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2019-2020年人教版高中化學必修一 3-1-2 金屬與酸和水的反應 教案 教學目標 知識與技能 1．了解金屬鈉與水的反應，會解釋鈉與水反應的各種現(xiàn)象產生的原因。 2．設計鐵與水蒸氣反應的實驗裝置，了解鐵與水蒸氣的反應。 過程與方法 掌握有關實驗的基礎知識和基本技能，學習實驗研究的方法，能設計完成化學實驗。 情感態(tài)度價值觀 讓學生充分體驗科學探究的艱辛和喜悅，感受化學世界的奇妙，激發(fā)學生學習化學的興趣。 教學重點、難點 重點：鈉與水的反應 難點：鈉與水的反應，鐵與水蒸氣的反應 教學過程 新課導入: 在日常生活中我們見到的金屬如鐵、鋁、銅等是不和水反應的，那么是不是所有的金屬都不和水反應呢？上一節(jié)課我們學習了鈉的幾點性質，并且知道了鈉比較活潑，下面我們通過實驗探究鈉是否和水反應？ 新課教學: 實驗探究：在燒杯中加一些水，滴入幾滴酚酞溶液，然后放入一小塊鈉。 學生觀察并描述現(xiàn)象。 歸納整理：現(xiàn)象：浮、熔、游、響、紅。 思考與交流：出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因是什么？ 學生思考交流回答。 歸納整理： 浮：鈉的密度比水小。 熔：反應放熱且鈉的熔點比較低。 游：有氣體生成。 響：生成的氣體能燃燒。 紅：有堿生成。 思考與交流：結合實驗現(xiàn)象，從氧化還原反應的角度分析生成氣體的成分。并寫出該反應的化學方程式。 解釋：鈉的化合價升高，必然有一種元素的化合價降低，在水中氧的化合價為最低價不能降低，只能是氫元素的化合價降低，產物為氫氣。 板書：二、金屬與水和酸的反應 1．鈉和水的反應 化學方程式：2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑ 離子方程式：2Na+2H2O＝2Na+ +2OH-+H2↑ 思考與交流：設計一個實驗證明鈉與水反應產生的氣體是H2。 實驗設計： 通過點燃生成的氣體來證明。 思考與交流：金屬鈉著火，能否用水滅？為什么？應該如何處理？ 學生交流回答。 解釋：不能。因為鈉能與水發(fā)生反應，且生成的氫氣能燃燒，火會更旺，應用沙子蓋滅。 思考與交流：根據金屬與鹽溶液反應的規(guī)律，請你預測鈉與硫酸銅溶液的反應現(xiàn)象。 學生交流回答。 過渡：下面我們來通過實驗來驗證一下你的預測是否正確。 實驗探究：取一試管，加入少量硫酸銅溶液，再加入一小塊鈉，觀察現(xiàn)象。 歸納整理：現(xiàn)象：有藍色沉淀生成。 思考與交流：根據金屬與鹽溶液反應的規(guī)律，我們預測應該有紅色固體銅生成，而實驗結果是有藍色沉淀生成，那么沉淀的成分是什么？試解釋產生這種現(xiàn)象的原因。 學生思考交流回答，教師補充。 歸納整理：當把鈉放入硫酸銅溶液時，由于鈉非?；顫?，先與水反應，生成的NaOH再與CuSO4反應，生成Cu(OH)2沉淀。 過渡：通過生活常識我們知道鐵不與冷水反應，也不與熱水反應，那么鐵能否與水蒸氣反應呢？ 思考與交流：設計一套實驗裝置，使鐵粉與水蒸氣反應。(提示：從水蒸氣的產生、鐵粉與水蒸氣的反應，反應產物的檢驗等環(huán)節(jié)，討論反應裝置的設計。) PPT展示幾名學生畫的裝置圖，師生共同分析各裝置的優(yōu)缺點，歸納整理出最佳方案。 實驗探究：按照教材第51頁圖3-9進行演示，指導學生觀察實驗現(xiàn)象，強調實驗中應注意的問題。 板書：2．鐵和水蒸氣的反應 3Fe+4H2O(g) △ Fe3O4+4H2 思考與交流：對比鈉、鐵與水的反應條件，以及鈉與鐵的活潑性，你能得出什么結論？ 歸納整理：當不同的還原劑和同一種氧化劑反應時，所需要的條件越低，該還原劑的還原性越強。 過渡：通過今天的學習我們知道較活潑的金屬在一定條件下能與水反應，那么金屬與酸反應會是怎樣一種規(guī)律呢？下面請同學們回顧初中學習過的金屬與酸的反應，總結金屬與酸反應的規(guī)律。 板書：3．金屬與酸的反應 ⑴排在H前面的金屬與鹽酸、稀硫酸的反應：金屬+酸→鹽+H2↑ ⑵金屬的活潑性越強，反應越劇烈。 知識鞏固：寫出鈉、鐵與鹽酸反應的化學方程式及離子方程式，指出氧化劑和還原劑。 板書設計 二、金屬與酸和水的反應 1．鈉與水的反應 現(xiàn)象：浮、熔、游、響、紅 化學方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 離子方程式：2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ 2．鐵與水的反應：3Fe+4H2O(g) △ Fe3O4+4H2 3．金屬與酸的反應 課堂練習 1、在進行鈉和水的反應實驗中，有如下操作和實驗現(xiàn)象，請根據鈉的性質解釋說明。 （1）剛用小刀切開的金屬鈉斷面呈_______色，在空氣中放置幾分鐘后發(fā)生的變化為______________。 （2）切下來的金屬鈉塊要用濾紙擦凈后方可放入水中實驗，這是因為____________________。 （3）金屬鈉塊必須用_______夾取，而不能用手拿取，理由是_________________________________。 （4）金屬鈉塊投入水中后，鈉很快熔成一個閃亮的小球并浮于水面上，這是因為__________________。 （5）鈉小球在水面上迅速游動，這是因為_____________________________________，反應容器的上方彌漫著“白色物”，它的主要成分是___________________________________。 （6）如果水中在未加鈉之前已滴入酚酞試溶，反應后溶液由無色變?yōu)開____________________色，理由是____________________________。 2、紅熱的鐵能與水蒸氣反應，有氫氣生成，根據下圖所示裝置進行鐵在高溫下與水蒸氣反應的實驗，并用簡單的方法收集，檢驗生成氫氣。請回答下列問題： （1）寫出鐵在高溫下與水蒸氣反應的化學方程式________________________________。 （2）干燥管C內盛放的藥品是_______或______。干燥管的________（m或n）端與g導管相連接。 （3）在D處畫出用簡單方法用試管來收集氫氣的裝置圖（所需其他儀器自己選擇）。 （4）怎樣用簡單的方法檢驗收集到的氣體是氫氣，簡述實驗操作步驟和現(xiàn)象___________________。 3、鈉與水反應時的現(xiàn)象與鈉的下列性質無關的是（　?。? A、Na的熔點低　　B、Na的硬度小　　C、Na的密度小　　D、有強還原性 4、將一小塊Na投入足量的CuSO4溶液中，現(xiàn)象是（　?。? A、置換出金屬銅　　B、產生氣體，置換出金屬銅 C、生成藍色沉淀　　D、產生氣體，生成藍色沉淀 　　5、將質量為ｍg的鐵片放入CuSO4溶液中，過一會兒取出干燥，鐵片的質量變?yōu)椋頶，則被氧化的鐵的質量是 A、8（ｎ–ｍ）g　　　B、8(ｍ-ｎ)g C、7(ｍ-ｎ)g D、7(ｎ-ｍ)g 6、將2.3g金屬鈉投入100g水中，反應結束后，溶液中溶質的質量分數計算式表示正確的是（　　） A.2.3/100100% B.4/(100+2.3-0.1)100% C.4/(100+2.3)100% D.4/(4+100-1.8)100% 7、在實驗室里做鈉跟水反應的實驗時，用到的儀器是（　?。? a.試管夾　b.鑷子　c.小刀　d.冷凝管　e.濾紙　f.研缽　g.燒杯　h.坩堝　i.石棉網　j.玻璃片　k.藥題　l.燃燒匙 A. abdi B. ecfk C. fghl D. bcegj 8、往燒杯內注入煤油和水各100mL，靜置后將一小塊鈉投入燒杯內。（已知鈉的密度介于煤油和水之間，且水和煤油互不相溶）發(fā)生的現(xiàn)象是 A、鈉沉到液柱1/2處，鈉塊下部有許多氣泡放出，附有氣泡的鈉塊徐徐上升到液體表面，一會兒又沉到液柱1/2處，如此反復多次，最后消失 B、鈉塊一直沉到燒杯底部，并停留在杯底，放出氣泡，最后消失 C、鈉塊浮在液柱表面上，很快熔成一個光亮的小球，小球四處浮動，最后消失 D、鈉塊沉到液柱1/2處，很快熔成一個閃亮的小球，小球在液柱1/2處沿水平方向迅速游來游去，最后消失 9、已知煤油的密度是0.8gcm-3，試根據金屬鈉的保存方法和與水反應的現(xiàn)象，推測金屬鈉的密度是（　?。? A、大于1.0gcm-3 　　　B、小于0.8gcm-3 C、介于（0.8-1.0）gcm-3之間　　 D、無法推測 10、室溫下，氫氧化鈉的溶解度為22g，將多少g金屬鈉投入100g水中，可獲得該溫度下的飽和溶液？ 11、將2.3g金屬鈉放入多少克水中，反應完全后，溶液中Na+與H2O分子的個數比為1:50，最后溶液中水的質量為多少？ 12、一塊表面已部分被氧化成氧化鈉的鈉塊質量為1.08g，投入到100g水中，完全反應后收集到0.02gH2。 求: （1）未被氧化的金屬鈉的質量是多少？ （2）被氧化的金屬鈉的質量是多少？ 備課參考： 參考答案：1、（1）銀白　變暗　這是因為鈉與氧氣反應，在鈉的表面生成了一薄層氧化物所致 （2）用濾紙吸干鈉塊表面煤油，防止鈉與水反應放熱，引起煤油燃燒 （3）鑷子　手指表面有水份，能跟鈉塊反應生成強堿NaOH腐蝕皮膚 （4）鈉的密度比水小，與水反應，放熱，使鈉熔化形成銀白色小球 （5）鈉與水反應放出氫氣，推動鈉球在水面上運動　鈉與水反應放熱使與鈉球接觸的水蒸發(fā)，在容器上方凝聚而形成白霧。 （6）鈉與水反應生成NaOH，使酚酞變紅 2、（1）3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2↑ ?。?）CaCl2 堿石灰　　n ?。?）向下排空氣法、導管口伸入試管底部 　（4）用拇指堵住試管口，移近火焰，松開，能燃燒或發(fā)出爆鳴聲，說明收集的是H2 3、B　4、D　5、D　6、B　7、D　8、A　9、C　10、11.5g 11、90g　12、0.46g 0.46g