第1課時

教學目標：

（一）知識與技能：

     1、掌握鈉、鎂、鋁、鐵的重要性質，認識鈉是一種活潑金屬；

     2、了解鈉、鎂、鋁、鐵的存在及用途；

 3、掌握物質的量、物質的量濃度、氣體摩爾體積應用于化學方程式的計算方法和格式。

（二）過程與方法:

     1、采用實驗探究法，按照思考、交流、實驗、觀察、分析，得出結論的方法進行啟發(fā)式教學；

  2、發(fā)揮學生主主體作用，做好探究實驗

3、通過例題分析和練習，培養(yǎng)學生綜合運用知識的能力和綜合計算的能力

（三）情感、態(tài)度與價值觀：

     1、通過介紹鈉的用途，指出化學工業(yè)早國民經(jīng)濟中的地位，激發(fā)學生報效祖國的責任感；

     2、通過介紹鋁的冶煉，培養(yǎng)學生勇于探索的科學精神和嚴格求實的科學態(tài)度；

 3、通過動手實驗體驗化學的奧秘，激發(fā)學生學習興趣。

 

教學重點：

   金屬鈉的氧化、與水反應

 

教學難點：

  鈉與水反應現(xiàn)象觀察、分析、總結

 

教學過程：

[引言]：五千年前人類進入青銅時代，三千年前進入鐵器時代，20世紀鋁合金成為僅次于鐵的金屬材料。金屬在人類社會發(fā)展，改善人類生活發(fā)面起重要作用。金屬和它的化合物有著截然不同的性質，例如：鋁是一種常見的金屬，具有金屬的通性，高溫時可以燃燒，而燃燒時Al2O3卻不熔化，能耐高溫，為什么？本章我們就來討論它們的性質。

【板書】：  第三章   金屬及其化合物

 

第一節(jié)          金屬的化學性質

 

金屬的物理性質（共性）：

    有金屬光澤、易傳熱、易導電，有延展性、可塑性，除汞以外都是固體 。

金屬的化學性質:

2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu

   2Mg+O2=2MgO

   Cu+2Ag+=Cu2++2Ag

   Mg+2H+=Mg2++H2↑

金屬單質中元素的化合價升高，表現(xiàn)出還原性。

 

一、金屬與非金屬的反應

實驗：取出一小塊金屬鈉，用濾紙吸干表面的煤油用小刀切開一端的外皮觀察鈉表面的光澤和顏色，看新切開的鈉的表面在空氣中會不會發(fā)生變化。

【講解】鈉：銀白色，較軟，比水輕，熔點較低，保存在煤油中。

1、鈉和氧氣反應

常溫下：銀白色的切面很快變暗

4Na + O2 === 2Na2O

 

實驗：再取一小塊金屬鈉放在坩堝里加熱觀察有什么現(xiàn)象？

【講解】現(xiàn)象：熔成閃亮的小球，劇烈燃燒，發(fā)出黃色火焰，生成淡黃色粉末．

2Na + O2 === Na2O2

Ｎa2O2的特殊用途：

　2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

  2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑

用途：制取少量氧氣，用作幫助呼吸

2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2↑+2H2O    Na2O2不是堿性氧化物，屬于過氧化物

鈉和氯氣反應：2Na+Cl2==2NaCl

2、鋁和氧氣反應：

【實驗】：打磨過的鋁箔和未打磨的鋁箔在酒精燈上加熱

   現(xiàn)象：加熱萎縮但不滴落

【講解】：鋁表面的氧化膜保護了鋁，即使是打磨過的鋁箔，在空氣中也很快生成了新的氧化膜，Al2O3薄膜的熔點為2050℃，高于鋁的熔點660℃，包在鋁的外面，所以熔化了的液態(tài)鋁不會滴落。

                      4 Al + 3 O2   2 Al2O3

活潑金屬在空氣中容易與氧氣反應，表面生成一層氧化物。有的氧化膜疏松，不能保護內層金屬，如鐵等；有的氧化膜致密，可以保護內層金屬不被繼續(xù)氧化，如鎂、鋁等。

4 Fe + 3 O2 == 2 Fe2O3

              Mg + O2 == 2 MgO   

2 Cu + O2 == 2 CuO

結論：（一般）金屬+O2→金屬氧化物

         金屬+Cl2→高價金屬氯化物

金屬+S→低價金屬硫化物

 例如：     2 Al + 3 Cl2  2 AlCl3

Fe + S FeS

 

第2課時

導入：【情景】  廣州日報大洋網(wǎng)上找到了一則關于金屬鈉事故的報道——《炸起千層浪，珠江 “水雷”謎團待解》（2002-7-9）：

      若干神秘“水雷”驚現(xiàn)珠江。7月7日，在珠江石溪附近，前前后后共漂著七個白色的來歷不明的金屬桶。突然，從漂在水面上的一個金屬桶內冒起一股白煙，竄起亮黃色火苗，緊接著一聲巨響，蘑菇狀的水柱沖天而起，這個鐵桶接著又連續(xù)爆炸了多次，爆炸騰起的白色煙霧有近十米高，還有許多未燃盡的白煙飄進旁邊的公司內，這些灰白色的物體一遇到水就不停地冒泡，有時甚至還突然著火。

 

 

  二、金屬與酸和水的反應

 

【討論】  1、俗話說“水火不相溶” ，為什么今天水會引火呢？引起爆炸的物質是什么呢？

2、裝有鈉的金屬桶為什么會成為“水雷”呢？究竟發(fā)生了什么樣的反應呢？

【活動探究】  金屬鈉能否像白磷一樣保存在水中？

 

  1、【實驗】：向一只盛有水的燒杯中滴加幾滴酚酞試液，然后將綠豆般大小的金屬鈉投入到小燒杯中并蓋上玻璃片，觀察實驗現(xiàn)象，并注意用耳朵聽，用手觸摸感受。

 

 

現(xiàn)象

結論

鈉浮在水面上

鈉比水輕

鈉熔化成小球

反應放出了熱量

鈉的熔點較低

鈉在水面上游動

反應放出了氣體

有嘶嘶的聲音

反應放出熱量

反應中生成了氣體

滴有酚酞的液體變成了紅色

生成物呈堿性

 

反應方程式：

2 Na + 2 H2O == 2 NaOH + H2↑

  

[思考]：1、金屬鈉長期放置在空氣中的最終產(chǎn)物是什么？

        2、將金屬鈉投入到水和煤油的混合液中，有什么實驗現(xiàn)象？

【思考】:如果在一支試管中加入水,再加入煤油.最后放入綠豆大小的鈉會有什么現(xiàn)象?

鈉與水反應實際上是鈉與水電離出來的微弱的H＋反應，那么鈉與鹽酸、硫酸等酸溶液的反應要比與水的反應   ，請預測試驗現(xiàn)象。

(在金屬活動性順序表中可以發(fā)現(xiàn)排在金屬活動性順序氫前的都可以和酸發(fā)生反應.提示:酸電離的大量氫離子)

結論: 鈉與鹽酸、稀硫酸的反應

2 Na + 2 HCl ==2NaCl + H2 ↑

實質：

鈉與水反應是與水電離出的氫離子反應，在酸溶液中,氫離子主要來自于酸的電離,且氫離子濃度比水中大得多,所以,鈉投入酸中先與酸電離出來的氫離子反應,比在水中更加劇烈.如果鈉過量,多余的鈉與水反應.

【知識擴展】：金屬鈉比銅活潑，能否從硫酸銅溶液中置換出單質銅？說出反應的現(xiàn)象，推斷產(chǎn)物。

結論:2 Na + CuSO4 + 2 H2O == Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4 + H2 ↑

實質：

　　鈉投入水中先與水反應，生成NaOH，生成的堿再與CuSO4反應.

實驗現(xiàn)象：鈉浮于水面，熔成一個小球，四處游動，逐漸縮小直至最后消失，發(fā)出嘶嘶的響聲，最后生成藍色絮狀沉淀。

【思考】：將鈉塊投入FeCl3溶液中，有何現(xiàn)象。寫出化學方程式。

2、鐵和水蒸氣的反應

【實驗】：鐵和水蒸氣的反應

分析實驗裝置：水蒸汽發(fā)生裝置+水蒸汽與鐵粉反應裝置+氣體收集裝置

 實驗現(xiàn)象：加熱時試管內鐵粉紅熱，點燃肥皂泡可聽到爆鳴聲，反應后，試管內的固體仍呈黑色。

3 Fe + 4 H2O(g)  == Fe3O4 + 4 H2

圖 3-1  鐵粉與水蒸氣的反應裝置

【思考】：

   一天，英國一家煉鐵廠的熔鐵爐底部產(chǎn)生了裂縫，頓時熾熱的鐵水從裂口奪路而出。當溫度高達一千多攝氏度的鐵水碰上爐旁一條水溝里的水時，剎那間，“轟”的一聲震天動地的巨響，整個車間被掀掉了。水為什么會產(chǎn)生這么大的相當于TNT炸藥的威力呢？      

【講解】：這是因為高溫下發(fā)生了下面的反應：

　　　　　　　3 Fe + 4 H2O(g)  == Fe3O4 + 4 H2

　　當一千多攝氏度的鐵水流入水溝時，在極短的時間內產(chǎn)生了大量易燃易爆氣體，并且被鐵水的高溫點燃，所以輕而易舉地把巨大的生產(chǎn)車間給炸掉了。所以鋼鐵廠里的鐵水包，在注入熾熱的鐵水與鋼水之前，必須進行充分的干燥處理，不讓包中留下一滴水，以防止爆炸事故的發(fā)生。

3、鎂與熱水反應：

   冷水：  不反應

   熱水：   反應

三、鋁與氫氧化鈉溶液的反應

【實驗】：鋁與酸、堿（NaOH）反應

2Al + 2 NaOH + 2 H2O == 2 NaAlO2 + 3 H2↑

實質:

    第一步: 2 Al + 6 H2O == 2 Al(OH)3 + 3 H2↑

    第二步：Al(OH)3 + NaOH == NaAlO2 + 2 H2O

總的反應方程式：

2 Al + 2 NaOH + 6 H2O == 2 NaAlO2 + 3 H2↑ + 4 H2O

氧化劑：H2O；   還原劑：Al

 

 

第3課時

四、物質的量在化學方程式計算中的應用

物質是由原子、分子或離子等粒子組成的，物質之間的化學反應也是這些粒子按一定的數(shù)目關系進行的。化學方程式可以明確地表示出化學反應中這些粒子之間的數(shù)目關系。這些粒子之間的數(shù)目關系，又叫做化學計量數(shù)υ的關系。

計算原理：

?                               2Na +  2H2O   =  2NaOH  +  H2↑

   化學計量數(shù)之比           2   :   2     :   2     :   1

       擴大NA倍           2×NA:  2×NA  ： 2×NA   ： NA

     物質的量之比          2 mol : 2 mol    :   2 mol   :  1 mol

     相對質量之比          2×23  : 2×18  :  2×40  :   2

                                              

結論：化學方程式中各物質的化學計量數(shù)之比等于各物質的             之比。

    利用這個結論對于定量研究化學反應中各物質之間量的關系會更方便。

【例題分析1】詳見書P。52頁例題

【例題分析2】把5.4 g Al放入到足量NaOH溶液中完全反應，生成的氫氣在標準狀況下的體積為多少？

 解：設反應生成的氫氣在標準狀況下的體積為V

  

 

V=                     

答：   

[練習]0.2 g H2在足量的O2中完全燃燒，求生成的H2O的物質的量是多少？

 

【例題分析3】實驗室欲制備一定量的氯氣，現(xiàn)有2.61 g MnO2和12 mol·L－1的濃鹽酸50 mL，理論上可制得標況下的氯氣多少升？(MMnO2=87g·mol－1)

[分析]初中化學關于化學方程式的計算一般都是已知一種反應物的量求另外一種反應物的量或生成物的量；而本題是已知兩種反應物的量求生成物的量，必須判斷哪一種反應物過量，用完全反應的反應物來計算。

解：設2.61 g MnO2和V mL12 mol·L－1的濃鹽酸恰好完全反應

MnO2  ＋    4HCl (濃) MnCl2  ＋  2H2O＋  Cl2↑     

87g         4 mol

2.61g     V×10-3 L×12mol·L－1   

    61 = 

         V=10mL

    

 

 

 

 

 

 

 

 

濃鹽酸過量，求標況下的氯氣的體積應按MnO2的量來計算

設2.61 g MnO2和50 mL 12 mol·L－1 HCl理論上可制得標況下的氯氣的體積V1

MnO2  ＋    4HCl (濃) MnCl2  ＋  2H2O＋  Cl2↑

87 g                                   22.4 L      2.61                                            V1 

         87 /2.61  =  22.4/V1

        

V1= 0.672

    

 

 

 

 

   

 

      答：  

 

 

 

 

 

【課后作業(yè)】課本P53-54頁。

本文來自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaoer/77184.html

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