第一節(jié)(1)金屬的化學性質(zhì)

第三單元金屬及其化合物

第一課時金屬的化學性質(zhì)

古代煉鐵

青銅器商代·司母戊鼎鋁制品鋁制品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弱有關思考：金屬使用的早晚與金屬什么性質(zhì)關系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思考：地球上的絕大多數(shù)金屬元素是以化合態(tài),還是以游離態(tài)存在于自然界中？

（1）

熔點最低的金屬——汞。熔點-39.3℃，常溫呈液態(tài)，

（2）

導電性最強的金屬——銀

（3）

密度最小的金屬---鋰

（4）最常用的金屬-----鐵金屬的存在與金屬活動性之間的關系KCaNaMgAlZnFeSnPb

(H)CuHgAgPtAu

金屬活動性，由強逐漸減弱

游離態(tài)

化合態(tài)

KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAg少量以游離態(tài)主要以化合態(tài)PtAu

鋁箔絢麗多彩的金屬世界討論:你能根據(jù)常見金屬的用途說出金屬有哪些物理共性?物理共性：狀態(tài)：顏色：密度，熔沸點、硬度：延展性：除汞是液體外，其他在常溫下是固體；具有較好延展性，導電、導熱性。相差較大；除Cu、Au等有色外；其它均為銀白色2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3CuMg+2HCl=MgCl2+H2↑Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag2Mg+O2＝2MgO

一些金屬能置換金屬，一些活潑金屬能置換出氫氣，根據(jù)是什么？①：和氧氣等非金屬單質(zhì)反應②：和某些鹽溶液反應③：和酸反應金屬共同的化學性質(zhì)：思考：為什么金屬在這些反應物中都是化合價升高，失去電子，作還原劑。金屬的原子結構的特點

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu

通常情況下，金屬原子最外層電子數(shù)較少，在化學反應中易失去電子，表現(xiàn)出較強的還原性，在化合物中只有正價，沒有負價NaMgAlKCa一.金屬與非金屬的反應

實驗3-1:取一小塊金屬鈉,用刀切去一端的外皮,觀察鈉表面的光澤和顏色?，F(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：以上實驗,體現(xiàn)了金屬鈉哪些物理和化學性質(zhì)？

物理性質(zhì)：

鈉的結構：銀白色金屬光澤固體質(zhì)軟(硬度小)

熔點為97.87°C,密度為0.97g/cm3鈉原子最外層電子數(shù)為1，在化學反應中易失去電子，表現(xiàn)出較強的還原性，在化合物中只有+1價1、鈉和氧氣反應化學性質(zhì)很活潑,常溫下能與氧氣反應生成白色的氧化鈉4Na+O2=2Na2O（白色）+100-2問題1:判斷其是否為氧化還原反應,如果是氧化劑、還原劑是哪種物質(zhì)。Na為還原劑，O2為氧化劑思考：4Na+O2=2Na2O？？？▲把一小塊金屬鈉放在坩堝中，加熱，有什么現(xiàn)象？觀察！2Na+O2=Na2O2（淡黃色）▲+10-10放熱反應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。〔實驗3-2〕把一小塊金屬鈉放在大試管上，加熱，有何現(xiàn)象發(fā)生？

現(xiàn)象反應方程式

實驗

結論

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1、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。（條件不同，現(xiàn)象不同，產(chǎn)物不同。）2、金屬鈉的熔點很低，燃燒時火焰是黃色。3、Na2O2比Na2O穩(wěn)定很快熔化2、鎂、鋁、鐵與氧氣反應1、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。2、探究鋁在加熱時和氧氣反應加熱鋁箔所以在做鎂條燃燒實驗時需要用砂紙打磨鎂條▲2Mg+O2==2MgO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△金屬活動性中鋁﹥鐵，可是鐵比鋁更容易生銹。你知道嗎？3、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），疏松的氧化層無法阻止里面的金屬和氧氣繼續(xù)反應！鐵在純氧中燃燒

3Fe+2O2Fe3O41、盡量不要使用鋁制餐具，因為鋁在人體內(nèi)積累過多會引起智力下降、記憶力衰退和老年癡呆。2、生活中用的鋁制品能不能用鋼絲球進行刷洗。生活化學：3、生活中鋼鐵要采用一些防腐措施。如涂防銹漆等2Na+SNa2S研磨2Na+Cl22NaCl

4Al+3Cl22AlCl33、屬與其他非金屬的反應

金屬除了能與氧氣反應外，能否跟其它非金屬反應？能與具有什么性質(zhì)的非金屬反應？

3Mg+N2Mg3N2總結：（1）、Na、Mg、Al最外層電子數(shù)逐漸增多，想要滿足8個電子的穩(wěn)定結構，失電子越來越多，也就越來越難！從Na到Al，和氧氣反應劇烈程度降低就是一個例證。（2）易與氧氣等非金屬單質(zhì)反應，得到氧化物；在反應中金屬單質(zhì)易失電子，表現(xiàn)還原性；化合態(tài)金屬元素只有正化合價；（3）、絕大多數(shù)的金屬化學性質(zhì)活潑，易與自然界中的氧氣，酸等反應，故絕大多數(shù)金屬以化合態(tài)存在于自然界中。結原子結構決定化學性質(zhì)，性質(zhì)決定用途練習：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)D4、用金屬鈉制取Na2O，通常采用下列方法：2NaNO2+6Na=4Na2O+N2，試說明為什么不采用鈉在氧氣中燃燒而采用此法制取Na2O的原因：

。第二課時金屬與酸和水的反應

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。思考：Na和水反應的產(chǎn)物會是什么？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Ｗ⒁猓荷w上玻片，戴上防護鏡，吸干煤油。Na+H2O=?NaOH:H2：如何鑒定？會有什么樣的實驗現(xiàn)象？會使酚酞試液變紅Na會不停的運動注意觀察:（要學會透過現(xiàn)象看本質(zhì)）a、將鈉投入水中，鈉浮在水上面還是沉沒水下？b、鈉是否熔成一個小球？還有什么現(xiàn)象發(fā)生？c、反應時溶液顏色有什么變化？0+1-2實驗現(xiàn)象：鈉立刻熔成一個閃亮的小球，在水面上四處游動，發(fā)出嘶嘶聲，溶液由無色變成紅色、最后完全消失。現(xiàn)象分析：結論：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑

一、Na與水的反應a.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b.在水面上四處游動，發(fā)出嘶嘶聲c.反應后溶液由無色變成紅色d.鈉球逐漸變小，最后完全消失（熔）——鈉熔點較低，鈉與水反應放熱。反應放熱，

Na熔點為97.81℃（浮、游、響）——Na小于水的密度，0.97g/cm3。鈉與水，劇烈反應生成氣體。（紅）——鈉與水反應生成堿性物質(zhì)（NaOH）思考與交流：NaMgAl(H)CuHgAgPtAuKCaZnFeSnPb1、鈉保存在哪里？能否用汽油或酒精？應該滿足什么條件才能保存鈉？為什么？四氯化碳呢？

答案：煤油中，汽油易燃，金屬鈉可以與酒精反應，所以不能用汽油和酒精來保存金屬鈉。保存金屬鈉要從它的化學性質(zhì)著手，應該隔絕水和氧氣！故所以金屬鈉保存在煤油或者石蠟油中。四氯化碳的密度大于金屬鈉。2、金屬鈉著火用什么滅火，為什么呢？用干沙子3、能不能用Na去置換CuSO4溶液中的Cu？4、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？你是如何推斷的？那鐵呢，能否跟冷水反應？沸水？根據(jù)我們的常識，都不行！那么鐵到底能不能和水反應生成氫氣呢？請大家思考！

如果用Na作為還原劑來置換其他金屬，條件一般是在

熔融狀態(tài)下。二、Fe與水蒸氣的反應3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2↑

水蒸氣與紅熱鐵粉反應。點燃肥皂泡可聽到爆鳴聲。設計原理：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產(chǎn)生氫氣，H2沿導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，后滅酒精燈三、其他金屬與水的反應1、K，Ca，Na在常溫在與水劇烈反應，生成強堿和H2NaMgAl(H)CuHgAgPtAuKCaZnFeSnPb2、Mg、Al與沸水反應，生成弱堿，同時放出H2Mg+2H2O=Mg(OH)2↓

+H2↑Al+3H2O=Al(OH)3↓

+H2↑3、Zn，F(xiàn)e，Sn，Pb與水蒸氣高溫下反應，生成氧化物，同時放出H24、CuHgAgPtAu和水不反應▲▲第三課時Al和氫氧化鈉溶液的反應現(xiàn)象結論鋁＋鹽酸鋁＋氫氧化鈉一、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。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。現(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)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