LH--金属及其化合物

1、第一节 金属的化学性质 第三章第三章 金属及其化合物金属及其化合物世界上出土最大、最重的青铜礼器-商代司母戊鼎商代司母戊鼎国家级保护文物东汉青铜器在人类社会的发展中金属材料起着非常重要的作用丰富多彩的金属制品金属的存在：1、绝大多数的金属以化合态的形式存在如：Na、Fe、Cu2、极少数化学性质不活泼的金属以游离态的形式存在，如：Au 地壳中元素的含量分布：O、Si、Al、Fe、Ca。金属的通性：金属的通性：（1 1）金属的物理通性金属的物理通性: :多数为银白色多数为银白色( ( CuCu是是紫红色紫红色，AuAu是是金黄色金黄色 ) )、有金属光泽、有导有金属光泽、有导电性、导热性、延展性，

2、电性、导热性、延展性，绝大多数常温下为固体绝大多数常温下为固体( ( HgHg常温下为液常温下为液态态 ) )。有金属光泽有导电性有导电性导热性延展性（2）金属的化学通性MgAlNa 大多数的金属原子最外层电子数小于4，只能失去电子，不能得到电子，即金属元素只有正价，没有负价；金属单质只有还原性没有氧化性。性 质结 构决 定决 定思考与交流思考与交流铝丝与硫铝丝与硫酸铜溶液酸铜溶液反应反应镁条燃烧镁条燃烧铜丝与硝酸银铜丝与硝酸银溶液反应溶液反应镁条与稀盐酸镁条与稀盐酸反应反应分析下列图片，写出反应的化学方程式。分析下列图片，写出反应的化学方程式。若是离子反应的，写出离子方程式。若是离子反应的，

3、写出离子方程式。溶液的颜色变浅，铝丝上有红色物质出现2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu发出耀眼的白光，生成白色固体物质2Mg+O2=2MgO反应剧烈，铜丝表面有白色 物质生成，溶液变成蓝色Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag反应剧烈，有大量 气泡生成Mg+2HCl=MgCl2+H2 2Al + 3Cu2+ = 2Al3+ + 3Cu Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag Mg + 2H+ = Mg2+ + H2金属与非金属的反应金属与非金属的反应 钠的保存钠的保存 钠的物理性质钠的物理性质保存于煤油或者是石蜡 油中以隔绝空气银白色的固体，具有金属光泽，质软，熔沸点

4、较低，密度比水小但是比煤油大，具有良好的导电性和导热性。实验实验 3-1取一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤取一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，用油，用小刀切小刀切去一端的表层，观察表去一端的表层，观察表面的颜色；将其放置在空气中，观察表面的颜色；将其放置在空气中，观察表面颜色的变化。面颜色的变化。实验现象：实验现象：原因分析：原因分析：金属钠易被小刀切割；露出银白色的切面，具有金属光泽；切面很快变暗变暗金属钠较软，能被小刀切割；钠是非常活泼的金属，能与空气中的氧气在常温下反应 。4Na + O2 = 2Na2O（白色）实验步骤：实验步骤：切割钠时要注意安全！取钠要用镊子，不可用手，钠上的煤油

5、用滤纸 吸干。实验实验 3-2把一小块金属钠放在坩埚中，加热。实验步骤：实验步骤：实验现象：实验现象：原因分析：原因分析：钠受热熔化成小球后剧烈燃烧，发出黄色火焰；生成淡黄色固体钠的熔点低，受热易熔化，在加热的条件下与氧气发生反应生成淡黄色的固体物质 2Na + O2 = Na2O2 Na2O2（过氧化钠）：（过氧化钠）：淡黄色的固体淡黄色的固体 -1物理物理性质性质实验实验条件条件常温常温加热加热 现象现象反应反应方程方程式式 结论结论2Na + O2 = Na2O2 -1+100还原剂还原剂氧化剂氧化剂 4Na + O2 = 2Na2O-2氧化剂氧化剂0+10还原剂还原剂4 4e e2e钠

6、的化学性质很活泼钠的化学性质很活泼,在常温或加热的条件下都能跟氧气反应生在常温或加热的条件下都能跟氧气反应生成不同的产物成不同的产物,但加热时与氧气的反应更加剧烈。但加热时与氧气的反应更加剧烈。(条件不同，现象不同，产物不同。条件不同，现象不同，产物不同。) 2Na2O +O2 = 2Na2O2 钠常保存在煤油或石蜡中，钠常保存在煤油或石蜡中，隔绝空气隔绝空气 银银白色有白色有金属光泽的金属光泽的固体，质软固体，质软( (硬度小硬度小) )，熔点为熔点为97.8797.87，密度密度为为0.970.97g/cm3(比煤油大，但比水小比煤油大，但比水小) )，是电和热的良导体，是电和热的良导体在

7、钠的切口处可以观察到银白在钠的切口处可以观察到银白色的金属光泽色的金属光泽,切口处在空气中切口处在空气中很快变暗。很快变暗。钠受热先熔化成银白色的小球钠受热先熔化成银白色的小球,接接着就燃烧起来，燃烧时火焰呈黄着就燃烧起来，燃烧时火焰呈黄色色,有烟产生，最后生成淡黄色固有烟产生，最后生成淡黄色固体。体。科学探究科学探究实验步骤：实验步骤：实验现象：实验现象：原因分析：原因分析：1 1、用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯、用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯火焰上加热至熔化，轻轻晃动。仔细观察，火焰上加热至熔化，轻轻晃动。仔细观察，你看到了什么现象你看到了什么现象2 2、用砂纸打磨铝箔，除去氧化膜后，

8、再加、用砂纸打磨铝箔，除去氧化膜后，再加热至熔化，观察有什么现象热至熔化，观察有什么现象1 1、铝箔熔化，表面失去光泽，熔化、铝箔熔化，表面失去光泽，熔化的铝并不滴落，好象有一层膜兜着。的铝并不滴落，好象有一层膜兜着。2 2、铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝仍、铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝仍然不滴落。然不滴落。因为铝表面有一层氧化膜保护了铝。构成膜因为铝表面有一层氧化膜保护了铝。构成膜的氧化铝的氧化铝(Al(Al2 2OO3 3) )的熔点很高，没有熔化，包的熔点很高，没有熔化，包在外面使熔化的液态铝不会滴落下来。在外面使熔化的液态铝不会滴落下来。AlAl2 2OO3 3的熔点是的熔点是20502

9、050，高于，高于AlAl的熔点的熔点( (660660) )。 4Al + 3O2 = 2Al2O3常温或加热（结构致密的氧化膜）1 1、向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油，片刻后再向该烧向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油，片刻后再向该烧杯中轻缓地加入一块绿豆大小的金属钠，可能观察到的现象杯中轻缓地加入一块绿豆大小的金属钠，可能观察到的现象是是( () )2 2、下列有关钠的物理性质的叙述中正确的是（下列有关钠的物理性质的叙述中正确的是（D D）银白色金属银白色金属质软，可以用小刀切割质软，可以用小刀切割熔点低于熔点低于100100密度比水小密度比水小热和电的良导体热和电的良导体A A

10、B B C C D DA金属与酸和水的反应 实验实验 3-1实验步骤：实验步骤：实验现象：实验现象：在烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一小块绿豆大的钠放入水中。你看到什么现象？ 钠浮在水面上钠浮在水面上 钠熔化成闪亮的小球钠熔化成闪亮的小球 钠球向各个方向迅速游动，发出嘶嘶的响声钠球向各个方向迅速游动，发出嘶嘶的响声 溶液的颜色逐渐变红溶液的颜色逐渐变红 钠的密度比水的小 钠的熔点低，反应放热 反应放出的气体推动小球运动 反应后的溶液显碱性Why?for2Na2H2O = 2NaOHH2反应化学方程式：反应化学方程式： 思维拓展思维拓展1 ：预测金属Na和HCl反应的现象（和Na与H

11、2O的反应做比较）钠与酸反应比与水反应剧烈。由于钠与水反应，实质上是钠跟钠与酸反应比与水反应剧烈。由于钠与水反应，实质上是钠跟水电离出的水电离出的H+反应；而酸中的反应；而酸中的H+浓度比水中浓度比水中H+浓度大。浓度大。 钠跟酸的反应：“先酸后水”钠与稀硫酸、盐酸等反应时，先是钠直接跟酸反应，过量的钠再与水反应。不能认为是钠先跟水反应，生成的NaOH再跟酸中和。钠投入足量盐酸中反应的化学方程式是：2Na2HCl 2NaClH2 2Na2H 2NaH2。 Na和和CuSO4 溶液的反应溶液的反应 如何如何 呢呢 ？上述上述Na与与CuSO4溶液的反应方程式可以写成：溶液的反应方程式可以写成：

12、2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2 + Na2SO42Na+2H2O+CuSO4 = Cu(OH)2+Na2SO4+H2 总反应为：总反应为： 钠与钠与盐溶液盐溶液反应时：先考虑钠与水反应，再看产物反应时：先考虑钠与水反应，再看产物NaOH与盐是否反应。与盐是否反应。 思维拓展思维拓展2 ：科学探究红热的铁粉与水蒸气反应放出红热的铁粉与水蒸气反应放出气体气体，蒸发皿，蒸发皿中产生大量肥皂泡，中产生大量肥皂泡，能燃烧能燃烧或发出或发出爆鸣声爆鸣声，反应后试管中反应后试管中固体固体仍是仍是黑色黑色。实验实验现象现象：3Fe + 4H2O(

13、g) Fe3O4 + 4H2(1)先加热湿棉花部位，待形成水蒸气后再加热铁粉，防止发生倒吸；先加热湿棉花部位，待形成水蒸气后再加热铁粉，防止发生倒吸；(2)加热最初排出的是空气，应加热一会后，再将导管插入到肥皂水中；加热最初排出的是空气，应加热一会后，再将导管插入到肥皂水中；(3)肥皂水不宜太稀，否则吹起的氢气泡太小，点燃时难以有较大的爆鸣声；肥皂水不宜太稀，否则吹起的氢气泡太小，点燃时难以有较大的爆鸣声；(4)实验结束时，先将导气管撤出，再移去酒精灯，防止发生倒吸。实验结束时，先将导气管撤出，再移去酒精灯，防止发生倒吸。实验注意实验注意事项！事项！装置组成：装置组成：a、水蒸气的发生装置 b

14、、水蒸气和铁粉的反应装置 c、产物气体的检验装置 铝与氢氧化钠溶液的反应铝的物理性质：铝的化学性质： 铝与酸反应生成铝盐和氢气2Al+6HCl=2AlCl3+3H2-3e-Al3+1382Al+13823Al具具有较强的还原性有较强的还原性.实验实验3-4：实验实验 铝与盐酸反应铝与盐酸反应 铝与氢氧化钠溶液反应铝与氢氧化钠溶液反应 实验操作实验操作在在 2 支小试管中分别加入支小试管中分别加入 5 mL 盐酸和盐酸和 5 mL NaOH溶液，再溶液，再分别放入一小段铝片，观察实验现象。过一段时间，将点燃的分别放入一小段铝片，观察实验现象。过一段时间，将点燃的木条分别放在木条分别放在2支试管口

15、，观察实验现象。支试管口，观察实验现象。实验现象实验现象试管中产生气泡，铝片逐渐溶解；点燃的木条放在试管口时可试管中产生气泡，铝片逐渐溶解；点燃的木条放在试管口时可以观察到蓝色火焰。以观察到蓝色火焰。化学方程式化学方程式2Al+6HCl=2AlCl3+3H22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2离子方程式离子方程式2Al+6H+=2Al3+3H22Al + 2OH -+2H2O2AlO2-+3H2HClNaOH偏铝酸钠 铝和氢氧化钠溶液反应的实质：铝和氢氧化钠溶液反应的实质： 2Al+6H2O = 2Al(OH)3+3H2 Al(OH)3+NaOH = NaAlO2+2H2O 很

16、多金属都能与酸反应，但大多数金属却不能与碱反而铝在遇碱时发生反应，并放出H2，说明铝具有两性(金属性与非金属性)。 1、将一个用金属铝做的易拉罐内充满、将一个用金属铝做的易拉罐内充满CO2，然后往罐内注入足量，然后往罐内注入足量的的NaOH溶液，立即用胶布密封罐口。经过一段时间后，罐壁内凹溶液，立即用胶布密封罐口。经过一段时间后，罐壁内凹而瘪，再过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起来。而瘪，再过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起来。（1）罐壁内凹而瘪的原因是）罐壁内凹而瘪的原因是_；（2）罐再鼓起的原因是）罐再鼓起的原因是_。 随堂练习：随堂练习：物质的量在化学方程式计算中的应用 1、化学方程式中各物

17、质的量的关系化学方程式中各物质的量的关系 2Na + 2H2Na + 2H2 2O = 2NaOH + HO = 2NaOH + H2 2化学计量数之比化学计量数之比扩大扩大N NA A倍倍物质的量之比物质的量之比 相对质量之比相对质量之比 标况下体积标况下体积2 : 2 : 2 : 1 2NA: 2NA ： 2NA ：NA2mol : 2mol : 2mol : 1mol 223 : 218 : 240 : 222.4L小结小结 : 化学计量数之比化学计量数之比=微粒个数之比微粒个数之比=物质的物质的量之比量之比=气体体积之比气体体积之比(同温同压同温同压)例1:0.4mol钠与足量的水反应

18、,求:(1)生成H2的质量(2)生成NaOH的物质的量2Na + 2H2O = 2NaOH + H22mol 0.4mol )(24 . 02NaOHnmolmolmol得n(NaOH)=0.4mol)(24 . 022Hmgmolmol得m(H2)=0.4g 2moln(NaOH)2gm(H2)答:(1).生成H2的质量为0.4g (2).生成NaOH的物质的量为0.4mol 解计算题的总体思路解计算题的总体思路:1.先找已知条件先找已知条件2.再找要求的是什么再找要求的是什么3.找已知条件与要求的量之找已知条件与要求的量之间的关系间的关系,列比例式计算列比例式计算注注:只要上下单位一致只要

19、上下单位一致,左右左右关系对应关系对应,则可列比例式则可列比例式计算计算 解计算题的总体思路解计算题的总体思路:1.先找已知条件先找已知条件2.再找要求的是什么再找要求的是什么3.找已知条件与要求的量之找已知条件与要求的量之间的关系间的关系,列比例式计算列比例式计算注注:只要只要上下单位一致上下单位一致,左左右关系对应右关系对应,则可列比例则可列比例式计算式计算例2:将2.70g Al投入足量的NaOH溶液,求:(1)参加反应的NaOH的物质的量(2)生成H2的体积(标准状况下)2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2+3H22x27g 2.7g 2mol n(NaOH) 3

20、x 22.4L V(H2)(27 . 2272NaOHnmolgg得n(NaOH)=0.1mol化学计算中常用的方法化学计算中常用的方法1.1.关系式法关系式法确定已知量与未知量之间关系式的一般方法确定已知量与未知量之间关系式的一般方法: :(1)(1)根据化学方程式确定关系式根据化学方程式确定关系式: :先写出化学方程式先写出化学方程式, ,然后再根据然后再根据需要从方程式中提炼出某些关系需要从方程式中提炼出某些关系 如如: :MnOMnO2 2+4HCl(+4HCl(浓浓) MnCl) MnCl2 2+Cl+Cl2 2+2H+2H2 2O O可得如下关系可得如下关系 4HCl4HClClCl2 2 (2)(2)根据守恒原理确定关系式根据守恒原理确定关系式, ,如如: 2Na: 2NaH H2 2 例例1:1:金属钠金属钠1.15 g1.15 g跟水反应跟水反应, ,得到得到100mL100mL溶液溶液, ,试计算试计算: :(1)(1)生成的气体在标准状况下是多少升生成的气体在标准状况下是多少升? ?(2)(