高一化学必修一第三章学案.doc

第三章 金属及其化合物

第一节 金属的化学性质
【知识梳理】
【思考】
1、 地球上金属元素的存在主要形式是什么？________________
为什么？______________________________________________________________
2、写出下图相应反应的化学方程式，并思考金属在反应中的作用（氧化剂还是还原剂）

（1）_________________________________________ 金属的作用______________
（2）_________________________________________ 金属的作用______________
（3）__________________________________________ 金属的作用______________
（4）___________________________________________ 金属的作用______________
3、上面四幅图基本概括了初中关于金属的化学性质。金属有哪些化学性质？
___________________________、_________________________、___________________
金属的上述性质的共同特点是什么？____________为什么？__________________________
4、写出金属活动性顺序表____________________________________________________
（一）、金属与氧气的反应
一、钠与O2的反应
1、【实验探究】——常温下钠在空气中的变化
通过观察钠的取用，你能简单描述钠的物理性质吗？ 。
（1）实验现象： 新切开的钠的表面 。
（2）变化的原因（写化学方程式）_ 。
（3）结论___ 。
（4）描述切割过程______________________________________________________。
2、【实验探究】——在加热条件下钠在空气中的变化
（1）实验现象_ 。
（2）化学反应方程式_ 。
（3）所用仪器_________________________________________________________。
【科学视野】过氧化钠的特殊用途——呼吸面具、潜水艇中氧气的来源
2Na2O2 ＋ 2H2O === 4NaOH ＋ O2↑ 氧化剂是 ；还原剂是 。
2Na2O2 ＋ 2CO2 === 2Na2CO3 ＋ O2 氧化剂是 ；还原剂是 。
二、其它金属与氧气反应研究
【思考】
1、点燃镁条前对镁条进行的必要的操作是什么？__________
为什么？___________________________________________。
2、点燃铁丝前需要进行类似镁条的操作吗？_________
为什么？___________________________________________。
【实验探究】——铝在空气中燃烧研究
实验操作
现象
结论
未打磨的铝箔
在酒精灯上加热

已打磨的铝箔
在酒精灯上加热

若要观察到铝的燃烧，可采取哪些措施？

小结
【总结】
1、金属因为_________________，在化学反应中总是______________________电子，充当__________，表现___________性。
2、大部分金属比较活泼，常温下就与空气中的氧气反应。
（1）金属表面的氧化膜，不能保护其内层金属，如________，原因是_________________
（2）金属表面的氧化膜，能保护其内层金属，如__________，原因是_____________________
（3）举例不跟氧气反应的一种金属__________。其原因是___________________________。
【基础训练】
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.将金属钠放在坩埚里用酒精灯加热，金属钠剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成淡黄色固体氧化钠
C.金属钠在空气中燃烧，生成过氧化钠
D.金属钠的熔点很高
2、下列实验描述，符合事实的是 （ ）
A. 金属钠暴露在空气中，表面变暗，生成白色固体氧化钠
B. 用坩埚钳夹住打磨过的镁带，在酒精灯上点燃，发出耀眼的白光，放出大量的热，产生白色固体
C. 用坩埚钳夹住铝箔在酒精灯上点燃，发出耀眼的白光，放出大量的热
D. 用坩埚钳夹住铝箔在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动，有液态的铝滴落下来
【巩固训练】
1、下列关于钠的叙述中，不正确的是 （ ）
A. 钠燃烧时发出黄色的火焰 B. 钠燃烧时生成氧化钠
C. 钠有很强的还原性 D. 钠原子的最外层只有一个电子
2、下列关于铝的叙述中，不正确的是 （ ）
A. 铝是地壳里含量最多的金属元素 B. 在常温下，铝不能与氧气反应
C. 铝是一种比较活泼的金属 D. 在化学反应中，铝容易失去电子，是还原剂
3、小明家中收藏一件清末的铝制品佛像，至今保存完好。该佛像未锈蚀的主要原因是（ ）
A. 铝不易发生化学反应 B. 铝不易被氧化
C. 铝的氧化物容易发生还原反应
D. 铝易被氧化，但氧化生成的氧化铝具有保护内层铝的作用
4、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. 铝表面能形成一层致密的氧化膜 D. 铝既耐酸又耐碱
5、以下金属在常温下能与氧气反应生成致密的氧化物薄膜的是（ ）
A. 铜 B. 铁 C. 铝 D.镁
6、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
7、取一小块金属钠放在石棉网上加热，下列叙述正确的是 （ ）
①在空气中燃烧，火焰呈黄色；②燃烧得白色固体；
③金属钠先熔化；④产物为淡黄色固体
A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④
8、（1）可以证明钠的硬度小的实验事实是 。
（2）可以证明氧化铝熔点高的实验事实是 。
（3）可以说明自然界中不存在游离态的钠的实验事实是：
。
9. 写出下列化学反应方程式，指出氧化剂与还原剂
铁与盐酸反应_________________________________________________
铜与硝酸银的反应_________________________________________________
氧化剂____________还原剂__________
钠在氧气中燃烧_________________________________________________
氧化剂____________还原剂__________
钠暴露在空气中_________________________________________________
氧化剂____________还原剂__________
铁丝在空气中点燃_________________________________________________
氧化剂____________还原剂__________
上述反应中金属均起什么作用？________________为什么？______________________
第一节 金属的化学性质 （2）
【知识梳理】
【思考】
人们常用铁、铝或铜制的水壶来烧水，说明什么？ ________________________________
（二）、金属与水的反应
1、钠与H2O的反应
（1）【实验探究】
现象
原因
①

②

③

④

⑤

（2）化学反应方程式____________________________________________
上述反应中，氧化剂是_________________，还原剂是_________________
（3由钠与水反应实验总结钠的物理性质___________________________________________
【思考】
（1）为什么钠与冷水就能反应，而铁铝铜等金属与热都不反应？
________________________________________________________
（2）在实验室里为什么要把钠保存在石蜡油或煤油中？为什么可以保存在煤油里？
________________________________________________________
2、铁与水蒸气的反应
【探究】设计一套简单的实验装置，使铁粉与水蒸气反应。实验装置包括水蒸气发生、水蒸气与铁粉反应、检验产生的气体。
（1）如果给你3支试管、水槽、蒸发皿、胶塞、导管、酒精喷灯及其他必要的仪器和物品，画出你设计的装置简图。

现象
化学方程式

（2）有人设计了下图装置，用一支大试管代替3支试管就能完成实验，想想其中的原理。

【总结】比较钠与铁分别与水反应的情况
反应方程式分别是__________________________、__________________________
分别与水反应，为什么反应条件不同？
_____________________________________________________________________
【巩固训练】
1、把一小块金属钠投入煤油和水的烧杯中，可以观察到 （ ）
A.钠浮在烧杯中的液面上 B.钠沉在烧杯的底部
C.煤油会燃烧起来，产生很浓的黑烟 D.钠会在水和煤油的交界面上下浮动，直到反应结束
2、把一小块金属钠投入到足量的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
3、下列各组物质相互反应后，没有碱生成的是 （ ）
A. CaO溶于水 B. 红热的铁和水蒸气
C. 金属钠投入水中 D. Na2O2投入水中
4、金属钠着火时，可以灭火的物质是 （ ）
A. 水 B. 沙子 C. 煤油 D. 二氧化碳
5、下列有关钠的物理性质叙述正确的是 （ ）
①银白色金属；②质软可用小刀切割；③熔点低于100℃；④密度比水小；⑤热和电的良导体
A. ①②④ B. ①②③④ C. ①③④ D. ①②③④⑤
6、钠与水反应时的现象与钠的下列性质无关的是 （ ）
A.钠的熔点低 B. 钠的密度小 C. 钠的硬度小 D. 有强还原性
7、实验室中钠一般应保存在煤油中，原因是 （ ）
①钠不与煤油反应；②钠质软；③钠易与O2反应；④钠的密度比煤油大；⑤钠易与H2O反应
A. ①②④ B. ①②③④ C. ①③④⑤ D. ①②③④⑤
8、金属钠投入水中可以观察到下列现象，请解释产生这些现象的原因：
（1）钠浮在水面上 。
（2）钠熔化成小球 。
（3）小球在水面上四处游动，并发出嘶嘶声 。
（4）钠逐渐变小，最后完全消失 。
（5）滴有酚酞的水变红 。
9、如图，在玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热并通入水蒸气，用试管收集产生的经干燥的水蒸气，并靠近火焰点燃。
（1）写出该反应的化学方程式 ，
氧化剂是 ，还原剂是 。
（2）加热烧瓶的作用是 ，烧瓶底部放了几片碎瓷片，其作用是 。
（3）干燥管里可装入的试剂是 ，其作用是 。
（4）玻璃管中石棉绒的作用是 。实验开始时应先点燃
，实验结束时，应先熄灭 。
10、写出下列化学反应方程式，指出氧化剂与还原剂
氢气与氯气反应生成氯化氢_______________________________________________
氧化剂____________还原剂____________
双氧水分解__________________________________________
氧化剂____________还原剂____________
钠与水的反应________________________________________
氧化剂____________还原剂____________
钠在氧气中燃烧______________________________________
氧化剂____________还原剂____________
第一节 金属的化学性质 （3）
【知识梳理】
【复习】
1、写出钠与氧气、钠与水、铁与水蒸气反应的化学方程式，指出氧化剂、还原剂。

2、写出钠与水反应的离子方程式并概括钠与水反应的现象。

三、铝与氢氧化钠溶液的反应
【实验探究】——铝与盐酸和氢氧化钠溶液的反应
现象
原因
无论是把铝投入盐酸中，还是NaOH溶液中
①

②

③

④

结论
【思考】（1）写出铝与盐酸、氢氧化钠反应的化学方程式，并改成离子方程式。

（2）铝制餐具为什么不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物？

（3）金属单质都有较强的还原性，在自然界中都以化合态存在。这句话对吗？

【巩固训练】
1、质量相等的两份铝粉，第一份中加入足量的NaOH 溶液 ，第二份中加入足量的盐酸，在同温同压下放出气体的体积比是 （ ）
A.1∶2 B.2 ∶1 C.1∶4 D.1 ∶1
2、将两小块质量相等的金属钠进行两种不同操作：
①把一小块金属钠直接投入水中
②另一小块金属钠用铝箔包住，在铝箔上刺些小孔，然后放入水中
操作产生的氢气多，原因是
。
3、把一个铝制易拉罐充满CO2，然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布密封罐口。经过一段时间后，观察到 ，原因是（写方程式）
，再经过一段时间后，观察到 ，原因是（写方程式） 。
4、将一块镁铝合金放入过量盐酸中，写出发生反应的化学方程式和离子方程式。

5、将一块镁铝合金放入过量NaOH溶液中，写出发生反应的化学方程式和离子方程式。

6、铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应 ，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的铝的物质的量之比是 。

7、某无色透明溶液与铝反应放出H，该溶液中可能含有大量的H＋、K＋、Mg＋、Cl－、OH－、SO42－、CO32－ ，试推断：
第一种情况，无色透明溶液中一定有 ，可能有 离子。
第二种情况，无色透明溶液中一定有 ，可能有 离子。
第二节几种重要的重要化合物
第一课时
【知识梳理】
复习：请同学回顾钠在常温下和加热条件下与氧气反应的现象及产物的差异？请写出反应的化学方程式。

你知道吗？潜艇在海底航行时，潜艇中官兵呼出的二氧化碳到哪里去了吗？Na2O2是“功臣”之一
第二节 几种重要的金属化合物
一、钠的重要化合物
1、氧化钠和过氧化钠
思考1：Na2O是一种碱性氧化物，其化学性质与氧化钙类似，具有碱性氧化物的通性。你能列举出其主要的化学性质吗？
演示实验3-5 ：Na2O2也是氧化物，它能否与这些物质反应呢？如果反应情况又如何？它是否属于碱性氧化物？
实验现象
所得结论
练习1：写出过氧化钠与水反应的化学方程式，找出反应中的氧化剂和还原剂。

思考2：过氧化钠与水反应的实验中，酚酞试液变红后褪色的原因是什么？

练习2：Na2O2不仅能与水反应还能与CO2反应，写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式： ，
其中氧化剂是 还原剂是
思考3、过氧化钠极易与水、二氧化碳反应在实验室里应如何保存它呢？
归纳与整理
化学式
Na2O
Na2O2
化合物类型
离子化合物
离子化合物
属类

颜色、状态

与水反应

与CO2反应

与盐酸反应

用途
————
氧化剂、供氧剂、
漂白剂、杀菌剂
生成条件
常温下缓慢氧化
燃烧或加热

2、碳酸钠和碳酸氢钠
科学探究：碳酸钠和碳酸氢钠的性质
（1）Na2CO3和NaHCO3的溶解性
（2）Na2CO3和NaHCO3的热稳定性
（3）Na2CO3和NaHCO3的其它性质
归纳与整理
物质
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式

俗名

颜色状态

溶解性

与HCI反应

热稳定性

主要用途

相互转化

3、焰色反应
焰色反应：
灼烧Na2CO3溶液时，火焰呈 ；
灼烧K2CO3溶液时，透过 可观察到火焰呈 。
问题：焰色反应如何操作？有何用途？
练习3：如何鉴别Na2CO3和NaHCO3固体？如何鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液吗？
【巩固训练】
1、下列反应中，属于氧化原反应的是（ ）
△
A．SO2+H2OH2SO3 B．2NaHCO3 ══ Na2CO3+ H2O+CO2↑
C．2Na+2 H2O ══ 2NaOH+H2↑ D．Al(OH)3+3HCl ══ AlCl3+3H2O
2. 关于下列反应及其叙述中，正确的是 ( )
A 2Na+ 2H2O= 2NaOH+ H2↑，水是还原剂
B Na2O+H2O=2NaOH，水既是氧化剂，又是还原剂
C 2Na2O2+ 2H2O= 4NaOH+ O2↑，水既不是氧化剂，又不是还原剂
D 2NaHCO3===Na2CO3+ CO2↑+ H2O，水既是氧化产物，又是还原产物
3、下列有关碳酸钠、碳酸氢钠的说法中，正确的是（ ）
A．除去碳酸氢钠固体中混有的少量碳酸钠可以采用加热的方法
B．相同条件下，碳酸钠的溶解度小于碳酸氢钠的溶解度
C．碳酸钠与盐酸反应放出二氧化碳的剧烈程度强于碳酸氢钠
D．向碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液中滴加少量酚酞试液，都显红色
4、钠及其重要化合物之间的转化关系，写出相应的化学反应方程式。

① ②
③ ④
⑤ ⑥
⑦ ⑧
⑨
5、W、X、Y、Z是四种钠的化合物，它们之间有下列转换关系：
W → X + CO2 ↑+ H2O Z + CO2 →X + O2
Z + H2O →Y + O2 X + Ca(OH)2 →Y + CaCO3
试写出它们的化学式：W ，X ，Y ，Z 。
6、下列图示中，A为一种常见的单质，B、C、D、E是含A元素的常见化合物，它们的焰色反应均为黄色。

填写下列空白：
⑴写出化学式：A ，B 。
⑵写出反应⑤的离子方程式： 。
⑶写出反应⑥的化学反应方程式： 。

7、 加热一定量的Na2CO3和NaHCO3的混合物至质量不再变化时，生成CO2的体积为4 .48L(标准状况)，求原混合物中NaHCO3的质量。

8、取碳酸钠与碳酸氢钠混合物样品9.50g，加入足量的稀硫酸使样品完全溶解，共收集到气体2.24L(标准状况下)，求样品中碳酸钠与碳酸氢钠的物质的量之比。

第二课时
【知识梳理】
二、铝的重要化合物
1、氧化铝（Al2O3）
①物理性质：

②化学性质：Al2O3是典型的两性氧化物，请你写出它与HCl、NaOH溶液反应的离子方程式

③用途：液态Al2O3被电解生成铝和氧气，氧化铝是冶炼铝的主要原料。
实验室怎么制备Al(OH)3？

2、氢氧化铝 (Al(OH)3 )
（1）实验室制备氢氧化铝：
【实验3-7】：Al2(SO4)3溶液中加入少量NH3·H2O

（2）物理性质:

（3）氢氧化铝的化学性质
①不稳定性：

②两性氢氧化物：

氢氧化铝的用途

Al(OH)3
铝的三角关系
Al3+＋
AlO2-
3OH－
OH－
H＋
3H＋
4OH－
4H＋

3、硫酸铝钾{ KAl(SO4)2 }
掌握明矾净水原因？
例、用HCl、NaOH溶液和金属铝为原料制取
Al(OH)3，甲、乙、丙三个学生制备途径如下： 
HCl NaOH
甲：Al————AlCl3 ———— Al(OH)3 
NaOH HCl
乙：Al————NaAlO2————Al(OH)3 
NaOH
丙：Al————NaAlO2
HCl —— Al(OH)3
Al—————AlCl3
若要得到等量的Al(OH)3则消耗原料的

大小关系为_________________
【知识与重整】
     铝及其重要化合物之间的转化关系：

【巩固训练】
1、铝具有较强的抗腐蚀性，主要因为 （   ）
   A.铝不活泼               B.具有两性               C.铝与氧气在常温下不反应
   D.铝表面在常温下能形成一层致密的氧化物薄膜
2、将a mol钠和a mol铝一同投入m g足量水中，所得溶液密度为d g/cm3，该溶液的百分比
浓度为 （   ）
       A．       B．       C．          D．
3、以氧化铝为原料制取氢氧化铝，最好的方法是 （   ）
       A．将氧化铝溶于水。
B．将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氨水。
       C．将氧化铝溶于盐酸中，之后滴加氢氧化钠溶液。
D．将氧化铝溶于氢氧化钠溶液中，之后滴加盐酸。
4、有100 mL 3 mol/L NaOH溶液和100 mL 1 mol/L AlCl3溶液。按如下两种方法进行实验：A将氢氧化钠溶液分多次加到AlCl3溶液中；B将AlCl3溶液分多次加到NaOH溶液中。比较两次实验的结果是 （ ）
     A．现象相同，沉淀量相等               B．现象不同，沉淀量不等
     C．现象相同，沉淀量不等                 D．现象不同，沉淀量相等
5、称取两份铝粉，第一份加足量NaOH溶液，第二份加足量硫酸，如果要得到相同体积（同温同压）的氢气，两份铝粉的质量比是 （ ）
       A．1∶2        B．1∶3         C．3∶2        D．1∶1
6、向一个铝制易拉罐充满CO2后，再往罐内注入足量的20%NaOH溶液，立即用胶布严封罐口，不多会儿就会听到罐内“卡、卡”作响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿易拉罐又鼓涨起来，解释上述变化的实现现象。
       ①易拉罐开始变瘪的原因是                            ，其化学方程式为                            。
    ②易拉罐后来又鼓涨起来的原因是                  ，其离子方程式为                            。   

7、把1 mol/L的AlCl3溶液75 mL和2 mol/L NaOH溶液120 mL混合，问得到Al(OH)3多少g？

第二节 几种重要的金属化合物
第三课时
【知识梳理】
三、铁的重要化合物
1、铁的氧化物

FeO
Fe2O3
Fe3O4
铁元素价态

俗名

物理性质
颜色状态

水溶性

化学性质
与酸（如盐酸）反应

／
其它

主要用途

问题1：Fe3O4中铁的化合价是多少？预测它与盐酸反应是生成什么物质？

2、铁的氢氧化物
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
铁元素价态

制备
（实验3-9）
现象

化学反应

物理性质
颜色状态

水溶性

化学性质
与酸反应（如H2SO4）

加热分解

其它

思考1：该实验中要使得到的白色Fe(OH)2存在较长时间可采取哪些措施？（实验室制备Fe(OH)2 时怎样避免氧气的氧化?）

思考2：Fe(OH)2在空气中加热的产物一定是FeO吗?

引言：Fe（OH）2易被氧化生成Fe（OH）3，在反应中谁是氧化剂？谁是还原剂？那么Fe2+、 Fe3+之间有什么不同？Fe3+与Fe2+可以相互转化吗？（用氧化还原原理引导）
接下来我们一起设计实验方案实现 Fe3+与Fe2+怎样转变？（提示用氧化还原理论分析）

问题：设计实验方案实现 Fe3+与Fe2+怎样转变？
Fe2+ Fe3+
通入氧气。（提示用双氧水）、高锰酸钾等、加过氧化钠
Fe3+ Fe2+
加入铁粉、或铜粉。同通氢气 等。
氧化剂：O2、H2O2、KMnO4、HNO3、Cl2等
Fe2+ Fe3+
（具有还原性）还原剂：Fe、Zn、Cu等 （具有氧化性）
（又有氧化性） H2S Na2SO3 KI
思考4、给你两瓶没有标签的试剂FeCl3溶液和FeCl2溶液，运用学过的知识，如何用化学的方法来检验那瓶溶液是FeCl3溶液呢？

思考5、如何用实验的方法检验FeCl2溶液中是否含有FeCl3？
3、铁盐和亚铁盐
[科学探究]（1）Fe3+的检验
[分组实验]在两只试管中分别加入5mI FeCl3和5mI FeCl2，然后各滴入几滴KSCN（硫氰化钾）溶液，记录现象
（1）Fe3+的检验
（记录现象结论）

滴入KSCN
溶液
结论
FeCl3溶液

FeCl2
溶液

含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色，所以我们可以利用这一反应检验Fe3+存在

（2）设计实验方案实现 Fe3+与Fe2+怎样转变（Fe3+的氧化性和Fe2+还原性）
预期转化
所选试剂
预期现象
实验现象
结论及反应
Fe2+ → Fe3+
铁粉
溶液由浅绿色变为黄色

铜片

Fe3+ → Fe2+
双氧水
溶液由黄色变为浅绿色

氯水
溶液由黄色变为浅绿色

酸性KMnO4溶液
紫红色的酸性高锰酸钾溶液变为无色

分组实验：（做①、④）
①取约3ml FeCl3 溶液加入一小药匙铁粉后滴加几滴KSCN溶液。
②取约3ml FeCl2 溶液中加入几滴双氧水，滴加KSCN 溶液。
③取约3ml FeCl2 溶液中加入几滴氯水，滴加KSCN 溶液。
④取约3ml FeCl2溶液中加入几滴酸性KMnO4，观察现象，滴加KSCN 溶液，观察现象。（说明：酸性高锰酸钾溶液作氧化剂时的还原产物为无色的Mn2+(aq)）

观察现象，得出结论。

书写化学方程式
①在盛有FeCl3溶液的试管中，加入铁粉，振荡试管。
FeCl3+Fe化学方程式 氧化剂： 还原剂：

离子方程式：

②在盛有FeCl3溶液的试管中滴入几滴氯水
FeCl2+Cl2--- 氧化剂： 还原剂：

离子方程式：