第一节金属的化学性质第2课时 学习目标: 1、通过学习钠、铝、铁分别与氧气反应的差异,找出与水反应的相同点和差异 2、根据钠、铝、铁与氧气和水的反应情况差异,找出其本质原因 3、按照思考、交流、实验、观察、分析、得出结论的方法进行启发式教学 、学习重点难点 钠与水的反应,铝与NaOH溶液的反应 三、学习过程: 【引入】钠除了能与氧气反应之外,能否跟水反应呢?其他的金属能否与水反应呢?这节课我们就 来探究金属与水反应的问题。我们来做一下钠与水反应的实验,看看钠到底能不能跟水反应呢?反 应又能生成什么物质? 金属与水的反应 【实验1】在小烧杯中加入约1/2的水,滴入1~2滴酚酞溶液,将切好的钠投入到水中,盖上表 面皿,观察现象。 ★观察时应注意几方面内容:钠在水中的哪个部位反应,形态有何变化,如何运动,发出怎样的声 音,溶液颜色有何变化 现象 分析(或结论) (1) (3)
1 第一节金属的化学性质 第 2 课时 一、学习目标： 1、 通过学习钠、铝、铁分别与氧气反应的差异，找出与水反应的相同点和差异 2、根据钠、铝、铁与氧气和水的反应情况差异，找出其本质原因 3、按照思考、交流、实验、观察、分析、得出结论的方法进行启发式教学 二、学习重点难点： 钠与水的反应，铝与 NaOH 溶液的反应 三、学习过程： 【引入】钠除了能与氧气反应之外，能否跟水反应呢？其他的金属能否与水反应呢？这节课我们就 来探究金属与水反应的问题。我们来做一下钠与水反应的实验，看看钠到底能不能跟水反应呢？反 应又能生成什么物质？ 金属与水的反应 【实验 1】 在小烧杯中加入约 1/2 的水，滴入 1～2 滴酚酞溶液，将切好的钠投入到水中，盖上表 面皿，观察现象。 ★观察时应注意几方面内容：钠在水中的哪个部位反应，形态有何变化，如何运动，发出怎样的声 音，溶液颜色有何变化？ 现象 分析（或结论） （1） （2） （3）
(4) 【学生】进行 实验探究并填 写下表 【思考】钠与水反应生成的气体是什么?如何验证? 反应方程式 【思考与交流】根据金属活泼顺序,钠排在铜的前面,那么金属钠能否从CuSO溶液中置换出单质铜 推测可能出现的现象 【实验2】在烧杯中加入约20m1的CuS0溶液,将切好的钠投入到其中,盖上表面皿,观察现象。 【结论】 【问题讨论】1、钠既能与氧气反应,又能与水反应,那么钠应该如何保存呢? 2、已知钠和四氯化碳不能反应,四氯化碳的密度比钠大,那么钠能否保存在四氯化碳中? 3、钠着火应该怎么扑灭?用水行吗?泡沫灭火器呢? 【转引】钠是活泼金属,能够和水反应,那么铁能否和水反应呢?平常我们何以用铁锅来煮水,说 明铁是不能和冷水和热水反应的。但是能否与水蒸气反应呢? 【引导阅读】指导学生阅读课本P42的内容。 【科学探究】 【活动用品】3支试管、水槽、蒸发皿、胶塞、导管、酒精喷灯等
2 【学生】进行 实验探究并填 写下表 【思考】钠与水反应生成的气体是什么？如何验证？ 反应方程式 __________________________ 【思考与交流】根据金属活泼顺序，钠排在铜的前面，那么金属钠能否从 CuSO4 溶液中置换出单质铜？ 推测可能出现的现象。 【实验 2】在烧杯中加入约 20ml 的 CuSO4 溶液，将切好的钠投入到其中，盖上表面皿，观察现象。 【结论】 ___________________________________________ 【问题讨论】1、钠既能与氧气反应，又能与水反应，那么钠应该如何保存呢？ 2、已知钠和四氯化碳不能反应，四氯化碳的密度比钠大，那么钠能否保存在四氯化碳中？ 3、钠着火应该怎么扑灭？用水行吗？泡沫灭火器呢？ 【转引】钠是活泼金属，能够和水反应，那么铁能否和水反应呢？平常我们何以用铁锅来煮水，说 明铁是不能和冷水和热水反应的。但是能否与水蒸气反应呢？ 【引导阅读】指导学生阅读课本 P42 的内容。 【科学探究】 【活动用品】3 支试管、水槽、蒸发皿、胶塞、导管、酒精喷灯等 （4） （5）
【活动内容】设计实验装置,使还原铁粉与水蒸气反应。 【引导探究】根据所阅读的资料,思考以下几个问题: 1、该装置应包括哪几个部分? 2、生成的气体如何收集和检验? 【讨论得出结论】实验装置应包括 【学生活动】学生展示自己的设计方案,向老师和同学介绍设计的思路和原理。 【展示评价】可论买验刀案,挑田一套比牧规氾操作间甲的计。 铁粉和石棉械 2 湿楫花还原铁粉 铁与水蒸气反应装置
3 【活动内容】设计实验装置，使还原铁粉与水蒸气反应。 【引导探究】根据所阅读的资料，思考以下几个问题： 1、该装置应包括哪几个部分？ 2、生成的气体如何收集和检验？ 【讨论得出结论】实验装置应包括 、 、 。 【学生活动】学生展示自己的设计方案，向老师和同学介绍设计的思路和原理。 【展示评价】讨论实验方案，挑出一套比较规范且操作简单的设计。 1 2 3
【结论】这一套三试管的实验,选择套装置比较合适。 【学生讨论】其他方案存在什么问题? 【思考】铁与水的反应中,如果将实验中的还原铁粉换成铁片或铁钉,反应能否发生? 四、展示与交流 五、课堂例题: 题1.利用下图装置完成Fe与水蒸气的反应 硬质玻璃管中盛有还原铁粉和石棉线的混合物
4 【结论】这一套三试管的实验， 选择 套装置比较合适。 【学生讨论】其他方案存在什么问题？ 【思考】铁与水的反应中，如果将实验中的还原铁粉换成铁片或铁钉，反应能否发生？ 四、展示与交流 五、课堂例题： 题 1．利用下图装置完成 Fe 与水蒸气的反应。 硬质玻璃管中盛有还原铁粉和石棉线的混合物
铁粉和石棉绒 请回答下列问题: (1)该反应的化学方程式为 其中氧化剂是 还原剂是 (2)实验前应对该置进行气密性检査,操作方法是 (3)圆底烧瓶中盛有水,该装置受热后的主要作用是 其中 烧瓶中应预先放一些碎瓷片,其作用是 (4)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是 其理由是 (5)干燥管中盛装的物质是 ,其作用是 (6)试管中收集到的气体是 ,若在A处点燃该气体,则必须对该气体进行 方法为 思路点拨:借助铁与水蒸气在高温下的反应,考查实验的基本知识,如实验安全的设计和处理,气 密性的检査方法,防止液体暴沸的处理方法,可燃气体的验纯方法等。需要对实验基本操作熟练掌 解析: (1)铁与水蒸气高温下反应为3Fe+4H0(g)感通FeO+4H。由氧化还原反应理论可分析,铁为 还原剂,H2O为氧化剂 (2)验证装置气密性时,应先将末端放入水中,用双手握热(或用酒精灯微热)圆底烧瓶,看末 端是否有气泡产生 (3)圆底烧瓶中盛有水,显然是提供反应所需水蒸气,碎瓷片是防止液体暴沸的: (4)未反应前装置中必定会有O,所以为防铁粉被氧化,应先点燃酒精灯产生足量水蒸气后,再 点燃酒精喷灯 (5)干燥管中盛有固体干燥剂,其作用是吸收水,可选用碱石灰或无水氯化钙:
5 请回答下列问题： （1）该反应的化学方程式为_____________________________________； 其中氧化剂是___________；还原剂是______________。 （2）实验前应对该置进行气密性检查，操作方法是_________________________________。 （3）圆底烧瓶中盛有水，该装置受热后的主要作用是________________________________，其中 烧瓶中应预先放一些碎瓷片，其作用是____________________________________________。 （4）酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是_________________；其理由是___________________。 （5）干燥管中盛装的物质是____________，其作用是_______________________________。 （6）试管中收集到的气体是___________，若在 A 处点燃该气体，则必须对该气体进行 ___________，方法为__________________________________________。 思路点拨：借助铁与水蒸气在高温下的反应，考查实验的基本知识，如实验安全的设计和处理，气 密性的检查方法，防止液体暴沸的处理方法，可燃气体的验纯方法等。需要对实验基本操作熟练掌 握。 解析： （1）铁与水蒸气高温下反应为 3Fe+4H2O (g) Fe3O4+4H2。由氧化还原反应理论可分析，铁为 还原剂，H2O 为氧化剂； （2）验证装置气密性时，应先将末端放入水中，用双手握热（或用酒精灯微热）圆底烧瓶，看末 端是否有气泡产生； （3）圆底烧瓶中盛有水，显然是提供反应所需水蒸气，碎瓷片是防止液体暴沸的； （4）未反应前装置中必定会有 O2，所以为防铁粉被氧化，应先点燃酒精灯产生足量水蒸气后，再 点燃酒精喷灯； （5）干燥管中盛有固体干燥剂，其作用是吸收水，可选用碱石灰或无水氯化钙；
(6)要点燃H,必经首先验纯,以防止爆炸。 答案 (1)3Fe+4H-0(g)- Fe, 0,+4H2 H0 Fe (2)将导管插入水槽中,用酒精灯微热圆底烧瓶,若口端有气泡逸出,停止加热后,导管中上升 段水柱,则表明该装置气密性良好 (3)提供反应所需的水蒸气防止液体暴沸 (4)先点燃酒精灯,产生水蒸气后,再点燃酒精喷灯防止先点燃酒精喷灯导致的Fe被O氧化 (5)碱石灰(或无水氯化钙)吸收H2中的水蒸气 (6)H验纯收集一试管气体,用拇指堵住管口,移近酒精灯火焰处,松开拇指,若产生尖钅 爆鸣声,证明收集的氢气不纯:;若产生“噗”的一声,证明是纯净的H 总结升华:对于一个大的实验题目,首先要整体把握,然后逐一分解。一般来说,此类题目的落 点都是一个小的基本操作的规范表达、实验安全等问题,所以做好此类题目的前提,是对实验安全 实验基本操作要熟练和准确。 举一反三 [变式1]钠与水反应时产生的各种现象如下,其中正确的一组是( ①钠浮在水面上②钠沉在水底③钠熔化成小球 ④小球迅速游动逐渐减小,最后消失 ⑤发出嘶嘶响声⑥滴入酚酞后溶液显红色 A.①②③④⑤ B.全部 C.①②③⑤⑥ D.①③④⑤⑥ [变式2]将一小块金属钠投入到过量的硫酸铜溶液中,主要生成物是() A.Na2SO4和Cu B.Na2SO1和H2 C.CuOH)2和H2 D.Na2SO4、Cu(OH)2和H 题2.下列离子方程式表达正确的是() A.金属钠和盐酸反应:2Na+2H20=2Na'+20H+H2↑ B.金属铜跟硝酸反应:Cu+2H=Cu2"+H2↑ C.金属铝溶于盐酸中:2Al+6H=2A1+3H2↑ D.金属铁跟稀硫酸反应:2Fe+6H=2Fe3+3H2↑ 思路点拨:书写离子反应方程式最基本的做法是“四步法”,即写化学方程式是基础:拆分物质是关 键:删去不参与离子反应的离子是对其整理;检查离子方程式前后的守恒是保证。 6
6 （6）要点燃 H2，必经首先验纯，以防止爆炸。 答案： （1）3Fe+4H2O (g) Fe3O4+4H2 H2O Fe （2）将导管插入水槽中，用酒精灯微热圆底烧瓶，若口端有气泡逸出，停止加热后，导管中上升 一段水柱，则表明该装置气密性良好。 （3）提供反应所需的水蒸气 防止液体暴沸 （4）先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯 防止先点燃酒精喷灯导致的 Fe 被 O2 氧化。 （5）碱石灰（或无水氯化钙） 吸收 H2 中的水蒸气 （6）H2 验纯 收集一试管气体，用拇指堵住管口，移近酒精灯火焰处，松开拇指，若产生尖锐 爆鸣声，证明收集的氢气不纯；若产生“噗”的一声，证明是纯净的 H2。 总结升华：对于一个大的实验题目，首先要整体把握，然后逐一分解。一般来说，此类题目的落 点都是一个小的基本操作的规范表达、实验安全等问题，所以做好此类题目的前提，是对实验安全、 实验基本操作要熟练和准确。 举一反三： [变式 1] 钠与水反应时产生的各种现象如下，其中正确的一组是（ ） ①钠浮在水面上 ②钠沉在水底 ③钠熔化成小球 ④小球迅速游动逐渐减小，最后消失 ⑤发出嘶嘶响声 ⑥滴入酚酞后溶液显红色 A．①②③④⑤ B．全部 C．①②③⑤⑥ D．①③④⑤⑥ [变式 2] 将一小块金属钠投入到过量的硫酸铜溶液中，主要生成物是（ ） A．Na2SO4 和 Cu B．Na2SO4 和 H2 C．Cu(OH)2 和 H2 D．Na2SO4、Cu(OH)2 和 H2 题 2．下列离子方程式表达正确的是（ ） A．金属钠和盐酸反应：2Na+2H2O＝2Na+ +2OH－ +H2↑ B．金属铜跟硝酸反应：Cu+2H+＝Cu2++H2↑ C．金属铝溶于盐酸中：2Al+6H+＝2Al3++3H2↑ D．金属铁跟稀硫酸反应：2Fe+6H+＝2Fe3++3H2↑ 思路点拨：书写离子反应方程式最基本的做法是“四步法”，即写化学方程式是基础；拆分物质是关 键；删去不参与离子反应的离子是对其整理；检查离子方程式前后的守恒是保证
解析:№a跟盐酸反应,其实质是№a将H还原为H,即2Na+H=2Na+l2↑,A错:铜跟硝酸反应 时不产生H,B错;铝跟盐酸反应生成H2,C正确:铁和稀硫酸反应生成FeSO和H,D错误。 答案:C 总结升华:判断离子方程式是否正确,基本思路是先看产物是否正确。即看反应是否符合客观事 实;再看物质的拆分是否正确;最后检查是否符合质量守恒和电荷守恒以及化学计量数是否最简。 举一反三 [变式3]下列离子方程式错误的是() A.镁跟稀盐酸反应:Mg+2H=Mg2+H2↑ B.铝跟硫酸铜溶液反应:AL+Cu'=AI+Cu C.铜跟硝酸银溶液反应:Cu+2Ag'=Cu2+2Ag 钠跟氯化铁溶液反应:6Na+2Fe+6H20=6Na+2Fe(OH)3↓+3H↑ [变式4]在托盘天平的两盘中各放一只盛有等浓度等质量的稀盐酸的烧杯,此时天平平衡。若分别 在两烧杯中加入2.3g钠与2.4g镁(盐酸都过量),待反应完全后,天平会( A.向加入钠的一边偏转 B.向加入镁的一边偏转 C.天平仍然平衡 D.无法判断 六、课堂小结: 金属和水反应的一般规律: 金属与水反应的规律是: (1)K、Ca、Na等金属和冷水作用,生成可溶性碱和H2。2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 2)Mg和冷水反应缓慢,与沸水迅速反应,Al与冷水很难反应,与沸水能反应,生成不溶性碱和 氢气。Mg+2H20==Mg(OH)2+H2↑ (3)Zn、Fe、Sn、Pb和高温水蒸气反应,生成不溶性氧化物和H。 3Fe+4H20(g)==Fe0O4+4H2 Zn + h2o(g)=== Zn0+H2 (4)Cu、Hg、Ag、Pt、Au不与水反应 七、课堂练习: 1、下列有关钠的物理性质的叙述中正确的是 ①银白色金属②质软可以用小刀切割③熔点低于100℃④密度比水小 ⑤热和电的良导体 A、①②④B、①②③④C、①③④D、①②③④⑤
7 解析：Na 跟盐酸反应，其实质是 Na 将 H +还原为 H2，即 2Na+2H+＝2Na++H2↑，A 错；铜跟硝酸反应 时不产生 H2，B 错；铝跟盐酸反应生成 H2，C 正确；铁和稀硫酸反应生成 FeSO4 和 H2，D 错误。 答案：C 总结升华：判断离子方程式是否正确，基本思路是先看产物是否正确。即看反应是否符合客观事 实；再看物质的拆分是否正确；最后检查是否符合质量守恒和电荷守恒以及化学计量数是否最简。 举一反三： [变式 3] 下列离子方程式错误的是（ ） A．镁跟稀盐酸反应：Mg+2H+＝Mg2++H2↑ B．铝跟硫酸铜溶液反应：Al+Cu2+＝Al3++Cu C．铜跟硝酸银溶液反应：Cu+2Ag+＝Cu2++2Ag D．钠跟氯化铁溶液反应：6Na+2Fe3++6H2O＝6Na+ +2Fe(OH)3↓+3H2↑ [变式 4] 在托盘天平的两盘中各放一只盛有等浓度等质量的稀盐酸的烧杯，此时天平平衡。若分别 在两烧杯中加入 2.3 g 钠与 2.4 g 镁（盐酸都过量），待反应完全后，天平会（ ） A．向加入钠的一边偏转 B．向加入镁的一边偏转 C．天平仍然平衡 D．无法判断 六、课堂小结： 金属和水反应的一般规律： 金属与水反应的规律是： （1）K、Ca、Na 等金属和冷水作用，生成可溶性碱和 H2。2Na + 2H2O=2NaOH + H2↑ （2）Mg 和冷水反应缓慢，与沸水迅速反应，Al 与冷水很难反应，与沸水能反应，生成不溶性碱和 氢气。 Mg + 2H2O === Mg(OH)2 + H2↑ （3） Zn、Fe、Sn、Pb 和高温水蒸气反应，生成不溶性氧化物和 H2。 3Fe + 4H2O(g) === Fe3O4 + 4H2 Zn + H2O(g) === ZnO + H2 （4）Cu、Hg、Ag、Pt、Au 不与水反应。 七、课堂练习： 1、下列有关钠的物理性质的叙述中正确的是 （ ） ①银白色金属 ②质软可以用小刀切割 ③熔点低于 100℃ ④密度比水小 ⑤热和电的良导体 A、①②④ B、①②③④ C、①③④ D、①②③④⑤
2、金属钠放在水中浮在水面上,放在煤油中沉在油层下,煤油的密度是0.8g·cm3,推测钠的密度 3)是 A、大于1.0B、小于0.8 C、介于0.8~1.0之间D、不能确定 3、钠和水反应时所产生的现象与钠的下列性质无关的是:() A、钠的熔点低B、钠的硬度小C、钠的密度小D、钠有强的还原性 4、把一小块钠投入到硫酸铜溶液中,生成物有 A、CuB、Cu(OH)2 C、H 5、下列物质放置在空气中,因发生氧化还原反应而变质的是 B、NaOH C、NaCl D、Na2O2 6、下列关于钠与水反应现象的描述,正确的组合是:() (1)钠浮在水面上(2)钠沉在水底下(3)立即熔化成银色的闪亮小球(4)小球迅速游动,逐 渐减小,最后完全消失(5)小球固定在水面某处不动,慢慢减小,直至消失(6)发出嘶嘶的响 声(7)反应后滴入酚酞试液显红色(8)反应后滴入石蕊试液显红色 A、(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)B、(1)(3)(4)(6)(7) C、(2)(3)(4)(6)(7) D、(3)(4)(5)(6)(7)(8) 6、由于钠很容易与空气中的 等物质反应,通常将钠保存在 里,以使钠与 等隔绝 7、钠可以把钛、锆等金属从它们的卤化物中还原出来,这是由于钠具有 性。 八、预习与测评
8 2、金属钠放在水中浮在水面上，放在煤油中沉在油层下，煤油的密度是 0.8g·cm －3，推测钠的密度 （g·cm －3）是 （ ） A、大于 1.0 B、小于 0.8 C、介于 0.8～1.0 之间 D、不能确定 3、钠和水反应时所产生的现象与钠的下列性质无关的是：（ ） Ａ、钠的熔点低 B、钠的硬度小 C、钠的密度小 D、钠有强的还原性 4、把一小块钠投入到硫酸铜溶液中，生成物有 （ ） A、Cu B、Cu（OH）2 C、H2 D、O2 5、下列物质放置在空气中，因发生氧化还原反应而变质的是： （ ） A、Na B、NaOH C、NaCl D、Na2O2 6、下列关于钠与水反应现象的描述，正确的组合是：（ ） （1）钠浮在水面上（2）钠沉在水底下 （3）立即熔化成银色的闪亮小球 （4）小球迅速游动，逐 渐减小，最后完全消失 （5）小球固定在水面某处不动，慢慢减小，直至消失 （6）发出嘶嘶的响 声 （7）反应后滴入酚酞试液显红色 （8）反应后滴入石蕊试液显红色 A、（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8） Ｂ、（1）（3）（4）（6）（7） C、（2）（3）（4）（6）（7） Ｄ、（3）（4）（5）（6）（7）（8） 6、由于钠很容易与空气中的 、 等物质反应，通常将钠保存在 ___________里，以使钠与 、 等隔绝。 7、钠可以把钛、锆等金属从它们的卤化物中还原出来，这是由于钠具有 性。 八、预习与测评