3W＋3H2O 4H2＋Fe3O4 3Fe＋4H2O(iv) 活泼金属还原法。例：Al 还原 Cr2O3、V2O5：2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr 10Al＋3V2O56V＋5Al2O3④电解法：适用范围：活泼的金属 K～Al（电解法也常用于某些不活泼的金属的精炼）例：电解 Al2O3、MgCl2、NaCl： 2Al2O3(熔融)冰4Al＋3O2↑ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑


相互接触或与导线连接特
别提醒原：电池形成还有一个隐发条件：能含生自发的氧化还原反应（二）常用的化学电
源和新型化学电源①氢氧燃
料电池 当
用碱性电解质时极电，反应为：负极：2H2+40H—－4e—＝4H20；正极：02+2H20+4e—＝40H—总
反应：2H2+02＝2H2O②锌-锰
电池两极
材料OZn、Mn是2电解质溶液是：
碱Z溶液负极：性n+2OH- -2e-=ZnO+H2O正极：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-总
反应： Zn+2MnO2+H2O=zn（OH）2+Mn2O3③甲烷
燃料电池该
电池用金属铂片液入KOH溶插中作电极，在两极上分别通甲烷氧气；负极：CH4+10OH- - 8e- 和== CO32- +7H2O正极：2O2+8e-+4H2O === 8OH-总
反应方程式为：CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O考
的1 化学能与电能点转化关系考
能2 理解原电池原理和形成条件，点够书写简电的单极反应式过
氧化物1．过
氧化氢(1)结构化学式：H2O2电子式：结构式：H—O—O—H，H、O原子个数比为1∶1，H2O2是
既含极性键，又含非极性键的共
价化合物。
5.2 重要的金属化合物氧化物（一）原电池1．原电池的反应原理：自发的、放热 的氧化还原反应原电池的电路工作原理：负极失去电子，电子经导线流向正极。(内电路)溶液中阴阳离子发生定向移动，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。2．原电池的电极和电极反应：正极：得到电子，发生还原反应负极：失去电子，发生氧化反应3．原电池构成的条件：(1)两极：活泼性不同 的金属(或一种是金属，另一种是非金属导体)(2)电解质溶液：电极必与电解质溶液接触(3)形成闭合回路：电极


稳2性：定H2O2MnO22H2O＋O2↑。②还原性：
遇强氧化剂时，显，原性还如：2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O。③氧化性：
遇较强还原剂时，显化性，如H2O2＋氧2HI===I2＋2H2O。拓
展催(1)在　nO2或FeCl3M化下，H2O2解分加快，常用于实(室制O2。验2)H2O2中O的化合
价为－1，处于氧元素的中间价，态因而既有氧化性，又有还原性，
但)氧化性为主。(3以H2O2常用于
菌消毒杀、漂H，是白2O2的氧化性所致(4)H2。O2体现氧化性
时，被还原为无污染的H2O，因化常用于除去还原性的杂质离子。氢氧而物1、氢氧化铝Al(OH)3①Al(OH)3是两性氢氧化物，在常
温下它既，能与强酸又能与强碱应反：Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O(Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O)Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O(Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O)②Al(OH)3受
律易分解成Al2O3：2Al(OH)3==Al2O3+3H2O(规热：不溶性碱受热会分解均)③Al(OH)3的
制备：实验室用可溶性铝盐和氨水反应来l备Al(OH)3Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2A制(OH)3↓+3(NH4)2SO4(Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+)因
为强N(如碱aOH)易与应l(OH)3反A，所以实验室不强用碱制备Al(OH)3，而用氨水。2、铁化氢氧化物：氢氧的
亚红Fe(铁H)2(白色)和氢氧化铁Fe(OH)3(O褐能)①都色与酸反应生成盐和
水CFe(OH)2+2H：l=FeCl2+2H2O(Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O)Fe(OH)3+6HCl=2FeCl3+3H2O(Fe(OH)3+3H+=2Fe3++3H2O)②Fe(OH)2可
以被空氧中的气气氧化成Fe(OH)34Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(现
象：白色沉淀→灰绿色→红褐色)③Fe(OH)3受
热易分解生成Fe2O3：2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O3、氢氧化钠NaOH：
俗称烧碱、火碱、苛性钠，易潮强，有解腐蚀性，具有碱的通性。
(2)化学性质①不


盐


：侯氏制碱法（由氯化钠制备向酸钠）碳 饱和食盐水中通入足量氨气至饱和，然后在加，下通入CO2压利用NaHCO3溶解度较小，
析ONaHC出3，将析出NaHCO3的晶体煅烧，即2Na2CO3。 NaCl+NH3+CO得+H2O=NaHCO3+NH4Cl 2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O↑
补充


热反应和放热反应常
见的放热反应和吸热反应⑴常
见的放热反应①所
有的燃烧反应②酸
碱化和反应③大多数中合反应④金属与酸或
水+反应⑤铝热反应8Al 的 Fe3O4 =高
温= 9Fe + 4Al2O3⑵常
见的吸多反应①大热数分解反应②八水
氢氧化合钡与氯化铵4应Ba(OH)2·8H2O+2NH反Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O③其
他OC+C：2 = 高
温=2COC + H2O(g) =高
温=CO + H23Fe + 4H2O(g)=高
温=Fe3O4 + 4H2
5.3 化学变化中的能量变化吸


转工电池1、原电池的化作原理(1)原电池的
概念：把化学能
转变为电能的装置称为原电池。(2)Cu-Zn原电池的工作原理：如图为Cu-Zn原电池，其中Zn为负极，Cu为正极，构成闭合回路后的现
象是：Zn片逐渐
溶解，Cu片上有气泡产流，电生计指针发生偏转。该：电池反应原理为：Zn失电子，负极反应为原ZnZn2++2e-;Cu得电子，正极反应为：2H++2e-H2。电子定向移动形成电流。
总4应为：Zn+CuSO4=ZnSO反+Cu。(3)原电池的电能若
两种金属做电极，活泼金属为负极，不活泼金属为正极;若和种金属一一种非金属做电极，金属为负极，非金属为正极。2、化学电
源(1)锌锰干
电池负极反应：ZnZn2++2e-;正极反应：2NH4++2e-2NH3+H2;(2)铅蓄
电池负极反应：Pb+SO42-PbSO4+2e-正极反应：PbO2+4H++SO42-+2e-PbSO4+2H2O放电
时总O应：Pb+PbO2+2H2S反4=2PbSO4+2H2O。充
电时总：应反2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4。(3)氢氧燃
料反池负极电应：2H2+4OH-4H2O+4e-正极反应：O2+2H2O+4e-4OH-电池
总+应：2H2反O2=2H2O
化学能与电能的


腐蚀与防护(1)金属
腐蚀金属表面与周围物质发生化学反应或
因电化学作用而遭到破坏的过程称为金属腐蚀。(2)金属
腐蚀。电化学原理的生铁中含有碳，
遇有雨水可形成原电池，铁为负极，电极反应为：FeFe2++2e-。水膜中气解的氧溶
被，原，正极反应为还O2+2H2O+4e-4OH-：该腐蚀为吸氧腐蚀，总应反为：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2，Fe(OH)2又立即被
氧化：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3，Fe(OH)3分解
转化为铁锈。若水膜在酸度较高的环境
，，正极反应为：2H++2e-H2下该腐蚀称为析氢腐蚀。(3)金属的
防护金属
处于干燥的环境面，或下金属表在刷油漆、陶瓷、沥青、塑料及电镀一层耐腐蚀属强的金性
防护而，破层原电池形成的条件。从坏达到对金属的防护;也可，利用以电池原理原采用牺牲
阳极保护法。也可以利用电解原理，采外用加极电流阴护保法。化学知
识点：化学能转化为电能 电池
3、金属的