5.1 金属的性质 第1课时（教学课件）化学沪科版必修第二册

该高中化学课件聚焦金属的物理性质、原子结构及化学性质，通过金属材料发展历史（青铜、铁器、铝时代）和问题引导（如青铜早于铁合金的原因）导入，构建从历史到性质再到原子结构的知识脉络，为学生提供学习支架。 其亮点在于结合实验探究（如钠与水反应现象分析）和问题讨论（钠与硫酸铜溶液反应），培养科学探究与实践能力，通过原子结构与化学性质的关联（如碱金属最外层电子与还原性）发展科学思维，联系铝合金门窗等生活实例强化化学观念。学生能提升探究与应用能力，教师可借助丰富案例与互动设计优化教学。

第5章 金属及其化合物 5.1 金属的 性质 第1课时 金属的物理性质与化学性质 沪科版必修第二册 金属元素的原子结构 2 金属的物理性质 1 知识导航 3 金属的化学性质 知识导航 明·学习目标 1.知道金属的通性。 2.了解钠、铁及其重要化合物的主要性质 。 金属材料的发展 引·新课导入 01 金属的物理性质 金属的物理性质 金属的通性与特性 金属表面一般都有光泽，具有良好的延展性，导电性，导热性。银的导电性和导热性居金属首位，但由于价格等原因，一般的电线都是用铜制成的。 铁是人类冶炼和使用最多的金属。 探·知识奥秘 6 金属的物理性质 合 金 合金：由两种或两种以上元素（其中至少一种是金属）组成的具有金属特性的物质。 物理变化 故合金中各成分保持各自原有的化学性质 合金中至少含有一种金属单质，合金可以由金属与金属熔合而成，也可以由金属与非金属熔合而成。 注意 例如：生铁和钢就是含碳量不同的两种铁合金。 航母钢属于中碳钨镍铝稀土合金钢 探·知识奥秘 7 金属的物理性质 合 金 不锈钢护栏 铁制护栏 与纯金属材料相比，合金具有优良的物理、化学或机械性能，合金除了具有熔点低、硬度大特点，其抗腐蚀能力一般强于组成它们的金属 探·知识奥秘 8 金属的物理性质 (1)合金的硬度比其成分金属 ，机械性能一般____各成分金属。 (2)合金的熔点一般______它的各成分金属。 合金与纯金属的性能差异 优于 低于 (3)合金的导电性和导热性低于任一组分金属。利用合金的这一特性，可制造高电阻和高热阻材料，制造有特殊性能的材料。 (4)有的抗腐蚀能力强(如不锈钢)，在铁中掺入15%铬和9%镍得到一种耐腐蚀的不锈钢，适用于化学工业。 大 微点拨 探·知识奥秘 9 金属的物理性质 合 金 铁合金 钢铁直男 钢含碳量0.03%~2% 机械性能好 延展性好 生铁含碳量2%~4.3% 钢铁 硬度大 抗压 性脆 可塑性 探·知识奥秘 10 金属的物理性质 合 金 铜合金 铜合金 黄铜： 青铜： 白铜： 含Cu Zn——耐腐蚀，耐磨，可塑性强，硬度较小。 含Cu Sn Pb等——硬而脆，强度大 含Ni Zn（少量Mn）——制洒具等 探·知识奥秘 11 金属的物理性质 铁合金用途广泛，但我国最早出现的合金是不是铁合金，而是铜合金——青铜。你知道为什么吗？ 古代炼铜场景 我国古代最大的青铜器——司母戊鼎 铜元素活泼性较低，容易以单质形式存在，从化合物中提取出铜的条件低 微点拨 探·知识奥秘 12 1. 下列性质中，不属于金属的物理性质的是 A．反应中易失去电子 B．良好的延展性 C．良好的导电性和传热性 D．有光泽 A 析·典型范例 13 2.下列关于合金的说法错误的是(　 　) A．合金是由两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质 B．镁铝合金的硬度比镁和铝都小 C．在合金中加入适量的稀土金属能大大改善合金的性能 D．青铜、硬铝、钢都是合金 B 析·典型范例 14 02 金属元素的原子结构 金属元素的原子结构 碱金属等主族金属的原子结构与化学性质的关系 碱金属等主族金属元素的化学性质，主要由其原子结构中的最外层电子数和原子半径决定。 最外层电子数决定化学性质 碱金属元素原子的最外层电子数均为1，极易失去这个电子，形成+1价阳离子，表现出强还原性。 原子半径影响化学性质 随着原子序数的增加，碱金属元素的电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引力减弱，导致金属活泼性增强，与水和酸的反应剧烈程度也依次升高。 大多数金属元素原子的最外层电子数较少，原子半径较大，容易失去电子。主族金属元素原子在化学反应中失去最外层电子，呈现的最高正价等于原子的最外层电子数。 探·知识奥秘 金属元素的原子结构 副族金属元素原子的电子结构 副族金属元素原子的电子结构比较复杂，在化学反应中除能失去最外层的电子外，还能失去排布在内层上的电子，可显示出多种价态。 例如，铁（Fe）有+2、+3价，锰（Mn）有+2、+3、+4、+6、+7价等。 副族金属元素的这种电子结构特点，使其在化学反应中表现出丰富的化学性质和多种价态，这是主族元素所不具备的。 探·知识奥秘 1.以下关于锂、钠、钾、铷、铯的叙述不正确的是（ ） ①氢氧化物中碱性最强的是CsOH ②单质熔点最高的是铯 ③它们的密度依次增大 ④其单质的还原性依次增强 ⑤它们对应离子的氧化性依次增强 ⑥单质与水反应的剧烈程度依次增强 ⑦单质与相同浓度、相同体积的盐酸反应的剧烈程度依次增强 A.①⑤⑦ B.②⑥ C.②③⑤ D.②③④ C 析·典型范例 2.根据原子结构和元素性质，下列推断正确的是(　　) C A.碱金属单质的熔、沸点随原子序数的增加而升高 B.砹(At2)为白色固体，AgAt难溶于水也不溶于稀硝酸 C.在氧气中，铷(Rb)的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂 D.0.1 mol·L－1 溶液的酸性：HIO4＞HBrO4 析·典型范例 3.金属铯位于元素周期表第6周期第ⅠA族，下列预测不合理的是 A．铯比钾的熔点高 B．铯与水的反应比钾剧烈 C．硝酸铯是离子化合物 D．铯与氧气反应可形成多种氧化物 A 析·典型范例 03 金属的化学性质 金属的化学性质 金属与非金属单质的反应 根据对图1和图2的观察，金属钠有哪些物理性质？ 图1 保存在煤油中的钠 图2 用小刀切开后的钠 ★金属钠不与煤油反应 ★金属钠的密度比煤油大 ★金属钠常温下呈固态 ★质软 数据 熔点：97.8℃ 沸点：883℃ 密度：0.971g/cm3 探·知识奥秘 金属的化学性质 金属与非金属单质的反应 新切开的钠的光亮的表面很快变暗了。 现象 4Na＋O2══2Na2O 实验室中，要把钠保存在石蜡油或煤油中，以隔绝空气 观看图5.1实验探究，注意新切开的钠的表面所发生的变化。 ★常温下易与空气中的氧气反应 钠与非金属单质的反应 探·知识奥秘 金属的化学性质 金属与非金属单质的反应 钠受热先熔化 剧烈反应 发出黄色火焰 生成淡黄色固体 2Na + O2 ＝ Na2O2 （过氧化钠，淡黄色） △ -1 观看图 5.2演示实验，注意观察实验现象。 现象 探·知识奥秘 金属的化学性质 金属与非金属单质的反应 2Na＋Cl2==== 2NaCl （白色） 加热 Na与Cl2在点燃条件下的反应 2Na＋S====Na2S Na与S在研磨条件下的反应 Cl2 S 探·知识奥秘 金属的化学性质 金属与非金属单质的反应 铁元素在地壳中的含量排在第四位，仅次于氧硅铝，是含量第二多的金属元素，是使用最广泛的金属。 在自然界中的形态有游离态和化合态，即 铁 游离态（单质）：陨铁 化合态：以+2价和+3价化合物的形态存在于矿石中 铁与非金属单质的反应 探·知识奥秘 金属的化学性质 回顾：我们已经学习过铁与哪些物质的反应？ 与非金属单质(O2、Cl2 、S等)反应 铁在纯氧中燃烧 现象：剧烈燃烧、火星四射， 放出大量的热、生成黑色固体 3Fe+2O2 Fe3O4 点燃 铁在氯气中燃烧 现象：剧烈反应，产生棕黄色的烟 2Fe+3Cl2 2FeCl3 点燃 金属与非金属单质的反应 探·知识奥秘 金属的化学性质 【思考】钠的还原性很强，能还原HCl中的H元素，那它能够还原H2O中的H元素吗？如果能，请预测钠与水反应的生成物,并设计实验证明你的猜测。 生成物：H2、NaOH 实验：在烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一块钠放入水中。 微点拨 探·知识奥秘 金属的化学性质 金属与水的反应 观看钠与水反应的演示实验，从钠在水中的位置、钠的形状的变化、溶液颜色的变化等方面记录实验现象。分析实验想象，你能得出哪些结论？ 实验现象 分析及结论 钠与水的反应 探·知识奥秘 金属的化学性质 金属与水的反应 现象 结论 1.钠 在水面上。 1.钠的密度比水 。 2.钠熔化成 。 2.钠熔点较 ，且反应 。 3.小球在水面上迅速 ， 逐渐变小，最后 。 3.反应产生的气体推动小球运动。 4.与水反应发出 响声。 4.钠与水反应生成气体。 5.反应后溶液的颜色逐渐变 。 5.有 生成。 浮 小 明亮的小球 嘶嘶 放热 游动 消失 红 NaOH 浮 响 熔 游 红 低 探·知识奥秘 金属的化学性质 金属与水的反应 化学方程式： 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ 失2×e- 得2×e- 还原剂 氧化剂 2Na+2H2O==2Na++ 2OH- +H2↑ 失2e-，化合价升高，被氧化 得2e-，化合价升降低，被还原 还原剂 氧化剂 氧化产物 还原产物 【讨论】钠保存在煤油或石蜡油中还有其他目的吗？当火灾现场存放有大量活泼金属时，能用水灭火吗？ 钠着火不能用水而需要用干燥的沙土来灭火 探·知识奥秘 金属的化学性质 金属与水的反应 常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应： 现象：铁粉逐渐红热，烧杯中产生大量的肥皂泡，点燃气泡会发出爆鸣声，反应后试管内固体为黑色。 铁与水的反应 探·知识奥秘 金属的化学性质 金属与水的反应 铝是非常活泼的金属，可生活中我们却可见到很多铝制品，这是为什么？ 铝制电线 铝制餐具 铝合金门窗 铝的性质及其与水的反应 探·知识奥秘 金属的化学性质 金属与水的反应 铝与非金属单质反应 4Al ＋ 3O2 ===2Al2 O3 扫描隧道显微镜下氧化铝和氧化铁的表面形态 生成一层致密的氧化铝薄膜覆盖在铝表面，防止铝进一步被氧化，因此铝在空气中表现出良好的抗腐蚀性 探·知识奥秘 金属的化学性质 金属与水的反应 除去氧化膜后，铝能与热水反应生成氢氧化铝和氢气。 2Al + 6H2O====2Al(OH)3+ 3H2↑ ▲ 探·知识奥秘 金属与酸、盐溶液的反应 比较活泼的金属如锌、铁，它们能与稀硫酸或盐酸等 发生置换反应放出氢气。较活泼的金属也可以把相对不活泼的金属从其盐溶液中置换出来。 铁与盐酸反应 2Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 铁与硫酸铜溶液反应 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 较不活泼的金属如铜、银，它们与稀硫酸或盐酸等不发生反应，但能与浓硫酸、硝酸等具有强氧化性的酸发生反应，生成二氧化硫、氮氧化物等。铁、铝等金属在室温下遇浓硫酸、浓硝酸会发生钝化。 析·典型范例 实验室里用金属置换出某些盐溶液中的金属时，为何一般不会选择像钠、钾这样的活泼金属？ 硫酸铜溶液 生成红色的铜 生成蓝色沉淀（氢氧化铜) 现象：有气泡放出 产生蓝色沉淀 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + Na2SO4 2Na+2H2O+CuSO4 = Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑ 钠与硫酸铜溶液反应 先水后盐 注意：一般活泼金属K、Ca、Na与盐溶液的反应，先考虑与水的反应，再考虑与水反应的产物（碱）能否和该盐溶液反应。 微点拨 析·典型范例 分析下列四个反应中，铁的化合价的变化有何异同？为什么会有这样的异同？ 2Fe+3Cl2 2FeCl3 点燃 2Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 0 0 +3 +2 0 +2 与较强的氧化剂(如Cl2、Br2等)反应 与较弱的氧化剂(如盐酸、硫酸铜等)反应 +3价铁的化合物 +2价铁的化合物 Fe 0 3Fe + 2O2 ==== Fe3O4 点燃 0 +2、+3 O2 Fe3O4 (+2、+3) 微点拨 析·典型范例 1.用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是(　　) A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气 B．装置B中反应的化学方程式是 2Fe＋3H2O(g)===Fe2O3＋3H2 C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰 D．点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度 高温 B 析·典型范例 2.将金属钠放入盛有某溶液的烧杯中，既有气泡产生又有白色固体析出。该溶液可能是（ ） A．FeCl3溶液 B．饱和NaCl溶液 C．K2SO4稀溶液 D．CuCl2稀溶液 B　 析·典型范例 1．下列关于钠的叙述中，正确的是 A．钠的硬度很大 B．可用干燥的沙土盖灭燃烧的钠 C．的最外电子层上有1个电子 D．钠的密度小于煤油 B 练·技能实战 2.高铁车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金(　 　) A．质地轻，强度大，抗腐蚀能力比较强 B．具有比较活泼的化学性质 C．各种成分在自然界中含量丰富，容易获取 D．比纯铝熔点高，耐高温 A 练·技能实战 3.将一小块钠投入到MgCl2溶液中，有关现象或描述正确的是 A．固体溶解，无气体产生 B．既有气体产生，又有白色沉淀析出 C．只有气体产生 D．只有沉淀产生 B 练·技能实战 4.下列关于铝的说法中，错误的是 A．Al是地壳中含量最多的元素 B．Al在常温下能与O2反应 C．Al能与强酸或强碱发生反应 D．电解熔融的Al2O3可制得金属Al A 练·技能实战 5．下列说法不正确的是 A．铝热反应可冶炼钒、铬等熔点高的金属 B．生铁的熔点比纯铁的熔点低 C．实验室保存硫酸亚铁溶液时需加少量铁粉 D．常温下铁罐用来盛放浓硝酸，说明Fe与冷的浓硝酸不反应 D 练·技能实战 感谢 您的聆听 THANKS 沪科版必修第二册 Lavf58.29.100 Lavf57.25.100 $