第三章学案.docx
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第三章学案
必修
第三章金属及其化合物
第一节金属的化学性质
(1)
【学习目标】
1.知识与技能
(1)、复习和巩固初中学习过的金属的化学知识
(2)、了解金属钠在不同条件下与氧气反应的生成物
(3)、了解铝箔在空气中加热的变化情况及其原因。
2.过程与方法:
培养学生动手操作能力、发现问题,分析问题,解决问题的综合能力。
3.情感、态度与价值观
(1)、通过体验金属性质的探究,增强学生学习化学的兴趣,重视探究物质变化的奥秘。
(2)、认识研究物质性质的基本方法,引导学生将其应用于今后学习的全过程中,发挥科学思想方法在科学教育中的作用。
(3)、培养学生严肃认真的实验习惯和科学态度。
【学习重难点】
教学重点:
理解钠与空气反应的产物的不同
教学难点:
钠、铝在空气中加热的实验现象的解释。
【学习过程】
【新课导入】五千年前,人类进入青铜器时代,三千年前进入铁器时代,20世纪铝合金成为仅次于铁的金属材料。
金属在人类社会发展、改善人类生活方面起着重要的作用,金属和它的化合物有着截然不同的性质,例如:
铝是一种常见的金属,具有金属的通性(导电性、导热性、延展性),高温可以燃烧,而氧化铝却耐高温,为什么呢?
【合作探究】P46【思考与交流】金属的共同化学性质.
1、举例说明金属能发生哪些化学反应。
2、图3-2是一些化学反应的照片,请分析这些化学反应,并写出化学方程式。
一、金属与氧气的反应
(一)、金属钠(Na)
1.钠的原子结构示意图:
【演示】[实验3-1]:
,并观察图3—4。
(1)、通过实验的观察,你能不能简单描述出钠有哪些物理性质呢?
(2)、放置一会儿,新切开的钠表面发生了什么变化呢?
2.钠的物理性质:
银白色、有金属光泽的固体,热、电的良导体,质软,密度小,熔点低。
3.钠的化学性质:
(1)与氧气反应:
(白色)
(判断其是否为氧化还原反应,氧化剂、还原剂分别是哪一种物质)
【演示】[实验3-2]:
(淡黄色)
(判断其是否为氧化还原反应,氧化剂、还原剂分别是哪一种物质)
【总结】
①.反应物相同,反应条件不同,产物就不同,因此在化学反应中一定要注意反应的条件。
②.金属钠易与空气中的氧气反应,故保存钠时应隔绝空气。
③.在氧化钠和过氧化钠中氧元素的化合价不同,氧化钠中为—2价,过氧化钠中为—1价,初步推断过氧化钠既有氧化性又有还原性。
(2)钠与氯气反应:
;
(3)钠与硫反应:
(甚至发生爆炸)
【小结】钠的化学性质很活泼,与空气在不同的反应条件下生成不同的氧化物,钠在上述反应中,化合价均由0价变为+1价,这是由于钠原子的最外层只有一个电子之故,因此,钠在化学反应中易失电子,具有还原性,是一种强还原剂
【科学探究1】用坩埚钳钳住一块铝片在酒精灯上加热至熔化,轻轻晃动
【实验现象】;
【科学探究2】用坩埚钳钳住一块用砂纸打磨过的铝片在酒精灯上加热至熔化,轻轻晃动
【实验现象】.
(二)铝与氧气的反应:
【小结】铝的化学性质很活泼,容易与空气中的氧气反应形成致密氧化膜而稳定存在于空气中,日用铝制品可以较长时间使用。
【小结】可以看出:
金属的活动性越强,与氧气反应就越易进行,如钠露置空气中就氧化;金属活动性越弱,与氧气发生反应时反应条件较高,如铁在空气中不能被点燃。
俗语说“真金不怕火炼”就说明金在加热条件下不与氧气反应。
【总结】请根据所学习内容填写下列表格:
金属
反应条件
反应现象
氧化物的颜色
化学方程式
钠
常温/加热
常温下生成白色固体;加热时能燃烧,燃烧时火焰呈黄色,生成的固体呈淡黄色
铝
加热
铁
纯氧\点燃
铜
加热
加热有黑色物质生成
【当堂检测】
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、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
3.下列关于金属铝的叙述中,说法不正确的是()
A.Al是地壳中含量最多的元素
B.Al是比较活泼的金属,在化学反应中容易失去电子,表现还原性
C.Al箔在空气中受热可以熔化,且发生剧烈燃烧
D.Al箔在空气中受热可以熔化,由于氧化膜的存在,熔化的Al并不滴落
4.4.6g金属钠在干燥空气中被氧化后,得到7.0g固体,由此可判断其氧化产物是()
A.只有Na2OB.只有Na2O2
C.Na2O2和Na2OD.无法确定
5.将一小块钠在空气中久置,经过一系列的变化,最终变成白色粉末,其过程为:
光亮的钠表面很快变暗,然后变成白色固体,再形成小液滴,随后变成块状固体,最后变成粉末状固体。
发生了如下变化,请写出相关化学方程式:
变暗:
Na与氧气反应:
;
变成白色固体:
Na2O与水蒸汽反应:
;
形成小液滴:
NaOH吸水变成NaOH溶液,
变成块状固体:
NaOH与CO2和水反应:
;
变成粉末状固体:
Na2CO3.10H2O失水风化:
;
理论上讲,Na2O更易与CO2反应,但是因为空气中CO2浓度太小,所以Na2O优先与水蒸汽反应。
必修
第三章金属及其化合物
第一节金属的化学性质
(2)
【学习目标】
1.知识与技能
(1)、掌握金属(如钠等)和水的反应;认识铁的化学性质并写出主要的化学方程式。
(2)、初步学会设计铁与水蒸气反应的实验装置。
(3)、认识常见金属与盐酸、硫酸的置换反应,以及与金属化合物溶液的置换反应,能用金属活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断
(4)、能用置换反应和金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题
2.过程与方法:
探究性学习,观察能力及其抽象概括和总结归纳的能力。
3.情感、态度与价值观
(1)、培养对化学现象和本质的辨证认识,以及热爱科学、尊重科学的思想。
(2)、激发探究性学习的兴趣,培养主动意识,严谨求学,努力探索等的优良品质。
【学习重难点】
教学重点:
钠和水的反应的实验现象的观察。
认识铁的化学性质并写出主要的化学方程式。
教学难点:
铁与水蒸气反应的实验探究。
【学习过程】
[新课导入]生活常识告诉我们,铁、铝、铜与冷水、热水几乎是不反应的。
那么是否所有金属都不和水反应呢?
一、金属与水的反应
1、钠与水的反应:
【探究实验3-3】当金属钠遇到水
【实验目的】
①、学会观察实验现象;
②、学会分析实验现象,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。
【实验步骤】
①、用镊子取一小块钠置于滤纸上,吸干表面的煤油,用小刀切绿豆大的一粒,其余放回原瓶。
观察切面的颜色、光泽。
②、在小烧杯中加一半水,滴入1~2滴酚酞溶液,并将切下的钠粒投入小烧杯中,盖上玻片,观察实验现象。
请将观察到的现象和得到的结论填入下表:
实验现象
①钠浮在水面上
②熔化成闪亮小球
③钠四处游动
④发出嘶嘶响声
⑤酚酞变红
请写出钠和水反应的化学方程式和离子方程式。
;
【思考】不能用铁制容器盛放硫酸铜溶液原因是(写出该反应的化学方程式):
在金属活动顺序表中,排在前面的金属能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
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。
【补充实验】探究金属钠与硫酸铜溶液的反应,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。
【实验现象】:
。
通过对实验现象的分析,我们得到的结论是:
Na优先与溶剂水反应,生成的产物NaOH再与溶质CuSO4反应,故该实验的启示是:
(1)、物质与溶液反应,要考虑溶质同时也要考虑溶剂。
(2)、“在金属活动顺序表中,排在前面的金属能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来”的规律要把钾、钙、钠等活泼金属除外。
金属钠与硫酸铜溶液的反应有关化学方程式和离子方程式:
,.
;.
【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?
2、铁与水的反应:
[科学探究]演示课本装置的实验。
【学生活动】根据实验现象完成下列表格。
现象
化学方程式
加热时试管内铁粉红热,点燃肥皂泡可听到
爆鸣声,反应后,试管内的固体仍呈黑色。
【思维拓展】尝试写出你所知道的其它金属和水反应的方程式。
.
二、金属与酸的反应
【学生实验】镁、锌、铁、铜四种金属分别放入盐酸中,观察现象完成下表:
金属
现象
化学方程式
铜
没有明显变化
铁
产生大量的气泡,形成浅绿色的溶液
镁
产生大量的气泡,放出热量,形成无色的溶液
锌
产生大量的气泡,放出热量,形成无色的溶液
小结:
镁、锌、铁、铜四种金属的活动性顺序是>>>
【学生思考】如果把金属钠放入盐酸中的现象是什么?
反应的化学方程式又如何?
三、金属与盐溶液的反应
实验
现象
化学方程式
铝丝浸入硫酸铜溶液中
铜丝浸入硝酸银溶液中
铜丝浸入硫酸铝溶液中
【当堂检测】
1.下列离子方程式中,正确的是()
A.2Na+2H+==2Na++H2↑ B.2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑
C.2Fe+2H+==2Fe3++H2↑ D.Na2O2+H2O==2Na++2OH-+H2↑
2.下列微粒中,只有氧化性的是()
A.FeB.Fe2+C.Fe3O4D.Fe3+
3.将金属钠分别投入下列物质的溶液中,有气体放出,且溶液质量减轻的是()
A.HClB.K2SO4C.CuCl2D.饱和NaOH溶液
4.由Zn、Fe、Al、Mg四种金属中的两种组成的混合物10g,与足量的盐酸反应产生的H2在标准状况下为11.2L,则混合物中一定含有的金属是()。
A、ZnBFeCAlDMg
5、在常温下,Fe与水并不起反应,但在高温下,Fe与水蒸气可发生反应。
应用下列装置,在硬质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,就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。
请回答该实验中的问题。
(1)写出该反应的反应方程式:
;并指明该氧化还原反应的还原剂是,氧化剂是。
(2)实验前必须对整套装置进行气密性检查,操作方法是
。
(3)圆底烧瓶中盛装的水,该装置受热后的主要作用是;烧瓶底部放置了几片碎瓷片,碎瓷片的作用是。
(4)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是,为什么?
。
(5)干燥管中盛装是的物质是,作用是。
(6)试管中收集气体是,如果要在A处玻璃管处点燃该气体,则必须对该气体进行,方法是。
这一操作的目的是。
必修
第三章金属及其化合物
第一节金属的化学性质(3)
【学习目标】
1.知识与技能
(1)、学习铝与盐酸及氢氧化钠溶液的反应。
(2)、初步掌握物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度应用于化学方程式的计算方法和格式;深刻理解化学方程式的意义。
2.过程与方法
(1)、通过对化学方程式多角度地理解,提高对各种化学量相互转化的运用能力;
(2)、培养综合运用知识和综合计算能力;培养思维的多样性和灵活性。
3.情感、态度与价值观:
通过对计算题格式、方法、思维过程的规范化要求、示范和训练,培养严谨、认真的科学态度。
【学习重难点】
教学重点:
铝与NaOH溶液的反应
教学难点:
物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积各物理量间的换算及应用于化学方程式中的计算能力的培养
【学习过程】
[新课导入]金属和酸反应产生氢气,有没有那种金属能和碱反应呢?
一、铝与NaOH溶液的反应
【合作探究】
【实验3—4】铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应:
现象:
两支试管中都有大量的气泡产生。
化学方程式:
;
离子方程式:
;.
【自主学习】通过以上的学习分析对比,完成下表
金属
化学性质
Na
Al
Fe
与O2反应
常温下氧化成Na2O,点燃生成Na2O2,Na保存在煤油中
常温下氧化生成致密氧化膜,使得铝耐腐蚀,纯氧中可燃
潮湿空气中腐蚀,纯氧中点燃生成Fe3O4
与H2O反应
受氧化膜阻碍
与酸反应
与盐反应
与碱反应
金属活泼性
金属活泼性逐渐减弱
二.物质的量在化学方程式计算中的应用
【思考】2CO+O2==2CO2这个反应方程式表示哪些意义:
化学方程式中各物质的化学计量数之比,等于之比,等于之比,在同一条件下也等于之比。
【例1】:
P52,分析总结计算步骤。
【例2】:
实验室欲制备一定量的氯气,现有2.61gMnO2和12mol·L-1的浓盐酸50mL,理论上可制得标况下的氯气多少升?
(MMnO2=87g·mol-1)
[分析]初中化学关于化学方程式的计算一般都是已知一种反应物的量求另外一种反应物的量或生成物的量;而本题是已知两种反应物的量求生成物的量,必须判断哪一种反应物过量,用完全反应的反应物来计算。
【当堂检测】
1.用铝箔包裹着2.3克金属钠投入到足量水中,理论上可以收集到氢气物质的量为()
A.0.05mol B.0.2mol
C.大于0.05mol小于0.2mol D.无法判断
2.下列各组物质相互反应时,改变反应条件或反应物的质量比,生成的产物也不会改
变的是()
A.钠与氧气B.澄清石灰水与二氧化碳
C.碳与氧气D.钠与水
3、下列有关铝与氢氧化钠溶液反应的说法正确的是:
()
A.铝作还原剂,氢氧化钠作氧化剂B.铝被氧化为Al3+,水被氧化为氢气
C.有1mol铝参与反应,转移3mol电子D.有1mol铝参与反应,产生3mol氢气
4.称取两份铝粉,第一份加入足量的盐酸,第二份加入足量的烧碱。
若同温同压下放出相同体积的气体,则两份铝粉的质量比为( )
A.1:
1B.2:
3C.3:
2D.1:
6
5.
(1)物质的量分别为0.2mol的Na、Mg、Al分别与100mL1mol/L的盐酸反应生成的H2在相同状况下的体积比为 ,
(2)等质量的Na、Mg、Al与足量的盐酸反应,生成的标况下H2的体积比为 。
(3)Na、Mg、Al与盐酸反应生成等质量的H2,消耗三种金属的物质的量之比为 ,
必修
第三章金属及其化合物
第一节金属的化学性质跟踪演练
1.1989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一而应加以控制使用,铝在下列应用时应加以控制的是①制铝合金②制电线③制炊具④银色漆颜料⑤明矾净水⑥明矾与苏打制食品膨松剂⑦易拉罐⑧用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品⑨包装糖果和食品()
A.③⑤⑧⑨B.⑥⑧⑨C.③⑤⑨D.③⑤⑥⑦⑧⑨
2.下列离子方程式正确的是()
A.钠与水的反应:
Na+H2O
Na++OH-+H2↑
B.钠投入盐酸中:
2Na+2H+
2Na++H2↑
C.固体氢氧化钠投入到盐酸中:
H++OH-
H2O
D.钠投入到硫酸亚铁溶液中:
2Na+Fe2+
2Na++Fe
3.用1L1mol·L-1的NaOH溶液吸收0.8molCO2,所得溶液中CO32-和HCO3-的物质的量浓度
之比约为()
A.1:
3B.2:
1C.2:
3D.3:
2
4.将金属钠投入有5mL澄清石灰水的试管中,不可能观察到的现象是()
A.钠熔成小球并在液面上游动B.有气体产生
C.溶液底部有银白色物质产生D.溶液变浑浊
5、金属钠分别与下列物质的溶液反应时,既有气体又有沉淀产生的是()
A.K2SO4B.NaHCO3C.BaCl2D.CuSO4
6.含MgCl2、KCl、Na2SO4三种溶质的混合溶液,已知其中Cl-为1.5mol,K+和Na+共1.5mol,Mg2+为0.5mol,则SO42-的物质的量为()
A.1molB.0.5molC.0.25molD.0.15mol
7.等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生H2的量,前者与后者的关系为()
A.大于 B.小于C.等于 D.无法确定
8.在一定条件下,PbO2与Cr3+反应,产物是Cr2O72-和Pb2+,则将1molCr3+氧化为Cr2O72-所需的PbO2物质的量为()
A.3.0molB.1.5molC.1.0molD.0.75mol
9、有一块表面被氧化成氧化钠的金属钠,质量是10.8g。
将它投入到100g水中完全反应后,收集到0.2g氢气,试计算。
⑴未被氧化的金属钠的质量是多少克?
⑵被氧化成氧化钠的金属的质量是多少克?
⑶反应后所得溶液中溶质的质量分数。
10.在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应,可以得到铁的氧化物。
该氧化物又可以经过此反应的逆反应,生成颗粒很细的铁粉。
这种铁粉具有很高的反应活性,在空气中受撞击或受热时会燃烧,所以俗称“引火铁”。
请分别用图中示意的两套仪器装置,制取上述铁的氧化物和“引火铁”。
实验中必须使用普通铁粉和6mol·L-1的盐酸,其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)
填写好下列空白:
(1)实验进行时试管A中应放入的试剂是_________,
烧瓶B的作用是______________________,
烧瓶C的作用是_____________,
在试管D中收集到的是______________。
(2)实验时,U型管G中应加入的试剂是_____________,
长颈漏斗H中应加入________。
(3)两套装置中,在实验时需要加热的仪器是(填该仪器对应的字母)_____________。
(4)试管E中发生反应的化学方程式是_______________________________.
(5)为了安全,在E管中反应发生前,在F出口处必须___________________;
E管中的反应开始后,在F出口处应________________。
必修
第三章金属及其化合物
第二节几种重要的金属化合物
(1)
【学习目标】
1.知识与技能
(1)、掌握氧化钠和过氧化钠的化学性质。
(2)、掌握Na2CO3和NaHCO3的共性和差异性。
通过探究实验,比较碳酸钠和碳酸氢钠在水中的溶解性及热稳定性,从而掌握鉴别它们的方法;
2.过程与方法:
培养学生的观察能力;训练学生运用对比的方法认识事物和全面地分析事物的逻辑思维能力;完善学生的实验能力和创造思维能力。
3.情感、态度与价值观:
培养学生认真细致和严谨求实的科学态度以及合作学习的精神。
【学习重难点】
教学重点:
碳酸钠和碳酸氢钠的溶解性、热稳定性、与盐酸的反应
教学难点:
碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应
【学习过程】
[新课导入]上节课我们学习了几种常见的金属,知道多数金属单质都可以转化为化合物---氧化物、氢氧化物、盐等,但它们的组成不同,甚至化合价的变化都可以使化合物的性质产生巨大的差异。
化合物种类繁多,所呈现出的性质千变万化,为我们呈现琳琅满目、难以穷尽的世界。
一.氧化钠和过氧化钠
1.氧化钠
阅读教材中【思考与交流】并完成下列空白:
(1).();()
(2).;
(3)氧化钠是一种常见碱性氧化物,具有碱性氧化物的性质,请写出:
Na2O+2HCl===;Na2O+CO2===
2.Na2O2的性质:
①物理性质:
淡黄色固体。
②化学性质
【探究实验】:
【实验1】:
滴水生火:
往包有少量Na2O2粉末的脱脂棉上,滴加几滴水。
观察现象。
【实验2】吹气生火:
用细长玻璃管向包有少量Na2O2粉末的脱脂棉缓缓吹气。
观察现象。
【实验3】教材实验3—5.观察现象。
根据以上三个实验,完成下列表格:
实验现象
解释或反应方程式
实验1:
与H2O反应
实验2:
与CO2反应
实验3:
【分析】在这两个反应中,Na2O2中氧元素的化合价为-1价,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,并且常温下就能与水或二氧化碳反应放出氧气,因此过氧化钠可用于呼吸面具或潜水艇中的供氧剂。
【思考】过氧化钠是碱性氧化物吗?
;
请试着写出反应的方程式。
Na2O2+2HCl===。
二、碳酸钠和碳酸氢钠
观察、对比,完成下列表格。
物质
碳酸钠
碳酸氢钠
俗名
化学式
颜色、状态
【思考讨论】猜想假设:
碳酸钠和碳酸氢钠可能具有哪些性质?
提示可从溶于水、具有热稳定性、可与酸反应、可与碱反应、可与某些盐溶液反应等方面思考。
【科学探究】
实验探究1:
碳酸钠和碳酸氢钠的溶解性
实验步骤为:
⑴在2支试管里分别加入少量碳酸钠和碳酸氢钠(各约1克);
⑵滴入1mL水,振荡,用手摸试管底部,观察现象。
⑶加入10mL水,用力振荡,观察现象;⑷向试管内滴入1-2滴酚酞溶液,观察现象。
记录实验现象、思考、交流、讨论、分析、得出结论。
回答现象、笔记:
步骤
Na2CO3
NaHCO3
滴1mL水
加10mL水
滴1-2滴酚酞溶液
结论
根据实验你得到什么结论?
。
实验探究2:
碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性
【学生阅读】图3-13碳酸钠和碳酸氢钠固体受热分解实验装置图,并思考:
与实验室制备什么气体的反应装置相同?
实验时要注意哪些问题?
操作
实验现象
结论
发生反应的化学方程式
加热Na2CO3固体
加热NaHCO3固体
热稳定性:
;。
实验探究3:
碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应
气球实验:
在两支相同体积的小试管中分别加入2ml等体积同浓度的稀盐酸(盐酸过量),将两个各装有等质量(约0.2g)的Na2CO3和NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管口上,同时掀起气球。
(1)现象:
;
(2)与HCl反应的剧烈程度:
;
(3)写出碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的化学方程式和离子方程式。
;;
;。
【思考探究】:
(1)等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量稀盐酸反应产生二氧化碳气体的量的关系;
产生等量的二氧化碳气体各消耗稀盐酸的量的关系。
(2)为什么碳酸氢钠与盐酸的反应比碳酸钠与盐酸的反
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