北京師范大學(xué)密云中學(xué)劉超

1、金屬及其化合物,北京師范大學(xué)密云實(shí)驗(yàn)中學(xué) 劉超,回顧與思考:,周期表中有80多種金屬,最常見的金屬有哪些?我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了哪些金屬?學(xué)習(xí)這些金屬及其化合物的思路是什么?學(xué)習(xí)某種物質(zhì)要研究哪些方面內(nèi)容?,,常見金屬活動(dòng)順序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au學(xué)習(xí)金屬的思路:金屬 氧化物 氫氧化物 鹽研

2、究?jī)?nèi)容: 物理性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì) 制法 用途,,,,,,,,思考與討論:,金屬在物理性質(zhì)上有哪些共性?金屬原子最外層電子數(shù)特點(diǎn),決定了金屬有哪些化學(xué)性質(zhì)?觀看下列圖片,歸納金屬能和哪些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)?,,一、金屬的性質(zhì),1.金屬的物理性質(zhì)：（共性）有金屬光澤、易傳熱、易導(dǎo)電，有延展性、可塑性，常溫下除汞（液態(tài)）以外都是固體 。金屬原子的最外層電子排布特點(diǎn):金屬原子最外層電子數(shù)較少。易失去最外層電子

3、。有還原性.2.金屬的化學(xué)性質(zhì)金屬與非金屬、水、酸、鹽等反應(yīng).,,金屬原子失電子趨勢(shì)，金屬性、還原性變化,Na Mg Al Fe Cu,,逐漸減弱，金屬性、還原性逐漸減弱,(1)與氧氣的反應(yīng),4Na + O2 = 2Na2O（白色）,4Al + 3O2 == 2Al2O3,3Fe + 2O2 == Fe3O4（黑色）,Δ,Δ,2Na + O2 == Na

4、2O2（淡黃色）,Δ,,(2)金屬與水反應(yīng),2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑,Mg + 2H2O =Mg(OH) 2 + H2↑,3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2↑,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au,,,,與冷水反應(yīng),與熱水反應(yīng),與水蒸氣反應(yīng),不與水反應(yīng),Δ,高溫,(3)與非氧化性酸的反應(yīng),,Mg + 2HCl

5、= MgCl2 + H2↑,2Al + 6HCl = 2AlCl3 + H2↑,Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,金屬活動(dòng)順序中，H以后的金屬不與鹽酸、稀硫酸反應(yīng),但是和稀硝酸反應(yīng)，原因是：硝酸具有強(qiáng)氧化性,(4)與氧化性酸的反應(yīng),Cu+2H2SO4 （濃）= CuSO4+SO2↑+2H2

6、O2Fe + 6H2SO4(濃) = Fe2(SO4)3 + 3SO2↑+6H2OCu+4HNO3（濃）= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+2N

7、O↑+4H2O,常溫下，濃硫酸、濃硝酸可用鐵槽車或鋁槽車運(yùn)輸，這是因?yàn)槌叵?，濃硫酸可使鐵或鋁的表面生成一層致密的氧化膜，阻止了內(nèi)部金屬與濃硫酸進(jìn)一步反應(yīng)，這種現(xiàn)象叫做——鈍化。,Δ,Δ,Δ,Δ,,(5)與鹽溶液的反應(yīng),Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu,Na與CuSO4溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:,2Na + CuSO4 + 2H2O = Na2SO4 + Cu(OH) 2 ↓+ H2 ↑,注意：活潑金屬與鹽溶液反應(yīng)時(shí)，

8、首先與水反應(yīng)，然后與鹽反應(yīng)。,思考與討論,金屬的冶煉有哪些方法?這些方法與金屬活潑性有關(guān)嗎?,3.金屬的冶煉,活潑金屬：K、Ca、 Na、Mg、Al用電解法。較活潑金屬：Zn、Fe、Sn 、Pb、Cu用還原劑法。不活潑金屬：Hg、Ag、Pt、Au用加熱法,2、化學(xué)性質(zhì)：,Ⅰ、少數(shù)金屬氧化物能與水反應(yīng)，生成可溶或微溶的堿。,Na2O + H2O = 2NaOH,CaO+ H2O = Ca(OH)2,Ⅱ、多數(shù)金屬氧化物是堿性氧化物能

9、與酸反應(yīng)，生成鹽和水。,MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O,Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O,CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O,,思考與討論,Na 、 Mg 、Al 、 Fe氧化物有哪些?顏色、狀態(tài)如何?從性質(zhì)上怎樣分類?有那些化學(xué)性質(zhì)?,二、金屬氧化物的性質(zhì),1.物理性質(zhì)：氧化鈉、氧化鎂、氧化鋁均是白色固體，氧化鐵是紅褐色固體，氧化亞鐵，四氧化三鐵，氧化銅是黑色固體，過氧化鈉

10、是淡黃色固體。,,特殊：氧化鋁是兩性氧化物，與酸和堿反應(yīng)都生成鹽和水。 過氧化鈉是復(fù)雜氧化物與水反應(yīng)生成堿和氧氣，與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，過氧化鈉有強(qiáng)氧化性。,三、金屬的氫氧化物,討論問題：常見的金屬氫氧化物有哪些？哪些是強(qiáng)堿？,白色固體：NaOH、KOH、 Ba(OH)2、Ca(OH)2 Mg(OH)2、Al(OH)3、Fe (OH)2 紅

11、褐色固體：Fe(OH)3 藍(lán)色固體：Cu(OH)2 易溶于水強(qiáng)堿:NaOH、KOH、 Ba(OH)2、 難溶堿受熱分解生成金屬氧化物和水。 特性：Al(OH)3是兩性氫氧化物； Fe(OH)2 易被氧化。,討論問題： 鋁土礦中含有雜質(zhì)氧化鐵和二氧化硅,設(shè)計(jì)方案如何從鋁土礦中制取鋁?,小組討論歸納 工業(yè)冶煉鋁的流程,鋁土礦：主要成分為Al2O3還有少量的

12、Fe2O3 等雜質(zhì),每步的化學(xué)反應(yīng)是什么？,想一想,討論問題：常見的金屬陽(yáng)離子有哪些？如何檢驗(yàn)這些金屬離子呢?,除雜,幾種金屬的焰色：,Li Na K Ca Sr Ba Cu,紫紅 黃 紫 磚紅 洋紅 黃綠

13、 綠,2.常見離子檢驗(yàn)的化學(xué)方法Ba2+加入SO42-產(chǎn)生白色沉淀，再加入稀HNO3或鹽酸沉淀不溶解。Mg2+加入過量強(qiáng)堿產(chǎn)生白色沉淀。Al3+加入過量強(qiáng)堿先產(chǎn)生白色沉淀，后消失。Cu2+加入OH-產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。Ag+加入Cl-產(chǎn)生白色沉淀，此沉淀不溶于稀 HNO3.Fe3+加SCN-產(chǎn)生血紅色溶液;或加氫氧化鈉產(chǎn)生紅褐色沉淀.Fe2+加NaOH產(chǎn)生紅白色沉淀迅速轉(zhuǎn)化灰綠色最后轉(zhuǎn)化紅褐色沉淀;或加SCN-無現(xiàn)象,再加氯水

14、產(chǎn)生血紅色溶液.,,三、金屬及其化合物轉(zhuǎn)化1.鈉及其化合物的相互關(guān)系:,NaCl,Na,NaOH,Na2CO3,NaHCO3,Na2O2,Na2CO3?10H2O,Na2O,,,,,,,,,,,,,,,,,2.鋁及其化合物的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)如下：,3.鐵及其重要化合物、Fe2+與Fe3+的關(guān)系，F(xiàn)e3+的檢驗(yàn)方法。,Fe,FeCl2,Fe(OH)3,Fe(OH)2,Fe3O4,Fe2O3,,,,FeCl3,,,,,,,,,,,Fe2+,Fe3

15、+,Fe,,,,,,,還原劑(如Al),強(qiáng)氧化劑(如Cl2、O2、HNO3),弱氧化劑(如S、I2),強(qiáng)氧化劑,還原劑(如Fe粉),? Fe3+遇SCN一顯紅色，可利用這一反應(yīng)來檢驗(yàn)Fe3+的存在。,Δ鐵三角：,,,2、將一小塊鈉投入下列溶液時(shí)，既能產(chǎn)生氣體又會(huì)出現(xiàn)沉淀的是（ ）A．稀H2SO4 B．NaOH溶液 C．CuSO4溶液 D．MgCl2溶液,3、將一小塊金屬鈉久置于空氣中，有下列現(xiàn)象：①生成白色粉末；②變

16、暗；③生成白色固體；④發(fā)生潮解變?yōu)橐后w，這些現(xiàn)象的先后順序是（ ）A．①②③④ B．④③②①C．②③④① D．①③④②,1、鈉與水反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的各種現(xiàn)象如下：①鈉浮在水面上；②鈉沉在水底；③鈉熔化成小球；④小球迅速游動(dòng)逐漸減小，最后消失；⑤發(fā)出嘶嘶的聲音；⑥滴入酚酞后溶液顯紅色。其中正確的一組是（ ） A．①②③④⑤

17、 B．全部 C．①②③⑥ D．①③④⑤⑥,D,CD,C,,鞏固與練習(xí),,鞏固與練習(xí),4．下列屬于堿性氧化物的是（ ） 屬于酸性氧化物的是（ ） 屬于兩性氧化物的是（ ） A．CO2 B．Fe2O3 C． Al2O3 D．CO,B,A,C,5．將二氧化碳通入下列溶液中,最終一定會(huì)有沉淀的是( ) A.氫氧化鈉溶液 B.澄清石灰水

18、 C.偏鋁酸鈉溶液 D.氯化鈣溶液,c,7、下列各反應(yīng)過程中，沒有發(fā)生Fe3+ ? Fe2+變化的是( )。 A．向稀硝酸中逐漸加入過量的鐵屑 B．用三氯化鐵溶液腐蝕銅版制作印刷電路板 C．向氯化亞鐵溶液中通氯氣 D．過量的稀硫酸與鐵屑反應(yīng),6、常溫下，鋁片不能溶于濃硝酸卻能溶于氫氧化鈉溶液，原因是__________________________________________，有關(guān)

19、鋁片溶于NaOH溶液的化學(xué)反應(yīng)方程式是_______________________________ 。,CD,鋁片在濃硝酸中發(fā)生鈍化，生成致密的氧化膜,2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 +3H2 ↑,,鞏固與練習(xí),【本節(jié)收獲】 本節(jié)以金屬活動(dòng)順序表為主線，回顧了常見金屬鈉、鎂、鋁、鐵及其化合物在物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)上的共性及特性。重點(diǎn)掌握金屬的學(xué)習(xí)思路:金屬 氧化物