新课标同步导学高一化学课件：第三章 金属及其化合物 第一节 金属的化学性质 第1课时 金属与非金属的反应

新课标同步导学高一化学课件：第三章 金属及其化合物 第一节 金属的化学性质 第1课时 金属与非金属的反应

第三章　金属及其化合物 第一节　金属的化学性质 第 1 课时　金属与非金属的反应 从日常生活和初中化学的学习中，我们可以发现：有些常见的金属如铁、铝、镁条等能存放在空气中，但在加热时有些能与空气或氧气发生剧烈的反应，甚至能够燃烧。可以回忆一下，我们初中的时候学过， 铁在空气中点燃不能燃烧，但在 氧气中能燃烧；而镁在空气中就 能够燃烧。为什么？ 1 ．了解常见金属的活动性顺序。 2 ．了解常见金属与非金属的反应。 3 ．了解金属的通性。 1 ． 物理性质 金属的通性 外观 导电性 导热性 延展性 不透明、 有金属光泽 良好 良好 良好 (3) 与盐的反应 ① Al 与 CuSO 4 溶液反应的化学方程式为： 2Al ＋ 3CuSO 4 ===3Cu ＋ Al 2 (SO 4 ) 3 ； ② Cu 与 AgNO 3 溶液反应的化学方程式为： Cu ＋ 2AgNO 3 ===2Ag ＋ Cu(NO 3 ) 2 。 金属的通性 1 ． 物理通性 (1) 金属一般具有银白色光泽，具有良好的导电、导热性以及优良的延展性，如导电性能最好的金属是银，其次是铜，再次是铝，延展性最好的金属是金。 (2) 金属的熔点及硬度往往差别较大，规律性不强，如常温下，汞为液体，其他金属则为固体。 2 ． 化学通性 通常情况下，金属原子的最外层电子数少于 4 个，在化学反应中易失去电子，表现出较强的还原性。 (1) 金属与酸的反应 (2) 金属与盐的反应 ①在金属活动性顺序表中，一般位于前面的金属能够把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来，如 Fe ＋ CuSO 4 ===FeSO 4 ＋ Cu 。 ② K 、 Ca 、 Na 由于其活泼性太强会先与水发生反应，而不符合此规律。 (3) 金属与非金属的反应 除能被 O 2 氧化外，金属还能被 Cl 2 、 S 等具有氧化性的物质所氧化。 1 ．下列关于金属特征的叙述正确的是 ( 　　 ) A ．金属原子只有还原性，离子只有氧化性 B ．金属元素在化合物中一定显正价 C ．金属元素在不同的化合物中的化合价均不同 D ．金属单质在常温下均是固体 解析： 　 A 项中金属原子只有还原性是正确的，而离子位于中间价态时既具有氧化性又具有还原性，如 Fe 2 ＋ ； C 项中金属元素在不同化合物中化合价可以相同，如在 NaCl 、 Na 2 O 中 Na 元素均显＋ 1 价； D 项汞在常温下为液体。 答案： 　 B 金属与非金属的反应 1 ． 钠与氧气的反应 (1) 常温下的反应 现象：新切开的钠具有银白色的金属光泽，在空气中很快 ______ 。 化学方程式： 4Na ＋ O 2 ===2Na 2 O 。 变暗 (2) 加热条件下的反应 现象：钠先熔化成小球，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，生成 _______ 固体。 淡黄色 2 ． 铝与氧气的反应 现象： _____________________________________________ 。 化学方程式： 4Al ＋ 3O 2 2Al 2 O 3 。 3 ． 金属与 Cl 2 、 S 的反应 金属与 Cl 2 、 S 等物质反应生成相应的 _______ 、 _______ 。 铝箔熔化，失去金属光泽，但熔化的 铝并不滴落 氯化物 硫化物 钠露置于空气中的变化 金属钠长期露置于空气中最终完全转变为 Na 2 CO 3 粉末，此过程中的主要变化与现象有： 发生的主要变化的化学方程式为： ① 4Na ＋ O 2 ===2Na 2 O ② Na 2 O ＋ H 2 O===2NaOH ④ 2NaOH ＋ CO 2 ===Na 2 CO 3 ＋ H 2 O ， Na 2 CO 3 ＋ 10H 2 O===Na 2 CO 3 ·10H 2 O ⑤ Na 2 CO 3 ·10H 2 O===Na 2 CO 3 ＋ 10H 2 O [ 温馨提示 ] 　 (1) 钠只有在加热条件下才会生成 Na 2 O 2 ，故钠露置于空气中的变化中不会有 Na 2 O 2 生成。 (2) 上述变化中既有物理变化也有化学变化，如潮解为物理变化而风化则为化学变化。 2 ．取一小块金属钠放在燃烧匙里加热，下列对实验现象的叙述中正确的是 ( 　　 ) ①金属钠先熔化　②在空气中燃烧，产生白色火焰　③燃烧后得白色固体　④燃烧时火焰呈黄色　⑤燃烧后生成淡黄色固体物质 A ．①②　　 B ．①②③ C ．①④⑤ D ．②④⑤ 解析： 　钠在空气中加热时的现象有：钠熔成银白色的小球，然后燃烧，火焰呈黄色，最后生成淡黄色固体。 答案： 　 C 金属 Ti( 钛 ) 是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属，钛和钛合金被认为是 21 世纪的重要金属材料。某化学兴趣小组在实验室中探究 Ti 、 Mg 、 Cu 的活泼性顺序。他们在相同温度下，取大小相同的三种金属薄片，分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中，观察现象如下： 金属的活泼性 金属 Ti Mg Cu 金属表 面现象 放出气泡 速度缓慢 放出气泡 速度快 无变化 下列有关三种金属的说法正确的是 ( 　　 ) A ．三种金属的活泼性由强到弱的顺序是 Ti 、 Mg 、 Cu B ．若钛粉中混有 Mg ，提纯 Ti 时可用稀盐酸除去 Mg C ．用 Ti 从 CuSO 4 溶液中置换出 Cu 是工业制取 Cu 的很好途径 D ． Cu 和 MgCl 2 溶液不发生化学反应 解析： 　本题考查金属的活动性顺序，可根据金属与同浓度的酸反应时，反应的剧烈程度不同判断金属的活泼性，反应剧烈的金属其活泼性较强。 A 项， Ti 在盐酸中比 Mg 放出气泡的速度慢，说明 Ti 的金属活动性比 Mg 弱； B 项，由于 Ti 、 Mg 均能与稀盐酸反应，故不能用此法提纯金属钛； C 项，由于 Ti 是较为昂贵的金属，用 Ti 制造 Cu 成本上不划算； D 项，由于 Cu 不如镁活泼， Cu 不与 MgCl 2 溶液发生反应。故选 D 。 答案： 　 D [ 思考感悟 ] 　判断金属活泼性的常用方法 (1) 金属与等浓度的酸反应的剧烈程度。反应越剧烈，金属活动性越强。 (2) 金属与盐溶液的置换反应。活动性较强的金属可把活动性较弱的金属从其盐溶液中置换出来。 (3) 金属阳离子的氧化性强弱。金属阳离子的氧化性越强，其活动性越弱。 1 ．从利用金属的历史来看 , 先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是近百年的事，这个先后顺序跟下列有关的是 ( 　　 ) ①地壳中金属的含量　②金属活动性顺序　③金属的导电性 ④金属冶炼的难易程度　⑤金属的延展性 A ．①③　 B ．②④ C ．②⑤ D ．③⑤ 解析： 　 从金属活动性顺序： Al ＞ Fe ＞ Cu ，铝的金属活动性最强，其离子最难被还原，冶炼相对困难，故正确答案为 B 。 答案： 　 B 下列关于金属性质的叙述中正确的是 ( 　　 ) A ．钠与氧气反应时，产物是由 O 2 的用量决定的 B ．铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧 C ．金属与非金属发生反应时，被氧化的一定是金属 D ．铁丝不论在空气中还是纯氧中都不会燃烧 金属与非金属的反应 解析： 　 Na 与 O 2 的反应产物是由反应条件决定的，常温下生成 Na 2 O ，点燃时生成 Na 2 O 2 ，与 O 2 的用量无关， A 错误；铝箔在空气中受热可熔化，但由于表面形成熔点很高的 Al 2 O 3 ，故不会燃烧， B 错；铁丝可在纯氧中燃烧生成 Fe 3 O 4 ， D 项错误；金属与非金属单质反应时，金属只能失电子被氧化， C 正确。 答案： 　 C [ 思考感悟 ] 　钠与氧气反应生成 Na 2 O 还是 Na 2 O 2 与反应条件有关，与氧气的用量无关，学生解答此类问题时要注意区分。 2 ．下列金属在空气中，能自发形成氧化物保护膜的是 ( 　　 ) A ． Fe B ． Al C ． Ag D ． Na 解析： 　 Fe 在空气中能与 O 2 、 H 2 O 等作用生成铁锈， Na 会形成 Na 2 O ，但会进一步转化为 NaOH 、 Na 2 CO 3 等，故 A 、 D 虽然发生反应，但不能生成保护膜， Ag 在空气中一般不发生反应，不会形成氧化物保护膜，只有 Al 在空气中生成 Al 2 O 3 ，可形成保护膜。 答案： 　 B 热点实验　钠被空气氧化的实验探究 [ 探究举例 ] 　 (1) 如图所示装置，在平底烧瓶的底部有一块钠，平底烧瓶内是干燥的空气。过 一段时间后可观察到 ________________________ ，发生反应的化学方程式为 __________________ 。 (2) 某班同学用如图所示装置测定空气里氧气的含量。先用弹簧夹夹住橡胶管。点燃钠，伸入瓶中并塞上瓶塞。待钠熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况。 ①上述实验过程中发生反应的化学方程式为 ____________________ 。 ②实验完毕，甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的 1/5 ，乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的 1/5 。下列对这两种现象解释合理的是 ________ 。 a ．甲同学可能使用钠的量不足，瓶内氧气没有消耗完 b ．甲同学可能未塞紧瓶塞，钠熄灭冷却时外界空气进入瓶内 c ．乙同学可能没夹紧弹簧夹，钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出 d ．乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出 解析： 　 (1) 钠与空气中的氧气反应生成 Na 2 O ，使钠表面变灰暗，同时烧瓶内压强降低，气球会膨胀。 (2)a 项，若钠的量不足，则氧气消耗不完，造成进水量少于容器容积的 1/5 ，结果偏低，合理。 b 项，若瓶塞未塞紧，钠熄灭冷却，瓶内气体收缩，外面的空气会进入瓶内，使气体得到补充，造成结果偏低，合理。 c 项，若弹簧夹未夹紧，钠燃烧时，瓶内气体膨胀，使部分气体从导管口逸出，造成结果偏高，合理。 d 项，若插入燃烧匙太慢，钠燃烧时，瓶内气体膨胀，在塞紧瓶塞前，瓶内部分气体从瓶口逸出，造成结果偏高，合理。 1 ．下列关于金属的叙述中正确的是 ( 　　 ) A ．所有的金属都是固态的 B ．金属具有导电性、导热性和延展性 C ．所有金属能与酸发生置换反应 D ．金属元素在自然界中都是以化合态存在的 解析： 　汞常温下是液态。金属中存在自由移动的电子，在外加电场下会定向移动，在受热时会加速运动而快速传递能量，所以金属都有良好的导电性和导热性，自由电子与金属离子间存在着作用力，所以导致了金属具有延展性。金属活动性顺序表中氢之前的金属都可以置换出酸中的氢，但在氢之蟮慕鹗舨荒苤没怀鏊嶂械那 ( 如铜 ) 。金属在自然界中除金、铂外大多数是以化合态存在。 答案： 　 B 2 ．地壳中含量最多的金属元素和非金属元素组成的化合物的化学式是 ( 　　 ) A ． CuO 　　 B ． Al 2 O 3 C ． Fe 2 O 3 D ． SiO 2 解析： 　地壳中含量最多的金属元素为 Al ，最多的非金属元素是 O ，故由两元素组成的化合物为 Al 2 O 3 。 答案： 　 B 3 ．用坩埚钳夹住一小块刚用酸处理过的铝箔，在酒精灯上加热至熔化，发现熔化的铝并不滴落。下列关于上述实验现象的解释不正确的是 ( 　　 ) A ．铝箔在空气中不易燃烧 B ．用酸处理时未能将氧化铝溶解 C ．氧化铝的熔点比铝的熔点高 D ．铝在空气中能很快形成氧化膜 解析： 　 熔化的铝并不滴落，是由于铝在空气中很快形成 Al 2 O 3 ， Al 2 O 3 的熔点比较高，包住熔化的铝使其不滴落，而不是由于未将 Al 2 O 3 处理干净。 答案： 　 B 4 ．如图所示，在蒸发皿中放一小块钠，加热至熔化时，用玻璃棒蘸取少量无水 CuSO 4 粉末与熔化的钠接触，瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。据此判断下列说法中不正确的是 ( 　　 ) A ．上述反应是置换反应 B ．上述反应放出热量 C ．上述反应中 CuSO 4 表现了还原性 D ．加热且无水条件下， Na 可以与 CuSO 4 反应并生成 Cu 解析： 　 由题给信息知，钠与无水 CuSO 4 接触产生火花说明反应放热；有红色物质生成说明有铜产生，由此可分析知熔融的钠与无水 CuSO 4 发生了置换反应，钠表现了还原性。 答案： 　 C 5 ．已知用金属钠制备氧化钠，可有多种方法： ① 4Na ＋ O 2 ===2Na 2 O 　② 4Na ＋ CO 2 ===2Na 2 O ＋ C ③ 2NaNO 2 ( 亚硝酸钠 ) ＋ 6Na===4Na 2 O ＋ N 2 ↑ (1) 上述三种方法最好的是 ________ ，原因是 _________________________________ 。 (2) 上述反应③中 NaNO 2 作 ________ 剂，当有 1 mol NaNO 2 反应时，电子转移的数目是 ________ 。 解析： 　钠制备氧化钠，易产生 Na 2 O 2 ，为防止 Na 2 O 继续被氧化，制备环境必须消除氧气，故方法③最好。 答案： 　 (1) ③　 N 2 的生成可以防止 Na 2 O 被氧化为 Na 2 O 2 　 (2) 氧化　 3 N A 练规范、练技能、练速度