【创新方案】高中化学 教师用书 3

2、金属钠着火时，可以灭火的物质是 （ B ） A．水 B．沙子 C．煤油 D．二氧化碳
3、下列各组物质相互反应后，没有碱生成的是 （ B ）
A．CaO溶于水
B．红热的Fe和水蒸气
2、金属的颜色、光泽 绝大多数金属都是银白色，具有金属光泽，少数金 属具有特殊颜色如铜是紫红色，金是金黄色。
3、良好的导电、导热性。
4、延展性
延性：拉成细丝的性质； 展性：压成薄片的性质。
1.以Fe为例，说明金属能发生哪些化学反应？
（1）与氧气反应
3Fe + 2O2 ==△Fe3O4
（2）与酸反应
钠在空气中的变化： 表面变暗(生成Na2O)→变为白色固体(生成 NaOH)→表面形成溶液( NaOH 潮解)→ 结块(生成 Na2CO3 ·10H2O)→最后变成白色粉末(风化生成 Na2CO3)
写出相应的化学方程式（6条）
(1)2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ (2)4Na+O2==2Na2O (3)Na2O+H2O==2NaOH (4)2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O (5)Na2CO3+10H2O==Na2CO3 ·10H2O (6)Na2CO3 ·10H2O== Na2CO3+10H2O
二、金属与非金属反应
2、镁与氧气反应 (1)镁与氧气在常温下反应生成 MgO ，此氧化物 的氧化膜致密，因此，在点燃镁条前，常用砂纸 打磨。
2Mg + O2 == 2MgO
(2)镁条在氧气中燃烧生成MgO
点燃
2Mg+ O2 == 2MgO
二、金属与非金属反应
3、铝与氧气反应 (1)铝与氧气在常温下反应生成 Al2O3 ，此氧化物的 氧化膜致密，可以隔绝铝与空气的接触，阻止内部 铝被氧化。正因为如此，铝成为一种应用广泛的金 属材料。
金
银
铜
铝
铁
合金
第三章 金属及其化合物
第一课时 金属与非金属、酸和水的反应
含量特征
一、金属的通性
地壳中含量最多的金属元素是铝，其次铁、钙、钠。
除金、铂等少数极不活泼金属外，大多数金属元素
在自然界中以化合态存在； 化合态：元素以化合物 的形式存在
游离态：元素以单质 的形态存在
银白色 Ag
金黄色 Au
* 反应条件 时火焰呈黄色，生成淡黄色的固体。
不同，产物
不同
2Na + O2 === Na2O2
特殊的氧化物——过氧化钠： Na2O2
Na
1.为银白色的固体
的
2.质软(硬度小)
性
质
很活泼,常温下能与氧气反应
常温
4Na + O2 === 2Na2O
钠与氧气反应 失去4e-，化合价升高，被氧化
0
0
+1 -2
4Al +3O2 == 2Al2O3
(2)铝条在氧气中燃烧生成Al2O3
点燃
2Al+ 3O2 == 2Al2O3
思考: 1、铝和铁谁更活泼？将一根铝线和一根铁线放
在野外哪个更容易生锈？ 铁线更容易生锈，因为表面的氧化膜较疏松，
不能阻止内部金属继续被氧化。 2、金属钠露置在空气中会发生怎样的变化呢？
Fe + ２HCl == FeCl２+H2↑
（3）与某些盐溶液反应
Fe +CuCl2 == FeCl2+ Cu
2.分析下列图片，写出反应的化学方程式。
若是离子反应的，写出离子方程式。
①
②
③
④
铝丝与硫酸铜 溶液反应
镁条燃烧
铜丝与硝酸银 镁条与稀盐酸
溶液反应
反应
① 2Al + 3CuSO4 = Al2(SO4 )3 + 3Cu 2Al + 3Cu2+ = 2Al3+ + 3Cu
镁和铝的金属性比钠弱，因此不能与冷水发生反 应，与水反应的程度也没有钠剧烈。
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），但在加热时可 以与水蒸气反应。
3Fe＋4H2O(g）=△= Fe3O4＋4H2↑
请设计一个简单的实验装置，使铁粉与水蒸气反应。
2、与水反应 2Na + 2H2O == 2NaOH + H2↑
3、与酸的反应 2Na+2HCl == 2NaCl+H2↑
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。
思考： 1、如果将一小块金属钠投入到CuSO4溶液中， 会有哪些现象，请写出化学方程式。 钠浮在液面，熔为一光亮的小球，并且四处游动， 发出“嘶嘶”的声音，溶液中有蓝色沉淀生成。
2Na + 2H2O == 2Na+ +2OH- + H2
小结：钠的物理性质和化学性质
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
常温
4Na + O2 === 2Na2O
点燃
2Na + O2 === Na2O2
(4)实验结束时，先将导气管撤出，再移去酒精灯，防 止发生倒吸。
四、金属与酸的反应
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性顺序表
位于金属活动性顺序表中氢(Ｈ)之前的金属都能与 酸发生化学反应，金属越活泼越容易与酸反应。
2Na+ 2HCl == 2NaCl + H2 ↑ Mg+ 2HCl == MgCl2 + H2 ↑ 2Al + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2 ↑ Fe + 2HCl == FeCl2 + H2 ↑
现象：铝箔熔化，失去光泽， 熔化的铝仍然不滴落。
原因：铝很活泼，除去原来 的氧化膜后，在空气中很快 生成一层新的氧化膜。
结论：铝很活泼，常温下能 与空气中的氧气反应，生成 一层致密的氧化膜，起保护 的作用。
4Al + 3 O2 常=温=或=加=热 2Al2O3
三、金属与水的反应
现 (一)金属钠和水的反应
Na
Mg
Al
金属最外层上的电子一般少于4个,反应中容易失去电
子,表现出较强的还原性。(做还原剂）
•1、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •2、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。 •3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 •4、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。 •5、诚实比一切智谋更好，而且它是智谋的基本条件。 •6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2022年1月2022/1/152022/1/152022/1/151/15/2022 •7、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。2022/1/152022/1/15January 15, 2022 •8、教育者，非为已往，非为现在，而专为将来。2022/1/152022/1/152022/1/152022/1/15
（一）钠与氧气的反应
实验3-1
从煤油中取 一小块金属 钠,用刀切去 一端的外皮, 观察实验现 象。
现象：切口处可观察到银白色的 金属光泽,在空气中很快变暗。
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？
实验3-2
把一小块 金属钠放在 坩埚上，加 热，有何现 象发生？
现象：可观察到钠先熔化后燃烧，燃烧
浮 金属钠的密度小于水
象 熔 反应放热，钠的熔点较低
游 产生的气体推动金属钠来回游动
解 鸣 剧烈反应，产生的气体能燃烧
释 红 有碱性物质生成
失去2e-，化合价升高，被氧化
实验3-3
将一小块 金属钠投入 滴有酚酞的 水中。
0
+1
+1
0
2Na
还原剂
+
氧2化H剂2O == 2NaOH + H2
得到2e-，化合价降低，被还原
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ ① 2NaOH + CuSO4 = Cu(OH) 2 ↓+ Na2SO4 ② ① + ②：2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2 ↓+H2↑
2、请写出钠与氯化铁溶液反应的化学方程式。 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ ① FeCl3 + 3NaOH = 3NaCl + Fe(OH)3 ↓ ②
地球上的金属以单质形式存在的是极 少数（如 Ag、Pt、Au)。
常见的矿石
黄铁矿
主要成分是FeS2
菱铁矿
主要成分是FeCO3
铝土矿
主要成分是Al2O3
赤铁矿
主要成分是Fe2O3
以 化绝 合大 态多 存数 在金 于属 自是 然 界
金属的一些物理性质
物理通性
一、金属的通性
1、金属在常温下的状态 除汞是液体外，其他在常温下是固体。
①×3 + ②×2： 6Na+2FeCl3+6H2O=6NaCl+2Fe(OH)3↓ +3H2↑
三、金属与水的反应
(二) 镁、铝和铁分别与水反应
1、 镁和铝分别与热水反应
镁和铝都可以与热水反应，生成相应的碱和氢气
Mg+2H2O
△
==
Mg(OH)2+H2↑
2Al+6H2O
△
==
2Al
(OH)3+3H2↑
MgO
Mg(OH)2+ H2
Al2O3
Al(OH)3+ H2
Fe2O3 (常温) Fe3O4(点燃)
Fe3O4+ H2
与酸反应 盐+H2
盐+H2
盐+H2
盐+H2
与盐溶液 反应
氢氧化物 镁盐+另 铝盐+另
+H2
一金属 一金属
铁盐+另一 金属
课堂练习
1、下列元素在自然界中能以游离态存在的是（ D）
A. Na B. Mg C. Al D. Au
科学探究
加热铝箔
为什么？
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。
提示：氧化铝的熔点是2050℃，高于铝的熔点(660℃)。
科学探究
用砂纸打磨 铝箔，除去氧 化膜后，再加 热至熔化。
类推：钠也能与S、Cl2等非金属单质反应。
二、金属与非金属反应
(二) 铁、镁和铝分别与氧气反应 1、铁与氧气反应
(1)铁与氧气在常温下缓慢反应，生成疏松氧化层— 三氧化二铁（红褐色Fe2O3）
4Fe + 3O2 == 2Fe2O3 (铁生锈）
(2)铁丝在氧气中燃烧生成Fe3O4
点燃
3Fe + 2O2 == Fe3O4
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
水蒸气与铁 粉反应装置
产物收 集装置
水蒸气的 发生装置
实验注意事项：
(1)先加热湿棉花部位，待形成水蒸气后再加热铁粉， 防止发生倒吸；
(2)加热最初排出的是空气，应加热一会后，再将导管 插入到肥皂水中；
(3)肥皂水不宜太稀，否则吹起的氢气泡太小，点燃时 难以有较大的爆鸣声；
化学通性
一、金属的通性
金属单质易失电子，表现还原性
M – ne- = Mn+
1、易与氧气反应，得到氧化物 2、活动性排在氢前的金属元素与酸反应得到盐和氢气
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au
3、与盐反应，置换出活动性较弱的金属单质
二、金属与非金属的反应
常温下 4Na + O2 == 2Na2O（白色）不稳定
还原剂 氧化剂
得到4e-，化合价降低，被还原
失去２e-，化合价升高，被氧化
加热下
0
2Na
+O0 2
△
==
+1 -1
Na2O2
(淡黄色)
稳定
还原剂 氧化剂
得到2e-，化合价降低，被还原
即：2Na2O
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
+O2
△
==
2Na2O2
结论：钠的化学性质很活泼，在常温或加热的条件下都 能跟氧气反应。（条件不同，现象不同，产物不同。）
点燃
② 2Mg+O2 ＝ 2MgO
③ Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag
④ Mg + 2HCl = MgCl2+H2↑ Mg + 2H+ = Mg2+ + H2↑
3、依据 Na、Mg、Al 的原子结构示意图，分析它们的 原子结构有什么特点，与金属的化学性质有什么联系？
注意：钠与酸反应时，如酸过量则钠只与酸反应， 如酸不足量则钠先与酸反应再与水反应。
五、金属与盐溶液的反应
活泼金属可将不活泼金属从它的盐溶液中置换出来
Mg +CuSO4== MgSO4+ Cu
实验视频
2Al +3Hg(NO3)2==2 Al(NO3)3+ 3Hg
Fe +CuSO4== FeSO4+ Cu
Cu+2AgNO3== Cu(NO3)2+ 2Ag
注意：Na与CuSO4溶液反应时，不能置换出单质 Cu，因为Na太活泼，它首先是与水发生反应。
小结
金属
Na
Mg
Al
Fe
金属的活 泼性
逐渐减弱，与O2、H2O、酸反应时逐渐变难。
与O2反应
Na2O (常温) Na2O2 (加热)
与H2O反应 NaOH+H2