1、1专题 12 金属与非金属的反应【 知识回放 】1金属元素的存在人类已经发现的一百多种元素中，大约 4/5 是金属元素。多数金属的化学性质比较活泼，因此，地球上绝大多数金属元素是以 形式存在。（1）化合态： 、 、 。(举例说明)（2）游离态： 。(举例说明)（3）地壳中含量最多的金属元素是 ，第二位是 ，第三位是 ，第四位是 。2金属有许多物理通性，如 、 、 、 、 等。3、金属与氧气反应的原理【答案】1化合态 （1）NaCl CaCO 3 Fe2O3（2）铂 金（3）铝 铁 钙 钠2常温下呈固态（除汞外） 银白色 有金属光泽 不透明 有延展性3、金属+氧气=金属氧化物【 新知精讲 】一、
2、金属的存在及通性1.金属在自然界中的存在(1)自然界中绝大多数金属元素的存在形态是化合态。(2)地壳中含量占据前两位的金属元素是铝和铁。22.物理通性外观 导电性 导热性 延展性不透明,有金属光泽 良好 良好 良好3.化学通性(1)金属的原子结构与化学性质:画出钠、镁、铝的原子结构示意图:Na: Mg: 、Al: .金属的原子结构与化学性质的关系:(2)写出下列反应的化学方程式:镁条燃烧:2Mg+O 2 2MgO;点 燃 = = = =镁条与稀盐酸反应:Mg+2HCl= =MgCl2+H2;铝丝与硫酸铜溶液反应:2Al+3CuSO 4=Al2(SO4)3+3Cu;铜丝与硝酸银溶液反应:Cu+2
3、AgNO 3=Cu(NO3)2+2Ag。二、金属与非金属的反应1.钠与氧气的反应(1)钠的物理性质:银白色固体、质软、硬度小、熔点低。(2)常温下钠与氧气的反应:将金属钠露置于空气中,其表面迅速变暗,失去金属光泽,化学方程式为4Na+O2=2Na2O。(3)钠在加热或点燃条件下与氧气的反应:2Na+O 2 Na2O2。2.铝与氧气的反应3(1)现象:铝箔熔化,失去金属光泽,但熔化的铝并不滴落。(2)化学方程式:4Al+3O 2 2Al2O3。 = = =3.金属与 Cl2、S 的反应金属与 Cl2、S 等物质反应生成相应的氯化物、硫化物等。【科学探究】探究一 钠与氧气的反应问题导引1.新切开的
4、金属钠表面有银白色金属光泽,但在空气中很快就会变暗,原因是什么?提示 因为金属钠非常活泼,在空气中很容易与氧气反应生成氧化钠,而失去金属光泽。2.钠与氧气反应,氧气过量时生成 Na2O2,氧气不足时生成 Na2O,这种说法对吗?提示 不对。钠与氧气反应的产物与反应条件有关,与氧气用量无关。不加热时生成 Na2O,加热或点燃条件下生成 Na2O2。探究二 铝与氧气的反应问题导引熔化的铝不滴落1.常见金属镁、铝等能存放在空气中,能说明常温下镁、铝不与氧气反应吗?提示 不能。镁、铝都是活泼金属,易被空气中的氧气氧化,但由于其表面容易形成致密的氧化物薄膜,可以隔绝镁、铝与空气的接触,阻止内部金属继续被
5、氧化,故镁、铝在空气中能稳定存在,且有很强的抗腐蚀性2.在做镁或铝的燃烧实验前,通常用砂纸打磨一下镁或铝,除用砂纸打磨之外还可以用什么办法?提示 可以将镁或铝在稀硫酸中浸泡,然后取出用蒸馏水清洗。【 重点突破 】41.金属钠露置在空气中的变化过程银白色金属 Na 表面变暗生成 Na2O 出现白色固体生成 NaOH 表面变成溶液 NaOH 潮解 白色块状物质生成 Na2CO310H2O 白色粉末状物质生成 Na2CO34Na+O2=2Na2ONa2O+H2O=2NaOH2NaOH+CO2=Na2CO3+H2ONa2CO3+10H2O=Na2CO310H2ONa2CO310H2O=Na2CO3+1
6、0H2O2.加热条件下钠在空气中的变化(1)实验及现象:取一小块金属钠放在坩埚中加热,现象为钠先熔化后剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成一种淡黄色固体。(2)原因及解释:钠与氧气在加热条件下剧烈反应生成淡黄色的过氧化钠。化学反应方程式为2Na+O2 Na2O2(过氧化钠中氧元素的化合价为-1 价)。 = = =3.金属与氧气反应的规律金属的金属性越强,越易与氧气发生化合反应。(1)活泼金属 K、Ca、Na 常温下在空气中易被氧化,在空气中又可发生燃烧。4Na+O2=2Na2O, 2Na2O+O2 2Na2O2或 2Na+O2 Na2O2。 = = = 点 燃 = = = =(2)较活泼金属 Mg、A
7、l 常温下在空气中易氧化,形成氧化膜,也可以发生燃烧。(3)金属 Zn、Fe、Sn、Pb 常温下与干燥空气不发生氧化反应,加热条件下能被氧化,在纯氧中可发生燃烧。(4)金属 Cu、Hg 在强热条件下,只氧化而不发生燃烧。金属活动性在 Hg 之后的金属不能被氧气氧化。4.经典燃烧实验现象集锦(1)镁条在空气中燃烧:发出耀眼强光,放出大量的热,生成白烟。(2)木炭在氧气中燃烧:发出白光,放出热量。(3)硫在纯氧中燃烧:发出明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成一种有刺激性气味的气体。(4)铁丝在氧气中燃烧:剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体物质。(5)氢气在空气中燃烧:火焰呈现淡蓝色。(6)钠在
8、空气中燃烧:火焰呈黄色,生成淡黄色物质。(7)将点燃的镁条伸入盛有二氧化碳的集气瓶中:剧烈燃烧,有黑色物质附着于集气瓶内壁。5【 典例探究 】典例 1下列关于铝的叙述中不正确的是（ ） ( )A.铝是地壳中含量最多的金属元素B.铝容易失去电子,表现还原性C.铝在空气中用酒精灯点不着D.在常温下,铝不能与氧气反应【答案】:D变式训练 1-1下列关于金属元素性质的叙述正确的是( )A.金属元素的原子只有还原性,离子只有氧化性B.金属元素在化合物中一定显正化合价C.金属元素在不同化合物中化合价一定是不同的D.金属元素的单质在常温下都是固体【答案】:B【解析】:金属单质只有还原性,具有可变化合价的低价
9、金属阳离子既有氧化性又有还原性(如 Fe2+),A 错误;金属元素无负价,B 正确;Na 2O 与 Na2O2中 Na 元素的化合价均为+1 价,C 错误;大多数金属单质在常温下为固体,少数为液体(如汞),D 错误。变式训练 1-2下列关于钠的叙述中,不正确的是（ ） ( )A.钠燃烧时发出黄色的火焰B.钠燃烧时生成氧化钠C.钠有很强的还原性D.钠原子的最外层只有一个电子【答案】:B【解析】:钠燃烧时生成过氧化钠,常温下与氧气反应生成氧化钠。变式训练 1-36取一块金属钠放在燃烧匙里加热,观察实验现象,以下描述正确的是( )金属钠先熔化 在空气中燃烧,放出红色火花 燃烧后得白色固体燃烧时火焰为
10、黄色 燃烧后生成浅黄色固体物质A. B.C. D.【答案】:D【解析】:钠的熔点只有 97.8,受热时立即熔化,它是一种很活泼的金属,受热时与 O2化合生成 Na2O2,呈淡黄色。典例 2将一块铝箔用砂纸打磨表面后,在酒精灯上加热至熔化,下列说法中正确的是( )A.熔化的是铝B.熔化的是 Al2O3C.熔化物滴落D.熔化物迅速燃烧【答案】:A变式训练 2-1 小兰家中收藏了一件清末的铝制佛像,该佛像至今仍保存完好。该佛像仍未锈蚀的主要原因是( )A.铝不易发生化学反应 B.铝的氧化物易发生还原反应 C.铝不易被氧化D.铝易被氧化,但氧化铝具有保护内部铝的作用【答案】:D【解析】:铝制品在空气中
11、与氧气反应,其表面生成一层致密而稳定的氧化铝(Al 2O3)薄膜,从而阻止铝进一步被氧化。变式训练 2-2将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化:表面迅速变暗“出汗”变成白色固体(粉7末),下列有关叙述中正确的是( )A.表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了过氧化钠B.“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的 CO2在表面形成了溶液C.最后变成碳酸钠粉末D.该过程中的所有化学反应均为氧化还原反应【答案】:C变式训练 2-3 一块金属钠暴露于空气中最后变成( )A.氧化钠 B.氢氧化钠C.碳酸钠 D.碳酸氢钠【答案】:C【解析】:钠在空气中的变化过程为:Na 2O Na2O 2H NaOH 2COH Na2CO310H2O 风 化 Na2CO3。
