金属的化学性质课件(新人教版必修1).ppt

第三章金属及其化合物 第三章金属及其化合物 第一节金属的化学性质 第三章金属及其化合物 自主学习一 金属的存在及共性1 金属的存在地球上绝大多数金属元素以 存在于自然界 少数金属 等以游离态存在 地壳中含量最多的金属元素是 化合态 金 铂 铝 2 金属的共性 1 物理性质 2 化学性质金属都易 最外层电子 表现出较强的 能与 单质 如 O2 Cl2 S等 反应 能与酸反应置换出酸中的氢 能与某些盐反应置换出不活泼的金属 例如 与非金属的反应Mg与O2反应的化学方程式为 失去 还原性 非金属 与酸的反应Mg与盐酸反应的离子方程式为 Fe与稀硫酸反应的离子方程式为 与盐的反应Al与CuSO4溶液反应的离子方程式为 Mg 2H Mg2 H2 Fe 2H Fe2 H2 2Al 3Cu2 2Al3 3Cu Cu与AgNO3溶液反应的离子方程式为 二 金属与非金属的反应1 钠与氧气的反应 Cu 2Ag Cu2 2Ag 银白色 变暗 银白色 小 低 煤油 银白色 黄 淡黄色 2 铝与氧气的反应在常温下 铝能与空气中的氧气发生反应 生成一层 加热时 生成白色固体 放出热量 化学方程式为 3 金属与其他非金属的反应 致密氧化膜 2NaCl 三 金属与水的反应1 钠与水的反应 浮 小 低 气体 红 碱 NaOH H2 2 铁与水蒸气的反应 H2 H2 四 金属与酸的反应酸和金属活动性顺序表中 的金属发生置换反应生成 金属越活泼 反应越剧烈 如Zn Fe和稀盐酸反应化学方程式分别为 Zn 2HCl ZnCl2 H2 Fe 2HCl FeCl2 H2 排在H前面 H2 五 铝与盐酸 氢氧化钠溶液的反应 气体 逐渐溶解 发出爆 鸣声 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 酸溶液 碱溶液 H2 六 化学方程式中各物质的化学计量数与物质的量之间的关系以钠与水的反应为例 粒子数 物质的量 自主体验1 往烧杯内注入煤油和水各100mL 静置后将一小块钠投入烧杯内 发生的现象是 A 钠沉到液柱1 2处 钠块下部有许多气泡放出 附有气泡的钠块徐徐上升到液体上部 一会儿又沉到液柱1 2处 如此反复多次 最后消失B 钠块一直沉到烧杯底部 并停留在杯底 放出气泡 最后消失 C 钠块浮在液柱表面上 很快熔成一个闪亮的小球 小球四处游动 最后消失D 钠块沉到液柱1 2处 很快熔成一个闪亮的小球 小球在液柱1 2处沿水平方向迅速游来游去 最后消失解析 选A 因为钠比水轻 比煤油重 最初钠沉在液柱1 2处 由于钠跟下层水反应产生H2 H2的冲力使钠徐徐上升至液柱上部 待H2放出后钠又沉于液柱1 2处 再跟下层水反应再上升 如此反复直至消失 2 2012 湖北黄冈高一考试 在500mLNaOH溶液中加入足量铝粉 反应完全后共收集到标准状况下的气体33 6L 该NaOH溶液的浓度为 A 1 0mol LB 2 0mol LC 1 5mol LD 3 0mol L 3 物质在发生化学反应时 A 它们的质量一定相等 B 它们的物质的量一定相等C 它们的质量之比等于化学方程式中化学计量数之比D 它们的物质的量之比等于化学方程式中化学计量数之比解析 选D 物质发生化学反应时 是按照一定的比例 物质的量 进行的 这也是化学方程式中的化学计量数之比 探究导引1钠与酸溶液反应时是先与水反应 还是先与酸反应 若钠过量 又是什么情况 提示 钠与酸溶液反应时 先与酸中的H 反应 若钠过量 再与水反应 探究导引2钠投入CuSO4溶液中 能否置换出Cu 为什么 提示 不能置换出铜 钠投入到CuSO4溶液后先与水反应生成NaOH NaOH与CuSO4反应生成Cu OH 2沉淀 要点归纳1 与水反应离子方程式 2Na 2H2O 2Na 2OH H2 还原剂 Na 氧化剂 H2O 2 与酸溶液反应 1 钠与酸反应时先与酸中的H 反应 如 2Na 2HCl 2NaCl H2 2 如果钠过量 钠把酸消耗尽之后 再与水反应 3 与碱溶液反应实质就是钠与水的反应 4 与盐溶液反应钠与盐溶液反应时先与水反应 它包括两种情况 1 如果盐溶液中的溶质与氢氧化钠不反应 只发生钠与水的反应 2 如果盐溶液中的溶质与氢氧化钠反应 则会发生两个反应 如钠与硫酸铜溶液的反应 2Na 2H2O 2NaOH H2 2NaOH CuSO4 Cu OH 2 Na2SO4特别提醒 1 钠与饱和碱溶液反应时 虽然只是钠与水反应 但是因水的消耗 会使碱结晶析出 2 书写钠与盐反应的化学方程式时 可以分步书写 也可以写总的方程式 即时应用1 2012 蚌埠高一检测 将适量金属钠投入下列溶液中 有气体放出 但无沉淀生成的是 A 盐酸B 饱和氢氧化钠溶液C FeCl3溶液D CuSO4溶液 解析 选A 钠与水溶液反应均放出氢气 A项 发生反应为2Na 2HCl 2NaCl H2 只有气体无沉淀 B项 NaOH溶液是饱和溶液 投入钠后 消耗水 析出氢氧化钠晶体 C项 钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与FeCl3反应产生氢氧化铁沉淀 D项 钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与CuSO4反应产生氢氧化铜沉淀 探究导引3等量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应 消耗HCl和NaOH的物质的量有什么关系 提示 消耗的盐酸多 探究导引4等量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应 生成H2的量有什么关系 提示 一样多 要点归纳1 反应原理2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 2 量 的关系 1 等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应 消耗HCl和NaOH的物质的量之比为3 1 2 等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应 产生H2的体积比为1 1 3 足量的铝分别与等物质的量浓度 等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应 产生H2的体积比为1 3 特别提醒 1 熟练书写铝与盐酸 氢氧化钠溶液反应的化学方程式 或离子方程式 或准确写出相应的关系式是解答该类题目的前提 即时应用2 2012 北京西城区高一检测 等体积 等物质的量浓度的盐酸 氢氧化钠溶液分别放在甲 乙两烧杯中 各加等质量的铝 生成氢气的体积比为5 7 则甲 乙两烧杯中的反应情况可能分别是 A 甲 乙中都是铝过量B 甲中铝过量 乙中碱过量 C 甲中酸过量 乙中铝过量D 甲中酸过量 乙中碱过量解析 选B 因为等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应 产生H2的体积比为1 1 足量的铝分别与等物质的量浓度 等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应 探究导引5 将6 5g锌放入足量的盐酸中充分反应 生成标准状况下的氢气的体积是多少 据此 思考以下问题 1 题干中盐酸 足量 的含义是什么 2 若题干盐酸中HCl的物质的量为0 1mol 此时将如何解答 提示 1 盐酸足量表示锌完全反应 2 盐酸中HCl的物质的量为0 1mol 说明锌过量 应以HCl的物质的量进行计算 要点归纳1 基本步骤 2 计算类型 1 基本计算已知一种反应物 或生成物 的量求解其他物质的有关量 此时 只要按照化学方程式的量的关系 列出已知物质和待求物质的比例式计算便可 2 混合物反应的计算 设出混合物中各物质的物质的量为x y z 按照化学方程式的量的关系 并用x y z表示 列出方程组解答 3 过量计算给出了两种反应物的量 求解某产物的量 方法 按照化学方程式的量的关系进行判断 哪一种物质过量 然后根据不足的物质的量进行求解 特别提醒 1 各种符号的书写要规范 大写字母与小写字母的意义各不相同 如 M 表示摩尔质量 而 m 表示质量 N 表示微粒数 而 n 表示物质的量 2 根据化学方程式计算时 已知物理量和待求物理量要保证 上下单位要相同 左右相对应 3 化学计算中常用解题技巧 1 关系式法当已知物和未知物之间是靠多个反应来联系时 只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系 即 关系式 根据化学方程式确定关系式写出发生反应的化学方程式 根据量的关系写出关系式 2 守恒法 3 差量法 根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化 找出所谓 理论差量 如反应前后的质量 物质的量 气体体积的差量等 根据题意确定理论差量 结合题目实际差量 列出比例式 求出答案 特别提醒 1 不能熟练地正确书写化学方程式成为一些同学计算的障碍 因此要熟练掌握典型的化学方程式 2 化学方程式表示的是纯净物之间的量的关系 因此不纯物质必须换算成纯净物的量再进行计算 即时应用3 把1 1g铁 铝混合物溶于200mL5mol L 1盐酸中 反应后盐酸的浓度变为4 6mol L 1 溶液体积变化忽略不计 求 1 反应中消耗HCl的物质的量 2 该混合物中铝 铁的物质的量 解析 1 消耗HCl的物质的量 0 2L 5mol L 1 0 2L 4 6mol L 1 0 08mol 2 设Al Fe的物质的量分别为x y 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 2mol6molx3xFe 2HCl FeCl2 H2 1mol2moly2y 答案 1 0 08mol 2 Al 0 02mol Fe 0 01mol 将4 6g金属钠投入到足量水中 得ag溶液 将4 8g金属镁投入到足量盐酸中 得bg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 A a bB a bC a bD 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 2Na 2H2O 2NaOH H2 4624 6g0 2ga 4 6g m H2O 0 2g 4 4g m H2O Mg 2HCl MgCl2 H2 2424 8g0 4gb 4 8g m 盐酸 0 4g 4 4g m 盐酸 因为m H2O m 盐酸 所以a b 答案 A 铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应 当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时 反应中消耗的盐酸和NaOH物质的量之比为 A 1 1B 2 1C 3 1D 1 3 解析 根据铝与盐酸以及铝与NaOH反应的化学方程式 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 可直接得到答案 n HCl n NaOH 3 1 答案 C 1 15g金属钠与水反应 得到100mL溶液 试计算 溶液体积变化忽略不计 1 生成的气体在标准状况下的体积 2 反应后所得溶液的物质的量浓度 解析 设生成标准状况下气体的体积为V 物质的量浓度为c 答案 1 0 56L 2 0 5mol L 1 名师点睛 列比例式时注意上下单位一致 左右对应 但单位不要求一致 在比例式中运算要带单位 未知数V c本身就是物理量 带有单位 不要写成cmol L 1 比例关系式中各个量都要有单位 2012 石家庄高一检测 用足量H2还原80g氧化铜粉末 反应一段时间后 测得固体质量减少8g 此时消耗H222 4L 标准状况下 求生成Cu的质量 答案 32g 易误警示 解答此题要注意 H2还原CuO时 反应前要通入一会儿H2 反应后还要通入一会儿H2 参加反应H2的量小于消耗H2的量 所以不能根据22 4LH2进行计算 经典案例 小亮同学欲测定镁铝合金中铝的质量分数 设计如下实验 1 用托盘天平称取ag镁铝合金并放入500mL的烧杯中 2 向烧杯中慢慢加入浓氢氧化钠溶液至不再产生气泡为止 3 将所得的混合物过滤 干燥 称重得固体bg 请回答下列问题 1 请写出利用该实验方案计算铝的质量分数的表达式 2 该实验方案中若去掉步骤 3 而测定产生氢气的体积能计算铝的质量分数吗 若能 设氢气的体积用V表示 已换算为标准状况 写出铝的质量分数的表达式 无需化简 3 若将氢氧化钠改为盐酸 设ag镁铝合金恰好消耗含cmol氯化氢的盐酸 若设合金中镁 铝的物质的量分别为x y 则求解合金中铝的质量分数可列的式子有哪些