金屬的化學(xué)性質(zhì)課件人教.ppt

第三章 金屬及其化合物,第一節(jié) 金屬的化學(xué)性質(zhì),第一課時(shí),一、金屬的通性,分布特征,地殼中含量最多的金屬元素是鋁，其次鐵、鈣、鈉。,化合態(tài)：元素在化合物中的存在形態(tài),游離態(tài)：元素在單質(zhì)中的存在形態(tài),除金、鉑等少數(shù)極不活潑金屬外，大多數(shù)金屬元素在自然界中以化合態(tài)存在。,地殼中元素的含量：O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg,地球上的金屬以單質(zhì)形式存在的是極少數(shù)（如 Ag、Pt、Au)。,銀白色 Ag,金黃色 Au,常見(jiàn)的礦石,赤鐵礦 主要成分是Fe2O3,黃鐵礦 主要成分是FeS2,菱鐵礦 主要成分是FeCO3,鋁土礦 主要成分是Al2O3,絕大多數(shù)金屬是 以化合態(tài)存在于自然界,金屬的一些物理性質(zhì),物理通性,2、金屬的顏色、光澤,3、良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性,絕大多數(shù)金屬都是銀白色，具有金屬光澤，少數(shù)金屬是特殊顏色。如銅是紫紅色，金是金黃色。,4、延展性,延性：拉成細(xì)絲的性質(zhì)。 展性：壓成薄片的性質(zhì)。,1、金屬在常溫下的狀態(tài),除汞是液體外，其他在常溫下都是固體。,一、金屬的通性,金屬使用的早晚與金屬活動(dòng)性關(guān)系,年代,商朝司母戊鼎,春秋時(shí)期的鐵鋤和鐵器,現(xiàn)代用電解法冶煉鋁,小 結(jié),思考與交流,1.以Fe為例，說(shuō)明金屬能發(fā)生哪些化學(xué)反應(yīng)？,2.分析下列圖片，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式。 若是離子反應(yīng)的，寫(xiě)出離子方程式。,3、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(diǎn)，與金屬的化學(xué)性質(zhì)有什么聯(lián)系？,金屬最外層上的電子一般少于4個(gè),反應(yīng)中容易失去電子,表現(xiàn)出較強(qiáng)的還原性。(做還原劑）,Na,Mg,Al,化學(xué)通性,4、最外層電子少，易失電子，表現(xiàn)出還原性，化合態(tài)金屬元素只有正化合價(jià),1、易與氧氣反應(yīng)，得到氧化物,2、活動(dòng)性排在氫前的金屬元素與酸反應(yīng)得到鹽和氫氣,3、與鹽反應(yīng)，置換出活動(dòng)性弱的金屬單質(zhì),一、金屬的通性,M ne- = Mn+,（一）鈉與氧氣的反應(yīng),討論：從以上實(shí)驗(yàn),我們了解到金屬鈉的哪些物理和化學(xué)性質(zhì)？,從煤油中取一小塊金屬鈉,用刀切去一端的外皮,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。,二、金屬與非金屬的反應(yīng),實(shí)驗(yàn)視頻,二、金屬與非金屬反應(yīng),鈉與氧氣反應(yīng),（1）常溫下反應(yīng),實(shí)驗(yàn)3-1,鈉的物理性質(zhì)：,顏色：,銀白色,金屬光澤的固體,狀態(tài)：,硬度：,質(zhì)軟，可用小刀切割,鈉的取用鑷子（不能用手接觸）,切割金屬鈉要注意實(shí)驗(yàn)安全!,煤油要用濾紙擦干,切割在濾紙或玻璃片上進(jìn)行,保存在石蠟油或者煤油中,* 反應(yīng)條件不同，產(chǎn)物不同,常溫下,4Na + O2 = 2Na2O,（白色）,加熱下,-1,失去e-，化合價(jià)升高，被氧化,得到2e-，化合價(jià)降低，被還原,失去4e-，化合價(jià)升高，被氧化,得到4e-，化合價(jià)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,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,類(lèi)推：鈉也能與S、Cl2等非金屬單質(zhì)反應(yīng)。,(二) 鐵、鎂和鋁分別與氧氣反應(yīng),二、金屬與非金屬反應(yīng),二、金屬與非金屬反應(yīng),二、金屬與非金屬反應(yīng),2、金屬鈉露置在空氣中會(huì)發(fā)生怎樣的變化呢？,鈉在空氣中的變化： 表面變暗(生成Na2O)變?yōu)榘咨腆w(生成NaOH)表面形成溶液( NaOH 潮解) 結(jié)塊(生成Na2CO3 10H2O)最后變成白色粉末(風(fēng)化生成Na2CO3),1、鋁和鐵誰(shuí)更活潑？將一根鋁線和一根鐵線放在野外哪個(gè)更容易生銹？,思考:,鋁，鐵更容易生銹，因?yàn)楸砻娴难趸ぽ^疏松，不能阻止內(nèi)部金屬繼續(xù)被氧化。,2Na+2H2O=2NaOH+H2 4Na+O2=2Na2O Na2O+H2O=2NaOH 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O Na2CO3+10H2O=Na2CO3 10H2O Na2CO3 10H2O= Na2CO3+10H2O,寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)方程式（6條）,現(xiàn)象：鋁箔熔化，表面失去光澤，熔化的鋁并不滴落，好象有一層膜兜著。,三、金屬與水的反應(yīng),(一)金屬鈉和水的反應(yīng),金屬鈉的密度小于水,產(chǎn)生的氣體推動(dòng)金屬鈉來(lái)回游動(dòng),反應(yīng)放熱，鈉的熔點(diǎn)較低,劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生氣體并燃燒,有堿性物質(zhì)生成,實(shí)驗(yàn)視頻,失去2e-，化合價(jià)升高，被氧化,得到2e-，化合價(jià)降低，被還原,還原劑,氧化劑,2Na + 2H2O = 2Na+ +2OH- + H2,物理性質(zhì)：為銀白色的固體，質(zhì)軟，密度比水還小(0.97g/cm3)，熔點(diǎn)較低(97.87)。,小結(jié)：鈉的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì),注意：鈉與水、酸反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是與H+的反應(yīng)，酸里面的H+濃度大，所以鈉與酸反應(yīng)更快。,思考討論：,1、鈉易與空氣中的氧氣、以及水反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)如 何保存鈉？ 保存在盛有煤油的試劑瓶中。 2、當(dāng)在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)有大量鈉存在時(shí)，應(yīng)怎樣滅火？ 干燥的沙土滅火。 3、將一小塊金屬鈉投入CuSO4溶液中，可觀察到什么 現(xiàn)象？寫(xiě)出發(fā)生的化學(xué)方程式。 觀察到現(xiàn)象：反應(yīng)劇烈，鈉熔成小球，浮在水面上，迅速游動(dòng)，嘶嘶作響，溶液中同時(shí)出現(xiàn)藍(lán)色沉淀。2Na2H2O = 2NaOHH2， CuSO42NaOH = Cu(OH)2Na2SO4,思考： 1、如果將一小塊金屬鈉投入到CuSO4溶液中，會(huì)有哪些現(xiàn)象，請(qǐng)寫(xiě)出化學(xué)方程式。,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 ,2NaOH + CuSO4 = Cu(OH) 2 + Na2SO4 ,鈉浮在液面，熔為一光亮的小球，并且四處游動(dòng)，發(fā)出“嘶嘶”的聲音，溶液中有藍(lán)色沉淀生成。,2、請(qǐng)寫(xiě)出鈉與氯化鐵溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式。,FeCl3 + 3NaOH = 3NaCl + Fe(OH)3 ,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 ,(二) 鎂、鋁和鐵分別與水反應(yīng),三、金屬與水的反應(yīng),視頻1,1、 鎂和鋁分別與熱水反應(yīng),視頻2,3、鐵與水反應(yīng),鐵粉與水蒸氣反應(yīng)，應(yīng)從水蒸氣的產(chǎn)生、鐵粉與水蒸氣反應(yīng)、反應(yīng)產(chǎn)物的檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)討論反應(yīng)裝置的設(shè)計(jì),三、金屬與水的反應(yīng),2、鐵與水蒸氣的反應(yīng),（實(shí)驗(yàn)視頻）,4、金屬與水反應(yīng)小結(jié),2Na+2H2O=2NaOH+H2,2K+2H2O=2KOH+H2 (劇烈，氫氣易爆炸),結(jié)論：金屬性越強(qiáng)，越容易與水反應(yīng),三、金屬與酸和水的反應(yīng),四、金屬與酸的反應(yīng),位于金屬活動(dòng)性順序表中氫()之前的金屬都能與酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，金屬越活潑越容易與酸反應(yīng)。,Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 ,2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 ,2Na+ 2HCl = 2NaCl + H2 ,Mg+ 2HCl = MgCl2 + H2 ,注意：鈉與酸反應(yīng)時(shí)，如酸過(guò)量則鈉只與酸反應(yīng)，如酸不足量則鈉先與酸反應(yīng)再與水反應(yīng)。,實(shí)驗(yàn)視頻,活潑金屬可將不活潑金屬?gòu)乃柠}溶液中置換出來(lái),五、金屬與鹽溶液的反應(yīng),注意：Na與CuSO4溶液反應(yīng)時(shí)，不能置換出單質(zhì)Cu，因?yàn)镹a太活潑，它首先是與水發(fā)生反應(yīng)。,實(shí)驗(yàn)視頻,小結(jié),Na2O (常溫) Na2O2 (加熱),MgO,Fe2O3 (常溫) Fe3O4(點(diǎn)燃),NaOH+H2,鹽+H2,鹽+H2,鹽+H2,氫氧化物+H2,鎂鹽+另一金屬,鋁鹽+另一金屬,鐵鹽+另一金屬,Al2O3,Fe3O4+ H2,鹽+H2,Mg(OH)2+H2,Al(OH)3+H2,六、鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng),2、鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng),2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,鋁既能與強(qiáng)酸溶液反應(yīng)也能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，因此酸、堿可直接侵蝕鋁的保護(hù)膜以及鋁制品本身，鋁制品餐具不宜用來(lái)蒸煮或長(zhǎng)時(shí)間存放酸性、堿性或咸的食物。,2Al+2OH-+2H2O=2AlO2- + 3H2,失去6e-，化合價(jià)升高，被氧化,得到6e-，化合價(jià)降低，被還原,還原劑,氧化劑,七、物質(zhì)的量在化學(xué)中的應(yīng)用：,1、化學(xué)方程式的計(jì)量數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比,2、同一物質(zhì)下面對(duì)應(yīng)的物理量（包括單位）一致即可。,1、把6.5g Zn放入足量鹽酸中，鋅完全反應(yīng)。計(jì)算： (1) 6.5g Zn的物質(zhì)的量； (2)參加反應(yīng)的HCl的物質(zhì)的量； (3)生成H2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。,【練習(xí)】,(3) Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2,1mol 22.4L,0.1mol V(H2),答：(1) 6.5g Zn的物質(zhì)的量是0.1mol； (2)有0.2mol HCl參加了反應(yīng)； (3)生成H2的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是2.24L。,(2) Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2,1 2,0.1mol n(HCl),(1)Zn的摩爾質(zhì)量是65g/mol。,已知：,假定Zn不過(guò)量，代入方程式中求硫酸的物質(zhì)的量：,Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2,1mol 1mol,0.1mol 0.1mol,求得的硫酸為0.1mol0.102mol，即假設(shè)成立，硫酸過(guò)量，用鋅的量代入計(jì)算。,設(shè)：,Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2,1mol 1mol,0.1mol xmol,列比例式，解得：,答：把6.5g Zn加入到過(guò)量的稀硫酸中，可產(chǎn)生標(biāo)況下的氫氣體積2.24L。,2、把6.5g Zn加入到50g 20%的稀硫酸中，可產(chǎn)生標(biāo)況下的氫氣體積多少升？,3、將足量鋁粉投入20mL NaOH溶液中，充分反應(yīng)后放出標(biāo)況下氫氣的體積為6.72L，求NaOH溶液的濃度。,已知：,求：,設(shè)：,2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2,2mol 3mol,xmol 0.3mol,列比例式，解得：,答：NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為10.0mol/L。,4、金屬鈉1.15g 跟水反應(yīng)，得到100mL溶液，試計(jì)算： (1) 生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是多少升？ (2) 反應(yīng)后所得溶液的物質(zhì)的量濃度是多少？,設(shè)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積為V，NaOH的物質(zhì)的量為n mol。,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2,2mol 2mol 22.4L,0.05mol n mol V L,答：(1) 生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是0.56升； (2) 反應(yīng)后所得溶液的物質(zhì)的量濃度是0.5mol/L。,已知：,1、下列元素在自然界中能以游離態(tài)存在的是（ ） A. Na B. Mg C. Al D. Au,課堂練習(xí),D,2、金屬鈉著火時(shí)，可以滅火的物質(zhì)是 （ ） A水 B沙子 C煤油 D二氧化碳 3、下列各組物質(zhì)相互反應(yīng)后，沒(méi)有堿生成的是 （ ） ACaO溶于水 B紅熱的Fe和水蒸氣 C金屬Na投入水中 DNa2O投入水中 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。,B,B,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，