《金屬化學(xué)性質(zhì)》第二課時(shí)

第三章金屬及其化合物

第一節(jié)金屬的化學(xué)性質(zhì)

（第二課時(shí)）二、金屬與酸和水的反應(yīng)一）、金屬與（非氧化性）酸的反應(yīng)水也能電離產(chǎn)生H+，水能否與金屬單質(zhì)反應(yīng)？我們以活潑金屬鈉為例來(lái)進(jìn)行探究——金屬與水的反應(yīng)酸電離產(chǎn)生的H+奪取金屬單質(zhì)的電子的過(guò)程。思考：二）、金屬與水的反應(yīng)1)[實(shí)驗(yàn)3－3]1鈉與水的反應(yīng)1.鈉所在的位置（水面上？水中？水下？）;2.鈉球的運(yùn)動(dòng)和大小變化情況;3.溶液顏色的變化情況。觀察點(diǎn)E.加入酚酞，溶液變紅---------D.發(fā)出“嘶嘶嘶”的響聲------C.小球四處游動(dòng)--------------B.鈉熔成一個(gè)閃亮的小球------A.鈉浮在水面上--------------實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：現(xiàn)象分析（或結(jié)論）（1）鈉浮在水面上（2）鈉熔成一小亮球（3）鈉球不停的游動(dòng)（4）發(fā)出嘶嘶的響聲（5）溶液變紅密度比水小熔點(diǎn)低，反應(yīng)放熱產(chǎn)生了氣體，氣體推動(dòng)小球迅速移動(dòng)反應(yīng)劇烈、有可燃性氣體生成生成了堿性物質(zhì)現(xiàn)象分析：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象元素守恒化合價(jià)變化鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物討論如何驗(yàn)證鈉與水反應(yīng)生成的氣體是H2？鈉的保存：不和煤油反應(yīng)，密度比煤油大，能隔絕空氣和水。保存在煤油（或石蠟油）中1.能否用手直接取用鈉？思考：2.鈉失火時(shí)如何處理？用干燥沙土蓋滅

物理性質(zhì)：銀白色的固體，質(zhì)軟，密度比水還小(0.97g/cm3),熔點(diǎn)較低(97.87℃)化學(xué)性質(zhì):化學(xué)性質(zhì)很活潑

1、與氧氣反應(yīng)常溫4Na+O2===2Na2O2Na+O2===Na2O2

△2、與水反應(yīng)2Na+2H2O==2NaOH+H23、與其它非金屬單質(zhì)的反應(yīng)2Na+Cl2

==2NaCl小結(jié)：鈉的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)小結(jié)：鈉的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)1.預(yù)測(cè)鈉與水反應(yīng)與鈉與鹽酸反應(yīng)中，哪個(gè)反應(yīng)更劇烈？鈉與酸反應(yīng)比與水反應(yīng)劇烈。由于鈉與水反應(yīng)，實(shí)質(zhì)上是鈉跟水電離出的H+反應(yīng)；而酸中的H+濃度比水中H+濃度大。思維拓展1:鈉與酸反應(yīng)的離子方程式:2Na+2H+=2Na++H2↑2Na+2H2O=2NaOH+H2↑總反應(yīng)式：2Na+2H2O+CuSO4

=Cu(OH)2↓+Na2SO4

+H2↑實(shí)質(zhì)：鈉先和水反應(yīng)，生成的氫氧化鈉再與某些鹽反應(yīng)。鈉與鹽溶液反應(yīng)，不能置換出鹽中的金屬。2.若將金屬鈉投入到硫酸銅溶液中，能否置換出銅來(lái)呢？2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO43、將金屬鈉(密度為0.98g/cm3)放入煤油(密度比水小,不溶于水)和水的混合物中，你推測(cè)可能會(huì)觀察到什么現(xiàn)象？并解釋原因。鈉塊將沉到煤油和水的界面上，有氣泡產(chǎn)生，鈉塊上浮。當(dāng)氣泡逸出后，鈉塊又下沉到煤油和水的界面上，又發(fā)生反應(yīng)，重復(fù)發(fā)生上述現(xiàn)象至鈉塊消失。人們通常用鐵制水壺來(lái)盛水和燒水。這說(shuō)明了什么?鐵真的不能跟水反應(yīng)嗎?思考與交流

★鐵不能與冷、熱水反應(yīng)，但能否與水蒸氣反應(yīng)？

★你能否設(shè)計(jì)一套簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置，使鐵粉與水蒸氣反應(yīng)？1).[科學(xué)探究]2.鐵與水的反應(yīng)3Fe＋4H2O(g）Fe3O4＋4H23).金屬與水反應(yīng)推廣：K.Ca.Na.Mg.Al.Zn.Fe.Sn.Pb.H.Cu.Hg.Ag.Pt.Au與冷水劇烈反應(yīng)與熱（沸）水反應(yīng)與高溫水蒸氣反應(yīng)與水不反應(yīng)金屬可與非金屬、水、酸及鹽反應(yīng)，是否有可與堿反應(yīng)的金屬？三、鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)一）、實(shí)驗(yàn)探究：實(shí)驗(yàn)3-4有氣泡產(chǎn)生，將點(diǎn)燃的木條放在試管口，可觀察到藍(lán)色火焰。

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑既能跟酸反應(yīng)產(chǎn)生H2，又能跟強(qiáng)堿溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2。偏鋁酸鈉二）、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:三）、化學(xué)方程式：四）、鋁的特殊性：

2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑

…………①思考：五）、化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理：本反應(yīng)中的氧化劑是什么？Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O…………②③經(jīng)簡(jiǎn)化后為：Al+6H2O+2NaOH=2NaAlO2+4H2O+3H2↑……③2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑學(xué)以致用

解釋：鋁和氧化鋁能跟酸、堿反應(yīng)，因而鋁的保護(hù)膜和鋁制品會(huì)直接被酸、堿、鹽侵蝕，所以，鋁制餐具不宜用來(lái)蒸煮或長(zhǎng)期存放酸性、堿性或咸的食物。為什么鋁制餐具不能用來(lái)蒸煮或長(zhǎng)時(shí)間存放酸性、堿性或咸的食物?為什么?

以上我們學(xué)習(xí)了金屬的一些化學(xué)性質(zhì)，通過(guò)分析不難發(fā)現(xiàn)，在反應(yīng)中這些金屬元素的化合價(jià)都發(fā)生了變化，它們從0價(jià)升為正價(jià)。

在這些變化中，金屬表現(xiàn)了強(qiáng)的還原性，做還原劑。在自然界中金屬多以化合態(tài)存在，只有極少數(shù)不活潑的金屬如金以游離態(tài)存在。金在自然界中以游離態(tài)存在小結(jié)：總結(jié)：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2.金屬與水的反應(yīng)：4.金屬與堿的反應(yīng)：2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑1.金屬與酸的反應(yīng)：2Na+2HCl==2NaCl+H2↑3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2

3.鈉與鹽溶液的反應(yīng)：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2NaOH+CuSO4

=Cu(OH)2↓+Na2SO4

一、金屬單質(zhì)的性質(zhì)金屬活動(dòng)順序KCaNaMgAlZnFeSnPbHCuHgAgPtAu原子失電子能力由大到小，還原性由強(qiáng)到弱與氧氣反應(yīng)常溫極易被氧化常溫下能被氧化常溫下干燥空氣中不易被氧化加熱時(shí)能被氧化不能被氧化金屬活動(dòng)順序KCaNaMgAlZnFeSnPbHCuHgAgPtAu與水反應(yīng)常溫時(shí)置換氫加熱或與水蒸氣反應(yīng)置換出氫不能置換水中的氫與酸反應(yīng)反應(yīng)劇烈，置換出酸中的氫能置換出酸中的氫不能置換出置換酸中的氫金屬活動(dòng)順序KCaNaMgAlZnFeSnPbHCuHgAgPtAu與堿反應(yīng)僅Al能與強(qiáng)堿的水溶液反應(yīng)與鹽反應(yīng)先與水反應(yīng)前面的金屬可以從鹽溶液中置換出后面的金屬自然界存在化合態(tài)化合態(tài)和游離態(tài)游離態(tài)

1、下列離子方程式不正確的是（）A.鈉與水的反應(yīng)：2Na+2H2O=2Na＋+

2OH－+H2↑B.鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)：

2Al+2OH－

+2H2O=2AlO2－+3H2↑C.鋁與氯化亞鐵溶液的反應(yīng)：Al+Fe2+=Al3++FeD.鈉與硫酸銅溶液的反應(yīng)：2Na＋Cu2+＝Cu＋2Na＋CD思考與交流2.A.金屬鈉投入下列各物質(zhì)中的現(xiàn)象及原因?①FeCl3②NH4Cl③澄清石灰水B.金屬鈉在什么條件下可以置換出金屬單質(zhì)呢？不正確，因?yàn)橛娩X箔（刺有小孔）包住的金屬鈉放入水中時(shí)，鈉先與水反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣與直接把鈉投入水中所產(chǎn)生的氫氣的量相同，但生成的氫氧化鈉溶液要繼續(xù)與鋁箔反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，因此后者產(chǎn)生的氫氣總量比前者多。4、你認(rèn)為下述說(shuō)法是否正確，請(qǐng)說(shuō)明原因：將兩小塊質(zhì)量相等的金屬鈉，一塊直接投入水中，另一塊用鋁箔包住，在鋁箔上刺些小孔，然后放入水中，兩者放出的氫氣相等。(1)O2KCaNa

MgAl

ZnFeSnPbCuHg

AgPtAu

常溫迅速成膜或加熱加熱能反應(yīng)不反應(yīng)(2)H2O

KCaNa

MgAl

ZnFeSnPb…… 冷水劇烈熱水緩慢

水蒸氣高溫

不反應(yīng) 氫氧化物和氫氣氧化物和氫氣(3)酸KCaNaMgAlZnFeSnPb

CuHgAg

PtAu常溫下與非氧化性酸反應(yīng)氧化性酸王水(4)置換反應(yīng)科學(xué)視野鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，也有人說(shuō)“21世紀(jì)將是鈦的世紀(jì)”。

鈦的化學(xué)性質(zhì)：穩(wěn)定，耐腐蝕。未來(lái)金屬—鈦民航飛機(jī)由于鈦的密度小、強(qiáng)度高、抗腐蝕性強(qiáng)，是制造超音速飛機(jī)的理想材料，用于制造飛機(jī)的機(jī)翼骨架、蒙皮、機(jī)身板、機(jī)身骨架、發(fā)動(dòng)機(jī)艙、起落架等。F-22戰(zhàn)斗機(jī)運(yùn)載神舟五號(hào)的長(zhǎng)征火箭

因鈦在常溫及超低溫下，比強(qiáng)度高，并具有足夠的韌性及塑性。用于制造高壓容器、燃料貯箱、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)及導(dǎo)彈殼體、飛船船艙蒙皮及結(jié)構(gòu)骨架、主起落架、登月艙等。導(dǎo)彈“阿波羅號(hào)”宇宙飛船

人造衛(wèi)星潛艇水上船舶的泵體、管道和甲板配件，快艇推進(jìn)器、推進(jìn)軸、水翼艇水翼、鞭狀天線等。因鈦的比強(qiáng)度高，在海水及海洋氣氛下具有優(yōu)異的耐蝕性能，用于制造耐壓艇體、結(jié)構(gòu)件、浮力系統(tǒng)球體，鈦對(duì)人體體液有極好的耐蝕性，沒(méi)有毒性，與肌肉組織親合性能良好，用于制造醫(yī)療器械及外科矯形材料，鈦制牙、心臟內(nèi)瓣、隔膜、骨關(guān)節(jié)及固定螺釘、鈦骨頭等。人造骨骼2.向一個(gè)鋁制易拉罐充滿CO2,然后往罐中注入足量的NaOH溶液,立即用膠布嚴(yán)封罐口,不一會(huì)兒聽到罐內(nèi)“咔咔”作響，發(fā)現(xiàn)易拉罐變癟，再過(guò)一會(huì)兒易拉罐又鼓起來(lái)（1）易拉罐變癟的原因是什么？寫出（反應(yīng)的離子方程式；

（2）易拉罐又鼓起來(lái)的原因是什么？寫出反應(yīng)的離子方程式。

NaOH溶液吸收CO2，罐內(nèi)壓強(qiáng)減小，外界壓強(qiáng)將易拉罐壓癟。CO2+2OH-=CO32-+H2OAl表面氧化膜溶解后，Al與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2，罐內(nèi)壓強(qiáng)又增大。2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑練習(xí):1.46gNa與500ml含36.5gHCl的鹽酸反應(yīng)，可生成氫氣