高一化学金属及其化合物

1、第三章第三章 金属及其化合物金属及其化合物 常见金属活动顺序常见金属活动顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au学习金属的思路学习金属的思路:金属金属 氧化物氧化物 氢氧化物氢氧化物 盐盐研究內容研究內容: 物理性质物理性质 化学性质化学性质 制法制法 用途用途思考与讨论思考与讨论: 金属在物理性质上有哪些共性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金属原子最外层电子数特点,决定了金属有哪些化决定了金属有哪些化学性质学性质? 观看下列图片观看下列图片,归纳金属能和哪些物质发生反应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

2、性质：金属的物理性质：（共性）（共性）有金属光泽、易传热、易导电，有延展性、可塑性，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。金属原子最外层电子数较少。易失去最外层电子。有还原性有还原性.2.金属的化学性质金属的化学性质金属与非金属、水、酸、盐等反应金属与非金属、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、还原性逐渐减弱逐渐减弱，

3、金属性、还原性逐渐减弱(1)与氧气的反应与氧气的反应4Na + O2 = 2Na2O（白色）白色）4Al + 3O2 = 2Al2O3（氧化铝熔点比铝高，兜住液态铝不（氧化铝熔点比铝高，兜住液态铝不会滴落下来）会滴落下来）2Na + O2 = Na2O2（淡黄色）淡黄色）(2)金属与水反应金属与水反应2Na + 2H2O = 2NaOH + H2（课本实验（课本实验P49）现象：浮、熔、游、鸣、红现象：浮、熔、游、鸣、红3Fe + 4H2O（g） = Fe3O4 + 4H2(课本实验课本实验)高温高温肥皂液：收集并验证氢气。肥皂液：收集并验证氢气。收集反应产生的气体，是收集反应产生的气体，是H

4、2，会冒泡飘起来，此时用火柴接近之会有轻微爆鸣，会冒泡飘起来，此时用火柴接近之会有轻微爆鸣，证明是，证明是H2湿棉花：湿棉花：用于提供水蒸气用于提供水蒸气，Fe只与只与H2O(g)反应。反应。 (3)氢前金属只与非氧化性酸（盐酸，稀氢前金属只与非氧化性酸（盐酸，稀硫酸）反应放出氢气，铁反应后是二价硫酸）反应放出氢气，铁反应后是二价铁铁Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au(4)除金、铂外所有金属都除金、铂外所有金属都与氧化性酸（浓硫酸，浓与氧化性酸（浓硫酸，浓硝酸，稀硝酸）反应不放出氢气，与浓硫酸反

5、应生成硝酸，稀硝酸）反应不放出氢气，与浓硫酸反应生成SO2，与浓硝酸反应生成NO2，与稀硝酸反应生成NO，变价金属被氧化成最高价。M + H2SO4(浓) = Mn+ (最高价)+ SO2+H2OM+HNO3（浓）= Mn+ (最高价)+NO2+H2O M+HNO3(稀) = Mn+ (最高价)+NO+H2O常温下，浓硫酸常温下，浓硫酸、浓硝酸可用铁槽车或铝槽车运输，浓硝酸可用铁槽车或铝槽车运输，这 是 因 为 常 温 下 ，这 是 因 为 常 温 下 ， 浓 硫 酸 可 使 铁 或 铝 的 表浓 硫 酸 可 使 铁 或 铝 的 表面 生 成 一 层 致 密 的 氧 化 膜 ， 阻 止 了 内

6、 部 金面 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 做属 与 浓 硫 酸 进 一 步 反 应 ， 这 种 现 象 叫 做钝化。钝化。(5)与盐溶液的反应与盐溶液的反应Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu铁发生置换反应的产物是铁发生置换反应的产物是Fe2+Na与与CuSO4溶液反应的化学方程式溶液反应的化学方程式:2Na + CuSO4 + 2H2O = Na2SO4 + Cu(OH) 2 + H2 利用关系式法：利用关系式法：2Na2NaOH Cu(OH) 2注意：活泼金属注意：活泼金属(Na、

7、K、Ca)与盐溶液反应时，首先与与盐溶液反应时，首先与水反应，然后与盐反应。水反应，然后与盐反应。(6)铝是唯一与碱反应的金属(是以下两个化学方程式的叠加)2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H22Al(OH)3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2(还原剂：氧化剂：)例：离子共存的问题中，遇到加入铝粉放出氢气时，可能是碱性也可能是酸性溶液。例：在加入铝粉能放出氢气的溶液中下列离子能大量存在的是A、HCO-3 B、Fe3+ C、CO2-3 D、NO-3 二、金属氧化物的性质二、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

8、，氧化铁物理性质：氧化钠、氧化镁、氧化铝均是白色固体，氧化铁是是红褐色红褐色固体，氧化亚铁，四氧化三铁，氧化铜是黑色固体，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。2（特殊）（特殊）氧化钠（碱性氧化物）和过氧化钠（非碱性氧化物）氧化钠（碱性氧化物）和过氧化钠（非碱性氧化物）Na2O+H2O=2NaOHNa2O+CO2=Na2CO3Na2O2+2H2O=2NaOH+O2（固体增加的是水中氢元素的质量）（固体增加的是水中氢元素的质量）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2（固体增加的是（固体增加的是CO的质量）的质量）4（特殊）氧化铝是两性氧化物，既与强酸反应（特殊

9、）氧化铝是两性氧化物，既与强酸反应又与强碱反应又与强碱反应Al2O3+6H+=2Al3+3H2OAl2O3+2OH-=2AlO-2+H2O3、铁的氧化物Fe2O3（赤铁矿）Fe3O4（磁铁矿）Fe2O3+6H+(非氧化性酸)=2Fe3+3H2OFe3O4+8H+(非氧化性酸)=2Fe3+Fe2+4H2O将Fe3O4（看成一个FeO和一个Fe2O3）其中Fe2+ 具有具有较强的还原性，但能否体现出较强的还原性，但能否体现出Fe2+ 的还原性，则要看的还原性，则要看与其反应的酸是否有强氧化性。如果有，则与其反应的酸是否有强氧化性。如果有，则Fe2+会被会被氧化成氧化成 Fe3+ 。 白色絮状白色絮

10、状 灰绿色灰绿色 红褐色红褐色很快很快 最终最终 Fe(OH)2 Fe(OH)3思考：思考：白色絮状很快变为白色絮状很快变为红褐色红褐色，写出对应的化学方程式，写出对应的化学方程式FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2 + Na2SO44Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3思考：要想长时间观察到白色絮状沉淀，关键是什么？思考：要想长时间观察到白色絮状沉淀，关键是什么？三三、金属的氢氧化物金属的氢氧化物 Fe(OH)2的制备：的制备：四、钠盐：碳酸钠和碳酸氢钠碳酸钠俗称 ，碳酸氢钠俗称 ，都属于盐，水溶液呈碱性。1、热稳性：碳酸氢钠不稳定，受热易分解2、与盐酸反应：（写出离子方程式）

11、碳酸钠：碳酸氢钠 ：纯碱小苏打2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2OCO2-3+H+=HCO-3 HCO-3+H+=H2O+CO2HCO-3+H+=H2O+CO2五、铝盐（五、铝盐（Al3+和NaAlO2） 1、Al3+(是由铝与强酸反应得到的，只存在于酸中所以Al3+只与碱反应)。 AlCl3+3NH3H2O(或3NaOH)=Al(OH)3+3NH4Cl Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O AlCl3+4NaOH=NaAlO2+2H2O+3NaCl 2、NaAlO2（是由铝与强碱得到的，所以只存在于碱中，只与酸反应） 2AlO2-+CO2(弱酸)+3H2O=2Al(OH)

12、3+CO32- AlO2-+H+H2O=Al(OH)3 AlO2-+4H+=Al3+2H2O 此处应有图六、六、Fe2+盐（还原性）和盐（还原性）和Fe3盐（氧化性）盐（氧化性）1、FeFe2+ (氧化性较弱的氧化剂氧化性较弱的氧化剂)与非氧化性酸反应：与非氧化性酸反应：Fe2H+=Fe2+H2较不活泼的非金属较不活泼的非金属( S 、 I2)不活泼金属的盐溶液不活泼金属的盐溶液FeCu2=_；CuFe23Fe2+2Fe3 Fe =_；较弱氧化剂较弱氧化剂:如含如含Fe3+的盐的盐2、FeFe3+较活泼的非金属单质（较活泼的非金属单质（ F2、Cl2 、Br2）反应：）反应：过量氧化性酸反应：

13、（硝酸、浓硫酸）过量氧化性酸反应：（硝酸、浓硫酸）强的氧化剂强的氧化剂(双氧水、过氧化钠、次氯酸钠等）双氧水、过氧化钠、次氯酸钠等）探究练习探究练习1：1Fe2处于铁的中间价态，既有氧化性又有还原性，处于铁的中间价态，既有氧化性又有还原性，通常以还原性为主，你知道哪些通常以还原性为主，你知道哪些常见物质常见物质能使能使Fe2转化为转化为Fe3？用离子方程式表示。？用离子方程式表示。 3、Fe2+和和Fe3+的相互转化的相互转化1Fe2具有较强的还原性，与氧化剂反应生成具有较强的还原性，与氧化剂反应生成Fe3(1)Fe2被氯气氧化：被氯气氧化：_。(2)Fe2被溴水氧化：被溴水氧化：_。(3)F

14、e2被酸性高锰酸钾氧化：被酸性高锰酸钾氧化：_。(4)Fe2被稀硝酸氧化：被稀硝酸氧化：_。(5)Fe2被浓硝酸氧化：被浓硝酸氧化：_。(6)Fe2被氧气氧化：被氧气氧化：_。2Fe2Cl2=2Cl2Fe32Fe2Br2=2Br2Fe3 5Fe2MnO48H=5Fe3Mn24H2O4Fe2O24H=4Fe32H2O3Fe24H=3Fe3NO2H2O3NOFe2 2H=Fe3NO2H2O3NO2Fe3有较强的氧化性，与还原剂反应生成有较强的氧化性，与还原剂反应生成Fe2(1)Fe3被被Fe还原：还原：_。(2)Fe3被被Cu还原：还原：_。(3)FeCl3中滴加氢硫酸，溶液变浑浊：中滴加氢硫酸，

15、溶液变浑浊：_。(4)Fe3能使淀粉能使淀粉KI溶液变蓝：溶液变蓝：_。(5)SO2通入通入FeCl3溶液中：溶液中：_。2Fe3Fe=3Fe22Fe3Cu=2Fe2Cu22Fe3H2S=2Fe2S2H2Fe32I=2Fe2I22Fe3SO22H2O=2Fe2 4H24SO小结：小结：Fe2+和和Fe3+的相互转化：的相互转化：Fe2+Fe3+强氧化剂：强氧化剂：Cl2 Br2 O2 H2SO4(浓）浓）KMnO4 HNO3 H2O2 等等较强还原剂：较强还原剂：Fe Cu Zn S2- SO2 I- 等等 讨论问题：讨论问题： 铝土矿中含有氧化铁等杂质铝土矿中含有氧化铁等杂质,设计方案如何从

16、铝土矿中制取铝设计方案如何从铝土矿中制取铝? 小组讨论归纳小组讨论归纳 工业冶炼铝的流程工业冶炼铝的流程溶解溶解铝土矿铝土矿NaOH溶液溶液过滤过滤残渣残渣二氧化碳二氧化碳酸化酸化过滤过滤滤液滤液灼烧灼烧H2O电解电解铝铝制取纯净的制取纯净的Al2O3电解电解Al2O3 铝土矿：主要成分为铝土矿：主要成分为Al2O3还有少量的还有少量的Fe2O3 等杂质等杂质每步的化学反应是什么？每步的化学反应是什么？想一想想一想讨论问题：讨论问题：常见的金属阳离子有哪些？如何检验这些金属离常见的金属阳离子有哪些？如何检验这些金属离子呢子呢? 除杂除杂焰色反应是物理变化。焰色反应是物理变化。洗、烧、蘸、烧洗、

17、烧、蘸、烧实验探究实验探究：七七. 常见离子的检验：常见离子的检验： 1.颜色反应颜色反应操作方法：操作方法：几种金属的焰色：几种金属的焰色： Na K 黄黄 紫紫 2.常见离子检验的化学方法常见离子检验的化学方法 Al3+加入加入过量强碱过量强碱先产生白色沉淀，后消失。先产生白色沉淀，后消失。 Ag+加入加入Cl-产生白色沉淀，此沉淀不溶于稀产生白色沉淀，此沉淀不溶于稀 HNO3. Fe3+加加SCN-产生产生血红色血红色溶液溶液;或加氢氧化钠产生或加氢氧化钠产生红褐色红褐色沉淀沉淀. Fe2+加加NaOH产生红白色沉淀迅速转化产生红白色沉淀迅速转化灰绿色灰绿色最后转化最后转化红褐色红褐色沉

18、淀沉淀;或加或加SCN-无现象无现象,再加再加氯水氯水产生产生血红色血红色溶液溶液.2. 将将一小块钠投入下列溶液时，既能产生气体又会出现沉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（淀的是（ ）A A稀稀H H2 2SOSO4 4 B BNaOHNaOH溶液溶液 C CCuSOCuSO4 4溶液溶液 D DMgClMgCl2 2溶液溶液3. 将将一小块金属钠久置于空气中，有下列现象：一小块金属钠久置于空气中，有下列现象：生成生成白色粉末；白色粉末；变暗；变暗；生成白色固体；生成白色固体；发生潮解变为发生潮解变为液体，这些现象的先后顺序是（液体，这些现象的先后顺序是（ ）A A B

19、BC C D D1.1.钠与水反应时产生的各种现象如下：钠与水反应时产生的各种现象如下：钠浮在水面上；钠浮在水面上；钠沉在水底；钠沉在水底；钠熔化成小球；钠熔化成小球；小球迅速游动逐渐减小球迅速游动逐渐减小，最后消失；小，最后消失；发出嘶嘶的声音；发出嘶嘶的声音；滴入酚酞后溶液显滴入酚酞后溶液显红色。其中正确的一组是（红色。其中正确的一组是（ ） A A B B全部全部 C C D DDCDC巩固与练习巩固与练习巩固与练习巩固与练习4 4下列属于碱性氧化物的是（下列属于碱性氧化物的是（ ） 属于酸性氧化物的是（属于酸性氧化物的是（ ） 属于两性氧化物的是（属于两性氧化物的是（ ） A ACOC

20、O2 2 B BFeFe2 2O O3 3 C C AlAl2 2O O3 3 D DCOCOBAC5 5将二氧化碳通入下列溶液中将二氧化碳通入下列溶液中, ,最终一定会最终一定会有沉淀的是有沉淀的是( )( ) A. A.氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液 B.B.澄清石灰水澄清石灰水 C.C.偏铝酸钠溶液偏铝酸钠溶液 D.D.氯化钙溶液氯化钙溶液 c7. 下列各反应过程中，没有发生下列各反应过程中，没有发生Fe3+ Fe2+变化的是变化的是( )。 A向稀硝酸中逐渐加入过量的铁屑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

21、中通氯气向氯化亚铁溶液中通氯气 D过量的稀硫酸与铁屑反应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，常温下，铝片不能溶于浓硝酸却能溶于氢氧化钠溶液，原因是原因是_，有 关 铝 片 溶 于有 关 铝 片 溶 于 N a O H 溶 液 的 化 学 反 应 方 程 式 是溶 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 巩固与练习巩固与练习 8.8.已知已知A AK K所代表的各物质都是中学化学里常见的物所代表的各物质都是中学化学里常见的物质，且质，且I I是具有磁性的物质，是具有磁性的物质，D D和和K K都具有两性。一定都具有两性。一定条件下，各物质间的相互反应转化关系如下图所示：条件下，各物质间的相互反应转化关系如下图所示：巩固与练习巩固与练习 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，探究示甲、乙两装置，探究“NaHCO3和和Na2CO3与稀盐与稀盐酸的反应酸的反应”，按表中的试剂用量，在相同条件下，按表中的试剂用量，在相同条件