金属与酸和水的反应
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金属与酸和水的反应[学习目标定位] 1.会描述钠与水反应的现象,并能解释产生现象的原因,会正确书写化学方程式和离子方程式。
2.通过实验完成铁与水蒸气的反应,并会检验生成物、书写化学方程式。
一、金属与酸的反应1.分别写出下列反应的化学方程式:(1)钠与盐酸反应;(2)镁条放入稀硫酸中;(3)金属铝溶于盐酸中。
答案(1)2Na+2HCl===2NaCl+H2↑(2)Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑(3)2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑2.相同物质的量的钠、镁、铝三种金属分别与足量的盐酸反应:(1)反应剧烈程度最大的是;(2)完全反应后,产生氢气最多的是;(3)相同条件下,三种金属产生氢气的体积比是。
答案(1)钠(2)铝(3)1∶2∶3解析(1)金属与酸反应的剧烈程度取决于金属的活动性,金属的活动性越强,与酸反应就越剧烈,所以钠与酸反应的剧烈程度最大,剧烈程度最小的是铝。
(2)相同物质的量的三种金属中,钠失去电子数最少,铝失去电子数最多,所以铝产生的氢气的量最多。
(3)因为1 mol钠可转移1 mol电子,1 mol镁可转移2 mol 电子,1 mol铝可转移3 mol电子,所以相同物质的量的三种金属钠、镁、铝转移电子的物质的量之比为1∶2∶3(即它们呈现的化合价之比),在相同条件下产生氢气的体积比为1∶2∶3。
(1)金属活动性顺序表中氢以前的金属能与非氧化性酸(盐酸或硫酸)反应,生成盐和氢气。
金属的活泼性越强,与酸反应就越剧烈。
(2)金属与酸发生置换反应的实质是金属与酸电离出的H+之间的反应,金属失去电子被氧化,H+得到电子被还原。
1.以下是有关金属与酸的反应,请填写下列空白:(1)分别取0.1 mol 铝、铁与足量盐酸反应,在相同条件下产生氢气的体积比是 。
(2)分别取W g 铝、铁与足量盐酸反应, 在相同条件下产生氢气的体积比是 。
(3)若产生相同物质的量的氢气,所需铝、铁的质量比是 。
金属与酸和水的反应教案一、教学目标1. 让学生了解金属与酸、金属与水反应的基本概念。
2. 让学生掌握金属与酸、金属与水反应的原理和条件。
3. 培养学生进行实验操作的能力,提高学生的观察能力和分析问题的能力。
二、教学内容1. 金属与酸的反应2. 金属与水的反应3. 反应条件的探究4. 实验操作技巧5. 反应现象的观察与分析三、教学方法1. 采用实验演示法,让学生直观地观察金属与酸、金属与水的反应现象。
2. 采用问题驱动法,引导学生思考和分析金属与酸、金属与水反应的原理和条件。
3. 采用小组讨论法,培养学生的团队合作精神和交流沟通能力。
四、教学准备1. 实验室用具:试管、酒精灯、镊子、滴管、试管架、实验桌等。
2. 实验试剂:铁、铜、锌、稀盐酸、稀硫酸、蒸馏水等。
3. 教学课件和教案。
五、教学过程1. 导入:通过展示金属制品,引导学生思考金属的性质和用途。
2. 金属与酸的反应:(1)介绍金属与酸反应的原理和条件。
(2)演示铁与稀盐酸、铜与稀硫酸的反应实验。
(3)学生分组进行实验操作,观察并记录反应现象。
(4)分析实验结果,探讨金属与酸反应的规律。
3. 金属与水的反应:(1)介绍金属与水反应的原理和条件。
(2)演示锌与蒸馏水的反应实验。
(3)学生分组进行实验操作,观察并记录反应现象。
(4)分析实验结果,探讨金属与水反应的规律。
4. 反应条件的探究:(1)引导学生思考影响金属与酸、金属与水反应速率的因素。
(2)学生进行实验操作,改变反应条件,观察并记录反应现象。
(3)分析实验结果,总结反应条件的规律。
5. 总结与反思:(1)回顾本节课所学内容,总结金属与酸、金属与水反应的原理和条件。
(2)学生分享自己的实验操作经验和观察到的反应现象。
(3)教师点评学生的表现,解答学生的疑问。
六、教学评价1. 评价目标:(1)学生能理解金属与酸、金属与水反应的原理和条件。
(2)学生能熟练进行实验操作,观察并分析反应现象。
(3)学生能运用所学知识,解决实际问题。
金属与酸水的反应金属与酸水的反应是化学领域中一个重要而常见的现象。
这种反应不仅在实际生活和工业生产中具有广泛的应用,而且对于理解化学元素特性以及反应机制也有着重要的意义。
本文将就金属与酸水的反应进行探讨,并分析其中的化学过程。
一、金属与酸水的基本反应1.金属的活泼性和酸的强度金属与酸水发生反应取决于金属的活泼性和酸的强度。
活泼性较高的金属(如铝、镁)与酸水反应较为剧烈,而较不活泼的金属(如铁、铜)则反应相对缓慢。
同样地,浓度较高的酸对金属的腐蚀作用也更加强烈。
2.反应产物金属与酸水反应的产物主要有盐和气体。
其中,盐是由金属阳离子和酸中的阴离子组成的化合物。
气体通常是氢气,它是金属与酸中的氢离子反应产生的。
同时,金属的表面也可能生成一层氧化物或金属锈蚀物。
二、常见的金属与酸水反应以下是一些常见的金属与酸水反应的实例:1.铁与盐酸铁与盐酸反应会产生盐和氢气。
反应方程式如下:Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑2.锌与硫酸锌与硫酸反应也会产生盐和氢气。
反应方程式如下:Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑3.镁与硝酸镁与硝酸反应的产物同样包括盐和氢气。
反应方程式如下:Mg + 2HNO3 → Mg(NO3)2 + H2↑三、金属与酸水反应的应用金属与酸水的反应在生活和工业中有着广泛的应用。
1.产生氢气金属与酸水反应所产生的氢气可被用作燃料或化学反应的还原剂。
例如,氢气在石油加工中被用作合成氨的原料,也可用于氢燃料电池等清洁能源的开发。
2.金属腐蚀金属与酸水反应所产生的氧化物或锈蚀物可被用于金属的防腐和涂层处理。
这些工艺应用于汽车、建筑和航空等行业,以减少金属材料的腐蚀损害。
3.酸洗处理金属与酸水反应产生的酸性溶液可用于金属表面的清洗和酸洗处理。
这一技术广泛应用于金属制造、半导体工业和电镀加工等领域。
总结:金属与酸水的反应是化学中一个重要的现象,它不仅在实际应用中发挥着重要作用,还有助于我们更深入地理解化学反应的机理和性质。
金属与酸和水的反应金属与酸和水的反应金属是一类重要的化学元素,其在人们日常生活和各种工业领域中都起着重要的作用,如铁、铜、锡、铝、镁等,它们广泛用于建筑、制造机器、电气设备、交通工具和化学药品等领域。
金属与酸和水的反应是化学中的重要内容之一,本文将对其进行探究。
一、金属与酸的反应酸是指在水溶液中能够释放H+离子的物质,其味道酸、导电性强、有腐蚀性。
一般来说,金属和酸的反应主要是金属中自由电子与酸中的H+离子发生化学反应,释放出氢气和相应的金属离子。
反应一般可以用下面的化学方程式表示:金属+ 酸→ 相应的金属阳离子+ 氢气例如,铜与盐酸的反应可以表示为:Cu + 2HCl → CuCl2 + H2↑反应的产物为CuCl2和H2,其中CuCl2为相应的金属阳离子,H2为氢气。
不同金属与酸的反应速率和反应产物有所不同,以下为几种金属在盐酸和硫酸中的反应方程式及产物:1. 铁与盐酸:Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑2. 镁与盐酸:Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑3. 锌与盐酸:Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑4. 铜与盐酸:Cu + 2HCl → CuCl2 + H2↑5. 铁与硫酸:Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑6. 锌与硫酸:Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑7. 铝与硫酸:2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑由于不同酸的强弱和金属的活泼度不同,金属与酸的反应产生的氢气体积很难比较,因此一般用单位面积上产生的氢气量比较。
二、金属与水的反应水是人类生存不可或缺的物质,也是生命体系的组成部分。
当金属和水接触时,金属中自由电子还会与水分子中的H+离子发生化学反应,放出氢气和相应的金属离子。
反应的方程式如下:金属+ 水→ 相应的金属阳离子+ 氢气↑例如,铁与水的反应可以表示为:Fe + 2H2O → Fe(OH)2 + H2↑铝与水的反应可以表示为:2Al + 3H2O → Al2O3 + 3H2↑金属与水的反应的速率和反应方式取决于金属的活泼度和水的性质。
第二课时金属与水的反应1.掌握钠与水反应的原理、现象。
2.了解Al与NaOH溶液的反应。
3.通过金属及其化合物性质的实验,提高对“化学是一门以实验为基础的科学”的认识,培养实验意识、操作技能、观察能力和分析问题的能力等。
4.掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。
5.了解化学计算中的常用方法。
阅读教材P 49~52填充有关内容。
一、金属与酸或水的反应1.金属与酸的反应酸和金属活动性顺序表中的金属反应生成,如Zn 、Fe 和稀盐酸反应的化学方程式分别为:氢气氢前面Zn +2HCl===ZnCl 2+H 2↑Fe +2HCl===FeCl 2+H 2↑2.金属与水的反应(1)钠与水的反应实验操作实验现象结论或解释①①钠的密度比水②②钠熔点,反应放热③,逐渐变小,最后消失③反应产生的推动小球运动④反应后溶液的颜色逐渐变④反应后溶液显性钠浮在水面上小迅速熔化为小球低小球四处游动氢气红碱结论钠与水剧烈反应,生成和,表现性,化学方程式:,离子方程式:NaOH H2还原2Na2H2O===2NaOH+H2↑2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑1.通过Na与水反应的现象还可说明钠的哪些物理性质?【提示】密度小于水,熔点低。
(2)铁与水蒸气的反应实验装置气体用小试管收集一试管气体,点燃,听到声证明生成了用火柴点燃肥皂泡,听到爆鸣声,证明生成了实验结论铁不能与冷水、热水反应,但高温能与水蒸气反应,化学反应方程式为:爆鸣H2H23Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H22.人们常用金属器皿(如铁壶、铝壶)来盛水,但铁与水可以反应,这一问题应怎样去认识?【提示】铁与水反应是有条件的,铁在加热条件下与水蒸气反应,但铁与冷水、热水不反应。
二、铝与氢氧化钠溶液的反应实验操作实验现象试管中,铝片;点燃的木条放在试管口时发出声试管中,铝片;点燃的木条放在试管口时发出声有关化学方程式化学方程式:离子方程式:化学方程式:离子方程式:有气泡产生不断溶解有气泡产生不断溶解爆鸣爆鸣2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑2Al+6H+===2Al3++3H2↑2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑2Al+2OH-+2H2O===2AlO2-+3H2↑的方法除了用较活泼的金属与酸反应3.实验室制取H2外,还有什么方法?【提示】用金属铝与强碱反应可以制取H2;或将钠块用铝箔包好,上面扎些小孔,放入水中,也可制取H2。
金属与酸和水的反应
【复习回顾】在上课之前,请同学们说说,大家对金属的化学性质都有哪些了解呢?
【学生回答】金属可以和氧气反应、和酸反应、和盐反应……
例如:2Mg+O2=2MgO Fe+2HCl=FeCl2+H2↑Fe+CuSO4=FeSO4+Cu……
【引入新课】那如果将金属放入水中,会有什么现象呢?
【学生思考回答】……
【讲述】比如把铜片放入水中会看到什么现象?(铜片下沉)对,铜片会沉入水底,说明了铜片不与水反应,那是不是所有的金属都不与水反应呢?今天我们就来继续深入学习金属的相关性质。
我们通过探究实验,看看是不是金属都不与水发生反应。
请大家看到导学案,先了解实验步骤。
【学生实验】1、向盛有少量水的烧杯中滴入几滴酚酞溶液;
2、用镊子从煤油中取出钠块,先用滤纸把钠块表面的煤油吸干,再用小刀切取绿豆大小的钠粒;(注意:多余的钠块要放回煤油中)
3、用镊子将钠粒放入水中;
4、观察实验现象,实验结束后,用手触摸烧杯外壁;
5、将所观察到的现象记录在课本P49的黄色线框内。
(整个过程不要用手接触钠块)
【学生汇报实验结果】
1、钠块浮在水面上;
2、熔成闪亮小球;
3、小球四处游动;
4、发出嘶嘶响声;
5、溶液变红色。
【提问】钠块在水中为什么会出现以上现象呢?我们该如何解释呢?
【学生讨论回答】1、钠块浮在水面上——钠的密度比水小;
2、熔成闪亮小球——钠的熔点低,反应放热;
3、小球四处游动——生成气体推动小球游动;
4、发出嘶嘶响声——反应剧烈,产生的气体推动钠运动时与水、空气发生摩擦;
5、溶液变红色——有碱性物质生成。
【讲述】实验现象我们可以用五个字进行归纳:浮,熔,游,响,红。
通过实验我们知道,金属钠是能够和水发生反应的,由实验现象也知道钠和水反应生成了一种碱和一种气体,那么这碱和气体分别是什么呢?
【学生回答】NaOH和O2;NaOH和H2。
【讲解】同学们都知道生成的碱是NaOH,那生成的气体到底是氧气还是氢气呢?如何设计实验验证钠与水反应产生的气体是什么? 我们知道氧气能够助燃,能使带火星的木条复燃;而氢气是一种易燃易爆气体。
那么我们就根据这样的性质,通过实验来验证钠与水反应生成的气体是氧气还是氢气。
【演示实验】去一绿豆大小的钠粒,放入盛有少量水的试管内,一段时间后,用拇指按住试管口,反应结束后,将点燃的卫生香放置试管口,观察卫生香的燃烧情况。
【讲述】通过实验可以看到,卫生香并没有复燃,所以钠与水反应生成的气体是氢气而不是氧气。
请同学们写出钠与水反应的化学方程式。
【学生回答】2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
【提问】钠与水的反应属于什么反应类型呢?
【学生回答】置换反应、氧化还原反应
【讲述】钠由0价变为了+1价,化合价升高,被氧化,发生氧化反应,做还原剂;水中的氢由+1价变成了0价,化合价降低,被还原,发生还原反应,做氧化剂。
【提问】钠与水反应是不是也属于离子反应?请写出相应的离子方程式。
【学生回答】2Na+2H2O=2Na++2OHˉ+H2↑
【讲述】由此我们可以看出钠与水反应的实质就是:钠原子与水电离出来的H+发生氧化还原反应。
【问题一】为什么实验室将钠块保存在煤油里而不保存在水里呢?
【学生回答】钠容易与空气中的氧气、水发生反应,所以应将金属钠与空气、水隔绝;又因为钠的密度比煤油的大,且钠不与煤油反应,所以实验室将钠块保存在煤油中。
【问题二】如果火灾现场存放有大量的钠,应该用什么来灭火?
【学生回答】沙土。
【过渡】我们知道,铁不与冷水、热水反应,所以我们在日常生活我们用铁锅烧菜、烧水、盛水等等。
那么铁是不是真的不与水反应呢?我们来看一则新闻报道,英国一家炼铁厂的熔铁炉底部产生了裂缝,顿时炽热的铁水从裂口夺路而出。
当温度高达摄氏一千多度的铁水碰上炉旁一条小水沟的时候,刹那间“轰”的一声震天动地的巨响,整个车间被掀掉了。
通过这则新闻可知道,铁是可以和水发生反应的。
只不过是和水蒸气发生反应,因为一千多度的铁水遇上液态水后,液态水就会变成水蒸气。
【设问】铁和水蒸气反应可能生成哪些产物,使得能将整个车间掀掉?我们在实验室里怎么来完成铁和水蒸气的反应,并检验该生成物呢?
【实验探究】1、请设计一套简单的实验装置,使还原铁粉与水蒸气反应,整套装置应包括水蒸气发生、水蒸气与铁粉反应、收集气体等部分。
2、提供的实验仪器:三支试管、水槽、导管、胶塞、酒精灯、铁架台及其他必要的仪器和物品。
3、试画出你设计的装置简图。
【讲解】对学生所画的装置简图进行讲解。
【展示事例图】……
【讲述】有人设计了如课本P50图3-8所示的装置,用一支稍大的试管代替3支试管就能完成实验,你知道其中的原理吗?
【学生思考回答】当加热试管时,湿棉花中的水受热变成水蒸气,跟试管中的铁粉在加热条件下反应产生气体,气体沿着导管通入到肥皂液中鼓起大量的气泡,用火柴点燃检验气体。
【讲述】我们通过观看视频实验,看看铁和水蒸气发生反应,到底生成了哪些产物?
【播放视频实验】……
【讲解】通过实验我们可以看到,铁和水蒸气在高温条件下反应,试管内的固体仍为黑色,产生的气体在肥皂泡中经明火点燃,可燃,并有轻微爆鸣声,说明生成的气体是氢气。
其中的黑色固体是Fe3O4,那么铁粉和水蒸气反应的化学方程
式为:3Fe+4H2O(g)═Fe3O4+4H2↑。
【提问】通过实验,说说钠和铁,谁更活泼呢?
【学生回答】钠更活泼。
【学以致用】英国一家炼铁厂的熔铁炉底部产生了裂缝,顿时炽热的铁水从裂口夺路而出。
当温度高达摄氏一千多度的铁水碰上炉旁一条小水沟的时候,刹那间“轰”的一声震天动地的巨响,整个车间被掀掉了,水为什么会产生这么大的威力呢?你能解释吗?
【学生回答】……
【课堂小结】通过本节课的学习,我们主要掌握了钠与水的反应,通过实验,我们了解到钠和水反应很剧烈,现象明显。
本节课我们还介绍了铁和水蒸气反应的实验,由于铁的活泼性不如钠,因此反应条件不同,需要在高温条件下进行,因此在书写方程式的时候一定要注意反应条件。