高中化学必修1-3-1-金属的化学性质.ppt

1、,第三章金属及其化合物,第一节 金属的化学性质,一、金属的通性,含量特征,除金、铂等少数极不活泼金属外，大多数金属元素在自然界中以化合态存在；,化合态：元素以化合物的形式存在,游离态：元素以单质的形态存在,地壳中含量最多的金属元素是铝，其次铁、钙、钠。,地球上的金属以单质（如 Ag、Pt、Au)形式存在的是极少数,银白色 Ag,金黄色 Au,人类最早发现和冶炼的是铜。 远自我国夏朝（公元前年前年）开始有青铜铸品， 距今四千年以上。,常见的矿石,赤铁矿 主要成分是Fe2O3,黄铁矿 主要成分是FeS2,菱铁矿 主要成分是FeCO3,铝土矿 主要成分是Al2O3,？,绝大多数金属是 以化合态存在于

2、自然界,金属的一些物理性质,物理通性,2.金属的颜色、光泽,3.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，少数金属是特殊颜色如铜是紫红色，金是金黄色。,4.延展性,延性：拉成细丝的性质。 展性：压成薄片的性质。,1.金属在常温下的状态,除汞是液体外，其他在常温下是固体；,一、金属的通性,小 结,思考与交流,1.以Fe为例，说明金属能发生哪些化学反应？,（1）与氧气反应,（2）与酸反应,（3）与某些盐溶液反应,Fe + HCl = FeCl+H2,Fe +CuCl2 = FeCl2+ Cu,2.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,1）钠与氧气的反

3、应,2）铝与氧气的反应：,4Na + O2 = 2Na2O,4Al + 3O2 = 2Al2O3,复习巩固:,同学们，你们听说过能用刀切的金属吗？你们见过比水轻的金属吗？你们听说过会游泳的金属吗？,钠与水的反应,在烧杯中加一些水,科学探究实验33:,操作步骤：,滴加几滴酚酞溶液,把一小块钠放入水中,钠所在的位置 钠球的运动和大小变化情况 周围水雾的产生以及响声 溶液颜色的变化情况,观察点,二、金属与酸和水的反应,钠浮在水面上-,钠熔成一个闪亮的小球-,小球四处游动-,发出“嘶嘶嘶”的响声-,加入酚酞，溶液变红-,浮,熔,游,响,红,实验现象：,密度比水小,熔点低，反应放热,产生了气体，气体推动

4、小球迅速移动,反应剧烈、有可燃性气体生成,生成了碱性物质,二、金属与酸和水的反应,金属钠与水(加了酚酞)反应的实验现象:,如何设计实验验证钠与水反应产生的气体是什么?,？,金属钠与水化学方程式：,2Na + 2H2O = 2Na+ + 2OH- + H2,练习写出钠与水反应的离子方程式：,反应的实质：钠原子与水电离出来的H+发生氧化还原反应。,保存：为什么要保存在煤油（或石蜡油）中？,不和煤油反应，密度比煤油大，能隔绝空气和水。,思考：能否用手直接取用钠？,钠的保存,1.钠着火时，应如何灭火？,2.将金属钠(密度为0.97g/cm3)放入煤油(密度为0.8g/cm3)和水的混合物中，你推测可能

5、会观察到什么现象？并解释原因。,思考与交流,用干沙土扑灭,钠放入煤油和水的混合物中，产生的现象：,钠块将沉到煤油和水的界面上，有气泡产生，钠块上浮。当气泡逸出后，钠块又下沉到煤油和水的界面上，又发生反应，重复发生上述现象至钠块消失。,1.预测金属钠与盐酸的反应的现象。,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H+反应；而酸中的H+浓度比水中H+浓度大。,钠与酸反应的离子方程式: 2Na + 2H+ = 2Na+ + H2,思维拓展,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2+ Na2SO4 蓝色絮状深沉,总反应式： 2

6、Na + 2H2O + CuSO4 = Cu(OH)2 + Na2SO4 + H2,钠和盐溶液反应,实质：钠先和水反应，生成的氢氧化钠再 与某些盐反应。,例如：钠和CuSO4溶液反应,钠与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属。,2.若将金属钠投入到硫酸铜溶液中，能否置换出铜来呢？,人们通常用铁制水壶来盛水和烧水。这说明了什么?铁真的不能跟水反应吗?,思考与交流,铁不能与冷、热水反应，但能否与水蒸气反应？ 你能不能用3支试管、水槽、胶塞、导管、酒精喷灯及其他必要的仪器和物品设计一套简单的实验装置，使铁粉与水蒸气反应？（这套装置应包括水蒸气发生、水蒸气与铁粉反应、检查产生气体等部分。） 与课本的实验相

7、比较，你觉得哪一套更好？,科学探究：铁与水的反应,水蒸气的发生装置,水蒸气与铁粉反应装置,产物收集装置,课本中设计的装置更好（优点:装置简单、操作方便、现象明显）,在下表中记录实验现象,加热时试管内铁粉红热，点燃肥皂泡可听到爆鸣声,三、铝与氢氧化钠溶液的反应,实验探究：实验3-4,Na、Mg、Fe都能与稀盐酸、稀硫酸反应，不能与NaOH 溶液反应.Al能否与NaOH溶液反应？,？,实验现象: 铝分别放入盐酸、NaOH溶液中有气泡产生，将点燃的木条放在试管口，可观察到蓝色火焰。,化学方程式： 2Al+2NaOH+2H2O =2NaAlO2+3H2 2Al+6HCl = 2AlCl3+3H2,铝的

8、特殊性：既能跟酸反应产生H2，又能跟强碱溶液反应产生H2。,学以致用,解释：铝和氧化铝能跟酸、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。,为什么铝制餐具不能用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性的食物?为什么?,金在自然界中以游离态存在,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，只有极少数不活泼的金属如金以游离态存在。,小结：,1.下列离子方程式不正确的是（ ） A.钠与水的反应：

9、2Na + 2H2O = 2Na + 2OH + H2 B .铝与氢氧化钠溶液的反应： 2Al+2OH +2H2O=2AlO2 +3H2 C.铝与氯化亚铁溶液的反应：Al+Fe2+=Al3+Fe D.钠与硫酸铜溶液的反应：2NaCu2+Cu2Na,CD,练习:,2.向一个铝制易拉罐充满CO2,然后往罐中注入足量的NaOH溶液,立即用胶布严封罐口,不一会儿听到罐内“咔咔”作响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿易拉罐又鼓起来 （1）易拉罐变瘪的原因是什么？写出（ 反应的离子方程式； （2）易拉罐又鼓起来的原因是什么？写出反应的离子方程式。,NaOH溶液吸收CO2 ，罐内压强减小，外界压强将易拉罐压瘪。C

10、O2 + 2OH- = CO32-+ H2O,Al表面氧化膜溶解后，Al与NaOH溶液反应产生H2，罐内压强又增大。2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2 ,练习:,这节课我们按照“设疑引入探究实验观察现象分析原理归纳总结反馈运用”的思路，以实验探究为主要手段,学习了金属与酸和水的反应,也掌握了铝的特殊性质既能与酸,又能与碱反应。同学们要学会运用所学的化学知识来解决一些生活中的实际问题。真正体现“化学源于生活，服务于生活的”宗旨。,课堂小结：,教学程序,（一）理论探究，温故导新,复习回顾钠、铁与水的反应，以金属活泼性顺序表中钠、铁、铝所处的位置，探究铝与水反应的情况。,（二）实验探究

11、，探索新知,（铝片与氢氧化钠溶液反应的历程，体现铝的特性即两性，避开两性的概念。）,实验探究,2Al2H2O2NaOH2NaAlO23H2,（三）总结性质，承上启下,总结： 铝的金属共性、特性，都体现强还原性。,存在形式,生活中的联系,定性到定量,（五）练习反馈，巩固新知。,（四）交流讨论、归纳小结 学生回顾、反 思，课堂小结。,以练习强化，突破难点。设置课后开放性探究练习，更体现学生的自主学习。,在已学的金属中，哪些金属能与水发生反应？,Na Fe,Al能否与水反应？,K . Ca . Na . Mg . Al . Zn . Fe . Sn . Pb . H . Cu . Hg . Ag .

12、 Pt . Au,教学过程,想一想？,思考,实验3取几片铝片投入盛有约5mL盐酸溶的 试管中，观察实验的现象。,实验2取几片铝片投入盛有约5mL氢氧化钠 溶液的试管中，观察实验的现象；,实验1在常温条件下，取几片铝片投入盛 有约5mL水的试管中，观察实验的现象；,结 论：,1、常温条件下，铝和水难以反应；,3、常温下，铝能与氢氧化钠溶液发生反应生成氢气， 该反应为放热反应。,2、常温下，铝能与盐酸溶液发生反应生成氢气， 该反应为放热反应。,0 1 3 0,2 2 2 2 3,三、铝与氢氧化钠溶液的反应:,反应历程：,0 1 3 0,(特 性),0 +1 +3 0,联系生活,应 用：,危 害：,

13、来 源:,1.建筑工地上不用铝桶盛装石灰乳。 2.家中不能用铝制器皿长时间盛放食物。,铝盐能致人体中毒,出现老年性痴呆症,导致骨病,肾病和缺铁性贫血等。,油条、粉丝和含铝药物(如胃舒平)等。,刚才，我们定性研究了铝的化学性质。工农业生产当 中更需要了解、掌握反应的定量问题，这就涉及到运用有 关物理量进行计算的问题，我们已学习哪些物理量？它们 之间有哪些联系？,质量、物质的量、浓度、微粒个数、气体的体积,m n c N v,想一想,合作探究：,物质的量与哪些物理量建立了联系？,结论：物质的量是联系各物理量的纽带，是中心环节.,物 质 的 量 (n),质 量 (m),微 粒 个 数 (N),体 积

14、 (V),浓 度 (c),化学计量数： 2 2 2 2 3,扩大 NA :,物质的量:,结 论： 化学方程式中各物质的化学计量之比等于各物质 的粒子数之比，因而也等于各物质的物质的量之比。,2mo1,2mo1,2mo1,2NA,2NA,2NA,2NA,3NA,2mo1,3mo1,四、物质的量在化学方程式计算中的应用,（3）生成氢气的体积（标准状况）。,（1） Al的摩尔质量是27g/mol.,n(Al)=,=0.1mol,2mol 2mol,0.1mol n(NaOH),=0.1mol,解：,例：把2.7克铝放入足量氢氧化钠溶液中，铝完全反应，计算：,（1）2.7克铝的物质的量；,（2）参加反

15、应的NaOH的物质的量；,2mol 3mol,22.4L/mol,2mol 67.2L,0.1mol V(H2),答： (1)2.7g Al 的物质的量是.mol； (2)有.1mol NaOH参加了反应； (3)生成H2的体积在标准状态下是33.6L.,5.4gAl与足量的NaOH溶液反应，求生成的气体在标况下的体积？若是足量的盐酸呢？,练习：,2mol,3mol,解：,54g,3mol22.4L/mo1 =67.2L,5.4g,V(H2),解：,答：生成的氢气在标况下的体积都是 6.72L。,小 结：,这节课你学到了什么？（收获与体会）,定性: 定量：,物质的量在化学方程式计算中的应用 化

16、学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比。,(特性),作业：,课外: 1.科学视野金属钛（了解钛的性质、 用途、发 展前景） 2.写一篇关于金属的小论文（金属的性质、 用途、改良等方面）,课内: P45 5、6,向一金属铝的易拉罐内充满CO2,然后向罐内注入足量NaOH溶 液,立即用胶布严封罐口，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,解释上述变化的实验现象：(1)罐壁内凹而瘪的原因： 反应方程式： (2)罐壁重新鼓起的原因：反应方程式：,动动脑？,(1)是因为CO2与NaOH反应生成Na2CO3,使得罐内气压小于 外界大气压；,解答：,(2)是因为过

17、量的NaOH与铝罐反应生成H2,使罐内气压等于 或大于外界大气压；,请同学们参考例题 (以Al为已知量,与足量的氢氧化钠溶液反应，以H2为未知量)自己动手设计测试题,并分析反应过程中电子转移情况。,课后探究,三、铝与氢氧化钠溶液的反应: (特 性),反应历程：,2可得： 2Al6H2O2NaOH2NaAlO2 4H2O3H2,2Al6H2 O2Al(OH)33H2 ,化简为： 2Al2H2O2NaOH2NaAlO23H2,四、物质的量在化学方程式计算中的应用,化学方程式中各物质的化学计量之比等 于各物质的物质的量之比。,1.可不用假设，直接用相关的字母表示相应的物理量，如V表示体积。 2.列比

18、例式时应注意上下同单位，左右应相当。,注意：,情景假设：,假如你是一名非常喜欢化学探究的学生，现有6.5克锌放入足量的稀盐酸中，锌完全反应，尝试计算下列各物质的质量： （1）生成氢气的质量？ （2）参加反应的HCl的质量？,你们可以参考的答案,解：设生成H2的质量为x，参加反应的HCl的质量为y，则有,变式训练1：,现有6.5克锌放入足量的稀盐酸中，锌完全反应，尝试计算下列各物质的物质的量？ （1）生成氢气的物质的量？ （2）参加反应的HCl的物质的量？,解法参考：,从上面解得的氢气的质量为0.2g，再将氢气的质量转换成氢气的物质的量可以根据公式：,通过上面的练习，我们是否还可以求出更多的呢？

19、,比如：氢气的体积(2.24L)，氢分子的数目(0.1NA)等,总结可得以物质的量为中心的计算：,真的还记得这些公式转换吗？我们来交流一下吧!,到目前为止，我们已经可以看到若求物质相关的量，都可以由物质的量为中心来进行的，你们还可以看到在化学方程式的计算中物质的量跟什么有关呢？,物质的量之比：,我们再从另外一个角度分析：,对比课本P52的例题进行两分钟的总结,1 1 2,1 1 2,1 1 2,2 71 73,1 1 2,温馨提示：,根据化学方程式所反映出的这些关系，可以进行多种计算但要根据题意，明确已知条件是什么，求解什么，从而合理选择比例量的单位列比例式时应注意，不同物质使用的单位可以不同

20、，但要相应，同一物质使用的单位必须一致,我来运用：,书本P54习题8 把5.4gAl放入足量氢氧化钠溶液中完全反应，计算生成氢气的体积（标准状况）。,2Al 2H2O + 2NaOH = 2NaAlO2 + 3H2 ,54g,5.4g,322.4L,V(H2),54g,5.4g,322.4L,V(H2),=,解得：V(H2)6.72L,解:,答： 。,我来提高：,计算题：把一定质量的Na放入足量水中，钠完全反应。生成H2的体积（标准状况下）为2.24L。计算： 参加反应的H2O的物质的量。 参加反应的Na的物质的量。 生成氢氧化钠的质量。,（0.2mol）,（0.2mol）,（8g）,谈谈我们

21、这节课的收获：,1、有关化学方程式的计算：由初中的质量着手上升到由物质的量着手 2、化学方程式中的系数比等于物质的量之比 3、由物质的量为中心可以求其他的量,4、解题的化学方程式计算的一般思路：要根据题意，明确已知条件是什么，求解有关什么，从而合理选择比例量的单位列比例式时应注意，不同物质使用的单位可以不同，但要相应，同一物质使用的单位必须一致,2005年普通高等学校招生全国统一考试（广东卷）单项选择题2,2、将钠、镁、铝0.3mol分别放入100mL1mol的盐酸中，同温同压下产生的气体体积比是 A、123 B、632 C、311 D、111,( C ),第三章 金属及其化合物,第一节 金属

22、的化学性质,【引言】,你知道焰火晚会上五颜六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吗？水是用来灭火的，你见过用水能够生火的吗 就让我们一起走进神奇的金属世界,1、地壳中含量由多到少的元素是(前三位)： ；含量最多的金属元素 是 元素。,【复习回忆】,氧、硅、铝,铝,2、分析下面一些化学反应的图片，写出化学方程式,(3) Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag,(1) 2Al + 3CuSO4 = 3Cu + Al2(SO4)3,铜树,镁条燃烧,银树,镁条和盐酸,金属与氧气反应是不是一定要加热呢？,【开动脑筋】,实验3-1,钠的物理性质：,质软，可用小刀切割。,钠

23、的化学性质：,银白色的钠表面很快变暗，说明钠很容易被氧气氧化,银白色;,金属光泽的固体；,颜色：,状态：,硬度：,实验3-2,实验现象：,剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成一种淡黄色的固体。,过氧化钠的特殊用途：,2、可作为呼吸面具和潜水艇供氧剂。,实验结论：,条件不同，现象不同，产物不同。,1、过氧化钠是强氧化剂，可以漂白织物、羽毛等,氧化钠,过氧化钠,白色固体,淡黄色固体,Na2O与Na2O2的比较,Na2O+H2O=2NaOH,注意：Na2O是碱性氧化物；Na2O2不是碱性氧化物。,不稳定,较稳定,【科学探究】,加热铝箔,实验现象：,铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝并不滴落,实验结论：,在常温下，铝能够与空气里面的氧气反应，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜。,铝是一种活泼金属。,（打磨后）铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝还是不滴落,【小结】,金属一般都作为还原剂，容易失去电子，被氧化。,【作业】,判断下列反应是否属于氧化还原反应，是氧化还原反应的请用“双线桥”表示。,（2）Na2O + H2O = 2NaOH,实验33,实验现象：,钠浮在水面上,熔化成一个小球,在水面上游动，发出响声,酚酞后溶液变红,实验结论：,密度比水小,熔点低,有气体生成,有碱生成,思考：生成的气体是什么？怎样证明？,2Na2HO=2NaOHH2,想一