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第三章 金属及其化合物,3-1-1 金属和非金属反应,从日常生活和初中化学的学习中，我们可以发现：有些常见的金属如铁、铝、镁条等能存放在空气中，但在加热时有些能与空气或氧气发生剧烈的反应，甚至能够燃烧。可以回忆一下，我们初中的时候学过，铁在空气中点燃不能燃烧，但在氧气中能燃烧；而镁在空气中就能够燃烧。为什么？,情景设疑,司母戊鼎,在人类社会的发展进程中，金属起着重要作用,金属元素占总元素的4/5 地壳中含量最多的金属是Al：7.73% 第二位Fe：4.75%。大多数金属以化合态存在。,金属的物理性质:,一般具有金属光泽,能导电导热, 具有延展性。,你在日常生活中见到了哪些金属物品？它们都有些什么样的性质呢？,铝和硫酸铜溶液反应,铜和硝酸银溶液反应,铁丝在氧气中燃烧,镁在空气中燃烧,镁与盐酸、锌与盐酸反应,思考和交流,金属有哪些共同的化学性质？,举例说明金属能发生哪些化学反应?,与氧气反应,活泼金属能与酸反应,与盐反应,Mg+2HCl=MgCl2+H2,2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu,Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,一.金属与非金属的反应,实验3-1:取一小块金属钠,用刀切去一端的外皮,观察钠表面的光泽和颜色。,现象:,切口处可观察到银白色的金属光泽,在空气中很快变暗,讨论：以上实验,体现了金属钠哪些物理和化学性质？,物理性质：,化学性质：,化学性质很活泼 ,常温下能与氧气反应.,银白色 金属光泽 固体 质软(硬度小),熔点为97.87 C,4Na + O2 = 2Na2O,钠应怎样保存?,保存在煤油或石蜡中，以隔绝空气。,实验2：把一小块金属钠放在坩埚上，加热，有何现象发生？,现象,可观察到钠先熔化后燃烧，燃烧时火焰呈黄色，生成淡黄色的固体,2Na + O2 = Na2O2,加热,现象：铝箔熔化，表面失去光泽，熔化的铝并不滴落，好象有一层膜兜着,因为铝表面有一层氧化膜保护了铝。构有膜的氧化铝(Al2O3)的熔点很高，没有熔化，包在外面使熔化的液态铝不会滴落下来,加热铝箔,原 因：,科学探究：,用砂纸打磨铝箔，除去氧化膜后，再加热至熔化,现象：,铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝仍然不滴落,原因解释：,铝很活泼，除去原来的氧化膜后，在空气中很快生有一层新的氧化膜,结 论：,铝很活泼，常温下能与空气中的氧气反应，生成一层致密的氧化膜，起保护的作用。,4Al + 3 O2 = 2Al2O3,常温或加热,科学探究：,金属活动性中铝铁， 可是铁比铝更容易生锈。,你知道吗？,为什么铝制品不易生锈？,专家提醒：尽量不要使用铝制餐具，因为铝在人体内积累过多会引起智力下降、记忆力衰退和老年痴呆。,原因：活泼的金属在空气中易与氧气反应，生有一层氧化物。有的氧化膜疏松，不能保护内层金属，如铁和钠等。有的氧化物致密，可以保护内层金属不被继续氧化，如铝等。,能，氯气、硫等具有氧化性的非金属发生反应生成对应氯化物和硫化物：,思考：金属除了能与氧气反应外，能否跟其它非金属反应？,2Na+Cl2=2NaCl 2Na+S=Na2S,拓展延伸,一、金属的通性,1.物理通性 (1)金属一般具有银白色光泽，具有良好的导电、导热性以及优良的延展性，如导电性能最好的金属是银，其次是铜，再次是铝，延展性最好的金属是金。,(2)金属的熔点及硬度往往差别较大，规律性不强，如常温下，汞为液体，其他金属则为固体。 2.化学通性 通常情况下，金属原子的最外层电子数少于4个，在化学反应中易失去电子，表现出较强的还原性。,一、金属的通性,1.物理通性,(1)金属与酸的反应,2.化学通性,一、金属的通性,(2)金属与盐的反应 在金属活动性顺序表中，一般位于前面的金属能够把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来，如： FeCuSO4=FeSO4Cu。 K、Ca、Na由于其活泼性太强会先与水发生反应，而不符合此规律。 (3)金属与非金属的反应 除能被O2氧化外，金属还能被Cl2、S等具有氧化性的物质所氧化。,例1.下列关于金属特征的叙述正确的是() A金属原子只有还原性，离子只有氧化性 B金属元素在化合物中一定显正价 C金属元素在不同的化合物中的化合价均不同 D金属单质在常温下均是固体,典型例题分析,【解析】A项中金属原子只有还原性是正确的，而离子位于中间价态时既具有氧化性又具有还原性，如Fe2；C项中金属元素在不同化合物中化合价可以相同，如在NaCl、Na2O中Na元素均显1价；D项汞在常温下为液体。 【答案】 B,二、钠露置于空气中的变化,金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末，此过程中的主要变化与现象有：,4NaO2=2Na2O Na2OH2O=2NaOH 2NaOHCO2=Na2CO3H2O， Na2CO310H2O=Na2CO310H2O Na2CO310H2O=Na2CO310H2O,发生的主要变化的化学方程式为：,【温馨提示】 (1)钠只有在加热条件下才会生成Na2O2，故钠露置于空气中的变化中不会有Na2O2生成。 (2)上述变化中既有物理变化也有化学变化，如潮解为物理变化而风化则为化学变化。,例2.取一小块金属钠放在燃烧匙里加热，下列对实验现象的叙述中正确的是() 金属钠先熔化在空气中燃烧，产生白色火焰燃烧后得白色固体燃烧时火焰呈黄色燃烧后生成淡黄色固体物质 AB C D,典型例题分析,【解析】钠在空气中加热时的现象有：钠熔成银白色的小球，然后燃烧，火焰呈黄色，最后生成淡黄色固体。 【答案】C,例3.金属Ti(钛)是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属，钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。某化学兴趣小组在实验室中探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序。他们在相同温度下，取大小相同的三种金属薄片，分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中，观察现象如下：,典型例题分析,下列有关三种金属的说法正确的是() A三种金属的活泼性由强到弱的顺序是Ti、Mg、Cu B若钛粉中混有Mg，提纯Ti时可用稀盐酸除去Mg C用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径 DCu和MgCl2溶液不发生化学反应,【解析】本题考查金属的活动性顺序，可根据金属与同浓度的酸反应时，反应的剧烈程度不同判断金属的活泼性，反应剧烈的金属其活泼性较强。A项，Ti在盐酸中比Mg放出气泡的速度慢，说明Ti的金属活动性比Mg弱；B项，由于Ti、Mg均能与稀盐酸反应，故不能用此法提纯金属钛；C项，由于Ti是较为昂贵的金属，用Ti制造Cu成本上不划算；D项，由于Cu不如镁活泼，Cu不与MgCl2溶液发生反应。故选D。 【答案】D,判断金属活泼性的常用方法 (1)金属与等浓度的酸反应的剧烈程度。反应越剧烈，金属活动性越强。 (2)金属与盐溶液的置换反应。活动性较强的金属可把活动性较弱的金属从其盐溶液中置换出来。 (3)金属阳离子的氧化性强弱。金属阳离子的氧化性越强，其活动性越弱。,【名师点睛】,课堂总结,1.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。 2.活泼性很弱的金属（如铂、金）不能被氧气氧化（真金不怕火炼） 3.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。,课堂训练,1.从利用金属的历史来看,先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是近百年的事，这个先后顺序跟下列有关的是() 地壳中金属的含量金属活动性顺序金属的导电性 金属冶炼的难易程度金属的延展性 A. B. C. D.,【解析】从金属活动性顺序：AlFeCu，铝的金属活动性最强，其离子最难被还原，冶炼相对困难，故正确答案为B。 【答案】B,2.下列关于金属性质的叙述中正确的是() A钠与氧气反应时，产物是由O2的用量决定的 B铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧 C金属与非金属发生反应时，被氧化的一定是金属 D铁丝不论在空气中还是纯氧中都不会燃烧,【解析】Na与O2的反应产物是由反应条件决定的，常温下生成Na2O，点燃时生成Na2O2，与O2的用量无关，A错误；铝箔在空气中受热可熔化，但由于表面形成熔点很高的Al2O3，故不会燃烧，B错；铁丝可在纯氧中燃烧生成Fe3O4，D项错误；金属与非金属单质反应时，金属只能失电子被氧化，C正确。 【答案】C,钠与氧气反应生成Na2O还是Na2O2与反应条件有关，与氧气的用量无关，学生解答此类问题时要注意区分。,【名师点睛】,3.下列金属在空气中，能自发形成氧化物保护膜的是() AFe BAl CAg DNa,【解析】Fe在空气中能与O2、H2O等作用生成铁锈，Na会形成Na2O，但会进一步转化为NaOH、Na2CO3等，故A、D虽然发生反应，但不能生成保护膜，Ag在空气中一般不发生反应，不会形成氧化物保护膜，只有Al在空气中生成Al2O3，可形成保护膜。 【答案】B,4.下列关于金属的叙述中正确的是() A.所有的金属都是固态的 B.金属具有导电性、导热性和延展性 C.所有金属能与酸发生置换反应 D.金属元素在自然界中都是以化合态存在的,【解析】汞常温下是液态。金属中存在自由移动的电子，在外加电场下会定向移动，在受热时会加速运动而快速传递能量，所以金属都有良好的导电性和导热性，自由电子与金属离子间存在着作用力，所以导致了金属具有延展性。金属活动性顺序表中氢之前的金属都可以置换出酸中的氢，但在氢之蟮慕鹗舨荒苤没怀鏊嶂械那(如铜)。金属在自然界中除金、铂外大多数是以化合态存在。 【答案】B,5.用坩埚钳夹住一小块刚用酸处理过的铝箔，在酒精灯上加热至熔化，发现熔化的铝并不滴落。下列关于上述实验现象的解释不正确的是() A铝箔在空气中不易燃烧 B用酸处理时未能将氧化铝溶解 C氧化铝的熔点比铝的熔点高 D铝在空气中能很快形成氧化膜,【解析】熔化的铝并不滴落，是由于铝在空气中很快形成Al2O3，Al2O3的熔点比较高，包住熔化的铝使其不滴落，而不是由于未将Al2O3处理干净。 【答案】B,【解析】由题给信息知，钠与无水CuSO4接触产生火花说明反应放热；有红色物质生成说明有铜产生，由此可分析知熔融的钠与无水CuSO4发生了置换反应，钠表现了还原性。 【答案】C,
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