第一節(jié) 金屬的化學(xué)性質(zhì)1

第三章

金屬及其化合物第一節(jié)金屬的化學(xué)性質(zhì)地殼中元素含量示意圖在地殼中含量最多的元素是在地殼中含量最多的金屬元素是金屬之最硬度最高的金屬——熔點(diǎn)最高的金屬——熔點(diǎn)最低的金屬——地殼中含量最高的金屬元素——目前世界上應(yīng)用最廣、用量最大的金屬元素——人體中含量最高的金屬元素——導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬——鋁鐵鈣銀鉻鎢汞金屬使用的早晚與金屬活動性關(guān)系年代商朝司母戊鼎春秋時期的鐵鋤和鐵器現(xiàn)代用電解法冶煉鋁金屬使用的早晚與金屬活動性的強(qiáng)弱有關(guān)資料：金屬的存在多姿多彩:主要以氧化物、硫化物、鹵化物、鹽(酸式鹽、堿式鹽、正鹽)等化合態(tài)形式存在；極少數(shù)以單質(zhì)(游離態(tài))形式存在:銀、鉑、金等。金屬元素最外層電子數(shù)較少，易失去電子，因而性質(zhì)活潑。

思考：為什么自然界金屬大多以化合 態(tài)存在？物理通性2、金屬的顏色、光澤3、良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性絕大多數(shù)金屬都是銀白色，具有金屬光澤，少數(shù)金屬是特殊顏色如銅是紫紅色，金是金黃色。4、延展性延性：拉成細(xì)絲的性質(zhì)。展性：壓成薄片的性質(zhì)。1、金屬在常溫下的狀態(tài)除汞是液體外，其他在常溫下是固體；思考和交流金屬有哪些共同的化學(xué)性質(zhì)？聯(lián)想:金屬可以與哪些物質(zhì)反應(yīng)?①與氧氣等非金屬單質(zhì)反應(yīng)②與酸反應(yīng)③與鹽溶液反應(yīng)實(shí)例：請完成書46頁圖3-2的化學(xué)方程式2Mg+O22MgOMg+2HCl=MgCl2+H22Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag化學(xué)通性1、化合態(tài)金屬元素只有正化合價2、金屬單質(zhì)易失電子，表現(xiàn)還原性3、易與氧氣反應(yīng)，得到氧化物4、活動性排在氫前的金屬元素與酸反應(yīng)得到鹽和氫氣5、與鹽反應(yīng)，置換出活動性弱的金屬單質(zhì)

一、金屬與氧氣的反應(yīng)3.鈉與氧氣的反應(yīng)

鑷子夾取——用濾紙吸干煤油——用小刀在玻璃片上切割——切去外皮——露出廬山真面目金屬鈉的切割：觀察與思考：1、切開的鈉的顏色和光澤2、新切開的鈉的顏色和光澤在空氣中發(fā)生的變化3、鈉為什么保存在煤油中

物理性質(zhì)：

化學(xué)性質(zhì)：保存：（1）化學(xué)性質(zhì)很活潑,常溫下能與氧氣反應(yīng).1.為銀白色金屬光澤的固體2.質(zhì)軟(硬度小)3.密度大于煤油的密度常溫4Na+O2===2Na2O常溫下能與氧氣反應(yīng)，保存在煤油中。（２）在加熱條件下鈉在空氣中的變化實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：鈉熔化為小球，劇烈燃燒，發(fā)出黃色火焰，生成一種淡黃色的固體2Na+O2＝Na2O2(淡黃色)化合價降低化合價升高請你推測：金屬鋁和氧氣的反應(yīng)的難易如何，劇烈程度又將怎樣呢？（根據(jù)金屬活動順序表）為什么鋁制的鍋可以用來燒水做飯呢？它在加熱時為什么不再與氧氣反應(yīng)？

4.鋁在空氣中加熱鋁與氧氣反應(yīng)實(shí)驗(yàn)：打磨過的鋁箔的加熱。思考:為何熔化的鋁不會滴下來?氧化鋁的熔點(diǎn)是2050℃，高于鋁的熔點(diǎn)(660℃)。問題解決：致密、熔點(diǎn)高的氧化鋁包在鋁的外面。所以熔點(diǎn)低的鋁融化后不會滴下來。也不能和氧氣接觸而燃燒。思考:金屬鋁作為材料被廣泛應(yīng)用，是因?yàn)榻饘黉X性質(zhì)穩(wěn)定嗎?鋁表面容易形成致密的氧化物，可以隔絕鋁與空氣的接觸,阻止內(nèi)部鋁被氧化.正因?yàn)槿绱?鋁成為一種應(yīng)用廣泛的金屬材料。思考:鐵鋁等金屬可制成水壺?zé)?，說明他們不與水反應(yīng)，是不是所有金屬都不與水反應(yīng)？珠江水面驚現(xiàn)神秘“水雷”2001年7月7日，在珠江石溪附近，若干神秘“水雷”驚現(xiàn)珠江。前前后后共漂著七個白色的來歷不明的鐵桶。突然，從漂在水面上的一個鐵桶內(nèi)冒起一股白煙，竄起亮黃色火苗，緊接著一聲巨響，蘑菇狀的水柱沖天而起。爆炸騰起的白色煙霧有近十米高，還有許多未燃盡的白煙飄進(jìn)旁邊的公司內(nèi)，這些灰白色的物體一遇到水就不停地冒泡，有時甚至還突然著火。據(jù)悉，其中另有一鐵桶被過往船只發(fā)現(xiàn)，并將其打撈上船，打算清洗后使用，但當(dāng)船員把蓋子打開后，桶內(nèi)立刻冒起濃濃的白煙，一接觸桶內(nèi)物質(zhì)，雙手立即感到劇烈疼痛。于是，我們又將其推到江里，一遇水，這個桶又爆炸了，所幸該船逃離迅速，傷害不大。 消防隊(duì)員、民警及廣州化工集團(tuán)的化學(xué)品專家趕來湊在一起，緊張地調(diào)查“水雷”的性質(zhì)。根據(jù)認(rèn)定，鐵桶中裝的是金屬鈉。）從上述新聞，可以推測鈉有哪些性質(zhì)呢？請將能反映鈉的性質(zhì)的話劃起來。二、與水的反應(yīng)

在燒杯中加一些水，滴入幾滴酚酞溶液，然后把一小塊鈉放入水中，注意觀察現(xiàn)象?。衡c浮在水面鈉的密度比水小熔：熔為一光亮小球游：小球四處游動響：發(fā)出“嘶嘶”的聲音紅：反應(yīng)后水溶液變紅鈉與水反應(yīng)放熱且鈉的熔點(diǎn)較低鈉與水反應(yīng)有氫氣生成反應(yīng)劇烈，局部水沸騰氣化溶液顯堿性現(xiàn)象1、鈉與水反應(yīng)鈉與水反應(yīng)的離子方程式:2Na+2H2O=2Na++H2↑+2OH-鈉與水劇烈反應(yīng)，生成H2和NaOH，表現(xiàn)還原性，Na是強(qiáng)還原劑；化學(xué)方程式：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑1.鈉著火時，應(yīng)如何滅火？2.將金屬鈉(密度為0.97g/cm3)放入煤油(密度為0.8g/cm3)和水的混合物中，你推測可能會觀察到什么現(xiàn)象？并解釋原因。思考與交流用干沙土撲滅鈉放入煤油和水的混合物中，產(chǎn)生的現(xiàn)象：鈉塊將沉到煤油和水的界面上，有氣泡產(chǎn)生，鈉塊上浮。當(dāng)氣泡逸出后，鈉塊又下沉到煤油和水的界面上，又發(fā)生反應(yīng)，重復(fù)發(fā)生上述現(xiàn)象至鈉塊消失。

鐵不能與冷、熱水反應(yīng),（可以在水，氧氣的條件下被腐蝕生銹，主要成分是三氧化二鐵）但能否與水蒸氣反應(yīng)?請設(shè)計一個簡單的實(shí)驗(yàn)裝置,使還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)1.水蒸氣的發(fā)生裝置2.水蒸氣與鐵粉反應(yīng)裝置3.產(chǎn)物的檢驗(yàn)(收集)裝置3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2

2.鐵與水蒸氣的反應(yīng)水蒸氣的發(fā)生裝置水蒸氣與鐵粉反應(yīng)裝置產(chǎn)物收集裝置

方案1:

方案2:預(yù)測金屬鈉與鹽酸的反應(yīng)的現(xiàn)象。鈉與酸反應(yīng)比與水反應(yīng)劇烈。由于鈉與水反應(yīng)，實(shí)質(zhì)上是鈉跟水電離出的H+反應(yīng)；而酸中的H+濃度比水中H+濃度大。思維拓展:鈉與酸反應(yīng)的離子方程式:2Na+2H+=2Na++H2↑1、鈉與酸反應(yīng)

思維拓展2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

2NaOH+CuSO4

=Cu(OH)2↓+Na2SO4

藍(lán)色絮狀深沉總反應(yīng)式：2Na+2H2O+CuSO4

=Cu(OH)2↓+Na2SO4

+H2↑鈉和鹽溶液反應(yīng)實(shí)質(zhì)：鈉先和水反應(yīng)，生成的氫氧化鈉再與某些鹽反應(yīng)。例如：鈉和CuSO4溶液反應(yīng)鈉與鹽溶液反應(yīng)，不能置換出鹽中的金屬。2.若將金屬鈉投入到硫酸銅溶液中，能否置換出銅來呢？思維拓展2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

3NaOH+FeCl3=Fe(OH)3↓+3NaCl

紅褐色沉淀總反應(yīng)式：6Na+6H2O+2FeCl3

=2Fe(OH)3↓+6NaCl

+3H2↑鈉和鹽溶液反應(yīng)實(shí)質(zhì)：鈉先和水反應(yīng)，生成的氫氧化鈉再與某些鹽反應(yīng)。例如：鈉和FeCl3溶液反應(yīng)鈉與鹽溶液反應(yīng)，不能置換出鹽中的金屬。若將金屬鈉投入到FeCl3溶液中，能否置換出鐵來呢？三、鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)在2支小試管里分別加入5ml鹽酸和5ml氫氧化鈉溶液，再分別放入一小段鋁片。觀察試驗(yàn)現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論或方程式鋁＋鹽酸鋁＋氫氧化鈉①現(xiàn)象不明顯②開始有少量氣泡產(chǎn)生，后來氣泡逐漸增多③試管很熱④將點(diǎn)燃的木條放在試管口時，都有爆鳴聲①氧化膜與酸、堿發(fā)生反應(yīng)②鋁與酸、堿反應(yīng)產(chǎn)生氣體③反應(yīng)放熱④生成氫氣2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

Al與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)：Al與鹽酸溶液反應(yīng)：2Al+6HCl＝2AlCl3

+3H2↑

2Al+6H+＝2Al3++3H2↑

2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－

+3H2↑

思考：1.等質(zhì)量的鋁片與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所得氫氣體積比是多少？2.等體積同濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液分別與足量的鋁反應(yīng)，生成的氫氣體積比是多少？1∶11∶3不相等因?yàn)橛娩X箔（刺有小孔）包住的金屬鈉放入水中時，鈉先與水反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣與直接把鈉投入水中所產(chǎn)生的氫氣的量相同，但生成的氫氧化鈉溶液要繼續(xù)與鋁箔反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，因此后者產(chǎn)生的氫氣總量比前者多。3.將兩小塊質(zhì)量相等的金屬鈉，一塊直接投入水中，另一塊用鋁箔包住，在鋁箔上刺些小孔，然后放入水中，兩者放出的氫氣是否相等。小結(jié)活潑金屬在常溫下，在空氣中就能被迅速氧化。如鈉、鉀、鈣等。加熱時可以劇烈燃燒。

較活潑的金屬在常溫下能與氧氣反應(yīng)，如鋁、鎂、鋅等。

還有一些金屬即使在高溫下也不能與氧氣反應(yīng)，如金、銀、鉑等。鎂、鋁、鋅等金屬容易形成致密的氧化保護(hù)膜，因此，能在空氣中穩(wěn)定地存在?；顫娊饘僭诔叵戮湍芘c水發(fā)生劇烈的反應(yīng)，如鈉、鉀等。有些金屬在高溫條件下能與水反應(yīng)，如鐵。大多金屬不與冷水或熱水反應(yīng)。鋁有一個特殊的性質(zhì)，能與堿溶液反應(yīng)生成氫氣。物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用計算的依據(jù)：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑化學(xué)計量數(shù)之比：2:2:2:1擴(kuò)大NA倍2×6.02×1023:

2×6.02×1023:2×6.02×1023

:1×6.02×1023

物質(zhì)的量之比

2mol:2mol:2mol:1mol結(jié)論：化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量之比等于各物質(zhì)

的粒子數(shù)之比，因而也等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比。1、下列元素在自然界中能以游離態(tài)存在的是（）A、NaB、MgC、AlD、Au2、取一小塊金屬鈉，放在燃燒匙里加熱，下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象正確的描述是（）①金屬鈉先熔化；②在空氣中燃燒，放出黃色火花；③燃燒后得白色固體；④燃燒