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高一化学必修一


1

第一节 金属的化学性质
你知道焰火晚会上五颜六色的焰火是用什么

制成的吗?你见过可以用小刀切割的金属吗?水
是用来灭火的,你见过用水能够生火的吗……

就让我们一起走进神奇的金属世界……

2

艾 菲 尔 铁 塔

3

“神七”发射!

4

1、金属元素在自然界存在的状态:化合态?游离态? 2、地壳中含量由多到少的元素是(前三位): 氧、硅、铝

;含量最多的金属元素是 铝 元素。

图3-1

金属元素在地壳中的含量

5

3、金属的物理性质
?

共性:有金属光泽、有良好的导电性、导热性和 延展性

思考与交流1、为什么地球上的绝大多数金 属元素是以化合态存在于自然界中?
原子结构

金属元素原子最外层电子数一般少于4个

化学性质

反应中易失电子,表现还原性,作还原剂。

大多数金属元素在自然界中以化合态的形式存在。 能够以单质形式存在的只有少数贵重金属,如钯 (Pd)、铂(Pt)、铱(Ir)、金(Au)等。
7

思考与交流2:举例说明金属能发生哪 些化学反应?
①在潮湿的空气中,铁会与氧气和水反应而生锈;② 在潮湿的空气中,铜会与氧气和水、二氧化碳反应而

生成铜绿;③铁能在纯净的氧气中燃烧而生成四氧化
三铁;④镁在空气中燃烧生成氧化镁:⑤镁、铁、锌

能溶于稀盐酸、稀硫酸中;⑥铁能与硫酸铜溶液反应;
⑦铜能与硝酸银溶液反应。

小结:金属与氧气、水、酸、盐等反应, 表现出还原性。

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思考与交流3:分析书本图3-2中的反应, 写出反应的化学方程式。
① ② ③ ④

铝丝与硫酸 铜溶液反应

镁条燃烧

铜丝与硝酸 银溶液反应

镁条与稀盐 酸反应
9





2Al+3CuSO4=Al2(SO4 )3+3Cu

2Mg+O2===2MgO

点燃





Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag

Mg+2HCl=MgCl2+H2

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金属的化学性质 一.金属与氧气等非金属的反应
实验3-1:取一小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油, 用刀切开,观察钠的颜色、光泽,感受钠的硬度。

新切开的钠表面在空气中发生什么变化?

注意:接触钠的用具必须干燥。取用钠后剩余 的钠应放回原瓶,残余的钠的碎屑不能随意丢弃。
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【钠的物理性质】
1、钠具有银白色金属光泽
2、钠质地柔软

3、钠的密度比煤油大
4、…………

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【想一想】
1、金属钠为什么要保存在煤油中?新切开的钠表 面颜色为什么会变暗?
钠非常活泼,在空气中会发生变化,因此要保存 在煤油中,以隔绝空气。

2、钠与氧气发生反应生成白色的氧化钠,写 出其化学方程式并分析化合价的变化和电子的 转移 4e0 0 +1 -2
13

4Na + O2 === 2 Na2O

如果加热,钠又会发生什么变化呢? 实验3-2:把一小块金属钠放在坩埚里,加热, 有什么现象?
注意事项: 1、用镊子取出钠后,要用滤纸吸干 钠及镊子表面的煤油,切开,用镊 子夹取放在坩埚中加热。 2、坩埚加热时应与泥三角配套使用。 3、观察到钠开始燃烧后,撤掉酒精 灯并熄灭。
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实验探究3—2:钠在空气中加热
现象:熔化成小球,产生黄色火焰,生成淡黄色固体 (Na2O2) -

2e

2Na + O2 === Na2O2

0

0

加热

+1

—1

过氧化钠

分析元素化合价的变化,并标明电子转移

思考:镁在空气中加热会有什么反应? 2Mg + O2 === 2MgO
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加热

【科学探究】
用坩埚夹住一小块铝箔(箔厚约0.1mm), 在酒精灯上加热至熔化,轻轻晃动。仔细观察。 现象: 铝箔熔化,并且失去了 光泽,但是熔化的铝并 没有脱落下来,好象有 一层膜兜着。
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【解释原因】
解释: 4Al+3O2 △ 2Al2O3 = 铝表面的氧化膜保护了铝,构成薄膜的氧化铝 的熔点(2050℃)高于铝的熔点(660℃), 包在铝的外面,所以熔化了的液态铝不会滴落 下来。
结论:氧化铝的熔点(2050℃)高
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活泼的金属在空气中易与氧气反 应,生成一层氧化物。有的氧化膜疏

松,不能保护内层金属,如铁表面的 铁锈、钠表面的氧化层等。有的氧化 物致密,可以保护内层金属不被继续 氧化,如镁、铝等表面的氧化层。
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应用:人们日常用的铝制品,表面总是覆盖
着保护膜,这层膜起着保护内部金属的作用,这 也正是性质活泼的铝在空气中能够稳定存在的原 因。也由于氧化膜的存在,使得性质活泼的金属 铝成为一种应用广泛的金属材料。

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【金属与氧气反应小结】
4Na + O2 = 2Na2O Mg+O2 = 2MgO 3Fe+2O2 = Fe3O4
点燃

2Na + O2 = Na2O2 4Al+3O2=2Al2O3 2Cu+O2=2CuO




点燃

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思考
金属除了能与氧气反应外,能否跟其它 非金属单质反应?能与具有什么性质的 非金属反应?请举例说明:

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:

2Na+Cl2==2NaCl
2Na+S==Na2S
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【练一练】
1、以下说法错误的是( C ) A、钠在常温下就容易被氧化 B、钠受热后能够着火燃烧 C、钠在空气中缓慢氧化能自燃

D、钠在氧气中燃烧更为激烈
2、下列性质中,不属于大多数金属通性的是( D)

A、有银白色光泽
C、有良好的导电性和导热性 D、有很高的熔点和硬度

B、有延展性

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3、铝制品具有较强的抗腐蚀性,主要是因为:( D ) A、铝的化学性质稳定 B、铝在常温时与氧气不反应 C、铝具有金属性,也具有非金属性 D、铝与氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜 4、将一小块金属钠放在坩埚里加热,下列有关实验 现象的描述正确的是:( C ) ①钠熔化 ②燃烧后生成淡黄色固体③燃烧后得到白色 固体 ④燃烧时火焰呈黄色 A、只有④ B、只有① C、①④ D、②③
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二、金属与酸和水的反应
1、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。如 Fe + 2HCl == FeCl2+H2↑

结论:反应的剧烈程度不同

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思考: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?
实验3-3 钠与水的反应
概括 现象 性质

浮 熔

钠浮在水面上

密度比水小 反应放热,熔点低 产生气体 生成碱性物质
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立刻熔成一个小球 在水面上四处游动, 游、响 发出嘶嘶声 红 反应后溶液变红

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

Na与水反应方程式的分析
化合价升高,失去电子,被氧化

+1 +1

2Na+2H2O =2NaOH + H2↑
化合价降低,得到电子,被还原



还原剂:Na

氧化剂:H2O
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思考讨论:
1、钠易与空气中的氧气、以及水反应,实验室中应如 何保存钠? 保存在盛有煤油的试剂瓶中。

2、当在火灾现场有大量钠存在时,应怎样灭火? 干燥的沙土灭火。
3、将一小块金属钠投入CuSO4溶液中,可观察到什么
现象?写出发生的化学方程式。

观察到现象:反应剧烈,钠熔成小球,浮在水面 上,迅速游动,嘶嘶作响,同时出现蓝色沉淀。 2Na+2H2O === 2NaOH+H2↑, CuSO4+2NaOH === Cu(OH)2↓+Na2SO4
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3、铁与水反应 高温 3Fe + 4H2O(g) === Fe3O4 + 4H2
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应装置的设计

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4、金属与水反应小结 2K+2H2O=2KOH+H2↑ (剧烈,氢气易爆炸) 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
100℃ Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑

? 2Al+6H2O===2Al(OH)3+3H2 ↑

高温 3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2↑ 结论:金属性越强,越容易与水反应
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三、铝与氢氧化钠溶液的反应
演示实验:取铝粉加浓NaOH溶液(加热),并检验气体 实验现象: 两支试管均有气泡产生,在试管口处点 燃气体,可观察到蓝色火焰。反应放热。 实验结论: 铝既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠反应。 二者均生成氢气。等量的铝无论和酸或碱 反应产生等量的氢气 +3

2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2
偏铝酸钠

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四、物质的量在化学方程式计算中的应用
一、原理
例如: 微粒个数之比: 扩大NA倍: 2H2 2 点燃 + O2 ====== 2H2O ∶ : 1 1 NA ∶ : ∶ ∶ 2 2 2NA 2mol 化学计量数之比: 2

2NA ∶

物质的量之比: 2mol ∶ 1mol

化学计量数之比=物质的量之比=微粒个
数之比。
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1.写出有关反应方程式 二、步骤 2.找出相关物质的计量数之比 (注意解题格式) 3. 找出相关物质的物质的量。 4.根据原理进行计算 例题1、完全中和0.10 mol NaOH需要H2SO4的物质的 量是多少? 解:2NaOH + H2SO4======Na2SO4+2H2O 2mol 1mol 0.1mol n(H2SO4)
v( NaOH ) n( NaOH ) ? v( H 2 SO4 ) n( H 2 SO4 )
1? 0.10mol n(H 2 SO 4 ) ? ? 0.05mol 2
答:略
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例题2、将0.5 mol钠放入足量的水 (共89g水)中,计算: (1)参加反应的水为多少mol ? (2)生成氢气的体积(标况下)为多少升? (3)生成的溶液的溶质质量为多少g? (1)解:2Na + 2H2O ===2NaOH+H2 2mol 2mol 0.5mol n(H2O)
2 ? 0.5mol n( H 2 O ) ? ? 0.5mol 2

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例题2、将0.5 mol钠放入足量的水(共89g水)中, 计算: (2)生成氢气的体积(标况下)为多少升?

(2)解:2Na+2H2O ===2NaOH+H2 2mol 22.4L 0.5mol V(H2)
22.4 L ? 0.5mol V (H 2 ) ? ? 5.6 L 2mol

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例题2、将0.5 mol钠放入足量的水 (共89g水)中,计算: (3)生成的溶液的溶质质量为多少g?

(3)解:2Na+2H2O ===2NaOH+H2 2mol 80g 0.5mol m(NaOH)

80 g ? 0.5mol m( NaOH ) ? ? 20 g 2mol
※注意:根据化学方程式进行计算时,同种物 质的单位要上下一致,其他有关物质的单位必 须保持左右对应(上下统一,左右对齐)

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练习1、足量的锌粉跟500 mL盐酸反应,产生的氢气在 标准状况下的体积为1.12 L,则这种盐酸的物质的量浓

课后练习

度为多少?
练习2、把0?150 g铁粉加入到20? 0 mL 0?100 mol / L硫

酸铜溶液中,充分反应后,溶液中含有哪些金属离子?
它的物质的量浓度是多少?溶液中的固体物质干燥后的 质量是多少克?

练习3、氧化亚铁和铁粉的混合物共18.4 g,在其中加
入足量的稀盐酸使混合物完全溶解,反应结束后得到标

准状况下的H2气4.48 L,溶液的体积为200 mL。试求:
(1) 原混合物中铁粉的质量为多少? (2) 反应后混合液中FeCl2的物质的量浓度。
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