(共18张PPT)
第八单元 金属和金属材料
课题2 金属的化学性质
(第1课时)
南宋时期的“南海一号”黄金手镯仍然金光闪闪;打捞出水的一万多枚铜钱保存较好,可记载古船沉没时间;古船携带的铁锅却锈蚀严重,变成了铁疙瘩。
回顾金属材料发展史
石器时代
青铜器
时代
铁器
时代
铝的发现和使用
铝能在短短的一百多年里产量得到如此大幅度的提高,并被广泛地应用,除了改进了铝的冶炼方法,使其成本大大降低,以及铝的密度较小外,还由于铝的抗腐蚀性能好。
为什么铝具有这么好的抗腐蚀性能呢?
铝在常温下能与氧气反应,那么为什么我们用的餐具等日常用品有许多是用铝制的?
这是由于铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,( 4Al+3O2=2Al2O3 )从而阻止铝的进一步氧化,因此,铝具有很好的抗腐蚀性能。
同样的原理,
镁在常温下也可以与空气中的氧气反应:2Mg+O2 = 2MgO,生成一层致密的氧化镁薄膜,阻止镁进一步被氧化。因此,我们在点燃镁条时常要用砂纸把镁条表面的氧化镁擦去。
致密的氧化物薄膜
联系生活
通过前面的学习,我们已经知道镁和铁都能与氧气反应。
探究点一 金属与氧气的反应
反应 条件 金属 现 象 化学方程式
常温下就能反应 镁
铝
点燃或加热时 铁
铜
常温、高温都不反应 金
打磨过的镁带在空气中表面逐渐变暗,在空气中点燃发出耀眼的白光,放出大量的热,生成白色固体
打磨过的铝在空气中表面会逐渐变暗,生成一层致密的氧化膜;在氧气中剧烈燃烧,发出白光,放出热量,生成白色固体
点燃后在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体。
在空气中加热表面会生成黑色物质
在空气中加热不变色
不反应
点燃
2Mg+O2=2MgO
点燃时:
4Al+3O2==2Al2O3
常温时:
3Fe+2O2==Fe3O4
点燃
在氧气中点燃:
2Cu+O2 ==2CuO
在空气中加热:
探究点一 金属与氧气的反应
(1)镁、铝比较活泼;
(2)铁、铜次之;
(3)金最不活泼(“真金不怕火炼”)。
大多数金属能与氧气反应,但反应的难易和剧烈程度不同,金属越活泼,越易与氧气反应,同等条件下反应越剧烈。
Mg
Al
Fe
Cu
Au
发现规律
1.为什么铝具有优良的抗腐蚀性能?
2.分析“真金不怕火炼”蕴含的化学原理?
金的化学性质稳定,在高温下也不与氧气反应(并非指金的熔点高,不易熔化)
3.如何鉴别黄铜和黄金?
灼烧法
没有变化的是黄金
变黑色的是黄铜
2Cu+O2 ==2CuO
思考问题
4Al+3O2 = 2Al2O3
生成致密的氧化铝薄膜,起保护作用(铝粉制成“银粉漆”涂在暖气片等钢铁制品表面)
影响金属与氧气反应剧烈程度的因素:
(1)金属的性质
金属越活泼,反应越剧烈(铁、铜)
(2)氧气浓度
氧气的浓度越大,反应越剧烈(金属在氧气中比在空气中反应剧烈)
(3)金属与氧气的接触面积
与氧气的接触面积越大,反应越剧烈(粉末状、块状金属)
拓展
实验室制取氢气:
(1)药品:锌粒、稀硫酸
(2)原理:Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
探究点二 金属与盐酸、稀硫酸的反应
讨论:观察这幅卡通图,你有何感想?
探究点二 金属与盐酸、稀硫酸的反应
(A组:金属与稀盐酸反应)
金属 现 象 反应的化学方程式
镁
锌
铁
铜
反应缓慢,有气泡产生,形成浅绿色的溶液,生成气体能够燃烧,产生淡蓝色火焰
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
Mg+2HCl==MgCl2+H2↑
反应比较剧烈,产生大量气泡,溶液为无色,生成气体能够燃烧,产生淡蓝色火焰
剧烈反应,产生大量的气泡,溶液为无色,生成气体能够燃烧,产生淡蓝色火焰
Fe+2HCl==FeCl2+H2↑
+2
氯化亚铁
无明显现象
金属 现 象 反应的化学方程式
镁
锌
铁
铜
反应缓慢,有气泡产生,形成浅绿色的溶液,生成气体能够燃烧,产生淡蓝色火焰
剧烈反应,产生大量的气泡,溶液为无色,生成气体能够燃烧,产生淡蓝色火焰
无明显现象
(B组:金属与稀硫酸反应)
Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
Fe+ H2SO4 ==FeSO4+H2 ↑
+2
硫酸亚铁
反应比较剧烈,产生大量气泡,溶液为无色,生成气体能够燃烧,产生淡蓝色火焰
很多金属不仅能与氧气反应,而且还能与盐酸或稀硫酸反应。
镁与盐酸
锌与盐酸
铁与盐酸
铜与盐酸
探究点二 金属与盐酸、稀硫酸的反应
(1)镁、锌、铁能与盐酸或稀硫酸反应,反应都生成氢气,三种金属中,镁与盐酸或稀硫酸反应最剧烈,锌次之,铁最慢;
(2)铜不与盐酸或稀硫酸反应;
Mg > Zn > Fe > (H)> Cu
(3)金属与盐酸或稀硫酸反应越剧烈,其活动性越强。
实验结论
(1)铁与稀盐酸或稀硫酸反应,生成的铁的化合物中铁为+2价,含有Fe2+的溶液为浅绿色;
(2)根据金属与稀盐酸或稀硫酸能否反应,可判断金属的活动性强弱;
(3)根据金属与相同酸反应的剧烈程度或产生气泡的快慢,可判断金属的活动性强弱;
规律总结
用镁条反应速率太快,
铜不与稀盐酸反应。
知识延伸:
为何实验室制取氢气用Zn和稀硫酸,而不用Mg或Cu?