1、用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是 A.含有NA个原子的氢气在标准状况下的体积为22.4 L B.25 ℃,1.01×105 Pa下,64 g SO2中含有的原子数为3NA
C.40 g NaOH溶解在1 L水中,则其100 mL溶液中含Na+数为0.1NA D.标准状况下,11.2 L CCl4含有的分子数为0.5NA
二、教学过程
金属的化学性质
一、金属在自然界中的存在及通性
金属在自然界中的存在
1.自然界中绝大多数金属元素的存在形态是 。 2.地壳中含量占据前两位的金属元素是 。
金属的通性
1.金属的物理通性
2.金属的化学通性 (1)金属化学性质特点
(2)金属还原性的强弱取决于其失去电子的难易程度,而不是失去电子的个数。
1
典例1:下列推理正确的是
A.铝粉在氧气中燃烧生成Al2O3,故铁丝在氧气中燃烧生成Fe2O3 B.铁能从硫酸铜溶液中置换出铜,故钠也能从硫酸铜溶液中置换出铜 C.活泼金属钠保存在煤油中,故活泼金属铝也保存在煤油中
D.钠与氧气、水等反应时钠均作还原剂,故金属单质参与反应时金属均作还原剂 同步训练:1.下列关于金属的叙述中正确的是 A.常温下所有的金属都是固态 B.金属具有导电、导热和延展性 C.地壳中含量最多的金属铁元素
D.金属元素大多数以游离态存在于自然界 2.下列关于金属性质的叙述正确的是
A.金属一般都容易导电导热,有延展性 B.金属具有较高的硬度和熔点 C.所有金属都是固态
D.金属单质都能与稀H2SO4反应产生H2 3.下列有关金属元素性质的叙述正确的是
A.金属元素的原子只有还原性,离子只有氧化性 B.金属元素在化合物中一定显正化合价 C.金属元素在不同化合物中化合价一定是不同的 D.金属元素的单质在常温下均为固体 4.下列关于金属的通性说明不正确的是 A.金属的熔点差别较大 B.在自然界中没有游离态的钠
C.金属单质在化学反应中既可作氧化剂又可作还原剂 D.与酸反应越剧烈的金属活泼性越强
5.人们的日常生活离不开金属,高科技新材料的开发和应用也需要金属。 (1)地壳中含量最高的金属元素是________。
(2)根据金属的下列应用:①制电线,②制金属细丝,③制炊具,推断金属具有的物理性质是__________。 (3)人们每年要从金属矿物资源中提取大量的金属,根据所学化学知识,按要求写出两个生成金属的化学
2
方程式:
①___________________________________________________(置换反应); ②___________________________________________________(分解反应)。
二、金属和氧气的反应
钠与氧气的反应
1.钠的性质及其保存
钠是一种硬度 、熔点 的 色的金属,具有金属光泽。常温下极易被氧化,加热时可燃烧生成淡黄色的Na2O2。因为钠在空气中极易被氧化,实验室保存钠时应与 隔绝,通常保存在 中。 2.钠在常温下与氧气反应的化学方程式是4Na+O2===2Na2O,在加热或点燃时反应的化学方程式是2Na+O2
Na2O2。由此得出的结论是反应条件不同,其产物不同。 操作 现象 结论 ①钠为银白色金属; ①新切开的钠有 色的金属光泽; ②在空气中很快变暗 ②硬度小; ③常温下,钠与氧气反应,化学方程式为 钠先熔化成银白色的小球,然后剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成 色的固体 ①钠的熔点低; ②钠在氧气中燃烧,化学方程式为 Na 铝与氧气的反应
1.铝箔加热实验
原因解释 实验操作 ①空气中久置的铝箔 实验现象 铝箔熔化,失去光泽,构成铝表面氧化膜的Al2O3熔点很高(比铝熔化的铝不滴落 高),包在铝的外面,使液态铝不能滴落 3
②用砂纸仔细铝箔熔化,失去光泽,加热时,铝先与O2反应,生成的Al2O3包在铝的外面,使液态铝不能滴落 打磨过的铝箔 熔化的铝不滴落 2.铝是非常活泼的金属,极易与氧气反应,其化学方程式是 。但生活中许多铝制品却很耐腐蚀,这是因为常温下铝在空气中极易与氧气反应,表面生成 ,能阻止氧气等与铝进一步反应,因而铝具有很强的抗腐蚀性。
典例2:2.3 g纯净金属钠在干燥空气中被氧化后得到3.5 g固体,由此可判断出产物是 A.Na2O B.Na2O2 C.Na2O和Na2O2的混合物 D.无法确定 同步训练:1.下列有关金属钠的说法中,不正确的是 ...
A.少量钠保存在煤油中 B.钠燃烧时发出黄色火焰
C.切开的钠表面逐渐变暗是因为生成 Na2O2 D.火灾现场有钠存放时,必须用干燥沙土灭火 2.下列关于金属铝的叙述中,说法不正确的是 A.Al是地壳中含量最多的金属元素
B.Al是比较活泼的金属,在化学反应中容易失去电子,表现还原性 C.铝箔在空气中受热可以熔化,融化物滴落
D.铝箔在空气中受热可以熔化,由于氧化膜的存在,熔化的铝并不滴落 3.下列关于金属性质的叙述中正确的是
A.钠与氧气反应时,产物是由O2的用量决定的 B.铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧 C.金属与非金属发生反应时,被氧化的一定是金属 D.铁丝不论在空气中还是纯氧中都不会燃烧
4.某化学兴趣小组的同学,在学习了钠的性质后,用小刀切割了一小块钠,然后放入盛有空气的集气瓶中,充分燃烧后发现瓶壁上有黑色固体附着,下面是该兴趣小组的几点推测,你认为不合理的是 A.黑色固体是碳
B.钠在燃烧时只发生了一个反应
C.钠在金属活动性顺序中排在镁前面,所以钠能与二氧化碳反应(已知:2Mg+CO2D.钠保存在煤油中,可能滤纸没有完全吸干煤油,煤油不完全燃烧产生碳
5.现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,可利用的装置如下。回答下列问题(注:Na2O2可以与H2O、CO2反应):
点燃
2MgO+C)
4
(1)装置Ⅳ中盛放的药品是________,其作用是_______________________________。
(2)若规定气体的气流方向从左到右,则组合实验装置时各件仪器的正确连接顺序为(按从左到右顺序写明仪器的编号Ⅰ、Ⅱ……)____________,各仪器接口的标号字母顺序是:空气进入________,________接________,________接________,________接________(用字母表示)。 (3)装置Ⅱ的作用_________________________________________。 (4)操作中通空气和加热的顺序为_______________________________。
三、金属与酸和水的反应
金属与酸的反应
非氧化性酸(盐酸或稀硫酸)和金属活动性顺序表中氢以前的金属反应生成盐和氢气。如Zn、Fe和稀盐酸反应的离子方程式分别为Zn+2H+===Zn2++H2↑、Fe+2H+===Fe2++H2↑;铝与盐酸反应的化学方程式为2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑。
金属与水的反应
1.钠与水的反应 (1)钠与水的反应实验
(2)钠与水反应的化学方程式是 ,氧化剂是 ,还原剂是 ,离子方程式是 。 2.铁与水蒸气的反应 (1)铁与水蒸气的反应实验
原因解释 实验装置与操作 实验现象 5
C试管产生气泡,液面下降 用酒精喷灯加热还原铁粉 C试管收集满气体后点燃 实验结论 有爆鸣声 有气体产生 反应产生 铁在高温下能与水蒸气反应 (2)铁通常不能与冷水、热水反应,但在高温条件下能与水蒸气反应: 。
钠与酸溶液、碱溶液和盐溶液的反应
1.钠与酸溶液反应
(1)钠与酸溶液反应时先与酸中的H+反应,离子方程式: 。 (2)如果钠过量,钠把酸消耗尽之后,再与水反应。 2.钠与碱溶液反应 实质就是钠与水的反应。 3.钠与盐溶液反应
钠与盐溶液反应时,首先与水反应生成NaOH,然后NaOH与盐发生复分解反应(若氢氧化钠不与盐反应,则只有钠与水的反应)。例如:
Na与CuSO4溶液的反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4,总反应式为2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。
Na与K2SO4溶液的反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑(仅此一步反应)。
典例3:下列①~④是钠与水反应的实验现象、解释和结论,其中对应关系正确的是
序号 实验现象 解释和结论 ① 钠浮在水面上 钠的密度比水小 ② 钠熔成小球 钠与水反应放热且钠的熔点低 ③ 钠四处游动,嘶嘶作响 产生了氢气 6
④ 向反应后的溶液中滴加酚酞,溶液变红 生成了碱性物质 A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④ 同步训练:
1.下列关于金属与水的反应的说法中正确的是 A.钠可以沉入水底与水剧烈反应
B.由于铝锅可以用于烧水,因此铝不能跟沸水反应 C.铁和冷水可以反应生成四氧化三铁和氢气
D.金属的活泼性越弱,与水反应时需要的条件越苛刻
2.将一小块金属钠投入下列溶液中,既能产生气体又会出现沉淀的是 A.稀硫酸
B.稀氢氧化钠溶液 D.氯化铵溶液
C.硫酸铜溶液
3. 镁和铝分别与等浓度等体积的过量稀硫酸反应,产生气体的体积(V)与时间(t)的关系如图所示,则下列关于反应中镁和铝的叙述正确的是
A.二者物质的量之比为3∶2 B.二者质量之比为3∶2
C.二者摩尔质量之比为2∶3 D.二者消耗H2SO4的物质的量之比为2∶3
四、铝和氢氧化钠溶液的反应
1.铝片与盐酸和氧氧化钠溶液反应的对比
反应的化学方程式 实验操作 实验现象 试管中有气泡冒出,铝片逐渐溶解,且刚开始反应较慢,后来渐渐加快。点燃的木 条放在试管口时气体燃烧 试管中有气泡冒出,铝片逐渐溶解,且刚开始反应较慢,后来渐渐加快。点燃的木 条放在试管口时气体燃烧 2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ 2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ 2.反应原理
7
(1)铝与盐酸反应:2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑, 是还原剂, 是氧化剂。 (2)铝跟氢氧化钠溶液的反应是分步进行的: a.2Al+6H2O===2Al(OH)3+3H2↑; b.Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O;
总反应为2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,Al是还原剂,H2O是氧化剂。 3.“量”的关系
(1)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,消耗HCl和NaOH的物质的量之比为 。 (2)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生H2的体积比为 。
(3)足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生H2的体积比为 。 典例4:等质量的两份铝分别与足量稀硫酸和足量NaOH溶液反应,若消耗的两溶液的体积相等,则两溶液的物质的量浓度之比为
A.3∶2 B.2∶3 C.1∶1 D.1∶2 同步训练:
1.既能跟稀盐酸反应,又能跟氢氧化钠溶液反应的化合物是 ①NaHCO3 ②Al2O3 ③Al(OH)3 ④Al
A.①②③ B.①④ C.②③④ D.①②③④ 2.有关Al与NaOH溶液反应的说法中,正确的是 A.Al是还原剂,NaOH及H2O均是氧化剂
B.还原产物是H2,且由H2O还原所得的H2与由NaOH还原所得的H2物质的量之比为2∶1 C.此反应说明铝具有两性,铝的活泼性比只具有金属性的金属弱 D.此反应中,只有H2O是氧化剂,NaOH既不是氧化剂也不是还原剂
3.将黄豆粒般大小的金属钠置于一铝片上,在铝片下用酒精加热至钠充分燃烧,移动酒精灯后,在铝片上有淡黄色粉末生成,过一段时间后,铝片上的黄色粉末变成带有白色泡沫的潮湿液体。以下有关该实验的叙述错误的是
A.上述实验过程中产生的泡沫里存在混合气体 B.上述实验过程中的变化都是氧化还原反应
C.上述实验过程中还存在反应:Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O D.上述实验过程中还存在反应:2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
4.将一定质量的Mg和Al混合物投入到200mL稀硫酸中,固体全部溶解后,向所得溶液中滴加NaOH溶液至过量,生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。则下列说法不正确的是
8
A.生成的氢气在标准状况下的体积为11.2 L B.最初20 mLNaOH溶液用于中和过量的稀硫酸 C.NaOH溶液物质的量浓度为5 mol·L−1 D.Mg和Al的总质量为9 g
5.为确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成,分别进行下列实验:
(1)若取a g样品,向其中加入足量的NaOH溶液,测得生成的气体(标准状况,下同)体积为b L。 反应的化学方程式是___________________________________;样品中铝的质量为________g。 (2)另取a g样品将其点燃,恰好完全反应,该反应的化学方程式是2Al+Fe2O3
与铝的质量比是________。
(3)待(2)中反应产物冷却后,加入足量盐酸,测得生成的气体体积为c L,该气体与(1)中所得气体的体积比c∶b=________。
2Fe+Al2O3,氧化铁
五、物质的量在化学方程式计算中的应用
1.物质的量与各物理量之间的关系 (1)图示
(2)计算公式 n=
mM=
NNA=
V(气体)Vm=c·V(溶液)
2.基本步骤
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典例5:在标准状况下,进行甲、乙、丙三组实验。三组实验各取30 mL同浓度的盐酸,加入同一种镁、铝混合物粉末,产生气体,有关数据列表如下:
实验序号 混合物的质量(mg) 生成气体(mL) (标况下) 甲 255 280 乙 385 336 丙 459 336 (1)甲、乙两组实验中,哪一组盐酸是不足量的?________(填“甲”或“乙”)。理由是__________________。 (2)要算出盐酸的物质的量浓度,题中可作计算依据的数据是____________,求得盐酸的物质的量浓度为__________。
(3)求合金中Mg、Al的物质的量之比,题中可作计算依据的数据是__________,求得Mg、Al的物质的量之比为____________。 同步训练:
1.使5.6 L CO2气体迅速通过Na2O2固体后得到4.48 L气体(标准状况),这4.48 L气体的质量为 A.8.8 g B.8.2 g C.6.4 g D.6.2 g
2.一块表面已被氧化为Na2O的钠块17.0g,将其投入100水中,产生H20.2g,则被氧化的钠是 A.4.6 g B.12.4 g C.6.2 g D.9.2 g
3.将等物质的量的金属Na、Mg、Al分别与100 mL 2 mol·L−1的盐酸反应,实验测得生成气体的体积V(已
折合为标准状况)与时间t的关系如图所示,则下列说法不正确的是 ...
10
A.x=2.24
B.三种金属的物质的量均为0.2 mol C.反应时,Na、Mg、Al均过量 D.曲线b为Mg与盐酸反应的图象
4.向足量的500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al,二者恰好完全反应。试计算:
(1)Al的物质的量。
(2)参加反应的NaOH的物质的量和溶液的物质的量浓度。 (3)生成标准状况下H2的体积。
三、课堂总结
一、金属的通性
1、物理通性: 2.化学通性: 二、金属与氧气反应: 1、钠: 2、铝:
三、金属与酸和水 1、钠与水: 2、铁和水蒸气:
3、钠与酸、碱、盐溶液反应
四、铝与盐酸和氢氧化钠溶液的反应 1、与盐酸 2、与氢氧化钠
五、物质的量在化学方程式中的应用
四、课后作业
时间: 30min 总分: 51分 目标分数: 一、选择题(每题3分共21分)
1
1 得分: 1.下列说法正确的是( )
A.地壳中含量最多的元素是铝元素 B.在自然界中钠以化合态存在
C.铁在自然界中主要以单质形式存在 D.镁是金属元素,其单质在空气不能燃烧 2.金属表现较强还原性的原因是( )
A.金属易导电、易导热 B.金属能与非金属反应
C.金属能与酸和水反应 D.原子最外层电子数少,易失电子 3.取一块金属钠放在燃烧匙里加热,下列实验现象描述正确的是( )
①金属很快熔化 ②燃烧后得白色固体 ③燃烧时火焰为黄色 ④燃烧后生成浅黄色固体物质 A.①②③ B.①③④ C.②③ D.①②③④ 4.铝在空气中能够稳定存在的原因是( )
A.铝的活泼性差 B.铝的熔点高 C.铝与氧气不反应 D.铝表面有氧化膜 5.钠跟水反应的离子方程式正确的是( )
A.2Na+2H === 2Na+H2↑ B.Na+2H2O === Na+2OH+H2↑ C.2Na+2H2O === 2Na+O2↑+H2↑ D.2Na+2H2O === 2Na+2OH+H2↑ 6.下列关于铁与水反应的描述不正确的是( ) A.铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe2O3
B.红热的铁能与水蒸气反应,放出的气体点燃时能发出爆鸣声 C.铁与水蒸气的反应是氧化还原反应
D.常温下,Fe与H2O不反应,但在空气中的O2、CO2、H2O共同作用下能发生反应 7.铁与下列物质反应时,能生成氢气的是( ) ①氧气 ②水蒸气 ③稀硫酸 ④硫酸铜溶液
A.①② B.①④ C.②③ D.①②④ 二、非选择题(每空2分共30分)
12
+
+
-
+
+
+
-
8.某实验小组对中学课本中可生成氢气的反应进行了研究,总结出两个可以生成H2的反应:①Zn+盐酸;
②Na+水。为点燃上述两个反应生成的H2,他们设计了图示装置。请回答下列问题:
(1)写出Na与H2O反应的化学方程式________________________________________________。 (2)实验小组在点燃用上述装置制得的H2时,①实验获得成功,②却失败了。他们分析认为失败的原因是Na与H2O的反应速率太快,Na的用量太少。于是他们准备增加钠的用量,可老师说太危险,你认为产生危险的原因是__________________________________________________________。 (3)实验小组查阅钠、煤油、水的密度分别为0.97 g/cm3、0.80 g/cm3、1.00 g/cm3,并据此对实验进行改进在改进后的实验中H2的生成速率减慢,原因是_________________________________________。 9.在常温下,Fe与水并不起反应,但在高温下,Fe与水蒸气可发生反应。 应用下列装置,在硬质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,就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。请回答该实验中的问题。
(1)写出该反应的反应方程式 ;并指明该氧化还原反应的还原剂是 ,氧化剂是 。
(2)圆底烧瓶中盛装的水,该装置受热后的主要作用是 ;烧瓶底部放置了几片碎瓷片,其作用是 。 (3)试管中收集气体是 ,如果要在A处玻璃管处点燃该气体,则必须对该气体进行 。 10.钠、铝和铁是三种重要的金属。请回答:
(1)将一小块金属钠长期露置于空气中发生一系列变化,最终产物是______。 (2)取一小块金属钠放在滴有酚酞的水中,实验现象正确的是(填选项)_____。
①钠浮在水面迅速反应 ②钠沉在水底迅速反应 ③钠熔成小球并快速游动 ④反应中可以听到
13
嘶嘶的响声 ⑤反应后的溶液变为红色
(3)写出这三种金属中能与氢氧化钠溶液反应的离子方程式___________________。 (4)铁、铝是常用的金属材料,在空气中铝比铁更耐腐蚀.对此合理的解释是______。
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