《高中化学 3.1《金属的化学性质》学案4 新人教版必修1.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学 3.1《金属的化学性质》学案4 新人教版必修1.doc（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章金属及其化合物第一节金属的化学性质【本节学习要点】1了解钠、铝的物理性质。2以Na、Mg、Al、Fe为例，掌握金属与O2等非金属的反应，通过Na与O2反应的学习，明确反应条件不同，反应现象及反应产物也不同。3通过Na与水反应，Fe与水蒸气反应，Al与NaOH溶液反应，活泼金属与酸反应，掌握金属与酸和水的反应。4掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。【重难点讲解】重难点一、金属的化学性质1金属与O2反应的规律(1)绝大多数金属都能跟氧气反应，生成金属氧化物。活泼性强的金属常温下就能被O2氧化，活泼性较弱的金属在加热条件下才能跟O2发生反应，活泼性很弱的金属(如金、铂等)不能被O2氧化。(2
2、)常温下Mg、Al表面容易氧化成致密的氧化膜，阻止金属不被继续氧化，与Mg、Al有关的实验时，要注意除去表面的氧化膜。(3)部分金属与O2反应的产物与条件有关。如：Fe在不同条件下与O2可以生成FeO、Fe2O3或Fe3O4。铁在O2中燃烧生成Fe3O4。铁生锈时生成Fe2O3nH2O。再如：Na在常温下生成Na2O，加热时生成Na2O2。2金属与水反应的一般规律(1)活泼金属如K、Ca、Na可与冷水迅速剧烈反应(放热反应)生成H2。2K2H2O=2KOHH2(2)较活泼金属与冷水不反应，可与沸水或H2O(g)反应。Mg与冷水反应缓慢，但加热水后(或沸水)，Mg与水的反应加快，Mg2H2OMg
3、(OH)2H2Al在沸水条件下反应缓慢，2Al6H2O2Al(OH)33H2高温下，Zn、Fe、Sn、Pb和水蒸气可以反应生成金属氧化物和H2。(3)氢后金属不能置换出H2O中的氢。氢前金属在一定条件下可置换出水中的氢。特别提醒Fe与H2O反应为置换反应，氧化产物为Fe3O4，而不是Fe2O3。3金属与酸反应规律金属活动顺序表中位于氢之前的金属都可与酸反应放出H2。对于极活泼金属(如Na、K等)与酸反应完后，可再与水反应，故这些金属不会剩余。4金属与盐溶液反应规律一般遵循活泼金属置换不活泼金属规律，但Na、K、Ca等金属投入盐溶液，先与水反应，生成的碱再与盐反应，而不是置换金属。5金属与碱溶液
4、反应规律K、Ca、Na浸入碱溶液中实质是与水反应，Al、Zn能与强碱溶液反应生成H2，绝大部分金属与碱不反应。重难点二、钠与酸、碱、盐的水溶液反应的规律1钠与水反应钠与水的反应实质是钠与水电离出的H反应，置换出H2。2钠与酸溶液反应如与稀盐酸的反应，实质是钠与酸电离出的H反应。(1)酸过量时2Na2H=2NaH2(钠与酸电离出的H反应)(2)酸不足时，先与酸电离出的H反应，剩余的钠再与水反应。警示(1)不能认为Na先与水反应，生成的NaOH再与碱中和。(2)因为酸中的c(H)远大于水中的c(H)，故钠与酸反应要比水反应剧烈，甚至发生燃烧和轻微爆炸。3钠与碱溶液反应实质是Na与水的反应。4钠与盐
5、溶液反应(1)NaCl溶液实质是Na与水反应(2)CuSO4溶液实质是Na与水反应，生成NaOH，NaOH再与CuSO4溶液反应。2Na2H2O=2NaOHH22NaOHCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4总反应2NaCuSO42H2O=Cu(OH)2Na2SO4H2(3)NaHSO4溶液反应原理NaHSO4=NaHSO2Na2H=2NaH2总反应2Na2NaHSO4=Na2SO4H2故钠与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，而是先与水反应，生成的碱再与盐反应。特别提醒(1)钠在水溶液中的反应是有酸H为先，无酸H2O为先，NaOH与盐溶液反应跟在Na与H2O反应后。(2)分析钠与酸、碱、盐水溶
6、液反应的计算问题时，生成的H2量按钠计算。(3)求Na与H2O反应后溶液中溶质的质量分数或溶液的物质的量浓度时，不要忘记计算溶液质量时减去生成的H2的质量。重难点三、铝与酸、碱反应及生成H2的定量关系1铝与碱溶液的反应铝和碱溶液反应，不是直接和碱反应，而是铝先和强碱溶液中的水反应生成Al(OH)3，然后Al(OH)3再和强碱反应生成偏铝酸盐。2Al6H2O=2Al(OH)33H2，Al(OH)3NaOH=2NaAlO22H2O，因此在2Al2H2O2NaOH=2NaAlO23H2中，氧化剂是H2O，而不是NaOH和H2O。电子转移的方向和数目表示如下：2Al2NaOH6H2O=2NaA失去23
7、elO23H得到6e24H2O2铝与酸或碱反应生成H2的量的关系铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的原理2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(1)等质量的铝与足量的酸、碱分别反应产生H2的物质的量相等消耗H、OH的物质的量之比为：n(H)n(OH)31(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应。消耗Al的物质的量之比为13生成H2的物质的量之比为13(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸或氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为，则必定是：铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足。铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。解题时应充分利用上述过量关系快速求解。
8、3用铝箔(刺些小孔)包裹的钠投入水中，H2的计算应考虑两方面：钠跟水反应：2Na2H2O=2NaOHH2；Al再与NaOH溶液反应：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。前者据Na计算H2，后者据Al和NaOH中的不足的一种计算H2。方法指导(1)等量的Al与足量的酸或强碱溶液反应产生等量H2从电子转移角度分析得出AlAl3，AlAlO(2)Al的特征性质与强碱溶液和酸均反应常用于推断题，计算题考查。重难点四、物质的量在化学方程式计算中的应用1物质的量等概念运用于化学方程式的计算依据化学方程式中各物质的化学计量数之比等于相应物质的粒子数之比，等于各物质的物质的量之比(若为气体还等于相
9、应的体积之比)。2物质的量应用于化学方程式计算的解题步骤(1)设：设出的未知数直接用各物理量的符号表示，如设参加反应的NaOH溶液的体积为VNaOH(aq)，并且不带单位。同时未知数的确定应合理利用化学方程式中的横向和纵向联系，使运算简便。(2)写：根据题意写出并配平反应的化学方程式，并注意隐含条件。在方程式相关物质下面注明相应的关系量，比较复杂的数量关系可先化简。(3)联：建立未知数和已知数之间的定量关系，把已知和未知的量分别写在化学方程式中有关的化学式下面。(4)列：将有关的几个量列出比例式，求出要求的量，计算时都要带单位(已知量带单位，未知量不带单位)。例如：H21 moln(H2)Cl
10、271gm(Cl2)=2HCl222.4LV(HCl)则有(5)解：运用数学工具选取容易解决的突破口求解。(6)答：简明的写出答案。3根据化学方程式计算需要注意的问题(1)化学方程式所表示的是纯净物质之间的量的关系，所以不纯物质的质量只有换算成纯净物质的质量，才能按化学方程式列出比例式进行计算。(2)在列比例式时，必须做到“左右单位相当，上下单位相同”。(3)各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。各物理量要注明所表示物质(或微粒)的符号。设未知数直接用各物理量符号表示。(4)计算式中未知数不能带单位，已知量都要代入单位。应用指南如果是离子反应，可以根据离子方程式进行计算。如果是氧化
11、还原反应，也可以利用电子转移关系进行有关计算。【典例精讲】题型1 Na与盐溶液的反应【例1】在课堂上，老师演示了金属钠与CuSO4溶液反应的实验，同学们观察到该反应中生成了蓝色的Cu(OH)2沉淀，而没有发现铜单质。但某同学想，会不会是因为生成的铜较少而被蓝色沉淀所覆盖从而没有被发现呢？于是他想课后到实验室继续探究，希望进一步用实验来验证自己的猜测是否正确。假如你是该同学，请你写一份实验准备单交给老师，要求老师提供必需的用品。(1)实验探究的目的：_。(2)探究所依据的化学原理：_。(3)实验必需的用品：小刀、玻璃片、滤纸、和；金属钠、和。该同学在探究实验中意外地发现生成的蓝色沉淀中混有少量的
12、黑色难溶物，而所使用的药品均没有问题，你认为该黑色难溶物是(填化学式)，生成该黑色难溶物的原因是_。解析(1)根据该同学的设想可知其探究实验的目的是验证Na与CuSO4溶液反应是否有铜生成。(2)由于Cu(OH)2是难溶性的碱，可与稀酸反应，而Cu不与稀盐酸(或稀硫酸)反应，故只需将所得沉淀加入稀盐酸(或稀硫酸)，看沉淀是否完全溶解即可。(3)由实验目的可知实验分两步进行：金属钠与CuSO4溶液作用制备Cu(OH)2沉淀，所给必需品缺少镊子、烧杯和CuSO4溶液；将制得的Cu(OH)2沉淀溶于稀酸，缺少的试剂为稀盐酸或稀硫酸。由于钠与水反应放热，会使生成的Cu(OH)2部分分解，Cu(OH)2
13、CuOH2O，故黑色物质为CuO。答案(1)验证钠与硫酸铜溶液反应是否有铜生成(2)Cu(OH)2可溶于稀盐酸而Cu不溶(3)镊子烧杯CuSO4溶液稀盐酸(或稀硫酸)CuO钠与水反应放出的热使生成的Cu(OH)2部分分解：Cu(OH)2CuOH2O金属钠与盐溶液反应，不可能置换出金属单质，这是因为钠首先要和溶液中的水反应生成NaOH和H2，而后生成的NaOH可能会与盐溶液中的溶质发生复分解反应。题型2 铝与O2的反应【例2】将一块铝箔，用砂纸打磨表面后，在酒精灯上加热至熔化，下列说法正确的是()A.熔化的是铝 B熔化的是Al2O3C熔化物滳落 D.熔化物迅速燃烧解析打磨掉氧化膜的铝又迅速被O2
14、氧化为Al2O3(致密的氧化膜)包裹在Al的表面，保护里面的Al不被继续氧化，故不能迅速燃烧，D错；金属铝表面存在致密的氧化膜，构成氧化膜的Al2O3的熔点比Al高，当加热到Al熔化时，Al2O3薄膜依然存在，里面熔化的铝不会滴落，A正确，B、C错。答案A1.常见金属Mg、Al的氧化膜对金属本身有保护作用，能防止金属进一步被氧化；而Na、Ca、Fe、Zn等金属的氧化膜无此保护作用。2.有关Mg、Al参加反应的实验要除去表面的氧化膜。题型3金属与酸的反应【例3】(1)分别取W g钠、铁、铝与足量的盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是。(2)分别取0.1 mol钠、铁、铝与足量的盐酸反应，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，所需钠、铁、铝的质量比是。(4)若产生相同体积(同温同压)的氢气，所需钠、铁、铝三种金属的物质的量之比是。(5)若将0.2 mol金属钠、铁、铝分别投入10 mL 1 mol/L盐酸中，在标准状况下产
