2019-2020年高三化学金属的化学性质2.doc

2019-2020年高三化学金属的化学性质2教学目标：1以活泼金属钠，较活泼金属铝、铁，不活泼金属铜为代表，了解金属的主要性质，并学会药品的取用、加热等基础实验操作方法。2通过观察、分析实验现象，初步学会实验观察的方法。3通过对钠跟氧气的反应、钠跟水的反应、铝和氢氧化钠溶液的反应等实验的探究，体验实验方法在化学研究中的作用，并认识到实验过程中控制实验条件的重要性。4在归纳金属钠、铝的性质的过程中，体验分类、比较等研究方法在学习和研究物质性质过程中的应用。5通过对金属钠、铝性质的科学探究，发展学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘。重点、难点：钠的氧化和钠与水的反应，铝与氢氧化钠溶液的反应教学过程：引言在科学技术飞速发展的今天，我们几乎每天都要接触到许许多多的金属制品，如：飞机、船舶、汽车、铝合金门窗、家用炊具、硬币等等。为什么在现代科技、工业生产、日常生活中要用到这些金属和合金？金属为什么都具有良好的导电导热性？通过本章的学习，大家可以解决上述问题。过渡钠具有哪些性质？发放学案（包括课堂活动记录及报告）引言观察实验桌上的金属钠-首先观察金属钠的存放，然后打开瓶盖闻一闻瓶内物质的气味问题提出金属钠为什么要放在煤油中？这与金属的哪些性质有关？并主要通过这个问题的科学探究来学习研究物质性质的方法和程序。板书 第一节 金属的化学性质投影思考并填写活动表交流研讨：1.在初中化学的学习中，你认识了哪些物质？你是通过什么方法来研究它们的性质的？（可借助图3-2）2.你认为研究一种物质的性质，应该按照什么程序来进行？你能通过实例说明吗？小组讨论表达与交流(各小组代表发言交流)评价与概括1.在初中化学的学习中，你认识了哪些物质？你是通过什么方法来研究它们的性质的？媒体展示实例物质研究它们的性质的主要方法氧气观察和实验法 氢气观察和实验法 锌和铁观察和实验法盐酸观察和实验法非金属的通性分类、比较法金属的通性分类、比较法酸的通性分类、比较法2.你认为研究一种物质的性质，应该按照什么程序来进行？你能通过实例说明吗？（可例举氧气、铁、盐酸或二氧化碳）观察物理性质 预测化学性质 验证或探究预测的性质分析现象并解释 分类、比较、归纳、概括同类物质的性质过渡通过同学们思考与交流，我们知道，研究物质的性质就应该首先把握研究的方法和程序。我们先探讨研究物质性质的基本方法。板书研究物质性质的基本方法过渡通过同学们交流与探讨，研究物质的性质常常运用观察、实验、分类、比较等方法。板书观察法（1）含义：是一种有计划、有目的地用感官考察研究对象的方法 （2）内容：可以直接用肉眼观察物质的颜色、状态，用鼻子闻物质的气味，也可以借助一些仪器来进行观察，提高观察的灵敏度。人们既在观察过程中，不仅要用感官去搜集信息，还要积极地进行思考，及时储存和处理所搜集的信息。观察要有明确而具体的目的，要对观察到的现象进行分析和综合。（3）实例：投影阅读、观察、记录并填写活动表观察金属钠的物理性质及钠与水反应的现象实验目的1、学会观察实验现象，掌握观察的方法；2、学会通过实验现象的分析，揭示物质的性质；3、通过实验观察，认识金属钠的状态、颜色、硬度和密度的相对大小、熔点的相对高低等物理性质。4、通过观察金属钠与水反应的现象，分析金属钠的化学性质；试剂和仪器略实验内容1. 观察盛放在试剂瓶中的金属钠。用镊子将金属钠从试剂瓶中取出，用滤纸将其表面的煤油吸干，在玻璃片上用小刀切下一小块钠（黄豆粒大小），观察钠块的切面。用小刀或玻璃片挤压豆粒状的钠（注意：金属钠有强烈的腐蚀性，千万不要用手直接接触它。）2. 向培养皿中加适量水，滴入12滴酚酞溶液，将切好的钠投入到水中，观察现象。实验记录金属钠的物理性质状态颜色硬度和密度的相对大小延展性强弱金属钠与水的反应现象分析（或结论）（1）（2）（3）（4）（5）概括通过上述实验现象的观察和分析得到：金属钠是一种银白色的金属；熔点低、密度小、硬度小、展性好。查表或看书可知金属钠熔点为97.81。C,沸点为882.9。C；密度为0.97gcm3。现象分析 亮、浮、熔、游、嘶、红现象的分析概 括 与现象有关的金属钠的性质板 书 一、金属与水的反应 2Na 2H2O =2NaOH + H2科学探究如何改进实验装置以验证收集到的气体为氢气？归纳与总结 钠的化学性质问题的升华金属钠为什么要保存在煤油中问题的解决拓展延伸 1. 预测金属钠与盐酸的反应的现象。2. 做一做：金属钠与硫酸铜溶液的反应，观察的现象并分析实验的结果。分析和结论 略过渡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，是否它们都不与水反应呢？实际上如果将铁块烧红插入水中即发生反应，可否设计实验证明并检验其产物？板 书3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2 科学探究介绍原教材中铁粉与水蒸气反应的实验装置：水蒸气发生、水蒸气与铁粉反应、产生气体的检验等几部分分析图3-9装置。设计如果提供给你三支试管、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。小组讨论表达与交流课件展示、分析和结论比较与概括由以上内容可知，钠比铁活泼。投影布置学生阅读填写活动表：.运用所学知识，比较金属钠与金属铁的性质。性质相同点不同点物理性质化学性质拓展延伸1根据所学的知识和已有的生活经验，预测金属可能具有哪些共同的性质？2铁粉为何看不见银白色光泽？铁有银白色光泽，为何铁又称为黑色金属？3哪些金属在自然界中以游离态存在？实验室有单质金属钠，可以说钠在自然界以游离态存在吗？过渡在此，我们使用了分类法和比较法。板书分类法：在研究物质性质时，运用分类的方法，分门别类地对物质及其变化进行研究，可以总结出各类物质的通性和特性；反之，知道某物质的类别，我们就可推知该物质的一般性质。板书比较法：运用比较的方法，可以找出物质性质间的异同，认识物质性质间的内在联系，对物质的性质进行归纳和概括。补充习题：1写出钠与水反应的化学方程式，标出反应中电子转移的情况，并指出氧化剂和还原剂。2为什么不能用手直接拿金属钠？3能否把钠保存在汽油里或四氯化碳（CCl4）中？说明理由。 （提示：汽油易挥发、易燃；CCl4的密度比钠的大。）4对下列实验现象进行分析：在盛水的烧杯中滴入几滴酚酞试液，再投入一小块金属钠。5有人说“钠是一种还原性很强的金属，能把铜从硫酸铜溶液中置换出来”。这种说法是否正确？为什么？第二课时过渡上节课我们运用“观察法”“比较法”来认识物质的性质。在研究物质性质的过程中，往往还通过实验来验证对物质性质的预测或探究物质未知的性质。板书实验法（1）含义： 通过实验来验证对物质性质的预测或探究物质未知的性质的方法。（2）注意的问题：在进行实验时，要注意控制温度、压强、溶液的浓度等条件，这是因为同样的反应物质在不同的条件下可能会发生不同的反应。（3）实验法的步骤：实验前，要明确实验的目的要求、实验用品和实验步骤等；实验中，要仔细研究实验现象，并做好实验记录；实验后，要写好实验报告，并对实验结果进行分析。（4）实例：投影布置学生阅读、观察、记录并填写活动表金属钠与氧气反应的实验实验目的1、学会通过实验来验证对物质性质的预测或探究物质未知的性质的方法。2、探究金属钠与氧气的反应。3、认识条件控制在实验研究中的意义。试剂和仪器金属钠，酒精灯，石棉网，铁架台，铁圈。实验步骤1.将切好的金属钠放置在空气中。2.将金属钠放在石棉网上加热。实验记录：实验内容实验现象结论金属钠在空气中放置在空气中加热金属钠交流与讨论将金属钠放置在空气中与氧气反应和将金属钠放在石棉网上加热与氧气反应的现象有什么不同？问题思考1.这组实验对你有什么启示？理解实验法的意义。2.在你做过的实验中，还有因条件改变而影响实验结果的情况吗？拓展延伸演示实验金属钠与硫、氯气的反应。观察、思考、记录钠在氯气中剧烈燃烧，产生白色的烟；钠与硫粉混合研磨时燃烧，火星四射，发生爆炸，化学方程式为：活动评价媒体展示或描述上述实验现象、分析和结论（略）概述金属钠放置在空气中，会迅速被氧化而生成氧化钠，失去金属光泽（因此金属钠通常不能暴露在空气中。为何能保存在煤油里？）；金属钠在空气中燃烧生成过氧化钠。板书 二、金属和氧气的反应：4Na O2 = 2Na2O 2Na O2 = 2Na2O2该实验验证了金属钠在不同条件下与氧气反应的性质。概述上面是研究物质的性质时常用的四种方法，当然还有其他的一些方法；在研究物质的某方面性质时，可能只用到一种或两种方法，但在研究物质的整体性质时却常常是观察、实验、分类、比较等方法综合应用。过渡通过初中化学的学习，我们已经对科学探究的过程有了一定的了解。其实，人们对物质性质的研究也是一种科学探究过程。研究物质性质的内容包括物质的物理性质、化学性质，物质的通性和特性。那么研究物质性质的基本程序是怎样的呢？板书研究物质性质的基本程序学生阅读教材、提问并归纳（媒体展示）1、要观察物质的外观性质（包括物质的存在状态、颜色气味等）；2、要对物质的性质进行预测；3、设计并实施实验来验证所做的预测。通过对实验现象的观察和分析，归纳出与预测相一致的性质，并对实验中所出现的特殊现象进行进一步的研究；4、对实验现象进行分析、综合、推论，概括出物质的通性及特性。探究研究过氧化钠的性质（与氧化钠比较）（建议通过实验探究的方法）指导实验提出学生实验的操作方案及实验要求：1打开盛有Na2O、Na2O2试管的橡胶塞，分别加入少量水，观察现象并记录；2用带火星的木条分别伸入盛有Na2O的试管（1）和盛有Na2O2的试管（2）内，观察现象并记录；3分别向试管（1）、（2）所得溶液中加入无色的酚酞试液，振荡，观察现象并记录；4根据实验现象，作出相应实验结论。活动记录性 质氧化钠（Na2O）过氧化钠（Na2O2）色、态与水反应与CO2反应稳定性比较用途结论重点分析Na2O2与H2O反应的化学原理：属于自身氧化还原反应；-1价的氧元素具有强氧化性，所以能使色质褪色。表现漂白性。过渡活泼金属钠暴露在空气中易被氧气氧化，表面生成一层氧化物；在空气中燃烧则生成过氧化钠。在金属活动性顺序表中钠、镁、铝排在一起，钠所具备的性质镁和铝是否也同样具备呢？根据已有的知识我们知道镁能与氧气反应，请回顾反应的条件及现象？交流与讨论分析和结论镁的表面有一层致密的氧化膜，可以保护内部金属不被继续氧化，所以在点燃镁条前，常用砂纸打磨，这样点燃起来更方便些。提问镁条在空气中燃烧的实验现燃烧的实验现象，书写化学方程式。板书提问据此请预测铝是否和氧气反应？演示实验“毛刷”实验：（建议选做）取一根铝条用砂纸将薄膜破坏掉，然后用沾有Hg（NO3）2溶液的棉球擦一下，再用滤纸擦干。观察、思考、讨论观察铝条表面变化情况：用滤纸擦干后的铝条表面迅速长出了许多疏松的白毛，铝条变成“毛刷”，轻抖白毛飘落。“白毛”成分是Al2O3。Hg(NO3)2与Al条发生置换反应，生成的Hg阻止在Al条表面生成致密的氧化铝薄膜。此实验证明：室温下铝很容易跟空气中的氧气发生氧化还原反应：4Al+3O2=2Al2O3，Al具有强还原性。我们在使用铝制品时要注意保护氧化膜。科学探究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。可观察到什么现象？为什么会产生这种现象？再取一块铝箔，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？交流与讨论分析和结论铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝箔并不滴落，好像有一层膜兜着。这是因为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。熔化的铝仍不会滴落，因为铝很活泼，磨去原来的氧化膜后，在空气中又会很快的生成一层新的氧化膜。这也正是性质活泼的铝在空气中能稳定存在的原因。板书4Al+3O2=2Al2O3拓展延伸若要观察到铝的燃烧应采取哪些措施？交流与讨论分析和结论增大铝与空气的接触面，提高反应的温度等。演示实验铝粉在空气中燃烧用玻璃管将铝粉吹到酒精灯的火焰上方。观察、思考观察到灯焰上方产生耀眼白光。铝在高温条件下，可在空气中燃烧放出大量光和热。（认识反应条件的重要性，条件不同反应程度不同，加深外因是变化条件的认识。）学生阅读教材铝的氧化膜总结钠、镁、铝与氧气反应的异同点。补充习题：1钠在自然界里不能以 态存在，只能以 态存在，这是因为 。2由于钠很容易与空气中的 、 等物质反应，通常将钠保存在 里，以使钠与 、 等隔绝。3钠可以把钛、锆等金属从它们的卤化物中还原出来，这是由于钠具有 性。4在空气中长时间放置少量金属钠，最终的产物是（） A.Na2CO3 B.NaOHC.Na2O D.Na2O25下列灭火剂能用于扑灭金属钠着火的是（）A.干冰灭火剂 B.黄沙 C.水 D.泡沫灭火剂第三课时引入通过上一节课的学习，我们了解到镁、铝都能与氧气反应，这种性质上的相似性是由结构的相似性决定的，这是内因。内因是变化的根据，外因是变化的条件，所以在一定条件下，它们能与许多物质发生化学反应。板书三、镁和铝的化学性质1共性（1）跟非金属反应：2Mg+O2=2MgO 4Al+3O2=2Al2O3讲述因为Mg、Al的最外层电子数较少具有较强的还原性，它们不仅能跟单质O2反应，而且还能与其它金属单质反应(如卤素、硫等)，甚至能与某些氧化物反应。板书(2)跟某些氧化物反应设问并组织讨论(1)回忆复述Mg与水反应的实验现象，写出化学方程式。回答(1)Mg能跟水反应，加热反应更明显：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2提问铝跟水反应吗？演示实验Al与沸水反应将去掉膜的Al条放在沸水中(用投影仪做此实验)。观察、回答(1)Al条表面有气泡产生。(2)结论：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2提问初中化学课中同学们学习过CO2的有关性质，知道CO2不支持燃烧。这是一瓶CO2，瓶壁无色透明，将点燃的镁条放入瓶中，观察镁条是否熄灭？有什么现象？演示实验Mg与CO2反应观察、思考、记录现象：Mg条在CO2中剧烈燃烧，放出白光和大量热，有大量白烟生成，瓶壁上有黑色固体生成。结论：CO2不支持燃烧是具有相对性的；Mg不仅能与游离态的O2反应，而且能与氧化物中的氧结合，表现出强还原性。过渡Al在高温条件下也可以与CO2反应，甚至于能与某些金属氧化物反应。演示实验铝热反应(实验前用磁铁检查一下室温条件下有无铁存在；反应后再用磁铁检查有无铁生成)观察、思考、记录反应前：无铁存在。反应中：发光、放热、反应剧烈。反应后：用磁铁检查生成物有块状物被吸起。2Al + Fe3O4 = 2Fe + Al2O3 +QAl的还原性强于铁，也能与化合态氧结合。放录像铝热反应在生产中的应用：焊接钢轨。过渡镁、铝的强还原性不仅体现在与某些氧化物的反应中，它们也跟酸反应。板书(3)跟酸的反应(1)相同点a.Mg、Al与盐酸反应产生H2。bMg、Al与稀硫酸反应产生H2。(2)不同点bAl与冷浓H2SO4、浓HNO3发生钝化。过渡除此以外，铝还有哪些特性？板书2特性演示实验Al与NaOH溶液反应（用投影实验）设问Al与NaOH水溶液的反应中Al显示什么性质？根据是什么？上述反应产物中的NaAlO2是如何产生的？Mg比Al活泼，其与H2O反应较Al容易，为什么与NaOH水溶液接触无明显现象呢？观察、思考、记录观察、思考，将Mg、Al条放入NaOH水溶液中，Mg表面无变化，Al条表面有许多气泡产生。结论：Mg+NaOH 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2讨论、归纳，回答：Al显还原性，因其化合价升高。以上反应不是一步反应，而是多步反应的结果：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O因Mg（OH）2既不溶于水也不与NaOH反应，其可将内层Mg包起来，使反应难于进行下去。小结本节课我们从生活实际出发，分析Mg、Al的相对位置，讨论了它们与非金属、氧化物、酸、碱的反应情况，请同学们归纳一下Mg、Al性质的相同点、不同点。复习巩固：1把燃着的镁条放入下列气体中，不能发生反应的是 。A.N2 B.CO2 C.Cl2 D.He2镁粉中混进少量铝粉，将Al粉除去，可选用的试剂是 。A.盐酸 B.CuSO4溶液 C.NaOH溶液 D.H2O 3在铝热反应中，铝粉的作用是 。A.催化剂 B.氧化剂 C.还原剂 D.熔剂4两份铝粉分别与足量的NaOH溶液和HCl溶液反应，产生的气体体积相同（同温、同压下），则这两份铝粉的质量之比为 。A.1：2 B. 1：3 C.3：2 D.1：15同质量的钠进行下列实验，其中产生氢气最多的是 。A,将钠投入足量水中B.将钠用铝箔包好，并刺些小孔，再加入足量水中C.将钠投入足量稀硫酸中D.将钠投入足量稀盐酸中6天平两端各放一只烧杯，烧杯中盛有等体积的3mol/L的硫酸，天平平衡。向烧杯中分别加入Mg、Al各10.8g，反应完毕后，镁恰好溶解。试回答：（1）每只烧杯中所盛硫酸的体积。（2）反应后，天平是否平衡？若不平衡，加入哪种金属的一端向下倾斜？