高中化学 第三章 金属及其化合物 第一节 金属的化学性质第1课时金属与非金属酸水的反应学案 新人教Word文档格式.docx
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极少数化学性质不活泼的金属以游离态形式存在,如Au。
②金属元素在地壳中的含量
(2)金属的物理通性
①状态:
常温下,大部分为固体,唯一呈液态的是汞。
②色泽:
除Cu、Au外,大多数金属为银白色,有金属光泽。
③三性:
良好的导电性、导热性、延展性。
(3)金属的化学通性
①大多数金属与氧气等非金属反应(例如镁条燃烧)
现象:
镁条剧烈燃烧,发出耀眼的强光,产生大量的白烟。
化学方程式:
2Mg+O22MgO。
②活泼金属与酸反应(例如镁条与稀盐酸反应)
镁条逐渐溶解,同时产生无色气泡。
离子方程式:
Mg+2H+===Mg2++H2↑。
③与盐溶液反应
a.铝丝与硫酸铜溶液反应。
铝丝表面有红色物质生成。
2Al+3Cu2+===3Cu+2Al3+。
b.铜丝与硝酸银溶液反应。
铜丝表面有银白色物质生成。
Cu+2Ag+===Cu2++2Ag。
[特别提醒]
(1)在金属活动性顺序中,排在(H)前面的金属能与稀盐酸(或稀硫酸)反应置换出H2,排在(H)之后的金属不能。
金属的位置越靠前,其活动性越强,反应越剧烈。
(2)在金属活动性顺序中,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(K、Ca、Na除外)。
2.金属与非金属的反应
(1)钠与氧气的反应
反应
条件
室温
加热
实验
步骤
现象
新切开的钠具有银白色的金属光泽,在空气中很快变暗
钠先熔化成小球,然后剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体
化学方程式
4Na+O2===2Na2O
2Na+O2Na2O2
结论
钠是非常活泼的金属,与O2反应,条件不同时,现象不同,产物也不同
(2)铝与氧气的反应
实验现象
铝箔熔化,失去金属光泽,熔化的铝并不滴落
实验结论
常温下,铝与空气中的氧气反应,生成一薄层氧化铝
现象原因
铝表面生成的氧化膜Al2O3的熔点高于铝的熔点,包在铝的外面,所以熔化的液态铝不滴落
4Al+3O2===2Al2O3
(3)金属与其他非金属的反应
金属与Cl2、S等物质反应生成相应金属氯化物、硫化物。
①Na与Cl2(在点燃条件下)反应的化学方程式:
2Na+Cl22NaCl。
②Na与S(加热条件下)反应的化学方程式:
2Na+SNa2S。
1.钠与O2在不同条件下生成产物有何不同?
写出反应的化学方程式。
提示:
钠与O2在常温下反应生成Na2O,加热条件下生成Na2O2,化学方程式分别为4Na+O2===2Na2O,2Na+O2Na2O2。
2.金属钠长期暴露于空气中,最终生成的物质是什么?
Na2CO3
3.铝为活泼金属,为什么可以常温下“稳定”存在,而铁容易出现生锈现象?
铝的性质活泼,常温下铝与氧气反应生成致密的氧化膜,阻止了内层铝与氧气的继续反应。
1.金属钠露置于空气中的主要变化
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:
发生的主要变化的化学方程式为
①4Na+O2===2Na2O;
②Na2O+H2O===2NaOH;
④2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O,
Na2CO3+10H2O===Na2CO3·
10H2O;
⑤Na2CO3·
10H2O===Na2CO3+10H2O。
2.常见金属与非金属的反应
与O2反应
与Cl2反应
与S反应
Na
常温下:
2Na+Cl22NaCl
2Na+SNa2S
Mg
常温下Mg被氧化生成致密的氧化膜
Mg+Cl2MgCl2
Mg+SMgS
点燃时:
2Mg+O22MgO
Al
常温下Al被氧化生成致密的氧化膜
2Al+3Cl22AlCl3
2Al+3SAl2S3
4Al+3O22Al2O3
Fe
常温下,Fe在潮湿的空气中生锈,主要成分为Fe2O3
2Fe+3Cl22FeCl3
Fe+SFeS
Fe在纯氧中点燃生成Fe3O4
1.将一块铝箔用砂纸打磨表面后,在酒精灯上加热至熔化,下列说法正确的是( )
A.熔化的是铝 B.熔化的是Al2O3
C.熔化物滴落D.熔化物迅速燃烧
解析:
选A 打磨掉氧化膜的铝又迅速被O2氧化为Al2O3,包裹在Al的表面,保护内层的Al不被继续氧化;
由于Al2O3的熔点比Al高,当加热至铝熔化时,Al2O3薄膜依然完好存在,里面熔化的铝不与O2接触不能迅速燃烧,也不会滴落。
2.下列有关实验的描述,符合事实的是( )
A.金属钠暴露在空气里,表面变暗,生成白色的氧化钠固体
B.用坩埚钳夹住打磨过的镁带,在酒精灯上点燃,发出耀眼的白光,放出大量的热,产生白色粉末
C.用坩埚钳夹住铝箔在酒精灯上点燃,发出耀眼的白光,放出大量的热
D.用坩埚钳夹住一小块铝箔,在酒精灯上加热至熔化,轻轻晃动,有液态的铝滴落下来
选A 用坩埚钳夹住打磨过的镁带,在酒精灯上点燃,产生的是白色固体氧化镁,而不是白色粉末,B不正确;
加热铝箔,并没有白光,且熔化的铝也不滴落,所以C、D不正确。
1.金属与酸的反应
通常情况下,位于金属活动性顺序中氢以前的金属能与非氧化性酸反应生成H2。
举例:
(1)Mg与稀硫酸的反应(离子方程式):
(2)Al与稀硫酸的反应(离子方程式):
2Al+6H+===2Al3++3H2↑。
(3)Fe与稀硫酸的反应(离子方程式):
Fe+2H+===Fe2++H2↑。
2.钠与水的反应
实验操作
结论或解释
钠浮在水面上
钠的密度比水小
钠熔成小球
钠熔点较低,且反应放热
小球在水面上迅速游动,逐渐变小,最后消失
反应产生的气体推动小球运动
与水反应发出“嘶嘶”声
钠与水剧烈反应,反应放热并生成气体
反应后溶液的颜色逐渐变红
有NaOH生成
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
离子方程式
2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
3.铁与水蒸气的反应
实验装置
实验操作及现象
导管口冒出大量气泡,用小试管收集一试管气体,点燃,听到爆鸣声,证明生成了氢气
用火柴点燃肥皂液,听到爆鸣声,证明生成了氢气
在高温下,铁能与水蒸气反应生成H2,化学方程式为
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
[特别提醒] 钠着火不能用水灭火,需用沙土盖灭。
1.将一块钠投入到少量的盐酸中,发生哪些反应?
写出反应的离子方程式。
钠先与盐酸反应,过量的钠再与水反应。
反应的离子方程式分别为2Na+2H+===2Na++H2↑;
2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。
2.把一小块钠投到CuSO4溶液中,可观察到哪些现象?
观察到钠浮在液面上,熔化成一闪亮的小球到处游动,有蓝色沉淀生成。
反应的化学方程式为2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4。
合并后可得2Na+2H2O+CuSO4===Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑。
3.铁与水蒸气可以反应,为什么日常生活中可以用铁壶烧水?
铁与冷水、热水均不易反应,只有在高温下才能与水蒸气发生反应,所以可以用铁壶烧水。
钠与水、酸溶液、碱溶液和盐溶液的反应
1.钠与水的反应
2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑,还原剂:
Na,氧化剂:
H2O。
2.钠与酸溶液的反应
(1)钠与酸溶液反应时先与酸中的H+反应生成H2。
(2)如果钠过量,钠把酸消耗尽之后,再与水反应。
3.钠与碱溶液的反应
实质就是钠与水的反应。
4.钠与盐溶液的反应
钠与盐溶液反应时,首先与水反应生成NaOH,然后NaOH与盐发生复分解反应(若氢氧化钠不与盐反应,则只有钠与水的反应)。
例如:
(1)Na与Fe2(SO4)3溶液的反应
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,
6NaOH+Fe2(SO4)3===2Fe(OH)3↓+3Na2SO4。
(2)Na与K2SO4溶液的反应
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑(仅此一步反应)。
1.金属钠分别与下列溶液反应时,既有气体又有沉淀产生的是( )
A.BaCl2溶液 B.K2SO4溶液
C.FeCl3溶液D.NH4NO3溶液
选C 钠与盐溶液中的水反应生成NaOH和H2,故每种溶液中均有气体产生。
A、B、D中均无沉淀生成,C中FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3沉淀。
2.根据生活常识可知,铁不能与冷、热水反应。
但能否与水蒸气反应呢?
现利用如图装置研究铁与水蒸气的反应。
(1)湿棉花的作用是______________________________________________________。
(2)验证铁与水蒸气反应产生H2的方法是_______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出铁与水蒸气在高温下反应的化学方程式:
_______________________________
答案:
(1)加热时产生水蒸气
(2)用坩埚钳夹住燃着的火柴(或燃着的木条)去点燃从肥皂液中吹出的气泡,若发出爆鸣声,则可证明铁与水蒸气发生反应生成了H2
(3)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2↑
[三级训练·
节节过关]
1.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
选A 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。
2.将金属钠分别投入下列物质的水溶液中,生成白色沉淀的是( )
A.MgCl2B.K2SO4
C.CuCl2D.HCl
选A 金属钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再与盐反应产生沉淀。