2021高中化学第三章金属及其化合物 学案 人教版必修1

  • 格式:wps
  • 大小:2.56 MB
  • 文档页数:57

第 1课时 金属与非金属、水、酸的反应 课程目标 1.了解常见金属的活动性顺序。 2.掌握钠、铝、铁、铜等金属与氧气的反应,了解常见金属与非金属的反应。 3.掌握钠、铁与水(酸)的反应,了解金属的通性。

图说考点

[新知预习] 一、金属的通性

1.金属的存在及含量 (1)存在: ①形式:绝大多数金属以化合态的形式存在于自然界中,只有极少数金属如金、铂等 以游离态的形式存在。 ②原因:多数金属的化学性质比较活泼。 (2)含量: 金属在自然界中的含量(在下面的横线上填上相应的元素名称)

2.单质的物理性质 (1)共性: ①颜色:除了铜、金外,大多数为银白色,有金属光泽。 ②状态:常温下,大部分金属是固态,唯一呈液态的是汞。 ③三性:金属具有良好的导电性、导热性、延展性。

1(2)差异:密度、硬度、熔点差别较大。 二、金属与非金属的反应 1.钠与氧气的反应 条件 常温 加热或点燃

实验 操作

实验 新切开的钠具有银白色金属光泽,在 钠先熔化成银白色小球,然后剧烈燃 现象 空气中很快变暗 烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体 ①钠的物理性质: 钠是银白色金属,硬度小,熔点低,通常保存在石蜡或煤油中 实验 ②钠与氧气的反应(写出反应的化学方程式):

结论 常温下: 4Na+O2===2Na2O

△ 加热时: 2Na+O2 ===== Na2O2

2.铝与氧气的反应 实验操作 实验材料 实验现象 实验原理 铝箔熔化,失去光 构成铝表面氧化膜的 Al2O3 ①空气中久

泽,熔化的铝 熔点很高(比铝高),包在铝 置的铝箔 并不滴落 的外面,使液态铝不能滴落

发生反应: 4Al+ ②用砂纸仔 细打磨的铝 铝箔熔化,失去光

泽,熔化的铝 △

3O2 =====

2Al2O3,生成的

Al2O3包在铝的外面,使液态 箔 不能滴落

铝不能滴落

三、金属与水、酸的反应 1.金属与水的反应 (1)钠与水的反应: 实验操作 实验现象 结论或解释 ①钠浮在水面上 ①钠的密度比水小

2②钠熔点较低,且反应 ②钠熔成小球 放热

③小球在水面上迅速游动,逐渐变小,最 ③反应产生的气体推动 后消失 小球运动 ④钠与水剧烈反应,反 ④与水反应发出“嘶嘶”声 应放热并生成气体

⑤反应后溶液的颜色逐渐变红 ⑤有 NaOH生成 化学方程式 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ 离子方程式 2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑ (2)铁与水的反应:

实验 装置

气体 检验 用火柴点燃肥皂泡,听到爆鸣声,证明生成了 H2

化学 高温 3Fe+4H2O(g) ===== Fe3O4+4H2

方程式 实验 铁不能与冷水、热水反应,但高温条件下能与水蒸气反应 结论

①先加热湿棉花部位,待形成水蒸气后再加热铁粉,以防止发生倒吸; 操作 ②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; 要领 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; ④实验结束时,先将导气管撤出,再移去酒精灯,以防止倒吸 2.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): Mg+2H+===Mg2++H2↑。 (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↑。

[即时性自测] 1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×” 3(1)自然界中金属都是以化合态形式存在的。( ) (2)自然界中金属都以固态形式存在。 ( ) (3)钠与 O2反应时,条件不同,产物也不同。 ( ) (4)铝抗腐蚀能力较强的主要原因是铝与氧气反应使表面生成致密的氧化膜。( ) (5)金属单质发生化学反应时表现还原性。 ( ) (6)Fe与水蒸气反应生成 Fe(OH)3。( ) 答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)× 2.下列说法正确的是( ) A.金属的化学性质都很活泼 B.自然界中无金属单质 C.金属在自然界中的含量比非金属高 D.镁是银白色金属 答案:D 3.金属钠投入水中发生剧烈反应,并有氢气生成,装运金属钠的包装箱应贴的图标是 ( )

答案:C 4.下列关于铝的叙述中,不正确的是( ) A.铝是地壳里含量最多的金属元素 B.在常温下,铝不能与氧气反应 C.铝是一种比较活泼的金属 D.在化学反应中,铝容易失去电子,是还原剂 答案:B 5.下列有关铁与水反应的说法中正确的是( ) A.在任何条件下,铁与水均能发生反应 B.在高温时,铁与水蒸气反应生成氢氧化铁和 H2 C.在高温时,铁与水蒸气反应生成氧化铁和 H2 D.在高温时,铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和 H2 答案:D

提升点一 金属的化学性质 [例 1] 下列关于金属元素特征的叙述正确的是( )

4A.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价 C.金属单质都可以和酸反应置换出氢气 D.金属元素的单质在常温下均为固体 【解析】 金属单质在反应中只能失去电子,但处于中间价态的金属离子既有氧化性又 有还原性,如亚铁离子既有氧化性又有还原性,A错误;因金属元素在反应中失去电子,则 化合价一定升高,所以金属元素在化合物中一定显正价,B正确;排在氢后面的金属与稀硫 酸等不反应,无法置换出氢气,C错误;金属单质 Hg在常温下为液体,D错误。 【答案】 B [提升 1] 下列关于金属的说法中正确的是( ) A.金属在常温下都能与氧气反应 B.常温下,与氧气反应的金属均可形成致密的氧化膜,阻止金属继续被氧化 C.铁能置换出 CuSO4溶液中的铜,故银也能置换出 CuSO4溶液中的铜 D.金属活动性顺序中,排在氢之前的金属与盐酸都能发生置换反应 解析:金、铂性质非常稳定,不能与氧气、盐酸等反应,A项错误;像铁这类金属形成 的氧化膜疏松,B项错误;Ag的活动性比 Cu的弱,Ag不能与 CuSO4反应,C错误;活泼金 属均能与盐酸发生置换反应产生 H2,D项正确。 答案:D 1.通常情况下,金属元素原子在化学反应中易失去电子,表现出较强的还原性。 2.金属元素只表现出正化合价,故金属单质不表现氧化性。

[关键能力] 金属的化学通性 金属活动性 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 顺序

依次减小,还原性减弱 失电子能力 ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ―→

空气中与氧 常温时能被 加热时能被 易被氧化 不能被氧化 气的反应 氧化 氧化 与 Cl2、S等 生成相应的氯化物、硫化物 反应

与酸的反应 能置换出酸(一般指盐酸或稀 不能置换出酸中的氢

5硫酸)中的氢 反应程度依 反应剧烈 次减弱

位于金属活动性顺序前面的金属可以将后面的金属从其盐溶液中置换出来(K、 与盐的反应 Ca、Na除外)

提升点二 钠、铝与氧气的反应 [例 2] 将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化:表面迅速变暗→“出 汗”→变成白色固体(粉末),下列有关叙述中正确的是( ) A.表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了过氧化钠 B.“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的 H2O在表面形成了溶液 C.最后变成碳酸钠粉末 D.该过程中的所有化学反应均为氧化还原反应 【解析】 钠露置在空气中表面迅速变暗,是因为 Na与 O2反应生成了 Na2O,Na2O与水 反应生成 NaOH,NaOH又吸收空气中的 H2O和 CO2,生成 Na2CO3·10H2O,Na2CO3·10H2O逐渐 风化脱水,最后变成 Na2CO3粉末,该过程中只有钠的氧化是氧化还原反应,C项正确。 【答案】 C [提升 2] 下列关于金属性质的叙述中正确的是( ) A.钠与氧气反应时,产物是由 O2的用量决定的 B.铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧 C.金属与非金属发生反应时,被氧化的一定是金属 D.铁丝不论在空气中还是纯氧中都不会燃烧 解析:Na与 O2的反应产物是由反应条件决定的,常温下生成 Na2O,点燃时生成 Na2O2, 与 O2的用量无关,A错误;铝箔在空气中受热可熔化,但由于表面形成熔点很高的 Al2O3, 故不会燃烧,B错;铁丝可在纯氧中燃烧生成 Fe3O4,D项错误;金属与非金属单质反应时, 金属只能失电子被氧化,C正确。 答案:C 金属元素金属性越强越易与氧气化合,反应也越剧烈。但要注意某些金属表面有保护膜 生成,会阻止反应的发生。

[关键能力] 钠露置在空气中的变化过程分析 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:

6