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1、第三章 金属及其化合物,第一节 金属的化学性质,，,固始县第一中学 曾关宝,1.地壳中含量居前三位的元素是： ； 含量最多的金属元素是 元素。,【复习回忆】,氧、硅、铝,铝,1.物理性质 状态： 颜色：,汞是液体, 其余为固体。,大多数为银白色, 少数有特殊颜色, 块状金属有金属光泽, 不透明。,大多数金属有延性和展性, 导热性和导电性,2.化学通性,体现还原性,金属的通性,画出Na.Mg.Al原子结构示意图,思考和交流 P46,1.金属有哪些共同的化学性质?,2.举例说明金属能发生哪些化学反应?,与非金属（如：氧气）反应,活泼金属能与酸发生置换反应,与盐的溶液的置换反应,2Mg+O2 = 2
2、MgO,Mg+2HCl=MgCl2+H2,2AI+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu,Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,点燃,切口处可观察到银白色的金属光泽,在空气中很快变暗,一.金属与氧气(非金属)的反应,实验3-1P47:取一小块金属钠,用刀切去一端的外皮,观察实验现象。,现象:,讨论: 以上实验,体现了金属钠哪些物理和化学性质?,物理性质：,1.为银白色金属光泽的固体 2.质软(硬度小) 3.密度小 4.熔沸点低,问题：刚才切开钠时看到银白色,但在空气中为什么会很快变暗呢?,化学性质：,化学性质很活泼, 常温下能与氧气反应.,白色固体,问题1: 判断其是否为氧化还原反应
3、,如果是氧化剂、还原剂是哪种物质?,还原剂,氧化剂,问题2: 金属钠放在空气中易被氧化,那么对金属钠进行加热又将如何?,实验3-2:P47把一小块金属钠放在坩埚上,加热,有何现象发生？,现象:,可观察到钠先熔化后燃烧,燃烧时火焰呈黄色, 生成淡黄色的固体,2Na + O2 = Na2O2 淡黄色,加热,问题1: 判断其是否为氧化还原反应,如果是氧化剂、还原剂是哪种物质。,0,0,+1,-1,还原剂,氧化剂,通过以上的实验，我们可以做出以下结论： 1.金属钠的性质很活泼 ，在常温下和在加热条件下都能与氧气反应。 那么在常温下铝能与氧气反应吗?,常温：,点燃：,科学探究P48：,现象: 铝箔熔化,
4、表面失去光泽,熔化的铝并不滴落,好象有一层膜兜着,因为铝表面有一层氧化膜保护了铝。构有膜的氧化铝(Al2O3)的熔点很高,没有熔化,包在外面使熔化的液态铝不会滴落下来,为什么呢?,1. 加热铝箔,2.铝与氧气反应,2.用砂纸打磨铝箔,除去氧化膜 后, 再加热至熔化,现象:,铝箔熔化,失去光泽,熔化的铝仍然不滴落,原因解释:,铝很活泼, 除去原来的氧化膜后, 在空气中很快生有一层新的氧化膜,结 论:,铝很活泼,常温下能与空气中的氧气反应,生成一层致密的氧化膜, 起保护的作用。,4Al + 3O2 = 2Al2O3,常温或加热,科学探究P48：,总结: 活泼的金属在空气中易与氧气反应,生有一层氧化
5、物。有的氧化膜疏松,不能保护内层金属,如铁和钠等。有的氧化物致密,可以保护内层金属不被继续氧化,如铝等。,二.金属与水的反应,1.金属钠和水的反应,实验3-3:P49,将一小块钠投入滴有酚酞的水中,【探究】人们常用金属器皿来盛水,也常用铁、铝或铜制的水壶来烧水,说明这几种金属与热水是不反应的。是不是所有的金属都不与水反应呢?,请尽可能多地列出你所观察到的实验现象：,实验现象,原因及结论,钠浮在水面上,钠的密度比水小,熔成一个闪亮的小球,钠的熔点较低, 与水反应放热,在水面上四处游动,产生的气体推动 金属钠来回游动,发出嘶嘶响声,剧烈反应,产生气体,溶液由无色变为红色,钠与水反应生成碱性物质,(
6、NaOH),思考：生成的气体是什么?怎样证明?,2Na2H2O = 2NaOHH2,想一想：钠能否保存在水里面? 钠着火时能否用水灭火?,钠与酸反应,2Na2HCl = 2NaClH2,放热,钠与酸反应比与水反应剧烈。 由于钠与水反应,实质上是跟水电离出的H+反应;而酸比水更易电离出H+,酸中的H+浓度比水中的H+浓度大。,离子方程式：2Na+2H2O = 2Na+2OH- +H2,实验 改进,请你对课本中钠与水反应的实验装置进行改进,要求你所改进的实验装置在进行钠与水反应的实验时,能够将气体富集后用于检验(点燃)。,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2,化学方程式：,1. 判断其是
7、否为氧化还原反应,氧化剂、还原剂分别是哪一种物质。,还原剂,氧化剂,2.为什么实验室里要把钠保存在石蜡油或煤油中?,钠易与空气中的O2 H2O反应, 所以应将金属 钠与空气隔绝, 因为钠比煤油重且不与煤油反应, 所以保存在煤油中（或石蜡油中）。,思 考,钠是一种化学性质活泼的金属, 若将钠投CuSO4水溶液中发生的化学反应,能不能大量置换硫酸铜溶液中的铜呢?,浮: 钠浮在水面上。(密度比水小) 熔: 钠块熔化成明亮的小球。(反应为放热反应,且钠的 熔点低) 游和响: 小球四处游动,且发出嘶嘶的声音。(反应中有 气体产生) 有蓝色絮状沉淀生成。,思考,钠为什么不能大量置换硫酸铜溶液中的铜,却产生
8、蓝色沉淀? 由此推测,钠和硫酸铜溶液发生了哪些反应?,现象:,结论：,与盐的反应-钠先与水反应,钠不能从盐的水溶液中将金属直接置换出来,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2,化学方程式：,2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2+Na2SO4,2Na+2H2O+CuSO4 = Cu(OH)2+Na2SO4+H2,总方程式：,2Na+2H2O+Cu2+ = Cu(OH)2+2Na+H2,总结：钠的物理性质和化学性质,物理性质： 为银白色、有金属光泽的固体,质软，密度比水还小(0.97g/cm3),熔点较低(97.81),化学性质: 化学性质很活泼,1.与非金属反应,常温,2.与水
9、反应,与O2,与Cl2 2Na+Cl2 = 2NaCl,钠的用途：,a. 制过氧化物 b. NaK合金用做原子反应堆的导热剂 c. 制稀有金属如Ti、Ta、Ni等 d. 制高压钠灯,4.钠与盐溶液反应(CuSO4),3.钠与酸反应,2Na2HCl = 2NaClH2,2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4+H2,2.铁与水蒸气的反应,铁不能与冷、热水反应,但能否与水蒸气反应?,请设计一个简单的实验装置,使还原铁粉与水蒸气反应,1.水蒸气的发生装置,2.水蒸气与铁粉反应装置,3.产物的检验(收集)装置,方案1:,水蒸气的发生装置,水蒸气与铁粉反应装置,产物收集装置,方案2:,
10、方案3:,高温下铁与水蒸气反应,实验现象：,加热时试管内铁粉变红,反应后试管内固体由灰色变为黑色;反应生成的气体在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰。,反应方程式：,2.铁与水蒸气的反应,金属和水反应与金属的活动性有关，金属越活泼，越容易与水反应，反应越剧烈。,金属与水反应规律：,四.铝与氢氧化钠溶液的反应,1.铝与稀盐酸的反应,化学方程式为:,2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2,离子方程式为:,2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2,2.铝与氢氧化钠溶液的反应,2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2,铝既能与强酸溶液反应也能与强碱溶液反应,因此酸
11、、碱可直接侵蚀铝的保护膜以及铝制品本身,铝制品餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物,比较这两个反应的异同,相同：铝的化合价升高, 变成+3价, 失去电子,铝作还原剂。氢元素的化合价降低, 得到电子,转化成H2。 不同：作氧化剂的物质不同。,2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2,2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2,不正确, 因为用铝箔(刺有小孔)包住的金属钠放入水中时,钠先与水反应,产生的氢气与直接把钠投入水中所产生的氢气的量相同,但生成的氢氧化钠溶液要继续与铝箔反应产生氢气,因此后者产生的氢气总量比前者多。,练习: 你认为下述说法是否
12、正确,请说明原因: 将两小块质量相等的金属钠,一块直接投入水中,另一块用铝箔包住,在铝箔上刺些小孔,然后放入水中,两者放出的氢气相等。,以上我们学习了金属的一些化学性质,通过分析不难发现,在反应中这些金属元素的化合价都发生了变化,它们从0价升为正价。,在这些变化中, 金属表现了强的还原性, 做还原剂,在自然界中金属多以化合态存在。只有极少数金属以游离态存在,金属的家族之最：,最轻的金属： . 最重的金属： . 最硬的金属： . 熔点最高的金属： . 熔点最低的金属： . 延展性最好的金属： . 传热、导电最好的金属： .,锂Li,铂Pt,铬Cr,钨W（用做灯丝）,汞Hg（常温下为液态）,金Au
13、,银Ag和铜Cu,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 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,1. 下列物质中,不能由金属
14、和稀硫酸反应直接制得的是 （ ） A. 硫酸铜 B. 硫酸铁 C. 硫酸镁 D. 硫酸铝,AB,2. 将钠投入滴有石蕊的水中,下列有关实验现象叙述错误的是 （ ） A.钠浮在水面上 B.有气体产生 C.钠熔化成闪亮的小球并在水面上四处游动 D.水溶液变成红色,D,练习:,3. 当钠着火时,应选用灭火的是 （ ） A. 煤油 B. 水 C. 沙土 D. 泡沫灭火器,4. 把一小块钠投入到硫酸铁溶液中,生成物有 （ ） A.FeB.Fe(OH)3C.H2D.O2,C,BC,5. 下列离子方程式不正确的是 （ ） A. 钠与水的反应: 2Na+2H2O = 2Na+2OH-+H2 B. 铝与氢氧化钠
15、溶液的反应: 2Al+2OH- +2H2O = 2AlO2- +3H2 C.铝与氯化亚铁溶液的反应: Al+Fe2+ = Al3+Fe D.钠与硫酸铜溶液的反应: 2Na+Cu2+ = Cu+2Na+,CD,五.物质的量在化学方程式计算中的应用,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2,化学计量数之比 2NA个 ：2NA个 ：2NA个 ： NA个,物质的量之比 2mol ：2mol ：2mol ：1mol,质量之比 46g ： 36g ： 80g ： 2g,气体体积之比 2mol ：2mol ：2mol ：22.4L,横（量）相当，竖（单位）相同,多单位混合比 2mol ：2NA个 ： 80g ： 22.4L,例题1：,6.5g Zn与500mL盐酸恰好完全反应，能生成氢气_L(标准状况)。盐酸的物质的量浓度为_。,Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2,65g 2mol 22.4L,当有65g锌参加反应时，需要2molHCl与之反应，同时生成22.4L氢气,6.5g amol bL,a=0.2mol,b=2.24L,C(HCl)=0.2mol/0.5L=0.4mol/L,实际有6.5g锌参加反应，假设未知数a
