第三章 金属及其化合物第一节 金属的化学性质（第1课时）顺德桂洲中学高一备课小组顺德桂洲中学高一备课小组 望亚玲望亚玲学习目标：1知识和技能目标：通过对钠和氧气，铝和氧气的反应学习，了解金属与氧气的反应规律。2过程与方法目标:用实验探究法，按照思考、交流、实验、观察、分析，得出结论的方法进行探究式教学。3情感态度和价值观目标：通过奇妙的化学实验的操作（如钠的切割）和精彩的化学实验现象（如钠的燃烧反应）感受化学世界的美妙变化，提高学习化学的兴趣。教学重点：钠的活泼性和金属铝的氧化膜的保护作用。教学难点：金属钠燃烧反应和铝的加热融化地地壳中非金属壳中非金属: :含量第一的是含量第一的是_第二的是第二的是_地壳中地壳中金属金属: :含量第一的是含量第一的是_第二的第二的_氧氧硅硅铝铝铁铁思考与交流思考与交流(阅读阅读P46）一、金属有哪些共同的物理性质？一、金属有哪些共同的物理性质？二、金属有哪些共同的化学性质？二、金属有哪些共同的化学性质？分析下面一些化分析下面一些化学反应的图片，写出化学方程式学反应的图片，写出化学方程式铝与硫酸铜溶液铝与硫酸铜溶液镁带燃烧镁带燃烧铜与硝酸银溶液铜与硝酸银溶液镁与盐酸镁与盐酸不透明、有金属光泽、易导电、易导热、有延展性不透明、有金属光泽、易导电、易导热、有延展性思考思考 （1 1）、俗话说）、俗话说“真金不怕火炼真金不怕火炼”，这句话的含义，这句话的含义是什么？是什么？ 说明金在空气中很难和氧气反应它的化学性质稳定(2)(2)为什么为什么 铜制品（如铜锁）裸露保持光泽，铁制铜制品（如铜锁）裸露保持光泽，铁制品裸露易生锈品裸露易生锈 ？铜在常温下很难与氧气反应，化学性质稳定，而铜在常温下很难与氧气反应，化学性质稳定，而铁在常温下易与氧气反应，化学性质不稳定。铁在常温下易与氧气反应，化学性质不稳定。金属与氧气反应是不是一定要加热呢？金属与氧气反应是不是一定要加热呢？1.钠与氧气反应钠与氧气反应实验实验3-1【问题【问题2 2】：通过观察钠的取用，你能简单描述钠】：通过观察钠的取用，你能简单描述钠的物理性质的物理性质 （1 1）实验现象：）实验现象： 新切开的钠的表面新切开的钠的表面 。很快变暗很快变暗（2 2）变化的原因（写化学方程式）变化的原因（写化学方程式） 4Na + O2 = 2Na2O0 0 +1 -2（白色固体）（白色固体）（3）结论 ： 钠的物理性质：质软，可用小刀切割。钠的化学性质：银白色的钠表面很快变暗，说明钠银白色的钠表面很快变暗，说明钠很容易被氧气氧化很容易被氧气氧化银白色银白色; ;金属光泽的固体；金属光泽的固体；颜色：颜色：状态：状态：硬度：2 2、【实验】、【实验】在加热条件下钠在空气中的变化在加热条件下钠在空气中的变化实验实验3-2实验现象：实验现象：剧烈燃烧，发出剧烈燃烧，发出黄色火焰，黄色火焰，生成一种生成一种淡黄色的固体。淡黄色的固体。 2Na + O2 = Na2O20 0 +1 -1（淡黄色固体）（淡黄色固体）实验结论：实验结论：条件不同，现象不同，产物不同。条件不同，现象不同，产物不同。【思考与交流一】：【思考与交流一】：比较金属钠在常温和加热条件这两种情况下的区别 过氧化钠过氧化钠反应反应物物条条件件现象现象产产物物反应方程式反应方程式钠与钠与氧气氧气4Na + O2 = 2Na2O0 0 +1 -2常常温温银白色的钠表面很快变暗氧氧 化化 钠钠加加热热剧烈燃烧，剧烈燃烧，发出发出黄色火黄色火焰，焰，生成一生成一种种淡黄色的淡黄色的固体。固体。 2Na + O2 = Na2O20 0 +1 -1过过氧氧 化化 钠钠【课堂练习【课堂练习1 1】：】：1. 1. 通过你的观察和推理，判断下列实验室中对于通过你的观察和推理，判断下列实验室中对于少量少量NaNa的保存方法正确的是的保存方法正确的是 A A保存在水中保存在水中 B B密封，保存在广口瓶中密封，保存在广口瓶中 C C用铝箔包裹，密封在广口瓶中用铝箔包裹，密封在广口瓶中 D D密封，保存在煤油中密封，保存在煤油中2. 下列物质中，有一种物质的颜色与其它三种的颜色不同，这种物质是 ANaOHBNa2OCNa2O2DNaHCO33. 3. 下列关于金属下列关于金属NaNa的叙述中，说法正确的是的叙述中，说法正确的是 A ANaNa在空气中燃烧，发出黄色火焰产物是在空气中燃烧，发出黄色火焰产物是NaNa2 2O O2 2B BNaNa在空气中燃烧，产物是在空气中燃烧，产物是NaNa2 2O OC CNaNa是银白色金属，硬度大，熔点高是银白色金属，硬度大，熔点高D DNaNa比比K K活泼活泼4. 4. 取一小块钠放在玻璃燃烧匙里加热，下列实取一小块钠放在玻璃燃烧匙里加热，下列实验现象正确的是（）验现象正确的是（）金属先熔化金属先熔化在空气中燃烧火焰呈黄色在空气中燃烧火焰呈黄色燃燃烧时火星四射烧时火星四射燃烧后生成淡黄色固体燃烧后生成淡黄色固体燃烧燃烧后生成白色固体后生成白色固体A A、 B B、 C C、 D D、【科学探究【科学探究】加热铝箔加热铝箔2、铝与氧气的反应铝在空气中燃烧填表：铝在空气中燃烧填表：实验操作现象结论未打磨的铝箔在酒精灯上加热已打磨的铝箔在酒精灯上加热铝箔发红卷缩，变暗铝箔发红卷缩，变暗失去光泽，熔化不落失去光泽，熔化不落下下铝表面的氧化膜的铝表面的氧化膜的熔点远远高于铝，熔点远远高于铝，它包在熔化了的铝它包在熔化了的铝的表面，使铝不滴的表面，使铝不滴落下来。落下来。铝箔发红卷缩，变暗铝箔发红卷缩，变暗失去光泽，熔化不落失去光泽，熔化不落下下铝的化学性质较铝的化学性质较活泼，在空气中活泼，在空气中又会很快生成一又会很快生成一层新的氧化膜。层新的氧化膜。【思考与交流二】:（2 2）金属是否都能形成氧化膜？不同的金属其氧）金属是否都能形成氧化膜？不同的金属其氧化膜有无差异？化膜有无差异？( (阅读教材阅读教材P48P48第二自然段）第二自然段）不一定所有的金属都能形成氧化膜，有的金不一定所有的金属都能形成氧化膜，有的金属表面的氧化膜疏松，不能保护其内层金属属表面的氧化膜疏松，不能保护其内层金属 如铁表面的铁锈，有的氧化膜致密，可以保如铁表面的铁锈，有的氧化膜致密，可以保护内层金属不被继续氧化，如镁、铝等表面护内层金属不被继续氧化，如镁、铝等表面氧化层。氧化层。(1).(1).未打磨和已打磨的铝箔加热时，现象为何相同未打磨和已打磨的铝箔加热时，现象为何相同？铝的化学性质较活泼，在空气中会很快生成一铝的化学性质较活泼，在空气中会很快生成一层新的氧化膜。层新的氧化膜。（3）若要观察到铝的燃烧，可采取哪些措施？增大铝与空气（或火焰）的接触面积，增大铝与空气（或火焰）的接触面积，( (如铝粉）提高反应的温度，即将铝箔如铝粉）提高反应的温度，即将铝箔略卷，尖端夹一根火柴，然后将火柴引略卷，尖端夹一根火柴，然后将火柴引燃，把火柴和铝箔一起伸入到氧气瓶中，燃，把火柴和铝箔一起伸入到氧气瓶中，便可观察到耀眼的白光。便可观察到耀眼的白光。【问问题题3 3】：（小小组组讨讨论论发发表表自自己己见见解解）性性质质活活泼的铝在空气中能稳定存在的原因是什么？泼的铝在空气中能稳定存在的原因是什么？ 在常温下，铝能够与空气里面的氧气反应，生成一在常温下，铝能够与空气里面的氧气反应，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜。层致密而坚固的氧化物薄膜。【课堂练习2】：1. 1. 铝在空气中能够稳定存在的原因是铝在空气中能够稳定存在的原因是 A A铝的活泼性差铝的活泼性差 B B铝的还原性差铝的还原性差 C C铝与氧气不反应铝与氧气不反应 D D铝表面有氧化膜铝表面有氧化膜结论：1、金属因为在化学反应中总是充当_ ，表现_ 性。最外层电子都少于4个_易失去电子还原剂还原_2 2、以下金属在常温下能与氧气反应生成致密的、以下金属在常温下能与氧气反应生成致密的氧化物薄膜的是（氧化物薄膜的是（ ）A. A. 铜铜 B. B. 铁铁 C. C. 铝铝 D.D.钠钠3. 3. 下列关于金属铝的叙述中，说法不正确的是下列关于金属铝的叙述中，说法不正确的是 A AAl Al 是地壳中含量最多的元素是地壳中含量最多的元素B BAl Al 是比较活泼的金属，可置换硫酸铜溶液中是比较活泼的金属，可置换硫酸铜溶液中的铜的铜C CAlAl箔在空气中受热可以熔化，且发生剧烈燃箔在空气中受热可以熔化，且发生剧烈燃烧烧D DAlAl箔在空气中受热可以熔化，由于氧化膜的箔在空气中受热可以熔化，由于氧化膜的存在，熔化的存在，熔化的Al Al 并不滴落并不滴落4.4.小明家中收藏着一件清末的铝制佛像，该佛像小明家中收藏着一件清末的铝制佛像，该佛像至今保存完好，该佛像未生锈的主要原因是至今保存完好，该佛像未生锈的主要原因是、铝不易发生化学反应。、铝不易发生化学反应。 、铝不易被氧化。、铝不易被氧化。、铝的氧化物容易发生还原反应。、铝的氧化物容易发生还原反应。、铝易被氧化生成氧化铝具有保护内部铝的作、铝易被氧化生成氧化铝具有保护内部铝的作用。用。5 5、下列关于铝的叙述中，不正确的是、下列关于铝的叙述中，不正确的是 A. A. 铝是地壳里含量最多的金属元素铝是地壳里含量最多的金属元素B. B. 在常温下，铝不能与氧气反应在常温下，铝不能与氧气反应C. C. 铝是一种比较活泼的金属铝是一种比较活泼的金属D. D. 在化学反应中，铝容易失去电子，是还原剂在化学反应中，铝容易失去电子，是还原剂课堂小结：课堂小结：1.1.钠的化学性质很活泼，与空气在不同的反应条钠的化学性质很活泼，与空气在不同的反应条件下生成不同的氧化物件下生成不同的氧化物常温下：常温下：加热：加热：2.2.铝与氧气的反应铝与氧气的反应 铝的化学性质活泼，容易与空气中的氧气反应形铝的化学性质活泼，容易与空气中的氧气反应形成致密氧化膜而稳定存在于空气中成致密氧化膜而稳定存在于空气中4Na + O2 = 2Na2O0 0 +1 -2（白色固体）（白色固体） 2Na + O2 = Na2O20 0 +1 -1（淡黄色固体）（淡黄色固体）4Al+3O2=2Al2O3第一节第一节 金属的化学性质（第金属的化学性质（第2 2课时课时）学习目标：1知识和技能目标：掌握钠与水的反应；铁与水蒸汽和铝与碱的反应。2过程与方法目标：体验通过实验发现化学问题，揭示物质性质的过程与方法。3情感态度和价值观目标：通过奇妙的化学实验的操作和精彩的化学实验现象（如铁与水蒸汽的反应）感受化学世界的美妙变化，提高学习化学的兴趣。日常生活中，人们常用金属器皿来日常生活中，人们常用金属器皿来盛水，并用铁、铝或铜制的水壶来盛水，并用铁、铝或铜制的水壶来烧水，说明这几种金属与冷水和热烧水，说明这几种金属与冷水和热水都是不反应的。是不是所有的金水都是不反应的。是不是所有的金属都不与水反应呢？属都不与水反应呢？二、二、金属与水的反应金属与水的反应实验33（P41）向一个盛有水的小）向一个盛有水的小烧杯里滴入杯里滴入3滴酚滴酚酞试液，液，然后把然后把一小一小块钠（约绿豆大小）豆大小）投入小投入小烧杯，杯，观察反察反应的的现象象和溶液和溶液颜色的色的变化。注意：化。注意：盖上玻片，戴上防盖上玻片，戴上防护镜，吸干煤油，吸干煤油注意注意观察察:（ 要学会要学会透透过现象看本象看本质）a.将将钠投投入入水水中中，钠浮浮在在水水上上面面还是是沉沉没没水水下下？可可得得出出什什么么结论？b.钠是否熔成一个小球？是否熔成一个小球？还有什么有什么现象象发生？生？c.反反应时溶液溶液颜色有什么色有什么变化？生成的是什么物化？生成的是什么物质？ 如何如何检验？ 实验现象：象：a.钠浮浮在水面上在水面上（浮）（浮）钠密度比水小密度比水小b.立刻立刻熔熔成一个成一个闪亮的小球亮的小球，有水，有水雾，有，有时有火花或伴有爆有火花或伴有爆鸣声声 （熔）（熔）钠熔点熔点较低，低，钠与水反与水反应放放热c.在水面上四在水面上四处游游动，发出出嘶嘶声嘶嘶声，最后完全消失，最后完全消失（游，响）（游，响）钠与水与水剧烈反烈反应生成气体。生成气体。d.反反应后溶液由无色后溶液由无色变成成红色色（红）钠与水反与水反应生成碱性物生成碱性物质（NaOH）e.钠球逐球逐渐变小，最后完全消失小，最后完全消失结论：2Na2H2O2NaOHH2 思考与交流：思考与交流：1、钠保存在哪里？能否用汽油或酒精？保存在哪里？能否用汽油或酒精？应该满足什么条足什么条件才能保存件才能保存钠？为什么？什么？2、金属、金属钠着火能否用水着火能否用水灭火，火，为什么呢？什么呢？保存在煤油里和石蜡油中，目的是防止钠被氧化保存在煤油里和石蜡油中，目的是防止钠被氧化成成Na2O，钠被，钠被长时间氧化长时间氧化后，会生成后，会生成Na2O2（ Na2O2比比Na2O稳定稳定）；同时防止钠与空气中的水；同时防止钠与空气中的水蒸气反应。蒸气反应。不能。因为钠与水反应生成可燃性气体不能。因为钠与水反应生成可燃性气体H2，导致火势更大。，导致火势更大。那铁呢？能否跟冷水反应？热水？通过预那铁呢？能否跟冷水反应？热水？通过预习你已经知道铁与水蒸气可以反应，试将习你已经知道铁与水蒸气可以反应，试将此与此与 钠和水的反应钠和水的反应比较，有何不同？为什比较，有何不同？为什么？么？思考与交流：思考与交流：钠能与水发生非常剧烈的反应，钠能与水发生非常剧烈的反应，那么其那么其它的金属又能不能与水反应呢？你是如何它的金属又能不能与水反应呢？你是如何推断的？请大家思考、交流。推断的？请大家思考、交流。 2.铁粉与水蒸铁粉与水蒸气反应气反应3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2反应现象反应现象铁与水蒸气反应，铁与水蒸气反应，铁粉红热，点燃铁粉红热，点燃肥皂泡可听到爆肥皂泡可听到爆鸣声鸣声铁与水的反应录象铁与水的反应录象设计原理：当加热试管时，湿棉花中设计原理：当加热试管时，湿棉花中的水受热变为水蒸气，跟试管中的铁的水受热变为水蒸气，跟试管中的铁粉在加热条件下反应产生氢气，粉在加热条件下反应产生氢气，H2沿沿导管通人到肥皂液中鼓起大量充满导管通人到肥皂液中鼓起大量充满H2的气泡，用火柴点燃产生爆鸣声以检的气泡，用火柴点燃产生爆鸣声以检验验H2思考和交流：思考和交流：钠与水、铁与水的反应情况进行钠与水、铁与水的反应情况进行归纳：不同的金属与水反应的剧烈程度以及产物归纳：不同的金属与水反应的剧烈程度以及产物的不同，与哪些因素有关？的不同，与哪些因素有关？规律：金属与水的反律：金属与水的反应与金属的活与金属的活动性有关，性有关，金属越活金属越活泼，越容易与水反越容易与水反应，反，反应越越剧烈。烈。金属活金属活动顺序中序中氢之前的之前的金属能金属能够跟水反跟水反应，之后的金属与水不反，之后的金属与水不反应。 思考和交流：思考和交流：1、在厨房里使用在厨房里使用铝制的制的锅、饭盒等容器盒等容器时，要注意哪些，要注意哪些问题？为什么？什么？ 2、由于由于铝易与酸反易与酸反应，所以，所以铝制容器不能蒸煮或制容器不能蒸煮或长期盛放酸期盛放酸性食物。但食物除了有的呈酸性外，性食物。但食物除了有的呈酸性外，还有的食物是有的食物是显碱性的，碱性的，能否用能否用铝制的容器盛放碱性食物呢？制的容器盛放碱性食物呢？请大家思考、交流。大家思考、交流。 实验实验34（P43）实验实验34现象现象结论或方程式结论或方程式铝盐酸铝盐酸铝氢氧铝氢氧化钠化钠开始现象不明显。开始现象不明显。后后来来有有少少量量气气泡泡产产生生，气气泡泡逐逐渐渐增增多。多。试管很热。试管很热。将点燃的木条放将点燃的木条放在试管口时，都有在试管口时，都有爆鸣声。爆鸣声。氧氧化化膜膜与与酸酸、碱发生反应。碱发生反应。铝铝与与酸酸、碱碱反应产生气体。反应产生气体。反应放热。反应放热。生成氢气。生成氢气。 1、写出、写出铝与与盐酸反酸反应的离子方程式的离子方程式2、写出、写出铝与与氢氧化氧化钠溶液反溶液反应的化学方程式的化学方程式3、比、比较这两个反两个反应的异同的异同2Al + 6H2Al + 6H+ + = 2Al = 2Al3+3+ + 3H + 3H2 22Al + 2NaOH + 2H2Al + 2NaOH + 2H2 2O = 2NaAlOO = 2NaAlO2 2 +3H +3H2 2 相同：铝的化合价升高，变成相同：铝的化合价升高，变成+3+3价，失价，失去电子，铝作还原剂。氢元素的化合价去电子，铝作还原剂。氢元素的化合价降低，得到电子，转化成降低，得到电子，转化成H H2 2。不同：作氧化剂的物质不同。不同：作氧化剂的物质不同。 金属在化学变化中化合价都会升高，金属在化学变化中化合价都会升高，表现出较强的还原性表现出较强的还原性，自身被氧化自身被氧化。因此金属在自然界中多以化合态存因此金属在自然界中多以化合态存在，只有极少数的极不活泼的金属在，只有极少数的极不活泼的金属如金、银等以游离态存在。如金、银等以游离态存在。小结小结活泼金属在常温下，在空气中就能活泼金属在常温下，在空气中就能被迅速氧化。如钠、钾、钙等。加被迅速氧化。如钠、钾、钙等。加热时可以剧烈燃烧。热时可以剧烈燃烧。较活泼的金属在常温下能与氧气反较活泼的金属在常温下能与氧气反应，如铝应，如铝、镁镁、锌锌、铁等。铁等。还有一些金属即使在高温下也不能还有一些金属即使在高温下也不能与氧气反应，如金、银、铂等。与氧气反应，如金、银、铂等。镁、铝、锌等金属容易形成致密的镁、铝、锌等金属容易形成致密的氧化保护膜，因此，能在空气中稳氧化保护膜，因此，能在空气中稳定地存在。定地存在。大多金属不与冷水或热水反应。活大多金属不与冷水或热水反应。活泼金属在常温下就能与水发生剧烈泼金属在常温下就能与水发生剧烈的反应，如钠、钾等。有些金属在的反应，如钠、钾等。有些金属在高温条件下能与水反应，如铁。高温条件下能与水反应，如铁。铝有一个特殊的性质，能与碱溶液铝有一个特殊的性质，能与碱溶液反应生成氢气。反应生成氢气。练习练习1、金属金属钠着火着火时，可以，可以灭火的物火的物质是是 （ ）A水水B沙子沙子C煤油煤油D二氧化碳二氧化碳 2、下列各下列各组物物质相互反相互反应后，没有碱生成的是后，没有碱生成的是 （ ）A ACaOCaO溶于水溶于水 B B红热的的FeFe和水蒸气和水蒸气 C金属金属Na投入水中投入水中DNa2O2投入水中投入水中3 3、你、你认为下述下述说法是否正确，法是否正确，请说明原因：明原因：将两小将两小块质量相等的金属量相等的金属钠，一，一块直接投入水中，另一直接投入水中，另一块用用铝箔包箔包住，在住，在铝箔上刺些小孔，然后放入水中，两者放出的箔上刺些小孔，然后放入水中，两者放出的氢气相等。气相等。 BB不正确，因为用铝箔（刺有小孔）包住的金属钠放入水中时，钠不正确，因为用铝箔（刺有小孔）包住的金属钠放入水中时，钠先与水反应，产生的氢气与直接把钠投入水中所产生的氢气的量先与水反应，产生的氢气与直接把钠投入水中所产生的氢气的量相同，但生成的氢氧化钠溶液要继续与铝箔反应产生氢气，因此相同，但生成的氢氧化钠溶液要继续与铝箔反应产生氢气，因此后者产生的氢气总量比前者多。后者产生的氢气总量比前者多。思考：思考：等物质的量的铝与碱和酸反应时产生H2的量有什么关系？等质量呢？都相等例：某无色透明溶液，投入金属铝可放出例：某无色透明溶液，投入金属铝可放出例：某无色透明溶液，投入金属铝可放出例：某无色透明溶液，投入金属铝可放出HH2 2。现有下列。现有下列。现有下列。现有下列离子：离子：离子：离子：MgMg2+2+、CuCu2+2+、BaBa2+2+、HH+ +、AgAg+ +、SOSO4 42 2、HCOHCO3 3、OHOH、NONO3 3。试判断下列两种情况时，各有哪些离子可。试判断下列两种情况时，各有哪些离子可。试判断下列两种情况时，各有哪些离子可。试判断下列两种情况时，各有哪些离子可存在于此溶液中：存在于此溶液中：存在于此溶液中：存在于此溶液中： （1 1）当生成）当生成）当生成）当生成AlAl3+3+时，可存在的离子有时，可存在的离子有时，可存在的离子有时，可存在的离子有； （2 2）当生成）当生成）当生成）当生成AlOAlO2 2时，可存在的离子有时，可存在的离子有时，可存在的离子有时，可存在的离子有。HH+MgMg2+2+SOSO4 42-2- OHOH-BaBa2+2+NONO3 3- -向一金属铝的易拉罐内向一金属铝的易拉罐内充满充满CO2,然后向罐内注入足量然后向罐内注入足量NaOH溶溶液液,立即用胶布严封罐口，过一段时间后立即用胶布严封罐口，过一段时间后,罐壁内凹而瘪罐壁内凹而瘪,再过一段时再过一段时间后间后,瘪了的罐壁重新鼓起瘪了的罐壁重新鼓起,解释上述变化的实验现象：解释上述变化的实验现象：(1)罐壁内凹而瘪的原因：罐壁内凹而瘪的原因：反应方程式：反应方程式：(2)罐壁重新鼓起的原因：罐壁重新鼓起的原因：反应方程式：反应方程式：动动脑？动动脑？是因为是因为CO2与与NaOH反应生成反应生成Na2CO3,使得罐内气使得罐内气压小于外界大气压压小于外界大气压；是因为过量的是因为过量的NaOH与铝罐反应生成与铝罐反应生成H2,使使罐内气压等于或大于外界大气压罐内气压等于或大于外界大气压