课题2　金属的化学性质国家获奖教案

金属与酸和水的反应教学设计

高海霞

泸定县第二中学

一、教学目标

1.知识与技能

(1) 深化并扩充金属活动性顺序表的应用；

(2)掌握Na、Fe与H2O反应的现象及特殊性；

(3) 培养学生对实验现象的观察能力，对问题的分析和归纳总结的能力。

2.过程与方法

透过现象看本质，分析发生反应的内在原因，以提高自身观察能力和分析问题的能力。

3.情感态度与价值观

培养学生科学分析问题的能力和方法，激发学生学习化学的兴趣，乐于探索金属性质的奥秘，感受化学世界的奇妙与和谐。

二、教学重点

钠、铁与水的反应。

三、教学难点

铁与水蒸气的反应的实验设计

四、教学方式

实验演示探究法、分析归纳法、理论联系实际法。

五、教学准备

多媒体课件：铁与水蒸气反应的视频

实验用品：钠、蒸馏水、酚酞、小烧杯、玻璃片、小刀、镊子。

六、教学过程

知识回顾

上节我们学习了金属与氧气等非金属的反应，知道产物、反应的现象因金属的性质和反应条件不同而不同。根据所学知识完成下列填空。

［投影］回顾知识

［引入］今天我们来学习金属与酸和水的反应，在初中我们就已经接触到了金属活动性顺序表，那么请大家回忆一下，金属活动性顺序到底是怎样排列的呢？

［板书］一、金属与酸的反应

［小结］金属活动性顺序，排在前面的金属能置换出酸里的氢气，其实质是金属与酸电离出的氢离子反应。

［板书］实质：金属与酸电离出的H反应

+

［设问］水也能电离出少量的H，那么金属和水能不能反应呢?下面我们共同来学习金属与水的反应。

［板书］二、金属与水反应

［引入］日常生活中我们经常用金属器皿来盛水，也能够用铁铜或铝制水壶烧水，这说明这些金属与冷热水都不反应。那么是不是所有的金属都与水不反应呢？实验可以证明。

［演示实验3-3］在烧杯中加一些水，滴入酚酞溶液然后把一绿豆大小的钠放入水中，引导学生观察、相互配合描述现象并完成导学案表格。

［板书］（一）钠与水反应

现象及解释：

序号

1 2 3 4 5 现象

钠浮在水面上

融化成光亮的银白色小球

小球在水面上四处游动

游动过程中发出“嘶嘶”声

钠完全消失，水溶液呈红色

解释

钠的密度小于水

反应放热，钠的熔点低

产生的气体推动钠来回游动

放出气体，气体与水面摩擦发出响声

钠与水反应产生了碱性物质，根据元素分析，应是氢氧化钠

［分析］钠是非常活泼的金属，能够在常温下和冷水发生剧烈的反应，反应过程的现象可以用五个字来概括“浮、熔、游、响、红”，体现了钠的一些物性质的与众不同。

［板书］1.反应现象：“浮、熔、游、响、红”

［提问］请同学们写出钠与水反应的化学方程式，并分析它是否是一个氧化还原反应？

［板书］2.反应方程式：2Na＋2H2O 2NaOH＋H2↑

［分析］钠与水的反应是一个氧化还原反应，钠是强还原剂，被氧化为+1价钠离子，水作氧化剂，被还原为氢气。

［点评］钠与水反应，水被还原为氢气，实质是水电离出的极少量的氢离子被钠还原为氢气，这也说明了钠是非常活泼的金属，还原性非常强。那么，钠着火了能否用水灭火？

［讨论后分析］不能，因为钠与水发生剧烈反应，并且产生可燃性气体，这就相当于火上浇油。应该用干燥的沙土灭火。

［设疑］同学们是否在影视片中见到过古代铁匠打铁场景呢？当中铁匠将红热的铁放入水中，听到“嘶嘶”的声音，这又是为什么呢？

［解释］这个过程叫淬火，淬火能够改变铁器的一些性质，铁器的表面也会变为黑色有一定的光泽。淬火的过程中实际上是铁和水蒸气发生了反应。下面我们共同学习有关铁与水的反应。

［板书］（二）铁与水反应

+

［设问］那么我们在实验室如何来完成该反应，并检验该反应的生成物呢？

［实验探究］请设计一套简单的实验装置，使铁粉与水蒸气反应。该装置应包括水蒸气发生、水蒸气与铁粉反应、检验产生的气体等部分。

［讲解］一个好的实验设计要求必须遵循以下四个基本原则： 1、 科学性——实验原理、实验操作程序和方法必须正确。 2、 安全性——尽量避免使用有毒药品和进行具有一定危险性的实验操作。 3、 可行性——实验所选用的药品、仪器、设备和方法等在中学现有实验条件下能够满足。 4、 简约性——方案简单易行，应采用简单的实验装置，用较少的步骤和

药品，并能在较短的时间内完成实验。

现提供给你3支试管、水槽、蒸发皿、胶塞、导管、酒精喷灯及其他必要的仪器和物品，画出你设计的装置简图

［分组讨论设计］将学生分组按以上环节，讨论反应装置的设计。

［提示］设计考虑因素：（1）水蒸气的发生装置；（2）水蒸气与铁粉反应装置；（3）产物的检验（收集）装置。

［投影小结］

铁与水蒸气反应装置图

有人设计了如图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，想想其中的原理。

［分析］该实验装置设计精巧、简便，易操作。经过加热，温度升高，湿棉花中的水蒸气挥发，水蒸气遇到炽热的铁粉发生反应，产生的气体用肥皂液收集，并用明火点燃肥皂泡检验气体。预期结果如何，请同学们观看实验视频并观察现象。

［播放视频］铁与水蒸气反应

［强调］（1）不能让试管里的湿棉花团流水，反之会将铁粉冲下去，其次可能会炸裂试管。

（2）加热一会儿后再将导管插入到肥皂水中，刚开始为空气泡。肥皂水不宜太稀，否则气泡太小，点燃时难以听到较大的爆鸣声。

（3）实验结束时，应先从肥皂水中撤出导管，在移去酒精灯。

［板书］1.现象：铁粉失去光泽，变为黑色粉末，产生的气体在肥皂泡中经明火点燃，可燃，并伴有爆鸣声。

结论：铁与水蒸气在高温条件下反应，方程式为：

［板书］3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2↑

［分析］铁与水的反应条件比较苛刻，必须在高温且水为气态下才可以进行，书写化学方程式时一定要注意。

［练习］铁粉也能与酸反应，那么和它与水蒸气反应的类型相同吗？如果将等物质的量的铁粉分别与足量的盐酸、水蒸气反应，产生氢气的量是否相等呢？比例又如何呢？

［点评］与酸反应取决于酸的类型，算不同反应不同。等量的铁粉分别与足量的盐酸、水蒸气反应，产生氢气的量不相等，比例为3:4。

［本节小结］本节课我们主要学习了钠与水、铁与水蒸气的反应。通过钠和水的反应，我们知道了不是所有的金属都与水不反应，活泼性极强的金属能与水发生剧烈反应。而铁没有钠活泼，所以铁与水的反应条件比较苛刻，必须在高温且水为气态下才能进行，在书写化学方程式时一定要注意反应条件。

［布置作业］导学案2、3、4题

板书设计

一、金属与酸的反应

实质：金属与酸电离出的H反应

二、金属与水反应

（一）

钠与水反应

1.反应现象：“浮、熔、游、响、红”

2.反应方程式：2Na＋2H2O 2NaOH＋H2↑

（二）

铁与水反应

1.现象：铁粉失去光泽，变为黑色粉末，产生的气体在肥皂泡中经明火点燃，可燃，并有轻微的爆鸣声。

高温

2.反应的方程式为：3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2↑

参考文献：

+高温

［1］

人民教育出版社等编.普通高中课程标准实验教科书化学1（必修）教师教学用书［M］.北京：人民教育出版社，2007，（3）：38-43. ［2］

人民教育出版社等编.普通高中课程标准实验教科书化学1（必修）［M］.北京：人民教育出版社，2007，（3）：49-51. ［3］

任志鸿.高中优秀教案.高一化学上［M］.海口：南方出版社，2005，（4）：66-70.