高中化學必修1-3-1-金屬的化學性質.ppt

1、,第三章金屬及其化合物,第一節(jié) 金屬的化學性質,一、金屬的通性,含量特征,除金、鉑等少數(shù)極不活潑金屬外，大多數(shù)金屬元素在自然界中以化合態(tài)存在；,化合態(tài)：元素以化合物的形式存在,游離態(tài)：元素以單質的形態(tài)存在,地殼中含量最多的金屬元素是鋁，其次鐵、鈣、鈉。,地球上的金屬以單質（如 Ag、Pt、Au)形式存在的是極少數(shù),銀白色 Ag,金黃色 Au,人類最早發(fā)現(xiàn)和冶煉的是銅。 遠自我國夏朝（公元前年前年）開始有青銅鑄品， 距今四千年以上。,常見的礦石,赤鐵礦 主要成分是Fe2O3,黃鐵礦 主要成分是FeS2,菱鐵礦 主要成分是FeCO3,鋁土礦 主要成分是Al2O3,？,絕大多數(shù)金屬是 以化合態(tài)存在于

2、自然界,金屬的一些物理性質,物理通性,2.金屬的顏色、光澤,3.良好的導電、導熱性,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：拉成細絲的性質。 展性：壓成薄片的性質。,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；,一、金屬的通性,小 結,思考與交流,1.以Fe為例，說明金屬能發(fā)生哪些化學反應？,（1）與氧氣反應,（2）與酸反應,（3）與某些鹽溶液反應,Fe + HCl = FeCl+H2,Fe +CuCl2 = FeCl2+ Cu,2.分析下列圖片，寫出反應的化學方程式。 若是離子反應的，寫出離子方程式,1）鈉與氧氣的反

3、應,2）鋁與氧氣的反應：,4Na + O2 = 2Na2O,4Al + 3O2 = 2Al2O3,復習鞏固:,同學們，你們聽說過能用刀切的金屬嗎？你們見過比水輕的金屬嗎？你們聽說過會游泳的金屬嗎？,鈉與水的反應,在燒杯中加一些水,科學探究實驗33:,操作步驟：,滴加幾滴酚酞溶液,把一小塊鈉放入水中,鈉所在的位置 鈉球的運動和大小變化情況 周圍水霧的產(chǎn)生以及響聲 溶液顏色的變化情況,觀察點,二、金屬與酸和水的反應,鈉浮在水面上-,鈉熔成一個閃亮的小球-,小球四處游動-,發(fā)出“嘶嘶嘶”的響聲-,加入酚酞，溶液變紅-,浮,熔,游,響,紅,實驗現(xiàn)象：,密度比水小,熔點低，反應放熱,產(chǎn)生了氣體，氣體推動

4、小球迅速移動,反應劇烈、有可燃性氣體生成,生成了堿性物質,二、金屬與酸和水的反應,金屬鈉與水(加了酚酞)反應的實驗現(xiàn)象:,如何設計實驗驗證鈉與水反應產(chǎn)生的氣體是什么?,？,金屬鈉與水化學方程式：,2Na + 2H2O = 2Na+ + 2OH- + H2,練習寫出鈉與水反應的離子方程式：,反應的實質：鈉原子與水電離出來的H+發(fā)生氧化還原反應。,保存：為什么要保存在煤油（或石蠟油）中？,不和煤油反應，密度比煤油大，能隔絕空氣和水。,思考：能否用手直接取用鈉？,鈉的保存,1.鈉著火時，應如何滅火？,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

5、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，重復發(fā)生上述現(xiàn)象至鈉塊消失。,1.預測金屬鈉與鹽酸的反應的現(xiàn)象。,鈉與酸反應比與水反應劇烈。由于鈉與水反應，實質上是鈉跟水電離出的H+反應；而酸中的H+濃度比水中H+濃度大。,鈉與酸反應的離子方程式: 2Na + 2H+ = 2Na+ + H2,思維拓展,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2+ Na2SO4 藍色絮狀深沉,總反應式： 2

6、Na + 2H2O + CuSO4 = Cu(OH)2 + Na2SO4 + H2,鈉和鹽溶液反應,實質：鈉先和水反應，生成的氫氧化鈉再 與某些鹽反應。,例如：鈉和CuSO4溶液反應,鈉與鹽溶液反應，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？,人們通常用鐵制水壺來盛水和燒水。這說明了什么?鐵真的不能跟水反應嗎?,思考與交流,鐵不能與冷、熱水反應，但能否與水蒸氣反應？ 你能不能用3支試管、水槽、膠塞、導管、酒精噴燈及其他必要的儀器和物品設計一套簡單的實驗裝置，使鐵粉與水蒸氣反應？（這套裝置應包括水蒸氣發(fā)生、水蒸氣與鐵粉反應、檢查產(chǎn)生氣體等部分。） 與課本的實驗相

7、比較，你覺得哪一套更好？,科學探究：鐵與水的反應,水蒸氣的發(fā)生裝置,水蒸氣與鐵粉反應裝置,產(chǎn)物收集裝置,課本中設計的裝置更好（優(yōu)點:裝置簡單、操作方便、現(xiàn)象明顯）,在下表中記錄實驗現(xiàn)象,加熱時試管內(nèi)鐵粉紅熱，點燃肥皂泡可聽到爆鳴聲,三、鋁與氫氧化鈉溶液的反應,實驗探究：實驗3-4,Na、Mg、Fe都能與稀鹽酸、稀硫酸反應，不能與NaOH 溶液反應.Al能否與NaOH溶液反應？,？,實驗現(xiàn)象: 鋁分別放入鹽酸、NaOH溶液中有氣泡產(chǎn)生，將點燃的木條放在試管口，可觀察到藍色火焰。,化學方程式： 2Al+2NaOH+2H2O =2NaAlO2+3H2 2Al+6HCl = 2AlCl3+3H2,鋁的

8、特殊性：既能跟酸反應產(chǎn)生H2，又能跟強堿溶液反應產(chǎn)生H2。,學以致用,解釋：鋁和氧化鋁能跟酸、堿反應，因而鋁的保護膜和鋁制品會直接被酸、堿、鹽侵蝕，所以，鋁制餐具不宜用來蒸煮或長期存放酸性、堿性或咸的食物。,為什么鋁制餐具不能用來蒸煮或長時間存放酸性、堿性的食物?為什么?,金在自然界中以游離態(tài)存在,以上我們學習了金屬的一些化學性質，通過分析不難發(fā)現(xiàn)，在反應中這些金屬元素的化合價都發(fā)生了變化，它們從0價升為正價。,在這些變化中，金屬表現(xiàn)了強的還原性，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)不活潑的金屬如金以游離態(tài)存在。,小結：,1.下列離子方程式不正確的是（ ） A.鈉與水的反應：

9、2Na + 2H2O = 2Na + 2OH + H2 B .鋁與氫氧化鈉溶液的反應： 2Al+2OH +2H2O=2AlO2 +3H2 C.鋁與氯化亞鐵溶液的反應：Al+Fe2+=Al3+Fe D.鈉與硫酸銅溶液的反應：2NaCu2+Cu2Na,CD,練習:,2.向一個鋁制易拉罐充滿CO2,然后往罐中注入足量的NaOH溶液,立即用膠布嚴封罐口,不一會兒聽到罐內(nèi)“咔咔”作響，發(fā)現(xiàn)易拉罐變癟，再過一會兒易拉罐又鼓起來 （1）易拉罐變癟的原因是什么？寫出（ 反應的離子方程式； （2）易拉罐又鼓起來的原因是什么？寫出反應的離子方程式。,NaOH溶液吸收CO2 ，罐內(nèi)壓強減小，外界壓強將易拉罐壓癟。C

10、O2 + 2OH- = CO32-+ H2O,Al表面氧化膜溶解后，Al與NaOH溶液反應產(chǎn)生H2，罐內(nèi)壓強又增大。2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2 ,練習:,這節(jié)課我們按照“設疑引入探究實驗觀察現(xiàn)象分析原理歸納總結反饋運用”的思路，以實驗探究為主要手段,學習了金屬與酸和水的反應,也掌握了鋁的特殊性質既能與酸,又能與堿反應。同學們要學會運用所學的化學知識來解決一些生活中的實際問題。真正體現(xiàn)“化學源于生活，服務于生活的”宗旨。,課堂小結：,教學程序,（一）理論探究，溫故導新,復習回顧鈉、鐵與水的反應，以金屬活潑性順序表中鈉、鐵、鋁所處的位置，探究鋁與水反應的情況。,（二）實驗探究

11、，探索新知,（鋁片與氫氧化鈉溶液反應的歷程，體現(xiàn)鋁的特性即兩性，避開兩性的概念。）,實驗探究,2Al2H2O2NaOH2NaAlO23H2,（三）總結性質，承上啟下,總結： 鋁的金屬共性、特性，都體現(xiàn)強還原性。,存在形式,生活中的聯(lián)系,定性到定量,（五）練習反饋，鞏固新知。,（四）交流討論、歸納小結 學生回顧、反 思，課堂小結。,以練習強化，突破難點。設置課后開放性探究練習，更體現(xiàn)學生的自主學習。,在已學的金屬中，哪些金屬能與水發(fā)生反應？,Na Fe,Al能否與水反應？,K . Ca . Na . Mg . Al . Zn . Fe . Sn . Pb . H . Cu . Hg . Ag .

12、 Pt . Au,教學過程,想一想？,思考,實驗3取幾片鋁片投入盛有約5mL鹽酸溶的 試管中，觀察實驗的現(xiàn)象。,實驗2取幾片鋁片投入盛有約5mL氫氧化鈉 溶液的試管中，觀察實驗的現(xiàn)象；,實驗1在常溫條件下，取幾片鋁片投入盛 有約5mL水的試管中，觀察實驗的現(xiàn)象；,結 論：,1、常溫條件下，鋁和水難以反應；,3、常溫下，鋁能與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應生成氫氣， 該反應為放熱反應。,2、常溫下，鋁能與鹽酸溶液發(fā)生反應生成氫氣， 該反應為放熱反應。,0 1 3 0,2 2 2 2 3,三、鋁與氫氧化鈉溶液的反應:,反應歷程：,0 1 3 0,(特 性),0 +1 +3 0,聯(lián)系生活,應 用：,危 害：,

13、來 源:,1.建筑工地上不用鋁桶盛裝石灰乳。 2.家中不能用鋁制器皿長時間盛放食物。,鋁鹽能致人體中毒,出現(xiàn)老年性癡呆癥,導致骨病,腎病和缺鐵性貧血等。,油條、粉絲和含鋁藥物(如胃舒平)等。,剛才，我們定性研究了鋁的化學性質。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當 中更需要了解、掌握反應的定量問題，這就涉及到運用有 關物理量進行計算的問題，我們已學習哪些物理量？它們 之間有哪些聯(lián)系？,質量、物質的量、濃度、微粒個數(shù)、氣體的體積,m n c N v,想一想,合作探究：,物質的量與哪些物理量建立了聯(lián)系？,結論：物質的量是聯(lián)系各物理量的紐帶，是中心環(huán)節(jié).,物 質 的 量 (n),質 量 (m),微 粒 個 數(shù) (N),體 積

14、 (V),濃 度 (c),化學計量數(shù)： 2 2 2 2 3,擴大 NA :,物質的量:,結 論： 化學方程式中各物質的化學計量之比等于各物質 的粒子數(shù)之比，因而也等于各物質的物質的量之比。,2mo1,2mo1,2mo1,2NA,2NA,2NA,2NA,3NA,2mo1,3mo1,四、物質的量在化學方程式計算中的應用,（3）生成氫氣的體積（標準狀況）。,（1） Al的摩爾質量是27g/mol.,n(Al)=,=0.1mol,2mol 2mol,0.1mol n(NaOH),=0.1mol,解：,例：把2.7克鋁放入足量氫氧化鈉溶液中，鋁完全反應，計算：,（1）2.7克鋁的物質的量；,（2）參加反

15、應的NaOH的物質的量；,2mol 3mol,22.4L/mol,2mol 67.2L,0.1mol V(H2),答： (1)2.7g Al 的物質的量是.mol； (2)有.1mol NaOH參加了反應； (3)生成H2的體積在標準狀態(tài)下是33.6L.,5.4gAl與足量的NaOH溶液反應，求生成的氣體在標況下的體積？若是足量的鹽酸呢？,練習：,2mol,3mol,解：,54g,3mol22.4L/mo1 =67.2L,5.4g,V(H2),解：,答：生成的氫氣在標況下的體積都是 6.72L。,小 結：,這節(jié)課你學到了什么？（收獲與體會）,定性: 定量：,物質的量在化學方程式計算中的應用 化

16、學方程式中各物質的化學計量數(shù)之比等于各物質的物質的量之比。,(特性),作業(yè)：,課外: 1.科學視野金屬鈦（了解鈦的性質、 用途、發(fā) 展前景） 2.寫一篇關于金屬的小論文（金屬的性質、 用途、改良等方面）,課內(nèi): P45 5、6,向一金屬鋁的易拉罐內(nèi)充滿CO2,然后向罐內(nèi)注入足量NaOH溶 液,立即用膠布嚴封罐口，過一段時間后,罐壁內(nèi)凹而癟,再過一 段時間后,癟了的罐壁重新鼓起,解釋上述變化的實驗現(xiàn)象：(1)罐壁內(nèi)凹而癟的原因： 反應方程式： (2)罐壁重新鼓起的原因：反應方程式：,動動腦？,(1)是因為CO2與NaOH反應生成Na2CO3,使得罐內(nèi)氣壓小于 外界大氣壓；,解答：,(2)是因為過

17、量的NaOH與鋁罐反應生成H2,使罐內(nèi)氣壓等于 或大于外界大氣壓；,請同學們參考例題 (以Al為已知量,與足量的氫氧化鈉溶液反應，以H2為未知量)自己動手設計測試題,并分析反應過程中電子轉移情況。,課后探究,三、鋁與氫氧化鈉溶液的反應: (特 性),反應歷程：,2可得： 2Al6H2O2NaOH2NaAlO2 4H2O3H2,2Al6H2 O2Al(OH)33H2 ,化簡為： 2Al2H2O2NaOH2NaAlO23H2,四、物質的量在化學方程式計算中的應用,化學方程式中各物質的化學計量之比等 于各物質的物質的量之比。,1.可不用假設，直接用相關的字母表示相應的物理量，如V表示體積。 2.列比

18、例式時應注意上下同單位，左右應相當。,注意：,情景假設：,假如你是一名非常喜歡化學探究的學生，現(xiàn)有6.5克鋅放入足量的稀鹽酸中，鋅完全反應，嘗試計算下列各物質的質量： （1）生成氫氣的質量？ （2）參加反應的HCl的質量？,你們可以參考的答案,解：設生成H2的質量為x，參加反應的HCl的質量為y，則有,變式訓練1：,現(xiàn)有6.5克鋅放入足量的稀鹽酸中，鋅完全反應，嘗試計算下列各物質的物質的量？ （1）生成氫氣的物質的量？ （2）參加反應的HCl的物質的量？,解法參考：,從上面解得的氫氣的質量為0.2g，再將氫氣的質量轉換成氫氣的物質的量可以根據(jù)公式：,通過上面的練習，我們是否還可以求出更多的呢？

19、,比如：氫氣的體積(2.24L)，氫分子的數(shù)目(0.1NA)等,總結可得以物質的量為中心的計算：,真的還記得這些公式轉換嗎？我們來交流一下吧!,到目前為止，我們已經(jīng)可以看到若求物質相關的量，都可以由物質的量為中心來進行的，你們還可以看到在化學方程式的計算中物質的量跟什么有關呢？,物質的量之比：,我們再從另外一個角度分析：,對比課本P52的例題進行兩分鐘的總結,1 1 2,1 1 2,1 1 2,2 71 73,1 1 2,溫馨提示：,根據(jù)化學方程式所反映出的這些關系，可以進行多種計算但要根據(jù)題意，明確已知條件是什么，求解什么，從而合理選擇比例量的單位列比例式時應注意，不同物質使用的單位可以不同

20、，但要相應，同一物質使用的單位必須一致,我來運用：,書本P54習題8 把5.4gAl放入足量氫氧化鈉溶液中完全反應，計算生成氫氣的體積（標準狀況）。,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： 。,我來提高：,計算題：把一定質量的Na放入足量水中，鈉完全反應。生成H2的體積（標準狀況下）為2.24L。計算： 參加反應的H2O的物質的量。 參加反應的Na的物質的量。 生成氫氧化鈉的質量。,（0.2mol）,（0.2mol）,（8g）,談談我們

21、這節(jié)課的收獲：,1、有關化學方程式的計算：由初中的質量著手上升到由物質的量著手 2、化學方程式中的系數(shù)比等于物質的量之比 3、由物質的量為中心可以求其他的量,4、解題的化學方程式計算的一般思路：要根據(jù)題意，明確已知條件是什么，求解有關什么，從而合理選擇比例量的單位列比例式時應注意，不同物質使用的單位可以不同，但要相應，同一物質使用的單位必須一致,2005年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試（廣東卷）單項選擇題2,2、將鈉、鎂、鋁0.3mol分別放入100mL1mol的鹽酸中，同溫同壓下產(chǎn)生的氣體體積比是 A、123 B、632 C、311 D、111,( C ),第三章 金屬及其化合物,第一節(jié) 金屬

22、的化學性質,【引言】,你知道焰火晚會上五顏六色的焰火是用什么制成的嗎？你見過可以用小刀切割的金屬嗎？水是用來滅火的，你見過用水能夠生火的嗎 就讓我們一起走進神奇的金屬世界,1、地殼中含量由多到少的元素是(前三位)： ；含量最多的金屬元素 是 元素。,【復習回憶】,氧、硅、鋁,鋁,2、分析下面一些化學反應的圖片，寫出化學方程式,(3) Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag,(1) 2Al + 3CuSO4 = 3Cu + Al2(SO4)3,銅樹,鎂條燃燒,銀樹,鎂條和鹽酸,金屬與氧氣反應是不是一定要加熱呢？,【開動腦筋】,實驗3-1,鈉的物理性質：,質軟，可用小刀切割。,鈉

23、的化學性質：,銀白色的鈉表面很快變暗，說明鈉很容易被氧氣氧化,銀白色;,金屬光澤的固體；,顏色：,狀態(tài)：,硬度：,實驗3-2,實驗現(xiàn)象：,劇烈燃燒，發(fā)出黃色火焰，生成一種淡黃色的固體。,過氧化鈉的特殊用途：,2、可作為呼吸面具和潛水艇供氧劑。,實驗結論：,條件不同，現(xiàn)象不同，產(chǎn)物不同。,1、過氧化鈉是強氧化劑，可以漂白織物、羽毛等,氧化鈉,過氧化鈉,白色固體,淡黃色固體,Na2O與Na2O2的比較,Na2O+H2O=2NaOH,注意：Na2O是堿性氧化物；Na2O2不是堿性氧化物。,不穩(wěn)定,較穩(wěn)定,【科學探究】,加熱鋁箔,實驗現(xiàn)象：,鋁箔熔化，失去光澤，熔化的鋁并不滴落,實驗結論：,在常溫下，鋁能夠與空氣里面的氧氣反應，生成一層致密而堅固的氧化物薄膜。,鋁是一種活潑金屬。,（打磨后）鋁箔熔化，失去光澤，熔化的鋁還是不滴落,【小結】,金屬一般都作為還原劑，容易失去電子，被氧化。,【作業(yè)】,判斷下列反應是否屬于氧化還原反應，是氧化還原反應的請用“雙線橋”表示。,（2）Na2O + H2O = 2NaOH,實驗33,實驗現(xiàn)象：,鈉浮在水面上,熔化成一個小球,在水面上游動，發(fā)出響聲,酚酞后溶液變紅,實驗結論：,密度比水小,熔點低,有氣體生成,有堿生成,思考：生成的氣體是什么？怎樣證明？,2Na2HO=2NaOHH2,想一