金屬的化學性質課件人教.ppt

第三章 金屬及其化合物,第一節(jié) 金屬的化學性質,第一課時,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形式存在的是極少數(shù)（如 Ag、Pt、Au)。,銀白色 Ag,金黃色 Au,常見的礦石,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,物理通性,2、金屬的顏色、光澤,3、良好的導電、導熱性,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：拉成細絲的性質。 展性：壓成薄片的性質。,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性關系,年代,商朝司母戊鼎,春秋時期的鐵鋤和鐵器,現(xiàn)代用電解法冶煉鋁,小 結,思考與交流,1.以Fe為例，說明金屬能發(fā)生哪些化學反應？,2.分析下列圖片，寫出反應的化學方程式。 若是離子反應的，寫出離子方程式。,3、依據(jù) Na、Mg、Al的原子結構示意圖，分析它們的原子結構有什么特點，與金屬的化學性質有什么聯(lián)系？,金屬最外層上的電子一般少于4個,反應中容易失去電子,表現(xiàn)出較強的還原性。(做還原劑）,Na,Mg,Al,化學通性,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,1、易與氧氣反應，得到氧化物,2、活動性排在氫前的金屬元素與酸反應得到鹽和氫氣,3、與鹽反應，置換出活動性弱的金屬單質,一、金屬的通性,M ne- = Mn+,（一）鈉與氧氣的反應,討論：從以上實驗,我們了解到金屬鈉的哪些物理和化學性質？,從煤油中取一小塊金屬鈉,用刀切去一端的外皮,觀察實驗現(xiàn)象。,二、金屬與非金屬的反應,實驗視頻,二、金屬與非金屬反應,鈉與氧氣反應,（1）常溫下反應,實驗3-1,鈉的物理性質：,顏色：,銀白色,金屬光澤的固體,狀態(tài)：,硬度：,質軟，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驗安全!,煤油要用濾紙擦干,切割在濾紙或玻璃片上進行,保存在石蠟油或者煤油中,* 反應條件不同，產(chǎn)物不同,常溫下,4Na + O2 = 2Na2O,（白色）,加熱下,-1,失去e-，化合價升高，被氧化,得到2e-，化合價降低，被還原,失去4e-，化合價升高，被氧化,得到4e-，化合價降低，被還原,結論：鈉的化學性質很活潑，在常溫或加熱的條件下都能跟氧氣反應。（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,2Na +O2 = Na2O2 (淡黃色),還原劑,氧化劑,氧化劑,還原劑,類推：鈉也能與S、Cl2等非金屬單質反應。,(二) 鐵、鎂和鋁分別與氧氣反應,二、金屬與非金屬反應,二、金屬與非金屬反應,二、金屬與非金屬反應,2、金屬鈉露置在空氣中會發(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) 結塊(生成Na2CO3 10H2O)最后變成白色粉末(風化生成Na2CO3),1、鋁和鐵誰更活潑？將一根鋁線和一根鐵線放在野外哪個更容易生銹？,思考:,鋁，鐵更容易生銹，因為表面的氧化膜較疏松，不能阻止內部金屬繼續(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,寫出相應的化學方程式（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,(一)金屬鈉和水的反應,金屬鈉的密度小于水,產(chǎn)生的氣體推動金屬鈉來回游動,反應放熱，鈉的熔點較低,劇烈反應，產(chǎn)生氣體并燃燒,有堿性物質生成,實驗視頻,失去2e-，化合價升高，被氧化,得到2e-，化合價降低，被還原,還原劑,氧化劑,2Na + 2H2O = 2Na+ +2OH- + H2,物理性質：為銀白色的固體，質軟，密度比水還小(0.97g/cm3)，熔點較低(97.87)。,小結：鈉的物理性質和化學性質,注意：鈉與水、酸反應的實質是與H+的反應，酸里面的H+濃度大，所以鈉與酸反應更快。,思考討論：,1、鈉易與空氣中的氧氣、以及水反應，實驗室中應如 何保存鈉？ 保存在盛有煤油的試劑瓶中。 2、當在火災現(xiàn)場有大量鈉存在時，應怎樣滅火？ 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？寫出發(fā)生的化學方程式。 觀察到現(xiàn)象：反應劇烈，鈉熔成小球，浮在水面上，迅速游動，嘶嘶作響，溶液中同時出現(xiàn)藍色沉淀。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，會有哪些現(xiàn)象，請寫出化學方程式。,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，發(fā)出“嘶嘶”的聲音，溶液中有藍色沉淀生成。,2、請寫出鈉與氯化鐵溶液反應的化學方程式。,FeCl3 + 3NaOH = 3NaCl + Fe(OH)3 ,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 ,(二) 鎂、鋁和鐵分別與水反應,三、金屬與水的反應,視頻1,1、 鎂和鋁分別與熱水反應,視頻2,3、鐵與水反應,鐵粉與水蒸氣反應，應從水蒸氣的產(chǎn)生、鐵粉與水蒸氣反應、反應產(chǎn)物的檢驗等環(huán)節(jié)討論反應裝置的設計,三、金屬與水的反應,2、鐵與水蒸氣的反應,（實驗視頻）,4、金屬與水反應小結,2Na+2H2O=2NaOH+H2,2K+2H2O=2KOH+H2 (劇烈，氫氣易爆炸),結論：金屬性越強，越容易與水反應,三、金屬與酸和水的反應,四、金屬與酸的反應,位于金屬活動性順序表中氫()之前的金屬都能與酸發(fā)生化學反應，金屬越活潑越容易與酸反應。,Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 ,2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 ,2Na+ 2HCl = 2NaCl + H2 ,Mg+ 2HCl = MgCl2 + H2 ,注意：鈉與酸反應時，如酸過量則鈉只與酸反應，如酸不足量則鈉先與酸反應再與水反應。,實驗視頻,活潑金屬可將不活潑金屬從它的鹽溶液中置換出來,五、金屬與鹽溶液的反應,注意：Na與CuSO4溶液反應時，不能置換出單質Cu，因為Na太活潑，它首先是與水發(fā)生反應。,實驗視頻,小結,Na2O (常溫) Na2O2 (加熱),MgO,Fe2O3 (常溫) Fe3O4(點燃),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,2、鋁與氫氧化鈉溶液的反應,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,鋁既能與強酸溶液反應也能與強堿溶液反應，因此酸、堿可直接侵蝕鋁的保護膜以及鋁制品本身，鋁制品餐具不宜用來蒸煮或長時間存放酸性、堿性或咸的食物。,2Al+2OH-+2H2O=2AlO2- + 3H2,失去6e-，化合價升高，被氧化,得到6e-，化合價降低，被還原,還原劑,氧化劑,七、物質的量在化學中的應用：,1、化學方程式的計量數(shù)之比等于物質的量之比,2、同一物質下面對應的物理量（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。計算： (1) 6.5g Zn的物質的量； (2)參加反應的HCl的物質的量； (3)生成H2的體積（標準狀況）。,【練習】,(3) Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2,1mol 22.4L,0.1mol V(H2),答：(1) 6.5g Zn的物質的量是0.1mol； (2)有0.2mol HCl參加了反應； (3)生成H2的體積在標準狀況下是2.24L。,(2) Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2,1 2,0.1mol n(HCl),(1)Zn的摩爾質量是65g/mol。,已知：,假定Zn不過量，代入方程式中求硫酸的物質的量：,Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2,1mol 1mol,0.1mol 0.1mol,求得的硫酸為0.1mol0.102mol，即假設成立，硫酸過量，用鋅的量代入計算。,設：,Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2,1mol 1mol,0.1mol xmol,列比例式，解得：,答：把6.5g Zn加入到過量的稀硫酸中，可產(chǎn)生標況下的氫氣體積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，充分反應后放出標況下氫氣的體積為6.72L，求NaOH溶液的濃度。,已知：,求：,設：,2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2,2mol 3mol,xmol 0.3mol,列比例式，解得：,答：NaOH溶液的物質的量濃度為10.0mol/L。,4、金屬鈉1.15g 跟水反應，得到100mL溶液，試計算： (1) 生成的氣體在標準狀況下是多少升？ (2) 反應后所得溶液的物質的量濃度是多少？,設生成標準狀況下氣體的體積為V，NaOH的物質的量為n mol。,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2,2mol 2mol 22.4L,0.05mol n mol V L,答：(1) 生成的氣體在標準狀況下是0.56升； (2) 反應后所得溶液的物質的量濃度是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,D,2、金屬鈉著火時，可以滅火的物質是 （ ） A水 B沙子 C煤油 D二氧化碳 3、下列各組物質相互反應后，沒有堿生成的是 （ ） 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、你認為下述說法是否正確，請說明原因： 將兩小塊質量相等的金屬鈉，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，因為用鋁箔（刺有小孔）包住的金屬鈉放入水中時，鈉先與水反應，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)與鋁箔反應產(chǎn)生氫氣，