金属的化学性质导学案
第二节 金属的化学性质导学案 第一课时 金属与非金属的反应
学习目标:
1、知道金属的通性,能从金属元素的原子结构角度认识金属的性质。 2、认识钠铝铁等金属的主要化学性质,学会比较它们的差异。
3、通过有关实验及科学探究活动,提高独立思考、分析问题的能力和总结表达能力。 【知识链接】
1、金属的通性:人类最早发现和使用的金属是,应用最广泛的是,地壳中含量最多的是。自然界中绝大多数金属以态存在。大多数金属具有 光泽,具有 性、 性和 性,常温下 是液态。金属原子的最外层电子数一般少于4个,在化学反应中易 电子,常作 剂,表现出较强的 性。
2、地壳中含量最多的四种元素、。
【思考与交流】1、画出Na Mg Al 的原子结构示意图,分析其结构特点,判断它们与其他物质发生反应时做氧化剂还是还原剂?为什么? 【阅读分析】课本P46图3-2有关金属化学性质的一些实验:分别写出四幅图中反应的化学方程式 1. 铝丝与硫酸铜反应形成铜树、 2. 镁条燃烧、
3. 铜丝与硝酸银溶液反应形成银树、 4. 镁条与盐酸反应。
【思考与讨论】指出反应中的1、2、氧化剂和还原剂。将3、4的化学方程式改成离子方程式。 归纳:金属共同的物理性质有
金属共同的化学性质是:通常能与 等发生反应。
你会吗?
【合作探究,点拨提升】
【自主梳理】
一、金属与非金属的反应 (一)金属钠与氧气的反应
【实验3—1】切开金属钠前先观察钠的表面,以便与切后进行比较。切割金属钠在玻璃片上进行。 记录观察的现象:钠在空气中容易被氧化,表面变 ,生成白色的 (化学式为 ) 解释: 该反应的化学方程式: 【思考与交流】钠为什么要保存在煤油中?
【实验3—2】把一块绿豆大小的金属钠放在坩埚里,加热。
记录观察的现象:加热时能燃烧,产生 火焰,生成 色的 (化学式为 )。 该反应化学方程式:
注:(1)钠的燃烧实验在坩埚里进行比较规范。在石棉网上或蒸发皿里进行也比较安全,而且现象的能见度较大。如在火焰上方罩一个干燥的小烧杯,还可以看见烧杯壁上附着的淡黄色的过氧化钠。 (2)做此实验时应注意,钠开始燃烧后立即撤掉酒精灯。
【问】通过观察能不能简单的描述钠的物理性质:钠是一种 色、有 、质地 (能用刀切开)、熔点 、常温下为 态的金属。
【思考与交流】点燃镁条时为什么要用砂纸打磨?
互动探究
(二)铝与氧气的反应
【问】铝与氧气能否反应?需不需要加热?让我们进行下面的探究活动:
【对比实验探究】1、前六组用坩埚夹住一小块铝箔(箔厚约0.1mm ),在酒精灯上加热至熔化,轻轻晃动。仔细观察。
2、后六取一块铝箔,用砂纸仔细打磨(或在酸中处理后,用水洗净),除去表面的氧化膜,再加热至熔化。又有什么现象呢?记录观察现象: 【问】这个反应是说明铝在加热时与空气反应吗?两个实验现象一样吗?为什么?
解释:1、铝表面的氧化膜保护了铝,构成薄膜的氧化铝的熔点(2050℃)高于铝的熔点(660℃),包在铝的外面,所以熔化了的液态铝不会滴落下来。
2、取一块铝箔,用砂纸仔细打磨(或在酸中处理后,用水洗净),除去表面的氧化膜,再加热至熔化。又有相同现象,说明除去表面的氧化膜的铝,在空气中也迅速反应,在表面生成了氧化膜。
铝与氧气反应方程式:
【小结】活泼金属容易与活泼非金属反应,如与氧气反应生成氧化膜,氧化膜疏松就不能保护内层金属(如铁等),氧化膜致密就可以保护内层金属不被继续氧化(如铝、镁等)这也正是性质活泼的铝在空气中能稳定存在的原因。 【应用】铝比铁活泼,为什么日用铝制品可以较长时间使用,而日用铁制品容易生锈? (三)钠与其它非金属反应
2Na+Cl2==2NaCl 2Na + S == Na2S
【巩固与深化,小组互评】(学生自主15分钟)
1、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
2、下列性质中,不属于大多数金属通性的是:( )
你
最棒!
A 、有银白色光泽 B 、有延展性 C 、有良好的导电性和导热性 D 、有很高的熔点和硬度 3、将一小块金属钠放在坩埚里加热,下列有关实验现象的描述正确的是:( )
①钠在燃烧前先熔化 ②在空气燃烧有黄色火花四射 ③燃烧后得到白色固体 ④燃烧时火焰呈黄色 ⑤燃烧后生成淡黄色固体 A 、只有⑤ B 、只有① C 、①④⑤ D 、②③ 4、铝制品具有较强的抗腐蚀性,主要是因为:( )
A、铝的化学性质稳定 B、铝在常温时与氧气不反应 C、铝具有金属性,也具有非金属性 D、铝与氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜 5、关于钠的说法中正确的是( )
A 、 钠是银白色的金属,硬度很大。 B 、金属钠在空气中燃烧,生成氧化钠。 C 、金属钠的熔点很高。 D 、将金属钠放在石棉网用酒精灯加热,金属钠剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成过氧化钠。
第二课时 金属与酸和水的反应
学习目标
1、掌握金属(如钠等)和水的反应;认识铁的化学性质并写出主要的化学方程式;初步学会设计铁与水蒸气反应的实验装置;
2、认识常见金属与盐酸、硫酸的置换反应,以及与金属化合物溶液的置换反应能用金属活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断;能用置换反应和金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。
【知识链接】
1、 写出金属活动顺序表
实验室制氢气的化学反应方程式
2、
你
会吗?
如钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁等 ;不能与盐酸,稀硫酸反应的金属是金属活动顺序表中氢以后的金属如铜、汞、银、铂、金等 。
【合作探究,点拨提升】(师生互动30分钟)
【自主梳理】
日常生活可以用铁或铜制的水壶来烧水说明这两种金属在通常情况下是与水不反应的,那么钠与水是否反应? 二、金属与水的反应
【实验1】 在小烧杯中加入约1/2的水,滴入1~2滴酚酞溶液,将切好的钠投入到水中,盖上表面皿,观察现象。 【提醒】 ① 钠的取用用镊子(不能用手接触) ② 煤油要用滤纸吸干 ③ 切割钠在玻璃片上进行 ④ 实验中剩余的钠必须放回原瓶
★观察时应注意几方面内容:钠在水中的哪个部位反应,形态有何变化,如何运动,发出怎样的声音,溶液颜色有何变化? 【学生】进行实验探究并填写下表
【交流与讨论】 ① 生成的碱性物质是
② 生成的气体可能是什么? 如何验证?(从实验和理论两个方面)
这是个氧化还原反应,钠元素的化合价升高,必定要有一种元素的化合价要降低,只可能是 元素了。 反应方程式
【思考与交流】根据金属活泼顺序,钠排在铜的前面,那么金属钠能否从CuSO4溶液中置换出单质铜?推测可能出现的现象。
【实验2】在烧杯中加入约20ml 的CuSO4溶液,将切好的钠投入到其中,盖上表面皿,观察现象。【结论】 【问题讨论】1、钠既能与氧气反应,又能与水反应,那么钠应该如何保存呢?
2、已知钠和四氯化碳不能反应,四氯化碳的密度比钠大,那么钠能否保存在四氯化碳中? 3、钠着火应该怎么扑灭?用水行吗?
【转引】钠是活泼金属,能够和水反应,那么铁能否和水反应呢?平常我们何以用铁锅来煮水,说明铁是不能和冷水和热水反应的。但是能否与水蒸气反应呢?
【引导阅读】指导学生阅读课本P50的内容。
【互动探究】
【活动用品】3支试管、水槽、蒸发皿、胶塞、导管、酒精喷灯等 【活动内容】设计实验装置,使还原铁粉与水蒸气反应。 【引导探究】根据所阅读的资料,思考以下几个问题:
1、该装置应包括哪几个部分? 2、生成的气体如何收集和检验? 【学生活动】学生展示自己的设计方案,向老师和同学介绍设计的思路和原理。 【展示评价】讨论实验方案,挑出一套比较规范且操作简单的设计。 【结论】选择 套装置比较合适。 【学生讨论】其他方案存在什么问题?
【思考】铁与水的反应中,如果将实验中的还原铁粉换成铁片或铁钉,反应能否发生? 3
【讨论得出结论】实验装置应包括 、 、 。
【巩固与深化,小组互评】(学生自主15分钟)
1、钠和水反应时所产生的现象与钠的下列性质无关的是:( )
A、钠的熔点低 B 、钠的硬度小 C 、钠的密度小 D 、钠有强的还原性 2、有关金属钠的叙述正确的是 ( ) A .钠的密度比煤油大,保存在煤油中 B .金属钠质软,可以用小刀切割 C .钠的熔点比水大,钠投入到水中放热反应生成的气体中有大量水蒸气 D .Na 比Cu 活泼,因而可以从Cu 的溶液中置换出铜
3、将钠投入紫色石蕊试液中,下列现象不正确的是 ( ) A 浮在水面上 B 熔成光亮的小球 C 迅速游动 D .溶液呈红色 4、把一小块钠投入到硫酸铜溶液中,生成物有 ( ) A 、Cu B 、Cu (OH )2 C 、H 2 D 、O 2
5、由于钠很容易与空气中的、、 6、用小刀切开金属钠时,其表面的光泽有何变化?原因是什么?
7、写出钠与水反应方程式用双线桥分析(找出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物)
你
最棒!
【课后反思,教学相长】(课后20分钟)
课后小结 金属与水反应的规律是:
(1)K 、Ca 、Na 等金属和冷水作用,生成可溶性碱和H 2。2Na + 2H2O=2NaOH + H2↑
(2)Mg 和冷水反应缓慢,与沸水迅速反应,Al 与冷水很难反应,与沸水能反应,生成不溶性碱和氢气。 Mg + 2H2O === Mg(OH)2 + H2↑(3) Zn 、Fe 、Sn 、Pb 和高温水蒸气反应,生成不溶性氧化物和H 2。 3Fe + 4H2O(g) === Fe3O 4 + 4H2 Zn + H2O(g) === ZnO + H2 (4)Cu 、Hg 、Ag 、Pt 、Au 不与水反应。
第三课时 铝与盐酸及氢氧化钠溶液的反应
物质的量在化学方程式计算中的应用
学习目标
1、学习铝与盐酸及氢氧化钠溶液的反应;初步掌握物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度应用于化学方程式的计算方法和格式; 2、深刻理解化学方程式的意义
【知识链接】
1、地壳中含量最多的金属元素是 最外层电子数为 个 电子形成稳定结构,所以铝通常显 价,表现为 性,能与非金属单质反应。
2、物质的量(n )是表示 , 它的基本单位是 摩尔, 符号为,每摩尔物质含有 常数个粒子。
3、就是物质的摩尔质量,符号为 为单位,在数值上和 相等。
4、标准状况下,1mol 任何气体所占的的体积都约为 。计算公式为 。
5、 200L 2 mol/L的盐酸溶液中所含溶质的物质的量为 。
6、100g24.5%的H 2SO 4溶液的体积为80mL ,该稀硫酸的物质的量浓度为 ,所含硫酸的物质的量为 。
【合作探究,点拨提升】(师生互动30分钟×2)
【自主梳理】
三、铝与盐酸及氢氧化钠溶液的反应
思考:能与酸反应是活泼和较活泼金属的通性,那么能不能与碱反应呢? 【实验3—4】铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应
你
会吗?
现象 化学方程式 【练习】将上述化学方程式改成离子方程式,是氧化还原反应的指出氧化剂和还原剂。
【小结】铝既可以与盐酸反应又可以与氢氧化钠溶液反应,说明铝的性质特殊。 思考:铝制餐具是否适宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性的食物?为什么?
【应用】铝制容器不宜蒸煮或长时间盛放酸性、碱性或咸的食物。 【归纳总结】 一、金属的物理性质
常温下,金属一般为银白色固体(汞常温下为液体),具有良好的导电性、导热性、延展性,金属的熔沸点和硬度相差很大。 二、金属的化学性质
多数金属的化学性质比较活泼,具有较强的还原性,在自然界多数以化合态形式存在。
分析对比:完成下表
四、物质的量在化学方程式计算中的应用
物质是由原子、分子或离子等粒子组成的,物质之间的化学反应也是这些粒子按一定的数目关系进行的。化学方程式可以明确地表示出化学反应中这些粒子数之间的数目关系。这些粒子之间的数目关系,又叫做化学计量数υ的关系。 例如: 2Na + 2H 2O === 2NaOH + H 2 化学计量数υ之比: 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1 扩大N A 倍: 2N A ∶ ∶ ∶ 物质的量之比: 2mol ∶ mol ∶ mol ∶ mol
【互动探究 】
2CO + O 2 == 2CO 2 这个反应方程式表示哪些意义? 化学计量数之比: 粒子数目之比: 物质的量之比: 气体体积之比: 质量之比:
例1:把6.5gZn 放入足量稀盐酸中,锌完全反应,计算:⑴6.5gZn 的物质的量;
⑵参加反应的HCl 的物质的量;⑶生成H 2的体积(标况下)
例2:将30g 含MnO 2的质量分数为76.6%的软锰矿石与足量的浓度为12mol/L的浓盐酸完全反应(杂质不参加反应),试计算:(1)参加反应的浓盐酸的体积;(2)在标准状况下,生成Cl 2的体积。 (MnO 2 + 4HCl (浓) 2 + Cl2↑+ 2 H2O )
【结论】化学方程式中各物质的化学计量数之比,等于 之比,
等于 之比,在同一条件下也等于 之比。
△
【巩固与深化,小组互评】(学生自主15分钟×2)
1、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. 铝表面能形成一层致密的氧化膜 D. 铝既耐酸又耐碱 2、若在 加入铝粉能放出H 2的溶液中,分别加入下列各组离子,肯定不能共存的 ( ) A . Fe 、NO 3-、Cl -、Na B .Ba 、Mg 、HCO 3-、AlO 2- C .NO 3-、Na 、K 、CO 33、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 .烧开水 C .用金属丝擦洗表面的污垢 4、选择适当的方法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:Cu(Al) 方法:离子方程式:
5、在铝质易拉罐中收集满CO 2气体,然后在其中倒入10mL 浓NaOH 溶液,并迅速用胶带将易拉罐口封住,能够观察到的实验现象是易拉罐突然变瘪了,可经过一段时间之后,又可以观察到的现象是 。试解释易拉罐变瘪的原因 ;并解释后一现象的原因 。写出反应过程中的两个离子方程式 ; 。
6、500mL 的盐酸与足量的Zn 反应,放出H 25.6L (标况下),则盐酸的物质的量浓度是 。
7、一块表面已部分氧化的钠块的质量为0.77g, 放入10g 水中后,得到标准状况下氢气224mL 。求: (1)被氧化成氧化钠的金属钠的质量。 (2)所得溶液的溶质的质量分数。
8、金属钠和金属铝共mg ,放入足量的水中充分反应无金属剩余,共收集到标准状况下的气体nL, 求混合物中金属钠和金属铝各多少?
D .用碱水洗涤
3+
+
2+
2+
+
+
2-
D .NO 3-、K 、AlO 2-、OH -
+
你
最棒!