第三章、金属及其化合物

第一节 金属的化学性质
人
类
历
史
发
展
石器时代
青铜时代
铁器时代
铜和铁作为金属材料一直被广泛地应用着。
金属元素在周期表中的位置和原子结构特征
(1)大多数金属最外层电子较少，一般小于4
(2)金属元素没有负价。
★金属在自然界的分布和存在
★绝大多数以化合态存在于自然界。
金属的分类
(2)按密度分：重金属(ρ>4.5g/cm3)
轻金属(ρ<4.5g/cm3)
(1)冶金工业：黑色金属(Fe、Cr、Mn)
有色金属(除Fe、Cr、Mn以外)
“铁哥们”
熔点最高的
熔点最低的
密度最大的
密度最小的
导电性最好的
延展性最好的
硬度最大的
地壳中含量最多的
使用最广泛的
金属之最:
钨
汞
铬
锇
锂
金
银
铁
铝
你知道吗？
★金属有哪些共同的化学性质？
②金属能与酸反应
③与盐发生相互置换反应
★你能举例说明吗？
①与氧气发生反应
（是不是所有的金属都能）
一、金属与氧气的反应
4Al+3O2=2Al2O3
2. 在高温时，镁、铝、铁、铜也可以和氧气反应
在常温下，镁和铝可以和氧气反应，铁和铜在空气中缓慢氧化。
铁在潮湿的空气中生成铁锈，铜在空气中反应非常缓慢生成铜绿
3. 金即使在高温时也不能与氧气反应
根据反应的难易及剧烈程度可以得出：
镁、铝较活泼，铁、铜次之，金最不活泼。
【结 论】
1、大多数金属能和氧气发生反应
2、判断金属活动性的方法一：
根据金属与氧气反应的难易程度与反应现象的剧烈程度判断
1、铝的化学性质很活泼，为什么通常铝制品却很耐腐蚀？
【思考】
因为铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止进一步氧化,具有很好的抗腐蚀作用.
若用钢刷、沙等来擦洗铝制品，容易把氧化铝薄膜除掉，从而起不到保护作用。
2、为什么不宜用钢刷、沙等来擦洗铝制品？
二、金属与酸的反应
大量气泡，放出大量的热，反应非常快
大量气泡，放出大量的热，反应较快
许多气泡，放出大量的热，反应快
少量气泡，放出热量，反应慢；溶液由无色变为浅绿色
无明显现象
Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑
2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑
Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2↑
Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑
无
1、能与盐酸，稀硫酸反应的金属是 、 、 、
它们反应的剧烈程度依次是 > > > 。

2、不能与盐酸，稀硫酸反应的金属是
3、镁、锌、铁、铜四种金属的活动性顺序是
> > > > 。
.
Zn
Fe
Mg
Cu
Mg
Mg
Zn
Fe
Cu
分析得出
Al
Al
Zn
Fe
Al
【结论】
1、大多数金属能与稀盐酸或稀硫酸反应；
2、可根据金属是否与稀盐酸或稀硫酸反应或反应的剧烈程度判断金属的活动性强弱；
三、金属与盐溶液反应的反应
2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3Cu
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
Al
Cu
Ag
【结论】
1、大多数金属能与金属的盐溶液发生反应；
2、可根据金属能否把另一种金属从盐溶液中置换出来判断金属的活动性强弱；
总 结
1、金属的化学性质：
（1）大多数金属能与O2反应
（2）大多数金属能与稀HCl或稀H2SO4反应
（3）部分金属能与金属化合物的溶液反应
2、判断常见金属活泼性的方法
（2）金属与酸反应的剧烈程度
（3）金属与能否与金属化合物的溶液反应
（1）金属与氧气反应的难易程度
借助与金属活动性顺序的判断方法和无数的科学实验，科学家总结出一个重要规律：金属活动性顺序
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H） Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
1、在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。
2、在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。
3、在金属活动顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液中置换出来。
（一）.金属与氧气的反应
讨论：从以上实验,我们了解到金属钠的哪些物理和化学性质？
从煤油中取一小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油用刀切去一端的外皮,观察实验现象.
一、金属的化学性质
常温
1.为银白色的固体
2.质软(硬度小)
很活泼 ,常温下能与氧气反应.
把一小块金属钠放在坩埚上，加热，有何现象发生？
* 反应条件不同，产物不同

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。构成膜的氧化铝(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。
（二）.金属与其他非金属反应
金属还可以和S、Cl2等非金属发生反应：
例如：
（三）.金属与酸反应
（四）.金属与水的反应
1.金属钠和水的反应
浮
游
熔
鸣
红
金属钠的密度小于水
产生的气体推动金属钠来回游动
反应放热，钠的熔点较低
剧烈反应，产生气体并燃烧
有碱性物质生成
铁与水如何反应？
2.铁与水蒸气的反应
铁不能与冷、热水反应,（可以在水，氧气的条件下被腐蚀生锈，主要成分是三氧化二铁）但能否与水蒸气反应?
请设计一个简单的实验装置,使还原铁粉与水蒸气反应
1.水蒸气的发生装置
2.水蒸气与铁粉反应装置
3.产物的检验(收集)装置
水蒸气的发生装置
水蒸气与铁粉反应装置
产物收集装置
【思考1】 Mg、Al在金属活动顺序表中处于Na、Fe之间，那么Mg、Al能够与水反应呢？
【思考2】人们常用金属器皿（如铁壶铝壶）来盛水，怎样看待这一问题。
Al和冷水难反应，和沸水反应非常缓慢。
Mg和冷水反应非常缓慢，和沸水剧烈反应：
（四）.金属与盐溶液反应的反应
【思考1】：钠与盐溶液是否置换反应反应？
写出钠与硫酸铜的反应方程式
注意：钠与盐溶液反应的实质是先与水电离出的H＋的反应，生成的NaOH如果要与原溶液的溶质反应就继续反应；如果不反应就只有Na和水的反应。
【思考2】：钠与酸反应是不是也先与水反应再和酸反应呢？
注意：钠与水、酸反应的实质是与H＋的反应，酸里面的H＋浓度大，所以钠与酸反应更快。钠先置换酸电离出的H+，若钠过量再置换水电离出的H+
物理性质：为银白色的固体，质软，密度比水还小(0.97g/cm3),熔点较低(97.87℃)
化学性质: 化学性质很活泼
1、与氧气反应
2、与水反应
3、与其它非金属单质的反应 2Na+Cl2 = 2NaCl
【Na的存在形式】
游离态(以单质形态存在)
化合态(以化合物形态存在)
钠在自然界里没有游离态，只能以化合态存在。如：食盐（NaCl）、纯碱（Na2CO3· 10H2O）、芒硝（Na2SO4 · 10H2O）等
【Na的用途】
制Na2O2 、制Na-K合金，做原子反应堆导热剂、高压钠灯、还原贵重金属
【Na的保存】
煤油中
练习1、金属钠在空气中的如何变化？
银白色
变暗
变白色固体
结块
粉末
（Na）
（Na2CO3）
（Na2CO3· 10H2O）
（NaOH）
(Na2O)
与O2
与H2O
与CO2
风化
成液
（NaOH潮解）
练习2。实验室有金属钠着火后，应选用来灭火的是（ ）
A：水 　　　　　　B：煤油
C：泡沫灭火器 　　　　D：砂子
D
铝与稀盐酸的反应
化学方程式为:
离子方程式为:
铝与氢氧化钠溶液的反应
铝既能与强酸溶液反应也能与强碱溶液反应，因此酸、碱可直接侵蚀铝的保护膜以及铝制品本身，铝制品餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物。
（可看作分两步进行）
二、铝与氢氧化钠溶液的反应
【实验3-4】
以上我们学习了金属的一些化学性质，通过分析不难发现，在反应中这些金属元素的化合价都发生了变化，它们从0价升为正价。
在这些变化中，金属表现了强的还原性，做还原剂
在自然界中金属多以化合态存在，只有极少数不活泼的金属如金以游离态存在。
四、物质的量在化学中的应用：
1、化学方程式的计量数之比等于物质的量之比
2、同一物质下面对应的物理量（包括单位）一 致即可
【题1】在标况下，4.4gCO2气体通过足量的Na2O2，放出氧气的物质的量为多少,体积为多少？
【作业】：P45习题1，2，3，4，5，6