人教版高中必修一化学课件：3_1金属的化学性质

人教版高中必修一化学课件：3_1金属的化学性质

铜 Cu 铁 Fe 铝 Al 镁 Mg 商后期的司母戊鼎 东汉 马踏飞燕 铜制导线 第三章第一讲 金属的化学性质 地壳中含量由多到少的元素是 ( 前三位 ) ： ；含量最多的金属元素 是 元素。 【 复习回忆 】 氧、硅、铝 铝 氧硅铝铁钙 钠钾镁氢钛 养龟铝铁盖 哪家没青菜 一、金属的通性 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 合物中的存在形态 游离态 ： 元素以单 质的形态存在 金属的一些物理性质 物理通性 2 、色泽 3 、三性：良好的导电、导热、延展性 银白色金属光泽，特殊如铜紫红色，金是金黄色。 1 、状态 常温下是固体（汞是液体） 年代 商朝司母戊鼎 春秋时期的铁锄和铁器 现代用电解法冶炼铝 金属使用的早晚与金属活动性的强弱有关 金属使用的早晚与金属活动性关系 10 （ 1 ）与氧气反应 ( 铝、镁、铜、铁 ) 4Al+3O 2 ==2Al 2 O 3 2Mg+O 2 ==2MgO 2Cu+O 2 ==2CuO 3Fe+2O 2 ==Fe 3 O 4 （磁性氧化铁） 点燃 加热 点燃 加热 化学通性 （ 2 ）金属与酸的反应 排在 H 前面的金属能置换出酸里的氢 金属活动性顺序表 : K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au Zn+H 2 SO 4 ==ZnSO 4 +H 2 Mg+2HCl==MgCl 2 +H 2 （ 3 ）与盐反应（金属之间的置换反应） 排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来 如： 2Al+3CuSO 4 ==3Cu+Al 2 （ SO 4 ） 3 Cu+2AgNO 3 ==2Ag+Cu （ NO 3 ） 2 2. 分析下列图片，写出反应的化学方程式。 ① 铝丝与硫酸铜溶液反应 ② 镁条燃烧 ③ 铜丝与硝酸银溶液反应 ④ 镁条与稀盐酸反应 2Al+3CuSO 4 =Al 2 （ SO 4 ） 3 +3Cu 2Mg+O 2 =2MgO Cu+2AgNO 3 =Cu (NO 3 ) 2 +2Ag Mg+2HCl=MgCl 2 +H 2 ↑ 3 、依据 Na 、 Mg 、 Al 的原子结构示意图，分析它们的原子结构有什么特点，与金属的化学性质有什么联系？ Na Mg Al 金属最外层上的电子一般少于 4 个 , 反应中很容易 失去电子 , 表现出较强的 还原性 。 ( 做 还原剂 ） 化学通性 1 、化合态金属元素只有正化合价 2 、金属单质易失电子，表现还原性 3 、易与氧气反应 4 、活泼金属与酸反应 5 、与盐反应 1 、 Na 与非金属单质的反应 讨论：从以上实验 , 我们了解到金属钠的哪些物理和化学性质？ 实验 3 － 1 从煤油中取一小块金属钠 , 用刀切去一端的外皮 , 观察实验现象 . 现象 ： 切口处可观察到银白色的金属光泽 , 在空气中很快变暗。 二、金属的性质 切割金属钠要注意实验安全 ! ☆ 钠的取用→镊子（不能用手接触） ☆ 煤油要用滤纸擦干 ☆ 切割在滤纸或玻璃片上进行 ☆ 未用的钠放回原试剂瓶 （ 1 ） Na 与氧气的反应 物理性质： 1. 为银白色的固体 2. 质软 ( 硬度小 ) 化学性质： 很活泼 , 常温下能与氧气反应 . 4Na + O 2 = 2Na 2 O Na 的性质 3. 密度比煤油大 钠必须保存在隔绝空气环境中，实验室将钠保存在 煤油或石蜡油 中 思考：暴露在空气中如何变质？ 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+O 2 === Na 2 O 2 △ 特殊的氧化物 —— 过氧化钠： Na 2 O 2 +1 -1 加热后反应 ------ 实验 3-2 2Na+Cl 2 ==2NaCl 2Na+S==Na 2 S 点燃 点燃 （ 2 ） Na 与 Cl 2 反应 （ 3 ） Na 与 S 反应 2 、铁、铝和镁分别与非金属单质反应 （ 1 ）铁与氧气在常温下缓慢反应，生成疏松氧化层 — 氧化铁（红褐色 Fe 2 O 3 ） 4Fe + 3O 2 == 2Fe 2 O 3 （ 2 ）镁和铝与氧气在常温下能反应，生成致密氧化膜，保护内层金属不被继续氧化 2Mg + O 2 == 2MgO 4Al + 3O 2 == 2Al 2 O 3 铁丝在氧气中点燃，生成四氧化三铁（黑色） 点燃 3Fe + 2O 2 == Fe 3 O 4 科学探究： 现象： 铝箔熔化，表面失去光泽，熔化的铝并不滴落 因为铝表面有一层氧化膜保护了铝。即使打磨过的 铝箔，在空气中也会很快生成新的氧化膜。 构有薄膜的 Al 2 O 3 的熔点（ 2050 ℃ ）高于 Al （ 660 ℃ ） ，没有熔化，包在铝的外面使熔化的液态铝不会滴落下来。 加热铝箔 2 、铝与氧气反应 现象解释： 应用： 人们日常用的铝制品，表面总是覆盖着保护膜，这层膜起着保护内部金属的作用，这也正是性质活泼的铝在空气中能够稳定存在的原因。也由于氧化膜的存在，使得性质活泼的金属铝成为一种应用广泛的金属材料。 资料卡片： 铝的氧化膜 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 金属与氧气反应的规律 常温下易被氧化 常温下能被氧化 加热时能被氧化 不能被氧化 小结： 一、 金属于非金属的反应 1 、钠与氧气的反应 常温 加热 4Na + O 2 == 2Na 2 O 2Na + O 2 == Na 2 O 2 2 、铝与氧气的反应 3 、 金属与 Cl 2 或 S 的反应 如： 2Na +Cl 2 = 2NaCl Fe + S = FeS 4Al + 3O 2 == 2Al 2 O 3 常温或加热 我得意的笑，又得意的笑 … 无所谓， 我无所谓 … God ！ Save me ！！ 为什么受伤的总是我！ 思考：观察此图，你有何看法？ 结论： 金属活动性顺序表中 （ H ）前面 的金属与酸反应产生 H 2 。 金属越活泼，与酸反应越剧烈。 二、金属与酸和水反应 二、金属与酸和水反应 2 、钠与水反应 演示实验，观察现象 概括 现象 性质 2Na+2H 2 O=2NaOH+H 2 ↑ 浮 熔 游、响 红 钠 浮 在水面上 立刻 熔 成一个小球 在水面上四处 游 动，发出“嘶嘶声” 反应后溶液变 红 密度比水小 反应放热，熔点低 产生气体 生成碱性物质 现象 : 产生轻微的爆鸣声 如何检验金属钠与水反应生成的气体是 H 2 氢气 结论 : 2Na+H 2 O === 2NaOH+H 2 ? 将钠放入硫酸铜溶液中，能否置换出铜单质？ 将钠放入盐酸中，钠将先和 H 2 O 反应，还是先和 HCl 反应？ 2Na+CuSO 4 =Cu+Na 2 SO 4 2Na+2HCl=2NaCl+H 2 ↑ 课堂思考： × 2NaOH+CuSO 4 =Cu(OH) 2 ↓ +Na 2 SO 4 2Na+2H 2 O=2NaOH+H 2 ↑ 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 一般规律： 钠与 酸 溶液反应时，钠直接与溶液中的酸反应，但当钠与 其它溶液 反应时，一般是钠 先与水反应生成氢氧化钠和氢气 ，然后再看生成的氢氧化钠是否与原溶液中的溶质反应！ 3 、钠的保存、 在自然界的存在、用途、制法 保存在煤油里。 易与空气中的氧气反应 易与水反应 钠着火的处理？ 性质： 用干燥的沙土扑灭 1 、保存： 决 定 铁与水如何反应？ 1. 铁与水蒸气的反应 铁不能与冷、热水反应 , （可以在水，氧气的条件下被腐蚀生锈，主要成分是三氧化二铁）但能否与水蒸气反应 ? 请设计一个简单的实验装置 , 使还原铁粉与水蒸气反应 1. 水蒸气的发生装置 2. 水蒸气与铁粉反应装置 3. 产物的检验 ( 收集 ) 装置 水蒸气的发生装置 水蒸气与铁粉反应装置 产物收集装置 方案 1: 方案 2: 3Fe ＋ 4H 2 O(g ） Fe 3 O 4 ＋ 4H 2 方案 3: 铁与水反应 二、铁和水蒸汽反应 观看视频，描述现象 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，用燃着的火柴去点燃肥皂泡，可发出爆鸣声； 4 、 实验结束时，应先从肥皂水中撤出导管，再移去燃着的酒精灯。 3Fe+4H 2 O(g)===Fe 3 O 4 +4H 2 ↑ 高温 4 、金属与水反应小结 Mg+2H 2 O===Mg(OH) 2 +H 2 ↑ 100 ℃ 2Na+2H 2 O=2NaOH+H 2 ↑ 2K+2H 2 O=2KOH+H 2 ↑ ( 剧烈，氢气易爆炸 ) 2Al+6H 2 0===2Al(OH) 3 +3H 2 ↑ ∆ 金属性越强，越容易与水反应 讨论：金属与水反应的规律 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 与冷水反应生成碱和氢气 与热水反应生成碱和氢气 高温下与水蒸气反应生成氧化物和氢气 不与水反应 小结 金属性越强， 常温下与酸反应越剧烈； 金属性越强， 常温下与水反应越强烈； 三 . 铝与氢氧化钠溶液的反应 1. 铝与稀盐酸的反应 化学方程式为 : 2. 铝与氢氧化钠溶液的反应 2Al+2NaOH+2H 2 O==2NaAlO 2 +3H 2 铝既能与强酸溶液反应也能与强碱溶液反应，因此酸、碱可直接侵蚀铝的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、碱性或咸的食物 。 2Al + 6HCl == 2AlCl 3 + 3H 2 （可看作分两步进行） 铝既能与强酸反应，又能与强碱反应 四、物质的量在化学方程式计算中的应用 2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 ↑ 化学计量数之比 2 ： 2 ： 2 ： 1 物质的量之比 2mol ： 2mol ： 2mol ： 1mol 横（量）相当，竖（单位）相同 化学计量数之比等于物质的量之比 扩大 N A 倍 2N A ： 2N A ： 2N A ： N A 实验室用 6.5g Zn 与足量盐酸完全反应 。 求：① Zn 的物质的量； ②参加反应 HCl 的物质的量；③ 生成 H 2 的体积(标况下)。 解： n(Zn) = m (Zn) M (Zn) 6.5g 65g/mol = = 0.1mol 【 例 题 】 2 、根据化学方程式进行计算的基本步骤 ： （ 1 ）根据题意写出相关反应的化学方程式 （ 2 ）找出相关物质的计量数之比 （ 3 ）对应计量系数，找出相关物质的物质的量 （要求的量用 n(B) 或设未知数 x 、 y 等代表） （ 4 ）根据计量关系进行计算。 Zn + 2HCl == ZnCl 2 + H 2 解： 1 2 n (HCl) 0.1 mol n (HCl)= 0.2 mol 1 n (H 2 ) n (H 2 )= 0.1 mol V(H 2 )= n (H 2 ) × Vm = 0.1 mol × 22.4 L/ mol = 2.24 L 1 2 0.1 mol n (HCl) = 1 1 0.1 mol n (H 2 ) = Zn + 2HCl == ZnCl 2 + H 2 1 mol 22.4 L V (H 2 ) 0.1 mol 1 mol 0.1 mol = 22.4 L V (H 2 ) （ 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： 将 8.1g 铝与足量的氢氧化钠反应，计算生成氢气 ___ L, 需要氢氧化钠 __ mol ，有 __ mol 电子发生转移。 例题 2 ： 2Al+2NaOH+2H 2 O=2NaAlO 2 + 3H 2 ↑ ~ 6e - 54g 2mol 67.2L 6mol 8.1g xmol yL zmol X=0.3mol Y=10.08L Z=0.9mol ∴生成氢气 10.08 L, 需要氢氧化钠 0.3 mol ，有 0.9 mol 电子发生转移。