金属的化学性质课件人教必修.ppt

第三章金属及其化合物,第一节金属的化学性质,第一课时,一、金属的通性,分布特征,地壳中含量最多的金属元素是铝，其次铁、钙、钠。,化合态：元素在化合物中的存在形态,游离态：元素在单质中的存在形态,除金、铂等少数极不活泼金属外，大多数金属元素在自然界中以化合态存在。,地壳中元素的含量：O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg,地球上的金属以单质形式存在的是极少数（如Ag、Pt、Au)。,银白色Ag,金黄色Au,常见的矿石,赤铁矿主要成分是Fe2O3,黄铁矿主要成分是FeS2,菱铁矿主要成分是FeCO3,铝土矿主要成分是Al2O3,绝大多数金属是以化合态存在于自然界,金属的一些物理性质,物理通性,2、金属的颜色、光泽,3、良好的导电、导热性,绝大多数金属都是银白色，具有金属光泽，少数金属是特殊颜色。如铜是紫红色，金是金黄色。,4、延展性,延性：拉成细丝的性质。展性：压成薄片的性质。,1、金属在常温下的状态,除汞是液体外，其他在常温下都是固体。,一、金属的通性,金属使用的早晚与金属活动性关系,年代,商朝司母戊鼎,春秋时期的铁锄和铁器,现代用电解法冶炼铝,小结,思考与交流,1.以Fe为例，说明金属能发生哪些化学反应？,2.分析下列图片，写出反应的化学方程式。若是离子反应的，写出离子方程式。,3、依据Na、Mg、Al的原子结构示意图，分析它们的原子结构有什么特点，与金属的化学性质有什么联系？,金属最外层上的电子一般少于4个,反应中容易失去电子,表现出较强的还原性。(做还原剂）,Na,Mg,Al,化学通性,4、最外层电子少，易失电子，表现出还原性，化合态金属元素只有正化合价,1、易与氧气反应，得到氧化物,2、活动性排在氢前的金属元素与酸反应得到盐和氢气,3、与盐反应，置换出活动性弱的金属单质,一、金属的通性,Mne-=Mn+,（一）钠与氧气的反应,讨论：从以上实验,我们了解到金属钠的哪些物理和化学性质？,从煤油中取一小块金属钠,用刀切去一端的外皮,观察实验现象。,二、金属与非金属的反应,实验视频,二、金属与非金属反应,钠与氧气反应,（1）常温下反应,实验3-1,钠的物理性质：,颜色：,银白色,金属光泽的固体,状态：,硬度：,质软，可用小刀切割,钠的取用镊子（不能用手接触）,切割金属钠要注意实验安全!,煤油要用滤纸擦干,切割在滤纸或玻璃片上进行,保存在石蜡油或者煤油中,*反应条件不同，产物不同,常温下,4Na+O2=2Na2O,（白色）,加热下,-1,失去e-，化合价升高，被氧化,得到2e-，化合价降低，被还原,失去4e-，化合价升高，被氧化,得到4e-，化合价降低，被还原,结论：钠的化学性质很活泼，在常温或加热的条件下都能跟氧气反应。（条件不同，现象不同，产物不同。）,不稳定,稳定,钠与氧气反应,2Na+O2=Na2O2(淡黄色),还原剂,氧化剂,氧化剂,还原剂,类推：钠也能与S、Cl2等非金属单质反应。,(二)铁、镁和铝分别与氧气反应,二、金属与非金属反应,二、金属与非金属反应,二、金属与非金属反应,2、金属钠露置在空气中会发生怎样的变化呢？,钠在空气中的变化：表面变暗(生成Na2O)变为白色固体(生成NaOH)表面形成溶液(NaOH潮解)结块(生成Na2CO310H2O)最后变成白色粉末(风化生成Na2CO3),1、铝和铁谁更活泼？将一根铝线和一根铁线放在野外哪个更容易生锈？,思考:,铝，铁更容易生锈，因为表面的氧化膜较疏松，不能阻止内部金属继续被氧化。,2Na+2H2O=2NaOH+H24Na+O2=2Na2ONa2O+H2O=2NaOH2NaOH+CO2=Na2CO3+H2ONa2CO3+10H2O=Na2CO310H2ONa2CO310H2O=Na2CO3+10H2O,写出相应的化学方程式（6条）,现象：铝箔熔化，表面失去光泽，熔化的铝并不滴落，好象有一层膜兜着。,三、金属与水的反应,(一)金属钠和水的反应,金属钠的密度小于水,产生的气体推动金属钠来回游动,反应放热，钠的熔点较低,剧烈反应，产生气体并燃烧,有碱性物质生成,实验视频,失去2e-，化合价升高，被氧化,得到2e-，化合价降低，被还原,还原剂,氧化剂,2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2,物理性质：为银白色的固体，质软，密度比水还小(0.97g/cm3)，熔点较低(97.87)。,小结：钠的物理性质和化学性质,注意：钠与水、酸反应的实质是与H+的反应，酸里面的H+浓度大，所以钠与酸反应更快。,思考讨论：,1、钠易与空气中的氧气、以及水反应，实验室中应如何保存钠？保存在盛有煤油的试剂瓶中。2、当在火灾现场有大量钠存在时，应怎样灭火？干燥的沙土灭火。3、将一小块金属钠投入CuSO4溶液中，可观察到什么现象？写出发生的化学方程式。观察到现象：反应剧烈，钠熔成小球，浮在水面上，迅速游动，嘶嘶作响，溶液中同时出现蓝色沉淀。2Na2H2O=2NaOHH2，CuSO42NaOH=Cu(OH)2Na2SO4,思考：1、如果将一小块金属钠投入到CuSO4溶液中，会有哪些现象，请写出化学方程式。,2Na+2H2O=2NaOH+H2,2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4,钠浮在液面，熔为一光亮的小球，并且四处游动，发出“嘶嘶”的声音，溶液中有蓝色沉淀生成。,2、请写出钠与氯化铁溶液反应的化学方程式。,FeCl3+3NaOH=3NaCl+Fe(OH)3,2Na+2H2O=2NaOH+H2,(二)镁、铝和铁分别与水反应,三、金属与水的反应,视频1,1、镁和铝分别与热水反应,视频2,3、铁与水反应,铁粉与水蒸气反应，应从水蒸气的产生、铁粉与水蒸气反应、反应产物的检验等环节讨论反应装置的设计,三、金属与水的反应,2、铁与水蒸气的反应,（实验视频）,4、金属与水反应小结,2Na+2H2O=2NaOH+H2,2K+2H2O=2KOH+H2(剧烈，氢气易爆炸),结论：金属性越强，越容易与水反应,三、金属与酸和水的反应,四、金属与酸的反应,位于金属活动性顺序表中氢()之前的金属都能与酸发生化学反应，金属越活泼越容易与酸反应。,Fe+2HCl=FeCl2+H2,2Al+6HCl=2AlCl3+3H2,2Na+2HCl=2NaCl+H2,Mg+2HCl=MgCl2+H2,注意：钠与酸反应时，如酸过量则钠只与酸反应，如酸不足量则钠先与酸反应再与水反应。,实验视频,活泼金属可将不活泼金属从它的盐溶液中置换出来,五、金属与盐溶液的反应,注意：Na与CuSO4溶液反应时，不能置换出单质Cu，因为Na太活泼，它首先是与水发生反应。,实验视频,小结,Na2O(常温)Na2O2(加热),MgO,Fe2O3(常温)Fe3O4(点燃),NaOH+H2,盐+H2,盐+H2,盐+H2,氢氧化物+H2,镁盐+另一金属,铝盐+另一金属,铁盐+另一金属,Al2O3,Fe3O4+H2,盐+H2,Mg(OH)2+H2,Al(OH)3+H2,六、铝与氢氧化钠溶液的反应,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、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。,2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2,失去6e-，化合价升高，被氧化,得到6e-，化合价降低，被还原,还原剂,氧化剂,七、物质的量在化学中的应用：,1、化学方程式的计量数之比等于物质的量之比,2、同一物质下面对应的物理量（包括单位）一致即可。,1、把6.5gZn放入足量盐酸中，锌完全反应。计算：(1)6.5gZn的物质的量；(2)参加反应的HCl的物质的量；(3)生成H2的体积（标准状况）。,【练习】,(3)Zn+2HCl=ZnCl2+H2,1mol22.4L,0.1molV(H2),答：(1)6.5gZn的物质的量是0.1mol；(2)有0.2molHCl参加了反应；(3)生成H2的体积在标准状况下是2.24L。,(2)Zn+2HCl=ZnCl2+H2,12,0.1moln(HCl),(1)Zn的摩尔质量是65g/mol。,已知：,假定Zn不过量，代入方程式中求硫酸的物质的量：,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,1mol1mol,0.1mol0.1mol,求得的硫酸为0.1mol0.102mol，即假设成立，硫酸过量，用锌的量代入计算。,设：,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,1mol1mol,0.1molxmol,列比例式，解得：,答：把6.5gZn加入到过量的稀硫酸中，可产生标况下的氢气体积2.24L。,2、把6.5gZn加入到50g20%的稀硫酸中，可产生标况下的氢气体积多少升？,3、将足量铝粉投入20mLNaOH溶液中，充分反应后放出标况下氢气的体积为6.72L，求NaOH溶液的浓度。,已知：,求：,设：,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,2mol3mol,xmol0.3mol,列比例式，解得：,答：NaOH溶液的物质的量浓度为10.0mol/L。,4、金属钠1.15g跟水反应，得到100mL溶液，试计算：(1)生成的气体在标准状况下是多少升？(2)反应后所得溶液的物质的量浓度是多少？,设生成标准状况下气体的体积为V，NaOH的物质的量为nmol。,2Na+2H2O=2NaOH+H2,2mol2mol22.4L,0.05molnmolVL,答：(1)生成的气体在标准状况下是0.56升；(2)反应后所得溶液的物质的量浓度是0.5mol/L。,已知：,1、下列元素在自然界中能以游离态存在的是（）A.NaB.MgC.AlD.Au,课堂练习,D,2、金属钠着火时，可以灭火的物质是（）A水B沙子C煤油D二氧化碳3、下列各组物质相互反应后，没有碱生成的是（）ACaO溶于水B红热的Fe和水蒸气C金属Na投入水中DNa2O投入水中4、你认为下述说法是否正确，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。,B,B,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