化学必修一31金属的化学性质PPT课件

1、 五千年前的青铜器 马踏飞燕 钢轨 不锈钢炊具 第一节第一节 金属的化学性质金属的化学性质 你知道哪些金属元素？你知道哪些金属元素？ K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性，由强逐渐减弱金属活动性，由强逐渐减弱。 地壳中含量由多到少的元素是地壳中含量由多到少的元素是(前三位前三位)： ；含量最多的金属元素；含量最多的金属元素 是是 元素。元素。 【复习回忆】 氧、硅、铝氧、硅、铝 铝铝 金属的通性 分布特征 化合态：元素在化 合物中的存在形态 游离态：元素以单 质的形态存在 思考：思考：为什么自然界金属大多以化合态存在？为什么自然界

2、金属大多以化合态存在？ 金属元素最外层电子数较少，易失去电子，因而性质活金属元素最外层电子数较少，易失去电子，因而性质活 泼。泼。 1 1、金属的颜色、状态、金属的颜色、状态 3 3、延展性、延展性 2 2、导电、导热性、导电、导热性 金属的物理通性金属的物理通性 金属的物理通性：金属的物理通性： 大多数金属都是银白色、不透明、具有金属光泽的固体（铜是紫红色，大多数金属都是银白色、不透明、具有金属光泽的固体（铜是紫红色， 金是金黄色；在常温下金是金黄色；在常温下, Hg, Hg是液体）是液体） 大多数金属具有良好的导电、导热性大多数金属具有良好的导电、导热性( (导电性最好的是导电性最好的是A

3、g)Ag) 大多数金属具有良好的延、展性（展性最好的是大多数金属具有良好的延、展性（展性最好的是AuAu） 差异差异: : 密度. .硬度. .熔点差异较大. 11 1、举例说明金属能发生哪些化学、举例说明金属能发生哪些化学 （1）与氧气反应）与氧气反应(铝、镁、铜、铁铝、镁、铜、铁) 4Al+3O2=2Al2O3 2Mg+O2=2MgO 2Cu+O2=2CuO 4Fe+3O2=2Fe2O3(铁锈) 3Fe+2O2=4Fe3O4（磁性氧化铁） 点燃 点燃 点燃 点燃 常温 （2）金属与酸的反应）金属与酸的反应 排在H前面的金属能置换出酸里的氢 金属活动性顺序表金属活动性顺序表: K Ca Na

4、 Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 Mg+2HCl=MgCl2+H2 （3）与盐反应（金属之间的置换反应） 排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶 液中置换出来 如：2Al+3CuSO4=3Cu+Al2（SO4）3 Cu+2AgNO3=2Ag+Cu（NO3）2 小 结 （1）与氧气反应）与氧气反应 （2）与酸反应）与酸反应 （3）与某些盐溶液反应）与某些盐溶液反应 2.分析下列图片，写出反应的化学方程式。分析下列图片，写出反应的化学方程式。 铝丝与硫酸铜溶液反 应 镁条燃烧 铜丝与硝酸银溶液 反应 镁条与稀盐酸反应

5、2Mg+O2 2MgO Mg+2HCl=MgCl2+H2 2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag 3、依据、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？点，与金属的化学性质有什么联系？ Na Mg Al 金属最外层上的电子一般少于金属最外层上的电子一般少于4 4个个, ,反应中很容易反应中很容易失去电子失去电子, ,表现出较表现出较 强的强的还原性还原性。( (做做还原剂还原剂） 化学通性 金属的通性 一一、金属与非金属的反应、金属与非金属

6、的反应 观察与思考：观察与思考： 1 1、切开的钠的颜色和光泽。、切开的钠的颜色和光泽。 2 2、新切开的钠的在空气中发生的变化。、新切开的钠的在空气中发生的变化。 3 3、钠为什么保存在煤油中？、钠为什么保存在煤油中？ c.c.钠与氧气的反应钠与氧气的反应 实验31 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. 切面是银白色，迅速变暗。切面是银白色，迅速变暗。 物理性质物理性质： 1. 1.为银白色的固体为银白色的固体 2.2.质软质软( (硬度小硬度小) ) 化学性质化学性质： 很活泼很活泼 , ,常温下能与氧气反应常温下能与氧气反应. . 4Na + O4Na + O2

7、2 = 2Na = 2Na2 2OO 常温 Na 的 性 质 3. 3.密度比煤油大密度比煤油大 钠比铁，铝，镁等金属 活泼 特殊的氧化物过氧化钠：Na2O2 +1 -1 常温下常温下 加热下加热下 4Na + O2 = 2Na2O （白色）（白色） 4e- 不稳定不稳定 稳定稳定 2Na +O2 Na2O2 (淡黄色淡黄色) 2e- 即：即：2Na2O +O2 2Na2O2 （条件不同，产物不同（条件不同，产物不同 ） （1 1）铁与氧气在常温下缓慢反应，生成疏松氧化层）铁与氧气在常温下缓慢反应，生成疏松氧化层氧化铁（红褐色氧化铁（红褐色 FeFe2 2O O3 3） 4Fe + 3O4Fe

8、 + 3O2 2 = 2Fe = 2Fe2 2O O3 3 （2 2）镁和铝与氧气在常温下能反应，生成致密氧化膜，保护内层金属不）镁和铝与氧气在常温下能反应，生成致密氧化膜，保护内层金属不 被继续氧化被继续氧化 2Mg + O2Mg + O2 2 = 2MgO = 2MgO 4Al + 3O 4Al + 3O2 2 = 2Al = 2Al2 2O O3 3 铁丝在氧气中点燃，生成四氧化三铁（黑色）铁丝在氧气中点燃，生成四氧化三铁（黑色） 点燃点燃 3Fe + 2O3Fe + 2O2 2 = Fe = Fe3 3O O4 4 小结：大多金属可以和氧气发生反应小结：大多金属可以和氧气发生反应 活泼

9、活泼的金属在空气中易与氧气反应，生成一层的金属在空气中易与氧气反应，生成一层氧化物氧化物。 有的氧化膜有的氧化膜疏松疏松，不能保护内层金属，如铁表面的铁锈、，不能保护内层金属，如铁表面的铁锈、 钠表面的氧化层等。钠表面的氧化层等。 有的氧化膜有的氧化膜致密致密，可以保护内层金属不被继续氧化，如，可以保护内层金属不被继续氧化，如 镁，铝等表面的氧化膜镁，铝等表面的氧化膜 点燃镁条前，常用砂纸打磨，这样点燃会容易 些那么铝的情况如何？ 科学探究:加热铝箔 2、铝与O2 的反应 1 1、用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至熔化，、用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至熔化， 轻轻晃动，仔细观察

10、，你看到了什么现象？为什么会有轻轻晃动，仔细观察，你看到了什么现象？为什么会有 这种现象？这种现象？ 2 2、再取一块铝箔，用砂纸仔细打磨，除去表面的保护、再取一块铝箔，用砂纸仔细打磨，除去表面的保护 膜，在加热至熔化。又有什么现象呢？膜，在加热至熔化。又有什么现象呢？ 探究内容探究内容 用坩锅钳夹住一小块铝箔在酒精灯用坩锅钳夹住一小块铝箔在酒精灯 上加热至熔化，轻轻晃动。上加热至熔化，轻轻晃动。 再取一块铝箔再取一块铝箔,用砂纸仔细打磨用砂纸仔细打磨,除除 去表面的保护膜去表面的保护膜,再加热至熔化。再加热至熔化。 现象现象 现象解释现象解释 结论结论 铝容易被氧化而生成一层致密的氧化膜。铝

11、容易被氧化而生成一层致密的氧化膜。 铝表面的氧化膜保护了铝铝表面的氧化膜保护了铝。构成薄膜。构成薄膜 的氧化铝的氧化铝(Al2O3)的熔点（的熔点（2050） 高于铝的熔点（高于铝的熔点（660），包在铝的），包在铝的 外面，使熔化了的铝不会滴落下来。外面，使熔化了的铝不会滴落下来。 铝箔发红卷缩铝箔发红卷缩, 熔化熔化 不滴落。不滴落。 铝箔发红卷缩铝箔发红卷缩,很快就变暗很快就变暗 失去光失去光 泽，熔化不滴落。泽，熔化不滴落。 铝很活泼，除去原来的氧化膜后，铝很活泼，除去原来的氧化膜后， 很快又会生成一层新的氧化膜。很快又会生成一层新的氧化膜。 4Al + 3 O2 = 2Al2O3 应

12、用：应用：人们日常用的铝制品，表面总是覆盖着保护膜，这人们日常用的铝制品，表面总是覆盖着保护膜，这 层膜起着保护内部金属的作用，这也正是性质活泼的铝在空气中层膜起着保护内部金属的作用，这也正是性质活泼的铝在空气中 能够稳定存在的原因。也由于氧化膜的存在，使得性质活泼的金能够稳定存在的原因。也由于氧化膜的存在，使得性质活泼的金 属铝成为一种应用广泛的金属材料。属铝成为一种应用广泛的金属材料。 其他非金属其他非金属 2Na + S Na2S 研磨研磨 爆炸爆炸 2Na + Cl2 2NaCl 点燃点燃 （白烟）（白烟） 燃烧一定有氧气参加吗燃烧一定有氧气参加吗? ? 2Fe+3Cl2 = 2FeC

13、l3 Fe+S = FeS 点燃点燃 金属元素的最外层电子数较少，容易失去，单质往往表现出金属元素的最外层电子数较少，容易失去，单质往往表现出还还 原性原性，当遇到氧化剂时，就会发生氧化还原反应。因此，当遇到氧化剂时，就会发生氧化还原反应。因此 ，除了能，除了能 被氧气氧化外，还能被氯气、硫等具有氧化性的物质氧化，生成相被氧气氧化外，还能被氯气、硫等具有氧化性的物质氧化，生成相 应的氯化物或硫化物。应的氯化物或硫化物。 3Mg+N2=Mg3N2 2Mg+CO2=2MgO+C 点燃点燃 点燃点燃 小结：小结： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt A

14、u 金属与氧气反应的规律 常温下易 被氧化 常温下能被氧化加热时能 被氧化 不能 被氧 化 我得意的笑， 又得意的 笑 无所谓， 我无 所谓 God ！Save me！ 为什么受伤的总 是我！ 思考：观察此图，你有何看法？ 结论：结论：金属活动性顺序表中金属活动性顺序表中（H）前面）前面的金属与酸反应产生的金属与酸反应产生H2。金金 属越活泼，与酸反应越剧烈。属越活泼，与酸反应越剧烈。 思考思考: : 铁铝等金属可制成水壶烧水，说明他们与热水铁铝等金属可制成水壶烧水，说明他们与热水 不反应，是不是所有金属都不与水反应？不反应，是不是所有金属都不与水反应？ 位于金属活动顺序中氢以前的金属可以和酸

15、反应，位于金属活动顺序中氢以前的金属可以和酸反应， 生成盐和氢气。生成盐和氢气。 【实验【实验33】钠与水的反应】钠与水的反应 在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后 把一小块钠放入水中，注意观察把一小块钠放入水中，注意观察现象。现象。 2Na+ 2H2O= 2 NaOH+H2 2Na+2H2O=2Na+ 2OH-+H2 该实验对你有什么启发？该实验对你有什么启发？ （1 1）钠通常存放在煤油中）钠通常存放在煤油中 （2 2）实验后剩余的钠可放回原试剂瓶）实验后剩余的钠可放回原试剂瓶 写出钠与水反应的化学方程式和离子方程式：写出钠与水反应的化学方程式和

16、离子方程式： 保存在煤油里。保存在煤油里。 易与空气中的氧气反应易与空气中的氧气反应 易与水反应易与水反应 钠着火的处理？钠着火的处理？ 性质：性质： 用干燥的沙土扑灭用干燥的沙土扑灭 保存：保存： 决决 定定 课堂思考：课堂思考： 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 酸反应再与水反应酸反应再与水反应 一般规律：一般规律： 钠与钠与酸酸溶液反应时，钠直接与溶液中的酸反应，溶液反应时，钠直接与溶液中的酸反应， 但当钠与但当钠与其它溶液其它溶液反应时，一般是钠反应时，一般是钠先与水反应生成先与水反应生成 氢氧化钠和氢气氢

17、氧化钠和氢气，然后再看生成的氢氧化钠是否与原，然后再看生成的氢氧化钠是否与原 溶液中的溶质反应！溶液中的溶质反应！ 2 2、金属钠在空气中的如何变化？金属钠在空气中的如何变化？ 银白色银白色 变暗变暗变白色固体变白色固体 结块结块 粉末粉末 （Na） （Na2CO3） （Na2CO3 10H2O） （NaOH） (Na2O) 与与H2O 与与CO2风化风化 成液体成液体 （NaOH潮解）潮解） 1、取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象正确的描述是（、取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象正确的描述是（ ） 金属钠先熔化；金属钠先熔化； 燃烧后得白色固体；燃烧后得白色固体； 燃

18、烧时火焰为黄色；燃烧时火焰为黄色； 燃烧后燃烧后 生成浅黄色固体物质生成浅黄色固体物质 A B C D C 与与O2 铁与水蒸气的反应铁与水蒸气的反应 铁不能与冷、热水反应铁不能与冷、热水反应, ,但能否与水蒸气反应但能否与水蒸气反应? ? 请设计一个简单的实验装置请设计一个简单的实验装置, ,使还原铁粉与水使还原铁粉与水 蒸气反应蒸气反应 1.水蒸气的发生装置水蒸气的发生装置 2.水蒸气与铁粉反应装置水蒸气与铁粉反应装置 3.产物的检验产物的检验(收集收集)装置装置 水蒸气的发生水蒸气的发生 装置装置 水蒸气与铁粉反应水蒸气与铁粉反应 装置装置 产物收集产物收集 装置装置 方案1: 方案2:

19、 3Fe4H2O(g） Fe3O44H2 方案3: 装置简单 操作方便 铁 粉 该装置所具的优点：该装置所具的优点： 方案3: 3Fe4H2O(g） Fe3O44H2 现象：现象：加热时试管内铁粉红热，点燃肥皂泡可听到爆鸣声。加热时试管内铁粉红热，点燃肥皂泡可听到爆鸣声。 注意事项：注意事项： 1 1、整套装置试管口应低于试管底；整套装置试管口应低于试管底； 2 2、先预热；先预热； 3 3、加热一会儿后再将导管插入到肥皂水中，用燃加热一会儿后再将导管插入到肥皂水中，用燃 着的火柴去点燃肥皂泡，可发出爆鸣声；着的火柴去点燃肥皂泡，可发出爆鸣声； 4 4、实验结束时，应先从肥皂水中撤出导管，再移

20、实验结束时，应先从肥皂水中撤出导管，再移 去燃着的酒精灯。去燃着的酒精灯。 3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2 高温 金属与水反应小结 Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2 100 2Al+6H2Al+6H2 20=2Al(OH)0=2Al(OH)3 3+3H+3H2 2 金属性越强，越容易与水反应 讨论：金属与水反应的规律 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 与冷水反应生成碱和与冷水反应生成碱和 氢气氢气 与热水反应生成碱和与热水反应生成碱和 氢氢气 高温下与水蒸气反应高温下与水蒸气反应 生成氧化物和氢气生成氧化物和氢气 不与水反

21、应不与水反应 小结 金属性越强，金属性越强，常温下与酸反应越剧烈；常温下与酸反应越剧烈； 金属性越强，金属性越强，常温下与水反应越强烈；常温下与水反应越强烈； 三三. .铝与氢氧化钠溶液的反应铝与氢氧化钠溶液的反应 气体 逐渐溶解 爆鸣声 气体 逐渐溶解 爆鸣声 酸 碱 氢气 铝与稀盐酸的反应铝与稀盐酸的反应 化学方程式为化学方程式为: 离子方程式为离子方程式为: 2Al+6H+= 2Al3+ + 3H2 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 铝与氢氧化钠的反应铝与氢氧化钠的反应 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 2Al + 2OH + 2H2O = 2AlO

22、2 + 3H2 化学方程式为化学方程式为: 离子方程式为离子方程式为: 铝既能与强酸溶液反应也能与强碱溶液反应，铝既能与强酸溶液反应也能与强碱溶液反应， 因此酸、碱还有盐等可直接侵蚀铝的保护膜以及铝因此酸、碱还有盐等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。酸性、碱性或咸的食物。 以上我们学习了金属的一些化学性质，通过分析以上我们学习了金属的一些化学性质，通过分析 不难发现，在反应中这些金属元素的化合价都发生了变化，不难发现，在反应中这些金属元素的化合价都发生了变化， 它们从它们从0 0价升为正价

23、。价升为正价。 在这些变化中，金属表现了强在这些变化中，金属表现了强 的的还原性还原性，做还原剂，被氧化。做还原剂，被氧化。 在自然界中金属多以化合态存在，只有极少数不活泼在自然界中金属多以化合态存在，只有极少数不活泼 的金属如金以游离态存在。的金属如金以游离态存在。 向一金属铝的易拉罐内充满CO2,然后向罐内注入足量NaOH溶液,立即用 胶布严封罐口，过一段时间后,罐壁内凹而瘪,再过一段时间后,瘪了的罐壁重 新鼓起,解释上述变化的实验现象： (1)罐壁内凹而瘪的原因： 反应方程 式： (2)罐壁重新鼓起的原因： 反应方程式： 动动脑？动动脑？ (1)(1)是因为是因为COCO2 2与与NaO

24、HNaOH反应生成反应生成NaNa2 2COCO3 3, ,使得罐内气压小于外界大气压；使得罐内气压小于外界大气压； (2)(2)是因为过量的是因为过量的NaOHNaOH与铝罐反应生成与铝罐反应生成H H2 2, ,使罐内气压等于或大于外界大使罐内气压等于或大于外界大 气压；气压； 计算的依据：计算的依据： 化学方程式中各物质的化学计量数比等于各物质的物质的化学方程式中各物质的化学计量数比等于各物质的物质的 量之比量之比 铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应的比较：铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应的比较： 解 m(Zn) M(Zn) n(Zn) 6.5g 65g/mol 0.1mol Zn的摩尔质量是65

25、g/mol Zn HCl HClHCl 0.1mol X 2 1 =0.2mol （1）根据题意写出相关反应的化学方程式 （2）找出相关物质的计量数之比 （3）对应计量系数，找出相关物质的物质的量 （要求的量用n(B)或设未知数x、y等代表） （4）根据计量关系进行计算。 根据化学方程式进行计算的基本步骤 ： Zn HCl H H2 2 0.1mol X 22.4L 1mol =2.24L - Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 65g 22.4L V (H2)6.5g 2mol n (HCl) = 2mol n(HCl) = 22.4L V (H2) 65g 6.5g - - 金属

26、的通性 分布特征 化合态：元素在化 合物中的存在形态 游离态：元素以单 质的形态存在 思考：思考：为什么自然界金属大多以化合态存在？为什么自然界金属大多以化合态存在？ 金属元素最外层电子数较少，易失去电子，因而性质活金属元素最外层电子数较少，易失去电子，因而性质活 泼。泼。 小 结 （1）与氧气反应）与氧气反应 （2）与酸反应）与酸反应 （3）与某些盐溶液反应）与某些盐溶液反应 （1 1）铁与氧气在常温下缓慢反应，生成疏松氧化层）铁与氧气在常温下缓慢反应，生成疏松氧化层氧化铁（红褐色氧化铁（红褐色 FeFe2 2O O3 3） 4Fe + 3O4Fe + 3O2 2 = 2Fe = 2Fe2 2O O3 3 （2 2）镁和铝与氧气在常温下能反应，生成致密氧化膜，保护内层金属不）镁和铝与氧气在常温下能反应，生成致密氧化膜，保护内层金属不 被继续氧化被继续氧化 2Mg + O2Mg + O2 2 = 2MgO = 2MgO 4Al + 3O 4Al + 3O2 2 = 2Al = 2Al2 2O O3 3 铁丝在氧气中点燃，生成四氧化三铁（黑色）铁丝在氧气中点燃，生成四氧化三铁（黑色） 点燃点燃 3Fe + 2O3Fe + 2O2 2 = Fe = Fe3 3O O4 4 小结：大多金属可以和氧气发生反应小结：大多金属可以和氧气发生反应 活泼活泼的金属在空气