新课标人教版必修1第三章第一节 金属的化学性质

第一节金属的化学性质一、钠的性质1．钠的物理性质：（1）白：银白色、有金属光泽的固体；（2）轻：密度小，ρ(Na)=0.97g/cm3，比水的密度小；（3）低：熔点和沸点低，熔点97.81℃，沸点882.9℃；（4）小：硬度小，可以用小刀切割；（5）导：钠是热和电的良导体。

2．钠的化学性质：（1）钠与水的反应：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑（2）钠与氧气的反应：钠在空气中缓慢氧化：4Na+O2==2Na2O（白色固体）钠在空气中加热或点燃：2Na+O 2Na2O2（淡黄色固体）3．钠的保存及用途（1）钠的保存：钠很容易跟空气中的氧气和水起反应，因此，在实验室中，通常将钠保存在煤油里，由于ρ(Na)>ρ(煤油)，钠沉在煤油下面，将钠与氧气和水隔绝。

（2）钠的用途：①钠钾合金（室温下呈液态），用作原子反应堆的导热剂。

②制备Na2O2。

③作为强还原剂制备某些稀有金属。

氧化钠与过氧化钠的性质比较二．铝的性质：（1）物理性质：密度小熔点较低，硬度较小，银白色金属；（2）化学性质①跟O2及其它非金属反应常温下，在空气中都因生成氧化膜，具有抗腐蚀能力.4Al+3O22Al2O32Al+3S Al2S3②跟水反应2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑(一般不反应，只有氧化膜被破坏后反应)③跟非氧化性酸的反应2Al+6H+==3Al3++3H2↑(常温下，在浓H2SO4、浓HNO3中钝化)④跟碱反应2Al+2NaOH+2H2O == 2NaAlO2+3H2↑三、Fe 的性质（1）Fe 与O 2反应，随着外界条件和两者量的相对多少不同，生成的产物不同。

3Fe+2O 2(纯) Fe 3O 4（黑色、有磁性） 2Fe(过量)+O 2 2FeO （黑色，该反应在炼钢过程中发生） 4Fe+3O 2 2Fe 2O 3（红棕色）生成Fe 3O 4的反应还有：3Fe+4H 2O(g) Fe 3O 4+4H 2（2）探究铁锈的成分及形成钢铁发生电化腐蚀时，Fe 参与电极反应的产物为Fe 2+，后与OH —反应生成Fe(OH)2；因其不稳定，又转变成Fe(OH)3失去部分水变成Fe 2O 3·n H 2O 。

（3）探究铁与酸的反应：铁与盐酸、稀硫酸的反应：Fe+2H +==Fe 2++H 2O （反应后溶液呈浅绿色） 铁与过量稀硝酸的反应：3FeO+10H ++NO 3-==3Fe 3++NO ↑+5H 2O （反应后溶液呈棕黄色） 铁与浓硫酸的反应：常温下，Fe 在浓硫酸中被钝化，即由于浓硫酸的强氧化性，使Fe 的表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止了内部的金属继续跟浓硫酸反应。

注意：（1）钠与盐溶液反应时，由于水的存在，钠不能发生置换反应，如： 2Na+CuSO 4==Na 2SO 4+Cu （×）一般钠与盐溶液的反应，可以先考虑钠与水的反应，再考虑钠与水反应的产物NaOH 能否和该盐溶液反应。

上述与硫酸铜溶液的反应可以写成：2Na+2H 2O+CuSO 4==Cu(OH)2↓+Na 2SO 4+H 2↑钠只有与某些熔融盐作用时才能置换出相应的金属，如： 4Na+TiCl 4（熔融）==4NaCl+Ti（2）氢氧化铝具有两性，可用电离平衡移动的原理来解释：氢氧化铝的电离方程式可表示如下：H 2O+ AlO 2-+H + Al(OH)3 Al 3++3OH -(酸式电离) (碱式电离)其电离程度相当微弱，只有加入强酸(或强碱)时，大量的H +(或OH -)才能破坏氢氧化铝的电离平衡，使平衡向右(或左)移动，生成铝盐(或偏铝酸盐)，所以氢氧化铝既能与酸反应，又能与碱反应.当加入弱酸或弱碱时，因H +或OH -浓度太小，不能使上述平衡移动，因此Al(OH)3只溶于强酸或强碱，而不溶于弱酸或弱碱.一、金属与氧气的反应例1．根据你对金属钠性质的了解，回答问题。

（1）关于钠的叙述中，正确的是（ ）。

A ．钠是银白色金属，硬度很大点燃 高温570℃～1400℃ 高温B．将金属钠放在石棉网上，用酒精灯加热后金属钠剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成过氧化钠C．金属钠在空气中燃烧，生成氧化钠D．金属钠的熔点很高（2）由于金属钠很容易跟空气中的________、________等物质反应，通常将它保存在________里，以使它与________、________等隔绝。

（3）将金属钠加入CuSO4溶液中会产生蓝色沉淀。

你能解释这一现象吗？【分析】本题考查钠的有关性质。

通过外观的观察和钠与水反应的实验现象可知，钠的物理性质有：银白色、密度小、熔沸点低、质地柔软、能导电、导热等。

作为活泼的金属，钠易与非金属单质O2、易与水发生化学反应。

（1）A选项中有关钠的硬度的描述不正确；C选项中有关钠在空气中燃烧的产物说法有误；D选项中金属钠的熔点的描述不符合事实。

只有B正确。

（2）由于金属钠的活泼性，很容易跟空气中的氧气、水蒸气等物质反应，因此保存时应隔绝空气，通常保存在煤油里。

这是利用了钠的密度大于煤油的密度且钠与煤油不反应，钠在煤油中沉在底部而避免了与空气的接触。

（3）金属钠与盐溶液的反应，不可能置换出金属单质，这是因为钠首先要和溶液中的水反应生成NaOH和H2，而后生成的NaOH可能会与盐溶液中的溶质反应。

【答案】（1）B（2）氧气、水蒸气，煤油，氧气、水蒸气。

（3）钠投入CuSO4溶液中，首先发生反应：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑，生成的NaOH能与CuSO4反应：2NaOH+CuSO4==Na2SO4+Cu(OH)2↓，所以会观察到有蓝色沉淀生成。

该反应的总反应方程式可以表示为：2Na+2H2O+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑例2．一小块钠置于空气中，有下列现象：①变成白色粉末；②变暗；③变成白色固体；④变成液体。

上述现象出现的先后顺序是（）A.①②③④B.②③④①C.②③①④D.③②④①【分析】钠露置于空气中的变化过程是：Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3钠首先表面变暗转化为Na2O，由于Na2O与水结合的能力比与CO2结合的能力强，所以应生成NaOH，而不是Na2CO3，NaOH在空气中易潮解，潮解后的NaOH再吸收空气中的CO2形成Na2CO3·10H2O晶体，最后Na2CO3·10H2O风化形成无水Na2CO3粉末。

【答案】B例3．将4.6g金属钠投入到足量水中，得a g溶液；将4.8g金属镁投入到足量盐酸中，得b g 溶液，假设水的质量与盐酸的质量相等，则反应后两溶液的质量关系式（）A. a=bB. a>bC. a<bD. 无法判断【分析】溶液的质量等于金属和水或酸的质量减去放出H2的质量。

2Na+2H2O==2NaOH+H2↑46 24.6g (0.2 g)a=4.6+m(H2O)-0.2=4.4+m(H2O)Mg+2HCl==MgCl2+H2↑24 24.8g (0.4g)b=4.8+m(HCl)-0.4=4.4+m(HCl)因为m(H2O)=m(HCl)，所以a=b，选A。

【答案】A二、金属与水的反应例4．（1）将一小粒金属钠投入盛有滴加酚酞的冷水的烧杯中可观察到哪些实验现象？产生这些现象的原因是什么？（2）请你对课本中钠与水反应的实验装置进行改进，要求你所改进的实验装置在进行钠与水反应的实验时，能够将气体富集后用于检验（点燃）。

嘴管和固定一根大头针，钠块扎在大头针上正好接触水面。

反应后在尖嘴管处点燃气体；利用图（2）装置进行实验时，将钠块用铝箔包好后再用铜网裹住(防止钠块浮起)，置于倒扣的漏斗内，即可用排水法收集一试管气体用于点燃；利用图（3）装置进行实验时，将广口瓶中盛满水，在胶塞上固定一根大头针，将钠块扎在大头针上，迅速用胶塞塞住瓶口，产生的气体将水压入长颈漏斗中，反应结束后，打开弹簧夹或挤压玻璃珠即可在尖嘴管处点燃气体；图（4）的原理类同于图（3），产生的气体将水压入普通漏斗中，反应结束后，打开弹簧夹或挤压玻璃珠也可在尖嘴管处点燃气体。

【答案】见“问题分析”。

三、铝与氢氧化钠溶液的反应例5．下列曲线图(纵坐标为沉淀的量，横坐标为加入物的量)不正确的是( ) A．向1L浓度均为0.1mol/L的Ba(OH)2、Na[Al(OH)4]混合液加入0.1 mol/L稀H2SO4溶液B．向含有0.1 mol/L AlCl3和0.3mol/L NH4Cl的混合液1L中加入0.1mol/L NaOH溶液C．向烧碱溶液滴加明矾[KAl(SO4)2]溶液D．向AlCl3溶液滴加过量氨水【分析】①在Ba(OH)2、Na[Al(OH)4]混合液中滴入稀H2SO4，首先与Ba(OH)2发生中和反应之后才与Na[Al(OH)4]反应，因为在强碱液中不能形成Al(OH)3。

当加入1L0.1mol/L稀H2SO4溶液时，产生0.1molBaSO4沉淀，而图中不符合此结果，A选项错。

②向AlCl3和NH4Cl混合液中加入NaOH液有如下反应关系：Al3++3OH-==Al(OH)3↓OH-+Al(OH)3 ==Al(OH)4-0.1 0.3 0.1 0.3 0.1 0.1NH4+ + OH-== NH3·H2O0.3 0.3B选项正确。

③C选项正确。

④Al(OH)3在氨水中不溶解。

【答案】AD。