高中化学必修一3.1.2第三章第一节金属的化学性质第二课时

新授课课时教案科目：化学教师授课时间：第十三周星期三2017年11月26日单元（章节）课题第三章金属及其化合物本节课题第一节金属的化学性质课标要求课程标准要求“根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，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”。金属单质的性质是金属元素性质的反映，是了解金属化合物性质的基础。三维目标1．知识与技能了解Na、Mg、Al、Fe与酸和水的反应现象和产物，理解反应的本质。2．过程与方法体验科学实验设计、实践验证的科学探究过程；体验实验目的对实验设计、实验观察的指导意义。3．情感态度与价值观发展学生学习化学的兴趣，乐于探索金属性质的奥秘，体验科学探索过程的艰辛与喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。教材分析本节课是人教版化学必修1，第三章，第一节的第二课时的内容。本节课是在前面学习了金属与非金属反应的基础上进行的，是本节课内容的延伸，而且就本课时的内容来讲，它包含了金属化学性质几个重要的化学性质既：金属与酸和水的作用；以及一些特殊的金属所具有的化学性质，如，铝与氢氧化钠的反应。本课时的内容在整个高中化学中占有十分重要的作用。学情分析学生对金属的化学性质主要通过实验、图画和讨论等途径获得。教科书中安排的实验有：钠在空气里缓慢氧化，钠加热时氧化，钠与水的反应，铝与盐酸或NaOH溶液的反应，铝箔在酒精灯上加热和铁跟水蒸气的反应等。实验操作与图片展示相结合，可以加深实验的印象，增强实验的效果。实验过程中有些现象和结论不是由老师告诉学生，也不在教科书中叙述，而是由学生自己得出，这样有利于学生独立思考，提高学生的分析能力和总结表达能力。几种金属的化学性质集中介绍，有利于金属性质的比较，如钠、铝与氧气反应的学习结合生活中铁与氧气的反应，可以对金属与氧气反应有一个整体的了解，并能认识到金属与氧气的反应情况与金属的活泼性有关。如钠与水反应的实验，现象比较多，为了更好地观察实验现象，教科书设计了“观察提示”，引导学生得出钠的密度、熔点、反应程度、反应产物及反应过程中的能量变化等相关结论，这样有利于培养学生分析问题的能力和实事求是的科学态度教学重难点教学重点钠、铁与水的反应。教学难点铁与水蒸气的反应的实验设计。提炼的课题第二课时金属与酸和水的反应教学手段运用教学资源选择视频、实验、PPT、练习册教学过程教师个性化修改知识回顾上节我们学习了金属与氧气等非金属的反应，知道产物、反应的现象因金属的性质和反应条件不同而有所不同。例如钠与氧气在常温下缓慢氧化生成白色氧化钠，但是点燃时剧烈反应生成淡黄色的过氧化钠。今天我们学习的是金属与酸的反应。钠与氧气的反应也说明了钠是一种非常活泼的金属，那么和常见活泼金属镁相比，钠在与酸反应这一性质上会有什么不同呢？导入新课[提问]镁条与不同浓度盐酸反应的现象、产物是否完全相同，为什么？[回答]Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑，镁与盐酸反应，镁条溶解产生氢气。盐酸浓度越大，镁条反应越剧烈，产生气泡的速度越快。[分析]镁与盐酸反应，实质是与盐酸电离出来的氢离子反应，氢离子浓度越大，反应越剧烈。推进新课[设问]水也能电离出少量的H＋，镁条能否与水反应产生氢气呢？[实验]取镁条，用砂纸打磨掉表面的氧化膜，剪下一小段放入盛有冷水的试管中，滴加酚酞溶液，观察现象；用酒精灯加热试管，观察现象。[回答]镁与冷水镁与热水实验现象无明显现象镁条表面有少量气泡，且镁条表面水溶液出现粉红色化学方程式—Mg＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Mg(OH)2＋H2↑结论水也能电离出少量的H＋，因此镁能与水很缓慢地反应，放出氢气[设问]比镁活泼的金属钠、活泼性不如镁的金属Al、Fe能否与水反应，反应的条件、反应现象会有什么不同呢？eq\a\vs4\al(一、钠与水反应)[实验]在烧杯中加一些水，滴入酚酞溶液，然后把一小块钠放入水中。你看到什么现象？[现象及结论]序号现象解释(对应的钠的性质)1钠浮在水面上金属钠的密度小于水(0.97g·cm－3)2熔化成闪亮的银白色金属小球反应放热，钠的熔点较低(97.81℃)3金属小球在水面上四处游动产生的气体推动金属钠来回游动4游动过程发出“嘶嘶”声放出气体，气体与水面摩擦发出响声5钠完全消失，水溶液呈红色钠与水反应产生了碱性物质，根据反应中存在的元素(Na、H、O)分析，应该是氢氧化钠[分析]钠是非常活泼的金属，能够在常温下和冷水发生剧烈的反应，产生气体。反应过程的现象可以用五个字来概括“浮、熔、游、响、红”，体现了钠的一些物理和化学性质的与众不同。[提问]请同学写出钠与水反应的化学方程式，分析它是否是一个氧化还原反应？[分析]钠与水的反应：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑。该反应是一个氧化还原反应，钠是强还原剂，被氧化为＋1价钠离子，水作氧化剂，被还原为氢气。[点评]钠和水的反应，水被还原为氢气，实质上是水电离出来的极少量的氢离子被钠还原为氢气，这也说明了钠是非常活泼的金属，还原性非常强。[讨论]1．保存钠的无色液体是否为水？2．钠着火了可否用水灭火？[结论]1．钠不能保存在水里，因为钠会浮在水面上，并与水剧烈反应，应该用煤油保存。2．钠着火不能用水灭火。[点评]钠着火后应该用干燥的沙土灭火，不能用水灭火，也不能用含有CO2或水的灭火器灭火，不光因为钠能与水反应产生易燃气体氢气，还因为钠的燃烧产物过氧化钠能和水、CO2反应产生氧气，对这部分知识感兴趣的同学可以课后查阅相关书籍和资料。[分析]通过实验，我们已经了解了钠、镁与氢离子的反应的情况，钠很活泼，可以直接和水反应，和酸的反应应该非常剧烈，有一定的危险；镁和热水能微弱的反应，但是和强酸溶液能比较剧烈地反应，这些反应，金属都被氧化，氢离子被还原为氢气。生活中人们常用金属器皿来盛水，也常用铁、铝或铜制的水壶来烧水，说明了这几种金属与热水是不反应的(活动性比镁差)。eq\a\vs4\al(二、铁与水的反应)[分析]同学们看到一些图片和录像中古代铁匠将红热的铁放入水中，听到“嘶嘶”的声音，这个过程叫淬火。淬火能够改变铁器的一些性质，铁器的表面也会变为黑色有一定的光泽。淬火的过程中铁和水蒸气发生了反应。[设问]铁和水(水蒸气)反应可能生成哪些产物？我们在实验室里怎么来完成铁和水蒸气的反应，并检验该反应的生成物呢？[实验探究]请设计一套简单的实验装置，使还原铁粉与水蒸气反应。这套装置应包括水蒸气发生、水蒸气与铁粉反应、检验产生的气体等部分。1．如果提供给你3支试管、水槽、蒸发皿、胶塞、导管、酒精喷灯及其他必要的仪器和物品，画出你设计的装置简图。分组讨论：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。提示：本实验设计考虑因素：(1)水蒸气的发生装置；(2)水蒸气与铁粉反应装置；(3)产物的检验(收集)装置。实验装置：Ⅱ铁与水蒸气反应装置Ⅲ产物收集装置Ⅰ水蒸气发生装置2．有人设计了如图所示的装置，用一支稍大一些的试管代替3支试管就能完成实验，想想其中的原理。[分析]该实验设计灵巧、简便，易于操作。经过加热，温度上升，湿棉花中水蒸气加速挥发，水蒸气遇到炽热的铁粉，发生反应，产生的气体通过肥皂液收集。该实验设计适合少量定性检验。同学们可自己动手操作，将你观察到的现象记录下来。注意事项：(1)酒精灯应先放在湿棉花的位置上加热一会儿，待试管底部温度略高，且有部分形成蒸汽时，再将酒精灯移至放铁粉的位置加热，可防止发生倒吸现象。(2)加热一会儿后再将导管插入到肥皂水中，最初插入时吹起的是空气泡。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。(3)实验结束时，应先从肥皂水中撤出导管，再移去燃着的酒精灯。现象：铁粉失去光泽，变成黑色粉末，产生的气体在肥皂泡中经明火点燃，可燃，并有轻微爆鸣声。结论：铁与水蒸气在加热条件下的反应方程式。3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(△))Fe3O4＋4H2[点评]方程式应为：3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(△))Fe3O4＋4H2。水以气态参加反应，g表示了水的物理状态是气态。[思考]铁粉与酸反应生成的产物类型与铁和水蒸气反应生成的产物类型相同吗？如果将等质量的铁粉分别与足量盐酸、水蒸气充分反应，产生的氢气是否相等呢？[回答]铁与酸反应生成盐和氢气；铁与水蒸气反应生成氧化物和氢气，不相同。Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(△))Fe3O4＋4H2等量铁粉分别与足量盐酸和水蒸气反应产生的氢气不一样多，它们的体积比为3∶4。[过渡]看下面一段报道，然后回答问题。水雷事件：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，这些灰白色的物体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，双手立即感到剧烈的疼痛，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。问题：1．推测以上的爆炸物是什么金属？2．短文中提到了该金属的哪些性质？[回答]1．该金属应该是Na。2．钠的密度小，浮在水面上；钠与水反应剧烈，放出大量的热，产生有腐蚀性的强碱氢氧化钠和易燃气体氢气；钠燃烧发出黄色火焰，生成过氧化钠，过氧化钠与水反应放热并能产生氧气。课堂小结通过本节课的学习，我们主要掌握了金属钠与水的反应。通过实验，我们了解到金属钠和水反应的实验现象，明白了极活泼金属可以和水剧烈反应。本节课还介绍了比较活泼的金属铁和水蒸气反应的实验，由于铁的活动性不如金属钠活泼，因此反应条件也不同，必须在加热条件下才可以进行。因此在书写化学反应方程式时一定要注意反应条件。eq\o(\s\up7(),\s\do5(板书设计))一、钠与水的反应1．反应现象：“浮、熔、游、响、红”2．反应方程式：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑二、铁与水的反应1．反应现象：铁粉失去光泽，变成黑色粉末，产生的气体可燃2．反应方程式：3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(△))Fe3O4＋4H2eq\o(\s\up7(),\s\do5(布置作业))1．有关金属钠的叙述不正确的是()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．钠投入水中生成气体，放出大量的热D．Na比Cu活泼，因而钠可以从Cu的盐溶液中置换出铜2．将钠投入紫色石蕊溶液中，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3．下列物质不能由金属与酸反应而制取的是()A．FeCl2B．MgSO4C．CuCl2D．NaCl4．如图所示的试管中盛2mL滴有无色酚酞溶液的蒸馏水，再向试管中倒入1mL煤油，然后从试剂瓶中取出一块金属钠，用刀轻轻一切，便切开来，取其中的一小块，放入上述试管中，可观察到钠首先沉到煤油底部，一接触到水层就产生大量气泡，使钠块变成球状并向上浮，同时水层变红色，过一会儿，钠又慢慢沉降到两种液体的交界处，一接触到水层，立即产生大量气泡，使钠上浮，如此反复多次，