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金属及其化合物,北京师范大学密云实验中学 刘超,回顾与思考:,周期表中有80多种金属,最常见的金属有哪些? 我们已经学习了哪些金属? 学习这些金属及其化合物的思路是什么? 学习某种物质要研究哪些方面内容?,常见金属活动顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au 学习金属的思路:金属 氧化物 氢氧化物 盐 研究內容: 物理性质 化学性质 制法 用途,思考与讨论:,金属在物理性质上有哪些共性? 金属原子最外层电子数特点,决定了金属有哪些化学性质? 观看下列图片,归纳金属能和哪些物质发生反应?,一、金属的性质,1.金属的物理性质：（共性） 有金属光泽、易传热、易导电，有延展性、可塑性， 常温下除汞（液态）以外都是固体 。 金属原子的最外层电子排布特点: 金属原子最外层电子数较少。易失去最外层电子。 有还原性. 2.金属的化学性质 金属与非金属、水、酸、盐等反应.,金属原子失电子趋势，金属性、还原性变化,Na Mg Al Fe Cu,逐渐减弱，金属性、还原性逐渐减弱,(1)与氧气的反应,4Na + O2 = 2Na2O（白色）,4Al + 3O2 = 2Al2O3,3Fe + 2O2 = Fe3O4（黑色）,2Na + O2 = Na2O2（淡黄色）,(2)金属与水反应,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2,Mg + 2H2O =Mg(OH) 2 + H2,3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au,与冷水反应,与热水反应,与水蒸气反应,不与水反应,高温,(3)与非氧化性酸的反应,Mg + 2HCl = MgCl2 + H2,2Al + 6HCl = 2AlCl3 + H2,Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,金属活动顺序中，H以后的金属不与盐酸、稀硫酸反应,但是和稀硝酸反应，原因是：硝酸具有强氧化性,(4)与氧化性酸的反应,Cu+2H2SO4 （浓）= CuSO4+SO2+2H2O 2Fe + 6H2SO4(浓) = Fe2(SO4)3 + 3SO2+6H2O Cu+4HNO3（浓）= Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 3Cu+8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,常温下，浓硫酸、浓硝酸可用铁槽车或铝槽车运输， 这是因为常温下，浓硫酸可使铁或铝的表 面生成一层致密的氧化膜，阻止了内部金 属与浓硫酸进一步反应，这种现象叫做 钝化。,(5)与盐溶液的反应,Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu,Na与CuSO4溶液反应的化学方程式:,2Na + CuSO4 + 2H2O = Na2SO4 + Cu(OH) 2 + H2 ,注意：活泼金属与盐溶液反应时，首先与水反应，然后与盐反应。,思考与讨论,金属的冶炼有哪些方法?这些方法与金属活泼性有关吗?,3.金属的冶炼,活泼金属：K、Ca、 Na、Mg、Al用电解法。 较活泼金属：Zn、Fe、Sn 、Pb、Cu用还原剂法。 不活泼金属：Hg、Ag、Pt、Au用加热法,2、化学性质：,、少数金属氧化物能与水反应，生成可溶或微溶的碱。,Na2O + H2O = 2NaOH,CaO+ H2O = Ca(OH)2,、多数金属氧化物是碱性氧化物能与酸反应，生成盐和水。,MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O,Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O,CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O,思考与讨论,Na 、 Mg 、Al 、 Fe氧化物有哪些? 颜色、状态如何? 从性质上怎样分类? 有那些化学性质?,二、金属氧化物的性质,1.物理性质：氧化钠、氧化镁、氧化铝均是白色固体，氧化铁是红褐色固体，氧化亚铁，四氧化三铁，氧化铜是黑色固体，过氧化钠是淡黄色固体。,特殊：氧化铝是两性氧化物，与酸和碱反应都 生成盐和水。 过氧化钠是复杂氧化物与水反应生成碱和 氧气，与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，过 氧化钠有强氧化性。,三、金属的氢氧化物,讨论问题：常见的金属氢氧化物 有哪些？哪些是强碱？,白色固体：NaOH、KOH、 Ba(OH)2、Ca(OH)2 Mg(OH)2、Al(OH)3、Fe (OH)2 红褐色固体：Fe(OH)3 蓝色固体：Cu(OH)2 易溶于水强碱:NaOH、KOH、 Ba(OH)2、 难溶碱受热分解生成金属氧化物和水。 特性：Al(OH)3是两性氢氧化物； Fe(OH)2 易被氧化。,讨论问题： 铝土矿中含有杂质氧化铁和二氧化硅, 设计方案如何从铝土矿中制取铝?,小组讨论归纳 工业冶炼铝的流程,铝土矿：主要成分为Al2O3还有少量的Fe2O3 等杂质,每步的化学反应是什么？,想一想,讨论问题： 常见的金属阳离子有哪些？如何检验这些金属离子呢?,除杂,几种金属的焰色：,Li Na K Ca Sr Ba Cu,紫红 黄 紫 砖红 洋红 黄绿 绿,2.常见离子检验的化学方法 Ba2+加入SO42-产生白色沉淀，再加入稀HNO3或盐酸沉淀不溶解。 Mg2+加入过量强碱产生白色沉淀。 Al3+加入过量强碱先产生白色沉淀，后消失。 Cu2+加入OH-产生蓝色沉淀。 Ag+加入Cl-产生白色沉淀，此沉淀不溶于稀 HNO3. Fe3+加SCN-产生血红色溶液;或加氢氧化钠产生红褐色沉淀. Fe2+加NaOH产生红白色沉淀迅速转化灰绿色最后转化红褐色沉淀;或加SCN-无现象,再加氯水产生血红色溶液.,三、金属及其化合物转化 1.钠及其化合物的相互关系:,NaCl,Na,NaOH,Na2CO3,NaHCO3,Na2O2,Na2CO310H2O,Na2O,2.铝及其化合物的知识网络如下：,3.铁及其重要化合物、Fe2+与Fe3+的关系，Fe3+的检验方法。,Fe,FeCl2,Fe(OH)3,Fe(OH)2,Fe3O4,Fe2O3,FeCl3,Fe2+,Fe3+,Fe,还原剂(如Al),强氧化剂(如Cl2、O2、HNO3),弱氧化剂(如S、I2),强氧化剂,还原剂(如Fe粉), Fe3+遇SCN一显红色，可利用这一反应来检验Fe3+的存在。,铁三角：,2、将一小块钠投入下列溶液时，既能产生气体又会出现沉淀的是（ ） A稀H2SO4 BNaOH溶液 CCuSO4溶液 DMgCl2溶液,3、将一小块金属钠久置于空气中，有下列现象：生成白色粉末；变暗；生成白色固体；发生潮解变为液体，这些现象的先后顺序是（ ） A B C D,1、钠与水反应时产生的各种现象如下：钠浮在水面上；钠沉在水底；钠熔化成小球；小球迅速游动逐渐减小，最后消失；发出嘶嘶的声音；滴入酚酞后溶液显红色。其中正确的一组是（ ） A B全部 C D,D,CD,C,巩固与练习,巩固与练习,4下列属于碱性氧化物的是（ ） 属于酸性氧化物的是（ ） 属于两性氧化物的是（ ） ACO2 BFe2O3 C Al2O3 DCO,B,A,C,5将二氧化碳通入下列溶液中,最终一定会有沉淀的是( ) A.氢氧化钠溶液 B.澄清石灰水 C.偏铝酸钠溶液 D.氯化钙溶液,c,7、下列各反应过程中，没有发生Fe3+ Fe2+变化的是( )。 A向稀硝酸中逐渐加入过量的铁屑 B用三氯化铁溶液腐蚀铜版制作印刷电路板 C向氯化亚铁溶液中通氯气 D过量的稀硫酸与铁屑反应,6、常温下，铝片不能溶于浓硝酸却能溶于氢氧化钠溶液，原因是_，有关铝片溶于NaOH溶液的化学反应方程式是_ 。,CD,铝片在浓硝酸中发生钝化，生成致密的氧化膜,2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 +3H2 ,巩固与练习,8.已知AK所代表的各物质都是中学化学里常见的物质，且I是具有磁性的物质，D和K都具有两性。一定条件下，各物质间的相互反应转化关系如下图所示：,请回答：（1）写出有关物质化学式： D是 ，H是 。 （2）写出下列反应的方程式： G+ J K CF HI 。,巩固与练习,9.某次化学兴趣小组活动上，三组学生分别用图示甲、乙两装置，探究“NaHCO3和Na2CO3与稀盐酸的反应”，按表中的试剂用量，在相同条件下，将两个气球中的固体粉末同时倒入试管中(装置的气密性已检查) 请回答： (1)各组反应开始