題目列表(包括答案和解析)
4.為什么整塊金屬會具有金屬光澤而金屬粉末常呈暗灰色或黑色?
由于金屬原子以最緊密狀態堆積排列,內部存在自由電子,所以當光線投射到它的表面時,自由電子可以吸收所有頻率的光,然后很快放出各種頻率的光,這就使絕大多數金屬呈現鋼灰色以至銀白色光澤。而金顯黃色,銅顯赤紅色,鉍為淡紅色,銫為淡黃色,鉛為灰藍色,是由于它們較易吸收某些頻率的光。
在粉末狀態時,金屬的晶面取向雜亂,晶格排列的不規則,吸收可見光后輻射不出去,所以為黑色。
3.金屬晶體與其它常見晶體的比較
晶體類型 |
離子晶體 |
原子晶體 |
分子晶體 |
金屬晶體 |
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實例 |
NaCl晶體 |
金剛石 |
干冰 |
鎂 |
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構成晶體的微粒 |
陰、陽離子 |
原子 |
分子 |
金屬離子、自由電子 |
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微粒間的相互作用 |
離子鍵 |
共價鍵 |
范得華力 |
金屬鍵 |
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物理性質 |
硬度 |
較大 |
很大 |
很小 |
較小 |
熔沸點 |
較高 |
很高 |
低、很低 |
多數較高 |
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導電性 |
晶體不導電(熔化時或水溶液中導電) |
一般為非導體 |
非導體(有的水溶液能導電) |
良導體 |
2.金屬的物理特性及解釋
(1)金屬都是電的良導體,通常情況下,自由電子在金屬晶體內部的自由電子在金屬內部作無規則的熱運動,當金屬的兩端存在電勢差的時候,在電場力的作用下,這些自由電子便作定向的移動,酷似人的定向移動就形成“人流”一樣,電子的定向移動也便成了電流。
(2)在金屬晶體內,自由電子運動時與金屬離子相碰撞,引起兩者的能量交換,致使整塊金屬達到了同樣的溫度,這是金屬導熱的原因。
大多數金屬有良好的導電性和導熱性,是由于這兩種性質都與自由電子有關,所以善于導電的金屬也善于導熱。常見的幾種金屬的導電、導熱能力由大到小的順序為:
Ag、Cu、Au、Al、Zn、Pt、Sn、Fe、Pb、Hg。
(3)金屬受外力作用晶體中各層之間發生相對滑動,但金屬離子與自由電子間的較強的相互作用仍然存在,也就金屬雖發生變形而不致破碎。
金屬的延性,是指金屬可以抽成絲。例如:最細的白金絲直徑不過1/5000mm;金屬又有展性,指的是可以壓成薄片,最薄的金箔,只有1/10000mm厚。延展性最好的金屬是金。但也有少數金屬,如銻、鉍、錳等,性質較脆,沒有延展性。
項目 |
內容 |
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周期表中的分布 |
位于從硼到砹的左下方,在已知的109種元素中有87種是金屬元素 |
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原子結構的特征(最外層電子) |
最外層電子數一般少于4個(ⅣA-ⅥA的某些金屬元素有4-5個,但核外電子層數較多,原子半徑較大) |
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組成微粒 及通常狀態 |
金屬離子和自由電子 通常情況下都是金屬晶體,只有汞在常溫下呈液態 |
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分類 |
冶金工業 |
黑色金屬:鐵、鉻、錳 有色金屬:除鐵、鉻、錳以外的金屬 |
密度 |
輕金屬:密度小于4.5g/cm3 重金屬:密度大于4.5g/cm3 |
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從與人的接觸分 |
常見金屬:如鐵、銅、鋁等 稀有金屬:如鋯、鉿、鈮等 |
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物理性質(通性) |
有金屬光澤、不透明,熱和電的良導體,有良好的延性和展性 |
1.金屬的晶體結構:
金屬具有一些共同性質,是由它們的原子結構和晶體結構的相似性決定的。金屬的價電子較少,容易失去價電子變成金屬離子,這些釋出的價電子,不在屬于那個或那幾個指定的金屬離子,而是整體金屬的“集體財富”。它們在整個晶體內自由移動,人稱“自由電子”。有人描述金屬晶體內的實際情況是“金屬離子沉浸在自由電子的海洋中”。換言之,是金屬離子和自由電子之間存在著較強的電性作用,使許多金屬離子和自由電子相互結合在一起形成晶體。
但是金屬晶體中的“金屬離子和自由電子之間存在著較強的電性作用”有相對強弱之分。一般來說,價電子數越多,原子半徑越小,“作用”愈強,其熔沸點相對較高,密度、硬度也相對較大。
例如:同一主族金屬元素的原子,價電子數目相同,從上到下隨原子序數的遞增,電子層數增多,原子半徑增大,金屬晶體中金屬陽離子與自由電子的作用逐漸減弱,因此,它們的熔點逐漸降低,硬度逐漸減小。如:堿金屬熔點鈉比鉀高,硬度鈉比鉀大。
同一周期金屬元素的原子的電子層數相同,從左到右隨原子序數的遞增,價電子數增多,原子半徑減小,金屬晶體中金屬陽離子與自由電子的作用逐漸增強。因此它們的熔點逐漸升高,硬度逐漸增大。如:按鈉、鎂、鋁的順序熔點依次升高,硬度逐漸增大。
16.(12分)(2001年全國高考卷)已知Fe2O3在高爐中有下列反應:
Fe2O3+CO2FeO+CO2
反應形成的固體混合物(含Fe2O3和FeO)中,元素鐵和氧的質量比用m(Fe)∶m(O)表示。
(1)上述固體混合物中,m(Fe)∶m(O)不可能是 (選填a、b、c多選扣1分)!
a.21∶9 b.21∶7.5 c.21∶6
(2)若m(Fe)∶m(O)=21∶8,計算Fe2O3被CO還原的百分率!
(3)設Fe2O3被CO還原的百分率為A%,則A%和混合物中m(Fe)∶m(O)的關系式為[用含m(Fe)、m(O)的代數式表示]A%= 。
請在下圖中畫出A%和m(Fe)∶m(O)關系的圖形。
(4)如果Fe2O3和CO的反應分兩步進行:
3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO
3FeO+CO2
試分析反應形成的固體混合物可能的組成及相應的m(Fe)∶m(O)[令m(Fe)∶
m(O)=21∶a,寫出a的取值范圍]。將結果填入下表!
混合物組成(用化學式表示) |
a的取值范圍 |
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15.(10分)將一生銹的鐵片置于稀HNO3中充分反應后,共收集到11.2 L(標準狀況)NO氣體,溶液中還剩余5 g固體殘渣,在過濾后的濾液中通入35.5 g氯氣,恰好使溶液中的Fe2+全部氧化。求原帶銹鐵片的質量和鐵銹的質量分數(鐵銹成分以Fe2O3計)。
14.(10分)A、B、C、D、E分別是鐵的單質或鐵的化合物。其相互反應關系如下圖所示:
根據上圖所示變化,要求回答:
(1)推斷A、B、C、D、E各是什么物質
A 、B 、C 、D 、E ;
(2)寫出各步反應的化學方程式:
① ;
② ;
③ ;
④ ;
⑤ ;
⑥ ;
⑦ ;
⑧ !
13.(6分)室溫下,單質A、B、C分別為固體、黃綠色氣體、無色氣體,在合適反應條件下,它們可以按下圖進行反應。又知E溶液是無色的,請回答:
反應流程
(1)A是 ,B是 ,
C是 。(請填化學式)
(2)反應①的化學方程式為: !
(3)反應③的化學方程式為: !
(4)反應④的化學方程式為: 。
12.(6分)有關物質間有下圖所示的轉化關系。其中:A的濃溶液與單質B在加熱時才發生反應①;A的稀溶液與足量B發生反應②。據此填寫下列空白:
(1)反應④的現象是 。
(2)寫出反應②的離子方程式 。
(3)根據題示信息判斷,A的濃溶液和單質B加熱時能否產生G,說明理由(寫出化學方程式回答): 。
11.(6分)在燒制磚瓦時,用粘土做成的坯經過烘燒后,鐵的化合物轉化成 而制得紅色磚瓦。若烘燒后期從窯頂向下慢慢澆水,窯內會產生大量的 氣體,它們把該紅色物質還原成的黑色化合物是 ,同時還有未燒的碳顆粒,而制得了青色磚瓦!
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