陕西省西安市长安区第五中学高中化学一导学案：3.1金属的化学性质(第二课时)缺答案

第一节金属的化学性质第2课时
编者：韩世英
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？
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【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。

.
【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
1 2
3
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
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H2，必经首先验纯，以防止爆炸。

答案:
（1)3Fe+4H2O (g)Fe3O4+4H2H2O 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．①②③④⑤B．全部C．①②③⑤⑥D．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H2D．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：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·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。