金属与酸和水的反应教学设计

1、金属与酸和水的反应教学设计杨晓 昇庄浪县第二中学、教学目标(1) 深化并扩充金属活动性顺序表的应用；(2)掌握Na、Fe与H2O反应的现象及特殊性；(3) 培养学生对实验现象的观察能力，对问题的分析和归纳总结的能力。透过现象看本质，分析发生反应的内在原因，以提高自身观察能力和分析问题的能力。培养学生科学分析问题的能力和方法， 激发学生学习化学的兴趣， 乐于探索金属性质的奥秘，感受化学世界的奇妙与和谐。二、教学重点钠、铁与水的反应。三、教学难点铁与水蒸气的反应的实验设计四、教学方式实验演示探究法、分析归纳法、理论联系实际法。五、教学准备多媒体课件：铁与水蒸气反应的视频实验用品：钠、蒸馏水、酚酞、

2、小烧杯、玻璃片、小刀、镊子。六、教学过程知识回顾上节我们学习了金属与氧气等非金属的反应，知道产物、反应的现象因金属的性质和反应条件不同而不同。根据所学知识完成下列填空。投影 回顾知识引入 今天我们来学习金属与酸和水的反应， 在初中我们就已经接触到了金属活动性顺序表，那么请大家回忆一下，金属活动性顺序到底是怎样排列的呢？板书 一、金属与酸的反应小结 金属活动性顺序， 排在前面的金属能置换出酸里的氢气， 其实质是金属与酸电离出的氢离子反应。板书实质：金属与酸电离出的 H+反应设问水也能电离出少量的 H+,那么金属和水能不能反应呢？下面我们共同来学习金属与水的反应。板书二、金属与水反应引入日常生活中

3、我们经常用金属器皿来盛水，也能够用铁铜或铝制水壶烧水，这说明这些金属与冷热水都不反应。那么是不是所有的金属都与水不反应呢？实验可以证明。演示实验3-3在烧杯中加一些水，滴入酚酗溶液然后把一绿豆大小的钠放入水中，引导 学生观察、相互配合描述现象并完成导学案表格。板书（一）钠与水反应现象及解释：序号现象解释1钠浮在水面上钠的密度小于水2融化成光亮的银白色小球反应放热，钠的熔点低3小球在水卸上四处游动产生的气体推动钠来回游动4游动过程中发出“嘶嘶”声放出气体，气体与水面摩擦发出响声5钠完全消失，水溶液呈红色钠与水反应产生了碱性物质，根据兀素分析，应是氢氧化钠分析钠是非常活泼的金属，能够在常温下和冷水

4、发生剧烈的反应，反应过程的现象可以用五个字来概括“浮、熔、游、响、红” ，体现了钠的一些物性质的与众不同。板书1.反应现象：“浮、熔、游、响、红”提问请同学们写出钠与水反应的化学方程式，并分析它是否是一个氧化还原反应？板书2.反应方程式：2Na+ 2HO2NaOH+ H4分析1钠与水的反应是一个氧化还原反应，钠是强还原剂，被氧化为+1价钠离子，水作氧化剂，被还原为氢气。点评钠与水反应，水被还原为氢气，实质是水电离出的极少量的氢离子被钠还原为氢气， 这也说明了钠是非常活泼的金属，还原性非常强。那么，钠着火了能否用水灭火？讨论后分析不能，因为钠与水发生剧烈反应，并且产生可燃性气体，这就相当于火上浇

5、 油。应该用干燥的沙土灭火。设疑同学们是否在影视片中见到过古代铁匠打铁场景呢？当中铁匠将红热的铁放入水中，听到“嘶嘶”的声音，这又是为什么呢？解释这个过程叫淬火，淬火能够改变铁器的一些性质， 铁器的表面也会变为黑色有一定 的光泽。淬火的过程中实际上是铁和水蒸气发生了反应。 下面我们共同学习有关铁与水的反 应。板书1 （二）铁与水反应设问那么我们在实验室如何来完成该反应，并检验该反应的生成物呢？实验探究请设计一套简单的实验装置，使铁粉与水蒸气反应。该装置应包括水蒸气发生、水蒸气与铁粉反应、检验产生的气体等部分。讲解1 一个好的实验设计要求必须遵循以下四个基本原则：1、 科学性一一实验原理、实验操

6、作程序和方法必须正确。2、 安全性一一尽量避免使用有毒药品和进行具有一定危险性的实验操作。3、 可行性一一实验所选用的药品、仪器、设备和方法等在中学现有实验条件下能够满足。4、 简约性一一方案简单易行，应采用简单的实验装置，用较少的步骤和 药品，并能在较短的时间内完成实验。现提供给你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分组讨论设计将学生分组按以上环节，讨论反应装置的设计。提示设计考虑因素：（1）水蒸气的发生装置；（2）水蒸气与铁粉反应装置；（3）产物的 检验（收集）装置。投影小结铁与水蒸气反应装置图有人设计了如图3-8所示的装置，用一支稍大的

7、试管代替 3支试管就能完成实验， 想想 其中的原理。分析1该实验装置设计精巧、简便，易操作。经过加热，温度升高，湿棉花中的水蒸气挥 发，水蒸气遇到炽热的铁粉发生反应，产生的气体用肥皂液收集，并用明火点燃肥皂泡检验气体。预期结果如何，请同学们观看实验视频并观察现象。播放视频铁与水蒸气反应强调（1）不能让试管里的湿棉花团流水，反之会将铁粉冲下去，其次可能会炸裂试管。（2）加热一会儿后再将导管插入到肥皂水中，刚开始为空气泡。肥皂水不宜太稀，否则气泡太小，点燃时难以听到较大的爆鸣声。（3）实验结束时，应先从肥皂水中撤出导管，在移去酒精灯。板书1.现象：铁粉失去光泽，变为黑色粉末，产生的气体在肥皂泡中经

8、明火点燃，可燃, 并伴有爆鸣声。结论：铁与水蒸气在高温条件下反应，方程式为：板书3Fe+4屋O(g)Fe3Q+4Hd分析1铁与水的反应条件比较苛刻，必须在高温且水为气态下才可以进行，书写化学方程式时一定要注意。练习铁粉也能与酸反应，那么和它与水蒸气反应的类型相同吗？如果将等物质的量的铁 粉分别与足量的盐酸、水蒸气反应，产生氢气的量是否相等呢？比例又如何呢？点评与酸反应取决于酸的类型，算不同反应不同。等量的铁粉分别与足量的盐酸、水蒸气反应，产生氢气的量不相等，比例为3:4。本节小结本节课我们主要学习了钠与水、铁与水蒸气的反应。通过钠和水的反应，我们 知道了不是所有的金属都与水不反应，活泼性极强的

9、金属能与水发生剧烈反应。而铁没有钠活泼，所以铁与水的反应条件比较苛刻，必须在高温且水为气态下才能进行，在书写化学方程式时一定要注意反应条件。布置作业 导学案2、3、4题板书设计一、金属与酸的反应实质：金属与酸电离出的 H+反应二、金属与水反应(一) 钠与水反应1 .反应现象：“浮、熔、游、响、红”2 .反应方程式：2Na+ 2H2O2NaOHF H2 T(二)铁与水反应1 .现象：铁粉失去光泽，变为黑色粉末，产生的气体在肥皂泡中经明火点燃，可 燃，并有轻微的爆鸣声。2 .反应的方程式为： 3Fe+4H2O(g)Fe3Q+ 4H4参考文献：rn 人民教育出版社等编.普通高中课程标准实验教科书化学

10、i(必修)教师教学用书MT .北京：人民教育出版社， 2007, (3): 38-43.2 人民教育出版社等编.普通高中课程标准实验教科书化学1(必修).北京:人民教育出版社，2007, (3): 49-51.3 .海口：南方出版社， 2005, (4): 66-70.45二、金属元素及其化合物一、 钠及其化合物【知识清单1、（1）金属钠是 色，质地,密度,熔沸点,导电导 热性的金属。少量金属钠可保存在 里，大量的金属钠则保存在 中。（2）化学性质：完成反应方程式：Na+O2 Na+O2（火焰,大量烟，生成 固体）Na+Cl 2 现象： ）Na+S Na+ H 2O离子方程式： 钠块投入到 C

11、uSO4溶液中： 钠块投入到FeCl3溶液中:钠块投入到MgCi 22、氧化钠和过氧化钠的比较氧化钠过氧化钠化讶；色、态氧兀素化合价所属物质类别化与H2O反应学与CO2反应;性与SQ反应质与HCl反应稳定性>用途【典例剖析】例1、下列灭火剂能用于扑灭金属钠着火的是（）A.干冰灭火剂 B.黄砂 C.干粉（含NaHC O3）灭火剂D.泡沫灭火剂例2、向紫色石蕊试液中加过量的Na2O2粉末，振荡，正确的叙述是 （）A .溶液仍为紫色B .最后溶液变为蓝色C.最后溶液褪色D.反应中有气泡产生例3、下列四组反应中既有沉淀产生又有气体放出的是（）A.金属钠投入到 MgSO4溶液中B. BaC2和Na

12、HSO4溶液反应C.小苏打溶液和澄清石灰水反应D. Na2O2和CuSQ溶液反应例4、将等质量的Na、Na?。、NaQ、NaOH,分别投入等质量的足量水中，所得溶液质量分数最大的是（）A. NaB. Na2OC. Na2O2D. NaOH例5、将a g水煤气（成分为CO和叱）充分燃烧，将燃烧生成的气体（150C）通过盛有过量的 Na2O2的干燥管（反应气体无 损失），充 分反应后干燥管增重b g,则a和b的关系为（）A. a> b B. a= bC. a< b D.无法比较例6、将金属钠分别投入下列物质的溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是 （）A. HCl B. K2SO4 C

13、. CuCl2 D.饱和 NaOH 溶液例7、有一块表面被氧化成氧化钠的金属钠，质量为10.8 g ,投入到100g水中完全反应后，收集到0.2g氢气，试计算：(1)未被氧化的金属钠的质量是多少克？(2)钠元素的质量分数是多少？(3)反应后所得溶液的溶质的质量分数？例8、室温下，氢氧化钠的溶解度为22 g,将多少克金属钠投入 100 g水中，可获得该温度下的饱和溶液？二、镁及其化合物【知识清单】1、(1)镁是 色的金属，是 的良导体，质地，硬度较熔点较,镁的密度较 ,镁可形成许多合金，硬度和强度都很 ，因此镁合金被大 量用于制造 、和 的部件，氧化镁的熔点可以达到 2800C,是很好的材料。(

14、2)化学性质：完成反应方程式：Mg+O 2 Mg +Cl 2 Mg +N 2Mg +H ClMg +CO 2【典例剖析】例1、海水提镁的步骤：贝壳(CaCQ) »加_a 石灰乳 如Mg <MgCl2 WMgC12 6H2O 沉淀相关的化学反应方程式为：例2、质量相同，浓度也相同的稀硫酸分别与足量的下列物质反应，所得硫酸镁溶液的质量分数最小的是()A. MgB. MgOC. Mg(OH) 2D. MgCO 3三、铝及其化合物【知识清单】1、铝是较活泼的金属元素，在自然界中以 态存在，在地壳中的 含量占金属中的第 位，铝元素在地壳中主要存在的物质是 。2、（1）铝是 色、有 的固体

15、，硬度 、质地较,具有良好的 性、性和 性。常温下，铝在空气中生成 ,因此常温下铝制品具有抗腐蚀的性能。（2）铝的化学性质：完成反应方程式：Al+O2Al+SAl+ C12-Al+ F&O3Al+ HCl Al+ NaOH 3、（1）氧化铝是 色 , 溶于水，熔点 。属于 氧化物。（2）氧化铝的化学性质：完成反应方程式：与HCl反应 （离子方程式） 与H2SO4反应 （化学方程式） 与强碱反应 （离子方程式） 4、（1）氢氧化铝是 色 , 溶于水，有较强的 ,可用 作。属于 氢氧化物。（2）氢氧化铝的化学性质：完成反应方程式：与HCl反应 （离子方程式） 与H2SO4反应 （化学方程式

16、） 与少量氢氧化钠反应 （离子方程式） 与过量氢氧化钠反应 （离子方程式） 实验室常用 和 反应制取氢氧化铝： （离子方程式） 5、铝三角A . O2和H2的混合气体BC .大于 1 . 12 L H2D例3、等量镁铝合金粉末分别与下列A . 2mol L-1H2SO4 溶液C. 6 mol L-1 KOH 溶液【典例剖析】例1、两个烧杯加入同体积的浓度为 2mol/L的H2SO4,置于天平两端，调平天平后分别加入10. 8 g的A1和Mg,则反应完毕后，天平（）A.可能向加 Mg 一端下倾B .可能向加 Al 一端下倾C.可能仍保持天平平衡D .无法判断例2、用铝箔包装0. 1 mol金属钠

17、，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为（标准况）（）.1 . 12 L H2.小于1. 12 L气体4种过量的溶液充分反应，放出氢气最多的是（）B. 18 mol L -1H2SO4 溶液D. 3 mol L-1HNO3溶液例4、下列各金属的混合物 2.5 g和足量的盐酸反应，放出的H2在标准状况下体积为 2.24L,其中可能的是（）A . Zn 和 Fe B. Mg 和 Zn C. Al 和 Mg D. Cu 和 Fe例5、Na、Mg、Al三种金属各0. 2 mol,分别与100 mL 1mol/L的HCl溶液反应，放出H2的量是（）A . M

18、g最多 B. Al最多C. Na最多 D. 一样多例6、有10.2g Mg、Al混合物，溶于 0.5L 4mol/L盐酸中。若加入 2mol/L NaOH溶液，使得沉淀量最大，应加NaOH溶液的体积是（）LB.0.5LC.1L例7、有一根粗铝含铁和硅两种杂质，取等质量的粗铝分别投入足量稀HCl和足量的NaOH溶液中，放出等量的 H2,则该粗铝中，铁和硅的关系为（）。a.物质的量之比为2 ： 1 b.物质的量之比为3 ： 1c. 质量之比为2 ： 1 d.质量之比为4 ： 1A. bdB.bcC.adD.只有 d例8、等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的

19、铝，生成氢气的体积比为 5: 6,则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是（）A .甲、乙中都是铝过量B ,甲中铝过量、乙中碱过量C .甲中酸过量、乙中铝过量D.甲中酸过量、乙中碱过量例9、氢氧化铝沉淀量图象大致可以分为如图六类。图中横坐标为加入试剂的体积(1) <2)(3)C4）（6）（1）图 为向AlCl3溶液中滴人 NaOH溶液反应离子方程式：AB段： BC段：（2）图 为向NaOH溶液中滴入 AlCl3溶液反应离子方程式：AB段： BC段：（3）图 为向盐酸酸化了的 AlCl3溶液中滴入NaOH溶液AB段：BC段：CD段：(4)图 为向盐酸中加入 NaAlO 2溶液AB段：BC段：(

20、5)图 为向NaAlO 2溶液中加入盐酸AB段：BC段：(6)图 为向A1C13溶液中滴入 NaAlO 2溶液(也可表示为 NaAl (OH) 4溶液)AB段:四、铁及其化合物【知识清单】1、在地壳中含量第一的元素是 ,铁是含量第 的元素，铁是 含量第 的金属元素。铁元素在自然界中的存在形式是 态。2、(1)纯净的铁是的 色金属，有较好的 、 性 能，还能被 吸引。(2)铁的化学性质：完成反应方程式：点燃点燃点燃Fe+ O2Fe+ CI2Fe+ I2=A =Fe+ SFe + HNO3 (过量)=离子方程式为：Fe (过量)+ HNO3=离子方程式为：Fe+ HNO3 (浓) 左 铁与浓HNO

21、3、浓H2SQ在常温下会发生 现象，所以可用铁制容器贮存和运输浓HNO3和浓H2SQ。Fe+ Cu2+=Fe+ Fe3+=3、铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态制法(化学方程式)二者的关系空气中，Fe(OH，能迅速被氧气氧化成Fe(OH>,现象是_一色迅速变成色，最后变成色，反应方程式为由此可知Fe(OH)比Fe(OH>稳定4、Fe、Fe2+、F8+之间的相互转化关系（铁三Fe单质具有还原性、Fe3+具有氧化性、Fe2+既具有氧化性又具有还原性特别提醒：注意转化过程所选氧化 剂或还原剂的强弱（1）常见Fe*转化成Fe3+的离子方程式2Fe2 +Cl2（Br2）=2Fe3 +2Cl （Br ）3Fe2 + 4H + NO3 =3Fe3 + NO? +2H2O2Fe2+ H2O2+ 2H=2Fe3+ + 2H2。（2）常见Fe3+转化成Fe2+的离子方程式2Fe3 +Cu=2Fe2 + Cu2+2Fe3 + Fe=3Fe22Fe3 + 2I =2Fe2 + I22Fe3 + S2 =2Fe2+ + SJ或 2F