第三章金属及其化合物
第一节 金属的化学性质
教学目标
1、通过回忆初中学过的镁、铝、铁、铜的部分性质，结合实验来认识钠是一种活泼金属
2、根据金属的性质来认识钠、镁、铝、铁的存在及用途
3、通过学习钠、铝、铁分别与氧气的反应，找出与水反应的相同点和差异
4、根据钠、铝、铁与氧气的反应情况差异，找出其本质原因
通过学习钠、铝、铁分别与水的反应，找出与水反应的相同点和差异
５、根据钠、铝、铁与水的反应情况差异，找出其本质原因
６、掌握物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积应用于化学方程式的计算方法和格式。
７、加深对物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积等概念的理解。
８、培养自己综合运用知识的能力和综合计算的能力。
人类最早发现和冶炼的是铜。
远自我国夏朝（公元前２１４０年──前１７１１年）开始有青铜铸品，
距今四千年以上。
1）钠与氧气的反应
2）铝与氧气的反应：
4Na + O2 === 2Na2O
4Al + 3O2 === 2Al2O3
同学们，你们听说过能用刀切的金属吗？你们见过比水轻的金属吗？你们听说过会游泳的金属吗？
烈火英雄向秀丽
50年代末，我国出了个女英雄向秀丽。一天她所在的工厂不慎失火。从火海中冲出的向秀丽突然想到车间还有很多钠，而这时救火车已经来了，但她还是毅然冲进火海抢救钠。最后钠全部抢救出来了，而她却由于重度烧伤，壮烈牺牲了。
救火车来了，向秀丽为什么还要去抢救钠呢？难道这种情况下不可以用水来灭火吗？钠有什么特殊的性质呢？
钠与水的反应
在烧杯中加一些水
科学探究实验3－3:
操作步骤：
滴加几滴酚酞溶液
把一小块钠放入水中
钠所在的位置
钠球的运动和大小变化情况
周围水雾的产生以及响声
溶液颜色的变化情况
观察点
二、金属与酸和水的反应
①钠浮在水面上--------------
②钠熔成一个闪亮的小球------
③小球四处游动--------------
④发出“嘶嘶嘶”的响声------
⑤加入酚酞，溶液变红---------
浮
熔
游
响
红
实验现象：
密度比水小
熔点低，反应放热
产生了气体，气体推动小球迅速移动
反应剧烈、有可燃性气体生成
生成了碱性物质
二、金属与酸和水的反应
金属钠与水(加了酚酞)反应的实验现象:
如何设计实验验证钠与水反应产生的气体是什么?
？
金属钠与水化学方程式：
2Na + 2H2O = 2Na+ + 2OH- + H2↑
练习写出钠与水反应的离子方程式：
反应的实质：钠原子与水电离出来的H+发生氧化还原反应。

不和煤油反应，密度比煤油大，能隔绝空气和水。
思考：能否用手直接取用钠？
钠的保存
1、钠着火时，应如何灭火？
2 、将金属钠(密度为0.9788g/cm3)放入煤油(密度为0.8g/cm3)和水的混合物中，你推测可能会观察到什么现象？并解释原因。
思考与交流
用沙土扑灭
钠放入煤油和水的混合物中，产生的现象：
钠块将沉到煤油和水的界面上，有气泡产生，钠块上浮。当气泡逸出后，钠块又下沉到煤油和水的界面上，又发生反应，重复发生上述现象至钠块消失。
1.预测金属钠与盐酸的反应的现象。
钠与酸反应比与水反应剧烈。由于钠与水反应，实质上是钠跟水电离出的H+反应；而酸中的H+浓度比水中H+浓度大。
思维拓展:
钠与酸反应的离子方程式:
2Na + 2H+ = 2Na+ + H2↑
思维拓展
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓+ Na2SO4
蓝色絮状深沉
总反应式：
2Na + 2H2O + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + Na2SO4 + H2↑
钠和盐溶液反应
实质：钠先和水反应，生成的氢氧化钠再 与某些盐反应。
例如：钠和CuSO4溶液反应
钠与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属。
2.若将金属钠投入到硫酸铜溶液中，能否置换出铜来呢？
人们通常用铁制水壶来盛水和烧水。这说明了什么?铁真的不能跟水反应吗?
思考与交流
★铁不能与冷、热水反应，但能否与水蒸气反应？
★ 你能不能用3支试管、水槽、胶塞、导管、酒精喷灯及其他必要的仪器和物品设计一套简单的实验装置，使铁粉与水蒸气反应？（这套装置应包括水蒸气发生、水蒸气与铁粉反应、检查产生气体等部分。）
★与课本的实验相比较，你觉得哪一套更好？
科学探究：铁与水的反应
水蒸气的发生装置
水蒸气与铁粉反应装置
产物收集装置
★课本中设计的装置更好（优点:装置简单、操作方便、现象明显）
★在下表中记录实验现象
加热时试管内铁粉红热，点燃肥皂泡可听到爆鸣声。
三、铝与氢氧化钠溶液的反应
实验探究：实验3-4
Na、Mg、Fe都能与稀盐酸、稀硫酸反应，不能与NaOH 溶液反应.Al能否与NaOH溶液反应？
？
实验现象: 铝分别放入盐酸、NaOH溶液中有气泡产生，将点燃的木条放在试管口，可观察到蓝色火焰。
化学方程式：
2Al+2NaOH+2H2O =2NaAlO2+3H2↑
2Al+6HCl = 2AlCl3+3H2↑
铝的特殊性：既能跟酸反应产生H2，又能跟强碱溶液反应产生H2。
学以致用
解释：铝和氧化铝能跟酸、碱反应，因而铝的保护膜和铝制品会直接被酸、碱、盐侵蚀，所以，铝制餐具不宜用来蒸煮或长期存放酸性、碱性或咸的食物。
为什么铝制餐具不能用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性的食物?为什么?
以上我们学习了金属的一些化学性质，通过分析不难发现，在反应中这些金属元素的化合价都发生了变化，它们从0价升为正价。
在这些变化中，金属表现了强的还原性，做还原剂 。
在自然界中金属多以化合态存在，只有极少数不活泼的金属如金以游离态存在。
小结：
1、下列离子方程式不正确的是（ ）
A.钠与水的反应：2Na + 2H2O = 2Na＋ + 2OH－ + H2↑
B .铝与氢氧化钠溶液的反应：
2Al+2OH － +2H2O=2AlO2 － +3H2 ↑
C.铝与氯化亚铁溶液的反应：Al+Fe2+=Al3++Fe
D.钠与硫酸铜溶液的反应：2Na＋Cu2+＝Cu＋2Na＋
CD
2.向一个铝制易拉罐充满CO2,然后往罐中注入足量的NaOH溶液,立即用胶布严封罐口,不一会儿听到罐内“咔咔”作响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿易拉罐又鼓起来
（1）易拉罐变瘪的原因是什么？写出（ 反应的离子方程式；
（2）易拉罐又鼓起来的原因是什么？写出反应的离子方程式。
NaOH溶液吸收CO2 ，罐内压强减小，外界压强将易拉罐压瘪。CO2 + 2OH- = CO32-+ H2O
Al表面氧化膜溶解后，Al与NaOH溶液反应产生H2，罐内压强又增大。2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2 ↑
这节课我们按照“设疑引入→探究实验→观察现象→分析原理→归纳总结→反馈运用”的思路，以实验探究为主要手段,学习了金属与酸和水的反应,也掌握了铝的特殊性质—既能与酸,又能与碱反应。同学们要学会运用所学的化学知识来解决一些生活中的实际问题。真正体现“化学源于生活，服务于生活的”宗旨。
课堂小结：
教学程序
（一）理论探究，温故导新
复习回顾钠、铁与水的反应，以金属活泼性顺序表中钠、铁、铝所处的位置，探究铝与水反应的情况。
（二）实验探究，探索新知
（铝片与氢氧化钠溶液反应的历程，体现铝的特性即两性，避开两性的概念。）
实验探究
2Al＋2H2O＋2NaOH＝2NaAlO2＋3H2↑
（三）总结性质，承上启下
总结：
铝的金属共性、特性，都体现强还原性。
存在形式
生活中的联系
定性到定量
（五）练习反馈，巩固新知。
（四）交流讨论、归纳小结 →学生回顾、反 思，课堂小结。
以练习强化，突破难点。设置课后开放性探究练习，更体现学生的自主学习。
在已学的金属中，哪些金属能与水发生反应？
Na Fe
Al能否与水反应？
K . Ca . Na . Mg . Al . Zn . Fe . Sn . Pb . H . Cu . Hg . Ag . Pt . Au
教学过程
想一想？
思考
[实验3]取几片铝片投入盛有约5mL盐酸溶的
试管中，观察实验的现象。
[实验2]取几片铝片投入盛有约5mL氢氧化钠
溶液的试管中，观察实验的现象；
[实验1]在常温条件下，取几片铝片投入盛
有约5mL水的试管中，观察实验的现象；
结 论：
1、常温条件下，铝和水难以反应；
3、常温下，铝能与氢氧化钠溶液发生反应生成氢气，
该反应为放热反应。
2、常温下，铝能与盐酸溶液发生反应生成氢气，
该反应为放热反应。
0 ＋1 ＋3 0
2 2 2 2 3

三、铝与氢氧化钠溶液的反应:
反应历程：
0 ＋1 ＋3 0
(特 性)
0 +1 +3 0
联系生活
应 用：
危 害：
来 源:
1.建筑工地上不用铝桶盛装石灰乳。
2.家中不能用铝制器皿长时间盛放食物。
铝盐能致人体中毒,出现老年性痴呆症,导致骨病,肾病和缺铁性贫血等。
油条、粉丝和含铝药物(如胃舒平)等。
刚才，我们定性研究了铝的化学性质。工农业生产当
中更需要了解、掌握反应的定量问题，这就涉及到运用有
关物理量进行计算的问题，我们已学习哪些物理量？它们
之间有哪些联系？
质量、物质的量、浓度、微粒个数、气体的体积
m n c N v
想一想
合作探究：
物质的量与哪些物理量建立了联系？
结论：物质的量是联系各物理量的纽带，是中心环节.
物 质 的 量
(n)
质 量
(m)
微 粒 个 数
(N)
体 积
(V)
浓 度
(c)
化学计量数： 2 2 2 2 3
扩大 NA :
物质的量:
结 论：
化学方程式中各物质的化学计量之比等于各物质 的粒子数之比，因而也等于各物质的物质的量之比。
2mo1
2mo1
2mo1
2×NA
2×NA
2×NA
2×NA
3×NA
2mo1
3mo1
四、物质的量在化学方程式计算中的应用
（3）生成氢气的体积（标准状况）。
（1） Al的摩尔质量是27g/mol.
n(Al)=
=0.1mol
2mol 2mol
0.1mol n(NaOH)
=0.1mol
解：
例：把2.7克铝放入足量氢氧化钠溶液中，铝完全反应，计算：
（1）2.7克铝的物质的量；
（2）参加反应的NaOH的物质的量；
2mol 3mol
×22.4L/mol
2mol 67.2L
0.1mol V(H2)
答： (1)2.7g Al 的物质的量是０.１mol；
(2)有０.1mol NaOH参加了反应；
(3)生成H2的体积在标准状态下是33.6L.
5.4gAl与足量的NaOH溶液反应，求生成的气体在标况下的体积？若是足量的盐酸呢？
练习：
2mol
3mol
解：
54g
3mol×22.4L/mo1
=67.2L
5.4g
V(H2)
解：
答：生成的氢气在标况下的体积都是 6.72L。
小 结：
这节课你学到了什么？（收获与体会）
定性:
定量：
物质的量在化学方程式计算中的应用
化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比。
(特性)
作业：
课外: 1.科学视野—金属钛（了解钛的性质、
用途、发 展前景）  2.写一篇关于金属的小论文（金属的性质、
用途、改良等方面）
课内: P45 5、6
向一金属铝的易拉罐内充满CO2,然后向罐内注入足量NaOH溶
液,立即用胶布严封罐口，过一段时间后,罐壁内凹而瘪,再过一
段时间后,瘪了的罐壁重新鼓起,解释上述变化的实验现象：　(1)罐壁内凹而瘪的原因：            反应方程式：                 　　　
(2)罐壁重新鼓起的原因：                 反应方程式：
动动脑？
(1)是因为CO2与NaOH反应生成Na2CO3,使得罐内气压小于 外界大气压；
解答：
(2)是因为过量的NaOH与铝罐反应生成H2,使罐内气压等于
或大于外界大气压；
请同学们参考例题 (以Al为已知量,与足量的氢氧化钠溶液反应，以H2为未知量)自己动手设计测试题,并分析反应过程中电子转移情况。
课后探究
三、铝与氢氧化钠溶液的反应: (特 性)
反应历程：
①＋②×2可得：
2Al＋6H2O＋2NaOH＝2NaAlO2
＋4H2O＋3H2↑
2Al＋6H2 O＝2Al(OH)3＋3H2↑ ①
化简为：
2Al＋2H2O＋2NaOH＝2NaAlO2＋3H2↑
四、物质的量在化学方程式计算中的应用
化学方程式中各物质的化学计量之比等
于各物质的物质的量之比。
1.可不用假设，直接用相关的字母表示相应的物理量，如V表示体积。
2.列比例式时应注意上下同单位，左右应相当。
注意：
情景假设：
假如你是一名非常喜欢化学探究的学生，现有6.5克锌放入足量的稀盐酸中，锌完全反应，尝试计算下列各物质的质量：
（1）生成氢气的质量？
（2）参加反应的HCl的质量？
你们可以参考的答案
解：设生成H2的质量为x，参加反应的HCl的质量为y，则有
变式训练1：
现有6.5克锌放入足量的稀盐酸中，锌完全反应，尝试计算下列各物质的物质的量？
（1）生成氢气的物质的量？
（2）参加反应的HCl的物质的量？
解法参考：
从上面解得的氢气的质量为0.2g，再将氢气的质量转换成氢气的物质的量可以根据公式：
通过上面的练习，我们是否还可以求出更多的呢？
比如：氢气的体积(2.24L)，氢分子的数目(0.1NA)等
总结可得以物质的量为中心的计算：
真的还记得这些公式转换吗？我们来交流一下吧!
到目前为止，我们已经可以看到若求物质相关的量，都可以由物质的量为中心来进行的，你们还可以看到在化学方程式的计算中物质的量跟什么有关呢？
物质的量之比：
我们再从另外一个角度分析：
对比课本P52的例题进行两分钟的总结
1 ∶ 1 ∶ 2
1 ∶ 1 ∶ 2
1 ∶ 1 ∶ 2
2 ∶ 71 ∶ 73
1 ∶ 1 ∶ 2
温馨提示：
根据化学方程式所反映出的这些关系，可以进行多种计算．但要根据题意，明确已知条件是什么，求解什么，从而合理选择比例量的单位．列比例式时应注意，不同物质使用的单位可以不同，但要相应，同一物质使用的单位必须一致．
我来运用：
书本P54习题8
把5.4gAl放入足量氢氧化钠溶液中完全反应，计算生成氢气的体积（标准状况）。
2Al ＋ 2H2O + 2NaOH = 2NaAlO2 + 3H2 ↑
54g
5.4g
3×22.4L
V(H2)
54g
5.4g
3×22.4L
V(H2)
=
解得：V(H2)＝6.72L
解:
答： 。
我来提高：
计算题：把一定质量的Na放入足量水中，钠完全反应。生成H2的体积（标准状况下）为2.24L。计算：
⑴参加反应的H2O的物质的量。
⑵参加反应的Na的物质的量。
⑶生成氢氧化钠的质量。
（0.2mol）
（0.2mol）
（8g）
谈谈我们这节课的收获：
1、有关化学方程式的计算：由初中的质量着手上升到由物质的量着手
2、化学方程式中的系数比等于物质的量之比
3、由物质的量为中心可以求其他的量
4、解题的化学方程式计算的一般思路：要根据题意，明确已知条件是什么，求解有关什么，从而合理选择比例量的单位．列比例式时应注意，不同物质使用的单位可以不同，但要相应，同一物质使用的单位必须一致．
2005年普通高等学校招生全国统一考试（广东卷）单项选择题2
2、将钠、镁、铝0.3mol分别放入100mL1mol·的盐酸中，同温同压下产生的气体体积比是
A、1︰2︰3 B、6︰3︰2
C、3︰1︰1 D、1︰1︰1
( C )
再见