高中化学 31金属的化学性质学案 新人教版必修1.docx

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高中化学31金属的化学性质学案新人教版必修1

第三章金属及其化合物

第一节　金属的化学性质

第1课时　金属与非金属的反应及钠与水的反应

【考纲要求】

1.掌握钠、铝与氧气的反应，掌握金属钠、铝的主要化学性质。

2.通过钠在空气中缓慢氧化和钠加热时氧化的实验，培养学生的观察能力，对比能力，分析能力。

【自主学习】

一、金属的存在及通性

1、存在：

地壳中各元素含量顺序　　　　　　　　　　　。

自然界中的绝大多数金属都是以态（化合物）存在的，少数以　　　　态（单质）存在，如金等。

2．物理性质

3．化学性质（结构决定性质）

画出Na、Mg、Al的原子结构示意图

______________________、____________________、________________________。

金属原子的最外层电子数一般少于________个，容易_____电子_。

这一特点，使金属单质往往表现出__________，因此遇到有氧化性的物质，如Cl2、S等时，能发生氧化反应，作　　　　剂。

金属活动性顺序表为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

通常情况下，活泼金属单质能够与非金属、盐、酸、氧化物等发生反应。

根据教材图3—2有关金属化学性质的一些实验，写出下列反应的化学方程式：

（1）与盐溶液应反：

铝丝插入硫酸铜溶液；

（2）与非金属反应：

镁在空气中点燃；

（3）与盐溶液反应：

铜丝与硝酸银溶液反应；

（4）与酸反应：

镁条放入稀盐酸；

二、金属和非金属的反应

1．钠与氧气的反应

实验操作

实验现象

实验结论

新切开的钠具有__________金属光泽，在空气中表面很快______

钠是________金属，硬度____，熔点____，通常保存在______中；常温下与O2发生反应：

_____________，说明钠比铁、铝、镁等活泼得多

钠先熔化为______小球，然后燃烧，火焰呈______色，最后生成________固体

加热时与O2的反应为：

__________________________________

注意：

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试着比较稳定性：

　　　Na2O2　　　　　　　Na2O（填＞，=，＜）

练习：

写出钠与Cl2、S反应的化学方程式　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　　　　　　　　　　

保存方法：

钠保存在　　　　　　　　　　　中，以隔绝空气。

2．铝与氧气的反应

活泼金属在空气中易与氧气反应，表面生成一层__________，有的氧化膜______，不能保护____________，有的氧化膜________，可保护____________不被__________。

铝遇冷的浓硫酸、浓硝酸要发生。

实验操作

实验现象

结论或解释

氧化膜能保护铝，__________的熔点比铝的____，包在铝的外面，故__________________________

试写出下列反应的化学方程式：

Fe＋Cl2

　　　　　　Fe＋S

　Al＋S

　　Hg＋S　＝

3．总结常见金属与氧气的反应，完成下列表格。

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

铝

铁

纯氧＼点燃

铜

三、钠与水的反应

实验操作

实验现象

结论或解释

（1）钠浮在水面上

（1）钠的密度比水______

（2）与水反应发出“________”响声

（2）钠与水反应生成气体

（3）钠熔化成闪亮的小球

（3）钠熔点____，反应________

（4）小球在水面上迅速游动，逐渐变小，最后________

（4）反应产生的气体推动小球运动

（5）反应后溶液的颜色逐渐变____

（5）有____生成

结论

钠与水剧烈反应，生成NaOH和H2，表现出　　　性，写出其化学方程式并用双红桥表示电子的转移情况：

____________________________________________

注意　①取用的钠要小，过大易发生危险；②用滤纸吸去钠表面的煤油；③放入钠块后，最好用玻璃片遮盖烧杯。

思考：

钠与能否置换出盐溶液中的金属？

推测钠分别投入硫酸铜和氯化铁溶液中产生的现象　　　　　　　　　　　　　，其反应的化学方程式分别为，。

【考点突破】

〖典型例题〗

例1、对于下列有关金属钠的叙述，正确的是（）

A.由于钠比较活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动顺序表中钠后面的金属

B.1个钠原子能失去1个电子，1个镁原子能失去2个电子，所以镁的还原性比钠强

C.钠能把钛、锆等金属从熔融卤化物里还原出来

D.0.5L1mol·L-1的盐酸分别与1mol钠、镁、铝反应，所生成的氢气的量相等

例2、将一小块钠在空气中久置，最终产物是什么？

发生了哪些变化？

例3、　现将4.6g纯净金属钠在干燥空气中被氧化后,得到7.0g固体,则其氧化产物是（）

A．只有Na2OB．只有Na2O2C．Na2O2和Na2OD．无法确定

〖反馈训练〗

知识点1　金属元素的通性

1．下列关于金属元素的特征叙述，正确的是（　　）

A．金属元素的原子只有还原性、金属离子只有氧化性

B．金属元素在化合物中一定显正价

C．金属元素在不同化合物中的化合价都相同

D．金属元素的单质在常温下都呈固态

知识点2　试剂的存放

2．通过你的观察和推理，判断下列实验室中对于少量钠的保存方法正确的是（　　）

A．保存在水中　　　　　　　　　　　B．密封，保存在细口瓶中

C．用铝箔包裹，密封在广口瓶中　　　D．密封，保存在广口瓶中的煤油中

知识点3　金属与非金属的反应

3．下列关于金属性质的叙述中正确的是（　　）

A．钠与氧气反应时，产物是由O2的用量决定的

B．铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧

C．金属与非金属发生反应时，被氧化的一定是金属

D．铁丝不论在空气中还是纯氧中都不会燃烧

知识点4　钠与水的反应

4．将一块金属钠投入到滴有紫色石蕊试液的盛冷水的烧杯中，甲同学认为可观察到下列现象，其中正确的有（　　）

①钠投入水中，先沉入水底，后浮出水面　②钠立即与水反应，并有气体产生　③反应后溶液变红　④钠熔成闪亮的小球　⑤小球在水面上四处游动　⑥有“嘶嘶”的响声发出

A．①②③④　B．②③④⑤C．②④⑤⑥D．③④⑥

【考点巩固】

1．人类历史上使用最早的金属是（　　）

A．铜B．铁C．铝D．钛

2．下列物质中，有一种物质的颜色与其他三种物质的不同，这种物质是（　　）

A．NaOHB．Na2OC．Na2O2D．Na2CO3

3．小明家收藏了一张清末的铝制佛像，至今保存完好。

其未被锈蚀的主要原因是（　　）

A．铝不易发生化学反应　　　B．铝的氧化物易发生还原反应

C．铝不易被氧化　　　　　D．铝易被氧化，且氧化铝膜具有保护内部铝的作用

4．金属钠投入到下列溶液中，既有气体放出，又有白色沉淀生成的是（　　）

A．盐酸　B．氯化钠溶液　　　　C．氯化铜溶液D．氯化镁溶液

5．等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在足量氧气中常温下充分反应，则下列说法正确的是（　　）

A．第一块钠失去电子多　　　　B．两块钠失去电子一样多

C．第二块钠产物质量大　　　　D．两块钠的反应产物质量一样大

6．钾（K）与Na在性质上具有很大的相似性，但K比Na的活泼性强，下面是根据Na的性质对K的性质的预测，其中正确的是

A．因为K的活泼性强，所以钾应该保存在煤油

B．K在空气可以被空气中的氧气所氧化，且产物是K2O

C．K与水能够反应，但不如Na与水的反应剧烈，但产物都有氢气

D．K可以与水剧烈反应，生成氢气

7、取黄豆粒大小的一块金属钠，用滤纸擦干其表面的煤油，然后加入到硫酸铜溶液中，观察实验现象并写出化学方程式：

①钠在溶液中与水反应的实验现象是，反应的离子方程式②溶液中的实验现象；反应的离子方程式是。

9．某校学生课外活动小组为测定Na元素的相对原子质量，设计的装置如图，该装置（包括水和干燥剂）的总质量为ag，从实验室取出bg（不足量）的钠放入水中，塞紧瓶塞，完全反应后再称量此装置的总质量为cg。

试回答：

（1）实验室取用一小块钠，需要用到________________________。

（2）此干燥管的作用是________________________________________；

若此钠块有极少量被氧化，则测出的相对原子质量会比实际相对原子质量__________（填“偏大”、“偏小”或“不变”，下同）；

（3）有甲同学建议在图中干燥管上再连一同样干燥管，其目的是_________，计算钠的相对原子质量的表达式为__________。

（4）有乙同学为避免由于行动不够迅速产生偏差，又建议在集气瓶中再加入一定量煤油，其目的是_______________________________________________

________________________________________。

第2课时　铁与水蒸气及铝与氢氧化钠溶液的反应

【考纲要求】

1.掌握铁与水蒸气的反应原理。

2.掌握铝的两性，并能初步进行有关的图像分析与简单的计算

【自主学习】

回顾：

钠与水反应的原理及化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

一、铁与水蒸气的反应

实验装置

操作及现象

用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了

结论

铁不能与冷水、热水反应，但能与高温水蒸气反应，反应方程式并用双线桥分析_________________________________________

（2）比较钠、镁、铝、铁与水的反应

与冷水剧烈反应的金属是，与冷水反应不明显，与热水反应明显的金属是，与冷水不反应，与热水微弱反应的金属是，与冷水、热水都不反应，只与水蒸汽反应的金属是。

利用上面信息中列出以上几种元素金属性的强弱顺序　　　。

二、铝与NaOH溶液的反应

实验操作

实验现象

试管中__________________，铝片______；点燃的木条放在试管口时发出______声

试管中____________________，铝片______；点燃的木条放在试管口时发出________声

有关化学

方程式

化学方程式：

____________________________________

化学方程式：

__________________

离子方程式：

______________________

离子方程式：

_________________________________________

思考]1.为什么铝制餐具不宜长时间用来蒸煮或存放酸性、碱性或咸的食物

2．除去下列物质中的杂质，写出有关反应的离子方程式：

Fe（Al）方法：

离子方程式：

Cu（Al）:

方法：

离子方程式：

3．铝与碱溶液（NaOH溶液）反应的的实质：

【问题导思】　

①等量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，消耗HCl和NaOH的物质的量有什么关系？

②等量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，生成H2的量有什么关系？

③足量的铝与等物质的量浓度、等体积的盐酸和NaOH反应，生成H2的量又有什么关系？

【提示】　足量铝与等物质的量盐酸和NaOH反应，产生H2体积比为1∶3。

分析依据：

2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

1．等量的Al分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应产生H2的量相等，此时消耗盐酸与NaOH的物质的量之比为3∶1。

2．足量的铝与等物质的量的盐酸和NaOH反应，产生H2的量之比为1∶3，此时消耗Al的量之比也为1∶3。

3．一定量的Al分别和一定量的盐酸和NaOH溶液反应，若

<

<1，必定存在反应时Al在盐酸中过量而在NaOH溶液中不足的事实。

【考点突破】

〖典型例题〗

例1．下列反应没有氢气生成的是（　　）

A．单质钠投入水中　　　　　　　　　　B．铝投入到氢氧化钠溶液中

C．氧化钠投入水中　　　　　　　　　　D．往铁粉中通入水蒸气，并高温加热

例2、将适量钠投入下列溶液中，既能产生气体又能生成白色沉淀的是（　　）

A．硫酸铜溶液　　　　B．稀硫酸　　　　C．氯化钠溶液D．氯化镁溶液

例3．有一镁铝合金，根据某同学的操作，回答下列问题：

（1）将合金与过量NaOH溶液反应，所得溶液中不存在的离子是。

A、Na+B、Mg2+C、OH-D、AlO2-

（2）将合金溶于过量的盐酸中，充分反应后，溶液中新生成的离子是；再加入过量的NaOH溶液，反应后溶液中新生成的离子是，减少的金属离子是

〖反馈训练〗

知识点1　铁与水蒸气的反应

1．铁在一定条件下与纯O2、水蒸气反应的共同产物是（　　）

A．FeO　　B．Fe2O3　　C．Fe3O4　　D．Fe（OH）2

知识点2　铝与NaOH溶液反应的实质

2．有关Al与NaOH溶液反应的说法中，正确的是（　　）

A．Al是还原剂，NaOH及H2O均是氧化剂

B．还原产物是H2，且由H2O还原所得的H2与由NaOH还原所得的H2物质的量之比为2∶1

C．此反应说明铝具有两性，铝的活泼性比只具有金属性的金属弱

D．此反应中，只有H2O是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂

知识点3　离子方程式的书写

3．下列反应的离子方程式书写正确的是（　　）

A．钠和冷水反应：

Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑

B．金属铝溶于NaOH溶液：

Al＋2OH－===AlO

＋H2↑

C．金属铝溶于盐酸中：

2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑

D．铁与稀硫酸反应：

2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑

4．下列关于金属性质的叙述中，正确的是（　　）

A．钠与氧气反应时，产物是由O2的用量决定的

B．铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧

C．金属与非金属反应时，被氧化的一定是金属

D．铁丝不论在空气中还是纯氧中都不会燃烧

5．对于铝和烧碱溶液的反应，下列说法不正确的是（　　）

A．铝是还原剂B．该反应是氧化还原反应

C．该反应说明所有金属都能与碱反应D．H2为还原产物

6．将钠、铝、铁各6g分别投入过量的1mol/L的盐酸中，下列说法正确的是（　　）

A．钠与盐酸反应最剧烈，产生的气体最多

B．铝与盐酸反应的剧烈程度仅次于钠，但产生的气体最多

C．铁与盐酸反应产生的气体比钠多

D．反应结束时产生的气体一样多

7．

（1）等物质的量的Na、Mg、Al分别与足量盐酸反应产生氢气的物质的量之比为________。

（2）与足量盐酸反应后产生H2的物质的量相同，则所加入Na、Mg、Al三种金属的质量比为________。

【考点巩固】

1．有关铁与水反应的说法中，正确的是（　　）

A．在任何条件下，铁与水均不发生反应

B．在高温时，铁与水蒸气反应生成氢氧化铁和氢气

C．在高温时，铁与水蒸气反应生成氧化铁和氢气

D．在高温时，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气

2．除去镁粉中的少量铝粉，可选用的试剂是（　　）

A．硫酸　B．氨水　　　　C．盐酸　D．氢氧化钠溶液

3．下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是（　　）

A．盛放食醋　　B．烧煮开水　C．用金属丝擦洗表面的污垢　　　D．用碱水洗涤

4．等量镁铝合金粉末分别投入到下列四种过量物质的溶液中，充分反应，放出H2最多的是（　　）

A．NaOH溶液　B．H2SO4溶液　　　　C．蔗糖溶液　　D．NaCl溶液

5．将锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10g与足量盐酸反应，产生的氢气在标准状况下体积为11.2L，则混合物中一定含有的金属是（　　）

A．锌　　　B．铁　　　C．铝　　　D．镁

6．铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应时，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为（　　）

A．1∶1B．2∶1C．3∶1D．1∶3

7．Mg、Al、Fe三种金属分别与同浓度、同体积的稀盐酸反应时，放出H2的质量相等，则下列说法中正确的是（　　）

A．三种金属的物质的量相等　　　　　　B．三种金属均过量

C．三种金属的质量相等　　　　　　　　D．盐酸均过量

8．向一个铝制易拉罐中充满CO2，然后往罐内注入足量的浓NaOH溶液，立即用胶布密封罐口，不多会儿听到易拉罐“咔咔”作响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿又鼓起来。

（1）易拉罐变瘪的原因是__________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）易拉罐又鼓起来的原因是_____________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）有关反应的离子方程式为_______________________________________________

____________、______________________________。

9．某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：

（1）A装置的作用是__________________，B中反应的化学方程式为____________。

（2）D的作用是_________________（3）E中的现象是______________。

（4）A、B两个装置中应先点燃______处的酒精（喷）灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是____________________________________________________。

第3课时　物质的量在化学方程式计算中的应用

【考纲要求】

学会并熟练应用物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积应用于化学方程式的计算。

【自主学习】

知识回顾

1．阿伏加德罗常数（NA）与物质的量（n）的关系是。

2．摩尔质量（M）与物质的量（n）的关系是。

3．气体摩尔体积（Vm）与物质的量（n）的关系是。

4．物质的量浓度（C）与物质的量（n）及溶液体积的关系是。

5．物质的量浓度（C）和溶液质量分数的换算关系是

6．一定温度和压强下，气体摩尔质量（M）、气体密度（ρ）、气体摩尔体积（Vm）的关系。

7．阿伏加德罗定律及应用

同温同压下，气体的体积比等于气体的之比，即V1/V2==。

同温、定容时，气体的压强比等于气体的之比，即P1/P2==。

同温同压下，气体的密度比等于它们的之比，即ρ1/ρ2==。

同温、同压下，等质量的任何气体的体积比等于倒数比，即V1/V2=。

化学方程式

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

化学计量数之比

2∶2∶2∶1

扩大NA倍之后

∶∶∶

物质的量之比

∶∶∶

结论

化学方程式中各物质的化学计量数之比＝各物质的粒子数之比＝各物质的物质的量之比

8．

【考点突破】

一、化学方程式计算的基本要求

1．根据化学方程式进行计算时，已知的物质的其他物理量可换算成物质的量，再根据化学方程式中化学计量数之比等于其__________之比，列比例式。

2．各物理量及单位、公式等尽量用符号表示。

各物理量要注明所表示的物质（或粒子）的符号，如参加反应的NaOH的物质的量表示为__________。

3．设未知数可直接用各物理量符号表示，如设参加反应的HCl的物质的量为______，并且不用带单位。

4．把已知量代入比例式计算时，都要代入单位。

5．根据化学方程式计算时，已知物理量和被求物理量，只要满足“上下一致，左右相当”即可进行求算，如46gNa与水反应时，46gNa与22.4LH2（标况）是相当的。

二、利用化学方程式进行计算的基本步骤

（1）基本计算：

已知一种反应物（或生成物）的量求解其他物质的有关量，此时，只要按照化学方程式的量的关系，列出已知物质和待求物质的比例式计算便可。

（2）过量计算：

给出了两种反应物的量，求解某产物的量。

方法：

按照化学方程式的量的关系判断哪一种物质过量，然后根据量不足的物质进行求解。

〖典型例题〗

例1向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl，二者恰好完全反应，计算：

（1）Al的物质的量。

（2）参加反应的NaOH的物质的量和溶液的物质的量浓度。

（3）生成的H2在标准状况下的体积。

例2．将46g金属钠和54g金属铝同时放入足量的水中，最后得到5.0L溶质仅为偏铝酸钠的溶液。

计算：

（1）得到的气体在标准状况下的体积。

（2）所得溶液中偏铝酸钠的物质的量浓度。

例题3．将2.3g钠溶于多少克水中，才能使每10个H2O分子中溶有一个Na+？

例4．将质量为1.15g钠用刺了孔的铝箔包裹后放入水中，共收集到1.232L（标准状况）气体。

请回答下列问题：

（1）1.15g钠与水反应，理论上生成气体的体积（标准状况）为。

（2）Al和NaOH溶液反应也能生成H2，写出相应的化学方程式：

。

（3）若反应后溶液的体积为100mL，则溶液中NaOH的物质的量浓度为。

〖反馈训练〗

知识点1　物质的量应用于化学方程式的计算

1．实验室欲用5mol/L的NaOH溶液吸收0.5molCl2以防止污染空气，则需要NaOH溶液的体积是（　　）

A．22.4l　B．0.2L　　　C．0.1LD．2L

知识点2　差量法

2．将8g铁片放入100mL硫酸铜溶液中，溶液中的Cu2＋全部被还原时，铁片变为8.2g，则原c（CuSO4）为（　　）

A．0.5mol/L　　　　　B．0.25mol/L　　C．0.025mol/L　　　　D．0.125mol/L

知识点3　关系式法

3．10gMg、Al合金与足量100mLNaOH溶液反应，产生H2的体积为6.72L（标准状况下），求：

（1）合金中Al的质量分数；

（2）生成物NaAlO2的物质的量浓度（假设溶液体积不变）。

【考点巩固】

1．物质在发生化学反应时（　　）

A．各物质的质量一定相等

B．各物质的物质的量一定相等

C．各物质的质量之比等于化学方程式中的化学计量数之比

D．各物质的物质的量之比等于化学方程式中的化学计量数之比

2．用等质量的金属钠进行下列实验，产生氢气最多的是（　　）

A．与足量的稀盐酸中B．与足量的稀硫酸中

C．与足量的氯化钠溶液D．将钠用铝箔包好，并刺一些小孔，放入