2019-2020年高中化学第三章金属及其化合物3.1金属的化学性质第2课时学案新人教版.doc

2019-2020年高中化学第三章金属及其化合物3.1金属的化学性质第2课时学案新人教版学习目标定位1.会描述钠与水反应的现象，并能解释产生现象的原因，会正确书写化学方程式和离子方程式。2.通过实验完成铁与水蒸气的反应，并会检验生成物、书写化学方程式。一、金属与酸的反应1.分别写出下列反应的化学方程式：(1)钠与盐酸反应；(2)镁条放入稀硫酸中；(3)金属铝溶于盐酸中。答案(1)2Na2HCl=2NaClH2(2)MgH2SO4=MgSO4H2(3)2Al6HCl=2AlCl33H22.相同物质的量的钠、镁、铝三种金属分别与足量的盐酸反应：(1)反应剧烈程度最大的是；(2)完全反应后，产生氢气最多的是；(3)相同条件下，三种金属产生氢气的体积比是。答案(1)钠(2)铝(3)123解析(1)金属与酸反应的剧烈程度取决于金属的活动性，金属的活动性越强，与酸反应就越剧烈，所以钠与酸反应的剧烈程度最大，剧烈程度最小的是铝。(2)相同物质的量的三种金属中，钠失去电子数最少，铝失去电子数最多，所以铝产生的氢气的量最多。(3)因为1mol钠可转移1mol电子，1mol镁可转移2mol电子，1mol铝可转移3mol电子，所以相同物质的量的三种金属钠、镁、铝转移电子的物质的量之比为123(即它们呈现的化合价之比)，在相同条件下产生氢气的体积比为123。(1)金属活动性顺序表中氢以前的金属能与非氧化性酸(盐酸或硫酸)反应，生成盐和氢气。金属的活泼性越强，与酸反应就越剧烈。(2)金属与酸发生置换反应的实质是金属与酸电离出的H之间的反应，金属失去电子被氧化，H得到电子被还原。1.以下是有关金属与酸的反应，请填写下列空白：(1)分别取0.1mol铝、铁与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是。(2)分别取Wg铝、铁与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是。(3)若产生相同物质的量的氢气，所需铝、铁的质量比是。答案(1)32 (2)(或289)(3)928解析相同物质的量的铝、铁分别与足量的盐酸反应时，产生氢气的体积比等于铝、铁呈现的化合价之比，即32；相同质量的铝、铁分别与足量盐酸反应时，失去电子的物质的量之比为(3)(2)289，即为产生氢气的体积比。二、钠与水的反应在小烧杯中加入约的水，滴入12滴酚酞溶液，将切好的钠投入到水中，盖上表面皿，观察实验现象。填写下表：实验现象原因分析钠浮在水面上钠的密度比水小钠熔成光亮小球反应放热且钠的熔点低四处游动生成气体发出“嘶嘶”的响声，且很快消失反应剧烈溶液变红色反应生成物显碱性钠与水反应(1)化学方程式是2Na2H2O=2NaOHH2。(2)氧化剂是水，还原剂是钠。(3)离子方程式是2Na2H2O=2Na2OHH2。2.将0.2mol金属钠投放到10mL1molL1盐酸中：(1)反应的化学方程式是。(2)反应完全后在标准状况下产生氢气的体积是。答案(1)2Na2HCl=2NaClH2、2Na2H2O=2NaOHH2(2)2.24L解析盐酸的物质的量是0.01L1molL10.01mol0.2mol，钠过量。钠与盐酸反应，不仅要考虑钠与盐酸的反应产生氢气，而且要特别注意在钠过量时，与水反应也会产生氢气，所以0.2mol钠完全反应，产生氢气0.1mol，在标准状况下体积为0.1mol22.4Lmol12.24L。思维启迪钠与酸溶液反应(1)钠与酸反应时先与酸中的H反应。(2)如果钠过量，钠把酸消耗尽之后，再与水反应。(3)钠与酸反应比与水反应剧烈。3.将小块钠投入到CuSO4的稀溶液中，观察到的现象是(填序号)。钠浮于液面上熔化成小球发出嘶嘶的响声，放出气体有蓝色沉淀产生析出大量红色的铜。用离子方程式解释实验现象：_。答案2Na2H2O=2Na2OHH2；2OHCu2=Cu(OH)2(或2Na2H2OCu2=Cu(OH)22NaH2)解析钠投入CuSO4溶液中，钠先与水反应现象：浮、熔、游、响，正确；生成的NaOH与CuSO4反应生成蓝色的Cu(OH)2沉淀，正确、错误。方程式为2Na2H2OCu2=Cu(OH)22NaH2。思维启迪钠与盐溶液反应：钠与盐溶液反应时先与水反应，它包括两种情况：(1)如果盐溶液中的溶质与氢氧化钠不反应，只发生钠与水的反应。(2)如果盐溶液中的溶质与氢氧化钠反应，则会发生两个反应，如钠与硫酸铜溶液的反应：2Na2H2O=2NaOHH2；2NaOHCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4。三、铁与水蒸气的反应铁与水蒸气反应的实验装置如下图所示：(1)实验过程中C试管有气泡产生，液面下降。(2)将收集满气体的C试管口移近酒精灯火焰，其现象是有爆鸣声产生。铁在高温下能与水蒸气反应，其化学方程式是3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。4.某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：(1)A装置的作用是_，烧瓶底部放碎瓷片的作用是_。(2)写出装置B中发生反应的化学方程式：_，该反应中氧化剂是_，氧化产物是_。(3)D的作用是_。(4)E中的实验现象是_。(5)A、B两个装置中应先点燃_处的酒精(喷)灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是_。答案(1)产生水蒸气防止加热时液体暴沸(2)3Fe4H2O(g)Fe3O44H2H2OFe3O4(3)吸收未反应的水蒸气，干燥H2(4)黑色固体变成红色，玻璃管内壁上有水珠生成(5)A收集H2并检验其纯度解析(1)B中发生的反应是3Fe4H2O(g)Fe3O44H2，故A装置为B中的反应提供水蒸气。(3)D的作用是吸收未反应的水蒸气，干燥H2。(4)E中的反应为H2CuOCuH2O，故实验现象是黑色固体变红，且玻璃管内壁上有水珠生成。(5)应先点燃A处的酒精灯，排除B中的O2，再点燃酒精喷灯。进行H2还原CuO的实验前，应首先检验H2的纯度。1.金属单质无论是与水反应，还是与酸反应，金属都是作还原剂，水或酸作氧化剂。金属与酸或水反应的难易，取决于金属的活动性强弱，金属越活泼，反应就越容易。2.钠的性质简单记忆法银白轻低软，传导热和电，遇氧产物变，遇氯生白烟，浮熔游响红，遇水记五点，遇酸酸优先，遇盐水在前。1.判断正误，正确的打“”，错误的打“”(1)与酸反应产生氢气是所有金属的通性()(2)金属与水反应时，均生成氢氧化物和氧气()(3)钠着火后，能用水灭火()(4)钠与酸反应比与水反应剧烈()(5)1molFe和1molAl分别与足量的稀H2SO4反应产生的H2的体积在标况下相等()(6)还原铁粉与水蒸气反应生成红棕色固体()(7)铁屑与过量盐酸反应的离子方程式为2Fe6H=2Fe33H2()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2.某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中，此实验能证明钠下面4点性质中的()钠的密度比水的小钠的熔点较低钠与水反应时放出热量钠与水反应后溶液呈碱性A.B.C.D.答案D解析Na与水反应时，浮在水面上(密度比水小)，熔化成闪亮的小球(反应放热，钠熔点低)，在水面四处游动(有气体生成)，同时溶液使酚酞变红色(生成碱性物质)，体现了四点性质。3.一定质量的钠、钾投入一定量的稀盐酸中，产生气体随时间变化的曲线如图所示，则下列说法中正确的是()A.投入的Na、K一定等质量B.投入的Na的质量大于K的质量C.曲线a为K，b为NaD.稀盐酸的量一定是不足量的答案C解析由图像知，金属和酸反应生成氢气的量相等。A项，2Na2HCl=2NaClH2，46g1mol2K2HCl=2KClH2，78g1mol通过方程式知，生成相同物质的量的氢气需要金属的质量不同，故A错误；B项，通过A选项知，生成相同物质的量的氢气需要金属的质量不同，需要钾的质量大于钠的，故B错误；C项，因为钾的金属性强于钠，所以钾与酸反应速率大于钠与酸反应速率，即生成相同物质的量的氢气，钾需要的时间短，钠需要的时间长，所以曲线a为钾，b为钠，故C正确；D项，因为钠、钾不仅和盐酸反应还和水反应，所以钠、钾生成相同物质的量的氢气与稀盐酸是否足量无关，故D错误。4.铁与下列物质反应时，能生成黑色固体的是_(填字母，下同)，能生成氢气的是_。氧气水蒸气稀硫酸硫酸铜溶液A.B.C.D.答案AC5.用下图所示的方法研究钠与水的反应，其中A是用带孔的铝箔包裹着的小钠块。(1)待用的小钠块要用滤纸吸一吸，这样做的目的是_。(2)包裹钠块的铝箔要预先刺上适当大小、足够多的小孔，假如在实验刚开始就将镊子松开。A将出现的现象是_，出现这种现象的原因是_。(3)据预测，钠与水反应生成氢气和氢氧化钠。证明生成的气体是氢气的实验方法是_。证明生成氢氧化钠的实验方法和相应的现象是_。钠跟水反应的化学方程式是_。(4)用盐酸代替水做钠的性质探究实验有危险，主要原因是_。答案(1)吸干钠表面煤油，避免影响实验效果(2)浮上水面钠的密度小于水的密度，且反应生成气体也会使A上浮(3)在气体充满或基本充满试管时，将试管管口朝下移出水面，用拇指堵住试管口，靠近火焰，松开拇指，点燃气体，听到轻微的“噗噗”声向烧杯内的溶液中滴入几滴酚酞溶液，溶液显红色2Na2H2O=2NaOHH2(4)钠与盐酸反应非常剧烈，生成H2的同时放出大量的热，易发生爆炸解析为了防止Na与氧气、水反应，实验室中一般将Na保存在煤油中，在使用Na时，为了不影响实验效果，一般要用滤纸吸干其表面的煤油。常温下Na与盐酸反应生成NaCl和H2，反应非常剧烈，反应放出大量的热，易发生爆炸。基础过关题组一金属与酸的反应1.把下列金属投入0.1molL1盐酸中，能发生反应且反应最剧烈的是()A.CuB.FeC.MgD.Al答案C解析由金属活动性顺序可知，Fe、Mg、Al能与盐酸反应，而Cu不与盐酸反应，金属越活泼，与酸反应越剧烈，在Fe、Mg、Al中，Mg最活泼，反应最剧烈。2.某化学兴趣小组在实验室中探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序。他们在相同温度下，取大小相同的三种金属薄片，分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中，现象如下：金属TiMgCu金属表面现象放出气泡速度缓慢放出气泡速度快无变化下列有关三种金属的说法中正确的是()A.三种金属的活泼性由强到弱的顺序是Ti、Mg、CuB.若钛粉中混有Mg，提纯Ti时可用稀盐酸除去MgC.用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径D.Cu和MgCl2溶液不发生化学反应答案D3.Fe、Mg、Al分别跟稀盐酸充分反应得到相同质量的氢气，其原因是()Fe、Mg、Al的物质的量相等，盐酸足量；Fe、Mg、Al的质量比是562427，盐酸足量；Fe、Mg、Al的质量比是28129，盐酸足量；Fe、Mg、Al均过量，所用盐酸的浓度和体积都相同。A.B.C.D.答案D解析盐酸足量时，质量比为562427的Fe、Mg、Al完全反应放出氢气的质量比562427223，即得到氢气的质量不相等；故错误；盐酸足量时，质量比为28129的Fe、Mg、Al完全反应放出氢气的质量比28129111，即得到相同质量的氢气，故正确；根据反应生成的氢气全部来自于盐酸中所含的氢元素，Fe、Mg、Al均为过量，所用盐酸的浓度和体积都相同时，充分反应，得到相同质量的氢气，故正确；故选D题组二钠与水的反应4.在Na与H2O的反应中( )A.Na是氧化剂B.H2是氧化产物C.反应实质是钠置换水电离出的少量的HD.反应实质是钠置换水中的氢气答案C5.将小块钠投入到FeCl3的稀溶液中，以下对有关现象的描述中最恰当的是()A.钠溶解；溶液里有黑色固体析出和无色气体逸出B.钠与溶液剧烈反应；溶液里有红褐色沉淀生成，溶液的颜色变浅C.钠在溶液的表面上静静地消失；溶液里有红褐色沉淀生成D.钠迅速消失；溶液里快速地冒出很多的气泡，同时有红褐色固体生成答案B解析将钠块投入到FeCl3的稀溶液中，钠易与水发生反应，所以先后发生反应的化学方程式分别是：2Na2H2O=2NaOHH2，3NaOHFeCl3=Fe(OH)33NaCl。6.将2.3g金属钠放入100g水中，完全反应后溶液的质量分数为()A.100%B.100%C.100%D.100%答案D解析2.3gNa与100g水反应生成4gNaOH和0.1gH2，故溶液的质量为(1002.30.1) g，质量分数为100%。题组三铁与水蒸气的反应7.下列关于铁与水反应的描述中不正确的是()A.铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe2O3B.红热的铁能与水蒸气反应，放出的气体点燃时能发出爆鸣声C.铁与水蒸气的反应是氧化还原反应D.常温下，Fe与H2O不反应，但在空气中的O2、H2O共同作用下能发生反应答案A解析铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe4H2O(g)高温,Fe3O44H2，生成黑色的Fe3O4，A错误；H2在不纯的氧气中点燃时能发出爆鸣声，B正确；该反应为氧化还原反应，C正确；常温下，铁在潮湿的空气中被缓慢氧化，D正确。8.等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是()A.11B.34C.23D.43答案B解析由化学方程式得如下关系：Fe2HCl=FeCl2H21molVL3Fe4H2O(g)Fe3O44H23mol4VL式中3molFe产生3VLH2，式中3molFe产生4VLH2，故氢气的体积比为34。题组四金属与酸、水反应的综合9.下列各项正确的是()A.钠与水反应的离子方程式：NaH2O=NaOHH2B.铁与水蒸气反应的化学方程式：2Fe3H2O(g),Fe2O33H2C.钠跟氯化钾溶液反应的离子方程式：2Na2H2O=2Na2OHH2D.钠和硫酸铜溶液反应的离子方程式：2NaCu2=2NaCu答案C解析钠与水反应的离子方程式：2Na2H2O=2Na2OHH2，A错误；铁在高温下与水蒸气的反应：3Fe4H2O(g)高温,Fe3O44H2，B错误；钠先与水反应，生成的氢氧化钠和硫酸铜发生复分解反应，离子方程式：2Na2H2OCu2=Cu(OH)2H22Na，D错误。10.Fe、Mg、Al、Na各0.1mol投入到含0.01molHCl的稀盐酸中，置换出H2由多到少的顺序是()A.AlMgFeNaB.AlMgFeNaC.NaAlMgFeD.NaAlMgFe答案C解析Fe、Mg、Al投入到盐酸中均发生反应：RnH=Rnn/2H2，由于金属相对酸过量，故三者产生的H2应以HCl的量为准进行计算，即产生H2的量：FeMgAl，而Na除与HCl反应外，还与H2O反应，故放出H2的量最多。能力提升11.根据你对金属钠性质的了解，回答下列问题：(1)关于钠的叙述中，正确的是_(填字母)。A.钠是银白色金属，硬度很大B.将金属钠放在石棉网上，用酒精灯加热后金属钠剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成过氧化钠C.金属钠在空气中燃烧，生成氧化钠D.金属钠的熔点很高(2)由于金属钠很容易跟空气中的_、_等物质反应，通常将它保存在_里，以使它与_、_等隔绝。(3)将一小块钠投入到下列溶液中，既能产生气体又会出现白色沉淀的是_(填字母)。A.稀硫酸B.硫酸铜溶液C.氢氧化钠溶液D.氯化镁溶液答案(1)B(2)氧气水蒸气煤油氧气水蒸气(3)D解析(1)A项中有关钠的硬度的描述不正确；C项中钠在空气中燃烧的产物为过氧化钠；D项中金属钠的熔点低，只有B项正确。(2)由于金属钠的化学性质很活泼，很容易跟空气中的氧气、水蒸气等反应，因此保存时应隔绝空气。钠通常保存在煤油里，钠的密度大于煤油的密度且钠与煤油不反应，钠在煤油中沉在底部而避免了与氧气、水蒸气等的接触。(3)A项，Na与稀硫酸反应只生成H2，无沉淀生成；B项，Na与H2O反应生成的NaOH能继续与CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀；C项，Na只与水反应产生H2；D项，Na与H2O反应生成的NaOH能继续与MgCl2反应生成Mg(OH)2白色沉淀。12.为粗略测定金属钠的相对原子质量，设计的装置如图所示，该装置(包括水)的总质量为ag，将质量为bg的钠(不足量)放入水中，立即塞紧瓶塞。完全反应后再称量此装置的总质量为cg。(1)列出计算钠相对原子质量的数学表达式_(用含有a、b、c的算式表示)。(2)无水氯化钙的作用是_。(3)如果不用CaCl2，求出的钠的相对原子质量的实际数值偏大还是偏小？_，理由是_。答案(1)(2)吸收H2中所含的H2O(g)(3)偏小若不用CaCl2干燥，H2将带走部分水蒸气，使测得的H2质量偏大，使测定的钠的相对原子质量值偏小13.在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应可以得到铁的氧化物。该氧化物又可经过此反应的逆反应生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉具有很高的反应活性，在空气中受撞击或受热时会燃烧，所以俗称“引火铁”。请分别用下图所示的两套仪器装置，制取上述铁的氧化物和“引火铁”。实验中必须使用普通铁粉和6molL1盐酸，其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)。填写下列空白：(1)实验进行时，试管A中应加入的试剂是_；烧瓶B的作用是_；烧瓶C的作用是_；在试管D中收集到的是_。(2)实验时，U形管G中应加入的试剂是_；分液漏斗H中应加入_。(3)两套装置中，在实验时需要加热的仪器是_(填该仪器对应的字母)。(4)试管E中发生反应的化学方程式是_。(5)为了安全，在E管中的反应发生前，在F出口处必须_；E管中的反应开始后，在F出口处应_。答案(1)普通铁粉(或铁粉)作为水蒸气发生器防止倒吸(或用作安全瓶)氢气(2)碱石灰(或固体NaOH、无水CaCl2等)6molL1盐酸(3)A、B、E(4)Fe3O44H2高温,3Fe4H2O(5)检测氢气的纯度点燃氢气解析首先分析两套装置的特点，有水槽和倒扣小试管的一套显然是反应生成了氢气，该装置用于实现铁粉与水蒸气的反应，则另一套用于实现“引火铁”的制取。14.某同学利用如图所示实验装置进行铁与水蒸气反应的实验，并对反应后硬质试管中固体物质的组成进行了探究。请回答下列问题：(1)硬质试管中湿棉花的作用是_。(2)铁与水蒸气的反应中，氧化剂是_(填化学式，下同)，还原剂是_。(3)该同学对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设：假设1：只有Fe；假设2：只有_；假设3：既有Fe也有Fe3O4。(4)为了验证反应后硬质试管中固体物质的组成，该同学进行了定量研究：反应前固体物质的质量为5.6g，反应后固体物质的质量为6.6g。从上述数据分析，反应后硬质试管中固体物质的组成为_。答案(1)提供反应需要的水蒸气(2)H2OFe(3)Fe3O4(4)Fe和Fe3O4解析(1)硬质试管中的湿棉花受热时可产生水蒸气，故硬质试管中湿棉花的作用是提供反应需要的水蒸气。(2)Fe在反应中失去电子作还原剂。H2O在反应中得到电子作氧化剂。(3)若Fe没有反应，则固体物质为Fe；若Fe部分反应，则固体物质为Fe与Fe3O4的混合物；若Fe全部反应，则固体物质为Fe3O4。(4)若5.6gFe完全反应，应得到molFe3O4，其质量约为7.7g，而实验测得反应后固体物质的质量为6.6g，说明Fe部分反应，故反应后的硬质试管中固体物质为Fe和Fe3O4的混合物。