第3章第1節(jié) 金屬的化學(xué)性質(zhì) 第2課時(shí)

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第2課時(shí) 教學(xué)設(shè)計(jì) 三維目標(biāo) 知識(shí)與技能 1.掌握鋁和NaOH溶液的反應(yīng)。 2.通過(guò)查閱資料、社會(huì)調(diào)查、思考和交流等方法進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)。 過(guò)程與方法 1.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，按照觀察、思考、分析、交流方式進(jìn)行教學(xué)。 2.發(fā)揮學(xué)生主體作用進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)。 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1.通過(guò)社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)激發(fā)學(xué)生報(bào)效國(guó)家的責(zé)任感。 2.通過(guò)介紹鋁的冶煉，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索的科學(xué)精神和嚴(yán)格求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。 3.通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)化學(xué)的奧妙，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。 教學(xué)重點(diǎn) 鋁與NaOH溶液的反應(yīng) 教學(xué)難點(diǎn) 鋁與NaOH溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)分析 教具準(zhǔn)備 多媒體及課件、鋁箔、酚酞、鹽酸、氫氧化鈉溶液、試管架、試管、鑷子、砂紙、導(dǎo)管、圖片 教學(xué)過(guò)程 導(dǎo)入新課 上節(jié)課我們介紹了鈉、鎂、鈣、鐵等金屬與非金屬、水反應(yīng)的情況，請(qǐng)寫出鈣、鐵分別與水反應(yīng)的方程式。 Ca + 2H2O====Ca(OH)2+ H2↑ 3Fe+4H2O（g）Fe3O4+ 4H2 推進(jìn)新課 [板書]（三）鋁與鹽酸及氫氧化鈉溶液的反應(yīng) ［實(shí)驗(yàn)3-4］鋁與鹽酸、氫氧化鈉溶液的反應(yīng) 提問(wèn)：實(shí)驗(yàn)中有何現(xiàn)象發(fā)生？ 回答：鋁分別放入鹽酸、NaOH溶液中后，鋁逐漸減少且有氣泡產(chǎn)生，將點(diǎn)燃的木條放在試管口，可觀察到藍(lán)色火焰。 反應(yīng)式： 2Al+ 2NaOH + 2H2O====2NaAlO2+3H2↑ 2Al+6HCl 2====AlCl3+3H2↑ 小結(jié)：鋁既可以與鹽酸反應(yīng)又可以與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。 注意：若要檢驗(yàn)鋁分別與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)放出的氣體是氫氣，鹽酸和NaOH溶液的濃度應(yīng)稍偏大，如可用6 mol L-1的鹽酸和30%的NaOH溶液。還要保證氫氣產(chǎn)生的一定速率和一定數(shù)量。將點(diǎn)燃的木條放在試管口，可觀察到藍(lán)色火焰，但不明亮，用爆鳴的檢驗(yàn)方法成功率比較高。鋁片不宜太純。在反應(yīng)中可觀察到開始反應(yīng)較慢，后來(lái)漸漸加快，這是因?yàn)殚_始時(shí)是鋁表面的氧化膜先發(fā)生作用，氧化膜反應(yīng)完以后才有H2產(chǎn)生，而且隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫度升高，反應(yīng)速率也加快。 應(yīng)用：鋁制容器不宜蒸煮或長(zhǎng)時(shí)間盛放酸性、堿性或咸的食物。 ［實(shí)踐活動(dòng)］ 提示：1.讓學(xué)生在課外用卡片的形式把提出的問(wèn)題收集并匯總，然后分類。 2.把學(xué)生的分類情況和自己選擇研究、調(diào)查的問(wèn)題的結(jié)果以書面形式上交。 3.把結(jié)果張貼或在課堂上交流，教師對(duì)學(xué)生參加這次活動(dòng)的情況要作出評(píng)價(jià)。 問(wèn)題舉例：①金屬都有光澤嗎？鐵塊上的灰色是光澤嗎？ ②觀察鐵粉為什么看不見銀白色光澤？ ③哪些金屬在自然界中以游離態(tài)存在？實(shí)驗(yàn)室有金屬鈉單質(zhì)，可以說(shuō)鈉在自然界以游離態(tài)存在嗎？ ④為什么有的金屬只有一種化合價(jià)，而有的金屬有多種化合價(jià)？ ⑤鐵有銀白色光澤，為什么鐵又稱為黑色金屬？ ⑥鋁的導(dǎo)電性比銅的差，為什么電力工業(yè)上常用鋁做導(dǎo)線？ …… [多媒體投影示例]金屬的分類 人們根據(jù)金屬的密度，把金屬分為重金屬和輕金屬。重金屬的密度大于4.5 gcm-3，輕金屬的密度小于4.5 gcm-3。冶金工業(yè)上還常常把金屬分為黑色金屬與有色金屬。黑色金屬有三種：鐵、錳、鉻。它們或它們的合金的表面常有呈灰黑色的氧化物，所以稱這類金屬為黑色金屬。除鐵、錳、鉻以外的金屬稱為有色金屬。 有色金屬又可以分為九大類： (1)重金屬：銅、鉛、鋅等。 (2)輕金屬：鋁、鎂等。 (3)輕稀有金屬：鋰、鈹?shù)取? (4)難熔稀有金屬：鎢、鈦、釩等。 (5)稀散金屬：鎵、鍺等。 (6)稀土金屬：鈧、釔及鑭系元素等。 (7)放射性金屬：鐳、錒等。 (8)貴金屬：金、銀、鉑等。 (9)堿金屬：鉀、鈉等。 （分類可以有不同的標(biāo)準(zhǔn)，如金屬可按存在狀態(tài)、密度、顏色、活潑性等分類，對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題也可以用不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類） ［例題剖析］ （例1）將等物質(zhì)的量的鎂和鋁相混合，取等質(zhì)量該化合物四份，分別加到足量的下列溶液中，充分反應(yīng)后放出氫氣最多的是（ ） A.3 mol L-1HCl B.4 mol L-1HNO3 C.8 mol L-1NaOH D.18 mol L-1H2SO4 教師精講：在鎂、鋁混合物中加入硝酸和濃硫酸都不產(chǎn)生氫氣。加入氫氧化鈉溶液，只有鋁與之反應(yīng)生成氫氣，鎂不反應(yīng)。加入鹽酸，鎂和鋁都與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，所以氫氣量最多。故應(yīng)選A。 答案：A （例2）有鎂、鋁混合粉末10.2 g，將它溶于500 mL 4 mol L-1的鹽酸里，若要使沉淀質(zhì)量達(dá)到最大值，則需要2 mol L-1的氫氧化鈉溶液的體積為（ ） A.1 000 mL B.500 mL C.100 mL D.1 500 mL 教師精講：依題意，先寫出有關(guān)化學(xué)方程式： Mg + 2HCl====MgCl2 + H2↑ 2Al + 6HCl====2AlCl3 +3H2↑ MgCl2 +2NaOH====Mg(OH)2↓+2NaCl AlCl3 +3NaOH====Al(OH)3↓+3NaCl 依化學(xué)方程式知當(dāng)鎂、鋁全部以氫氧化鎂、氫氧化鋁沉淀，即沉淀質(zhì)量達(dá)到最大值時(shí)，溶液中溶質(zhì)只存在NaCl,即此時(shí)n(NaOH)=n(HCl)。 n(NaOH)=0.5 L4 mol L-1=2 mol ,V(NaOH)==1 L=1 000 mL。因此本題答案為A。 答案：A ［課堂小結(jié)］ 本節(jié)課我們討論了鋁的化學(xué)性質(zhì)，認(rèn)識(shí)了鋁既可以與強(qiáng)酸反應(yīng)又可以與強(qiáng)堿反應(yīng)，借助這些知識(shí)，我們可以解釋日常生活中遇到的實(shí)際問(wèn)題。課后請(qǐng)大家將你感興趣的問(wèn)題，通過(guò)上網(wǎng)或到圖書館查資料后，寫成論文，同學(xué)間互相交流。 板書設(shè)計(jì) 鋁與鹽酸及氫氧化鈉溶液的反應(yīng) 活動(dòng)與探究 1.在金屬活動(dòng)順序表中，Mg位于Al之前，請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明Mg的金屬活動(dòng)性比Al強(qiáng)。 方案一：Mg、Al分別在空氣中點(diǎn)燃 Mg Al 準(zhǔn)備 用砂紙去掉表面的氧化膜 用砂紙去掉表面的氧化膜 現(xiàn)象 結(jié)論 備注 觀察時(shí)注意戴防護(hù)鏡 方案二：Mg、Al分別與稀鹽酸反應(yīng) Mg Al 現(xiàn)象 相同 不同 結(jié)論 隨堂練習(xí) 1.下列金屬分別與足量鹽酸反應(yīng)，得到等質(zhì)量的氫氣，所需金屬的質(zhì)量最少的是（ ） A.Mg B.Al C.Fe D.Zn 答案:B 2.地殼中所含質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的金屬元素是（ ） A.Mg B.Al C.Si D.Fe 答案:B 3.兩份鋁片，第一份與足量鹽酸反應(yīng)，第二份與足量燒堿溶液反應(yīng)，同溫、同壓下放出相同體積的氣體，則兩份鋁片的質(zhì)量之比為（ ） A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.1∶6 答案:A 4.有鎂、鋁混合物粉末5.4 g，將它溶于500 mL 2 mol L-1的鹽酸中，若要使沉淀量達(dá)到最大值，則需加入1 molL-1 NaOH溶液的體積為（ ） A.1 000 mL B.500 mL C.100 mL D.1 500 mL 答案:A 5.將鋁粉放入燒堿溶液充分反應(yīng)，放出氫氣。若在反應(yīng)過(guò)程中有1.5 mol 電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則參加反應(yīng)的水為（ ） A.9 g B.18 g C.0.5 mol D.1.8 mol 答案:AC 6.少量金屬鈉投入到CuSO4溶液中，正確的反應(yīng)方程式是（ ） （1）2Na + CuSO4====Na2SO4 + Cu↓ （2）Cu + 2H2O====Cu(OH)2+ H2↑ （3）2Na+ 2H2O====2NaOH + H2↑ （4）2NaOH + CuSO4====Cu(OH)2↓+ Na2SO4 A.①③ B.①② Ｃ.③④ D.① 答案:C 7.把足量的鐵粉投入到硫酸和硫酸銅的混合液中，充分反應(yīng)后，剩余金屬粉末的質(zhì)量與原加鐵粉的質(zhì)量相同，則原溶液中H+與的物質(zhì)的量濃度之比為（ ） Ａ.1∶4 Ｂ.2∶7 Ｃ.1∶2 Ｄ.3∶8 答案:A 8.將鈉和鋁的混合物0.2 mol 溶于足量的鹽酸中，產(chǎn)生3 136 mL (標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氫氣，則鈉和鋁的物質(zhì)的量之比為（ ） A.1∶3 B.3∶1 C.4∶1 D.1∶4 答案:C 9.將一塊鎂鋁合金溶于過(guò)量鹽酸后，溶液中應(yīng)有_____________離子；接著加入過(guò)量氫氧化鈉溶液后，溶液中_____________減少了，_____________增加了；繼而再加入過(guò)量鹽酸，溶液中_____________減少了，_____________增加了。 答案:H+、Cl-、Mg2+ 、Al3+（OH-） H+、Mg2+、Al3+ 、OH-、Na+ 、OH- H+、Cl-、Mg2+、Al3+ 10.某無(wú)色透明溶液，跟金屬鋁反應(yīng)放出H2，試判斷下列離子：Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、、、、OH-、，哪些可能是構(gòu)成此溶液的成分？ （1）生成Al3+時(shí)，可能存在_____________。 （2）當(dāng)生成時(shí)，可能存在_____________。 答案:(1)Mg2+、H+、 (2)OH-、Ba2+、 習(xí)題詳解 1.答案：保存于煤油中 因?yàn)殁c很容易與空氣中的O2發(fā)生反應(yīng)。 4Na+O2====2Na2O 2Na+O2Na2O2 2Na+2H2O====2NaOH+H2↑ 點(diǎn)撥：鈉的化學(xué)性質(zhì)很活潑，能與O2反應(yīng)，能與H2O反應(yīng),因此將鈉保存在煤油中（ρ鈉>ρ煤油）。 2.答案：B 點(diǎn)撥：Na燃燒時(shí)生成Na2O2。 3.答案：B 點(diǎn)撥：Al在空氣中能與O2反應(yīng)生成Al2O3。 4.答案：D 點(diǎn)撥：此類題目可用舉反例法。C選項(xiàng)，最外層只有1個(gè)電子的元素除Na、K外，還有H，H屬非金屬元素；D選項(xiàng)為Na，屬金屬元素；A、B選項(xiàng)的中心詞是物質(zhì)，物質(zhì)與元素是兩個(gè)不同的概念，物質(zhì)是由元素組成的。 5.答案：D 6.答案：A 7.答案：（1）3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 (2)2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑ 2Al+6H+====2Al3++3H2↑ (3)2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑ 2Al+2OH-+2H2O====2+3H2↑ (4)Zn+CuCl2====Cu+ZnCl2 Zn+Cu2+====Cu+Zn2+ 8.答案：Al與NaOH發(fā)生如下反應(yīng)： 2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑ 227 g 322.4 L 5.4 g V(H2) 即V（H2）=6.72 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況) 9.答案：①相同質(zhì)量的Mg、Al與鹽酸反應(yīng)可由關(guān)系： Mg ~ H2↑ 2Al ~ 3H2↑ 24 g 1 mol 227 g 3 mol 1 000 g n (H2) 1 000 g n(H2) 即相同質(zhì)量時(shí)，Al放出氫氣多。 ②相同體積（假定各為1 000 cm3）的Mg、Al而質(zhì)量分別為1 738 g、2 700 g，則有： Mg ～ H2↑ 2Al ～ 3H2↑ 24 g 1 mol 227 g 3 mol 1 738 g n(H2) 2 700 g n(H2) 答:相同質(zhì)量時(shí)，Al放出氫氣多，相同體積時(shí)，也是Al放出氫氣多。 10.鋁是自然界中含量最多的金屬，鋁與氧氣反應(yīng)放出大量的熱，所以用鋁作燃料是可行的；但是鋁的金屬活潑性比較強(qiáng)，欲從含鋁的礦物中把鋁提煉出來(lái)比較困難，目前采用電解法生產(chǎn)鋁，電解需要消耗大量的電能；因此就目前條件下，將鋁作燃料還不具備現(xiàn)實(shí)條件。 11.提示：鋁的金屬活動(dòng)性比鐵強(qiáng)，從鋁礦石中提煉出鋁比從鐵礦石中提煉出鐵困難。 5