3-1-2金属与酸和水的反应.ppt

网上信息摘录：若干神秘“水雷”惊现珠江。2002年7月7日，在珠江石溪附近，前前后后共飘着七个白色的来历不明的金属桶。突然，从飘在水面上的一个金属桶内冒起一股白烟，窜起亮黄色火苗，紧接着一声巨响，蘑菇状的水柱冲天而起，这个铁桶接着又连续爆炸了多次，爆炸腾起的白色烟雾有近十米高，还有许多未燃尽的白烟飘进旁边的公司内，这些灰白色的物质一遇到水就不停地冒泡，有时甚至还突然着火。,据悉，其中另有一铁桶被过往船只发现，并将其打捞上船，打算清洗后使用，但当船员把盖子打开后，桶内冒起浓浓白烟，一接触桶内物质，双手立即感到剧烈地疼痛，于是他们又将其推入江里，一遇水，这个桶就又爆炸了。所幸该船只迅速逃离，伤亡不大。思考：1.推测以上的爆炸物是何种金属？2短文中提到了该金属的哪些性质？,梳理导引1钠与水的反应(1)钠与水的反应现象可总结以下五点，请填写完整。浮：_；原因：_。熔：_；原因：_。游：_；原因：_。响：_；原因：_。红：_；原因：_。(2)反应原理化学方程式：_；离子方程式：_。(3)钠的保存：钠通常保存于_或_中。,2铁与水的反应实验探究：,注意：铁与冷水、热水都不反应，因此可以用铁制容器盛水或烧水。,3金属与酸和水的反应：金属活动性顺序中位于_之前的金属遇到酸时，能发生化学反应，产生氢气。铁、铝、铜等_能与热水反应，钾、钙、钠等能与冷水反应产生氢气。参考答案：1(1)钠浮在水面上钠的密度比水的密度小钠溶化成闪亮的小球钠与水反应放热，钠的熔点低钠在水面上迅速游动反应产生的气体推动钠球在水面上游动发出嘶嘶的响声，且钠很快消失钠与水反应剧烈向水中加入酚酞后溶液呈红色反应生成碱,(2)2Na2H2O=2NaOHH22Na2H2O=2Na2OHH2(3)煤油石蜡2氢气氢气3Fe4H2O(g)Fe3O44H23氢不,问题探究1钠、铝、铁在自然界中都以化合态形式存在。这主要与它们的金属活动性有关，那么你能用几种方法检验它们的活动性顺序？,提示：四种方法：方法一：从钠、铝、铁的燃烧实验来说明钠、铝、铁的金属性强弱。钠在空气中用火柴即可点燃，而铝在空气中需要高温点燃，铁在空气中很难点燃，说明金属性：NaAlFe。常温时4NaO2=2Na2O，加热时2NaO2Na2O2，铝常温表面生成氧化膜，在氧气中点燃生成Al2O3，Fe在干燥的空气中很难反应，在潮湿的空气中易生锈，在纯氧中能燃烧，生成Fe3O4。从反应的条件、反应的难易、反应的产物都说明了金属性NaAlFe。,方法二：与水的反应：钠在冷水中剧烈反应，铝在沸水中缓慢反应，铁不能与冷、热水反应。方法三：与酸的反应：钠与酸反应放出大量的H2，反应很快，铝与酸反应产生氢气较快，铁与酸反应产生氢气较慢。方法四：把Al分别放到Na2SO4与FeSO4的溶液中，不能置换出Na，能置换出Fe，说明金属性NaAlFe。,2你已经学习过钠、镁、铁等金属单质的知识，它们在性质上具有哪些相似之处？提示：金属单质性质的相似之处：金属跟氧气反应：如，常温下，钠在空气中被氧化生成Na2O，在加热条件下生成Na2O2；铁丝在纯氧中燃烧生成Fe3O4；铜粉在空气中加热生成CuO。金属跟水反应：如钾、钠和水剧烈反应。跟酸的置换反应：如K、Na、Mg、Al等和非氧化性酸反应生成氢气。跟盐溶液反应：位于金属活动性顺序前面的金属能把后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。,细品教材1金属钠与水的反应(1)反应现象：为便于记忆，可编成以下顺口溜：钠浮于水熔成球。球儿闪亮四处游。有“嘶”声儿溶液红。,温馨提示：浮：钠浮在水面上。因钠的密度小于水的密度。熔：钠熔化成闪亮的小球。原因：a.钠跟水反应放热；b.钠的熔点低。游：小球在水面上四处游动。钠跟水接触部位发生反应产生气体，使小球受力不均而四处游动。响：有“嘶嘶”的响声发生。由于气体、小球、水相互撞击而发出“嘶嘶”的声音。红：溶液变红色。因为反应生成NaOH显碱性，使酚酞试液变红。该反应属于氧化还原反应，分析如下：,氧化剂：H2O，还原剂：Na。(2)钠的保存：少量钠一般保存在煤油中。,温馨提示：钠很容易跟空气中的O2和H2O起反应，另外，钠不跟煤油起反应，且密度比煤油大，钠沉在煤油下面，使钠与氧气和水隔绝。钠不能保存在汽油、CCl4及酒精中，因汽油易挥发，CCl4密度比钠大，而酒精能与钠反应。,2铁与水蒸气反应在常温下铁与水不反应，在高温下铁与水蒸气发生反应。实验现象：试管中出现黑色晶体(Fe3O4)，肥皂泡点燃后有爆鸣声温馨提示：试管口略向下倾斜。酒精灯先在放湿棉花的位置加热一会儿，待有部分水蒸气形成时，再将酒精灯移至放铁粉的位置加热。加热一会儿后再将导管插入到肥皂水中，因为出来的是空气。,肥皂水不宜太稀，否则吹起的氢气泡太小，点燃时难以有较大的爆鸣声。实验结束时，应先从肥皂水中撤出导管，再移去酒精灯，以防产生倒吸现象。3Fe4H2O(g)Fe3O44H2,3镁、铝与水反应去掉氧化膜后的镁条，与冷水能很缓慢地作用，与热水则反应速率较快，产生氢气；去掉氧化膜后的铝条，与冷水很难反应，与沸腾的水则微弱反应生成氢气。Mg2H2OMg(OH)2H22Al6H2O2Al(OH)33H2从与水的反应条件不同可得出镁比铝活泼。特别提示：金属与水的反应规律：,典例精析【例1】(福建龙岩一中20092010学年度高一上学期模块考试)钠与水反应可能出现如下现象：钠浮在水面上钠沉入水中钠熔化成闪亮的小球小球迅速游动，逐渐减小最后消失发出嘶嘶的响声滴入酚酞试液，溶液呈红色。其中正确的是()ABCD,【解析】本题考查了钠与水的反应，在反应过程中也体现了钠的物理性质。钠的密度小于水，因此钠浮在水面上；钠与水反应发出热量，导致金属钠熔化；反应中有H2产生和NaOH，因此反应中发出嘶嘶的响声，溶液使酚酞试液变红。【答案】C,【例2】如下图所示，在玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气。用试管收集产生的经干燥的气体，并靠近火焰点火。,(1)所观察到的现象是_，有关反应的化学方程式是_。(2)干燥管内可装入的试剂是_，其作用是_。干燥管还可用_(装置)代替。(3)玻璃管中石棉绒的作用是_。实验开始时应先点燃_，实验结束时，应先熄灭_。,【解析】常温下Fe不与H2O发生反应，但在高温下，Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4和H2，故Fe是一种较活泼的金属。因铁粉和Fe3O4均为黑色，因此实验过程中固体颜色无明显变化，但产物H2可用点燃的方法证明。石棉绒成分为硅酸盐，它耐高温且性质稳定，是铁粉的载体。【答案】(1)红热的铁与水蒸气反应，放出气体，这种气体点燃时，能燃烧或发出爆鸣声3Fe4H2OFe3O44H2(2)碱石灰(或无水CaCl2、硅胶等)吸收水蒸气，使收集的氢气易点燃U形管(3)铁粉的载体，增大铁粉与水蒸气的接触面酒精灯酒精喷灯,【点拔】本题要注意Fe与H2O反应的条件和产物。实验时要先加热烧瓶，产生水蒸气后再加热玻璃管，防止铁粉氧化。实验过程要控制水蒸气的产生量，水蒸气量不宜太大，实验结束时，撤去酒精喷灯，不提供高温条件，反应便自行结束。,(山东宁阳一中20092010学年度高一月考，9)在研究金属钠与水的反应实验中，反应过程中所观察到的实验现象与金属钠的下列性质无关的是()A熔点B密度小C硬度D化学性质活泼【解析】钠与水直接反应就是因为钠有极强的还原性；由于钠的密度小于水，所以可以看到钠浮在水面；钠熔成闪亮的小球，说明钠的熔点低及反应放热。【答案】C,在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，红热的铁能与水蒸气反应，有氢气生成，现用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、检验生成的氢气。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_(填化学式)。干燥管的_(填“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)圆底烧瓶中盛装的是水，该装置受热后的主要作用是_。(5)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_。,【答案】(1)3Fe4H2O(g)Fe3O44H2(2)CaCl2碱石灰或CaOn(3)向下排空气法，导管口伸入试管底部(图略)(4)为(硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应)实验提供(持续不断的)水蒸气(5)试管口向下，用拇指堵住试管口，靠近酒精灯火焰，松开拇指，能燃烧或发生爆鸣声，说明收集的是H2。,细品教材1钠跟酸的反应钠与稀硫酸、盐酸等非氧化性酸反应时，首先是钠直接跟酸反应，过量的钠再与水反应，而不能认为是钠先跟水反应，生成的NaOH再跟酸中和。钠投入足量盐酸中反应的化学方程式是：2Na2HCl=2NaClH2离子方程式：2Na2H=2NaH2,2钠跟碱溶液的反应实际是钠跟水反应3钠跟盐溶液的反应(1)NaCl溶液：实际是与水反应。反应的化学方程式为：2Na2H2O=2NaOHH2(2)CuSO4溶液：因为钠与水剧烈反应，这样钠先与水反应，生成的NaOH再跟CuSO4反应，而不能认为发生的只是置换反应。上述反应的化学方程式为：2Na2H2O=2NaOHH2CuSO42NaOH=Cu(OH)2Na2SO4,总式为：2NaCuSO42H2O=Cu(OH)2Na2SO4H2(3)NaHSO4溶液：因其完全电离：NaHSO4=NaHSO，而使溶液显强酸性，即盐电离产生的H浓度远大于水中H浓度，此时钠直接与盐反应。2Na2NaHSO4=2Na2SO4H2(4)通常钠不能从盐溶液中置换出金属；若盐为熔融状态，钠可以置换出较不活泼的金属，如：4NaTiCl44NaClTi。,4金属与酸反应的规律。在金属活动顺序表氢以前的金属与酸(非氧化性酸)反应，生成盐和氢气，氢以后的金属与非氧化性酸不反应。5金属与酸反应的计算(1)定量规律金属与酸反应失去电子的物质的量产生氢原子的物质的量。当参加反应的金属与产生氢气的质量差相等时，则反应后两溶液增加的质量相等。相同物质的量的金属与足量的酸反应产生氢气的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比。,(2)常用方法守恒法包括元素守恒(质量守恒)、电荷守恒、电子得失守恒等。平均值法,典例精析【例3】(贵州遵义四中20092010学年度高一上学期期中考试)把金属钠投入下列物质的溶液中，反应后溶液质量减轻的是()AHClBNa2SO4CNaClDCuSO4,【解析】把金属钠投入到酸中，钠可与溶液中H反应置换出H2；投入到盐溶液中，钠首先与水反应，生成的NaOH可能与盐继续反应。A、B、C中金属钠反应进入溶液，生成H2，导致溶液质量增加。D中Na与水反应生成NaOH和H2，NaOH可与CuSO4生成Cu(OH)2沉淀，导致溶液质量减轻。【答案】D,【例4】两种金属混合物粉末15g，与足量的盐酸反应时生成标准状况下11.2L氢气，符合上述情况的金属混合物是()AMg、FeBZn、AgCAl、ZnDMg、Al【解析】标准状况下11.2LH2是1g，与足量盐酸反应生成1gH2需上述金属：Mg12g，Ag不反应可视为无穷大，Al9g、Zn32.5g、Fe28g，该两种金属混合生成1gH2时所需质量15g，应介于两金属分别与HCl反应生成1gH2时消耗金属量的中间。【答案】A、C,【点拔】类似于这样两种物质混合后参加反应，根据产物的量或和它们共同反应的物质的量来推测混合物的成分，可以采用极值法。因为不知道混合物中各成分的含量，我们可以按两个极限来计算出一个范围，即设混合物仅含其中某一物质分别进行计算，实际混合物的相关量应在这两个极限值之间。,(河南内乡高中20092010年高一月考，10)下列金属单质中，不能从溶液中置换出铜的是()AZnBAlCNaDFe【解析】金属钠与盐溶液反应时，先与溶液中的水反应生成NaOH和H2，然后NaOH再与溶液中的盐反应。【答案】C,试计算：(1)在相同条件下，相同物质的量的钠、铁、铝与足量盐酸反应时放出氢气的体积之比为_。(2)在相同条件下，相同质量的钠、铁、铝与足量盐酸反应时放出氢气的体积之比为_。,【解析】本题考查根据化学方程式计算金属与酸反应的规律。(1),(2),资料备选1Na与H2O反应现象及其剖析：,2.在金属活动顺序表中，钙比钠位置靠前，应该像钠一样与水反应，且比钠剧烈，但由于生成物Ca(OH)2微溶，易沉积在钙表面，阻碍了钙与水的进一步反应，因而钙与水反应不如钠剧烈。3汽油易挥发，CCl4的密度比钠大，煤油的密度比钠小，所以钠保存在煤油中，而不存放于汽油或CCl4中。4钠与酸反应先考虑钠与酸直接发生置换反应，钠过量再考虑与水发生反应。5钠与盐溶液反应不能分析成钠与盐溶液中金属阳离子发生置换反应。,6钠的性质很活泼，常温下跟氧气、水等剧烈反应，钠在自然界里只能以化合态存在。钠