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1、新课标人教版化学必修1,第三章 金属及其化合物,第一节 金属的化学性质 (第二课时),金属和水的反应,傍晚，冒烟铁桶被小心翼翼捞上岸,中新社广州七月八日电 ：广州市珠江河段上，近两天惊现神秘“水雷”，六个铁皮桶漂浮在水面上，有三个发生剧烈爆炸，另外三个被有关部门成功打捞。,一位目击者说，早上十时多，桶内突然冒起一股“白烟”，从漂在水面上的一个铁桶内窜出黄色的火苗，紧接着一声巨响，蘑菇状的水柱冲天而起。直到中午，这个铁桶又连续爆炸多次，爆炸腾起的白色烟雾近十米高。 经专家认定，铁桶内装的是遇水极易燃烧的金属钠。,神秘“水雷”接连爆炸 原是金属钠原料桶漂入珠江,钠的原子结构：,Na,Na+,钠原子
2、极易失电子,显强还原性,是非常活泼的金属,（二）金属的化学性质-金属与水的反应, 钠和水的反应,金属钠和水的反应：,浮,游,熔,响,红,钠浮于水面，金属钠的密度小于水,小球向四处游动，产生的气体推动金属钠来回游动,钠熔成闪亮小球，反应放热，钠的熔点较低,发出嘶嘶响声，剧烈反应，产生气体并燃烧,反应后的溶液遇酚酞变红，有碱性物质生成,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 ,现 象 解 释,【科学探究】如何用实验证明钠与水反应产生的气体是氢气？请同学们设计实验证明。,【科学探究】 利用实验法验证钠与水反应产生的是H2,【科学探究】 利用氧化还原反应原理验证钠与水反应产生的气体是H2,NH
3、O= NOHO,NHO= NOHH,故钠与水反应产生的气体是H2,Na与水的反应：,实验结论：,NHO= NOHH,失去2e-，化合价升高，被氧化,得到2e- ，化合价降低，被还原,还原剂：Na 氧化剂：H2O,【思考与交流】,将钠放到酸溶液中，应发生怎样的反应？,钠与盐溶液(如硫酸铜溶液)反应时，由于水的存在，钠不能发生置换反应？,【实验】,在烧杯中加入约20mL的CuSO4溶液，将切好的钠投入到其中，盖上表面皿，观察现象。,先与酸中溶质反应，溶质消耗尽，才能与水反应。,将金属钠投入CuSO4溶液中的实验视频：,【实验结论】,将钠投入到某溶液中，不发生钠的置换反应，首先发生的是钠与水的反应。
4、,【小结】,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2,2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2 + Na2SO4,一般钠与盐溶液的反应，可以先考虑钠与水的反应，再考虑钠与水反应的产物NaOH能否和该盐溶液反应。,上述钠与硫酸铜溶液的反应方程式可以写成：,总反应为：,2Na+2H2O+CuSO4 = Cu(OH)2+Na2SO4+H2,注意：钠只有与某些熔融盐作用时才能置换出相应的金属。,如：4Na+TiCl4（熔融）= 4NaCl+Ti,【探究】请设计一个简单的实验装置,使还原铁粉与水蒸气反应。要求装置中含有以下三个部分：,(1)水蒸气的发生装置,(2)水蒸气与铁粉反应装置,(3)
5、产物的检验(收集)装置,【科学探究】铁与水蒸气的反应,按图组装实验装置进行实验,思考：,(1)水蒸气怎样制取？,(2)该反应在什么条件下进行？,(3)反应的产物是什么？如何验证？,铁与水蒸气的反应：,【现象和结论】,红热的铁与水蒸气反应放出气体，蒸发皿中产生大量肥皂泡，点燃是能燃烧或发出爆鸣声-氢气，反应后试管内固体仍为黑色-四氧化三铁。,【思考与交流】,实验过程中应注意哪些问题？,肥皂水不能太稀，否则吹起的气泡太小，点燃时难有较大的爆鸣声；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。,【实验探究】,设计一套简单的实验装置，使铁粉与水蒸气反应。实验装置包括水蒸气发生、水蒸气与铁粉反应
6、、检验产生的气体。,（1）如果给你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。,水蒸气的发生装置,水蒸气与铁粉反应装置,产物收集装置,【实验探究】,（2）有人设计了下图装置，用一支大试管代替3支试管就能完成实验，想想其中的原理。,【实验探究】,(3)如果提供给你3支试管、圆底烧瓶、水槽、干燥管、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。,【实验探究】,【科学探究】铁与水蒸气的反应实验设计,【例题探究】,热点题型：有关钠的计算,例将2.3g金属钠放入100g水中，完全反应后溶液中溶质的质量分数为 ( ),A,100,B,100
7、,C,100,D,100,D,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 ,【课堂演练】,将4.6g金属钠投入到足量水中，得ag溶液；将4.8g金属镁投入到足量盐酸中，得bg溶液，假设水的质量与盐酸的质量相等，则反应后两溶液的质量关系式 ( ),A、a = b B、a b,C、a b D、无法判断,【解析】,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2,46,2,4.6g,0.2g,a = 4.6 + m(H2O)- 0.2 = 4.4 + m(H2O),Mg + 2HCl = MgCl2 + H2,24,2,4.8g,0.4g,b =4.8+m(HCl)-0.4=4.4+m(HCl),
8、因为m(H2O)=m(HCl)，所以a =b 。,A,方法1,方法2,方法3,【升华与拓展】完成下列实验设计：,探究1：请设计尽可能多的实验，完成钠与水的反应实验，并验证产物。,探究2：请利用钠与水反应设计喷泉实验，要求喷出红色喷泉。,实验步骤及现象: 在广口瓶内加适量蒸馏水和2滴酚酞试液,如图2装置连好仪器。在广口瓶胶塞的大头针上扎一块比豆粒略大的金属钠,立即盖上胶塞,，接着形成美丽的红色喷泉。同时可看到钠与水剧烈反应，钠熔化成小球,在水面上四处游动。喷泉可维持半分钟。,图1,图2,探究3：请设计完成钠与水的反应实验，要求产生氢气必须缓慢并验证产物。,实验说明： (1)分液漏斗中加入水的体积
9、必须大于烧瓶容积的一半，这样流入烧瓶的水与原烧瓶中的煤油充满烧瓶，保证烧瓶中的空气被完全排开，不会给氢气的点燃带来意外事故。 (2)烧瓶中煤油的体积不要超过烧瓶容积的一半，并且分液漏斗末端必须恰好接触煤油液面，目的在于：确保煤油能被完全压回漏斗。保证烧瓶中保持一定体积的水。,探究4：请利用钠与水的反应设计测得钠的相对原子质量的最简便实验，要求不测气体体积。还有其他的实验方法吗？想想看。,思考(1)：实验中不用测量产生氢气的体积，就可以得到钠的相对原子质量。请问实验中应该测量那些数据？,思考(2)：干燥管的作用是什么？若不用，测得的钠的相对原子质量比实际值大还是小？,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 ,
