金属与酸和水的反应

第1节金属的化学性质第2课时金属与酸和水的反应【教材分析】“金属与酸和水的反应”是教材第三章《金属及其化合物》第一节的内容，是学习元素化合物知识的起始节。

本节学到的钠是一种典型的活泼金属元素，也是高中阶段重点学习的第一种金属元素，是必修化学课程标准中要求的重要元素化合物知识。

本节内容可对离子反应、氧化还原反应的知识做进一步巩固的同时，对以后其他金属元素的学习具有指导性作用，所用到的许多方法如实验法、观察法、比较法、归纳法等都是学习元素化合物知识的重要方法。

本节课将以金属与酸和水反应为明线，金属活动性顺序为暗线展开多种方式的教学活动。

以金属与酸反应为引子，以钠和水反应为典例，以K、Ca、Mg、Fe、Cu与水是否反应等思考与交流进行比较教学，根据金属活动性顺序表对金属与酸和水反应的本质和一般规律进行总结，使学生对此有一个总体感性的认识。

【学情分析】1. 基础和能力：通过初中和高一前一阶段的学习，学生已熟悉金属活动性顺序和了解了金属与酸反应的规律，初步建立了从物质类别和化合价角度去分析理解物质的化学性质的方法基础，对本节教材中的钠与水的反应实验能进行简单的探究，并能对产生现象的原因进行初步的分析。

2．困难和问题：学生参与实验探究的积极性较高，但对实验现象的观察不全面，且语言表达能力不足，缺乏对现象的本质分析。

【教学目标】一、知识与技能：1．能描述钠与水反应的实验现象并解释原因，会书写其化学方程式；2.通过对比讨论，了解金属与酸和水反应的一般规律。

二、过程与方法：1．通过书写典型金属与酸反应的离子方程式，认识金属与酸反应的一般规律；2．通过钠和水反应的实验探究，学生能观察到浮、熔、游、响、红等实验现象，并用相对规范的语言进行描述和分析，体验解决问题的乐趣；3. 通过Na、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Ag与水是否反应的对比总结，了解金属与水反应的一般规律。

三、情感态度与价值观：1. 通过钠与水的探究实验，激发学生的学习兴趣；学生体验观察、分析、讨论并分享交流的过程，学会与别人交流、合作；2．通过观察比较等方法，得出金属与酸和水反应的本质，体会化学物质之间的内在联系。

第2课时 金属与酸和水的反应题组一 金属与酸的反应1．废旧计算机的某些部件含有Zn 、Fe 、Cu 、Ag 、Pt(铂)、Au(金)等金属，经物理方法初步处理后，与足量稀盐酸充分反应，然后过滤。

则剩余的固体中不含有的金属是( )A ．Cu 、AgB ．Fe 、ZnC ．Pt 、CuD ．Ag 、Au 答案 B解析 铁、锌能与盐酸反应，而铜、银、铂、金不能与盐酸反应，故剩余的固体中不含有铁、锌。

【考点】金属与酸的反应【题点】金属与酸反应的基本规律2．同温同压下，相同物质的量的铝、铁分别与足量盐酸反应时，放出氢气的体积比是( )A ．1∶1B ．3∶1C ．3∶2D ．2∶3 答案 C解析 金属与酸反应时产生氢气的物质的量之比等于反应中转移的电子的物质的量之比。

相同物质的量的铝、铁分别与足量的盐酸反应时，产生氢气的体积比等于铝、铁呈现的化合价之比，即3∶2。

【考点】金属与酸的反应【题点】金属与其产生氢气的计算关系3．将11.5 g 钠、9 g 铝、28 g 铁分别投入200 mL 1 mol·L－1的盐酸中，下列说法正确的是( )A ．钠与盐酸反应最剧烈，产生的气体最多B ．铝与盐酸反应的速率仅次于钠，但产生的气体最多C ．铁与盐酸反应产生的气体比钠多D ．反应结束时产生的气体一样多答案 A解析 反应的剧烈程度由金属的活动性决定，即钠与盐酸反应最剧烈，其次是铝，钠、铝、铁的物质的量分别为12 mol 、13 mol 、12mol ，盐酸的物质的量为0.2 mol ，盐酸与三种金属反应时均不足，所以铝和铁与盐酸反应时生成的氢气一样多，均为0.1 mol ，但钠消耗完盐酸后，可以与水继续反应生成氢气，所以钠与盐酸反应产生的气体最多。

【考点】金属与酸的反应【题点】多种金属与酸反应的比较题组二钠与水的反应4．某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中，此实验能证明钠下面4点性质中的()①钠的密度比水的小②钠的熔点较低③钠与水反应时放出热量④钠与水反应后溶液呈碱性A．①④B．①②④C．①③④D．①②③④答案 D解析Na与水反应时，浮在水面上(密度比水小)，熔化成闪亮的小球(反应放热，钠熔点低)，在水面四处游动(有气体生成)，同时溶液变红色(生成碱性物质)，体现了①②③④ 4点性质。

金属与酸和水的反应教学设计集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）课堂探究钠与水反应的产物是什么解释金属跳舞的原理。

通过实验验证镁、铝和水的反应。

学生讨论交流并设计验证方案。

镁与冷水不反应，与热水反应，铝与沸水反应很微弱。

板书：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑（冷水、剧烈）2、镁与水的反应：Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑（热水、持续）3.铝与水的反应：Al+H2O（热水、微弱）培养学生的交流能力、增加合作学习的意识。

小结课后作业板书设计：第二节：金属的化学性质二：金属与酸和水的反应1.钠与水的反应现象：浮、熔、游、响、红方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑（冷水、剧烈）2.镁与水的反应：Mg+2H2 O Mg(OH)2+H2↑（热水、持续）3.铝与水的反应：Al+H2O （热水、微弱）小结：练习：作业：教学评价与反思这节课能紧紧围绕金属与酸和水的反应实质，充分发挥学生的主体探索作用，进行比较大量的实验设计、实验验证活动，学生普遍反映对金属单质的化学性质有了一定的认识，对离子反应和化学实验的意义有了进一步的理解。

一、教学内容分析新课程标准要求“根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主质，能列举合金材料的重要用途”。

本节“金属的化学性质”是在第一章“从实验学习化学”和第二章“化学物质及其变化”的基础上，系统学习元素化合物的开始。

金属单质的性质是金属元素性质的反映，是了解金属化合物性质的基础，所以在引导学生元素化合物有着举足轻重的地位。

这些知识既可以为前面的实验和理论知识补充感性认识的材料，又可以为化学2介绍的物质结构、元素周期表、化学反应与能量等理论知识打下重要的基础；也可以帮助学生逐步掌握学习化学的一些基本方法；还能使学生真正认识化学在促进社会发展、改善人类的生活条件等方面所起到的重要作用。

第2课时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，并会检验产物、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。

归纳总结(1)金属活动性顺序表中氢以前的金属较活泼，一般能与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。

第三章金属及其化合物3.1.2 金属与酸和水的反应（时间：30分钟）一、选择题1．一小块金属钠长时间置于空气中，可能有下列现象，这些现象出现的先后顺序是①变成白色粉末②变暗③变成白色固体④变成液体A．①②③④B．②③④① C．②③①④ D．③②④①【答案】B【解析】钠在空气中发生如下变化：Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3。

反应现象为：钠由银白色变暗，之后变成白色固体(NaOH)，白色固体潮解变成液体，与空气中的CO2、H2O 结合形成白色晶体(Na2CO3·10H2O)，最后晶体风化，变成白色粉末(Na2CO3)。

2．向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油，片刻后再向该烧杯中轻缓地加入一绿豆大小的金属钠，可能观察到的现象为图中的【答案】A3．下列关于钠与水反应的说法中，不正确的是①将小块的钠投入滴有紫色石蕊试液的水中，反应后溶液变红②将钠投入稀盐酸中，钠先与水反应，后与HCl反应③钠在水蒸气中反应(密闭)时因温度高会发生燃烧现象④将两小块质量相等的金属钠，一块直接投入水中，另一块用锡箔包住，在锡箔上刺些小孔，然后按入水中，两者放出的氢气质量相等A．②B．②③C．②③④D．①②③④【答案】D【解析】①钠与水反应产生氢氧化钠，能使紫色石蕊试液变蓝，而不能使紫色石蕊试液变红；②钠与水反应的本质是钠与H+反应，所以钠先与HCl反应，后与水反应；③钠在水蒸气中反应产生的是氢气，尽管温度高且反应放热，但无氧气，故不能燃烧；④钠的密度比水小，浮在水面上时会有部分钠与O2反应，而用锡箔包住的钠不会与氧气反应，所以与水反应的钠的质量不相等，两者放出氢气的质量也不相等。

答案选D。

4．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C．硫酸铜溶液D．氯化铵溶液【答案】C5．金属Ti(钛)是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属，钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。

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。