高中化學(xué)§31 金屬及其化合物ppt人教版必修一

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1、3-1 金屬的化學(xué)性質(zhì)金屬的化學(xué)性質(zhì)一、金屬的物理通性一、金屬的物理通性狀態(tài)、顏色、密度、熔點、硬度、導(dǎo)狀態(tài)、顏色、密度、熔點、硬度、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、延展性等。電、導(dǎo)熱、延展性等。金屬的分類（顏色、密度、豐度）金屬的分類（顏色、密度、豐度） 金屬的物理通性金屬的物理通性1、顏色、顏色 狀態(tài)狀態(tài)2、熔點、熔點 硬度硬度3、延展性、延展性4、電和熱的良導(dǎo)體、電和熱的良導(dǎo)體Cu(紅色紅色) Au(金黃色金黃色) Cs(金黃色金黃色) Hg(液態(tài)液態(tài))熔點最低熔點最低汞汞(Hg) 最高最高鎢鎢(W) 硬度最大硬度最大鉻鉻(Cr)延展性最好延展性最好金金(Au)導(dǎo)電順序?qū)щ婍樞?Ag Cu A金屬的分類：金

2、屬的分類：輕金屬輕金屬重金屬重金屬2、根據(jù)冶金工業(yè)來分、根據(jù)冶金工業(yè)來分黑色金屬黑色金屬有色金屬有色金屬3、其它分類、其它分類一般金屬一般金屬貴重金屬貴重金屬Na K Ca Mg AlFe Cr Mn常見金屬常見金屬稀有金屬稀有金屬1、根據(jù)密度大小來分、根據(jù)密度大小來分3-1 金屬的化學(xué)性質(zhì)金屬的化學(xué)性質(zhì)二、金屬的化學(xué)性質(zhì)二、金屬的化學(xué)性質(zhì)最外層電子數(shù)較少最外層電子數(shù)較少，在反應(yīng)中，在反應(yīng)中失去電失去電子子，通常作，通常作還原劑還原劑。堿金屬堿金屬鈉及其化合物的性質(zhì)鈉及其化合物的性質(zhì)總結(jié)總結(jié)鈉的物理性質(zhì)鈉的物理性質(zhì)：銀白色銀白色金屬光澤、金屬光澤、質(zhì)軟質(zhì)軟、密度、密度小小、熔點、熔點低低導(dǎo)電、

3、導(dǎo)熱性好導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好（一）金屬與非金屬的反應(yīng)（一）金屬與非金屬的反應(yīng)1、鈉與氧氣的反應(yīng)、鈉與氧氣的反應(yīng) （現(xiàn)象）（現(xiàn)象）4Na + O2 = 2Na2O 2Na + O2 = Na2O2 加熱加熱u關(guān)于關(guān)于Na2O2的問題的問題淡黃色、供氧劑、淡黃色、供氧劑、強氧化性強氧化性、漂白性、漂白性2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O22Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2、鋁與氧氣的反應(yīng)：、鋁與氧氣的反應(yīng)：4Al + 3O2 = 2Al2O3 （現(xiàn)象）（現(xiàn)象）金屬表面氧化膜的形成金屬表面氧化膜的形成和作用和作用有的氧化膜有的氧化膜疏松疏松，不能保護(hù)內(nèi)部金屬，這樣的金

4、屬制品需，不能保護(hù)內(nèi)部金屬，這樣的金屬制品需外加保護(hù)膜，如鐵；外加保護(hù)膜，如鐵；氧化膜對金屬的保護(hù)作用氧化膜對金屬的保護(hù)作用n鈉的氧化膜也鈉的氧化膜也比較疏松，且能跟比較疏松，且能跟H2O、CO2等發(fā)生反應(yīng)等發(fā)生反應(yīng)，因此不能保護(hù)內(nèi)部鈉，因此不能保護(hù)內(nèi)部鈉，這是鈉需保存在煤油中的原因。這是鈉需保存在煤油中的原因。n有的氧化膜有的氧化膜致密致密，可以保護(hù)內(nèi)層金屬，可以保護(hù)內(nèi)層金屬不被繼續(xù)氧化，如鎂、鋁。不被繼續(xù)氧化，如鎂、鋁。探究：探究：其它金屬與氧氣的其它金屬與氧氣的反應(yīng)情況反應(yīng)情況金屬元素在形成化合物時所顯的價態(tài)金屬元素在形成化合物時所顯的價態(tài)金屬與其它非金屬單質(zhì)的反應(yīng)金屬與其它非金屬單質(zhì)的

5、反應(yīng)絕大多數(shù)金屬絕大多數(shù)金屬都能與氧氣反應(yīng)，生成金屬都能與氧氣反應(yīng)，生成金屬氧化物，氧化物，活潑性很強活潑性很強的金屬常溫下就能被的金屬常溫下就能被氧氣氧化，氧氣氧化，活潑性較弱活潑性較弱的金屬在加熱的條的金屬在加熱的條件下才能與氧氣發(fā)生反應(yīng)件下才能與氧氣發(fā)生反應(yīng)小結(jié) 活潑性很弱活潑性很弱的金屬（如鉑、金）不能被氧的金屬（如鉑、金）不能被氧氣氧化（真金不怕火煉）氣氧化（真金不怕火煉） 金屬跟氧氣反應(yīng)時生成的氧化物一般為金屬跟氧氣反應(yīng)時生成的氧化物一般為普普通氧化物通氧化物如如MgO、Al2O3，但鈉在氧氣中燃，但鈉在氧氣中燃燒生成燒生成Na2O2，鐵在氧氣中燃燒生成，鐵在氧氣中燃燒生成Fe3O

6、4（一）金屬與非金屬的反應(yīng)（一）金屬與非金屬的反應(yīng)1. 鈉鈉與氧氣的反應(yīng)與氧氣的反應(yīng)4Na + O2 = 2Na2O 2Na + O2 = Na2O2 加熱加熱2. 鋁鋁與氧氣的反應(yīng)與氧氣的反應(yīng)（常溫時、點燃時）（常溫時、點燃時）4Al + 3O2 = 2Al2O33. 鎂、鐵、金鎂、鐵、金等金屬與氧氣反應(yīng)的情況等金屬與氧氣反應(yīng)的情況（二）金屬與水的反應(yīng)（二）金屬與水的反應(yīng)1. 金屬鈉與水的反應(yīng)金屬鈉與水的反應(yīng)（實驗現(xiàn)象）實驗現(xiàn)象）2Na + 2H2O = 2NaOH + H2總結(jié)總結(jié)鈉的物理性質(zhì)鈉的物理性質(zhì)：銀白色銀白色金屬光澤、金屬光澤、質(zhì)軟質(zhì)軟、密度、密度小小、熔點、熔點低低導(dǎo)電、導(dǎo)熱性

7、好導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好產(chǎn)物呈產(chǎn)物呈堿性堿性反應(yīng)劇烈、有氣體生成反應(yīng)劇烈、有氣體生成氣體氣體推動小球推動小球迅速迅速移動移動反應(yīng)反應(yīng)放熱放熱、鈉的、鈉的熔點低熔點低密度密度( (鈉鈉) )密度（水）密度（水）現(xiàn)象現(xiàn)象解釋解釋浮浮球球游游響響紅紅金屬鈉金屬鈉熔熔化成小球，化成小球，浮浮在水面上，四處在水面上，四處游動游動，發(fā)出嘶嘶的響聲，產(chǎn)生了，發(fā)出嘶嘶的響聲，產(chǎn)生了氣體氣體，水溶液水溶液變紅。變紅。金屬鈉與水金屬鈉與水(加了酚酞加了酚酞)反應(yīng)的實驗現(xiàn)象反應(yīng)的實驗現(xiàn)象:4、其它金屬單質(zhì)與水反應(yīng)其它金屬單質(zhì)與水反應(yīng)的情況和規(guī)律？的情況和規(guī)律？3、鈉單質(zhì)、鈉單質(zhì)與一些鹽的水溶液與一些鹽的水溶液反應(yīng)的情況？反

8、應(yīng)的情況？1、實驗室、實驗室保存保存少量的少量的鈉的方法？鈉的方法？2、鈉、鈉長時間露置長時間露置在空氣中最終變成什么？在空氣中最終變成什么？討論討論1. 如果將鈉投到鹽酸溶液中，會有什么現(xiàn)象？如果將鈉投到鹽酸溶液中，會有什么現(xiàn)象？試解釋并寫出反應(yīng)的離子方程式。試解釋并寫出反應(yīng)的離子方程式。探究探究鐵不能與冷、熱水反應(yīng)，但能否與水蒸氣鐵不能與冷、熱水反應(yīng)，但能否與水蒸氣反應(yīng)？反應(yīng)？科學(xué)探究：鐵與水的反應(yīng)科學(xué)探究：鐵與水的反應(yīng) 能否設(shè)計一套能否設(shè)計一套簡單的實驗裝置簡單的實驗裝置，使鐵粉，使鐵粉與水蒸氣反應(yīng)？這套裝置應(yīng)與水蒸氣反應(yīng)？這套裝置應(yīng)包括包括水蒸氣水蒸氣發(fā)生發(fā)生、水蒸氣與鐵粉反應(yīng)水蒸氣與

9、鐵粉反應(yīng)、檢查產(chǎn)檢查產(chǎn)生氣體生氣體等部分？等部分？ 假設(shè)推論假設(shè)推論：化學(xué)反應(yīng)方程式：化學(xué)反應(yīng)方程式3Fe+4H2O = Fe3O4+4H2高溫高溫（固）（固）（氣）（氣）鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的實驗裝置：鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的實驗裝置：該反應(yīng)裝置各部分的作用是什么？該反應(yīng)裝置各部分的作用是什么？產(chǎn)生水蒸氣；產(chǎn)生水蒸氣；水蒸氣與鐵粉反應(yīng)水蒸氣與鐵粉反應(yīng)檢驗產(chǎn)生的氣體檢驗產(chǎn)生的氣體水水鐵粉鐵粉鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)裝置鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)裝置原來的反應(yīng)裝置原來的反應(yīng)裝置重新設(shè)計后的反應(yīng)裝置重新設(shè)計后的反應(yīng)裝置鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)裝置鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)裝置鐵粉鐵粉水水3、鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)、鋁與氫氧化鈉溶液的反

10、應(yīng) 2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2寫成離子反應(yīng)方程式；分析氧化還原反應(yīng)寫成離子反應(yīng)方程式；分析氧化還原反應(yīng)1.上述兩個反應(yīng)說明了上述兩個反應(yīng)說明了鋁有怎樣的性質(zhì)鋁有怎樣的性質(zhì)？2. 鋁制餐具為什么不宜用來蒸煮或長時鋁制餐具為什么不宜用來蒸煮或長時間間存放酸性存放酸性、堿性堿性的食物的食物?討論討論偏鋁酸鈉偏鋁酸鈉K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金屬活動性順序：金屬活動性順序： 金屬活動性逐漸減弱金屬活動性逐漸減弱本節(jié)小結(jié)：本節(jié)小結(jié)：(1)O2K Ca

11、 Na Mg Al Zn Fe SnPbCuHg Ag Pt Au 常溫迅速常溫迅速 成膜或加熱成膜或加熱 加熱能反應(yīng)加熱能反應(yīng) 不反應(yīng)不反應(yīng)(2)H2OK Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb 冷水劇烈冷水劇烈 熱水緩慢熱水緩慢 水蒸氣高溫水蒸氣高溫 不反應(yīng)不反應(yīng) 氫氧化物和氫氣氫氧化物和氫氣 氧化物和氫氣氧化物和氫氣(3)酸酸K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au 常溫下與非氧化性酸反應(yīng)常溫下與非氧化性酸反應(yīng) 氧化性酸氧化性酸 王水王水(4)置換反應(yīng)置換反應(yīng) 鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，也有人說也有人說

12、“21世紀(jì)將是鈦的世紀(jì)世紀(jì)將是鈦的世紀(jì)”。 鈦的化學(xué)性質(zhì)：鈦的化學(xué)性質(zhì)：穩(wěn)定，耐腐蝕。穩(wěn)定，耐腐蝕。未來金屬未來金屬鈦鈦民民航航飛飛機機由于鈦的密度小、強度高、抗腐蝕性強，由于鈦的密度小、強度高、抗腐蝕性強，是制造超音速飛機的理想材料，用于制造飛機是制造超音速飛機的理想材料，用于制造飛機的機翼骨架、蒙皮、機身板、機身骨架、發(fā)動的機翼骨架、蒙皮、機身板、機身骨架、發(fā)動機艙、起落架等。機艙、起落架等。 F-22戰(zhàn)斗機戰(zhàn)斗機運載神舟五號的長征火箭運載神舟五號的長征火箭因鈦在常溫及超因鈦在常溫及超低溫下，比強度高，低溫下，比強度高，并具有足夠的韌性及并具有足夠的韌性及塑性塑性 。用于制造高壓容用于制造

13、高壓容器、燃料貯箱、火箭器、燃料貯箱、火箭發(fā)動機及導(dǎo)彈殼體、發(fā)動機及導(dǎo)彈殼體、飛船船艙蒙皮及結(jié)構(gòu)飛船船艙蒙皮及結(jié)構(gòu)骨架、主起落架、登骨架、主起落架、登月艙等月艙等 。導(dǎo)彈導(dǎo)彈“阿波羅號阿波羅號”宇宙飛船宇宙飛船 人人造造衛(wèi)衛(wèi)星星潛潛艇艇水上船舶的泵體、管道和甲板配件，快艇推進(jìn)器、水上船舶的泵體、管道和甲板配件，快艇推進(jìn)器、推進(jìn)軸、水翼艇水翼、鞭狀天線等推進(jìn)軸、水翼艇水翼、鞭狀天線等 。因鈦的比因鈦的比強度高，強度高，在海水及在海水及海洋氣氛海洋氣氛下具有優(yōu)下具有優(yōu)異的耐蝕異的耐蝕性能性能 ，用，用于制造耐于制造耐壓艇體、壓艇體、結(jié)構(gòu)件、結(jié)構(gòu)件、浮力系統(tǒng)浮力系統(tǒng)球體，球體，鈦對人體體液有極好的耐

14、蝕性，沒有毒性，鈦對人體體液有極好的耐蝕性，沒有毒性，與肌肉組織親合性能良好，用于制造醫(yī)療器械與肌肉組織親合性能良好，用于制造醫(yī)療器械及外科矯形材料，鈦制牙、心臟內(nèi)瓣、隔膜、及外科矯形材料，鈦制牙、心臟內(nèi)瓣、隔膜、骨關(guān)節(jié)及固定螺釘、鈦骨頭等骨關(guān)節(jié)及固定螺釘、鈦骨頭等 。人人造造骨骨骼骼鈦在地殼中的儲量并不少，但為鈦在地殼中的儲量并不少，但為什么目前主要用于尖端領(lǐng)域呢？什么目前主要用于尖端領(lǐng)域呢？這與金屬鈦，特別是純的金屬鈦很難冶這與金屬鈦，特別是純的金屬鈦很難冶煉有關(guān)。鈦的熔點為煉有關(guān)。鈦的熔點為1660，說明鈦的冶煉，說明鈦的冶煉要在高溫下進(jìn)行，但它在高溫下與氧、氮、要在高溫下進(jìn)行，但它在高

15、溫下與氧、氮、碳、硫、氫、氯等元素的化合能力極強。碳、硫、氫、氯等元素的化合能力極強。因此，鈦的治煉要在稀有氣體的保護(hù)下因此，鈦的治煉要在稀有氣體的保護(hù)下進(jìn)行，使它與氧氣等隔絕，這對設(shè)備要求很進(jìn)行，使它與氧氣等隔絕，這對設(shè)備要求很高，使得制備或冶煉的成本遠(yuǎn)高于鐵或鋁，高，使得制備或冶煉的成本遠(yuǎn)高于鐵或鋁，所以鈦主要用于尖端領(lǐng)域。所以鈦主要用于尖端領(lǐng)域。復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)： 金屬鈉、鋁和鐵可以跟哪些物金屬鈉、鋁和鐵可以跟哪些物質(zhì)反應(yīng)？在反應(yīng)中所形成的化合物質(zhì)反應(yīng)？在反應(yīng)中所形成的化合物有哪些？有哪些？與氧氣反應(yīng)與氧氣反應(yīng)，例：例：4Na+O2=2Na2O 2Na+O2=Na2O2(鈉的特殊性鈉的特殊性)

16、 4Al+3O2=2Al2O3與水反應(yīng)與水反應(yīng)，例：例： 3Fe+4H2O(g) = Fe3O4+4H2 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2與酸反應(yīng)，例：與酸反應(yīng)，例：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2與鹽反應(yīng)，例：與鹽反應(yīng)，例：2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO)3與堿反應(yīng)，例：與堿反應(yīng)，例： 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 (只有鋁只有鋁)高高 溫溫 Na2O、 Na2O2、Al2O3、Fe3O4金屬氫氧化物金屬氫氧化物:NaOHAlCl3、Al2(SO)3、NaAlO2金屬氧化物金屬氧化物:含有金屬元素的鹽含有金屬元素的鹽:保存在煤油或石蠟油

17、中，以隔絕保存在煤油或石蠟油中，以隔絕空氣空氣鈉的保存鈉的保存P45 習(xí)題習(xí)題 、 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，金屬與能源也結(jié)下了不解之隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，金屬與能源也結(jié)下了不解之緣。金屬能源，就是用有關(guān)金屬作化學(xué)電池，使其發(fā)緣。金屬能源，就是用有關(guān)金屬作化學(xué)電池，使其發(fā)生氧化作用，從而生氧化作用，從而 放出能量。在金屬能源中，首屈一放出能量。在金屬能源中，首屈一指的是鋁電池。這種鋁燃料是用高純指的是鋁電池。這種鋁燃料是用高純 度的鋁再加入微度的鋁再加入微量的鎵、錫或銦等制成鋁合金片。這種量的鎵、錫或銦等制成鋁合金片。這種“鋁鋁空空氣氣 ”電池，可產(chǎn)生電池，可產(chǎn)生500瓦的電能，只要繼續(xù)換合金片，瓦的

18、電能，只要繼續(xù)換合金片，就能源源不斷地產(chǎn)就能源源不斷地產(chǎn) 生電能。所產(chǎn)生的能量相當(dāng)于同體生電能。所產(chǎn)生的能量相當(dāng)于同體積汽油在燃機中所產(chǎn)生能源的積汽油在燃機中所產(chǎn)生能源的4倍多倍多 ，其優(yōu)點是無任，其優(yōu)點是無任何污染。何污染。 工業(yè)上是利用電解氧化鋁來制取金屬鋁的，但是鋁的工業(yè)上是利用電解氧化鋁來制取金屬鋁的，但是鋁的冶煉手段從發(fā)現(xiàn)鋁以來沒有得到革新。所以它的冶煉冶煉手段從發(fā)現(xiàn)鋁以來沒有得到革新。所以它的冶煉成本一直也降不下來成本一直也降不下來 。金屬及其化合物金屬及其化合物金屬的化金屬的化學(xué)性質(zhì)學(xué)性質(zhì)金屬化金屬化合物合物金屬材料金屬材料金屬與氧氣的反應(yīng)金屬與氧氣的反應(yīng)金屬與水的反應(yīng)金屬與水的

19、反應(yīng)金屬與酸的反應(yīng)金屬與酸的反應(yīng)某些金屬與堿的反應(yīng)某些金屬與堿的反應(yīng)金屬與鹽溶液的反應(yīng)金屬與鹽溶液的反應(yīng)氧氧 化化 物物氫氧化物氫氧化物 鹽鹽常見合金的重要應(yīng)用常見合金的重要應(yīng)用 正確選用金屬材料正確選用金屬材料四種基本反應(yīng)四種基本反應(yīng)離子反應(yīng)離子反應(yīng)氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)白色固體白色固體淡黃色固體淡黃色固體 色態(tài)色態(tài)Na2ONa2O2化學(xué)式化學(xué)式Na2O+H2O=2NaOH 2Na2O2+2H2O= 4NaOH + O2與水反應(yīng)與水反應(yīng)方程式方程式Na2O+CO2=Na2CO3 2Na2O2+2CO2 =2Na2CO3+ O2與與CO2反應(yīng)反應(yīng)方程式方程式不穩(wěn)定不穩(wěn)定較穩(wěn)定較穩(wěn)定穩(wěn)定性穩(wěn)定性氧化鈉氧化鈉過氧化鈉過氧化鈉名稱名稱2Na2O + O2= 2Na2O2轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化鈉的兩種氧化物的對比鈉的兩種氧化物的對比主要用途主要用途 制制NaOH 供氧劑、氧化劑、供氧劑、氧化劑、漂白劑等漂白劑等