三11金属与非金属、酸和水的反应

1、合金合金铜铜银银金金铝铝铁铁第三章第三章金属及其化合物金属及其化合物第一课时第一课时 金属与非金属、酸和水的反应金属与非金属、酸和水的反应一、金属的通性含量特征化合态化合态：元素以化合物的形式存在游离态游离态：元素以单质的形态存在 地球上的金属以单质形式存在的是极地球上的金属以单质形式存在的是极少数（如少数（如 AgAg、PtPt、Au)Au)。银白色银白色 Ag金黄色金黄色 Au 常见的矿石常见的矿石赤铁矿赤铁矿主要成分是主要成分是Fe2O3黄铁矿黄铁矿主要成分是主要成分是FeS2菱铁矿菱铁矿主要成分是主要成分是FeCO3铝土矿铝土矿主要成分是主要成分是Al2O3 绝大多数金属是绝大多数金属

2、是 以化合态存在于自然界以化合态存在于自然界金属的一些物理性质金属的一些物理性质 物理通性物理通性2 2、金属的颜色、光泽、金属的颜色、光泽3 3、良好的导电、导热性。、良好的导电、导热性。绝大多数金属都是银白色，具有金属光泽，少数金绝大多数金属都是银白色，具有金属光泽，少数金属具有特殊颜色如铜是紫红色，金是金黄色。属具有特殊颜色如铜是紫红色，金是金黄色。4 4、延展性、延展性延性：拉成细丝的性质；延性：拉成细丝的性质；展性：压成薄片的性质。展性：压成薄片的性质。1、金属在常温下的状态、金属在常温下的状态除除汞汞是液体外，其他在常温下是固体。是液体外，其他在常温下是固体。一、金属的通性 1.以

3、以Fe为例，说明金属能发生哪些为例，说明金属能发生哪些化学反应化学反应？（2）与酸反应）与酸反应Fe + HCl = FeCl+H2（3）与某些盐溶液反应）与某些盐溶液反应Fe +CuCl2 = FeCl2+ Cu（1）与氧气反应）与氧气反应3Fe + 2O2 =Fe3O42.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，写出离子方程式。铝丝与硫酸铜铝丝与硫酸铜溶液反应溶液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 2Al + 3CuSO4 = Al2(SO4 )3 +

4、3Cu Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag 2Mg+O2 2MgO点燃点燃 2Al + 3Cu2+ = 2Al3+ + 3Cu Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag Mg + 2HCl = MgCl2+H2 Mg + 2H+ = Mg2+ + H23、依据、依据 Na、Mg、Al 的原子结构示意图，分析它们的的原子结构示意图，分析它们的原子结构有什么特点，与金属的化学性质有什么联系？原子结构有什么特点，与金属的化学性质有什么联系？金属最外层上的电子一般少于金属最外层上的电子一般少于4 4个个, ,反应中容易反应中容易失去电失去电子子, ,表现出较强的表现出较强的还原性还原性。

5、( (做做还原剂还原剂）NaMgAl化学通性化学通性M ne- = Mn+金属单质易失电子，表现还原金属单质易失电子，表现还原性性1 1、易与氧气反应，得到氧化物、易与氧气反应，得到氧化物2 2、活动性排在氢前的金属元素与酸反应得到盐和氢气、活动性排在氢前的金属元素与酸反应得到盐和氢气3 3、与盐反应，置换出活动性较弱的金属单质、与盐反应，置换出活动性较弱的金属单质一、金属的通性K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au（一）钠与氧气的反应（一）钠与氧气的反应 讨论：从以上实验讨论：从以上实验, ,我们了解到金属钠的哪些我们了解到金属钠的哪些物理和化

6、学性质？物理和化学性质？ 实验实验3-13-1从煤油中取从煤油中取一小块金属一小块金属钠钠, ,用刀切去用刀切去一端的外皮一端的外皮, ,观察实验现观察实验现象。象。现象现象：切口处可观察到银白色的切口处可观察到银白色的金属光泽金属光泽, ,在空气中很快变暗。在空气中很快变暗。二、金属与非金属的反应二、金属与非金属的反应现象现象：可观察到钠先熔化后燃烧，燃烧可观察到钠先熔化后燃烧，燃烧时火焰呈黄色，生成淡黄色的固体时火焰呈黄色，生成淡黄色的固体。* * 反应条件反应条件不同，产物不同，产物不同不同 2Na + O2 = Na2O2 特殊的氧化物特殊的氧化物过氧化钠：过氧化钠： Na2O2 实验

7、实验3-23-2 把一小块把一小块金属钠放在金属钠放在坩埚上，加坩埚上，加热，有何现热，有何现象发生？象发生？1. 1.为银白色的固体为银白色的固体2.2.质软质软( (硬度小硬度小) )很活泼很活泼, ,常温下能与氧气反应常温下能与氧气反应 4Na + O2 = 2Na2O常温常温 NaNa的的性性质质常温下常温下4Na + O2 = 2Na2O（白色）（白色）加热下加热下00+1-1失去失去e-，化合价升高，被氧化，化合价升高，被氧化得到得到2e-，化合价降低，被还原，化合价降低，被还原00+1-2失去失去4e-，化合价升高，被氧化，化合价升高，被氧化得到得到4e-，化合价降低，被还原，化

8、合价降低，被还原结论：结论：钠的化学性质很活泼，在常温或加热的条件下都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。（能跟氧气反应。（条件不同，现象不同，产物不同。）条件不同，现象不同，产物不同。）不稳定不稳定稳定稳定钠与氧气反应钠与氧气反应2Na +O2 = Na2O2 (淡黄色淡黄色)还原剂还原剂氧化剂氧化剂氧化剂氧化剂还原剂还原剂即：即：2Na2O +O2 = 2Na2O2 类推：类推：钠也能与钠也能与S、Cl2等非金属单质反应。等非金属单质反应。(2)铁丝在氧气中燃烧生成铁丝在氧气中燃烧生成Fe3O43Fe + 2O2 = Fe3O4点燃点燃( (二二) ) 铁、镁和铝分别与

9、氧气反应铁、镁和铝分别与氧气反应二、金属与非金属反应二、金属与非金属反应(1)铁与氧气在常温下缓慢反应，生成疏松氧化层铁与氧气在常温下缓慢反应，生成疏松氧化层三氧化二铁（红褐色三氧化二铁（红褐色Fe2O3） 4Fe + 3O2 = 2Fe2O3 (铁生锈）铁生锈） 1 1、铁与氧气反应、铁与氧气反应(2)(2)镁条在氧气中燃烧生成镁条在氧气中燃烧生成MgOMgO2Mg+ O2 = 2MgO点燃点燃(1)(1)镁与氧气在常温下反应生成镁与氧气在常温下反应生成 MgO ，此氧化物，此氧化物的氧化膜致密，因此，在点燃镁条前，常用砂纸的氧化膜致密，因此，在点燃镁条前，常用砂纸打磨。打磨。 2 2Mg

10、+ O2 = 2MgO 2、镁与氧气反应、镁与氧气反应二、金属与非金属反应二、金属与非金属反应(2)(2)铝条在氧气中燃烧生成铝条在氧气中燃烧生成Al2O32Al+ 3O2 = 2Al2O3点燃点燃(1)(1)铝与氧气在常温下反应生成铝与氧气在常温下反应生成 Al2O3 ，此氧化物的，此氧化物的氧化膜致密，可以隔绝铝与空气的接触，阻止内部氧化膜致密，可以隔绝铝与空气的接触，阻止内部铝被氧化。正因为如此，铝成为一种应用广泛的金铝被氧化。正因为如此，铝成为一种应用广泛的金属材料。属材料。 4Al +3O2 = 2Al2O33、铝与氧气反应、铝与氧气反应二、金属与非金属反应二、金属与非金属反应 2

11、2、金属钠露置在空气中会发生怎样的变化呢？、金属钠露置在空气中会发生怎样的变化呢？ 钠在空气中的变化：钠在空气中的变化： 表面变暗表面变暗(生成生成Na2O)变为白色固体变为白色固体(生成生成NaOH)表面形成溶液表面形成溶液( NaOH 潮解潮解) 结块结块(生成生成Na2CO3 10H2O)最后变成白色粉末最后变成白色粉末(风化生成风化生成Na2CO3) 1 1、铝和铁谁更活泼？将一根铝线和一根铁线放、铝和铁谁更活泼？将一根铝线和一根铁线放 在野外哪个更容易生锈？在野外哪个更容易生锈？思考思考: : 铁线更容易生锈，因为表面的氧化膜较疏松，铁线更容易生锈，因为表面的氧化膜较疏松，不能阻止内

12、部金属继续被氧化。不能阻止内部金属继续被氧化。 2Na+2H2O=2NaOH+H2 4Na+O2=2Na2O Na2O+H2O=2NaOH 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O Na2CO3+10H2O=Na2CO3 10H2O Na2CO3 10H2O= Na2CO3+10H2O写出相应的化学方程式（写出相应的化学方程式（6条）条） 现象：现象：铝箔熔铝箔熔化，表面失去化，表面失去光泽，熔化的光泽，熔化的铝并不滴落，铝并不滴落，好象有一层膜好象有一层膜兜着。兜着。 科学探究科学探究加热铝箔加热铝箔 因为铝表面有一层氧化膜保护了铝。构成膜的氧化因为铝表面有一层氧化膜保护了铝。构成膜的氧化铝

13、铝(Al(Al2 2OO3 3) )的熔点很高，没有熔化，包在外面使熔化的熔点很高，没有熔化，包在外面使熔化的液态铝不会滴落下来。的液态铝不会滴落下来。为什么？为什么？提示：氧化铝的熔点是提示：氧化铝的熔点是20502050，高于铝的熔点，高于铝的熔点(660)(660)。 科学探究科学探究 用砂纸打磨用砂纸打磨铝箔，除去氧铝箔，除去氧化膜后，化膜后，再加再加热至熔化。热至熔化。现象现象：铝箔熔化，失去光泽，铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝仍然不滴落。熔化的铝仍然不滴落。结论结论：铝很活泼，常温下能铝很活泼，常温下能与空气中的氧气反应，生成与空气中的氧气反应，生成一层致密的氧化膜，起保护一层致密的

14、氧化膜，起保护的作用。的作用。原因原因：铝很活泼，除去原来铝很活泼，除去原来的氧化膜后，在空气中很快的氧化膜后，在空气中很快生成一层新的氧化膜。生成一层新的氧化膜。 4Al + 3 O2 = 2Al2O3常温或常温或加热加热三、金属与水的反应三、金属与水的反应 ( (一一) )金属钠和水的反应金属钠和水的反应 实验实验3-33-3 将一小块将一小块金属钠投入金属钠投入滴有酚酞的滴有酚酞的水中。水中。 现现 象象 解解 释释浮浮游游熔熔鸣鸣红红金属钠的密度小于水金属钠的密度小于水产生的气体推动金属钠来回游动产生的气体推动金属钠来回游动反应放热，钠的熔点较低反应放热，钠的熔点较低剧烈反应，产生的气

15、体能燃烧剧烈反应，产生的气体能燃烧有碱性物质生成有碱性物质生成2Na + 2H2O = 2NaOH + H20 +1 +10失去失去2e-，化合价升高，被氧化，化合价升高，被氧化得到得到2e-，化合价降低，被还原，化合价降低，被还原还原剂还原剂氧化剂氧化剂2Na + 2H2O = 2Na+ +2OH- - + H2 物理性质：物理性质：为银白色的固体，质软，密度比水还小为银白色的固体，质软，密度比水还小(0.97g/cm3)，熔点较低熔点较低(97.87)。小结：钠的物理性质和化学性质小结：钠的物理性质和化学性质 化学性质化学性质: 化学性质很活泼化学性质很活泼 1、与氧气反应、与氧气反应常温

16、常温4Na + O2 = 2Na2O2Na + O2 = Na2O2 点燃点燃2、与水反应、与水反应2Na + 2H2O = 2NaOH + H23、与酸的反应与酸的反应 2Na+2HCl = 2NaCl+H2注意：注意：钠与水、酸反应的实质是与钠与水、酸反应的实质是与H+的反应，酸里面的反应，酸里面的的H+浓度大，所以钠与酸反应更快。浓度大，所以钠与酸反应更快。思考：思考：1 1、如果将一小块金属钠投入到、如果将一小块金属钠投入到CuSOCuSO4 4溶液中，溶液中，会有哪些现象，请写出化学方程式会有哪些现象，请写出化学方程式。2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 2NaOH +

17、CuSO4 = Cu(OH) 2 + Na2SO4 钠浮在液面，熔为一光亮的小球，并且四处游动，钠浮在液面，熔为一光亮的小球，并且四处游动，发出发出“嘶嘶嘶嘶”的声音，溶液中有蓝色沉淀生成。的声音，溶液中有蓝色沉淀生成。2、请写出钠与氯化铁溶液反应的化学方程式。、请写出钠与氯化铁溶液反应的化学方程式。FeCl3 + 3NaOH = 3NaCl + Fe(OH)3 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 3 + 2：6Na+2FeCl3+6H2O=6NaCl+2Fe(OH)3 +3H2 + ：2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2 +H2(二二) 镁、铝和铁分别与水反

18、应镁、铝和铁分别与水反应三、金属与水的反应三、金属与水的反应 1 1、 镁和铝分别与热水反应镁和铝分别与热水反应 镁和铝都可以与热水反应，生成相应的碱和氢气镁和铝都可以与热水反应，生成相应的碱和氢气Mg+2H2O = Mg(OH)2+H22Al+6H2O = 2Al (OH)3+3H2 镁和铝的金属性比钠弱，因此不能与冷水发生反镁和铝的金属性比钠弱，因此不能与冷水发生反应，与水反应的程度也没有钠剧烈。应，与水反应的程度也没有钠剧烈。2、铁与水蒸气的反应、铁与水蒸气的反应 铁不能与冷、热水反应（可以在水，氧气的条件下铁不能与冷、热水反应（可以在水，氧气的条件下被腐蚀生锈，主要成分是三氧化二铁），

19、但在加热时可被腐蚀生锈，主要成分是三氧化二铁），但在加热时可以与水蒸气反应。以与水蒸气反应。3Fe4H2O(g）= Fe3O44H2水蒸气的水蒸气的发生装置发生装置水蒸气与铁水蒸气与铁粉反应装置粉反应装置产物收产物收集装置集装置请设计一个简单的实验装置，使铁粉与水蒸气反应。请设计一个简单的实验装置，使铁粉与水蒸气反应。1.水蒸气的发生装置水蒸气的发生装置2.水蒸气与铁粉反应装置水蒸气与铁粉反应装置3.产物的检验产物的检验(收集收集)装置装置实验注意事项：实验注意事项： (1)先加热湿棉花部位，待形成水蒸气后再加热铁粉，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；防止发生倒吸； (

20、2)加热最初排出的是空气，应加热一会后，再将导管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；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；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，防实验结束时，先将导气管撤出，再移去酒精灯，防止发生倒吸。止发生倒吸。金属活动性顺序表金属活动性顺序表Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)(H) Cu Hg Ag Pt AuK Ca 四、金属与酸的反应四、金属与酸的反应 位于金属活动性顺序表中氢位于金属活动性顺序表中氢()之前的

21、金属都能与之前的金属都能与酸发生化学反应，金属越活泼越容易与酸反应。酸发生化学反应，金属越活泼越容易与酸反应。Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 2Na+ 2HCl = 2NaCl + H2 Mg+ 2HCl = MgCl2 + H2 注意：注意：钠与酸反应时，如酸过量则钠只与酸反应，钠与酸反应时，如酸过量则钠只与酸反应，如酸不足量则钠先与酸反应再与水反应。如酸不足量则钠先与酸反应再与水反应。活泼金属可将不活泼金属从它的盐溶液中置换出来活泼金属可将不活泼金属从它的盐溶液中置换出来五、金属与盐溶液的反应五、金属与盐溶液的反应 注意：注

22、意：Na与与CuSO4溶液反应时，不能置换出单质溶液反应时，不能置换出单质Cu，因为，因为Na太活泼，它首先是与水发生反应。太活泼，它首先是与水发生反应。Mg +CuSO4= MgSO4+ Cu2Al +3Hg(NO3)2=2 Al(NO3)3+ 3HgFe +CuSO4= FeSO4+ CuCu+2AgNO3= Cu(NO3)2+ 2Ag实验实验视视频频小结小结逐渐减弱，与逐渐减弱，与O2、H2O、酸反应时逐渐变难。、酸反应时逐渐变难。Na2O (常温常温)Na2O2 (加热加热)MgOFe2O3 (常温常温)Fe3O4(点燃点燃)NaOH+H2盐盐+H2盐盐+H2盐盐+H2氢氧化物氢氧化物+H2镁盐镁盐+另另一金属一金属铝盐铝盐+另另一金属一金属铁盐铁盐+另一另一金属金属Al2O3Fe3O4+ H2盐盐+H2Mg(OH)2+H2Al(OH)3+H21、下列元素在自然界中能以游离态存在的是（、下列元素在自然界中能以游离态存在的是（ ） A. Na B. Mg C. Al D. Au课堂练习课堂练习D2、金属钠着火时，可以灭火的物质是、金属钠着火时