金属的化学性质省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第1页第2页第一节 金属化学性质第三章 金属及其化合物第3页地壳中含量由多到少元素是地壳中含量由多到少元素是(前三位前三位)：；含量最多金属元素是；含量最多金属元素是 元素。元素。氧、硅、铝氧、硅、铝铝铝养龟铝铁盖，哪家没青菜？第4页一、金属通性分布特征除金、铂等少数极不活泼金属外，大多数金属元素在自然界中以化合态存在；自然界中最多铝，其次铁、钙、钠。化合态：元素在化合物中存在形态游离态：元素以单质形态存在第5页物理通性物理通性2 2、金属颜色、光泽、金属颜色、光泽绝大多数金属都是银白色，含有金属光泽，少数绝大多数金属都是银白色，含有金属光泽，少数金属是特殊颜色如铜是紫红色，金是金黄色。金属是特殊颜色如铜是紫红色，金是金黄色。1、金属在常温下状态、金属在常温下状态除汞是液体外，其它在常温下是固体；除汞是液体外，其它在常温下是固体；一、金属通性一、金属通性第6页3 3、良好导电、导热性、良好导电、导热性4 4、延展性、延展性延性：延性：拉成细丝性质。拉成细丝性质。展性：展性：压成薄片性质。压成薄片性质。第7页分析以下图片，写出反应化学方程式。分析以下图片，写出反应化学方程式。铝丝与硫酸铜铝丝与硫酸铜溶液反应溶液反应镁条燃烧镁条燃烧铜丝与硝酸银铜丝与硝酸银溶液反应溶液反应镁条与稀盐酸镁条与稀盐酸反应反应2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3Cu2Mg+O2=2MgOCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2AgMg+2HCl=MgCl2+H2第8页9化学性质化学性质（1 1）金属与非金属（如氧气、氯气、硫）反应）金属与非金属（如氧气、氯气、硫）反应4Al+3O4Al+3O2 2=2Al=2Al2 2O O3 32Mg+O2Mg+O2 2=2MgO=2MgO2Cu+O2Cu+O2 2=2CuO=2CuO4Fe+3O4Fe+3O2 2=2Fe=2Fe2 2O O3 3(铁锈铁锈)3Fe+2O3Fe+2O2 2=Fe=Fe3 3O O4 4（磁性氧化铁（磁性氧化铁）点燃点燃点燃点燃点燃点燃常温常温第9页（2 2）金属与酸反应）金属与酸反应排在排在H H前面金属能置换出酸里氢前面金属能置换出酸里氢金属活动性次序表金属活动性次序表:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt Au K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt AuZn+HZn+H2 2SOSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+H+H2 2Fe+2HCl=Fe+2HCl=FeClFeCl2 2+H+H2 2第10页（3 3）与盐反应（金属之间置换反应）与盐反应（金属之间置换反应）排在前面金属能把排在后面金属从其排在前面金属能把排在后面金属从其盐溶液中置换出来。盐溶液中置换出来。如：如：2Al+3CuSO2Al+3CuSO4 4=3Cu+Al=3Cu+Al2 2(SO(SO4 4)3 3 Cu+2AgNO Cu+2AgNO3 3=2Ag+Cu(NO=2Ag+Cu(NO3 3)2 2 第11页依据依据 NaNa、MgMg、AlAl原子结构示意图，分析它们原子结构原子结构示意图，分析它们原子结构有什么特点，与金属化学性质有什么联络？有什么特点，与金属化学性质有什么联络？NaMgAl金属最外层上电子普通少于金属最外层上电子普通少于4 4个个,反应中很轻易反应中很轻易失失去电子去电子,表现出较强表现出较强还原性还原性。(做做还原剂还原剂）钠，镁，铝还原性强弱？钠，镁，铝还原性强弱？第12页化学通性1 1、化合态金属元素只有正化合价、化合态金属元素只有正化合价2 2、金属单质易失电子，表现还原性、金属单质易失电子，表现还原性3 3、易与氧气，氯气反应，得到氧化物和氯化物、易与氧气，氯气反应，得到氧化物和氯化物4 4、活动性排在氢前金属元素与酸反应得到盐和氢气、活动性排在氢前金属元素与酸反应得到盐和氢气5 5、与盐反应，置换出活动性弱金属单质、与盐反应，置换出活动性弱金属单质一、金属通性第13页二、金属性质1 1、金属与非金属单质反应、金属与非金属单质反应第14页（1）钠与氧气反应从煤油中从煤油中取一小块取一小块金属钠金属钠,用用刀切去一刀切去一端外皮端外皮,观观察试验现察试验现象象.现象：切口处可观察到银白色金属光泽,在空气中很快变暗。1）金属与氧气反应第15页 从从以上试验以上试验,我们了解到我们了解到金属钠哪些物理和化学性金属钠哪些物理和化学性质？质？第16页物理性质：物理性质：1.1.为银白色固为银白色固体体 2.2.质软质软(硬度小硬度小)化学性质化学性质：很活泼很活泼 ,常温下能与氧气反应常温下能与氧气反应.4Na +O4Na +O2 2 =2Na2Na2 2OONaNa性性质质 3.3.密度比煤油大密度比煤油大 钠必须保留在隔绝空气环境中，试验室将钠保留在煤油或石蜡中第17页 现象：先熔化成小球，后燃烧产生黄色火焰，生成淡黄色固体2Na+O2=Na2O2特殊氧化物过氧化钠：Na2O2+1 -1第18页注意事项：1、用镊子取出钠后,要用滤纸吸干钠及镊子表面煤油，用镊子夹紧放在玻璃片上,切去表面外皮后，放在坩埚中加热。2、坩埚加热时应与泥三角配套使用。3、观察到钠开始燃烧后，应马上撤掉酒精灯，并将酒精灯熄灭。4、试验结束时，要用坩埚钳将坩埚和泥三角取下，并放在石棉网上。绝对不能够直接用手去拿或直接将它们放在桌子上。第19页 探究内容探究内容试验3-1取一小块金属钠,用小刀切去一端外皮,观察试验现象。试验3-2把一小块金属钠放在坩埚上，加热，有何现象发生？现象现象反应方程反应方程式式 结论结论在钠切口处能够观察到在钠切口处能够观察到银白色金属光泽银白色金属光泽,切口处切口处于空气中很快变暗。于空气中很快变暗。4Na +O2 =2Na2O（1 1）钠与氧气反应）钠与氧气反应钠受热先熔化成银白色小钠受热先熔化成银白色小球球,接着就燃烧起来，燃烧接着就燃烧起来，燃烧时火焰呈黄色时火焰呈黄色,有烟产生，有烟产生，最终生成淡黄色固体。最终生成淡黄色固体。2Na +O2 =Na2O2 钠化学性质很活泼钠化学性质很活泼,在常温或加热条件下都能跟氧气在常温或加热条件下都能跟氧气反应生成不一样产物反应生成不一样产物,但加热时与氧气反应愈加猛烈。但加热时与氧气反应愈加猛烈。（条件不一样，现象不一样，产物不一样。）（条件不一样，现象不一样，产物不一样。）第20页NaNa2 2O O与与NaNa2 2O O2 2 哪哪一个物质更稳一个物质更稳定？定？2Na2Na2 2O+OO+O2 2=2Na=2Na2 2O O2 2第21页 现象：铝箔熔化，表面失去光泽，熔化铝并不滴落。因为铝表面有一层氧化膜保护了铝。即使打磨过铝箔，在空气中也会很快生成新氧化膜。构有薄膜Al2O3熔点（2050）高于Al（660 ），没有熔化，包在铝外面使熔化液态铝不会滴落下来。加热铝箔现象解释：资料卡片：Al2O3和MgO致密，熔点高，做耐火材料。熔而不滴落4Al+3O2 =2Al2O3常温常温或点燃或点燃第22页 应用：人们日惯用铝制品，表面总是覆盖着保护膜，这层膜起着保护内部金属作用，这也正是性质活泼铝在空气中能够稳定存在原因。也因为氧化膜存在，使得性质活泼金属铝成为一个应用广泛金属材料。结构结构性质性质用途用途铝氧化膜第23页2 2）金属与硫反应）金属与硫反应2Na+S=Na2Na+S=Na2 2S SFe+S=FeSFe+S=FeS2Cu+S=Cu2Cu+S=Cu2 2S S第24页2Na+Cl2Na+Cl2 2=2NaCl=2NaCl2Fe+3Cl2Fe+3Cl2 2=2FeCl=2FeCl3 3Cu+ClCu+Cl2 2=CuCl=CuCl2 2 点燃点燃点燃点燃点燃点燃（3 3）金属与氯气反应）金属与氯气反应第25页二、金属与酸和水反应二、金属与酸和水反应第26页我得意笑，又得意笑无所谓，我无所谓God！Save me！为何受伤总是我！思索：观察此图，你有何看法？结论：结论：金属活动性次序表中金属活动性次序表中（H H）前面）前面金属与酸反金属与酸反应产生应产生H H2 2。金属越活泼，与酸反应越猛烈。金属越活泼，与酸反应越猛烈。第27页1 1）钠与水反应）钠与水反应概括概括概括概括现象现象现象现象性质性质性质性质2Na+2H2O=2NaOH+H2 浮浮 熔熔游、响游、响 红红钠钠钠钠浮浮浮浮在水面上在水面上在水面上在水面上立刻立刻立刻立刻熔熔熔熔成一个小球成一个小球成一个小球成一个小球在水面上四处在水面上四处在水面上四处在水面上四处游游游游动，动，动，动，发出发出发出发出“嘶嘶声嘶嘶声嘶嘶声嘶嘶声”反应后溶液变反应后溶液变反应后溶液变反应后溶液变红红红红密度比水小密度比水小反应放热，熔点低反应放热，熔点低产生气体产生气体生生成碱性物质成碱性物质第28页现象现象:产生轻微爆鸣声产生轻微爆鸣声怎样检验金属钠与水反应生成气体是H2氢气氢气结论结论:2Na+2H2O =2NaOH+H2 第29页 将钠放入将钠放入硫酸铜溶液硫酸铜溶液中，能否置换出中，能否置换出铜单质？铜单质？将钠放入将钠放入盐酸盐酸中，钠将先和中，钠将先和H2O反应，反应，还是先和还是先和HCl反应？反应？2Na+CuSO4=Cu+Na2SO4 2Na+2HCl=2NaCl+H2课堂思索：2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4 2Na+2H2O=2NaOH+H2 钠与酸反应时，如酸过量则钠只与酸反应，钠与酸反应时，如酸过量则钠只与酸反应，如酸不足量则钠先与酸反应再与水反应如酸不足量则钠先与酸反应再与水反应NaNa与酸反应产生氢气量由与酸反应产生氢气量由NaNa决定。决定。2NaH2NaH2 2第30页普通规律：普通规律：（先酸后水再盐）（先酸后水再盐）钠与酸溶液反应时，钠直接与溶液中酸反钠与酸溶液反应时，钠直接与溶液中酸反应，但当钠与其它溶液反应时，普通是钠先与应，但当钠与其它溶液反应时，普通是钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，然后再看生成氢水反应生成氢氧化钠和氢气，然后再看生成氢氧化钠是否与原溶液中溶质反应！氧化钠是否与原溶液中溶质反应！第31页讨论：钠保留、在自然界存在、用途、制法保留在煤油或石蜡保留在煤油或石蜡油里。油里。易与空气中氧气反应易与空气中氧气反应 易与水反应易与水反应钠着火处理？钠着火处理？性质：性质：用干燥沙土扑灭用干燥沙土扑灭 保留：保留：决决定定第32页(1)做还原剂，用以将钛，锆，铌，钽等在国防工业上有主要用途金属从其熔融卤化物中还原出来.(2)做化工原料，用以生产丁钠橡胶，氢化钠，过氧化钠，氰化钠等含钠化合物金属钠用途第33页(3)制造合金.钠与汞合金钠汞齐，用做有机合成还原剂.钠铅合金Na4Pb，用于汽油抗爆剂四乙基铅生产:Na4Pb+4C2H5Cl=(C2H5)4Pb+4NaCl.钠钾合金，在室温下呈液态，它密度，粘度小，比热大，导热率高，用做核反应堆冷却剂和热交换剂.(4)做电光源.钠蒸气黄光透雾力强，用钠制造高压钠灯广泛用于公路照明.第34页镁与沸水反应镁与沸水反应第35页铁与水蒸气反应铁与水蒸气反应 铁不能与冷、热水反应铁不能与冷、热水反应,（能够在水，氧气条件（能够在水，氧气条件下被腐蚀生锈，主要成份是下被腐蚀生锈，主要成份是FeFe2 2O O3 3）但能否与水蒸）但能否与水蒸气反应气反应?试验装置试验装置:1.1.水蒸气发生装置水蒸气发生装置2.2.水蒸气与铁粉反应装置水蒸气与铁粉反应装置3.3.产物检验产物检验(搜集搜集)装置装置第36页水蒸气发水蒸气发生装置生装置水蒸气与铁水蒸气与铁粉反应装置粉反应装置产物搜产物搜集装置集装置 方案1:第37页 方案2:第38页3Fe4H2O(g）Fe3O44H2 方案3:转移8e-第39页现象：加热时试管内铁粉红热，点燃肥皂泡可听到爆鸣声。注意事项：1、整套装置试管口应低于试管底；2、先预热；3、加热一会儿后再将导管插入到肥皂水中，用燃着火柴去点燃肥皂泡，可发出爆鸣声；4、试验结束时，应先从肥皂水中撤出导管，再移去燃着酒精灯。第40页3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2 高温金属与水反应小结Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2 100 2Na+2H2Na+2H2 2O=2NaOH+HO=2NaOH+H2 2 2K+2H2K+2H2 2O=2KOH+HO=2KOH+H2 2 (猛烈，氢气易爆炸猛烈，氢气易爆炸)金属性越强，越轻易与水反应第41页1.以下关于钠叙述中，不正确是（）A.钠燃烧时发出黄色火焰B.钠燃烧时生成氧化钠C.钠有很强还原性D.钠原子最外层只有一个电子BB2.以下关于铝叙述中，不正确是（）A.铝是地壳中含量最多金属元素B.在常温下，铝不能与氧气反应C.铝是一个比较活泼金属D.在化学反应中，铝轻易失去电子，是还原剂第42页三.铝与氢氧化钠溶液反应1.铝与稀盐酸反应化学方程式为:2.铝与氢氧化钠溶液反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H22Al +6HCl=2AlCl3+3H2（可看作分两步进行）铝既能与强酸反应，又能与强碱反应，是两性金属 铝既能与强酸溶液反应也能与强碱溶液反应，所以酸、碱可直接侵蚀铝保护膜以及铝制品本身，铝制品餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸食物。第43页四、物质量在化学方程式计算中应用四、物质量在化学方程式计算中应用2Na +2H2O =2NaOH +H2 化学计量数之比化学计量数之比 2 ：2 ：2 ：1物质量之比物质量之比 2mol ：2mol ：2mol ：1mol 横（量）相当，竖（单位）相同横（量）相当，竖（单位）相同化学计量数之比等于物质量之比化学计量数之比等于物质量之比 扩大扩大NA倍倍 2NA ：2NA ：2NA ：NA第44页试验室用试验室用6.5g Zn6.5g Zn与足量盐酸完全反应与足量盐酸完全反应。求：求：ZnZn物质量；物质量；参加反应参加反应HClHCl物质量；物质量；生成生成H H2 2体积体积(标况标况下下)。解：解：n(Zn)=m(Zn)M(Zn)6.5g6.5g65g/mol65g/mol=0.1mol0.1mol第45页 2、依据化学方程式进行计算基本步骤：（1 1）依据题意写出相关反应化学方程式）依据题意写出相关反应化学方程式 （2 2）找出相关物质计量数之比）找出相关物质计量数之比（3 3）对应计量系数，找出相关物质物质量）对应计量系数，找出相关物质物质量 （要求量用（要求量用n(B)n(B)或设未知数或设未知数x x、y y等代表）等代表）（4 4）依据计量关系进行计算。）依据计量关系进行计算。第46页Zn+2HCl =ZnCl2 +H2解：12n(HCl)0.1moln(HCl)=0.2 mol 1n(H2)n(H2)=0.1 mol V(H2)=n(H2)Vm=0.1 mol 22.4 L/mol=2.24 L12 0.1 moln(HCl)=11 0.1 moln(H2)=第47页Zn+2HCl =ZnCl2 +H21mol22.4LV(H2)0.1mol1mol0.1mol=22.4LV(H2)（1）横(量)相当，竖(单位)相同；（2）带单位运算，结果单位要合理。注意：新解法：第48页将8.1g铝与足量氢氧化钠反应，计算生成氢气 _ L,需要氢氧化钠 _ mol，有_ mol电子发生转移。2Al+2NaOH+2H2Al+2NaOH+2H2 2O=2NaAlOO=2NaAlO2 2+3H+3H2 2 6e 6e-54g 2mol 22.4L 6mol8.1g xmol yL zmolX=0.3molY=3.36LZ=0.9mol生成氢气3.36 L,需要氢氧化钠 0.3 mol，有0.9 mol电子发生转移。第49页 例 1 除去镁粉中混有少许铝粉，可选取试剂是()。A稀盐酸C氢氧化钠溶液B稀硫酸D氨水点拨：Mg、Al 都是活泼金属，与盐酸、稀硫酸均能发生反应，但与氨水都不反应，Al 能与 NaOH 溶液反应，而 Mg 不能，故可用 NaOH 溶液除去 Al 杂质。答案：C第50页二、物质量在化学方程式计算中应用二、物质量在化学方程式计算中应用1 1物质量与各物理量之间关系。物质量与各物理量之间关系。第51页2 2化学方程式中化学计量数与各化学计量间关系。化学方程式中化学计量数与各化学计量间关系。2Na2Na2H2H2 2O=2NaOHO=2NaOHH H2 2质量质量化学计量数化学计量数46 g46 g2 236 g36 g2 280 g80 g2 22g2g1 1微粒个数微粒个数2 2N NA A 2 2N NA A2 2N NA AN NA A物质量物质量2 mol2 mol 2 mol2 mol2 mol2 mol 1 mol1 mol结论：化学方程式中化学计量数之比参加结论：化学方程式中化学计量数之比参加反应各物反应各物质质微粒个数之比参加反应各物质物质微粒个数之比参加反应各物质物质量之比参加量之比参加反应反应各物质气体体积各物质气体体积(相同条件，相同条件，适合用于气体反应适合用于气体反应)之比。之比。第52页3 3物质量应用于化学方程式计算解题步骤。物质量应用于化学方程式计算解题步骤。第53页例 2 在500 mL NaOH 溶液中加入足量铝粉，反应完全后共搜集到标准情况下气体 33.6 L，该NaOH 溶液浓度为)。A1.0 mol/LC1.5 mol/LB2.0 mol/LD3.0 mol/L点拨：铝粉过量，则计算时依据反应方程式：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2和物质量比等于体积比。答案：B第54页易混易错 钠、铝、铁化学性质比较3Fe4H2O(g)项目NaAlFe与O2反应常温下氧化成Na2O，加热时生成Na2O2，Na保留在煤油中常温下氧化生成致密氧化膜，使得铝耐腐蚀，纯氧中可燃在潮湿空气中易生锈，在纯氧中点燃生成Fe3O4与H2O反应2Na2H2O=2NaOHH2受氧化膜妨碍Fe3O44H2与酸反应2Na2H=2NaH22Al6H=2Al33H2Fe2H=Fe2H2第55页项目项目NaAlFe与盐与盐反应反应2Na2H2OCu2=2NaCu(OH)2H22Al3Cu2=2Al33CuFeCu2=Fe2Cu与碱与碱反应反应与水反应与水反应2Al2OH2H2O=3H2不反应不反应第56页1铝与酸及氢氧化钠溶液反应计算技巧。金属铝与强酸、强碱溶液反应离子方程式分别为：2Al6H+=2Al3+3H2 2Al2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2 当两个反应中铝量相同时，生成氢气体积取决于铝与酸或碱相对关系。方法指津第57页(2)(2)等物质量等物质量 HCl HCl 和和 NaOH NaOH 分别与足量铝反应，产分别与足量铝反应，产生氢生氢气体积比为气体积比为 1313。(3)(3)一定量铝分别与一定量盐酸和一定量铝分别与一定量盐酸和 NaOH NaOH 溶液反应，溶液反应，若若产生氢气体积比介于产生氢气体积比介于 13 13 和和 11 11 之间时，有：之间时，有：铝铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；铝与铝与 NaOH NaOH 溶液反应时，铝不足而溶液反应时，铝不足而 NaOH NaOH 过量。过量。(1)(1)等物质量铝分别与足量盐酸和等物质量铝分别与足量盐酸和 NaOH NaOH 溶液反应，溶液反应，产产生氢气体积比为生氢气体积比为 1111。第58页2 2因为铝既能与酸反应，又能与碱反应，因为铝既能与酸反应，又能与碱反应，故当其它金属故当其它金属混有混有铝杂质时，如铁粉中混有铝杂质时，如铁粉中混有铝粉，可选取加入强碱溶液充分铝粉，可选取加入强碱溶液充分反应反应后过滤后过滤来提纯金属。来提纯金属。第59页 例例 3 3 等体积、等物质量浓度盐酸、氢氧化钠溶液等体积、等物质量浓度盐酸、氢氧化钠溶液分别分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量铝，生成氢气体放在甲、乙两烧杯中，各加等质量铝，生成氢气体积积比为比为 5757，则甲、乙两烧杯中反应情况可能分别是（，则甲、乙两烧杯中反应情况可能分别是（）。）。A A甲、乙中都是铝过量甲、乙中都是铝过量B B甲中铝过量，乙中碱过量甲中铝过量，乙中碱过量C C甲中酸过量，乙中铝过量甲中酸过量，乙中铝过量D D甲中酸过量，乙中碱过量甲中酸过量，乙中碱过量第60页解析：因为等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶解析：因为等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液液反应反应，产生，产生 H H2 2 体积比为体积比为 1111，足量铝分别与等物，足量铝分别与等物质量质量浓度浓度、等体积盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生、等体积盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生 H H2 2 体积比体积比为为1:31:3，而今产生，而今产生H H2 2体积比：体积比：，所以反应情况为：甲中，所以反应情况为：甲中铝不足，盐酸不足；乙中铝不足，氢氧化钠过量。铝不足，盐酸不足；乙中铝不足，氢氧化钠过量。答案：答案：B B13VHCl(H2)VNaOH(H2)1 1第61页【变式训练变式训练】把把 10 g 10 g 铜铝合金粉末放入过量盐酸中，得到铜铝合金粉末放入过量盐酸中，得到 10.08 L10.08 LH H2 2(标准情况标准情况)。求合金中铝质量分数。求合金中铝质量分数。(写出计算过程写出计算过程)解解：铜铝合金中只有铝与盐酸反应铜铝合金中只有铝与盐酸反应。2Al2Al6HCl=2AlCl6HCl=2AlCl3 33H3H2 22 moln(Al)322.4 L10.08 Ln(Al)n(Al)0.3 mol0.3 mol，则，则 w(Al)w(Al)0.327/10100%0.327/10100%81%81%。第62页