高一化学上册必修1《金属的化学性质》教案
高一化学上册必修1《金属的化学性质》教案【一】
教学准备
教学目标
教学目标
1.使学生认识钠是一种很活泼的金属，了解钠的物理性质，掌握钠的化学性质。
2.培养学生根据实验现象探究、分析、推理和判断的能力。
教学重难点
教学重点
钠的性质
教学难点
对实验现象的观察和分析。
教学过程
【复习】初中所学有关铁的性质。
【学生】探究、回顾。
【学生探究】教材P38
思考与交流
金属有哪些共同的化学性质?
1.举例说明金属能发生哪些化学反应?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
2.下图是一些化学反应的照片，请分析这些反应，并写出化学方程式。
___________________________________________________________________________
_______________________________________________
【引言】在人类已发现的一百多种元素中，大约有4/5是金属元素(引导学生看元素周表)，多数金属的化学性质都比较活泼。因此，绝大多数金属元素在自然界中总是以化合态存在。但亦有游离态存在的金属(如，Ag、Cu、Au、Pt)。今天我们学习一种常见的活泼金属——钠
【板书】
第三章 金属及其化合物
第一节 金属的化学性质
【板书】一、金属钠(Na)
【学生探究】钠的原子结构示意图、讨论其化学性质。
(复习：质子数=核外电子数=核电荷数=原子序数)
【板书】1.钠的原子结构示意图：
【学生】探究钠的物理性质，探究实验(教材P39实验3-1)
【板书】2.钠的物理性质：
银白色、有金属光泽的固体，热、电的良导体，质软，密度小，熔点低。
【问题】刚才切开钠时看到银白色，但很快就失去光泽，为什么?(引导学生从原子结构示意图进行分析、探究，推导出钠的化学性质)
【板书】3.钠的化学性质
【板书】(1)与氧气反应
4Na + O2 = 2Na2O (判断其是否为氧化还原反应，氧化剂、还原剂分别是哪一种物质)
【学生实验探究】教材P39实验3-2(让学生描述出反应的实验现象)
现象：钠先熔成小球，然后燃烧，发出黄光，生成一种淡黄色固体——过氧化钠(Na2O2)
【板书】
2Na + O2==Na2O2 (判断其是否为氧化还原反应，氧化剂、还原剂分别是哪一种物质)
【学生活动】阅读教材P40 科学视野 过氧化钠的特殊用途
【探究】人们常用金属器皿来盛水，也常用铁、铝或铜制的水壶来烧水，说明这几种金属与热水是不反应的。是不是所有的金属都不与水反应呢?
【学生实验探究】教材P41实验3-3
【问题思考】
1.钠为什么会浮在水面上?
2.钠为什么会熔化成一个小球?
3.小球为什么会在水面上游动?
4.滴入酚酞后溶液为什么会变色?
5.保存钠的无色液体是否为水?
【板书】(2)钠与水的反应： 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
(判断其是否为氧化还原反应，氧化剂、还原剂分别是哪一种物质)
【探究】钠除了能和前面所述的非金属单质O2反应外，还能和哪些非金属单质反应?
(学生回忆初中学过的Na与Cl2的反应)
【板书】(3)钠与氯气反应：2Na+Cl2==2NaCl
另外，钠还可以和硫单质反应，甚至发生爆炸，生成Na2S。
(4)钠与硫反应：2Na+S====Na2S
【学生探究总结】1.钠的化学性质怎样?与初中所学金属活动顺序表相比照。
2.分析上面各反应中，钠元素化合价的变化，能否从原子结构方面来说明?
【归纳、总结】1.钠的化学性质非常活泼，与金属活动顺序表一致。
2.钠在上述反应中，化合价均由0价变为+1价，这是由于钠原子的最外层只有一个电子之故，因此，钠在化学反应中易失电子，具有还原性，是一种强还原剂。
课后小结
【小结】钠是一种化学性质活泼的金属，在自然界中以化合态存在，有着广泛的用途。
课后习题
【课后作业】【拓展、探究】
1.钠元素在自然界中以什么形态存在?为什么?主要存在于哪些物质中?
2.怎样保存金属钠?为什么要这样保存?
3.钠能否与硫酸铜溶液发生置换反应?(进行实验探究)写出反应的化学方程式。
4.钠着火以后能否用水来灭?
5.试分析钠在空气中久置所发生的变化现象?
板书
一、钠的性质
1.钠的物理性质
银白色、有金属光泽的固体，热、电的良导体，质软、密度小、熔点低。
2.钠的化学性质
①钠和非金属单质的反应
a.4Na+O2====2Na2O b.2Na+O2 Na2O2
c.2Na+Cl2 2NaCl d.2Na+S====Na2S
②钠与水的反应
2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
4、钠的存在及保存
高一化学上册必修1《金属的化学性质》教案【二】
教学准备
教学目标
1.1 知识与技能：
1.了解金属的物理性质和化学性质。
2.掌握钠、铝、铁与氧气的反应。
3.了解金属钠与水的反应，会解释钠与水反应的各种现象产生的原因。
4.设计铁与水蒸气反应的实验装置，了解铁与水蒸气的反应。
1.2过程与方法
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、对比能力和分析能力。
1.3情感、态度与价值观
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，激发学生学习化学的兴趣。
教学重难点
2.1 教学重点
1.钠的氧化反应
2.钠与水的反应
3.铝与NaOH溶液的反应
2.2课题难点
1.金属与氧气反应规律
2.钠与水的反应，铁与水蒸气的反应
4.铝与NaOH溶液的反应
教学工具
教学课件
教学过程
一、新课导入
在日常生活中我们常用的金属有铁、铝、铜、银等，你知道这些金属元素是以化合态存在还是以游离态存在于自然界中的吗?
阅读教材第46页第一自然段，回答并解释原因。
PPT投影金属元素在地壳中的百分含量示意图。
学生读图，并说出地壳中含量前五位的元素。
归纳整理：地壳中含量前五位的元素：O、Si、Al、Fe、Ca。
过渡：在初中我们已经学习过一些金属单质的性质，通过今天的学习我们将了解金属更多的性质。首先请同学们根据你对金属的观察和使用，说出金属都有哪些物理性质?
学生思考回答。
二、新课教学
归纳整理：金属的物理性质：有金属光泽、易导电、易导热、有延展性。
阅读教材，观察并分析第46页图3-2，写出反应的化学方程式，是离子反应的，写出离子方程式。
学生观察实验现象，思考、交流，回答。
归纳整理：金属的化学性质：
(1)与氧气反应生成氧化物。
(2)在金属活动性顺序表中排在氢前面的金属与酸反应放出氢气。
(3)在金属活动性顺序表中排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。
思考与交流：利用氧化还原反应的知识，比较Na、Mg、Al、Fe的还原性强弱，预测钠与氧气反应的条件。
学生思考回答，教师评析。
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。
(一)金属与非金属的反应
1.钠与氧气的反应
常温下：4Na+O2=2Na2O
过渡：如果加热，钠又有什么变化呢?
实验探究：
1.用坩埚钳夹持坩埚放在三角架的泥三角上，用小刀切下绿豆粒大小的钠块，用滤纸吸干煤油后放入坩埚中，点燃酒精灯进行加热。
2.观察现象和生成的固体颜色、形态。
归纳整理并板书：
加热条件下：钠在空气中剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成淡黄色粉末状固体——过氧化钠。2Na+O2Na2O2
思考与交流：你认为铝能否与氧气反应?若能，反应的理由是什么?若不能，依据是什么?
讨论推测：铁能与氧气反应，根据金属活动性，铝比铁活泼，应该能与氧气反应，但在生产生活中铝却不会生锈，也可能不与氧气反应。
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。
学生观察、对比、思考，描述实验现象。
实验结论：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。
思考与交流：请解释为什么在日常生活中铁制品需要刷漆或采用其他措施防腐，而铝制品则不用。
解释：这是因为铁锈比较疏松，不能保护内层金属，而铝表面的氧化膜比较致密，可以保护内层金属不被氧化。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
过渡
在日常生活中我们见到的金属如铁、铝、铜等是不和水反应的，那么是不是所有的金属都不和水反应呢?上一节课我们学习了钠的几点性质，并且知道了钠比较活泼，下面我们通过实验探究钠是否和水反应?
实验探究：在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后放入一小块钠。
学生观察并描述现象。
归纳整理：现象：浮、熔、游、响、红。
思考与交流：出现上述现象的原因是什么?
学生思考交流回答。
归纳整理：
浮：钠的密度比水小。
熔：反应放热且钠的熔点比较低。
游：有气体生成。
响：生成的气体能燃烧。
红：有碱生成。
思考与交流：结合实验现象，从氧化还原反应的角度分析生成气体的成分。并写出该反应的化学方程式。
解释：钠的化合价升高，必然有一种元素的化合价降低，在水中氧的化合价为最低价不能降低，只能是氢元素的化合价降低，产物为氢气。
(二)金属与水和酸的反应
1.钠和水的反应
化学方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
离子方程式：2Na+2H2O=2Na+ +2OH-+H2↑
思考与交流：设计一个实验证明钠与水反应产生的气体是H2。
实验设计：
通过点燃生成的气体来证明。
思考与交流：金属钠着火，能否用水灭?为什么?应该如何处理?
学生交流回答。
解释：不能。因为钠能与水发生反应，且生成的氢气能燃烧，火会更旺，应用沙子盖灭。
思考与交流：根据金属与盐溶液反应的规律，请你预测钠与硫酸铜溶液的反应现象。
学生交流回答。
过渡：下面我们来通过实验来验证一下你的预测是否正确。
实验探究：取一试管，加入少量硫酸铜溶液，再加入一小块钠，观察现象。
归纳整理：现象：有蓝色沉淀生成。
思考与交流：根据金属与盐溶液反应的规律，我们预测应该有红色固体铜生成，而实验结果是有蓝色沉淀生成，那么沉淀的成分是什么?试解释产生这种现象的原因。
学生思考交流回答，教师补充。
归纳整理：当把钠放入硫酸铜溶液时，由于钠非常活泼，先与水反应，生成的NaOH再与CuSO4反应，生成Cu(OH)2沉淀。
过渡：通过生活常识我们知道铁不与冷水反应，也不与热水反应，那么铁能否与水蒸气反应呢?
思考与交流：设计一套实验装置，使铁粉与水蒸气反应。(提示：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。)
PPT展示几名学生画的装置图，师生共同分析各装置的优缺点，归纳整理出最佳方案。
实验探究：按照教材第51页图3-9进行演示，指导学生观察实验现象，强调实验中应注意的问题。
2.铁和水蒸气的反应 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
思考与交流：对比钠、铁与水的反应条件，以及钠与铁的活泼性，你能得出什么结论?
归纳整理：当不同的还原剂和同一种氧化剂反应时，所需要的条件越低，该还原剂的还原性越强。
过渡：通过今天的学习我们知道较活泼的金属在一定条件下能与水反应，那么金属与酸反应会是怎样一种规律呢?下面请同学们回顾初中学习过的金属与酸的反应，总结金属与酸反应的规律。
(三)金属与酸的反应
[学生实验探究金属与酸的反应情况 ]
实验目的：能否通过实验的方法比较镁、锌、铁、铜的金属活动性?
实验用品：铁丝、铜丝、铝条、稀盐酸、稀硫酸、试管
实验要求：
每4名学生为一组，分工合作进行实验探究，并将全体学生分成A、B两大组
A组：取3支试管，分别加入一小段铁丝、铜丝、铝条，然后分别加入少量的稀盐酸(控制相似的实验条件，即保证同种酸的体积相同)，仔细观察并记录实验现象，填写实验报告。
B组：用稀硫酸代替稀盐酸，进行类似的实验。
盐酸 稀硫酸
铁
铜
铝
2. 在实验的基础上提出问题：
(1)哪些金属能与盐酸、稀硫酸发生反应?反应后生成了什么气体?哪些金属不能与盐酸、稀硫酸发生反应?
(2)比较三种金属分别与盐酸、稀硫酸反应的难易和剧烈程度，将三种金属的活动性按由强到弱的顺序进行排列。
3. 引出金属活动性顺序：从以上实验可以看出，铁、铝能置换出盐酸或稀硫酸中的氢元素，而铜不能置换出酸中的氢元素。由此得出，这几种金属的活动性顺序：铁、铝比铜活泼。而铝跟酸反应比铁剧烈，则铝的活动性比铁强。
人们经过长期的实践，总结出常见金属在溶液中的活动性顺序如下：
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它的活动性就越强;
学生讨论：金属活动顺序中为什么有氢的位置?有何作用?
排在氢前面的金属能与酸反应放出氢气，而排在氢后面的金属不能与酸反应放出氢气。
【说明：学生亲眼看到了上述三种金属与酸反应的难易和剧烈程度不同，通过比较、讨论，容易认知这三种金属的活动性强弱，从而为后面给出金属活动性顺序打下基础。】
[活动天地]
1).在上面的实验中，铁分别与盐酸、稀硫酸反应生成氯化亚铁，硫酸亚铁，并放出氢气;铝分别与盐酸、稀硫酸反应生成氯化铝、硫酸铝，并放出氢气。试写出这些反应的化学方程式。
Fe+HCl— Fe+H2SO4—
Al+HCl— Al+H2SO4—
2).观察上述反应的化学方程式，分析这些反应有什么共同特点?
3).得出置换反应定义：由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物，这类反应叫做置换反应。
4).强调：铁跟稀盐酸、稀硫酸反应后显+2价，用铁锅炒菜，铁和胃酸盐酸反应生成氯化亚铁，给人体补充铁元素，可以预防缺铁性贫血。
【说明：在实验的基础上，根据实验事实，写出反应的化学方程式，并根据反应物、生成物的特点得出置换反应的定义。】
(四)、实验探究金属与盐的反应
【实验探究金属与盐的反应 】
实验目的：金属能否与盐溶液发生置换反应?
实验用品：锌片、铁丝、铜丝、硫酸铜溶液、硝酸银溶液、氯化钠溶液、试管
实验要求：取3支试管，分别加入一小段锌片、铁丝、铜丝，然后分别加入适量的硫酸铜溶液、硝酸银溶液、氯化钠溶液，仔细观察并记录实验现象，填写实验报告。
CuSO4溶液 AgNO3溶液 NaCl溶液
Zn
Fe
Cu
1).在实验的基础上提出问题：
(1)哪些物质之间会发生反应?反应产物是什么?
(2)对照金属活动性顺序，找出金属和盐溶液发生置换反应有什么规律?
2).在学生讨论的基础上小结：在金属活动性顺序中，位置在前面的金属可以把位于其后的金属从它们的盐溶液里置换出来。
【说明：在探究金属与酸的反应规律后，学生对不同金属的活动性强弱已有了初步的认识。在此利用给出的金属活动性顺序表，结合金属与盐溶液反应的现象，通过学生讨论，得出金属与盐溶液发生置换反应的规律。这样安排，既找出了规律，又应用了金属活动性顺序，起到对当堂所学知识加深巩固的作用。】
(五)、金属铝与氢氧化钠的反应
2Al + 2NaOH + 2H2O=== 2NaAlO2 + 3H2↑
金属铝既能和酸反应也能和碱反应
(六)、金属活动性顺序的应用：
1.金属的位置越靠前，它的活动性就越强。
2.位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。
3.位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的化合物溶液里置换出来。
问题与思考：
1.银、铂、金等经常被用作贵重首饰这与它们的化学性质稳定有很大关系，试想，用铁做首饰行吗?
2.我国劳动人民在古代就会利用金属与盐溶液发生置换反应的原理来冶炼金属，你能写出反应的化学方程式吗?
【说明：利用问题导思，让学生在观察与讨论中发现问题、分析问题、解决问题，从而培养学生处理和加工信息的能力。“曾青得铁则化为铜”是现代湿法冶金的先驱，也是我国古代劳动人民智慧的结晶，激励学生加倍努力把我们祖先的业绩发扬光大。】
在线测试
1.家用铝锅、铁锅为什么不能用来长时间盛放酸性食品?下列物质能否发生反应?写出能发生反应的化学方程式。
(1)银与稀盐酸
(2)锌与硫酸铜溶液
(3)铜与硫酸锌溶液
(4)铁与稀盐酸反应
2.波尔多液是一种农业上常用的杀菌剂，它是由硫酸铜、石灰加水配制而成，为什么不能用铁质容器来配制波尔多液?
3.新买的铝壶用来烧开水时，凡是水浸到的地方都会变黑，这与水含下列哪种盐有关( )
A.钠盐 B. 钾盐 C. 钙盐 D. 铁盐
4.填写下列表格。(“混合物”栏中括号内为杂质。)
混合物 除去杂质使用的物质 反应的化学方程式
铜粉(铁粉)
FeCl2溶液(CuCl2)
5.有X、Y、Z三种金属，如果把X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Y不反应;如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Y表面有银析出，而Z没有变化。根据以上实验事实，判断X、Y和Z的金属活动性顺序。
感悟与收获
1.金属能与氧气、酸以及某些盐溶液发生化学反应。
2.金属活动性顺序能表示常见金属的化学活动性，还能用来判断金属和酸、金属和盐溶液之间能否发生置换反应。
3.通过本节课的学习，请同学们再来谈一谈鉴别真假黄金的几种办法。
【说明：请学生总结金属活动性顺序的判断和应用，使所学的知识系统化、条理化，并引导学生利用本节课学到的知识，设计实验鉴别真假黄金，跟开始创设的情境照应，让学生进一步体会到学以致用的乐趣。】
课后反思：
在本课的教学过程中，还要注意把握好以下几个环节：
1、提出问题，鼓励学生展开想象的翅膀，大胆设想解决问题的途径，敢于发表自己的见解;
2、科学引导，启发学生运用已学过的化学知识设计实验方案，验证提出的设想;
3、集体讨论，组织学生在实验的基础上比较观察到的不同现象，分析产生的原因，得出正确的结论。
通过问题、假设、验证、结论，使学生在获得知识的同时，逐步懂得科学研究的一般过程，知道观察和实验是获得知识的基本方法，初步培养实事求是的科学态度和探索勇气。
实际教学中，通过设计实验方案，实验操作、纪录实验现象，分析实验现象这一系列步骤，学生的实验观察能力和比较分析能力有了明显的提高。
巩固练习
1.在进行钠和水反应的实验中，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 吸干煤油后方可放入水中实验。
(3)金属钠块必须用_______夹取，而不能用手拿取。
(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 。
(6)如果水中在未加钠之前已滴入酚酞试液，反应后溶液由无色变为____________色，理由是__________________________。
2.在实验室里做钠跟水反应的实验时，用到的仪器有( )
a.试管夹 b.镊子 c.小刀 d.冷凝管 e.滤纸 f.研钵 g.烧杯 h.坩埚 i.石棉网 j.玻璃片 k.药匙 l.燃烧匙
A.abdi B.ecfk C.fghl D.bcegj
多数金属的化学性质比较活泼，具有较强的还原性，在自然界多数以化合态形式存在。
分析对比：完成下表
本课小结
1.钠与氧气在不同条件下反应的现象和产物。
2.不同金属相同条件下与氧气反应，反应现象和产物不同。说明与金属的活泼性有关系。
3.通过钠与水和盐的反应，我们知道了钠是一种很活泼的金属，性质和其他金属有所不同。
4.学习了铁与水蒸气的反应。
5.总结归纳了金属与酸反应规律。
板书设计
第一节 金属的化学性质
一、金属与非金属的反应
1.钠与氧气的反应
常温下：4Na+O2====2Na2O
加热条件下：2Na+O2Na2O2
2.铝与氧气的反应：4Al+3O2=2Al2O3
二、金属与酸和水的反应
1.钠与水的反应
现象：浮、熔、游、响、红
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：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
3.金属与酸的反应
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↑
【作业】课本P48、P50科学探究;P53习题1-9。
