金屬及其化合物教學(xué)教材

1、金屬及其化合物金屬及其化合物金屬的應(yīng)用金屬的應(yīng)用地殼中元素含量示意圖地殼中元素含量示意圖地殼中各元素的含量地殼中各元素的含量(OSiA1Fe)資料：資料：金屬的存在金屬的存在: : 主要以主要以化合態(tài)化合態(tài)形式存在；形式存在； 極少數(shù)以極少數(shù)以游離態(tài)游離態(tài) ( (單質(zhì)單質(zhì)) )形式存在形式存在: :銀、銀、鉑、金等。鉑、金等。 金屬元素最外層電子數(shù)較少，易失去電子，金屬元素最外層電子數(shù)較少，易失去電子，因而性質(zhì)活潑。因而性質(zhì)活潑。 思考：為什么自然界金屬大多以化合思考：為什么自然界金屬大多以化合 態(tài)存在？態(tài)存在？請畫出請畫出Na、Mg、Al的原子結(jié)構(gòu)示意圖：的原子結(jié)構(gòu)示意圖：NaMgAl原子結(jié)

2、構(gòu)與化原子結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)有什么學(xué)性質(zhì)有什么聯(lián)系聯(lián)系?Na+Mg2+Al3+金屬的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了金屬原子容金屬的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了金屬原子容易失電子，表現(xiàn)還原性，在化學(xué)反應(yīng)中易失電子，表現(xiàn)還原性，在化學(xué)反應(yīng)中還原劑，化合價(jià)升高，被氧化。還原劑，化合價(jià)升高，被氧化。1 1、金屬的顏色、狀態(tài)、金屬的顏色、狀態(tài) 3、延展性延展性2、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性導(dǎo)電、導(dǎo)熱性 金屬的物理通性金屬的物理通性 大多數(shù)金屬都是銀白色、不透明、具有金屬光澤的固體大多數(shù)金屬都是銀白色、不透明、具有金屬光澤的固體大多數(shù)金屬具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性大多數(shù)金屬具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性(導(dǎo)電性最好的是導(dǎo)電性最好的是Ag) 大多數(shù)金屬具有良

3、好的延展性（延展性最好的是大多數(shù)金屬具有良好的延展性（延展性最好的是Au）銅是紫紅色，金是黃色；在常溫下銅是紫紅色，金是黃色；在常溫下, Hg是液體是液體2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2AgMg+2HCl=MgCl2+H2 2Mg+O2 2MgO 金屬有哪些共同的金屬有哪些共同的化學(xué)化學(xué)性質(zhì)性質(zhì)？與非金屬單質(zhì)反應(yīng)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)與鹽溶液反應(yīng)與鹽溶液反應(yīng) 一一、金屬與非金屬的反應(yīng)、金屬與非金屬的反應(yīng)1.1.鈉與氧氣的反應(yīng)鈉與氧氣的反應(yīng)切面是銀白色，迅速變暗。切面是銀白色，迅速變暗。 物理性質(zhì)：物理性質(zhì)： 化學(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)：

4、 化學(xué)性質(zhì)很活潑化學(xué)性質(zhì)很活潑 , ,常溫下能與氧氣反應(yīng)常溫下能與氧氣反應(yīng). .1.1.銀白色金屬光澤的固體銀白色金屬光澤的固體2.2.質(zhì)軟質(zhì)軟( (硬度小硬度小) )3.3.密度大于煤油的密度密度大于煤油的密度常溫常溫4Na + O2 = 2Na2O（白色）（白色）現(xiàn)象：現(xiàn)象：化學(xué)方程式：化學(xué)方程式：鈉受熱熔化成小球，與氧氣劇烈反應(yīng)，發(fā)出鈉受熱熔化成小球，與氧氣劇烈反應(yīng)，發(fā)出黃色火焰，生成一種淡黃色固體。黃色火焰，生成一種淡黃色固體。 2Na + O2 = Na2O2-1淡黃色固體淡黃色固體2Na + S Na2S（研磨易爆炸（研磨易爆炸） 點(diǎn)燃點(diǎn)燃2Na + Cl2 2NaCl（產(chǎn)生大量白

5、煙）（產(chǎn)生大量白煙）2Na2O + O2 = 2Na2O2熱穩(wěn)定性：熱穩(wěn)定性：Na2O2Na2O4Na + O2 = 2Na2O白色固體白色固體-22Na + O2 = Na2O2淡黃色固體淡黃色固體-1小結(jié)：大多金屬可以和氧氣發(fā)生反應(yīng)小結(jié)：大多金屬可以和氧氣發(fā)生反應(yīng) 活潑活潑的金屬在空氣中易與氧氣反應(yīng)，生成的金屬在空氣中易與氧氣反應(yīng)，生成一層一層氧化物氧化物。 有的氧化膜有的氧化膜疏松疏松，不能保護(hù)內(nèi)層金屬，不能保護(hù)內(nèi)層金屬，如鐵表面的鐵銹、鈉表面的氧化層等。如鐵表面的鐵銹、鈉表面的氧化層等。 有的氧化膜有的氧化膜致密致密，可以保護(hù)內(nèi)層金屬不被，可以保護(hù)內(nèi)層金屬不被繼續(xù)氧化，如鎂，鋁等表面的

6、氧化膜繼續(xù)氧化，如鎂，鋁等表面的氧化膜 點(diǎn)燃鎂條前，常用砂紙打磨，這點(diǎn)燃鎂條前，常用砂紙打磨，這樣點(diǎn)燃會容易些那么鋁的情況如何？樣點(diǎn)燃會容易些那么鋁的情況如何？科學(xué)探究科學(xué)探究: :加熱鋁箔加熱鋁箔探究內(nèi)容探究內(nèi)容用坩鍋鉗夾住一小塊鋁箔用坩鍋鉗夾住一小塊鋁箔在酒精燈上加熱至熔化，在酒精燈上加熱至熔化，輕輕晃動(dòng)。輕輕晃動(dòng)。再取一塊鋁箔再取一塊鋁箔,用砂紙仔細(xì)用砂紙仔細(xì)打磨打磨,除去表面的保護(hù)膜除去表面的保護(hù)膜,再再加熱至熔化。加熱至熔化?，F(xiàn)象現(xiàn)象現(xiàn)象解釋現(xiàn)象解釋結(jié)論結(jié)論鋁容易被氧化而生成一層致密的氧化膜。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(hù)了鋁鋁表面的氧化膜保護(hù)了鋁。構(gòu)成薄膜的

7、氧化鋁構(gòu)成薄膜的氧化鋁(Al2O3)的熔點(diǎn)（的熔點(diǎn)（2050）高于鋁）高于鋁的熔點(diǎn)（的熔點(diǎn)（660），包在鋁），包在鋁的外面，使熔化了的鋁不的外面，使熔化了的鋁不會滴落下來。會滴落下來。鋁箔發(fā)紅卷縮鋁箔發(fā)紅卷縮, 熔化熔化不滴落。不滴落。 鋁箔發(fā)紅卷縮鋁箔發(fā)紅卷縮,很快就變暗很快就變暗 失去光澤，熔化不滴落。失去光澤，熔化不滴落。鋁很活潑，除去原來的氧鋁很活潑，除去原來的氧化膜后，很快又會生成一化膜后，很快又會生成一層新的氧化膜。層新的氧化膜。 4Al + 3 O2 = 2Al2O3 點(diǎn)燃點(diǎn)燃2Al+ 3Cl2 2AlCl32Al+3 S Al2S33Mg+N2=Mg3N2 點(diǎn)燃點(diǎn)燃鎂與非金屬

8、的反應(yīng)鎂與非金屬的反應(yīng) 點(diǎn)燃點(diǎn)燃2Mg + O2 2MgO發(fā)出耀眼的白光發(fā)出耀眼的白光; ;產(chǎn)生大量的白產(chǎn)生大量的白煙煙2Mg+CO2=2MgO+C點(diǎn)燃點(diǎn)燃 點(diǎn)燃點(diǎn)燃3Fe + 2O2 Fe3O4火星四射，具有磁性火星四射，具有磁性的黑色晶體的黑色晶體鐵與非金屬的反應(yīng)鐵與非金屬的反應(yīng)4Fe+ 3O2 2Fe2O3 (鐵銹，紅棕色粉末鐵銹，紅棕色粉末) 點(diǎn)燃點(diǎn)燃2Fe+ 3Cl2 2FeCl3Fe+ S FeS銅與非金屬的反應(yīng)銅與非金屬的反應(yīng)2Cu+ O2 2CuO (黑色黑色)點(diǎn)燃點(diǎn)燃 點(diǎn)燃點(diǎn)燃Cu + Cl2 CuCl22Cu + S Cu2S二、二、金屬金屬與酸和水的反應(yīng)與酸和水的反應(yīng) K

9、 Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au位于金屬活動(dòng)順序中氫以前的金屬可位于金屬活動(dòng)順序中氫以前的金屬可以和酸反應(yīng)，生成鹽和氫氣。以和酸反應(yīng)，生成鹽和氫氣。1. 金屬與酸的反應(yīng)金屬與酸的反應(yīng)2. 鈉與水的反應(yīng)鈉與水的反應(yīng)（1）用）用鑷子鑷子取一小塊鈉置于濾紙上，取一小塊鈉置于濾紙上，吸干吸干表面的煤油，表面的煤油，用小刀切用小刀切綠豆綠豆大的一粒，其余大的一粒，其余放回原瓶放回原瓶。（2）在燒杯中加一半水，滴入）在燒杯中加一半水，滴入12滴滴酚酞酚酞試劑，并將試劑，并將切下的鈉粒投入燒杯中，蓋上玻片，切下的鈉粒投入燒杯中，蓋上玻片，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察實(shí)驗(yàn)

10、現(xiàn)象?，F(xiàn)象現(xiàn)象解釋解釋加有酚酞的溶液變成紅色加有酚酞的溶液變成紅色鈉浮在水面上鈉浮在水面上熔成光亮小球熔成光亮小球四處游動(dòng)四處游動(dòng)鈉的密度比水小鈉的密度比水小反應(yīng)放熱，鈉熔點(diǎn)較低反應(yīng)放熱，鈉熔點(diǎn)較低有氣體產(chǎn)生且反應(yīng)劇烈有氣體產(chǎn)生且反應(yīng)劇烈有堿性物質(zhì)生成有堿性物質(zhì)生成發(fā)出嘶嘶的響聲，且鈉很快消失發(fā)出嘶嘶的響聲，且鈉很快消失反應(yīng)劇烈反應(yīng)劇烈記憶口訣：浮記憶口訣：浮 熔熔 游游 響響 紅紅 2Na + 2H2O 2NaOH + H21、鈉的物理性質(zhì)：、鈉的物理性質(zhì)：2、鈉與水反應(yīng)：、鈉與水反應(yīng)：3、鈉的取用：、鈉的取用：4、鈉的保存：、鈉的保存：5、鈉的滅火：、鈉的滅火：銀白色金屬，密度比水小、質(zhì)地

11、銀白色金屬，密度比水小、質(zhì)地軟、熔點(diǎn)低，延展性，良好的導(dǎo)軟、熔點(diǎn)低，延展性，良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性。電、導(dǎo)熱性。2Na + 2H2O 2NaOH + H2現(xiàn)象：現(xiàn)象：浮、熔、游、響、紅。浮、熔、游、響、紅。用鑷子夾取，用完的鈉放回原瓶。用鑷子夾取，用完的鈉放回原瓶。煤油或石蠟油中。煤油或石蠟油中。不能用水，只能用干沙蓋滅。不能用水，只能用干沙蓋滅。將金屬鈉投入到水和煤油的分層混合液將金屬鈉投入到水和煤油的分層混合液中，有什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？中，有什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？密度：水密度：水 鈉鈉 煤油煤油。故鈉會沉到水和。故鈉會沉到水和煤油煤油的分界線，的分界線，反應(yīng)放氫氣使鈉球往上彈，然后又掉下來，再彈。如反應(yīng)放氫

12、氣使鈉球往上彈，然后又掉下來，再彈。如此反復(fù)直到反應(yīng)完。此反復(fù)直到反應(yīng)完。3. 鈉與酸、鹽溶液反應(yīng)的規(guī)律鈉與酸、鹽溶液反應(yīng)的規(guī)律鈉與酸反應(yīng)比與水反應(yīng)劇烈。由于鈉與水鈉與酸反應(yīng)比與水反應(yīng)劇烈。由于鈉與水反應(yīng)，實(shí)質(zhì)上是鈉跟水電離出的反應(yīng)，實(shí)質(zhì)上是鈉跟水電離出的H+反應(yīng)；反應(yīng)；而酸中的而酸中的H+濃度比水中濃度比水中H+濃度大。濃度大。 a. 2Na + 2H+ = 2Na+ + H2 b. 若若鈉過量，待酸消耗盡之后，再與水反鈉過量，待酸消耗盡之后，再與水反應(yīng)應(yīng)2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2+ Na2SO4 藍(lán)色絮狀沉淀藍(lán)色絮狀沉淀總

13、反應(yīng)式：總反應(yīng)式： 2Na + 2H2O + CuSO4 = Cu(OH)2 + Na2SO4 + H2實(shí)質(zhì)：鈉先和水反應(yīng)，生成的氫實(shí)質(zhì)：鈉先和水反應(yīng)，生成的氫氧化鈉再與硫酸銅反應(yīng)。氧化鈉再與硫酸銅反應(yīng)。鈉與鹽溶液反應(yīng)，不能置換出鹽中金屬鈉與鹽溶液反應(yīng)，不能置換出鹽中金屬 若將金屬鈉投入到硫酸銅溶若將金屬鈉投入到硫酸銅溶液中，能否置換出銅來呢？液中，能否置換出銅來呢？鈉鈉浮浮在水面上；在水面上；熔熔化成一個(gè)閃亮的小球；小球化成一個(gè)閃亮的小球；小球迅速四處迅速四處游游動(dòng)；發(fā)出動(dòng)；發(fā)出嘶嘶嘶嘶響響聲；聲；并逐漸縮小，并逐漸縮小，至完全消失；同時(shí)溶液中產(chǎn)生至完全消失；同時(shí)溶液中產(chǎn)生藍(lán)色藍(lán)色沉淀沉淀c

14、. Na與鹽溶液反應(yīng)與鹽溶液反應(yīng)（1）若鹽與）若鹽與NaOH不反應(yīng)，則只發(fā)生不反應(yīng)，則只發(fā)生2Na + 2H2O 2NaOH + H2（2）若鹽與）若鹽與NaOH 反應(yīng)，則反應(yīng)，則Na和和H2O發(fā)生反應(yīng)，隨后發(fā)生反應(yīng)，隨后NaOH 與鹽反應(yīng)與鹽反應(yīng)將金屬鈉投到將金屬鈉投到FeCl3溶液中會有什么現(xiàn)象？溶液中會有什么現(xiàn)象？現(xiàn)象：現(xiàn)象：浮、熔、游、響、浮、熔、游、響、紅褐色紅褐色沉淀沉淀反應(yīng)反應(yīng) 2Na+2H2O=2NaOH+H2 3NaOH + FeCl3 = Fe(OH)3+ 3NaCl6Na+6H2O+2FeCl3=2Fe(OH)3+6NaCl+3H2 鐵不能與冷、熱水反應(yīng)鐵不能與冷、熱水反

15、應(yīng), ,但能否與水蒸氣但能否與水蒸氣反應(yīng)反應(yīng)? ?請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)裝置請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)裝置, ,使還原使還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)鐵粉與水蒸氣反應(yīng)1. 水蒸氣的發(fā)生裝置水蒸氣的發(fā)生裝置2. 水蒸氣與鐵粉反應(yīng)裝置水蒸氣與鐵粉反應(yīng)裝置3. 產(chǎn)物的檢驗(yàn)產(chǎn)物的檢驗(yàn)( (收集收集) )裝置裝置3Fe4H2O(g） Fe3O44H2水蒸氣的水蒸氣的發(fā)生裝置發(fā)生裝置水蒸氣與鐵水蒸氣與鐵粉反應(yīng)裝置粉反應(yīng)裝置產(chǎn)物收產(chǎn)物收集裝置集裝置5.5.鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)1.1.鋁與稀鹽酸的反應(yīng)鋁與稀鹽酸的反應(yīng)化學(xué)方程式為化學(xué)方程式為: 離子方程式為離子方程式為:2Al+6H+= 2Al3+ +

16、3H22Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H22Al + 2OH- + 2H2O = 2AlO2- + 3H22Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H22.2.鋁與氫氧化鈉的反應(yīng)鋁與氫氧化鈉的反應(yīng) 兩份鋁粉分別與足量的兩份鋁粉分別與足量的NaOH溶液和溶液和HCl溶液反溶液反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體體積相同應(yīng)，產(chǎn)生的氣體體積相同(同溫、同壓下同溫、同壓下)，則這兩份，則這兩份鋁粉的質(zhì)量之比為（鋁粉的質(zhì)量之比為（ ） 1 ：2 B. 1 ：3 C. 3 ：2 D. 1 ：1D2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H22Al +6HCl = 2AlCl3 + 3H2 2 : 32 : 32CO + O2 = 2CO2分子個(gè)數(shù)比分子個(gè)數(shù)比2 ： 1 ： 2擴(kuò)大擴(kuò)大6.021023倍倍26.021023 ： 6.021023 ： 26.021023 物質(zhì)的量之比物質(zhì)的量之比2mol ：1mol ： 2mol質(zhì)量之比質(zhì)量之比56g ： 32g ： 88g化學(xué)計(jì)量數(shù)之比化學(xué)計(jì)量數(shù)之比2 ： 1 ： 2體積之比體積之比這個(gè)反應(yīng)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)可這個(gè)反應(yīng)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以表示哪些意義？以表示哪些意義？2 ： 1 ： 2標(biāo)準(zhǔn)狀況下，用鋁箔包裹標(biāo)準(zhǔn)狀況下，用鋁箔包