人教版高中化学必修一第3章第1节《金属的化学性质》(第2课时)教案
人教版高中化学必修一第3章第1节《金属的化学性
质》(第2课时)教案
教学设计
三维目标
知识与技能
1.把握铝和NaOH溶液的反应。
2.通过查阅资料、社会调查、摸索和交流等方法进行社会实践活动。
过程与方法
1.加强实验教学,按照观看、摸索、分析、交流方式进行教学。
2.发挥学生主体作用进行实践活动。
情感、态度与价值观
1.通过社会实践活动激发学生报效国家的责任感。
2.通过介绍铝的冶炼,培养学生勇于探究的科学精神和严格求实的科学态度。
3.通过动手实验体验化学的奥妙,激发学生学习的爱好。
教学重点
铝与NaOH溶液的反应
教学难点
铝与NaOH溶液反应的实验分析
教具预备
多媒体及课件、铝箔、酚酞、盐酸、氢氧化钠溶液、试管架、试管、镊子、砂纸、导管、图片
教学过程
导入新课
上节课我们介绍了钠、镁、钙、铁等金属与非金属、水反应的情形,请写出钙、铁分别与水反应的方程式。
Ca + 2H2O====Ca(OH)2+ H2↑
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+ 4H2
推进新课
[板书](三)铝与盐酸及氢氧化钠溶液的反应
[实验3-4]铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应
提问:实验中有何现象发生?
回答:铝分别放入盐酸、NaOH溶液中后,铝逐步减少且有气泡产生,将点燃的木条放在试管口,可观看到蓝色火焰。
反应式:2Al+ 2NaOH + 2H2O====2NaAlO2+3H2↑
2Al+6HCl 2====AlCl3+3H2↑
小结:铝既能够与盐酸反应又能够与氢氧化钠溶液反应。
注意:若要检验铝分别与盐酸、NaOH溶液反应放出的气体是氢气,盐酸和NaOH溶液的浓度应稍偏大,如可用6 mol ·L-1的盐酸和30%的NaOH溶液。还要保证氢气产生的一定速率和一定数量。将点燃的木条放在试管口,可观看到蓝色火焰,但不明亮,用爆鸣的检验方法成功率比较高。铝片不宜太纯。在反应中可观看到开始反应较慢,后来慢慢加快,这是因为开始时是铝表面的氧化膜先发生作用,氧化膜反应完以后才有H2产生,而且随着反
应的进行,温度升高,反应速率也加快。
应用:铝制容器不宜蒸煮或长时刻盛放酸性、碱性或咸的食物。
[实践活动]
提示:1.让学生在课外用卡片的形式把提出的问题收集并汇总,然后分类。
2.把学生的分类情形和自己选择研究、调查的问题的结果以书面形式上交。
3.把结果张贴或在课堂上交流,教师对学生参加这次活动的情形要作出评判。
问题举例:①金属都有光泽吗?铁块上的灰色是光泽吗?
②观看铁粉什么缘故看不见银白色光泽?
③哪些金属在自然界中以游离态存在?实验室有金属钠单质,能够说钠在自然界以游离态存在吗?
④什么缘故有的金属只有一种化合价,而有的金属有多种化合价?
⑤铁有银白色光泽,什么缘故铁又称为黑色金属?
⑥铝的导电性比铜的差,什么缘故电力工业上常用铝做导线?
……
[多媒体投影示例]金属的分类
人们依照金属的密度,把金属分为重金属和轻金属。重金属的密度大于4.5 g·cm-3,轻金属的密度小于4.5 g·cm-3。冶金工业上还常常把金属分为黑色金属与有色金属。黑色金属有三种:铁、锰、铬。它们或它们的合金的表面常有呈灰黑色的氧化物,因此称这类金属为黑色金属。除铁、锰、铬以外的金属称为有色金属。
有色金属又能够分为九大类:
(1)重金属:铜、铅、锌等。
(2)轻金属:铝、镁等。
(3)轻稀有金属:锂、铍等。
(4)难熔稀有金属:钨、钛、钒等。
(5)稀散金属:镓、锗等。
(6)稀土金属:钪、钇及镧系元素等。
(7)放射性金属:镭、锕等。
(8)贵金属:金、银、铂等。
(9)碱金属:钾、钠等。
(分类能够有不同的标准,如金属可按存在状态、密度、颜色、爽朗性等分类,对学生提出的问题也能够用不同的标准进行分类)
[例题剖析]
(例1)将等物质的量的镁和铝相混合,取等质量该化合物四份,分别加到足量的下列溶液中,充分反应后放出氢气最多的是()
A.3 mol ·L-1HCl
B.4 mol ·L-1HNO3
C.8 mol ·L-1NaOH
D.18 mol ·L-1H2SO4
教师精讲:在镁、铝混合物中加入硝酸和浓硫酸都不产生氢气。加入氢氧化钠溶液,只有铝与之反应生成氢气,镁不反应。加入盐酸,镁和铝都与盐酸反应生成氢气,因此氢气量最多。故应选A。
答案:A
(例2)有镁、铝混合粉末10.2 g,将它溶于500 mL 4 mol ·L-1的盐酸里,若要使沉淀质量达到最大值,则需要2 mol ·L-1的氢氧化钠溶液的体积为()
A.1 000 mL
B.500 mL
C.100 mL
D.1 500 mL
教师精讲:依题意,先写出有关化学方程式: Mg + 2HCl====MgCl 2 + H 2↑ 2Al + 6HCl====2AlCl 3 +3H 2↑
MgCl 2 +2NaOH====Mg(OH)2↓+2NaCl AlCl 3 +3NaOH====Al(OH)3↓+3NaCl
依化学方程式知当镁、铝全部以氢氧化镁、氢氧化铝沉淀,即沉淀质量达到最大值时,溶液中溶质只存在NaCl,即现在n(NaOH)=n(HCl)。 n(NaOH)=0.5 L×4 mol ·L -1=2 mol ,V(NaOH)=
1
22-?L mol mol
=1 L=1 000 mL 。因此本题答案为A 。
答案:A
[课堂小结]
本节课我们讨论了铝的化学性质,认识了铝既能够与强酸反应又能够与强碱反应,借助这些知识,我们能够说明日常生活中遇到的实际问题。课后请大伙儿将你感爱好的问题,通过上网或到图书馆查资料后,写成论文,同学间互相交流。 板书设计
铝与盐酸及氢氧化钠溶液的反应
活动与探究
1.在金属活动顺序表中,Mg 位于Al 之前,请你设计实验证明Mg 的金属活动性比Al 强。 方案一:Mg 、Al 分别在空气中点燃
Mg
Al
预备 用砂纸去掉表面的氧化膜
用砂纸去掉表面的氧化膜
现象 结论
备注 观看时注意戴防护镜
方案二:Mg 、Al 分别与稀盐酸反应
Mg Al 现象 相同 不同
结论
随堂练习
1.下列金属分别与足量盐酸反应,得到等质量的氢气,所需金属的质量最少的是( ) A.Mg B.Al C.Fe D.Zn 答案:B
2.地壳中所含质量分数最大的金属元素是( )
A.Mg
B.Al
C.Si
D.Fe 答案:B
3.两份铝片,第一份与足量盐酸反应,第二份与足量烧碱溶液反应,同温、同压下放出相同体积的气体,则两份铝片的质量之比为( )
A.1∶1
B.2∶3
C.3∶2
D.1∶6
4.有镁、铝混合物粉末
5.4 g ,将它溶于500 mL 2 mol ·L -1的盐酸中,若要使沉淀量达到最大值,则需加入1 mol·L -1 NaOH 溶液的体积为( )
A.1 000 mL
B.500 mL
C.100 mL
D.1 500 mL 答案:A
5.将铝粉放入烧碱溶液充分反应,放出氢气。若在反应过程中有1.5 mol 电子发生转移,则参加反应的水为( )
A.9 g
B.18 g
C.0.5 mol
D.1.8 mol 答案:AC
6.少量金属钠投入到CuSO 4溶液中,正确的反应方程式是( )
(1)2Na + CuSO 4====Na 2SO 4 + Cu↓ (2)Cu + 2H 2O====Cu(OH)2+ H 2↑
(3)2Na+ 2H 2O====2NaOH + H 2↑ (4)2NaOH + CuSO 4====Cu(OH)2↓+ Na 2SO 4 A.①③ B.①② C.③④ D.① 答案:C
7.把足量的铁粉投入到硫酸和硫酸铜的混合液中,充分反应后,剩余金属粉末的质量与原加铁粉的质量相同,则原溶液中H +与-
24SO 的物质的量浓度之比为( )
A.1∶4 B.2∶7 C.1∶2 D.3∶8 答案:A
8.将钠和铝的混合物0.2 mol 溶于足量的盐酸中,产生3 136 mL (标准状况下)氢气,则钠和铝的物质的量之比为( )
A.1∶3
B.3∶1
C.4∶1
D.1∶4 答案:C
9.将一块镁铝合金溶于过量盐酸后,溶液中应有_____________离子;接着加入过量氢氧化钠溶液后,溶液中_____________减少了,_____________增加了;继而再加入过量盐酸,溶液中_____________减少了,_____________增加了。
答案:H +、Cl -、Mg 2+ 、Al 3+(OH -) H +、Mg 2+、Al 3+ -2AlO 、OH -、Na + -
2AlO 、OH - H +、Cl -、Mg 2+、Al 3+
10.某无色透亮溶液,跟金属铝反应放出H 2,试判定下列离子:Mg 2+、Cu 2+、Ba 2+、H +、Ag +、
-
24SO 、-23SO 、-3HCO 、OH -、-3NO ,哪些可能是构成此溶液的成分?
(1)生成Al 3+时,可能存在_____________。 (2)当生成-
2AlO 时,可能存在_____________。 答案:(1)Mg 2+、H +、-
24SO (2)OH -、Ba 2+、-
3NO
习题详解
1.答案:储存于煤油中 因为钠专门容易与空气中的O 2发生反应。 4Na+O 2====2Na 2O 2Na+O 2
Na 2O 2 2Na+2H 2O====2NaOH+H 2↑
点拨:钠的化学性质专门爽朗,能与O 2反应,能与H 2O 反应,因此将钠储存在煤油中(ρ钠>ρ
2.答案:B
点拨:Na燃烧时生成Na2O2。
3.答案:B
点拨:Al在空气中能与O2反应生成Al2O3。
4.答案:D
点拨:此类题目可用举反例法。C选项,最外层只有1个电子的元素除Na、K外,还有H,H属非金属元素;D选项为Na,属金属元素;A、B选项的中心词是物质,物质与元素是两个不同的概念,物质是由元素组成的。
5.答案:D
6.答案:A
7.答案:(1)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
(2)2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑ 2Al+6H+====2Al3++3H2↑
AlO+3H2↑
(3)2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑ 2Al+2OH-+2H2O====2
2
(4)Zn+CuCl2====Cu+ZnCl2Zn+Cu2+====Cu+Zn2+
8.答案:Al与NaOH发生如下反应:
2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑
2×27 g 3×22.4 L
5.4 g V(H2)
即V(H2)=6.72 L(标准状况)
9.答案:①相同质量的Mg、Al与盐酸反应可由关系:
Mg ~ H2↑ 2Al ~ 3H2↑
24 g 1 mol 2×27 g 3 mol
1 000 g n (H2) 1 000 g n(H2)
即相同质量时,Al放出氢气多。
②相同体积(假定各为1 000 cm3)的Mg、Al而质量分别为1 738 g、2 700 g,则有:Mg ~H2↑ 2Al ~3H2↑
24 g 1 mol 2×27 g 3 mol
1 738 g n(H2)
2 700 g n(H2)
答:相同质量时,Al放出氢气多,相同体积时,也是Al放出氢气多。
10.铝是自然界中含量最多的金属,铝与氧气反应放出大量的热,因此用铝作燃料是可行的;然而铝的金属爽朗性比较强,欲从含铝的矿物中把铝提炼出来比较困难,目前采纳电解法生产铝,电解需要消耗大量的电能;因此就目前条件下,将铝作燃料还不具备现实条件。11.提示:铝的金属活动性比铁强,从铝矿石中提炼出铝比从铁矿石中提炼出铁困难。