归纳与整理教学创新设计

第一节金属的化学性质

第一课时金属与非金属、酸、水的反应

[课标要求] 1．掌握金属单质的共性(物理性质)。

2．掌握钠、铝与氧气的反应，钠等活泼金属与水的反应。

3．初步学会根据铁与水蒸气反应的原理设计实验装置。

1．金属的通性

(1)金属元素的存在及含量

①金属元素的存在

a．化合态：绝大多数金属在自然界中均以化合态形式存在，如Al、Fe等。

b．游离态：极少数化学性质不活泼的金属以游离态形式存在，如Au。

②金属元素在地壳中的含量

(2)金属的物理通性

①状态：常温下，大部分为固体，唯一呈液态的是汞。

②色泽：除Cu、Au外，大多数金属为银白色，有金属光泽。

③三性：良好的导电性、导热性、延展性。

(3)金属的化学通性

①大多数金属与氧气等非金属反应(例如镁条燃烧) 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点燃2MgO。

②活泼金属与酸反应(例如镁条与稀盐酸反应) 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与盐溶液反应

a．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。

＋＋b．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。

＋＋[特别提醒]

(1)在金属活动性顺序中，排在(H)前面的金属能与稀盐酸(或稀硫酸)反应置换出H2，排在(H)之后的金属不能。金属的位置越靠前，其活动性越强，反应越剧烈。

(2)在金属活动性顺序中，位于前面的金属能够把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来(K、Ca、Na除外)。

2．金属与非金属的反应

(1)钠与氧气的反应

反应

条件

实验

步骤

室温

加热

实验

现象

化学方程式

结论

新切开的钠具有银白色的金属光泽，在空气中很快变暗

4Na＋O2===2Na2O 钠先熔化成小球，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体

=====2Na＋O2△Na2O2

钠是非常活泼的金属，与O2反应，条件不同时，现象不同，产物也不同

(2)铝与氧气的反应

实验现象

实验结论

铝箔熔化，失去金属光泽，熔化的铝并不滴落

常温下，铝与空气中的氧气反应，生成一薄层氧化铝

铝表面生成的氧化膜Al2O3的熔点高于铝的熔点，包在铝的外面，所以熔化的液态铝不滴落

4Al＋3O2===2Al2O3

现象原因

化学方程式

(3)金属与其他非金属的反应

金属与Cl2、S等物质反应生成相应金属氯化物、硫化物。

①Na与Cl2(在点燃条件下)反应的化学方程式：

2Na＋Cl2点燃2NaCl。

②Na与S(加热条件下)反应的化学方程式：

2Na＋S△Na2S。

1．金属钠露置于空气中的主要变化

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：

银白色金表面变暗出现白色固体属钠(NaO2(生成Na2OH2O(生成NaOHH2O

表面变成溶液白色块状物质(生成(NaOH潮解CO2Na2CO3·10H2O风化

白色粉末状物质(生成Na2CO3

发生的主要变化的化学方程式为

①4Na＋O2===2Na2O；

②Na2O＋H2O===2NaOH；

④2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，

Na2CO3＋10H2O===Na2CO3·10H2O；

⑤Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O。

2．常见金属与非金属的反应

常温下：

Na 4Na＋O2===2Na2O 加热时：

2Na＋O2△Na2O2

常温下Mg被氧化生成致密的氧化膜

Mg 点燃时：

2Mg＋O2点燃2MgO

常温下Al被氧化生成致密的氧化膜

Al 加热时：

4Al＋3O2△2Al2O3

常温下，Fe在潮湿的空气中生锈，主Fe 要成分为Fe2O3

Fe在纯氧中点燃生成Fe3O4

Mg＋Cl2点燃MgCl2

2Na＋Cl2

点燃2NaCl

2Na＋S△Na2S 与O2反应

与Cl2反应

与S反应

Mg＋S△MgS

2Al＋3Cl2点燃2AlCl3

2Al＋3S△Al2S3

2Fe＋3Cl2点燃2FeCl3

Fe＋S△FeS

1．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↑。

＋＋2．钠与水的反应

实验操作

实验现象

钠浮在水面上

钠熔成小球

小球在水面上迅速游动，逐渐变小，最后消失

与水反应发出“嘶嘶”声

反应后溶液的颜色逐渐变红

结论或解释

钠的密度比水小

钠熔点较低，且反应放热

反应产生的气体推动小球运动

钠与水剧烈反应，反应放热并生成气体

有NaOH生成

化学方程式

离子方程式

3．铁与水蒸气的反应

实验装置

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

2Na＋2H2O===2Na＋2OH＋H2↑

＋－实验操作及现象

导管口冒出大量气泡，用小试管收集一试管气体，点燃，听到爆鸣声，证明生成了氢气

用火柴点燃肥皂液，听到爆鸣声，证明生成了氢气

实验结论

在高温下，铁能与水蒸气反应生成H2，化学方程式为

3Fe＋4H2O(g)△Fe3O4＋4H2

钠与水、酸溶液、碱溶液和盐溶液的反应

1．钠与水的反应

离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋2OH＋H2↑，还原剂：Na，氧化剂：H2O。

2．钠与酸溶液的反应

(1)钠与酸溶液反应时先与酸中的H反应生成H2。

(2)如果钠过量，钠把酸消耗尽之后，再与水反应。

3．钠与碱溶液的反应

实质就是钠与水的反应。

4．钠与盐溶液的反应

钠与盐溶液反应时，首先与水反应生成NaOH，然后NaOH与盐发生复分解反应(若氢氧化钠不与盐反应，则只有钠与水的反应)。例如：

(1)Na与Fe2(SO4)3溶液的反应

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，

6NaOH＋Fe2(SO4)3===2Fe(OH)3↓＋3Na2SO4。

(2)Na与K2SO4溶液的反应

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑(仅此一步反应)。

1．金属钠分别与下列溶液反应时，既有气体又有沉淀产生的是( ) A．BaCl2溶液

B．K2SO4溶液

C．FeCl3溶液

D．NH4NO3溶液

解析：选C

钠与盐溶液中的水反应生成NaOH和H2，故每种溶液中均有气体产生。A、B、D中均无沉淀生成，C中FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3沉淀。

第二课时 铝与氢氧化钠溶液的反应

[课标要求] 1．了解铝与氢氧化钠溶液的反应。

2．掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。

＋＋－

铝与盐酸、NaOH溶液的反应

实验

操作

铝与盐酸反应

铝与氢氧化钠溶液反应

实验

现象

化学方

程式

离子方

程式

结论

铝片逐渐溶解，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声

2Al＋6HCl=== 2AlCl3＋3H2↑

2Al＋6H=== 2Al3＋3H2↑

＋＋2Al＋2NaOH＋2H2O ===2NaAlO2＋3H2↑

2Al＋2OH＋2H2O －===2AlO2＋3H2↑

－铝既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，都产生H2

铝与酸、碱液反应生成H2的量的关系

1．反应原理

2．量的关系

2Al～6H＋～3H2(1)定量关系2Al～2OH－～3H2

(2)铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应产生氢气体积关系归纳：

反应物的量

等量的铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应

足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应

一定量的铝分别与不足量的盐酸和过量的氢氧化钠溶液反应

产生H2的体积关系

VHCl(H2VNaOH(H2＝1∶1 VHCl(H21VNaOH(H2＝3

1VHCl(H23

1．称取两份铝粉，第一份加入足量的NaOH溶液，第二份加入足量的盐酸，若放出的氢气的体积相等(同温同压)。则两份铝粉的质量比为( ) A．1∶2

B．1∶3 C．3∶2

D．1∶1 解析：选D

因NaOH溶液和盐酸都是足量的，若铝与两者反应放出氢气的体积相等，则两份铝的质量相等。

化学方程式

2H2

＋

O2

点燃2H2O(g) 计量数之比：

2

∶

1

∶

2 物质微粒数之比：

2

∶

1

∶

2 扩大NA:

2NA

∶

NA

∶

2NA

物质的量之比：

2 mol

∶

1 mol

∶

2 mol 标准状况下

体积之比：

44.8 L

∶

22.4 L

∶

44.8 L 相同状况下

体积之比：

2

∶

1

∶

2 从以上例子可以看出：

(1)任意物质的微粒(构成微粒，下同)数目之比等于物质的量之比。

(2)在同温同压下，气态物质的微粒数目之比等于物质的量之比，等于气体体积之比。

(3)同一种任意状态的物质的微粒数目之比等于物质的量之比。

(4)化学方程式中化学计量数之比＝各物质的物质的量之比＝各物质微粒数目之比。

(5)化学方程式除可以表示反应物、生成物的粒子数目关系和质量关系外，还可以表示它们的物质的量关系，如H2＋Cl2点燃2HCl可表示1 mol H2与1 mol Cl2完全反应生成2_mol_HCl。

1．基本步骤

2．计算类型

(1)基本计算

已知一种反应物(或生成物)的量求解其他物质的有关量，此时，只要按照化学方程式中

量的关系，列出已知物质和待求物质的比例式计算便可。

(2)过量计算

给出了两种反应物的量，求解某产物的量。

方法：按照化学方程式中量的关系判断哪一种物质过量，然后根据量不足的物质进行求解。

3．解题技巧

(1)关系式法

示例：把CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清石灰水中，求生成沉淀的质量。

分析：①写出反应方程式：

3CO＋Fe2O3△2Fe＋3CO2，

CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O ②列关系式

3CO～3CO2～3CaCO3，即CO～CaCO3，以上关系也可根据C原子守恒。

(2)守恒法

①电子守恒：氧化还原反应中得电子总数等于失电子总数。

②电荷守恒：电解质溶液中，阳离子所带正电荷总数＝阴离子所带负电荷总数；离子方程式中，反应物所带电荷总数＝生成物所带电荷总数。

(3)差量法

原理：根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化，找出“理论差量”，如反应前后的质量、物质的量、气体体积等。结合题目实际差量列出比例式进行解答。

示例：

Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4

固体质量差

理论差量

56 g

64 g

64 g－56 g＝8 g 实际差量

x

m g 56 g8 g则x＝m g，x＝7m g。