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1、金 属 及 其 化 合 物,第 三 章,3-1 金属的化学性质,一、金属的物理通性,状态、颜色、密度、熔点、硬度、导电、导热、延展性等。 金属的分类（颜色、密度、丰度）,金属的物理通性 1、颜色 状态 2、熔点 硬度 3、延展性 4、电和热的良导体,Cu(红色) Au(金黄色) Cs(金黄色),Hg(液态),熔点最低汞(Hg) 最高钨(W) 硬度最大铬(Cr),延展性最好金(Au),导电顺序 Ag Cu Al,金属的分类：,轻金属 重金属,2、根据冶金工业来分,黑色金属 有色金属,3、其它分类,一般金属 贵重金属,Na K Ca Mg Al,Fe Cr Mn,常见金属 稀有金属,1、根据密度大
2、小来分,3-1 金属的化学性质,二、金属的化学性质,最外层电子数较少，在反应中失去电子，通常作还原剂。,碱金属钠及其化合物的性质,总结钠的物理性质：,银白色金属光泽、 质软、密度小、熔点低 导电、导热性好,（一）金属与非金属的反应,1、钠与氧气的反应 （现象）,4Na + O2 = 2Na2O,关于Na2O2的问题,淡黄色、供氧剂、强氧化性、漂白性,2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2,2、铝与氧气的反应：,4Al + 3O2 = 2Al2O3 （现象）,金属表面氧化膜的形成和作用,有的氧化膜疏松，不能保护内部金属，这样的金属制品需外加保护膜，如铁；,氧化膜对金属的保护作用
3、,钠的氧化膜也比较疏松，且能跟H2O、CO2等发生反应，因此不能保护内部钠，这是钠需保存在煤油中的原因。,有的氧化膜致密，可以保护内层金属不被继续氧化，如镁、铝。,探究：,其它金属与氧气的反应情况 金属元素在形成化合物时所显的价态 金属与其它非金属单质的反应,绝大多数金属都能与氧气反应，生成金属氧化物，活泼性很强的金属常温下就能被氧气氧化，活泼性较弱的金属在加热的条件下才能与氧气发生反应,小结,活泼性很弱的金属（如铂、金）不能被氧气氧化（真金不怕火炼）,金属跟氧气反应时生成的氧化物一般为普通氧化物如MgO、Al2O3，但钠在氧气中燃烧生成Na2O2，铁在氧气中燃烧生成Fe3O4,（一）金属与非
4、金属的反应,1. 钠与氧气的反应,4Na + O2 = 2Na2O,2. 铝与氧气的反应（常温时、点燃时）,4Al + 3O2 = 2Al2O3,3. 镁、铁、金等金属与氧气反应的情况,（二）金属与水的反应,1. 金属钠与水的反应（实验现象）,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2,总结钠的物理性质：,银白色金属光泽、 质软、密度小、熔点低 导电、导热性好,产物呈碱性,反应剧烈、有气体生成,气体推动小球迅速移动,反应放热、钠的熔点低,密度(钠)密度（水）,现象,解释,金属钠熔化成小球，浮在水面上，四处游动，发出嘶嘶的响声，产生了气体，水溶液变红。,金属钠与水(加了酚酞)反应的实验现象:
5、,4、其它金属单质与水反应的情况和规律？,3、钠单质与一些盐的水溶液反应的情况？,1、实验室保存少量的钠的方法？,2、钠长时间露置在空气中最终变成什么？,讨论,1. 如果将钠投到盐酸溶液中，会有什么现象？试解释并写出反应的离子方程式。,探究,铁不能与冷、热水反应，但能否与水蒸气反应？,科学探究：铁与水的反应,能否设计一套简单的实验装置，使铁粉与水蒸气反应？这套装置应包括水蒸气发生、水蒸气与铁粉反应、检查产生气体等部分？,假设推论：化学反应方程式,（固）,（气）,铁粉与水蒸气反应的实验装置：,该反应装置各部分的作用是什么？,产生水蒸气；,水蒸气与铁粉反应,检验产生的气体,重新设计后的反应装置：,
6、水,铁粉,铁粉与水蒸气的反应装置,原来的反应装置,重新设计后的反应装置,铁粉与水蒸气的反应装置,铁粉,水,3、铝与氢氧化钠溶液的反应,2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2,2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2,写成离子反应方程式；分析氧化还原反应,1.上述两个反应说明了铝有怎样的性质？,2. 铝制餐具为什么不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性的食物?,讨论,偏铝酸钠,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,金属活动性顺序：,金属活动性逐渐减弱,本节小结：,(1)O2 K Ca Na Mg Al Zn
7、Fe SnPbCuHg Ag Pt Au 常温迅速 成膜或加热 加热能反应 不反应,(2)H2O K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb 冷水剧烈 热水缓慢 水蒸气高温 不反应 氢氧化物和氢气 氧化物和氢气,(3)酸 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au 常温下与非氧化性酸反应 氧化性酸 王水 (4)置换反应,科学视野,钛被称为继铁、铝之后的第三金属，也有人说“21世纪将是钛的世纪”。,钛的化学性质：,稳定，耐腐蚀。,未来金属钛,民 航 飞 机,由于钛的密度小、强度高、抗腐蚀性强，是制造超音速飞机的理想材料，用于制造飞机的机翼骨架、蒙皮、
8、机身板、机身骨架、发动机舱、起落架等。,F-22战斗机,运载神舟五号的长征火箭,因钛在常温及超低温下，比强度高，并具有足够的韧性及塑性 。 用于制造高压容器、燃料贮箱、火箭发动机及导弹壳体、飞船船舱蒙皮及结构骨架、主起落架、登月舱等 。,导弹,“阿波罗号”宇宙飞船,人 造 卫 星,潜 艇,水上船舶的泵体、管道和甲板配件，快艇推进器、推进轴、水翼艇水翼、鞭状天线等 。,因钛的比强度高，在海水及海洋气氛下具有优异的耐蚀性能 ，用于制造耐压艇体、结构件、浮力系统球体，,钛对人体体液有极好的耐蚀性，没有毒性，与肌肉组织亲合性能良好，用于制造医疗器械及外科矫形材料，钛制牙、心脏内瓣、隔膜、骨关节及固定螺
9、钉、钛骨头等 。,人 造 骨 骼,钛在地壳中的储量并不少，但为什么目前主要用于尖端领域呢？,这与金属钛，特别是纯的金属钛很难冶炼有关。钛的熔点为1660，说明钛的冶炼要在高温下进行，但它在高温下与氧、氮、碳、硫、氢、氯等元素的化合能力极强。,因此，钛的治炼要在稀有气体的保护下进行，使它与氧气等隔绝，这对设备要求很高，使得制备或冶炼的成本远高于铁或铝，所以钛主要用于尖端领域。,复习：,金属钠、铝和铁可以跟哪些物质反应？在反应中所形成的化合物有哪些？,与氧气反应，例：4Na+O2=2Na2O 2Na+O2=Na2O2(钠的特殊性) 4Al+3O2=2Al2O3,与水反应，例： 3Fe+4H2O(g
10、) = Fe3O4+4H2 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2,与酸反应，例：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2,与盐反应，例：2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO)3,与碱反应，例： 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 (只有铝),高 温,Na2O、 Na2O2、Al2O3、Fe3O4,金属氢氧化物:,NaOH,AlCl3、Al2(SO)3、NaAlO2,金属氧化物:,含有金属元素的盐:,保存在煤油或石蜡油中，以隔绝空气,钠的保存,P45 习题,、 随着科学技术的进步，金属与能源也结下了不解之缘。金属能源，就是用有关金属作化学电池，使其发生氧化作用，从
11、而 放出能量。在金属能源中，首屈一指的是铝电池。这种铝燃料是用高纯 度的铝再加入微量的镓、锡或铟等制成铝合金片。这种“铝空气 ”电池，可产生500瓦的电能，只要继续换合金片，就能源源不断地产 生电能。所产生的能量相当于同体积汽油在燃机中所产生能源的4倍多 ，其优点是无任何污染。 工业上是利用电解氧化铝来制取金属铝的，但是铝的冶炼手段从发现铝以来没有得到革新。所以它的冶炼成本一直也降不下来 。,钠的两种氧化物的对比,Na2O+H2O= 2NaOH,2Na2O2+2H2O= 4NaOH + O2,与水反应方程式,Na2O+CO2 =Na2CO3,2Na2O2+2CO2 =2Na2CO3+ O2,与CO2反应方程式,主要用途,制NaOH,供氧剂、氧化剂、漂白剂等,
