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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第二课时第二课时1、位于金属活动性顺序中氢以前的金属遇到酸时,能够发、位于金属活动性顺序中氢以前的金属遇到酸时,能够发生化学反应,生成盐和氢气。生化学反应,生成盐和氢气。God Save me!无所谓,无所谓, 我无我无所谓所谓为什么为什么受伤的受伤的总是我总是我!我得意的我得意的笑,又得笑,又得意的笑意的笑结论结论:反应的剧烈程度不同反应的剧烈程度不同Fe + 2HCl = FeCl2+H2铁铝等金属可制成水壶烧水,说明他们很难铁铝等金属可制成水壶烧水,说明他们很难与水反应,是不是所有金属都不与水反应?与水反
2、应,是不是所有金属都不与水反应?思考思考根据金属活动性顺序,根据金属活动性顺序,Na还原性很强还原性很强 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性逐渐减弱金属活动性逐渐减弱分析分析神秘神秘“水雷水雷”接连爆炸接连爆炸 原是金属钠原料桶漂入珠原是金属钠原料桶漂入珠江江傍晚,冒烟铁桶被小心翼翼捞上岸中新社中新社广州广州七月八日电七月八日电 :广州市珠江河段上,近两天惊:广州市珠江河段上,近两天惊现神秘现神秘“水雷水雷”,六个铁皮桶漂浮在水面上,有三个发生,六个铁皮桶漂浮在水面上,有三个发生剧烈爆炸,另外三个被有关部门成功打捞。剧烈爆炸,另
3、外三个被有关部门成功打捞。 一位目击者说,早上十时多,桶内一位目击者说,早上十时多,桶内突然冒起一股突然冒起一股“白烟白烟”,从漂在水面,从漂在水面上的一个铁桶内窜出黄色的火苗,紧上的一个铁桶内窜出黄色的火苗,紧接着一声巨响,蘑菇状的水柱冲天而接着一声巨响,蘑菇状的水柱冲天而起。直到中午,这个铁桶又连续爆炸起。直到中午,这个铁桶又连续爆炸多次,爆炸腾起的白色烟雾近十米高。多次,爆炸腾起的白色烟雾近十米高。经经专家认定,铁桶内装的是遇水极易专家认定,铁桶内装的是遇水极易燃烧的金属钠。燃烧的金属钠。 钠与水反应的视频钠与水反应的视频 向小烧杯里滴入几滴酚酞,然后投入切下的一向小烧杯里滴入几滴酚酞,
4、然后投入切下的一小块钠,观察发生的现象。小块钠,观察发生的现象。实验实验1.钠为什么会浮在水面上钠为什么会浮在水面上?2、为什么烧杯上方出现水蒸气?、为什么烧杯上方出现水蒸气?3.钠为什么会熔化成一个小球钠为什么会熔化成一个小球?4.小球为什么会在水面上游动小球为什么会在水面上游动?5、小球为什么会咝咝发出响声?、小球为什么会咝咝发出响声?6.滴入酚酞后溶液为什么会变色滴入酚酞后溶液为什么会变色?探究:探究:2、钠与水反应、钠与水反应演示实验,观察现象演示实验,观察现象概括概括现象现象性质性质浮浮钠浮在水面上钠浮在水面上密度比水小密度比水小游游在水面上四处游动,发出在水面上四处游动,发出嘶嘶声
5、嘶嘶声产生气体产生气体熔熔立刻熔成一个小球立刻熔成一个小球反应放热反应放热红红反应后溶液变红反应后溶液变红生成碱性物质生成碱性物质2Na+2H2O=2NaOH+H2 思考:钠为什么不能保存在水中?钠着火如何灭火?思考:钠为什么不能保存在水中?钠着火如何灭火?Na与水的反应与水的反应方程式分析方程式分析NHO =NOHH 化合价升高,失去化合价升高,失去2e-,被氧化,被氧化化合价降低,得到化合价降低,得到2e- ,被还原,被还原 还原剂:还原剂:Na 氧化剂:氧化剂:H2O1.将将金属钠投入煤油和水的混合物中,金属钠投入煤油和水的混合物中,会有何现象?会有何现象? 2.N a与与CuSO4溶液
6、反应的现象?溶液反应的现象? N a与与CuSO4溶液反应视频溶液反应视频N a与与FeCl3溶液反应视频溶液反应视频探究:探究: 钠容易与水反应,那么铁呢?钠容易与水反应,那么铁呢?2.铁粉与水蒸铁粉与水蒸气反应气反应3Fe+4H2O = Fe3O4+4H2反应现象反应现象铁与水蒸气反应,铁与水蒸气反应,铁粉红热,点燃铁粉红热,点燃肥皂泡可听到爆肥皂泡可听到爆鸣声鸣声铁与水的铁与水的反应录象反应录象设计原理:当加热试管时,湿棉花中设计原理:当加热试管时,湿棉花中的水受热变为水蒸气,跟试管中的铁的水受热变为水蒸气,跟试管中的铁粉在加热条件下反应产生氢气,粉在加热条件下反应产生氢气,H2沿沿导管
7、通人到肥皂液中鼓起大量充满导管通人到肥皂液中鼓起大量充满H2的气泡,用火柴点燃产生爆鸣声以检的气泡,用火柴点燃产生爆鸣声以检验验H2铁粉与水蒸气反应,应从水蒸气的产生、铁粉铁粉与水蒸气反应,应从水蒸气的产生、铁粉与水蒸气反应、反应产物的检验等环节讨论反与水蒸气反应、反应产物的检验等环节讨论反应装置的设计应装置的设计 如果提供给你如果提供给你3 3支试管、水槽、蒸发皿、胶塞、导管、支试管、水槽、蒸发皿、胶塞、导管、酒精喷灯及其他必要的仪器和物品,在课本酒精喷灯及其他必要的仪器和物品,在课本P42P42处画出你处画出你设计的装置简图。设计的装置简图。 1 1、实验中,、实验中,D D处排出的气体几
8、乎点不着,已知该装置不漏气,处排出的气体几乎点不着,已知该装置不漏气,使用的各种药品没有质量问题,你认为气体点不着的可能原因使用的各种药品没有质量问题,你认为气体点不着的可能原因是:是: ,改正的措施是:改正的措施是: 。 2 2、有人建议将烧瓶中的水改用纯碱晶体、有人建议将烧瓶中的水改用纯碱晶体(Na2CO310H2O),),你认为是否行?你认为是否行? ,理由是:,理由是: 。 产生的产生的H H2 2太少,太少, 水蒸气过多水蒸气过多 增加还原铁粉的用量增加还原铁粉的用量 控制烧瓶加热温度,控制烧瓶加热温度,避免产生大量的水蒸气。(或增加干燥剂用量)避免产生大量的水蒸气。(或增加干燥剂用
9、量) 可行可行它受热能产生平稳的水蒸气流,它受热能产生平稳的水蒸气流,也能避免产生大量水蒸气。也能避免产生大量水蒸气。 思考:思考: 4 4、金属与水反应小结、金属与水反应小结3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2 高温高温2Na+2H2O=2NaOH+H2 结论结论:金属性越强,越容易与水反应金属性越强,越容易与水反应三、三、铝与氢氧化钠溶液的反应铝与氢氧化钠溶液的反应在在2支小试管里分别加入支小试管里分别加入5ml盐酸和盐酸和5ml氢氧氢氧化钠溶液,再分别放入一小段铝片。观察试化钠溶液,再分别放入一小段铝片。观察试验现象验现象2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 +
10、 3H2 Al与强碱溶液反应化学方程式与强碱溶液反应化学方程式:现象现象结论或方程式结论或方程式铝盐酸铝盐酸铝氢氧化钠铝氢氧化钠开始现象不明显。开始现象不明显。后来有少量气泡产后来有少量气泡产生,气泡逐渐增多。生,气泡逐渐增多。试管很热。试管很热。将点燃的木条放在将点燃的木条放在试管口时,都有爆鸣试管口时,都有爆鸣声。声。 氧化膜与酸、氧化膜与酸、碱发生反应。碱发生反应。铝与酸、碱铝与酸、碱反应产生气体。反应产生气体。反应放热。反应放热。生成氢气。生成氢气。 1 1、写出铝与盐酸反应的离子方程式、写出铝与盐酸反应的离子方程式2 2、写出铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式、写出铝与氢氧化钠溶液反应
11、的化学方程式3 3、比较这两个反应的异同、比较这两个反应的异同2Al + 6H2Al + 6H+ + = 2Al = 2Al3+3+ + 3H + 3H2 2 2Al + 2NaOH + 2H2Al + 2NaOH + 2H2 2O = 2NaAlOO = 2NaAlO2 2 +3H +3H2 2 相同:相同:铝的化合价升高,变成铝的化合价升高,变成+3+3价,失去电子,铝价,失去电子,铝作还原剂。氢元素的化合价降低,得到电子,转化作还原剂。氢元素的化合价降低,得到电子,转化成成H H2 2。不同:不同:作氧化剂的物质不同。作氧化剂的物质不同。思考:等质量的铝片与足量的盐酸和氢氧化钠溶液思考:
12、等质量的铝片与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,所得氢气体积比是多少?反应,所得氢气体积比是多少? 酸、碱、盐等可直接腐蚀铝制品,铝制餐具不宜用酸、碱、盐等可直接腐蚀铝制品,铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放具有酸性、碱性或咸味的食物。来蒸煮或长时间存放具有酸性、碱性或咸味的食物。 不正确,不正确,因为用铝箔(刺有小孔)包住的金属钠放因为用铝箔(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,因此后者产生钠溶液要继续与
13、铝箔反应产生氢气,因此后者产生的氢气总量比前者多。的氢气总量比前者多。 4 4、你认为下述说法是否正确,请说明原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,两者铝箔上刺些小孔,然后放入水中,两者放出的氢气相等。放出的氢气相等。思考 向一金属铝的易拉罐内充满向一金属铝的易拉罐内充满CO2,然后向罐内注入然后向罐内注入足量足量NaOH溶液溶液,立即用胶布严封罐口,过一段时立即用胶布严封罐口,过一段时间后间后,罐壁内凹而瘪罐壁内凹而瘪,再过一段时间
14、后再过一段时间后,瘪了的罐壁瘪了的罐壁重新鼓起重新鼓起,解释上述变化的实验现象:解释上述变化的实验现象:(1)罐壁内凹而瘪的原因:罐壁内凹而瘪的原因: 反反应方程式:应方程式: (2)罐壁重新鼓起的原因:罐壁重新鼓起的原因: 反反应方程式:应方程式: 解答:解答:(1)是因为是因为CO2与与NaOH反应生成反应生成Na2CO3,使得罐内气压小于外使得罐内气压小于外界大气压;界大气压; (2)是因为过量的是因为过量的NaOH与铝罐反应生成与铝罐反应生成H2,使罐内气压等于或大于使罐内气压等于或大于外界大气压;外界大气压; 向一金属铝的易拉罐内向一金属铝的易拉罐内充满充满CO2,然后向罐内注入足量
15、然后向罐内注入足量NaOH溶溶液液,立即用胶布严封罐口,过一段时间后立即用胶布严封罐口,过一段时间后,罐壁内凹而瘪罐壁内凹而瘪,再过一段时再过一段时间后间后,瘪了的罐壁重新鼓起瘪了的罐壁重新鼓起,解释上述变化的实验现象:解释上述变化的实验现象:(1)罐壁内凹而瘪的原因:罐壁内凹而瘪的原因:反应方程式:反应方程式: (2)罐壁重新鼓起的原因:罐壁重新鼓起的原因:反应方程式:反应方程式: 动动脑?动动脑? 是因为是因为CO2与与NaOH反应生成反应生成Na2CO3,使得罐内气使得罐内气压小于外界大气压压小于外界大气压; 是因为过量的是因为过量的NaOH与铝罐反应生成与铝罐反应生成H2,使使罐内气压
16、等于或大于外界大气压罐内气压等于或大于外界大气压KK CaCa NaNa MgMg AlAl ZnZn FeFe SnSn PbPb (H)(H) CuCu HgHg AgAg PtPt AuAu常见金属的活动性顺序:常见金属的活动性顺序:金属化学性质总结:金属活动性顺序表金属化学性质总结:金属活动性顺序表金属性越强,金属性越强,常温下与酸反应越剧烈;常温下与酸反应越剧烈;金属性越强,金属性越强,常温下与水反应越强烈;常温下与水反应越强烈;金属性越强,金属性越强,与盐溶液能发生置换反应得到金属性较弱金与盐溶液能发生置换反应得到金属性较弱金属单质。属单质。 金属在化学变化中化合价都会升高,金属在
17、化学变化中化合价都会升高,表现出较强的还原性表现出较强的还原性,自身被氧化自身被氧化。因此金属在自然界中多以化合态存因此金属在自然界中多以化合态存在,只有极少数的极不活泼的金属在,只有极少数的极不活泼的金属如金、银等以游离态存在。如金、银等以游离态存在。小结小结 活泼金属在常温下,在空气中就能活泼金属在常温下,在空气中就能被迅速氧化。如钠、钾、钙等。加被迅速氧化。如钠、钾、钙等。加热时可以剧烈燃烧。热时可以剧烈燃烧。 较活泼的金属在常温下能与氧气反较活泼的金属在常温下能与氧气反应,如铝应,如铝、镁镁、锌锌、铁等。铁等。 还有一些金属即使在高温下也不能还有一些金属即使在高温下也不能与氧气反应,如金、银、铂等。与氧气反应,如金、银、铂等。 镁、铝、锌等金属容易形成致密的镁、铝、锌等金属容易形成致密的氧化保护膜,因此,能在空气中稳氧化保护膜,因此,能在空气中稳定地存在。定地存在。 大多金属不与冷水或热水反应。活大多金属不与冷水或热水反应。活泼金属在常温下就能与水发生剧烈泼金属在常温下就能与水发生剧烈的反应,如钠、钾等。有些金属在的反应,如钠、钾等。有些金属在高温条件下能与水反应,如铁。高温条件下能与水反应,如铁。 铝有一个特殊的性质,能与碱溶液铝有一个特殊的性质,能与碱溶液反应生成氢气。反应生成氢气。