高一化学必修1：3.1 金属的化学性质

五千年前的青铜器马踏飞燕钢轨不锈钢炊具第一节金属的化学性质你知道哪些金属元素？KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性，由强逐渐减弱。地壳中元素含量示意图地壳中各元素的含量(OSiA1Fe)1、金属的颜色、状态3、延展性2、导电、导热性金属的物理通性从生活经验归纳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（铜是紫红色，金是金黄色；在常温下,Hg是液体）大多数金属具有良好的导电、导热性(导电性最好的是Ag)大多数金属具有良好的延、展性（展性最好的是Au）差异:密度.硬度.熔点差异较大.资料：金属的存在:主要以化合态形式存在；极少数以单质(游离态)形式存在:银、铂、金等。金属元素最外层电子数较少，易失去电子，因而性质活泼。思考：为什么自然界金属大多以化合态存在？2Mg+O22MgOMg+2HCl=MgCl2+H22Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag金属有哪些共同的化学性质？①与氧气等非金属单质反应②与酸反应③与盐溶液反应一、金属与非金属的反应观察与思考：1、切开的钠的颜色和光泽。2、新切开的钠的在空气中发生的变化。3、钠为什么保存在煤油中？c.钠与氧气的反应切面是银白色，迅速变暗。金属钠的切割：镊子夹取——用滤纸吸干煤油——用小刀在玻璃片上切割——切开——露出庐山真面目物理性质：化学性质：保存：化学性质很活泼,常温下能与氧气反应.1.为银白色金属光泽的固体2.质软(硬度小)3.密度大于煤油的密度常温4Na+O2===2Na2O（白色）常温下能与氧气反应，保存在煤油中。钠比铁，铝，镁等金属活泼思考：把一小块金属钠放在坩埚中（或石棉网上），加热，有何现象发生？钠熔化成小球状燃烧、产生黄色火焰生成淡黄色固体物质(过氧化钠)现象：化学方程式：常温下加热下4Na+O2=2Na2O（白色）4e-不稳定稳定2Na+O2Na2O2(淡黄色)△2e-即：2Na2O+O22Na2O2△（条件不同，产物不同）小结：大多金属可以和氧气发生反应．活泼的金属在空气中易与氧气反应，生成一层氧化物。有的氧化膜疏松，不能保护内层金属，如铁表面的铁锈、钠表面的氧化层等。有的氧化膜致密，可以保护内层金属不被继续氧化，如镁，铝等表面的氧化膜．点燃镁条前，常用砂纸打磨，这样点燃会容易些．那么铝的情况如何？2、铝与O2的反应1、用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动，仔细观察，你看到了什么现象？为什么会有这种现象？2、再取一块铝箔，用砂纸仔细打磨，除去表面的保护膜，在加热至熔化。又有什么现象呢？科学探究:加热铝箔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(Al2O3)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。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+3O2==2Al2O3Δ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。其他非金属2Na+SNa2S研磨爆炸2Na+Cl22NaCl点燃（白烟）燃烧一定有氧气参加吗?2Fe+3Cl2===2FeCl3Fe+S===FeS点燃∆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。3Mg+N2====Mg3N22Mg+CO2====2MgO+C点燃点燃小结：思考:铁铝等金属可制成水壶烧水，说明他们与热水不反应，是不是所有金属都不与水反应？二、金属与酸和水的反应位于金属活动顺序中氢以前的金属可以和酸反应，生成盐和氢气。钠与水的反应在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一小块钠放入水中，注意观察现象浮：钠浮在水面钠的密度比水小熔：熔为一闪亮小球游：小球四处游动声：发出“嘶嘶”的声音红：反应后水溶液变红反应放热、熔点较低有气体生成反应剧烈，局部水气化溶液显碱性现象2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑该实验对你有什么启发？（1）钠通常存放在煤油中（2）实验后剩余的钠可放回原试剂瓶写出钠与水反应的化学方程式和离子方程式1.钠着火时，应如何灭火？2.将金属钠(密度为0.97g/cm3)放入煤油(密度为0.8g/cm3)和水的混合物中，你推测可能会观察到什么现象？并解释原因。。思考与交流用干沙土扑灭3.预测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。2Na+2H+=2Na++H2↑离子方程式: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。例如：钠和CuSO4溶液反应钠与盐溶液反应，不能置换出盐中金属4.若将金属钠投入到硫酸铜溶液中，能否置换出铜来呢？钠浮在水面上；熔化成一个闪亮的小球；小球迅速四处游动；发出嘶嘶声音；并逐渐缩小，至完全消失；同时溶液中产生蓝色沉淀4、钠的用途•（1）制高压钠灯•（2）钠、钾合金用做原子反应堆的导热剂•（3）制取其他金属•（4）制取过氧化物2、金属钠在空气中的如何变化？银白色变暗变白色固体结块粉末（Na）（Na2CO3）（Na2CO3·10H2O）（NaOH）(Na2O)与H2O与CO2风化成液体（NaOH潮解）1、取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象正确的描述是（）①金属钠先熔化；②燃烧后得白色固体；③燃烧时火焰为黄色；④燃烧后生成浅黄色固体物质A．①②B．①②③C．①③④D．②④C与O2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?1.铁与水蒸气的反应铁不能与冷、热水反应,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＋4H2O(g）Fe3O4＋4H2方案3:金属活动顺序表在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu金属活动性由强逐渐减弱小结:活泼金属易与氧气反应，常温时生成正常价态氧化物，加热时生成复杂氧化物。如K、Ca、Na。较活泼金属在加热或点燃条件下与氧气可以发生反应。如Mg、Al、Fe。较不活泼金属难于和氧气反应。如Ag、Au。在金属活动顺序里,从左到右,金属与氧气反应，条件不同，产物也不同，规律如下：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:离子方程式为:2Al+6H+==2Al3++3H22Al+6HCl==2AlCl3+3H22.铝与氢氧化钠溶液的反应2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2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+2OH——+2H2O==2AlO2——+3H2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，做还原剂被氧化。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。向一金属铝的易拉罐内充满CO2,然后向罐内注入足量NaOH溶液,立即用胶布严封罐口，过一段时间后,罐壁内凹而瘪,再过一段时间后,瘪了的罐壁重新鼓起,解释上述变化的实验现象：(1)罐壁内凹而瘪的原因：反应方程式：(2)罐壁重新鼓起的原因：反应方程式：动动脑？(1)是因为CO2与NaOH反应生成Na2CO3,使得罐内气压小于外界大气压；(2)是因为过量的NaOH与铝罐反应生成H2,使罐内气压等于或大于外界大气压；四、物质的量在化学中的应用：1、计量数之比等于物质的量之比。2、上下相同，左右相当。计算的依据：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑化学计量数之比：2:2:2:1扩大NA倍2×6.02×1023:2×6.02×1023:2×6.02×1023:1×6.02×1023物质的量之比2mol:2mol:2mol:1mol化学方程式中各物质的化学计量数比等于各物质的物质的量之比把6.5gZn放入足量的盐酸中，Zn完全反应。计算：例题1：2、参加反应的HCl的物质的量；1、6.5gZn的物质的量；3、生成H2的体积（标准状况）。四、物质的量在化学方程式计算中的应用把6.5gZn放入足量的盐酸中，Zn完全反应。计算：1、6.5gZn的物质的量；解m(Zn)M(Zn)n(Zn)6.5g65g/mol0.1molZn的摩尔质量是65g/mol————————把6.5gZn放入足量的盐酸中，Zn完全反应。计算：2、参加反应的HCl的物质的量；Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑10.1moln(HCl)2n(HCl)=0.1molX21=0.2mol————————把6.5gZn放入足量的盐酸中，Zn完全反应。计算：3、生成H2的体积（标准状况）。Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑1mol0.1molV(H2)1molV(H2)=0.1molX22.4L1mol=2.24L22.4L————————--------------Zn+2HCl==ZnCl2+H265g22.4LV(H2)6.5g2moln(HCl)=2moln(HCl)=22.4LV(H2)65g6.5g↑—------————-------————————