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111 2013年高中化學 第3章 第1節(jié) 金屬的化學性質 第2課時教案 新人教版必修1 教學設計 三維目標 知識與技能 1.掌握鋁和NaOH溶液的反應。 2.通過查閱資料、社會調查、思考和交流等方法進行社會實踐活動。 過程與方法 1.加強實驗教學，按照觀察、思考、分析、交流方式進行教學。 2.發(fā)揮學生主體作用進行實踐活動。 情感、態(tài)度與價值觀 1.通過社會實踐活動激發(fā)學生報效國家的責任感。 2.通過介紹鋁的冶煉，培養(yǎng)學生勇于探索的科學精神和嚴格求實的科學態(tài)度。 3.通過動手實驗體驗化學的奧妙，激發(fā)學生學習的興趣。 教學重點 鋁與NaOH溶液的反應 教學難點 鋁與NaOH溶液反應的實驗分析 教具準備 多媒體及課件、鋁箔、酚酞、鹽酸、氫氧化鈉溶液、試管架、試管、鑷子、砂紙、導管、圖片 教學過程 導入新課 上節(jié)課我們介紹了鈉、鎂、鈣、鐵等金屬與非金屬、水反應的情況，請寫出鈣、鐵分別與水反應的方程式。 Ca + 2H2O====Ca(OH)2+ H2↑ 3Fe+4H2O（g）Fe3O4+ 4H2 推進新課 [板書]（三）鋁與鹽酸及氫氧化鈉溶液的反應 ［實驗3-4］鋁與鹽酸、氫氧化鈉溶液的反應 提問：實驗中有何現(xiàn)象發(fā)生？ 回答：鋁分別放入鹽酸、NaOH溶液中后，鋁逐漸減少且有氣泡產(chǎn)生，將點燃的木條放在試管口，可觀察到藍色火焰。 反應式： 2Al+ 2NaOH + 2H2O====2NaAlO2+3H2↑2Al+6HCl 2====AlCl3+3H2↑ 小結：鋁既可以與鹽酸反應又可以與氫氧化鈉溶液反應。 注意：若要檢驗鋁分別與鹽酸、NaOH溶液反應放出的氣體是氫氣，鹽酸和NaOH溶液的濃度應稍偏大，如可用6 mol L-1的鹽酸和30%的NaOH溶液。還要保證氫氣產(chǎn)生的一定速率和一定數(shù)量。將點燃的木條放在試管口，可觀察到藍色火焰，但不明亮，用爆鳴的檢驗方法成功率比較高。鋁片不宜太純。在反應中可觀察到開始反應較慢，后來漸漸加快，這是因為開始時是鋁表面的氧化膜先發(fā)生作用，氧化膜反應完以后才有H2產(chǎn)生，而且隨著反應的進行，溫度升高，反應速率也加快。 應用：鋁制容器不宜蒸煮或長時間盛放酸性、堿性或咸的食物。 ［實踐活動］ 提示：1.讓學生在課外用卡片的形式把提出的問題收集并匯總，然后分類。 2.把學生的分類情況和自己選擇研究、調查的問題的結果以書面形式上交。 3.把結果張貼或在課堂上交流，教師對學生參加這次活動的情況要作出評價。 問題舉例：①金屬都有光澤嗎？鐵塊上的灰色是光澤嗎？ ②觀察鐵粉為什么看不見銀白色光澤？ ③哪些金屬在自然界中以游離態(tài)存在？實驗室有金屬鈉單質，可以說鈉在自然界以游離態(tài)存在嗎？ ④為什么有的金屬只有一種化合價，而有的金屬有多種化合價？ ⑤鐵有銀白色光澤，為什么鐵又稱為黑色金屬？ ⑥鋁的導電性比銅的差，為什么電力工業(yè)上常用鋁做導線？ …… [多媒體投影示例]金屬的分類 人們根據(jù)金屬的密度，把金屬分為重金屬和輕金屬。重金屬的密度大于4.5 gcm-3，輕金屬的密度小于4.5 gcm-3。冶金工業(yè)上還常常把金屬分為黑色金屬與有色金屬。黑色金屬有三種：鐵、錳、鉻。它們或它們的合金的表面常有呈灰黑色的氧化物，所以稱這類金屬為黑色金屬。除鐵、錳、鉻以外的金屬稱為有色金屬。 有色金屬又可以分為九大類： (1)重金屬：銅、鉛、鋅等。 (2)輕金屬：鋁、鎂等。 (3)輕稀有金屬：鋰、鈹?shù)取? (4)難熔稀有金屬：鎢、鈦、釩等。 (5)稀散金屬：鎵、鍺等。 (6)稀土金屬：鈧、釔及鑭系元素等。 (7)放射性金屬：鐳、錒等。 (8)貴金屬：金、銀、鉑等。 (9)堿金屬：鉀、鈉等。 （分類可以有不同的標準，如金屬可按存在狀態(tài)、密度、顏色、活潑性等分類，對學生提出的問題也可以用不同的標準進行分類） ［例題剖析］ （例1）將等物質的量的鎂和鋁相混合，取等質量該化合物四份，分別加到足量的下列溶液中，充分反應后放出氫氣最多的是（ ） A.3 mol L-1HCl B.4 mol L-1HNO3 C.8 mol L-1NaOH D.18 mol L-1H2SO4 教師精講：在鎂、鋁混合物中加入硝酸和濃硫酸都不產(chǎn)生氫氣。加入氫氧化鈉溶液，只有鋁與之反應生成氫氣，鎂不反應。加入鹽酸，鎂和鋁都與鹽酸反應生成氫氣，所以氫氣量最多。故應選A。 答案：A （例2）有鎂、鋁混合粉末10.2 g，將它溶于500 mL 4 mol L-1的鹽酸里，若要使沉淀質量達到最大值，則需要2 mol L-1的氫氧化鈉溶液的體積為（ ） A.1 000 mL B.500 mL C.100 mL D.1 500 mL 教師精講：依題意，先寫出有關化學方程式： Mg + 2HCl====MgCl2 + H2↑ 2Al + 6HCl====2AlCl3 +3H2↑ MgCl2 +2NaOH====Mg(OH)2↓+2NaCl AlCl3 +3NaOH====Al(OH)3↓+3NaCl 依化學方程式知當鎂、鋁全部以氫氧化鎂、氫氧化鋁沉淀，即沉淀質量達到最大值時，溶液中溶質只存在NaCl,即此時n(NaOH)=n(HCl)。n(NaOH)=0.5 L4 mol L-1=2 mol ,V(NaOH)==1 L=1 000 mL。因此本題答案為A。 答案：A ［課堂小結］ 本節(jié)課我們討論了鋁的化學性質，認識了鋁既可以與強酸反應又可以與強堿反應，借助這些知識，我們可以解釋日常生活中遇到的實際問題。課后請大家將你感興趣的問題，通過上網(wǎng)或到圖書館查資料后，寫成論文，同學間互相交流。 板書設計 鋁與鹽酸及氫氧化鈉溶液的反應 活動與探究 1.在金屬活動順序表中，Mg位于Al之前，請你設計實驗證明Mg的金屬活動性比Al強。 方案一：Mg、Al分別在空氣中點燃 Mg Al 準備 用砂紙去掉表面的氧化膜 用砂紙去掉表面的氧化膜 現(xiàn)象 結論 備注 觀察時注意戴防護鏡 方案二：Mg、Al分別與稀鹽酸反應 Mg Al 現(xiàn)象 相同 不同 結論 隨堂練習 1.下列金屬分別與足量鹽酸反應，得到等質量的氫氣，所需金屬的質量最少的是（ ） A.Mg B.Al C.Fe D.Zn 答案:B 2.地殼中所含質量分數(shù)最大的金屬元素是（ ） A.Mg B.Al C.Si D.Fe 答案:B 3.兩份鋁片，第一份與足量鹽酸反應，第二份與足量燒堿溶液反應，同溫、同壓下放出相同體積的氣體，則兩份鋁片的質量之比為（ ）A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.1∶6 答案:A 4.有鎂、鋁混合物粉末5.4 g，將它溶于500 mL 2 mol L-1的鹽酸中，若要使沉淀量達到最大值，則需加入1 molL-1 NaOH溶液的體積為（ ） A.1 000 mL B.500 mL C.100 mL D.1 500 mL 答案:A 5.將鋁粉放入燒堿溶液充分反應，放出氫氣。若在反應過程中有1.5 mol 電子發(fā)生轉移，則參加反應的水為（ ） A.9 g B.18 g C.0.5 mol D.1.8 mol 答案:AC 6.少量金屬鈉投入到CuSO4溶液中，正確的反應方程式是（ ） （1）2Na + CuSO4====Na2SO4 + Cu↓ （2）Cu + 2H2O====Cu(OH)2+ H2↑ （3）2Na+ 2H2O====2NaOH + H2↑ （4）2NaOH + CuSO4====Cu(OH)2↓+ Na2SO4 A.①③ B.①② Ｃ.③④ D.① 答案:C 7.把足量的鐵粉投入到硫酸和硫酸銅的混合液中，充分反應后，剩余金屬粉末的質量與原加鐵粉的質量相同，則原溶液中H+與的物質的量濃度之比為（ ） Ａ.1∶4 Ｂ.2∶7 Ｃ.1∶2 Ｄ.3∶8 答案:A 8.將鈉和鋁的混合物0.2 mol 溶于足量的鹽酸中，產(chǎn)生3 136 mL (標準狀況下)氫氣，則鈉和鋁的物質的量之比為（ ） A.1∶3 B.3∶1 C.4∶1 D.1∶4 答案:C 9.將一塊鎂鋁合金溶于過量鹽酸后，溶液中應有_____________離子；接著加入過量氫氧化鈉溶液后，溶液中_____________減少了，_____________增加了；繼而再加入過量鹽酸，溶液中_____________減少了，_____________增加了。 答案:H+、Cl-、Mg2+ 、Al3+（OH-） H+、Mg2+、Al3+ 、OH-、Na+ 、OH- H+、Cl-、Mg2+、Al3+ 10.某無色透明溶液，跟金屬鋁反應放出H2，試判斷下列離子：Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、、、、OH-、，哪些可能是構成此溶液的成分？ （1）生成Al3+時，可能存在_____________。 （2）當生成時，可能存在_____________。答案:(1)Mg2+、H+、 (2)OH-、Ba2+、 習題詳解 1.答案：保存于煤油中 因為鈉很容易與空氣中的O2發(fā)生反應。 4Na+O2====2Na2O 2Na+O2Na2O2 2Na+2H2O====2NaOH+H2↑ 點撥：鈉的化學性質很活潑，能與O2反應，能與H2O反應,因此將鈉保存在煤油中（ρ鈉>ρ煤油）。 2.答案：B 點撥：Na燃燒時生成Na2O2。 3.答案：B 點撥：Al在空氣中能與O2反應生成Al2O3。 4.答案：D 點撥：此類題目可用舉反例法。C選項，最外層只有1個電子的元素除Na、K外，還有H，H屬非金屬元素；D選項為Na，屬金屬元素；A、B選項的中心詞是物質，物質與元素是兩個不同的概念，物質是由元素組成的。 5.答案：D 6.答案：A 7.答案：（1）3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 (2)2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑ 2Al+6H+====2Al3++3H2↑ (3)2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑ 2Al+2OH-+2H2O====2+3H2↑ (4)Zn+CuCl2====Cu+ZnCl2 Zn+Cu2+====Cu+Zn2+ 8.答案：Al與NaOH發(fā)生如下反應： 2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑ 227 g 322.4 L 5.4 g V(H2) 即V（H2）=6.72 L(標準狀況) 9.答案：①相同質量的Mg、Al與鹽酸反應可由關系： Mg ~ H2↑ 2Al ~ 3H2↑ 24 g 1 mol 227 g 3 mol 1 000 g n (H2) 1 000 g n(H2) 即相同質量時，Al放出氫氣多。 ②相同體積（假定各為1 000 cm3）的Mg、Al而質量分別為1 738 g、2 700 g，則有： Mg ～ H2↑ 2Al ～ 3H2↑ 24 g 1 mol 227 g 3 mol 1 738 g n(H2) 2 700 g n(H2) 答:相同質量時，Al放出氫氣多，相同體積時，也是Al放出氫氣多。 10.鋁是自然界中含量最多的金屬，鋁與氧氣反應放出大量的熱，所以用鋁作燃料是可行的；但是鋁的金屬活潑性比較強，欲從含鋁的礦物中把鋁提煉出來比較困難，目前采用電解法生產(chǎn)鋁，電解需要消耗大量的電能；因此就目前條件下，將鋁作燃料還不具備現(xiàn)實條件。 11.提示：鋁的金屬活動性比鐵強，從鋁礦石中提煉出鋁比從鐵礦石中提煉出鐵困難。 111