高中化学必修一：4-1金属的化学性质

1、钛合金架东汉晚期的青铜奔马人类的进步和金属息息相关，从五千年前的青铜器、三千年前的铁器、现代的铝，今天的钛，在人类的文明进程中伴随着金属的发现和使用，金属发现和使用的时间顺序，与我们初中学习的什么知识有关？年代商朝司母戊鼎春秋时期的铁锄和铁削现代用电解法冶炼铝金属冶炼的早晚与金属活动性的强弱有关。越不活泼的金属发现的时间越早，越活泼的金属发现的历史越短。黄金矿石铜矿石铁矿石铝矿石为什么自然界的绝大多数金属元素是以化合态存在的？ 金属元素原子的最外层电子数小于4，易失去电子，表现较强的还原性，易与一些非金属单质或化合物反应，故大多数金属元素以化合态存在。第三章 金属及其化合物第一节第一课时注：在

2、自然界中金属多以化合态存在, 只有极少数金属（如：金、铂）以游离态存在。1.含量顺序为氧硅铝铁钙钠钾镁氢地壳中各元素的含量是怎样的？ 金属的物理通性1、颜色 状态2、熔点 硬度3、延展性4、电和热的良导体Cu(红色) Au(金黄色) Cs(金黄色)Hg(液态)熔点最低汞(Hg) 最高钨(W) 硬度最大铬(Cr)延展性最好金(Au) 克金拉成的细丝可从北京沿铁路到上海。而万张金箔只有毫米厚。 导电顺序 Ag Cu Al2.金属的物理通性有哪些？金属的分类：轻金属重金属2、根据冶金工业来分黑色金属有色金属3、其它分类一般金属贵重金属Na K Ca Mg AlFe Cr Mn常见金属稀有金属1、根据

3、密度大小来分3.金属的化学通性有哪些？(2)、金属与酸反应： 如：Fe + 2HCl = FeCl2 + H2(3)、金属与一些盐溶液反应： 如：Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu(1)、金属与氧气反应： 如： 2Mg + O2 = 2MgO点 燃你会写教材46页四幅照片的化学方程式吗？14321、铜树：2Al +3 CuSO4 = 3Cu + Al2(SO4)32、镁条燃烧：2Mg + O2 =点燃=2MgO3、银树：2AgNO3 + Cu = 2Ag + Cu(NO3)24、镁条与盐酸反应：Mg +2HCl = MgCl2 + H2【思考与交流3】画出 Na、Mg、Al的原子结

4、构示意图,分析它们的原子结构有什么特点。这与金属的化学性质有什么联系？ 金属元素原子的最外层电子数较少（一般少于个）；金属单质在化学反应中往往容易失去最外层电子而体现出较强的还原性，很容易被氧气等活泼的非金属单质所氧化。3.1.1金属与非金属的反应一、金属钠的性质 实验3-1（1）用镊子夹取煤油中的钠（切不可用手接触钠，注意安全），用滤纸吸干表面的煤油，放在玻璃片上，观察。（2）用小刀将钠从中间切开，观察钠的颜色、光泽，切割时感受钠的硬度，并注意观察切面的变化。 （3）观察完毕，将剩余的钠全部放回原试剂瓶中。金属钠的切割方法:用镊子夹取煤油中的钠，用滤纸吸干表面煤油，将钠置于玻璃片或者表面皿上

5、，用小刀切割。实验3-1 切割金属钠新断面置于空气中 *新切的断面是银白色的，有金属光泽。 *切断面在空气中很快失去光泽，变暗。实验现象： 实验3-1（1）用镊子夹取煤油中的钠（切不可用手接触钠，注意安全），用滤纸吸干表面的煤油，放在玻璃片上，观察。（2）用小刀将钠从中间切开，观察钠的颜色、光泽，切割时感受钠的硬度，并注意观察切面的变化。 （3）观察完毕，将剩余的钠全部放回原试剂瓶中。取出的金属钠表面有一灰黄色层，切开后的切口处露出银白色光泽，很快在空气中变暗。久置表面还会形成溶液，最后变成白色粉末。通过观察，你能否描述钠的物理性质？(一)钠的物理性质(小结)1.颜色 状态：银白色固体 有金属

6、光泽 2.密度：=0.97g/cm3 比煤油大比水小3.硬度：较软（可用刀切开）4.熔点 沸点：97.8C 882.9C 较低5.导电 导热性： 良好 (金属的通性)银白、软、轻、低；热、电良导体。1、钠与氧气的反应用刀切开的一小块钠，观察断面有什么变化？现象：切开的光亮的金属断面很快地变暗。原因：4Na + O2 = 2Na2O （常温下） 结论：常温下易与空气中的氧气反应(二)金属钠的化学性质 钠受热先熔化成银白色小球，然后剧烈燃烧，火焰成黄色，生成淡黄色固体。Na2O2 稳定Na2O和Na2O2哪个稳定？过氧化钠 现象：反应：思考：注意：Na与O2反应条件的不同，产物不同。把一小块钠放在

7、坩埚里加热,观察有何现象？实验- 2Na + O2 = Na2O2 （加热下） 小结：钠与氧气反应实验内容实验3-1取一小块金属钠,用小刀切去一端的外皮,观察实验现象。实验3-2把一小块金属钠放在坩埚上，加热，有何现象发生？现 象反应方程式 结 论钠受热先熔化成银白色的小球,然后剧烈燃烧，燃烧时火焰呈黄色， 最后生成淡黄色固体。在钠的切口处可以观察到银白色的金属光泽,切口处在空气中很快变暗。 4Na + O2 = 2Na2O氧化剂00还原剂-2+1 2Na + O2 = Na2O2 -1+100还原剂氧化剂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成不同的产物,但加热时与氧气的反

8、应更加剧烈.(条件不同，现象不同，产物不同）练习：用“双线桥”法表示下列反应最子转移的方向和数目常温下4Na + O2 = 2Na2O（白色）加热下失去2e-，化合价升高，被氧化得到2e-，化合价降低，被还原失去4e-,化合价升高，被氧化得到22e-，化合价降低，被还原注意: 条件不一样，产物不同不稳定稳定2Na +O2 = Na2O2 (淡黄色)00+1-200 +1-1活动探究3二、钠的化学性质：2、钠与水反应： 向烧杯中倒入约1/3杯水，然后滴入2滴酚酞溶液。取一小粒（绿豆大小）金属钠，投入其中。观察现象。观察: 浮还是沉？ 状态怎样变化？ 运动还是静止？有何声响？溶液颜色变化？注意 1

9、)、钠的取用镊子 （不要用手触碰钠） 2)、钠表面石蜡油要用滤纸吸干 3)、钠块要绿豆粒大小 4)、剩余的钠放回原瓶。 5)、盖上玻璃片，从侧面观察实验现象现 象 原 因浮熔游红 密度小于水（大于煤油） 反应放热 ，钠熔点低有气体产生有碱生成响反应剧烈、放热 现象: 钠块浮在水面上，迅速熔化成一个闪亮的 小球，在水面上四处游动，并发出“嘶嘶”的响声，最后消失，溶液变成了红色。【讨论】请从参加反应的元素种类结合上述现象思考生成物质是什么？反应方程式2Na + 2H2O = 2NaOH + H2该反应是否属于离子反应？ 【思考1】该反应是否属于氧化还原反应？ 是是1、写出该反应的离子方程式 2、用

10、双线桥分析该氧化还原反应，标出氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。 二、钠的化学性质：2、钠与水反应： 2Na + 2H2O = 2Na+ + 2OH- + H2 1、离子方程式：2、双线桥分析：2Na + 2H2O = 2NaOH + H2化合价降低,得2e-,被还原化合价升高,失2e-,被氧化还原剂氧化剂氧化产物还原产物解疑1、滴水点灯 酒精灯灯芯中放有金属钠，滴水时钠与水发生反应放出大量的热，使温度迅速升高达到酒精的着火点而点燃酒精灯 。2、钠为什么保存在煤油中？剩余的钠为什么回收煤油瓶？ 钠会与空气中的氧气、水蒸气反应，而钠的密度比煤油大，沉在底部隔绝空气，又不与煤油反应，故能保存在煤

11、油中。3、为什么不能用手触碰钠？手会分泌汗等液体。网上信息摘录：若干神秘“水雷”惊现珠江。2002年7月7日，在珠江石溪附近，前前后后共飘着七个白色的来历不明的金属桶。突然，从飘在水面上的一个金属桶内冒起一股白烟，窜起亮黄色火苗，紧接着一声巨响，蘑菇状的水柱冲天而起，这个铁桶接着又连续爆炸了多次，爆炸腾起的白色烟雾有近十米高，还有许多未燃尽的白烟飘进旁边的公司内，这些灰白色的物质一遇到水就不停地冒泡，有时甚至还突然着火。据悉，其中另有一铁桶被过往船只发现，并将其打捞上船，打算清洗后使用，但当船员把盖子打开后，桶内冒起浓浓白烟，一接触桶内物质，双手立即感到剧烈地疼痛，于是他们又将其推入江里，一遇

12、水，这个桶就又爆炸了。所幸该船只迅速逃离，伤亡不大。已知：煤油不溶于水，且密度比水小。若将一小块金属钠投入到水和煤油的混合液中，分析会有什么现象？原因是什么？钠跟酸的反应钠与稀盐酸、稀硫酸等非氧化性酸反应时，首先是钠直接跟酸反应，过量的钠在与水反应，而不能认为钠是先跟水反应，生成的氢氧化钠再跟酸中和。钠投入足量的盐酸中反应的化学方程式2Na+2HCl=2NaCl+H2离子方程式：2Na+2HCl=2Na+ +2Cl- +H2钠跟碱溶液的反应实质钠跟水溶液的反应钠跟盐溶液的反应（1）与NaCl溶液的反应，实质是与水反应2Na+2H2O=2NaOH+H2思考与交流1、Na与CuSO4溶液发生置换反

13、应？实验探究：取一小块绿豆大的金属钠用滤纸吸干其表面的液体，然后把处理好的钠块投入盛硫酸铜溶液的小烧杯里，观察发生的现象钠不能和硫酸铜溶液发生置换反应中学化学资料网 一、镁和铝的物理性质都是银白色的金属,硬度小,熔点低的轻金属,较强的韧性,延展性,良好的导电导热性.用途：制作导线、电缆，以及食品和饮料的包装，更重要的用途是制造合金。铝在金属活动顺序表中排在铁之前，为什么铁制品更容易生锈？铝与镁相似，容易与空气中的氧气反应，在表面形成一层氧化膜，阻止了内部金属进一步与氧气反应。如果分别给未打磨过的铝箔和已打磨过的铝箔加热会出现什么现象呢?因为镁条表面覆盖着致密的氧化膜,阻止内部金属继续被氧化,因

14、此要用砂纸打磨.?点燃镁条时为什么要用砂纸打磨?氧化膜疏松 如;铁致密 如镁 铝P48科学探究：铝与氧气的反应(1)用坩埚钳夹住一小块铝箔(箔厚约0.1mm)，在酒精灯上加热至熔化，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？科学探究(2)用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨(或在酸中处理后，用水洗净)，除去表面的氧化膜，再加热至熔化，又有什么现象呢？科学探究对比实验未打磨的铝箔加热打磨过的铝箔加热铝容易被氧化，使铝表面形成致密的氧化膜。4Al + 3O2 = 2Al2O3点燃加热未打磨过的铝箔现象：熔化不落下。结论：表面有氧化膜，因此不能燃烧加热已打磨过的铝箔现象：迅速变暗，失去光

15、泽，熔化不落下。结论：打磨后铝箔表面又很快形成氧化膜，阻止了铝的燃烧。P48科学探究：铝与氧气的反应说明铝的熔点为665，氧化铝的熔点为2050，铝表面的致密氧化膜包在铝的外面，所以熔化了的液态铝不会滴落。磨去氧化膜的铝片在空气中很快又形成一层新的氧化膜小结：铝与氧气反应实验内容用坩锅钳夹住一小块铝箔在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动。再取一块铝箔,用砂纸仔细打磨（或在酸中处理后,用水洗净）,除去表面的保护膜,再加热至熔化。现 象现象解释结 论铝箔发红卷缩,变暗失去光泽，熔化的铝并不滴落 铝箔发红卷缩,很快就变暗 失去光泽，熔化的铝仍然不滴落。 因为铝表面的氧化膜保护了铝。构成薄膜的氧化铝(Al2

16、O3)的熔点（2050）高于铝的熔点（660），包在铝的外面，使熔化了的铝不会滴落下来。铝很活泼，除去原来的氧化膜后，在加热时又会很快地生成一层新的氧化膜。铝容易被氧化而生成一层致密的氧化膜。 4Al + 3 O2 = 2Al2O3探究现象：生成一种白色和黑色的固体2Mg+CO2 2MgO+C点燃生活小常识：Mg着火能否用泡沫灭火器灭火？ Mg与二氧化碳的反应铝与Fe2O3的反应（铝热反应）思考讨论1、镁条和氯酸钾有何作用？2、可能通过什么简单的方法证明生成物中有铁。探究2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3高温高温2Al+Fe2O32Fe+Al2O3+Q演示实验-铝热反应现象：1、剧烈反应，

17、发出耀眼的光芒2、放出大量的热3、有熔融物落入沙中 铝热反应 说明：在该反应中，镁条和氯酸钾是引燃剂，镁条在空气中可以燃烧，氧气是氧化剂。但插入混合物中的部分镁条燃烧时，氯酸钾则是氧化剂，以保证镁条的继续燃烧，同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应。由于该反应放出大量的热，只要反应已经引发，就可剧烈进行，放出的热使生成的铁熔为液态。铝粉和氧化铁称为铝热剂。焊接钢轨铝热反应用途铝热反应用途写出Al与V2O5 、Co3O4反应的化学方程式。3V2O5+ 10Al = 5Al2O3 + 2V 高温3Co3O4+ 8Al = 4Al2O3 +9Co高温冶炼金属中学化学资料网 镁、铝和水的反应 镁铝与冷水缓慢反应与沸水反应比较快，有气泡与冷水几乎不反应与沸水反应缓慢中学化学资料网 与酸反应a.与稀酸反应,生成氢气.镁更剧烈一些. 实质为:金属与酸里面的氢离子的反应.b.常温下,铝遇到浓硫酸或浓硝酸发生钝化,生成坚固的氧化膜,这层氧化膜阻止反应的继续进行.因此,可以用铝制容器装运浓硫酸或浓硝酸.镁、铝与碱反应的比较【问题探究】根