3.1金属的化学性质金属的化学性质铜铜 Cu铁铁 Fe铝铝 Al镁镁 Mg商后期的司母戊鼎商后期的司母戊鼎东汉东汉 马踏飞燕马踏飞燕 铜制导线铜制导线第三章第一讲第三章第一讲金属的化学性质金属的化学性质1、地壳中含量由多到少的元素是、地壳中含量由多到少的元素是(前三位前三位)： ；含量最多的金属元素；含量最多的金属元素 是是 元素。元素。【复习回忆复习回忆】氧、硅、铝氧、硅、铝铝铝一、金属的通性一、金属的通性分布特征分布特征除金、铂等少数极不活泼金属外，大多数金属元素在自然界除金、铂等少数极不活泼金属外，大多数金属元素在自然界除金、铂等少数极不活泼金属外，大多数金属元素在自然界除金、铂等少数极不活泼金属外，大多数金属元素在自然界中以化合态存在；中以化合态存在；中以化合态存在；中以化合态存在；自然界中最多铝，其次铁、钙、钠。自然界中最多铝，其次铁、钙、钠。自然界中最多铝，其次铁、钙、钠。自然界中最多铝，其次铁、钙、钠。化合态化合态：元素在化元素在化合物中的存在形态合物中的存在形态游离态游离态：元素以单元素以单质的形态存在质的形态存在物理通性物理通性2 2、金属的颜色、光泽、金属的颜色、光泽3 3、良好的导电、导热性、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，少数金属是特殊绝大多数金属都是银白色，具有金属光泽，少数金属是特殊颜色如铜是紫红色，金是金黄色。颜色如铜是紫红色，金是金黄色。4 4、延展性、延展性延性：延性：拉成细丝的性质。拉成细丝的性质。展性：展性：压成薄片的性质。压成薄片的性质。1、金属在常温下的状态、金属在常温下的状态除汞是液体外，其他在常温下是固体；除汞是液体外，其他在常温下是固体；一、金属的通性81、化学性质、化学性质（1）与氧气反应）与氧气反应(铝、镁、铜、铁铝、镁、铜、铁)4Al+3O2=2Al2O32Mg+O2=2MgO2Cu+O2=2CuO4Fe+3O2=2Fe2O3(铁锈铁锈)3Fe+2O2=4Fe3O4（磁性氧化铁）（磁性氧化铁）点燃点燃点燃点燃点燃点燃点燃点燃常温常温（2）金属与酸的反应）金属与酸的反应排在排在H前面的金属能置换出酸里的氢前面的金属能置换出酸里的氢金属活动性顺序表金属活动性顺序表: K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt AuZn+H2SO4=ZnSO4+H2Mg+2HCl=MgCl2+H2（3）与盐反应（金属之间）与盐反应（金属之间的置换反应）的置换反应） 排在前面的金属能把排在后面的金属从排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来其盐溶液中置换出来如：如：2Al+3CuSO4=3Cu+Al2（SO4）3 Cu+2AgNO3=2Ag+Cu（NO3）2小小 结结（1）与氧气反应）与氧气反应（2）与酸反应）与酸反应（3）与某些盐溶液反应）与某些盐溶液反应2.分析下列图片，写出反应的化学方程式。分析下列图片，写出反应的化学方程式。铝丝与硫酸铜铝丝与硫酸铜溶液反应溶液反应镁条燃烧镁条燃烧铜丝与硝酸银铜丝与硝酸银溶液反应溶液反应镁条与稀盐酸镁条与稀盐酸反应反应2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3Cu2Mg+O2=2MgOCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2AgMg+2HCl=MgCl2+H23、依据、依据 Na、Mg、Al的原子结构示意图，分析它们的原的原子结构示意图，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？子结构有什么特点，与金属的化学性质有什么联系？NaMgAl金属最外层上的电子一般少于金属最外层上的电子一般少于4 4个个, ,反应中很容易反应中很容易失去失去电子电子, ,表现出较强的表现出较强的还原性还原性。( (做做还原剂还原剂）化学通性化学通性1 1 1 1、化合态金属元素只有正化合价、化合态金属元素只有正化合价、化合态金属元素只有正化合价、化合态金属元素只有正化合价2 2 2 2、金属单质易失电子，表现还原性、金属单质易失电子，表现还原性、金属单质易失电子，表现还原性、金属单质易失电子，表现还原性3 3 3 3、易与氧气反应，得到氧化物、易与氧气反应，得到氧化物、易与氧气反应，得到氧化物、易与氧气反应，得到氧化物4 4 4 4、活动性排在氢前的金属元素与酸反应得到盐和氢气、活动性排在氢前的金属元素与酸反应得到盐和氢气、活动性排在氢前的金属元素与酸反应得到盐和氢气、活动性排在氢前的金属元素与酸反应得到盐和氢气5 5 5 5、与盐反应，置换出活动性弱的金属单质、与盐反应，置换出活动性弱的金属单质、与盐反应，置换出活动性弱的金属单质、与盐反应，置换出活动性弱的金属单质一、金属的通性一、金属的通性（一）（一）. .金属与氧气的反应金属与氧气的反应 讨论：从以上实验讨论：从以上实验, ,我们了解到金属钠的哪些我们了解到金属钠的哪些物理和化学性质？物理和化学性质？ 实验实验3 31 1从煤油中从煤油中取一小块取一小块金属钠金属钠, ,用用刀切去一刀切去一端的外皮端的外皮, ,观察实验观察实验现象现象. .现象现象：切口处可观察到银白色的切口处可观察到银白色的金属光泽金属光泽, ,在空气中很快变暗。在空气中很快变暗。二、金属的性质二、金属的性质物理性质：物理性质：1.1.为银白色的固体为银白色的固体 2. 2.质软质软( (硬度小硬度小) ) 化学性质：化学性质： 很活泼很活泼 , ,常温下能与氧气反应常温下能与氧气反应. . 4Na + O4Na + O2 2 = 2Na = 2Na2 2O O常温常温 NaNa的的性性质质 3. 3.密度比煤油大密度比煤油大 钠必须保存在隔绝空气环境中，实验钠必须保存在隔绝空气环境中，实验室将钠保存在室将钠保存在煤油或石蜡煤油或石蜡中中 现象：先熔化成小球，后燃烧产生现象：先熔化成小球，后燃烧产生黄色黄色火火焰，生成焰，生成淡黄色淡黄色固体固体2Na+O2=Na2O2特殊的氧化物特殊的氧化物过氧化钠：过氧化钠：Na2O2+1 -1（2）加热后反应）加热后反应-实验实验3-2钠还可以和其他非金属单质反应，如钠还可以和其他非金属单质反应，如Cl2、S2Na+Cl2=2NaCl 2Na+S=Na2S点燃点燃点燃点燃3、铁、铝和镁分别与氧气反应、铁、铝和镁分别与氧气反应（1 1）铁与氧气在常温下缓慢反应，生成疏松）铁与氧气在常温下缓慢反应，生成疏松氧化层氧化层氧化铁（红褐色氧化铁（红褐色FeFe2 2O O3 3） 4Fe + 3O4Fe + 3O2 2 = 2Fe= 2Fe2 2O O3 3 （2 2）镁和铝与氧气在常温下能反应，生成致密）镁和铝与氧气在常温下能反应，生成致密氧化膜，保护内层金属不被继续氧化氧化膜，保护内层金属不被继续氧化 2Mg + O2Mg + O2 2 = 2MgO= 2MgO 4Al + 3O4Al + 3O2 2 = 2Al= 2Al2 2O O3 3铁丝在氧气中点燃，生成四氧化三铁（黑色）铁丝在氧气中点燃，生成四氧化三铁（黑色） 点燃点燃 3Fe + 2O3Fe + 2O2 2 = Fe= Fe3 3O O4 4科学探究：科学探究： 现象：现象：铝箔熔化，表面失去铝箔熔化，表面失去光泽，熔化的铝并不滴落光泽，熔化的铝并不滴落 因为铝表面有一层氧化膜保护了铝。即使打磨过的因为铝表面有一层氧化膜保护了铝。即使打磨过的因为铝表面有一层氧化膜保护了铝。即使打磨过的因为铝表面有一层氧化膜保护了铝。即使打磨过的铝箔，在空气中也会很快生成新的氧化膜。构有薄膜的铝箔，在空气中也会很快生成新的氧化膜。构有薄膜的铝箔，在空气中也会很快生成新的氧化膜。构有薄膜的铝箔，在空气中也会很快生成新的氧化膜。构有薄膜的AlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3的熔点（的熔点（的熔点（的熔点（2050205020502050）高于）高于）高于）高于AlAlAlAl（660 660 660 660 ），没有熔化，），没有熔化，），没有熔化，），没有熔化，包在铝的外面使熔化的液态铝不会滴落下来。包在铝的外面使熔化的液态铝不会滴落下来。包在铝的外面使熔化的液态铝不会滴落下来。包在铝的外面使熔化的液态铝不会滴落下来。加热铝箔加热铝箔2 2、铝与氧气反应、铝与氧气反应 现象解释：现象解释： 资料卡片：铝的氧化膜资料卡片：铝的氧化膜-采用化学方法对铝表面的采用化学方法对铝表面的氧化膜进行处理，得到应有更广泛的金属材料。氧化膜进行处理，得到应有更广泛的金属材料。 应用：应用：人们日常用的铝制品，表面总是覆盖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。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。一种应用广泛的金属材料。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属与氧气反应的规律金属与氧气反应的规律常温下常温下易被氧易被氧化化常温下能被氧化常温下能被氧化加热时加热时能被氧能被氧化化不能不能被氧被氧化化小结：小结：一、金属于非金属的反应1、钠与氧气的反与氧气的反应常温加热4Na + O2 = 2Na2O2Na + O2 = Na2O22、铝与氧气的反应、铝与氧气的反应3、金属与ClCl2或或 S S 的反应如：如：如：如：2Na +Cl2Na +Cl2 2 = 2NaCl = 2NaClFe + S = FeSFe + S = FeS4Al + 3O2 = 2Al2O3常温或加热常温或加热我得意的我得意的笑，又得笑，又得意的笑意的笑无所谓，无所谓， 我无所谓我无所谓God ！Save me！为什么受伤为什么受伤的总是我！的总是我！思考：观察此图，你有何看法？思考：观察此图，你有何看法？结论：结论：金属活动性顺序表中金属活动性顺序表中（H）前面）前面的金属与酸的金属与酸反应产生反应产生H2。金属越活泼，与酸反应越剧烈。金属越活泼，与酸反应越剧烈。二、金属与酸和水反应二、金属与酸和水反应二、金属与酸和水反应二、金属与酸和水反应2、钠与水反应、钠与水反应演示实验，观察现象演示实验，观察现象演示实验，观察现象演示实验，观察现象概括概括概括概括现象现象现象现象原因原因原因原因 浮浮浮浮 熔熔熔熔游、响游、响游、响游、响 红红红红钠钠钠钠浮浮浮浮在水面上在水面上在水面上在水面上立刻立刻立刻立刻熔熔熔熔成一个小球成一个小球成一个小球成一个小球在水面上四处在水面上四处在水面上四处在水面上四处游游游游动，动，动，动，发出发出发出发出“ “嘶嘶声嘶嘶声嘶嘶声嘶嘶声” ”反应后溶液变反应后溶液变反应后溶液变反应后溶液变红红红红密度比水小密度比水小密度比水小密度比水小反应放热，熔点低反应放热，熔点低反应放热，熔点低反应放热，熔点低产生气体产生气体产生气体产生气体生成碱性物质生成碱性物质生成碱性物质生成碱性物质钠与水反应的实验问题问题1：请设计尽可能多的实验，完成钠与水的反应实验，并验证产物。问题3：请设计完成钠与水的反应实验，要求产生氢气必须缓慢并验证产物。问题2：请利用钠与水反应设计喷泉实验，要求喷出红色喷泉。问题4：请利用钠与水的反应设计测得钠的相对原子质量的最简便实验，要求不测气体体积。是否可行？是否可行？如何检验金属钠与水反应生成的气体是如何检验金属钠与水反应生成的气体是H H2 22Na+2H2O=2NaOH+H2 实 验 改 进 方法2方法32、设计喷泉实验，要求喷出红色喷泉实验步骤及现象: 在广口瓶内加适量蒸馏水和2滴酚酞试液,如图2装置好仪器。在广口瓶胶塞的大头针上扎一块比豆粒略大的金属钠,立即盖上胶塞,，接着形成美丽的红色喷泉。同时可看到钠与水剧烈反应，钠熔化成小球,在水面上四处游动。喷泉可维持半分钟。3、钠与水反应产生氢气必须缓慢并验证产物实验说明：实验说明：1.分液漏斗中加入水的体积必须大于烧瓶容积的一半，这样流入烧瓶的水与原烧瓶中的煤油充满烧瓶，保证烧瓶中的空气被完全排开，不会给氢气的点燃带来意外事故。2.烧瓶中煤油的体积不要超过烧瓶容积的一半，并且分液漏斗末端必须恰好接触煤油液面，目的在于：确保煤油能被完全压回漏斗。保证烧瓶中保持一定体积的水。4、设计最简便实验测定钠的相对原子质量，要求不测气体体积问题问题1：实验中不用测量产生氢气的体积，就可以得到钠的相对原子质量。请问实验中应该测量那些数据？问题2：干燥管的作用是什么？若不用，测得的钠的相对原子质量比实际值大还是小？ 将钠放入硫酸铜溶液中，能否置换出将钠放入硫酸铜溶液中，能否置换出铜单质？铜单质？ 将钠放入盐酸中，钠将先和将钠放入盐酸中，钠将先和H2O反应，反应，还是先和还是先和HCl反应？反应？ 2Na+CuSO4=Cu+Na2SO4 2Na+2HCl=2NaCl+H2课堂思考：课堂思考： 2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4 2Na+2H2O=2NaOH+H2 钠与酸反应时，如酸过量则钠只与酸反应，钠与酸反应时，如酸过量则钠只与酸反应，如酸不足量则钠先与酸反应再与水反应如酸不足量则钠先与酸反应再与水反应一般规律：一般规律： 钠与钠与酸酸溶液反应时，钠直接与溶液中的酸反溶液反应时，钠直接与溶液中的酸反应，但当钠与应，但当钠与其它溶液其它溶液反应时，一般是钠反应时，一般是钠先与水先与水反应生成氢氧化钠和氢气反应生成氢氧化钠和氢气，然后再看生成的氢氧，然后再看生成的氢氧化钠是否与原溶液中的溶质反应！化钠是否与原溶液中的溶质反应！3、钠的保存、钠的保存、在自然界的存在、用途、制法在自然界的存在、用途、制法 保存在煤油里。保存在煤油里。 易与空气中的氧气反应易与空气中的氧气反应 易与水反应易与水反应钠着火的处理？钠着火的处理？性质：性质：用干燥的砂土扑灭用干燥的砂土扑灭1、保存：、保存：决决定定铁与水如何反应？铁与水如何反应？在钢铁厂炼钢安全操作规程中有这么一条严格的规定： 炽热的铁水或钢水炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具注入模具之前，模具必须进行充分的干燥必须进行充分的干燥处理，不得留有水，处理，不得留有水，并应保持地面干燥。并应保持地面干燥。 推 测从这一则规定中，结合刚才学到的知识，你想到了什么？红热的铁红热的铁遇到遇到 水蒸气水蒸气H2请设计一个请设计一个产生水蒸气产生水蒸气试验装置？试验装置？注：导管不够可以再添加，胶塞可以是单孔或双孔。注：导管不够可以再添加，胶塞可以是单孔或双孔。 连接用的胶管及固定仪器用的夹持装置均略去。连接用的胶管及固定仪器用的夹持装置均略去。作图时酒精灯可作图时酒精灯可用用 代替代替再设计一个装置让产生的再设计一个装置让产生的水蒸气与还原铁粉水蒸气与还原铁粉在高温下反应在高温下反应。注：导管不够可以再添加，胶塞可以是单孔或双孔。注：导管不够可以再添加，胶塞可以是单孔或双孔。 连接用的胶管及固定仪器用的夹持装置均略去。连接用的胶管及固定仪器用的夹持装置均略去。作图时酒精喷灯可作图时酒精喷灯可用用 代替代替最后，再设计最后，再设计还原铁粉还原铁粉与水蒸汽反应时与水蒸汽反应时收集收集反反应所产生的应所产生的气体气体的装置。的装置。注：导管不够可以再添加，胶塞可以是单孔或双孔。注：导管不够可以再添加，胶塞可以是单孔或双孔。 连接用的胶管及固定仪器用的夹持装置均略去。连接用的胶管及固定仪器用的夹持装置均略去。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 方案方案1: 方案方案2:水蒸气的发水蒸气的发生装置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集检产物收集检验装置验装置该装置有何缺点？可以进行哪些改进？该装置有何缺点？可以进行哪些改进？装置简单装置简单操作方便操作方便铁铁 粉粉还能用什么还能用什么更好的物质更好的物质替代？替代？该装置所具的优点：该装置所具的优点： 方案方案3:3Fe4H2O(g） Fe3O44H2现象：现象：加热时试管内铁粉红热，点燃肥皂泡可听加热时试管内铁粉红热，点燃肥皂泡可听到爆鸣声。到爆鸣声。注意事项：注意事项：1 1、整套装置试管口应低于试管底；整套装置试管口应低于试管底；2 2、先预热；先预热；3 3、加热一会儿后再将导管插入到肥皂水加热一会儿后再将导管插入到肥皂水中，用燃着的火柴去点燃肥皂泡，可发出中，用燃着的火柴去点燃肥皂泡，可发出爆鸣声；爆鸣声；4 4、实验结束时，应先从肥皂水中撤出导实验结束时，应先从肥皂水中撤出导管，再移去燃着的酒精灯。管，再移去燃着的酒精灯。在该实验中能代替湿棉花的物质：1、吸水性强且高温时不与水反应的物质有：高温煅烧后建筑用的红砖粉末，河沙，粉笔等。 固体药品受热分解情况 固体药品受热分解情况 CuSO45H2O 102 产生水蒸气ZnSO47H2O 280 产生水蒸气 CaSO42H2O 150 产生水蒸气 2 2、加热到一定温度时能、加热到一定温度时能产生水蒸气的固体药品产生水蒸气的固体药品：3Fe+4H3Fe+4H2 2O(g)=FeO(g)=Fe3 3O O4 4+4H+4H2 2 高温高温4、金属与水反应小结、金属与水反应小结Mg+2HMg+2H2 2O=Mg(OH)O=Mg(OH)2 2+H+H2 2 100 2Na+2H2Na+2H2 2O=2NaOH+HO=2NaOH+H2 2 2K+2H2K+2H2 2O=2KOH+HO=2KOH+H2 2 ( ( ( (剧烈，氢气易爆炸剧烈，氢气易爆炸剧烈，氢气易爆炸剧烈，氢气易爆炸) ) ) )2Al+6H2Al+6H2 20=2Al(OH)0=2Al(OH)3 3+3H+3H2 2 金属性越强，越容易与水反应讨论：金属与水反应的规律讨论：金属与水反应的规律K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au与与冷冷水水反反应应生生成成碱碱和和氢氢气气与与热热水水反反应应生生成成碱碱和和氢氢气气高高温温下下与与水水蒸蒸气气反反应应生生成成氧氧化化物物和和氢氢气气不不与与水水反反应应小结小结金属性越强，金属性越强，常温下与酸反应越剧烈；常温下与酸反应越剧烈；金属性越强，金属性越强，常温下与水反应越强烈；常温下与水反应越强烈；三三. .铝与氢氧化钠溶液的反应铝与氢氧化钠溶液的反应1.1.铝与稀盐酸的反应铝与稀盐酸的反应化学方程式为化学方程式为: : 2.2.铝与氢氧化钠溶液的反应铝与氢氧化钠溶液的反应 2Al+2NaOH+2H2Al+2NaOH+2H2 2O=2NaAlOO=2NaAlO2 2+3H+3H2 2 铝既能与强酸溶液反应也能与强碱溶液反应，因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、碱性或咸的食物的食物。2Al + 6HCl = 2AlCl2Al + 6HCl = 2AlCl3 3 + 3H+ 3H2 2（可看作分两步进行）（可看作分两步进行）铝既能与强酸反应，又能与铝既能与强酸反应，又能与强碱反应，是两性金属强碱反应，是两性金属四、物质的量在化学方程式计算中的应用四、物质的量在化学方程式计算中的应用2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 化学计量数之比化学计量数之比 2 ： 2 ： 2 ： 1物质的量之比物质的量之比 2mol ：2mol ：2mol ：1mol 横（量）相当，竖（单位）相同横（量）相当，竖（单位）相同化学计量数之比等于物质的量之比化学计量数之比等于物质的量之比 扩大扩大NA倍倍 2NA ：2NA ： 2NA ： NA实验室用实验室用6.5g Zn与足量盐酸完全反应。求：与足量盐酸完全反应。求： Zn的物的物质的量；质的量；参加反应参加反应HCl的物质的量；的物质的量；生成生成H2的体的体积积(标况下标况下)。解：解：n(Zn) =m (Zn)M (Zn)6.5g6.5g65g/mol65g/mol = = 0.1mol0.1mol【例例 题题 】 2、根据化学方程式进行计算的基本步骤、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）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）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）对应计量系数，找出相关物质的物质的量 （要求的量用（要求的量用n(B)或设未知数或设未知数x、y等代表）等代表） （4）根据计量关系进行计算。）根据计量关系进行计算。Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2解：解：12n (HCl)0.1moln(HCl)= 0.2 mol 1n (H2)n(H2)= 0.1 mol V(H2)= n(H2) Vm = 0.1 mol 22.4 L/mol= 2.24 L12 0.1 moln(HCl)=11 0.1 moln(H2)=Zn + 2HCl = ZnCl2 + H21mol22.4LV (H2)0.1mol1mol0.1mol=22.4LV (H2)（1）横）横(量量)相当，竖相当，竖(单位单位)相同；相同；（2）带单位运算，结果单位要合理。）带单位运算，结果单位要合理。注意：注意：新解法：新解法：将将8.1g8.1g铝与足量的氢氧化钠反应，计算生成氢气铝与足量的氢氧化钠反应，计算生成氢气 _ L,_ L,需要氢氧化钠需要氢氧化钠 _ mol_ mol，有，有_ mol_ mol电子发生电子发生转移。转移。 例题例题2：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+ 3H2 6e-54g 2mol 22.4L 6mol8.1g xmol yL zmolX=0.3molY=3.36LZ=0.9mol生成氢气生成氢气3.36 L,3.36 L,需要氢氧化钠需要氢氧化钠 0.3 mol0.3 mol，有有0.9 mol0.9 mol电子发生转移。电子发生转移。