【人教版】高中化学必修一：3.1《金属的化学性质》pdf课件

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【解析】 由于钠的密度比水小，比煤油大，所 以钠在煤油与水的界面处漂浮。钠与水反应产生的气 体在逸出过程中把钠带入煤油层，钠在重力作用下再 回到界面。反复多次，直至钠完全消失。产生的气体 聚集在大试管上部，把液体反压到长颈漏斗中。
【答案】 (1)钠在煤油中逐渐下沉，至水面时与 水发生反应，熔化成银白色小球，像热气球一样在煤 油与水的界面处作上下游动，最后完全消失
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑、Fe＋2H＋ ===Fe2＋＋H2↑。
四、金属与水的反应 1．钠与水的反应
实验操作
实验现象
原因解释
钠 浮 在水面上 钠的密度比水 小
钠熔化成闪亮 钠熔点 低 ，反应放
的小球
热
小球在水面上 四处游动，最 后完全消失
反应产生的 气体 推 动小球运动
与水反应发出 嘶嘶响声
要点二 铝与氢氧化纳、盐酸的反应及有关计算
1．铝的两性 铝与盐酸的反应原理为2Al＋6H＋===2Al3＋ ＋3H2↑，这是活泼金属的化学通性之一。铝还 能与NaOH溶液反应：2Al＋2OH－＋ 2H2O===2AlO2－＋3H2↑。常利用铝的这一特性 来判断铝的存在。
2．有关计算：
分析依据：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
据以上两个方程式知，消耗HCl和 NaOH的物质的量之比为3∶1。
要点三 物质的量在化学方程式计 算中的应用
1．根据化学方程式进行计算的基本步骤 (1)基本步骤
——设所求物质的物质的量或质量、体积等
——写出相关的化学方程式
——在方程式中有关物质的化学式下面标出 已知物质和所求物质的有关物理量关系，并 代入已知量和未知量
【思考·提示】 不一定。只要满足“上下 一致，左右相当”即可进行求算。
要点一 钠与酸、碱、盐溶液的反应规律
1．金属钠与碱溶液反应的实质是与水 反应。
2．金属钠与酸溶液反应：当Na投入酸 溶液中时，首先与酸反应，且比在纯水中反 应剧烈，只有当酸反应完后，才与水反应。 例如少量Na投入盐酸中先发生反应：2Na＋ 2HCl===2NaCl＋H2↑。
3．钠与盐溶液的反应：钠和盐溶液反 应，不能置换出盐中的金属，这是因为金属 阳离子在水中一般是以水合离子形式存在， 即金属离子周围有一定数目的水分子包围着， 不能和钠直接接触，而是钠先与水反应，再 考虑生成的碱与盐的反应。例如钠与氯化铁 溶液反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑， 3NaOH＋FeCl3===Fe(OH)3↓＋3NaCl。
【思考·提示】 不对。钠加入到CuSO4溶 液中，应先与水反应生成NaOH和H2，NaOH 再与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀，不会有Cu 生成。
五、铝与氢氧化钠溶液的反应 铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的对比实验
实 验 操 作
实验 现象
有关 化学 方程 式
试管中有气泡冒出 ， 铝片慢慢溶解 ；点燃
46 g 36 g 80 g
2g
计量数之比 2
2
2
1
扩大NA倍
2NA 2NA
物质的量之比 2 mol 2 mol
2NA 2 mol
NA 1 mol
结论：化学方程式中化学计量数之比＝ 微粒个数之比
＝物质的量 之比＝气体体积(相同条件) 之比。
思考
2.根据化学方程式进行计算时，已知物理 量与被求的物理量是否必须一致？
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(3)装置中液面的变化分别是：大试管
中
；长颈漏斗中
。
(4)简述检验产生气体的方法：_______
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二、金属与非金属的反应 1．钠与氧气的反应
实验操作
实验现象
实验结论
钠是银白色 金属，
硬度 ，小熔
新切开的钠具有银白色 点低 ，通常保存
金属光泽，在空气中表 在煤油中。常温
面很快 变暗
下与O2的反应为：
=4常=N=温=a=＋O2N2 a2O
把一小块金属钠 放在坩埚里，加 热
钠先熔化为 银白色 小 球，然后燃烧，火焰呈 黄色，最后生成 淡黄色
良好
良好
良好
2.化学性质 (1)与非金属的反应
Mg 与 O2 反应的化学方程式为：2Mg 点燃 ＋O2=====2MgO；
(2)与酸的反应 ①Mg与盐酸反应的化学方程式为：Mg ＋2HCl===MgCl2＋H2↑； ②Fe与稀硫酸反应的化学方程式为： Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑；
(3)与盐的反应 ①Al与CuSO4溶液反应的化学方程式为： 2Al＋3CuSO4===3Cu＋Al2(SO4)3； ②Cu与AgNO3溶液反应的化学方程式 为：Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu(NO3)2。
固体
加热时与O2的反 应为：2Na＋O2 ==△ === Na2O2
2.铝与氧气的反应 铝与空气中的氧气发生反应的化学方 程式为： 4Al＋3O2===2Al2O3。 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。
三、金属与酸的反应
酸和金属活动性顺序表中氢前面的金 属反应生成H2，如Zn、Fe和稀盐酸反应的 离子方程式分别为：
x
④列： 1
L×1 m1 molol/L＝40x
g
⑤解：x＝40
g×1 L×1 1 mol
mol/L＝40
g
NaOH 的含量4500 gg×100%＝80%
⑥答：该样品中NaOH的含量为80%
2．化学计算中常用的方法 (1)关系式法 化学计算的依据是物质之间量的比例关系， 这种比例关系通常可从化学方程式或化学式中 得到。当已知物与待求物之间是靠很多个反应 来联系时，只需直接确定已知量与未知量之间 的比例关系，即“关系式”。 确定已知量与未知量之间的关系式的一般 方法：
装置1
实 验 装 置
装置2
气 体
用 点 生小燃成试，了管听收到集轻H2一微试噗管声气证体明，用爆火鸣柴声点，燃证肥 明皂生泡成，了听H2到
实验 结论
装置 1
装置 2
铁不能与冷水、热水反应，但高温能与水
蒸气反应，化学反应方程式为 3Fe＋
△ 4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2
思考
1.在金属活动顺序表中，钠排在铜的前面， 所以，将钠加入到CuSO4溶液中，会置换出金 属铜。这种说法对吗？为什么？
特别提醒
1．通常钠不能从盐溶液中置换出金属； 若盐为熔融状态，钠可以置换出较不活泼的金 属，如：
电解 4Na＋TiCl4=====4NaCl＋Ti。
2．分析钠与酸、碱、盐溶液反应的计 算题时，生成H2的物质的量均按钠计算， 使问题更简捷。
例1 有人设计出一种在隔绝空 气下让钠与水反应的方法，利 用煤油来控制反应速率，使学 生能仔细观察到各种实验现象。 该方法简便、安全、现象明显、 有趣味性，实验装置如图所示。
nHCl∶nNaOH＝3∶1
13＜VVNHaOClH(H(H2)2)＜1 VHCl(H2)＝VNaOH(H2)
例2 甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1 的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等 质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积 比为甲∶乙＝1∶2，则加入铝粉的质量为 ________。
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
反应物的量
生成 H2 的体积关系
等物质的量的铝、
足量盐酸、 足量 NaOH 溶液
VVNHaOCHl(H(H2)2)＝1∶1
等物质的量的盐酸和 NaOH、 足量的铝
VHCl(H2) ＝1 VNaOH(H2) 3
一定量的铝、
盐酸不足、 NaOH 过量(nHCl＝nNaOH)
的木条放在试管口时 发出 爆鸣 声
试管中 有气泡冒出 ，铝片 慢慢溶解 ；点燃的木条放
在试管口时发出 爆鸣 声
2Al＋6HCl===2AlCl3 2Al＋2NaOH＋
＋3H2↑
2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
六、化学方程式中化学计量数与各化学计量间的关系
质量之比
2Na ＋ 2H2O===2NaOH ＋ H2↑
将带胶塞的尖嘴玻璃管和长颈漏斗插 入橡皮塞孔中，但玻璃管勿插入液体，乳胶 管上夹上弹簧夹。
实验时，往100 mL的大试管中先加入 40 mL煤油，取3粒米粒大小的金属钠放入 大试管后塞上橡皮塞，通过漏斗加入滴有2 滴酚酞的水。根据反应中观察到的现象，回 答下列问题。
(1)金属钠变化的现象是_____________
钠与水反应剧烈
反应后溶液的 颜色逐渐变 红
反应生成 碱
实验操作 实验结论 注意事项
实验现象
原因解释
常温下，钠与水剧烈反应，生成
NaOH和H2，化学方程式为：2Na ＋2H2O===2NaOH＋H2↑，离子 方程式为：2Na＋2H2O===2OH－ ＋2Na＋＋H2↑ 取用的钠要小，过大易发生危险
2.铁与水蒸气的反应
【思路点拨】 解答本题要从以下两方面 考虑：
(1)等量的铝粉分别与足量的盐酸和NaOH 溶液反应放出H2的关系。
(2)足量的铝粉分别与盐酸和NaOH溶液反 应放出H2的关系。
【解析】 解答本题的关键是由题给条件判断出
哪种物质完全反应以找出计量关系。等质量的铝粉分 别与足量的HCl和NaOH溶液反应，放出H2的体积关系 为甲∶乙＝1∶1，因2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑， 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，故等物质的 量的HCl和NaOH分别与足量的铝粉反应，放出H2的体 积关系为甲∶乙＝1∶3。现产生H2的体积比甲∶乙＝ 1∶2，说明铝粉的量对盐酸来说是过量的，对NaOH 来说是不足的，据上述两方程式可求得：与盐酸反应 的铝粉是2.7 g，与NaOH反应的铝粉是5.4 g，所以投 入铝粉的质量为5.4 g。
(2)水溶液从上至下逐渐由无色变为红色 (3)液面逐渐下降 液面逐渐上升 (4)当漏斗中液面上升到一定高度后，打开弹簧夹 点燃气体，有淡蓝色火焰产生
变式训练
1．将金属钠分别投入下列物质的溶液中， 有气体放出，且溶液质量减轻的是( )
A．HCl B．K2SO4 C．CuCl2 D．饱和NaOH溶液
解析：选CD。钠遇水或水溶液均能发生反 应置换出氢气，故以上四个选项均能满足题干中 有气体放出这一条件。解题的关键在于题干中的 最后“溶液质量减轻”。若投入金属钠的质量小于 脱离溶液的物质的质量，则溶液的质量必定减轻。 选项A、B中每有23 g钠进入溶液均生成1 g H2， 溶液质量增加22 g。C项中由于钠与水反应生成的 NaOH还能进一步与CuCl2反应，析出Cu(OH)2沉 淀，所以溶液质量减轻。D选项中NaOH溶液是饱 和溶液，投入钠后消耗水，析出氢氧化钠固体， 溶液质量也减轻。
——列出比例式
——根据比例式求解
——简明地写出答案
(2)实例
现有1 L 1 mol/L的盐酸与50 g NaOH样品恰好完
全反应(杂质不与盐酸反应)，则该样品中NaOH的含
量为多少？
①设：设样品中NaOH的质量为x
பைடு நூலகம்②写：HCl ③标：1 mol
＋ NaOH===NaCl＋H2O 40 g
1 L×1 mol/L
学 习
1.了解钠和铝的物理性质。 2.掌握钠与水反应的原理、现象。 3.掌握钠、铝、铁的化学性质。
目
4.通过金属及其化合物性质的实验，
标 培养实验意识、操作技能、观察能力和
分析问题的能力等。
5.掌握物质的量在化学方程式计算
中的应用。
一、金属的通性 1．物理性质
外观
导电性 导热性 延展性
不透明、有金属 光泽
【答案】 5.4 g
变式训练
2．铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶 液反应，当两个反应放出的气体在相同状况 下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH物 质的量之比为( )
A．1∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．1∶3
解析：选C。发生反应：2Al＋ 6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋ 3H2↑
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(2)大试管中溶液颜色的变化是_______
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