第三章金属及其化合物 第1节金属的化学性质 第1课时金属与非金属的反应 学习目标 1.了解钠、铝等金属的存在与保存方法 2.掌握并理解钠、铝等金属与氧气、硫、氯气等非金属的反应。 知识导学 金属的共性 1.金属的存在及含量 (1)存在:绝大多数金属以①化合态存在于自然界中,只有极少数金属如金等以②游离态 存在 (2)原因:多数金属的化学性质③比较活泼 (3)含量:地壳中含量最多的金属是④铝,其次是⑤铁。 2.单质的物理性质 (1)共性 大多数金属为⑥银白色固体,有金属光泽;易导电、导热,具有延展性。 (2)差异性:密度、硬度、熔点差别较大 3.单质的化学性质 (1)写出钠、镁、铝的原子结构示意图 由图可知:金属的最外层电子数一般少于4个,在反应中易⑩失去电子,表现⑩还原性, ⑩还原剂 (2)观察教材46页图3-2,写出相关实验现象和化学方程式或离子方程式。 ①镁条燃烧 现象:心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+0 ②镁条与稀盐酸反应 现象:③镁条逐渐溶解,同时产生无色气泡;离子方程式:Mg+趼Mg+H↑。 ③铝丝与硫酸铜溶液反应 现象:⑩铝丝表面有红色物质生成;离子方程式:02A1+3Cu2=3Cu+2A1 ④铜丝与硝酸银溶液反应 现象:0铜丝表面有银白色物质牛成;离子方程式:Cu+2Ag—C2+2Ag
第 1 节 金属的化学性质 第 1 课时 金属与非金属的反应 1.了解钠、铝等金属的存在与保存方法。 2.掌握并理解钠、铝等金属与氧气、硫、氯气等非金属的反应。 一、金属的共性 1.金属的存在及含量 (1)存在:绝大多数金属以①化合态存在于自然界中,只有极少数金属如金等以②游离态 存在。 (2)原因:多数金属的化学性质③比较活泼。 (3)含量:地壳中含量最多的金属是④铝,其次是⑤铁。 2.单质的物理性质 (1)共性: 大多数金属为⑥银白色固体,有金属光泽;易导电、导热,具有延展性。 (2)差异性:密度、硬度、熔点差别较大。 3.单质的化学性质 (1)写出钠、镁、铝的原子结构示意图 由图可知:金属的最外层电子数一般少于 4 个,在反应中易 失去电子,表现 还原性,作 还原剂。 (2)观察教材 46 页图 3-2,写出相关实验现象和化学方程式或离子方程式。 ①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+O2 2MgO。 ②镁条与稀盐酸反应 现象: 镁条逐渐溶解,同时产生无色气泡;离子方程式: Mg+2H+ Mg2++H2↑。 ③铝丝与硫酸铜溶液反应 现象: 铝丝表面有红色物质生成;离子方程式: 2Al+3Cu2+ 3Cu+2Al3+。 ④铜丝与硝酸银溶液反应 现象: 铜丝表面有银白色物质生成;离子方程式: Cu+2Ag+ Cu2++2Ag
二、金属与非金属的反应 1.钠通常保存在@煤油或②石蜡油中,纯净的钠是②银白色@固体;切开的金属钠的截面 会很快变暗,原因是②4Nat+Q=2NaQ(用化学方程式表示);将一小块钠放在坩埚内加热,发现 钠能燃烧火焰呈②黄色,得到⑦淡黄色固体物质,反应的化学方程式为2 2.将一小块用砂纸打磨过的铝箔用坩埚钳夹住后放在酒精灯火焰上加热一段时间,观察 到铝箔会熔化,但熔化的铝并不滴落,原因是铝表面生成的②氧化锃(填物质名称)薄膜会将熔 化的铝包裹住;加热过程中反应的化学方程式为4A1+302—2A120,产生的现象可以说明熔 点:Al2O2③>A 3.活泼金属均③易(填“易”或“难”)与氧气反应,当生成③致密(填“致密”或“疏 松”)性氧化物时,就能对内部金属起保护作用;当生成的是⑨疏松(填“致密”或“疏松”)性 氧化物时,就起不到保护作用。常见氧化物如A12O3、Mg0、Fe2O3中属于前者的是③Al22、MgQ 属于后者的是∞Fe2O3。 知识运用 1.在做钠的性质实验时,多余的钠该如何处理? 【答案】多余的钠应放回原试剂瓶 2.铝是活泼金属,却不易腐蚀,为什么? 【答案】因为在空气中铝表面生成致密的氧化膜而具有抗腐蚀性。 3.为什么不宜用钢刷擦洗铝质餐具? 【答案】若用钢刷擦洗铝制品,容易把氧化膜除掉,从而起不到保护作用。 三”点“探究 探究:金属与氧气反应 1.将一小块钠放置在空气中会发生如下变化,请在下表中写出有关反应的化学方程式。 银白色金属钠一→表面变暗一→白色固体一→·表面变成溶液一→白色块状物质一白色粉末 状物质 【答案】 4Na+022Na20 Na2O+H2O—2NaOH ④2 NaoH+CO2=Na2CO+H20、 Na2 C03+10H20-Na2CO3.10H20 ⑤Na2CO2·10H20Na2CO3+10Hd 2.钠为什么要保存在煤油中? 【答案】因为钠很活泼,易与空气中的氧气等发生反应 3.除去镁、铝表面的氧化膜,除可以用砂纸打磨外,还有什么办法? 【答案】可以将镁、铝放在稀硫酸中浸泡,然后取出用蒸馏水清洗
二、金属与非金属的反应 1.钠通常保存在 煤油或 石蜡油中,纯净的钠是 银白色 固体;切开的金属钠的截面 会很快变暗,原因是 4Na+O2 2Na2O(用化学方程式表示);将一小块钠放在坩埚内加热,发现 钠能燃烧,火焰呈 黄色,得到 淡黄色固体物质,反应的化学方程式为 2Na+O2 Na2O2。 2.将一小块用砂纸打磨过的铝箔用坩埚钳夹住后放在酒精灯火焰上加热一段时间,观察 到铝箔会熔化,但熔化的铝并不滴落,原因是铝表面生成的 氧化铝(填物质名称)薄膜会将熔 化的铝包裹住;加热过程中反应的化学方程式为 4Al+3O2 2Al2O3,产生的现象可以说明熔 点:Al2O3 >Al。 3.活泼金属均 易(填“易”或“难”)与氧气反应,当生成 致密(填“致密”或“疏 松”)性氧化物时,就能对内部金属起保护作用;当生成的是 疏松(填“致密”或“疏松”)性 氧化物时,就起不到保护作用。常见氧化物如 Al2O3、MgO、Fe2O3 中属于前者的是 Al2O3、MgO, 属于后者的是 Fe2O3。 1.在做钠的性质实验时,多余的钠该如何处理? 【答案】多余的钠应放回原试剂瓶。 2.铝是活泼金属,却不易腐蚀,为什么? 【答案】因为在空气中铝表面生成致密的氧化膜而具有抗腐蚀性。 3.为什么不宜用钢刷擦洗铝质餐具? 【答案】若用钢刷擦洗铝制品,容易把氧化膜除掉,从而起不到保护作用。 探究:金属与氧气反应 1.将一小块钠放置在空气中会发生如下变化,请在下表中写出有关反应的化学方程式。 银白色金属钠 表面变暗 白色固体 表面变成溶液 白色块状物质 白色粉末 状物质 ① ② ④ ⑤ 【答案】 ① 4Na+O2 2Na2O ② Na2O+H2O 2NaOH ④ 2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O、 Na2CO3+10H2O Na2CO3·10H2O ⑤ Na2CO3·10H2O Na2CO3+10H2O 2.钠为什么要保存在煤油中? 【答案】因为钠很活泼,易与空气中的氧气等发生反应。 3.除去镁、铝表面的氧化膜,除可以用砂纸打磨外,还有什么办法? 【答案】可以将镁、铝放在稀硫酸中浸泡,然后取出用蒸馏水清洗
4.我们知道“钠与氧气反应:条件不同,产物不同”,那镁、铝呢? 【答案】镁、铝在常温与加热时与氧气反应的现象不同,但产物均为对应的氧化物 5.铁在氧气中燃烧的现象是怎样的?产物是什么? 【答案】铁在纯氧中燃烧,火星四射,生成黑色固体,产物为四氧化三铁。 拓展提升 1.下列性质中不是所有金属共有的是()。 A.易导热 B.有金属光泽 C.导电性D.易与氧气反应 【答案】D 2.下列说法中错误的是()。 A.钠在空气中燃烧时先熔化,再燃烧,最后所得产物为Na2O2 B.镁因在空气中形成了一薄层致密的氧化膜保护了里面的镁,故镁不需要像钠一样特殊 保护 C.铝制品在生活中非常普遍,这是因为铝不活泼 D.铁因在潮湿的空气中生成的氧化物疏松,不能保护内层金属,故铁制品往往需涂保护层 【答案】C 3.4.6g金属钠在一定条件下与氧气反应后,得到7.0g固体,由此可判断其氧化产物是() A.只有Na20B.只有Na2O2 C.Na2O2和Na20D.无法确定 【解析】此题可用极限法巧解。4.6g金属钠完全被氧化为Na2O2,质量应为7.8g,如果完 全生成Na2O,则质量应为6.2g,由此可知被氧化的产物应为Na2O2和Na20的混合物。 【答案】C 4镁、铝、铁在日常生活中有较为广泛的用途。如 (1)镁在空气中燃烧时,发出耀眼的白光,可用来制造镁闪光灯,其反应的化学方程式 为 )市场上出售的补血麦片中常含有微量颗粒细小的还原性铁粉,铁粉与人体胃液中的盐酸反 应转化成氯化亚铁,起到补血作用,写出该反应的化学方程 式 (3)铝箔餐盒及铝箔托盘适用于航空食品包装、蛋糕房等行业。写出铝箔耐腐蚀的原因: (用化学方程式解释) 【答案】 (2)Fe+2 HCI-FeCl2+H2↑ (3)4A1+3022Al2O3 总结反思
4.我们知道“钠与氧气反应:条件不同,产物不同”,那镁、铝呢? 【答案】镁、铝在常温与加热时与氧气反应的现象不同,但产物均为对应的氧化物。 5.铁在氧气中燃烧的现象是怎样的?产物是什么? 【答案】铁在纯氧中燃烧,火星四射,生成黑色固体,产物为四氧化三铁。 1.下列性质中不是．．所有金属共有的是( )。 A.易导热 B.有金属光泽 C.导电性 D.易与氧气反应 【答案】D 2.下列说法中错误．．的是( )。 A.钠在空气中燃烧时先熔化,再燃烧,最后所得产物为 Na2O2 B.镁因在空气中形成了一薄层致密的氧化膜保护了里面的镁,故镁不需要像钠一样特殊 保护 C.铝制品在生活中非常普遍,这是因为铝不活泼 D.铁因在潮湿的空气中生成的氧化物疏松,不能保护内层金属,故铁制品往往需涂保护层 【答案】C 3.4.6 g金属钠在一定条件下与氧气反应后,得到7.0 g固体,由此可判断其氧化产物是( )。 A.只有 Na2O B.只有 Na2O2 C.Na2O2 和 Na2O D.无法确定 【解析】此题可用极限法巧解。4.6 g 金属钠完全被氧化为 Na2O2,质量应为 7.8 g,如果完 全生成 Na2O,则质量应为 6.2 g,由此可知被氧化的产物应为 Na2O2 和 Na2O 的混合物。 【答案】C 4.镁、铝、铁在日常生活中有较为广泛的用途。如: (1)镁在空气中燃烧时,发出耀眼的白光,可用来制造镁闪光灯,其反应的化学方程式 为 。 (2)市场上出售的补血麦片中常含有微量颗粒细小的还原性铁粉,铁粉与人体胃液中的盐酸反 应转化成氯化亚铁,起到补血作用,写出该反应的化学方程 式: 。 (3)铝箔餐盒及铝箔托盘适用于航空食品包装、蛋糕房等行业。写出铝箔耐腐蚀的原因: (用化学方程式解释)。 【答案】(1)2Mg+O2 2MgO (2)Fe+2HCl FeCl2+H2↑ (3)4Al+3O2 2Al2O3
铝、铁钙、钠、钾、镁 不透明 通性②量电热 ③有廷展性 与非金属反应 MGh Mgg 化学性质 消酸银 122AgNO+Cu=Cu(NO,)n+2Ag 盐山反应 液①32A+3CSO三A L/)ac 固学案 1.下列关于金属的叙述中正确的是()。 A.金属在常温下都是固体 B.金属具有导电性、导热性和延展性 C.金属都能与稀HSO4反应生成H2 D.金属元素在自然界中都以化合态存在 【答案】B 2.下列关于地壳中含量最多的金属元素与地壳中含量最多的非金属元素的说法中,不正确的 是()。 A.题中所指的元素分别是A1和0 B.题中所指的元素分别是Fe和0 C.这两种元素组成的化合物的摩尔质量是102g·mol D.这两种元素组成的化合物能与酸反应 【解析】地壳中含量最多的金属元素与地壳中含量最多的非金属元素分别为Al和0,它们 所形成的化合物的化学式是A12O3,其摩尔质量是102g·mol,Al2O3能与酸反应 【答案】B 3.下列物质中不与铝发生反应的是() A.Na2SO4溶液 B.FeS04溶液 C.ZnCl2溶液D.稀硫酸 【答案】A 4.取一小块金属钠放在燃烧匙里加热,下列对实验现象的叙述中正确的是() ①金属钠先熔化②在空气中燃烧,产生紫色火焰③燃烧后得白色固体④燃烧时火焰为 黄色⑤燃烧后生成淡黄色固体物质 A.①② B.①②③C.①④⑤D.②④⑤ 【答案】C 通过观察和推理判断,下列实验室中对于少量Na的保存方法正确的是()。 A.保存在水中 B.密封保存在广口瓶中
1.下列关于金属的叙述中正确的是( )。 A.金属在常温下都是固体 B.金属具有导电性、导热性和延展性 C.金属都能与稀 H2SO4 反应生成 H2 D.金属元素在自然界中都以化合态存在 【答案】B 2.下列关于地壳中含量最多的金属元素与地壳中含量最多的非金属元素的说法中,不正确 ．．．的 是( )。 A.题中所指的元素分别是 Al 和 O B.题中所指的元素分别是 Fe 和 O C.这两种元素组成的化合物的摩尔质量是 102 g·mol-1 D.这两种元素组成的化合物能与酸反应 【解析】地壳中含量最多的金属元素与地壳中含量最多的非金属元素分别为 Al 和 O,它们 所形成的化合物的化学式是 Al2O3,其摩尔质量是 102 g·mol-1 ,Al2O3 能与酸反应。 【答案】B 3.下列物质中不与铝发生反应的是( )。 A.Na2SO4 溶液 B.FeSO4 溶液 C.ZnCl2 溶液 D.稀硫酸 【答案】A 4.取一小块金属钠放在燃烧匙里加热,下列对实验现象的叙述中正确的是( )。 ①金属钠先熔化 ②在空气中燃烧,产生紫色火焰 ③燃烧后得白色固体 ④燃烧时火焰为 黄色 ⑤燃烧后生成淡黄色固体物质 A.①② B.①②③ C.①④⑤ D.②④⑤ 【答案】C 5.通过观察和推理判断,下列实验室中对于少量 Na 的保存方法正确的是( )。 A.保存在水中 B.密封保存在广口瓶中
C.用铝箔包裹密封在广口瓶中 D.密封保存在煤油中 【答案】D 6.收藏家收藏的清末铝制品,至今仍保存完好,其主要原因是() A.铝不易发生化学反应 B.铝的氧化物容易发生还原反应 C.铝不易被氧气氧化 D.铝表面致密的氧化膜能阻止铝进一步被氧化 【答案】D 7.4.6g金属钠在一定条件下与氧气反应后,得到7.0g固体,由此可判断其氧化产物是()。 A.只有Na20B.只有Na2O2 C.Na2O2和Na20D.无法确定 【解析】此题可用极限法巧解。4.6g金属钠完全被氧化为Na2O,质量应为7.8g,如果完 全生成Na20,则质量应为6.2g,由此可知被氧化的产物应为Na2O2和Na2O的混合物 【答案】C 8.等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块在足量氧气(常温)中充分反应,则下列 说法正确的是() A.第一块钠失去电子多 B.两块钠失去电子一样多 C.第二块钠的反应产物质量大 D两块钠的反应产物质量一样大 【解析】钠与氧气常温时生成№a2O,加热时生成NaO2,等质量的两块钠,在常温和加热条件 下失去电子一样多,在加热时的反应产物质量大。 【答案】B 9.钠与氧气的反应会因为条件不同而导致现象不同、产物不同,反应的实质也不同。据此回答 下列问题 1)常温下,在空气中切开金属钠,钠的断面由银白色逐渐 而失去金属光泽,请你用化 学方程式表示这种现象的原因 (2)钠在空气中受热,可以观察到的现象是 反应的化学方程式 【解析】(1)常温下,钠与氧气的反应是一个缓慢的氧化反应,产物是白色的Na20;(2)加热 条件下,钠与氧气的反应是一个剧烈的氧化反应(燃烧),产物是淡黄色的Na2O2 【答案】(1)变暗;4Na+O22Na20 (2)在空气中燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色的物质;2Na+O2-Na2O2 10.为研究钠的某些物理性质,甲、乙两位同学分别从试剂瓶中取出两块金属钠,并且各自记录 了下列现象 金属钠是银白色具有金属光泽的固体,质软 属钠是表面粗糙的灰色(局部显淡黄色)固体,无光泽 (1)通过现象记录,请你推断两位同学研究钠的物理性质时采用的具体方法 甲的操作方法 乙的操作方法 (填“甲”或“乙”)的观察结果符合金属钠的物理性质,原因是_。 【答案】(1)对钠块进行了切割,观察的是金属钠的断面;直接从试剂瓶中取出钠块,未做 处理就进行观察(其他合理答案也可 2)甲;钠块久置会被氧化,乙观察的是钠块表面被氧化的部分,并没有观察到钠本身的性 质 11.A、B、C是中学化学中常见的三种物质,它们之间的相互转化关系如下(部分反应条件及产 物略去)
C.用铝箔包裹密封在广口瓶中 D.密封保存在煤油中 【答案】D 6.收藏家收藏的清末铝制品,至今仍保存完好,其主要原因是( )。 A.铝不易发生化学反应 B.铝的氧化物容易发生还原反应 C.铝不易被氧气氧化 D.铝表面致密的氧化膜能阻止铝进一步被氧化 【答案】D 7.4.6 g金属钠在一定条件下与氧气反应后,得到7.0 g固体,由此可判断其氧化产物是( )。 A.只有 Na2O B.只有 Na2O2 C.Na2O2 和 Na2O D.无法确定 【解析】此题可用极限法巧解。4.6 g 金属钠完全被氧化为 Na2O2,质量应为 7.8 g,如果完 全生成 Na2O,则质量应为 6.2 g,由此可知被氧化的产物应为 Na2O2 和 Na2O 的混合物。 【答案】C 8.等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块在足量氧气(常温)中充分反应,则下列 说法正确的是( )。 A.第一块钠失去电子多 B.两块钠失去电子一样多 C.第二块钠的反应产物质量大 D.两块钠的反应产物质量一样大 【解析】钠与氧气常温时生成 Na2O,加热时生成 Na2O2,等质量的两块钠,在常温和加热条件 下失去电子一样多,在加热时的反应产物质量大。 【答案】B 9.钠与氧气的反应会因为条件不同而导致现象不同、产物不同,反应的实质也不同。据此回答 下列问题: (1)常温下,在空气中切开金属钠,钠的断面由银白色逐渐 而失去金属光泽,请你用化 学方程式表示这种现象的原因: 。 (2)钠在空气中受热,可以观察到的现象是 ,反应的化学方程式 是 。 【解析】(1)常温下,钠与氧气的反应是一个缓慢的氧化反应,产物是白色的 Na2O;(2)加热 条件下,钠与氧气的反应是一个剧烈的氧化反应(燃烧),产物是淡黄色的 Na2O2。 【答案】(1)变暗;4Na+O2 2Na2O (2)在空气中燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色的物质;2Na+O2 Na2O2 10.为研究钠的某些物理性质,甲、乙两位同学分别从试剂瓶中取出两块金属钠,并且各自记录 了下列现象: 甲 金属钠是银白色具有金属光泽的固体,质软 乙 金属钠是表面粗糙的灰色(局部显淡黄色)固体,无光泽 (1)通过现象记录,请你推断两位同学研究钠的物理性质时采用的具体方法。 甲的操作方法: 。 乙的操作方法: 。 (2) (填“甲”或“乙”)的观察结果符合金属钠的物理性质,原因是 。 【答案】(1)对钠块进行了切割,观察的是金属钠的断面;直接从试剂瓶中取出钠块,未做 处理就进行观察(其他合理答案也可) (2)甲;钠块久置会被氧化,乙观察的是钠块表面被氧化的部分,并没有观察到钠本身的性 质 11.A、B、C 是中学化学中常见的三种物质,它们之间的相互转化关系如下(部分反应条件及产 物略去):