高中化學(xué)金屬和水的反應(yīng)課件新人教版必修

1、新課標人教版化學(xué)必修新課標人教版化學(xué)必修1第三章第三章 金屬及其化合物金屬及其化合物 第一節(jié)第一節(jié) 金屬的化學(xué)性質(zhì)金屬的化學(xué)性質(zhì) (第二課時第二課時)金屬和水的反應(yīng)金屬和水的反應(yīng)傍晚，冒煙鐵桶被小心翼翼撈上岸 中新社廣州七月八日電中新社廣州七月八日電 ：廣州市珠江河段上，近：廣州市珠江河段上，近兩天驚現(xiàn)神秘兩天驚現(xiàn)神秘“水雷水雷”，六個鐵皮桶漂浮在水面上，六個鐵皮桶漂浮在水面上，有三個發(fā)生劇烈爆炸，另外三個被有關(guān)部門成功打撈。有三個發(fā)生劇烈爆炸，另外三個被有關(guān)部門成功打撈。 一位目擊者說，早上十時多，桶一位目擊者說，早上十時多，桶內(nèi)突然冒起一股內(nèi)突然冒起一股“白煙白煙”，從漂在水，從漂在水面上

2、的一個鐵桶內(nèi)竄出黃色的火苗，面上的一個鐵桶內(nèi)竄出黃色的火苗，緊接著一聲巨響，蘑菇狀的水柱沖天緊接著一聲巨響，蘑菇狀的水柱沖天而起。直到中午，這個鐵桶又連續(xù)爆而起。直到中午，這個鐵桶又連續(xù)爆炸多次，爆炸騰起的白色煙霧近十米炸多次，爆炸騰起的白色煙霧近十米高。高。 經(jīng)專家認定，鐵桶內(nèi)裝的是遇水經(jīng)專家認定，鐵桶內(nèi)裝的是遇水極易燃燒的金屬鈉。極易燃燒的金屬鈉。神秘神秘“水雷水雷”接連爆炸接連爆炸 原是金屬鈉原料桶漂入珠原是金屬鈉原料桶漂入珠江江鈉的原子結(jié)構(gòu)：鈉的原子結(jié)構(gòu)：+11+112 2 8 8 1 1Na+11+112 2 8 8Na+極易失去極易失去e e- -鈉原子極易失電子鈉原子極易失電子顯

3、強還原性顯強還原性是非?；顫姷慕饘偈欠浅；顫姷慕饘伲ǘ┙饘俚幕瘜W(xué)性質(zhì)（二）金屬的化學(xué)性質(zhì)-金屬與水的反應(yīng)金屬與水的反應(yīng) 鈉和水的反應(yīng)鈉和水的反應(yīng) 實驗實驗3-33-3將一小塊將一小塊金屬鈉投金屬鈉投入滴有酚入滴有酚酞的水中酞的水中金屬鈉和水的反應(yīng)：金屬鈉和水的反應(yīng)：浮浮游游熔熔響響紅紅鈉浮于水面，金屬鈉的密度小于水鈉浮于水面，金屬鈉的密度小于水小球向四處游動，產(chǎn)生的氣體推動金屬鈉來回游動小球向四處游動，產(chǎn)生的氣體推動金屬鈉來回游動鈉熔成閃亮小球，反應(yīng)放熱，鈉的熔點較低鈉熔成閃亮小球，反應(yīng)放熱，鈉的熔點較低發(fā)出嘶嘶響聲，劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生氣體并燃燒發(fā)出嘶嘶響聲，劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生氣體并燃燒反應(yīng)后的溶液

4、遇酚酞變紅，有堿性物質(zhì)生成反應(yīng)后的溶液遇酚酞變紅，有堿性物質(zhì)生成2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 現(xiàn)現(xiàn) 象象 解解 釋釋【科學(xué)探究】【科學(xué)探究】如何用實驗證明鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生如何用實驗證明鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是氫氣？請同學(xué)們設(shè)計實驗證明。的氣體是氫氣？請同學(xué)們設(shè)計實驗證明?！究茖W(xué)探究】【科學(xué)探究】 利用利用實驗法實驗法驗證鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的是驗證鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的是H2【科學(xué)探究】【科學(xué)探究】 利用利用氧化還原反應(yīng)原理氧化還原反應(yīng)原理驗證鈉與水反應(yīng)驗證鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是產(chǎn)生的氣體是H2NHO= NOHO 0-2+10NHO= NOHH 0+1+10故鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是故鈉與水反

5、應(yīng)產(chǎn)生的氣體是H H2 2NaNa與水的反應(yīng)：與水的反應(yīng)：實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：NHO= NOHH 失去失去2e-，化合價升高，被氧化，化合價升高，被氧化得到得到2e- ，化合價降低，被還原，化合價降低，被還原1還原劑：還原劑：Na 氧化劑：氧化劑：H2O【思考與交流】【思考與交流】 將鈉放到酸溶液中，應(yīng)發(fā)生怎樣的反應(yīng)？將鈉放到酸溶液中，應(yīng)發(fā)生怎樣的反應(yīng)？ 鈉與鹽溶液鈉與鹽溶液( (如硫酸銅溶液如硫酸銅溶液) )反應(yīng)時，由于水的存反應(yīng)時，由于水的存在，鈉不能發(fā)生置換反應(yīng)？在，鈉不能發(fā)生置換反應(yīng)？ 【實驗實驗】 在燒杯中加入約在燒杯中加入約20mL20mL的的CuSOCuSO4 4溶液，將切好的鈉

6、溶液，將切好的鈉投入到其中，蓋上表面皿，觀察現(xiàn)象。投入到其中，蓋上表面皿，觀察現(xiàn)象。 先與酸中溶質(zhì)反應(yīng)，溶質(zhì)消耗盡，才能與水反應(yīng)。先與酸中溶質(zhì)反應(yīng)，溶質(zhì)消耗盡，才能與水反應(yīng)。 將金屬鈉投入將金屬鈉投入CuSOCuSO4 4溶液中的實驗視頻：溶液中的實驗視頻：【實驗結(jié)論】【實驗結(jié)論】 將鈉投入到某溶液中，不發(fā)生鈉的置換反應(yīng)，將鈉投入到某溶液中，不發(fā)生鈉的置換反應(yīng)，首先發(fā)生的是鈉與水的反應(yīng)。首先發(fā)生的是鈉與水的反應(yīng)。 【小結(jié)】【小結(jié)】 2Na + 2H2O = 2NaOH + H22NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2 + Na2SO4 一般鈉與鹽溶液的反應(yīng)，可以先考慮鈉與一般鈉與鹽溶液的

7、反應(yīng)，可以先考慮鈉與水的反應(yīng)，再考慮鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物水的反應(yīng)，再考慮鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物NaOHNaOH能否能否和該鹽溶液反應(yīng)。和該鹽溶液反應(yīng)。 上述鈉與硫酸銅溶液的反應(yīng)方程式可以寫成：上述鈉與硫酸銅溶液的反應(yīng)方程式可以寫成： 總反應(yīng)為：總反應(yīng)為： 2Na+2H2Na+2H2 2O+CuSOO+CuSO4 4 = Cu(OH)= Cu(OH)2 2+Na+Na2 2SOSO4 4+H+H2 2 注意：鈉只有與某些熔融鹽作用時才能置換出相應(yīng)的金屬。注意：鈉只有與某些熔融鹽作用時才能置換出相應(yīng)的金屬。 如：如：4Na+TiCl4Na+TiCl4 4（熔融）（熔融）= 4NaCl+Ti= 4NaCl+T

8、i Cu(OH)Cu(OH)2 2 = CuO + H = CuO + H2 2O O（受熱）（受熱） 【探究】【探究】請設(shè)計一個簡單的實驗裝置請設(shè)計一個簡單的實驗裝置, ,使還原鐵粉使還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)。要求裝置中含有以下三個部分：與水蒸氣反應(yīng)。要求裝置中含有以下三個部分：(1)(1)水蒸氣的發(fā)生裝置水蒸氣的發(fā)生裝置(2)(2)水蒸氣與鐵粉反應(yīng)裝置水蒸氣與鐵粉反應(yīng)裝置(3)(3)產(chǎn)物的檢驗產(chǎn)物的檢驗( (收集收集) )裝置裝置【科學(xué)探究】【科學(xué)探究】鐵與水蒸氣的反應(yīng)鐵與水蒸氣的反應(yīng) 按圖組裝實驗裝置進行實驗按圖組裝實驗裝置進行實驗 思考：思考： (1)水蒸氣怎樣制取？水蒸氣怎樣制取？ (2

9、)該反應(yīng)在什么條件下該反應(yīng)在什么條件下進行？進行？ (3)反應(yīng)的產(chǎn)物是什么？反應(yīng)的產(chǎn)物是什么？如何驗證？如何驗證？ 鐵與水蒸氣的反應(yīng)：鐵與水蒸氣的反應(yīng)：【現(xiàn)象和結(jié)論】【現(xiàn)象和結(jié)論】 紅熱的鐵與水蒸氣反紅熱的鐵與水蒸氣反應(yīng)放出氣體，蒸發(fā)皿應(yīng)放出氣體，蒸發(fā)皿中產(chǎn)生大量肥皂泡，中產(chǎn)生大量肥皂泡，點燃是能燃燒或發(fā)出點燃是能燃燒或發(fā)出爆鳴聲爆鳴聲-氫氣，反氫氣，反應(yīng)后試管內(nèi)固體仍為應(yīng)后試管內(nèi)固體仍為黑色黑色-四氧化三鐵。四氧化三鐵。3Fe + 4H3Fe + 4H2 2O(g)O(g) Fe Fe3 3O O4 4 + 4H+ 4H2 2【思考與交流】【思考與交流】 實驗過程中應(yīng)注意哪些問題？實驗過程中

10、應(yīng)注意哪些問題？ 肥皂水不能太稀，否則吹起的氣泡太小，點燃時肥皂水不能太稀，否則吹起的氣泡太小，點燃時難有較大的爆鳴聲；實驗結(jié)束時應(yīng)先從肥皂水中撤難有較大的爆鳴聲；實驗結(jié)束時應(yīng)先從肥皂水中撤出導(dǎo)管，再移去燃著的酒精燈。出導(dǎo)管，再移去燃著的酒精燈?！緦嶒炋骄俊俊緦嶒炋骄俊?設(shè)計一套簡單的實驗裝置，使鐵粉與水設(shè)計一套簡單的實驗裝置，使鐵粉與水蒸氣反應(yīng)。實驗裝置包括水蒸氣發(fā)生、蒸氣反應(yīng)。實驗裝置包括水蒸氣發(fā)生、水蒸氣與鐵粉反應(yīng)、檢驗產(chǎn)生的氣體。水蒸氣與鐵粉反應(yīng)、檢驗產(chǎn)生的氣體。（1 1）如果給你）如果給你3 3支試管、水槽、蒸發(fā)皿、膠塞、導(dǎo)支試管、水槽、蒸發(fā)皿、膠塞、導(dǎo)管、酒精噴燈及其他必要的儀器和

11、物品，畫出你設(shè)管、酒精噴燈及其他必要的儀器和物品，畫出你設(shè)計的裝置簡圖。計的裝置簡圖。水蒸氣的水蒸氣的發(fā)生裝置發(fā)生裝置水蒸氣與鐵水蒸氣與鐵粉反應(yīng)裝置粉反應(yīng)裝置產(chǎn)物收產(chǎn)物收集裝置集裝置【實驗探究】【實驗探究】（2 2）有人設(shè)計了下圖裝置，用一支大試管代替）有人設(shè)計了下圖裝置，用一支大試管代替3 3支試支試管就能完成實驗，想想其中的原理。管就能完成實驗，想想其中的原理?！緦嶒炋骄俊俊緦嶒炋骄俊?(3) (3)如果提供給你如果提供給你3 3支試管、圓底燒瓶、水槽、干燥管、膠塞、導(dǎo)管、支試管、圓底燒瓶、水槽、干燥管、膠塞、導(dǎo)管、酒精噴燈及其他必要的儀器和物品，畫出你設(shè)計的裝置簡圖。酒精噴燈及其他必要的

12、儀器和物品，畫出你設(shè)計的裝置簡圖?！緦嶒炋骄俊俊緦嶒炋骄俊俊究茖W(xué)探究】鐵與水蒸氣的反應(yīng)實驗設(shè)計【科學(xué)探究】鐵與水蒸氣的反應(yīng)實驗設(shè)計【例題探究】【例題探究】熱點題型：有關(guān)鈉的計算熱點題型：有關(guān)鈉的計算例將例將2.3g2.3g金屬鈉放入金屬鈉放入100g100g水中，完全反應(yīng)后溶液水中，完全反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為 ( )( )3 . 210048 . 141004410041 . 03 . 21004A A100100B B100100C C100100D D100100D 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 【課堂演練】【課堂演練】 將將4.6g4.6g金屬鈉

13、投入到足量水中，得金屬鈉投入到足量水中，得a ag g溶液；將溶液；將4.8g4.8g金金屬鎂投入到足量鹽酸中，得屬鎂投入到足量鹽酸中，得b bg g溶液，假設(shè)水的質(zhì)量與鹽酸溶液，假設(shè)水的質(zhì)量與鹽酸的質(zhì)量相等，則反應(yīng)后兩溶液的質(zhì)量關(guān)系式的質(zhì)量相等，則反應(yīng)后兩溶液的質(zhì)量關(guān)系式 ( )( )A A、a = b Ba = b B、a a b bC C、a a b Db D、無法判斷、無法判斷【解析】【解析】 2Na + 2H2Na + 2H2 2O = 2NaOH + HO = 2NaOH + H2 2 46 2 4.6g 0.2ga = 4.6 + m(H2O)- 0.2 = 4.4 + m(H2

14、O) Mg + 2HCl = MgClMg + 2HCl = MgCl2 2 + H + H2 2 24 2 4.8g 0.4gb =4.8+m(HCl)-0.4=4.4+m(HCl)因為因為m m(H(H2 2O)=O)=m m(HCl)(HCl)，所以，所以a a = =b b 。 A方法方法1方法方法2方法方法3【升華與拓展】完成下列實驗設(shè)計：【升華與拓展】完成下列實驗設(shè)計： 探究探究1 1：請設(shè)計盡可能多的實驗，完成鈉與水的反：請設(shè)計盡可能多的實驗，完成鈉與水的反應(yīng)實驗，并驗證產(chǎn)物。應(yīng)實驗，并驗證產(chǎn)物。探究探究2 2：請利用鈉與水反應(yīng)設(shè)計噴泉實驗，要求噴：請利用鈉與水反應(yīng)設(shè)計噴泉實驗，

15、要求噴出紅色噴泉。出紅色噴泉。實驗步驟及現(xiàn)象實驗步驟及現(xiàn)象: : 在廣口瓶內(nèi)加適量蒸餾水在廣口瓶內(nèi)加適量蒸餾水和和2 2滴酚酞試液滴酚酞試液, ,如圖如圖2 2裝置連裝置連好儀器。在廣口瓶膠塞的大好儀器。在廣口瓶膠塞的大頭針上扎一塊比豆粒略大的頭針上扎一塊比豆粒略大的金屬鈉金屬鈉, ,立即蓋上膠塞立即蓋上膠塞, ,，接，接著形成美麗的紅色噴泉。同著形成美麗的紅色噴泉。同時可看到鈉與水劇烈反應(yīng)，時可看到鈉與水劇烈反應(yīng)，鈉熔化成小球鈉熔化成小球, ,在水面上四處在水面上四處游動。噴泉可維持半分鐘。游動。噴泉可維持半分鐘。圖圖1圖圖2探究探究3 3：請設(shè)計完成鈉與水的反應(yīng)實驗，要求產(chǎn)生氫：請設(shè)計完成

16、鈉與水的反應(yīng)實驗，要求產(chǎn)生氫氣必須緩慢并驗證產(chǎn)物。氣必須緩慢并驗證產(chǎn)物。實驗說明：實驗說明：(1)(1)分液漏斗中加入水的體積必須大于分液漏斗中加入水的體積必須大于燒瓶容積的一半，這樣流入燒瓶的水與燒瓶容積的一半，這樣流入燒瓶的水與原燒瓶中的煤油充滿燒瓶，保證燒瓶中原燒瓶中的煤油充滿燒瓶，保證燒瓶中的空氣被完全排開，不會給氫氣的點燃的空氣被完全排開，不會給氫氣的點燃帶來意外事故。帶來意外事故。(2)(2)燒瓶中煤油的體積不要超過燒瓶容燒瓶中煤油的體積不要超過燒瓶容積的一半，并且分液漏斗末端必須恰好積的一半，并且分液漏斗末端必須恰好接觸煤油液面，目的在于：確保煤油能接觸煤油液面，目的在于：確保煤油能被完全壓回漏斗。保證燒瓶中保持一定被完全壓回漏斗。保證燒瓶中保持一定體積的水。體積的水。探究探究4 4：請利用鈉與水的反應(yīng)設(shè)計測得鈉的相對原：請利用鈉與水的反應(yīng)設(shè)計測得鈉的相對原子質(zhì)量的最簡便實驗，要