第三章金属及其化合物新课标人教版必修1.pdf
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1、1 第三章 金属及其化合物 课程标准 根据生产、生活中的应用实例或通过实验探索,了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性 质,能列举合金材料的重要应用。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。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。 第一节金属的化学性质 (第一课时) 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. 激发学生学习化学的兴趣,体验科学探究的艰辛和喜悦。 教学重点、难点 重点: 钠的氧化反应
2、 难点: 氧化钠与氧化钠稳定性的比较 教学过程 教学环节教师活动学生活动 新课导入地球上的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?为什么? 新 知 学 习 思 考 交流 (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。 思考交流后回答: 化学方程式:_ 离子方程式:_ 归 纳 整理 金属共同的化学性质 _ _ _ 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。 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
3、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)观察完毕,将钠块全部放回原试 剂瓶中。 归 纳 整理 通过实验了解了钠的哪些物理性质? 由常温下钠在空气中的变化,说明钠的化学 性质活泼。 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 _。 2 新 知 学 习 实 验 探究 提示:切下的钠块不易太大,剩余的钠块放 回原试剂瓶。 钠块开始燃烧时,立即撤掉酒精灯。 (1)用坩埚钳夹持坩埚放在三角架的 泥三角上,
4、用小切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)观察现象并记录留下的固体颜色。 归 纳 整理 实验现象: _。 钠与氧气在加热的条件下反应生成了 _ , 化 学 方 程 式 为 _。 思 考 讨论 (1)通过实验分析Na2O和 Na2O2哪种物 质更稳定? (2)有时钠块燃烧后残留物边缘会呈 黑色,为什么? 学 习 探究 过氧化钠是一种供氧剂,该物质还具有哪些用 途? 阅读教材40 页“科学视野” ,了解过氧 化钠的用途。 归 纳 整理 物质氧化钠( Na2O )过氧化钠( Na2O2) 色态 类别 氧元素的价态 生成条件 与 H2O反应 与 CO
5、2反应 主要用途 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? 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?不同的金属其 氧化膜有无差异? 思考讨论后回答 归 纳 整理 金属氧化膜的作用_
6、3 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 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。 2. 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。 巩固练习 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
7、. 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. 下列物质放置在空气中,因发生氧化还原反应而变质的是() A、 Na B、NaCl C 、NaOH D 、Na2O2 7.2.3g纯净金属钠在干燥空气中被氧化后得到3.5g 固体,由此可判断其氧化物是() A、只有 Na2O B、只有 N
8、a2O2C、Na2O和 Na2O2D、无法确定 8. 钠离子的性质是() A、有强还原性B、有弱氧化性C、有碱性D、比钠原子稳定 9. 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() 金属先熔化在空气中燃烧火焰呈黄色燃烧时火星四射燃烧后生成淡黄色固体燃烧后生成 白色固体 A、 B、 C、 D、 10. 下列叙述正确的是() Na2O与 Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物 Na2O与 CO2发生化合反应生成Na2CO3,Na2O2与 CO2发生置换反应生成O2 Na2O主要有氧化剂,Na2O2主要有还原剂 Na2O2可作供氧剂,而Na2O不行 Na2O2是强氧化剂,Na2
9、O是一种碱性氧化物 4 A、都正确B、C、D、 备课参考 参考答案1、银白柔软4Na+O2=2Na2O 2Na+O2=Na2O2淡黄 2、 B 3、C 4、C 5、C 6、AD 7、C 8、BD 9、B 10、D 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
10、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。 第一节金属的化学性质 (第
11、二课时) 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,能设计并完成一些化学实验。 教学重点、难点 重点: 钠与水的反应 难点: 钠与水的反应,铁与水蒸气的反应 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? 新 知 学 习 实 验 探究 (1)在250mL 的烧杯中加入约150mL 水,并滴入几滴酚酞试液。 (2)用镊子从试
12、剂瓶中取一小块钠, 用滤纸吸干表面的煤油。 (3)用小刀切下绿豆粒大小的钠块。 (4)将钠块放入烧杯中,观察记录实 验现象。 5 新 知 学 习 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? 思 考
13、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39 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。 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+2
14、H2O=2Na + +2OH -+H 2 2、铁与水的反应 现象: 化学方程式: 3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2 巩固练习 1、在进行钠和水的反应实验中,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擦净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_ 。
15、 (6)如果水中在未加钠之前已滴入酚酞试溶,反应后溶液由无色变为_色,理 由是 _。 6 2、红热的铁能与水蒸气反应,有氢气生成,根据下图所示装置进行铁在高温下与水蒸气反应的实验, 并用简单的方法收集,检验生成氢气。请回答下列问题: (1)写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式_ 。 (2)干燥管 C内盛放的药品是_或_。干燥管的 _(m或 n)端与 g 导管相连接。 (3)在 D处画出用简单方法用试管来收集氢气的装置图(所需其他仪器自己选择)。 (4)怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气,简述实验操作步骤和现象_。 3、钠与水反应时的现象与钠的下列性质无关的是() A、 Na的熔点低B、
16、Na的硬度小C、 Na的密度小D、有强还原性 4、将一小块Na投入足量的CuSO 4溶液中,现象是() A、置换出金属铜B、产生气体,置换出金属铜 C、生成蓝色沉淀D、产生气体,生成蓝色沉淀 5、将质量为 g 的铁片放入CuSO4溶液中, 过一会儿取出干燥,铁片的质量变为g,则被氧化的 铁的质量是 A、 8() g B、 8(- )g C、7( - )g D、7( - )g 6、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
17、+100-1.8)100% 7、在实验室里做钠跟水反应的实验时,用到的仪器是() 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. 药题l. 燃烧匙 A. abdi B. ecfk C. fghl D. bcegj 8、往烧杯内注入煤油和水各100mL ,静置后将一小块钠投入烧杯内。(已知钠的密度介于煤油和水之 间,且水和煤油互不相溶)发生的现象是 A、钠沉到液柱1/2处,钠块下部有许多气泡放出,附有气泡的钠块徐徐上升到液体表面,一会儿又 沉到液柱 1/2 处,如此反复多次,最后消失 B、钠块一直沉到烧杯底部,并停留在杯底,放出
18、气泡,最后消失 C、钠块浮在液柱表面上,很快熔成一个光亮的小球,小球四处浮动,最后消失 D、钠块沉到液柱1/2 处,很快熔成一个闪亮的小球,小球在液柱1/2 处沿水平方向迅速游来游去, 最后消失 9、已知煤油的密度是0.8g cm -3 ,试根据金属钠的保存方法和与水反应的现象,推测金属钠的密度是 () A、大于 1.0g cm -3 B、小于 0.8g cm -3 C、介于( 0.8-1.0)gcm -3 之间 D 、无法推测 10、 室温下,氢氧化钠的溶解度为22g, 将多少 g 金属钠投入100g 水中,可获得该温度下的饱和溶液? 11、将 2.3g 金属钠放入多少克水中,反应完全后,溶
19、液中Na +与 H 2O分子的个数比为1:50 ,最后溶液 中水的质量为多少? 12、一块表面已部分被氧化成氧化钠的钠块质量为1.08g ,投入到100g 水中,完全反应后收集到 7 0.02gH2。 求: (1)未被氧化的金属钠的质量是多少? (2)被氧化的金属钠的质量是多少? 备课参考: 参考答案: 1、 (1)银白变暗这是因为钠与氧气反应,在钠的表面生成了一薄层氧化物所致 (2)用滤纸吸干钠块表面煤油,防止钠与水反应放热,引起煤油燃烧 (3)镊子手指表面有水份,能跟钠块反应生成强碱NaOH 腐蚀皮肤 (4)钠的密度比水小,与水反应,放热,使钠熔化形成银白色小球 (5)钠与水反应放出氢气,
20、推动钠球在水面上运动钠与水反应放热使与钠球接触的水蒸发,在容 器上方凝聚而形成白雾。 (6)钠与水反应生成NaOH ,使酚酞变红 2、 (1)3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2 (2)CaCl2碱石灰n (3)向下排空气法、导管口伸入试管底部 (4)用拇指堵住试管口,移近火焰,松开,能燃烧或发出爆鸣声,说明收集的是H2 3、 B 4、D 5、D 6、B 7、D 8、A 9、C 10、11.5g 11、 90g 12、0.46g 0.46g 钠是人体必需的元素之一 钠是人体必需的十一种常见元素(氧、碳、氢、磷、氮、硫、氯、钾、钙、钠、镁)之一。有趣的是, 人血液中溶解的最多的金属元素钠、
21、钾、钙与海水中的相对含量几乎是相同的,而十一种常见元素基本上 也是地壳中含量较多的元素。可见,人类生活在地球上,体内也保留着这个星球的“痕迹”。人体中80 的钠分布细胞外液中,其余的主要在骨骼中,钾主要分布在细胞液中,以及贮藏在肌肉和红细胞中。钠和 钾在保持组织细胞与血液之间的电荷和化学平衡方面起着重要作用。 人体所需的钠主要来自食盐。早在李时珍的本草纲目中就对食盐的功效做了精辟的论述,说它有 解毒凉血、润燥、定疼止痒等效果。但钠和钾摄入过多也不行。摄入过多食盐,会引起肾功能不良和高血 压等疾病。有人估计,如果每天食盐摄入量多于20g,高血压发病率将明显增加。考虑到我国人民的饮食 习惯食盐量偏
22、高和高血压患病率上升这一事实,我国医学界人士建议:南方每人每日的食盐量不要超过7g, 北方人每人每日的食盐量不要超过10g。世界卫生组织提出,一般每人每日食盐量应在5g 以下。 第一节金属的化学性质 第三课时 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。 教学重点、难点 重点: 铝与 NaOH 溶液的反应 难点: 铝与 NaOH 溶液的反应 教学过程 教学环节教师活动学生活动 8 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
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