返回

高中一年级化学

首页
首页 高中一年级化学知识 单质铝 镁的单质及其化合物 61. 其它金属及化合物（锌、锰、钙、金等） （浓）硫酸 试题正文
  • 单选题
    金属放入稀硫酸中，不产生气泡，该金属可能是
    [     ]

    A．Mg
    B．Al
    C．Zn
    D．Ag
    本题信息：2011年同步题化学单选题难度一般 来源:于丽娜
  • 本题答案
    查看答案
本试题 “金属放入稀硫酸中，不产生气泡，该金属可能是[ ]A．MgB．AlC．ZnD．Ag” 主要考查您对

单质铝

镁的单质及其化合物

61. 其它金属及化合物（锌、锰、钙、金等）

（浓）硫酸

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 单质铝
  • 镁的单质及其化合物
  • 61. 其它金属及化合物（锌、锰、钙、金等）
  • （浓）硫酸

铝的主要性质：

  • 物理性质：
    铝是银白色，具有金属光泽的固体，硬度较小，具有良好的导电性、导热性和延展性。
  • 化学性质：
    活泼金属，具有较强的还原性；常温下铝在浓硫酸和浓硝酸中发生钝化；既可以与酸反应又可以与碱反应。
    (1)与氧气反应：（纯氧中发出耀眼的白光）
    (2)与Cl2 、S 、N2反应：
    (Al2S3在溶液中完全双水解)

    (AlN与水反应生成Al(OH)3和NH3↑)
    (3)与水反应：
    (4)与酸反应：
    (5)与碱的反应：
    (6)铝热反应：2Al＋Fe2O3=(高温)=Al2O3＋2Fe
  • 铝的用途
    纯铝制作导线，铝合金用于制造飞机、汽车、生活用品等。



铝的特殊性质：

铝既能与酸反应，也能与强碱反应。
铝与酸反应：铝与浓硫酸在常温下发生钝化，2Al＋6HCl==2AlCl3+3H2↑
铝与碱反应：2Al＋2NaOH＋2H2O==2NaAlO2＋3H2↑

铝热反应：

铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法。此种反应被称为铝热反应。　
可简单认为是铝与某些金属氧化物（如Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5等）或非金属氧化物（如SiO2等）在高热条件下发生的反应。　 　　
铝热反应常用于冶炼高熔点的金属，并且它是一个放热反应， 　　
其中镁条为引燃剂，氯酸钾为助燃剂。
其装置如下图所示：


铝热反应配平技巧：

取反应物和生成物中氧化物中两边氧的最小公倍数，即可快速配平，如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中，可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍数12，则Fe3O4前应为3Al2O3前应为4，然后便可得到Al为8，Fe为9。


镁铝的化学性质比较：

单质 镁 铝
与非金属反应 2Mg+O2=(点燃)=2MgO
(发出耀眼白光)
Mg+Cl2=(点燃)=MgCl2
3Mg+N2=(点燃)=Mg3N2		 4Al+3O2=(加热)=2Al2O3
2Al+3Cl2=(加热)=2AlCl3
2Al+3S=(加热)=Al2S3
与沸水反应 Mg+2H2O=(加热)=Mg(OH)2+H2↑ 不反应
与酸反应 Mg+2H+==Mg2++H2↑
与稀硝酸反应生成Mg(NO3)2、NOx(或者N2、NH4NO3)、H2O		 2Al+6H+==2Al3++3H2↑
在冷的浓硝酸或浓硫酸中钝化
与氧化物反应 2Mg+CO2=(点燃)=2MgO+C
(剧烈燃烧，生成白色粉末和黑色固体)		 2Al+Fe2O3=(高温)=2Fe+Al2O3(铝热反应)
与盐溶液反应 Mg+2NH4++2H2O==Mg2++2NH3·H2O+H2↑
Mg+Cu2+==Mg2++Cu		 2Al+3Hg2+=2Al3++3Hg
与强碱反应 不反应 2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑

铝热反应配平技巧：

取反应物和生成物中氧化物中两边氧的最小公倍数，即可快速配平，如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中，可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍数12，则Fe3O4前应为3Al2O3前应为4，底下便可得到Al为8，Fe为9。

铝与酸、碱反应的计算技巧：

铝与酸、碱反应的实质都是，，所以根据得失电子守恒可知：，利用此关系可以方便地进行有关计算。

铝与酸或碱溶液反应生成H2的量的计算：

 Al是我们中学阶段学习的唯一既与H＋反应也与OH－反应的金属，它与酸、碱反应既有相同点，也有不同点。

相同点：Al均被氧化成+3价，所以1molAl不论与H＋还是与OH－反应均生成3gH2。
不同点：1molAl与H＋反应消耗3molH＋，而与OH－反应只消耗1molOH－，所以含有等物质的量的NaOH溶液和HCl溶液分别与足量的铝反应时生成的氢气的物质的量之比为3∶1。


“铝三角”关系：


Al3+＋3OH-===Al(OH)3↓
Al(OH)3＋OH-===AlO2-＋2H2O
Al3+＋4OH-===AlO2-＋2H2O
AlO2-＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO3-
AlO2-+H+＋H2O===Al(OH)3↓
AlO2-+4H+===Al3+＋2H2O


钝化：

铝、铁在常温下与浓硫酸发生钝化，钝化不是不反应，而是被氧化成一层致密的氧化物薄膜，恰恰说明金属的活泼性。


镁：

化学式Mg，它是一种银白色的轻质碱土金属，化学性质活泼，能与酸反应生成氢气，具有一定的延展性和热消散性。镁元素在自然界广泛分布，是人体的必需元素之一，原子结构示意图：。

氧化镁：

化学式MgO是镁的氧化物，一种离子化合物。常温下为一种白色固体。氧化镁以方镁石形式存在于自然界中，是冶镁的原料。

氢氧化镁：

化学式Mg(OH)2，式量58.32。白色无定形粉末。难溶于水，易溶于稀酸和铵盐溶液。饱和水溶液的浓度为1.9毫克/升(18℃)，呈碱性。加热到350℃失去水生成氧化镁。用做分析试剂，还用于制药工业。氧化镁跟水反应可得氢氧化镁。


镁及其化合物的物理性质和化学性质：

物理性质 化学性质
Mg 银白色固体，密度1.738g﹒cm3-，熔点645℃，沸点1090℃，导电导热性较好，延展性较好 ①镁和铝两元素的原子最外层分别有2个和3个电子。在参加化学反应时，容易失去最外层电子成为阳离子，表现还原性。
Mg-2e-==Mg2+
②镁与非金属反应
O2+2Mg2MgO
Cl2+MgMgCl2
S+MgMgS
3Mg+N2Mg3N2
说明在常温下，镁能与空气里的氧气发生反应，生成一层致密的氧化物薄膜，从而使金属失去光泽。由于这层氧化物薄膜能阻止金属的继续氧化，所以镁有抗腐蚀性。
③镁与酸反应
2HCl+Mg==MgCl2+H2↑
2H++Mg==Mg2++H2↑
镁跟硝酸、浓硫酸反应时，硝酸中的氮元素、硫酸中的硫元素被还原，不生成氢气。
④镁跟某些氧化物反应
 2Mg+CO2C+2MgO
⑤镁跟水反应
Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑
说明:镁跟冷水反应非常缓慢.
MgO 白色固体，离子化合物，熔点为3073K，硬度（莫氏）为6.5，难溶于水的固体，熔点很高，是很好的耐火材料 典型的碱性氧化物，不能与水反应
Mg（OH）2 白色难溶于水的固体，其水溶液中c(OH-)很小，可以使酚酞溶液变成浅红色
Mg（OH）2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)		 ①可与酸反应生成盐和水，如Mg（OH）2+2HCl==MgCl2+2H2O
②热稳定性差，受热容易分解
Mg（OH）2MgO+H2O

工业制备镁:

电解熔融状态的氯化镁制取镁
阳极反应：2Cl--2e-==Cl2↑
阴极反应：Mg2++2e-==Mg
总反应：MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
Mg2++2Cl-==Mg+Cl2↑
说明氧化镁比氯化镁熔点高，为了降低能耗，工业电解制取镁采用的原料是氯化镁而不是氧化镁。

氧化镁的应用：

氧化镁可用于染料，油漆，玻璃，化学试剂，医药，食品添加剂等方面，工业上利用MgO熔点高的特点，制造耐火材料。


锌的单质及化合物:

①单质锌：
物理性质：锌化学符号是Zn，它的原子序数是30。锌是一种蓝白色金属。密度为7.14克/立方厘米，熔点为419.5℃。在室温下，性较脆；100～150℃时，变软；超过200℃后，又变脆。锌的化学性质活泼，在常温下的空气中，表面生成一层薄而致密的碱式碳酸锌膜，可阻止进一步氧化。当温度达到225℃后，锌氧化激烈。燃烧时，发出蓝绿色火焰。锌易溶于酸，也易从溶液中置换金、银、铜等。锌的氧化膜熔点高，但金属锌熔点却很低，所以在酒精灯上加热锌片，锌片熔化变软，却不落下，正是因为氧化膜的作用。锌是第四常见的金属，仅次于铁、铝及铜。
化学性质：2Zn+O22ZnO Zn+X2ZnX2(X=F、Cl、Br、I) 3Zn+2PZn3P2 Zn+SZnS
②氢氧化锌 Zn2++2NaOH==Zn(OH)2+2Na+ Zn(OH)2+2H+==Zn2++H2O Zn(OH)2+2OH-==[Zn(OH)4]2- Zn(OH)2+4NH3+2NH4+==[Zn(NH3)4]2++2H2O Zn(OH)2==ZnO+H2O
[Zn(NH3)4]2++2OH-==Zn(OH)2+4NH3↑
③氯化锌 ZnO+2HClZnCl2+H2O ZnCl2+2H2O===Zn(OH)Cl+2HCl ZnCl2+H2O=H2[ZnCl2(OH)2] FeO+H2[ZnCl2(OH)2]==Fe[ZnCl2(OH)]2+H2O Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu
④硫化锌 2ZnO+2S==2ZnS+O2 Zn2++(NH4)2S==ZnS+2NH4+  ZnSO4+BaS==ZnS+BaSO4  Zn2++H2S==ZnS+2H+
⑤锌的配合物(a)[Zn(NH3)4]2+、(b)[Zn(CN)4]2-

钙的单质及化合物:

①单质钙：活泼金属
②氧化钙：俗称生石灰，白色块状固体；与水反应放出大量热，块状固体变成粉末状CaO+H2O==Ca(OH)2
③氢氧化钙：俗称熟石灰，常用来检验二氧化碳气体Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
④碳酸钙：俗称石灰石，白色固体，不溶于水，常用的建筑材料，实验室常用其和稀盐酸反应制取二氧化碳CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O

银的单质及化合物:

①物理性质：银是一种化学元素，化学符号Ag，原子序数47，是一种银白色的贵金属。银性质稳定，质软富有延展性。导热，导电率高，不易受酸碱的腐蚀
②化学性质：银的特征氧化数为+1，其化学性质比铜差，常温下，甚至加热时也不与水和空气中的氧作用。但当空气中含有硫化氢时，银的表面会失去银白色的光泽，这是因为银和空气中的H2S化合成黑色Ag2S的缘故。其化学反应方程式为： 4Ag+H2S+O2=2Ag2S+2H2O
银不能与稀盐酸或稀硫酸反应放出氢气，但银能溶解在硝酸或热的浓硫酸中：2Ag+2H2SO4(浓)Ag2SO4+SO2↑+2H2O
银在常温下与卤素反应很慢，在加热的条件下即可生成卤化物：
2Ag+F22AgF暗棕色
2Ag+Cl22AgCl白色
2Ag+Br22AgBr淡黄色
2Ag+I22AgI黄色
银对硫有很强的亲合势，加热时可以与硫直接化合成Ag2S：2Ag+SAg2S
银易溶于硝酸和热的浓硫酸，微溶于热的稀硫酸而不溶于冷的稀硫酸。盐酸和王水只能使银表面发生氯化，而生成氯化银薄膜。
银具有很好的耐碱性能，不与碱金属氢氧化物和碱金属碳酸盐发生作用。


硫酸：

硫酸的分子式：H2SO4；结构式：，H2SO4中硫元素为+6价，处于最 0 高价，具有氧化性，但只有浓H2SO4表现出强氧化性，而稀硫酸、硫酸盐巾的硫元素通常不表现氧化性。


硫酸的物理性质和化学性质：

1.硫酸的物理性质
纯硫酸是无色、黏稠的油状液体，密度大，沸点高，是一种难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比与水互溶.浓硫酸溶于水时放出大量的热。常见浓硫酸的质量分数为98．3％，其密度为 1.84g·cm-3，沸点为338℃，物质的量浓度为18．4mol·L-1.H2SO4的浓度越大，密度越大，若将30％的H2SO4溶液与10％的H2SO4溶液等体积混合，所得溶液的质量分数大于20％。
2.稀硫酸的化学性质
稀硫酸具有酸的通性。
(1)与指示剂作用：能使紫色石蕊试液变红。
(2)与碱发生中和反应

(3)与碱性氧化物或碱性气体反应

(4)与活泼金属发生置换反应

(5)与某些盐溶液反应

4．浓硫酸的特性
(1)吸水性将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其质量将增加，密度将减小，浓度降低，体积变大。这是因为浓硫酸具有吸水性，实验室里常利用浓硫酸作干燥剂。
浓硫酸不仅可以吸收空气中的水，还可吸收混在气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的部分结晶水。。
浓H2SO4中的H2SO4分子可强烈地吸收游离的水分子形成一系列的硫酸水合物：。这些水合物很稳定，所以浓H2SO4可作某些不与其反应的气体、固体的干燥剂，同时不能暴露在空气中。能够用浓H2SO4干燥的气体有、等酸性或中性气体，而具有还原性的气体和碱性气体NH3则不能用浓H2SO4干燥。另外在酯化反应中，如中，浓H2SO4作催化剂和吸水剂。
(2)脱水性指浓H2SO4将有机物里的氧、氧元素按原子个数比2：1脱去生成水的性质。浓H2SO4从有机物中脱下来的是氢、氧元素的原子，不是水，脱下来的氢、氧元素的原子按2：1的比例结合成H2O；对于分子中所含氢、氧原子个数比为2：l的有机物(如蔗糖、纤维素等)，浓H2SO4可使其炭化变黑，如：

(3)强氧化性常温下，Fe、Al遇浓H2SO4会发生钝化。但热的浓 H2SO4能氧化大多数金属(除金、铂外)、某些非金属单质及一些还原性化合物。如：

在这些氧化还原反应中，浓硫酸的还原产物一般为SO2。


浓、稀硫酸的比较与鉴别：

1．比较

稀硫酸—弱氧化性—可与活泼金属反应，生成H2—氧化性由H+体现。
浓硫酸——强氧化性——加热时可与绝大多数金属和某些非金属反应，通常生成SO2——氧化性由体现。
2．鉴别
从浓H2SO4和稀H2SO4性质的差异人手，可知鉴别浓H2SO4和稀H2SO4的方法有多种。
方法一：取少量蒸馏水，向其中加入少量试样硫酸，如能放出大量热则为浓H2SO4，反之则为稀H2SO4。
方法二：观察状态，浓H2SO4呈黏稠状，而稀H2SO4为黏稠度较小的溶液。
方法三：用手掂掂分量，因为浓H2SO4的密度较大 (1．84g·cm-3，相同体积的浓H2SO4和稀H2SO4，浓H2SO4的质量比稀H2SO4大很多。
方法四：取少量试样，向其中投入铁片，若产生气体，则为稀H2SO4，；若无明显现象(钝化)，则为浓H2SO4。
方法五：用玻璃棒蘸取试样在纸上写字，立即变黑 (浓H2SO4的脱水性)者为浓H2SO4，另一种为稀H2SO4。
方法六：取少量试样，分别投入一小块铜片，稍加热发生反应的(有气泡产生)为浓H2SO4。(浓H2SO4的强氧化性)，无现象的是稀H2SO4.


硫酸的用途及使用：

 (1)用途硫酸是化学工业最黄要的产品之一，它的用途极广(如下图)。
 
①利用其酸性可制磷肥、氮肥，可除锈，可制实用价值较高的硫酸盐等。
②利用其吸水性，在实验室浓H2SO4常用作干燥剂。
③利用其脱水性，浓H2SO4常作精炼石油的脱水剂、有机反应的脱水剂等。
④利用浓H2SO4的高沸点和难挥发性，常用于制取各种挥发性酸。
⑤浓H2SO4常作有机反应的催化剂。
(2)浓硫酸的安全使用
①浓H2SO4的稀释稀释浓硫酸时应特别注意：将浓硫酸沿器壁慢慢地注入水中，并不断搅拌，使产生的热量迅速地扩散出去。切不可把水倒人浓硫酸里。两种液体混合时，要把密度大的加到密度小的液体中，如浓H2SO4、浓HNO3-混合酸的配制方法是把浓H2SO4沿器壁慢慢地注入浓HNO3中。
②万一不小心将浓硫酸溅到皮肤上、衣服上或桌面上，应分别怎样处理?
皮肤上：用干布迅速拭去，再用大量水冲洗，最后涂上3％～5％的碳酸氢钠溶液。
衣服上：用大量水冲洗。
桌面上：大量时，用适量。NaHCO3，溶液冲洗，后用水冲洗，再用抹布擦干；少量时用抹布擦即可。


发现相似题
与“金属放入稀硫酸中，不产生气泡，该金属可能是[ ]A．MgB．AlC...”考查相似的试题有：