化学1必修31《金属的化学性质》教案.docx
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化学1必修31《金属的化学性质》教案
第三章金属及其化合物
第一节金属的化学性质
一、金属与非金属的反应
教学目标
1.认识钠、铝、铁与氧气的反应,掌握金属钠、铝、铁的主要化学性质。
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。
3.让学生充分体验科学探究的艰辛和喜悦,感受化学世界的奇妙,激发学生学习化学的兴趣。
4.培养学生敢于质疑,勤于思索,逐步形成独立思考的能力,善于与人合作,具有团队精神。
教学重点
钠的氧化反应。
教学难点
金属与氧气反应规律。
教学时数
1课时
教学用品
PPT
金属钠、小刀、镊子、滤纸、坩埚、坩埚钳、铝箔、酒精灯、盐酸
教学过程
教学环节
教 师 活 动
学 生 活 动
新课导入
地球上绝大多数金属元素是以化合态存在还是以游离态存在于自然界中的?
为什么?
投影展示
投影金属元素在地壳中的含量。
能熟练说出几种金属元素的含量及存在形式。
讨论交流,有些是初中已熟悉的。
思考
金属的物理性质有哪些?
讨论发言。
思考交流
投影问题
(1)人类发现和使用金属是按金、银、铜、铁、铝的顺序,你从中发现了什么规律?
(2)观察并分析教材图3-2的四个反应,写出反应的化学方程式,是离子反应的,写出离子方程式。
投影铁与氯气反应、铜与硝酸汞溶液反应的实验,扩大视野。
观察实验现象,思考、交流,
写出化学方程式或离子方程式。
铝与硫酸铜溶液反应:
________
点燃镁带:
____________
铜丝与硝酸汞溶液反应:
______
镁条与稀盐酸反应:
__________
铁在氯气中燃烧:
____________
归纳整理
板书
1.金属的化学性质。
学生讨论交流后,整理填表。
①______________________
②______________________
③______________________
思考
根据铜、铁与氧气的反应,推测钠与氧气反应的条件和剧烈程度。
交流猜测。
实验探究
(1)用镊子夹取存放在煤油中较大块的金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,放在玻璃片上,观察钠的表面。
(2)用小刀从中间切开,观察钠的“真面目”:
颜色、光泽,感受钠的硬度,并注意观察切面的颜色变化。
(3)观察毕,将钠块全部放回原试剂瓶中。
操作中同时强调实验安全问题
学生观察,感受钠的性质与其他已熟悉金属的区别。
归纳整理
(1)通过实验了解了钠的哪些物理性质?
(2)由常温下钠在空气中的变化,说明钠的化学活泼性如何?
钠是____色金属,硬度_______,切面的变化_____,生成了_______钠,保存在煤油中,说明钠的密度比煤油_______,常温下钠与氧气反应的化学方程式。
实验探究
(1)用坩埚钳夹持坩埚放在三角架的泥三角上,用小刀切下绿豆粒大小的钠块,用滤纸吸干煤油后放入坩埚中。
(2)点燃酒精灯进行加热。
(3)观察现象并记忆留下的固体颜色、形态。
观察现象并记忆留下的固体颜色、形态。
归纳整理
钠在空气中剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成淡黄色粉末状固体——过氧化钠
实验现象:
______。
钠与氧气在加热的条件下反应生成了____色的_,化学方程式为____。
思考讨论
通过实验分析Na2O和Na2O2哪种物质更稳定?
交流回答:
过氧化钠比氧化钠稳定
学习探究
已知过氧化钠是一种常用的供氧剂,推测该物质应该具有哪些性质和用途?
(只要回答出氧化性、漂白性即可)
讨论交流,分析过氧化钠的性质和用途。
思考交流
你认为铝能否与氧气反应?
若能,反应的理由是什么?
若不能,不反应的依据是什么?
讨论推测:
根据金属活动性,铝应该能与氧气反应,但在生产生活中铝却不会锈蚀,也可能不与氧气反应。
实验探究
(1)用坩埚钳夹住一小块铝箔,在酒精灯上加热并轻轻晃动,观察现象。
(2)重新取一块铝箔,用砂纸打磨,除去其表面的氧化膜,加热
。
观察实验,思考,描述实验现象。
结论
氧化膜熔点高,加热时氧化膜包裹着的内层铝熔化而不会滴落。
加热未打磨铝箔时的现象_____。
加热已打磨铝箔时的现象_____。
思考讨论
(1)怎样才能观察到铝的燃烧?
(2)未打磨和已打磨的铝箔加热时,现象为何相同?
(3)金属是否都能形成氧化膜?
不同的金属与氧气反应后生成的氧化膜有无差异?
(4)由此可以说明金属的活泼性如何?
思考讨论后回答
通过比较镁、铝、铁、铜常温下在空气中的变化后给出解释。
比较四种金属在空气中点燃或加热时反应的情况,填表,找出规律性的东西,写出化学方程式。
归纳整理
金属氧化膜的作用——使金属钝化
常见铝、镁、锌等金属
在相同的条件下,金属与氧气反应越容易,金属的活泼性越强,反应越剧烈,金属的活泼性越强。
不同金属在空气中被氧化,生成的氧化物膜化程度各有差异。
在与氧气反应时,反应条件不同,现象不同
。
问题讨论
通过前面的学习,讨论如何保存和使用常见的金属?
分述钠、镁、铝、铁、铜的有关问题
规律总结
金属+氧气→金属氧化物
(1)很活泼的金属不能存放于空气中,易氧化燃烧——钠、钙等(存放于煤油中)。
(2)比较活泼金属表面生成氧化膜——镁、铝、锌等(钝化)。
(3)铁锈、铜锈的产生(隔水、隔空气)。
(4)不与氧气反应——金、铂等。
新知学习
2.金属与其他非金属的反应
与氯气反应:
与硫反应:
写出化学方程式,分析与变价金属铁反应时,产物是+2价还是+3价?
说明的问题。
2Na+Cl2=2NaCl
2Fe+3Cl2=2FeCl3
2Na+S=Na2S
Fe+S=FeS
说明氯气的氧化性比硫强
本课小结
1.主要学习了钠与氧气反应的现象和产物。
比较地学习了镁、铝、铁、铜等金属与氧气的反应及铝与碱溶液的反应。
总结了金属单质化学性质的规律,这是我们这节课的重点。
2.不同金属相同条件下与氧气反应,反应现象和产物不同。
说明与金属的活泼性有关系。
3.同种金属与氧气反应,条件不同,反应现象和产物也不同。
4.象铝这种金属既能与酸反应也能与碱反应。
巩固提高
1.金属钠是_______色固体,质地_______,将钠放在空气中一会儿,会发现金属钠的表面变暗,原因是(用化学方程式表示)_______________________;将钠放在空气中燃烧,其反应的化学方程式是_____________________,生成物的颜色是___________色。
2.保存金属钠时,应放在( )
A.水中 B.煤油中 C.棕色瓶中 D.酒精中
3.以下说法错误的是( )
A.钠在常温下就容易被氧化B.钠受热后能够着火燃烧
C.钠在空气中缓慢氧化能自燃D.钠在氧气中燃烧更为激烈
4.关于Na2O与Na2O2的叙述正确的是( )
A.都是白色的固体B.都是碱性氧化物
C.都能和水反应形成强碱溶液D.都是强氧化剂
5.当钠着火时,应选用灭火的是( )
A.煤油 B.水 C.沙土 D.泡沫灭火器
6.取一小块钠放在玻璃燃烧匙里加热,下列实验现象正确的是( )
①金属先熔化②在空气中燃烧火焰呈黄色;③燃烧时火星四射;④燃烧后生成淡黄色固体;⑤燃烧后生成白色固体
A.①②③B.①②④C.①②⑤D.①③⑤
板书设计
第一节 金属的化学性质
一、金属与氧气反应
1.钠与氧气的反应。
常温下:
4Na+O2=2Na2O
加热条件下:
2Na+O2=Na2O2
2.与非金属反应。
小结:
金属钠的物理性质:
银白色金属光泽,熔点低、硬度小、密度比煤油大。
3.铝与氧气的反应:
4Al+3O2=2Al2O3。
金属氧化膜的作用:
致密的氧化膜对内层金属起保护作用。
资料尖端技术中的金属钠
钠是碱金属元素中最常见的一种,它不仅在人体中具有重要的作用,另外,金属钠还在尖端技术、日常生活中有着广泛的应用。
我们知道,要把人造地球卫星送上天,发射航天飞机、导弹都要用到火箭,如何确定发射后的火箭在空中的位置呢?
这就需要钠蒸气来帮忙了。
火箭发射后,在大气层真空释放出钠蒸气可产生明亮的橙黄色云雾,科学家据此就可确定火箭在空中的位置,还可以计算出火箭周围气体的密度。
当前,人们已能利用原子能进行发电,其好处颇多。
原子能发电需要的一个重要装置即是原子反应堆。
在原子的裂变过程中,由于释放出巨大的能量,会使反应堆内的温度升得很高,因此就需要把热量导出,使反应堆冷却。
充当导热剂(冷却剂)的就是钠与钾的合金(含20%~50%的钠)。
这种合金在室温下呈液态,具有比固态金属更为优良的导热性能,是原子反应堆理想的导热剂。
日常生活中,钠也有广泛的应用,如用于制作单色光源的钠光灯(高压钠灯)。
这种灯发出黄光,射程远,透雾能力强,对道路平面的照度高,广泛地用于制作指示灯、路灯等。
另外,钠还可作为合成橡胶的催化剂、石油的脱硫剂等。
三、金属与酸和水反应
教学目标
1.了解金属钠与水的反应,会解释钠与水反应的各种现象。
2.设计铁与水蒸气反应的实验装置,了解铁与水蒸气的反应。
3.掌握有关实验的基础知识和基本技能,学习实验研究的方法,能设计并完成化学实验。
教学重点
钠与水的反应。
教学难点
钠与水的反应,铁与水蒸气的反应。
教学时数
1课时
教学用品
PPT
金属钠、酚酞、镊子、滤纸、小刀
教学过程
教学环节
教 师 活 动
学 生 活 动
新课导入
钠被氧化后,其产物进一步与水反应生成NaOH,那么,钠能否直接与水反应生成NaOH呢?
哪些金属能与水直接反应?
条件如何?
学生观看实验后,讨论交流实验现象,描述实验现象,完成投影上的题目。
归纳整理
现象:
浮、游、球、响、红。
解释产生上述各种现象的原因:
浮:
___________________________
游:
___________________________
球:
___________________________
响:
___________________________
红:
___________________________
化学方程式:
_____________________
离子方程式:
_____________________
实验验证
设计一个实验证明钠与水反应产生的气体是H2。
仪器:
_______________________
操作方法:
___________________
实验现象:
___________________
思考交流
(1)按照不同的分类方法,钠与水的反应属于什么类型的反应?
(2)钠为什么保存在煤油中?
能否保存在汽油或CCl4中?
(3)金属钠着火,能否用水灭?
为什么?
应该如何处理?
讨论交流后回答:
置换反应。
不溶于煤油,也不与煤油反应,且密度比煤油大。
不能。
能与水发生反应,火会更旺。
用沙子。
思考讨论
从水蒸气的产生、铁粉与水蒸气的反应,反应产物的检验等环节,讨论反应装置的设计。
画装置图:
活动探究
按照教材图3-9进行演示,指导学生观察实验现象,明确实验中应注意的问题。
(1)比较两实验装置的优缺点。
(2)总结探究活动的收获。
(3)从金属活动顺序的角度,通过上述反应可得出怎样的结论?
归纳整理
金属活动顺序中氢前面的金属在一定条件下大都可能跟水反应而置换出H2,而氢后面的金属不可能跟水反应产生H2。
讲述
由金属共同的化学性质可知,金属能与氧气反应,较活泼金属一定条件下能与水反应,那么金属与酸反应会是怎样一种规律呢?
下面来探究金属与酸的反应。
探究实验
看PPT投影显示的实验内容,分组进行实验。
出示实验要求,注意实验安全。
注意:
1.试管的编号与表格中的金属相对应。
2.探究过程中,注意实验操作的规范。
3.观察时注意比较反应的剧烈程度、产生气泡的快慢、是否放热等,在探究中请按要求填好讲义上的两个表格。
进行实验。
然后分组,交流汇报实验结果,分析得到的结论。
总结金属与酸反应的规律。
板书
实验结果分析
二、金属与酸的反应
1.金属与盐酸、稀硫酸的反应。
金属+酸→金属化合物+H2↑
2.反应类型:
置换反应。
1.能与盐酸、稀硫酸反应的金属是。
2.不能与盐酸、稀硫酸反应的金属是。
3.镁、锌、铁、铜四种金属的活动性顺序是>>>。
化学反应类型是。
分析研讨交流
判断下列反应可否发生?
能反应的写出化学方程式,分析反应类型。
不能反应的说明理由。
铁与硫酸铜溶液
铜与硝酸银溶液
铝与氯化镁溶液
书写化学方程式。
有学生在多媒体上展示自己书写的方程式,大家给予评价,分析写错了的原因。
分析交流能反应的与不能反应的原因,达成共识。
板书并归纳整理
3.金属与盐溶液的反应。
结论:
金属单质的活动性比金属化合物溶液中的金属元素的活动性强,才能把它从溶液中置换出来。
金属活动顺序:
KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu
金属活动性由强逐渐减弱
规律:
1.在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性就越强。
2.在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。
3.在金属活动顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液中置换出来。
本课小结
1.通过钠与水反应的实验,我们认识一种很活泼的金属,通过实验现象的研究,我们应该学会如何观察实验,分析、解释实验现象。
2.总结归纳了金属与酸反应和与盐溶液反应的规律,进一步认识到金属的活泼性可以通过设计合理的实验来验证。
反过来也可以根据实验现象分析金属活泼性的相对强弱。
3.通过本课的学习,应该进一步掌握有关实验的基础知识和基本技能,学习实验研究的方法,能设计并完成一些化学实验。
巩固提高
1.在进行钠和水反应的实验中,有如下操作和实验现象,请根据钠的性质解释说明。
(1)刚用小刀切开的金属钠断面呈_____色,在空气中放置几分钟后发生的变化为____。
(2)切下来的金属钠块要用滤纸吸干煤油后方可放入水中实验,这是因为___________。
(3)金属钠块必须用_______夹取,而不能用手拿取,理由是_____________________。
(4)金属钠块投入水中后,钠很快熔成一个闪亮的小球并浮于水面上,这是因为____。
(5)钠小球在水面上迅速游动,这是因为_________________________________,反应容器的上方弥漫着“白色物”,它的主要成分是____________。
(6)如果水中在未加钠之前已滴入酚酞试液,反应后溶液由无色变为________________色,理由是____________________________。
2.将2.3g金属钠投入100g水中,反应结束后,溶液中溶质的质量分数计算式表示正确的是( )
A.2.3/100×100%B.4/(100+2.3-0.1)×100%
C.4/(100+2.3)×100%D.4/(4+100-1.8)×100%
3.在实验室里做钠跟水反应的实验时,用到的仪器有( )
a.试管夹 b.镊子 c.小刀 d.冷凝管 e.滤纸 f.研钵 g.烧杯 h.坩埚 i.石棉网 j.玻璃片 k.药匙 l.燃烧匙
A.abdiB.ecfkC.fghlD.bcegj
板书设计
二、金属与水的反应
1.钠与水的反应。
现象:
浮、游、球、响、红。
产生上述各种现象的原因:
化学方程式:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
离子方程式:
2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑
2.铁与水的反应。
现象:
化学方程式:
3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2↑
3.金属与酸的反应规律。
4.金属与盐溶液反应规律。
三、铝与氢氧化钠溶液的反应
教学目标
1.认识铝既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应。
2.通过比较归纳,使学生了解金属的一般化学性质和特性,从而对金属的化学性质有一个整体的认识。
3.掌握物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积应用于化学方程式的计算方法和格式。
4.培养学生综合运用知识和综合计算能力。
5.培养学生创造性思维和研究问题的能力,激发学生的学习兴趣和探究热情。
教学重点
铝与NaOH溶液的反应。
教学难点
铝与NaOH溶液的反应。
教学时数
1课时。
教学用品
氢氧化钠溶液、盐酸、铝片,火柴、试管等。
教学过程
教学环节
教 师 活 动
学 生 活 动
复习回顾
写出下列反应的化学方程式,是氧化还原反应的,指出氧化剂、还原剂,是离子反应的,再写出离子方程式。
(1)钠在常温下和点燃时与氧气反应。
(2)氧化钠与水反应。
(3)钠与水反应。
(4)铁与氯化铜溶液反应。
(5)铁与水蒸气在加热条件下反应。
(6)铝与盐酸反应。
化学方程式
(1)__________________
(2)_____________________________
(3)_____________________________
(4)_____________________________
(5)_____________________________
(6)_____________________________
离子方程式:
____________________
________________________________
________________________________
新课导入
由金属共同的化学性质可知,金属能与氧气反应,较活泼金属能与酸反应,而金属与碱能否反应呢?
今天我们来探究少数金属与强碱的反应。
提问讲述
初中学过一些元素在地壳的含量,谁还记得排在前五位的元素?
学生回忆思考。
学习实践
问题探究
金属铝是当今世界产量最高、用途最广的有色金属,但为什么发现并制得铝却较晚?
在你的生活中,有哪些跟铝有关的信息与大家分享?
学生感兴趣,纷纷发表见解,交流分享。
1.金属是如何分类的?
2.铝的导电性比铜的差,为什么电力工业上常用铝作导线?
3.铝是地壳中储量最丰富的金属,为什么铝的价格比铁高呢?
学生会提出一些分类方法,老师给予肯定。
从物理性质、抗腐蚀能力、价格成本方面理解。
从冶炼方法上考虑。
(适当给以提示)
实验探究
(1)取2支小试管分别加入5mL盐酸和5mLNaOH溶液,再分别放入一小段铝片,观察现象。
(2)将点燃的木条分别放在两支试管口,观察现象。
观察实验,思考实验现象产生的原因,分析铝的性质。
交流讨论,写出有关化学方程式。
讨论交流
1.描述实验现象。
2.试写出化学方程式、离子方程式。
3.实验说明铝有什么样的化学性质。
4.据此分析:
家庭用炊具在使用中应该注意哪些什么问题。
学生分组分析、讨论、交流,达成共识
归纳整理
铝能与酸反应产生氢气——金属性
也能与碱反应产生氢气——特性
避免长时间盛放酸或碱性食物
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
分析讨论
金属在参加化学反应时,化学性质表现的共性。
通过与氧气反应,与酸(或碱)反应原理分析。
归纳整理
我们学习了金属的一些化学性质,通过分析,知道金属在参加化学反应时,化合价都发生了变化,且都从单质变为化合态阳离子,表现出还原性。
这正是大多数金属元素在自然界中以化合态存在的根本原因——还原性。
过渡
物质是由分子、原子、离子构成的,物质之间的反应也是这些粒子之间按一定数目进行的。
化学方程式中各物质的系数可以明确地表示出化学反应中粒子之间的数量关系。
以反应H2+Cl2=2HCl为例来讨论。
阅读理解
指导学生阅读课本P53,明确各量的意义。
阅读、理解。
归纳整理
对于气体物质,因为相同条件下分子数相等,物质的量、物质的体积也相等,所以化学反应中物质的系数之比等于相同条件下气体的体积比,即1升H2和1升Cl2完全反应,生成2升HCl气体。
学与练
例1:
完全中和0.1molNaOH,需要硫酸的物质的量是多少?
所需硫酸的质量是多少?
认真分析题目,弄清给了什么条件,要求什么?
掌握解题格式,注意单位统一。
归纳整理
规范解题步骤:
1.写出有关反应方程式。
2.找出相关物质的计量数之比。
3.对应计量数,找出相关物质的物质的量。
4.根据计量关系进行计算。
巩固加强
例2:
将30g二氧化锰的质量分数为76.6%的软锰矿石与足量12mol/L浓盐酸完全反应(杂质不参加反应)。
计算生成的氯气的体积(标准状况)。
分析可以有几种解法?
学习综合运用知识和综合计算能力。
归纳
解题要求
弄清应注意的问题
1.单位问题:
上下一致,左右相当。
2.化学方程式所表示的是纯净物质之间的量的关系。
3.如果是离子反应,可以根据离子方程式进行计算。
4.如果是氧化还原反应,也可以利用电子转移关系进行有关计算。
举一反三
练习1.54g铝与足量氢氧化钠完全反应后,计算产生的气体的体积(标准状况)。
练习2.23g金属钠与水反应后得到500mL溶液,求该溶液中溶质物质的量浓度和反应后生成氢气的体积(标准状况下)?
作业
课本P53——6、8、9
巩固提高卷一份
板书设计
第三节物质的量应用于化学方程式的计算
一、原理点燃
例如:
H2+Cl2======2HCl
化学计量数ν之比:
1∶1∶2
扩大NA倍:
NA∶NA∶2NA
物质的量之比:
1mol∶1mol∶2mol
结论:
化学方程式中各物质的化学计量数之比,等于组成各物质的化学粒子数之比,因而也等于各物质的物质的量之比。
二、步骤
1.写出有关化学反应方程式。
2.找出相关物质的计量数之比。
3.对应计量系数,找出相关物质的物质的量。
4.根据计量关系进行计算。
三、物质的量应用于化学方程式的计算
例题略
巩固练习
1.下列物质中不能与NaOH溶液反应的是( )
A.NaB.FeC.AlD.Cu
2.在铝和NaOH溶液的反应中,作为还原剂的是( )
A.水 B.铝 C.氢氧化钠 D.氢氧化钠和水
3.用铝箔包装0.1mol金属钠,用针扎一些小孔,放入水中,完全反应后,用排水取气法收集产生的气体,则收集到气体的为( )
A.O2和H2的混合气体 B.0.05molH2
C.大于0.05molH2 D.小于0.05molH2气体
4.铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式正确的是( )
A.2Al+2Na++2OH-+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
B.Al+OH-+H2O=AlO2-+3H2↑
C.2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
D.Al+2OH-+H2O=AlO2-+2H2↑
5.铝具有较强的抗腐蚀性能,主要是因为( )
A.与氧气在常温下不反应 B.铝性质不活泼
C.铝表面形成一层氧化膜 D.铝耐酸耐碱
6.等质量的钠、镁、铝分别与足
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