第三章金属及其化合物第一节金属的化学性质第一课时.ppt

第一节金属的化学性质,第,1,课时金属与非金属、水、酸和盐的反应,金属及其化合物,中国科技馆里有一件展品，名字叫,“,魔力水车,”,。你看，一个大大的轮子，没有任何动力驱动，但它却在自动地、永不停息地旋转着。你一定会感到很奇怪，为什么它会无动力地自动旋转？它是永动机吗？如果不是，那它的动力又来自何方？要回答这些问题，就要从展品自身讲起。,“,魔力水车,”,是一件展示形状记忆合金性能的展品，轮子能自动旋转，奥妙就在形状记忆合金材料上。形状记忆合金是一种具有特殊功能的新型材料。当它发生严重变形后，只要改变温度，给它加热,(,或冷却,),，它就会恢复到原来的形状。这种合金能永远记住自己在某一温度下的形状，所以人们把它叫做形状记忆合金。,“,魔力水车,”,的叶片是有双向记忆功能的形状记忆合金片制作的，能记住自己两个温度时的形状。,“,魔力水车,”,不是永动机，世界上根本就没有永动机。它遵从能量守恒的原则，它的能量来自于热水。,1,掌握,Na,、,Al,与,O,2,、,Cl,2,、,S,等非金属的反应现象及化学方程式的书写。,2,掌握,Na,与水、酸、盐溶液等反应的原理、现象。,金属的存在及通性,1,金属的存在,(1),存在：绝大多数金属元素在自然界中以,_,形式存在。,(2),原因：绝大多数金属的化学性质,_,。,2,金属的物理通性,一般金属有金属,_,、,_,透明、,_,导电、,_,导热有延展性等。,答案：,1.,化合态比较活泼,2,光泽不易易,3,金属的化学通性,金属原子最外层电子数较少，在化学反应中易,_,电子，表现出较强的,_,。在化合物中，只有,_,化合价，,_,负价，不同金属活泼性不同。,(1),金属与非金属反应：大多数金属能与,O,2,生成相应的化合物，如,2Cu,O,2,_,。,答案：,失还原性正无强弱,(1)2CuO,(2),金属与酸反应：较活泼金属均可与盐酸等发生,_,反应生成,_,放出,_,。,(3),金属与盐反应：有些金属可以失去电子将盐中其他金属元素置换出来，表现其还原性，如,Zn,Cu(NO,3,),2,_,_,，排在氢前的金属能够把排在氢后的金属从它的化合物中置换出来。,答案：,(2),置换盐氢气,(3)Zn(NO,3,),2,Cu,综合拓展,一、金属的通性,1,物理性质：大多数金属都具有金属光泽，密度和硬度较大；熔沸点较高，具有良好的延展性和导电、导热性能。在室温下除汞外，金属都是固体。,2,化学性质：金属原子最外层上的电子比较少，与其他物质反应时，很容易失去，表现出较强的还原性。,尝试应用,1,下列有关金属元素特征的叙述中，正确的是,(,),A,金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性,B,金属元素在化合物中一定显正价,C,金属元素在不同化合物中的化合价均不同,D,金属元素的单质在常温下均为固体,解析：,答案：,B,金属与非金属反应,1,与氧反应,(1),钠与氧气,常温下：,_,加热：,_,现象：加热时，钠会,_,，发出,_,火焰，生成,_,色固体。,答案：,1.(1)4Na,O,2,2Na,2,O,2Na,O,2,Na,2,O,2,剧烈反应黄色淡黄,(2),铝与,O,2,常温下：铝的表面容易生成一层很稳定的,_,，,_,铝与氧气反应,4Al,3O,2,_,。,加热：空气中久置或用砂纸仔细打磨的铝箔，在空气中加热时，其现象均为：铝箔,_,，,_,光泽，熔化的铝,_,滴落，其化学反应方程式为,_,。,答案：,(2),致密氧化膜阻止,2Al,2,O,3,熔化失去不,4Al,3O,2,2Al,2,O,3,(3),很难生锈燃烧3Fe,2O,2,Fe,3,O,4,综合拓展,二、与其他非金属反应,金属元素的单质往往表现出还原性，除与,O,2,反应外，还与其他非金属单质发生氧化还原反应。例如：,2Na,Cl,2,2NaCl,2Na,S Na,2,S,2Al,3S,Al,2,S,3,Cu,Cl,2,CuCl,2,2Al,3Cl,2,2AlCl,3,2Fe,3Cl,2,2FeCl,3,尝试应用,2,下列反应由于反应条件不同而产物也不同的是,(,),A,铝与氧气,B,铜与氯气,C,钠与氧气,D,镁与氧气,C,金属与水、酸、盐溶液的反应,1,与水反应,(1),钠与水反应,在水面上,(,密度比水,_),，,_,成小球,(,钠的熔点,_),，发出,“,_,”,的声音,(,此反应放出热量,),，四处,_(,生成气体,H,2,),，水溶液遇酚酞变,_,色,(,生成碱性物质,NaOH),，反应的化学方程式为,_,。,(2),铁与水的反应,铁不能与冷、热水反应，能与,_,反应方程式为：,_,答案：,1.(1),浮小熔低嘶嘶游动红,2Na,2H,2,O 2NaOH,H,2,(2),水蒸气,3Fe,4H,2,O(g),Fe,3,O,4,4H,2,2,与酸反应,Mg,2HCl _,2Al,6HCl _,Fe,H,2,SO,4,_,3,与盐的反应,Cu,_AgNO,3,_,Al,_CuSO,4,_,答案：,2,MgCl,2,H,2,2AlCl,3,3H,2,FeSO,4,H,2,3,2,2Ag,Cu(NO,3,),2,2,3,Al,2,(SO,4,),3,3Cu,综合拓展,三、钠与水及酸、碱、盐溶液的反应,1,钠与水的反应,2Na,2H,2,O 2NaOH,H,2,现象,解释,钠投入水里后，浮在水面上,因为钠的密度比水小,钠熔化成光亮的小球,钠与水的反应是放热反应，且钠的熔点较低,小球在水面上迅速游动,钠与水反应产生气体，推动小球迅速游动,发出,“,嘶嘶,”,的响声,反应剧烈，生成气体,反应后的水溶液变红,钠与水反应生成了碱,为便于记忆，可编成以下顺口溜：,钠浮于水，熔成球，,球儿闪亮，四处游，,有,“,嘶,”,声儿，溶液红。,2,钠跟酸的反应：,“,先酸后水,”,钠与稀硫酸、盐酸等非氧化性酸反应时，首先是钠直接跟酸反应，过量的钠再与水反应，而不能认为是钠先跟水反应，生成的,NaOH,再跟酸中和。,钠投入足量盐酸中反应的化学方程式是：,2Na,2HCl 2NaCl,H,2,离子方程式是：,2Na,2H,2Na,H,2,。,3,钠跟碱溶液的反应实际是钠跟水反应。,4,钠跟盐溶液的反应：先水,“,后盐,”,(1)NaCl,溶液：实际是与水反应。反应的化学方程式为：,2Na,2H,2,O 2NaOH,H,2,(2)CuSO,4,溶液：钠先与水反应，生成的,NaOH,再跟,CuSO,4,反应，而不能发生置换反应。,上述反应的化学方程式为：,2Na,2H,2,O 2NaOH,H,2,2NaOH,CuSO,4,Cu(OH),2,Na,2,SO,4,总反应为,：,2Na,CuSO,4,2H,2,O Cu(OH),2,H,2,Na,2,SO,4,四、,Fe,与,H,2,O(g),的反应,方程式为：,3Fe(s),4H,2,O(g),Fe,3,O,4,(s),4H,2,(g),1,反应类型是置换反应,，,也是氧化还原反应,，,但不是离子反应。,2,需要特别注意，氧化产物是,Fe,3,O,4,，不是,Fe,2,O,3,，注意不要混淆。,3,实验装置：,4,操作要领：先加热湿棉花部位，待形成水蒸气后再加热铁粉，防止发生倒吸；,加热最初排出的是空气，应加热一会儿后，再将导管插入到肥皂水中；,肥皂水不宜太稀，否则吹起的氢气泡太小，点燃时难以有较大的爆鸣声；,实验结束时，先将导气管撤出，再移去酒精灯，防止发生倒吸。,尝试应用,3,有下列金属,Na,Al,Fe,Cu,(1),投入室温下的水中无明显反应的是,_,。,(2),投入稀盐酸中无明显变化的是,_,。,(3),投入,CuSO,4,溶液中无明显变化的是,_,。,(4),常温下能与空气中的,O,2,快速反应的是,_,，,只有在加热条件下才能反应的是,_,。,答案：,(1),(2),(3),(4),一、钠的性质,下列关于钠的说法正确的是,(,),A,金属钠和氧气反应只生成氧化钠,B,钠长期置于空气中，最后变为,Na,2,CO,3,C,钠的化学性质非常活泼，少量的钠可保存在有机溶剂,CCl,4,(,密度大于水,),中,D,由于钠比较活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动性顺序表中钠后面的金属,解析：,金属钠与,O,2,反应可生成氧化钠和过氧化钠；由于钠的密度比水小，保存在,CCl,4,中时浮在液体表面，仍会被,O,2,氧化，故钠应该保存在煤油中；由于钠能与水剧烈反应，故不能用钠从溶液中置换金属。,答案：,B,名师点睛：,金属钠长期置于空气中时，会被空气中的氧气氧化生成,Na,2,O,，,Na,2,O,吸收空气中的水蒸气生成,NaOH,，固体,NaOH,潮解形成NaOH,溶液，吸收,CO,2,又转变成,Na,2,CO,3,溶液，待水分蒸发后生成,Na,2,CO,3,10H,2,O,晶体，风化生成,Na,2,CO,3,粉末。,变式应用,1,某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中，此实验能证明钠具有下列性质中的,(,),钠密度比水小,钠的熔点较低,钠与水反应时要放出热量,钠与水反应后溶液呈碱性,A,B,C,D,解析：,钠放入水中，浮在水面上说明钠的密度比水小；熔成小球说明钠熔点低且钠与水反应放热；溶液变红说明生成碱性物质。,答案：,D,二、金属与酸的反应,将,4.6 g,金属钠投入到足量水中，得,a,g,溶液；将,4.8 g,金属镁投入到足量盐酸中，得,bg,溶液，假设水的质量与盐酸的质量相等，则反应后两溶液的质量关系式为,(,),A,a,b,B,a,b,C,a,b,D,无法判断,解析：,溶液的质量等于金属和水或酸的质量之和减去放出,H,2,的质量。,2Na,2H,2,O 2NaOH,H,2,46 2,4.6 g 0.2 g,a,4.6,m,(H,2,O),0.2,4.4,m,(H,2,O),Mg,2HCl MgCl,2,H,2,24 2,4.8 g 0.4 g,b,4.8,m,(HCl),0.4,4.4,m,(HCl),因为,m,(H,2,O),m,(HCl),，所以,a,b,。,答案：,A,名师点睛：,钠与水、酸溶液反应的实质是和酸或水电离的,H,反应。,变式应用,2,将,2.3 g,金属钠放入,100 g,水中，完全反应后溶液的质量分数为,(,),解析：,2.3 g,钠与,100 g,水完全反应后生成,4 g NaOH,，同时放出,0.1 g H,2,，故反应后溶液的质量分数为,w,(NaOH),100%,。,答案,：,D,三、金属与盐溶液的反应,（双选题）下列实验操作中，溶液里无固体析出的是,(,),A,MgCl,2,溶液中加入,Na,的小颗粒,B,Ca(OH),2,饱和溶液中加入,Na,的小颗粒,C,KNO,3,稀溶液中加入,Na,的小颗粒,D,水中加入,Na,的小颗粒,解析：,四项实验操作中都有化学反应：,2Na,2H2,O,2Na,2OH,H,2,，并且反应放出热量，使溶液温度升高。由于,Mg(OH),2,难溶于水，所以在,A,项中还有化学反应：,Mg,2,2OH,Mg(OH),2,。,B,项中的,Ca(OH),2,溶液已是饱和的，温度升高,Ca(OH),2,的溶解度减小，反应又消耗水,(,溶剂,),，必有,Ca(OH),2,固体析出。,答案：,CD,名师点睛：,在本题中，钠与溶液中的溶质不反应，但与水反应，注意溶液过饱和时有固体析出，生成沉淀时也析出固体。,变式应用,3,(,双选题,),将钠加入到下列溶液中，既产生气体又产生沉淀的是,(,),A,KCl,B,CuSO,4,C,FeCl,3,D,KNO,3,解析：,金属钠非常活泼，放入以上四种盐溶液中，都会立即与溶液中的溶剂水反应，生成,NaOH,和,H,2,；再根据复分解反应的条件，分析生成的,NaOH,能否与溶液中的溶质反应产生沉淀，,CuSO,4,和,FeCl,3,能与,NaOH,反应，分别生成蓝色沉淀,Cu(OH),2,和红褐色沉淀,Fe(OH),3,。,答案：,BC,水平测试,1,下列关于金属钠的叙述中，说法正确的是,(,),A,钠在空气中燃烧，发出黄色火焰,B,钠在空气中燃烧，产物是,Na,2,O,C,钠是银白色金属，硬度大，熔点高,D,取用金属钠时，剩余的钠不能放回原瓶,解析：,钠在空气中加热先熔化后燃烧，发出黄色火焰，生成,Na,2,O,2,，所以钠的熔点低；钠能用小刀切割，说明钠的硬度小；用剩的钠应放回原瓶。,答案：,A,能力提升,7,金属钠,2.3 g,在干燥的空气中与氧气反应，可得,3.5 g,固体，据此可判断其产物为,(,),A,只有,Na,2,O,2,B,只有,Na,2,O,C,Na,2,O,和,Na,2,O,2,D,无法确定,解析：,金属钠和氧气反应可生成,Na,2,O,或,Na,2,O,2,，此题用,“,极限法,”,：若,2.3 g,钠全部反应生成,Na,2,O,，由反应,4Na,O,2,2Na,2,O,可得生成,Na,2,O,的质量为,3.1 g,；若,2.3 g,钠全部反应生成,Na,2,O,2,，由反应,2Na,O,2,Na,2,O,2,可得生成,Na,2,O,2,的质量为,3.9 g,；现产物为,3.5 g,，介于,3.1,3.9 g,之间，故为,Na,2,O,和,Na,2,O,2,的混合物。,答案：,C,