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2019-2020年高一化學《金屬的化學性質》教學設計 課題 金屬與非金屬、酸、水的反應 總課時 　1 班級（類型） 　 學習 目標 1、掌握常見金屬與氧氣的反應 2、了解常見金屬與酸、金屬化合物溶液的置換反應 3、能用金屬活動性順序表對有關的置換反應進行判斷 重、難點 重點：金屬的化學性質、置換反應 難點：利用金屬活動性表判斷置換反應能否發(fā)生 學習環(huán)節(jié)和內容 學生活動 教師反思 第一課時　金屬與非金屬、酸、水的反應 環(huán)節(jié)1 新舊知識銜接-完成下列練習 (1)單質可分為金屬單質、非金屬單質兩大類。常見的金屬有鐵、鋁、銅、鋅、銀、金、鈉等。 (2)金屬活動性順序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au。 (3)寫出下列反應的化學方程式： ①鐵與氧氣：3Fe＋2O2Fe3O4。 ②鐵與鹽酸：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。 ③鋅與稀硫酸：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。 ④鐵與硫酸銅溶液：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。 在上述四個反應中，鐵的共同之處是失電子、被氧化。 環(huán)節(jié)2 自主學習（閱讀教材P46-51-完成下列內容） 一、金屬的通性 1．存在 自然界中的金屬元素絕大多數以化合態(tài)存在，含量最多的金屬元素是Al，其次是Fe。 2．物理性質 具有金屬光澤，不透明，易導電、導熱、有延展性等。 3．化學性質 二、金屬與非金屬反應 1．鈉與氧氣的反應 反應條件 室溫 加熱或點燃 實驗步驟 實驗現象 新切開的鈉具有銀白色的金屬光澤，在空氣中很快變暗 鈉先熔化成小球，然后劇烈燃燒，火焰呈黃色，生成淡黃色固體 反應 4Na＋O2===2Na2O 2Na＋O2Na2O2 結論 鈉是非?；顫姷慕饘?，與O2反應，條件不同時，現象不同，產物也不同 2．鋁與氧氣的反應 實驗現象 兩塊鋁箔都熔化，失去金屬光澤，熔化的鋁并不滴落 實驗結論 常溫下，鋁與空氣中的氧氣反應，生成一薄層氧化鋁 實驗原因 鋁表面生成的氧化膜Al2O3的熔點高于鋁的熔點，包在鋁的外面，所以熔化的液態(tài)鋁不滴落 化學方程式 4Al＋3O2===2Al2O3 三、金屬與水的反應 1．鈉與水的反應 反應的化學方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。 2.鐵與水的反應 通常鐵與冷水和熱水均不反應，但鐵可與水蒸氣反應。 方法 方法一 方法二 實驗裝置 氣體 用小試管收集一試管氣體，點燃，聽到輕微噗聲，證明生成了H2 用火柴點燃肥皂泡，聽到爆鳴聲，證明生成了H2 實驗結論 鐵與水蒸氣的化學反應方程式為： 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 環(huán)節(jié)3 預習檢測-發(fā)現問題 1．畫出Na、Mg、Al的原子結構示意圖，分析它們的原子結構特點及其與金屬化學性質的聯系。 答案： 三種金屬原子最外層電子數目較少，在發(fā)生化學反應時易失去電子，從而表現了較強的還原性。 2．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”)。 (1)金屬都具有銀白色金屬光澤，且易導電，易傳熱(　　) (2)金屬元素在化合物中只顯正價(　　) (3)鈉與FeCl3溶液反應可產生紅褐色沉淀和無色氣體(　　) (4)鐵和稀H2SO4反應的離子方程式為：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑(　　) 答案：(1)　(2)√　(3)√　(4) 3．取一小塊金屬鈉，放在燃燒匙里加熱，下列實驗現象描述正確的是(　　) ①金屬鈉先熔化?、谠诳諝庵腥紵?，放出黃色火花?、廴紵蟮玫桨咨腆w?、苋紵龝r火焰為黃色?、萑紵笊蓽\黃色固體物質 A．①②　　　　　　　　　 B．①②③ C．①④⑤ D．④⑤ 解析：由于金屬鈉的熔點比較低，所以金屬鈉放在燃燒匙中加熱先熔化，然后燃燒生成黃色粉末并且伴有黃色火焰。 答案：C 4．探究討論： 鈉、鐵、鋁等金屬在常溫下就能被空氣中氧氣氧化生成金屬氧化物，鈉和鐵能完全被氧化，但鋁制品卻可在空氣中長時間使用，這是為什么呢？ 答案：鋁形成的氧化膜是致密的，而鈉、鐵等金屬的氧化膜是疏松的。 5．請把鈉與水(含酚酞)反應的現象與所表現的性質連接起來。 A. ① B. ② C. ③ 答案：A—③，B—①，C—② 6．下列有關鐵與水反應的說法中正確的是(　　) A．在任何條件下，鐵與水均能發(fā)生反應 B．在高溫時，鐵與水蒸氣反應生成氫氧化鐵和氫氣 C．在高溫時，鐵與水蒸氣反應生成氧化鐵和氫氣 D．在高溫時，鐵與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣 分析：鐵與水蒸氣反應生成Fe3O4和H2。 答案：D 環(huán)節(jié)4 小組討論-提出問題 環(huán)節(jié)5 教師點撥-重難點突破 專題一 鈉露置在空氣中的一系列變化 (1)金屬鈉長期露置于空氣中最終完全轉變?yōu)镹a2CO3粉末，此過程中的主要變化與現象為： (2)發(fā)生的主要變化的化學方程式： ①4Na＋O2===2Na2O， ②Na2O＋H2O===2NaOH， ③2NaOH＋CO2＋9H2O===Na2CO310H2O， ④Na2CO310H2O===Na2CO3＋10H2O。 [例1]　將一塊銀白色的金屬鈉放在空氣中會發(fā)生一系列的變化：表面迅速變暗―→“出汗”―→變成白色固體(粉末)。下列有關敘述正確的是(　　) A．表面迅速變暗是因為鈉與空氣中的氧氣反應生成了過氧化鈉 B．“出汗”是因為生成的氫氧化鈉吸收空氣中的CO2在表面形成了溶液 C．最后變成碳酸鈉粉末 D．該過程的所有化學反應均為氧化還原反應 [解析]　鈉露置在空氣中迅速變暗，是因為Na與O2反應生成了Na2O，Na2O與水反應生成NaOH，NaOH又吸收空氣中的H2O和CO2，生成Na2CO310H2O，Na2CO310H2O逐漸風化脫水，最后變成Na2CO3粉末，該過程中只有鈉的氧化是氧化還原反應，C項正確。 [答案]　C 由于金屬鈉化學性質活潑，很容易跟空氣中的氧氣、水蒸氣等反應而變質，故保存金屬鈉時應隔絕空氣，通常保存在煤油里。 專題二 鈉與水及水溶液的反應 1．與水反應 離子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑， 還原劑：Na，氧化劑：H2O。 2．與酸溶液反應 (1)鈉與酸反應時先與酸中的H＋反應， 離子方程式：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑。 (2)如果鈉過量，鈉把酸消耗盡之后，再與水反應。 3．與堿溶液反應 實質就是鈉與水的反應。 4．與鹽溶液反應 鈉與鹽溶液反應時先與水反應，它包括兩種情況： (1)如果鹽溶液中的溶質與氫氧化鈉不反應，只發(fā)生鈉與水的反應。 (2)如果鹽溶液中的溶質與氫氧化鈉反應，則會發(fā)生兩個反應，如鈉與硫酸銅溶液的反應： 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑， 2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4。 [例2]　將一小塊金屬鈉投入CuSO4溶液中，不可能觀察到的現象是(　　) A．溶液中有藍色沉淀生成 B．有氣體生成 C．有紅色物質析出 D．鈉熔成小球浮游在液面上 [解析]　鈉投入CuSO4溶液中首先與水反應：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，此時鈉熔化成閃亮的小球浮游在液面上，有氣體生成，生成的NaOH與CuSO4發(fā)生復分解反應，產生藍色絮狀沉淀。A、B、D項所指的現象均能觀察到，但鈉不能將銅置換出來。 [答案]　C (1)鈉與飽和溶液反應時，若鈉與溶質不反應，雖然只是鈉與水反應，但是因水的消耗，會有固體析出。 (2)書寫鈉與鹽溶液反應的化學方程式，可以分步書寫，也可以寫總的化學方程式。 環(huán)節(jié)5 鞏固訓練-完成下列練習 1．(對應考點一)一小塊金屬鈉長時間置于空氣中，可能有下列現象，這些現象出現的先后順序是(　　) ①變成白色粉末?、谧儼怠、圩兂砂咨腆w?、茏兂梢后w A．①②③④　　　　　　　　 B．②③④① C．②③①④ D．③②④① 解析：鈉在空氣中發(fā)生如下變化：Na→Na2O→NaOH→Na2CO310H2O→Na2CO3。反應現象為：鈉由銀白色變暗，之后變成白色固體(NaOH)，白色固體潮解變成液體，與空氣中的CO2、H2O結合形成白色晶體(Na2CO310H2O)，最后晶體風化，變成白色粉末(Na2CO3)。 答案：B 2．(對應考點一)2.3 g純凈的金屬鈉在干燥的空氣中被氧化后得到3.5 g固體，由此判斷其產物是(　　) A．只有Na2O B．只有Na2O2 C．Na2O和Na2O2 D．無法確定 解析：若2.3 g鈉全部生成Na2O，質量為3.1 g；若2.3 g鈉全部生成Na2O2，質量為3.9 g，因為3.1 g<3.5 g<3.9 g，故氧化產物應為Na2O和Na2O2的混合物。 答案：C 3．(對應考點二)在燒杯中加入水和苯(苯的密度為0.88 g/cm3，與水互不相溶，且不與鈉反應)各50 mL，將一小粒金屬鈉(密度為0.97 g/cm3)投入燒杯中，觀察到的現象可能為(　　) A．鈉在水層中反應并四處游動 B．鈉停留在苯層中不發(fā)生反應 C．鈉在苯的液面上反應并四處游動 D．鈉在苯與水的界面處反應并可能上浮下沉 解析：苯與水互不相溶，且鈉的密度介于苯和水之間；加入鈉后，鈉處在苯與水的中間。由于鈉能與水反應，生成氫氣，氫氣附著在鈉的周圍，浮力增大，鈉上浮進入苯層，氫氣放出后，浮力減小，鈉又回到水層， 這樣上浮下沉至反應完全。 答案：D 4．(對應考點二)將金屬鈉分別投入下列物質的稀水溶液中，能生成白色沉淀的是(　　) A．HCl B．K2SO4 C．MgCl2 D．CuCl2 解析：在考慮鈉與堿、鹽水溶液反應的問題時，注意鈉與水反應的同時，還要考慮生成的NaOH與溶液中溶質的反應。鈉與四種溶液反應都生成氫氣；CuCl2溶液中會有藍色沉淀生成，只有氯化鎂溶液中可生成白色沉淀。 答案：C 5．(實驗題)紅熱的鐵能與水蒸氣反應，有氫氣生成，現用如圖所示裝置進行鐵在高溫下與水蒸氣反應的實驗，并用簡單的方法收集、檢驗生成的氫氣。請回答下列問題： (1)寫出鐵在高溫下與水蒸氣反應的化學方程式：_____________________________ ________________________________________________________________________。 (2)干燥管C內盛放的藥品是________和________(填化學式)。干燥管的______(填“m”或“n”)端與g導管相連接。 (3)在D處畫出用試管收集氫氣的裝置圖(所需其他儀器自行選擇)。 (4)怎樣用簡單的方法檢驗收集到的氣體是氫氣，簡述實驗操作步驟和現象：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：考慮到H2的密度比空氣的小，因此可采用向下排空氣法收集，檢驗H2可采用“爆鳴”實驗。 答案：(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 (2)CaCl2　CaO　n (3) (4)用拇指堵住試管口，試管口向下，靠近酒精燈火焰，松開拇指，能燃燒或發(fā)出爆鳴聲，說明收集的是H2 環(huán)節(jié)6 歸納總結 (1)鈉與氧氣反應：常溫下：4Na＋O2===2Na2O；加熱時：2Na＋O2Na2O2。 (2)鋁在空氣中生成一層致密的氧化膜，保護內部金屬不被氧化。 (3)鈉與含有酚酞的水反應現象為浮、游、熔、響、紅，化學方程式為2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。 (4)鐵在高溫下與水蒸氣反應生成Fe3O4，化學方程式為3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 (5)鈉跟鹽溶液反應，不能置換出金屬單質，而是先與水反應生成NaOH和H2。 環(huán)節(jié)7 教學反思