2019-2020年高三化学金属的化学性质教案上海科技版.doc
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2019-2020年高三化学金属的化学性质教案上海科技版【知识要点】 一、钠的性质1钠的物理性质:(1)白:银白色、有金属光泽的固体;(2)轻:密度小,(Na)=0.97g/cm3,比水的密度小;(3)低:熔点和沸点低,熔点97.81,沸点882.9;(4)小:硬度小,可以用小刀切割;(5)导:钠是热和电的良导体。2钠的化学性质: (1)钠与水的反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2 (2)钠与氧气的反应:钠在空气中缓慢氧化:4Na+O2=2Na2O(白色固体)钠在空气中加热或点燃:2Na+O2Na2O2(淡黄色固体)3钠的保存及用途(1)钠的保存:钠很容易跟空气中的氧气和水起反应,因此,在实验室中,通常将钠保存在煤油里,由于(Na) (煤油),钠沉在煤油下面,将钠与氧气和水隔绝。(2)钠的用途:钠钾合金(室温下呈液态),用作原子反应堆的导热剂。制备Na2O2。作为强还原剂制备某些稀有金属。氧化钠与过氧化钠的性质比较名 称氧化钠过氧化钠化学式Na2ONa2O2颜色状态白色固体淡黄色固体与H2O反应Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2与CO2反应Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2生成条件在常温时,钠与O2反应燃烧或加热时,钠与O2反应用途呼吸面罩、潜水艇的供氧剂,漂白剂二铝的性质:(1)物理性质:密度小熔点较低,硬度较小,银白色金属; (2)化学性质跟O2及其它非金属反应常温下,在空气中都因生成氧化膜,具有抗腐蚀能力.4Al+3O22Al2O32Al+3SAl2S3跟水反应2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2(一般不反应,只有氧化膜被破坏后反应)跟非氧化性酸的反应2Al+6H+=3Al3+3H2(常温下,在浓H2SO4、浓HNO3中钝化)跟碱反应2Al+2NaOH+2H2O = 2NaAlO2+3H2三、Fe的性质点燃 (1)Fe与O2反应,随着外界条件和两者量的相对多少不同,生成的产物不同。高温 3Fe+2O2(纯) Fe3O4(黑色、有磁性) 5701400 2Fe(过量)+O2 2FeO(黑色,该反应在炼钢过程中发生)高温 4Fe+3O2 2Fe2O3(红棕色)生成Fe3O4的反应还有:3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2(2)探究铁锈的成分及形成钢铁发生电化腐蚀时,Fe 参与电极反应的产物为Fe2+,后与OH反应生成Fe(OH)2;因其不稳定,又转变成Fe(OH)3失去部分水变成Fe2O3nH2O。(3)探究铁与酸的反应:铁与盐酸、稀硫酸的反应:Fe+2H+=Fe2+H2O(反应后溶液呈浅绿色)铁与过量稀硝酸的反应:3FeO+10H+NO3-=3Fe3+NO+5H2O(反应后溶液呈棕黄色)铁与浓硫酸的反应:常温下,Fe在浓硫酸中被钝化,即由于浓硫酸的强氧化性,使Fe的表面生成一层致密的氧化物薄膜,阻止了内部的金属继续跟浓硫酸反应。交流研讨:金属钠与金属铁的性质比较性 质相 同 点不 同 点物理性质都是银白色的金属,都能导电、导热。密度:(Fe)(Na)硬度:FeNa熔沸点:FeNa化学性质都能跟氧气、水等反应钠更易与氧气、与水等反应注意:(1)钠与盐溶液反应时,由于水的存在,钠不能发生置换反应,如:2Na+CuSO4=Na2SO4+Cu ()一般钠与盐溶液的反应,可以先考虑钠与水的反应,再考虑钠与水反应的产物NaOH能否和该盐溶液反应。上述与硫酸铜溶液的反应可以写成:2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4+H2钠只有与某些熔融盐作用时才能置换出相应的金属,如:4Na+TiCl4(熔融)=4NaCl+Ti(2)氢氧化铝具有两性,可用电离平衡移动的原理来解释:氢氧化铝的电离方程式可表示如下:H2O+ AlO2-+H+ Al(OH)3 Al3+3OH-(酸式电离) (碱式电离)其电离程度相当微弱,只有加入强酸(或强碱)时,大量的H+(或OH-)才能破坏氢氧化铝的电离平衡,使平衡向右(或左)移动,生成铝盐(或偏铝酸盐),所以氢氧化铝既能与酸反应,又能与碱反应.当加入弱酸或弱碱时,因H+或OH-浓度太小,不能使上述平衡移动,因此Al(OH)3只溶于强酸或强碱,而不溶于弱酸或弱碱.【例题精析】一、金属与氧气的反应例1根据你对金属钠性质的了解,回答问题。(1)关于钠的叙述中,正确的是( )。 A钠是银白色金属,硬度很大 B将金属钠放在石棉网上,用酒精灯加热后金属钠剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成过氧化钠 C金属钠在空气中燃烧,生成氧化钠 D金属钠的熔点很高(2)由于金属钠很容易跟空气中的_、_等物质反应,通常将它保存在_里,以使它与_、_等隔绝。(3)将金属钠加入CuSO4溶液中会产生蓝色沉淀。你能解释这一现象吗?【分析】本题考查钠的有关性质。通过外观的观察和钠与水反应的实验现象可知,钠的物理性质有:银白色、密度小、熔沸点低、质地柔软、能导电、导热等。作为活泼的金属,钠易与非金属单质O2、易与水发生化学反应。(1)A选项中有关钠的硬度的描述不正确;C选项中有关钠在空气中燃烧的产物说法有误;D选项中金属钠的熔点的描述不符合事实。只有B正确。(2)由于金属钠的活泼性,很容易跟空气中的氧气、水蒸气等物质反应,因此保存时应隔绝空气,通常保存在煤油里。这是利用了钠的密度大于煤油的密度且钠与煤油不反应,钠在煤油中沉在底部而避免了与空气的接触。(3)金属钠与盐溶液的反应,不可能置换出金属单质,这是因为钠首先要和溶液中的水反应生成NaOH和H2,而后生成的NaOH可能会与盐溶液中的溶质反应。【答案】(1)B (2)氧气、水蒸气,煤油,氧气、水蒸气。 (3)钠投入CuSO4溶液中,首先发生反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2,生成的NaOH能与CuSO4反应:2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2,所以会观察到有蓝色沉淀生成。该反应的总反应方程式可以表示为:2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4+H2例2一小块钠置于空气中,有下列现象:变成白色粉末;变暗;变成白色固体;变成液体。上述现象出现的先后顺序是( ) A. B.C. D.【分析】钠露置于空气中的变化过程是: NaNa2ONaOHNa2CO310H2ONa2CO3 钠首先表面变暗转化为Na2O,由于Na2O与水结合的能力比与CO2结合的能力强,所以应生成NaOH,而不是Na2CO3,NaOH在空气中易潮解,潮解后的NaOH再吸收空气中的CO2形成Na2CO310H2O晶体,最后Na2CO310H2O风化形成无水Na2CO3粉末。【答案】B例3将4.6g金属钠投入到足量水中,得ag溶液;将4.8g金属镁投入到足量盐酸中,得bg溶液,假设水的质量与盐酸的质量相等,则反应后两溶液的质量关系式( ) A. a=b B. ab C. ab D. 无法判断【分析】溶液的质量等于金属和水或酸的质量减去放出H2的质量。 2Na+2H2O=2NaOH+H2 46 2 4.6g (0.2 g) a=4.6+m(H2O)-0.2=4.4+m(H2O) Mg+2HCl=MgCl2+H2 24 2 4.8g (0.4g) b=4.8+m(HCl)-0.4=4.4+m(HCl) 因为m(H2O)=m(HCl),所以a=b,选A。【答案】A二、金属与水的反应例4(1)将一小粒金属钠投入盛有滴加酚酞的冷水的烧杯中可观察到哪些实验现象?产生这些现象的原因是什么?(2)请你对课本中钠与水反应的实验装置进行改进,要求你所改进的实验装置在进行钠与水反应的实验时,能够将气体富集后用于检验(点燃)。【分析】 钠的化学性质活泼,能与冷水剧烈反应产生H2,同时生成强碱NaOH。现象原因钠浮在水面上钠的密度比水小钠立即与水反应,并有气体产生2Na+2H2O=2NaOH+H2钠熔化成小球钠的熔点较低小球在水面上向各个方面迅速游动产生的气体推动小球移动有嘶嘶的小声发出,最后小球消失反应终止反应后的水溶液呈现红色反应生成了NaOH(2)如下所示图(1)是在课本实验的基础上略作改进,在塑料瓶的橡皮塞口上加了一尖嘴管和固定一根大头针,钠块扎在大头针上正好接触水面。反应后在尖嘴管处点燃气体;利用图(2)装置进行实验时,将钠块用铝箔包好后再用铜网裹住(防止钠块浮起),置于倒扣的漏斗内,即可用排水法收集一试管气体用于点燃;利用图(3)装置进行实验时,将广口瓶中盛满水,在胶塞上固定一根大头针,将钠块扎在大头针上,迅速用胶塞塞住瓶口,产生的气体将水压入长颈漏斗中,反应结束后,打开弹簧夹或挤压玻璃珠即可在尖嘴管处点燃气体;图(4)的原理类同于图(3),产生的气体将水压入普通漏斗中,反应结束后,打开弹簧夹或挤压玻璃珠也可在尖嘴管处点燃气体。【答案】 见“问题分析”。三、铝与氢氧化钠溶液的反应例5下列曲线图(纵坐标为沉淀的量,横坐标为加入物的量)不正确的是( )A向1L浓度均为0.1mol/L的Ba(OH)2、NaAl(OH)4混合液加入0.1 mol/L稀H2SO4溶液B向含有0.1 mol/L AlCl3和0.3mol/L NH4Cl的混合液1L中加入0.1mol/L NaOH溶液C向烧碱溶液滴加明矾KAl(SO4)2溶液D向AlCl3溶液滴加过量氨水【分析】在Ba(OH)2、NaAl(OH)4混合液中滴入稀H2SO4,首先与Ba(OH)2发生中和反应之后才与NaAl(OH)4反应,因为在强碱液中不能形成Al(OH)3。当加入1L0.1mol/L稀H2SO4溶液时,产生0.1molBaSO4沉淀,而图中不符合此结果,A选项错。向AlCl3和NH4Cl混合液中加入NaOH液有如下反应关系:Al3+3OH-= Al(OH)3 OH- +Al(OH)3 = Al(OH)4-0.1 0.3 0.1 0.3 0.1 0.1NH4+ + OH-= NH3H2O0.3 0.3 B选项正确。C选项正确。Al(OH)3在氨水中不溶解。【答案】AD- 配套讲稿:
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