《金屬的化學性質(zhì)》課件 (共39張PPT)

第三單元金屬及其化合物

第一節(jié)金屬的化學性質(zhì)

東漢·馬踏飛燕戰(zhàn)國鐵鋤古代煉鐵

銅線青銅器商代·司母戊鼎

鋁箔絢麗多彩的金屬世界金屬元素在地殼中的含量一、了解地殼中金屬元素的分布：地殼中元素含量前十位順序：O、Si、Al、Fe、CaNa、K、Mg、H、TiAl元素排在金屬元素第一位Fe元素排在金屬元素第二位Na元素排在金屬元素第四位二、了解金屬元素在自然界中的存在形式：化合態(tài)（化合物）、游離態(tài)（單質(zhì)）討論：你能根據(jù)常見金屬的用途說出金屬有哪些物理共性?三、金屬的物理性質(zhì)：1、不透明，具有較好延展性，導電、導熱性。2、除汞是液體外，其他在常溫下是固體；3、除金，銅等少數(shù)具有特殊顏色外，其余為銀白色；4、密度，熔點，硬度差異大；①②③④①：是，2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu②：不是，2Mg+O2＝2MgO點燃③

：是，Cu+2Ag+=Cu2++2Ag④

：是，Mg+2H+=Mg2++H2↑書寫上述反應的方程式，是離子反應的只寫出離子方程式四、金屬的化學性質(zhì)注意事項：凡是接觸鈉的用具都必須是干燥的。取用鈉后剩余的鈉應放回原瓶,殘余的鈉的碎屑不能隨意丟棄。

實驗:用鑷子取一小塊金屬鈉，用濾紙吸干表面的煤油后，用刀切去一端外皮，觀察鈉的顏色、光澤，感受鈉的硬度。新切開的鈉表面在空氣中發(fā)生什么變化？1、金屬與非金屬單質(zhì)反應把一小塊金屬鈉放在坩堝中，加熱，有什么現(xiàn)象？觀察！儀器：酒精燈、三腳架、泥三角、坩堝、坩堝鉗鈉與氧氣反應兩種情況比較

探究內(nèi)容〔實驗3-1〕取一小塊金屬鈉,用小刀切去一端的外皮,觀察實驗現(xiàn)象?！矊嶒?-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)象反應方程式

在鈉的切口處可以觀察到銀白色的金屬光澤,切口處在空氣中很快變暗。

鈉受熱很快熔化成銀白色的小球,接著就燃燒起來，燃燒時火焰呈黃色,有煙產(chǎn)生，最后生成淡黃色固體。

4Na+O2===2Na2O-2氧化劑0+10還原劑△

2Na+O2===Na2O2

-1+100還原劑氧化劑總結：1、鈉的物理性質(zhì)：金屬鈉的熔點很低，銀白色，質(zhì)軟，可用小刀切割，具有金屬物理通性2、鈉的保存：石蠟油或煤油中（隔絕空氣）3、鈉的化學性質(zhì)很活潑,在常溫或加熱的條件下都能跟氧氣反應生成不同的產(chǎn)物,但加熱時與氧氣的反應更加劇烈，燃燒時火焰是黃色生成的Na2O2比Na2O穩(wěn)定。（條件不同，現(xiàn)象不同，產(chǎn)物不同。）4.取用鈉的操作：用鑷子取一小塊金屬鈉，用濾紙吸干表面的煤油后，用刀切下一塊鈉做實驗，余下的鈉要放回原試劑瓶，防止產(chǎn)生火災。5.了解鈉的用途：①制取過氧化鈉②制備Na-K合金，Na-K合金在室溫下呈液態(tài)，用作原子反應堆的導熱劑③制取鈦等稀有金屬4Na+TiCl4(熔融)=4NaCl+Ti④作電光源，發(fā)黃光鎂、鋁與氧氣反應鎂與氧氣在常溫下能反應，生成致密氧化膜，保護內(nèi)層金屬不被繼續(xù)氧化。加熱時，生成氧化鎂。2Mg+O2==2MgO所以在做鎂條燃燒實驗時需要用砂紙打磨鎂條▲探究鋁在加熱時和氧氣反應加熱鋁箔探究內(nèi)容

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。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?，F(xiàn)象現(xiàn)象解釋結論鋁與氧氣反應實驗探究

鋁箔發(fā)紅卷縮,變暗失去光澤，熔化的鋁并不滴落，并不燃燒。

鋁箔發(fā)紅卷縮,很快就變暗失去光澤，熔化的鋁仍然不滴落

因為鋁表面的氧化膜保護了鋁。構成薄膜的氧化鋁(Al2O3)的熔點（2050℃）高于鋁的熔（660℃），包在鋁的外面，使熔化了的鋁不會滴落下來。鋁很活潑，除去原來的氧化膜后，在加熱時又會很快地生成一層新的氧化膜。鋁容易被氧化而生成一層致密的氧化膜。

4Al+3O2====2Al2O3△

總結：1、

鎂和鋁與氧氣在常溫下能反應，或者經(jīng)過特殊處理生成致密氧化膜，保護內(nèi)層金屬不被繼續(xù)氧化。

2Mg+O2==2MgO

4Al+3O2==2Al2O32、而鐵與氧氣在常溫下經(jīng)過一系列復雜的緩慢氧化反應，生成疏松氧化層—三氧化二鐵（紅褐色Fe2O3）

4Fe+3O2==2Fe2O3

疏松的氧化層無法阻止里面的金屬和氧氣繼續(xù)反應！生活中鋼鐵采用哪些防腐措施？涂防銹漆等所謂烤藍是鋼鐵零件表面處理的一種防腐蝕的工藝。其原理就是在鋼鐵表面生成一定厚度和強度的致密的氧化層，成分主要是Fe3O4，反應原理是鐵和水的氧化反應，其反應式可以用下面的方程式表達。3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2(高溫條件下).勃朗寧黑色三棱軍刺刀

金屬除了能與氧氣反應外，還能和其它具有氧化性的非金屬如氯氣、硫等反應生成對應的氯化物和硫化物。2Na+Cl2=2NaCl

2Na+S=Na2S(研磨易爆炸)2Fe+3Cl2=2FeCl33Fe+2O2=Fe3O4Fe+S=FeSCu+Cl2=CuCl2

2Cu+O2=2CuO

Cu++S=CuS點燃點燃點燃點燃練習：1、下列關于鋁的敘述中，不正確的是（）

A.鋁是地殼中含量最多的金屬元素B.在常溫下，鋁不能與氧氣反應C.鋁是一種比較活潑的金屬D.在化學反應中，鋁容易失去電子，是還原劑B2.下列關于鈉的敘述中不正確的是（）A.鈉燃燒時發(fā)出黃色的火焰B.鈉燃燒時生成氧化鈉C.鈉有很強的還原性D.鈉原子的最外層只有一個電子B3、取一塊金屬鈉放在燃燒匙里加熱，觀察到下列現(xiàn)象：（1）金屬熔化（2）燃燒后得白色固體（3）燃燒室火焰為黃色(4)燃燒生成淺黃色固體物質(zhì)，其中描述正確的是A.(1)(2)B.(2)(3)C.(1)(4)D.(1)(3)(4)D

日常生活中，人們常用金屬器皿來盛水，并用鐵、鋁或銅制的水壺來燒水，說明這幾種金屬與冷水和熱水都是不反應的。是不是所有的金屬都不與水反應呢？金屬與水的反應

請閱讀下面這則新聞，看看你們有什么問題想知道？

金屬鈉“水雷”驚現(xiàn)珠江

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，船員又將其推到江里，一遇水，這個桶又爆炸了，所幸該船逃離迅速，傷害不大。消防隊員、民警及廣州化工集團的化學品專家趕來湊在一起，緊張地調(diào)查“水雷”的性質(zhì)。根據(jù)鑒定，鐵桶中裝的是金屬鈉。實驗3－3：向一個盛有水的小燒杯里滴入1~2滴酚酞試液，然后把一小塊鈉（約綠豆大?。┩度胄，F(xiàn)象分析：立刻熔成一個閃亮的小球，有水霧，有時有火花或伴有爆鳴聲在水面上四處游動，發(fā)出嘶嘶響聲，并逐漸消失，反應后溶液由無色變成紅色。?。篘a小于水的密度，0.97g/cm3。熔：鈉熔點較低（97.81℃）

，鈉與水反應放熱。游：生成氣體響：反應劇烈紅：生成堿性物質(zhì)結論：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑①標電子轉(zhuǎn)移②離子方程式③2.3g鈉與水反應產(chǎn)生標況下氫氣的體積是多少？2.金屬與水的反應NaMgAl(H)CuHgAgPtAuKCaZnFeSnPb鈉能與水發(fā)生非常劇烈的反應，那么其它的金屬又能不能與水反應呢？與冷水劇烈反應生成堿和氫氣與熱水或沸水反應生成堿和氫氣，Al現(xiàn)象不明顯與液態(tài)水不易反應，但與水蒸氣高溫下能反應生成氧化物和氫氣。與水不易反應，F(xiàn)e與水蒸氣的反應3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2↑

水蒸氣與紅熱鐵粉反應。點燃肥皂泡可聽到爆鳴聲。注意：類似的裝置，在實驗結束時，一定要先拆導管，后滅酒精燈思考：11.2gFe與足量水蒸氣反應生成標況下的H2的體積為多少？轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為多少？3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2↑8e-3.金屬與酸反應①金屬活動順序表中H之前的金屬可以與酸(濃硫酸、濃硝酸、稀硝酸除外)反應產(chǎn)生氫氣②活潑金屬K、Ca、Na先與酸反應后與水反應練習：①書寫鐵與稀硫酸反應的離子方程式②物質(zhì)的量各為0.1mol的Na、Mg、Al與100mL0.1mol/L的鹽酸反應產(chǎn)生的氫氣物質(zhì)的量之比為多少？4.金屬與強堿反應：Al和Zn現(xiàn)象結論鋁＋鹽酸鋁＋氫氧化鈉實驗3-4鋁和鹽酸、氫氧化鈉的反應①開始現(xiàn)象不明顯。②后來有少量氣泡產(chǎn)生，氣泡逐漸增多。③試管很熱。④將點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。②鋁與酸、堿反應產(chǎn)生氣體。③反應放熱。④生成氫氣。實驗思考：1、寫出鋁與鹽酸反應的離子方程式2、寫出鋁與氫氧化鈉溶液反應的化學、離子方程式3、比較這兩個反應的異同2Al+6H+=2Al3++3H2↑

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑

相同：鋁的化合價升高，變成+3價，失去電子，鋁作還原

劑。氫元素的化合價降低，得到電子，轉(zhuǎn)化成H2。不同：作氧化劑的物質(zhì)不同。（HCl和H2O）思考：1、等物質(zhì)的量的鋁與足量的堿和酸反應時產(chǎn)生H2的量有什么關系？等質(zhì)量呢？都相等！等物質(zhì)的量的與等質(zhì)量的鋁反應時失去的電子數(shù)目相等，氫離子得到電子的數(shù)目也相等，故生成的氫氣也相等。2、某無色透明溶液，投入金屬鋁可放出H2?，F(xiàn)有下列離子：Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、SO42－、HCO3－、OH－、NO3－。試判斷下列兩種情況時，各有哪些離子可存在于此溶液中：（1）當生成Al3+時，可存在的離子有

；（2）當生成AlO2－時，可存在的離子有

。

H+Mg2+SO42-

OH-Ba2+NO3-3、你認為下述說法是否正確，請說明原因：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，兩者放出的氫氣相等。不正確，因為用鋁箔（刺有小孔）包住的金屬鈉放入水中時，鈉先與水反應，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)與鋁箔反應產(chǎn)生氫氣，因此后者產(chǎn)生的氫氣總量比前者多。

4、設計一個實驗：求出鎂鋁合金中的鎂和鋁的質(zhì)量分數(shù)（已知：鎂鋁合金還有少量的其他不與酸堿反應的雜質(zhì)）（1）稱兩份相同質(zhì)量的合金mg（2）一份加到鹽酸溶液中，另外一份加到氫氧化鈉中，

充分反應后稱量，分別為m1，m25、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：

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；是因為過量的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5.金屬與某些鹽溶液反應：鐵與硫酸銅溶液：鋁與硝酸汞溶液：鈉與硫酸銅溶液：鈉與氯化鐵溶液：鈉與硫酸氫鈉溶液：Fe+Cu2+=Fe2++Cu2Al+3Hg2+=2Al3++3Hg2Na+Cu2++2H2O=2Na++Cu(OH)2↓+H2↑6Na+2Fe3++6H2O=6Na++2Fe(OH)3↓+3H2↑2Na+2H+=2Na++H2↑討論：1、Na能否保存在CCl4或汽油或酒精中？

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；鈉可以與酒精反應，也不能用于保存Na。2、Na投入稀鹽酸中會發(fā)生什么反應？2Na＋2HCl＝2NaCl

＋H2↑

3、Na長期露置于空氣中有什么變化？Na→Na2O→NaOH→NaOH(aq)→Na2CO3·10H2O→Na2CO3(s)4.金屬鈉著火用什么滅火，為什么呢？

用干沙子點燃2NA