高中化學(xué)必修一第三章第一節(jié)金屬的化學(xué)性質(zhì)

化學(xué)必修一第三章第一節(jié)金屬的化學(xué)性質(zhì)地球上絕大多數(shù)金屬元素是以化合態(tài)存在的，因?yàn)榇蠖鄶?shù)金屬的化學(xué)性質(zhì)比較活潑——原子的最外層電子較少，易失去電子。下表為地殼中的含量在前十位的元素OSiAlFeCaNaKMgHTi48.60%26.30%7.73%4.75%3.45%2.74%2.47%2.00%0.76%0.64%金屬的概述金屬的存在絕大多數(shù)——化合態(tài)極少數(shù)——游離態(tài)PtAu金屬的物理性質(zhì)共性：絕大多數(shù)金屬為固體，具有金屬光澤，不透亮，有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性，密度大，熔、沸點(diǎn)較高。特性：絕大多數(shù)金屬是銀白色，但銅是紫色，金是黃色。絕大多數(shù)金屬是固體，但汞（俗稱(chēng)“水銀”）常溫下是液體。金屬的化學(xué)通性金屬原子最外層電子較少，在化學(xué)反應(yīng)中易失去電子，表現(xiàn)比較強(qiáng)的還原性。在化合物中只有正化合價(jià)，無(wú)負(fù)化合價(jià)，不同金屬的活潑性不同。穩(wěn)定金屬較活潑金屬活潑金屬能置換出稀酸中的氫，從左到右，由易變難不穩(wěn)定金屬較活潑金屬活潑金屬不活潑金屬KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu不活潑金屬金屬與非金屬反應(yīng)：大多數(shù)金屬能與氧氣反應(yīng)生成相應(yīng)的化合物。金屬與酸反應(yīng)：較活潑金屬均可以與鹽酸等發(fā)生置換反應(yīng)，生成鹽，放出氫氣。金屬與鹽反應(yīng)：有些金屬可以失去電子，將鹽中其他金屬元素置換出來(lái)，表現(xiàn)還原性。金屬的應(yīng)用金屬的存在形態(tài)、金屬的含量（富集過(guò)程）、金屬的冶煉的成本與金屬制品的用途確定了金屬元素被廣泛應(yīng)用。人類(lèi)利用金屬的歷史經(jīng)驗(yàn)了青銅器時(shí)代直至目前的金屬合金時(shí)代。金屬與非金屬的反應(yīng)鈉與非金屬的反應(yīng)（1）鈉在不同條件下與氧氣反應(yīng)的試驗(yàn)探究試驗(yàn)操作先用鑷子從煤油中取出鈉，并用濾紙吸干；再用小刀切割一小塊鈉，視察切面先用鑷子從煤油中取出鈉，并用濾紙吸干；再用小刀切割一小塊鈉，置于坩堝中加熱現(xiàn)象=1\*GB3①金屬鈉易被小刀切割=2\*GB3②露出銀白色切面，具有金屬光澤=3\*GB3③切面很快變暗=1\*GB3①鈉受熱熔化成小球后猛烈燃燒，發(fā)出黃色火焰=2\*GB3②生成淡黃色固體化學(xué)方程式4Na+O2==2Na2OΔΔ2Na+O2==Na2O2結(jié)論=1\*GB3①金屬鈉較軟，能被小刀切割（硬度小）=2\*GB3②金屬鈉是銀白色固體，具有金屬光澤=3\*GB3③金屬鈉熔點(diǎn)低，受熱易熔化=4\*GB3④鈉是特別活潑的金屬，與氧氣反應(yīng)條件不同時(shí)，現(xiàn)象不同，產(chǎn)物也不同留意事項(xiàng)切割金屬鈉時(shí)，不行用手接觸=1\*GB3①取用鈉塊的大小一般為綠豆粒大小，不能太大，以免發(fā)生危急=2\*GB3②移動(dòng)坩堝應(yīng)用坩堝鉗夾取，燒灼過(guò)熱的坩堝應(yīng)放在石棉網(wǎng)上冷卻提示=1\*GB3①因?yàn)殁c易與空氣中的氧氣和水反應(yīng)，所以鈉要用石蠟或煤油密封保存。=2\*GB3②取用小塊鈉后，剩余的鈉要盡快放回原試劑瓶中；殘余的鈉屑不能隨意亂放，應(yīng)放在火上燒掉。（2）除了與氧氣反應(yīng)外，鈉還與硫、氯氣在肯定條件下發(fā)生反應(yīng)2Na+SNa2S2Na+Cl22NaCl鋁與氧氣的反應(yīng)鋁與氧氣反應(yīng)的試驗(yàn)探究試驗(yàn)操作藥品處理試驗(yàn)現(xiàn)象試驗(yàn)原理選擇空氣中久置的鋁箔鋁箔熔化，失去光澤，熔化的鋁箔不滴落鋁箔表面的氧化膜Al2O3熔點(diǎn)很高（比鋁高），包在鋁的外面，使液態(tài)鋁不滴落選擇用砂紙打磨的鋁箔鋁箔熔化，失去光澤，熔化的鋁箔不滴落發(fā)生反應(yīng)4Al+O22Al2O3，生成的Al2O3包在鋁外面，使液態(tài)鋁不滴落取一小塊用砂紙打磨過(guò)的鋁箔，固定在坩堝鉗上，另一端裹一根火柴，點(diǎn)燃火柴，待火柴快燃盡時(shí)，馬上把鋁箔伸入氧氣中（在集氣瓶中放入少量水或細(xì)沙）鋁箔猛烈燃燒，發(fā)出刺眼的白光，瓶?jī)?nèi)充溢大量白煙4Al+O22Al2O3，因反應(yīng)猛烈，生成的氧化鋁不能形成致密的氧化膜結(jié)論鋁為活潑金屬，常溫下即與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，加熱時(shí)在氧氣中猛烈燃燒。除了與氧氣反應(yīng)外，鋁還與硫、氯氣在肯定條件下發(fā)生反應(yīng)2Al+3SAl2S32Al+3Cl22AlCl3金屬與酸和水的反應(yīng)鈉與水和酸的反應(yīng)鈉與水反應(yīng)的試驗(yàn)探究試驗(yàn)步驟試驗(yàn)現(xiàn)象試驗(yàn)結(jié)論在燒杯中加入一些水，滴加幾滴酚酞溶液，然后把一小塊鈉放入水中，視察現(xiàn)象浮金屬鈉浮在水面上鈉的密度比水小熔金屬鈉熔化成閃亮的小球該反應(yīng)放熱，鈉的熔點(diǎn)低游那在水面上四處游動(dòng)反應(yīng)中產(chǎn)生氣體響發(fā)出嘶嘶的響聲鈉與水反應(yīng)猛烈，生成氣體紅反應(yīng)后的溶液呈紅色反應(yīng)生成物中有堿性物質(zhì)試驗(yàn)證明：鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na+2H2O==2NaOH+H2↑。鈉與水反應(yīng)的本質(zhì)是鈉與水電離出的氫離子反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑鈉與酸的反應(yīng)——實(shí)質(zhì)：鈉與酸電離出的氫離子反應(yīng)2Na+2H+==2Na++H2↑所以當(dāng)金屬鈉與酸溶液反應(yīng)時(shí)，由于溶液中的H+主要來(lái)源于酸，因此鈉先與酸反應(yīng)，若是鈉過(guò)量，酸反應(yīng)完畢后，鈉則接著與水反應(yīng)。因?yàn)樗嶂械腍+濃度遠(yuǎn)大于水中的H+濃度，所以鈉與酸反應(yīng)要比與水反應(yīng)猛烈，甚至可能發(fā)生燃燒或稍微爆炸。鐵與水蒸氣反應(yīng)的試驗(yàn)探究試驗(yàn)裝置：如左圖試驗(yàn)步驟：在試管中依次放入濕棉花和還原鐵粉，將生成的氣體通入蒸發(fā)皿中的肥皂水中，一段時(shí)間后，用坩堝鉗夾著火柴點(diǎn)火，視察現(xiàn)象。試驗(yàn)現(xiàn)象：紅熱的鐵與水蒸氣反應(yīng)放出氣體，蒸發(fā)皿中產(chǎn)生大量肥皂泡，點(diǎn)燃放出的氣體能燃燒或發(fā)出爆鳴聲。反應(yīng)后試管中固體仍為黑色。結(jié)論：鐵是一種較活潑的金屬，在加熱條件下，鐵能與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2鐵不能與冷水、熱水反應(yīng)。常溫下，鐵在潮濕的空氣中簡(jiǎn)單生銹，實(shí)質(zhì)是鐵與水、氧氣發(fā)生反應(yīng)。鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)鋁與酸、堿溶液反應(yīng)對(duì)比的試驗(yàn)探究試驗(yàn)步驟將一小段鋁片投入裝有5mL的稀鹽酸的試管中，視察現(xiàn)象。過(guò)一段時(shí)間后，將點(diǎn)燃的木條放在試管口，視察現(xiàn)象。將一小段鋁片投入裝有5mL的氫氧化鈉溶液的試管中，視察現(xiàn)象。過(guò)一段時(shí)間后，將點(diǎn)燃的木條放在試管口，視察現(xiàn)象。試驗(yàn)操作試驗(yàn)現(xiàn)象試管中有氣泡產(chǎn)生，鋁片漸漸溶解；點(diǎn)燃木條放在試管口時(shí)發(fā)出爆鳴聲。試管中有氣泡產(chǎn)生，鋁片漸漸溶解；點(diǎn)燃木條放在試管口時(shí)發(fā)出爆鳴聲。有關(guān)方程式2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑2Al+6H+==2Al3++3H2↑2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑運(yùn)用鋁制品的留意事項(xiàng)鋁與酸和堿都能發(fā)生反應(yīng)，所以鋁制餐具不宜用來(lái)蒸煮或長(zhǎng)時(shí)間存放酸性、堿性食物。鋁在冷的濃硫酸、濃硝酸中形成致密的氧化膜而鈍化，鈍化后的鋁不與冷的濃硫酸、濃硝酸發(fā)生反應(yīng)。問(wèn)：向鋁制的且充溢二氧化碳的易拉罐中注入足量的氫氧化鈉，馬上密封，會(huì)視察到，易拉罐一會(huì)變癟，一會(huì)又鼓起來(lái)。緣由是什么？物質(zhì)的量在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用化學(xué)方程式計(jì)算是依據(jù)化學(xué)方程式中各物質(zhì)之間物質(zhì)的量關(guān)系完成的，將物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式計(jì)算，可以使計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)化。高溫高壓化學(xué)方程式的意義高溫高壓催化劑N2+3H2========2NH3催化劑化學(xué)計(jì)量數(shù)之比1：3:2四者相等物質(zhì)的量之比1：3:2四者相等氣體體積比(同T、P）1：3:2分子數(shù)之比1：3:2質(zhì)量比28:6:34依據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的一般步驟設(shè)——設(shè)未知數(shù)寫(xiě)——寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)方程式標(biāo)——在相應(yīng)的物質(zhì)下面標(biāo)出相關(guān)量列——列出比例式解——解上述含有未知數(shù)的比例式練習(xí)：將11.5g金屬鈉投入88.5g水中，反應(yīng)完畢后（水的蒸發(fā)量忽視不計(jì)），所生成的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？依據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算時(shí)應(yīng)留意的問(wèn)題任何一種物質(zhì)，只有實(shí)際參與反應(yīng)的純物質(zhì)的量，才能代入化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算，過(guò)量的反應(yīng)物不參與化學(xué)方程式的計(jì)算。化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)要精確。列比例式時(shí)要符合“左右量相當(dāng)，上下單位同”的原則。數(shù)值的單位與其有效數(shù)字位數(shù)要符合題意。在化學(xué)計(jì)算中常用的方法關(guān)系式法當(dāng)已知量和未知量之間靠多個(gè)反應(yīng)來(lái)聯(lián)系時(shí)，只須要干脆確定已知量和未知量之間的比例關(guān)系，即“關(guān)系式”例：把3molCO還原Fe2O3生成的CO2通入到澄清石灰水中，求生成的沉淀的量。依據(jù)化學(xué)方程式可知：3CO~3CO2~3CaCO3守恒法——質(zhì)量守恒、得失電子守恒、電荷守恒等=1\*GB3①質(zhì)量守恒：宏觀特征：反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量守恒微觀特征：反應(yīng)前后元素的原子個(gè)數(shù)守恒=2\*GB3②得失電子守恒氧化還