高中化學(xué) 第三章 第一節(jié) 金屬的化學(xué)性質(zhì)(第2課時(shí))學(xué)案(新人教版)必修

1、金屬的化學(xué)性質(zhì)（第2課時(shí)）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1. 了解金屬鈉與水的反應(yīng)，會(huì)解釋鈉與水反應(yīng)的各種現(xiàn)象。2. 了解鐵與酸和水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和生成產(chǎn)物?！緦W(xué)習(xí)過(guò)程】1. 鈉與水反應(yīng)：實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象原因和結(jié)論用鑷子取一小塊鈉置于濾紙上，吸干表面的煤油，用小刀切綠豆大的一粒，其余放回原瓶。在小燒杯中加一小半水，并將切下的鈉粒投入小燒杯中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。反應(yīng)結(jié)束后向燒杯中滴入1-2滴酚酞試劑，觀察溶液的變化?。ㄢc浮在水面上）鈉的密度小熔（鈉熔化成一個(gè)閃亮的小球）鈉與水反應(yīng)放熱，鈉的熔點(diǎn)低游（鈉球四處游動(dòng)）鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣不均勻，推動(dòng)小球嘶（鈉球發(fā)出嘶嘶的響聲）鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣冒出時(shí)發(fā)出聲音紅

2、（鈉球游過(guò)的地方酚酞溶液由無(wú)色變?yōu)榧t色）鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生了堿性物質(zhì)（1）按照不同的分類(lèi)方法，鈉與水的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)、離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、放熱反應(yīng)，Na 是還原劑，H2O 是還原劑，NaOH是氧化產(chǎn)物，H2是還原產(chǎn)物。2Na +2H2O=2Na+2OH+H2溫馨提示：鈉不能否保存在汽油或CCl4中。鈉與水反應(yīng)過(guò)于劇烈，一般不用此反應(yīng)制備H2。金屬鈉失火不能用水或泡沫滅火器滅火，一般用砂土蓋滅。（2）鈉與酸溶液反應(yīng)：鈉與酸反應(yīng)時(shí)先與酸中的H反應(yīng)，如果鈉過(guò)量，鈉把酸消耗盡之后，再與水反應(yīng)。2Na2HCl=2NaClH2溫馨提示：Na 與H2O 和酸反應(yīng)的實(shí)質(zhì)都是與H反應(yīng)，而酸電離出的H 比水電離

3、出的H要大得多，故先與酸反應(yīng)，現(xiàn)象與水反應(yīng)相似，但更劇烈。（3）鈉與鹽溶液反應(yīng)：鈉與鹽溶液反應(yīng)時(shí)先與水反應(yīng)，如果鹽溶液中的溶質(zhì)與氫氧化鈉不反應(yīng)，只發(fā)生鈉與水的反應(yīng)。如果鹽溶液中的溶質(zhì)與氫氧化鈉反應(yīng)，則會(huì)發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)，如鈉與硫酸銅溶液的反應(yīng)：2Na2H2O=2NaOHH22NaOHCuSO4=Cu(OH)2Na2SO42鐵與水反應(yīng)：3Fe +4H2O (g) Fe3O4 +4H2一天，英國(guó)一家煉鐵廠的熔鐵爐底部產(chǎn)生了裂縫，頓時(shí)熾熱的鐵水從裂口奪路而出。當(dāng)溫度高達(dá)攝氏一千多度的鐵水碰上爐旁一條水溝里的不時(shí)，剎那間，“轟”的一聲震天動(dòng)地的巨響，整個(gè)車(chē)間被掀掉了。水為什么會(huì)產(chǎn)生這么大的威力呢？這是因?yàn)?/p>

4、高溫下發(fā)生了上述反應(yīng)，當(dāng)攝氏一千多度的鐵水流入水溝時(shí)，在極短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生了大量易燃易爆氣體，并且被鐵水的高溫點(diǎn)燃，所以輕而易舉地把巨大的生產(chǎn)車(chē)間給炸掉。（1）教材實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：加熱時(shí)試管內(nèi)鐵粉紅熱，點(diǎn)燃肥皂泡可聽(tīng)到爆鳴聲，反應(yīng)后，試管內(nèi)的固體仍呈黑色。濕棉花的作用：發(fā)生水蒸氣。肥皂泡的作用：檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體。（2）實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：成功率高，氣流均勻,收集驗(yàn)純和燃燒的現(xiàn)象都非常明顯。干燥劑的作用是吸收水蒸汽，使收集的氫氣易點(diǎn)燃。硬質(zhì)試管中石綿絨的作用是鐵粉的載體，增大鐵粉與水蒸汽的接觸面。 金屬與水反應(yīng)的規(guī)律：金屬單質(zhì)無(wú)論是與水反應(yīng)，還是與酸反應(yīng)，金屬都是作還原劑，水或酸作氧化劑。金屬與酸或水反應(yīng)的難

5、易，取決于金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱，金屬越活潑，反應(yīng)就越容易。（1）K、Ca、Na等金屬和冷水作用，生成可溶性堿和H2。2Na + 2H2O=2NaOH + H2（2）Mg和冷水反應(yīng)緩慢，與沸水迅速反應(yīng)，Al與冷水很難反應(yīng)，與沸水能反應(yīng)，生成不溶性堿和氫氣。 Mg + 2H2O Mg(OH)2 + H2（3） Zn、Fe、Sn、Pb和高溫水蒸氣反應(yīng)，生成不溶性氧化物和H2。3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2 （4）Cu、Hg、Ag、Pt、Au不與水反應(yīng)?！井?dāng)堂檢測(cè)】1. 向一小燒杯中分別加入等體積的水和煤油，片刻后再向該燒杯中輕緩地加入一綠豆大小的金屬鈉，可能觀察到的現(xiàn)象符合圖中的()

6、2. 取金屬Na、Mg、Al各0.1 mol，分別投入到均盛有100 mL 0.5 mol/L鹽酸的燒杯中，充分反應(yīng)后放出H2的體積()A一樣多 BNa最多 CMg最多 D無(wú)法判斷3. 向下列溶液中分別加入鈉的小顆粒，溶液里無(wú)固體析出的是()AMgCl2溶液 BCa(OH)2飽和溶液 CCuSO4溶液 D鹽酸4. 用如圖所表示的方法研究金屬鈉與水反應(yīng)的性質(zhì)，其中A是用帶孔的錫箔包著的小塊的金屬鈉。(1)從大塊鈉上取下的小塊鈉要用濾紙擦一擦，這樣做的目的是_。(2)包裹鈉塊的錫箔要預(yù)先扎上足夠多的小孔，若孔數(shù)不夠，可能出現(xiàn)的不良后果是_。假如在實(shí)驗(yàn)剛開(kāi)始就將鑷子松開(kāi)拿出水面，A表現(xiàn)出的現(xiàn)象是_，

7、出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是_。(3)據(jù)預(yù)測(cè)，鈉與水反應(yīng)生成氫氣和氫氧化鈉。證明生成的氣體是氫氣的實(shí)驗(yàn)方法是_；證明生成氫氧化鈉的實(shí)驗(yàn)方法和相應(yīng)的現(xiàn)象是_；(4)如果用飽和碳酸鈉溶液代替水做鈉的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的研究有金屬鈉參加的化學(xué)反應(yīng)的方程式是_；其他化學(xué)反應(yīng)的方程式是(假設(shè)溶液的溫度保持不變)_；再向燒杯中加入足量的稀鹽酸，化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。5. 紅熱的鐵能與水蒸氣反應(yīng)，有氫氣生成，現(xiàn)用如圖所示裝置進(jìn)行鐵在高溫下與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，并用簡(jiǎn)單的方法收集、檢驗(yàn)生成的氫氣。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)出鐵在高溫下與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)干燥管C內(nèi)盛放的藥品是_和_(填化學(xué)式)。干燥管的_(填“

8、m”或“n”)端與g導(dǎo)管相連接。(3)在D處畫(huà)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(jiǎn)單的方法檢驗(yàn)收集到的氣體是氫氣，簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)操作步驟和現(xiàn)象_。答案與解析題號(hào)答案解析1ANa的密度比煤油大，但比水小，故Na處于水與煤油的界面上跳動(dòng)，且Na與H2O反應(yīng)能產(chǎn)生H22Bn(HCl)0.1 L0.5 mol/L0.05 mol，對(duì)于0.1 mol 的Mg和Al來(lái)說(shuō)，金屬過(guò)量，產(chǎn)生的氫氣：n1(H2)n(HCl)0.05 mol0.025 mol，而Na與酸反應(yīng)后還可與水反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣n2(H2)n(Na)0.1 mol0.05 mol3D鈉投入MgCl2溶液中發(fā)生反應(yīng)：2Na

9、2H2O=2NaOHH2，2NaOHMgCl2=Mg(OH)22NaCl；鈉投入Ca(OH)2飽和溶液中，先與水反應(yīng)生成NaOH，反應(yīng)消耗了水，且反應(yīng)放出熱量，故仍會(huì)有Ca(OH)2固體析出；鈉投入CuSO4溶液中，發(fā)生反應(yīng)：2Na2H2O=2NaOHH2，2NaOHCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4；鈉投入鹽酸中，發(fā)生反應(yīng)2Na2HCl=2NaClH24(1)擦去鈉表面上的煤油，避免影響實(shí)驗(yàn)效果(2)發(fā)生爆炸A浮在水面上鈉的密度小于水的密度，反應(yīng)生成的氫氣增大了A所受的浮力(3)在氣體充滿(mǎn)試管時(shí)，在水中單手握管、拇指封口，管口朝下拿出水面在火焰的近處橫置試管，管口靠近火焰，松開(kāi)拇指點(diǎn)燃?xì)?/p>

10、體向燒杯內(nèi)的溶液中滴入3滴酚酞試液，溶液顯紅色(4)2Na2H2O=2NaOHH2Na2CO310H2O=Na2CO310H2ONaOHHCl=NaClH2O，Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2(1)為了防止金屬鈉被氧氣、水氧化，實(shí)驗(yàn)室中一般將金屬鈉保存在煤油中。在使用金屬鈉時(shí)，為了不影響實(shí)驗(yàn)效果，一般要用濾紙擦凈其表面上的煤油。(2)金屬鈉具有很強(qiáng)的還原性常溫下鈉跟水劇烈反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，并放出大量的熱，在封閉的空間內(nèi)極易發(fā)生爆炸；金屬鈉的密度小于水的密度，在水中浮于水面上；鈉與水反應(yīng)生成的氫氣更增大了A所受的浮力。(4)在飽和Na2CO3溶液中加入鈉后，再加鹽酸，鹽酸分別與NaOH、Na2CO3發(fā)生反應(yīng)5(1)3Fe4H2O(g) Fe3O4