金属的化学性质第2课时(优质课)

点拨
①不是所有金属与水反应都生成碱，钠与水反应生成碱
(氢氧化钠)，而铁与水反应生成氧化物(Fe3O4)。 ②金属越活泼与水反应越容易，钠能与冷水剧烈反应，镁与热 水能反应，铁只能与水蒸气在高温下反应。 ③非常活泼的金属 (如 Na 、 K、 Ca等 ) 与盐溶液反应时，先与水 反应而不符合置换规律。
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。 热水 Mg＋2H2O=====Mg(OH)2↓＋H2↑ 沸水 2Al＋6H2O=====2Al(OH)3↓＋3H2↑ 由此可以看出，Mg 比 Al 活泼。
(3) 钠与盐溶液反应的实质也是钠先与水反应，生成 NaOH
和H2，NaOH有可能再与盐中的某些离子反应，生成难电离 物质、沉淀或气体。
2．铝的特性
铝是一种特殊金属，既能与酸又能与强碱溶液反应，都产生
氢气。若铝与某溶液反应产生氢气，则该溶液可能呈酸性也 可能呈碱性。 【思考】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
反应的化学方程式
2Al＋2NaOH＋2H2O ===2NaAlO2＋3H2↑
实验结论：铝既能与 盐酸 反应又能与 氢氧化钠溶液 反应。
温馨提示：①铝与氢氧化钠溶液反应的实质是：铝先与水 反应生成 Al(OH)3 和氢气，然后 Al(OH)3 再与 NaOH 反应，所 以其得失电子情况应该分析如下：
2．金属与水的反应
(1)钠与水的反应
实验操作 实验现象 结论或解释
1.钠 浮 在水面上 1.钠的密度比水 小 较低 2. 钠熔点 ，反 熔 2.钠 成小球 应放热 3.小球在水面上 3.反应产生的 气体 迅速 游 动，逐渐 推动小球运动 变小，最后消失 4.与水反应发出 4.钠与水 剧烈 反应， “ 嘶嘶 ”声 反应放热并生成气体 5.反应后溶液的 5.有 NaOH 生成 红 颜色逐渐变
•
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。
(2)铁与水蒸气的反应
实 验 装 置
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 、向一个铝制易拉罐中充满 CO2 ，然后往罐中注
入足量的 NaOH 溶液，立即用胶布严封罐口，不多会儿听到罐
内“咔、咔”作响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿易拉罐又鼓 起来。 (1)易拉罐变瘪的原因______________________________， 反应的离子方程式________________________________。
金属铝既可以与酸反应，又可以与 NaOH 溶液反应，反应的 离子方程式分别为 2Al＋6H ===2Al3 ＋3H2↑， 2Al＋2OH
＋ ＋ － －
＋ 2H2O===2AlO2 ＋ 3H2↑，当两个反应中铝的量相同时，生 成的氢气的体积取决于铝与酸或碱的相对关系。 1．等量的 Al 分别与足量的盐酸和 NaOH 溶液反应产生 H2 的量 相等，此时消耗 HCl 与 NaOH 的物质的量之比为 3∶ 1。 2．足量的铝与等物质的量的 HCl 和 NaOH 反应，产生 H2 的量 之比为 1∶3，此时消耗 Al 的量之比也为 1∶ 3。
1 3．一定量的 Al 分别和一定量的盐酸和 NaOH 溶液反应，若 3 nHCl H2 < <1，必定存在反应时 Al 在盐酸中过量而在 NaOH nNaOH H2 溶液中不足的事实。
1．钠与水、酸及盐溶液的反 应
(1) 钠与纯水及各种水溶液均易发生反应，其实质就是钠与 水反应，钠作还原剂，水作氧化剂。 (2) 由于酸中的 H ＋ 浓度比纯水中的 H ＋ 浓度大得多，所以钠 与酸反应比与水反应剧烈得多。
②当铝与酸和碱反应时，如果生成的氢气的质量相同，则 消耗的铝的质量也相同。 点拨 (1)铝与酸、碱反应的比较：它们的还原剂相同，都为
Al，氧化剂不同，前者为酸，后者为 H2O；氧化产物前者为 Al3＋ ，后者为 AlO－ 2 ，还原产物都为 H2。 (2) 相同质量的铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液完全反应
第三章
第一节 金属的化学性质
1.1.1 集合的概念
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．掌握钠与水反应的原理，会描述实验现象。 2．掌握铁与酸和水反应的现象与条件。
3．掌握铝与强酸、强碱反应的性质。
金属与酸和水的反应
[导 学 导 练 ]
1．金属与酸的反应 酸与金属活动性顺序表中氢以前的金属发生置换反应生成盐 和氢气。金属越活泼，反应越剧烈。如 Zn 、 Al 、 Fe 和稀盐 酸反应的化学方程式分别为： Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑ ， 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ .， , Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ 。
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。
• •
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
答案
(1)NaOH 溶液吸收 CO2，罐内压强减小，外界气压将
－ CO2＋2OH－===CO2 3 ＋ H2O
易拉罐压瘪
(2)Al 表面氧化膜溶解后，Al 与 NaOH 溶液反应产生 H2 ＋2OH－＋2H2O===2AlO－ 2 ＋ 3H2↑
2Al
2、甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和氢氧化钠 溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得 生成的气体体积比为1∶2，则加入的铝粉质量为 ( A．5.4 g C．2.7 g B．3.6 g D．1.8 g )。
(2)易拉罐又鼓起来的原因_________________________，
离子方程式______________________________________。 解析 开始CO2溶于NaOH溶液，罐内气压减小，外界气压将易
拉罐压瘪。之后铝制的易拉罐与 NaOH 溶液反应，产生 H2 ，罐 内压强又增大，易拉罐又重新鼓起。
解析
由 6HCl ＋ 2Al===2AlCl3 ＋ 3H2↑ 和 2NaOH ＋ 2Al ＋
2H2O===2NaAlO2 ＋ 3H2↑ 可知，两份等质量的 Al 都完全反应 时，生成的 H2 也等量，消耗的 HCl 与 NaOH 不等量。实际 上 HCl 、 NaOH 都为 0.3 mol ，且生成 H2 的体积比为 1∶2 ，则甲中 HCl不足，Al过量；乙中NaOH过量，Al不足。生成H2的物质的 量之比为1∶2，反应的Al的物质的量之比也为1∶2。与0.3 mol HCl反应的Al为2.7 g，则与NaOH溶液反应的Al为5.4 g。
答案
A
铝与强酸和强碱的反应
[导 学 导 练 ]
实验操作 实验现象 试管中有气体 冒出，铝片逐 渐溶解，且刚 开始反应较 慢，后来渐渐 加快。点燃的 木条放在试管 口时气体燃烧 反应的化 学方程式
2Al＋6HCl=== 2AlCl3＋3H2↑
实验操作
实验现象 试管中有气 体冒出，铝 片逐渐溶 解，且刚开 始反应较 慢，后来渐 渐加快。点 燃的木条放 在试管口时 气体燃烧
钠与水剧烈反应，生成 H2 和 NaOH ， 结 论 还原 还原 表现 性，Na 是强 剂；化学 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 方程式：
离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
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。
⑤红：溶液变红色。因为反应生成 NaOH 显碱性，使酚酞 试液变红。 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
(1)钠与酸溶液反应时是先与水反应，还是先与酸反
应？若钠过量，又是什么情况？
(2)钠能与NaOH水溶液发生反应吗？ (3)钠投入硫酸铜溶液中，能否置换出铜，为什么？ 提示 (1)钠先与酸反应，钠过量，再与水反应。
(2)钠能与NaOH溶液中的水反应。 (3) 钠 投 入 CuSO4 溶 液 中 ， Na 先 与 水 反 应 生 成 NaOH 和 H2 ， NaOH再与CuSO4生成Cu(OH)2沉淀。
钠与硫酸铜溶液的反应： 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4
操 作 要 领
①先加热湿棉花部位，待形成水蒸气后再加热铁粉，以 防止发生倒吸； ②最初排出的是空气，应加热一会后，再将导管插入到 肥皂水中； ③肥皂水不宜太稀，否则吹起的氢气泡太小，点燃时难 以有较大的爆点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成 气体检验 了 H2 △ 化学方程式 3Fe＋ 4H2O(g)===== Fe3O4＋4H2 铁不能与冷水、热水反应，但高温条件下能 实验结论 与水蒸气反应 铁与水蒸气反应，产物是黑色的四氧化三铁， 1 2 Fe3O4 中 的 Fe 显＋ 2 价， 的 Fe 显＋ 3 价， 3 3 说明 8 平均化合价为＋ 价。 Fe3O4 又可以表示为 3 Fe2O3· FeO。