第三章金属的化学性质(第一节、第二节)

1、【引言引言】 你知道焰火晚会上五颜六你知道焰火晚会上五颜六色的焰火是用什么制成的吗？色的焰火是用什么制成的吗？你见过可以用小刀切割的金属你见过可以用小刀切割的金属吗？水是用来灭火的，你见过吗？水是用来灭火的，你见过用水能够生火的吗用水能够生火的吗 就让我们一起走进神奇就让我们一起走进神奇的金属世界的金属世界绝大多数金属以化合态存在于自然界2、地壳中含量由多到少的元素是、地壳中含量由多到少的元素是(前三位前三位) ；含量最多的金属元素是含量最多的金属元素是 元素。元素。氧、硅、铝氧、硅、铝铝铝1、金属元素在自然界存在的状态：化合态？游离态？思考与交流金属有哪些共同化学性质？金属有哪些共同化学性质

2、？1、举例金属能和哪些物质发生反应？、举例金属能和哪些物质发生反应？与与非金属非金属反应反应与与酸酸反应反应与与盐盐反应反应如氧气如氧气 排在排在H前面的金属前面的金属以强制弱以强制弱金属有哪些共同化学性质？金属有哪些共同化学性质？1、举例金属能和哪些物质发生反应？、举例金属能和哪些物质发生反应？ 2 2、请大家将这四幅图中所发生的化学反应、请大家将这四幅图中所发生的化学反应用化学方程式表示出来用化学方程式表示出来思考与交流思考与交流铜树铜树镁条燃烧镁条燃烧银树银树镁条和盐酸镁条和盐酸反应方程式如下所示反应方程式如下所示: :2Al + 3CuSO4 = Al2(SO4)3 + 3Cu 2Mg

3、 + O2 =2 MgOCu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2AgMg + 2HCl =MgCl2 + H2点燃一、金属与非金属的反应一、金属与非金属的反应 取一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，取一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，用刀切去一端的外皮，这时可以看到钠的真面用刀切去一端的外皮，这时可以看到钠的真面目。观察钠表面的光泽和颜色。目。观察钠表面的光泽和颜色。钠通常保存在煤钠通常保存在煤油或石蜡油中油或石蜡油中（一）金属与氧气的反应（一）金属与氧气的反应实验实验3-1物理性质：物理性质： 钠为银白色的固体钠为银白色的固体,有金属光泽，硬有金属光泽，硬度较小，熔、沸点较低度

4、较小，熔、沸点较低(钠的熔点是钠的熔点是97.8 ，沸点是，沸点是882.9 )。是热和电。是热和电的良导体。密度为的良导体。密度为0.97g/cm3，比水，比水的密度小，比煤油的密度大的密度小，比煤油的密度大。 化学性质：钠的化学性质非常活泼化学性质：钠的化学性质非常活泼 NaNa的的性性质质 观察：观察：用小刀切开的用小刀切开的一小块钠断面一小块钠断面有什么变化？有什么变化？现象现象： 切开的光亮的金属断面切开的光亮的金属断面很快地变暗。很快地变暗。反应反应：4Na + O2 = 2Na2O （白色粉末）（白色粉末） 结论：结论：常温下易与空气中的氧气反应常温下易与空气中的氧气反应常温下钠

5、与氧气的反应常温下钠与氧气的反应4Na + O2 = 2Na2O失去失去4e 得到得到22e现象现象：反应反应： 把一小块金属钠放在坩埚里，加热，把一小块金属钠放在坩埚里，加热，有什么现象？有什么现象？ 钠受热后，可以与氧气剧烈反应，发钠受热后，可以与氧气剧烈反应，发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体出黄色火焰，生成一种淡黄色固体过过氧化钠（氧化钠（Na2O2）。）。钠在空气中燃烧钠在空气中燃烧2NaO2 = Na2O2（淡黄色）（淡黄色）加热加热3、 Na2O2和和 Na2O谁更稳定？谁更稳定？1、过氧化钠中、过氧化钠中Na的化合价为的化合价为_，O的化合价为的化合价为_。2、 Na2O2是不是

6、碱性氧化物？是不是碱性氧化物？思考思考 点燃2Na + O2 = Na2O2失去失去2e得到得到2e 用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动，仔细观察，你看到加热至熔化，轻轻晃动，仔细观察，你看到了什么现象？为什么会有这种现象？了什么现象？为什么会有这种现象？现象现象: 铝箔熔化，并且失去了光泽，铝箔熔化，并且失去了光泽，但是熔化的铝并没有脱落下来，但是熔化的铝并没有脱落下来，好象有一层膜兜着好象有一层膜兜着。原因：原因： 铝表面的氧化膜保护了铝铝表面的氧化膜保护了铝。 科学探究科学探究 用砂纸打磨后，仍出现上述现象，这用砂纸打磨后，仍出现上述

7、现象，这又是为什么呢？又是为什么呢？ 再取一块铝箔，用砂纸仔细打磨，除去表再取一块铝箔，用砂纸仔细打磨，除去表面的保护膜，在加热至熔化。又有什么现象呢？面的保护膜，在加热至熔化。又有什么现象呢？ 科学探究科学探究加热加热 4Al+3O2=2Al2O3 活泼的金属在空气中易与氧气反活泼的金属在空气中易与氧气反应，生成一层氧化物。有的氧化膜疏应，生成一层氧化物。有的氧化膜疏松，不能保护内层金属，如铁表面的松，不能保护内层金属，如铁表面的铁锈、钠表面的氧化层等。有的氧化铁锈、钠表面的氧化层等。有的氧化物致密，可以保护内层金属不被继续物致密，可以保护内层金属不被继续氧化，如镁、铝等表面的氧化层。氧化，

8、如镁、铝等表面的氧化层。 应用：应用：人们日常用的铝制品，表面总是覆盖人们日常用的铝制品，表面总是覆盖着保护膜，这层膜起着保护内部金属的作用，这着保护膜，这层膜起着保护内部金属的作用，这也正是性质活泼的铝在空气中能够稳定存在的原也正是性质活泼的铝在空气中能够稳定存在的原因。也由于氧化膜的存在，使得性质活泼的金属因。也由于氧化膜的存在，使得性质活泼的金属铝成为一种应用广泛的金属材料。铝成为一种应用广泛的金属材料。【金属与氧气反应小结】 4Na + O2 = 2Na2O 2Na + O2 = Na2O2 Mg+O2 = 2MgO 4Al+3O2=2Al2O3 3Fe+2O2 = Fe3O4 2Cu

9、+O2=2CuO 点燃点燃 点燃点燃 把一小块把一小块钠放在氯钠放在氯气中燃烧气中燃烧实实 验验现象现象： 钠在氯气中剧烈燃烧，产钠在氯气中剧烈燃烧，产生白色的烟。生白色的烟。反应反应：2Na + Cl2 = 2NaCl 思考：思考：为什么说生成的是白烟？为什么说生成的是白烟？点燃点燃钠与氯气的反应钠与氯气的反应（二）金属与氯气的反应（二）金属与氯气的反应2Na+Cl2=2NaCl Mg+Cl2=MgCl22Al+3Cl2=2AlCl3 2Fe+3Cl2=2FeCl3Cu+Cl2=CuCl2 【金属与氯气反应小结】点燃点燃点燃点燃点燃点燃点燃点燃点燃点燃 在研钵中在研钵中把钠与硫把钠与硫粉混合

10、研粉混合研磨。磨。实实 验验现象：现象： 火星四射，发生爆炸。火星四射，发生爆炸。反应：反应：2Na + S = Na2S 结论：结论： 钠是一种很活泼的金属，钠是一种很活泼的金属，能与非金属如氧气、氯气和硫能与非金属如氧气、氯气和硫等反应。等反应。研磨研磨钠与硫的反应钠与硫的反应（三）金属与硫的反应（三）金属与硫的反应 2Na+S = Na2S Mg+S=MgS 2Al+3S=Al2S3 Fe+S=FeS 2Cu+S=Cu2S 研磨研磨【金属与硫反应小结】【总结】1、金属与氧气反应得到相应的氧化物、金属与氧气反应得到相应的氧化物2、金属与氯气反应得到相应的高价金属氯、金属与氯气反应得到相应的

11、高价金属氯化物化物3、金属与硫反应得到相应的低价金属硫化、金属与硫反应得到相应的低价金属硫化物物4、氯气的氧化性强于硫的。、氯气的氧化性强于硫的。二、金属与酸和水的反应二、金属与酸和水的反应熔化为光亮的小球熔化为光亮的小球在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把黄豆粒大小的钠放入水中。你看到什么黄豆粒大小的钠放入水中。你看到什么现象现象？浮浮 熔熔 游游 响响 红红钠浮在水的表面钠浮在水的表面在水面上游动在水面上游动发出嘶嘶的声响发出嘶嘶的声响滴入酚酞溶液变红滴入酚酞溶液变红1、金属与水的反应、金属与水的反应 讨讨 论论 浮浮现现 象象 熔熔 红红

12、响响 游游小于水的密度，小于水的密度，0.97g/cm0.97g/cm3 3 反应放热反应放热 ，熔点低，熔点低，97.8197.81有气体产生有气体产生有气体产生且剧烈有气体产生且剧烈有碱生成，有碱生成，NaOHNaOH 实实 验验 现现 象象 讨讨 论论钠与水反应原理钠与水反应原理钠与水电离所产生的氢离子反应，生成氢气钠与水电离所产生的氢离子反应，生成氢气22222HNaOHOHNa钠与水反应实质钠与水反应实质讨论题：钠着火时，应如何灭火？讨论题：钠着火时，应如何灭火？化学方程式化学方程式：2Na + 2H2Na + 2H2 2O = 2NaOH + HO = 2NaOH + H2 2失失

13、2 2e-e-得得2 2e-e-还原剂还原剂氧化剂氧化剂离子方程式离子方程式：2Na + 2H2Na + 2H2 2O =2NaO =2Na+ + + 2OH+ 2OH- - +H +H2 2练习：练习：请标出钠与水反应的电子转移；请写请标出钠与水反应的电子转移；请写出钠与水反应的离子方程式出钠与水反应的离子方程式 取一小试管，向其中加入等体积的取一小试管，向其中加入等体积的水和煤油，然后把一小块金属钠放入到水和煤油，然后把一小块金属钠放入到试管中，可以观察到何种现象？并解释试管中，可以观察到何种现象？并解释铁不与冷、铁不与冷、热水反应热水反应, ,能否与水能否与水蒸气反应蒸气反应? ?加热3

14、Fe+4H2O(g) = = Fe3O4+4H2实验：实验：小结：小结： 金属越活泼，金属越活泼，与水与水反应越易发生反应越易发生（越（越剧烈）。剧烈）。思考：思考：Na、Fe与水的反应哪个容易发生？与水的反应哪个容易发生？ 1、金属与水的反应、金属与水的反应22222HNaOHOHNa加热3Fe+4H2O(g) = = Fe3O4+4H2 Mg+H2O=Mg(OH)2+H2加热钠与酸的反应钠与酸的反应 补充实验补充实验 把一小块（绿豆大小）金属钠投入到把一小块（绿豆大小）金属钠投入到装有盐酸的烧杯里观察现象。指出钠与水装有盐酸的烧杯里观察现象。指出钠与水反应和钠与盐酸反应现象的不同点。反应和

15、钠与盐酸反应现象的不同点。 实验现象实验现象 钠与酸反应除了有钠与水反应的所有钠与酸反应除了有钠与水反应的所有现象之外，钠与酸反应更加剧烈。现象之外，钠与酸反应更加剧烈。 反应的实质反应的实质 2222HNaHNa 因为酸中因为酸中H+H+浓度比水中的要大，所浓度比水中的要大，所以反应速率更快。以反应速率更快。钠与酸的反应钠与酸的反应讨论：观察此图，你有何看法？讨论：观察此图，你有何看法？2Na+2HCl=2NaCl+H2Fe+2HCl=FeCl2+H2Mg+2HCl=MgCl2+H2最慢最慢最快最快结论：结论： 金属活动性顺序表中金属活动性顺序表中（H）前面前面的金属与酸反应产生的金属与酸反

16、应产生H2。 金属越活泼，与酸反应越剧金属越活泼，与酸反应越剧烈。烈。 2、金属与酸的反应、金属与酸的反应思考思考 常温下，常温下，Fe、Al可被浓硝酸、浓硫可被浓硝酸、浓硫酸钝化，在铁、铝表面形成一层致密酸钝化，在铁、铝表面形成一层致密的保护膜，阻止了内部金属的进一步的保护膜，阻止了内部金属的进一步氧化。因此，可用铁制容器或铝制容氧化。因此，可用铁制容器或铝制容器盛放浓硫酸和浓硝酸。器盛放浓硫酸和浓硝酸。 金属与水反应的难易金属与水反应的难易 与水反应越容易，反应越剧烈，与水反应越容易，反应越剧烈，金属越活泼。金属越活泼。比较比较金属金属活动活动性强性强弱的弱的实验实验方法方法金属与酸反应的

17、难易金属与酸反应的难易 与酸反应产生与酸反应产生H H2 2越容易，反应越剧越容易，反应越剧烈，金属越活泼。烈，金属越活泼。金属之间的置换反应金属之间的置换反应 可以通过哪些实可以通过哪些实验事实来比较不同金验事实来比较不同金属的活动性强弱？属的活动性强弱？钠与盐溶液反应吗？钠与盐溶液反应吗？ 将将Na投入投入CuSO4稀溶液中可能发生什么反稀溶液中可能发生什么反应？将会看到什么现象？应？将会看到什么现象？ 补充实验补充实验 把一小块金属钠投入到硫酸铜溶液中，观察把一小块金属钠投入到硫酸铜溶液中，观察发生的现象。发生的现象。钠与盐溶液的反应钠与盐溶液的反应 实验现象实验现象 浮在水面、熔成小球

18、、四处游动、有蓝色絮状沉浮在水面、熔成小球、四处游动、有蓝色絮状沉淀产生。淀产生。思考：思考： 钠为什么不能置换硫酸铜溶液中的铜，却产生蓝色沉淀？由此推测，蓝色沉淀？由此推测，钠和硫酸铜溶液发生了哪些反应？请钠和硫酸铜溶液发生了哪些反应？请写出反应的方程式。写出反应的方程式。钠先与水反应，而不直接置换金属钠先与水反应，而不直接置换金属钠与钠与CuSOCuSO4 4溶液反应：溶液反应：2Na + 2H2Na + 2H2 2O = 2NaOH + HO = 2NaOH + H2 22NaOH+CuSO2NaOH+CuSO4 4=Cu(OH)=Cu(OH)2 2+Na+Na2 2SOSO4 4 三、

19、金属与盐溶液的反应三、金属与盐溶液的反应总式总式: :2Na+2H2Na+2H2 2O+CuSOO+CuSO4 4= Cu(OH)= Cu(OH)2 2 +Na+Na2 2SOSO4 4 +H+H2 2 Na、Mg、Fe都能与稀盐酸、稀都能与稀盐酸、稀硫酸反应，硫酸反应， Mg、Fe不能与不能与NaOH 溶液反应。溶液反应。Al能否与盐酸或能否与盐酸或NaOH溶液反应呢？溶液反应呢？实验实验3-43-4： 取三支试管，分别加入取三支试管，分别加入5mL 的盐酸、的盐酸、NaOH溶液、溶液、 NaOH溶液，再分别加入几片铝溶液，再分别加入几片铝片、铝片、镁片，观察实验现象。过一段时间片、铝片、镁

20、片，观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放在两支加铝的试管口，后，将点燃的木条分别放在两支加铝的试管口，你能看到什么现象？你能看到什么现象？实验探究：实验探究：四、铝与氢氧化钠溶液的反应四、铝与氢氧化钠溶液的反应现象：现象： 铝片放入盐酸、铝片放入盐酸、NaOHNaOH溶液中都有气泡产溶液中都有气泡产生，点燃气体观察到蓝色火焰。生，点燃气体观察到蓝色火焰。 为什么铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应为什么铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应开始时气体产生的速度较慢，而后越来越快？开始时气体产生的速度较慢，而后越来越快？ 因为开始时是铝表面的氧化膜先发生作用，因为开始时是铝表面的氧化膜先发生作用，氧化膜

21、反应完全以后才有氧化膜反应完全以后才有H H2 2产生，且随着反应的产生，且随着反应的进行，温度升高，反应速度也加快。进行，温度升高，反应速度也加快。铝的特殊性质：铝的特殊性质： 既能跟酸反应产生既能跟酸反应产生H2，又能跟强碱溶液反应产生，又能跟强碱溶液反应产生H2。化学方程式化学方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2偏铝酸钠偏铝酸钠离子方程式离子方程式2Al+2OH- +2H2O= 2AlO2- + 3H2偏铝酸根离子偏铝酸根离子 6e-AlAlH H2 2O O思思 考考12Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+4H2O+ 3H26e- 请写出铝与氢氧化钠溶液反

22、应的化学方程式请写出铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式, ,并标出电子转移方向和数目。并标出电子转移方向和数目。在反应在反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2中，中，氧化剂是氧化剂是_、还原剂是、还原剂是_，转移的电子，转移的电子数为数为_. 铝和氧化铝均能跟酸、碱反应，因而铝的铝和氧化铝均能跟酸、碱反应，因而铝的保护膜和铝制品会直接被酸、碱、盐侵蚀，所保护膜和铝制品会直接被酸、碱、盐侵蚀，所以，铝制餐具不宜用来蒸煮或长期存放酸性、以，铝制餐具不宜用来蒸煮或长期存放酸性、碱性或咸的食物。碱性或咸的食物。 思思 考考2铝制餐具是否适宜用来蒸煮或长时间盛放铝制餐具是否适宜用来蒸煮或

23、长时间盛放酸性、碱性或咸的食物？为什么？酸性、碱性或咸的食物？为什么？ 1.某无色透明溶液与铝反应放出某无色透明溶液与铝反应放出H2，该溶液中可能含有，该溶液中可能含有大量的大量的H+、K+ 、Mg2+、Cl- 、OH- 、NO3- 、CO32-等等离子，试推断离子，试推断：第一种情况第一种情况:一定有离子，可能有一定有离子，可能有 离子离子第二种情况第二种情况:一定有离子，可能有一定有离子，可能有 离子离子2.下列关于铝的叙述，不正确的是（下列关于铝的叙述，不正确的是（ ）A铝是地壳中含量最多的金属元素铝是地壳中含量最多的金属元素B铝的抗腐蚀性能好，原因是铝表面的氧化膜可以铝的抗腐蚀性能好，

24、原因是铝表面的氧化膜可以 阻止铝与空气中的氧气接触阻止铝与空气中的氧气接触C铝是一种活泼金属，在化学反应中常作还原剂铝是一种活泼金属，在化学反应中常作还原剂D铝制餐具能用于蒸煮，或者长时间存放碱性食铝制餐具能用于蒸煮，或者长时间存放碱性食 物，但不适宜于存放酸性食物物，但不适宜于存放酸性食物H+K+ 、Mg2+、Cl-K+、 NO3- 、CO32-OH-D1.某无色透明溶液与铝反应放出某无色透明溶液与铝反应放出H2，该溶液中可能含有，该溶液中可能含有大量的大量的H+、K+ 、Mg2+、Cl- 、OH- 、NO3- 、CO32-等等离子，试推断离子，试推断：第一种情况第一种情况:一定有离子，可能有一定有离子，可能有 离子离子第二种情况第二种情