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1、第一节金属的化学性质第一节金属的化学性质第第1 1课时金属与非金属、水、酸和盐的反应课时金属与非金属、水、酸和盐的反应金属及其化合物 中国科技馆里有一件展品，名字叫“魔力水车”。你看，一个大大的轮子，没有任何动力驱动，但它却在自动地、永不停息地旋转着。你一定会感到很奇怪，为什么它会无动力地自动旋转？它是永动机吗？如果不是，那它的动力又来自何方？要回答这些问题，就要从展品自身讲起。“魔力水车”是一件展示形状记忆合金性能的展品，轮子能自动旋转，奥妙就在形状记忆合金材料上。形状记忆合金是一种具有特殊功能的新型材料。当它发生严重变形后，只要改变温度，给它加热(或冷却)，它就会恢复到原来的形状。这种合金
2、能永远记住自己在某一温度下的形状，所以人们把它叫做形状记忆合金。“魔力水车”的叶片是有双向记忆功能的形状记忆合金片制作的，能记住自己两个温度时的形状。“魔力水车”不是永动机，世界上根本就没有永动机。它遵从能量守恒的原则，它的能量来自于热水。1掌握Na、Al与O2、Cl2、S等非金属的反应现象及化学方程式的书写。2掌握Na与水、酸、盐溶液等反应的原理、现象。 金属的存在及通性金属的存在及通性 1金属的存在(1)存在：绝大多数金属元素在自然界中以_形式存在。(2)原因：绝大多数金属的化学性质_。2金属的物理通性一般金属有金属_、_透明、_导电、_导热，有延展性等。答案：1.化合态比较活泼2光泽不易
3、易3金属的化学通性金属原子最外层电子数较少，在化学反应中易_电子，表现出较强的_。在化合物中，只有_化合价，_负价，不同金属活泼性不同。(1)金属与非金属反应：大多数金属能与O2生成相应的化合物，如2CuO2 _。= 答案：失还原性正无强弱 (1)2CuO(2)金属与酸反应：较活泼金属均可与盐酸等发生_反应生成_放出_。(3)金属与盐反应：有些金属可以失去电子将盐中其他金属元素置换出来，表现其还原性，如ZnCu(NO3)2 _，排在氢前的金属能够把排在氢后的金属从它的化合物中置换出来。答案：(2)置换盐氢气(3)Zn(NO3)2Cu综合拓展综合拓展一、金属的通性1物理性质：大多数金属都具有金属
4、光泽，密度和硬度较大；熔沸点较高，具有良好的延展性和导电、导热性能。在室温下除汞外，金属都是固体。2化学性质：金属原子最外层上的电子比较少，与其他物质反应时，很容易失去，表现出较强的还原性。尝试应用尝试应用1下列有关金属元素特征的叙述中，正确的是()A金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性B金属元素在化合物中一定显正价C金属元素在不同化合物中的化合价均不同D金属元素的单质在常温下均为固体解析：答案：B金属与非金属反应金属与非金属反应 1与氧反应(1)钠与氧气常温下：_加热：_现象：加热时，钠会_，发出_火焰，生成_色固体。答案：1.(1)4NaO2 2Na2O2NaO2 Na2O2剧烈反应黄
5、色淡黄 = (2)铝与O2常温下：铝的表面容易生成一层很稳定的_，_铝与氧气反应4Al3O2 _。加热：空气中久置或用砂纸仔细打磨的铝箔，在空气中加热时，其现象均为：铝箔_，_光泽，熔化的铝_滴落，其化学反应方程式为_。 答案：(2)致密氧化膜阻止2Al2O3熔化失去不4Al3O2 2Al2O3(3)很难生锈燃烧 3Fe2O2 Fe3O4= =点燃 综合拓展综合拓展二、与其他非金属反应金属元素的单质往往表现出还原性，除与O2反应外，还与其他非金属单质发生氧化还原反应。例如：2NaCl2 2NaCl2NaS Na2S2Al3S Al2S3CuCl2 CuCl22Al3Cl2 2AlCl32Fe3
6、Cl2 2FeCl3=点燃 =点燃 = =点燃 =点燃 尝试应用尝试应用2下列反应由于反应条件不同而产物也不同的是()A铝与氧气B铜与氯气C钠与氧气 D镁与氧气C 金属与水、酸、盐溶液的反应金属与水、酸、盐溶液的反应1与水反应(1)钠与水反应在水面上(密度比水_)，_成小球(钠的熔点_)，发出“_”的声音(此反应放出热量)，四处_(生成气体H2)，水溶液遇酚酞变_色(生成碱性物质NaOH)，反应的化学方程式为_。(2)铁与水的反应铁不能与冷、热水反应，能与_反应方程式为：_ 答案：1.(1)浮小熔低嘶嘶游动红2Na2H2O 2NaOHH2(2)水蒸气3Fe4H2O(g) Fe3O44H22与酸
7、反应Mg2HCl _2Al6HCl _FeH2SO4 _3与盐的反应Cu_AgNO3 _Al_CuSO4 _答案：2MgCl2H22AlCl33H2FeSO4H2322AgCu(NO3)223Al2(SO4)33Cu综合拓展综合拓展三、钠与水及酸、碱、盐溶液的反应1钠与水的反应2Na2H2O 2NaOHH2现象解释钠投入水里后，浮在水面上因为钠的密度比水小钠熔化成光亮的小球钠与水的反应是放热反应，且钠的熔点较低小球在水面上迅速游动钠与水反应产生气体，推动小球迅速游动发出“嘶嘶”的响声反应剧烈，生成气体反应后的水溶液变红钠与水反应生成了碱为便于记忆，可编成以下顺口溜：钠浮于水，熔成球，球儿闪亮，
8、四处游，有“嘶”声儿，溶液红。2钠跟酸的反应：“先酸后水”钠与稀硫酸、盐酸等非氧化性酸反应时，首先是钠直接跟酸反应，过量的钠再与水反应，而不能认为是钠先跟水反应，生成的NaOH再跟酸中和。钠投入足量盐酸中反应的化学方程式是：2Na2HCl 2NaClH2离子方程式是：2Na2H 2NaH2。3钠跟碱溶液的反应实际是钠跟水反应。4钠跟盐溶液的反应：先水“后盐”(1)NaCl溶液：实际是与水反应。反应的化学方程式为：2Na2H2O 2NaOHH2(2)CuSO4溶液：钠先与水反应，生成的NaOH再跟CuSO4反应，而不能发生置换反应。上述反应的化学方程式为：2Na2H2O 2NaOHH22NaOH
9、CuSO4 Cu(OH)2Na2SO4总反应为：2NaCuSO42H2O Cu(OH)2H2Na2SO4四、Fe与H2O(g)的反应方程式为：3Fe(s)4H2O(g) Fe3O4(s)4H2(g)1反应类型是置换反应，也是氧化还原反应，但不是离子反应。2需要特别注意，氧化产物是Fe3O4，不是Fe2O3，注意不要混淆。3实验装置：4操作要领：先加热湿棉花部位，待形成水蒸气后再加热铁粉，防止发生倒吸；加热最初排出的是空气，应加热一会儿后，再将导管插入到肥皂水中；肥皂水不宜太稀，否则吹起的氢气泡太小，点燃时难以有较大的爆鸣声；实验结束时，先将导气管撤出，再移去酒精灯，防止发生倒吸。尝试应用尝试应
10、用3有下列金属NaAlFeCu(1)投入室温下的水中无明显反应的是_。(2)投入稀盐酸中无明显变化的是_。(3)投入CuSO4溶液中无明显变化的是_。(4)常温下能与空气中的O2快速反应的是_，只有在加热条件下才能反应的是_。答案：(1)(2)(3)(4)一、钠的性质 下列关于钠的说法正确的是()A金属钠和氧气反应只生成氧化钠B钠长期置于空气中，最后变为Na2CO3C钠的化学性质非常活泼，少量的钠可保存在有机溶剂CCl4(密度大于水)中D由于钠比较活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动性顺序表中钠后面的金属解析：金属钠与O2反应可生成氧化钠和过氧化钠；由于钠的密度比水小，保存在CCl4中时浮在液
11、体表面，仍会被O2氧化，故钠应该保存在煤油中；由于钠能与水剧烈反应，故不能用钠从溶液中置换金属。答案：B名师点睛：金属钠长期置于空气中时，会被空气中的氧气氧化生成Na2O，Na2O吸收空气中的水蒸气生成NaOH，固体NaOH潮解形成NaOH溶液，吸收CO2又转变成Na2CO3溶液，待水分蒸发后生成Na2CO310H2O晶体，风化生成Na2CO3粉末。变式应用变式应用1某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中，此实验能证明钠具有下列性质中的()钠密度比水小钠的熔点较低钠与水反应时要放出热量钠与水反应后溶液呈碱性A BC D解析：钠放入水中，浮在水面上说明钠的密度比水小；熔成小球说明钠熔点低且钠与水反应
12、放热；溶液变红说明生成碱性物质。答案：D二、金属与酸的反应 将4.6 g金属钠投入到足量水中，得a g溶液；将4.8 g金属镁投入到足量盐酸中，得b g溶液，假设水的质量与盐酸的质量相等，则反应后两溶液的质量关系式为()Aab BabCab D无法判断解析：溶液的质量等于金属和水或酸的质量之和减去放出H2的质量。2Na2H2O 2NaOHH246 24.6 g 0.2 ga4.6m(H2O)0.24.4m(H2O)Mg2HCl MgCl2H224 24.8 g 0.4 gb4.8m(HCl)0.44.4m(HCl)因为m(H2O)m(HCl)，所以ab。答案：A名师点睛：钠与水、酸溶液反应的实
13、质是和酸或水电离的H反应。变式应用变式应用 2将2.3 g金属钠放入100 g水中，完全反应后溶液的质量分数为()解析：2.3 g钠与100 g水完全反应后生成4 g NaOH，同时放出0.1 g H2，故反应后溶液的质量分数为w(NaOH) 100%。答案：D三、金属与盐溶液的反应 （双选题）下列实验操作中，溶液里无固体析出的是()AMgCl2溶液中加入Na的小颗粒BCa(OH)2饱和溶液中加入Na的小颗粒CKNO3稀溶液中加入Na的小颗粒D水中加入Na的小颗粒解析：四项实验操作中都有化学反应：2Na2H2O 2Na2OHH2，并且反应放出热量，使溶液温度升高。由于Mg(OH)2难溶于水，所
14、以在A项中还有化学反应：Mg22OH Mg(OH)2。B项中的Ca(OH)2溶液已是饱和的，温度升高Ca(OH)2的溶解度减小，反应又消耗水(溶剂)，必有Ca(OH)2固体析出。答案：CD名师点睛：在本题中，钠与溶液中的溶质不反应，但与水反应，注意溶液过饱和时有固体析出，生成沉淀时也析出固体。变式应用变式应用3(双选题)将钠加入到下列溶液中，既产生气体又产生沉淀的是()AKCl BCuSO4CFeCl3 DKNO3解析：金属钠非常活泼，放入以上四种盐溶液中，都会立即与溶液中的溶剂水反应，生成NaOH和H2；再根据复分解反应的条件，分析生成的NaOH能否与溶液中的溶质反应产生沉淀，CuSO4和F
15、eCl3能与NaOH反应，分别生成蓝色沉淀Cu(OH)2和红褐色沉淀Fe(OH)3。答案：BC水平测试水平测试1下列关于金属钠的叙述中，说法正确的是()A钠在空气中燃烧，发出黄色火焰B钠在空气中燃烧，产物是Na2OC钠是银白色金属，硬度大，熔点高D取用金属钠时，剩余的钠不能放回原瓶解析：钠在空气中加热先熔化后燃烧，发出黄色火焰，生成Na2O2，所以钠的熔点低；钠能用小刀切割，说明钠的硬度小；用剩的钠应放回原瓶。答案：A能力提升能力提升7金属钠2.3 g在干燥的空气中与氧气反应，可得3.5 g固体，据此可判断其产物为()A只有Na2O2B只有Na2OCNa2O和Na2O2D无法确定解析：金属钠和氧气反应可生成Na2O或Na2O2，此题用“极限法”：若2.3 g钠全部反应生成Na2O，由反应4NaO2 2Na2O可得生成Na2O的质量为3.1 g；若2.3 g钠全部反应生成Na2O2，由反应2NaO2 Na2O2可得生成Na2O2的质量为3.9 g；现产物为3.5 g，介于3.13.9 g之间，故为Na2O和Na2O2的混合物。答案：C