2024-2025学年高中化学第3章金属及其化合物第1节课时1金属与非金属酸和水的反应学案新人教版必修1

PAGE6-课时1金属与非金属、酸和水的反应目标与素养：1．了解金属的物理通性与化学通性。(宏观辨识)2．了解Na、Al与O2的反应，Na、Fe与H2O的反应。(改变观念)3．试验探究Na、Al与O2反应以及Na、Fe与H2O反应的原理。(科学探究)一、金属的通性1．金属的存在和物理通性2．金属的化学通性金属与酸、盐反应的一般规律(1)金属与酸的反应在金属活动性依次表中，排在氢之前的金属可与非氧化性酸(盐酸、稀硫酸等)反应生成氢气。(2)金属与盐溶液的反应在金属活动性依次表中，一般位于前面的金属(K、Ca、Na除外)能够把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。二、金属与非金属(O2、Cl2、S)的反应1．钠与氧气的反应反应条件室温加热或点燃试验步骤试验现象新切开的钠具有银白色的金属光泽，在空气中很快变暗钠先熔化成小球，然后猛烈燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体化学方程式4Na＋O2=2Na2O2Na＋O2eq\o(=,\s\up10(△))Na2O22．铝与氧气的反应试验现象铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝不滴落试验结论常温下，铝与空气中的氧气反应，生成一薄层致密的氧化膜试验缘由铝表面生成的氧化膜(Al2O3)的熔点高于铝的熔点，包在铝的外面，所以熔化的液态铝不滴落化学方程式4Al＋3O2=2Al2O33．其他反应(1)Na与Cl2、S反应的化学方程式2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up10(点燃))2NaCl、2Na＋Seq\o(=,\s\up10(△))Na2S。(2)Al与Cl2、S反应的化学方程式2Al＋3Cl2eq\o(=,\s\up10(点燃))2AlCl3、2Al＋3Seq\o(=,\s\up10(△))Al2S3。三、金属与水的反应1．Na与水反应试验操作试验现象结论或说明①钠浮在水面上①钠的密度比水小②钠熔化成小球②钠熔点低，反应放热③小球在水面上四处游动③反应产生的气体推动小球运动④与水反应发出“嘶嘶”声，渐渐变小，最终消逝④钠与水猛烈反应，产生气体⑤反应后溶液的颜色渐渐变红色⑤有碱性物质(NaOH)生成化学方程式：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑。2．铁与水蒸气的反应试验装置试验操作及现象导管口冒出大量气泡，用小试管收集一试管气体，点燃，听到爆鸣声，证明生成了H2用火柴点燃肥皂液，听到爆鸣声，证明生成了H2试验结论在高温下，铁能与水蒸气反应生成H2，化学方程式为3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up10(高温))Fe3O4＋4H21．推断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)全部金属在常温下均为固体，在自然界中主要以化合态存在。 ()(2)钠与空气反应肯定生成Na2O。 ()(3)金属与水反应均生成碱和H2。 ()(4)Fe与H2O(g)反应生成Fe2O3和H2。 ()[答案](1)×(2)×(3)×(4)×2．写出下列反应的化学方程式。(1)Cu与AgNO3溶液反应：________________________________________。(2)Cu与O2反应：_______________________________________________。(3)Zn与稀硫酸反应：_____________________________________________。(4)Na与H2O反应：______________________________________________。(5)Fe与H2O(g)反应：______________________________________________。(6)Al与稀盐酸反应：____________________________________________。[答案](1)Cu＋2AgNO3=2Ag＋Cu(NO3)2(2)2Cu＋O2eq\o(=,\s\up10(△))2CuO(3)Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑(4)2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑(5)3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up10(高温))Fe3O4＋4H2(6)2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑Na、Al、Fe与O2的反应1．金属的金属性越强，越易与氧气发生化合反应。(1)常温下活泼金属K、Ca、Na在空气中易被氧化，在空气中可发生燃烧。4Na＋O2=2Na2O、2Na2O＋O2eq\o(=,\s\up10(△))2Na2O2、2Na＋O2eq\o(=,\s\up10(点燃或△))Na2O2。(2)常温下较活泼金属Mg、Al在空气中易氧化，形成氧化膜，Mg在空气中可发生燃烧。(3)常温下金属Fe与干燥空气不发生氧化反应，加热条件下能被氧化，在纯氧中可发生燃烧。2．金属钠露置于空气中的主要改变钠(Na)eq\o(→,\s\up10(空气))表面变暗(Na2O)eq\o(→,\s\up10(H2O))白色固体(NaOH)eq\o(→,\s\up10(H2O))表面形成溶液(NaOH潮解)eq\o(→,\s\up10(CO2))白色固体(Na2CO3·10H2O)eq\o(→,\s\up10(风化))白色粉末(Na2CO3)。1．下列有关试验的描述，符合事实的是()A．金属钠暴露在空气里，表面变暗，生成白色的氧化钠固体，最终生成Na2CO3粉末B．用坩埚钳夹住打磨过的镁带，在酒精灯上点燃，发出刺眼的白光，放出大量的热，产生白色粉末C．钠与氧气反应时，产物是由氧气的用量确定的D．打磨的铝箔加热至熔化时，铝会滴落A[用坩埚钳夹住打磨过的镁带，在酒精灯上点燃，产生的是白色固体氧化镁，而不是白色粉末，B不正确；钠与氧气反应产物，由反应条件确定，打磨的铝箔加热至熔化也不滴落，所以C、D不正确。]2．装运金属钠的包装箱上应印有下列警示标记中的()A．爆炸品B．遇湿易燃物品C．氧化剂D．腐蚀品B[钠为遇湿易燃物品。]Na、Fe与H2O、酸、盐的反应1．钠与H2O、酸、盐溶液的反应(1)钠与水的反应离子方程式：2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑，还原剂：Na，氧化剂：H2O。(2)钠与酸溶液的反应①钠与酸溶液反应时先与酸中的H＋反应生成H2。②假如钠过量，钠把酸消耗尽之后，再与水反应。(3)钠与盐溶液的反应钠与盐溶液反应时，首先与水反应生成NaOH，然后NaOH与盐发生复分解反应(若氢氧化钠不与盐反应，则只有钠与水的反应)。但在熔融盐中加入Na，也可以把盐中金属置换出来。2．Fe与H2O的反应(1)Fe在潮湿的空气中缓慢氧化最终生成铁锈(Fe2O3·xH2O)。(2)Fe与液态水不反应，但在高温条件下与水蒸气反应生成Fe3O4和H2。3．金属钠分别与下列溶液反应时，既有气体又有沉淀产生的是()A．BaCl2溶液 B．K2SO4溶液C．FeCl3溶液 D．稀盐酸C[钠与盐溶液中的水反应生成NaOH和H2，故每种溶液中均有气体产生。A、B、D中均无沉淀生成，C中FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3沉淀。]4．某同学欲分别用甲、乙两装置在试验室中完成铁与水蒸气反应的试验。甲乙已知B中放入的是铁粉与石棉绒的混合物，C中放的是干燥剂，E为酒精喷灯，G为带有铁丝网罩的酒精灯。对比两装置，回答下列问题：(1)如何检查乙装置的气密性？___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)乙装置中湿沙子的作用是_______________________________________。(3)B处发生反应的化学方程式为___________________________________。(4)装置乙中H必不行少，H的作用是_______________________________。(5)对比甲、乙两装置的B和K，B的优点是__________________________。[答案](1)向H中加入水没过导管口，连接好装置，微热K，若H中导管口出现气泡，停止加热后导管中出现水柱，证明气密性良好(其他合理答案也可)(2)供应水蒸气(3)3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up10(高温))Fe3O4＋4H2(4)干燥氢气，降低氢气中水蒸气的含量(5)运用石棉绒，增大水蒸气与铁粉的接触面积，使反应充分进行1．人们习惯上把金、银、铜、铁、锡五种金属统称为“五金”。在“五金”依次中，把一种金属的位置向后移一位，正好符合某化学规律。这种金属和该化学规律是()A．铁、金属活动性依次 B．金、质量守恒定律C．银、质量守恒定律 D．铜、金属密度依次A[将“五金”中的铁后移一位，为金属活动性由弱到强的依次。]2．下列关于金属的说法中正确的是()A．金属在常温下都能与氧气反应B．常温下，与氧气反应的金属均可形成致密的氧化膜，阻挡金属接着被氧化C．铁能置换出CuSO4溶液中的铜，故银也能置换出CuSO4溶液中的铜D．金属活动性依次中，排在氢之前的金属与盐酸都能发生置换反应D[金、铂性质特别稳定，不能与氧气、盐酸等反应，A项错误；像铁这类金属形成的氧化膜疏松，B项错误；Ag的金属活动性比Cu的弱，Ag不能与CuSO4反应，C错误；活泼金属均能与盐酸发生置换反应产生H2，D项正确。]3．某学习小组进行了下图所示的试验，试验后组员之间的沟通不合理的是()A．甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰B．乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁C．丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中，加适量的水，加热也可实现该反应D．丁同学认为试管中湿棉花的作用是产生水蒸气C[铁与水蒸气在高温条件下可反应，与液态水加热不反应。]4．将小块钠投入到硫酸铜的稀溶液中：(1)视察到的现象是________(填序号)。①钠浮于液面上②熔化成小球③发出“嘶嘶”的响声，放出气体④有蓝色沉淀产生⑤析出大量红色的铜(2)用离子方程式说明试验现象：__