高中化学 3.1金属的化学性质学案 新人教版必修1-新人教版高一必修1化学学案

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B.1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7.0gA．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0.5molCl2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．0.5mol/LB．0.25mol/LC．0.025mol/LD．0.125mol/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．0.1mol/LB．0.2mol/LC．0.5mol/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．0.10mol/LB．0.20mol/LC．0.50mol/LD．1.00mol/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4.6%B．等于8.0%C．大于8.0%D．小于8.0%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，避免集气瓶中水蒸气逸出偏大(3)避免空气中水蒸气被干燥剂吸收