金属与非金属反应1

合金铜银金铝铁第三章金属及其化合物金属使用的早晚与金属活动性关系-7000-6000-5000-4000-3000-2000-10000100020003000AuAgCuSnFeZnAlMgNaCaK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小结：地球上的金属以单质形式存在的是极少数（如Ag、Pt、Au)。银白色Ag金黄色Au以游离态存在于自然界中的金属常见的矿石赤铁矿主要成分是Fe2O3黄铁矿主要成分是FeS2菱铁矿主要成分是FeCO3铝土矿主要成分是Al2O3绝大多数金属是以化合态存在于自然界金属的一些物理性质2、颜色3、良好的导电、导热性。绝大多数金属都是银白色，具有金属光泽，少数金属具有特殊颜色如铜是紫红色，金是金黄色。金属都不透明。4、具有较好的延展性延性：拉成细丝的性质；展性：压成薄片的性质。1、在常温下的状态除汞是液体外，其他在常温下是固体。一、金属单质的物理性质通性5、密度，熔沸点，硬度差异大；思考与交流、画出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？钠镁铝的原子结构特点：最外层电子少于4个,在反应中容易失去最外层上的电子（使其次外层成为最外层而达到相对稳定结构）,表现出较强的还原性。(做还原剂）NaMgAl二、金属的原子结构特点•最外层电子通常都少于4个,在反应中容易失去最外层上的电子（使其次外层成为最外层而达到相对稳定结构）,表现出较强的还原性。(做还原剂）反应实质：M–ne-=Mn+金属单质易失电子，表现还原性，在反应中做还原剂。提示：通常只表现还原性，在反应中只做还原剂。1、与氧气及其他非金属单质反应2、与酸反应3、与盐反应三、金属单质的化学性质通性KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu概况具体表现1、与氧气的反应结论：钠很活泼,常温下能与氧气反应生成碱性氧化物—氧化钠（Na2O)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：切口处可观察到钠呈银白色有金属光泽；在空气中表面很快变暗，失去金属光泽。（一）、金属与非金属的反应（1）、钠与氧气反应4Na+O2===2Na2O（白色）常温现象：可观察到钠受热后先熔化成一个银白色的小球，后燃烧，燃烧时火焰呈黄色，生成一种淡黄色的固体。*感悟：反应物相同，反应条件不同，产物不同。2Na+O2===Na2O2（淡黄色）结论：钠与氧气在点燃或加热的条件下反应生成特殊的氧化物（过氧化物）—过氧化钠：Na2O2实验3-2把一小块金属钠放在坩埚上，加热，有何现象发生？①常温时4Na+O2==2Na2O（白色）②加热或点燃时00+1-1失去２e-，化合价升高，被氧化得到2e-，化合价降低，被还原00+1-2失去4e-，化合价升高，被氧化得到4e-，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△小结：钠与氧气反应2Na+O2==Na2O2(淡黄色)还原剂氧化剂氧化剂还原剂即：2Na2O+O2==2Na2O2△②镁条在氧气中燃烧生成MgO2Mg+O2==2MgO点燃①在常温下，镁与空气里的氧气起反应，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜，从而使金属镁失去光泽。由于这层氧化物薄膜能阻止金属的继续氧化，所以镁有一定的抗腐蚀的性能。这也是为什么在点燃镁条前，常用砂纸打磨的原因。2Mg+O2==2MgO（2）、镁与氧气反应（一）、金属与非金属反应现象：镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的强光，生成白色粉末状固体。②铝箔在氧气中燃烧生成Al2O32Al+3O2==2Al2O3点燃①在常温下，铝与空气里的氧气起反应，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜，从而使金属铝失去光泽。由于这层氧化物薄膜能阻止金属的继续氧化，所以铝有一定的抗腐蚀的性能。正因为如此，铝成为一种应用非常广泛的金属材料。4Al+3O2==2Al2O3（3）、铝与氧气反应（一）、金属与非金属反应现象：铝箔在氧气中剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，生成白色粉末状固体。现象：铝箔熔化，表面失去光泽，熔化的铝并不滴落，好象有一层膜兜着。科学探究加热铝箔因为铝表面有一层氧化膜保护了铝，使铝在加热时只熔化不燃烧。构成薄膜的氧化铝(Al2O3)的熔点很高（远高于铝的熔点），没有熔化，包在铝的外面使熔化的液态铝不会滴落下来。为什么？提示：氧化铝的熔点是2050℃，高于铝的熔点(660℃)。科学探究用砂纸打磨铝箔，除去氧化膜后，再加热至熔化。现象：铝箔熔化，表面失去光泽，熔化的铝仍然不滴落。结论：铝很活泼，常温下能与空气中的氧气反应，生成一层致密而坚固的氧化膜，起保护的作用。原因：铝很活泼，除去原来的氧化膜后，在空气中很快生成一层新的氧化膜。4Al+3O2====2Al2O3常温或加热②铁丝在氧气中燃烧生成Fe3O43Fe+2O2==Fe3O4点燃（一）、金属与非金属反应①铁与氧气在常温下在潮湿的环境中缓慢反应，生成疏松氧化层—三氧化二铁（红褐色Fe2O3）4Fe+3O2==2Fe2O3(铁生锈）(4)、铁与氧气反应现象：铁丝在氧气中剧烈燃烧，发出耀眼的强光，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体。（5）铜与氧气反应•①在常温条件下不反应•②在加热或点燃的条件下反应生成黑色粉末状固体氧化铜Δ2Cu+O2===2CuO2、与氯气反应（方程式）3、与硫反应（方程式）（一）、金属与非金属的反应金属与其它非金属反应4、镁与氮气反应A银白色金属钠（Na）表面变暗（生成Na2O）出现白色固体（生成NaOH）表面变成溶液(NaOH潮解)白色粉末状物质（生成Na2CO3）白色块状物（生成Na2CO3·10H2O）与O2反应风化与CO2反应与H2O反应吸H2ONa长时间暴露空气，最后生成什么物质？①⑤④③②金属钠露置在空气中会发生怎样的变化呢？(1)2Na+2H2O==2NaOH+H2↑(2)4Na+O2==2Na2O(3)Na2O+H2O==2NaOH(4)2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O(5)Na2CO3+10H2O==Na2CO3·10H2O(6)Na2CO3·10H2O==Na2CO3+10H2O写出相应的化学方程式（6个）KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu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复习巩固现象分析（或结论）（1）钠浮在水面上（2）钠熔成一小亮球（3）钠球不停的游动（4）发出嘶嘶的响声（5）溶液变红密度比水小熔点低，反应放热产生了气体，受力不平衡反应剧烈生成了碱性物质（二）、金属与水的反应1、钠与水的反应2Na+2H2O==2NaOH+H2↑写出相应的化学方程式2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑写出钠与水反应的离子方程式：反应的实质：钠与水电离出来的H+发生氧化还原反应。其它金属(Mg、Al、Fe)是否也能与水发生化学反应？我预测KCaNaMgAlZnFeSnPbHCuHgAgPtAu我验证1镁与水的反应[实验2]对上述试管加热，观察实验的现象；[实验1]在常温条件下，取几片镁带投入盛有约5mL水的试管中，滴加几滴酚酞，观察实验的现象；无明显现象溶液变红Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑∆我验证2铝与水的反应[实验2]对上述试管加热，至溶液微沸，观察实验现象；[实验1]在常温条件下，取几片铝带投入盛有约5mL水的试管中，滴加几滴酚酞，观察实验的现象；无明显现象溶液变微红100℃2Al+6H2O===2Al(OH)3+3H2↑我验证3铁与水的反应实验目的：设计一套简单实验装置，探究铁与水蒸气是否能够发生化学反应。装置应有几部分构成？1、实验装置设计制取水蒸气装置水蒸气与铁粉反应装置检验产生的气体装置实验实验现象与结论加热时试管内铁粉红热，点燃肥皂泡可听到爆鸣声。3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2金属与水反应2Na+2H2O=2NaOH+H2↑100℃2Al+6H2O===2Al(OH)3+3H2↑Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑∆金属性越强，越容易与水反应【小结】3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2金属与水反应的规律KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu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金属性越强，常温下与水反应越强烈。【总结】1、金属钠如何保存？学以致用2、活泼金属失火，如何扑灭？1、金属钠如何保存？学以致用2、活泼金属失火，如何扑灭？3、你知道什么是“淬火”吗？烤蓝呢？淬火：将红热的铁器浸入水中急速冷却。•烤蓝是钢铁零件表面处理的一种防腐蚀的工艺。其原理就是在钢铁表面生成一定厚度和强度的致密的氧化层，成分主要是Fe3O4，反应原理是铁和水蒸气反应。学以致用1、预测金属钠与盐酸的反应的现象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。钠与酸反应的离子方程式:2Na+2H+=2Na++H2↑（三）、金属与酸的反应金属与酸反应的规律KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu先与酸反应再与冷水反应金属性越强，常温下与酸反应越强烈。【总结】与非氧化性酸反应不与冷水反应与非氧化性酸不反应与氧化性酸反应与氧化性酸反应1、若将金属钠投入到硫酸铜溶液中，能否置换出铜来呢？2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4蓝色絮状沉淀总反应式：2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑实质：钠先和水反应，生成的氢氧化钠再与某些盐反应。钠与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属。（四）、金属与酸的反应钠的物理性质银白色的固体，质软，密度比水还小(0.97g/cm3)，熔点较低(97.87℃)其他金属间的置换反应规律铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应【实验探究】[实验3-4]在两只试管中分别加入5mL盐酸和5mL氢氧化钠溶液，再分别放入一小段铝片，观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放在2支试管口，又能观察到什么实验现象？2Al+6H+==2Al3++3H22Al+6HCl==2AlCl3+3H2化学方程式：离子方程式：2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑偏铝酸钠化学方程式：离子方程式：铝的特殊性：既能跟酸溶液反应产生H2，又能跟强碱溶液反应产生H2。学以致用因酸、碱、盐可直接侵蚀铝的保护膜（氧化铝能跟酸、碱反应）和铝制品，所以铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物。为什么铝制餐具不能用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物?