高中化學(xué)金屬的化學(xué)性質(zhì)課件

第一節(jié)金屬的化學(xué)性質(zhì)第三章金屬及其化合物第三章金屬及其化合物第一節(jié)金屬的化學(xué)性質(zhì)你知道焰火晚會上五顏六色的焰火是用什么制成的嗎？你見過可以用小刀切割的金屬嗎？水是用來滅火的，你見過用水能夠生火的嗎……

就讓我們一起走進神奇的金屬世界……古代煉鐵

青銅器銅線絢麗多彩的金屬世界

鋁箔1.金屬元素在自然界中的存在

圖3－1元素在地殼中的含量地殼中含量最多的兩種金屬元素：Al、Fe思考與交流金屬的一些物理性質(zhì)

2.金屬有哪些物理共性?不透明、多數(shù)為銀白色、有金屬光澤、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性。討論：？思考與交流

3.以Fe為例，說明金屬能發(fā)生哪些化學(xué)反應(yīng)？（1）與非金屬反應(yīng)（2）與酸反應(yīng)（3）與某些鹽溶液反應(yīng)3Fe+2O2=Fe3O4△Fe+２HCl=FeCl２+H2↑Fe+CuCl2=FeCl2+Cu分析下列圖片，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。若是離子反應(yīng)的，寫出離子方程式．①鋁絲與硫酸銅溶液反應(yīng)②鎂條燃燒③銅絲與硝酸銀溶液反應(yīng)④鎂條與稀鹽酸反應(yīng)4、依據(jù)Na、Mg、Al的原子結(jié)構(gòu)示意圖，分析它們的原子結(jié)構(gòu)有什么特點，與金屬的化學(xué)性質(zhì)有什么聯(lián)系？NaMgAl金屬最外層上的電子一般少于4個,反應(yīng)中很容易失去電子,表現(xiàn)出較強的還原性。(做還原劑）一、金屬與非金屬的反應(yīng)1.鈉與氧氣的反應(yīng)一、金屬與非金屬的反應(yīng)現(xiàn)象記錄觀察－－－現(xiàn)象－－－－－性質(zhì)煤油－－－－保存在煤油中－－－密度比煤油大濾紙－－－－吸干表面的煤油小刀切割－－質(zhì)地軟－－－－－－硬度小新表面的顏色與光澤－－銀白色，有金屬光澤－－與大多數(shù)金屬一樣在空氣中的變化－－－－－易變暗－－－易在空氣中反應(yīng)活動與探究物理性質(zhì)：色態(tài)熔、沸點

光澤密度保存上述現(xiàn)象哪些涉及鈉的化學(xué)性質(zhì)原因：易與空氣中的氧氣反應(yīng)

4Na+O2=2Na2O（白色）銀白色、有金屬光澤的固體，熱、電的良導(dǎo)體，質(zhì)軟、密度小、熔點低。保存在煤油中，在空氣中易變暗

實驗3-2：把一小塊金屬鈉放在坩堝里，加熱，有什么現(xiàn)象？實驗現(xiàn)象：鈉受熱先熔化成銀白色的小球，接著燃燒起來，火焰呈黃色,最后生成淡黃色固體。2Na+O2

＝

Na2O2

(淡黃色)△常溫下4Na+O2==2Na2O（白色）加熱下00+1-1失去２×e-，化合價升高，被氧化得到2×e-，化合價降低，被還原00+1-2失去4×e-，化合價升高，被氧化得到2×2e-，化合價降低，被還原結(jié)論：鈉的化學(xué)性質(zhì)很活潑，在常溫或加熱的條件下都能跟氧氣反應(yīng)。（條件不同，現(xiàn)象不同，產(chǎn)物不同。）不穩(wěn)定穩(wěn)定△二.鈉的化學(xué)性質(zhì)1.鈉與氧氣反應(yīng)2Na+O2==Na2O2

(淡黃色)還原劑氧化劑氧化劑還原劑加熱名稱顏色及狀態(tài)化合價穩(wěn)定性氧化鈉過氧化鈉白色固體淡黃色固體Na2O與Na2O2的比較+1-2Na2O

+1-1Na2O2不穩(wěn)定較穩(wěn)定探究內(nèi)容用坩鍋鉗夾住一小塊鋁箔在酒精燈上加熱至熔化，輕輕晃動。再取一塊鋁箔,用砂紙仔細打磨,除去表面的保護膜,再加熱至熔化?，F(xiàn)象現(xiàn)象解釋結(jié)論鋁容易被氧化而生成一層致密的氧化膜。鋁表面的氧化膜保護了鋁。構(gòu)成薄膜的氧化鋁(Al2O3)的熔點（2050℃）高于鋁的熔點（660℃），包在鋁的外面，使熔化了的鋁不會滴落下來。鋁箔發(fā)紅卷縮,熔化不滴落。鋁箔發(fā)紅卷縮,很快就變暗失去光澤，熔化不滴落。科學(xué)探究鋁很活潑，除去原來的氧化膜后，很快又會生成一層新的氧化膜。

4Al+3O2==2Al2O3

金屬元素的最外層電子數(shù)較少，容易失去，單質(zhì)往往表現(xiàn)出還原性，當遇到氧化劑時，就會發(fā)生氧化還原反應(yīng)。因此，除了能被氧氣氧化外，還能被氯氣、硫等具有氧化性的物質(zhì)氧化，生成相應(yīng)的氯化物或硫化物。小結(jié):如：2Na+Cl2===2NaCl2Fe+3Cl2===2FeCl3

Fe+S===FeS2Na+S===Na2S（研磨會爆炸）

點燃點燃△1.鈉在空氣中加熱，觀察實驗現(xiàn)象是（）A.金屬鈉熔化B.燃燒時放出紅色火花C.生成白色的固體物質(zhì)A3.下列關(guān)于鋁的敘述中，不正確的是（）A.鋁是地殼中含量最多的金屬元素B.在常溫下，鋁不能與氧氣反應(yīng)C.鋁是一種比較活潑的金屬D.在化學(xué)反應(yīng)中，鋁容易失去電子，是還原劑2.下列關(guān)于鈉的敘述中，不正確的（）A.鈉是銀白色、質(zhì)軟的金屬，可用小刀切割B.鈉燃燒時生成氧化鈉C.鈉有很強的還原性D.鈉原子的最外層只有一個電子BB

1、金屬與水的反應(yīng)實驗探究：鈉與水的反應(yīng)浮在水面上,金屬鈉熔化成小球，四處游動，發(fā)出嘶嘶的響聲，水溶液變紅。二、金屬與酸和水的反應(yīng)鈉所在的位置鈉球的運動和大小變化情況溶液顏色的變化情況等觀察點產(chǎn)物呈堿性反應(yīng)劇烈、有氣體生成氣體推動小球迅速移動反應(yīng)放熱、鈉的熔點低為97.81℃密度(鈉)＜密度（水）0.97g/cm3現(xiàn)象解釋浮熔游響紅金屬鈉與水(加了酚酞)反應(yīng)的實驗現(xiàn)象:鈉與水反應(yīng)原理鈉與水電離所產(chǎn)生的氫離子反應(yīng)，生成氫氣。鈉與水反應(yīng)實質(zhì)化學(xué)方程式：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑失2×e-得2×e-還原劑氧化劑離子方程式：2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑練習(xí)：請標出鈉與水反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移情況；請寫出鈉與水反應(yīng)的離子方程式

。Na的保存Na的保存在煤油或石蠟油中隔絕空氣與水Na著火用干沙土撲滅1.預(yù)測金屬鈉與鹽酸的反應(yīng)的現(xiàn)象。和鈉與水相比哪個更劇烈？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:鈉與酸反應(yīng)的離子方程式:2Na+2H+=2Na++H2↑思考與交流：

在金屬活動順序表中，鈉排在鐵、銅等金屬的前面，說明鈉比銅要活潑得多，那么鈉能與CuSO4溶液反應(yīng)置換出銅嗎？[補充實驗]把一小塊金屬鈉投入到硫酸銅溶液中，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。實驗探究：鈉與鹽溶液的反應(yīng)[實驗現(xiàn)象]浮在水面、熔成小球、四處游動、發(fā)出嘶嘶的響聲，有藍色絮狀沉淀產(chǎn)生。2Na+2H2O==2NaOH+H2↑2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2+Na2SO42Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4+H2↑反應(yīng)原理：思考與交流

人們通常用鐵制水壺來盛水和燒水。這說明了什么?鐵真的不能跟水反應(yīng)嗎?鐵不能與冷、熱水反應(yīng)，但能否與水蒸氣反應(yīng)？科學(xué)探究：鐵與水的反應(yīng)能否設(shè)計一套簡單的實驗裝置，使鐵粉與水蒸氣反應(yīng)？假設(shè)推論：化學(xué)反應(yīng)方程式3Fe+4H2O===Fe3O4+4H2高溫（固）（氣）實驗設(shè)計探究請用三支試管、水槽、蒸發(fā)皿、膠塞、導(dǎo)管、酒精噴燈及其它必要的儀器和物品，設(shè)計一個還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的實驗裝置，畫出裝置簡圖。應(yīng)考慮：①水蒸氣的發(fā)生②水蒸氣與鐵粉的反應(yīng)③氣體產(chǎn)物的檢驗等。鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的實驗裝置：該反應(yīng)裝置各部分的作用是什么？④③②①①產(chǎn)生水蒸氣；②水蒸氣與鐵粉反應(yīng)④檢驗產(chǎn)生的氣體

方案1③干燥劑水蒸氣的發(fā)生裝置水蒸氣與鐵粉反應(yīng)裝置產(chǎn)物收集裝置

方案2高溫3Fe+4H2O(g)==Fe3O4+4H2

方案3:★課本中設(shè)計的裝置更好

（優(yōu)點:裝置簡單、操作方便、現(xiàn)象明顯）★在下表中記錄實驗現(xiàn)象現(xiàn)象化學(xué)方程式3Fe+4H2O(g)==Fe3O4+4H2

加熱時試管內(nèi)鐵粉紅熱，點燃肥皂泡可聽到爆鳴聲。反應(yīng)條件反應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)物鈉和水反應(yīng)常溫反應(yīng)劇烈NaOH

、H2鐵和水反應(yīng)高溫（與水蒸氣反應(yīng)）反應(yīng)困難Fe3O4、H22Na+2HCl=2NaCl+H2↑Fe+2HCl=FeCl2+H2↑Mg+2HCl=MgCl2+H2↑最慢最快結(jié)論：

金屬活動性順序表中（H）前面的金屬與酸反應(yīng)產(chǎn)生H2。金屬越活潑，與酸反應(yīng)越劇烈。

2、金屬與酸的反應(yīng)M+2H+=M2++H2↑思考：Na、Mg、Fe分別與鹽酸反應(yīng)哪個快哪個慢？為什么？

常溫下，F(xiàn)e、Al可被濃硝酸、濃硫酸鈍化，在鐵、鋁表面形成一層致密的保護膜，阻止了內(nèi)部金屬的進一步氧化。因此，可用鐵制容器或鋁制容器盛放濃硫酸和濃硝酸。注意①金屬與水反應(yīng)的難易

與水反應(yīng)越容易，反應(yīng)越劇烈，金屬越活潑。比較金屬活動性強弱的實驗方法②金屬與酸反應(yīng)的難易

與酸反應(yīng)產(chǎn)生H2越容易，反應(yīng)越劇烈，金屬越活潑。③金屬之間的置換反應(yīng)想一想：可以通過哪些實驗事實來比較不同金屬的活動性強弱？Na、Mg、Fe都能與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng),能不能與NaOH

溶液反應(yīng)？Al能否與NaOH溶液反應(yīng)？思考：實驗3-4：取兩支試管，分別加入5mL的鹽酸和NaOH溶液，再分別加入幾片鋁片，觀察實驗現(xiàn)象。過一段時間后，將點燃的木條分別放在兩支試管口，觀察實驗現(xiàn)象。實驗探究：三、鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)現(xiàn)象：鋁片放入鹽酸、NaOH溶液中都有氣泡產(chǎn)生，點燃氣體觀察到藍色火焰。思考為什么鋁與鹽酸、氫氧化鈉溶液的反應(yīng)開始時氣體產(chǎn)生的速度較慢，而后越來越快？因為開始時是鋁表面的氧化膜先發(fā)生作用，氧化膜反應(yīng)完全以后才有H2產(chǎn)生，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且隨著反應(yīng)的進行，溫度升高，反應(yīng)速度也加快。

化學(xué)方程式：

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑鋁的特殊性：既能跟酸反應(yīng)產(chǎn)生H2，又能跟強堿溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2。偏鋁酸鈉三、鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)元素包括金屬元素和非金屬元素。鋁既能與鹽酸反應(yīng)，又能與氫氧化鈉反應(yīng)，我們又稱鋁為兩性元素

鋁和氧化鋁均能跟酸、堿反應(yīng)，因而鋁的保護膜和鋁制品會直接被酸、堿、鹽侵蝕，所以，鋁制餐具不宜用來蒸煮或長期存放酸性、堿性或咸的食物。思考：鋁制餐具是否適宜用來蒸煮或長時間盛放酸性、堿性或咸的食物？為什么？金在自然界中以游離態(tài)存在以上我們學(xué)習(xí)了金屬的一些化學(xué)性質(zhì)，通過分析不難發(fā)現(xiàn)，在反應(yīng)中這些金屬元素的化合價都發(fā)生了變化，它們從0價升為正價。在這些變化中，金屬表現(xiàn)了強的還原性，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。小結(jié)：下列關(guān)于鋁的敘述，不正確的是（）A鋁是地殼中含量最多的金屬元素B鋁的抗腐蝕性能好，原因是鋁表面的氧化膜可以阻止鋁與空氣中的氧氣接觸C鋁是一種活潑金屬，在化學(xué)反應(yīng)中常作還原劑D鋁制餐具能用于蒸煮，或者長時間存放堿性食物，但不適宜于存放酸性食物D課堂練習(xí)題：四、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用÷NAmnN÷M×M×NA質(zhì)量粒子數(shù)目V（氣體體積）÷Vm×VmcB（溶液）×V（aq)÷V(aq)知識網(wǎng)絡(luò)圖化學(xué)計量數(shù)之比擴大NA倍物質(zhì)的量(n)之比2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑222：：：12NA2NA2NA：：NA：2mol2mol2mol：：1mol：化學(xué)計量數(shù)之比物質(zhì)的量之比=一、原理：

四：物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計算微粒數(shù)之比：2個:

2個:2個:1個【例題】實驗室用6.5gZn與足量鹽酸完全反應(yīng)。求：①Zn的物質(zhì)的量；②參加反應(yīng)HCl的物質(zhì)的量；③生成H2的體積(標況下)。Zn+2HCl==ZnCl2+H2解：12n(HCl)0.1moln(HCl)=0.2mol12

0.1moln(HCl)=Zn+2HCl==ZnCl2+H2m(HCl)6.5g652×36.5m(HCl)=7.3g

7.3g36.5g/moln(HCl)==0.2moln(Zn)=m(Zn)M(Zn)6.5g65g/mol

=

=

0.1mol解法1：解法2：討論：哪種方法簡單？Zn+2HCl==ZnCl2+H2解：12n(HCl)0.1moln(HCl)=0.2mol1n(H2)n(H2)=0.1molV(H2)=n(H2)×Vm

=

0.1mol

×22.4L/mol=2.24L（1）根據(jù)題意寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式（2）找出相關(guān)物質(zhì)的計量數(shù)之比（3）對應(yīng)計量系數(shù)，找出相關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量（要求的量用n(B)或設(shè)未知數(shù)x、y等代表）

（4）根據(jù)計量關(guān)系進行計算。12

0.1moln(HCl)=二、根據(jù)化學(xué)方程式進行計算的基本步驟：

11

0.1moln(H2)=怎樣計算生成H2的體積？【例題】實驗室用6.5gZn與足量鹽酸完全反應(yīng)。求：①Zn的物質(zhì)的量；②參加反應(yīng)HCl的物質(zhì)的量；③生成H2的體積(標況下)。Zn+2HCl==ZnCl2+H21mol22.4LV(H2)0.1molV(H2)=2.24L=0.1mol×22.4L/mol1mol1mol0.1mol=22.4LV(H2)上下單位要相同，左右要相對應(yīng)解法2：Zn+2HCl==ZnCl2+H265g22.4LV(H2)6.5g2moln(HCl)=2moln(HCl)=22.4LV(H2)65g6.5g注意：（1）化學(xué)方程式所表示的是實際參加反應(yīng)的物質(zhì)之間量的關(guān)系。（2）上下單位要相同，左右要相對應(yīng)n(HNO3)=0.5mol

NaOH+HNO3==NaNO3+H2O1、完全中和0.5molNaOH需多少摩爾的HNO3？其質(zhì)量是多少克？解：

答：完全中和0.5molNaOH需0.5molHNO3

其質(zhì)量為31.5g。11

0.5moln(HNO3)=11n(HNO3)0.5molHNO3摩爾質(zhì)量為63g/molm(HNO3)=0.5mol×63g/mol=31.5g因為所以【練習(xí)】

解：（1）（2）2Na+2H2O=2NaOH+H2↑【練一練】2、有4.6g的金屬鈉跟水發(fā)生反應(yīng)，鈉完全反應(yīng)，計算：（1）4.6g鈉的物質(zhì)的量（2）求生成的氫氧化鈉的物質(zhì)的量（3）求生成的氣體的體積（標準狀態(tài)下）220.2mol1n(NaOH)n(H2)n(H2)=0.1moln(NaOH)=0.2molV(H2)=0.1mol×22.4L=2.24L2molc(NaOH)]

=2mol

0.4mol2Al+2NaOH+2H2O==

2NaAlO2+3H2n(NaOH)

n(NaOH)

V液=0.8mol/L3×22.4LV(H2)V(H2)=13.44Ln(NaOH)=0.4mol=2moln(NaOH)=3×22.4LV(H2)2mol0.4mol答：

Al的物質(zhì)的量0.4mol，參加反應(yīng)的NaOH的物質(zhì)的量是0.4mol，溶液的物質(zhì)的量濃度是0.8mol/L，生成標準狀況下H2的體積是13.44L。n(Al)=

m(Al)

M(Al)=0.4mol3、向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl，二者恰好完全反應(yīng)后，計算：①Al的物質(zhì)的量。②參加反應(yīng)的NaOH的物質(zhì)的量和溶液的物質(zhì)的量濃度。