必修一 第三章 第一节金属的化学性质学案.docx

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必修一第三章第一节金属的化学性质学案

第三章金属及其化合物

第一节金属的化学性质

第一课时

［思考与交流］金属的物理性质（共性）：

1．举例说明金属能发生哪些化学反应。

2．图3-2是金属发生化学的一些照片，请分析这些反应，并写出化学方程式

（1）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

（2）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

（3）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（4）　　　　　　　　　　　　　　　　

3．画出Na．Mg．Al的原子结构示意图，分析它们的原子结构有什么特点，与金属的化学性质有什么联系

一．金属与非金属的反应

〖实验3－1〗取出一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油用小刀切开一端的外皮观察钠表面的光泽和颜色，看新切开的钠的表面在空气中会不会发生变化。

钠的物理性质：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，保存在　　　　　　中。

1．钠和氧气反应

〖实验3－2〗：

再取一小块金属钠放在坩埚里加热观察有什么现象？

金属

反应条件

（常温/加热）

反应现象

氧化物

的颜色

化学方程式

钠

常温

点燃

钠和氯气反应：

Na与S研磨：

现象：

　　　　　　　　　　　　　　反应式：

2．铝和氧气反应：

〖科学探究〗

①加热未打磨的铝箔，有何现象？

写出反应方程式。

②加热已打磨的铝箔，有何现象？

现象与前者有何不同？

如何解释？

写出反应方程式。

〖讨论〗为何加热打磨和不打磨的铝箔现象一样的？

总结

金属

反应条件

（常温/加热）

反应

现象

氧化物

的颜色

化学方程式

钠

铝

铁

铜

【归纳小结】①金属的活动性越强，与氧气反应就越易进行（如钠露置空气中就氧化）；金属活动性越弱，与氧气发生反应时反应条件较高（如铁在空气中不能被点燃），俗语说“真金不怕火炼”就说明金在加热条件下不与氧气反应。

②金属和氧气反应一般生成普通氧化物，例MgOAl2O3CuO，但钠在氧气中燃烧生成Na2O2，铁在氧气中燃烧生成Fe3O4。

③金属表面的氧化物有的疏松，不能保存内层金属，如铁；金属表面的氧化物有的致密，可以保存内层金属镁、铝。

【典例分析】

【例1】取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象正确的描述是（）

　　①金属先熔化；②在空气中燃烧，放出黄色火花；③燃烧后得白色固体；④燃烧时火焰为黄色；⑤燃烧后生成浅黄色固体物质

A．①②　B．①②③　　C．①④⑤　　　D．④⑤

【例2】下列灭火剂能用于扑灭金属钠着火的是（）

A．干冰B．黄沙C．干粉（含NaHCO3）灭火剂D．泡沫灭火剂

【例3】2．3g纯净金属钠在干燥空气中被氧化后得到3．5g固体，由此可判断其氧化物是（　　）

A．只有Na2O　　B．只有Na2O2　　C．Na2O和Na2O2　　D．无法确定

【随堂演练】

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．将4．6g钠与1．6g硫粉迅速混合起来，并放在石棉网上加热，反应后生成的固体是（）

A．黄色固体混合物B．硫粉与硫化钠C．过氧化钠与硫化钠D．氧化钠与硫化钠

3．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．在常温下，铝不能与氧气反应

C．铝是一种比较活泼的金属　　　　　　　D．在化学反应中，铝容易失去电子，是还原剂

《同步练习一》

1．地壳中储量居前4位的金属是（）

A．Al、Fe、Ca、NaB．Al、Fe、Ag、Cu

C．O、Si、Al、FeD．Na、Mg、K、H

2．下列关于钠的叙述中，不正确的是（　　）

A．钠燃烧时发出黄色火焰　　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

3．下列描述的一定是金属的是（　　）

A．易失去电子的物质　　　　　　　　B．能与酸反应的物质

C．原子的最外层只有一个电子的元素　　　D．原子核内有11个质子的元素

4．钠离子的性质是（　　）

A．有强还原性　B．有弱氧化性　C．有碱性　D．比钠原子稳定

5．在空气中强热下列物质时，质量会增加的是（）

A．CuB．Na2OC．KMnO４D．NaCl

6．活泼金属在空气中易与氧气反应，在表面生成一层氧化膜，氧化膜致密，可以保护内层金属不被继续氧化的金属是（）

A．铁B．钠C．铝D．镁

7．将金属钠放在燃烧匙中加热使其燃烧，不可能出现的现象是（）

A．金属钠融化为小球B．火焰为黄色

C．燃烧后得到一白色固体D．燃烧后得到一淡黄色固体

8．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

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。

9．金属钠是_______色固体，质地__________，将钠放在空气中一会儿，会发现金属钠的表面变暗，原因是（用化学方程式表示）___________________________；将钠放在空气中燃烧，其反应的化学方程式是____________________，生成物的颜色是_________色。

第2课时

【情景】广州日报大洋网上找到了一则关于金属钠事故的报道——《炸起千层浪，珠江“水雷”谜团待解》（2002-7-9）：

若干神秘“水雷”惊现珠江。

2001年7月7日，在珠江石溪附近，前前后后共漂着七个白色的来历不明的金属桶。

突然，从漂在水面上的一个金属桶内冒起一股白烟，窜起亮黄色火苗，紧接着一声巨响，蘑菇状的水柱冲天而起，这个铁桶接着又连续爆炸了多次，爆炸腾起的白色烟雾有近十米高，还有许多未燃尽的白烟飘进旁边的公司内，这些灰白色的物体一遇到水就不停地冒泡，有时甚至还突然着火。

二．金属与酸和水的反应

【讨论】

（1）俗话说“水火不相溶”，为什么今天水会引火呢？

引起爆炸的物质是什么呢？

（2）装有钠的金属桶为什么会成为“水雷”呢？

究竟发生了什么样的反应呢？

【活动探究】金属钠能否像白磷一样保存在水中？

1．钠与水反应

〖实验3-3〗向一只盛有水的烧杯中滴加几滴酚酞试液，然后将绿豆般大小的金属钠投入到小烧杯中并盖上玻璃片，观察实验现象。

现象

结论

反应方程式：

【思考】

（1）金属钠长期放置在空气中的最终产物是什么？

（2）:

如果在一支试管中加入水,再加入煤油．最后放入绿豆大小的钠会有什么现象?

（3）钠与水反应实际上是钠与水电离出来的微弱的H＋反应，那么钠与盐酸．硫酸等酸溶液的反应要比与水的反应，请预测试验现象。

【知识扩展】

（1）金属钠比铜活泼，能否从硫酸铜溶液中置换出单质铜？

说出反应的现象，推断产物。

实验现象：

实质：

结论：

（2）将钠块投入FeCl3溶液中，有何现象。

写出化学方程式。

2．铁和水蒸气的反应

【实验】：

铁和水蒸气的反应

分析实验装置：

水蒸汽发生装置+水蒸汽与铁粉反应装置+气体收集装置

实验现象：

反应方程式：

铁粉与水蒸气的反应装置

【思考】：

一天，英国一家炼铁厂的熔铁炉底部产生了裂缝，顿时炽热的铁水从裂口夺路而出。

当温度高达一千多摄氏度的铁水碰上炉旁一条水沟里的水时，刹那间，“轰”的一声震天动地的巨响，整个车间被掀掉了。

水为什么会产生这么大的相当于TNT炸药的威力呢？

三．铝与氢氧化钠溶液的反应

【实验3-4】：

铝与酸、碱（NaOH）反应

铝与盐酸反应，现象

反应方程式

铝与NaOH）反应，现象

反应方程式

实质:

第一步:

2Al+6H2O=2Al（OH）3+3H2↑第二步：

Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O

总的反应方程式：

2Al+2NaOH+6H2O==2NaAlO2+3H2↑+4H2O

氧化剂：

；还原剂：

【典型例题】

【例1】对于下列有关金属钠的叙述，正确的是（　　　　）

A．由于钠比较活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动顺序表中钠后面的金属

B．1个钠原子能失去1个电子，1个镁原子能失去2个电子，所以镁的还原性比钠强

C．钠能把钛．锆等金属从熔融卤化物里还原出来

D．0．5L1mol·L－1的盐酸分别与1mol钠、镁、铝反应，所生成的氢气的量相等

【例2】把一块表面已部分被氧化的钠0．77g放入10g水中，得到标准状况下氢气224mL。

求

（1）若将金属钠表面的氧化物均视为氧化钠，试求该氧化钠的质量。

（2）所得溶液中溶质的质量分数和该溶液的物质的量浓度（溶液的密度为dg·cm－3）。

《同步练习二》

1．将2．3g钠投入97．7g水中，反应完毕后，溶液的质量分数（）

A．大于4%　　　B．小于4%　　　C．等于4%D．大于2%，小于4%

2．金属钠分别与下列各溶液反应，既有沉淀生成又有气体产生的是（）

A．氯化钡溶液　B．硫酸钾溶液　C．氯化铁溶液　　D．硝酸钾溶液

3．钠与水反应时的现象与钠的下列性质无关的是（　　）

A.Na的熔点低　　B.Na的硬度小　　C.Na的密度小　　D.有强还原性

4．将一小块Na投入足量的CuSO4溶液中，现象是（　　）

A.置换出金属铜　　B.产生气体，置换出金属铜

C.生成蓝色沉淀　　D.产生气体，生成蓝色沉淀

5．将质量为ｍg的铁片放入CuSO4溶液中，过一会儿取出干燥，铁片的质量变为ｎg，则被氧化的铁的质量是（）

A.8（ｎ–ｍ）g　　　B.8（ｍ-ｎ）gC.7（ｍ-ｎ）gD.7（ｎ-ｍ）g

6．将2.3g金属钠投入100g水中，反应结束后，溶液中溶质的质量分数计算式表示正确的是（　　）

A.2.3/100×100%B.4/（100+2.3-0.1）×100%

C.4/（100+2.3）×100%D.4/（4+100-1.8）×100%

7．在实验室里做钠跟水反应的实验时，用到的仪器是（　　）

a.试管夹　b.镊子　c.小刀　d.冷凝管　e.滤纸　f.研钵　g.烧杯　h.坩埚　i.石棉网　j.玻璃片　k.药题　l.燃烧匙

A.abdiB.ecfkC.fghlD.bcegj

8．往烧杯内注入煤油和水各100mL，静置后将一小块钠投入烧杯内。

（已知钠的密度介于煤油和水之间，且水和煤油互不相溶）发生的现象是（　　　）

A.钠沉到液柱1/2处，钠块下部有许多气泡放出，附有气泡的钠块徐徐上升到液体表面，一会儿又沉到液柱1/2处，如此反复多次，最后消失

B.钠块一直沉到烧杯底部，并停留在杯底，放出气泡，最后消失

C.钠块浮在液柱表面上，很快熔成一个光亮的小球，小球四处浮动，最后消失

D.钠块沉到液柱1/2处，很快熔成一个闪亮的小球，小球在液柱1/2处沿水平方向迅速游来游去，最后消失

9．已知煤油的密度是0.8g·cm-3，试根据金属钠的保存方法和与水反应的现象，推测金属钠的密度是（　　）

A.大于1.0g·cm-3B.小于0.8g·cm-3　　　　C.介于（0.8-1.0）g·cm-3之间　D.无法推测

10．在进行钠和水的反应实验中，有如下操作和实验现象，请根据钠的性质解释说明。

（1）刚用小刀切开的金属钠断面呈_______色，在空气中放置几分钟后发生的变化为______________。

（2）切下来的金属钠块要用滤纸擦净后方可放入水中实验，这是因为_______________

　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）金属钠块必须用_______夹取，而不能用手拿取，理由是_______________________

　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）金属钠块投入水中后，钠很快熔成一个闪亮的小球并浮于水面上，这是因为____

___。

（5）钠小球在水面上迅速游动，这是因为_____________________________________，反应容器的上方弥漫着“白色物”，它的主要成分是___________________________________。

（6）如果水中在未加钠之前已滴入酚酞试溶，反应后溶液由无色变为_____________________色，理由是____________________________。

11．红热的铁能与水蒸气反应，有氢气生成，根据下图所示装置进行铁在高温下与水蒸气反应的实验，并用简单的方法收集，检验生成氢气。

请回答下列问题：

（1）写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式______________________________。

（2）干燥管C内盛放的药品是_______或______。

干燥管的________（m或n）端与g导管相连接。

（3）在D处画出用简单方法用试管来收集氢气的装置图（所需其他仪器自己选择）。

（4）怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气，简述实验操作步骤和现象___________________。

12．一块表面已部分被氧化成氧化钠的钠块质量为1.08g，投入到100g水中，完全反应后收集到0.02gH2。

求:

（1）未被氧化的金属钠的质量是多少？

（2）被氧化的金属钠的质量是多少？

第3课时

四、物质的量在化学方程式计算中的应用

设问：

化学方程式表示哪几项意义？

1．“物质的量”应用于化学方程式的计算时，皆基于各反应物、生成物“粒子数之比”等于其物质的量之比。

例如：

2H2+O2=2H2O

化学计量数之比2︰1︰2

同时扩大NA倍2NA︰NA︰2NA

物质的量之比2mol︰1mol︰2mol

物质质量之比4g︰32g︰36g

气体体积之比2Vm︰Vm︰2Vm

指出：

体积关系只对气体成立

2．计算要求

新教材教学大纲对化学计算的要求更加规范、严格。

具体要求如下：

（1）根据化学方程式进行计算时，已知物质的其他物理量一般可换算成物质的量，再根据化学方程式中的化学计量数之比等于物质的量之比，列比例求解。

（2）解题过程中注意：

①各种符号的书写要规范，大写字母与小写字母的意义各不相同。

如“M”表示摩尔质量，而“m”表示质量；“N”表示微粒数，而“n”表示物质的量。

②设未知数直接用各物理量的符号表示，且要注明物质（或粒子）的符号。

如设参加反应盐酸溶液的体积为V[HCl（aq）]。

③各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。

如已知NaOH溶液的体积和物质的量浓度，求NaOH溶液的质量时就写成：

m（NaOH）=c（NaOH）×V[NaOH（aq）]×M（NaOH）

④把已知量代入计算式中计算时都要带单位，在计算式（包括单位）中，不能出现两根分数线。

如：

应写成

【例1】将6.5gZn加入到足量HCl溶液中，锌完全反应。

计算：

（1）6.5gZn的物质的量；

（2）参加反应的HCl的物质的量；

（3）生成H2的体积（标准状况）。

【例2】实验室用浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气时，收集到7．1g氯气，求：

（1）发生反应的二氧化锰的物质的量是多少?

（2）被氧化的氯化氢的物质的量是多少?

（3）有多少个电子发生转移?

【例3】25g纯度为80%的石灰石与100g质量分数为15%的稀盐酸充分反应，试确定反应生成二氧化碳的质量．　

〖随堂演练〗1．取50mLNa2CO3和Na2SO4的混合溶液，加入过量的BaCl2溶液后得到14．51g白色沉淀，用过量的稀硝酸处理后沉淀质量减少到4．66g，并有气体放出，试计算：

（1）原混合溶液中Na2SO4的物质的量浓度；

（2）产生的气体在标准状况下的体积。

2．将0．65g锌加到50mL1mol·L－1盐酸中，计算：

（1）标准状况下，生成H2的体积．　

（2）若反应完成后，溶液体积仍为50mL，这时溶液中的Zn2＋和H＋的物质的量浓度是多少?

《同步练习三》

1.同体积同物质的量浓度的稀H2SO4与NaOH溶液混合后，滴入石蕊试剂后溶液是（）

A．红色B．紫色C．蓝色D．无色

2．在标准状况下，11．2LCH4在足量O2中燃烧，反应后生成的气态物质所占的体积为（）

A．11．2LB．5．6LC．22．4LD．16．8L

3．物质的量相等的Na、Mg、Al分别跟足量稀H2SO4反应，产生的氢气的物质的量之比为（）

A．1∶1∶1B．1∶2∶3C．1∶3∶3D．3∶2∶1

4．把100g铁片插入500mL2mol·L—1的CuSO4溶液中，反应一段时间后，取出铁片，洗净、干燥、称量，铁片的质量为104g。

计算：

（1）析出铜多少克?

（2）混合液中FeSO4的物质的量浓度是多少?

5．把5．4gAl放入到足量NaOH溶液中完全反应，生成的氢气在标准状况下的体积为多少？

6．7.8gNa2O2投入水中，充分反应后，计算：

（1）在标准状况下放出O2的体积是多少升?

（2）把反应的溶液加水稀释至500Ml，NaOH的物质的量浓度是多少?

7．400mL某浓度的NaOH溶液恰好与5.8LCl2（标准状况）完全反应，计算：

（1）生成NaClO的物质的量。

（2）该溶液中NaOH的物质的量浓度。

8．实验室欲制备一定量的氯气，现有2．61gMnO2和12mol·L－1的浓盐酸50mL，理论上可制得标况下的氯气多少升？

（MMnO2=87g·mol－1）