《2020-2021学年高中人教版化学必修一课件-3.1.1-金属与非金属的反应》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020-2021学年高中人教版化学必修一课件-3.1.1-金属与非金属的反应（73页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章 金属及其化合物 第一节金属的化学性质 第1课时金属与非金属的反应,一、金属的存在及通性 1.金属在自然界中的存在: (1)自然界中绝大多数金属元素的存在形态是_。 (2)地壳中含量占据前两位的金属元素是_。,化合态,铝和铁,2.金属的物理通性: (1)状态:常温下,_为液体,其余为固体。 (2)色泽:大多数金属为_色,有金属光泽。 (3)“三性”:良好的_、导热性、延展性。,汞,银白,导电性,3.金属的化学通性: (1)在Fe、Cu、Pt、Zn、Al、Au、Na几种金属中,能与 氧气反应的是_。 (2)根据金属活动性顺序表,Fe、Cu、Zn、Pb、Al、Na 能与稀硫酸反应放出H2的是
2、_。,Fe、Cu、Zn、Al、Na,Fe、Zn、Pb、Al、Na,(3)下列各组物质能发生置换反应的是_(填序号)。 Zn与FeSO4Fe与CuCl2Cu与FeCl3 Ag与CuCl2Al与HgCl2,二、金属与非金属的反应 1.钠的物理性质:,银白色,小,低,2.钠、铝与氧气的反应(写出相应反应的化学方程式): (1)钠与氧气。 常温下:_。 加热或点燃:_。 (2)铝与氧气:_。 铝制品表面总是覆盖着_,其成分为_,起 着保护内部金属的作用。,4Na+O2=2Na2O,2Na+O2 Na2O2,4Al+3O2 2Al2O3,保护膜,氧化铝,3.金属与其他非金属的反应: 金属与氯气、硫等物质
3、反应生成相应的_或 _。,氯化物,硫化物,【想一想】有些金属如金、银,长久保存仍然完好如初;有些金属如铁,长时间置于空气中则会生锈腐烂掉;有些金属如钠、钾,却需要隔绝空气保存。这是为什么呢?生活中常见的铝制器具可以长久使用也不会因“生锈”损坏,这又是为什么?,提示:结合金属活动性顺序表解释不同金属与氧气反应的差异性。铝在空气中表面会形成致密氧化物薄膜而具有抗腐蚀性。,探究1:金属的存在及通性 【问题探究】 1.金属元素在自然界中只能以化合态形式存在,该观点正确吗? 提示:绝大多数金属在自然界中以化合态形式存在,但少部分金属如金、银等可以以游离态形式存在。,2.与酸反应生成H2的金属应具备什么条
4、件? 提示:金属活动性顺序表中位于氢前的金属。,3.在ZnSO4溶液中混有少量杂质CuSO4,试讨论如何除去CuSO4杂质。 提示:向混合溶液中加入足量锌粉,充分反应后过滤,所得滤液为不含CuSO4杂质的ZnSO4溶液。,4.金属失去电子数越多,其还原性就越强吗? 提示:不是。金属的还原性取决于其失去电子的难易程度,与失去电子的多少无关,如Na能失1个电子,而Al能失3个电子,但还原性NaAl。,【探究总结】,【探究训练】 1.(2019哈尔滨高一检测)下列关于金属性质的叙述正确的是() A.金属一般都容易导电、导热,具有延展性 B.金属都具有较高的硬度和密度 C.所有金属都呈固态 D.金属单
5、质都能和稀硫酸反应产生氢气,【解题指南】解答本题要明确以下两点: (1)常温下,金属汞为液体。 (2)金属活动性顺序的应用。,【解析】选A。金属单质的物理性质特点是银白色,有金属光泽,具有导电、导热和延展性。不同的金属硬度和密度差别很大。常温下,金属汞呈液态。不活泼金属如铜与稀硫酸不反应。故A正确,B、C、D不正确。,2.(2019长沙高一检测)金属Ti(钛)是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属,钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。某化学兴趣小组在实验室探究Ti、Mg、Cu的活动性顺序。他们在相同温度下,取大小相同的三种金属薄片,分别投入等体积、等浓度的足量稀盐酸中,观察现象如下:,下
6、列有关这三种金属的说法正确的是 () A.三种金属的活泼性由强到弱的顺序是Ti、Mg、Cu B.若钛粉中混有Mg,提纯Ti时可用稀盐酸除去Mg C.用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径 D.Cu和稀盐酸不发生化学反应,【解析】选D。在盐酸中Ti比Mg放出气泡的速率小,说明Ti、Mg均能与盐酸反应置换出H2,Ti的金属活动性比Mg弱,A错误;B项,由于Ti、Mg均能与稀盐酸反应,故不能用题给方法提纯金属钛,B错误;Ti是较为昂贵的金属,用Ti制取Cu成本太高,C错误;Cu在金属活动性顺序中排在H的后面,所以Cu不与稀盐酸发生反应,D正确。,3.(2019济南高一检测)下列描
7、述的一定是金属元素的是() A.易失去电子的物质 B.能与酸反应的物质 C.原子核内有11个质子的元素 D.原子的最外层电子层只有1个电子的元素,【解析】选C。S2-、I-等也易失电子,A错误;碱或某些非金属单质也能与酸反应,B错误;原子核内有11个质子的元素为钠,是金属元素,C正确;氢原子最外层也有一个电子,D错误。,4.(2019石家庄高一检测)从利用金属的历史来看,先是青铜器时代,而后是铁器时代,铝的利用是近百年的事。这个先后顺序跟下列有关的是() 地壳中的金属元素的含量 金属活动性顺序,金属的导电性 金属冶炼的难易程度 金属的延展性 A.B.C.D.,【解析】选D。金属越活泼就越难从化
8、合态冶炼还原成游离态。从利用金属的历史可知,这个先后顺序与金属活泼性顺序和冶炼的难易程度有关,D正确。,【补偿训练】 1.下列关于金属的叙述正确的是() A.金属元素在不同化合物中的化合价均不同 B.地壳中含量最多的金属元素是铁 C.金属原子失去电子的难易程度与金属性有关 D.常温下,所有金属都能与酸反应,【解析】选C。如果金属元素有变价,在不同的化合物中化合价可能不同,如FeCl2、FeCl3中Fe分别为+2价和+3价,若没有变价,在不同的化合物中化合价相同,如NaCl、Na2SO4、Na2O中Na均为+1价,A错误;地壳中含量最多的金属元素是铝,B错误;金属原子失去电子的难易程度决定了金属
9、性的强弱,C正确;常温下部分不活泼金属如Pt、Au等,不能与酸反应,D错误。,2.金属活动性顺序是学习化学的重要工具,在工农业生产和科学研究中有重要应用。常见的金属活动性顺序如下:,(1)解释不能用铁制容器盛装硫酸铜溶液的原因(用化学方程式表示)_。 (2)验证镁比锌的金属活动性强,应选用的溶液是_。 (3)从金属活动性顺序中你还能获得哪些信息?(写出一条即可)_。,【解析】(1)金属活动性顺序中铜排在铁后面,铁能与硫酸铜发生置换反应。 (2)可以用镁置换锌的方法,也可以用比较镁和锌与同浓度的酸反应的剧烈程度的方法验证。,答案:(1)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu (2)稀盐酸(或稀硫酸、
10、ZnCl2溶液等,合理即可) (3)位于氢前面的金属能与酸发生置换反应生成氢气;位于前面的金属可以把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来(任写一条,合理即可),探究2:金属与非金属的反应 【问题探究】 1.钠与氧气的反应: (1)实验过程:,银白色,变暗,黄色,淡黄色,2Na2O,(2)钠与氧气反应时,条件不同,生成物不同,试从以下几项对比分析:,+1价,+1价,-2价,-1价,O2,O2,Na,Na,NA,NA,4NA,2NA,(3)钠是极活泼的金属,在自然界中是否有游离态的钠存在?在实验室中,金属钠应如何保存? 提示:金属钠非常活泼,在空气中易与氧气等物质发生反应,在自然界中全部以化合态
11、形式存在,故在实验室中必须隔绝空气保存金属钠;因为钠不与煤油、石蜡油反应,且密度比煤油、石蜡油大,所以在实验室中可以把钠保存在煤油或石蜡油中。,(4)从电子转移的角度分析钠在氧气中燃烧的反应。 提示:,2.铝与氧气的反应: (1)实验过程。,4Al+3O2 2Al2O3,(2)为什么熔化的铝不滴落呢? 提示:铝受热熔化时表面Al2O3(熔点为2 050 )仍为固体,使熔化的铝不易滴落。,(3)铝是活泼金属,为什么各种铝制品还能被长时间的使用和广泛应用? 提示:铝的性质非常活泼,常温下与O2反应生成致密的氧化膜,阻止了内层铝与氧气的继续反应。,【探究总结】 1.钠露置于空气中的变化: 金属钠长期
12、露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末,此过程中的主要变化与现象有,发生反应的主要变化的化学方程式为 4Na+O2=2Na2O(氧化还原反应) Na2O+H2O=2NaOH(化合反应) 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O(复分解反应), Na2CO3+10H2O=Na2CO310H2O(结晶) Na2CO310H2O=Na2CO3+10H2O(风化),2.重要燃烧实验现象小结: (1)镁条在空气中燃烧:发出耀眼强光,放出大量的热,生成白色物质。 (2)铁丝在氧气中燃烧:剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体物质。,(3)钠在氯气中燃烧:剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成白 色固体。 (
13、4)钠在空气中燃烧:先熔化成银白色小球,然后剧烈 燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体。 (5)将点燃的镁条伸入盛有二氧化碳的集气瓶中:剧烈 燃烧,有黑色物质附着于集气瓶内壁,反应为2Mg+CO2 2MgO+C。,【拓展提升】常见金属与非金属的反应,【探究训练】 1.(2019宜昌高一检测)2.3 g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体,由此判断其产物是() A.只有Na2O B.只有Na2O2 C.Na2O和Na2O2 D.无法确定,【解析】选C。若2.3 g钠全部生成Na2O,质量为3.1 g; 若2.3 g钠全部生成Na2O2,质量为3.9 g,因为3.1 g 3.5 g3.
14、9 g,故氧化产物应为Na2O和Na2O2的混合物。,【延伸探究】金属钠与空气的氧气反应,先生成一层氧化膜,能不能保护内部金属钠? 提示:不能。只有像镁、铝等金属形成致密的氧化膜才可以保护内层金属不被继续氧化。,2.(2019南昌高一检测)等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块在足量氧气(常温)中充分反应,则下列说法正确的是() A.第一块钠失去电子多 B.两块钠失去电子一样多 C.第二块钠的反应产物质量最大 D.两块钠的反应产物质量一样大,【解析】选B。钠在氧气中加热生成过氧化钠,不加热则生成氧化钠,产物中的钠元素都显+1价。钠与氧气反应随温度不同产物不同,等质量的钠被氧化时失去相同
15、数目的电子,等质量的钠生成过氧化钠时结合的氧更多,产物质量更大。,3.(2019潍坊高一检测)下列关于金属与氧气反应的叙述,说法正确的是() Na在空气中燃烧生成白色固体 Na在空气中燃烧,产物是Na2O 将一块铝箔用砂纸打磨表面后,在酒精灯上加热至熔化但不滴落,说明Al2O3的熔点比铝高,镁因在空气中形成了一层致密的氧化物薄膜,保护了里面的镁,故镁不像钠那样需要特殊的保护 铝制品在生活中应用非常普遍,是因为铝不活泼 铁在潮湿的空气中生成的氧化物不致密,不能保护内层金属,故铁制品往往需涂保护层 A. B. C. D.,【解析】选D。钠在空气中燃烧的产物是淡黄色固体Na2O2,错误;氧化铝的熔点比铝的熔点高,所以加热铝箔到熔化不会滴落,正确、错误;镁因表面生成致密氧化物薄膜对内部的镁有保护作用,正确;铁在潮湿的空气中生成的铁锈比较疏松,对内层金属无保护作用,所以铁制品表面要涂上保护层,正确。因此D项正确。,4.(2019长春高一检测)将钠和碳分别置于如图所示的两个盛满氧气的集气瓶中,燃烧完毕冷却至室温后,打开装置中的两个弹簧夹,这时观察到 (),A.水进入左瓶 B.水进入右瓶 C.水同时进入两瓶 D.水不进入任何一瓶,【解析】选A。由于钠在氧气中燃烧生成过氧化钠,使左瓶氧气减少,压强减小,而右瓶中的碳与氧气反应生成二氧化碳,气体的量不变,压强不变,故由于左瓶的压强减小使水
