高中化学人教版第三章金属及其化合物第一节金属的化学性质 全国获奖

第三章金属及其化合物第一节金属的化学性质第1课时金属与非金属的反应及钠与水的反应【考纲要求】1.掌握钠、铝与氧气的反应，掌握金属钠、铝的主要化学性质。2.通过钠在空气中缓慢氧化和钠加热时氧化的实验，培养学生的观察能力，对比能力，分析能力。【自主学习】一、金属的存在及通性1、存在：地壳中各元素含量顺序。自然界中的绝大多数金属都是以态（化合物）存在的，少数以态（单质）存在，如金等。2．物理性质3．化学性质（结构决定性质）画出Na、Mg、Al的原子结构示意图______________________、____________________、________________________。金属原子的最外层电子数一般少于________个，容易_____电子_。这一特点，使金属单质往往表现出__________，因此遇到有氧化性的物质，如Cl2、S等时，能发生氧化反应，作剂。金属活动性顺序表为通常情况下，活泼金属单质能够与非金属、盐、酸、氧化物等发生反应。根据教材图3—2有关金属化学性质的一些实验，写出下列反应的化学方程式：（1）与盐溶液应反：铝丝插入硫酸铜溶液；（2）与非金属反应：镁在空气中点燃；（3）与盐溶液反应：铜丝与硝酸银溶液反应；（4）与酸反应：镁条放入稀盐酸；二、金属和非金属的反应1．钠与氧气的反应实验操作实验现象实验结论新切开的钠具有__________金属光泽，在空气中表面很快______钠是________金属，硬度____，熔点____，通常保存在______中；常温下与O2发生反应：_____________，说明钠比铁、铝、镁等活泼得多钠先熔化为______小球，然后燃烧，火焰呈______色，最后生成________固体加热时与O2的反应为：__________________________________注意：①反应物相同，反应条件不同，产物就不同，因此在化学反应中一定要注意反应的条件。②试着比较稳定性：Na2O2Na2O（填＞，=，＜)练习：写出钠与Cl2、S反应的化学方程式，保存方法：钠保存在中，以隔绝空气。2．铝与氧气的反应活泼金属在空气中易与氧气反应，表面生成一层__________，有的氧化膜______，不能保护____________，有的氧化膜________，可保护____________不被__________。铝遇冷的浓硫酸、浓硝酸要发生。实验操作实验现象结论或解释氧化膜能保护铝，__________的熔点比铝的____，包在铝的外面，故__________________________3．总结常见金属与氧气的反应，完成下列表格。金属反应条件反应现象氧化物的颜色化学方程式钠常温/加热铝铁纯氧＼点燃铜三、钠与水的反应实验操作实验现象结论或解释(1)钠浮在水面上(1)钠的密度比水______(2)与水反应发出“________”响声(2)钠与水反应生成气体(3)钠熔化成闪亮的小球(3)钠熔点____，反应________(4)小球在水面上迅速游动，逐渐变小，最后________(4)反应产生的气体推动小球运动(5)反应后溶液的颜色逐渐变____(5)有____生成结论钠与水剧烈反应，生成NaOH和H2，表现出性，写出其化学方程式并用双红桥表示电子的转移情况：____________________________________________注意①取用的钠要小，过大易发生危险；②用滤纸吸去钠表面的煤油；③放入钠块后，最好用玻璃片遮盖烧杯。思考：钠与能否置换出盐溶液中的金属？推测钠分别投入硫酸铜和氯化铁溶液中产生的现象，其反应的化学方程式分别为，。【考点突破】〖典型例题〗例1、对于下列有关金属钠的叙述，正确的是（）A.由于钠比较活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动顺序表中钠后面的金属个钠原子能失去1个电子，1个镁原子能失去2个电子，所以镁的还原性比钠强C.钠能把钛、锆等金属从熔融卤化物里还原出来D.0.5L1mol·L-1的盐酸分别与1mol钠、镁、铝反应，所生成的氢气的量相等例2、将一小块钠在空气中久置，最终产物是什么？发生了哪些变化？例3、现将4.6g纯净金属钠在干燥空气中被氧化后,得到7.0g固体A．只有Na2OB．只有Na2O2C．Na2O2和Na2OD〖反馈训练〗知识点1金属元素的通性1．下列关于金属元素的特征叙述，正确的是()A．金属元素的原子只有还原性、金属离子只有氧化性B．金属元素在化合物中一定显正价C．金属元素在不同化合物中的化合价都相同D．金属元素的单质在常温下都呈固态知识点2试剂的存放2．通过你的观察和推理，判断下列实验室中对于少量钠的保存方法正确的是()A．保存在水中B．密封，保存在细口瓶中C．用铝箔包裹，密封在广口瓶中D．密封，保存在广口瓶中的煤油中知识点3金属与非金属的反应3．下列关于金属性质的叙述中正确的是()A．钠与氧气反应时，产物是由O2的用量决定的B．铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧C．金属与非金属发生反应时，被氧化的一定是金属D．铁丝不论在空气中还是纯氧中都不会燃烧知识点4钠与水的反应4．将一块金属钠投入到滴有紫色石蕊试液的盛冷水的烧杯中，甲同学认为可观察到下列现象，其中正确的有()①钠投入水中，先沉入水底，后浮出水面②钠立即与水反应，并有气体产生③反应后溶液变红④钠熔成闪亮的小球⑤小球在水面上四处游动⑥有“嘶嘶”的响声发出A．①②③④B．②③④⑤C．②④⑤⑥D．③④⑥【考点巩固】1．人类历史上使用最早的金属是()A．铜 B．铁 C．铝 D．钛2．下列物质中，有一种物质的颜色与其他三种物质的不同，这种物质是()A．NaOHB．Na2OC．Na2O2D．Na2CO33．小明家收藏了一张清末的铝制佛像，至今保存完好。其未被锈蚀的主要原因是()A．铝不易发生化学反应B．铝的氧化物易发生还原反应C．铝不易被氧化D．铝易被氧化，且氧化铝膜具有保护内部铝的作用4．金属钠投入到下列溶液中，既有气体放出，又有白色沉淀生成的是()A．盐酸B．氯化钠溶液C．氯化铜溶液D．氯化镁溶液5．等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在足量氧气中常温下充分反应，则下列说法正确的是()A．第一块钠失去电子多B．两块钠失去电子一样多C．第二块钠产物质量大D．两块钠的反应产物质量一样大6．钾（K）与Na在性质上具有很大的相似性，但K比Na的活泼性强，下面是根据Na的性质对K的性质的预测，其中正确的是 A．因为K的活泼性强，所以钾应该保存在煤油B．K在空气可以被空气中的氧气所氧化，且产物是K2O C．K与水能够反应，但不如Na与水的反应剧烈，但产物都有氢气 D．K可以与水剧烈反应，生成氢气7、取黄豆粒大小的一块金属钠，用滤纸擦干其表面的煤油，然后加入到硫酸铜溶液中，观察实验现象并写出化学方程式：①钠在溶液中与水反应的实验现象是，反应的离子方程式②溶液中的实验现象；反应的离子方程式是。9．某校学生课外活动小组为测定Na元素的相对原子质量，设计的装置如图，该装置(包括水和干燥剂)的总质量为ag，从实验室取出bg(不足量)的钠放入水中，塞紧瓶塞，完全反应后再称量此装置的总质量为cg。试回答：(1)实验室取用一小块钠，需要用到________________________。(2)此干燥管的作用是________________________________________；若此钠块有极少量被氧化，则测出的相对原子质量会比实际相对原子质量__________(填“偏大”、“偏小”或“不变”，下同)；(3)有甲同学建议在图中干燥管上再连一同样干燥管，其目的是_________，计算钠的相对原子质量的表达式为__________。(4)有乙同学为避免由于行动不够迅速产生偏差，又建议在集气瓶中再加入一定量煤油，其目的是_______________________________________________________________________________________。第2课时铁与水蒸气及铝与氢氧化钠溶液的反应【考纲要求】1.掌握铁与水蒸气的反应原理。2.掌握铝的两性，并能初步进行有关的图像分析与简单的计算【自主学习】回顾：钠与水反应的原理及化学方程式一、铁与水蒸气的反应实验装置操作及现象用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了结论铁不能与冷水、热水反应，但能与高温水蒸气反应，反应方程式并用双线桥分析_________________________________________（2）比较钠、镁、铝、铁与水的反应与冷水剧烈反应的金属是，与冷水反应不明显，与热水反应明显的金属是，与冷水不反应，与热水微弱反应的金属是，与冷水、热水都不反应，只与水蒸汽反应的金属是。利用上面信息中列出以上几种元素金属性的强弱顺序。二、铝与NaOH溶液的反应实验操作实验现象试管中__________________，铝片______；点燃的木条放在试管口时发出______声试管中____________________，铝片______；点燃的木条放在试管口时发出________声有关化学方程式化学方程式：____________________________________化学方程式：__________________离子方程式：______________________离子方程式：_________________________________________[思考]1.为什么铝制餐具不宜长时间用来蒸煮或存放酸性、碱性或咸的食物2．除去下列物质中的杂质，写出有关反应的离子方程式：Fe(Al)方法：离子方程式：Cu(Al):方法：离子方程式：3．铝与碱溶液(NaOH溶液)反应的的实质：【问题导思】①等量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，消耗HCl和NaOH的物质的量有什么关系？②等量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，生成H2的量有什么关系？③足量的铝与等物质的量浓度、等体积的盐酸和NaOH反应，生成H2的量又有什么关系？【提示】足量铝与等物质的量盐酸和NaOH反应，产生H2体积比为1∶3。分析依据：2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑1．等量的Al分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应产生H2的量相等，此时消耗盐酸与NaOH的物质的量之比为3∶1。2．足量的铝与等物质的量的盐酸和NaOH反应，产生H2的量之比为1∶3，此时消耗Al的量之比也为1∶3。3．一定量的Al分别和一定量的盐酸和NaOH溶液反应，若eq\f(1,3)<eq\f(nHClH2,nNaOHH2)<1，必定存在反应时Al在盐酸中过量而在NaOH溶液中不足的事实。【考点突破】〖典型例题〗例1．下列反应没有氢气生成的是()A．单质钠投入水中B．铝投入到氢氧化钠溶液中C．氧化钠投入水中D．往铁粉中通入水蒸气，并高温加热例2、将适量钠投入下列溶液中，既能产生气体又能生成白色沉淀的是()A．硫酸铜溶液B．稀硫酸C．氯化钠溶液D．氯化镁溶液例3．有一镁铝合金，根据某同学的操作，回答下列问题：（1）将合金与过量NaOH溶液反应，所得溶液中不存在的离子是。A、Na+B、Mg2+C、OH-D、AlO2-（2）将合金溶于过量的盐酸中，充分反应后，溶液中新生成的离子是；再加入过量的NaOH溶液，反应后溶液中新生成的离子是，减少的金属离子是〖反馈训练〗知识点1铁与水蒸气的反应1．铁在一定条件下与纯O2、水蒸气反应的共同产物是()A．FeOB．Fe2O3C．Fe3O4D．Fe(OH)知识点2铝与NaOH溶液反应的实质2．有关Al与NaOH溶液反应的说法中，正确的是()A．Al是还原剂，NaOH及H2O均是氧化剂B．还原产物是H2，且由H2O还原所得的H2与由NaOH还原所得的H2物质的量之比为2∶1C．此反应说明铝具有两性，铝的活泼性比只具有金属性的金属弱D．此反应中，只有H2O是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂知识点3离子方程式的书写3．下列反应的离子方程式书写正确的是()A．钠和冷水反应：Na＋2H2O=Na＋＋2OH－＋H2↑B．金属铝溶于NaOH溶液：Al＋2OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋H2↑C．金属铝溶于盐酸中：2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑D．铁与稀硫酸反应：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑4．下列关于金属性质的叙述中，正确的是()A．钠与氧气反应时，产物是由O2的用量决定的B．铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧C．金属与非金属反应时，被氧化的一定是金属D．铁丝不论在空气中还是纯氧中都不会燃烧5．对于铝和烧碱溶液的反应，下列说法不正确的是()A．铝是还原剂B．该反应是氧化还原反应C．该反应说明所有金属都能与碱反应D．H2为还原产物6．将钠、铝、铁各6g分别投入过量的1mol/L的盐酸中，下列说法正确的是()A．钠与盐酸反应最剧烈，产生的气体最多B．铝与盐酸反应的剧烈程度仅次于钠，但产生的气体最多C．铁与盐酸反应产生的气体比钠多D．反应结束时产生的气体一样多7．(1)等物质的量的Na、Mg、Al分别与足量盐酸反应产生氢气的物质的量之比为________。(2)与足量盐酸反应后产生H2的物质的量相同，则所加入Na、Mg、Al三种金属的质量比为________。【考点巩固】1．有关铁与水反应的说法中，正确的是()A．在任何条件下，铁与水均不发生反应B．在高温时，铁与水蒸气反应生成氢氧化铁和氢气C．在高温时，铁与水蒸气反应生成氧化铁和氢气D．在高温时，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气2．除去镁粉中的少量铝粉，可选用的试剂是()A．硫酸B．氨水C．盐酸D．氢氧化钠溶液3．下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是()A．盛放食醋B．烧煮开水C．用金属丝擦洗表面的污垢D．用碱水洗涤4．等量镁铝合金粉末分别投入到下列四种过量物质的溶液中，充分反应，放出H2最多的是()A．NaOH溶液B．H2SO4溶液C．蔗糖溶液D．NaCl溶液5．将锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10g与足量盐酸反应，产生的氢气在标准状况下体积为11.2L，则混合物中一定含有的金属是()A．锌B．铁C．铝D．镁6．铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应时，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为()A．1∶1B．2∶1C．3∶17．Mg、Al、Fe三种金属分别与同浓度、同体积的稀盐酸反应时，放出H2的质量相等，则下列说法中正确的是()A．三种金属的物质的量相等B．三种金属均过量C．三种金属的质量相等D．盐酸均过量8．向一个铝制易拉罐中充满CO2，然后往罐内注入足量的浓NaOH溶液，立即用胶布密封罐口，不多会儿听到易拉罐“咔咔”作响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿又鼓起来。(1)易拉罐变瘪的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________。(2)易拉罐又鼓起来的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________。(3)有关反应的离子方程式为___________________________________________________________、______________________________。9．某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：(1)A装置的作用是__________________，B中反应的化学方程式为____________。(2)D的作用是_________________(3)E中的现象是______________。(4)A、B两个装置中应先点燃______处的酒精(喷)灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是____________________________________________________。第3课时物质的量在化学方程式计算中的应用【考纲要求】学会并熟练应用物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积应用于化学方程式的计算。【自主学习】知识回顾1．阿伏加德罗常数（NA）与物质的量（n）的关系是。2．摩尔质量（M）与物质的量（n）的关系是。3．气体摩尔体积（Vm）与物质的量（n）的关系是。4．物质的量浓度（C）与物质的量（n）及溶液体积的关系是。5．物质的量浓度（C）和溶液质量分数的换算关系是6．一定温度和压强下，气体摩尔质量（M）、气体密度（ρ）、气体摩尔体积（Vm）的关系。7．阿伏加德罗定律及应用同温同压下，气体的体积比等于气体的之比，即V1/V2==。同温、定容时，气体的压强比等于气体的之比，即P1/P2==。同温同压下，气体的密度比等于它们的之比，即ρ1/ρ2==。同温、同压下，等质量的任何气体的体积比等于倒数比，即V1/V2=。化学方程式2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑化学计量数之比2∶2∶2∶1扩大NA倍之后∶∶∶物质的量之比∶∶∶结论化学方程式中各物质的化学计量数之比＝各物质的粒子数之比＝各物质的物质的量之比8．【考点突破】一、化学方程式计算的基本要求1．根据化学方程式进行计算时，已知的物质的其他物理量可换算成物质的量，再根据化学方程式中化学计量数之比等于其__________之比，列比例式。2．各物理量及单位、公式等尽量用符号表示。各物理量要注明所表示的物质(或粒子)的符号，如参加反应的NaOH的物质的量表示为__________。3．设未知数可直接用各物理量符号表示，如设参加反应的HCl的物质的量为______，并且不用带单位。4．把已知量代入比例式计算时，都要代入单位。5．根据化学方程式计算时，已知物理量和被求物理量，只要满足“上下一致，左右相当”即可进行求算，如46gNa与水反应时，46gNa与22.4LH2(标况)是相当的。二、利用化学方程式进行计算的基本步骤(1)基本计算：已知一种反应物(或生成物)的量求解其他物质的有关量，此时，只要按照化学方程式的量的关系，列出已知物质和待求物质的比例式计算便可。(2)过量计算：给出了两种反应物的量，求解某产物的量。方法：按照化学方程式的量的关系判断哪一种物质过量，然后根据量不足的物质进行求解。〖典型例题〗例1向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl，二者恰好完全反应，计算：(1)Al的物质的量。(2)参加反应的NaOH的物质的量和溶液的物质的量浓度。(3)生成的H2在标准状况下的体积。例2．将46g金属钠和54g金属铝同时放入足量的水中，最后得到5.0L溶质仅为偏铝酸钠的溶液。计算：(1)得到的气体在标准状况下的体积。(2)所得溶液中偏铝酸钠的物质的量浓度。例题3．将2.3g钠溶于多少克水中，才能使每10个H2O分子中溶有一个Na+？例4．将质量为1.15g钠用刺了孔的铝箔包裹后放入水中，共收集到1.（1）1.15g钠与水反应，理论上生成气体的体积（标准状况）为。（2）Al和NaOH溶液反应也能生成H2，写出相应的化学方程式：。（3）若反应后溶液的体积为100mL，则溶液中NaOH的物质的量浓度为。〖反馈训练〗知识点1物质的量应用于化学方程式的计算1．实验室欲用5mol/L的NaOH溶液吸收molCl2以防止污染空气，则需要NaOH溶液的体积是()A．22.4lB．0.2LC．0.1LD．2L知识点2差量法2．将8g铁片放入100mL硫酸铜溶液中，溶液中的Cu2＋全部被还原时，铁片变为8.2g，则原c(CuSO4)为()A．mol/LB．mol/LC．mol/LD．mol/L知识点3关系式法3．10gMg、Al合金与足量100mLNaOH溶液反应，产生H2的体积为6.72L(标准状况下)，求：(1)合金中Al的质量分数；(2)生成物NaAlO2的物质的量浓度(假设溶液体积不变)。【考点巩固】1．物质在发生化学反应时()A．各物质的质量一定相等B．各物质的物质的量一定相等C．各物质的质量之比等于化学方程式中的化学计量数之比D．各物质的物质的量之比等于化学方程式中的化学计量数之比2．用等质量的金属钠进行下列实验，产生氢气最多的是()A．与足量的稀盐酸中B．与足量的稀硫酸中C．与足量的氯化钠溶液D．将钠用铝箔包好，并刺一些小孔，放入足量的水中3．0.16gNaOH恰好与20mL的盐酸完全反应，则盐酸的物质的量浓度为()A．mol/LB．mol/LC．mol/LD．1mol/L4．将铁片放入下列溶液中，铁片溶解，溶液的质量减轻的是()A．稀硫酸B．CuSO4溶液C．稀盐酸D．AlCl3溶液5．0.56gCaO正好与20mol盐酸反应，这种盐酸的物质的量浓度是()A．mol/LB．mol/LC．mol/LD．mol/L6．将4.6g钠投入到95.4g水中，所得溶液中溶质的质量分数为()A．等于%B．等于%C．大于%D．小于%7．由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10g，与足量的盐酸反应产生的H2为11.2L(标准状况)，则混合物中一定含有的金属是()A．锌B．铁C．铝D．镁8．如下图是某学校实验室中氢氧化钠试剂标签上的部分内容。某同学从该试剂瓶中取出24.0g固体，配成1L溶液，请回答：eq\x(\a\al(氢氧化钠化学纯CP,500g,品名：氢氧化钠,化学式：NaOH,式量：40))(1)所得溶液的物质的浓度。(2)从所得的氢氧化钠溶液中取出200mL于一烧杯中，投入足量的金属铝，完全反应后，产生的气体在标准状况下的体积是多少？9．在标准状况下，进行甲、乙、丙三组实验。三组实验各取30mL同浓度的盐酸，加入同一种镁、铝混合物粉末，产生气体，有关数据列表如下：实验序号甲乙丙混合物的质量(mg)255385459生成气体(mL)280336336(1)甲、乙两组实验中，哪一组盐酸是不足量的？________(填“甲”或“乙”)。理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)要算出盐酸的物质的量浓度，题中可作计算依据的数据是____________，求得盐酸的物质的量浓度为__________。(3)求合金中Mg、Al的物质的量之比，题中可作计算依据的数据是__________，求得Mg、Al的物质的量之比为____________。

第三章金属及其化合物第一节金属的化学性质第1课时【反馈训练】1．B2．D3．C4．C【考点巩固】1．A2．C3．D4．D5．C6．B7．(1)滤纸、小刀、镊子、玻璃片(2)吸收水蒸气，避免