人教版高一化学必修一3.1金属的化学性质(共57张ppt)

(共57张PPT)
第三章
金属及其化合物
金属
金属氧化物
金属氢氧化物（即碱）
盐
Ag
Cu
自然界中的金
Au
第一节
金属的化学性质
绝大多数金属元素是以化合态存在的，很少以游离态存在。为什么呢？
目标导航
知识与技能：
1．根据生活实践和实验了解钠、铝、铁、镁在常温和加热两种条件下的反应
2．根据实验探究和阅读资料了解金属氧化膜的作用
3．根据实验现象的观察认识钠与水的化学反应，铁与水蒸气的化学反应
4．根据实验现象的对比了解铝和酸的反应，铝与氢氧化钠反应的特殊性质
过程与方法：
1．通过对铝的氧化膜形成及作用以及铁与水蒸气反应的探究过程，提高自我比较、观察、分析问题的能力，培养自我设计实验能力，形成良好的科学素养
2．通过对金属代表物的学习，概括出学习金属单质的一般方法
情感态度与价值观：
铜
Cu
铁
Fe
铝
Al
镁
Mg
商后期的司母戊鼎
东汉
马踏飞燕
铜制导线
铝与硫酸铜溶液
镁条燃烧
铜丝与硝酸
镁条与稀盐酸
反应
银溶液反应
反应
下图是一些化学反应的照片，请分析这些反应，并写出化学方程式。
2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3
2Mg+O2
==
2MgO
Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
点燃
金属所具有的共同的化学性质
1、金属与非金属的反应
2、金属与酸的反应
3、金属与盐溶液的反应
实验3－1
：取一小块金属钠，用滤纸擦干表面的煤油后，用刀切去一端的外皮（把一块钠分成两份，一份为原来体积的1/3，另一份为2/3），观察钠的表面光泽和颜色。注意：新切开的钠的表面在空气中是否会发生变化？
一.金属与非金属的反应
注意：取用一小块钠后剩余的钠必须放回原瓶！！！
滤纸吸干煤油—镊子夹取--小刀在玻璃片或表面皿上切割。
金属钠的切割方法：
实验3-1：取一小块金属钠,用滤纸吸干表面的
煤油，用刀切去一端的外皮,观察实验现象。
实验要求：仔细操作、注意安全、认真观察、
小组讨论、主动发言。
物理性质：取出的金属表面有一灰黄色层，钠具有银白色金属光泽，质软。
实验现象：切开后的切口处露出银白色金属光泽。切口在空气中露置一会儿，会逐渐变暗。(久置后表面还会形成溶液，最后变成白色粉末。为什么？)
结论：钠的氧化速度远比镁铝要快，金属性要强。4Na+O2=2Na2O
【科学探究一】常温下钠和氧气的反应
操作步骤
实验现象
结论解释
1、观察钠的保存
2、用镊子取出一小块钠，观察外观。?
3、用滤纸吸尽钠表面的煤油，将钠放在玻璃片上，用小刀将钠切开。?
立即观察断面的色泽。?
4、继续观察一段时间，看看断面的颜色有没有变化。
?
实验后将钠放回煤油中
煤油中的钠表面
为
色。?
钠质地
，钠的切面为
色，
有
光泽。
?在空气中暴露后很快变
。
常温下，钠就能和
反应
灰白
软
银白
金属
灰暗
O2
钠的物理性质
银白色、有金属光泽的固体，热、电的良导体，质软，密度小，熔点低。
思考：
刚才切开钠时看到银白色，但很快就失去光泽，为什么？
在空气中：4Na
＋
O2
＝
2Na2O
学生探究3
实验要求：仔细操作、注意安全、认真观察、
小组讨论、主动发言。
实验3-2：把一小块金属钠放在坩埚内上，加热，有什么现象？
实验3－2
现象：钠先熔化后燃烧，燃烧时火焰呈黄色，最后留下的固体呈淡黄色。
结论：钠的熔点较低，钠与O2反应，条件不同，现象不同，产物不同。
2Na+O2===Na2O2
△
思考：过氧化钠会有什么性质呢？
回忆：H2O2的性质
【科学探究二】加热时钠和氧气的反应
操作步骤
实验现象
结论解释
取一小块钠放在坩埚里，加热坩埚，观察钠受热后的现象。
钠受热后先
，然后开始
，产生
火焰，坩埚中最后留下
色固体。
钠在加热条件下与氧气反应更
。
熔化
燃烧
黄色
淡黄
剧烈
过氧化钠的性质
演示实验：“滴水生火”、“吹气生火”
思考与交流：
1、为何棉花能燃烧起来？
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
↑
2、钠起火能否用CO2灭火器灭火？
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
练习：运用氧化还原反应的知识分析以上两个反应。
（放热、生成O2）
演示实验1：P44科学探究1
加热铝箔
现象：铝箔熔化并失去光泽，熔化的铝并不滴落，好像有一层膜兜着。
原因：Al2O3的熔点（2050℃）远高于铝的熔点，包在铝的外面，所以熔化的液态铝不会低落。
演示实验2：P44
科学探究2
先用砂纸打磨铝箔后加热
现象：熔化的铝仍不滴落。
原因：铝很活泼，在空气中很快又生成一层新的氧化膜。
演示实验3：用滤纸包住铝粉，引燃后放入纯氧气中。
现象：铝剧烈燃烧，发出耀眼的白光。
[科学探究实验三]铝表面的氧化膜
操作步骤
实验现象
结论解释
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。
熔化的铝
，
（滴下、不滴下）
铝的表面覆盖了一层
，说明铝在常温下与空气中的氧气
，
（反应、不反应）
不滴下
致密的氧化膜
反应
思考讨论
一小块钠露置在空气中，会发生哪些反应？最终生成什么？
2Na+O2=2Na2O
Na2O+H2O=2NaOH
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
Na2CO3+10H2O=
Na2CO3?10H2O
Na2CO3?10H2O==
Na2CO3+10H2O
风化
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
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呼吸面具
呼吸面具
供氧剂
元凶：活泼金属
1、下列元素在自然界中能以单质形式存在的是（
）
A、Na
B、Mg
C、Al
D、Au
2、取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象描述正确的是（
）
①金属钠先熔化；②钠燃烧时生成氧化钠；③燃烧后得白色固体；④燃烧时火焰为黄色；⑤燃烧后生成浅黄色固体物质
A．①②
B．①②③
C．①④⑤
D．④⑤
练习
D
C
3、用金属钠制取Na2O，通常采用下列方法：
2NaNO2+6Na=4Na2O+N2，试说明为什么不采
用钠在氧气中燃烧而采用此法制取Na2O的原因：
。
练习：２、下列有关实验的描述，符合事实的是
Ａ、金属钠暴露在空气里，表面变暗，生成白色的氧化钠固体。
Ｂ、用坩埚钳夹住打磨过的镁带，在酒精灯上点燃，发出耀眼的白光，放出大量的热，产生白色粉末。
Ｃ、用坩埚钳夹住铝箔在酒精灯上点燃，发出耀眼的白光，放出大量的热。
Ｄ、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，有液态的铝滴落下来。
A
小结
金属与氧气反应：在空气中的氧化速度侧面的说明了金属活泼性的顺序。学习了钠和铝分别跟氧气反应。
２００１年７月８日广州日报新闻：
　　　珠江水面惊现神秘“水雷”
　　２００１年７月６日、７日、８日接连三天，广州市珠江河段上惊现神秘“水雷”，先后有８个铁皮桶漂浮在水面上，其中５个发生剧烈爆炸，另外３个被有关部门成功打捞，在整个过程中，幸无人员伤亡，经广州市化工集团的化学品专家们初步认定，铁桶内装的是金属钠。
看完以上新闻，你会提出什么问题？
二、金属与酸和水的反应
实验3－3（P45）向一个盛有水的小烧杯里滴入3滴酚酞试液，然后把一小块钠（约绿豆大小）投入小烧杯，观察反应的现象和溶液颜色的变化。注意：盖上玻片，戴上防护镜，吸干煤油
注意观察:（
要学会透过现象看本质）
a.将钠投入水中，钠浮在水上面还是沉没水下？可得出什么结论？
b.钠是否熔成一个小球？还有什么现象发生？
c.反应时溶液颜色有什么变化？生成的是什么物质？
如何检验？
实验现象：
a.钠浮在水面上（浮）——钠密度比水小
b.立刻熔成一个闪亮的小球，有水雾，有时有火花或伴有爆鸣声
（熔）——钠熔点较低，钠与水反应放热
c.在水面上四处游动，发出嘶嘶声，最后完全消失（游，响）——钠与水剧烈反应生成气体。
d.反应后溶液由无色变成红色（红）——钠与水反应生成碱性物质（NaOH）
e.钠球逐渐变小，最后完全消失
结论：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑
钠与冷水剧烈反应生成了NaOH和H2
2Na+2H2O=NaOH+H2↑
氧化剂是H2O，还原剂是Na。
　　钠为什么要保存在煤油中，什么样的液体可以保存金属钠？
练习：把一小块金属钠投入盛有煤油和水的烧杯中，可以观察到
Ａ、钠浮在烧杯中的液面上。
Ｂ、钠沉在烧杯的底部。
Ｃ、煤油会燃烧起来，产生很浓的黑烟。
Ｄ、钠会在水和煤油的交界面上下浮动，直到反应结束。
D
思考与交流：
1、钠保存在哪里？能否用汽油或酒精？应该满足什么条件才能保存钠？为什么？
2、金属钠着火能否用水灭火，为什么呢？
保存在煤油里和石蜡油中，目的是防止钠被氧化成Na2O，钠被长时间氧化后，会生成Na2O2（
Na2O2比Na2O稳定）；同时防止钠与空气中的水蒸气反应。
不能。因为钠与水反应生成可燃性气体H2
，导致火势更大。
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，试将此与
钠和水的反应比较，有何不同？为什么？
思考与交流：
钠能与水发生非常剧烈的反应，那么其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。
其他金属能不能与水反应呢？
　　铁不能与冷水、热水反应，但铁能够与水蒸气反应，请大家先阅读课本Ｐ４6，并对钠与水、铁与水的反应进行比较，找出二者的异同，然后进行交流。
反应条件不同：钠和冷水反应，铁和水蒸气反应。
反应现象不同：钠和水剧烈反应，铁和水反应非常缓慢。
生成的产物不完全相同：钠和水反应生成的是碱（ＮａＯＨ）和氢气，而铁与水反应生成的是四氧化三铁和氢气。
相同：都是氧化还原反应，且金属都做还原剂，都是水被金属还原生成氢气。
实验：P46科学探究
从水蒸气的产生、铁粉与水蒸气、反应产物的检验分析
实验操作时，要注意哪些问题？
组装仪器时要由下到上，由左到右；
先检查装置的气密性，再加试剂；
实验结束后，要先把导管从水槽中撤出，再熄灭酒精灯。
实验开始时，要先点燃制取水蒸气的烧瓶处的酒精灯，再点燃铁粉处的酒精灯。
现象：加热时铁粉红热，烧瓶内产生水蒸气，点燃肥皂泡可听到爆鸣声。
3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2↑
△
注意：将该反应与钠与水的反应进行比较异同点，以便记忆。
思考和交流：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的不同，与哪些因素有关？
规律：金属与水的反应与金属的活动性有关，金属越活泼，越容易与水反应，反应越剧烈。金属活动顺序中氢之前的金属能够跟水反应，之后的金属与水不反应。
思考和交流：
1、在厨房里使用铝制的锅、饭盒等容器时，要注意哪些问题？为什么？
2、由于铝易与酸反应，所以铝制容器不能蒸煮或长期盛放酸性食物。但食物除了有的呈酸性外，还有的食物是显碱性的，能否用铝制的容器盛放碱性食物呢？请大家思考、交流。
三、铝与氢氧化钠溶液的反应
实验3－4（P47）
现象
结论或方程式
铝＋盐酸
铝＋氢氧化钠
①开始现象不明显。
②后来有少量气泡产生，气泡逐渐增多。
③试管很热。
④将点燃的木条放在试管口时，都有爆鸣声。
①氧化膜与酸、碱发生反应。
②铝与酸、碱反应产生气体。
③反应放热。
④生成氢气。
1、写出铝与盐酸反应的离子方程式
2、写出铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式
3、比较这两个反应的异同
2Al
+
6H+
=
2Al3+
+
3H2↑
2Al
+
2NaOH
+
2H2O
=
2NaAlO2
+3H2↑
相同：铝的化合价升高，变成+3价，失去电子，铝作还原剂。氢元素的化合价降低，得到电子，转化成H2。
不同：作氧化剂的物质不同。
练习
1、金属钠着火时，可以灭火的物质是
（
）
A．水
B．沙子
C．煤油
D．二氧化碳
2、下列各组物质相互反应后，没有碱生成的是
（
）
A．CaO溶于水
B．红热的Fe和水蒸气
C．金属Na投入水中
D．Na2O2投入水中
3、你认为下述说法是否正确，请说明原因：
将两小块质量相等的金属钠，一块直接投入水中，另一块用铝箔包住，在铝箔上刺些小孔，然后放入水中，两者放出的氢气相等。
B
B
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。
四、物质的量在化学方程式计算中的应用
2Na
+
2H2O=
NaOH
+
H2↑
化学计量数之比
2
∶
2
∶
1
∶
1
扩大6.02×1023倍
2NA
∶
2NA
∶
2NA
∶
NA
物质的量之比
2mol
∶
2mol
∶
2mol
∶
1mol
例：把6.5gZn放入足量的盐酸中，锌完全反应。计算
（1）
6.5gZn的物质的量（2）参加反应的HCl的物质的量
（3）生成H2
的体积（标况）
（1）Zn的摩尔质量是65g/mol
n（Zn）=m（Zn）/M
（Zn)=6.5g/65g/mol=0.1mol
（2）
Zn
＋
2HCl
=
ZnCl2
＋
H2↑
1
2
0.1mol
n（HCl）
n（HCl）=0.2mol
（3）
Zn
＋
2HCl
=
ZnCl2
＋
H2↑
1mol
22.4L
0.1mol
V（H2）
V（H2）=2.24L