高中化学金属的化学性质课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第一节 金属的化学性质,第三章 金属及其化合物,第三章 金属及其化合物,第一节 金属的化学性质,你知道焰火晚会上五颜六色的焰火是用什么制成的吗？你见过可以用小刀切割的金属吗？水是用来灭火的，你见过用水能够生火的吗,就让我们一起走进神奇的金属世界,古代炼铁,青铜器,铜 线,绚丽多彩的金属世界,铝箔,1.,金属元素在自然界中的存在,图,3,1,元素在地壳中的含量,地壳中含量最多的两种金属元素：,Al,、,Fe,思考与交流,金属的一些物理性质,2.,金属有哪些物理共性,?,不透明、多数为银白色、有金属光泽、导电性、导热性、延展性。,讨论：,思考与交流,3.,以,Fe,为例，说明金属能发生哪些,化学反应,？,（,1,）与非金属反应,（,2,）与酸反应,（,3,）与某些盐溶液反应,3Fe+2O,2,=Fe,3,O,4,Fe+,HCl,=,FeCl,+H,2,Fe+CuCl,2,=FeCl,2,+Cu,分析下列图片，写出反应的化学方程式。,若是离子反应的，写出离子方程式,铝丝与硫酸铜溶液反应,镁条燃烧,铜丝与硝酸银溶液反应,镁条与稀盐酸反应,4,、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,）,一、金属与非金属的反应,1.,钠与氧气的反应,一、金属与非金属的反应,现象记录,观察现象性质,煤油,保存在煤油中,密度比煤油大,滤纸,吸干表面的煤油,小刀切割,质地软,硬度小,新表面的颜色与光泽,银白色，有金属光泽,与大多数金属一样,在空气中的变化,易变暗,易在空气中反应,活动与探究,物理性质：色 态 熔、沸点,光泽 密度 保存,上述现象哪些涉及钠的化学性质,原因：易与空气中的氧气反应,4Na+O,2,=2Na,2,O,（白色）,银白色、有金属光泽的固体，热、电的良导体，质软、,密度小、熔点低。,保存在煤油中，在空气中易变暗,实验,3-2,：,把一小块金属钠放在坩埚里，加热，有什么现象？,实验现象,：,钠受热先,熔,化成银白色的小球，接着,燃烧,起来，,火焰呈黄色,最后生成,淡黄色固体,。,2Na+O,2,Na,2,O,2,(,淡黄色,),常温下,4Na+O,2,=2Na,2,O,（白色）,加热下,0,0,+1,-1,失去,e-,，化合价升高，被氧化,得到,2,e-,，化合价降低，被还原,0,0,+1,-2,失去,4,e,-,，化合价升高，被氧化,得到,2,2e,-,，化合价降低，被还原,结论：,钠的化学性质很活泼，在常温或加热的条件下都能跟氧气反应。（,条件不同，现象不同，产物不同。）,不稳定,稳定,二,.,钠的化学性质,1.,钠与氧气反应,2Na+O,2,=,Na,2,O,2,(,淡黄色,),还原剂,氧化剂,氧化剂,还原剂,加热,名称,颜色及状态,化合价,稳定性,氧化钠,过氧化钠,白色固体,淡黄色固体,Na,2,O,与,Na,2,O,2,的比较,+1 -2,Na,2,O,+1 -1,Na,2,O,2,不稳定,较稳定,探究内容,用坩锅钳夹住一小块铝箔在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动。,再取一块铝箔,用砂纸仔细打磨,除去表面的保护膜,再加热至熔化。,现象,现象解释,结论,铝容易被氧化而生成一层致密的氧化膜。,铝表面的氧化膜保护了铝,。构成薄膜的氧化铝,(Al,2,O,3,),的熔点（,2050,）高于铝的熔点（,660,），包在铝的外面，使熔化了的铝不会滴落下来。,铝箔发红卷缩,熔化不滴落。,铝箔发红卷缩,很快就变暗 失去光泽，熔化不滴落。,科学探究,铝很活泼，除去原来的氧化膜后，很快又会生成一层新的氧化膜。,4Al +3 O,2,=2Al,2,O,3,金属元素的最外层电子数较少，容易失去，单质往往表现出,还原性,，当遇到氧化剂时，就会发生氧化还原反应。因此，除了能被氧气氧化外，还能被氯气、硫等具有氧化性的物质氧化，生成相应的氯化物或硫化物。,小结:,如：,2Na+Cl,2,=2NaCl,2Fe+3Cl,2,=2FeCl,3,Fe+S,=,FeS,2Na+S=Na,2,S,（研磨会爆炸）,点燃,点燃,1.,钠在空气中加热，观察实验现象是（）,A.,金属钠熔化,B.,燃烧时放出红色火花,C.,生成白色的固体物质,A,3.,下列关于铝的叙述中，不正确的是（）,A.,铝是地壳中含量最多的金属元素,B.,在常温下，铝不能与氧气反应,C.,铝是一种比较活泼的金属,D.,在化学反应中，铝容易失去电子，是还原剂,2.,下列关于钠的叙述中，不正确的（）,A.,钠是银白色、质软的金属，可用小刀切割,B.,钠燃烧时生成氧化钠,C.,钠有很强的还原性,D.,钠原子的最外层只有一个电子,B,B,1,、金属与水的反应,实验探究,：钠与水的反应,浮,在水面上,金属钠,熔,化成小球，四处,游,动，发出嘶嘶的,响,声，水溶液变,红,。,二、金属与酸和水的反应,钠所在的位置,钠球的运动和大小变化情况,溶液颜色的变化情况等,观察点,产物呈,碱性,反应剧烈、有气体生成,气体,推动小球,迅速,移动,反应,放热,、钠的,熔点低为,97.81,密度,(,钠,),密度（水）,0.97g/cm,3,现象,解释,浮,熔,游,响,红,金属钠与水,(,加了酚酞,),反应的,实验现象,:,钠与水反应原理,钠与水电离所产生的氢离子反应，生成氢气。,钠与水反应实质,化学方程式：,2Na+2H,2,O=2NaOH+H,2,失,2,e-,得,2,e-,还原剂,氧化剂,离子方程式：,2Na+2H,2,O=2Na,+,+2OH,-,+H,2,练习：,请标出钠与水反应的电子转移情况；请写出钠与水反应的离子方程式,。,Na,的保存,Na,的保存,在煤油,或石蜡油中,隔绝空气与水,Na,着火,用干沙土扑灭,1.,预测金属钠与盐酸的反应的现象。和钠与水相比哪个更剧烈？,钠与酸反应比与水反应剧烈。由于钠与水反应，实质上是钠跟水电离出的,H,+,反应；而酸中的,H,+,浓度比水中,H,+,浓度大。,思维拓展,:,钠与酸反应的离子方程式,:,2Na+2H,+,=2Na,+,+H,2,思考与交流：,在金属活动顺序表中，钠排在铁、铜等金属的前面，说明钠比铜要活泼得多，那么钠能与,CuSO,4,溶液,反应置换出铜吗？,补充实验,把一小块金属钠投入到硫酸铜溶液中，观察发生的现象。,实验探究：,钠与盐溶液的反应,实验现象,浮在水面、熔成小球、四处游动、发出嘶嘶的响声，有蓝色絮状沉淀产生。,2Na+2H,2,O=2NaOH+H,2,2NaOH+CuSO,4,=Cu(OH),2,+Na,2,SO,4,2Na+2H,2,O,+CuSO,4,=Cu(OH),2,+Na,2,SO,4,+H,2,反应原理：,思考与交流,人们通常用铁制水壶来盛水和烧水。这说明了什么,?,铁真的不能跟水反应吗,?,铁不能与冷、热水反应，但能否与水蒸气反应？,科学探究：铁与水的反应,能否设计一套,简单的实验装置,，使铁粉与水蒸气反应？,假设推论,：化学反应方程式,3Fe+4H,2,O,=,=Fe,3,O,4,+4H,2,高温,（固）,（气）,实验设计探究,请用三支试管、水槽、蒸发皿、胶塞、导管、酒精喷灯及其它必要的仪器和物品，设计一个还原铁粉与水蒸气反应的实验装置，画出装置简图。,应考虑：水蒸气的发生 水蒸气与铁粉的反应 气体产物的检验等。,铁粉与水蒸气反应的实验装置：,该反应装置各部分的作用是什么？,产生水蒸气；,水蒸气与铁粉反应,检验产生的气体,方案,1,干燥剂,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,2,高温,3Fe+4H,2,O(g),=,Fe,3,O,4,+4H,2,方案,3:,课本中设计的装置更好,（优点,:,装置简单、操作方便、现象明显）,在下表中记录实验现象,现象,化学方程式,3Fe+4H,2,O(g),=,Fe,3,O,4,+4H,2,加热时试管内铁粉红热，点燃肥皂泡可听到爆鸣声。,反应条件,反应现象,产物,钠和水反应,常温,反应剧烈,NaOH,、,H,2,铁和水反应,高温（与水蒸气反应）,反应困难,Fe,3,O,4,、,H,2,2Na+2HCl=2NaCl+H,2,Fe+2HCl=FeCl,2,+H,2,Mg+2HCl=MgCl,2,+H,2,最慢,最快,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。,2,、金属与酸的反应,M+2H,+,=M,2+,+H,2,思考,：,Na,、,Mg,、,Fe,分别与盐酸反应哪个快哪个慢？为什么？,常温下，,Fe,、,Al,可被浓硝酸、浓硫酸钝化,，,在铁、铝表面形成一层致密的保护膜，阻止了内部金属的进一步氧化。因此，,可用铁制容器或铝制容器盛放浓硫酸和浓硝酸。,注意,金属与水反应的难易,与水反应越容易，反应越剧烈，金属越活泼。,比较金属活动性强弱的实验方法,金属与酸反应的难易,与酸反应产生,H,2,越容易，反应越剧烈，金属越活泼。,金属之间的置换反应,想一想：,可以通过哪些实验事实来比较不同金属的活动性强弱？,Na,、,Mg,、,Fe,都能与稀盐酸、稀硫酸反应,能不能与,NaOH,溶液反应？,Al,能否与,NaOH,溶液反应？,思考：,实验,3-4,：取两支试管，分别加入,5mL,的盐酸和,NaOH,溶液，再分别加入几片铝片，观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放在两支试管口，观察实验现象。,实验探究：,三、铝与氢氧化钠溶液的反应,现象：,铝片放入盐酸、,NaOH,溶液中都,有气泡产生,，点燃气体观察到,蓝色火焰。,思,考,为什么铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应开始时气体产生的速度较慢，而后越来越快？,因为开始时是铝表面的氧化膜先发生作用，氧化膜反应完全以后才有,H,2,产生，该反应为放热反应，且随着反应的进行，温度升高，反应速度也加快。,化学方程式：,2Al+2NaOH+2H,2,O=2NaAlO,2,+3H,2,2Al+6HCl=2AlCl,3,+3H,2,铝的特殊性：,既能跟,酸,反应产生,H,2,，又能跟,强碱,溶液反应产生,H,2,。,偏铝酸钠,三、铝与氢氧化钠溶液的反应,元素,包括,金属元素,和,非金属元素,。铝既能与盐酸反应，,又能与氢氧化钠反应，我们又称,铝为两性元素,铝和氧化铝均能跟酸、碱反应，因而铝的保护膜和铝制品会直接被酸、碱、盐侵蚀，所以，铝制餐具不宜用来蒸煮或长期存放酸性、碱性或咸的食物。,思考,：铝制餐具是否适宜用来蒸煮或长时间盛放酸性、碱性或咸的食物？为什么？,金在自然界中以游离态存在,以上我们学习了金属的一些化学性质，通过分析不难发现，在反应中这些金属元素的化合价都发生了变化，它们从,0,价升为正价。,在这些变化中，金属表现了强的,还原性,，,做还原剂,。,在自然界中金属多以,化合态,存在，只有极少数不活泼的金属如金以,游离态,存在。,小结：,下列关于铝的叙述，不正确的是（）,A,铝是地壳中含量最多的金属元素,B,铝的抗腐蚀性能好，原因是铝表面的氧化膜可以,阻止铝与空气中的氧气接触,C,铝是一种活泼金属，在化学反应中常作还原剂,D,铝制餐具能用于蒸煮，或者长时间存放碱性食,物，但不适宜于存放酸性食物,D,课堂练习题：,四、物质的量在化学方程式计算中的应用,N,A,m n N,M,M,N,A,质量,粒子数目,V,（,气体体积）,Vm,Vm,c,B,（,溶液）,V,（,aq,),V(aq,),知识网络图,化学计量数之比,扩大,N,A,倍,物质的量,(,n,),之比,2Na,2H,2,O,2NaOH,H,2,2,2,2,：,：,：,1,2N,A,2N,A,2N,A,：,：,N,A,：,2mol,2mol,2mol,：,：,1mol,：,化 学 计 量 数 之 比,物 质 的 量 之 比,=,一、原 理：,四：,物质的量应用于化学方程式的计算,微粒数之比,：,2,个,:,2,个,:2,个,:1,个,【,例 题,】,实验室用,6.5g Zn,与足量盐酸完全反应,。,求：,Zn,的物质的量；,参加反应,HCl,的物质的量；,生成,H,2,的体积(标况下)。,Zn+2HCl=ZnCl,2,+H,2,解：,1,2,n,(,HCl,),0.1mol,n,(HCl,)=0.2 mol,1,2,0.1 mol,n,(HCl,),=,Zn+2HCl=ZnCl,2,+H,2,m,(,HCl,),6.5g,65,2,36.5,m,(HCl,)=7.3g,7.3 g,36.5g/mol,n,(HCl,)=,=0.2 mol,n(Zn,)=,m(Zn),M(Zn),6.5g,65g/mol,=,=,0.1mol,解法,1,：,解法,2,：,讨论：哪种方法简单？,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,）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。,1,2,0.1,mol,n,(HCl,),=,二、根据化学方程式进行计算的基本步骤：,1,1,0.1,mol,n,(H,2,),=,怎样计算生成,H,2,的体积？,【,例 题,】,实验室用,6.5g Zn,与足量盐酸完全反应,。,求：,Zn,的物质的量；,参加反应,HCl,的物质的量；,生成,H,2,的体积(标况下)。,Zn+2HCl =ZnCl,2,+H,2,1,mol,22.4,L,V,(H,2,),0.1,mol,V,(H,2,)=,2.24,L,=,0.1,mol,22.4,L/mol,1,mol,1,mol,0.1,mol,=,22.4,L,V(H,2,),上下,单位要,相同，左右要相对应,解法,2,：,Zn+2HCl =ZnCl,2,+H,2,65g,22.4,L,V(H,2,),6.5g,2,mol,n,(,HCl,),=,2,mol,n(HCl,),=,22.4,L,V(H,2,),65g,6.5g,注 意：,（,1,）化学方程式所表示的是实际参加反应的物质之间量的关系。,（,2,）,上下单位要相同，左右要相对应,n,(HNO,3,)=0.5,mol,NaOH,+HNO,3,=NaNO,3,+H,2,O,1,、完全中和,0.5 mol,NaOH,需多少摩,尔,的,HNO,3,？,其质量是多少克？,解：,答：完全中和,0.5molNaOH,需,0.5,mol HNO,3,其质量为31.5,g,。,1,1,0.5 mol,n,(HNO,3,),=,1,1,n,(HNO,3,),0.5 mol,HNO,3,摩尔质量为63,g/mol,m,(HNO,3,)=0.5,mol,63,g/mol,=31.5 g,因为,所以,【,练 习,】,解：（,1,）,（,2,）,2Na+2H,2,O=2NaOH+H,2,【,练一练,】,2,、有,4.6g,的金属钠跟水发生反应，钠完全反应，计算：,（,1,）,4.6g,钠的物质的量,（,2,）求生成的氢氧化钠的物质的量,（,3,）求生成的气体的体积（标准状态下）,2,2,0.2mol,1,n,(NaOH,),n,(,H,2,),n(H,2,)=0.1mol,n(NaOH)=0.2mol,V(H,2,)=0.1mol22.4L=2.24L,2mol,c,(NaOH,),=,2 mol,0.4 mol,2Al +2NaOH+2H,2,O=,2NaAlO,2,+3H,2,n(NaOH,),n(NaOH,),V,液,=0.8 mol/L,322.4 L,V,(,H,2,),V(H,2,)=,13.44 L,n(NaOH,),=,0.4mol,=,2,mol,n(NaOH,),=,3,22.4,L,V(H,2,),2mol,0.4mol,答：,Al,的物质的量,0.4mol,，,参加反应,的,NaOH,的物质的量是,0.4mol,，溶液的物质的量浓度是,0.8mol/L,，,生成标,准状,况下,H2,的体积,是,13.44 L,。,n,(Al),=,m(Al,),M(Al,),=0.4 mol,3,、向,500mLNaOH,溶液中投入,10.8gAl,，二者恰好,完全反应,后，计算：,Al,的物质的量。,参加反应,的,NaOH,的物质的量和溶液的物质的量浓度。,生成标,准状,况下,H,2,的体积。,解：,10.8 g,27 g/mol,=,0.4 mol,0.5L,=,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。,3,弄清应注意的问题,（,1,）,化学方程式所表示的是实际参加反应的物质之间的量的关系,。,（,2,）,上下单位要相同，左右要相对应,。,1,、化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比,通过做以上例题、习题，大家有什么体会？,小 结：,练 习,1,、物质在相互反应时,(),A.,它们的质量一定相等,B.,它们的物质的量一定相等,C.,它们的质量比等于方程式中化学计量数之比,D.,它们物质的量比等于方程式中化学计量数之比,D,B,2,、取两份物质的量相等的铝粉，分别与足量的盐酸、浓氢氧化钠溶液反应，在相同状态下产生的气体体积之比是（）,A,1,：,1 B,1,：,2 C,1,：,3 D,3,：,2,A,3,、,0.16 g,氢氧化钠恰好与,20,mL,的盐酸完全反应，则盐酸的物质的量浓度为,(),A.0.1 mol/L B.0.2 mol/L,C.0.5 mol/L D.1 mol/L,作业,计算题,将,5.4,克,AL,投入到足量的,NaOH,溶液中，试计算：,1.,消耗,NaOH,的物质的量是多少？,2.,生成,NaALO,2,的质量是多少？,3.,在标况下生成多少体积的,H,2,？,