3.1 金属的化学性质

,铁,金,来宾高级中学化学组,第一节金属的化学性质,第三章金属及其化合物,一、金属的通性,1、自然界中金属元素的存在形态及含量,2、金属物理通性,3、金属的化学通性,（1）金属元素的原子结构特点,（2）归纳金属的化学通性,金属与非金属的反应（以钠与氧气的反应为例）,金属与酸和水的反应（以钠与酸和水的反应为例）,4、铝与氢氧化钠溶液的反应,二、物质的量在化学方程式计算中的应用,学习,来宾高级中学化学组,一、金属的通性,1、自然界中金属元素的存在形态及含量,元素的存在形态有,元素以化合物的形式存在,元素以单质的形态存在,化合态：,游离态：,（1）自然界中金属元素的存在。绝大部分以存在；极少数以存在，如Au等。,化合态,游离态,地球上的金属以单质（如Ag、Pt、Au)形式存在的是极少数,银白色Ag,金黄色Au,常见的矿石,赤铁矿(Fe2O3),黄铁矿(FeS2),菱铁矿(FeCO3),铝土矿(Al2O3),绝大多数金属是以化合态存在于自然界,地壳中含量最高的元素是，其次是。地壳中含量最高的金属元素是，其次是。,（2）金属元素在地壳中的含量。,Si,O,Al,Fe,2、金属物理通性,物理通性（46页）,金属的颜色、光泽,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。,延展性,延性：拉成细丝的性质。展性：压成薄片的性质。,金属在常温下的状态,除汞是液体外，其他在常温下是固体；,自主归纳,（1）以Fe为例，说明金属能发生哪些化学反应？,与氧气反应,与酸反应,与某些盐溶液反应,Fe+HCl=FeCl+H2,Fe+CuCl2=FeCl2+Cu,3、金属的化学通性,与氯气、硫、水蒸气（高温）等,（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,画出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。(常做还原剂）,Na,Mg,Al,（2）金属元素的原子结构特点,结构决定性质,M-ne-=Mn+,金属单质易失电子，表现还原性,1）易与氧气反应，得到氧化物。（除稳定的极少金属外）,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，置换出活动性较弱的金属单质,一、金属的通性,KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu,3、金属的化学通性,一、金属与非金属反应,1.钠与氧气反应,（1）钠与氧气在常温下的反应（实验3-1）,切开后的切口处露出银白色金属光泽。切口在空气中露置一会儿，会逐渐变暗。,钠的化学性质活泼,极易与空气中的氧发生反应,4Na+O2=2Na2O,注意：取用一小块钠后剩余的钠必须放回原瓶且应密封保存，同时不与水接触，切记遵守实验室规则！,具体实例47页,(1)钠先熔化(2)燃烧，燃烧时火焰呈黄色，(3)最后留下的固体呈淡黄色。,钠的熔点较低，钠与O2反应，条件不同，现象不同，产物不同,（2）钠在氧气中燃烧,(淡黄色),常温下,4Na+O2=2Na2O,（白色）,加热下,-1,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,较稳定,钠与氧气反应（小结）,2Na+O2=Na2O2(淡黄色),2.铁、镁和铝分别与氧气反应,（1）铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁3Fe+2O2=Fe3O4,一、金属与非金属反应,点燃,（2）镁在氧气中燃烧生成氧化镁2Mg+O2=2MgO,点燃,现象？,现象？,科学探究P48,铁、镁、铝与氧气的反应,(3)铝与氧气的反应,失去光泽，铝箔熔化，熔化的铝并不滴落，好像有一层膜兜着。,提示：氧化铝的熔点是2050，高于铝的熔点(660)。,实验1未打磨的铝箔的加热。,思考：为什么会有上述现象？,现象：,除去铝箔表面的保护膜后，再加热至熔化,熔化的铝仍不滴落,现象：,实验2打磨过的铝箔的加热呢？,解释：铝表面很容易生成致密、熔点高的氧化铝包在铝的外面，所以熔点低的铝融化后不会滴下来，也不能和氧气接触而燃烧。,人们日常用的铝制品耐腐蚀的原因？,金属与氯气、硫等非金属的反应,小结,金属单质在一定条件下能和氧气、氯气或硫等非金属单质反应，生成相应的氧化物、氯化物或硫化物，金属表现还原性非金属表现氧化性；越活泼就越易反应。,二、金属与酸和水的反应,1、钠和水的反应,实验3-3,现象？,从现象说钠的哪些性质？,反应式？,现象：,反应：,解释：,.钠与水的反应,现象：,反应：,2Na+2H2O=2NaOH+H2,（钠密度比水小）,(反应放热，钠熔点低）,（剧烈反应,有气体生成）,（产物溶液呈碱性）,解释：,（钠与水完全反应）,.钠与水的反应,保存：为什么要保存在煤油（或石蜡油）中？,不和煤油反应，密度比煤油大，能隔绝空气和水。,钠的保存,活泼金属着火，不能用水火灭。,其他金属与水的反应如何？,Mg+2H2O(冷水）(不反应）Mg+2H2O(热水）=Mg(OH)2+H2,例：,2.铁粉与水蒸气反应,实验现象,铁与水蒸气反应，铁粉红热，点燃肥皂泡可听到爆鸣声,设计原理：当加热试管时，湿棉花中的水受热变为水蒸气，跟试管中的铁粉在加热条件下反应产生氢气，H2沿导管通人到肥皂液中鼓起大量充满H2的气泡，用火柴点燃产生爆鸣声以检验H2,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,其他方案？,金属越活泼越易与水反应,1.预测金属钠与盐酸的反应的现象。,钠与酸反应比与水反应剧烈。由于钠与水反应，实质上是钠跟水电离出的H+反应；而酸中的H+浓度比水中H+浓度大。,思维拓展:,钠与酸反应的离子方程式:2Na+2H+=2Na+H2,钠投入酸溶液中，先考虑钠与酸反应，若钠有余在考虑钠与水反应。,思维拓展,2Na+2H2O=2NaOH+H22NaOH+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4蓝色沉淀,钠和盐溶液反应,实质：钠先和水反应，生成的氢氧化钠再与某些盐反应。,例如：钠和CuSO4溶液反应,钾、钠等与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属。,2.若将金属钠投入到硫酸铜溶液中，能否置换出铜来呢？,现象？原因？,三、铝与氢氧化钠溶液的反应,在2支小试管里分别加入5ml盐酸和5ml氢氧化钠溶液，再分别放入一小段铝片。观察试验现象,开始现象不明显一会儿后有少量气泡产生，后来气泡逐渐增多试管很热将点燃的木条放在试管口时，都有爆鸣声,氧化膜与酸、碱发生反应铝与酸、碱反应产生气体反应放热生成氢气,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,Al与强碱溶液反应：,Al与盐酸溶液反应：,2Al+6HCl2AlCl3+3H2,2Al+6H+2Al3+3H2,2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2,认真分析以上反应，你发现什么？,思考：1.等质量的铝片与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，所得氢气体积比是多少？2.等体积同浓度的盐酸和氢氧化钠溶液分别与足量的铝反应，生成的氢气体积比是多少？,11,13,不相等，后者产生的氢气较多,3.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，两者放出的氢气是否相等？,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。,小结,活泼金属在常温下，在空气中就能被迅速氧化。如钠、钾、钙等。加热时可以剧烈燃烧。较活泼的金属在常温下能与氧气反应，如铝、镁、锌等。还有一些金属即使在高温下也不能与氧气反应，如金、银、铂等。,镁、铝、锌等金属容易形成致密的氧化保护膜，因此，能在空气中稳定地存在。活泼金属在常温下就能与水发生剧烈的反应，如钠、钾等。有些金属在高温条件下能与水反应，如铁。大多金属不与冷水或热水反应。铝有一个特殊的性质，能与碱溶液反应生成氢气。,课时作业（十三）,课时作业（十二）,四、物质的量在化学方程式计算中的应用,52页,2CO+O2=2CO2,分子个数比,2：1：2,扩大6.021023倍,26.021023：6.021023：26.021023,物质的量之比,2mol：1mol：2mol,质量之比,56g：32g：88g,化学计量数之比,2：1：2,体积之比,这个反应方程式的化学计量数可以表示哪些意义？,2：1：2,交流研讨,四、物质的量在化学方程式计算中的应用,52页例题,注意：,代在方程式下面列比例的量可是质量或物质的量，气体还可代体积；但上下单位要一致。,1、标准状况下，把2.7g铝放入足量NaOH溶液中，铝完全反应。计算：（1）参加反应的NaOH的物质的量；（2）产生H2的体积。,/67.2L,0.1mol,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,2mol,2mol,3mol,0.1mol,0.15mol,/3.36L,迁移应用,2、标准