《金属的化学性质》金属和金属材料PPT课件5.ppt

2001年年7月月7日，在珠江石溪附近，若干日，在珠江石溪附近，若干神秘神秘“水雷水雷”惊惊现珠江。前前后后共漂着七个珠江。前前后后共漂着七个白色的来白色的来历不明的不明的铁桶。突然，从漂在水面上桶。突然，从漂在水面上的一个的一个铁桶内冒起一股白烟，桶内冒起一股白烟，窜起亮黄色火苗，起亮黄色火苗，紧接着一声巨响，蘑菇状的水柱冲天而起。爆接着一声巨响，蘑菇状的水柱冲天而起。爆炸炸腾起的白色烟起的白色烟雾有近十米高，有近十米高，还有有许多未燃多未燃尽的白烟尽的白烟飘进旁旁边的公司内，的公司内，这些灰白色的物些灰白色的物体一遇到水就不停地冒泡，有体一遇到水就不停地冒泡，有时甚至甚至还突然着突然着火。据悉，其中另有一火。据悉，其中另有一铁桶被桶被过往船只往船只发现，新课导入新课导入金属钠金属钠“水雷水雷”惊现珠江惊现珠江并将其打并将其打捞上船，打算清洗后使用，但当船上船，打算清洗后使用，但当船员把盖子打开后，桶内立刻冒起把盖子打开后，桶内立刻冒起浓浓的白烟，的白烟，一接触桶内物一接触桶内物质，双手立即感到，双手立即感到剧烈疼痛。烈疼痛。于是，船于是，船员又将其推到江里，一遇水，又将其推到江里，一遇水，这个个桶又爆炸了，所幸桶又爆炸了，所幸该船逃离迅速，船逃离迅速，伤害不大。害不大。消防消防队员、民警及广州化工集、民警及广州化工集团的化学的化学品品专家赶来凑在一起，家赶来凑在一起，紧张地地调查“水雷水雷”的性的性质。根据根据鉴定，定，铁桶中装的是金属桶中装的是金属钠。金属金属钠为什么会爆炸呢？什么会爆炸呢？教学目标教学目标知识和技能知识和技能1知道知道铁、铝、铜等常等常见金属与氧气的金属与氧气的反反应；2初步初步认识常常见金属与稀金属与稀盐酸、稀硫酸酸、稀硫酸的置的置换反反应，以及与，以及与盐溶液的置溶液的置换反反应，能用，能用置置换反反应解解释一些与日常生活有关的化学一些与日常生活有关的化学问题；3能用金属活能用金属活动性性顺序序对有关的置有关的置换反反应进行行简单的判断，并能利用金属活的判断，并能利用金属活动性性顺序序解解释一些与日常生活有关的化学一些与日常生活有关的化学问题。过程和方法过程和方法1认识科学探究的基本科学探究的基本过程，通程，通过组织、引引导和点和点拨，进行行实验探究和探究和讨论交流，从而交流，从而认识金属的化学性金属的化学性质及其活及其活动性性顺序；序；2初步学会运用初步学会运用观察、察、实验等方法等方法获取取信息，并能用信息，并能用图表和化学表和化学语言表达有关的信息；言表达有关的信息；3初步学会运用比初步学会运用比较、归纳、概括等方、概括等方法法对获取的信息取的信息进行加工，逐步形成良好的学行加工，逐步形成良好的学习习惯和方法。和方法。情感态度与价值观情感态度与价值观1培养培养辩证唯物主唯物主义观点，保持和增点，保持和增强对化学化学现象的好奇心和探究欲，激象的好奇心和探究欲，激发学学习化学的化学的兴趣；趣；2培养合作意培养合作意识以及勤于思考、以及勤于思考、严谨求求实、勇于、勇于实践的科学精神；践的科学精神；3了解化学与日常生活和生了解化学与日常生活和生产的密切的密切关系。通关系。通过实验探究探究认识金属活金属活动性性顺序，序，运用金属活运用金属活动性性顺序序对置置换反反应作出判断。作出判断。重点重点难点难点 了解金属活了解金属活动动性性顺顺序表，掌握置序表，掌握置换换反反应应的概念。的概念。认识部分金属的重要化学性部分金属的重要化学性质（与氧（与氧气反气反应，与，与盐酸、稀硫酸反酸、稀硫酸反应及金属及金属间的置的置换）。）。实实验验现现象象化学方程式化学方程式活泼性比较活泼性比较铁丝在铁丝在氧气中氧气中燃烧燃烧火星四射，放火星四射，放出大量的热，出大量的热，产生黑色固体产生黑色固体3Fe+2O2=Fe3O4镁在空镁在空气中燃气中燃烧烧发出白光，放发出白光，放热，生成白色热，生成白色固体固体2MgO2=2MgO铜在酒铜在酒精灯上精灯上加热加热由红色变为黑由红色变为黑色色2Cu+O2=2CuO一、金属与氧气的反应一、金属与氧气的反应点燃点燃点燃点燃MgFeMgFeMgCuMgCu金属氧化物金属氧化物：由金属元素和氧元素：由金属元素和氧元素组成的成的氧化物。氧化物。3Fe+2O2Fe3O42CU+O22CUO2Mg+O22MgO4Al+3O22Al2O3 高温高温从反从反应条件来条件来看，我看，我们发现铁和和铜在高温下才与氧在高温下才与氧气反气反应，而，而镁和和铝在常温下就和氧气在常温下就和氧气反反应。说明：明：镁铝比比较活活泼，铁和和铜次之。次之。点燃点燃 高温高温金属金属+氧气氧气金属氧化物金属氧化物点燃点燃在相同的条件下，金属与氧气反在相同的条件下，金属与氧气反应越容易，金属的活越容易，金属的活泼性越性越强，反，反应越越剧烈，金属的活烈，金属的活泼性越性越强。镁、铝、铁、铜的活的活动性：性：_ _ _ _MgAlFeCu金属的活动性金属的活动性 镁、铝比比较活活泼，铁、铜次之，金次之，金最不活最不活泼。（。（Mg Al Fe Cu Au）1不同的金属与氧气的反不同的金属与氧气的反应条件不同。条件不同。2与氧气反与氧气反应条件的不同，条件的不同，说明金属活明金属活动性不同。性不同。3判断金属活判断金属活动性的方法一：大多数性的方法一：大多数金属都能与氧气金属都能与氧气发生反生反应，根据金属与氧气，根据金属与氧气反反应的的难易程度或者反易程度或者反应现象的象的剧烈程度判烈程度判断金属的活断金属的活动性。性。B组：在：在试管中分管中分别放入放入镁条、条、锌粒、粒、铁钉、铜丝。然后，分。然后，分别向其中加入一些稀硫酸。向其中加入一些稀硫酸。仔仔细观察察现象，并象，并记录。A组：在：在试管中分管中分别放入放入镁条、条、锌粒、粒、铁钉、铜丝。然后，分。然后，分别向其中加入一些向其中加入一些盐酸。酸。二、金属活动性顺序二、金属活动性顺序1 1金属与酸的反应金属与酸的反应镁与盐酸镁与盐酸的反应的反应锌与盐酸锌与盐酸的反应的反应铁与盐酸铁与盐酸的反应的反应铜与盐酸铜与盐酸的反应的反应金属与盐酸反应的实验现象金属与盐酸反应的实验现象盐酸酸God Save me!无所无所谓，我无所我无所谓为什什么受么受伤的的总是是我！我！我得意地我得意地笑，又得笑，又得意地笑意地笑金属与盐酸的反应金属与盐酸的反应金属金属现象现象反应的化学方程式反应的化学方程式铜铜铁铁锌锌镁镁金属与金属与盐酸反酸反应产生大量的气泡，生大量的气泡，形成浅形成浅绿色的溶液色的溶液没有明没有明显变化化Fe+2HCl=FeCl2+H2Zn+2HCl=ZnCl2+H2Mg+2HCl=MgCl2+H2产生大量的气泡，放出生大量的气泡，放出热量，形成无色的溶液量，形成无色的溶液产生大量的气泡，放出生大量的气泡，放出热量，形成无色的溶液量，形成无色的溶液金属与硫酸反金属与硫酸反应金属金属现象现象反应的化学方程式反应的化学方程式铜铜铁铁锌锌镁镁Mg+H2SO4=MgSO4+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2Fe+H2SO4=FeSO4+H2产生大量的气泡，放出生大量的气泡，放出热量，形成无色的溶液量，形成无色的溶液产生气泡，放出生气泡，放出热量，量，形成浅形成浅绿色的溶液色的溶液没有明没有明显变化化产生大量的气泡，放出生大量的气泡，放出热量，形成无色的溶液量，形成无色的溶液金属活金属活动性性顺序：序：镁锌铁铜Fe+2HCl=FeCl2+H2Zn+2HCl=ZnCl2+H2Mg+H2SO4=MgSO4+H2单质+化合物化合物=化合物化合物+单质由一种由一种单质与另一种与另一种化合物化合物反反应，生成生成另一另一种种单质和另一种和另一种化合物化合物的反的反应叫做叫做置置换反反应。置置换反反应：A+BC=AC+B金属金属+酸酸=金属化合物金属化合物+H21反反应物和物和产物都只有两种；物都只有两种；3单质化合物化合物=单质化合物化合物置置换反反应的特征：的特征：2反反应物是物是单质和化合物，和化合物，产物也物也是是单质和化合物；和化合物；在生活中有在生活中有这样一个一个现象：苹果、梨象：苹果、梨用用铁刀切了以后，表面会刀切了以后，表面会变黑。黑。这是是为什什么呢？么呢？这是因是因为苹果、梨子等多种水果的苹果、梨子等多种水果的细胞里，都含有鞣酸，鞣酸能和胞里，都含有鞣酸，鞣酸能和铁反反应，生，生成黑色的鞣酸成黑色的鞣酸铁。铝与硫酸铜铝与硫酸铜溶液的反应溶液的反应铜与硝酸银铜与硝酸银溶液的反应溶液的反应2 2金属与某些化合物溶液的反应金属与某些化合物溶液的反应实验实验 现象现象反应的化学方程式反应的化学方程式光亮铝丝光亮铝丝浸入硫酸浸入硫酸铜溶液中铜溶液中铜丝浸入铜丝浸入硝酸银溶硝酸银溶液中液中铜丝浸入铜丝浸入硫酸铝溶硫酸铝溶液中液中铝丝表面覆盖一表面覆盖一层红色的色的铜，溶液由，溶液由蓝色色变成无色成无色铜丝表面覆盖一表面覆盖一层银白色的白色的银，溶液由无，溶液由无色逐色逐渐变成成蓝色色2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag无无金属活金属活动性性顺序：序：AlCuAg1部分金属能与金属化合物的溶液反部分金属能与金属化合物的溶液反应；金属金属+金属化合物金属化合物=新金属新金属+新化合物新化合物2金属金属单质的活的活动性比金属化合物溶液性比金属化合物溶液中的金属元素的活中的金属元素的活动性性强，才能把它从溶液，才能把它从溶液中置中置换出来。出来。3可根据金属能不能把另一种金属从可根据金属能不能把另一种金属从金属化合物的溶液中置金属化合物的溶液中置换出来，判断金属活出来，判断金属活动性的性的强弱。弱。金属活动性顺序由强逐渐减弱金属活动性顺序由强逐渐减弱3 3常见金属活动性顺序常见金属活动性顺序Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt AuK Ca 金属活金属活动性从前到后逐性从前到后逐渐减弱；减弱；位于（位于（H）前的金属可以置）前的金属可以置换出酸中的出酸中的氢；位于前面的金属能把位于后面的金属从它位于前面的金属能把位于后面的金属从它的化合物溶液中置的化合物溶液中置换出来。出来。（K、Ca、Na除外！）除外！）判断常判断常见金属活金属活泼性的方法：性的方法：金属与酸反金属与酸反应的的剧烈程度；烈程度；金属与能否与金属化合物的溶液反金属与能否与金属化合物的溶液反应；金属与氧气反金属与氧气反应的的难易程度。易程度。金属活金属活动顺序动顺序KCaNaMgAlZnFeSnPbHCuHgAgPtAu还原性还原性离子离子氧化性氧化性与与O2反反应条件应条件与与H2O反应反应与酸置与酸置换反应换反应与盐的与盐的反应反应依次减弱依次减弱依次增依次增强（Fe的离子的离子为Fe2+）常温易常温易反反应常温能常温能反反应常温、干燥空常温、干燥空气不易反气不易反应加加热可可反反应不反不反应加加热或与水蒸气反或与水蒸气反应不反不反应置置换出酸中的出酸中的氢不能置不能置换出出氢前面的金属把后面的金属从前面的金属把后面的金属从相相应的的盐溶液中置溶液中置换出来出来常温下常温下可反可反应我国我国劳动人民很早就人民很早就认识了了铜盐溶液里的溶液里的铜能被能被铁置置换，从而，从而发明了湿法明了湿法炼铜。湿法湿法炼铜的原理是：的原理是：CuSO4+Fe=Cu+FeSO4在在汉代代许多著作里有多著作里有记载“石胆能化石胆能化铁为铜”，晋葛洪，晋葛洪抱朴子内篇抱朴子内篇黄白黄白中也有中也有“以曾青以曾青涂涂铁，铁赤色如赤色如铜”的的记载。南北朝。南北朝时更更进一步一步认识到不到不仅硫酸硫酸铜，其它可溶性，其它可溶性铜盐也能与也能与铁发生置生置换反反应。南北朝的陶弘景。南北朝的陶弘景说：“鸡屎屎矾投苦投苦洒（醋）中涂洒（醋）中涂铁，皆作，皆作铜色色”，即不，即不纯的碱式硫的碱式硫酸酸铜或碱式碳酸或碱式碳酸铜不溶于水，但可溶于醋，用醋不溶于水，但可溶于醋，用醋溶解溶解湿法炼铜湿法炼铜后也可与后也可与铁起置起置换反反应。到唐末五代。到唐末五代间，水，水法法炼铜的原理的原理应用到生用到生产中去，至宋代更有中去，至宋代更有发展，成展，成为大量生大量生产铜的重要方法之一。的重要方法之一。除了湿法除了湿法炼铜外，外，还有火法有火法炼铜，火法，火法炼铜的主要原料是硫化的主要原料是硫化铜精精矿，一般包括焙，一般包括焙烧、熔、熔炼、吹、吹炼、精、精炼等工序。等工序。湿湿法法炼炼铜铜厂厂附附近近环环境境火法炼铜厂环境火法炼铜厂环境课堂小结课堂小结一、金属与氧气的反一、金属与氧气的反应4Al+3O2=2Al2O32Mg+O2=2MgO3Fe+2O2=Fe3O4（金属越活（金属越活泼，反，反应越容易，越越容易，越剧烈。）烈。）二、金属与稀二、金属与稀盐酸、稀硫酸反酸、稀硫酸反应（置置换反反应）Fe+2HCl=FeCl2+H2Fe+H2SO4=FeSO4+H2Zn+2HCl=ZnCl2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2Mg+2HCl=MgCl2+H2Mg+H2SO4=MgSO4+H2（金属越活（金属越活泼，反反应越容易，越越容易，越剧烈。）烈。）点燃点燃三、金属与某些化合物溶液反三、金属与某些化合物溶液反应（置置换反反应）2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag四、置四、置换反反应由由单质和化合物反和化合物反应，生成，生成单质和化合物和化合物的反的反应。位于前面的金属把位于后面的金属从它的位于前面的金属把位于后面的金属从它的化合物的溶液中置化合物的溶液中置换出来。出来。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活金属活动性，由性，由强逐逐渐减弱。减弱。金属活金属活动顺序及其序及其应用：判断金属能用：判断金属能否在溶液中否在溶液中发生置生置换反反应，及反，及反应的快慢。的快慢。五、金属活五、金属活动性性顺序序1小小兰家中收藏一件清末的家中收藏一件清末的铝制佛像，制佛像，该佛像至今保存十分完好。其主要原因是（佛像至今保存十分完好。其主要原因是（）A铝不易不易发生化学反生化学反应B铝的氧化物容易的氧化物容易发生生还原反原反应C铝不易被氧化不易被氧化D铝易氧化，但氧化易氧化，但氧化铝具有保具有保护内部内部铝的的作用作用D课堂练习课堂练习2下列反下列反应属于置属于置换反反应的是（的是（）H2+CuO=Cu+H2O2CO+O2=2CO2Zn+2HCl=ZnCl2+H2Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2ABCD加加热高温高温C点燃点燃3有有A、B两两块等等质量的量的铁，将，将A浸浸入稀硫酸中，同入稀硫酸中，同时将将B浸入硫酸浸入硫酸铜溶液中，溶液中，过一会儿，同一会儿，同时取出晾干，两取出晾干，两块铁的的质量量mA、mB应该是（是（）AmAmBBmAmBCmA=mBDmAmBA4把把A、B两两块质量相等的量相等的铁片分片分别放放进盛有等盛有等质量分数的量分数的盐酸和硫酸的酸和硫酸的两个两个烧杯中，两杯中，两烧杯分杯分别放在一天平的放在一天平的左右两个托左右两个托盘上。充分反上。充分反应后后铁片都有片都有剩余，剩余，则天平指天平指针（）A偏向偏向盐酸一酸一边 B偏向硫酸一偏向硫酸一边C无法判断无法判断D天平平衡天平平衡B5X、Y、Z三种金属及其化合物三种金属及其化合物间可可发生生如下化学反如下化学反应：Y+ZCl2=Z+YCl2X+ZCl2=Z+XCl2Y+2HCl=YCl2+H2X+HCl不反不反应则X、Y、Z三种金属的活三种金属的活动性由性由强到弱的到弱的顺序是（序是（）AZYXBXYZCYXZDYZXCC+O2CO2（化合反（化合反应）1铝的外面有一的外面有一层氧化膜抗腐氧化膜抗腐蚀性好，用性好，用钢刷、沙来刷洗会破坏其保刷、沙来刷洗会破坏其保护膜。膜。2铁能与硫酸能与硫酸铜反反应。课后习题答案课后习题答案点燃点燃高温高温3CO2+C2CO（化合反（化合反应）点燃点燃3Fe+2O2Fe3O4（化合反（化合反应）高温高温Fe3O44CO3Fe4CO2Fe+2HClFeCl2+H2（置（置换反反应）Fe+CuSO4FeSO4+Cu（置置换反反应）4 2Mg+O22MgO（化合反（化合反应）点燃点燃Mg+2HClMgCl2+H2（置（置换反反应）高温高温2Cu+O22CuO（化合反（化合反应）5（1）不能）不能（2）Zn+CuSO4ZnSO4+Cu（3）不能）不能（4）Al+3AgNO3Al（NO3）3+3Ag6Fe+CuSO4FeSO4+Cu将混合物将混合物缓缓缓缓加入硫酸加入硫酸铜铜溶液中溶液中Fe+CuCl2FeCl2+Cu把把铁铁加入混合溶液中加入混合溶液中7XYZ830克克镁镁生成生成2.5克克氢氢气气，生成生成30克克氢氢气用气用360克克镁镁；30克克锌锌生成生成0.92克克氢氢气气，生成生成30克克氢氢气用气用975克克锌锌；30克克铁铁生成生成1.1克克氢氢气气，生成生成30克克氢氢气用气用840克克铁铁。