1、第三章第三章 金属及其化合物金属及其化合物 第一节第一节 金属的化学性质金属的化学性质 （1） 金属元素有哪些存在形式？在地壳中含金属元素有哪些存在形式？在地壳中含 量如何？量如何？ 氧氧 硅硅 铝铝 铁铁 钙钙 钠钠 钾钾 镁镁 大多数以化合态形式存在大多数以化合态形式存在 青铜器青铜器 铁器铁器 铝合金铝合金 金属的一些物理性质金属的一些物理性质 金属的通性金属的通性 金属的性质金属的性质： 不不透明、有金属透明、有金属光光泽、易导泽、易导电电、易导、易导 热热、有、有延延展性，最外层电子数少故易失去展性，最外层电子数少故易失去 而具有而具有还还原性原性 以下实例各体现金属什么性质？以下实
2、例各体现金属什么性质？ 用铁锅做菜用铁锅做菜 用铝或铜做电线用铝或铜做电线 香烟用的铝箔包装香烟用的铝箔包装 在氧化还原反应易失电子在氧化还原反应易失电子 导热导热 还原性还原性 延展性延展性 导电导电 1 、结合初中化学，说明金属能与哪些物质发生化结合初中化学，说明金属能与哪些物质发生化 学反应？学反应？ （1）金属与）金属与氧气氧气反应反应 如：如：Mg、Fe 、Al 、Cu等，绝等，绝 大多数的金属都可以与氧气发大多数的金属都可以与氧气发 生反应生反应 （2）金属与）金属与酸酸的反应的反应 金属活泼性顺序表中金属活泼性顺序表中H以前的金以前的金 属属 越活泼的金属与酸反应越剧烈越活泼的金
3、属与酸反应越剧烈 （3）金属与一些）金属与一些盐盐溶液反应溶液反应 活泼金属置换较不活活泼金属置换较不活 泼金属泼金属 思考与交流 2.分析下列图片中的反应，写出反应的化学方程式。分析下列图片中的反应，写出反应的化学方程式。 铝丝与硫酸铜溶液反铝丝与硫酸铜溶液反 应应 镁条燃烧镁条燃烧 铜丝与硝酸银溶液反铜丝与硝酸银溶液反 应应 镁条与稀盐酸反应镁条与稀盐酸反应 思考与交流 2Al+3CuSO4=Al2(SO4 )3+3Cu Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag Mg+2HCl=MgCl2+H2 2Mg+O22MgO 点燃点燃 铝丝与硫酸铜溶液反应铝丝与硫酸铜溶液反应 镁条燃烧镁条燃烧
4、 铜丝与硝酸银溶液反应铜丝与硝酸银溶液反应 镁条与稀盐酸反应镁条与稀盐酸反应 金属与氧气的反应金属与氧气的反应 铁与氧气反应铁与氧气反应 镁与氧气反应镁与氧气反应 3Fe+2O2= Fe3O4 点燃点燃 2Mg+O2=2MgO 点燃点燃 铝在氧气中燃烧铝在氧气中燃烧 4Al + 3 O2 = 2 Al2O3 点燃点燃 一、金属与非金属的反应一、金属与非金属的反应 取一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油后，取一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油后， 用刀切去一端的外皮，这时可以看到钠的真面用刀切去一端的外皮，这时可以看到钠的真面 目。观察钠表面的光泽和颜色。目。观察钠表面的光泽和颜色。 钠通常保存在
5、煤钠通常保存在煤 油或石蜡油中油或石蜡油中 用刀切去一端的外皮，这时可以看到钠的用刀切去一端的外皮，这时可以看到钠的 真面目。观察钠表面的光泽和颜色。真面目。观察钠表面的光泽和颜色。 现象：现象： 切开的光亮的金属断面切开的光亮的金属断面 很快地变暗。很快地变暗。 钠的物理性质：钠的物理性质： 钠具有钠具有银白色金属光泽，硬度较小，银白色金属光泽，硬度较小， 熔、沸点较低熔、沸点较低（钠的熔点是（钠的熔点是97.8 ， 沸点是沸点是882.9 ）。钠是热和电的良）。钠是热和电的良 导体。导体。密度为密度为0.97 g/cm3，比水的密比水的密 度小，度小，能浮在水面上。能浮在水面上。 请你归纳
6、：请你归纳： 通过观察，你能不能简单的描述钠的物理通过观察，你能不能简单的描述钠的物理 性质？性质？ 观察：观察： 用小刀切开的用小刀切开的 一小块钠断面一小块钠断面 有什么变化？有什么变化？ 现象现象： 切开的光亮的金属断面切开的光亮的金属断面 很快地变暗。很快地变暗。 反应反应： 4 Na + O2 = 2Na2O（常温下）（常温下） 结论结论： 常温下易与空气中的氧气反应常温下易与空气中的氧气反应 1.钠与氧气的反应钠与氧气的反应 0 1 0 -2 失失 4e- 得得 22e- 还原剂还原剂 氧化剂氧化剂 把一小块金属钠放在坩埚里，加热，有把一小块金属钠放在坩埚里，加热，有 什么什么现象
7、现象？ 钠受热后，先融化，然后与氧气剧烈反应，钠受热后，先融化，然后与氧气剧烈反应， 发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体 过氧化钠（过氧化钠（Na2O2）。）。 2.钠在空气中燃烧：钠在空气中燃烧： 2NaO2 = Na2O2（淡黄色） （淡黄色） 点燃点燃 Na2O2和和 Na2O谁更稳定？谁更稳定？ 思考思考 0 +1 0 -1 失失 2e- 得得 2e- 还原剂还原剂 氧化剂氧化剂 Na2O 在空气中加热也能转化为在空气中加热也能转化为 Na2O2 ，反应方程式为：，反应方程式为： 2 Na2O + O2 = 2 Na2O2 反反 思思 1.为什么钠保存在煤
8、油中为什么钠保存在煤油中? 2.多余的钠为何放回试剂瓶多余的钠为何放回试剂瓶? 参考答案参考答案: （1）.钠很活泼，容易被空气中的氧气氧钠很活泼，容易被空气中的氧气氧 化；密度比煤油大，不与煤油反应化；密度比煤油大，不与煤油反应,故保存故保存 在煤油中，以隔绝空气。在煤油中，以隔绝空气。 （2）.钠很活泼，考虑到实验安全性及钠很活泼，考虑到实验安全性及 对原试剂无污染故可放回试剂瓶中，对原试剂无污染故可放回试剂瓶中， 把一小块把一小块 钠放在氯钠放在氯 气中燃烧气中燃烧 实实 验验 现象现象： 钠在氯气中剧烈燃烧，产钠在氯气中剧烈燃烧，产 生白色的烟。生白色的烟。 反应反应： 2Na + C
9、l2 = 2NaCl 思考：思考： 为什么说生成的是白烟？为什么说生成的是白烟？ 点燃点燃 在研钵中在研钵中 把钠与硫把钠与硫 粉混合研粉混合研 磨。磨。 实实 验验 现象现象： 火星四射，发生爆炸。火星四射，发生爆炸。 反应反应： 2Na + S = Na2S 结论：结论： 钠是一种很活泼的金属，钠是一种很活泼的金属， 能与非金属如氧气、氯气和能与非金属如氧气、氯气和 硫等反应。硫等反应。 研磨研磨 【思考与交流思考与交流】 除去表面氧化膜的镁能在空气中除去表面氧化膜的镁能在空气中 点燃，铝呢？点燃，铝呢？ 【问问】 铝与氧气能否反应？所需条件？铝与氧气能否反应？所需条件？ 用坩埚钳夹住一小
10、块铝箔，在酒精灯上加热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？么现象？为什么会有这种现象？ 现象：现象： 铝箔熔化，并且失去铝箔熔化，并且失去 了光泽，但是熔化的铝并了光泽，但是熔化的铝并 没有脱落下来，好象有一没有脱落下来，好象有一 层膜兜着层膜兜着。 因为铝表面有一层氧化因为铝表面有一层氧化 膜保护了铝。构成薄膜膜保护了铝。构成薄膜 的氧化铝的氧化铝(Al2O3)的熔点的熔点 很高，没有熔化，包在很高，没有熔化，包在 外面使熔化的液态铝不外面使熔化的液态铝不 会滴落下来。会滴落下来。
11、为什么呢？为什么呢？ 构成氧化膜的构成氧化膜的AlAl2 2O O3 3的熔点的熔点 为为20502050，AlAl的熔点为的熔点为 660660， AlAl2 2O O3 3包在包在AlAl的外的外 面，所以熔化的铝不会掉面，所以熔化的铝不会掉 下来。下来。 AlAl2 2O O3 3是常见耐高是常见耐高 温材料。温材料。 现现 象：象： 铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝 仍仍然不滴落然不滴落 原因解释原因解释： 铝很活泼，除去原来的氧化膜后，铝很活泼，除去原来的氧化膜后， 在空气中很快生成一层在空气中很快生成一层新新的氧化膜的氧化膜 结结 论：论： 铝很活泼，常温下
12、能与空气中的氧气铝很活泼，常温下能与空气中的氧气 反应，生成一层致密的氧化膜，起保护反应，生成一层致密的氧化膜，起保护 的作用。的作用。 再取一块铝箔，用砂纸仔细打磨，除去表面再取一块铝箔，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？的保护膜，在加热至熔化。又有什么现象呢？ 4Al3O2=2Al2O3 常温常温 空气中生成致空气中生成致 密氧化膜密氧化膜 4Al3O2 =2Al2O3 点燃点燃 （纯氧中燃烧）（纯氧中燃烧） 2、Al与氧气的反应：与氧气的反应： 在空气中，铝的表面容易生成一层很稳定的氧在空气中，铝的表面容易生成一层很稳定的氧 化膜，但天然形成的氧化膜很薄，
13、耐磨性和抗蚀化膜，但天然形成的氧化膜很薄，耐磨性和抗蚀 性还不够。为了使铝制品适应于不同的用途，可性还不够。为了使铝制品适应于不同的用途，可 以采用化学方法对铝的表面进行处理，如增加膜以采用化学方法对铝的表面进行处理，如增加膜 的厚度，改变膜的结构和强度，对氧化膜进行着的厚度，改变膜的结构和强度，对氧化膜进行着 色等。例如，化学氧化（用铬酸作氧化剂）可以色等。例如，化学氧化（用铬酸作氧化剂）可以 使氧化膜产生美丽的颜色；用电化学氧化的方法，使氧化膜产生美丽的颜色；用电化学氧化的方法， 可以生成坚硬的氧化膜，还可以用染料使其着色。可以生成坚硬的氧化膜，还可以用染料使其着色。 市场上的铝制品就有不
14、少是经过这样处理的。氧市场上的铝制品就有不少是经过这样处理的。氧 化膜使得性质活泼的金属铝成为一种应用广泛的化膜使得性质活泼的金属铝成为一种应用广泛的 金属材料。金属材料。 活泼金属在空气中容易与氧活泼金属在空气中容易与氧 气反应，表面生成一层氧化物。气反应，表面生成一层氧化物。 有的氧化膜疏松，不能保护内层有的氧化膜疏松，不能保护内层 金属，如钠、铁等；有的氧化膜金属，如钠、铁等；有的氧化膜 致密，可以保护内层金属不被继致密，可以保护内层金属不被继 续氧化，如镁、铝等。续氧化，如镁、铝等。 4Fe+3O2 + nH2O =2Fe2O3nH2O Mg+O2=2MgO 4 Al + 3O2= 2
15、 Al2O3 （铁锈）铁锈） 3 3、金属与氧气反应小结：、金属与氧气反应小结： K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb 常温常温易易氧化氧化 常温常温能能氧化氧化 (形成保护膜形成保护膜) 常温、常温、干燥干燥空空 气气不易不易氧化氧化 H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au 加热加热时能反应时能反应 不能不能反应反应 金属的还原性逐渐减弱金属的还原性逐渐减弱 金属金属 钠钠 镁镁 铝铝 铁铁 铜铜 反应条件反应条件 化学方程式化学方程式 产物颜色产物颜色 常温加热常温加热 常温加热常温加热 加热加热 加热加热 常温常温 加热加热 4Na + O2=2Na2O 2Na + O2=Na2
16、O2 2Mg+O2=2MgO 4Al+3O2=2Al2O3 2Cu+O2=2CuO 3Fe+2O2 = Fe3O4 点燃点燃 白色白色 淡黄色淡黄色 白色白色 黑色黑色 黑色黑色 白色白色 大多数金属能与氧气反应，金属越活泼，反应越剧烈；温度升大多数金属能与氧气反应，金属越活泼，反应越剧烈；温度升 高，反应加剧；高，反应加剧； 钠与氧气反应，条件不同，现象及产物都不同钠与氧气反应，条件不同，现象及产物都不同 镁、铝易与空气中的氧气反应形成致密的氧化膜而稳定存在于空气镁、铝易与空气中的氧气反应形成致密的氧化膜而稳定存在于空气 中。中。 金属与氧气反应金属与氧气反应 常温常温 Fe+O2 +H2O
17、 Fe2O3（生锈）（生锈） 红色红色 点燃点燃 【练习练习】完成下列反应方程式：完成下列反应方程式： Mg+Cl2 Al+ S Mg + Cl2 = MgCl2 2 Al + 3 S = Al2S3 画出画出NaNa、MgMg、AlAl的原子结构的原子结构 示意图示意图 +13 2 8 3 +11 2 8 1 +12 2 8 2 Mg Na Al 1 1、金属元素的最外层电子数较少，最外层电、金属元素的最外层电子数较少，最外层电 子容易失去，金属单质表现出还原性，性质子容易失去，金属单质表现出还原性，性质 活泼。活泼。 2 2、绝大多数金属能与氧气、硫、氯等非金属、绝大多数金属能与氧气、硫、
18、氯等非金属 反应，生成相应的硫化物和氯化物。反应，生成相应的硫化物和氯化物。 一、金属与非金属反应一、金属与非金属反应 金属的化学性质：金属的化学性质： 一一. .金属与金属与非金属非金属反应：反应： ( (如如氧气氧气、氯气、硫等、氯气、硫等) ) 常温：常温： 点燃：点燃： 2Na + S Na2 S 2Na + Cl2 2NaCl 点燃点燃 研磨研磨 223 432AlOAl O 这节课我们这节课我们 学了些什么学了些什么? 加热加热 练习：练习： 1、取一小块金属钠在坩埚中加热，可观察、取一小块金属钠在坩埚中加热，可观察 到的现象是钠熔化在空气中燃烧，火到的现象是钠熔化在空气中燃烧，火
19、 焰呈黄色燃烧后得到白色固体火焰呈焰呈黄色燃烧后得到白色固体火焰呈 红色燃烧后得到淡黄色固体钠是金属，红色燃烧后得到淡黄色固体钠是金属， 不能燃烧。其中正确的有（不能燃烧。其中正确的有（ ） A B C D 提升训练提升训练 1.金属钠可以存放于金属钠可以存放于 煤油煤油 石蜡油石蜡油 四氯四氯 化碳化碳 密闭容器密闭容器 ( ) A B C D 2.铝在人体中积累可使人慢性中毒，世界卫生组铝在人体中积累可使人慢性中毒，世界卫生组 织将铝确定为食品污染源之一而加以控制。铝在织将铝确定为食品污染源之一而加以控制。铝在 下列使用场合中，必须加以控制的是下列使用场合中，必须加以控制的是( ) A制造
20、炊具制造炊具 B制防锈油漆制防锈油漆 C制铝合金窗制铝合金窗 D炼铝厂制造铝锭炼铝厂制造铝锭 C A 3、下列关于金属铝的说法正确的是（、下列关于金属铝的说法正确的是（ ） A、铝是地壳中含量最多的元素铝是地壳中含量最多的元素 B、铝片加热，燃烧剧烈，生成铝片加热，燃烧剧烈，生成Al2O3 C、铝不易被腐蚀，所以铝的金属活动性铝不易被腐蚀，所以铝的金属活动性 比铁差比铁差 D、铝是一种银白色的金属铝是一种银白色的金属 练习：练习： 3. 2.3g3. 2.3g钠在干燥的空气中被氧化后钠在干燥的空气中被氧化后, , 可得可得3.5g3.5g固体固体, ,因此可判断其氧化产因此可判断其氧化产 物为
21、物为( )( ) A A、只有、只有NaNa2 2OO2 2 B B、只有、只有NaNa2 2OO C C、NaNa2 2OO和和NaNa2 2OO2 2 D D、无法确定、无法确定 C 二、金属与酸和水的反应二、金属与酸和水的反应 熔熔化为光亮的小球化为光亮的小球 在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然 后把一小块钠放入水中。你看到什么现象？后把一小块钠放入水中。你看到什么现象？ 浮浮 熔熔 游游 响响 红红 钠钠浮浮在水的表面在水的表面 在水面上在水面上游游动动 发出嘶嘶的声发出嘶嘶的声响响 滴入酚酞溶液变滴入酚酞溶液变红红 1、金属与水的反应、金属与
22、水的反应 实实 验验 现现 象象 讨讨 论论 现现 象象 讨讨 论论 与与 结结 果果 浮浮 熔熔 游游 响响 红红 小于水的密度，小于水的密度，0.97 g/cm3 反应放热反应放热 ，熔点低，熔点低，97.81 有氢气产生有氢气产生 有氢气产生有氢气产生 有碱生成，有碱生成，NaOH 钠与水反应原理钠与水反应原理 钠与水电离所产生的氢离子反应，生成氢气。钠与水电离所产生的氢离子反应，生成氢气。 钠与水反应实质钠与水反应实质 讨论题：钠着火时，应如何灭火？讨论题：钠着火时，应如何灭火？ 2 Na + 2 H2O = 2 NaOH + H2 化学方程式：化学方程式： 2Na + 2H2Na +
23、 2H2 2O = 2NaOH + HO = 2NaOH + H2 2 失失2 2e e- - 得得2 2e e- - 还原剂还原剂 氧化剂氧化剂 离子方程式：离子方程式： 2Na + 2H2Na + 2H2 2O =2NaO =2Na+ + + 2OH + 2OH- - +H+H2 2 练习：练习：请标出钠与水反应的电子转移；请写出请标出钠与水反应的电子转移；请写出 钠与水反应的离子方程式钠与水反应的离子方程式 。 取一小试管，向其中加入等体积取一小试管，向其中加入等体积 的水和煤油，然后把一小块金属钠放的水和煤油，然后把一小块金属钠放 入到试管中，可以观察到何种现象？入到试管中，可以观察到
24、何种现象？ 并解释并解释钠与水反应钠与水反应.avi 2、下列对反应、下列对反应4Na + O2 = 2Na2O 的的 描述正确的是（描述正确的是（ ） A、Na是氧化剂是氧化剂 B、O2是还原产物是还原产物 C、Na2O是还原剂是还原剂 D、Na2O既是氧化产物又是还原产物既是氧化产物又是还原产物 练习：练习： 铁不与冷、铁不与冷、 热水反应热水反应, , 能否与水能否与水 蒸气反应蒸气反应? ? 高温 3Fe+4H2O(g) = = Fe3O4+4H2 实验：实验： 请用三支试管、水槽、蒸发皿、胶请用三支试管、水槽、蒸发皿、胶 塞、导管、酒精喷灯及其他必要的仪塞、导管、酒精喷灯及其他必要的
25、仪 器和物品，设计一个还原铁粉与水蒸器和物品，设计一个还原铁粉与水蒸 气反应的实验装置，画出装置简图。气反应的实验装置，画出装置简图。 应考虑：水蒸气的发生应考虑：水蒸气的发生 水蒸水蒸 气与铁粉的反应气与铁粉的反应 气体产物的检验等。气体产物的检验等。 现象现象 分析（或结论）分析（或结论） （1）钠）钠浮浮在水面上在水面上 （2）钠）钠熔熔成一小亮成一小亮 球球 （3）钠球不停的）钠球不停的游游 动动 （4）发出）发出嘶嘶嘶声嘶声 （5）溶液变）溶液变红红 密度比水小密度比水小 熔点低，反应放热熔点低，反应放热 产生了气体，各部分的产生不均匀产生了气体，各部分的产生不均匀 反应放出的热量多
26、反应放出的热量多 气体是可燃性气体气体是可燃性气体 生成了碱性物质生成了碱性物质 二、金属与酸和水的反应二、金属与酸和水的反应 1.金属钠和水的反应金属钠和水的反应 实验实验5: 将一小块金属钠投入滴有酚酞的水中将一小块金属钠投入滴有酚酞的水中 现象现象 分析（或结论）分析（或结论） （1）钠）钠浮浮在水面上在水面上 （2）钠）钠熔熔成一小亮成一小亮 球球 （3）钠球不停的）钠球不停的游游 动动 （4）发出）发出嘶嘶嘶声嘶声 （5）溶液变）溶液变红红 密度比水小密度比水小 熔点低，反应放热熔点低，反应放热 产生了气体，各部分的产生不均匀产生了气体，各部分的产生不均匀 反应放出的热量多反应放出的
27、热量多 气体是可燃性气体气体是可燃性气体 生成了碱性物质生成了碱性物质 二、金属与酸和水的反应二、金属与酸和水的反应 1.金属钠和水的反应金属钠和水的反应 实验实验5: 将一小块金属钠投入滴有酚酞的水中将一小块金属钠投入滴有酚酞的水中 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 探究：探究： 2、钠单质与酸和一些盐的水溶液反应的、钠单质与酸和一些盐的水溶液反应的 情况情况 1、当火灾现场有大量金属钠时，应该怎、当火灾现场有大量金属钠时，应该怎 样灭火？样灭火？ 化学方程式：化学方程式： 离子方程式离子方程式： 2Na + 2H2Na + 2H2 2O = 2NaO = 2Na+ + + 2
28、OH+ 2OH- -+ H+ H2 2 先先 2Na+2H2O=2NaOH+H2 后后 2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4 总总 2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2 +Na2SO4+ H2 钠与盐溶液的反应的实验探钠与盐溶液的反应的实验探 究究 钠与硫酸铜溶液的反应钠与硫酸铜溶液的反应 总结：钠的物理性质和化学性质总结：钠的物理性质和化学性质 物理性质：物理性质：为银白色的固体，质软，密为银白色的固体，质软，密 度比水还小度比水还小(0.97g/cm3),熔点较低熔点较低(97.87) 化学性质化学性质: 化学性质很活泼化学性质很活泼 1.与氧气反应与氧气反应 常温
29、常温 4Na + O2 = 2Na2O 2Na + O2 = Na2O2 点燃点燃 2.与水反应与水反应 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 问题讨论问题讨论 1 1、为什么钠与氧气的反应可以得到两种产物、为什么钠与氧气的反应可以得到两种产物? ? 2 2、是不是所有的金属都能与氧气反应呢？为什么？、是不是所有的金属都能与氧气反应呢？为什么？ 3 3、为什么镁条燃烧前要用砂纸打磨？、为什么镁条燃烧前要用砂纸打磨？ 2.铁与水蒸气的反应铁与水蒸气的反应 铁不能与冷、热水反应铁不能与冷、热水反应,但能否与水但能否与水 蒸气反应蒸气反应? 请设计一个简单的实验装置请设计一个简单的实验装置,使还原使还原 铁粉与水蒸气反应铁粉与水蒸气反应 1.水蒸气的发生装置水蒸气的发生装置 2.水蒸气与铁粉反应装置水蒸气与铁粉反应装置 3.产物的检验产物的检验(收集收集)装置装置 方案方案1: 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2: 方案方案3:
