金属及其化合物.pptx

金属的应用金属的应用科学视野科学视野地壳中元素含量示意地壳中元素含量示意图地壳中各元素的含量地壳中各元素的含量(OSiA1Fe)资料：料：金属的存在金属的存在:主要以主要以化合化合态形式存在；形式存在；极少数以极少数以游离游离态(单质)形式存在形式存在:银、铂、金等。、金等。金属元素最外金属元素最外层电子数子数较少，易失去少，易失去电子，子，因而性因而性质活活泼。思考：为什么自然界金属大多以化合思考：为什么自然界金属大多以化合 态存在？态存在？思考思考交流交流请请画出画出Na、Mg、Al的原子结构示意图：的原子结构示意图：+11+112 2 8 8 1 1NaMgAl+12+122 2 8 8 2 2+13+132 2 8 8 3 3原子结构与化原子结构与化学性质有什么学性质有什么联系联系?+11+112 2 8 8Na+12+122 2 8 8Mg2+13+132 2 8 8Al3+金属的原子结构特点决定了金属原子容金属的原子结构特点决定了金属原子容易失电子，表现还原性，在化学反应中易失电子，表现还原性，在化学反应中还原剂，化合价升高，被氧化。还原剂，化合价升高，被氧化。1 1、金属的颜色、状态、金属的颜色、状态 3、延展性延展性2、导电、导热性导电、导热性 金属的物理通性金属的物理通性 大多数金属都是银白色、不透明、具有金属光泽的固体大多数金属都是银白色、不透明、具有金属光泽的固体大多数金属具有良好的导电、导热性大多数金属具有良好的导电、导热性(导电性最好的是导电性最好的是Ag)大多数金属具有良好的延展性（延展性最好的是大多数金属具有良好的延展性（延展性最好的是Au）铜是紫红色，金是黄色；在常温下铜是紫红色，金是黄色；在常温下,Hg是液体是液体2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2AgMg+2HCl=MgCl2+H2 2Mg+O2 2MgO 金属有哪些共同的金属有哪些共同的化学化学性质性质？与非金属与非金属单质反反应与酸反与酸反应与与盐溶液反溶液反应 一一、金属与非金属的反、金属与非金属的反应1.1.钠与氧气的反应钠与氧气的反应切面是切面是银白色，迅速白色，迅速变暗。暗。物理性质：物理性质：化学性质：化学性质：化学性质很活泼化学性质很活泼 ,常温下能与氧气反应常温下能与氧气反应.1.银白色金属光白色金属光泽的固体的固体2.质软(硬度小硬度小)3.密度大于煤油的密度密度大于煤油的密度常温常温4Na +O2 =2Na2O（白色）（白色）现象：现象：化学方程式：化学方程式：钠钠受热熔化成小球受热熔化成小球，与氧气剧烈反应，发出，与氧气剧烈反应，发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体。黄色火焰，生成一种淡黄色固体。2Na+O2=Na2O2-1淡黄色固体淡黄色固体2Na+S Na2S（研磨易爆炸（研磨易爆炸）点燃点燃2Na+Cl2 2NaCl（产生大量白烟）（产生大量白烟）2Na2O+O2=2Na2O2热稳定性：热稳定性：Na2O2Na2O4Na+O2=2Na2O白色固体白色固体-22Na+O2=Na2O2淡黄色固体淡黄色固体-1小结：大多金属可以和氧气发生反应小结：大多金属可以和氧气发生反应 活泼活泼的金属在空气中易与氧气反应，生成的金属在空气中易与氧气反应，生成一层一层氧化物氧化物。有的氧化膜有的氧化膜疏松疏松，不能保护内层金属，不能保护内层金属，如铁表面的铁锈、钠表面的氧化层等。如铁表面的铁锈、钠表面的氧化层等。有的氧化膜有的氧化膜致密致密，可以保护内层金属不被，可以保护内层金属不被继续氧化，如镁，铝等表面的氧化膜继续氧化，如镁，铝等表面的氧化膜 点燃镁条前，常用砂纸打磨，这样点燃镁条前，常用砂纸打磨，这样点燃会容易些那么铝的情况如何？点燃会容易些那么铝的情况如何？科学探究科学探究:加热铝箔加热铝箔探究内容探究内容用坩锅钳夹住一小块铝箔用坩锅钳夹住一小块铝箔在酒精灯上加热至熔化，在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动。轻轻晃动。再取一块铝箔再取一块铝箔,用砂纸仔细用砂纸仔细打磨打磨,除去表面的保护膜除去表面的保护膜,再再加热至熔化。加热至熔化。现象现象现象解释现象解释结论结论铝容易被氧化而生成一层致密的氧化膜。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铝表面的氧化膜保护了铝。构成薄膜的氧化铝构成薄膜的氧化铝(Al2O3)的熔点（的熔点（2050）高于铝）高于铝的熔点（的熔点（660），包在铝），包在铝的外面，使熔化了的铝不的外面，使熔化了的铝不会滴落下来。会滴落下来。铝箔发红卷缩铝箔发红卷缩,熔化熔化不滴落。不滴落。铝箔发红卷缩铝箔发红卷缩,很快就变暗很快就变暗 失去光泽，熔化不滴落。失去光泽，熔化不滴落。铝很活泼，除去原来的氧铝很活泼，除去原来的氧化膜后，很快又会生成一化膜后，很快又会生成一层新的氧化膜。层新的氧化膜。4Al +3 O2 =2Al2O3 点燃点燃2Al+3Cl2 2AlCl32Al+3 S Al2S33Mg+N2=Mg3N2 点燃点燃镁与非金属的反应镁与非金属的反应 点燃点燃2Mg+O2 2MgO发出耀眼的发出耀眼的白光白光;产生大量的白产生大量的白烟烟2Mg+CO2=2MgO+C点燃点燃 点燃点燃3Fe+2O2 Fe3O4火星四射火星四射，具有磁性，具有磁性的黑色的黑色晶体晶体铁与非金属的反应铁与非金属的反应4Fe+3O2 2Fe2O3 (铁锈，红棕色粉末铁锈，红棕色粉末)点燃点燃2Fe+3Cl2 2FeCl3Fe+S FeS铜与非金属的反应铜与非金属的反应2Cu+O2 2CuO (黑色黑色)点燃点燃 点燃点燃Cu+Cl2 CuCl22Cu+S Cu2S二、二、金属金属与酸和水的反与酸和水的反应 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au位于金属活位于金属活动顺序中序中氢以前的金属可以前的金属可以和酸反以和酸反应，生成，生成盐和和氢气。气。1.金属与酸的反应金属与酸的反应2.钠与水的反应钠与水的反应（1）用）用镊子镊子取一小块钠置于滤纸上，取一小块钠置于滤纸上，吸干吸干表面的煤油，表面的煤油，用小刀切用小刀切绿豆绿豆大的一粒，其余大的一粒，其余放回原瓶放回原瓶。（2）在在烧杯中加一半水，滴入烧杯中加一半水，滴入12滴滴酚酞酚酞试剂，并将试剂，并将切下的钠粒投入烧杯中，盖上玻片，切下的钠粒投入烧杯中，盖上玻片，观察实验现象观察实验现象。现象现象解释解释加有酚酞的溶液变成红色加有酚酞的溶液变成红色钠浮在水面上钠浮在水面上熔成光亮小球熔成光亮小球四处游动四处游动钠的密度比水小钠的密度比水小反应放热反应放热，钠，钠熔点熔点较低较低有气体产生且反应剧烈有气体产生且反应剧烈有碱性物质生成有碱性物质生成发出嘶嘶的响声，且钠很快消失发出嘶嘶的响声，且钠很快消失反应剧烈反应剧烈记忆口诀：浮记忆口诀：浮 熔熔 游游 响响 红红 2Na+2H2O 2NaOH+H2实验结论实验结论1、钠的物理性质：、钠的物理性质：2、钠与水反应：、钠与水反应：3、钠的取用：、钠的取用：4、钠的保存：、钠的保存：5、钠的灭火：、钠的灭火：银白色金属，银白色金属，密度比水小密度比水小、质地、质地软、熔点低，延展性，良好的导软、熔点低，延展性，良好的导电、导热性。电、导热性。2Na+2H2O 2NaOH+H2现象：现象：浮、熔、游、响、红。浮、熔、游、响、红。用镊子夹取，用完的钠放回原瓶。用镊子夹取，用完的钠放回原瓶。煤油或石蜡油中。煤油或石蜡油中。不能用水，只能用干沙盖灭。不能用水，只能用干沙盖灭。交流交流研讨研讨将将金属钠投入到水和煤油的分层混合液金属钠投入到水和煤油的分层混合液中，有什么实验现象？中，有什么实验现象？密度：水密度：水 钠钠 煤油煤油。故钠会沉到水和。故钠会沉到水和煤油煤油的分界线，的分界线，反应放氢气使钠球往上弹，然后又掉下来，再弹。如反应放氢气使钠球往上弹，然后又掉下来，再弹。如此反复直到反应完。此反复直到反应完。3.钠与酸、盐溶液反应的规律钠与酸、盐溶液反应的规律钠与酸反与酸反应比与水反比与水反应剧烈。由于烈。由于钠与水与水反反应，实质上是上是钠跟水跟水电离出的离出的H+反反应；而酸中的而酸中的H+浓度比水中度比水中H+浓度大。度大。a.2Na+2H+=2Na+H2 b.若若钠过量，待酸消耗尽之后，再与水反量，待酸消耗尽之后，再与水反应2Na+2H2O=2NaOH+H2 2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4 蓝色絮状沉淀蓝色絮状沉淀总反应式：总反应式：2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4+H2实质：钠先和水反应，生成的氢实质：钠先和水反应，生成的氢氧化钠再与硫酸铜反应。氧化钠再与硫酸铜反应。钠与盐溶液反应，不能置换出盐中金属钠与盐溶液反应，不能置换出盐中金属 若将金属若将金属钠投入到硫酸投入到硫酸铜溶溶液中，能否置液中，能否置换出出铜来呢？来呢？钠钠浮浮在水面上；在水面上；熔熔化成一个闪亮的小球；小球化成一个闪亮的小球；小球迅速四处迅速四处游游动；发出动；发出嘶嘶嘶嘶响响声；声；并逐渐缩小，并逐渐缩小，至完全消失；同时溶液中产生至完全消失；同时溶液中产生蓝色蓝色沉淀沉淀c.Na与盐溶液反应与盐溶液反应（1）若盐与）若盐与NaOH不反应，则只发生不反应，则只发生2Na+2H2O 2NaOH+H2（2）若盐与）若盐与NaOH 反应，则反应，则Na和和H2O发生反应，随后发生反应，随后NaOH 与盐反应与盐反应将将金属钠投到金属钠投到FeCl3溶液中会有什么现象溶液中会有什么现象？现象：现象：浮、浮、熔、熔、游、响、游、响、红褐色红褐色沉淀沉淀反反 应应 2Na+2H2O=2NaOH+H2 3NaOH+FeCl3=Fe(OH)3+3NaCl6Na+6H2O+2FeCl3=2Fe(OH)3+6NaCl+3H2 铁不能与冷、不能与冷、热水反水反应,但能否与水蒸气但能否与水蒸气反反应?请设计一个一个简单的的实验装置装置,使使还原原铁粉与水蒸气反粉与水蒸气反应1.水蒸气的发生装置水蒸气的发生装置2.水蒸气与铁粉反应装置水蒸气与铁粉反应装置3.产物的检验产物的检验(收集收集)装置装置3Fe4H2O(g）Fe3O44H2水蒸气的水蒸气的发生装置发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收产物收集装置集装置5.铝与与氢氧化氧化钠溶液的反溶液的反应1.铝与稀与稀盐酸的反酸的反应化学方程式为化学方程式为:离子方程式为离子方程式为:2Al+6H+=2Al3+3H22Al +6HCl=2AlCl3+3H22Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H22.铝与与氢氧化氧化钠的反的反应 两份铝粉分别与足量的两份铝粉分别与足量的NaOH溶液和溶液和HCl溶液反溶液反应，产生的气体体积相同应，产生的气体体积相同(同温、同压下同温、同压下)，则这两份，则这两份铝粉的质量之比为（铝粉的质量之比为（）A.1 ：2 B.1 ：3 C.3 ：2 D.1 ：1D2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H22Al+6HCl=2AlCl3+3H2 2 :32 :3三、物质的量在化学中的应用：三、物质的量在化学中的应用：2CO +O2 =2CO2分子个数比分子个数比2 ：1 ：2扩大扩大6.021023倍倍26.021023 ：6.021023 ：26.021023 物质的量之比物质的量之比2mol ：1mol ：2mol质量之比质量之比56g ：32g ：88g化学计量数之比化学计量数之比2 ：1 ：2体积之比体积之比这个反应方程式的化学计量数可这个反应方程式的化学计量数可以表示哪些意义？以表示哪些意义？2 ：1 ：2标准状况下，用铝箔包裹标准状况下，用铝箔包裹0.1mol金属钠，用针扎一金属钠，用针扎一些小孔，放入水中，完全反应后，生成的气体的体些小孔，放入水中，完全反应后，生成的气体的体积是多少？积是多少？2Na+2H2O=2NaOH +H22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H20.1mol0.05mol0.1mol0.1mol0.15molV(H2)=22.4L/mol0.2mol=4.48L