1、第一节 金属的化学性质 思考与讨论 金属在物理性质上有哪些共性?有金属光泽、易导电、易传热、有延展性，常温下除汞（液态）以外都是固体。颜色 状态：Cu(红色)Au(金黄色)Cs(金黄色)熔点 硬度:熔点最低汞(Hg)最高钨(W)硬度最大铬(Cr)延展性:延展性最好金(Au)锑铋锰较差 电和热的良导体:导电顺序 Ag Cu Al 一、金属的物理性质 1.举例说明金属能发生哪些化学反应。2.图3-2是金属发生化学反应的一些照片，请分析这些反应，并写出化学方程式。图 3-2+11 2 8 13.画出Na、Mg、Al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。金属元素原
2、子最外层电子数较少，在反应中容易失去最外层电子。表现出还原性，常作还原剂.取一小块金属钠（用镊子），用滤纸吸干表面的煤油后，用小刀切去一端的外皮（在滤纸或玻璃片上）。观察钠表面的光泽和颜色。新切开的钠的表面在空气中会不会发生变化？实验3-1 二、金属的化学性质 金属与非金属的反应 钠与非金属的反应 金属钠的物理性质：银白色有金属光泽的固体，密度小（密度比煤油大）、硬度小、质软（可以用小刀切割）、图 3-3 图 3-4 白色固体现象：切开的光亮的金属断面很快变暗。常温下，钠与空气中的氧气反应生成了氧化钠。4Na+O2 2Na2O 实验3-2 把这一小块金属钠放在坩埚里，加热，有什么现象？现象：钠
3、受热熔化成闪亮的小球后，剧烈燃烧，发出黄色的火焰，生成淡黄色的固体。2Na+O2=Na2O2（淡黄色）点燃产物的稳定性：Na2O Na2O2 条件不同，产物不同2Na2O+O2=2Na2O2 活泼金属 空气 表面生成一层氧化物（氧化膜）氧化膜疏松Fe2O3等 致密Al2O3等 有的氧化膜致密，可以保护内层金属不会被继续氧化，如镁、铝等表面的氧化层。有的氧化膜疏松，不能保护内层金属，这样的金属制品需外加保护膜，如铁表面的铁锈；钠的氧化膜也比较疏松，且能跟H2O、CO2等发生反应，因此不能保护内层金属钠，所以钠需保存在煤油中。用坩埚钳分别夹持铝片在酒精灯上加热。仔细观察金属表面的变化。铝熔化，但不
4、落下铝表面生成致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步氧化。加热铝箔其它金属与非金属（氧气）的反应 科学探究现象：铝箔发红卷缩,表面变暗，失去光泽，熔化但不落下。反应：4Al+3O2=2Al2O3 绝大多数金属都能与氧气反应，生成金属氧化物，活泼性很强的金属常温下就能被氧气氧化，活泼性较弱的金属在加热的条件下才能与氧气发生反应，活泼性很弱的金属（如铂、金）不能被氧气氧化。金属跟氧气反应时生成的氧化物一般为普通氧化物如MgO、Al2O3，但钠在氧气中燃烧生成Na2O2，铁在氧气中燃烧生成Fe3O4 金属与其他非金属的反应 2 Na+S Na2S （研磨易爆炸）点燃 2 Na+Cl2 2 NaCl （产生大
5、量白烟）实验3-3 1、用镊子取一小块钠置于滤纸上，吸干表面的煤油，用小刀切绿豆大的一粒，其余放回原瓶。2、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。观察实验现象。金属与酸和水的反应 钠与水反应现象:钠浮在水面上，熔化成一个闪亮的小球，在水面上四处游动，并发出“嘶嘶”的声音，小球逐渐变小，最后消失，滴有酚酞试液的溶液变红色。2Na+2H2O 2NaOH+H22Na+2H2O 2Na+2OH-+H2 现象及解释现象解释钠浮在水面上熔化成光亮的小球在水面上四处游动，并发出嘶嘶的声音滴有酚酞的溶液变成红色。钠的密度比水小钠具有银白色金属光泽，熔点较低，且反应放热生成气体推动小球游动
6、，反应剧烈且放热生成碱性物质使酚酞变红2Na-2e=2Na+2H+2e=H2 反应的实质：思考与探究：将金属钠投入到水和煤油的分层混合液中，有什么实验现象？保存在煤油或石蜡油中，以隔绝空气1.钠如何保存，目的是什么？2.钠与盐酸或硫酸接触，比与水的反应剧烈还是缓慢？为什么？科学探究铁与水的反应铁不能与冷水、热水反应，但能否与水蒸气反应？能否设计一套简单的实验装置，使铁粉与水蒸气反应？这套装置应包括水蒸气发生、水蒸气与铁粉反应、检验产生的气体等部分？请用三支试管、水槽、胶塞、导管、酒精喷灯(高温加热)、酒精灯、火柴、铁架台、蒸发皿、坩埚钳及其他必要的仪器和物品，设计一个还原铁粉与水蒸气反应的实验
7、装置，画出装置简图。实验装置设计思路：水蒸气的产生装置水蒸气与铁粉的反应装置气体产物检验装置 设计后的反应装置：水铁粉铁粉与水蒸气的反应装置该反应装置各部分的作用是什么？产生水蒸气检验产生的气体吸收水蒸气铁粉与水蒸气反应的实验装置现象:加热时,试管内铁粉红热,产生大量的肥皂泡，点燃肥皂泡可听到爆鸣声。3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2 高温 金属与水反应2Na+2H2O=2NaOH+H2 Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2 3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au 与冷水反应 与热水反应 与水蒸气反应不与水
8、反应高温碱和H2 氧化物和H2 在2支小试管里分别加入5ml盐酸和5ml氢氧化钠溶液,再分别放入一小段铝片。观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放在2支试管口，你看到什么现象？铝与氢氧化钠溶液的反应 实验3-3 现象：有大量气泡产生，将点燃的木条放在试管口，可听到爆鸣声。2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 偏铝酸钠Al既能与酸反应，又能与强碱反应，Al具有两性。应用：铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物。Al与强碱反应的实质：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2 Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H
9、2O 金属与盐溶液的反应 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu金属发生化学反应的实质：化合价升高,被，发生氧化反应，表现较强的。常作还原剂失去n个电子探究：金属钠与CuSO4溶液反应 MMn+现象：钠浮在液面上，熔成小球，四处游动，发出嘶嘶的声音，有蓝色沉淀产生。(1)2Na+2H2O=2NaOH+H2 (2)2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4 总反应方程式：2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4+H2 6Na+2FeCl3+6H2O=2Fe(OH)3 +6NaCl+3H2 6Na+2Fe3+6H2O=2Fe(OH)3 +6Na+3H2 将一小块金属钠投入氯
10、化铁溶液中将一小块金属钠敞放在空气中会发生一系列变化。4Na+O2=2Na2O Na2O+H2O=2NaOH 2NaOH+CO2+9H2O=Na2CO3 10H2O Na2CO3 10H2O=Na2CO3+10H2O H2 +Cl2 =2 HCl 分子数之比为 1 ：1 ：2 物质的量之比为 1 ：1 ：2 气体的体积比为 1 ：1 ：2 化学计量数之为 1 ：1 ：2 二、物质的量在化学方程式的计算n=m/M=N/NA=V/Vm=CBV(aq方程式中化学计量数之比与物质的量之比的关系点燃 MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2 +2H2O 化学计量数之比 1 ：4 ：1 ：1 :2 粒子数(
11、N)之比 1 ：4 ：1 ：1 :2 扩大NA倍 1NA：4NA ：1NA ：1NA:2NA 物质的量(n)之比1：4 ：1 ：1 :2 质量 物质的量 体积（标准状况下）87g ：4mol ：22.4L 上下一致 左右对应 43.5g：2mol ：11.2L解：设产生的氯气的体积为x L MnO2+4HCl=MnCl2+2H2O+Cl2 87g 2moL 22.4L 10g87%g y x 87:8.7=22.4 L:xL 【例2】取10克含MnO287%的软锰矿，加入足量的浓盐酸,并加热，可产生多少升Cl2（标准状况下）？被MnO2氧化的Cl-物质的量为多少？有一种反应物过量的计算过程1、
12、条件：反应物（一般为两种）的量均已知。2、方法：（1）判断反应物谁过量或谁不足。（2）按反应物不足量计算。解：C(HCl)=11.9moL.L-1 ,设产生的氯气的体积为 xL MnO2+4HCl=MnCl2+2H2O+Cl2 87g 4moL 22.4L 10g87%g 0.02L11.9moL.L-1 x(10g)(87%)87=0.10.0595moL,所以MnO2过量 4 moL：0.02L 11.9moL.L-1=22.4 L:x x=1.3328L 被氧化的Cl-物质的量为0.119moL 【例2】取10克含MnO287%的软锰矿，加入20mL36.5%的浓盐酸（密度为1.19g/
13、cm3),并加热，标准状况下问产生多少升Cl2。则被MnO2氧化的Cl-物质的量为多少？钛被称为继铁、铝之后的第三金属，也有人说“21世纪将是钛的世纪”。钛的物理性质：银灰色有金属光泽的固体，密度小、硬度大、熔点高、钛的化学性质：稳定，耐腐蚀。民航飞机 由于钛的密度小、强度高、抗腐蚀性强，是制造超音速飞机的理想材料，用于制造飞机的机翼骨架、蒙皮、机身板、机身骨架、发动机舱、起落架等。F-22战斗机 运载神舟五号的长征火箭因钛在常温及超低温下，强度高，并具有足够的韧性及塑性。用于制造高压容器、燃料贮箱、火箭发动机及导弹壳体、飞船船舱蒙皮及结构骨架、主起落架、登月舱等。导弹“阿波罗号”宇宙飞船 人
14、造卫星潜艇因钛的强度高，在海水及海洋气氛下具有优异的耐腐蚀性能，用于制造耐压艇体、结构件、浮力系统球体，水上船舶的泵体、管道和甲板配件，快艇推进器、推进轴、水翼艇水翼、鞭状天线等。钛对人体体液有极好的耐蚀性，没有毒性，与肌肉组织亲合性能良好，用于制造医疗器械及外科矫形材料，钛制牙、心脏内瓣、隔膜、骨关节及固定螺钉、钛骨头等。人造骨骼 钛在地壳中的储量并不少，但为什么目前主要用于尖端领域呢？这与金属钛，特别是纯的金属钛很难冶炼有关。钛的熔点为1660，说明钛的冶炼要在高温下进行，但它在高温下的化学性质很活泼，与氧、氮、碳、硫、氢、氯等元素的化合能力极强。因此，钛的冶炼要在稀有气体的保护下进行，使它与氧气等隔绝，这对冶炼的设备和工艺的要求很高，使得制备或冶炼的成本远高于铁或铝，所以钛主要用于尖端领域。