金属及其化学性质0.ppt

1、马踏飞燕（东汉）,司母毋方鼎（商朝）,18开黄金和铱合金做的钢笔尖,精致的金属饰品,有金属光泽； 导电、导热性； 良好的延展性和机械加工性；,易失电子，具有还原性； 能与非金属单质、酸、水 及某些盐反应；,金 属 的 通性,物理:,化学：,第三章 金属及其化合物,第一节 金属的化学性质,Na（活泼）,Al（两性）,Fe（变价）,活动性减弱 还原性减弱,钠的物理性质：,钠保存在煤油中说明：密度比煤油大，不与煤油反应； 钠可能与空气中某些物质反应。钠能切割：质软；具有金属光泽的银白色金属。,【实验3-1】金属钠是怎样保存的，能否用小刀进行切割？,有金属光泽的银白色固体； 质软； 密度大于煤油、小于

2、水； 熔、沸点低； 具有良好的导电性、导热性、延展性等。,一、金属与非金属的反应,（一）金属与O2反应,1.Na与O2,现象：切开的光亮的金属断面很快地变暗。,4Na + O2 = 2Na2O（白色）,a.常温下,b.加热时,【实验3-2】把一小块钠放在坩埚中加热，观察,现象：在空气中燃烧，先熔化成闪亮的小 球，后发出黄色火焰，生成淡黄色固体。,2Na + O2 = Na2O2 （淡黄色）,加热,注意： Na与O2反应条件的不同，产物不同； Na2O加热时会生成Na2O2，Na2O2更稳定。,思考2：实验室将钠保存在煤油或石蜡油中，为什么？,易与空气中的氧气、水等反应。,思考1：工业上用金属钠

3、制取Na2O，通常采用下法：2NaNO3+6Na=4NaNO2+N2试说明为什么不采用钠在氧气中燃烧的方法而采用此法制Na2O的原因？,思考,思考3：将切开的金属Na露置在空气中会出现哪些现象？最终得到什么物质？, 变暗,生成Na2O,生成NaOH,表面形成溶液,NaOH潮解,变成白色固体,生成Na2CO310H2O,变成白色粉末,Na2CO310H2O风化 变成Na2CO3,变成白色固体,现象,原因,一、金属与非金属的反应,（一）金属与O2反应,2.Al与O2,4Al + 3O2 = 2Al2O3（白色）,a.常温下：,b.加热时,P48【科学探究】,现象：铝箔熔化，失去了光泽，熔化的铝并不

4、滴落，好像有一层膜兜着。没有燃烧。,在空气中发生缓慢氧化（同Mg），表面生成一层致密的Al2O3薄膜，阻止反应的进一步发生，具有良好的抗腐蚀性能。,表面的氧化膜保护了铝，氧化铝熔点（2050）高于铝（660），像网兜一样包在铝的外面，使之熔化而不滴落。,c.在纯氧 中点燃：,现象：剧烈燃烧，发出耀眼白光，产生大量白烟。,4Al + 3O2 = 2Al2O3（白色）,点燃,一、金属与非金属的反应,（一）金属与O2反应,3.Fe与O2,a.常温下：,b.加热时,空气中不燃烧。,在潮湿的空气中发生缓慢氧化，生成铁锈，疏松多孔，不能保护内层的金属。,c.在纯氧 中点燃：,剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固

5、体。,3Fe + 2O2 = Fe3O4（黑色）,点燃,常温下与氧气，极易反应的是K、Na、Ca；生成致密氧化膜的是Mg、Al；干燥空气不宜被氧化的是Fe、Cu；与氧气不反应的是Ag、Pt、Au。,一、金属与非金属的反应,（二）金属与Cl2反应,1.Na与Cl2,点燃,2Na+Cl2 = 2NaCl,现象：剧烈燃烧，产生大量白烟。,2.Al与Cl2,点燃,2Al+3Cl2 = 2AlCl3,现象：剧烈燃烧，产生大量白烟。,3.Fe与Cl2,点燃,2Fe+3Cl2 = 2FeCl3,现象：剧烈燃烧，产生棕黄色的烟。,4.Cu与Cl2,点燃,Cu+Cl2 = CuCl2,现象：剧烈燃烧，产生棕色的

6、烟。,一、金属与非金属的反应,（三）金属与S反应,1.Na与S,研磨,2Na+S = Na2S,2.Fe与S,加热,Fe+S = FeS,3.Cu与S,加热,2Cu+S = Cu2S,注意： Fe3O4、FeCl3 、 Cu2S 等都能通过单质 直接化合得到； FeCl2 、 CuS 等不能。,二、金属与水的反应,（一）钠与冷水反应,现象：,反应方程式：,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2,（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：,（有气体燃烧）,钠浮在水面,熔成闪亮的小球,向各个方向游动, 溶液变成红色,【实验3-3】,发出嘶嘶

7、的响声,实质：2Na + 2H2O = 2Na+2OH- + H2,思考1：钠着火应该怎么处理？,用干燥的沙土灭火。,思考2：把绿豆大小的一块钠（吸干表面的煤油），投入到盛有煤油和水混合物的试管中，有何现象？,钠在煤油和水的分界面处上下跳动，直到完全反应。,K、Ca、Na等金属都能与冷水剧烈反应。,BD,二、金属与水的反应,（二）Mg与冷水反应缓慢，与沸水反应快； Al与冷水很难反应（铝壶能烧水）,（三）Fe与高温水蒸气反应,Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2,加热,试管口应？,酒精灯应先加热放湿 棉花的位置，再移至 还原铁粉的位置。,加热一会儿后再将导 管插入肥皂液，为何？,实

8、验结束应？,现象：反应产生了气体，点燃肥皂泡发出爆鸣声，反应后固体仍呈黑色。,化学方程式：,3Fe + 4H2O(g) = Fe3O4 + 4H2,三、金属与酸的反应,（一）钠与酸反应（更剧烈）,2Na+2HCl=2NaCl+H2 2Na+2H+=2Na+H2 ,思考：盐酸中有HCl、H2O，钠先与谁反应？,规律：Na先与酸反应，再与溶液中的水反应。 溶液中的水常足量，此时H2的量取决于Na的量。,（二）其他金属（位于H前）也能与酸反应，置换出H2,练习,2. 将足量的Na、Mg、Al分别投入溶质等物质的量的 盐酸中，同温同压下产生气体的体积关系为,1. 将等物质的量的Na、Mg、Al分别投入

9、足量的HCl中，同温同压下产生气体的体积比为,HCl足量时，产生H2的多少由金属决定， 2Na+2HCl=2NaCl+H2 2Mg+4HCl=2MgCl2+2H2 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2,1:2:3,金属足量时，产生H2的多少决定于酸的量， 6Na+6HCl=6NaCl+3H2 3Mg+6HCl=3MgCl2+3H2 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 但钠还要与水反应产生氢气。,NaMg=Al,三、金属与盐溶液的反应,（一）钠与盐溶液反应,【实验】,如：Na与CuSO4溶液,现象：“浮、熔、游、响”， 同时生产蓝色沉淀。,先与H2O反应： 2Na+2H2O=2NaOH+H

10、2 再与NaOH反应：2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4 总反应： 2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2+Na2SO4+H2,规律：Na先与水反应，生成的NaOH再与盐酸反应。,把一小块钠分别投入到FeCl3溶液、饱和NaCl溶液、(NH4)2SO4溶液中，有何现象产生？写出相关的方程式。,思考,6Na+6FeCl3+6H2O=2Fe(OH)3+6NaCl+3H2 2Na+(NH4)2SO4 = Na2SO4+2NH3+H2,把金属钠投入到下列溶液中，溶液质量会 减轻的是（ ） A、H2SO4 B、（NH4)2SO4 C、FeCl3 D、 CuSO4,CD,2Na+H

11、2SO4=Na2SO4+H2 2Na+(NH4)2SO4=Na2SO4+2NH3+H2 6Na+6FeCl3+6H2O=2Fe(OH)3+6NaCl+3H2 2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2 +Na2SO4+H2,三、金属与盐溶液的反应,（一）钠与盐溶液反应,（二）除K,Ca,Na外的其余金属，“强置弱”,四、Al与NaOH溶液的反应,【实验】,2Al+2NaOH+2H2O = 2NaAlO2+3H2,现象：产生大量气泡，铝片溶解，点燃气体时发 出爆鸣声。,实质：,2Al+6H2O = 2Al(OH)3+3H2,2Al(OH)3+2NaOH = 2NaAlO2+4H2O,2Al+2

12、NaOH+6H2O = 2NaAlO2+3H2+4H2O,还,氧,还,氧,非氧非还,电子转移？,2Al+2OH-+2H2O = 2AlO2-+3H2,应用：1.该反应可用于区别Mg(Fe)与Al， 或用于除去Mg(Fe)粉中的Al。 2.Al既能与酸反应又能与碱反应，故不 宜用来蒸煮或长时期存放酸性、碱性 或咸的食物。,向一个铝制的易拉罐中充满CO2，然后往罐中注入足量的NaOH溶液，立即用胶布严封罐口。不久会儿听到罐内“咔咔”作响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿易拉罐又鼓起来。 （1）易拉罐变瘪的原因是_, 反应的离子方程式为_； （2）易拉罐又鼓起来的原因是_, 反应的离子方程式为_；,NaO

13、H吸收了CO2,练习,2OH-+CO2 = CO32-,铝表面氧化膜溶解后，Al与NaOH反应生成了H2,2Al+2OH-+2H2O = 2AlO2-+3H2,Al分别与盐酸、NaOH溶液反应的问题：,（1）等物质的量Al分别与足量盐酸、NaOH溶液反应时 ，产生H2的体积比为_ （2）足量Al分别与含等物质的量溶质的盐酸、NaOH 溶液反应时，产生H2的体积比为_,1:1,1:3,甲、乙两烧杯中各盛有100ml 3mol/L的盐酸和 氢氧化钠溶液。向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比V甲：V乙=1:2，则加入铝粉的质量为（ ） A 5.4g B 3.6g C 2.

14、7g D 1.8g,A,（3）一定量的量Al分别与含等物质的量溶质的盐酸、 NaOH溶液反应，若产生H2的体积比介于1/31 之间，则必定是： a. Al与NaOH溶液反应时，Al不足而NaOH过量； b. Al与盐酸反应时，Al过量。,钠的存在： 只能以化合态存在， 主要以NaCl形式存在， 也有Na2SO4、Na2CO3、NaNO3等形式。 钠的用途： 制过氧化物； 制取钛、锆等金属； 钠、钾合金用作原子反应堆的导热剂； 制高压钠灯,五、金属的存在,4Na+TiCl4 = 4NaCl+Ti,熔化,金属有较强的还原性，因此自然界中金属大多以化合态存在，只有极少数不活泼的金属（如金）以游离态存

15、在。,第2节 几种重要的金属化合物,一、钠的氧化物,（一）氧化钠,1.化学式：,Na2O(O为-2价)，,阳离子：阴离子=,4.分类：,碱性氧化物,2.颜色状态：,白色固体,3.稳定性：,不稳定,5.化学性质：, 与H2O,Na2O+H2O=2NaOH, 与CO2,Na2O+CO2=Na2CO3, 与盐溶液,先与H2O反应，再考虑NaOH能否与盐发生反应。,如：CuCl2溶液, 与酸,Na2O+2HCl=2NaCl+H2O,2:1,一、钠的氧化物,（二）过氧化钠,1.化学式：,Na2O2 (O为-1价)，,阳离子：阴离子=,4.分类：,不是碱性氧化物,2.颜色状态：,淡黄色固体,3.稳定性：,

16、稳定,5.化学性质：, 与H2O反应,2Na2O22H2O=4NaOHO2,实质：2Na2O24H2O= 2H2O24NaOH,2H2O2 = 2H2O O2,2Na2O24H2O=4NaOH 2H2OO2,氧、还,还,氧,2:1,电子转移？,Na2O2在水中反应生成NaOH，若将它投入CuCl2溶液呢？, 与CO2反应, 与盐溶液,先与H2O反应：2Na2O2+2H2O=4NaOH+ O2 再与盐反应：2NaOH+CuCl2=Cu(OH)2+2NaCl,如：CuCl2溶液,（二）过氧化钠,5.化学性质：,2Na2O22CO2 =2Na2CO3O2,氧、还,还,氧, 与酸反应,2Na2O2+4

17、HCl=4NaCl+2H2O+O2,凡某物质能与水反应，加入溶液中时，必须考虑这点。 如：Na、NaO、Na2O2, 常表现出强氧化性，能氧化一些还原性的物质， 如：S2-,SO32-,Fe2+,I- ,Br-,Na2O2SO2 =Na2SO4,电子转移？,？,用途,2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2,Na2O+2HCl=2NaCl+H2O,与酸反应,2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,Na2O+CO2=Na2CO3,与CO2反应,过氧化物(不属碱性氧化物),碱性氧化物,类别,过氧化钠,氧化钠,名称,燃烧或加热时与O2反应,常温与O2反应,生成条件,2Na2O2+2H

18、2O=4NaOH+O2,Na2O+H2O=2NaOH,与水反应,淡黄色固体,白色固体,颜色状态,Na2O2（O为-1价）,Na2O（O为-2价）,化学式,与非还原性盐,与还原性盐,先与溶液中的水反应，再考虑NaOH能否与盐反应。,将还原性的离子氧化,（二）过氧化钠,6.Na2O2用途：,作漂白剂（利用强氧化性）；,作呼吸面具、潜艇中的供氧剂；,7.Na2O2保存：,密封保存；,Na2O2投入品红溶液中有什么现象？ 那投入滴加酚酞的水中呢？,1. 某溶液中含有HCO3-、CO32-、SO32-、Na+、NO3-五种离子。若向其中加入Na2O2粉末，充分反应后（溶液体积变化不计），溶液中离子浓度保

19、持不变的是（ ） A. NO3- B. CO32-、 NO3- C. SO32-、 NO3- D. CO32-、NO3-、 Na+,A,2. 在甲、乙、丙、丁四个烧杯中分别放0.1molNa、 Na2O、Na2O2、NaOH，然后各加入100ml水，搅拌使固体完全溶解，则甲、乙、丙、丁溶质质量分数大小（ ） A.甲乙丙丁 B. 丁甲乙=丙 C.甲=丁乙=丙 D. 丁甲乙丙,B,练习,3. Na2S2与Na2O2结构性质相似，其水溶液呈黄色，请写出Na2S2与稀硫酸反应的化学方程式，并指出反应的现象。,Na2S2+H2SO4 = Na2SO4+H2S+S,现象： 反应生成淡黄色沉淀，产生有臭鸡蛋

20、气味的气 体，同时溶液由黄色变为无色。,一、钠的氧化物,（三）Na2O2与CO2、H2O反应的几个关系,2Na2O22H2O=4NaOHO2,2Na2O22CO2 =2Na2CO3O2,1.气体物质的量（体积）的关系：,2CO2O2 2H2OO2,2.电子转移关系：,2e- O2,3.先后顺序关系：,同时有CO2、H2O时，Na2O2先与CO2反应，再与H2O反应。,气体体积的减少量是原气体体积的1/2。,4.固体质量关系：,（三）Na2O2与CO2、H2O反应的几个关系,例：CO和H2的混合气体3g，在150时和足量的O2 燃烧后，将所得CO2和H2O通入到足量Na2O2 中，Na2O2增重

21、的质量是（ ） A. 1.5 g B. 3g C. 6g D. 无法计算,B,结论： Na2O2与CO2、H2O反应时，固体增重的质量分别相当于H2、CO的质量。 凡分子组成符合（CO)m(H2)n的物质，Wg该物质在氧气中完全燃烧，将其产物（CO2和水蒸气）通过足量的Na2O2后， Na2O2固体增重质量为Wg。 中学符合的物质有 （1）无机物：CO、H2及CO和H2混合气体 （2）有机物：CH4O、CH2O、C2H4O2、C6H12O6等,4.固体质量关系,（三）Na2O2与CO2、H2O反应的几个关系,二、碳酸钠与碳酸氢钠,（1）各取1小匙的Na2CO3 、NaHCO3于试管中，观察 二

22、者外观上的细小区别。滴加10滴水，振荡， 观察，用手摸一摸试管外壁，有什么感觉？,实验方案,白色粉末； 加水结块变成晶体；溶解放热,细小白色晶体； 加水部分溶解； 溶解吸热,（2）继续向试管内加入约10mL水，振荡， 观察现象。 （3）分别加2滴酚酞溶液，比较溶液颜色。,振荡时间长时可溶解,固体量减小,溶液变红 （较深）,溶液变浅红色,同条件溶解度：碳酸钠 碳酸氢钠 同浓度溶液碱性：碳酸钠溶液 碳酸氢钠溶液,加2滴酚酞 溶液,初步结论,二、碳酸钠与碳酸氢钠,（一）物理性质,Na2CO3,NaHCO3,纯碱、苏打,小苏打,白色粉末,细小白色晶体,均易溶于水， 但溶解度（同条件） ：Na2CO3

23、NaHCO3,放热,吸热,碱性（同浓度）：Na2CO3NaHCO3,（4）装置如图，观察现象。,实验方案,无现象,石灰水变浑浊,稳定,不稳定,62,168,106,（5）在两根试管中分别加入2ml稀盐酸，将等质量（ 1/3药匙）的碳酸钠和碳酸氢钠加入试管中。 注意：比较反应的剧烈程度。,现象：NaHCO3反应更剧烈， NaHCO3产生的气体更多。, CO32-+H+= HCO3- HCO3-+H+=H2O+CO2 , Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl NaHCO3+HCl=NaCl+ H2O+CO2,（3）CO2的生成量： 等物质的量的二者分别与足量盐酸反应时， 产生的CO2等量；

24、 等质量的二者分别与足量盐酸反应时， NaHCO3产生的CO2更多。,Na2CO3、NaHCO3盐酸反应的比较：,（1）速率：NaHCO3放出CO2的速率更快；,（2）耗酸量：二者等质量或等物质的量时，,Na2CO3耗酸多。,二、碳酸钠与碳酸氢钠,（二）化学性质,Na2CO3,NaHCO3,1.稳定性,稳定,不稳定,2.与酸 反应 （强酸、 弱酸）,CO32-+H+= HCO3-,HCO3-+H+=H2O+CO2 ,HCO3-+H+=H2O+CO2 ,3.与碱反应,与NaOH,与Ba(OH)2,不反应,CO32-+Ba2+= BaCO3,HCO3- +OH-=H2O+CO32-,与量有关,HCO3-(少)+OH-+Ba2+=BaCO3+H2O 2HCO3-(足)+2OH-+Ba2+=BaCO3+2H2O+C