金属与酸和水的反应

金属与酸和水的反应
【复习回顾】在上课之前，请同学们说说，大家对金属的化学性质都有哪些了解呢？
【学生回答】金属可以和氧气反应、和酸反应、和盐反应……
例如：2Mg+O2=2MgO Fe+2HCl=FeCl2+H2↑Fe+CuSO4=FeSO4+Cu……
【引入新课】那如果将金属放入水中，会有什么现象呢？
【学生思考回答】……
【讲述】比如把铜片放入水中会看到什么现象？（铜片下沉）对，铜片会沉入水底，说明了铜片不与水反应，那是不是所有的金属都不与水反应呢？今天我们就来继续深入学习金属的相关性质。

我们通过探究实验，看看是不是金属都不与水发生反应。

请大家看到导学案，先了解实验步骤。

【学生实验】1、向盛有少量水的烧杯中滴入几滴酚酞溶液；
2、用镊子从煤油中取出钠块，先用滤纸把钠块表面的煤油吸干，再用小刀切取绿豆大小的钠粒；（注意：多余的钠块要放回煤油中）
3、用镊子将钠粒放入水中；
4、观察实验现象，实验结束后，用手触摸烧杯外壁；
5、将所观察到的现象记录在课本P49的黄色线框内。

（整个过程不要用手接触钠块）
【学生汇报实验结果】
1、钠块浮在水面上；
2、熔成闪亮小球；
3、小球四处游动；
4、发出嘶嘶响声；
5、溶液变红色。

【提问】钠块在水中为什么会出现以上现象呢？我们该如何解释呢？
【学生讨论回答】1、钠块浮在水面上——钠的密度比水小；
2、熔成闪亮小球——钠的熔点低，反应放热；
3、小球四处游动——生成气体推动小球游动；
4、发出嘶嘶响声——反应剧烈，产生的气体推动钠运动时与水、空气发生摩擦；
5、溶液变红色——有碱性物质生成。

【讲述】实验现象我们可以用五个字进行归纳：浮，熔，游，响，红。

通过实验我们知道，金属钠是能够和水发生反应的，由实验现象也知道钠和水反应生成了一种碱和一种气体，那么这碱和气体分别是什么呢？
【学生回答】NaOH和O2；NaOH和H2。

【讲解】同学们都知道生成的碱是NaOH，那生成的气体到底是氧气还是氢气呢？如何设计实验验证钠与水反应产生的气体是什么? 我们知道氧气能够助燃，能使带火星的木条复燃；而氢气是一种易燃易爆气体。

那么我们就根据这样的性质，通过实验来验证钠与水反应生成的气体是氧气还是氢气。

【演示实验】去一绿豆大小的钠粒，放入盛有少量水的试管内，一段时间后，用拇指按住试管口，反应结束后，将点燃的卫生香放置试管口，观察卫生香的燃烧情况。

【讲述】通过实验可以看到，卫生香并没有复燃，所以钠与水反应生成的气体是氢气而不是氧气。

请同学们写出钠与水反应的化学方程式。

【学生回答】2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
【提问】钠与水的反应属于什么反应类型呢？
【学生回答】置换反应、氧化还原反应
【讲述】钠由0价变为了+1价，化合价升高，被氧化，发生氧化反应，做还原剂；水中的氢由+1价变成了0价，化合价降低，被还原，发生还原反应，做氧化剂。

【提问】钠与水反应是不是也属于离子反应？请写出相应的离子方程式。

【学生回答】2Na+2H2O=2Na++2OHˉ+H2↑
【讲述】由此我们可以看出钠与水反应的实质就是：钠原子与水电离出来的H+发生氧化还原反应。

【问题一】为什么实验室将钠块保存在煤油里而不保存在水里呢？
【学生回答】钠容易与空气中的氧气、水发生反应，所以应将金属钠与空气、水隔绝；又因为钠的密度比煤油的大，且钠不与煤油反应，所以实验室将钠块保存在煤油中。

【问题二】如果火灾现场存放有大量的钠，应该用什么来灭火？
【学生回答】沙土。

【过渡】我们知道，铁不与冷水、热水反应，所以我们在日常生活我们用铁锅烧菜、烧水、盛水等等。

那么铁是不是真的不与水反应呢？我们来看一则新闻报道，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。

当温度高达摄氏一千多度的铁水碰上炉旁一条小水沟的时候，刹那间“轰”的一声震天动地的巨响，整个车间被掀掉了。

通过这则新闻可知道，铁是可以和水发生反应的。

只不过是和水蒸气发生反应，因为一千多度的铁水遇上液态水后，液态水就会变成水蒸气。

【设问】铁和水蒸气反应可能生成哪些产物，使得能将整个车间掀掉？我们在实验室里怎么来完成铁和水蒸气的反应，并检验该生成物呢？
【实验探究】1、请设计一套简单的实验装置，使还原铁粉与水蒸气反应，整套装置应包括水蒸气发生、水蒸气与铁粉反应、收集气体等部分。

2、提供的实验仪器：三支试管、水槽、导管、胶塞、酒精灯、铁架台及其他必要的仪器和物品。

3、试画出你设计的装置简图。

【讲解】对学生所画的装置简图进行讲解。

【展示事例图】……
【讲述】有人设计了如课本P50图3-8所示的装置，用一支稍大的试管代替3支试管就能完成实验，你知道其中的原理吗？
【学生思考回答】当加热试管时，湿棉花中的水受热变成水蒸气，跟试管中的铁粉在加热条件下反应产生气体，气体沿着导管通入到肥皂液中鼓起大量的气泡，用火柴点燃检验气体。

【讲述】我们通过观看视频实验，看看铁和水蒸气发生反应，到底生成了哪些产物？
【播放视频实验】……
【讲解】通过实验我们可以看到，铁和水蒸气在高温条件下反应，试管内的固体仍为黑色，产生的气体在肥皂泡中经明火点燃，可燃，并有轻微爆鸣声，说明生成的气体是氢气。

其中的黑色固体是Fe3O4，那么铁粉和水蒸气反应的化学方程
式为：3Fe+4H2O(g)═Fe3O4+4H2↑。

【提问】通过实验，说说钠和铁，谁更活泼呢？
【学生回答】钠更活泼。

【学以致用】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。

当温度高达摄氏一千多度的铁水碰上炉旁一条小水沟的时候，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威力呢？你能解释吗？
【学生回答】……
【课堂小结】通过本节课的学习，我们主要掌握了钠与水的反应，通过实验，我们了解到钠和水反应很剧烈，现象明显。

本节课我们还介绍了铁和水蒸气反应的实验，由于铁的活泼性不如钠，因此反应条件不同，需要在高温条件下进行，因此在书写方程式的时候一定要注意反应条件。