化學(xué)必修1第三章課件

2021/6/271

第三章金屬及其化合物第一節(jié)金屬的化學(xué)性質(zhì)

2021/6/272

思考和交流

金屬有哪些共同的化學(xué)性質(zhì)？

舉例說明金屬能發(fā)生哪些化學(xué)反應(yīng)?①與氧氣反應(yīng)

②活潑金屬能與酸反應(yīng)③相互置換反應(yīng)2021/6/2732Mg+O2=2MgOMg+2HCl=MgCl2+H2Fe+CuSO4=FeSO4+CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag2021/6/274一.金屬與氧氣的反應(yīng)

實(shí)驗(yàn)1:取一小塊金屬鈉,用刀切去一端的外皮,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.現(xiàn)象:

切口處可觀察到銀白色的金屬光澤,在空氣中很快變暗

討論：以上實(shí)驗(yàn),體現(xiàn)了金屬鈉哪些物理和化學(xué)性質(zhì)？`2021/6/275

物理性質(zhì)：

化學(xué)性質(zhì)：

化學(xué)性質(zhì)很活潑,常溫下能與氧氣反應(yīng).1.為銀白色的固體2.質(zhì)軟(硬度小)

4Na+O2===2Na2O常溫2021/6/276

實(shí)驗(yàn)2：把一小塊金屬鈉放在坩堝上，加熱，有何現(xiàn)象發(fā)生？現(xiàn)象：

可觀察到鈉先熔化后燃燒，燃燒時(shí)火焰呈黃色，生成淡黃色的固體

2Na+O2===Na2O2點(diǎn)燃2021/6/277

實(shí)驗(yàn)3：

現(xiàn)象：鋁箔熔化，表面失去光澤，熔化的鋁并不滴落，好象有一層膜兜著

因?yàn)殇X表面有一層氧化膜保護(hù)了鋁。構(gòu)有膜的氧化鋁(Al2O3)的熔點(diǎn)很高，沒有熔化，包在外面使熔化的液態(tài)鋁不會(huì)滴落下來

通過以上的實(shí)驗(yàn)，我們可以做出以下結(jié)論：金屬鈉的性質(zhì)很活潑，在常溫下和在加熱條件下都能與氧氣反應(yīng)。那么在常溫下鋁能與氧氣反應(yīng)嗎？為什么呢？加熱鋁箔2021/6/278實(shí)驗(yàn)4：

用砂紙打磨鋁箔，除去氧化膜后，再加熱至熔化

現(xiàn)象：

鋁箔熔化，失去光澤，熔化的鋁仍然不滴落原因解釋：

鋁很活潑，除去原來的氧化膜后，在空氣中很快生有一層新的氧化膜結(jié)論：

鋁很活潑，常溫下能與空氣中的氧氣反應(yīng)，生成一層致密的氧化膜，起保護(hù)的作用。

4Al+3O2====2Al2O3常溫或加熱2021/6/279

總結(jié)：活潑的金屬在空氣中易與氧氣反應(yīng)，生有一層氧化物。有的氧化膜疏松，不能保護(hù)內(nèi)層金屬，如鐵和鈉等。有的氧化物致密，可以保護(hù)內(nèi)層金屬不被繼續(xù)氧化，如鋁等。2021/6/2710二.金屬與水的反應(yīng)1.金屬鈉和水的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)5:將一小塊金屬鈉投入滴有酚酞的水中2021/6/2711

現(xiàn)象解釋浮游熔嘶紅金屬鈉的密度小于水產(chǎn)生的氣體推動(dòng)金屬鈉來回游動(dòng)反應(yīng)放熱，鈉的熔點(diǎn)較低劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生氣體有堿性物質(zhì)生成

2Na+2H2O==2NaOH+H22021/6/2712總結(jié)：鈉的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)

物理性質(zhì)：為銀白色的固體，質(zhì)軟，密度比水還小(0.97g/cm3),熔點(diǎn)較低(97.87℃)

化學(xué)性質(zhì):化學(xué)性質(zhì)很活潑

1.與氧氣反應(yīng)常溫4Na+O2==2Na2O2Na+O2===Na2O2

點(diǎn)燃2.與水反應(yīng)2Na+2H2O==2NaOH+H22021/6/27132.鐵與水蒸氣的反應(yīng)

鐵不能與冷、熱水反應(yīng),但能否與水蒸氣反應(yīng)?

請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)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2021/6/2714方案1: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2021/6/2715方案2:2021/6/2716方案3:2021/6/2717三.鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)1.鋁與稀鹽酸的反應(yīng)化學(xué)方程式為:

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

離子方程式為:2Al+6H+==2Al3++3H22.鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2

鋁既能與強(qiáng)酸溶液反應(yīng)也能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，因此酸、堿可直接侵蝕鋁的保護(hù)膜以及鋁制品本身，鋁制品餐具不宜用來蒸煮或長(zhǎng)時(shí)間存放酸性、堿性或咸的食物2021/6/2718

以上我們學(xué)習(xí)了金屬的一些化學(xué)性質(zhì)，通過分析不難發(fā)現(xiàn)，在反應(yīng)中這些金屬元素的化合價(jià)都發(fā)生了變化，它們從0價(jià)升為正價(jià)。

在這些變化中，金屬表現(xiàn)了強(qiáng)的還原性，做還原劑

在自然界中金屬多以化合態(tài)存在。只有極少數(shù)金屬以游離態(tài)存在2021/6/2719第二節(jié)幾種重要的金屬化合物氫氧化物氧化物鹽一.氧化物

①多數(shù)氧化物不溶于水,如：CaO+H2O==Ca(OH)2

②只有少數(shù)氧化物溶于水，能與水起反應(yīng)生成可溶或微溶的堿,如Na2O、MgO、CaO等1.金屬氧化物的性質(zhì)(1)與水作用Na2O+H2O=2NaOHMgO+H2O=Mg(OH)2③過氧化鈉溶于水，反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2Fe2O3

、CuO、Al2O3等2021/6/2720實(shí)驗(yàn)3-5MgO、Fe2O3

、CuO分別與鹽酸反應(yīng)

(2)多數(shù)不溶于水的金屬氧化物可與酸反應(yīng),2021/6/2721

氧化物固體顏色

水溶性與鹽酸反應(yīng)Na2O

MgO

Fe2O3

CuO

金屬氧化物的性質(zhì)（溶液無色）（溶液無色）白色白色紅棕色黑色溶微溶不溶不溶MgO+2HCl=MgCl2+H2ONa2O+2HCl=2NaCl+H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O（溶液黃色）CuO+2HCl=CuCl2+H2O（溶液藍(lán)色）2021/6/2722

以上金屬氧化物能與酸起反應(yīng),生成鹽和水,這類氧化物稱為堿性氧化物總結(jié)：(3)氧化鋁性質(zhì)的特殊性Al2O3+6HCl==2AlCl3+3H2OAl2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2O(偏鋁酸鈉)

因此氧化鋁既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，也能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成鹽和水這類氧化物叫做兩性氧化物2021/6/2723

2.金屬氧化物的用途Ⅰ.作為冶煉金屬的原料Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2

Ⅱ.氧化鐵(Fe2O3)是一種紅棕色的粉未（俗稱鐵紅），常用于制造紅色油漆和涂料

Ⅲ.氧化鋁(Al2O3)是一種白色難熔的物質(zhì),是一種較好的耐火材料Ⅳ.氧化亞銅(Cu2O)呈紅色,可以制造玻璃、搪瓷的紅色顏料2021/6/2724二.氫氧化物

思考和交流

氫氧化物具有哪些物理化學(xué)性質(zhì)？（以NaOH、Mg(OH)2、Cu(OH)2為例,從顏色狀態(tài)、水溶性和化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行討論)2021/6/2725堿的一般性質(zhì)物理性質(zhì)：①水溶性易溶于水的：微溶于水的:難溶于水的:②色態(tài)NaOHKOHBa(OH)2等Ca(OH)2Cu(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3等NaOHKOHBa(OH)2Ca(OH)2為白色固體Cu(OH)2為淺藍(lán)色固體化學(xué)性質(zhì)：

①堿溶液能使酚變紅色，使紫色石蕊變藍(lán)色②能與酸反應(yīng)生成鹽和水NaOH+HCl=NaCl+H2OCu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O(H++OH-=H2O)[Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O]2021/6/27261.鐵的氫氧化物實(shí)驗(yàn)3-6：在FeCl3、FeSO4分別加入NaOH溶液FeCl3FeSO4加入NaOH溶液產(chǎn)生的現(xiàn)象

化學(xué)方程式產(chǎn)生紅褐色的沉淀先有灰白色的沉淀，迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaClFeSO4+2NaOH=Fe(OH)2+Na2SO44Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32021/6/2727

討論：通過以上實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為氫氧化亞鐵的化學(xué)性質(zhì)與一般的氫氧化物有什么異同？（1）氫氧化鐵的性質(zhì)①與酸反應(yīng)②受熱可分解氫氧化鐵是一種難溶于水的紅褐色固體Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O

2Fe(OH)3===Fe2O3+3H2O(2)氫氧化亞鐵的性質(zhì)①與酸反應(yīng)②不穩(wěn)定，易被空氣中的氧氣氧化Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3（氧化劑）（還原劑）2021/6/27282.氫氧化鋁(1)氫氧化鋁的制備實(shí)驗(yàn):向0.5mol\L的Al2(SO4)3溶液滴加氨水現(xiàn)象:產(chǎn)生白色膠狀沉淀Al2(SO4)3+6NH3?H2O=2Al(OH)3+3(NH4)2SO4

白色膠狀的氫氧化鋁難溶于水，能凝聚水中的懸浮物，并能吸附色素2021/6/2729(2)氫氧化鋁的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)1：向氫氧化鋁沉淀中加入鹽酸現(xiàn)象：白色沉淀溶解成無色溶液Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O實(shí)驗(yàn)2：向氫氧化鋁沉淀中加入氫氧化鈉溶液現(xiàn)象：白色沉淀溶解成無色溶液

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

①可見氫氧化鋁既能與酸反應(yīng)也能與堿反應(yīng)，所以，氫氧化鋁是兩性氫氧化物

②受熱可以分解Al(OH)3==Al2O3+H2O

H2O?HAlO2+NaOH=NaAlO2+2H2O2021/6/2730分析：為什么鋁能與堿溶液反應(yīng)？2Al+6H2O==2Al(OH)3+3H22Al(OH)3+2NaOH==2NaAlO2+4H2O2Al+2H2O+2NaOH==2NaAlO2+3H2+2021/6/2731練習(xí)

1.在MgCl2溶液中滴加少量的NaOH溶液,現(xiàn)象為_____________,繼續(xù)加入過量的NaOH溶液,現(xiàn)象為______________。在AlCl3溶液中滴加少量NaOH溶液，現(xiàn)象為_____________，繼續(xù)加入過量的NaOH溶液，現(xiàn)象為___________.產(chǎn)生白色沉淀產(chǎn)生白色沉淀白色沉淀不溶解白色沉淀溶解

2.下列金屬化合物，不能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的是：A.FeCl3B.Fe2O3C.Al2O3D.Al(OH)33.可用做醫(yī)用胃酸用和劑的是：A.NaOHB.Cu(OH)2C.Al(OH)3D.NaHCO32021/6/2732三.鹽1.碳酸鈉和碳酸氫鈉(1)Na2CO3和NaHCO3在水中的溶解性

步驟

Na2CO3

NaHCO3

①

②

③固體的量減少溶液變微紅色

白色粉未,加水結(jié)塊成晶體,放熱

白色粉未,加水部分溶解，感受不到熱量變化振蕩長(zhǎng)時(shí)間可溶解溶液變紅色

加水先變成含結(jié)晶水的晶體，溶液的堿性比NaHCO3強(qiáng)

加水部分溶解，溶液的堿性比Na2CO3弱初步結(jié)論2021/6/2733(2)Na2CO3和NaHCO3的熱穩(wěn)定性①Na2CO3穩(wěn)定受熱不分解②NaHCO3不穩(wěn)定，受熱可分解現(xiàn)象：澄清石灰水變渾濁2NaHCO3===Na2CO3+H2O+CO22021/6/2734（3）Na2CO3和NaHCO3鹽酸的反應(yīng)

Na2CO3

NaHCO3現(xiàn)象化學(xué)方程式反應(yīng)較劇烈，有氣泡產(chǎn)生反應(yīng)很劇烈，有氣泡產(chǎn)生Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2CO32-+2H+=H2O+CO2NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2HCO3-+H+=H2O+CO22021/6/2735總結(jié)Na2CO3NaHCO3

俗名

水溶性溶液堿性小蘇打純堿蘇打易溶可溶較強(qiáng)較弱反應(yīng)較劇烈Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2反應(yīng)很劇烈NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO22NaHCO3==Na2CO3+H2O+CO2穩(wěn)定加熱難分解不穩(wěn)定，加熱可分解與酸作用熱穩(wěn)定性2021/6/27362.三價(jià)鐵的氧化性

（1）Fe3+離子的檢驗(yàn)

向FeCl3和FeCl2溶液中分別加入KSCN溶液滴入KSCN溶液FeCl3溶液FeCl2溶液溶液呈血紅色溶液顏色無變化

交流和討論:有哪些方法可以簽別FeCl3溶液和FeCl2溶液2021/6/2737(2)Fe3+離子的氧化性

實(shí)驗(yàn)1:在FeCl3溶液中加入Fe粉,振蕩。再滴入幾滴KSCN溶液現(xiàn)象：溶液不顯血紅色結(jié)論：溶液中已不含F(xiàn)e3+2FeCl3+Fe==3FeCl2

反應(yīng)方程式：（氧化劑）（還原劑）2021/6/2738

實(shí)驗(yàn)2：在以上所得到的FeCl2和KSCN的混合溶液中，滴加氯水(Cl2)現(xiàn)象：溶液變成血紅色結(jié)論：原溶液中的Fe2+轉(zhuǎn)變成Fe3+反應(yīng)方程式：2FeCl2+Cl2==2FeCl3氧化劑還原劑總結(jié)：還原劑+氧化劑(Cl2)+還原劑(Fe)氧化劑Fe2+Fe3+2021/6/27393.焰色反應(yīng)

很多金屬或它們的化合物在灼燒時(shí)都會(huì)使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色,這在化學(xué)上叫做焰色反應(yīng)

①我們?cè)诔床说臅r(shí)候，偶有食鹽濺在煤氣火焰上，火焰呈黃色②鈉燃燒時(shí)，火焰呈黃色

實(shí)驗(yàn)：用鉑絲分別蘸取碳酸鈉溶液和碳酸鉀溶液，在火焰上灼燒問題1.鉑絲為什么要用鹽酸洗滌?

2.為什么要用藍(lán)色鈷玻璃觀察鉀的焰色?2021/6/2740

一些金屬及化合物的焰色反應(yīng)

黃色紫色磚紅色洋紅色綠色紫紅色黃綠色2021/6/2741

節(jié)日燃放的五彩繽紛的煙花,就是堿金屬,以及鍶、鋇等金屬化合物所呈現(xiàn)的各種艷麗的色彩2021/6/2742科學(xué)探究：鋁鹽和鐵鹽的凈水作用不加試劑加入明礬

加入硫酸鐵溶液

2min5min無明顯變化有明顯沉降溶液半透明有明顯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

渾濁，略有沉降明礬和硫酸鐵溶液可以和懸浮于水中的泥沙形成絮狀不溶物沉降下來，使水澄清，可用做凈水劑結(jié)論2021/6/27432021/6/2744第三節(jié)

用途廣泛的金屬材料

1．認(rèn)識(shí)金屬與合金在性能上的主要差異。

2．知道生活中常見合金鐵合金及銅合金的主要成分及性能。

3．通過實(shí)踐活動(dòng)認(rèn)識(shí)如何正確使用金屬及如何愛護(hù)金屬資源。

2021/6/2745合金的廣泛應(yīng)用2021/6/2746合金2021/6/2747一、常見合金的重要應(yīng)用學(xué)與問1、合金：兩種或兩種以上的金屬（或金屬跟非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)2、合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能。

硬度大于各成分金屬

熔點(diǎn)低于各成分金屬2021/6/27483、銅合金{青銅（含錫、鉛）司母戊鼎現(xiàn)代建筑的門窗框架、常用電解加工成古銅色的硬鋁制品。硬鋁是：

Al–Cu–Mg–Mn–Si

合金

2021/6/27494、鐵合金生鐵鋼（含碳量在2％～4.3％之間,還含硅、錳及少量硫、磷）碳素鋼{低碳鋼（含碳0.3％～0.6％）高碳鋼（含碳0.03％～0.3％）中碳鋼（含碳0.6％～2％）合金鋼鋼的含碳量越低，韌性越好，硬度越低；含碳量越高，韌性越差，硬度越高。鋼的特性用途2021/6/2750二、正確選用金屬材料

思考與交流

某家庭準(zhǔn)備裝修門窗（計(jì)劃使用十年），可共選用的材料有：木材、鋼板、鋁合金、塑鋼、，請(qǐng)分析每種材料的性能、價(jià)格、安裝成本、利弊等，進(jìn)行討論分析，選用何種材料好？

提示

選擇材料時(shí)，需考慮主要用途、外觀、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、價(jià)格、加工難度、日常維修、對(duì)環(huán)境的影響………。2021/6/27512021/6/2752科學(xué)視野：用途廣泛的稀土金屬

稀土元素是鑭系元素系稀土類元素群的總稱，包含鈧Sc、釔Y及鑭系中的鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、钷Pm、釤Sm、銪Eu、釓Gd、鋱Tb、鏑Dy、鈥Ho、鉺Er、銩Tm、鐿Yb、镥Lu，共17個(gè)元素。稀土元素能與其它元素組成品種繁多、功能千變?nèi)f化，用途各異的新型材料，被稱為“現(xiàn)代工業(yè)的維生素，和神奇的新材料寶庫(kù)?！蔽覈?guó)稀土資源占世界稀土資源的80%，以氧化物(REO)計(jì)達(dá)3600萬噸，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量實(shí)際是1億噸。我國(guó)稀土資源分南北兩大塊?！狈剑狠p稀土資源，集中在包頭白云鄂博特等地，以后在四川冕寧又有發(fā)現(xiàn)。主要含鑭、鈰、鐠、釹和少量釤、銪、釓等元素；——南方：中重稀土資源，分布在江西、廣東、廣西、福建、湖南等省，以罕見的離子態(tài)賦存與花崗巖風(fēng)化殼層中，主要含釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、

2021/6/2753釔和鑭、釹等元素。

稀土作為基體元素能制造出具有特殊“光電磁”性能的多種功能材料，如稀土永磁材料，稀土鎳氫電池材料，稀土熒光材料，稀土催化劑。稀土激光材料，稀土精密陶瓷材料。生物工程材料等，它們都是發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)，開發(fā)新能源，治理環(huán)保和國(guó)防