金屬的化學(xué)性質(zhì)1(新人教版)

1、 3-1 金屬的化學(xué)性質(zhì)金屬的化學(xué)性質(zhì) 一、金屬的物理通性一、金屬的物理通性 狀態(tài)、顏色、密度、熔點(diǎn)、硬度、導(dǎo)狀態(tài)、顏色、密度、熔點(diǎn)、硬度、導(dǎo) 電、導(dǎo)熱、延展性等。電、導(dǎo)熱、延展性等。 金屬的分類（顏色、密度、豐度）金屬的分類（顏色、密度、豐度） 金屬的物理通性金屬的物理通性 1、顏色、顏色 狀態(tài)狀態(tài) 2、熔點(diǎn)、熔點(diǎn) 硬度硬度 3、延展性、延展性 4、電和熱的良導(dǎo)體、電和熱的良導(dǎo)體 Cu(紅色紅色) Au(金黃色金黃色) Cs(金黃色金黃色) Hg(液態(tài)液態(tài)) 熔點(diǎn)最低熔點(diǎn)最低汞汞(Hg) 最高最高鎢鎢(W) 硬度最大硬度最大鉻鉻(Cr) 延展性最好延展性最好金金(Au) 導(dǎo)電順序?qū)щ婍樞?A

2、g Cu Al 金屬的分類：金屬的分類： 輕金屬輕金屬 重金屬重金屬 2、根據(jù)冶金工業(yè)來分、根據(jù)冶金工業(yè)來分 黑色金屬黑色金屬 有色金屬有色金屬 3、其它分類、其它分類 一般金屬一般金屬 貴重金屬貴重金屬 Na K Ca Mg Al Fe Cr Mn 常見金屬常見金屬 稀有金屬稀有金屬 1、根據(jù)密度大小來分、根據(jù)密度大小來分 3-1 金屬的化學(xué)性質(zhì)金屬的化學(xué)性質(zhì) 二、金屬的化學(xué)性質(zhì)二、金屬的化學(xué)性質(zhì) 最外層電子數(shù)較少最外層電子數(shù)較少，在反應(yīng)中，在反應(yīng)中失去電失去電 子子，通常作，通常作還原劑還原劑。 堿金屬堿金屬鈉及其化合物的性質(zhì)鈉及其化合物的性質(zhì) 總結(jié)總結(jié)鈉的物理性質(zhì)鈉的物理性質(zhì)： 銀白色銀

3、白色金屬光澤、金屬光澤、 質(zhì)軟質(zhì)軟、密度、密度小小、熔點(diǎn)、熔點(diǎn)低低 導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好 （一）金屬與非金屬的反應(yīng)（一）金屬與非金屬的反應(yīng) 1、鈉與氧氣的反應(yīng)、鈉與氧氣的反應(yīng) （現(xiàn)象）（現(xiàn)象） 4Na + O2 = 2Na2O 2Na + O2 = Na2O2 加熱加熱 u關(guān)于關(guān)于Na2O2的問題的問題 淡黃色、供氧劑、淡黃色、供氧劑、強(qiáng)氧化性強(qiáng)氧化性、漂白性、漂白性 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 2、鋁與氧氣的反應(yīng)：、鋁與氧氣的反應(yīng)： 4Al + 3O2 = 2Al2O3 （現(xiàn)象）（現(xiàn)象） 金屬表面氧化

4、膜的形成金屬表面氧化膜的形成和作用和作用 n有的氧化膜有的氧化膜疏松疏松，不能保護(hù)內(nèi)部金屬，這，不能保護(hù)內(nèi)部金屬，這 樣的金屬制品需外加保護(hù)膜，如鐵；樣的金屬制品需外加保護(hù)膜，如鐵； 氧化膜對(duì)金屬的保護(hù)作用氧化膜對(duì)金屬的保護(hù)作用 n鈉的氧化膜也鈉的氧化膜也比較疏松，且能跟比較疏松，且能跟H2O、 CO2等發(fā)生反應(yīng)等發(fā)生反應(yīng)，因此不能保護(hù)內(nèi)部鈉，因此不能保護(hù)內(nèi)部鈉， 這是鈉需保存在煤油中的原因。這是鈉需保存在煤油中的原因。 n有的氧化膜有的氧化膜致密致密，可以保護(hù)內(nèi)層金屬，可以保護(hù)內(nèi)層金屬 不被繼續(xù)氧化，如鎂、鋁。不被繼續(xù)氧化，如鎂、鋁。 探究：探究： 其它金屬與氧氣的其它金屬與氧氣的反應(yīng)情況反

5、應(yīng)情況 金屬元素在形成化合物時(shí)所顯的價(jià)態(tài)金屬元素在形成化合物時(shí)所顯的價(jià)態(tài) 金屬與其它非金屬單質(zhì)的反應(yīng)金屬與其它非金屬單質(zhì)的反應(yīng) 絕大多數(shù)金屬絕大多數(shù)金屬都能與氧氣反應(yīng)，生成金屬都能與氧氣反應(yīng)，生成金屬 氧化物，氧化物，活潑性很強(qiáng)活潑性很強(qiáng)的金屬常溫下就能被的金屬常溫下就能被 氧氣氧化，氧氣氧化，活潑性較弱活潑性較弱的金屬在加熱的條的金屬在加熱的條 件下才能與氧氣發(fā)生反應(yīng)件下才能與氧氣發(fā)生反應(yīng) 小結(jié) 活潑性很弱活潑性很弱的金屬（如鉑、金）不能被氧的金屬（如鉑、金）不能被氧 氣氧化（真金不怕火煉）氣氧化（真金不怕火煉） 金屬跟氧氣反應(yīng)時(shí)生成的氧化物一般為金屬跟氧氣反應(yīng)時(shí)生成的氧化物一般為普普 通氧

6、化物通氧化物如如MgO、Al2O3，但鈉在氧氣中燃，但鈉在氧氣中燃 燒生成燒生成Na2O2，鐵在氧氣中燃燒生成，鐵在氧氣中燃燒生成Fe3O4 （一）金屬與非金屬的反應(yīng)（一）金屬與非金屬的反應(yīng) 1. 鈉鈉與氧氣的反應(yīng)與氧氣的反應(yīng) 4Na + O2 = 2Na2O 2Na + O2 = Na2O2 加熱加熱 2. 鋁鋁與氧氣的反應(yīng)與氧氣的反應(yīng)（常溫時(shí)、點(diǎn)燃時(shí)）（常溫時(shí)、點(diǎn)燃時(shí)） 4Al + 3O2 = 2Al2O3 3. 鎂、鐵、金鎂、鐵、金等金屬與氧氣反應(yīng)的情況等金屬與氧氣反應(yīng)的情況 （二）金屬與水的反應(yīng)（二）金屬與水的反應(yīng) 1. 金屬鈉與水的反應(yīng)金屬鈉與水的反應(yīng)（實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象） 2Na

7、+ 2H2O = 2NaOH + H2 總結(jié)總結(jié)鈉的物理性質(zhì)鈉的物理性質(zhì)： 銀白色銀白色金屬光澤、金屬光澤、 質(zhì)軟質(zhì)軟、密度、密度小小、熔點(diǎn)、熔點(diǎn)低低 導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好 產(chǎn)物呈產(chǎn)物呈堿性堿性 反應(yīng)劇烈、有氣體生成反應(yīng)劇烈、有氣體生成 氣體氣體推動(dòng)小球推動(dòng)小球迅速迅速移動(dòng)移動(dòng) 反應(yīng)反應(yīng)放熱放熱、鈉的、鈉的熔點(diǎn)低熔點(diǎn)低 密度密度( (鈉鈉) )密度（水）密度（水） 現(xiàn)象現(xiàn)象解釋解釋 浮浮 球球 游游 響響 紅紅 金屬鈉金屬鈉熔熔化成小球，化成小球，浮浮在水面上，四處在水面上，四處 游動(dòng)游動(dòng)，發(fā)出嘶嘶的響聲，產(chǎn)生了，發(fā)出嘶嘶的響聲，產(chǎn)生了氣體氣體， 水溶液水溶液變紅。變紅。 金屬鈉與水金

8、屬鈉與水(加了酚酞加了酚酞)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象: 4、其它金屬單質(zhì)與水反應(yīng)其它金屬單質(zhì)與水反應(yīng)的情況和規(guī)律？的情況和規(guī)律？ 3、鈉單質(zhì)、鈉單質(zhì)與一些鹽的水溶液與一些鹽的水溶液反應(yīng)的情況？反應(yīng)的情況？ 1、實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)室保存保存少量的少量的鈉的方法？鈉的方法？ 2、鈉、鈉長時(shí)間露置長時(shí)間露置在空氣中最終變成什么？在空氣中最終變成什么？ 討論討論 1. 如果將鈉投到鹽酸溶液中，會(huì)有什么現(xiàn)象？如果將鈉投到鹽酸溶液中，會(huì)有什么現(xiàn)象？ 試解釋并寫出反應(yīng)的離子方程式。試解釋并寫出反應(yīng)的離子方程式。 探究探究 鐵不能與冷、熱水反應(yīng)，但能否與水蒸氣鐵不能與冷、熱水反應(yīng)，但能否與水蒸氣 反應(yīng)？反應(yīng)？

9、科學(xué)探究：鐵與水的反應(yīng)科學(xué)探究：鐵與水的反應(yīng) 能否設(shè)計(jì)一套能否設(shè)計(jì)一套簡單的實(shí)驗(yàn)裝置簡單的實(shí)驗(yàn)裝置，使鐵粉，使鐵粉 與水蒸氣反應(yīng)？這套裝置應(yīng)與水蒸氣反應(yīng)？這套裝置應(yīng)包括包括水蒸氣水蒸氣 發(fā)生發(fā)生、水蒸氣與鐵粉反應(yīng)水蒸氣與鐵粉反應(yīng)、檢查產(chǎn)檢查產(chǎn) 生氣體生氣體等部分？等部分？ 假設(shè)推論假設(shè)推論：化學(xué)反應(yīng)方程式：化學(xué)反應(yīng)方程式 3Fe+4H2O = Fe3O4+4H2 高溫高溫 （固）（固）（氣）（氣） 鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置：鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置： 該反應(yīng)裝置各部分的作用是什么？該反應(yīng)裝置各部分的作用是什么？ 產(chǎn)生水蒸氣；產(chǎn)生水蒸氣； 水蒸氣與鐵粉反應(yīng)水蒸氣與鐵粉反應(yīng) 檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體檢驗(yàn)

10、產(chǎn)生的氣體 水水 鐵粉鐵粉 鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)裝置鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)裝置 原來的反應(yīng)裝置原來的反應(yīng)裝置重新設(shè)計(jì)后的反應(yīng)裝置重新設(shè)計(jì)后的反應(yīng)裝置 鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)裝置鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)裝置 鐵粉鐵粉 水水 3、鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)、鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng) 2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 寫成離子反應(yīng)方程式；分析氧化還原反應(yīng)寫成離子反應(yīng)方程式；分析氧化還原反應(yīng) 1.上述兩個(gè)反應(yīng)說明了上述兩個(gè)反應(yīng)說明了鋁有怎樣的性質(zhì)鋁有怎樣的性質(zhì)？ 2. 鋁制餐具為什么不宜用來蒸煮或長時(shí)鋁制餐具為什么不宜用來蒸煮或長時(shí) 間

11、間存放酸性存放酸性、堿性堿性的食物的食物? 討論討論 偏鋁酸鈉偏鋁酸鈉 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 金屬活動(dòng)性順序：金屬活動(dòng)性順序： 金屬活動(dòng)性逐漸減弱金屬活動(dòng)性逐漸減弱 本節(jié)小結(jié)：本節(jié)小結(jié)： (1)O2 K Ca Na Mg Al Zn Fe SnPbCuHg Ag Pt Au 常溫迅速常溫迅速 成膜或加熱成膜或加熱 加熱能反應(yīng)加熱能反應(yīng) 不反應(yīng)不反應(yīng) (2)H2O K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb 冷水劇烈冷水劇烈 熱水緩慢熱水緩慢 水蒸氣高溫水蒸氣高溫 不反應(yīng)不反應(yīng) 氫氧化物和氫氣氫氧化物和氫氣 氧化物和氫氣

12、氧化物和氫氣 (3)酸酸 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au 常溫下與非氧化性酸反應(yīng)常溫下與非氧化性酸反應(yīng) 氧化性酸氧化性酸 王水王水 (4)置換反應(yīng)置換反應(yīng) 鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬， 也有人說也有人說“21世紀(jì)將是鈦的世紀(jì)世紀(jì)將是鈦的世紀(jì)”。 鈦的化學(xué)性質(zhì)：鈦的化學(xué)性質(zhì)： 穩(wěn)定，耐腐蝕。穩(wěn)定，耐腐蝕。 未來金屬未來金屬鈦鈦 民民 航航 飛飛 機(jī)機(jī) 由于鈦的密度小、強(qiáng)度高、抗腐蝕性強(qiáng)，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)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

13、骨架、蒙皮、機(jī)身板、機(jī)身骨架、發(fā)動(dòng)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。機(jī)艙、起落架等。 F-22戰(zhàn)斗機(jī)戰(zhàn)斗機(jī) 運(yùn)載神舟五號(hào)的長征火箭運(yùn)載神舟五號(hào)的長征火箭 因鈦在常溫及超因鈦在常溫及超 低溫下，比強(qiáng)度高，低溫下，比強(qiáng)度高， 并具有足夠的韌性及并具有足夠的韌性及 塑性塑性 。 用于制造高壓容用于制造高壓容 器、燃料貯箱、火箭器、燃料貯箱、火箭 發(fā)動(dòng)機(jī)及導(dǎo)彈殼體、發(fā)動(dòng)機(jī)及導(dǎo)彈殼體、 飛船船艙蒙皮及結(jié)構(gòu)飛船船艙蒙皮及結(jié)構(gòu) 骨架、主起落架、登骨架、主起落架、登 月艙等月艙等 。 導(dǎo)彈導(dǎo)彈 “阿波羅號(hào)阿波羅號(hào)”宇宙飛船宇宙飛船 人人 造造 衛(wèi)衛(wèi) 星星 潛潛 艇艇 水上船舶的泵體、管

14、道和甲板配件，快艇推進(jìn)器、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、鞭狀天線等推進(jìn)軸、水翼艇水翼、鞭狀天線等 。 因鈦的比因鈦的比 強(qiáng)度高，強(qiáng)度高， 在海水及在海水及 海洋氣氛海洋氣氛 下具有優(yōu)下具有優(yōu) 異的耐蝕異的耐蝕 性能性能 ，用，用 于制造耐于制造耐 壓艇體、壓艇體、 結(jié)構(gòu)件、結(jié)構(gòu)件、 浮力系統(tǒng)浮力系統(tǒng) 球體，球體， 鈦對(duì)人體體液有極好的耐蝕性，沒有毒性，鈦對(duì)人體體液有極好的耐蝕性，沒有毒性， 與肌肉組織親合性能良好，用于制造醫(yī)療器械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、及外科矯形材料，鈦制牙、心臟內(nèi)瓣、隔膜、 骨關(guān)節(jié)

15、及固定螺釘、鈦骨頭等骨關(guān)節(jié)及固定螺釘、鈦骨頭等 。 人人 造造 骨骨 骼骼 鈦在地殼中的儲(chǔ)量并不少，但為鈦在地殼中的儲(chǔ)量并不少，但為 什么目前主要用于尖端領(lǐng)域呢？什么目前主要用于尖端領(lǐng)域呢？ 這與金屬鈦，特別是純的金屬鈦很難冶這與金屬鈦，特別是純的金屬鈦很難冶 煉有關(guān)。鈦的熔點(diǎn)為煉有關(guān)。鈦的熔點(diǎn)為1660，說明鈦的冶煉，說明鈦的冶煉 要在高溫下進(jìn)行，但它在高溫下與氧、氮、要在高溫下進(jìn)行，但它在高溫下與氧、氮、 碳、硫、氫、氯等元素的化合能力極強(qiáng)。碳、硫、氫、氯等元素的化合能力極強(qiáng)。 因此，鈦的治煉要在稀有氣體的保護(hù)下因此，鈦的治煉要在稀有氣體的保護(hù)下 進(jìn)行，使它與氧氣等隔絕，這對(duì)設(shè)備要求很進(jìn)行

16、，使它與氧氣等隔絕，這對(duì)設(shè)備要求很 高，使得制備或冶煉的成本遠(yuǎn)高于鐵或鋁，高，使得制備或冶煉的成本遠(yuǎn)高于鐵或鋁， 所以鈦主要用于尖端領(lǐng)域。所以鈦主要用于尖端領(lǐng)域。 復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)： 金屬鈉、鋁和鐵可以跟哪些物金屬鈉、鋁和鐵可以跟哪些物 質(zhì)反應(yīng)？在反應(yīng)中所形成的化合物質(zhì)反應(yīng)？在反應(yīng)中所形成的化合物 有哪些？有哪些？ 與氧氣反應(yīng)與氧氣反應(yīng)，例：例：4Na+O2=2Na2O 2Na+O2=Na2O2(鈉的特殊性鈉的特殊性) 4Al+3O2=2Al2O3 與水反應(yīng)與水反應(yīng)，例：例： 3Fe+4H2O(g) = Fe3O4+4H2 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 與酸反應(yīng)，例：與酸反應(yīng)，例：

17、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 與鹽反應(yīng)，例：與鹽反應(yīng)，例：2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO)3 與堿反應(yīng)，例：與堿反應(yīng)，例： 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 (只有鋁只有鋁) 高高 溫溫 Na2O、 Na2O2、Al2O3、Fe3O4 金屬氫氧化物金屬氫氧化物:NaOH AlCl3、Al2(SO)3、NaAlO2 金屬氧化物金屬氧化物: 含有金屬元素的鹽含有金屬元素的鹽: 保存在煤油或石蠟油中，以隔絕保存在煤油或石蠟油中，以隔絕 空氣空氣 鈉的保存鈉的保存 P45 習(xí)題習(xí)題 、 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，金屬與能源也結(jié)下了不解之隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，金屬與能源

18、也結(jié)下了不解之 緣。金屬能源，就是用有關(guān)金屬作化學(xué)電池，使其發(fā)緣。金屬能源，就是用有關(guān)金屬作化學(xué)電池，使其發(fā) 生氧化作用，從而生氧化作用，從而 放出能量。在金屬能源中，首屈一放出能量。在金屬能源中，首屈一 指的是鋁電池。這種鋁燃料是用高純指的是鋁電池。這種鋁燃料是用高純 度的鋁再加入微度的鋁再加入微 量的鎵、錫或銦等制成鋁合金片。這種量的鎵、錫或銦等制成鋁合金片。這種“鋁鋁空空 氣氣 ”電池，可產(chǎn)生電池，可產(chǎn)生500瓦的電能，只要繼續(xù)換合金片，瓦的電能，只要繼續(xù)換合金片， 就能源源不斷地產(chǎn)就能源源不斷地產(chǎn) 生電能。所產(chǎn)生的能量相當(dāng)于同體生電能。所產(chǎn)生的能量相當(dāng)于同體 積汽油在燃機(jī)中所產(chǎn)生能源的積汽油在燃機(jī)中所產(chǎn)生能源的4倍多倍多 ，其優(yōu)點(diǎn)是無任，其優(yōu)點(diǎn)是無任 何污染。何污染。 工業(yè)上是利用電解氧化鋁來制取金屬