化学必修1第三章课件

2021/6/271

第三章金属及其化合物第一节金属的化学性质

2021/6/272

思考和交流

金属有哪些共同的化学性质？

举例说明金属能发生哪些化学反应?①与氧气反应

②活泼金属能与酸反应③相互置换反应2021/6/2732Mg+O2=2MgOMg+2HCl=MgCl2+H2Fe+CuSO4=FeSO4+CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag2021/6/274一.金属与氧气的反应

实验1:取一小块金属钠,用刀切去一端的外皮,观察实验现象.现象:

切口处可观察到银白色的金属光泽,在空气中很快变暗

讨论：以上实验,体现了金属钠哪些物理和化学性质？`2021/6/275

物理性质：

化学性质：

化学性质很活泼,常温下能与氧气反应.1.为银白色的固体2.质软(硬度小)

4Na+O2===2Na2O常温2021/6/276

实验2：把一小块金属钠放在坩埚上，加热，有何现象发生？现象：

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

2Na+O2===Na2O2点燃2021/6/277

实验3：

现象：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

因为铝表面有一层氧化膜保护了铝。构有膜的氧化铝(Al2O3)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

通过以上的实验，我们可以做出以下结论：金属钠的性质很活泼，在常温下和在加热条件下都能与氧气反应。那么在常温下铝能与氧气反应吗？为什么呢？加热铝箔2021/6/278实验4：

用砂纸打磨铝箔，除去氧化膜后，再加热至熔化

现象：

铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝仍然不滴落原因解释：

铝很活泼，除去原来的氧化膜后，在空气中很快生有一层新的氧化膜结论：

铝很活泼，常温下能与空气中的氧气反应，生成一层致密的氧化膜，起保护的作用。

4Al+3O2====2Al2O3常温或加热2021/6/279

总结：活泼的金属在空气中易与氧气反应，生有一层氧化物。有的氧化膜疏松，不能保护内层金属，如铁和钠等。有的氧化物致密，可以保护内层金属不被继续氧化，如铝等。2021/6/2710二.金属与水的反应1.金属钠和水的反应实验5:将一小块金属钠投入滴有酚酞的水中2021/6/2711

现象解释浮游熔嘶红金属钠的密度小于水产生的气体推动金属钠来回游动反应放热，钠的熔点较低剧烈反应，产生气体有碱性物质生成

2Na+2H2O==2NaOH+H22021/6/2712总结：钠的物理性质和化学性质

物理性质：为银白色的固体，质软，密度比水还小(0.97g/cm3),熔点较低(97.87℃)

化学性质:化学性质很活泼

1.与氧气反应常温4Na+O2==2Na2O2Na+O2===Na2O2

点燃2.与水反应2Na+2H2O==2NaOH+H22021/6/27132.铁与水蒸气的反应

铁不能与冷、热水反应,但能否与水蒸气反应?

请设计一个简单的实验装置,使还原铁粉与水蒸气反应1.水蒸气的发生装置2.水蒸气与铁粉反应装置3.产物的检验(收集)装置2021/6/2714方案1:水蒸气的发生装置水蒸气与铁粉反应装置产物收集装置2021/6/2715方案2:2021/6/2716方案3:2021/6/2717三.铝与氢氧化钠溶液的反应1.铝与稀盐酸的反应化学方程式为:

2Al+6HCl==2AlCl3+3H2

离子方程式为:2Al+6H+==2Al3++3H22.铝与氢氧化钠溶液的反应2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2

铝既能与强酸溶液反应也能与强碱溶液反应，因此酸、碱可直接侵蚀铝的保护膜以及铝制品本身，铝制品餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物2021/6/2718

以上我们学习了金属的一些化学性质，通过分析不难发现，在反应中这些金属元素的化合价都发生了变化，它们从0价升为正价。

在这些变化中，金属表现了强的还原性，做还原剂

在自然界中金属多以化合态存在。只有极少数金属以游离态存在2021/6/2719第二节几种重要的金属化合物氢氧化物氧化物盐一.氧化物

①多数氧化物不溶于水,如：CaO+H2O==Ca(OH)2

②只有少数氧化物溶于水，能与水起反应生成可溶或微溶的碱,如Na2O、MgO、CaO等1.金属氧化物的性质(1)与水作用Na2O+H2O=2NaOHMgO+H2O=Mg(OH)2③过氧化钠溶于水，反应生成氢氧化钠和氧气2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2Fe2O3

、CuO、Al2O3等2021/6/2720实验3-5MgO、Fe2O3

、CuO分别与盐酸反应

(2)多数不溶于水的金属氧化物可与酸反应,2021/6/2721

氧化物固体颜色

水溶性与盐酸反应Na2O

MgO

Fe2O3

CuO

金属氧化物的性质（溶液无色）（溶液无色）白色白色红棕色黑色溶微溶不溶不溶MgO+2HCl=MgCl2+H2ONa2O+2HCl=2NaCl+H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O（溶液黄色）CuO+2HCl=CuCl2+H2O（溶液蓝色）2021/6/2722

以上金属氧化物能与酸起反应,生成盐和水,这类氧化物称为碱性氧化物总结：(3)氧化铝性质的特殊性Al2O3+6HCl==2AlCl3+3H2OAl2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2O(偏铝酸钠)

因此氧化铝既能与酸反应生成盐和水，也能与强碱溶液反应生成盐和水这类氧化物叫做两性氧化物2021/6/2723

2.金属氧化物的用途Ⅰ.作为冶炼金属的原料Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2

Ⅱ.氧化铁(Fe2O3)是一种红棕色的粉未（俗称铁红），常用于制造红色油漆和涂料

Ⅲ.氧化铝(Al2O3)是一种白色难熔的物质,是一种较好的耐火材料Ⅳ.氧化亚铜(Cu2O)呈红色,可以制造玻璃、搪瓷的红色颜料2021/6/2724二.氢氧化物

思考和交流

氢氧化物具有哪些物理化学性质？（以NaOH、Mg(OH)2、Cu(OH)2为例,从颜色状态、水溶性和化学性质进行讨论)2021/6/2725碱的一般性质物理性质：①水溶性易溶于水的：微溶于水的:难溶于水的:②色态NaOHKOHBa(OH)2等Ca(OH)2Cu(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3等NaOHKOHBa(OH)2Ca(OH)2为白色固体Cu(OH)2为浅蓝色固体化学性质：

①碱溶液能使酚变红色，使紫色石蕊变蓝色②能与酸反应生成盐和水NaOH+HCl=NaCl+H2OCu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O(H++OH-=H2O)[Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O]2021/6/27261.铁的氢氧化物实验3-6：在FeCl3、FeSO4分别加入NaOH溶液FeCl3FeSO4加入NaOH溶液产生的现象

化学方程式产生红褐色的沉淀先有灰白色的沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaClFeSO4+2NaOH=Fe(OH)2+Na2SO44Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32021/6/2727

讨论：通过以上实验，你认为氢氧化亚铁的化学性质与一般的氢氧化物有什么异同？（1）氢氧化铁的性质①与酸反应②受热可分解氢氧化铁是一种难溶于水的红褐色固体Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O

2Fe(OH)3===Fe2O3+3H2O(2)氢氧化亚铁的性质①与酸反应②不稳定，易被空气中的氧气氧化Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3（氧化剂）（还原剂）2021/6/27282.氢氧化铝(1)氢氧化铝的制备实验:向0.5mol\L的Al2(SO4)3溶液滴加氨水现象:产生白色胶状沉淀Al2(SO4)3+6NH3•H2O=2Al(OH)3+3(NH4)2SO4

白色胶状的氢氧化铝难溶于水，能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素2021/6/2729(2)氢氧化铝的性质实验1：向氢氧化铝沉淀中加入盐酸现象：白色沉淀溶解成无色溶液Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O实验2：向氢氧化铝沉淀中加入氢氧化钠溶液现象：白色沉淀溶解成无色溶液

Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O

①可见氢氧化铝既能与酸反应也能与碱反应，所以，氢氧化铝是两性氢氧化物

②受热可以分解Al(OH)3==Al2O3+H2O

H2O•HAlO2+NaOH=NaAlO2+2H2O2021/6/2730分析：为什么铝能与碱溶液反应？2Al+6H2O==2Al(OH)3+3H22Al(OH)3+2NaOH==2NaAlO2+4H2O2Al+2H2O+2NaOH==2NaAlO2+3H2+2021/6/2731练习

1.在MgCl2溶液中滴加少量的NaOH溶液,现象为_____________,继续加入过量的NaOH溶液,现象为______________。在AlCl3溶液中滴加少量NaOH溶液，现象为_____________，继续加入过量的NaOH溶液，现象为___________.产生白色沉淀产生白色沉淀白色沉淀不溶解白色沉淀溶解

2.下列金属化合物，不能与氢氧化钠溶液反应的是：A.FeCl3B.Fe2O3C.Al2O3D.Al(OH)33.可用做医用胃酸用和剂的是：A.NaOHB.Cu(OH)2C.Al(OH)3D.NaHCO32021/6/2732三.盐1.碳酸钠和碳酸氢钠(1)Na2CO3和NaHCO3在水中的溶解性

步骤

Na2CO3

NaHCO3

①

②

③固体的量减少溶液变微红色

白色粉未,加水结块成晶体,放热

白色粉未,加水部分溶解，感受不到热量变化振荡长时间可溶解溶液变红色

加水先变成含结晶水的晶体，溶液的碱性比NaHCO3强

加水部分溶解，溶液的碱性比Na2CO3弱初步结论2021/6/2733(2)Na2CO3和NaHCO3的热稳定性①Na2CO3稳定受热不分解②NaHCO3不稳定，受热可分解现象：澄清石灰水变浑浊2NaHCO3===Na2CO3+H2O+CO22021/6/2734（3）Na2CO3和NaHCO3盐酸的反应

Na2CO3

NaHCO3现象化学方程式反应较剧烈，有气泡产生反应很剧烈，有气泡产生Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2CO32-+2H+=H2O+CO2NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2HCO3-+H+=H2O+CO22021/6/2735总结Na2CO3NaHCO3

俗名

水溶性溶液碱性小苏打纯碱苏打易溶可溶较强较弱反应较剧烈Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2反应很剧烈NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO22NaHCO3==Na2CO3+H2O+CO2稳定加热难分解不稳定，加热可分解与酸作用热稳定性2021/6/27362.三价铁的氧化性

（1）Fe3+离子的检验

向FeCl3和FeCl2溶液中分别加入KSCN溶液滴入KSCN溶液FeCl3溶液FeCl2溶液溶液呈血红色溶液颜色无变化

交流和讨论:有哪些方法可以签别FeCl3溶液和FeCl2溶液2021/6/2737(2)Fe3+离子的氧化性

实验1:在FeCl3溶液中加入Fe粉,振荡。再滴入几滴KSCN溶液现象：溶液不显血红色结论：溶液中已不含Fe3+2FeCl3+Fe==3FeCl2

反应方程式：（氧化剂）（还原剂）2021/6/2738

实验2：在以上所得到的FeCl2和KSCN的混合溶液中，滴加氯水(Cl2)现象：溶液变成血红色结论：原溶液中的Fe2+转变成Fe3+反应方程式：2FeCl2+Cl2==2FeCl3氧化剂还原剂总结：还原剂+氧化剂(Cl2)+还原剂(Fe)氧化剂Fe2+Fe3+2021/6/27393.焰色反应

很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色,这在化学上叫做焰色反应

①我们在炒菜的时候，偶有食盐溅在煤气火焰上，火焰呈黄色②钠燃烧时，火焰呈黄色

实验：用铂丝分别蘸取碳酸钠溶液和碳酸钾溶液，在火焰上灼烧问题1.铂丝为什么要用盐酸洗涤?

2.为什么要用蓝色钴玻璃观察钾的焰色?2021/6/2740

一些金属及化合物的焰色反应

黄色紫色砖红色洋红色绿色紫红色黄绿色2021/6/2741

节日燃放的五彩缤纷的烟花,就是碱金属,以及锶、钡等金属化合物所呈现的各种艳丽的色彩2021/6/2742科学探究：铝盐和铁盐的净水作用不加试剂加入明矾

加入硫酸铁溶液

2min5min无明显变化有明显沉降溶液半透明有明显沉降溶液半透明沉淀沉在底部溶液接近透明沉淀沉在底部溶液接近透明

浑浊，略有沉降明矾和硫酸铁溶液可以和悬浮于水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来，使水澄清，可用做净水剂结论2021/6/27432021/6/2744第三节

用途广泛的金属材料

1．认识金属与合金在性能上的主要差异。

2．知道生活中常见合金铁合金及铜合金的主要成分及性能。

3．通过实践活动认识如何正确使用金属及如何爱护金属资源。

2021/6/2745合金的广泛应用2021/6/2746合金2021/6/2747一、常见合金的重要应用学与问1、合金：两种或两种以上的金属（或金属跟非金属）熔合而成的具有金属特性的物质2、合金具有许多优良的物理、化学或机械性能。

硬度大于各成分金属

熔点低于各成分金属2021/6/27483、铜合金{青铜（含锡、铅）司母戊鼎现代建筑的门窗框架、常用电解加工成古铜色的硬铝制品。硬铝是：

Al–Cu–Mg–Mn–Si

合金

2021/6/27494、铁合金生铁钢（含碳量在2％～4.3％之间,还含硅、锰及少量硫、磷）碳素钢{低碳钢（含碳0.3％～0.6％）高碳钢（含碳0.03％～0.3％）中碳钢（含碳0.6％～2％）合金钢钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低；含碳量越高，韧性越差，硬度越高。钢的特性用途2021/6/2750二、正确选用金属材料

思考与交流

某家庭准备装修门窗（计划使用十年），可共选用的材料有：木材、钢板、铝合金、塑钢、，请分析每种材料的性能、价格、安装成本、利弊等，进行讨论分析，选用何种材料好？

提示

选择材料时，需考虑主要用途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工难度、日常维修、对环境的影响………。2021/6/27512021/6/2752科学视野：用途广泛的稀土金属

稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu，共17个元素。稀土元素能与其它元素组成品种繁多、功能千变万化，用途各异的新型材料，被称为“现代工业的维生素，和神奇的新材料宝库。”我国稀土资源占世界稀土资源的80%，以氧化物(REO)计达3600万吨，远景储量实际是1亿吨。我国稀土资源分南北两大块。——北方：轻稀土资源，集中在包头白云鄂博特等地，以后在四川冕宁又有发现。主要含镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆等元素；——南方：中重稀土资源，分布在江西、广东、广西、福建、湖南等省，以罕见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中，主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、

2021/6/2753钇和镧、钕等元素。

稀土作为基体元素能制造出具有特殊“光电磁”性能的多种功能材料，如稀土永磁材料，稀土镍氢电池材料，稀土荧光材料，稀土催化剂。稀土激光材料，稀土精密陶瓷材料。生物工程材料等，它们都是发展电子信息产业，开发新能源，治理环保和国防