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第一部分 第三章 第一节 第一课时 金属与非金属、酸和水的反应


第 三 章 金 属 及 其 化 合 物

第 一 节 金 属 的 化 学 性 质

第一 课时 金属 与非 金属 、酸 和水 的反 应

晨背关 键语句
知识点一 理解教 材新知 把握热 点考向 应用创 新演练 知识点二 知识点三 考向一 考向二 随堂基础巩固 课时跟踪训练

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第一节

金属的化学性质

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第一课时

金属与非金属、酸和水的反应

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1.钠与 O2 常温下生成 Na2O,加热时生成 Na2O2,反应 Δ 方程式:2Na+O2=====Na2O2。 2.铝与 O2 在常温下反应生成致密的氧化膜,保护内部 金属不被氧化。 3. 与水反应的方程式: Na 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。 △ 4. 铁与水蒸气反应的方程式: 3Fe+4H2O(g)=====Fe3O4 +4H2。

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[自学教材·填要点] 1.存在 自然界中的金属元素绝大多数以 化合 态存在。 2.物理性质 有金属光泽,易 导电 、易 导热 、有延展性。 3.化学性质 (1)与非金属反应:
点燃 Mg与O2反应的化学方程式: 2Mg+O2=====2MgO。

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(2)与酸反应(写离子方程式):

Mg与盐酸反应: Mg+2H+===Mg2++H2↑ ,
Fe+2H+===Fe2++H2↑ 。 Fe与H2SO4溶液反应: (3)与盐溶液的反应(写离子方程式): 铝与CuSO4溶液:2Al+3Cu
2+===2Al3++3Cu

铜与AgNO3溶液: Cu+2Ag+===Cu2++2Ag 。

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[师生互动·解疑难] 金属与酸和盐溶液的反应的判断,都要以金属活 动顺序作为判断的依据。 KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu

(1)排在氢前面的金属与酸反应生成H2,排在氢后
面的金属不与酸反应。

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(2)位于前面的金属能够把后面的金属从它们的盐溶 液中置换出来。如CuSO4+Fe===Cu+FeSO4,Ag与 Cu(NO3)2溶液不反应,Fe与CuCO3(不溶于水)不反应。 (3)K、Ca、Na由于其活泼性太强,不与盐溶液中的 金属阳离子发生置换反应,而是先与水反应。

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1.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.常温下所有金属都能与酸反应 D.金属元素在自然界中都是以化合态存在的

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解析:汞是液态金属;金属一般具有导电性、导热性和延 展性;金属活动性顺序表中氢之前的金属都可与酸反应, 但在氢之后的金属难以与酸(非氧化性酸)反应,如铜不与

盐酸或稀硫酸反应;金属元素在自然界大多数是以化合态
存在,但也有部分不活泼金属元素以游离态存在(如金、 铂等)。 答案:B

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[自学教材·填要点] 1.钠与氧气反应的实验探究

实验操作

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①新切开的钠具有 银白 色金属光泽,在空气中 实验 其表面很快 变暗

现象 ②钠受热先熔化成银白色小球,然后剧烈燃烧,
火焰呈 黄 色,生成一种 淡黄 色固体

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①钠在空气中可被迅速氧化生成Na2O,反 实验结论及 应方程式为 4Na+O2===2Na2O 反应方程式 ②钠与O2剧烈反应生成Na2O2,反应方程式
△ 为 2Na+O2=====Na2O2

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2.铝与氧气的反应 现象:铝箔熔化,失去金属光泽但熔化的液态铝并 不滴落。 点燃 化学方程式:4Al+3O2=====2Al2O3。

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3.金属与 Cl2、S 的反应 金属与 Cl2、S 等物质反应生成相应的氯化物、硫化物。 2Na+S===Na2S(常温剧烈,研磨爆炸) △ Fe+S=====FeS(黑色固体) Hg+S===HgS(用于消除 Hg 的污染)

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[师生互动·解疑难] 钠露置在空气中的变化

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有关反应如下:

4Na+O2===2Na2O;
Na2O+H2O===2NaOH;

2NaOH+CO2+9H2O===Na2CO3· 2O; 10H
Na2CO3· 2O===Na2CO3+10H2O。 10H

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2.下列说法正确的是

(

)

A.钠保存在煤油里的原因之一是它极易与氧气反应 B.铝在空气中很容易燃烧 C.镁表面的氧化膜疏松,不能保护内层金属 D.铁锈的主要成分是 Fe3O4

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解析:B 项,因为铝表面有氧化膜,所以不能燃烧;C 项, 镁表面有致密的氧化膜,能保护内部金属;D 项,铁锈的 主要成分是三氧化二铁。

答案:A

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[自学教材·填要点]

1.钠与水的反应
实验操作 实验现象 钠 浮 在水面上 原因解释 钠的密度比水 小 钠熔点 低 ,反 钠熔化成闪亮的小球 应放热 小球在水面上四处游动,最 反应产生的 H2推 后完全消失 动小球运动 与水反应发出嘶嘶响声 钠与水反应剧烈 反应后溶液的颜色逐渐变 红 反应生成 NaOH

NaOH 和H2 ↑ 实验结论 钠与水反应,生成 2Na+2H2O===2NaOH+H,化学方程式: 2
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2.铁与水的反应 通常铁与冷水和热水均不反应,但铁可与水蒸气反应。 方法 方法一 方法二

实验装置

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方法

方法一

方法二

用小试管收集一试管气体, 用火柴点燃肥皂泡,

气体 点燃,听到轻微噗声,证
明生成了2 H

听到爆鸣声,证明
生成了

H2

实验 铁与水蒸气反应的化学反应方程式为: △ 结论 3Fe+4H2O(g)=====Fe3O4+4H2

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[师生互动·解疑难] 钠与水、酸、盐溶液反应的实质 (1)钠与酸反应的实质是与H+反应,离子方程式为 2Na+2H+===H2↑+2Na+。

(2)钠与水溶液反应的实质是钠与水电离出的H+的
反应。

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(3)钠与盐溶液反应时,钠首先与水反应生成NaOH, 然后NaOH与盐发生复分解反应。如Na与CuSO4溶液的 反应为 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑

2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
总反应式为2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+ Na2SO4+H2↑。

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3.钠与水反应时的现象与下列钠的性质无关的是( A.熔点低 C.硬度小 B.密度小 D.有强还原性

)

解析:钠与水反应的主要现象为:浮——钠的密度小 于水;熔——钠的熔点较低;游——产生气体;响— —钠的还原性强,反应剧烈。

答案:C

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[例 1] 下列有关金属元素性质的叙述正确的是

(

)

A.金属元素的原子只有还原性,离子只有氧化性 B.金属元素在化合物中一定显正化合价 C.金属元素在不同化合物中化合价一定是不同的 D.金属元素的单质在常温下均为固体

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[解析]

金属元素的原子不能得到电子,只有还原性,

但离子中如亚铁离子既可以得到电子被还原,表现氧化性,
又可以失去电子被氧化成铁离子,表现还原性;金属元素

很多都没有变价,在不同的化合物中的化合价是相同的;
金属元素的汞单质在常温下是液体。

[答案]

B

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金属活动性的判断方法

(1)金属与水反应的剧烈程度,反应越剧烈,金属越
活泼。 (2)金属与同浓度的酸反应的剧烈程度,反应越剧烈, 金属越活泼。 (3)金属与盐溶液的反应,活泼性较强的金属可把活 泼性较弱金属从其盐溶液中置换出来。 (4)金属离子的氧化性强弱,金属阳离子的氧化性越

强,其活动性越弱。
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1.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: 金属 金属表面 现象 Ti 放出气泡速 度缓慢 Mg 放出气泡速 度快 Cu 无变化

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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 D.Cu和稀盐酸不发生化学反应

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解析:A中,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,A错;B中,由于Ti、Mg均能与稀盐 酸反应,故不能用此法提纯金属钛;C中,由于Ti是较为昂 贵的金属,用Ti来制造Cu,成本上不划算。答案为D。 答案:D

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[例 2] 根据你对金属钠性质的了解,回答下列问题: (1)关于钠的叙述中,正确的是 A.钠是银白色金属,硬度很大 B.将金属钠放在石棉网上,用酒精灯加热后金属钠 剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成过氧化钠 C.金属钠在空气中燃烧,生成氧化钠 D.金属钠的熔点很高 ( )

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(2)由于金属钠很容易跟空气中的________、________

等物质反应,通常将它保存在________里, 以使它与
________、________等隔绝。

(3)将金属钠加入CuSO4溶液中会产生蓝色沉淀。你能
解释这一现象吗?

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[解析]

本题考查钠的有关性质。通过外观的观察和

钠与水反应的实验现象可知,钠的物理性质有银白色、密 度小、熔沸点低、质地柔软、能导电、导热等。作为活泼 的金属,钠易与O2、水发生化学反应。 (1)A选项中有关钠硬度的描述不正确;C选项中有 关钠在空气中燃烧的产物说法有误;D选项中有关金属钠

熔点的描述不符合事实。只有B项正确。

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(2)由于金属钠很活泼,很容易跟空气中的氧气、水 蒸气等物质反应,因此保存时应隔绝空气,通常保存在 煤油里。钠的密度大于煤油的密度且钠与煤油不反应,

钠在煤油中沉在底部而避免了与空气的接触。
(3)金属钠与盐的水溶液的反应,不可能置换出金属 单质。钠首先要和溶液中的水反应生成NaOH和H2,生 成的NaOH再和盐发生复分解反应。

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[答案] 气

(1)B

(2)氧气

水蒸气

煤油

氧气

水蒸

(3)钠投入CuSO4溶液中,首先发生反应2Na+

2H2O===2NaOH+H2↑,生成的NaOH能与CuSO4反应 2NaOH+CuSO4===Na2SO4+Cu(OH)2↓,所以会观察到 有红褐色沉淀生成。

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2.将一小块钠投入盛有 5 mL 饱和澄清石灰水的试管里, 不可能观察到的现象是 A.钠熔成小球并在液面上游动 B.有气体生成 C.试管底部有银白色物质生成 D.溶液变浑浊 ( )

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解析:钠与Ca(OH)2饱和溶液反应时,是钠与水反应,

消耗水生成NaOH,从而有Ca(OH)2固体析出。
答案:C

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