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1、第三章金属及其化合物第三章金属及其化合物第一节金属的化学性质第一节金属的化学性质第第1 1课时金属与非金属、酸、水的反应课时金属与非金属、酸、水的反应【新课导入新课导入】 广州珠江河段曾惊现神秘广州珠江河段曾惊现神秘“水雷水雷”, ,在珠江石溪附近江面上在珠江石溪附近江面上, ,漂着七个漂着七个白色的来历不明的铁桶。突然白色的来历不明的铁桶。突然, ,其中一个铁桶内冒起一股白烟其中一个铁桶内冒起一股白烟, ,蹿起亮黄色蹿起亮黄色火苗火苗, ,紧接着一声巨响紧接着一声巨响, ,蘑菇状的水柱冲天而起。消防队员、民警及化学品蘑菇状的水柱冲天而起。消防队员、民警及化学品专家都赶来了专家都赶来了, ,紧
2、张地调查爆炸物的性质并研究处理对策。紧张地调查爆炸物的性质并研究处理对策。 经专家认定经专家认定, ,铁桶内装的是遇水极易铁桶内装的是遇水极易“燃烧燃烧”的金属钠。的金属钠。【课标要求课标要求】 1.1.了解金属单质的物理性质。了解金属单质的物理性质。2.2.掌握钠、铝与氧气的反应掌握钠、铝与氧气的反应, ,钠与水的反应。钠与水的反应。3.3.初步学会根据铁与水蒸气反应的原理设计实验装置。初步学会根据铁与水蒸气反应的原理设计实验装置。探究点一金属的通性探究点一金属的通性知识探究知识探究 梳理知识梳理知识点拨方法点拨方法1.1.金属的物理性质金属的物理性质汞汞 银白银白 导电性导电性 导热性导热
3、性 延展性延展性(2)(2)差异差异: :密度、密度、 、 差别较大。差别较大。硬度硬度熔点熔点2.2.化学性质化学性质思考思考1 1 铝是活泼金属铝是活泼金属, ,为什么各种铝制品还能被较长时间使用和广泛为什么各种铝制品还能被较长时间使用和广泛应用应用? ?提示提示: :金属铝很活泼金属铝很活泼, ,在常温下能与空气中在常温下能与空气中O O2 2反应生成反应生成AlAl2 2O O3 3, ,形成一层致密形成一层致密的氧化物薄膜覆盖在铝的表面的氧化物薄膜覆盖在铝的表面, ,阻止了阻止了AlAl与与O O2 2的进一步反应的进一步反应, ,因而铝能在空因而铝能在空气中稳定存在。气中稳定存在。
4、3.3.金属与水反应金属与水反应(1)(1)钠与水的反应钠与水的反应( (滴有酚酞滴有酚酞) )离子方程式离子方程式: : 。与滴加酚酞的水反应的现象与解释与滴加酚酞的水反应的现象与解释: :低低 发热发热碱碱(2)(2)铁与水蒸气的反应铁与水蒸气的反应方法方法方法一方法一方法二方法二实验实验装置装置气体气体用小用小试试管收集一管收集一试试管气体管气体, ,点燃点燃, ,听到听到轻轻微的微的“噗噗”声声, ,证证明生成了明生成了纯净纯净的的_用火柴点燃肥皂泡用火柴点燃肥皂泡, ,听到听到爆爆鸣鸣声声, ,证证明生成了明生成了_实验实验结论结论铁铁在高温条件下能与水蒸气反在高温条件下能与水蒸气反
5、应应, ,化学方程式化学方程式为为_H H2 2H H2 2(3)(3)镁、铝与水反应镁、铝与水反应去掉氧化膜后的镁条去掉氧化膜后的镁条, ,与冷水能缓慢作用与冷水能缓慢作用, ,与热水则反应速率较快与热水则反应速率较快, ,产生产生H H2 2, ,去掉氧化膜后的铝条去掉氧化膜后的铝条, ,与冷水很难反应与冷水很难反应, ,与沸腾的水则微弱反应生成与沸腾的水则微弱反应生成H H2 2。思考思考2 2 铁与水蒸气可以反应铁与水蒸气可以反应, ,为什么在日常生活中可以用铁壶烧水为什么在日常生活中可以用铁壶烧水? ?提示提示: :铁与冷水、热水均不易反应铁与冷水、热水均不易反应, ,只有在高温下才
6、能与水蒸气发生反应只有在高温下才能与水蒸气发生反应, ,所以可以用铁壶烧水。所以可以用铁壶烧水。名师点拨名师点拨1.1.金属与酸反应的计算方法金属与酸反应的计算方法(1)(1)平均值法平均值法: :它所依据的数学原理是两个数它所依据的数学原理是两个数x x1 1和和x x2 2(x(x1 1xx2 2) )的算术平均值的算术平均值x x一定介于两者之间一定介于两者之间, ,即即x x2 2xxxx1 1, ,所以只要求出所以只要求出x,x,就可判断就可判断x x1 1、x x2 2的范围。的范围。(2)(2)关系式法关系式法: :当已知物和未知物之间是靠多个反应来联系时当已知物和未知物之间是靠
7、多个反应来联系时, ,只需直接确只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系定已知量和未知量之间的比例关系, ,即即“关系式关系式”。如。如NaNa、MgMg、AlAl与盐酸与盐酸反应生成反应生成H H2 2的关系式可根据方程式得出为的关系式可根据方程式得出为NaNa H H2 2、MgMgH H2 2、AlAl H H2 2。(3)(3)极端假设法极端假设法: :极端假设法是从某种极端情况出发极端假设法是从某种极端情况出发, ,进行分析、推理、判进行分析、推理、判断的一种思维方法。断的一种思维方法。单位要求单位要求: :“上下一致上下一致, ,左右相当左右相当”即可进行计算即可进行计算, ,如如
8、46 g Na46 g Na与水反应时与水反应时,46 g Na,46 g Na与与22.4 L H22.4 L H2 2( (标准状况下标准状况下) )是相当的。是相当的。过关演练过关演练 巩固知识巩固知识提升能力提升能力1.1.下列关于金属性质的叙述中正确的是下列关于金属性质的叙述中正确的是( ( ) )A.A.钠与氧气反应时钠与氧气反应时, ,产物是由产物是由O O2 2的用量决定的的用量决定的B.B.铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧C.C.金属与非金属发生反应时金属与非金属发生反应时, ,被氧化的一定是金属被氧化的一定是金属D.D.铁丝不
9、论在空气中还是纯氧中都能燃烧铁丝不论在空气中还是纯氧中都能燃烧C C解析解析: :钠和氧气反应产物不同是由反应条件决定钠和氧气反应产物不同是由反应条件决定, ,常温下钠和氧气反应生成氧化钠常温下钠和氧气反应生成氧化钠, ,加热条件下钠和氧气反应生成过氧化钠加热条件下钠和氧气反应生成过氧化钠, ,故故A A错误错误; ;铝箔在空气中受热可以熔化铝箔在空气中受热可以熔化, ,但但在空气中不能燃烧在空气中不能燃烧, ,故故B B错误错误; ;由金属原子结构可知由金属原子结构可知, ,金属单质一定失电子被氧化金属单质一定失电子被氧化, ,金属与非金属发生反应时金属与非金属发生反应时, ,被氧化的一定是
10、金属被氧化的一定是金属, ,故故C C正确正确; ;铁在纯氧气中燃烧生成铁在纯氧气中燃烧生成四氧化三铁四氧化三铁, ,在空气中不能燃烧在空气中不能燃烧, ,故故D D错误。错误。2.2.(2018(2018甘甘肃肃兰兰州州一一中中月月考考) )在在托托盘盘天天平平的的两两盘盘中中各各放放一一只只盛盛有有足足量量稀稀硫硫酸酸的的烧烧杯杯, ,保保持持天天平平平平衡衡。若若分分别别向向两两烧烧杯杯中中加加入入2.3 2.3 g g钠钠和和铁铁, ,待待反反应完全后应完全后, ,天平两盘天平两盘( ( ) )A.A.仍平衡仍平衡 B.B.盛钠的一端下沉盛钠的一端下沉C.C.盛铁的一端下沉盛铁的一端下
11、沉 D.D.不能判断天平的状态不能判断天平的状态C C探究点二钠与酸、碱、盐溶液的反应探究点二钠与酸、碱、盐溶液的反应知识探究知识探究 梳理知识梳理知识点拨方法点拨方法钠与水溶液的反应钠与水溶液的反应(1)(1)反应实质反应实质: :钠与任何水溶液反应时钠与任何水溶液反应时, ,都是钠与该溶液中的都是钠与该溶液中的H H+ +反应反应, ,产生产生H H2 2。(2)(2)具体反应具体反应物物质质分分类类反反应应分析分析与酸与酸钠与酸反应时钠与酸反应时, ,钠与酸中的钠与酸中的H H+ +先反应先反应, ,如如) )_; _; 如果如果钠过钠过量量, ,钠钠把酸消耗尽之后把酸消耗尽之后, ,再
12、与水反再与水反应应与碱与碱钠钠与碱溶液反与碱溶液反应时应时, ,其其实质实质是是钠钠与水的反与水的反应应名师点拨名师点拨1.1.钠的性质巧记忆钠的性质巧记忆: :银白轻低软银白轻低软, ,传导热和电传导热和电, ,遇氧产物变遇氧产物变, ,遇氯生白烟遇氯生白烟, ,浮浮熔游响红熔游响红, ,遇水记五点遇水记五点, ,遇酸酸优先遇酸酸优先, ,遇盐水在前。遇盐水在前。2.Na2.Na、FeFe主要性质的误区主要性质的误区(1)Na(1)Na与酸液反应时与酸液反应时NaNa先与酸反应先与酸反应, ,而而NaNa与盐溶液反应时先与水反应与盐溶液反应时先与水反应, ,不能不能把金属置换出来。把金属置换
13、出来。(2)(2)钠与饱和碱溶液反应时钠与饱和碱溶液反应时, ,虽然只是钠与水反应虽然只是钠与水反应, ,但是因水的消耗但是因水的消耗, ,会使碱会使碱结晶析出。结晶析出。(3)Na(3)Na在空气中久置时先生成在空气中久置时先生成NaNa2 2O O。(4)Fe(4)Fe与与H H2 2O(g)O(g)高温反应时生成高温反应时生成FeFe3 3O O4 4不是不是FeFe2 2O O3 3或或 Fe(OH)Fe(OH)3 3。过关演练过关演练 巩固知识巩固知识提升能力提升能力1.1.将一小块金属钠投入将一小块金属钠投入CuSOCuSO4 4溶液中溶液中, ,不可能观察到的现象是不可能观察到的
14、现象是( ( ) )A.A.溶液中有蓝色沉淀生成溶液中有蓝色沉淀生成B.B.有气体生成有气体生成C.C.有红色物质析出有红色物质析出D.D.钠熔成小球浮游在液面上钠熔成小球浮游在液面上C C 解析解析: :钠投入钠投入CuSOCuSO4 4溶液中首先与水反应溶液中首先与水反应:2Na+2H:2Na+2H2 2O O 2NaOH+H 2NaOH+H2 2,此时此时钠熔化成闪亮的小球浮游在液面上钠熔化成闪亮的小球浮游在液面上, ,有气体生成有气体生成, ,生成的生成的NaOHNaOH与与CuSOCuSO4 4发发生复分解反应生复分解反应, ,产生蓝色絮状沉淀。产生蓝色絮状沉淀。A A、B B、D
15、D项所指的现象均能观察到项所指的现象均能观察到, ,但钠不能将铜置换出来。但钠不能将铜置换出来。2.2.将一小块钠投入含将一小块钠投入含5 mL5 mL饱和石灰水的试管里饱和石灰水的试管里, ,不可能观察到的现象是不可能观察到的现象是( ( ) )A.A.钠熔成小球并在液面上游动钠熔成小球并在液面上游动B.B.有气体生成有气体生成C.C.溶液底部有银白色物质生成溶液底部有银白色物质生成D.D.溶液变浑浊溶液变浑浊C C 解析解析: :将一小块钠投入饱和澄清石灰水中将一小块钠投入饱和澄清石灰水中, ,钠与水剧烈反应钠与水剧烈反应, ,所以首先观所以首先观察到钠与水反应的一系列现象察到钠与水反应的
16、一系列现象; ;随着反应的进行随着反应的进行, ,水被消耗水被消耗, ,溶液的温度溶液的温度升高升高, ,由于由于Ca(OH)Ca(OH)2 2的溶解度随温度的升高而降低的溶解度随温度的升高而降低, ,所以溶液中的所以溶液中的Ca(OH)Ca(OH)2 2有部分析出有部分析出, ,可能观察到溶液变浑浊。可能观察到溶液变浑浊。3.3.金属金属NaNa与下列溶液反应时与下列溶液反应时, ,既有气体既有气体, ,又有白色沉淀产生的是又有白色沉淀产生的是( ( ) )A.FeClA.FeCl3 3溶液溶液 B.KClB.KCl溶液溶液C.NaC.Na2 2SOSO4 4溶液溶液D.MgSOD.MgSO
17、4 4溶液溶液D D 课堂检测课堂检测 即学即测即学即测查漏补缺查漏补缺D D 1.1.下列有关金属元素特征的叙述正确的是下列有关金属元素特征的叙述正确的是( ( ) )A.A.金属元素的原子只有还原性金属元素的原子只有还原性, ,其阳离子只有氧化性其阳离子只有氧化性B.B.金属元素的单质在常温下都为金属晶体金属元素的单质在常温下都为金属晶体C.C.金属元素在不同化合物中化合价均不相同金属元素在不同化合物中化合价均不相同D.D.金属元素在化合物中一定显正价金属元素在化合物中一定显正价解析解析: :FeFe2+2+为铁元素的中间价态为铁元素的中间价态, ,既有氧化性既有氧化性, ,又有还原性又有
18、还原性;Hg;Hg在常温下为在常温下为液体液体; ;没有变价的金属元素在各化合物中化合价均相同。没有变价的金属元素在各化合物中化合价均相同。2.2.(2017(2017北京丰台区高一期末北京丰台区高一期末) )将一小块金属钠放在坩埚里加热将一小块金属钠放在坩埚里加热, ,实验现实验现象描述正确的是象描述正确的是( ( ) )钠在燃烧之前先熔化钠在燃烧之前先熔化钠燃烧的火焰呈紫色钠燃烧的火焰呈紫色 钠燃烧后得到白色固钠燃烧后得到白色固体体钠燃烧的火焰呈黄色钠燃烧的火焰呈黄色 钠燃烧后生成物为淡黄色固体钠燃烧后生成物为淡黄色固体A.A.B.B.只有只有C.C.只有只有D.D.A A 解析解析: :
19、由于钠的熔点较低由于钠的熔点较低, ,先熔化先熔化, ,正确正确; ;钠燃烧的火焰为黄色钠燃烧的火焰为黄色,错误错误,正确正确; ;生成过氧化钠生成过氧化钠, ,为淡黄色固体为淡黄色固体,错误错误,正确。正确。3.3.某些地区的水中可能含有下列盐类。当用新买来的铝壶烧水时某些地区的水中可能含有下列盐类。当用新买来的铝壶烧水时, ,遇到水遇到水的地方会变成灰黑色的地方会变成灰黑色, ,据此可以判断此地的水中含有据此可以判断此地的水中含有( ( ) )A.A.钠盐钠盐 B.B.钾盐钾盐C.C.铁盐铁盐 D.D.钙盐钙盐C C解析解析: :在金属活动性顺序中在金属活动性顺序中, ,位置在前的金属能将
20、位于其后的金属从其盐位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来。钠、钾、钙都在铝的前面溶液中置换出来。钠、钾、钙都在铝的前面, ,铝不能与钠盐、钾盐及钙铝不能与钠盐、钾盐及钙盐反应盐反应, ,故故A A、B B、D D错误错误; ;铝在铁的前面铝在铁的前面, ,铝能与铁盐反应置换出铁铝能与铁盐反应置换出铁, ,铁与铁与水蒸气反应生成的水蒸气反应生成的FeFe3 3O O4 4附着在容器里面附着在容器里面, ,一段时间后会出现题中所述现一段时间后会出现题中所述现象象, ,故故C C正确。正确。4.4.如图铁与水蒸气反应的实验中如图铁与水蒸气反应的实验中, ,下列做法不正确的是下列做法不
21、正确的是( ( ) )A.A.试管中的铁粉用绕成团的细铁丝代替试管中的铁粉用绕成团的细铁丝代替B.B.将试管底部的湿棉花移到试管口部将试管底部的湿棉花移到试管口部C.C.用铁丝网罩住酒精灯火焰用铁丝网罩住酒精灯火焰D.D.点燃肥皂泡验证氢气的生成点燃肥皂泡验证氢气的生成B B解析解析: :细铁丝可以增加铁与水蒸气的接触面积细铁丝可以增加铁与水蒸气的接触面积,A,A项正确项正确; ;湿棉花是为了提湿棉花是为了提供水蒸气供水蒸气, ,试管底部温度高容易产生水蒸气试管底部温度高容易产生水蒸气, ,若将其移至试管口若将其移至试管口, ,不能提不能提供反应所需的水蒸气供反应所需的水蒸气,B,B项不正确项
22、不正确; ;铁丝网罩住酒精灯火焰铁丝网罩住酒精灯火焰, ,可以起到防风可以起到防风作用作用, ,有利于集中加热有利于集中加热,C,C项正确项正确; ;肥皂泡在该实验中可以起到肥皂泡在该实验中可以起到“收集氢气收集氢气”的作用的作用,D,D项正确。项正确。5.5.(2018(2018安徽淮北实验高级中学期中安徽淮北实验高级中学期中) )将钠和锌各将钠和锌各 0.3 mol 0.3 mol 分别放入分别放入100 mL 100 mL 1 mol/L1 mol/L盐酸中盐酸中, ,同温同压下产生气体的体积比是同温同压下产生气体的体积比是( ( ) )A.31A.31B.13B.13C.11C.11D.32D.32A A
