3.1.1金属的化学性质教案人教版

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1、第一节 金属的化学性质整体设计从容说课 新课程标准要求“根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质，能列举合金材料的重要应用”。金属单质的性质是金属元素性质的反映，是了解金属化合物性质的基础。本节不像以往教科书按一种金属一节实行描述，而是将钠、铝、铁、铜等几种重要的金属作为一节实行介绍。初中化学中介绍的金属主要是铝、铁和铜，金属的性质以物理性质为主，化学性质只提及铝与氧的反应，同时介绍了金属活动性顺序，使学生初步了解金属与酸或盐溶液反应的规律。本节“金属的化学性质”是在初中介绍的金属和金属材料的基础上，进一步加深和提升。金属种类选了“钠、铝、铁、

2、铜”，具有代表性：两种主族元素、两种副族元素；一种非常活泼的金属，两种较活泼金属，一种不活泼金属；除钠外，其他三种金属都是常见金属，学生有感性的理解，能与日常生活中金属的应用相结合。学生对金属的化学性质主要通过实验、图片和讨论等途径获得。教科书中安排的实验有：钠在空气里缓慢氧化，钠加热时的氧化，钠与水的反应，铝与盐酸或NaOH溶液的反应，铝箔在酒精灯上加热和铁跟水蒸气的反应等。实验操作与图片展示相结合，能够加深实验的印象，增强实验的效果。实验过程中的现象和结论不是由老师告诉学生，也不在教科书中叙述，而是由学生自己得出，这样有利于学生独立思考，提升学生的分析水平和归纳总结水平。几种金属的化学性质

3、集中介绍，有利于金属性质的比较，如钠、铝与氧反应的学习结合生活中铁与氧的反应，能够对金属与氧气反应有一个整体的了解，并能理解到金属与氧气的反应情况与金属的活泼性相关。如钠与水的实验，现象比较多，为了更好地让学生观察实验现象，实行探究性学习，教科书设计了“观察提示”，改变了以前的教科书中把所有的现象都叙述的清清楚楚的做法，引导学生自己得出钠的密度、熔点、反应水准、反应产物及反应过程中的能量变化等相关结论，这样有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的水平。教学过程中能够从以下几个方面入手：1.复习初中化学中金属的相关知识，做到温故而知新。 引导学生回忆初中化学中金属的化学性质和金属活动性顺序的

4、相关知识，让学生讨论并归纳日常生活中相关金属性质的应用。例如，铝锅能够用来做饭，体现了铝的哪些性质和用途？铁比铝容易生锈等。2.做好演示实验，增强示范性。 演示实验不但是学生学习化学知识的重要途径，也是培养学生实验技能的行之有效的方法。学生只有在具备一定的基础知识和基本技能之后，才能实行探究学习。尤其是一些难度较大的实验、有一定危险性的实验，教师更是要先做好演示，之后再指导学生自己动手做。例如，钠与水的反应，经验告诉我们，做这个实验时学生往往切大块的钠，容易引发事故。3.展开讨论式教学，体现学生学习中的主体性。 在课堂上不但要善于用问题启发学生思考，还应该积极调动学生学习的积极性，让学生主动地

5、提出问题，积极讨论。例如，对于金属钠在空气中缓慢氧化，最后会得到什么物质？在整个过程中有什么现象发生？这样能够激发其学习的积极性、主动性，有利于培养思维水平。4.积极展开科学探究活动，让学生体验科学探究的过程。5.做好探究实验，培养探究水平。 对于较简单的实验、较安全的实验，要放手让学生做，以培养其动手水平，增强学习的效果。例如，铝与酸、碱的反应。在探究教学中，要注意开放性。既然是探究，各种情况都有可能出现，学生也可能得出不同的，甚至违反常规的结论，在探究中这些都属于正常的。学生提出的方案越多，思考的角度就越广。取众人所长，考虑的问题就越全面，设计的方案就越完美。教师对探究的评价应注意策略，多

6、肯定学生好的方面，对于违反常规的设计，也不要立即否定，要鼓励学生质疑，引导学生分析原因或重新再试。6.使用归纳、比较的学习方法，培养学生归纳水平、比较水平。 在学习了金属与氧气的反应、与水的反应、与NaOH溶液的反应以后，要使用比较、归纳、分析、综合等方法找出金属的共性。同时也让学生注意钠、铝、铁分别与氧气、与水的反应各不相同，它们之间存有差异。然后，能够根据反应水准的差异总结出不同金属与氧气、与水反应的情况与金属活动性的关系，用金属的活动性来说明钠、铝、铁、铜的性质。同时还要让学生了解铝能够与NaOH溶液反应，但这不是所有金属共同具有的性质，而是少数金属的特性。通过比较、归纳，使学生了解金属

7、的一般化学性质和个别金属的特性，从而对金属的化学性质有一个整体的理解。 教学过程中，要采取灵活多变的教学方法，如：实验探究法、实验法、观察、分析法、启发式教学法等。 同时，还要充分发挥学生主体作用，调动学生的学习积极主动性，做好探究性实验，培养探究水平。教学重点 钠的氧化和钠与水的反应，铝与NaOH溶液的反应教学难点 钠与水反应、铝与NaOH溶液反应的实验现象观察课时安排 2课时第1课时教学设计三维目标知识与技能1.掌握钠、镁、铝、铁的重要性质，认识钠是一种活泼的金属。2.了解钠、镁、铝、铁的存在及用途。过程与方法1.采用实验探究法，按照思考、交流、实验、观察、分析、得出结论的方法进行启发式教

8、学。2.发挥学生主体作用，做好探究性实验。 情感、态度与价值观1.通过介绍钠的用途，如制取过氧化钠，指出化学工业在国民经济中的地位，激发学生报效国家的责任感。2.通过介绍铝的冶炼，培养学生勇于探索的科学精神和严格求实的科学态度。3.通过动手实验，体验化学的奥妙，激发学生学习兴趣。教学重点钠的氧化和钠与水的反应教学难点 钠与水反应实验现象的观察教具准备 多媒体及课件，钠、过氧化钠、铝箔、还原铁粉、酚酞、盐酸、氢氧化钠、肥皂液、水、试管架、试管、玻璃片、小刀、镊子、滤纸、坩埚、坩埚钳、三脚架、泥三角、酒精灯、砂纸、烧杯、酒精喷灯、棉花、火柴、水槽、蒸发皿、胶塞、导管、图片。教学过程导入新课 五千年

9、前人类进入青铜器时代，三千年前进入铁器时代，20世纪铝合金成为仅次于铁的金属材料。金属在人类社会发展、改善人类生活方面起着重要的作用。金属和它的化合物有着截然不同的性质，例如：铝是一种常见金属，具有金属的通性（导电性、导热性、延展性），高温时可以燃烧，而氧化铝却耐高温，为什么？本章就来讨论它们的性质。推进新课板书第一节 金属的化学性质思考与交流：1.举例说明金属能发生哪些化学反应。 生：金属与氧气的反应;金属与酸的反应;金属与一些盐溶液的反应教师精讲：金属可以与非金属反应、可以与酸反应、可以与水反应、可以与某些盐反应等等。如：2Mg+O2=2MgO3Fe+2O2Fe3O4Fe+CuSO4=Cu

10、+FeSO42.多媒体投影课本图3-2分析：图3-2四幅图分别是铝丝与CuSO4溶液反应形成铜树、镁条燃烧、铜丝与AgNO3溶液反应形成银树、镁条与盐酸反应。思考与讨论：镁条燃烧发生了什么反应？铜树、银树是怎样形成的？这些反应有什么特点？它们各属于什么反应类型？写出相应反应的化学方程式。板书置换反应2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3Cu+ 2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2Mg+2HCl=MgCl2+ H2化合反应2Mg+O2=2MgO板书（一）金属与氧气的反应实验3-1切开金属钠前先观察钠的表面，以便与切后进行比较。切割金属钠在玻璃片上进行。观察现象生：取出的金属钠表面有一

11、灰黄色层，切开后的切口处露出银白色光泽；切口在空气中露置一会儿，会逐渐变暗；久置表面还会形成溶液，再变成白色粉末。讲解：实验说明，钠具有金属光泽，质软。放置后，钠表面逐渐变暗生成新物质。实验改进（1）取两支口径不同而长短适当的试管，一支试管较小，可以紧密地放到另一支试管里而不留下较多空隙。先在口径较大的试管里注入1 mL洁净的煤油，取金属钠一小块（黄豆大小），除去表面已经发生变化的部分，露出金属光泽，放入盛有煤油的试管里。在试管底部缓缓加热，等钠熔化后，插入较小口径的试管，把钠压挤在两个试管之间，成为一个薄层，钠的颜色和光泽就清楚地显现出来。然后在两支试管口间的缝隙涂上石蜡，以隔绝空气。这样可

12、使钠的光泽在较长的时间内不至消失。（2）选取一根管壁较薄的玻璃管，用布包裹着玻璃管像使用钻孔器一样，慢慢地钻入大的钠块里，使管中填有一段银白色的金属钠。用玻璃棒把钠推到管的中央，然后用蜡封好玻璃管的两端，样品可以长期保存和使用。实验3-2实验现象：钠先熔化后燃烧，燃烧时火焰呈黄色，最后生成的固体呈淡黄色。讲解： (1)钠的燃烧实验在坩埚里进行比较规范。在石棉网上或蒸发皿里进行也比较安全，而且现象的能见度较大。如在火焰上方罩一个干燥的小烧杯，还可以看到烧杯壁上附着的淡黄色的Na2O2。（2）做此实验时应注意，钠开始燃烧后立即撤掉酒精灯。板书2Na+O2Na2O2小结活泼金属容易与氧气反应生成氧化

13、膜，氧化膜疏松就不能保护内层金属（如铁等），氧化膜致密就可以保护内层金属不被继续氧化（如铝、镁等）。提问：点燃镁条时为什么要用砂纸打磨？思考回答：镁条表面覆盖着致密的氧化膜，阻止内部金属继续被氧化，因此要用砂纸打磨。科学探究1首先提出“铝与氧气能否反应”的问题，然后分析若能反应应控制的条件，如：选铝块、铝条还是铝箔？需不需要加热？再分别用未打磨的铝箔和已打磨的铝箔在火焰上加热。铝箔厚度要适当。太薄，用砂纸打磨除去氧化膜时难以操作或铝箔破损。打磨时用精细砂纸较易打磨。现象：将未打磨的铝箔在酒精灯火焰上加热，发现铝箔发红蜷缩，变暗失去光泽，熔化不落下（表面有氧化膜，因此不能燃烧）。将已打磨的铝箔在

14、酒精灯火焰上加热，发现铝箔也蜷缩，变暗失去光泽，熔化不落下（打磨后铝箔表面又很快形成氧化膜，阻止了铝的燃烧）。可让学生讨论若要观察到铝的燃烧应采取哪些措施。例如，增大铝与空气（或火焰）的接触面，将铝粉撒到火焰上；提高反应的温度，即将铝箔略卷，尖端夹一根火柴，然后将火柴引燃，把火柴和铝箔一起伸入到氧气瓶中，均可观察到耀眼的白光。小结铝容易被氧化，使铝表面形成致密的氧化膜。科学探究2将打磨过的铝箔（或在酸中处理后，用水洗净）加热至熔化，观察现象。现象：熔化的铝仍不滴落。分析：铝的性质活泼，打磨过的铝在空气中又很快生成一层新的氧化膜。应用：铝制品可以较长时间使用。讲述：铁、铝或铜制水壶可用来烧水，说

15、明这几种金属与热水不反应，是不是所有金属都不与水发生反应呢？板书（二）金属与水的反应实验3-3说明：(1)钠与水的反应若在烧杯中进行，可让学生完成，但烧杯口上应盖一张塑料片，以防止钠反应时钠块或液体飞溅伤人。应提示学生观察反应时钠所处的部位、形态、钠球的运动和大小变化情况、周围水雾的产生和发出的响声，以及溶液的颜色变化等。如果教师演示，最好用玻璃水槽代替烧杯，用投影仪投影，以利于学生观察实验现象。（2）补充钠与水反应收集气体的实验，以验证反应生成的气体是氢气。实验现象生：钠浮在水面，熔成小球并在液面上迅速游动;钠球周围有水雾，有时可能有火花，或伴有爆鸣声;钠球在反应中逐渐变小，最后消失;滴加酚

16、酞的溶液变成红色。结论金属钠可以与水反应（生成碱和氢气）。思考：金属钠应如何保存？（师生活动）大量金属钠应密闭保存，少量钠要保存在煤油中（钠不与煤油反应且密度较煤油大）。思考：钠有哪些物理性质？师生小结金属钠质地较软，可以用刀切割。切开外皮后，可以看到钠的“真面目”呈银白色，具有美丽的光泽。钠是热和电的良导体，密度0.97 gcm-3，比水的密度还小，能浮在水面上，熔点 97.81 ，沸点 882.9 。深入能与冷水反应的金属除钠外，还有钾、铷、铯、钙等，镁可以与热水反应。试写出金属钾、钙与水反应的方程式。科学探究 先让学生用生活中的事例说明铁不能与冷水或热水反应。再提出若继续提高温度能否进行

17、反应等问题展开讨论（如将铁块烧红插入水中，或将铁粉与水蒸气在高温下反应等），逐渐引入到铁粉与水蒸气反应的主题。 铁粉与水蒸气反应，应从水蒸气的产生、铁粉与水蒸气反应、反应产物的检验等环节讨论反应装置的设计。即导出教材“铁与水蒸气反应”的实验装置，如下图左。课堂上若演示一下更能调动学生学习的积极性，演示时反应要在喷灯加热的条件下进行，硬质玻璃管中的铁粉应与石棉绒混合。在此基础上再提出，用三支试管如何改进反应装置，总结改进后的方案（如下图右）。最后介绍教科书中的实验装置，讨论该装置各部分的作用和装置的优点，然后用此装置进行演示。铁粉与水蒸气的反应装置图说明：教科书中介绍的是用一支试管完成铁粉与水蒸

18、气反应的实验，试管底部塞有一团潮湿的棉花，在湿棉花左边放有铁粉，蒸发皿中放肥皂水（或在水中加几滴洗涤剂）。整套装置试管口应低于试管底。铁粉与湿棉花的距离可近一些，加热时用一盏酒精灯先后加热两处。反应产生的气体导入到肥皂水中吹成氢气泡，再用燃着的火柴去点燃，可发出爆鸣声。这一实验所用的时间短且很安全。 注意：（1）铁粉不需要与石棉绒混合，因改用酒精灯加热，温度比用喷灯加热时低。（2）酒精灯应先在放湿棉花的位置上加热一会儿，待试管底部温度略高，且有部分水形成蒸汽时，再将酒精灯移至放铁粉的位置加热，可防止发生倒吸现象。（3）加热一会儿后再将导管插入到肥皂水中，最初插入时吹起的是空气泡。肥皂水不宜太稀

19、，否则吹起的氢气泡太小，点燃时难以有较大的爆鸣声。（4）实验结束时，应先从肥皂水中撤出导管，再移去燃着的酒精灯。 现象：加热时试管内铁粉红热，点燃肥皂泡可听到爆鸣声。 结论：铁可以与高温水蒸气反应。反应方程式：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2(g)小结活泼金属可以与冷水反应，较活泼金属（如镁、铁）可以与热水或水蒸气发生反应。例题剖析（例1）把贮存在煤油里的金属钠取出后，切取一小块投入水中。往反应后的水溶液中加入酚酞试液，呈红色。试回答下列问题：(1)能用小刀切开金属钠，截面的色泽很快消失，这说明什么？(2)钠投入水中有哪些主要现象？这说明钠哪些性质？(3)在反应后的水溶液里加入酚酞试液

20、，显红色，这是为什么？ 生：(1)说明金属钠很软。钠表面呈银白色光泽。由于钠的化学性质很活泼，表面很快被氧化而失去光泽变暗。(2)金属钠熔化成小球，在水面游动并发出“嘶嘶”声，不久小球消失。这些现象说明钠的密度比水小。钠能与水剧烈反应，且是放热反应，放出的热量使未反应的金属钠熔化成液态形成小球状，这也说明钠的熔点较低；由于钠浮在水面，表面接触部位先发生反应，放出的氢气推动小球游动，但受力不均故小球不断滚动。由于水遇到熔融的小球迅速汽化而发出声音。(3)钠与水反应生成氢气和氢氧化钠，使溶液呈碱性，所以酚酞显红色。（例2）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

21、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.0.5 L 1 mol L-1的盐酸分别与 1 mol 钠、镁、铝反应，所生成的氢气的量相等教师精讲：金属钠的化学性质非常活泼，具有很强的还原性，按理金属钠能把较不活泼的金属从它们的盐中置换出来，但若是盐溶液，钠首先要和溶液中的水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠继续与盐溶液发生复分解反应。如钠投入FeCl3溶液中的化学反应为：2Na+2H2O=2NaOH+H2FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaCl因此，钠与盐溶液反应，不会有金

22、属单质被钠置换出来。若盐是熔融状态，则金属钠能将较不活泼的金属置换出来。如钠可以把钛、锆、铌、钽等金属从它们的熔融卤化物中置换出来。题中A项错误，C项正确。B项中比较钠、镁两种金属的还原性强弱，物质还原性的强弱是由其失电子的能力大小所决定的，与失电子多少无关。由于钠原子的半径比镁原子的半径大，因此钠原子中原子核与最外层电子间的相互作用较弱，最外层的1个电子易失去，故还原性钠强于镁，B项错误。D项中所述金属与酸反应的本质是金属把H+还原成氢气放出，呈不同化合价的金属与酸反应消耗H+的量和生成氢气的量有如下规律：呈+1价的1 mol 金属(如Na)能还原1 mol H+，生成1 mol 氢原子，即

23、 0.5 mol 氢气；呈+2价的 1 mol 金属(如Mg)能还原2 mol H+，生成2 mol 氢原子，即 1 mol 氢气；呈+3价的1 mol 金属(如Al)能还原3 mol H+，生成3 mol 氢原子，即 1.5 mol 氢气。D项中的盐酸只含 0.5 mol H+，因此酸为不足量，金属过量，生成氢气的量应按酸计算，酸完全反应均生成0.5 mol 氢原子，即 0.25 mol 氢气，但忽视了剩余的钠还能与溶液中的水反应生成氢气(水能微弱电离出H+，H2OH+OH-，故钠与水反应的本质同样是与H+反应)，故1 mol 钠与盐酸反应能生成0.5 mol 氢气。1 mol 钠、镁、铝分

24、别与盐酸反应生成的氢气的量的关系应是n(Na)n(Mg)=n(Al)，所以D项错误。答案：C（例3）把一块表面已部分被氧化的钠 0.77 g放入 10 g水中，得到标准状况下氢气 224 mL。求(1)若将金属钠表面的氧化物均视为氧化钠，试求该氧化钠的质量。(2)所得溶液中溶质的质量分数和该溶液的物质的量浓度(溶液的密度为 d gcm-3)。教师精讲：根据题意，一块表面为Na2O的钠块 0.77 g投入10 g水中，发生如下反应：Na2O+H2O=2NaOH2Na+2H2O=2NaOH+H2由题给H2的体积，通过式可计算出钠的质量以及Na2O的质量。计算溶质质量分数时，要注意溶质是NaOH，而

25、溶液的质量等于 10.77 g减去氢气的质量。解析：(1)设金属钠质量为x，与水反应生成NaOH的质量为y。 2Na + 2H2O=2NaOH + H2 223 g 240 g 22 400 mL x y 224 mL列比例式后解得x=0.46 g y=0.8 g由此可得m(Na2O)=0.77 g-0.46 g=0. 31 g。(2)设 0.31 g Na2O与水反应生成NaOH的质量为z。 Na2O +H2O =2NaOH 62 g 240 g 0.31 g z列比例式后解得z=0.4 g NaOH的质量分数为：100%=11.37%c(NaOH)40 gmol-1=11.37%1 000

26、 d gL-1c(NaOH)=2.84 d molL-1答案：(1)氧化钠的质量为0.31 g(2)氢氧化钠的质量分数为11.37，氢氧化钠的物质的量浓度为 2.84 d mol L-1课堂小结本节课我们讨论了金属的两个化学性质:（1）金属与氧气的反应;（2）金属与水的反应。我们共同完成了3个验证性实验和2个探究性实验，通过实验、实验现象观察、实验现象的分析，明确了金属的性质，同时有意识地锻炼观察能力和思维能力。板书设计第一节 金属的化学性质（一）金属与氧气的反应4Na+O2=2Na2O(常温下变暗)2Na+O2Na2O2 (黄色火焰) 淡黄色固体4Al+3O22Al2O3 (二）金属与水的反

27、应2Na+2H2O（g)=2NaOH+H23Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2活动与探究1.取一支小试管，向其中加入等体积的水和煤油，然后把一小块Na放入到试管中，可以观察到什么现象？并解释。现象解释结论随堂练习1.下列关于金属钠的叙述正确的是（ ）A.钠是金属，所以难熔B.钠是金属，所以硬度较大C.钠的氧化物的对应水化物是可溶性强碱D.固态钠不能导电，液态钠可以导电答案:C2.将2.3 g钠投入97.7 g水中，反应完毕后，溶液的质量分数（ ）A.大于4% B.小于4%C.等于4% D.大于2%，小于4%答案:A3.金属钠分别与下列各溶液反应，既有沉淀生成又有气体产生的是（ ）A.氯化钡溶液 B.硫酸钾溶液C.氯化铁溶液 D.硝酸钾溶液答案:C4.把一小块金属钠投入滴有石蕊试液的水中，下列对所产生现象的描述，不正确的是（ ）.钠浮在水面上 .钠熔成小球，并在水面上迅速游动.有气泡放出 .水溶液变成红色答案:D5.写出下列化学方程式，若是氧化还原反应，标出电子转移的方向和数目。(1)将钠投入水中_：(2)在Na2O中加水：_(3)铁在高温下与水蒸气反应_答案:(1)=2NaOH+H2(2)Na2O+H2O=2NaOH(3)O(g)Fe3O4+4H2