人教版高中化学必修一课件第3章第1节第2课时

提示：四种方法：方法一：从钠、铝、铁的燃烧实验来说 明钠、铝、铁的金属性强弱。钠在空气中用火柴即可点燃，而 铝在空气中需要高温点燃，铁在空气中很难点燃，说明金属性： Na>Al>Fe。常温时 4Na＋O2===2Na2O，加热时 2Na＋O2=点==燃== Na2O2，铝常温表面生成氧化膜，在氧气中点燃生成 Al2O3，Fe 在干燥的空气中很难反应，在潮湿的空气中易生锈，在纯氧中 能燃烧，生成 Fe3O4。从反应的条件、反应的难易、反应的产 物都说明了金属性：Na>Al>Fe。
【答案】 (1)产生水蒸气 3Fe＋4H2O(g)==△===Fe3O4＋ 4H2
(2)吸收未反应的水蒸气 (3)黑色固体变为红色，右端管壁有水珠生成 (4)A 收集 H2，并检验其纯度
●活学巧练 1．(2014·经典习题选萃)如图在玻璃管中放入还原铁粉和 石棉绒的混合物加热并通入水蒸气，用试管收集产生的经干 燥的气体，并靠近火焰点火。
新知识·预习探究
●学习目标 1．掌握钠与水反应的原理，会描述实验现象。 2．掌握铁与水反应的原理，了解气体产物的检验方法。 3．了解铝与酸及NaOH溶液的反应。
●新知预习
1．金属与酸的反应 位于金属活动性顺序中氢以前的金属与酸反应生成盐和
H2，如Zn、Fe和稀H2SO4反应的离子方程式分别为： ___Z_n_＋__2_H__＋_=_=_=_Z__n_2＋_＋__H__2↑_______________________， __F__e_＋__2_H_＋_=_=_=_F__e2_＋_＋__H__2↑________________________。
【解析】 常温下Fe不与H2O发生反应，但在高温下， Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4和H2，故Fe是一种较活泼的金属。 因铁粉和Fe3O4均为黑色，因此实验过程中固体颜色无明显变 化，但产物H2可用点燃的方法证明。石棉绒成分为硅酸盐， 它耐高温且性质稳定，是铁粉的载体。
【答案】 (1)红热的铁与水蒸气反应，放出气体，这种气 体靠近火焰点火时，能燃烧或发出爆鸣声
2．金属与水的反应 (1)钠与水的反应
小
放热 低
红
碱
反应的化学方程式：_2_N_a_＋__2_H__2_O_=_=_=_2_N__a_O_H__＋__H_2_↑
(2)铁与水蒸气的反应
方法
方法一
方法二
实验 装置
操作 用小试管收集一试管气体，点 用火柴点燃肥皂泡，听
及现 燃，听到轻微噗声证明生成了 到爆鸣声，证明生成了
该反应属于氧化还原反应，分析如下：
氧化剂：H2O，还原剂：Na。 (2)钠的保存：少量钠一般保存在煤油中
温馨提示：钠很容易跟空气中的O2和H2O起反应，另 外，钠不跟煤油起反应，且密度比煤油大，钠沉在煤油下
面，使钠与氧气和水隔绝。钠不能保存在汽油、CCl4及酒精 中，因汽油易挥发，CCl4密度比钠大，而酒精能与钠反应。 钠着火时应用干燥的砂或土来灭火，不能用水灭火。
金属与酸、碱及盐溶液的反应 ●思维导图
●细品教材 1．金属与稀盐酸、硫酸的反应
规律 H2；金属越活泼，反应越剧烈
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 金属失去电子、酸溶液中的 H＋得到电子的离子 反应
温馨提示：钠与稀硫酸、盐酸等非氧化性酸反应时，首先 是钠直接跟酸反应，过量的钠再与水反应，而不能认为是钠先 跟水反应，生成的 NaOH 再跟酸中和。
(1)所观察到的现象是___________________， 有关反应的化学方程式是_______________________。 (2)干燥管内可装入的试剂是____________，其作用是 ________________________。干燥管还可用________(装置)代 替。 (3)玻璃管中石棉绒的作用是______________________。 实验开始时应先点燃____________，实验结束时，应先 熄灭________。
2．铁与水蒸气反应 在常温下铁与水不反应，在高温下铁与水蒸气反应。 化学方程式：3Fe＋4H2O(g)==△===Fe3O4＋4H2 实验现象： 试管中出现黑色晶体(Fe3O4)，肥皂泡点燃后有爆鸣声。
温馨提示： ①试管口略向下倾斜。 ②酒精灯先在放湿棉花的位置加热一会儿，待有部分水 蒸气形成时，再将酒精灯移至放铁粉的位置加热。
②熔：钠熔化成闪亮的小球。原因：a.钠跟水反应放热； b.钠的熔点低。
③游：小球在水面上四处游动。钠跟水接触部位发生反 应产生气体，使小球受力不均而四处游动。
④响：有“嘶嘶”的响声发生。由于气体、小球、水相 互撞击而发出“嘶嘶”的声音。
⑤红：溶液变红色。因为反应生成 NaOH 显碱性，使酚酞 试液变红。
新思维·名师讲堂
金属与水的反应 ●思维导图
●细品教材 1．金属钠与水的反应 向一个盛水的烧杯中滴入n滴酚酞溶液，然后把一小块钠 放入水中。 (1)反应现象：为便于记忆，可编成以下顺口溜： 钠浮于水熔成球，球儿闪亮四处游，有“嘶”声儿溶液 红。
温馨提示：①浮：钠浮在水面上。因钠的密度小于水的 密度。
2Al＋6H＋===
______2_A__l3_＋_＋__3_H__2↑______
2Al＋2NaOH＋2H2O
___=_=_=_2_N__a_A_l_O_2_＋__3_H__2↑___ 2Al＋2OH－＋2H2O===
___2_A_l_O_－ 2_＋__3_H__2↑_________
●自主探究 1．钠、铝、铁在自然界中都以化合态形式存在。这主要 与它们的金属活动性有关，那么你能用几种方法检验它们的 活动性顺序？
③加热一会儿后再将导管插入到肥皂水中，因为先出来 的是空气。
④肥皂水不宜太稀，否则吹起的氢气泡太小，点燃时难 以有较大的爆鸣声。
⑤实验结束时，应先从肥皂水中撤出导管，再移去酒精 灯，以防产生倒吸现象。
3．镁、铝与水反应 去掉氧化膜后的镁条，与冷水能缓慢作用，与热水则反应 速率较快，产生 H2，去掉氧化膜后的铝条，与冷水很难反应， 与沸腾的水则微弱反应生成 H2。 Mg＋2H2O=热==水==Mg(OH)2↓＋H2↑ 2Al＋6H2O=沸==水==2Al(OH)3↓＋3H2↑ 由此可以看出，Mg 比 Al 活泼。
实验装置及 操作
试管中__有__气__泡__冒__出_______，铝片____慢__慢__溶__解______； 实验现象 点燃的木条放在试管口时发出_______爆__鸣_________声
化学方程式 离子方程式
2Al＋6HCl=== ______2_A_l_C_l_3_＋__3_H_2_↑_____
【解析】 (1)B 中进行的反应是 3Fe＋4H2O(g)=高==温==Fe3O4 ＋4H2，故 A 为提供水蒸气的装置。(2)D 的作用是除去未反应 的水蒸气，干燥 H2。(3)E 中反应为 H2＋CuO==△===Cu＋H2O， 故黑色粉末变红，同时硬质玻璃管右端会有水珠生成。(4)应先 点燃 A 处，若先点燃 B 处，B 中的 Fe 会与空气中 O2 反应生成 Fe2O3，点燃 E 处酒精灯前要收集 H2，检验纯度。
象 __________H_2__________
________H__2 _________
实验 铁不能与冷水、热水反应，但高温能与水蒸气反应，化 高温
结论 学反应方程式为_3_F__e＋__4_H__2_O_(_g_)_=_=_=_=_=_F_e_3_O_4_＋__4_H__2 ___
3.铝与氢氧化钠溶液的反应 铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的对比实验
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成才之路·化学
人教版 ·必修1
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
金属及其化合物
1.1.1 集合的概念
第三章
第一节 金属的化学性质
1.1.1 集合的概念
第三章
第2课时 金属与酸和水的 反应 铝与氢氧化钠溶液的反应
1.1.1 集合的概念
第三章
新情境·激趣入题
广州日报电子版曾有一篇《金属钠“水雷”惊现珠江》 的报道：
据现场一位围观的群众讲，早上10时多，石溪水域内突 然冒起一股白烟，从漂在水面上的一个铁桶内窜出亮红色的 火苗，紧接着一声巨响，蘑菇状的水柱冲天而起。“没想到 水里的东西也能着火爆炸。”一位妇女惊讶地说。随后，直 到中午，这个铁桶又连续爆炸了多次。爆炸腾起的白色烟雾 有近10米高，还有许多白烟飘到了旁边的正大公司里面。
(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)=高==温==Fe3O4＋4H2 Zn＋H2O(g)=高==温==ZnO＋H2 (4)Cu、Hg、Ag、Pt、Au 不与水作用。
●典例剖析 (2014·经典习题选萃)某化学兴趣小组利用如图装置进行 “铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问 题：
2．铝既能与酸反应，又能与碱反应，是两性物质吗？ 提示：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐 和水一般是两性物质的特征性质，铝与酸反应生成盐和氢 气，铝和碱溶液的反应实质是铝与水反应，但铝与水反应生 成的产物氢氧化铝难溶于水，所以会阻止铝与水的进一步反 应，铝与水反应生成的氢氧化铝能溶于碱中，从而使铝与水 的反应能继续进行。 综上所述，铝不是两性物质。
(1)A装置的作用是_______________________________， B中反应的化学方程式为________________________。 (2)D的作用是________________________________。 (3)E中的现象是____________________________。 (4)A、B两个装置中应先点燃________处的酒精(喷)灯， 点燃E处酒精灯之前应进行的操作是__________________。
方法二：与水的反应：钠在冷水中剧烈反应，铝在沸水 中缓慢反应，铁不能与冷、热水反应。
方法三：与酸的反应：钠与酸反应放出大量的H2，反应 很快，铝与酸反应产生氢气较快，铁与酸反应产生氢气较 慢。
方法四：把Al分别放到Na2SO4与FeSO4的溶液中，不能 置换出Na，能置换出Fe，说明金属性Na>Al>Fe。
4．金属与水反应的规律 (1)K、Ca、Na 等金属和冷水作用，生成可溶性碱和 H2。 2K＋2H2O===2KOH＋H2↑ (2)Mg 与冷水反应缓慢，与沸水反应快，Al 与冷水很难反 应，与沸水能反应，即镁和铝在除掉氧化膜后，在加热条件下 能与水反应。 Mg＋2H2O==△===Mg(OH)2＋H2↑
3Fe＋4H2O(g)==△===Fe3O4＋4H2 (2)碱石灰(或无水 CaCl2、硅胶等) 吸收水蒸气，使收集 的氢气易点燃 U 形管 (3)铁粉的载体，增大铁粉与水蒸气的接触面积 酒精灯 酒精喷灯
【点拨】 注意Fe与H2O反应的条件和产物。实验时， 应先加热烧瓶，产生水蒸气后再加热玻璃管，防止铁粉氧 化。实验过程应控制水蒸气的发生量，水蒸气不宜太大。实 验结束时，撤去酒精喷灯，不提供高温条件，反应便自行结 束。
钠投入足量盐酸中反应的化学方程式是： 2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑。 离子方程式 2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑。
2．钠与盐溶液的反应 Na 放入盐溶液时，先与水反应，生成的 NaOH 再与盐发 生复分解反应。例如，将 Na 放入 CuSO4 溶液中，有气体和蓝 色沉淀生成，发生如下反应： 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4 总反应为： 2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑
正大公司的一名保安说，飘进公司的白烟内还有许多没 有燃烧的残渣，这些灰白色的物体一遇到水就不停地冒泡， 有时甚至还会突然着火，为了防止引起火灾，公司的人只好 在烟尘降落的地域喷了许多水，以便引燃这些仍然没有燃烧 的东西。“平常我们都是用水灭火，今天却要用水引火。” 一位保安笑着说。
这起惊人事件与我们要探究的金属钠的性质密切相关。 那么，你知道以Na、Al、Fe为代表的金属可与哪些类物质反 应呢？