高一化学必修第三章金属及其化合物教案.docx

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高一化学必修第三章金属及其化合物教案

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第三章　金属及其化合物

课程标准

根据生产、生活中的应用实例或通过实验探索，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。

让学生充分体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙。

培养学生敢于质疑，勤于思索，逐步形成独立思考的能力，善于与人合作，具有团队精神。

第一节　金属的化学性质

（第一课时）

教学目标

1.认识钠、铝、铁与氧气的反应，掌握金属钠、铝、铁的主要化学性质。

2.通过钠在空气中缓慢氧化和钠加热时氧化的实验，培养学生的观察能力，对比能力，分析能力。

3.激发学生学习化学的兴趣，体验科学探究的艰辛和喜悦。

教学重点、难点

重点：

钠的氧化反应

难点：

氧化钠与氧化钠稳定性的比较

教学过程

教学环节

教　师　活　动

学　生　活　动

新课导入

地球上的绝大多数金属元素是以化合态存在还是以游离态存在于自然界中？

为什么？

新

知

学

习

思考交流

（1）人类发现和使用金属是按金、银、铜、铁、铝的顺序，你从中发现了什么规律？

（2）观察并分析教材图3-2的四个反应，写出反应的化学方程式，是离子反应的,写出离子方程式。

思考交流后回答：

化学方程式：

____________

离子方程式：

____________

归纳整理

金属共同的化学性质

①______________________

②______________________

③______________________

思考

根据铜、铁与氧气的反应，推测钠与氧气反应的条件和剧烈程度。

实验

探究

（1）用镊子夹取存放在煤油中较大块的金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，放在玻璃片上，观察钠的表面。

（2）用小刀从中间切开，观察钠的“真面目”：

颜色、光泽，感受钠的硬度，并注意观察切面的颜色变化。

（3）观察完毕，将钠块全部放回原试剂瓶中。

归纳整理

①通过实验了解了钠的哪些物理性质？

②由常温下钠在空气中的变化，说明钠的化学性质活泼。

钠是_______色金属，硬度_________，切面的变化________，生成了________钠保存在煤油中，说明钠的密度比煤油____________，常温下钠与氧气反应的化学方程式____________________。

新

知

学

习

实验探究

提示：

①切下的钠块不易太大，剩余的钠块放回原试剂瓶。

②钠块开始燃烧时，立即撤掉酒精灯。

（1）用坩埚钳夹持坩埚放在三角架的泥三角上，用小切切下绿豆粒大小的钠块，用滤纸吸干煤油后放入坩埚中。

（2）点燃酒精灯进行加热。

（3）观察现象并记录留下的固体颜色。

归纳整理

实验现象：

_____________________。

钠与氧气在加热的条件下反应生成了_________________，化学方程式为_____________________。

思考讨论

（1）通过实验分析Na2O和Na2O2哪种物质更稳定？

（2）有时钠块燃烧后残留物边缘会呈黑色，为什么？

学习探究

过氧化钠是一种供氧剂，该物质还具有哪些用途？

阅读教材40页“科学视野”，了解过氧化钠的用途。

归纳整理

物　　质

氧化钠（Na2O）

过氧化钠（Na2O2）

色　　态

类　　别

氧元素的价态

生成条件

与H2O反应

与CO2反应

主要用途

思考交流

你认为铝能否与氧气反应？

若能，反应的理由是什么？

若不能，不反应的依据是什么？

实验探究

（1）用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热并轻轻晃动，观察现象。

（2）重新取一块铝箔，用砂纸打磨，除去其表面的氧化膜，加热，观察现象。

结论

氧化膜熔点高，加热时氧化膜包裹着的内层铝熔化而不会滴落。

加热未打磨铝箔时的现象_________

　加热已打磨铝箔时的现象_________

思考讨论

（1）怎样才能观察到铝的燃烧？

（2）未打磨和已打磨的铝箔加热时，现象为何相同？

（3）金属是否都能形成氧化膜？

不同的金属其氧化膜有无差异？

思考讨论后回答

归纳整理

金属氧化膜的作用_____________________

板书设计

第一节　金属的化学性质

一、金属与氧气反应

1.钠与氧气的反应

　常温下：

4Na+O2=2Na2O

　加热条件下：

2Na+O2=Na2O2

小结：

金属钠的物理性质

银白色金属光泽，熔点低、硬度小、密度比煤油大。

2.铝与氧气的反应

　4Al+3O2=2Al2O3

金属氧化膜的作用：

致密的氧化膜对内层金属起保护作用。

巩固练习

1.金属钠是_______色固体，质地__________，将钠放在空气中一会儿，会发现金属钠的表面变暗，原因是（用化学方程式表示）___________________________；将钠放在空气中燃烧，其反应的化学方程式是_____________________，生成物的颜色是___________色。

2.保存金属钠时，应放在（　　）

A、水中　　B、煤油中　　C、棕色瓶中　　D、酒精中

3.以下说法错误的是（　　）

A、钠在常温下就容易被氧化

B、钠受热后能够着火燃烧

C、钠在空气中缓慢氧化能自燃

D、钠在氧气中燃烧更为激烈

4.关于Na2O与Na2O2的叙述正确的是（　　）

A、都是白色的固体B、都是碱性氧化物C、都能和水反应形成强碱溶液D、都是强氧化剂

5.当钠着火时，应选用灭火的是（　　）

A、煤油　　B、水　　C、沙土　　D、泡沫灭火器

6.下列物质放置在空气中，因发生氧化还原反应而变质的是（　　）

A、NaB、NaClC、NaOHD、Na2O2

7.2.3g纯净金属钠在干燥空气中被氧化后得到3.5g固体，由此可判断其氧化物是（　　）

A、只有Na2O　　B、只有Na2O2　　C、Na2O和Na2O2　　D、无法确定

8.钠离子的性质是（　　）

A、有强还原性　　B、有弱氧化性　　C、有碱性　　D、比钠原子稳定

9.取一小块钠放在玻璃燃烧匙里加热，下列实验现象正确的是（　　）

①金属先熔化②在空气中燃烧火焰呈黄色③燃烧时火星四射④燃烧后生成淡黄色固体⑤燃烧后生成白色固体

A、①②③B、①②④C、①②⑤D、①③⑤

10.下列叙述正确的是（　）

①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物

②Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3,Na2O2与CO2发生置换反应生成O2

③Na2O主要有氧化剂，Na2O2主要有还原剂

④Na2O2可作供氧剂，而Na2O不行

⑤Na2O2是强氧化剂，Na2O是一种碱性氧化物

A、都正确　　　B、②③④⑤　　C、②③⑤　　D、④⑤

备课参考

参考答案　1、银白　柔软　4Na+O2=2Na2O　　2Na+O2=Na2O2　淡黄

2、B　3、C　4、C　5、C　6、AD　7、C　8、BD　9、B　10、D

尖端技术中的金属钠

钠是碱金属元素中最常见的一种，它不仅在人体中具有重要的作用。

另外，金属钠还在尖端技术、日常生活中有着广泛的应用。

我们知道，要把人造地球卫星送上天，发射航天飞机、导弹都要用到火箭，如何确定发射后的火箭在空中的位置呢？

这就需要钠蒸气来帮忙了。

火箭发射后，在大气层真空释放出钠蒸气可产生明亮的橙黄色云雾，科学家据此就可确定火箭在空中的位置，还可以计算出火箭周围气体的密度。

当前，人们已能利用原子能进行发电，其好处颇多。

原子能发电需要的一个重要装置即是原子反应堆。

在原子的裂变过程中，由于释放出巨大的能量，会使反应堆内的温度升得很高，因此就需要把热量导出，使反应堆冷却。

充当导热剂（冷却剂）的就是钠与钾的合金（含20％～50％的钠）。

这种合金在室温下呈液态，具有比固态金属更为优良的导热性能，是原子反应堆理想的导热剂。

日常生活中，钠也有广泛的应用，如用于制作单色光源的钠光灯（高压钠灯）。

这种灯发出黄光，射程远，透雾能力强，对道路平面的照度高，广泛地用于制作指示灯、路灯等。

另外，钠还可作为合成橡胶的催化剂、石油的脱硫剂等。

第一节　金属的化学性质

（第二课时）

教学目标

　　　　1.了解金属钠与水的反应，会解释钠与水反应的各种现象。

　　　　2.设计铁与水蒸气反应的实验装置，了解铁与水蒸气的反应。

　　　　3.掌握有关实验的基础知识和基本技能，学习实验研究的方法，能设计并完成一些化学实验。

教学重点、难点

重点：

钠与水的反应

难点：

钠与水的反应，铁与水蒸气的反应

教学过程

教学环节

教　师　活　动

学　生　活　动

新课导入

钠被氧化后，其产物进一步与水反应生成NaOH，那么，钠能否直接与水反应生成NaOH呢？

哪些金属能与水直接反应？

条件如何？

新

知

学

习

实验探究

（1）在250mL的烧杯中加入约150mL水，并滴入几滴酚酞试液。

（2）用镊子从试剂瓶中取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油。

（3）用小刀切下绿豆粒大小的钠块。

（4）将钠块放入烧杯中，观察记录实验现象。

新

知

学

习

归纳整理

现象：

浮、游、球、响、红

解释产生上述各种现象的原因：

　浮：

___________________________

　游：

___________________________

　球：

___________________________

　响：

___________________________

　红：

___________________________

化学方程式：

_____________________

离子方程式：

_____________________

实验验证

设计一个实验证明钠与水反应产生的气体是H2

仪器：

____________________________

操作方法：

________________________

实验现象：

________________________

思考交流

（1）按照不同的分类方法，钠与水的反应属于什么类型的反应？

（2）钠为什么保存在煤油中？

能否保存在汽油或CCl4中？

（3）金属钠着火，能否用水灭？

为什么？

应该如何处理？

思考讨论

从水蒸气的产生、铁粉与水蒸气的反应，反应产物的检验等环节，讨论反应装置的设计。

画装置图：

活动探究

按照教材图3－9进行演示，指导学生观察实验现象，明确实验中应注意的问题。

（1）比较两实验装置的优缺点

（2）总结探究活动的收获

（3）从金属活动顺序的角度，通过上述反应可得出怎样的结论？

归纳整理

金属活动顺序中氢前面的金属在一定条件下都可能跟水反应而置换出H2，而氢后面的金属不可能跟水反应产生H2。

板书设计

二、金属与水的反应

　1、钠与水的反应

　现象：

浮、游、球、响、红

　　产生上述各种现象的原因：

　化学方程式：

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

　　离子方程式：

2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑

　2、铁与水的反应

现象：

化学方程式：

3Fe+4H2O（g）=Fe3O4+4H2↑

巩固练习

1、在进行钠和水的反应实验中，有如下操作和实验现象，请根据钠的性质解释说明。

（1）刚用小刀切开的金属钠断面呈_______色，在空气中放置几分钟后发生的变化为______________。

（2）切下来的金属钠块要用滤纸擦净后方可放入水中实验，这是因为____________________。

（3）金属钠块必须用_______夹取，而不能用手拿取，理由是_________________________________。

（4）金属钠块投入水中后，钠很快熔成一个闪亮的小球并浮于水面上，这是因为__________________。

（5）钠小球在水面上迅速游动，这是因为_____________________________________，反应容器的上方弥漫着“白色物”，它的主要成分是___________________________________。

（6）如果水中在未加钠之前已滴入酚酞试溶，反应后溶液由无色变为_____________________色，理由是____________________________。

2、红热的铁能与水蒸气反应，有氢气生成，根据下图所示装置进行铁在高温下与水蒸气反应的实验，并用简单的方法收集，检验生成氢气。

请回答下列问题：

（1）写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式________________________________。

（2）干燥管C内盛放的药品是_______或______。

干燥管的________（m或n）端与g导管相连接。

（3）在D处画出用简单方法用试管来收集氢气的装置图（所需其他仪器自己选择）。

（4）怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气，简述实验操作步骤和现象___________________。

3、钠与水反应时的现象与钠的下列性质无关的是（　　）

A、Na的熔点低　　B、Na的硬度小　　C、Na的密度小　　D、有强还原性

4、将一小块Na投入足量的CuSO4溶液中，现象是（　　）

A、置换出金属铜　　B、产生气体，置换出金属铜

C、生成蓝色沉淀　　D、产生气体，生成蓝色沉淀

　　5、将质量为ｍg的铁片放入CuSO4溶液中，过一会儿取出干燥，铁片的质量变为ｎg，则被氧化的铁的质量是

A、8（ｎ–ｍ）g　　　B、8（ｍ-ｎ）gC、7（ｍ-ｎ）gD、7（ｎ-ｍ）g

6、将2.3g金属钠投入100g水中，反应结束后，溶液中溶质的质量分数计算式表示正确的是（　　）

A.2.3100×100%B.4（100+2.3-0.1）×100%C.4（100+2.3）×100%D.4（4+100-1.8）×100%

7、在实验室里做钠跟水反应的实验时，用到的仪器是（　　）

a.试管夹　b.镊子　c.小刀　d.冷凝管　e.滤纸　f.研钵　g.烧杯　

　（3）向下排空气法、导管口伸入试管底部

　（4）用拇指堵住试管口，移近火焰，松开，能燃烧或发出爆鸣声，说明收集的是H2

3、B　4、D　5、D　6、B　7、D　8、A　9、C　10、11.5g11、90g　12、0.46g0.46g

钠是人体必需的元素之一

钠是人体必需的十一种常见元素（氧、碳、氢、磷、氮、硫、氯、钾、钙、钠、镁）之一。

有趣的是，人血液中溶解的最多的金属元素钠、钾、钙与海水中的相对含量几乎是相同的，而十一种常见元素基本上也是地壳中含量较多的元素。

可见，人类生活在地球上，体内也保留着这个星球的“痕迹”。

人体中80％的钠分布细胞外液中，其余的主要在骨骼中，钾主要分布在细胞液中，以及贮藏在肌肉和红细胞中。

钠和钾在保持组织细胞与血液之间的电荷和化学平衡方面起着重要作用。

人体所需的钠主要来自食盐。

早在李时珍的《本草纲目》中就对食盐的功效做了精辟的论述，说它有解毒凉血、润燥、定疼止痒等效果。

但钠和钾摄入过多也不行。

摄入过多食盐，会引起肾功能不良和高血压等疾病。

有人估计，如果每天食盐摄入量多于20g，高血压发病率将明显增加。

考虑到我国人民的饮食习惯食盐量偏高和高血压患病率上升这一事实，我国医学界人士建议：

南方每人每日的食盐量不要超过7g，北方人每人每日的食盐量不要超过10g。

世界卫生组织提出，一般每人每日食盐量应在5g以下。

第一节　金属的化学性质

第三课时

教学目标

　　　　1.认识铝既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应。

　　　　2.通过比较归纳，使学生了解金属的一般化学性质和特性，从而对金属的化学性质有一个整体的认识。

教学重点、难点

重点：

铝与NaOH溶液的反应

难点：

铝与NaOH溶液的反应

教学过程

教学环节

教　师　活　动

学　生　活　动

复习回顾

写出下列反应的化学方程式，是氧化还原反应的，指出氧化剂、还原剂，是离子反应的，再写出离子方程式。

（1）钠在常温下和点燃时与氧气反应

（2）过氧化钠与水反应

（3）钠与水反应

（4）钠与氯化铁溶液

（5）铁与水蒸气在加热条件下反应

（6）铝与盐酸反应

化学方程式

（1）__________________

（2）_____________________________

（3）_____________________________

（4）_____________________________

（5）_____________________________

（6）_____________________________

离子方程式：

____________________

________________________________

________________________________

________________________________

________________________________

新课导入

由金属共同的化学性质可知，金属能与氧气反应，较活泼金属能与酸反应，而金属与碱能否反应呢？

今天我们来探究少数金属与强碱的反应。

新

知

学

习

实验探究

（1）取2支小试管分别加入5ml盐酸和5mLNaOH溶液，再分别放入一小段铝片，观察现象。

（2）将点燃的木条分别放在两支试管口，观察现象。

归纳整理

铝既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，说明铝具有两性。

铝与盐酸反应的化学方程式：

________

_______________________离子方程式：

__________________________________

铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：

_________________________________

离子方程式：

_____________________

思考交流

1、在上述实验中，为什么铝片放入盐酸和NaOH溶液中，不立即产生气泡？

2、由上述实验还能得出哪种物质既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应？

1、原因：

_______________________

2、物质名称：

___________________

应用提高

根据已掌握的铝的性质，在日常生活中，使用铝制餐具、炊具应注意哪些问题？

实践活动

1、金属是如何分类的？

2、铝的导电性比铜的差，为什么电力工业上常用铝作导线？

3、铝是地壳中储量最丰富的金属，为什么铝的价格比铁高呢？

围绕金属提出类似老师列举的一些问题，通过去图书馆或上网查阅资料，写一篇关于金属的小论文。

学习提高

阅读教材44页“科学视野”，了解未来金属―――钛。

板书设计

三、铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应

　化学方程式：

2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

　离子方程式：

2Al+6H+=2Al3++3H2↑

　　　　　　　2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑

巩固练习

1、下列物质中不能与NaOH溶液反应的是（　　）

A.NaB.FeC.AlD.Cu

2、在铝和NaOH溶液的反应中，作为还原剂的是（　　）

A.水　　　B.铝　　C.氢氧化钠　　D.氢氧化钠和水

3、用铝箔包装0.1mol金属钠，用针扎一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水取气法收集产生的气体，则收集到气体的为（　　）

A.O2和H2的混合气体　　　B.0.05molH2

C.大于0.05molH2　　　　　D.小于0.05molH2气体

4、铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式正确的是（　　）

A、2Al+2Na++2OH-+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

B、Al+OH-+H2O=AlO2-+3H2↑

C、2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑

D、Al+2OH-+H2O=AlO2-+2H2↑

5、铝具有较强的抗腐蚀性能，主要是因为（　　）

A、与氧气在常温下不反应　　　B、铝性质不活泼

C、铝表面形成一层氧化膜　　　D、铝耐酸耐碱

6、等质量的钠、镁、铝分别与足量的盐酸反应，产生H2的质量由大到小排列顺序正确的是

A、Al、Mg、Na　　B、Mg、Al、Na　C、Na、Mg、Al　　D、Na、Al、Mg

7、相同质量的两块铝，分别和足量的稀H2SO4和NaOH溶液反应，产生气体的物质的量之比是（　）

　A、2：

3　　B、3：

2　　C、2：

1　　D、1：

1

8、请你设计至少两种方法除去细小的铁粉中混有的细小的铝粉（作简要说明）

9、天平两边各放一个烧杯，烧杯分别盛放同体积同浓度的盐酸（足量），调节天平达到平衡。

将12g镁和12g铝分别放入两烧杯中，反应完毕后，哪一端还要放入多少克同种金属，反应完毕后天平才能平衡？

备课参考

参考答案：

1、BD　2、B　3、C　4、C　5、C　6、A　7、D　8、①磁铁　②加NaOH溶液过滤　9、0.4g

铝的发现及工业制造

铝是典型的两性金属，在地壳中的含量很丰富，仅次于硅和氧，在所有的金属元素中铝的含量数第一，占金属元素总量的13。

由于它性质活泼，自然界没有游离态的铝存在，必须从矿物中制取。

铝的发现和大量工业制造，距今只有100多年的时间，所以铝被称为“年轻的金属”。

1825年丹麦化学家用氯气通过烧红的木炭和铝土的混合物，经过处理得到具有光泽与锡相似的金属，此实验结果发表在不著名的丹麦刊物上而未被科学界注意，所以一般化学史常把德国的武勒（wohler）称为最先分离出铝的化学家。

1827年武勒在实验室得到灰色的金属粉末，最后将铝粉熔化成块状的金属铝。

1854年，法国科学家用昂贵的金属钾及钠作还原剂，使铝成为工业产品，生产的铝的价格比黄金还贵几倍。

当世界上有了电（1870年）之后，人们开始探索用电还原法制取金属铝，但电解温度很高（2000℃以上），反应难以进行。

1886年美国和法国的两位青年化学家，各自独立地发现冰晶石（Na3AlF6）可做助熔剂，使电解温度降至1000℃左右，解决了电解法制铝的难题，使铝的价格一落千丈，成为用途很广的金属。

铝有许多优良性质，其中最突出的性质是“轻”，密度小（2.7gcm3）。

纯铝较软但制成合金后，强度与优质钢相同，重量却只有钢的13。

高强度铝合金的成分及其所占的质量分数分别是Al:

93.4%、Cu:

4.5%、Mg:

1.5%、Mn:

0.6%，是制造飞机、火箭、宇宙飞航的主要材料，也用来制造轮船、火车、汽车、化工设备等。

铝还有很好的耐腐蚀性和反光性，因而被广泛应用，如铝合金门窗、柜台、卷帘支架和许多日用品。

铝已经越来越多地代替铁和木材，成为工业生产和人类生活中不可缺少的金属材料。

第二节

几种重要的金属化合物

（第一课时）

教学目标：

1．认识金属氧化物的主要性质；认识铁的氢氧化物的性质及制法。

2．尝试用分类方法学习物质的性质。

3．通过实验教学培养学生的观察能力和实验操作技能。

教学重点、难点：

重点：

1．金属氧化物的化学性质

2．Fe（OH）2、Fe（OH）3的性质及转化

难点：

Al2O3的两性

教学过程：

教学环节

教师活动

学生活动

新课导入

以铁锈、铜锈的形成及丰富多彩的颜料引入

新

知

学

习

板

书

设

计

复习回顾

以Na、Mg、Al、Fe为例说明金属有哪些主要化学性质？

写出有关化学反应方程式。