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文档简介
罗田一中高一化学自主研究性学习案第三章 金属及其化合物金属的化学性质的探究编者:夏东峰 审核:姚志江【学习目标】1、通过课前导学案, 查阅资料,完成金属的化学性质的研究性学习,培养学生用分类、对比、实验、归纳的方法认识事物和全面的分析事物的逻辑思维能力;通过亲身体验获得实验结果的探索过程,使学生形成科学的态度。2、按金属活动顺序表的顺序探究金属的通性,金属与常见的非金属、水、酸、盐反应的基本规律,掌握金属的化学性质的一些基本知识。(重点、难点)3、学会元素及其化合物的学习方法。【课前自主研究性学习】 预习探究 根据课本内容和导学案进行分组学习,小组成员进行分工与合作完成探究内容。小组活动一:探究金属的通性;小组活动二:探究金属与常见非金属的反应;小组活动三:探究金属与水的反应 ;小组活动四:探究金属与酸的反应;小组活动五:探究金属与盐的反应。【小组活动实验报告】小课题实验方案实验操作实验结论及解释【预习检测】1. 在地壳中的含量最丰富的前4种元素是什么?2. 在实验室里做钠跟水反应的实验时,用到的仪器有()a试管夹b镊子c小刀d冷凝管e滤纸f研钵g烧杯h坩埚i石棉网j玻璃片k药匙l燃烧匙Aabdi Becfk Cfghl Dbcegj3钠与水反应时产生的各种现象如下: 钠浮在 原因是 钠熔化 原因是 小球 游动逐渐减小,最后 ;原因是 发出 声音,原在是 滴入酚酞后溶液 ,原因是 。4.小明家中有一只世纪50年代初的铝锅,至今仍保存完好。该铝锅未锈蚀的主要原因是( )。A.铝不易发生化学反应 B.铝不易被氧化C.铝的氧化物容易发生还原反应 D.铝易被氧化,但氧化生成的氧化铝具有保护内部铝的作用5下列实验描述,符合事实的是 ( )A. 金属钠暴露在空气中,表面变暗,生成白色固体氧化钠B. 用坩埚钳夹住打磨过的镁带,在酒精灯上点燃,发出耀眼的白光,放出大量的热,产生白色固体C. 用坩埚钳夹住铝箔在酒精灯上点燃,发出耀眼的白光,放出大量的热D. 用坩埚钳夹住铝箔在酒精灯上加热至熔化,轻轻晃动,有液态的铝滴落下来6分别将0.2 mol的Na、Mg、Al投入500 mL浓度为为0.2 mol/L的盐酸中,生成氢气的质量比为 ( )。 A. 1:2:3 B. 1:1:1 C. 3:2:1 D. 2:1:1【小组学习汇报】【提出疑惑】同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容 【知识整合】金属的活动性与知识规律的关系:物质的性质的学习方法:【课堂练习】1下列有关钠的物理性质的叙述中正确的是()银白色金属质软,可以用小刀切割熔点低于100密度比水小热和电的良导体AB C D2以下说法错误的是()A钠在常温下就容易被氧化 B钠受热后能够着火燃烧C钠在空气中缓慢氧化能自燃 D钠在氧气中燃烧更为激烈3把一小块钠投入到硫酸铜溶液中,生成物有()ACuBCu(OH)2CH2DO24金属钠放在水中浮在水面上,放在煤油中沉在油层下,煤油的密度是0.8gcm3,推测钠的密度(gcm3)是()A大于1.0B小于0.8C介于0.81.0之间D不能确定5将2.3g金属钠放入100g水中,完全反应后溶液的质量分数为()A100B100C100D1006在烧杯中加入水和苯(苯的密度为0.88 gcm3,与水互不相溶,且不与钠反应)各50 mL,将一小粒金属钠(密度为0.97 gcm3)投入烧杯中,观察到的现象可能是什么? 【课后自主检测】能力提升7在杠杆的两端分别挂着质量和体积都相同的铝球和铁球,此时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在稀硫酸和硫酸铜溶液中片刻,如图所示,则下列说法正确的是()A、铝球一定是空心的B、左边烧杯中的溶液质量减少了C、去掉两烧杯杠杆仍平衡D、右边铁球上出现红色8用等质量的金属钠进行下列实验,产生氢气最多的是()A将钠放入足量的稀盐酸中B将钠放入足量的稀硫酸中C将钠放入足量的硫酸铝钾溶液中D将钠用铝箔包好,并刺穿一些小孔,放入足量的水中9取18.4g铝锌合金溶于足量硫酸中,完全反应后收集到(标准状况)氢气11.2L,则由铝和锌分别产生的氢气的体积比为()A1:1B2:3C3:2D1:610下列说法正确的是()A钠在溶液中可置换出铁B铁在溶液中可置换出铜CFe不与H2O反应 DFe比Al活泼11把镁铝合金用稀硫酸溶解,加入氢氧化钠溶液的体积与生成沉淀的质量关系如右图,则合金中镁和铝的质量比是( )A、11 B、89 C、43 D、4912、如图,在玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热并通入水蒸气,用试管收集产生的经干燥的水蒸气,并靠近火焰点燃。(1)写出该反应的化学方程式 ,氧化剂是 ,还原剂是 。(2)加热烧瓶的作用是 ,烧瓶底部放了几片碎瓷片,其作用是 。(3)干燥管里可装入的试剂是 ,其作用是 。(4)玻璃管中石棉绒的作用是 。实验开始时应先点燃 ,实验结束时,应先熄灭 。13、某无色透明溶液与铝反应放出H,该溶液中可能含有大量的H、K、Mg、Cl、OH、SO42、CO32 ,试推断:第一种情况,无色透明溶液中一定有 ,可能有 离子。第二种情况,无色透明溶液中一定有 ,可能有 离子。14、有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时,往100 mL大试管中先加40 mL煤油,取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞,通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面至胶塞,并夹紧弹簧夹(如图)。仔细观察,回答下列问题:(1)有关钠反应的现象是_。(2)大试管里的溶液中出现的现象:_。(3)装置中液面的变化:大试管内_;长颈漏斗内_。(4)写出钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式:_ _。小组活动一:金属的通性:1.金属的存在2.金属的物理通性3.金属的结构特点小组活动二:1 钠与O2的反应:学生实验1简单描述钠的物理性质 学生实验2钠放在玻璃燃烧匙上,加热。观察有什么现象。与加热前有何不同?可以得出什么结论?写出有关反应的化学方程式。 “ 铜树 ”实验的实质是置换反应。我们用最简陋的装置完成这个实验,并得到了点滴启示。 2 铝与O2反应实验探究分别加热未打磨和已打磨的铝箔,有何现象?现象有何不同?如何解释?写出反应方程式。小组活动三:钠,镁,铝与水反应实验实验步骤(1)取100mL小烧杯,向烧杯中注入约50mL水,然后取绿豆大小擦去煤油的钠,放入烧杯中,反应完毕后,向烧杯中滴入2-3滴酚酞试液,观察现象.(2)另取两个试管各注入约5mL的水,取一条镁条 ,用砂纸擦去表面的氧化物后,放入一个试管中.再取一片铝片,浸入氢氧化钠溶液中以除去表面氧化膜,然后取出,用水洗净,放入另一支试管中.若前面两支试管反应缓慢,可在酒精灯上加热.反应一段时间再加入2-3滴酚酞试液,观察现象。注意事项a. 镁,铝与水反应前,一定要认真除去表面的氧化膜,如氧化膜除得不净,反应难以进行.b. 铝片经氢氧化钠溶液处理后,一定要用水淋洗几次,并用滤纸擦干后再进行实验,如洗不干净,带入的氢氧化钠会使酚酞变红而影响实验结果。实验现象钠与水反应剧烈,钠投入水中浮在水面上,反应放热使钠很快熔化成光亮的小球,并向四处游动,发出嘶嘶响声,反应后溶液滴入酚酞后变红;镁投入冷水中发生较微弱的反应,当加热时能跟沸水起反应,产生大量气泡,反应后溶液使无色酚酞试液变红.铝投入冷水中不反应,加热时,反应很微弱,有少量气泡产生,反应后加入酚酞看不到溶液变色。实验结论钠,镁,铝与水反应的程度越来越弱,说明金属性钠 镁 铝.即同一周期内金属性随核电荷数的增加而减弱。小组活动四:钠,镁,铝,铜与酸反应实验小组活动五:1.钠与硫酸铜反应2.桐树的形成:1、 实验过程 装置:取一铝片。擦去其表面的氧化物,之后将铝片剪成树状,并放入事先洗净的烧杯中。取胆矾约2530g加入烧杯,之后注水,以没过树状铝片为宜,再拧紧瓶塞。 现象:开始在铝片表面覆盖一层紫红色物质,之后该物质越来越多,最后成绒毛状,形成美丽的“ 铜树 ”。同时发现从铝片表面产生气泡,而且产生的气体越来越多。在此过程中,溶液的蓝色逐渐褪去,并有蓝色絮状沉淀生成。将该瓶靠近耳边,会听到“滋滋”作响;并有热感。反应一段时间后,点一根火柴,在火焰附近拧松瓶盖,会听到“嘭”的一声爆鸣。 2、实验分析 产生紫红色物质很容易解释,是Al与CuSO4发生了置换反应:2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu ,从而形成了美丽的“ 铜树 ”。但是为什么会产生气体?为什么生成铜与气体的速率比开始加快?很多学生在做该实验时可能未曾注意过这些现象。原因解释:CuSO4的水解:Cu2+2H2O Cu(OH)2+2H+,所以该溶液呈酸性,与较活泼的金属铝发生反应:2Al+6H+=2Al3+3H2。随H+的消耗,Cu2+水解平衡右移,所以有蓝色絮状沉淀Cu(OH)2生成。有些学生会有这样的疑问:Cu2+与H+共存同一溶液中,Cu2+的氧化性比H+强,铝能与H+反应吗?首先,Cu2+与H+的电极电位相差不大;另外,从反应速率的角度看:当一个体系内的多种物质与另一物质发生氧化还原反应时,往往是电极电位差大的先反应,电极电位差小的后反应,但不是绝对的。比如电极电位差大的,氧化还原反应速率极慢,而电极电位差小的反应速率却较快。从宏观上看,是电极电位差小的先发生。因此,该反应有可能同时发生。原电池反应:当部分铝表面生成一层铜后,两种活泼性不同的金属与硫酸铜溶液就形成了原电池。电极反应是:负极:Al-3e-=Al3+;正极:Cu2+2e-=Cu ,2H+2e-=H2。因此,我们观察到产生氢气与铜的速率加快了。3、启示 “ 铜树 ”实验不单单是简单的置换反应,还存在着上述化学变化。由于CuSO4的水解,H+浓度增加;又发生了原电池反应,因此使氢气的产生量与速率大大增加。我们也可用这种方法来制取氢气。Cu + 2Ag+ = Cu2+ + Ag之前 之后3.趣味化学实验银树【试验方法】将铜片剪成树枝的形状铜树,把“树根”插在切有一窄缝的橡皮塞上。(2)称取1克硝酸银,放入50毫升的烧杯中再加入49毫升蒸馏水,用玻璃棒搅拌,使硝酸银全部溶解(配制成2%的硝酸银溶液)(3)将橡皮塞连同“铜树”一起小心的放入盛有硝酸银溶液的烧杯中,静置。观察“银树”的生长和溶液的颜色变化。【实
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