【学习目标】
1、了解常见金属的活动性顺序；
2、通过实验探究钠与氧气、钠与水、铝与氧气、铝与氢氧化钠溶液的反应、铁与水蒸气的反应等，能够描述相关的实验现象、书写对应的化学方程式；
3、掌握物质的量在化学方程式计算中的应用，定量研究化学反应中各物质之间的量的关系。
【知识网络】
【知识内容】
二、金属与非金属的反应
（一）钠的物理性质
①银白色金属光泽固体
②密度小（0.97g/cm3）（钠通常保存在煤油中），熔沸点低（熔点97℃，沸点882.9℃），硬度小（质软，可用刀切割）
③钠是电和热的良导体。
实验步骤：
(1)用镊子夹取一小块金属钠，用滤纸把钠块表面上的煤油擦干.
(2)将钠放在玻璃片上，用小刀切下绿豆大小的一块钠，观察新切开的钠的颜色和光泽.将此钠块在空气中停放一段时间，看其颜色和光泽是否有变化。
实验现象：用小刀轻轻一切，就能把钠块切开，新切开的钠呈银白色，像无锈的铁一样光亮，放置一段时间钠表面颜色逐渐变暗。
【注意】①取用钠要用镊子，切不可用手接触.②待用的钠要用滤纸吸净其表面的煤油.③取用的钠粒一般为绿豆粒大小，最大不超过黄豆粒大小.④切下来未用的钠要及时放回盛钠的试剂瓶.⑤吸过煤油的滤纸要妥善处理，切莫乱扔.
（二）钠与非金属的反应
1、与氧气反应
实验步骤：①将金属钠用小刀切开，在空气中放置一会儿，观察现象。
②再另取一小块金属钠，擦干表面的煤油后，放在石棉网上加热，观察现象。
【注意】①钠放在石棉网上片刻后再加热，有利于观察现象；②石棉网要干燥、石棉无破损；③石棉网的石棉要洁白，否则不易观察到Na2O2的浅黄色；④石棉网要放平，防止钠滚下石棉网.
现象：钠先熔化成小球，然后剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体
实验结论：
钠是非常活泼的金属，钠与氧气反应，条件不同，产物不同：不加热，生成氧化钠；点燃，生成过氧化钠.
（1）常温：钠与空气中的氧气反应生成一层氧化膜（钠通常保存在煤油或石蜡油中，以隔绝氧气）
4Na+O2=2Na2O（氧化钠 白色固体）
（2）加热或点燃：Na+O2Na2O2（淡黄色固体）特殊的氧化物——过氧化钠
【注意】
2、与氯气、硫的反应
①钠与氯气的反应：钠在氯气中剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成大量白色的烟（白色固体小颗粒）。
2Na+Cl22NaCl
②钠与硫粉的反应：钠与硫粉混合研磨时燃烧，火星四射，发生爆炸
2Na+SNa2S
钠和其他非金属单质如Br2、I2、等在一定条件下也可直接发生反应。
3、铝与氧气反应
【科学探究：加热铝箔】空气中久置的铝箔：用坩锅钳夹住一小块铝箔在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动，观察现象。再取一块铝箔,用砂纸仔细打磨,除去表面的保护膜,再加热至熔化。
现象：两块铝箔都熔化，表面失去光泽，但熔化的铝并不滴落，好像有一层膜兜着。
现象解释：因为铝表面有一层氧化膜保护了铝。即使打磨过的铝箔，在空气中也会很快生成新的氧化膜。有薄膜的Al2O3的熔点（2050℃）高于Al（660℃），没有熔化，包在铝的外面使熔化的液态铝不会滴落下来。
铝容易被氧化而生成一层致密的氧化膜。
方程式：4Al + 3O22Al2O3
用途：燃烧弹、信号弹、火箭推进剂
三、金属与酸和水的反应
（一）钠与水反应
钠是非常活泼的金属，在常温下和冷水反应，产生气体。
【实验3-3】向一盛水的烧杯中滴入几滴酚酞试液，然后将一小块钠(约为1/2豌豆大小)投入烧杯中.
实验现象：钠“浮”在水面上，立即与水反应，并“熔”化成闪亮的小圆球，小圆球迅速四处“游”动，并伴有“嘶嘶”的响声且最后消失，烧杯中的溶液由无色变为红色。
口诀：浮——钠的密度比水小；熔——钠的熔点低，反应放热；游——产生气体，推动小球游动；
响——会发出嘶嘶的响声；红——使酚酞变红，生成碱性物质
钠与水反应的化学方程式 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
离子方程式 2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑
实验结论：钠浮在水面上，熔成小球，在水面上游动，有哧哧的响声，最后消失，在反应后的溶液中滴加酚酞，溶液变红。
【拓展实验】再用铝箔将一小块钠(绿豆大)包好，并在铝箔上刺些小孔，用镊子夹住，放在烧杯中试管口下面，用排水法收集一小试管气体，小心移近火焰，点燃.
实验现象：点燃气体，可听到轻微的爆鸣声。
【注意】1.在包裹钠块的铝箔上要多刺几个小孔，钠粒不能过大，否则，铝箔包会因内部气压大、温度高而发生爆炸；在将盛有氢气的试管移向酒精灯点火的过程中，要将试管口用手的拇指堵严，防止氢气逸出使实验效果不明显； 2.保存钠的无色液体不能为水，钠保存在石蜡油或煤油中；
3.钠着火后不能用水灭火（因为钠会与水反应），也不能用含有CO2或水的灭火器来灭火，因为钠的燃烧产物过氧化钠会和二氧化碳、水反应产生氧气，使燃烧的火焰更剧烈，应该用干燥的沙土扑灭。
（二）钠与酸的反应
钠与酸的反应比与水的反应更剧烈，极易爆炸，要特别小心.
2Na + 2HCl = 2NaCl + H2↑
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
Na放入稀盐酸中，是先与酸反应，置换出酸中的氢，酸不足再与水反应。因此Na放入到酸溶液中Na是不可能过量的。同时Na与H2的物质的量比始终是2:1。当然反应要比钠与水的反应剧烈多（酸中氢离子的浓度大于水中氢离子的浓度）。
【注意】钠和水反应就是钠与水电离出来的氢离子反应，酸在水中电离出氢离子，所以钠和酸直接反应，而不是先和水反应生成氢氧化钠后再和酸反应。
一般规律：
钠与酸溶液反应时，钠直接与溶液中的酸反应，但当钠与其它溶液反应时，一般是钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，然后再看生成的氢氧化钠是否与原溶液中的溶质反应！
（三）钠与碱反应
钠与碱溶液反应：实质是钠与水反应。
（四）钠与盐溶液反应
1、钠与硫酸铜溶液的反应
判断对错：Na+CuSO4=Na2SO4+Cu
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2↓+Na2SO4
总反应方程式：
2Na + CuSO4 + 2H2O = Cu(OH)2 ↓+Na2SO4 + H2 ↑
现象：有蓝色沉淀生成，有气泡放出
【由于Na与H2O反应是放热反应，放出的热量可使少量的氢氧化铜分解Cu（OH）2CuO+H2O。所以会有少量的黑色物质CuO。】
钠投入到NaCl溶液中只与水反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
（六）铁与水蒸气反应方法方法一方法二方法三实验装置
a.水蒸气的发生装置；b.水蒸气与铁粉反应装置；c.产物的检验(收集)装置气体用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微噗声，证明生成了H2用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了H2实验结论方程式：3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2（注意产物是Fe3O4）
注意：
①该实验所用铁粉为还原铁粉（即刚用还原的方法得到的铁粉）。
②实验中收集气体，并通过爆鸣实验来验证氢气的产生。
四、铝与氢氧化钠溶液的反应
【实验 3-4】在2支试管里分别加入5mL盐酸和5mLNaOH溶液，再分别放入一小段铝片。观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放在2支试管口，你看到什么现象？
1、与酸（非氧化性酸）反应
现象：Al片放入盐酸、NaOH溶液中，铝片溶解，都有气泡产生，点燃气体观察到蓝色火焰。
化学方程式：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
离子方程式：2Al+6H+=2Al3++3H2↑
2、★与强碱溶液反应
Na、Mg、Fe都能与稀盐酸、稀硫酸反应，不能与NaOH溶液反应。
化学方程式：2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑
离子方程式：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2- +3H2↑
要点诠释：
①Al与NaOH溶液反应的实质
铝是一种较活泼的金属，它并不直接与碱反应，铝与氢氧化钠溶液的反应，实际分两步进行：
首先要铝与水反应：2Al+6H2O＝2Al(OH)3↓+3H2↑……①
由于生成的Al(OH)3覆盖在Al的表面，故看不到H2的生成；其次是生成的Al(OH)3是两性氢氧化物，它溶于NaOH：
Al(OH)3+NaOH＝NaAlO2+2H2O……②
所以铝与NaOH溶液反应可以看到有气体产生。将两反应式按①+②×2合并，即得总反应式：2Al+2H2O+2NaOH＝2NaAlO2+3H2↑。所以在上述反应中Al是还原剂，H2O是氧化剂。其电子转移情况可表示如下：
铝的特殊性：既能跟酸反应产生H2，又能跟强碱溶液反应产生H2。
②Al与酸、碱反应产生同量的H2，消耗Al的物质的量之比为1∶1，消耗盐酸和NaOH的物质的量之比为3∶1。
③酸、碱、盐可直接侵蚀铝的保护膜（氧化铝也能与酸或碱反应）以及铝制品本身，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物。
④Al只与强碱反应，与弱碱如氨水不反应
五、物质的量在化学方程式计算中的应用
（1）公式
N= m /M N = n · NAV =n ·Vm CB=nB/ V液
（2）原理：
2Na + 2H2O= 2NaOH + H2↑
质量之比46g：36g：80g：2g
化学计量数之比2：2：2：1
扩大6.02×1023倍2×6.02×1023：2×6.02×1023：2×6.02×1023：6.02×1023
物质的量之比2mol : 2mol : 2mol : 1mol
【结论】化学方程式中各物质的化学计量数之比=参加反应的各物质的物质的量之比。
（3）根据化学方程式进行计算的基本步骤：
1)设：设所求物质的物质的量为n(B)[或质量为m(B)，或气体在标准状况下的体积为V(B)等]。
2)写：写出相关的化学方程式。
3)标：在有关物质的化学式下面标出已知量和未知量。
4)列：列出所求物质的数学表达式。
5)解：根据比例式求解。
6)答：简明地写出答案。
