3-1金屬的化學(xué)性質(zhì)講解

第一節(jié)金屬的化學(xué)性質(zhì)鋁箔絢麗多彩的金屬世界一、金屬的物理性質(zhì)【溫故知新】物理通性：

絕大多數(shù)金屬是銀白色具有金屬光澤的固體；易導(dǎo)電、易導(dǎo)熱、有延展性。汞(Hg)在常溫下呈液態(tài)

但金屬的熔點、硬度、密度相差比較大。顏色：延展性最好金(Au)銻鉍錳較差導(dǎo)電能力AgCuAlCu(紫紅色)Au(金黃色)Cs(金黃色)狀態(tài)：熔點：硬度：延展性：導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性：硬度最大鉻(Cr)最低汞(Hg)最高鎢(W)1.舉例說明金屬能發(fā)生哪些化學(xué)反應(yīng)。2.圖3-2是金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的一些照片，請分析這些反應(yīng)，并寫出化學(xué)方程式。二、金屬的化學(xué)性質(zhì)金屬參與的常見的反應(yīng)：Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3CuMg+2HCl=MgCl2+H2↑Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag2Mg+O2＝2MgO點燃3.畫出Na、Mg、Al的原子結(jié)構(gòu)示意圖，分析它們的原子結(jié)構(gòu)有什么特點，與金屬的化學(xué)性質(zhì)有什么聯(lián)系。

金屬元素原子最外層電子數(shù)較少，在反應(yīng)中容易失去最外層電子。表現(xiàn)出還原性，常作還原劑。NaMgAlKCa

取一小塊金屬鈉（用鑷子），用濾紙吸干表面的煤油后，用小刀切去一端的外皮（表面皿、培養(yǎng)皿）。觀察鈉表面的光澤和顏色，感受鈉的硬度。新切開的鈉的表面在空氣中會發(fā)生什么變化？⒈金屬與非金屬的反應(yīng)⑴鈉與非金屬的反應(yīng)：實驗3-1◆鈉的物理性質(zhì)：

銀白色具有金屬光澤的固體，密度?。芏缺让河痛螅⒂捕刃?、質(zhì)軟、優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性。切開的光亮的金屬斷面很快變暗。

化學(xué)性質(zhì)很活潑，常溫下鈉與空氣中的氧氣反應(yīng)生成了白色的氧化鈉。4Na+O2＝2Na2O（白色固體）

凡是接觸鈉的用具都必須是干燥的。取用鈉后剩余的鈉應(yīng)放回原瓶,殘余的鈉的碎屑不能隨意丟棄。注意事項：現(xiàn)象：實驗3-2把這一小塊金屬鈉放在坩堝里，加熱，有什么現(xiàn)象？觀察！

鈉受熱很快熔化成銀白色閃亮的小球后，劇烈燃燒，發(fā)出黃色的火焰，生成淡黃色的固體。2Na+O2

＝Na2O2

（淡黃色）

△鈉的性質(zhì)鈉的性質(zhì)現(xiàn)象：注意事項：⒈坩堝加熱時應(yīng)與泥三角配套使用。⒉觀察到鈉開始燃燒后，應(yīng)立即撤掉酒精燈，并將酒精燈熄滅。⒊實驗結(jié)束時，要用坩堝鉗將坩堝和泥三角取下，并放在石棉網(wǎng)上。絕對不可以直接用手去拿或直接將它們放在桌子上。

鈉的化學(xué)性質(zhì)很活潑,在常溫或加熱的條件下都能跟氧氣反應(yīng)生成不同的產(chǎn)物,但加熱時與氧氣的反應(yīng)更加劇烈。條件不同，現(xiàn)象不同，產(chǎn)物不同。

產(chǎn)物的穩(wěn)定性：Na2O＜Na2O2

2Na+S＝Na2S（研磨易爆炸）2Na2O+O2

＝2Na2O2

△2Na+Cl2

＝2NaCl（產(chǎn)生大量白煙）點燃活潑金屬→

表面生成一層氧化物（氧化膜）空氣→氧化膜疏松——Na2O、Fe2O3……等致密——MgO、Al2O3……等

有的氧化膜疏松，不能保護內(nèi)層金屬，如鐵表面的鐵銹；有的氧化膜致密，可以保護內(nèi)層金屬不會被繼續(xù)氧化，如鎂、鋁等表面的氧化層。聯(lián)系生活為什么鋁制品不易生銹？生銹的鐵制品鋁在空氣中與氧氣反應(yīng)，生成一層致密的氧化鋁薄膜。這層薄膜可以阻止內(nèi)部的鋁跟氧氣接觸，從而對鋁制品起到保護作用。4Al+3O2=2Al2O3我能應(yīng)用：

小明看到媽媽在廚房里用鋼絲球用力擦洗鋁鍋上的污垢，立即喊起來：“媽媽，不能用鋼絲球擦?！蹦阒罏槭裁磫?？

除去鋁鍋表面致密的的氧化鋁薄膜，就不能保護里層的鋁不再與氧氣反應(yīng)，使鋁鍋容易被腐蝕。常溫下：4Al+3O2

＝2Al2O3加熱鋁箔加熱鋁箔

鋁箔發(fā)紅卷縮,表面變暗，失去光澤，熔化的鋁并不滴落。探學(xué)科究⑵鋁與氧氣反應(yīng)：現(xiàn)象：⒈用坩鍋鉗夾住一小塊鋁箔，在酒精燈上加熱至熔化，輕輕晃動。⒉再取一塊鋁箔，用砂紙仔細打磨（或在酸中處理后,用水洗凈）,除去表面的保護膜，再加熱至熔化。

絕大多數(shù)金屬都能與氧氣反應(yīng)，生成金屬氧化物，活潑性很強的金屬常溫下就能被氧氣氧化，活潑性較弱的金屬在加熱的條件下才能與氧氣發(fā)生反應(yīng)，活潑性很弱的金屬（如鉑、金）不能被氧氣氧化。學(xué)會比較，學(xué)會總結(jié)

金屬跟氧氣反應(yīng)時生成的氧化物一般為普通氧化物如MgO、Al2O3，但鈉在氧氣中燃燒生成Na2O2，鐵在氧氣中燃燒生成Fe3O4。⒈用鑷子取一小塊鈉置于濾紙上，吸干表面的煤油，用小刀切綠豆大的一粒，其余放回原瓶。⒉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。觀察實驗現(xiàn)象。

鈉浮在水面上，熔化成一個閃亮的小球，小球在水面上四處游動，并發(fā)出“嘶嘶”的聲音，小球逐漸變小，最后消失，滴有酚酞試液的溶液變紅色。2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑⒉金屬與酸和水的反應(yīng)⑴鈉與水的反應(yīng)：實驗3-3現(xiàn)象：鈉與水的反應(yīng)鈉與水反應(yīng)蓋上玻片，戴上防護鏡，吸干煤油。2Na+2H2O＝2Na++2OH-+H2↑2Na-2e-

＝2Na+2H++2e-

＝H2↑反應(yīng)的實質(zhì)：交與考思流⒈鈉如何保存，目的是什么？⒉鈉與鹽酸或硫酸接觸，比與水反應(yīng)劇烈還是緩慢？為什么？Na的密度比四氯化碳小，所以Na不能保存在四氯化碳中；汽油易揮發(fā)，也不能用于保存Na。金屬鈉著火用干沙子滅火。

鐵不能與冷水反應(yīng)、也不能與熱水反應(yīng)，但能否與水蒸氣反應(yīng)？

實驗裝置設(shè)計思路：水蒸氣的產(chǎn)生裝置→水蒸氣與鐵粉的反應(yīng)裝置→氣體產(chǎn)物檢驗裝置鐵粉水鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)裝置探學(xué)科究鐵與水蒸氣反應(yīng)設(shè)計后的反應(yīng)裝置：

加熱時,試管內(nèi)鐵粉紅熱,產(chǎn)生大量的肥皂泡，點燃肥皂泡可聽到爆鳴聲。3Fe+4H2O(g)＝Fe3O4+4H2高溫現(xiàn)象：鐵與水蒸氣反應(yīng)鐵與水蒸氣反應(yīng)8e-設(shè)計原理：當加熱試管時，濕棉花中的水受熱變?yōu)樗魵?，跟試管中的鐵粉在加熱條件下反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，H2沿導(dǎo)管通人到肥皂液中鼓起大量充滿H2的氣泡，用火柴點燃產(chǎn)生爆鳴聲以檢驗H2該反應(yīng)裝置各部分的作用是什么？④③②①①產(chǎn)生水蒸氣②水蒸氣與鐵粉反應(yīng)④檢驗產(chǎn)生的氣體③吸收水蒸氣鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的實驗裝置金屬與水反應(yīng)2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu與冷水反應(yīng)與熱水反應(yīng)與水蒸氣反應(yīng)不與水反應(yīng)堿和H2氧化物和H2Mg+2H2O

＝

Mg(OH)2+H2↑△3Fe+4H2O(g)＝Fe3O4+4H2高溫

有大量氣泡產(chǎn)生，將點燃的木條放在試管口，可聽到爆鳴聲。2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2（偏鋁酸鈉）+3H2↑⒊鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)實驗3-4現(xiàn)象：鋁的性質(zhì)鋁與NaOH溶液反應(yīng)2Al+2H2O+2OH-

＝2AlO2-+3H2↑

2Al+6H+

＝2Al3++3H2↑

比較這兩個反應(yīng)的異同相同：不同：作氧化劑的物質(zhì)不同。Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)：M

Mn+，化合價升高,被

，發(fā)生氧化反應(yīng)，表現(xiàn)較強的

。常作還原劑失去n個電子探究：金屬鈉與CuSO4溶液反應(yīng)

現(xiàn)象：鈉浮在液面上，熔成小球，四處游動，發(fā)出嘶嘶的聲音，有藍色沉淀產(chǎn)生。(1)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑(2)2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4總反應(yīng)方程式：2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑

⒋金屬與鹽溶液的反應(yīng)

金屬的化學(xué)性質(zhì)1、與非金屬反應(yīng)2、某些金屬能與酸HCl、稀H2SO4或水反應(yīng)置換出氫氣。3、有些金屬能與金屬化合物的溶液反應(yīng)H前面的前面的后面置換反應(yīng)KCaNaMgAlZnFeSnPb

HCuHgAgPtAu長話短說：三、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式的計算2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑擴大6.02×1023倍2×6.02×1023

：2×6.02×1023

：2×6.02×1023

：1×6.02×1023

化學(xué)計量數(shù)之比2：2：2：1粒子數(shù)(N)之比2：2：2：1物質(zhì)的量(n)之比2mol：2mol：2mol：1mol1.物質(zhì)是由_________________等粒子構(gòu)成的，物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)也是這些粒子按一定的數(shù)目關(guān)系進行的?；瘜W(xué)方程式中的化學(xué)______可以明確地表示出化學(xué)反應(yīng)中粒子之間的數(shù)目關(guān)系：化學(xué)方程式中各物質(zhì)的__________之比等于各物質(zhì)________之比，等于相同條件下氣體體積之比?；A(chǔ)梳理原子、分子、離子計量數(shù)化學(xué)計量數(shù)物質(zhì)的量

從上述例子中不難看出，化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比，等于組成各物質(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。因此，將物質(zhì)的量(n)、摩爾質(zhì)量(M)、氣體摩爾體積(Vm)、物質(zhì)的量濃度(c)等概念應(yīng)用于化學(xué)方程式進行計算時，通過物質(zhì)的量與化學(xué)計量數(shù)之間的關(guān)系以及物質(zhì)的量與物理量之間的聯(lián)系，能使化學(xué)計算變得更加簡便。H2+Cl2

＝2HCl點燃化學(xué)計量數(shù)之比1：1：2分子數(shù)(N)之比1：1：2物質(zhì)的量(n)之比1mol：1mol：2mol氣體的體積比為1：1：22．物質(zhì)的量(n)、摩爾質(zhì)量(M)、氣體摩爾體積(Vm)和物質(zhì)的量濃度(c)可應(yīng)用于化學(xué)方程式進行計算。nmNMNANAM22.4L/mol22.4L/molV(標況）3.基本步驟4.實例

現(xiàn)有1L1mol/L的鹽酸與50gNaOH樣品恰好完全反應(yīng)(雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng))，則該樣品中NaOH的含量為多少？(3)標：1mol40g1L×1mol/Lx(1)設(shè)：設(shè)樣品中NaOH的質(zhì)量為x(2)寫：HCl＋NaOH=NaCl＋H2O(4)列：

(5)解：x＝

＝40gNaOH的含量×100%＝80%(6)答：該樣品中NaOH的含量為80%例2.用足量H2還原80g氧化銅粉末，反應(yīng)一段時間后，測得固體質(zhì)量減少8g，此時消耗H222.4L(標準狀況下)，求生成Cu的質(zhì)量。

【解析】本題可采用差量法計算。根據(jù)H2與CuO的反應(yīng)，可得如下關(guān)系：H2＋CuOCu＋H2O

Δm806416

m(Cu)8g所以m(Cu)＝

＝32g?！敬鸢浮?2g不能根據(jù)消耗的H2進行計算化學(xué)方程式計算的常用方法——差量法根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的有關(guān)物理量發(fā)生的變化，找出所謂“理論差量”，如反應(yīng)前后的質(zhì)量、物質(zhì)的量、氣體體積等。該差量的大小與反應(yīng)物質(zhì)的有關(guān)量成正比。差量法就是借助這種比例關(guān)系，解決一定量變的計算題。名師點睛

例如把一鐵棒插入CuSO4溶液后，過一段時間取出，鐵棒質(zhì)量增加了4g，據(jù)此可求參加反應(yīng)的Fe的質(zhì)量。Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu

Δm566464－56＝8m(Fe)＝28g4g【例3】取10克含MnO287%的軟錳礦，加入足量的濃鹽酸,并加熱，可產(chǎn)生多少升Cl2（標準狀況下）？被MnO2氧化的Cl-物質(zhì)的量為多少？MnO2+4HCl＝MnCl2+Cl2↑

+2H2O△87g2moL

22.4L

10g×87%gxy有一種反應(yīng)物過量的計算過程⒈條件：反應(yīng)物（一般為兩種）的量均已知。⒉方法：⑴判斷反應(yīng)物誰過量或誰不足。⑵按反應(yīng)物不足量計算。解：C(HCl)=11.9moL.L-1,設(shè)產(chǎn)生的氯氣的體積為xL87g2moL

22.4L

10g×87%g0.02L×11.9moL/L

x(10g)(87%)／87=0.1＞0.0595moL,所以MnO2過量4moL：0.02L×11.9moL.L-1=22.4L:x

x=1.3328L被氧化的Cl-物質(zhì)的量為0.119moL【例4】取10克含MnO287%的軟錳礦，加入20mL36.5%的濃鹽酸（密度為1.19g/cm3),并加熱，標準狀況下問產(chǎn)生多少升Cl2。則被MnO2氧化的Cl-物質(zhì)的量為多少？MnO2+4HCl

＝

MnCl2+Cl2↑

+2H2O△科學(xué)視野

鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，也有人