第三章 金属及其化合物 第一节 金属的化学性质 教案.docx
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第三章金属及其化合物第一节金属的化学性质教案
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第三章金属及其化合物
第一节金属的化学性质
第1课时
教学目标：
1．以活泼金属钠，较活泼金属铝、铁，不活泼金属铜为代表，了解金属的主要性质，并学会药品的取用、加热等基础实验操作方法。
2通过观察、分析实验现象，初步学会实验观察的方法。
3．通过对钠跟氧气的反应、钠跟水的反应、铝和氢氧化钠溶液的反应等实验的探究，体验实验方法在化学研究中的作用，并认识到实验过程中控制实验条件的重要性。
4．在归纳金属钠、铝的性质的过程中，体验分类、比较等研究方法在学习和研究物质性质过程中的应用。
5．通过对金属钠、铝性质的科学探究，发展学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘。
6.使学生掌握物质的量在化学实验中的应用方法。
重点、难点：
钠的氧化和钠与水的反应，铝与氢氧化钠溶液的反应，物质的量在化学实验中的应用
教学过程：
〖引言〗在科学技术飞速发展的今天，我们几乎每天都要接触到许许多多的金属制品，如：
飞机、船舶、汽车、铝合金门窗、家用炊具、硬币等等。
为什么在现代科技、工业生产、日常生活中要用到这些金属和合金？
金属为什么都具有良好的导电导热性？
通过本章的学习，大家可以解决上述问题。
〖引言〗钠是重要的金属之一，观察实验桌上的金属钠----首先观察金属钠的存放，然后打开瓶盖闻一闻瓶内物质的气味
〖问题提出〗金属钠为什么要放在煤油中？
这与金属的哪些性质有关？
并主要通过这个问题的科学探究来学习研究物质性质的方法和程序。
〖板书〗第一节金属的化学性质
〖投影〗思考并填写活动表
交流·研讨：
1.在初中化学的学习中，你认识了哪些物质？
你是通过什么方法来研究它们的性质的？
（可借助图3-2）
2.你认为研究一种物质的性质，应该按照什么程序来进行？
你能通过实例说明吗？
〖小组讨论〗
〖表达与交流〗（各小组代表发言交流）
〖评价与概括〗
1.在初中化学的学习中，你认识了哪些物质？
你是通过什么方法来研究它们的性质的？
〖媒体展示实例〗
物质
研究它们的性质的主要方法
氧气
观察和实验法
氢气
观察和实验法
锌和铁
观察和实验法
盐酸
观察和实验法
非金属的通性
分类、比较法
金属的通性
分类、比较法
酸的通性
分类、比较法
2.你认为研究一种物质的性质，应该按照什么程序来进行？
你能通过实例说明吗？
（可例举氧气、铁、盐酸或二氧化碳）
观察物理性质预测化学性质验证或探究预测的性质
分析现象并解释分类、比较、归纳、概括同类物质的性质
〖投影〗阅读、观察、记录并填写活动表
观察金属钠的物理性质及钠与水反应的现象
〖实验目的〗
1、学会观察实验现象，掌握观察的方法；
2、学会通过实验现象的分析，揭示物质的性质；
3、通过实验观察，认识金属钠的状态、颜色、硬度和密度的相对大小、熔点的相对高低等物理性质。
4、通过观察金属钠与水反应的现象，分析金属钠的化学性质；
〖试剂和仪器〗略
〖实验内容〗
1.观察盛放在试剂瓶中的金属钠。
用镊子将金属钠从试剂瓶中取出，用滤纸将其表面的煤油吸干，在玻璃片上用小刀切下一小块钠（黄豆粒大小），观察钠块的切面。
用小刀或玻璃片挤压豆粒状的钠（注意：
金属钠有强烈的腐蚀性，千万不要用手直接接触它。
）
2.向培养皿中加适量水，滴入1～2滴酚酞溶液，将切好的钠投入到水中，观察现象。
〖实验记录〗
金属钠的物理性质
状态
颜色
硬度和密度的相对大小
延展性强弱
金属钠与水的反应
现象
分析（或结论）
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
〖概括〗
通过上述实验现象的观察和分析得到：
金属钠是一种银白色的金属；熔点低、密度小、硬度小、展性好。
查表或看书可知金属钠熔点为97.81。
C,沸点为882.9。
C；密度为0.97g·cm—3。
〖现象分析〗亮、浮、熔、游、嘶、红现象的分析
〖概括〗与现象有关的金属钠的性质
〖板书〗
一、金属与水的反应
2Na＋2H2O====2NaOH+H2
〖拓展延伸〗
1.预测金属钠与盐酸的反应的现象。
2.想一想：
金属钠与硫酸铜溶液的反应，观察的现象并分析实验的结果。
〖分析和结论〗略
〖过渡〗人们常用金属器皿来盛水，也常用铁、铝或铜制的水壶来烧水，是否它们都不与水反应呢？
实际上如果将铁块烧红插入水中即发生反应，可否设计实验证明并检验其产物？
〖板书〗3Fe+4H2O====Fe3O4+4H2
〖科学探究〗铁粉与水蒸气反应的实验装置：
水蒸气发生、水蒸气与铁粉反应、产生气体的检验等几部分
〖分析〗图3-8装置。
〖小组讨论〗
〖表达与交流〗
〖比较与概括〗由以上内容可知，钠比铁活泼。
〖投影〗布置学生阅读填写活动表：
.运用所学知识，比较金属钠与金属铁的性质。
性质
相同点
不同点
物理性质
化学性质
〖拓展延伸〗
1．根据所学的知识和已有的生活经验，预测金属可能具有哪些共同的性质？
2．铁粉为何看不见银白色光泽？
铁有银白色光泽，为何铁又称为黑色金属？
3．哪些金属在自然界中以游离态存在？
实验室有单质金属钠，可以说钠在自然界以游离态存在吗？
巩固练习
1.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。
2.保存金属钠时，应放在（ ）
A、水中 B、煤油中 C、棕色瓶中 D、酒精中
3.以下说法错误的是（ ）
A、钠在常温下就容易被氧化
B、钠受热后能够着火燃烧
C、钠在空气中缓慢氧化能自燃
D、钠在氧气中燃烧更为激烈
4.关于Na2O与Na2O2的叙述正确的是（ ）
A、都是白色的固体B、都是碱性氧化物C、都能和水反应形成强碱溶液D、都是强氧化剂
5.当钠着火时，应选用灭火的是（ ）
A、煤油 B、水 C、沙土 D、泡沫灭火器
6.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、NaB、NaClC、NaOHD、Na2O2
7.2.3g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
8.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
9.取一小块钠放在玻璃燃烧匙里加热，下列实验现象正确的是（ ）
①金属先熔化②在空气中燃烧火焰呈黄色③燃烧时火星四射④燃烧后生成淡黄色固体⑤燃烧后生成白色固体
A、①②③B、①②④C、①②⑤D、①③⑤
10.下列叙述正确的是（ ）
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物
②Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3,Na2O2与CO2发生置换反应生成O2
③Na2O主要有氧化剂，Na2O2主要有还原剂
④Na2O2可作供氧剂，而Na2O不行
⑤Na2O2是强氧化剂，Na2O是一种碱性氧化物
A、都正确 B、②③④⑤ C、②③⑤ D、④⑤
参考答案 1、银白 柔软 4Na+O2=2Na2O 2Na+O2=Na2O2 淡黄
2、B 3、C 4、C 5、C 6、AD 7、C 8、BD 9、B 10、D
第2课时
〖过渡〗上节课我们运用“观察法”“比较法”来认识物质的性质。
在研究物质性质的过程中，往往还通过实验来验证对物质性质的预测或探究物质未知的性质。
〖板书〗实验法
（1）含义：
通过实验来验证对物质性质的预测或探究物质未知的性质的方法。
（2）注意的问题：
在进行实验时，要注意控制温度、压强、溶液的浓度等条件，这是因为同样的反应物质在不同的条件下可能会发生不同的反应。
（3）实验法的步骤：
实验前，要明确实验的目的要求、实验用品和实验步骤等；实验中，要仔细研究实验现象，并做好实验记录；实验后，要写好实验报告，并对实验结果进行分析。
（4）实例：
〖投影〗布置学生阅读、观察、记录并填写活动表
金属钠与氧气反应的实验
〖实验目的〗
1、学会通过实验来验证对物质性质的预测或探究物质未知的性质的方法。
2、探究金属钠与氧气的反应。
3、认识条件控制在实验研究中的意义。
〖试剂和仪器〗
金属钠，酒精灯，石棉网，铁架台，铁圈。
〖实验步骤〗
1.将切好的金属钠放置在空气中。
2.将金属钠放在石棉网上加热。
实验记录：
实验内容
实验现象
结论
金属钠在空气中放置
在空气中加热金属钠
〖交流与讨论〗将金属钠放置在空气中与氧气反应和将金属钠放在石棉网上加热与氧气反应的现象有什么不同？
〖问题思考〗
1.这组实验对你有什么启示？
理解实验法的意义。
2.在你做过的实验中，还有因条件改变而影响实验结果的情况吗？
〖拓展延伸〗
〖演示实验〗金属钠与硫、氯气的反应。
〖观察、思考、记录〗
钠在氯气中剧烈燃烧，产生白色的烟；钠与硫粉混合研磨时燃烧，火星四射，发生爆炸，化学方程式为：
〖概述〗金属钠放置在空气中，会迅速被氧化而生成氧化钠，失去金属光泽（因此金属钠通常不能暴露在空气中。
为何能保存在煤油里？
）；金属钠在空气中燃烧生成过氧化钠。
〖板书〗
二、金属和氧气的反应：
4Na＋O2====2Na2O2Na＋O2====2Na2O2
该实验验证了金属钠在不同条件下与氧气反应的性质。
〖探究〗研究过氧化钠的性质（与氧化钠比较）（建议通过实验探究的方法）
〖指导实验〗提出学生实验的操作方案及实验要求：
1．打开盛有Na2O、Na2O2试管的橡胶塞，分别加入少量水，观察现象并记录；
2．用带火星的木条分别伸入盛有Na2O的试管
（1）和盛有Na2O2的试管
（2）内，观察现象并记录；
3．分别向试管
（1）、
（2）所得溶液中加入无色的酚酞试液，振荡，观察现象并记录；
4．根据实验现象，作出相应实验结论。
〖活动记录〗
性质
氧化钠（Na2O）
过氧化钠（Na2O2）
色、态
与水反应
与CO2反应
稳定性比较
用途
结论
〖过渡〗活泼金属钠暴露在空气中易被氧气氧化，表面生成一层氧化物；在空气中燃烧则生成过氧化钠。
在金属活动性顺序表中钠、镁、铝排在一起，钠所具备的性质镁和铝是否也同样具备呢？
根据已有的知识我们知道镁能与氧气反应，请回顾反应的条件及现象？
〖交流与讨论〗
〖分析和结论〗
镁的表面有一层致密的氧化膜，可以保护内部金属不被继续氧化，所以在点燃镁条前，常用砂纸打磨，这样点燃起来更方便些。
〖提问〗镁条在空气中燃烧的实验现燃烧的实验现象，书写化学方程式。
〖板书〗
〖提问〗据此请预测铝是否和氧气反应？
〖科学探究〗
用坩埚夹住一小块铝箔（箔厚约0.1mm），在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动。
仔细观察。
可观察到什么现象？
为什么会产生这种现象？
再取一块铝箔，用砂纸仔细打磨（或在酸中处理后，用水洗净），除去表面的氧化膜，再加热至熔化。
又有什么现象呢？
〖交流与讨论〗
〖分析和结论〗
铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝箔并不滴落，好像有一层膜兜着。
这是因为铝表面的氧化膜保护了铝，构成薄膜的氧化铝的熔点（2050℃）高于铝的熔点（660℃），包在铝的外面，所以熔化了的液态铝不会滴落下来。
熔化的铝仍不会滴落，因为铝很活泼，磨去原来的氧化膜后，在空气中又会很快的生成一层新的氧化膜。
这也正是性质活泼的铝在空气中能稳定存在的原因。
〖板书〗4Al+3O2=2Al2O3
〖拓展延伸〗若要观察到铝的燃烧应采取哪些措施？
〖交流与讨论〗
〖分析和结论〗
增大铝与空气的接触面，提高反应的温度等。
〖演示实验〗铝粉在空气中燃烧
用玻璃管将铝粉吹到酒精灯的火焰上方。
〖观察、思考〗观察到灯焰上方产生耀眼白光。
铝在高温条件下，可在空气中燃烧放出大量光和热。
（认识反应条件的重要性，条件不同反应程度不同，加深外因是变化条件的认识。
）
〖学生阅读教材〗铝的氧化膜
〖总结〗钠、镁、铝与氧气反应的异同点。
〖板书〗三、镁和铝的化学性质
1．共性
（1）跟非金属反应：
2Mg+O2=2MgO4Al+3O2=2Al2O3
〖引入〗镁、铝都能与氧气反应，这种性质上的相似性是由结构的相似性决定的，这是内因。
而在不同的条件下，它们又能发生不同的化学反应，这又是它们的差异性所在。
〖设问并组织讨论〗
（1）回忆复述Mg与水反应的实验现象，写出化学方程式。
〖回答〗
（1）Mg能跟水反应，加热反应更明显：
Mg+2H2O===Mg（OH）2+H2
〖提问〗铝跟水反应吗？
〖演示实验〗Al与沸水反应
将去掉膜的Al条放在沸水中（用投影仪做此实验）。
〖观察、回答〗
（1）Al条表面有气泡产生。
（2）结论：
2Al+6H2O===2Al（OH）3+3H2
〖板书〗（3）跟酸的反应
（1）相同点
a.Mg、Al与盐酸反应产生H2。
b．Mg、Al与稀硫酸反应产生H2。
（2）不同点
b．Al与冷浓H2SO4、浓HNO3发生钝化。
〖过渡〗除此以外，铝还有哪些特性？
〖板书〗2．特性
〖演示实验〗Al与NaOH溶液反应（用投影实验）
〖设问〗
①Al与NaOH水溶液的反应中Al显示什么性质？
根据是什么？
②上述反应产物中的NaAlO2是如何产生的？
③Mg比Al活泼，其与H2O反应较Al容易，为什么与NaOH水溶液接触无明显现象呢？
〖观察、思考、记录〗
观察、思考，将Mg、Al条放入NaOH水溶液中，Mg表面无变化，Al条表面有许多气泡产生。
结论：
Mg+NaOH2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
〖小结〗请同学们归纳一下Mg、Al性质的相同点、不同点。
巩固练习
1、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____________________________。
2、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___________________。
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.2.3100×100%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
（3）向下排空气法、导管口伸入试管底部
（4）用拇指堵住试管口，移近火焰，松开，能燃烧或发出爆鸣声，说明收集的是H2
3、B 4、D 5、D 6、B 7、D 8、A 9、C 10、90g
第3课时
〖过渡〗化学反应中各反应物和生成物的质量之间符合一定的关系，构成物质的粒子数与物质的质量之间可用物质的量做桥梁联系起来。
既然化学反应中各物质的质量之间符合一定的关系，那么，化学反应中构成各物质的粒子数之间、物质的量之间是否也遵循一定的关系呢?
能不能把物质的量也应用于化学方程式的计算呢?
这就是本节课我们所要学习的内容。
〖板书〗四、物质的量在化学方程式计算中的应用
〖导读〗我们知道，物质是由原子、分子或离子等粒子组成的，物质之间的化学反应也是这些粒子按一定的数目关系进行的。
化学方程式可以明确地表示出化学反应中这些粒子数之间的数目关系。
〖板书〗例如：
２H2＋Ｏ2======2H2O
化学计量数υ之比：
2∶１∶２
扩大NA倍：
2NA∶NA∶2NA
物质的量之比：
2mol∶1mol∶2mol
〖小结板书〗由以上分析可知，化学方程式中各物质的化学计量数之比，等于组成各物质的粒子数之比，因而也等于各物质的物质的量之比。
〖过渡〗有了上述结论，我们即可根据化学方程式对有关物质的量进行定量计算。
〖例题〗1.完全中和0.10molNaOH需要H2SO4的物质的量是多少?
〖板书〗二、物质的量应用于化学方程式计算的步骤
1.写出有关反应方程式
2.找出相关物质的计量数之比
3.对应计量数，找出相关物质的物质的量进行计算
〖板书〗2NaOH＋H2SO4======Na2SO4＋2H2O
21
1.1moln（H2SO4）
答：
完全中和0.10molNaOH需H2SO4 0.05 mol。
〖练习〗上述反应中同时生成水多少mol?
〖提醒学生注意解题格式〗
〖小结〗实际上，我们在运用有关化学方程式的计算解决问题，除了涉及有关物质的物质的量外，还经常涉及到物质的质量、浓度、体积等物理量。
这就需要进行必要的换算。
而换算的核心就是——物质的量。
请大家回忆前面学过的知识，填出下列各物理量之间的转换关系。
［投影］例2：
将30g MnO2的质量分数为76.6%的软锰矿石与足量12mol·L－１浓盐酸完全反应（杂质不参加反应）。
计算：
（1）参加反应的浓盐酸的体积。
（2）生成的Cl2的体积（标准状况）。
［分析］根据题目中所给的已知条件，可先计算出参加反应的MnO2的物质的量n（MnO2），然后根据化学反应中各物质之间的化学计量数之比，来计算出所求数值。
［学生计算，教师巡视］
［投影］求解上题的规范步骤
解：
（1）MnO2的摩尔质量为87g·mol－１
n（MnO2）＝
4HCl（浓）+MnO2======MnCl2+2H2O+Cl2↑
41
12mol·L－１×Ｖ［HCl（aq）］0.26mol
Ｖ［HCl（aq）］＝
（2）4HCl（浓）＋MnO2=======MnCl2＋2H2O＋Cl2
11
0.26moln（Cl2）
n（Cl2）＝
V（Cl2）＝n（Cl2）Ｖｍ
＝2.26ｍｏｌ×22.4Ｌ·ｍｏｌ－１
＝5.8Ｌ
另：
问题2也可按下列方法求解。
4HCl（浓）＋MnO2=======MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
1mol22.4L
0.26molV（Cl2）
V（Cl2）＝
答：
参加反应的浓HCl的体积为0.087L，生成Cl2的体积在标况下为5.8L。
［讲解］根据化学方程式进行计算时，同种物质的单位要上下一致，其他有关物质的单位必须保持左右对应。
如上述求Cl2体积的后一种方法中，MnO2的单位均用mol，Cl2的单位都用L。
［投影练习］足量的锌粉跟500mL盐酸反应，产生的氢气在标准状况下的体积为1.12L，则这种盐酸的物质的量浓度为___________mol·L－１（0.2mol·L－１）
［小结］物质的量应用于化学方程式计算的依据是：
化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比。
巩固练习
1、下列物质中不能与NaOH溶液反应的是（ ）
A.NaB.FeC.AlD.Cu
2、在铝和NaOH溶液的反应中，作为还原剂的是（ ）
A.水 B.铝 C.氢氧化钠 D.氢氧化钠和水
3、用铝箔包装0.1mol金属钠，用针扎一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水取气法收集产生的气体，则收集到气体的为（ ）
A.O2和H2的混合气体 B.0.05molH2
C.大于0.05molH2 D.小于0.05molH2气体
4、铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式正确的是（ ）
A、2Al+2Na++2OH-+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
B、Al+OH-+H2O=AlO2-+3H2↑
C、2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
D、Al+2OH-+H2O=AlO2-+2H2↑
5、铝具有较强的抗腐蚀性能，主要是因为（ ）
A、与氧气在常温下不反应 B、铝性质不活泼
C、铝表面形成一层氧化膜 D、铝耐酸耐碱
6、等质量的钠、镁、铝分别与足量的盐酸反应，产生H2的质量由大到小排列顺序正确的是
A、Al、Mg、Na B、Mg、Al、Na C、Na、Mg、Al D、Na、Al、Mg
7、相同质量的两块铝，分别和足量的稀H2SO4和NaOH溶液反应，产生气体的物质的量之比是（ ）
A、2：
3 B、3：
2 C、2：
1 D、1：
1
8、请你设计至少两种方法除去细小的铁粉中混有的细小的铝粉（作简要说明）
9、天平两边各放一个烧杯，烧杯分别盛放同体积同浓度的盐酸（足量），调节天平达到平衡。
将12g镁和12g铝分别放入两烧杯中，反应完毕后，哪一端还要放入多少克同种金属，反应完毕后天平才能平衡？
参考答案：
1、BD 2、B 3、C 4、C 5、C 6、A 7、D
2、8、①磁铁 ②加NaOH溶液过滤 9、0.4g
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