第1节金属的化学性质第1课时三维目标知识与技能1.掌握钠、镁、铝、铁的重要性质，认识钠是一种活泼的金属。

2.了解钠、镁、铝、铁的存在及用途。

过程与方法1.采用实验探究法，按照思考、交流、实验、观察、分析、得出结论的方法进行启发式教学。

2.发挥学生主体作用，做好探究性实验。

情感、态度与价值观1.通过介绍钠的用途，如制取过氧化钠，指出化学工业在国民经济中的地位，激发学生报效国家的责任感。

2.通过介绍铝的冶炼，培养学生勇于探索的科学精神和严格求实的科学态度。

3.通过动手实验，体验化学的奥妙，激发学生学习兴趣。

教学重点钠的氧化和钠与水的反应教学难点钠与水反应实验现象的观察教具准备多媒体及课件，钠、过氧化钠、铝箔、还原铁粉、酚酞、盐酸、氢氧化钠、肥皂液、水、试管架、试管、玻璃片、小刀、镊子、滤纸、坩埚、坩埚钳、三脚架、泥三角、酒精灯、砂纸、烧杯、酒精喷灯、棉花、火柴、水槽、蒸发皿、胶塞、导管、图片。

教学过程导入新课五千年前人类进入青铜器时代，三千年前进入铁器时代，20世纪铝合金成为仅次于铁的金属材料。

金属在人类社会发展、改善人类生活方面起着重要的作用。

金属和它的化合物有着截然不同的性质，例如：铝是一种常见金属，具有金属的通性（导电性、导热性、延展性），高温时可以燃烧，而氧化铝却耐高温，为什么？本章就来讨论它们的性质。

推进新课[板书]第一节金属的化学性质思考与交流：1.举例说明金属能发生哪些化学反应。

生：金属与氧气的反应;金属与酸的反应;金属与一些盐溶液的反应……教师精讲：金属可以与非金属反应、可以与酸反应、可以与水反应、可以与某些盐反应等等。

如：2Mg+O2====2MgO3Fe+2O2Fe3O4Fe+CuSO4====Cu+FeSO42.多媒体投影课本图3-2分析：图3-2四幅图分别是铝丝与CuSO4溶液反应形成铜树、镁条燃烧、铜丝与AgNO3溶液反应形成银树、镁条与盐酸反应。

思考与讨论：镁条燃烧发生了什么反应？铜树、银树是怎样形成的？这些反应有什么特点？它们各属于什么反应类型？写出相应反应的化学方程式。

[板书]置换反应2Al+3CuSO4====3Cu+Al2(SO4)3Cu+ 2AgNO3====2Ag+Cu(NO3)2Mg+2HCl====MgCl2+ H2↑化合反应2Mg+O2====2MgO[板书]（一）金属与氧气的反应[实验3-1]切开金属钠前先观察钠的表面，以便与切后进行比较。

切割金属钠在玻璃片上进行。

[观察现象]生：取出的金属钠表面有一灰黄色层，切开后的切口处露出银白色光泽；切口在空气中露置一会儿，会逐渐变暗；久置表面还会形成溶液，再变成白色粉末。

讲解：实验说明，钠具有金属光泽，质软。

放置后，钠表面逐渐变暗生成新物质。

[实验改进]（1）取两支口径不同而长短适当的试管，一支试管较小，可以紧密地放到另一支试管里而不留下较多空隙。

先在口径较大的试管里注入1 mL洁净的煤油，取金属钠一小块（黄豆大小），除去表面已经发生变化的部分，露出金属光泽，放入盛有煤油的试管里。

在试管底部缓缓加热，等钠熔化后，插入较小口径的试管，把钠压挤在两个试管之间，成为一个薄层，钠的颜色和光泽就清楚地显现出来。

然后在两支试管口间的缝隙涂上石蜡，以隔绝空气。

这样可使钠的光泽在较长的时间内不至消失。

（2）选取一根管壁较薄的玻璃管，用布包裹着玻璃管像使用钻孔器一样，慢慢地钻入大的钠块里，使管中填有一段银白色的金属钠。

用玻璃棒把钠推到管的中央，然后用蜡封好玻璃管的两端，样品可以长期保存和使用。

[实验3-2]实验现象：钠先熔化后燃烧，燃烧时火焰呈黄色，最后生成的固体呈淡黄色。

讲解： (1)钠的燃烧实验在坩埚里进行比较规范。

在石棉网上或蒸发皿里进行也比较安全，而且现象的能见度较大。

如在火焰上方罩一个干燥的小烧杯，还可以看到烧杯壁上附着的淡黄色的Na2O2。

（2）做此实验时应注意，钠开始燃烧后立即撤掉酒精灯。

[板书]2Na+O2Na2O2[小结]活泼金属容易与氧气反应生成氧化膜，氧化膜疏松就不能保护内层金属（如铁等），氧化膜致密就可以保护内层金属不被继续氧化（如铝、镁等）。

提问：点燃镁条时为什么要用砂纸打磨？思考回答：镁条表面覆盖着致密的氧化膜，阻止内部金属继续被氧化，因此要用砂纸打磨。

［科学探究1］首先提出“铝与氧气能否反应”的问题，然后分析若能反应应控制的条件，如：选铝块、铝条还是铝箔？需不需要加热？再分别用未打磨的铝箔和已打磨的铝箔在火焰上加热。

铝箔厚度要适当。

太薄，用砂纸打磨除去氧化膜时难以操作或铝箔破损。

打磨时用精细砂纸较易打磨。

现象：将未打磨的铝箔在酒精灯火焰上加热，发现铝箔发红蜷缩，变暗失去光泽，熔化不落下（表面有氧化膜，因此不能燃烧）。

将已打磨的铝箔在酒精灯火焰上加热，发现铝箔也蜷缩，变暗失去光泽，熔化不落下（打磨后铝箔表面又很快形成氧化膜，阻止了铝的燃烧）。

可让学生讨论若要观察到铝的燃烧应采取哪些措施。

例如，增大铝与空气（或火焰）的接触面，将铝粉撒到火焰上；提高反应的温度，即将铝箔略卷，尖端夹一根火柴，然后将火柴引燃，把火柴和铝箔一起伸入到氧气瓶中，均可观察到耀眼的白光。

[小结]铝容易被氧化，使铝表面形成致密的氧化膜。

［科学探究2］将打磨过的铝箔（或在酸中处理后，用水洗净）加热至熔化，观察现象。

现象：熔化的铝仍不滴落。

分析：铝的性质活泼，打磨过的铝在空气中又很快生成一层新的氧化膜。

应用：铝制品可以较长时间使用。

讲述：铁、铝或铜制水壶可用来烧水，说明这几种金属与热水不反应，是不是所有金属都不与水发生反应呢？[板书]（二）金属与水的反应［实验3-3］说明：(1)钠与水的反应若在烧杯中进行，可让学生完成，但烧杯口上应盖一张塑料片，以防止钠反应时钠块或液体飞溅伤人。

应提示学生观察反应时钠所处的部位、形态、钠球的运动和大小变化情况、周围水雾的产生和发出的响声，以及溶液的颜色变化等。

如果教师演示，最好用玻璃水槽代替烧杯，用投影仪投影，以利于学生观察实验现象。

（2）补充钠与水反应收集气体的实验，以验证反应生成的气体是氢气。

[实验现象]生：钠浮在水面，熔成小球并在液面上迅速游动;钠球周围有水雾，有时可能有火花，或伴有爆鸣声;钠球在反应中逐渐变小，最后消失;滴加酚酞的溶液变成红色。

[结论]金属钠可以与水反应（生成碱和氢气）。

思考：金属钠应如何保存？（师生活动）大量金属钠应密闭保存，少量钠要保存在煤油中（钠不与煤油反应且密度较煤油大）。

思考：钠有哪些物理性质？[师生小结]金属钠质地较软，可以用刀切割。

切开外皮后，可以看到钠的“真面目”——呈银白色，具有美丽的光泽。

钠是热和电的良导体，密度0.97 g·cm-3，比水的密度还小，能浮在水面上，熔点97.81 ℃，沸点882.9 ℃。

[深入]能与冷水反应的金属除钠外，还有钾、铷、铯、钙等，镁可以与热水反应。

试写出金属钾、钙与水反应的方程式。

［科学探究］先让学生用生活中的事例说明铁不能与冷水或热水反应。

再提出若继续提高温度能否进行反应等问题展开讨论（如将铁块烧红插入水中，或将铁粉与水蒸气在高温下反应等），逐渐引入到铁粉与水蒸气反应的主题。

铁粉与水蒸气反应，应从水蒸气的产生、铁粉与水蒸气反应、反应产物的检验等环节讨论反应装置的设计。

即导出教材“铁与水蒸气反应”的实验装置，如下图左。

课堂上若演示一下更能调动学生学习的积极性，演示时反应要在喷灯加热的条件下进行，硬质玻璃管中的铁粉应与石棉绒混合。

在此基础上再提出，用三支试管如何改进反应装置，总结改进后的方案（如下图右）。

最后介绍教科书中的实验装置，讨论该装置各部分的作用和装置的优点，然后用此装置进行演示。

铁粉与水蒸气的反应装置图说明：教科书中介绍的是用一支试管完成铁粉与水蒸气反应的实验，试管底部塞有一团潮湿的棉花，在湿棉花左边放有铁粉，蒸发皿中放肥皂水（或在水中加几滴洗涤剂）。

整套装置试管口应低于试管底。

铁粉与湿棉花的距离可近一些，加热时用一盏酒精灯先后加热两处。

反应产生的气体导入到肥皂水中吹成氢气泡，再用燃着的火柴去点燃，可发出爆鸣声。

这一实验所用的时间短且很安全。

注意：（1）铁粉不需要与石棉绒混合，因改用酒精灯加热，温度比用喷灯加热时低。

（2）酒精灯应先在放湿棉花的位置上加热一会儿，待试管底部温度略高，且有部分水形成蒸汽时，再将酒精灯移至放铁粉的位置加热，可防止发生倒吸现象。

（3）加热一会儿后再将导管插入到肥皂水中，最初插入时吹起的是空气泡。

肥皂水不宜太稀，否则吹起的氢气泡太小，点燃时难以有较大的爆鸣声。

（4）实验结束时，应先从肥皂水中撤出导管，再移去燃着的酒精灯。

现象：加热时试管内铁粉红热，点燃肥皂泡可听到爆鸣声。

结论：铁可以与高温水蒸气反应。

反应方程式：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2(g)[小结]活泼金属可以与冷水反应，较活泼金属（如镁、铁）可以与热水或水蒸气发生反应。

［例题剖析］（例1）把贮存在煤油里的金属钠取出后，切取一小块投入水中。

往反应后的水溶液中加入酚酞试液，呈红色。

试回答下列问题：(1)能用小刀切开金属钠，截面的色泽很快消失，这说明什么？(2)钠投入水中有哪些主要现象？这说明钠哪些性质？(3)在反应后的水溶液里加入酚酞试液，显红色，这是为什么？生：(1)说明金属钠很软。

钠表面呈银白色光泽。

由于钠的化学性质很活泼，表面很快被氧化而失去光泽变暗。

(2)金属钠熔化成小球，在水面游动并发出“嘶嘶”声，不久小球消失。

这些现象说明钠的密度比水小。

钠能与水剧烈反应，且是放热反应，放出的热量使未反应的金属钠熔化成液态形成小球状，这也说明钠的熔点较低；由于钠浮在水面，表面接触部位先发生反应，放出的氢气推动小球游动，但受力不均故小球不断滚动。

由于水遇到熔融的小球迅速汽化而发出声音。

(3)钠与水反应生成氢气和氢氧化钠，使溶液呈碱性，所以酚酞显红色。

（例2）对于下列有关金属钠的叙述，正确的是（）A.由于钠比较活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动顺序表中钠后面的金属B.1个钠原子能失去1个电子，1个镁原子能失去2个电子，所以镁的还原性比钠强C.钠能把钛、锆等金属从熔融卤化物里还原出来D.0.5 L 1 mol ·L-1的盐酸分别与 1 mol 钠、镁、铝反应，所生成的氢气的量相等教师精讲：金属钠的化学性质非常活泼，具有很强的还原性，按理金属钠能把较不活泼的金属从它们的盐中置换出来，但若是盐溶液，钠首先要和溶液中的水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠继续与盐溶液发生复分解反应。

如钠投入FeCl3溶液中的化学反应为：2Na+2H2O====2NaOH+H2↑FeCl3+3NaOH====Fe(OH)3↓+3NaCl因此，钠与盐溶液反应，不会有金属单质被钠置换出来。

若盐是熔融状态，则金属钠能将较不活泼的金属置换出来。