第一篇:必修I 第三章 金屬及其化合物教案
必修I 第三章 金屬及其化合物
第二節 幾種重要的金屬化合物(第三課時)
【教學目標】
(一)知識與技能
1.初步掌握氧化鋁和氫氧化鋁的兩性和主要用途。2.了解明礬凈水作用。
(二)過程與方法
通過課堂教學,培養觀察、分析和推理等思維能力;培養探索問題的科學方法。
(三)情感、態度與價值觀 進行辯證唯物主義觀點的教育。【教學重點、難點】 氧化鋁、氫氧化鋁的兩性。【教學策略和手段】
實驗探究法、問題啟示法和討論法 【課前準備】
1.實驗藥品:1mol/L AlCl3溶液、3mol/L氨水、3mol/L NaOH溶液、稀鹽酸n 2.實驗儀器:試管、膠頭滴管。【教學過程】
[引入]先給大家看幾張圖片,這幾張圖片展示的是紅、藍寶石;這個是冶煉鋁的鋁土礦;一個價值連城,一個是普通的石頭,你們知道它們有什么聯系?首先告訴大家這兩個它們的主要成分都是氧化鋁!但是由于結構不同,呈現出來的性質截然不同,價格也就截然不同。這也就是化學的奧妙所在。
[教師]同學們通過完成學案,還知道氧化鋁還有什么樣的用途呢?這是利用了氧化鋁的什么性質呢?
[學生討論并作答]
1、制造耐火材料,利用了它的熔點高。
2、用作機械軸承或鐘表中的配件,這些配件呈現出良好的耐磨性,利用了它硬度大。[教師]現在,我們對氧化鋁有一個大致的認識:它是一種熔點極高(2050℃),硬度極大的固體的白色的固體。
作為一種金屬氧化物,它可能與哪些類型的物質起反應?聯系以往我們學過的金屬氧化物Na2O、CaO預測一下。[學生]水、酸
[教師]我們的氧化鋁不能夠與水反應,要不然不可能存在有自然界中。但是它可以和強酸和強堿反應,生成鹽和水。
[學生]書寫展示Al2O3分別與酸和堿反應的離子方程式。Al2O3+6H+ ====2 Al3++3H2O
(1)Al2O3+2OH-====2AlO2-+ H2O
(2)[教師]我們先看下我們學案上的問題2,然后再回來仔細觀察同學們寫下的這兩個方程式,并且結合酸性氧化物和堿性氧化物的性質分析一下氧化鋁。
[學生]第一式中,氧化鋁體現了堿性氧化物的性質,而在第二式中又體現了酸性氧化物的性質 [教師]很對,我們因此把這樣的可以跟強酸和強堿反應生成鹽和水的氧化物就叫做兩性氧化物。
[過渡連接] 胃痛、胃酸、胃脹,就用斯達舒,這廣告詞已經家喻戶曉。斯達舒的主要成分是什么呢?老師留意了一下它的說明書,它主要是氫氧化鋁;氫氧化鋁是胃酸中和劑,能緩解因胃酸過多而出現的胃痛?那么我們在實驗室用什么方法來制備氫氧化鋁呢?請同學們討論并展示問題3,給出制備氫氧化鋁的方法。
[學生討論并作答]
1、水和氧化鋁反應
2、堿和鋁鹽反應。[教師]給予評價。
[教師]由于我們實驗室沒有氫氧化鋁,我們現場來制備一些。老師這里準備了AlCl3溶液、3mol/L氨水、3mol/L NaOH溶液,我們請兩位同學來給大家演示下這個實驗。[學生]A同學用氨水制備,B同學用氫氧化鈉制備。注意觀察實驗的現象。
[學生]滴加氫氧化鈉的先產生了沉淀,沉淀溶解了,而氨水的產生沉淀,一直滴加卻未被溶解
[教師]大家這里看到的白色膠狀物質是什么?很容易得出,就是氫氧化鋁。為什么A同學最終沒有得到氫氧化鋁?氫氧化鋁是不是也具有兩性?那我們就先來解決后面這個問題。[學生演示]請C、D兩位同學來演示,氫氧化鋁分別和鹽酸、氫氧化鈉的反應。觀察現象,2者都被溶解了。
[教師]小結:氫氧化鋁溶于強酸鹽酸、強堿氫氧化鈉反應,我們一起來寫意下它們的化學方程式。
[學生] Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O(氫氧化鋁能與酸反應生成鹽和水,體現了它的堿性)Al(OH)3+ NaOH =NaAlO2+ 2H2O(氫氧化鋁能與堿反應生成鹽和水,體現了它的酸性)[教師]那請同學們自己總結一下兩性氫氧化物的概念:
[學生]能與強酸和強堿反應生成鹽和水的氫氧化物叫做兩性氫氧化物
[教師]我們回頭再看下氫氧化鋁的制備,我們應該選擇什么方法來制備氫氧化鋁? [學生]氨水與氯化鋁 AlCl3 + 3NH3·H2O = Al(OH)3 ↓ + 3NH4Cl [教師]同學們再來展示一下學案問題5。
[學生]由于氫氧化鋁是膠狀沉淀,能夠起到凈水作用,在凈水的時候,我們投入水中的并不氫氧化鋁,而是明礬。明礬的化學式為KAl(SO4)2·12H2O,在水中可以生成氫氧化鋁,對雜質進行吸附。
[教師]利用氫氧化鋁在加熱時可以分解生成氧化鋁和水,對氧化鋁進行提純。[教師]本節課重點掌握氧化鋁和氫氧化鋁的兩性。【板書設計】
一、氧化鋁
1)物理性質:白色、不溶于水的固體,熔點很高。(紅寶石、藍寶石的主要成分)2)化學性質:是典型的兩性氧化物 3)主要用途:
二、氫氧化鋁 Al(OH)3(1)物理性質:
氫氧化鋁是白色膠狀物質,不溶于水.(2)化學性質:是典型的兩性氫氧化物(3)Al(OH)3的制備
【習題跟蹤】
1、下列關于Al(OH)3的性質的敘述錯誤的是 A、Al(OH)3 是難溶于水的白色沉淀 B、Al(OH)3 能吸附水中的懸浮物 C、Al(OH)3 能溶于氨水
D、Al(OH)3屬于兩性氫氧化物
2、既能與NaOH溶液反應,又能與H2SO4溶液反應的物質是: A.NaHCO3
B.Al(OH)3
C.Na2SO4
D.Na2CO3
第二篇:高一化學必修1第三章金屬及其化合物教案
第三章??金屬及其化合物相關知識總結與練習
第三章《金屬及其化合物》
【課標要求】:
知識與技能要求:
1了解地殼中金屬元素含量、金屬的存在狀態、金屬的化學共性。
2了解Na的保存、Na常溫下在空氣中的變化,掌握加熱條件下Na與O2的反應,Na與水的反應。
3了解Fe與Al分別與O2的反應,Al2O3的保護作用,掌握Al與NaOH溶液的反應。
4了解金屬氧化物的物理性質,并通過實驗探究掌握金屬氧化物溶于水的規律、金屬氧化物與酸的反應、Al(OH)3的兩性。
5掌握Na2CO3、NaHCO3的性質,了解Na2CO3、NaHCO3、KAl(SO4)2的用途。
6掌握鐵鹽、亞鐵鹽的檢驗方法,Fe2+、Fe3+的性質和相互轉化
7了解常見合金的性能及用途
過程與方法要求:
1通過金屬及其化合物性質的實驗,提高對“化學是一門以實驗為基礎的科學”的認識,培養實驗意識、操作技能、觀察能力和分析問題的能力。
2以金屬知識的學習為線索,通過閱讀、查閱資料、討論和概括等,培養獲取知識及信息加工的能力。通過比較歸納等,逐步掌握學習元素化合物知識面的一般方法。
3學會用焰色反應判斷某些金屬元素的存在4學會選擇金屬材料的方法
情感與價值觀要求:
1初步認識金屬材料在國民經濟中的重要作用和與人們日常生活的密切聯系,以及合理使用金屬材料的重要意義。
2通過金屬及其化合物,金屬材料在生產和生活中的應用等的學習,提高我們學習化學的興趣,增強學好化學服務社會的責任感和使命感
3通過多種多樣的活動,鼓勵積極提出問題,培養敢于質疑、勇于創新的精神和合作精神等
第一講
《金屬的化學性質》
第一課時
地殼中含量最多的金屬元素是Al:7.73%,第二位Fe:4.75%。大多數金屬以化合態存在。原因:金屬元素外層電子數較少,易失去電子,因而性質活潑。
【思考與交流】舉例說明金屬能發生哪些化學反應?
根據初中所學內容填寫化學反應方程式:
舉例寫反應的化學方程式
金屬與氧氣反應
4Al+3O2==2Al2O3
金屬與鹽置換反應
Fe+CuSO4==Cu+FeSO4
金屬與酸反應
Fe+H2SO4==FeSO4+Cu
【探求新知】
一、金屬與非金屬的反應
金屬鈉的物理性質與存放方法。
色態
密度
硬度
熔沸點
導電導熱性
銀白色固體
比煤油大,比水小
小,質軟
低
好
鈉一般存放在石蠟油或煤油中
1:Na和O2反應
(1)
常溫下
【實驗探究1】用小刀從中間切開,觀察鈉切面的顏色變化銀白色逐漸變暗
反應可表示為:
4Na
+
O2
====
2Na2O
(顏色:白色固體)
(2)鈉的燃燒。
【實驗探究2】用小刀切下綠豆粒大小的鈉塊,用濾紙吸干煤油后放入坩堝中,點燃酒精燈進行加熱。
Δ
描述實驗現象:金屬先熔化,在空氣中燃燒,火焰呈黃色,生成淡黃色固體
反應可表示為:
2Na
+
O2
Na2O2
(顏色:淡黃色固體)
注意:①用鑷子夾取存放在煤油中的金屬鈉,②用濾紙吸干表面的煤油防止干擾觀察現象,③未用完的鈉塊全部放回原試劑瓶中。
2、鋁與氧氣的反應
4Al+3O2
點燃
2Al2O3
【實驗探究1】
用坩堝鉗鉗住一塊鋁片在酒精燈上加熱至熔化,輕輕晃動
實驗現象
逐漸熔化,失去光澤,但不滴落
原因:
鋁的熔點
為665℃
氧化鋁的熔點
為2050℃,鋁表面的致密氧化膜包在鋁的外面,所以熔化了的液態鋁不會落下。
【實驗探究2】
用坩堝鉗鉗住一塊用砂紙打磨過的鋁片在酒精燈上加熱至熔化,輕輕晃動
實驗現象:
熔化的鋁仍不滴落
原因:
磨去氧化膜的鋁片在空氣中很快又形成一層新的氧化膜
【歸納小結】
①金屬的活動性越強,與氧氣反應就越易進行(如鈉露置空氣中就氧化);金屬活動性越弱,與氧氣發生反應時反應條件較高(如鐵在空氣中不能被點燃),俗語說“真金不怕火煉”就說明金在加熱條件下不與氧氣反應。
②金屬和氧氣反應一般生成普通氧化物,例MgO
Al2O3
CuO,但鈉在氧氣中燃燒生成Na2O2,鐵在氧氣中燃燒生成Fe3O4。
③金屬表面的氧化物有的疏松,不能保存內層金屬,如鐵;金屬表面的氧化物有的致密,可以保存內層金屬鎂、鋁。
第二課時
二、金屬和水的反應
1.鈉與水反應
【實驗探究】
Na和燒杯里的水作用:
現象:反應劇烈,鈉浮在水面上,熔成小球,迅速游動,嘶嘶作響,溶液變紅。
(2)現象分析
現象
原因
浮
密度比水小
熔
鈉和水反應放熱,使鈉熔成閃亮的小球
游
鈉和水反應生成氣體,推動鈉游動
響
鈉和水反應放出熱量使水局部蒸發為氣體
紅
鈉和水反應生成了堿
化學反應方程式:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
離子方程式:2Na+2H2O=2Na++OH-+H2↑
【思考討論】
①金屬鈉著火,能否用水滅?為什么?應該如何處理?(不能,因能和水反應。應用細砂)
②為什么能將鈉保存在煤油中?能否保存在汽油或CCl4中?(鈉容易被氧氣氧化而變質,必須將鈉隔絕空氣保存;鈉不與煤油發生化學反應;鈉的密度比煤油大,能夠有效隔絕空氣。不能保存在汽油中,因汽油易揮發,使鈉暴露在空氣中,發生火災。不能保存在CCl4中因鈉的密度小于CCl4的密度)
③將一小塊金屬鈉投入CuSO4溶液中,可觀察到什么現象?寫出發生的化學方程式。
(觀察到現象:反應劇烈,鈉熔成小球,浮在水面上,迅速游動,嘶嘶作響,溶液中同時出現藍色沉淀。2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4)
2、鐵和水反應
鐵不能和冷水、熱水反應但能和水蒸氣反應
鐵與水蒸氣反應的實驗裝置見課本P50(引導學生從水蒸氣的產生,水蒸氣與鐵粉反應,反應產物的檢驗設計裝置。還可設計成以下二種實驗裝置)
【實驗探究】鐵粉與水蒸氣的反應:3Fe+4H2O(g)==
Fe3O4+4H2↑
現象:點燃肥皂泡可聽到爆鳴聲
三、鋁與鹽酸、氫氧化鈉溶液的反應
【實驗探究】(1)取2支小試管分別加入5mL鹽酸和5mLNaOH溶液,再分別放入一小段鋁片,觀察現象。
(2)將點燃的木條分別放在兩支試管口,觀察現象。
鋁既能與鹽酸反應,又能與氫氧化鈉溶液反應,都能產生一種可燃性氣體H2
鋁與鹽酸反應的化學方程式:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑離子方程式:2Al+6H+=2Al3++3H2↑
鋁與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
離子方程式:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
【思考討論】
1、在上述實驗中,為什么鋁片放入鹽酸和NaOH溶液中,不立即產生氣泡?
2、由上述實驗還能得出哪種物質既能與鹽酸反應,又能與NaOH溶液反應?
(1)、原因:鋁片表面上的Al2O3先和鹽酸和NaOH溶液中,所以不立即產生氣泡(2)、物質名稱:Al2O3
第三課時
物質的量在化學方程式計算中的運用
一、回憶以物質的量為中心的計算公式
×M
÷M
N
÷NA
×NA
×Vm
÷Vm
÷V
×V(溶液
m
V(氣體)
n
C
二、理解方程式中化學計量數之比與物質的量之比的含義
我們知道:物質是由原子、分子、離子等粒子構成的,物質之間的化學反應也是這些粒子按一定的數目關系進行的,比如在下面的那個反應中,Na和H2O以及產物NaOH、H2是按2:2:2:1的比例進行的,也就是說它們的分子數之比為:2:2:2:1
2Na
+
2H2O
==
2NaOH
+H2
化學計量數之比
擴大NA倍
1.204×1024
1.204×1024
1.204×1024
6.02×1023
物質的量之比
2mol
2mol
2mol
1mol
質量之比
4g
32g
36g
從上面一系列的比例中我們可以得出一些什么結論呢?
結論:化學方程式中各物質的化學計量數之比,等于組成各物質的粒子數之比,因而也等于各物質的物質的量之比,還等于在相同條件下各氣體的體積之比。
計算時同種物質各種量(物質的量、質量、體積)的單位要統一。即上下單位要一致
三、物質的量在方程式中的運用
例題講解
例1見課本P52頁
例2實驗室用60g含
CaCO3
80%的大理石與足量12mol/l濃鹽酸完全反應(雜質不參加反應)求:①參加反應濃鹽酸的體積。②生成CO2的體積(標況下)。
分析思路:把參加反應CaCO3轉化為物質的量,再根據化學方程式中的化學計量數,求題目所求。(注意解題格式)
解
CaCO3(S)
+
2HCl==
CaCl2+
H2O
+
CO2
1mol
mol
22.4
L
0.48mol
12mol/L×V
[HCl(aq)]
V
(CO2)
V
[HCL(aq)]=0.08
LV
V(CO2)=10.752
L
答:參加反應濃鹽酸體積為0.08L,生成CO2的體積在標況下10.75
L。
例3.用8.7
g
MnO2與100
g
36.5﹪的濃鹽酸反應,消耗鹽酸的物質的量是多少?產生Cl2在標況下的體積是多少?未參加反應的HCl的質量是多少?被氧化的HCl物質的量是多少?
分析思路:根據化學方程式進行計算,當兩種反應物的量均為已知時,首先須判斷何者過量,然后根據不過量的物質來進行計算。
解:△
MnO2
+
4HCl(濃)
======
MnCl2
+
Cl2↑+2H2O
mol
mol
22.4
L
V(Cl2)
因為:1mol×0.1mol<4mol×1mol
所以,反應物HCl過量,應根據MnO2的物質的量0.1
mol計算:
消耗HCl為:
n1(HCl)=
剩余HCl為:
n2(HCl)=1mol-0.4mol=0.6mol
剩余HCl的質量為:
m(HCl)=n2(HCl)·M(HCl)
=0.6
mol×36.5 g·mol-1=21.9
g
V(Cl2)=
被氧化的HCl物質的量:因參加反應的鹽酸一半被氧化所以n(被氧化HCl)=0.4mol/2=0.2mol
答:消耗HCl
0.4
mol,產生Cl2
2.24
L,未參加反應的HCl為21.9
g,被氧化的HCl物質的量是0.2mol。
第二講
《幾種重要的金屬化合物》
第一課時
一、鈉的重要化合物
請同學回顧鈉在常溫下和加熱條件下與氧氣反應的現象及產物的差異?請寫出反應的化學方程式。
1、氧化鈉和過氧化鈉
【思考1】Na2O是一種堿性氧化物,其化學性質與氧化鈣類似,具有堿性氧化物的通性。你能列舉出其主要的化學性質嗎?
答案:Na2O
+H2O=2NaOH
Na2O
+
CO2
=
Na2CO3
Na2O
+2HCl
=
2NaCl
+H2O
(1)【演示實驗3-5】Na2O2和水反應
實驗現象
所得結論
有大量氣泡產生
過氧化鈉與水劇烈反應產生氣體
帶火星木條復燃
有氧氣產生
試管外壁溫度升高
反應放熱
酚酞試液變紅后褪色
有堿生成,Na2O2氧化性應強
反應方程式:2Na2O2+2H2O=4NaOH
+O2↑
Na2O2也是氧化物,但它不屬于堿性氧化物,因還生成了O2
(2)Na2O2和CO2反應
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
【思考討論】1過氧化鈉與水反應,Na2O2與CO2反應,找出反應中的氧化劑和還原劑。
Na202既是氧化劑又是還原劑
過氧化鈉極易與水、二氧化碳反應在實驗室里應如何保存它呢?
隔絕空氣、遠離易燃物、密封保存。
3過氧化鈉為什么可用于呼吸面具或潛水艇中作為氧氣的來源
可和H2O,CO2產生O2
【歸納與整理】
鈉的氧化物
氧化鈉
過氧化鈉
色、態
白色粉末
淡黃色粉末
化學式
Na2O
Na202
離子數比
2:1
2:1
氧元素的化合價
類型
堿性氧化物
過氧化物(不屬于堿性氧化物)
與H2O反應的方程式
Na2O+H2O2NaOH
2Na2O2+2H2O=4NaOH
+O2↑
與CO2反應的方程式
Na2O+CO2Na2CO3
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
與鹽酸反應
Na2O+2HCl2NaCl+H2O
Na2O2+2HCl=2NaCl+H2O
+
O2↑
氧化性、漂白性
無氧化性和漂白性
有強氧化性
能漂白有色物質(氧化原理而漂白)
生成條件
常溫下鈉與氧氣反應
點燃或加熱時鈉與氧氣反應
穩定性
不穩定
較穩定
用途
供氧劑、漂白劑
2.碳酸鈉和碳酸氫鈉
(1)【實驗探究】Na2CO3和NaHCO3在水中的溶解性
步
驟
g
Na2CO3
g
NaHCO3
①加1
mL水
白色粉末,加水結塊變成晶體;放熱
細小白色粉末,加水部分溶解;感受不到熱量變化
②
加10
mL水
振蕩時間長時可溶解
固體量減小
③
加2滴酚酞溶液
溶液變紅(較深)
溶液變微紅色
初步結論
加水先變成含結晶水的晶體,較NaHCO3更易溶,溶液堿性比NaHCO3的強
加水部分溶解,溶液堿性比Na2CO3的弱
(2)【實驗探究】Na2CO3和NaHCO3的熱穩定性P56
現
象
發生反應的化學方程式
結
論
Na2CO3
澄清的石灰水
不變渾濁
受熱不分解
NaHCO3
澄清的石灰水變渾濁
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
受熱分解
(3)Na2CO3和NaHCO3的其它性質
Na2CO3與NaHCO3的相互轉化
【思考討論】
1、如何從NaHCO3溶液中得到NaHCO3固體?
減壓、低溫蒸干
2.向Na2CO3溶液中逐滴滴加鹽酸,直至不再產生CO2,此過程中C(HCO3-)的變化是:
先逐漸變大,后又減小。
3.向飽和的Na2CO3溶液中通CO2,會出現什么現象?并寫出化學方程式及離子方程式。
溶液渾濁或產生沉淀
Na2CO3(飽和)+CO2+H2O2NaHCO3↓
2Na++CO32-(飽和)+CO2+H2O2NaHCO3↓
【歸納與整理】
(1)碳酸鹽的溶解性規律:
a.NaHCO3易溶解于水,其他酸式碳酸鹽也都易溶于水
b.Na2CO3易溶解于水,K2CO3,(NH4)2CO3易溶,MgCO3微溶CaCO3、BaCO3難溶
c.特例:溶解性Na2CO3
NaHCO3,一般情況酸式鹽比正鹽易溶
(2)Na2CO3
NaHCO3兩者的鑒別:
(1)固體:
①加熱方法②加入同濃度的鹽酸,反應劇烈的是NaHCO3
③加熱并把產生的氣體通入澄清的石灰水中
(2)溶液:
①CaCl2
或BaCl2
溶液②滴加稀鹽酸,立即產生氣泡的是NaHCO3
(4).除雜:
Na2CO3
固體(NaHCO3)
加熱
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入適量NaOH溶液
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入二氧化碳
三.焰色反應
(1)定義:
很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現特殊的顏色
(2)注意:很多金屬而不是所有金屬;它是元素的性質(與存在狀態無關);
焰色反應是物理過程
(3)實驗:
洗滌鉑絲(用稀鹽酸)
灼燒(至與原來火焰焰色相同)
蘸取
灼燒
洗滌
(4)結果:
鈉
(黃色)
;
鉀
(紫色)
透過
藍色鈷玻璃
觀察
(5)洗滌鉑絲用稀鹽酸,原因在于
除去雜質元素影響
(6)藍色鈷玻璃的作用:
濾去鈉等雜質顏色干擾
(7)現象不明顯的原因:酒精燈火焰本身呈黃色
第二課時
二、鋁的重要化合物
1、氧化物【Al2O3】
(1)物理性質:白色固體,難溶于水,熔點高(為2050℃),難熔化。
(2)化學性質:
a、與酸反應:(硫酸)
Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O
Al2O3+6H
+
=2Al3+
+3H2O
b、與強堿反應(NaOH):
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
Al2O3+2OH
=2AlO2
+H2O
酸性氧化物:
與堿反應生成鹽和水的氧化物
氧化物
堿性氧化物:
與酸反應生成鹽和水的氧化物
兩性氧化物:
既能與酸反應生成鹽和水,又能與堿反應生成鹽和水的氧化物
(3)用途:是冶煉金屬鋁的原料,也是良好的耐火材料。自然界中純凈的為無色晶體,俗稱剛玉,硬度僅次于金剛石。
2、氫氧化鋁【Al(OH)3】
(1)Al(OH)3的實驗室制法
【實驗3-7】往盛有Al2(SO4)3溶液中滴加過量氨水
反應方程式為:Al2(SO4)3+6NH3·H2O=3(NH4)2SO4+2Al(OH)3↓
Al3++3NH3·H2O=3NH4
+
+Al(OH)3↓
反應現象為:溶液中形成白色膠狀沉淀
(2)Al(OH)3的兩性
兩性氫氧化物:既與酸反應生成鹽和水,又能與強堿反應生成鹽和水的氫氧化物。
實驗內容
在Al(OH)3沉淀中滴加鹽酸
在Al(OH)3沉淀中滴加NaOH溶液
實驗現象
沉淀溶解
沉淀溶解
反應方程式
Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O
結論
Al(OH)3是兩性氫氧化物
【思考討論】
實驗室制備氫氧化鋁用氫氧化鈉與氯化鋁溶液反應來制取好不好?為什么?用化學方程式表示。
不好,因生成的Al(OH)3會溶解在NaOH
中Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
(3)Al(OH)3受熱分解
Al(OH)3
Al2O3+3H2O
【思考討論】
氫氧化鐵受熱能分解,氫氧化鋁受熱能分解,氫氧化銅受熱能分解。一般來說,符合什么條件的堿受熱能分解?
難溶性的氫氧化物
(4)
Al(OH)3的物理性質:難溶于水的白色固體,在溶液中形成白色膠狀沉淀
(5)Al(OH)3的用途
①凝聚水中的懸浮物,并能吸附
色素。
②醫用的胃酸中和劑,起到中和過多
胃酸的作用。
3.硫酸鋁鉀【KAl(SO4)2】
(1)復鹽:有兩種不同的金屬離子(或一種是銨根離子)和一種酸根離子組成的鹽
(2)電離方程式:KAl(SO4)2=
K++Al3++2SO42-
十二水硫酸鋁鉀[KAl(SO4)2·12H2O]俗稱明礬,它是無色晶體,可溶于水,在天然水中形成Al(OH)3(膠體),Al(OH)3可以和懸浮在水中的泥沙形成絮狀不溶物沉降下來,使水澄清,所以可以作凈水劑。
【思考討論】
在KAl(SO4)2溶液中加入Ba(OH)2
寫出符合下列條件的化學方程式
沉淀的物質的量最大:2KAl(SO4)2+3Ba(OH)2
=
K2SO4
+2Al(OH)3↓+3BaSO4↓
沉淀的質量最大:KAl(SO4)2+2Ba(OH)2
=
KAlO2+2BaSO4↓+2H2O
第三課時
三.鐵的重要化合物
1、鐵的氧化物
FeO
Fe2O3
Fe3O4
鐵元素化合價
+2
+3
+2、+3
顏色、狀態
黑色粉末
紅棕色粉末
黑色晶體
俗名
鐵紅
磁性氧化鐵
水溶性
不溶于水
不溶于水
不溶于水
氧化物類別
堿性氧化物
堿性氧化物
特殊氧化物
與非氧化性酸反應
FeO+2H
+
=Fe2+
+H2O
Fe2O3+6H
+
=2Fe3+
+3H2O
Fe3O4+8H
+
=2Fe3+
+
Fe2++4H2O
與還原劑反應
FeO+COFe+CO2
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3
用途
用作紅色油漆和涂料;赤鐵礦是煉鐵原料
注:3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O
2.鐵的氫氧化物
(1)氫氧化鐵與氫氧化亞鐵的制備
【實驗探究】
實驗
FeCl3溶液中滴入NaOH溶液
FeSO4溶液中滴入NaOH溶液
反應現象
生成紅褐色沉淀
生成白色沉淀,后又迅速轉變為灰綠色,最后生成紅褐色
化學方程式
FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl
FeSO4+2NaOH=
Fe(OH)2↓+Na2SO4
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(紅褐色)
【思考討論】
1.FeSO4溶液中滴入NaOH溶液為什么很難觀察到白色沉淀?
答:Fe(OH)2被空氣中的氧氣氧化成了紅褐色的Fe(OH)3
2.如何改進實驗,使觀察到上述白色成為可能?
答:Fe2+容易被氧化,所以要新配制。氫氧化鈉溶液應煮沸除去溶解的氧氣,FeSO4溶液上加隔氧劑(如苯),為了防止滴加NaOH時帶入空氣,可將吸收NaOH的長滴管伸入FeSO4溶液液面下,再擠出NaOH溶液.(2)Fe(OH)3,受熱分解.化學方程式:
2Fe(OH)3
Fe2O3
+3H2O
鐵的兩種氫氧化物的比較
化學式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
色、態
白色固體
紅褐色固體
溶解性
難溶于水
難溶于水
物質類別
二元弱堿
三元弱堿
與非氧化性酸的反應
Fe(OH)2+H2SO4=FeSO4+2H2O
Fe(OH)2+2H
+
=Fe2+
+2H2O
2Fe(OH)3+3H3SO4=Fe2(SO4)3+6H2O
Fe(OH)3+3H
+
=Fe3+
+3H2O
與氧化性酸的反應
3Fe(OH)2+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O
3Fe(OH)2+10H
+
+NO3
-=3Fe
3+
+NO↑+
8H2O
Fe(OH)3+3HNO3(稀)=Fe(NO3)3+3H2O
Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
與還原性酸的反應
Fe(OH)2+2HI=FeI2+2H2O
Fe(OH)2+2H+
=Fe2++2H2O
2Fe(OH)3+6HI=2FeI2+6H2O+I2
2Fe(OH)3+6H+
+2I-=2Fe2++6H2O+I2
熱穩定性
分解產物復雜
2Fe(OH)3
Fe2O3
+3H2O3、鐵鹽和亞鐵鹽
(1)【實驗探究】
Fe3+、Fe2+的檢驗
滴入KSCN溶液的現象
FeCl3溶液
溶液顯紅色
FeCl2溶液
無明顯現象
(2)【實驗探究】Fe3+
離子的的氧化性、Fe2+的還原性
現象
反應的化學方程式
在FeCl3溶液中加入鐵粉,KSCN溶液
不顯紅色
2Fe3++Fe=3Fe2+
再加入氯水,振蕩
溶液顯紅色
2Fe2++Cl2=
2Fe3++2Cl-
【思考討論】
①分析上述兩個氧化還原反應的氧化劑與還原劑,指出被氧化的物質與被還原的物質。
②
Fe3+具有
氧化性,在還原劑
如Fe
Cu的作用下可被
還原
成Fe2+
Fe2+具有
還原
性,在氧化劑
如
Cl2、HNO3的作用下可被
氧化
成Fe3+
③
實驗室中硫酸亞鐵或氯化亞鐵溶液長時間放置將會有什么變化?被氧化成鐵鹽
如何防止硫酸亞鐵或氯化亞鐵溶液變質可行的辦法是在溶液中加入鐵粉
寫出反應方程式2Fe3++Fe=3Fe2+
④如何除去FeCl3溶液中的少量FeCl2?通入氯氣
寫出反應的離子方程式2Fe2++Cl2=
2Fe3++2Cl-
如何除去FeCl2溶液中的少量FeCl3?在溶液中加入鐵粉
寫出反應的離子方程式2Fe3++Fe=3Fe2+
【歸納總結】
(1)Fe3+、Fe2+的檢驗:
Fe3+的檢驗:
①向Fe3+鹽溶液中滴加KSCN溶液。
現象是溶液變紅色,反應方程式:FeCl3+3KSCN=
Fe(SCN)3+3KCl
Fe
3++3SCN
-=
Fe(SCN)3(紅色)
②向Fe3+鹽溶液中滴加NaOH溶液。
現象是產生紅褐色沉淀,反應方程式:FeCl3+3NaOH=
Fe(OH)3↓+3NaCl
Fe
3++
3OH
-=
Fe(OH)3↓(紅褐色)
Fe2+的檢驗:
①向Fe2+鹽溶液中滴加KSCN溶液,再滴加氯水。
現象是先無現象,加氯水后溶液呈紅色
反應方程式:2FeCl2+Cl2=2FeCl3
FeCl3+3KSCN=
Fe(SCN)3+3KCl
②向Fe3+鹽溶液中滴加NaOH溶液。
現象是產生白色沉淀迅速轉變為灰綠色,最后變成紅褐色沉淀
反應方程式:FeCl2+2NaOH=
Fe(OH)2↓+2NaCl
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(紅褐色)
(2)Fe3+和
Fe2+的相互轉化
Fe3+
→Fe2+
加入還原劑:Fe、Cu、HI、H2S等
①2FeCl3+Fe=2FeCl2
2Fe3+(棕黃色)+Fe=3Fe2+(淺綠色)
②2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
2Fe
3++
Cu
=
2Fe
2++
Cu
2+
③2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+
I2
2Fe
3++
2I-
=2Fe
2+
+
I2
④2FeCl3+H2S=2FeCl2+2HCl+S↓
2Fe
3++
H2S
=2Fe
2++2H
+
+
S↓
Fe2+→Fe3+
加入氧化劑:Cl2
等
2FeCl2+Cl2=2FeCl3
2Fe2++Cl2=
2Fe3++2Cl-
【實踐活動】
鋁鹽
鐵鹽的凈水作用
向混有少量泥沙的混濁水中分別加入明礬、硫酸鐵溶液
不加試劑
加入明礬
加入Fe2(SO4)3
2min
無明顯變化
明顯沉降,半透明溶液
明顯沉降,半透明溶液
5min
混濁,部分泥沙沉降
沉淀在底部,溶液透明
沉淀在底部,溶液透明
(不如明礬效果好)
結論:明礬、Fe2(SO4)3可以凝聚水中的懸浮物沉降,從而使水凈化。
第三講
《用途廣泛的金屬材料》
一、金屬的共性和特殊性
a.常溫下,汞——液體,其他——固體.b.大多數金屬呈銀白色(金銅除外).c.金屬粉末多為黑色,鋁粉還是銀白色.d.大多數金屬有延展性,可以被抽成絲或壓成片,金的延展性最好。
e.金屬一般是電和熱的良導體。銀和銅的導電傳熱性能最好。鋁的導電性能也很好。銅和鋁常作為輸電線。
雖然金屬性質有很多的優點,但實際生活中卻使用的最多的是合金,很少使用純金屬
二、常見合金的重要應用
【思考與交流】
1、初中曾學過有關合金的重要知識,你記得什么是合金嗎?合金有哪些優良的性質?
2、你知道合金在生活中有哪些用途嗎?
【歸納總結】
1、合金:兩種或兩種以上的金屬(或金屬跟非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質
2、合金具有許多優良的物理、化學或機械性能
①硬度大于各成分金屬
②熔點低于各成分金屬
【新知探究】
1.銅合金:青銅(司母戊鼎):含錫、鉛,白銅:含鎳、鋅及少量錳,黃銅:含鋅,還含有少量錫、鉛、鋁等。
2.鋼
(1)碳素鋼:鋼是以鐵、碳為主要成分的合金。按含碳量又可分為低碳鋼(含碳量≤0.3%),韌性、焊接性好,強度低;中碳鋼(0.3%<含碳量<0.6%,強度高、韌性及加工性好;高碳鋼(含碳量≥0.6%),硬而脆,熱處理后彈性好。
(2)
合金鋼是碳素鋼中加入鉻、錳、鎢、鎳、鉬、鈷、硅等合金元素得到的多元合金。合金鋼具有優良的性能。
【知識小結】
(1)鋼的含碳量越低,韌性越好,硬度越低;
(2)含碳量越高,韌性越差,硬度越高。
(3)不同合金具有不同的性能。與鋼鐵相比,主要表現在機械強度、韌性、硬度、可塑性、耐腐蝕性等方面
三、正確選用金屬材料
【思考與交流】
某家庭準備裝修門窗(計劃使用十年),可共選用的材料有:木材、鋼板、鋁合金、塑鋼、,請分析每種材料的性能、價格、安裝成本、利弊等,進行討論分析,選用何種材料好?
【提示】
3.金屬選材需要考慮哪幾個方面問題?
(1)主要用途
(2)外觀
(3)物理性質(密度、硬度、強度、導電性)
(4)化學性質(對水的作用、耐腐蝕性)
(5)價格
(6)加工難度
(7)日常維修等。
【知識拓展】
1.不銹鋼
為了防銹又在合金中加入鉻和鎳,這種鋼稱為不銹鋼。不銹鋼通常是指含鉻量在12—30%的合金鋼。
不銹鋼外觀呈微灰色或銀白色。結構緊密,不易氧化生成氧化鐵,故有不銹之稱。不銹鋼是能抵抗酸、堿、鹽等腐蝕作用的合金鋼的總稱。在合金中以鉻為主,有的還加入鎳鉬、鈦等元素,以提高抗腐蝕性能。常見的鉻不銹鋼其含鉻量在12%以上,鎳鉻不銹鋼含鉻為18%,含鎳為8%,鎳鉻不銹鋼的抗蝕性能較鉻不銹鋼更好。
2.金屬如何進行分類
人們根據金屬的密度把金屬分為重金屬和輕金屬。重金屬的密度大于4.5
g/cm3,輕金屬的密度小于4.5
g/cm3。
冶金工業上還常常把金屬分為黑色金屬和有色金屬。黑色金屬有三種:鐵、錳、鉻。它們或它們的合金的表面常有灰黑色的氧化物,所以稱這類金屬為黑色金屬。除鐵、錳、鉻以外的金屬稱為有色金屬。有色金屬又可以分為九大類:
①
重金屬:銅、鉛、鋅等;②
輕金屬:鋁、鎂等;③
輕稀有金屬:鋰、鈹等;
④
難熔稀有金屬:鎢、鈦、釩等;⑤
稀散金屬:鎵、鍺等;
⑥
稀土金屬:鈧、釔及鑭系元素;⑦
放射性金屬:鐳、錒等;
⑧
貴金屬:金、銀、鉑等;⑨
堿金屬:鉀、鈉等。
3.稀土元素的應用※
在元素周期表中,第ⅢB族第六周期57號元素的位置上,包括從鑭到镥15種元素,稱為鑭系元素。鑭系元素和釔稱為稀土元素(廣義的稀土也包括鈧),這是18世紀沿用下來的名稱,因為當時認為這些元素稀有,它們的氧化物既難溶又難熔,因而得名。稀土元素具有特殊的物質結構,因而具有優異的物理、化學、磁、光、電學性能,有著極為廣泛的用途。
(1)結構材料:在鋼鐵中加入適量稀土金屬或稀土金屬的化合物,可以使鋼得到良好的塑性、韌性、耐磨性、耐熱性、抗氧化性、抗腐蝕性等等。
(2)磁性材料:稀土金屬可制成永磁材料,稀土永磁材料是本世紀60年代發展迅速的新型功能材料。如SmCO5、Sm2CO17、Sm2Fe17Nx等磁性能優良的材料。稀土金屬能制成磁光存儲記錄材料,用于生產磁光盤等。
(3)發光材料:稀土金屬的氧化物可作發光材料,如彩色電視機顯像管中使用的稀土熒光粉,使畫面亮度和色彩的鮮艷度都提高許多。金屬鹵化物發光材料能制成節能光源。稀土金屬還能制成固體激光材料、電致發光材料等,電致發光材料可用于大面積超薄型顯示屏。
(4)貯氫材料:用稀土金屬制成的貯氫材料廣泛用于高容量充電電池的電極。
(5)催化劑:在石油化工中,稀土金屬主要用于作催化活性高、壽命長的分子篩型的催化劑,可以用于石油裂化、合成橡膠等工業。近來,科學家正致力于研究用稀土金屬作為汽車尾氣凈化的催化劑。
(6)超導材料:北京有色金屬研究總院發明的“混合稀土-鋇-銅-氧超導體”為高溫超導體的研究和應用開拓一種新的途徑,榮獲第23屆國際發明展覽會金獎。
(7)特種玻璃:在石英光導纖維中摻入某些稀土金屬,可大大增強光纖的傳輸能力。在玻璃工業中,用稀土金屬作澄清劑、著色劑,可以使玻璃長期保持良好的透明度。玻璃中若加入某些稀土金屬的氧化物可使玻璃染成黃綠色、紫紅色、橙紅色、粉紅色等。稀土金屬化合物也常用于陶瓷的顏料。
(8)精密陶瓷:在陶瓷電容器的材料中加入某些稀土金屬,可提高電容器的穩定性、延長使用壽命。
(9)引火合金:稀土金屬可以用來作引火合金,例如,做民用打火石和炮彈引信。打火石一般含稀土金屬70%左右,而其中鈰又占了40%,以鈰為主的混合輕稀土金屬與粗糙表面摩擦時,其粉末就會自燃。
(10)在農、林、牧、醫等方面的應用:稀土金屬元素可制成微量元素肥料,促進作物對氮、磷、鉀等的吸收。施用混合稀土肥料后,小麥、水稻、棉花、玉米、高粱、油菜等可增產10%左右,紅薯、大豆等可增產50%左右。稀土金屬可制成植物生長調節劑、礦物飼料添加劑等。但是,稀土金屬對作物作用機制,以及長期使用對環境、生理等的影響還需作更深入的研究。
(11)在環境保護方面的應用:最近,硝酸鑭在環境保護方面得到應用,它可以很有效地除去污水中的磷酸鹽。含磷酸鹽的污水如果被排放到自然水中去,會促使水藻增殖,使水質惡化。
金屬及其化合物復習
1.金屬原子的最外層電子排布特點
金屬原子最外層電子數較少。易失去最外層電子。
2.在物理性質上金屬有哪些共性?
常溫下除汞外均為晶體,有金屬光澤,是熱、電的良導體,大多有良好的延展性。
3.金屬的化學性質
(1)金屬與氧氣的反應①鈉與氧氣反應-常溫:4Na
+
O2
==
2Na2O加熱:2Na
+
O2
Na2O2;
②鋁與氧氣反應:通常與氧氣易反應,生成致密的氧化物起保護作用
4Al
+
3O2
==
2Al2O3
加熱鋁箔時,由于外層氧化膜的熔點比鋁的熔點高,故熔化的液態鋁并不滴落。除去氧化膜的鋁箔加熱很快生成新的氧化膜,熔化的液態鋁并也不滴落。
③鐵與氧氣反應:3Fe
+
2O2
Fe3O4(Fe2O3·FeO)
(2)金屬與水的反應①鈉與水反應:2Na
+
2H2O
==
2NaOH
+
H2↑;實驗現象:鈉浮在水面
上,熔成小球,在水面上游動,有哧哧的聲音,最后消失,在反應后的溶液中滴加酚酞,溶液變紅。
②鋁與水反應:加熱時微弱反應
③鐵與水反應:高溫與水蒸氣反應3Fe
+
4H2O(g)
Fe3O4
+
4H2↑。
(3)金屬與酸的反應①鈉與酸反應:如2Na
+
2HCl
==
2NaCl
+
H2↑,Na放入稀鹽酸中,是先與酸反應,酸不足再與水反應。因此Na放入到酸中Na是不可能過量的。
②與酸反應:強氧化性酸,如濃硫酸和硝酸能和大多數金屬反應(暫不掌握),但無氫氣放出;非強氧化性酸反應時放出氫氣。
(4)某些金屬與堿反應:和強堿溶液反應:2Al
+
2NaOH
+
2H2O
==
2NaAlO2
+
3H2↑。
(5)金屬與鹽溶液反應:①鈉與鹽的溶液反應:鈉不能置換出溶液中的金屬,鈉是直接與水反應。反應后的堿再與溶液中的其他物質反應。如鈉投入到硫酸銅溶液的反應式:
2Na
+
CuSO4
+
2H2O
==
Cu(OH)2
↓+
Na2SO4
+
H2
↑。
②鋁與鹽的溶液反應:如能置換出CuSO4、AgNO3等溶液中的金屬。
③鐵與某些鹽反應:如Fe
+
CuSO4
==
Cu
+
FeSO4,Fe
+2
FeCl3
==
3FeCl2等。
4.金屬的氧化物
(1)
氧化鈉和過氧化鈉
名稱
氧化鈉
過氧化鈉
化學式與化合價
顏色狀態
白色固體
淡黃色固體(粉末)
與H2O反應
Na2O+H2O=2NaOH
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
與CO2反應
Na2O+CO2=Na2CO3
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
與酸反應
Na2O+2HCl=2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2↑+2H2O
生成條件
鈉與O2常溫下反應:
4Na+O2=2Na2O
用途
供氧劑、氧化劑、漂白劑
(2)氧化鋁:典型的兩性氧化物(1)耐火材料(Al2O3熔點高)(2)冶煉金屬鋁
2Al2O3
4Al
+
3O2↑。寶石的主要成分是氧化鋁
兩性氧化物:既能與強酸反應又能與強堿反應生成鹽和水的氧化物。
Al2O3
+
6HCl
==
2AlCl3
+
3H2O,Al2O3
+
2NaOH
==
2NaAlO2
+
H2O
Al2O3
+
6H+
=
2Al3+
+
3H2O,Al2O3
+
2OH-=
2AlO2-+
H2O
(3)鐵的氧化物
FeO
Fe2O3
Fe3O4(Fe2O3·FeO)
鐵元素的價態
+2
+3
+2、+3
俗稱
鐵紅
磁性氧化鐵
色態
黑色粉末
紅棕色粉末
黑色晶體
類別
堿性氧化物
堿性氧化物
復雜氧化物
水溶性
難溶
難溶
難溶
穩定性
不穩定
穩定
穩定
主要化學性質
有一定的還原性易被氧化為三價鐵的化合物
與酸反應生成三價鐵鹽
化合物中+2的鐵有還原性,易被氧化。
5、金屬的氫氧化物
白色固體:NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2、Mg(OH)2、Al(OH)3、Fe
(OH)2
紅褐色固體:Fe(OH)3
藍色固體:Cu(OH)2
難溶堿受熱分解生成金屬氧化物和水。
特性:Al(OH)3是兩性氫氧化物;Fe(OH)2
易被氧化。
(1)
氫氧化鋁(Al(OH)3):白色難溶于水的膠狀沉淀,是兩性氫氧化物。熱易分解
兩性氫氧化物:既能與強酸又能與強堿反應生成鹽和水的氫氧化物。
Al(OH)3
+
3HCl
==
AlCl3
+
3H2O,Al(OH)3
+
NaOH
==
NaAlO2
+
2H2O.
2Al(OH)3
Al2O3
+3
H2O
Al(OH)3的制備:在氯化鋁溶液中加足量氨水。AlCl3
+
3NH3·H2O
==
Al(OH)3↓+
3NH4Cl。
向氯化鋁溶液中滴加氫氧化鈉溶液,現象是先有沉淀,后溶解。反應式:
先Al3+
+
3OH-
==
Al(OH)3↓,后Al(OH)3
+
OH-
==
AlO2-
+
2H2O。
(2)鐵的氫氧化物
Fe(OH)2
Fe(OH)3
主要性質
白色難溶于水的沉淀,不穩定,易被氧化成氫氧化鐵,顏色變化為:白色-灰綠色-紅褐色。反應式:4Fe(OH)2
+
O2
+
2H2O
==
4Fe(OH)3。因此在制備時常采取措施:除溶液中的氧;加有機溶劑封住液面;膠頭滴管要伸入到溶液中。
紅褐色難溶于水的沉淀,受熱易分解。2Fe(OH)3
Fe2O3
+
3H2O,能溶于強酸溶液,生成相應的鹽。
6、重要的鹽
(1)碳酸鈉和碳酸氫鈉
性質
Na2CO3(Na2CO3·10H2O)
NaHCO3
性質比較
俗稱
純堿或蘇打
小蘇打
NaHCO3的顆粒比Na2CO3小
水溶性
易溶于水
溶于水
S(Na2CO3)>S(NaHCO3)
溶液酸堿性
顯堿性
顯堿性
熱穩定性
穩定
2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O
NaHCO3的熱穩定性比Na2CO3差,用于除雜質。
與酸反應
CO32-+2H+
=H2O+CO2↑
反應劇烈
HCO3-+H+=H2O+CO2↑
等物質的量時Na2CO3耗酸量大于NaHCO3
與堿反應
易與Ba(OH)2、Ca(OH)2反應生
成BaCO3、CaCO3沉淀和NaOH
能與所有可溶堿反應生成碳酸鹽和水
溶液中相互轉化
Na2CO3溶液能吸收CO2轉化為NaHCO3
Na2CO3
+
H2O
+
CO2
==
NaHCO3
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
除CO2中的HCl雜質是用飽和的NaHCO3溶液,而不用Na2CO3溶液
用途
用在玻璃、肥皂、合成洗滌劑、造紙、紡織、石油、冶金等工業中。
發酵粉的主要成分之一;治療胃酸過多等。
(2)明礬:化學式KAl(SO4)2·12H2O(十二水合硫酸鋁鉀),無色晶體,易溶于水。
明礬凈水原理:明礬溶于水發生水解反應,生成Al(OH)3膠體,吸附水中的雜質,使水澄清。
(3)
鐵鹽和亞鐵鹽
Fe2+與Fe3+離子的檢驗;
(1)
溶液是淺綠色
Fe2+
(2)
與KSCN溶液作用不顯紅色,再滴氯水則變紅
(3)
加NaOH溶液現象:白色沉淀
?
灰綠色
?
紅褐色
(1)
與無色KSCN溶液作用顯紅色
Fe3+
(2)
溶液顯黃色或棕黃色
(3)
加入NaOH溶液產生紅褐色沉淀
7、金屬知識網絡(寫出各步反應的化學方程式)
1、鈉元素化合物知識網絡:
2、鋁及其化合物的知識網絡
3、鐵及其化合物的知識網絡
第三篇:高中化學金屬及其化合物教案
篇一:化學金屬及其化合物教學設計
高中化學必修①第三章單元教學設計---《金屬及其化合物》
班級:09級化學四班
姓名:連莉莉
學號:40907201 金屬及其化合物單元教學設計
一、教材分析
1、本章教材的地位
金屬及其化學性質是新課標教材(人教版)必修一第三章內容。全章以及在整個中學化學課程中的地位:本章開始學生初步、系統地接觸元素化合物知識,內容在化學實驗基本方法和化學物質及其變化之后。在本節中,學生初步嘗試從實驗操作和實驗現象去探索(金屬)物質化學性質;從基本原理去深化對這些性質的理解,這種學習方式的過程和方法一經掌握后,可以駕輕就熟地學習后一章非金屬及其化合物的內容。
2、本章教材的結構
二、學情分析
1、學生的知識、技能的基礎。學生在學習本課之前,已初步理解了從實驗學化學的思想,鞏固了化學實驗的基本方法,學習了氧化還原、離子反應、物質的量等基本概念,具有實驗探究基本技能,能在教師指導下獨立完成實驗,為本章學習奠定了一定的知識、技能和心理基礎。但學生對實驗現象分析能力、思維能力、探究能力有待進一步培養和提高。學生在初中已經學習過一些鐵的知識,在教學中應多加考慮新舊知識的相互銜接。
2、學生認知心理特點及認知發展水平。高一學生有很強的好奇心,尤其對化學實驗充滿期待和向往,因此創設教學情境,激發學習興趣顯得尤為重要,如何調動學生的積極性是三維目標能否達成的關鍵。
三、課程目標
1、了解鈉、鐵、銅等金屬及其重要化合物的主要性質。
2、初步認識金屬材料在國民經濟中的重要作用和與人們日常生活的緊密聯系,以及合理使用金屬材料的重要意義。
3、通過金屬及其化合物性質的實驗,提高學生對“化學是一門以實驗為基礎的科學”的認識,培養學生的實驗意識、操作技能、觀察能力和分析問題的能力等。
4、以金屬知識的學習為線索,通過閱讀、查閱資料、討論和概括等,培養學生獲取知識及信息加工的能力。通過比較、歸納等,讓學生逐步掌握學習元素化合物知識的一般方法。
5、通過金屬及其化合物、金屬材料在生產和生活中的應用等的學習,提高學生學習化學的興趣,增強學好化學、服務社會的責任感和使命感。
6、通過多種多樣的活動,鼓勵學生積極提出問題,培養學生敢于質疑、勇于創新的精神和合作精神等。
四、教學目標
1、知識與技能
①以活潑金屬鈉,較活潑金屬鋁、鐵,不活潑金屬銅為代表,了解金屬的主要性質,并學會藥品的取用、加熱等基礎實驗操作方法。
②以mgo、fe2o3、cuo為代表,了解金屬氧化物的主要理化性質和主要用途。
鞏固藥品取用等基礎實驗操作。
③以鐵的氫氧化物和al(oh)3為代表,了解金屬氫氧化物的制法、性質和用
途。④以al2o3、al(oh)3為代表,了解兩性物質的特點。以kal(so4)2 為代表,使學生掌握復鹽的組成特點。
⑤掌握試管實驗等基礎實驗操作及焰色反應操作。
⑥了解碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質特點,使學生掌握酸式鹽的組成特點。⑦認識金屬與合金在性能上的主要差異。
⑧知道生活中常見合金鐵合金及銅合金的主要成分及性能。
2、過程與方法
①通過觀察、分析實驗現象,了解金屬的主要性質,初步了解實驗觀察方法。②通過列表比較,了解各類金屬化合物的性質。同時掌握學習元素化合物的方法——比較法。
③通過對幾個實驗的探究,體會實驗方法在化學研究中的作用,并認識到實驗過程中控制實驗條件的重要性。
④通過觀察比較部分合金的的組成及性能,了解部分合金的用途及其如何正確的選用。
3、情感態度與價值觀
①通過實驗、圖表分析、聯系生活等多渠道的科學探究,發展學習化學的興趣,樂于探究物質變化的奧秘
②通過對鈉跟氧氣的反應、鈉跟水的反應、鋁和氫氧化鈉溶液的反應實驗的探究,體驗實驗方法在化學研究中的作用,并認識到實驗過程中控制實驗條件的重要性。
③通過對金屬鈉、鎂、鋁性質的科學探究,發展學習化學的興趣,樂于探究物質變化的奧秘。
④通過實踐活動認識如何正確使用金屬及如何愛護金屬資源。
五、教學重點與難點確定
1、重點
①鈉的氧化和鈉與水的反應,鋁與氫氧化鈉溶液的反應。
②鈉的化合物及鎂、鋁的性質。
③氫氧化鋁、氫氧化鐵的性質,fe2+、fe3+ 的轉化。
④知道生活中鐵合金及銅合金的主要成分及性能。
2、難點
①鈉的氧化和鈉與水的反應,鋁與氫氧化鈉溶液的反應。
②鈉的化合物及鎂、鋁的性質。
③氫氧化鋁、氫氧化鐵的性質,fe2+、fe3+ 的轉化。
④鐵合金及銅合金的主要成分及性能。
六、教學策略
節次 探究主題 主要內容
篇二:高中化學必修一_第三章第一節_金屬及其化合物_教學設計
高中化學必修一 第三章第一節 金屬及其化合物 教案(第二課時)
一.教學目標 1.知識與技能
(1)了解鋁的物理性質;
(2)掌握鋁的化學性質及相關反應;(3)總結金屬反應的一般規律。2.過程與方法
(1)培養學生實驗觀察能力、分析能力,熟悉一些實驗基本技能;(2)培養學生勤于思考,團隊合作精神。3.情感·態度·價值觀
增強學生的實驗安全意識,培養學生對化學的興趣,提高實踐能力。二.教學重點 鋁的化學性質 三.教學難點
鋁與強堿水溶液的反應四.實驗設計
教師演示實驗 1.鋁粉的燃燒 2.鋁熱反應 學生實驗 1.加熱鋁片 2.鋁與酸的反應 3.鋁與氫氧化鈉溶液的反應 五.教學過程
六.教學反思
鋁在生活中普遍存在,教師應根據生活中的有關鋁的物質啟發學生歸納鋁的物理性質和化學性質,培養學生的觀察能力,讓學生自己動手做有關鋁的簡單實驗,培養學生科學探究能力。
篇三:金屬及其化合物教案
第三章 金屬及其化合物相關知識總結與練習
第三章《金屬及其化合物》
【課標要求】: 知識與技能要求:
1了解地殼中金屬元素含量、金屬的存在狀態、金屬的化學共性。
2了解na的保存、na常溫下在空氣中的變化,掌握加熱條件下na與o2的反應,na與水的反應。
3了解fe與al分別與o2的反應,al2o3的保護作用,掌握al與naoh溶液的反應。4了解金屬氧化物的物理性質,并通過實驗探究掌握金屬氧化物溶于水的規律、金屬氧化物與酸的反應、al(oh)3的兩性。
5掌握na2co3、nahco3的性質,了解na2co3、nahco3、kal(so4)2的用途。6掌握鐵鹽、亞鐵鹽的檢驗方法,fe2+、fe3+的性質和相互轉化 7了解常見合金的性能及用途 過程與方法要求: 1通過金屬及其化合物性質的實驗,提高對“化學是一門以實驗為基礎的科學”的認識,培養實驗意識、操作技能、觀察能力和分析問題的能力。
2以金屬知識的學習為線索,通過閱讀、查閱資料、討論和概括等,培養獲取知識及信息加工的能力。通過比較歸納等,逐步掌握學習元素化合物知識面的一般方法。3學會用焰色反應判斷某些金屬元素的存在 4學會選擇金屬材料的方法 情感與價值觀要求:
1初步認識金屬材料在國民經濟中的重要作用和與人們日常生活的密切聯系,以及合理使用金屬材料的重要意義。
2通過金屬及其化合物,金屬材料在生產和生活中的應用等的學習,提高我們學習化學的興趣,增強學好化學服務社會的責任感和使命感
3通過多種多樣的活動,鼓勵積極提出問題,培養敢于質疑、勇于創新的精神和合作精神等
第一講 《金屬的化學性質》
第一課時
地殼中含量最多的金屬元素是al:7.73%,第二位fe:4.75%。大多數金屬以化合態存在。原因:金屬元素外層電子數較少,易失去電子,因而性質活潑。【思考與交流】舉例說明金屬能發生哪些化學反應? 根據初中所學內容填寫化學反應方程式:
一、金屬與非金屬的反應 金屬鈉的物理性質與存放方法。
鈉一般存放在石蠟油或煤油中 1:na和o2反應
(1)常溫下
【實驗探究1】用小刀從中間切開,觀察鈉切面的顏色變化銀白色逐漸變暗(2)鈉的燃燒。
【實驗探究2】用小刀切下綠豆粒大小的鈉塊,用濾紙吸干煤油后放入坩堝中,點燃酒精燈進行加熱。
描述實驗現象:金屬先熔化,在空氣中燃燒,火焰呈黃色,生成淡黃色固體
反應可表示為: 2na + o2 na2o2(顏色:淡黃色固體)注意:①用鑷子夾取存放在煤油中的金屬鈉,②用濾紙吸干表面的煤油防止干擾觀察現象,③未用完的鈉塊全部放回原試劑瓶中。
2、鋁與氧氣的反應 4al+3o2o3 【實驗探究1】 用坩堝鉗鉗住一塊鋁片在酒精燈上加熱至熔化,輕輕晃動 實驗現象 逐漸熔化,失去光澤,但不滴落
原因: 鋁的熔點 為665℃ 氧化鋁的熔點 為2050℃,鋁表面的致密氧化膜包在鋁的外面,所以熔化了的液態鋁不會落下。
【實驗探究2】 用坩堝鉗鉗住一塊用砂紙打磨過的鋁片在酒精燈上加熱至熔化,輕輕晃動 實驗現象: 熔化的鋁仍不滴落
原因: 磨去氧化膜的鋁片在空氣中很快又形成一層新的氧化膜
【歸納小結】 ①金屬的活動性越強,與氧氣反應就越易進行(如鈉露置空氣中就氧化);金屬活動性越弱,與氧氣發生反應時反應條件較高(如鐵在空氣中不能被點燃),俗語說“真金不怕火煉”就說明金在加熱條件下不與氧氣反應。②金屬和氧氣反應一般生成普通氧化物,例mgo al2o3 cuo,但鈉在氧氣中燃燒生成na2o2,鐵在氧氣中燃燒生成fe3o4。
③金屬表面的氧化物有的疏松,不能保存內層金屬,如鐵;金屬表面的氧化物有的致密,可以保存內層金屬鎂、鋁。第二課時
二、金屬和水的反應 1.鈉與水反應
【實驗探究】 na和燒杯里的水作用:
現象:反應劇烈,鈉浮在水面上,熔成小球,迅速游動,嘶嘶作響,溶液變紅。.....(2)現象分析
化學反應方程式:2na+2h2o=2naoh+h2↑ 離子方程式:2na+2h2o=2na+oh+h2↑ 【思考討論】
①金屬鈉著火,能否用水滅?為什么?應該如何處理?(不能,因能和水反應。應用細砂)②為什么能將鈉保存在煤油中?能否保存在汽油或ccl4中?(鈉容易被氧氣氧化而變質,必須將鈉隔絕空氣保存;鈉不與煤油發生化學反應;鈉的密度比煤油大,能夠有效隔絕空氣。不能保存在汽油中,因汽油易揮發,使鈉暴露在空氣中,發生火災。不能保存在ccl4中因鈉的密度小于ccl4的密度)③將一小塊金屬鈉投入cuso4溶液中,可觀察到什么現象?寫出發生的化學方程式。(觀察到現象:反應劇烈,鈉熔成小球,浮在水面上,迅速游動,嘶嘶作響,溶液中同時出現藍色沉淀。2na+2h 2 o=2naoh+h2↑,cuso4+2naoh=cu(oh)2↓+na2so4)
2、鐵和水反應
鐵不能和冷水、熱水反應但能和水蒸氣反應
鐵與水蒸氣反應的實驗裝置見課本p50(引導學生從水蒸氣的產生,水蒸氣與鐵粉反應,反應)【實驗探究】鐵粉與水蒸氣的反應:3fe+4h2o(g)== fe3o4+4h2↑ 現象:點燃肥皂泡可聽到爆鳴聲
三、鋁與鹽酸、氫氧化鈉溶液的反應 【實驗探究】(1)取2支小試管分別加入5ml鹽酸和5mlnaoh溶液,再分別放入一小段鋁片,觀察現象。
(2)將點燃的木條分別放在兩支試管口,觀察現象。
鋁既能與鹽酸反應,又能與氫氧化鈉溶液反應,都能產生一種可燃性氣體h2 3+ 鋁與鹽酸反應的化學方程式:2al+6hcl=2alcl3+3h2↑離子方程式:2al+6h+=2al+3h2↑ 鋁與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式:2al+2naoh+2h2o=2naalo2+3h2↑--離子方程式:2al+2oh+2h2o=2alo2+3h2↑
【思考討論】
1、在上述實驗中,為什么鋁片放入鹽酸和naoh溶液中,不立即產生氣泡?
2、由上述實驗還能得出哪種物質既能與鹽酸反應,又能與naoh溶液反應?(1)、原因:鋁片表面上的al2o3先和鹽酸和naoh溶液中,所以不立即產生氣泡(2)、物質名稱:al2o3 第三課時
物質的量在化學方程式計算中的運用
一、回憶以物質的量為中心的計算公式
二、理解方程式中化學計量數之比與物質的量之比的含義
我們知道:物質是由原子、分子、離子等粒子構成的,物質之間的化學反應也是這些粒子按一定的數目關系進行的,比如在下面的那個反應中,na和h2o以及產物naoh、h2是按2:2:2:1的比例進行的,也就是說它們的分子數之比為:2:2:2:1 2na + 2h2o == 2naoh +h2 化學計量數之比 2 2 2 1 擴大na倍 1.204×1024 1.204×1024 1.204×1024 6.02×1023 物質的量之比2mol 2mol 2mol1mol 質量之比 4g 32g 36g 從上面一系列的比例中我們可以得出一些什么結論呢?
結論:化學方程式中各物質的化學計量數之比,等于組成各物質的粒子數之比,因而也等于各物質的物質的量之比,還等于在相同條件下各氣體的體積之比。
計算時同種物質各種量(物質的量、質量、體積)的單位要統一。即上下單位要一致
三、物質的量在方程式中的運用 例題講解 例1見課本p52頁
例2實驗室用60g含 caco3 80%的大理石與足量12mol/l濃鹽酸完全反應(雜質不參加反應)求:①參加反應濃鹽酸的體積。②生成co2的體積(標況下)。
分析思路:把參加反應caco3轉化為物質的量,再根據化學方程式中的化學計量數,求題目
所求。(注意解題格式)解n(caco3)? m(caco3)??(caco3)m(caco3)?60g?80% 100g/mol ?0.48mol caco3(s)+2hcl== cacl2+ h2o + co21mol2 mol22.4 l 0.48mol 12mol/l×v [hcl(aq)] v(co2)v [hcl(aq)]=0.08 lv v(co2)=10.752 l 答:參加反應濃鹽酸體積為0.08l,生成co2的體積在標況下10.75 l。
例3.用8.7 g mno2與100 g 36.5﹪的濃鹽酸反應,消耗鹽酸的物質的量是多少?產生cl2 在標況下的體積是多少?未參加反應的hcl的質量是多少?被氧化的hcl物質的量是多少? 分析思路:根據化學方程式進行計算,當兩種反應物的量均為已知時,首先須判斷何者過量,然后根據不過量的物質來進行計算。
解: mno△
+ 4hcl(濃)======mncl2 +cl2↑+2h2o 1 mol4 mol 22.4 l 8.7g%87g?mol?1 ?0.1mol 100g?36.536.5g?mol?1 ?1mol v(cl2)因為:1mol×0.1mol<4mol×1mol
所以,反應物hcl過量,應根據mno2的物質的量0.1 mol計算: 消耗hcl為: n1(hcl)= 0.1mol?4mol 1mol ?0.4mol 剩余hcl為:
n2(hcl)=1mol-0.4mol=0.6mol 剩余hcl的質量為: m(hcl)=n2(hcl)·m(hcl)=0.6 mol×36.5 g·mol-1
=21.9 g
v(cl2)= 0.1mol?22.4l 1mol ?2.24l 被氧化的hcl物質的量:因參加反應的鹽酸一半被氧化所以n(被氧化hcl)=0.4mol/2=0.2mol 答:消耗hcl 0.4 mol,產生cl2 2.24 l,未參加反應的hcl為21.9 g,被氧化的hcl物質的量是0.2mol。
第二講 《幾種重要的金屬化合物》
第一課時
一、鈉的重要化合物
請同學回顧鈉在常溫下和加熱條件下與氧氣反應的現象及產物的差異?請寫出反應的化學方程式。
篇四:金屬及其化合物復習教案
第三章《金屬及其化合物》
【課標要求】: 知識與技能要求:
1了解地殼中金屬元素含量、金屬的存在狀態、金屬的化學共性。
2了解fe與al分別與o2的反應,al2o3的保護作用,掌握al與naoh溶液的反應。3了解常見合金的性能及用途
第一講 《金屬的化學性質》
地殼中含量最多的金屬元素是:7.73%,第二位:4.75%。大多數金屬以化合態存在。原因:金屬元素外層電子數較少,易失去電子,因而性質活潑。【思考與交流】舉例說明金屬能發生哪些化學反應?
一、金屬與非金屬的反應 1:na和o2反應(1)常溫下
【實驗探究1】用小刀從中間切開,觀察鈉切面的顏色變化銀白色逐漸變暗(顏色:白色固體)(2)鈉的燃燒。
【實驗探究2】用小刀切下綠豆粒大小的鈉塊,用濾紙吸干煤油后放入坩堝中,點燃酒精燈進行加熱。
描述實驗現象:金屬先熔化,反應可表示為: 2na + o2(顏色:淡黃
在空氣中燃燒,火焰呈黃色,生成淡黃色固體na2o2色固體)
注意:①用鑷子夾取存放在煤油中的金屬鈉,②用濾紙吸干表面的煤油防止干擾觀察現象,③未用完的鈉塊全部放回原試劑瓶中。
2、鋁與氧氣的反應 4al+3o2 點燃 2o3 【實驗探究1】 用坩堝鉗鉗住一塊鋁片在酒精燈上加熱至熔化,輕輕晃動 實驗現象 逐漸熔化,失去光澤,但不滴落
【實驗探究2】 用坩堝鉗鉗住一塊用砂紙打磨過的鋁片在酒精燈上加熱至熔化,輕輕晃動
實驗現象: 熔化的鋁仍不滴落
原因: 磨去氧化膜的鋁片在空氣中很快又形成一層新的氧化膜
【歸納小結】 ①金屬的活動性越強,與氧氣反應就越易進行(如鈉露置空氣中就氧化);金屬活動性越弱,與氧氣發生反應時反應條件較高(如鐵在空氣中不能被點燃),俗語說“真金不怕火煉”就說明金在加熱條件下不與氧氣反應。
②金屬和氧氣反應一般生成普通氧化物,例mgo al2o3 cuo,但鈉在氧氣中燃燒生成na2o2,鐵在氧氣中燃燒生成fe3o4。
③金屬表面的氧化物有的疏松,不能保存內層金屬,如鐵;金屬表面的氧化物有的致密,可以保存內層金屬鎂、鋁。
二、金屬和水的反應 1.鈉與水反應
【實驗探究】 na和燒杯里的水作用:
現象:反應劇烈,鈉浮在水面上,熔成小球,迅速游動,嘶嘶作響,溶液變紅。
.....【思考討論】
①金屬鈉著火,能否用水滅?為什么?應該如何處理?(不能,因能和水反應。應用細砂)
②為什么能將鈉保存在煤油中?能否保存在汽油或ccl4中?(鈉容易被氧氣氧化而變質,必須將鈉隔絕空氣保存;鈉不與煤油發生化學反應;鈉的密度比煤油大,能夠有效隔 222++oh-2 絕空氣。不能保存在汽油中,因汽油易揮發,使鈉暴露在空氣中,發生火災。不能保③將一小塊金屬鈉投入cuso4溶液中,可觀察到什么現象?寫出發生的化學方程式。(觀察到現象:反應劇烈,鈉熔成小球,浮在水面上,迅速游動,嘶嘶作響,溶液中同
2、鐵和水反應
鐵不能和冷水、熱水反應但能和水蒸氣反應
鐵與水蒸氣反應的實驗裝置見課本p50(引導學生從水蒸氣的產生,水蒸氣與鐵粉反應,)【實驗探究】現象:點燃肥皂泡可聽到爆鳴聲
三、鋁與鹽酸、氫氧化鈉溶液的反應
【實驗探究】(1)取2支小試管分別加入5ml鹽酸和5mlnaoh溶液,再分別放入一小段鋁片,觀察現象。
(2)將點燃的木條分別放在兩支試管口,觀察現象。
鋁既能與鹽酸反應,又能與氫氧化鈉溶液反應,都能產生一種可燃性氣體3+--【思考討論】
1、在上述實驗中,為什么鋁片放入鹽酸和naoh溶液中,不立即產生氣泡?
2、由上述實驗還能得出哪種物質既能與鹽酸反應,又能與naoh溶液反應?(1(2)、物質名稱:23 第二講 《幾種重要的金屬化合物》
一、鈉的重要化合物
請同學回顧鈉在常溫下和加熱條件下與氧氣反應的現象及產物的差異?請寫出反應的化學方程式。
4na + o22o(白色固體;鈉表面變暗)
2na + o2o2(淡黃色固體;火焰呈黃色)
1、氧化鈉和過氧化鈉
【思考1】na2o是一種堿性氧化物,其化學性質與氧化鈣類似,具有堿性氧化物的通性。你能列舉出其主要的化學性質嗎?
(1)【演示實驗3-5】na2o2和水反應
實驗現象 所得結論 有大量氣泡產生 過氧化鈉與水劇烈反應產生氣體 帶火星木條復燃 有氧氣產生 試管外壁溫度升高 反應放熱
酚酞試液變紅后褪色有堿生成,na2o2氧化性應強 na2o2也是氧化物,但它不屬于堿性氧化物,因還生成了o2(2)na2o2和co2反應 2na2o2+2co2=2na2co3+o2 【思考討論】1過氧化鈉與水反應,na2o2與co2反應,找出反應中的氧化劑和還原劑。過氧化鈉極易與水、二氧化碳反應在實驗室里應如何保存它呢? 隔絕空氣、遠離易燃物、密封保存。
3過氧化鈉為什么可用于呼吸面具或潛水艇中作為氧氣的來源 【歸納與整理】 鈉的氧化物
(1)【實驗探究】na2co3和nahco3在水中的溶解性
篇五:高一化學教案 金屬及其化合物(1)第四講 章末測試與總結
復習目標:
1、掌握金屬單質的共性(物理性質)和金屬化學性質;
2、掌握na2o、na2o2、na2co3、nahco3、fe(oh)
3、al(oh)3等幾種重要的金屬化合物的
性質; 1.鋁
工業
制法 2.2 hal hno3 fe2 電解 h2o alo(熔)2 3-+ 3.h+ oh-al(oh)34.氯化鋁和偏鋁酸鈉 h2oalcl3-3h4oh-4h+al(oh)3 h+oh-
二、掌握有關鐵的轉化關系
2+3+ fe、fe、fe之間的相互轉化關系,可用如下大鐵三角關系圖說明。fe
2、i2 hno3、(強氧化劑)(較弱氧化劑)sh2so4(濃)h+ co 等 cu2+等
、(還原劑)fe、zn、cu、h2s、ki等 fe2+ fe3+ cl2、o2、hno3、h2so4(濃)、kmno4(h+等
(強氧化劑)h2o naalo2 【例1】(2002年全國高考19題)如圖所示已知:①甲、乙、丙、丁均為前三周期元(1)甲是__________,乙是__________。
(2)甲與丙反應生成x的化學方程式是__________。
解析:(1)由②得知,甲必為短周期中的負三價元素n或p,又由常見反應知甲只能為 n。由③得知,乙必為短周期負二價元素,只有0符合。(乙為s時,分別與丙、丁反應比不為1:2)(2)丙、丁也可互換。均符合題意。1)當丙為mg時,丁為h2。2)當丙為h2時,則丁為mg。
答案:(1)甲是n2,乙是o2。(2)n2+ +3mg mg3n2(或n2+3h22nh3);(3)o2+2h2=2h2o(或2mg+o2=2mgo)。
【例2】(2001廣東高考試題)將等物質的量的兩種氧化物溶于100ml硫酸,而后逐滴加
入1.00mol/l的氫氧化鈉溶液.當加入的氫氧化鈉的體積v1=50ml時,開始有沉淀析出,且沉淀量隨氫氧化鈉的加入量逐漸增加.當氫氧化鈉的體積v2=650ml時,沉淀量達到最大值,繼續滴加氫氧化鈉時,沉淀量逐漸減小.當時,沉淀量不再改變.(1)最初加入的50ml氫氧化鈉溶液的作用是什么?(2)計算所用硫酸的濃度.
(3)試判斷兩種氧化物各是什么,并計算其物質的量.
分析:本題考察的知識點是物質的量在化學反應中的應用及兩性氧化物的性質等基礎化
學知識和簡單的推理計算能力和思維的整體性.從題目中可以得知這兩種化合物都為金屬氧化物,溶于酸后加入氫氧化鈉50ml才開始有沉淀析出,證明硫酸是過量的.這部分氫氧化鈉是來中和過量的硫酸的。當又滴入600ml氫氧化鈉時金屬離子完全沉淀,再加入100ml氫氧化鈉時有一種金屬氫氧化物沉淀恰好被溶解完,可判斷該氫氧化物為氫氧化鋁且物質的量為0.1mol,則氧化鋁為0.05mol.所以另一種氧化物也為0.05mol,溶于酸后產生的金屬離子完全沉淀時也消耗0.3mol的氫氧化鈉.由此可以推出其化合價為+3價,必為三氧化二鐵。
解答:
(1)中和過量的硫酸
-+(2)沉淀量最大時所用oh的物質的量與100ml強酸中h的物質的量相等,-++n(oh)=1.00mol/l×0.650l=0.650mol,故n(h)也為0.650mol,故n(h)也為0.650mol,硫
酸的濃度為3.25mol/l。
-(3)由題意知,其中一種氧化物為al2o3,根據al(oh)3+oh=alo2+2h2,該反應用去的 n(naoh)=1.00mol/l×(0.750-0.650)l=0.100mol故al(oh)3為0.100mol,而al2o3為 3+-0.0500mol根據al+3oh=al(oh)3,生成al(oh)3用去0.300molnaoh。而生成另一種氫氧化物
也用去0.300molnaoh,且已知兩種氧化物的物質的量相等,故另一種氧化物也是三價金屬的氧化物,且不溶于過量堿溶液中,可知其為fe2o3。fe2o3的物質的量為0.0500mol 點悟:本題的易錯點是將50ml氫氧化鈉中和的硫酸當作100ml硫酸中的全部硫酸,求
出了硫酸的濃度為0.5mol/l.根據氧化物不溶于氫氧化鈉認為是氧化鎂或氧化鐵的確定缺乏說服力,沒有任何說明直接得出結論.在作題目時要言之有據.
【例3】(2004年全國理綜ⅲ,26)粉末狀試樣a是由等物質的量的mgo和fe2o3組成的混合物。進行如下實驗:①取適量a進行鋁熱反應,產物中有單質b生成;②另取20 g a全部溶于0.15l6.0 mol·l?1鹽酸中,得溶液c;③將①中得到的單質b和溶液c反應,放出 l.12 l(標況)氣體,同時生成溶液d,還殘留有固體物質b;④用kscn溶液檢驗時,溶液d不變色。
請填空:(1)①中引發鋁熱反應的實驗操作是,產物中的單質b是。(2)②中所發生的各反應的化學方程式是。(3)③中所發生的各反應的離子方程式是。
2+2+(4)若溶液d的體積仍視為0.15 l,則該溶液中c(mg)為__________,c(fe)為
__________。
【巧解思路】設試樣a中mgo、fe2o3的物質的量依次為x、y。由題意有如下變化關系:
因為所加hcl中的氫原子全部進入h2o和h2中,所以,據氫元素守恒有: 1n(h2o)=n(hcl)-2n(h2)]=0.4mol; 2 而水分子中的氧原子全部來自兩種金屬氧化物中,所以,據氧元素守恒有: n(h2o)= n(mgo)+3n(fe2o3),即0.4mol=x+3x,解得x=0.1mol;
又因為hcl中的氯原子最終全部進入溶液d的mgcl2和fecl2中,所以,根據氯元素守恒
有:
n(hcl)=2n(mgcl2)+2n(fecl2),即0.9mol=2×0.1mol+2y,解得y=0.35mol.0.1mol0.35mol2+-12+-1因此,d溶液中c(mg)= =0.67mol·l;c(fe)=2.3mol·l。0.15 l 0.15 l 【例4】(2003年廣東高考題)取一定量的na2co3、nahco3和na2so4固體的混合物與
-1250ml1.00mol·l過量鹽酸反應,生成2.016l co(標準狀況),然后加入500ml0.100mol·l2 -1-1ba(oh)2溶液,得到沉淀的質量為2.33 g,溶液中過量的堿用10.0ml1.00mol·l鹽酸恰好完全中和。計算混合物中各物質的質量。
【巧解思路】本題涉及的反應方程式有四個:na2co3+2hcl==2nacl+h2o+co2↑;nahco3 2-2++-+hcl==nacl+h2o+co2↑;so4+ba==baso4↓;h+oh==h2o。按常規思路需分步進行計
算,非常繁瑣。而運用元素守恒關系則可不必寫方程式而快速作答:
設 na2co3、nahco3和na2so4的物質的量分別為x、y、z。
題中2.33g 沉淀應該為baso4(物質的量為0.01mol),而反應中加入的ba(oh)2為0.5l 2+2-×0.100mol/l=0.05mol,所以,ba有剩余(過量0.05mol-0.01mol=0.04mol),so4反應
2-完全,因此,原來so4物質的量為0.01mol,即z=0.01mol,na2so4的質量為1.42g。2.016l 據碳元素守恒有 x+y=n(co2)=-1??① 22.4l·mol因為最后所得溶液中的溶質有nacl和bacl2,其中含bacl20.04mol。
據鈉元素守恒可知:n(nacl)=2n(na2co3)+n(nahco3)+2n(na2so4)=(2x+y+2z)mol 據氯元素守恒又有n(nacl)+2n(bacl2)=n(hcl)即
-1-12x+y+2z+0.04mol×2=0.25l×1.00mol·l+0.01l×1.00mol·l=0.26mol 整理得 2x+y=0.16 ??②
解①②聯立方程組得 x=0.07mol,y=0.02mol 所以,na2co3、nahco3的質量分別為0.07mol×106g/mol=7.42g、0.02mol× 16小題,每小題3分,共48分)1.下列所用材料不屬于合金的是 a.家用的鋁窗b.建筑用的鋼筋
c.鑄造用的黃銅 d.溫度計用的水銀
2.國際上推廣使用中國鐵鍋,這是因為鐵鍋
a.是單質 b.含碳,屬混合物 c.化學性質活潑d.易使食物中含人體所需的鐵
元素
3.下列物質中,可用于治療胃酸過多的是 a.碳酸鈉 b.氫氧化鋁 c.氧化鈣 d.碳酸鈣 4.下面有關na2co3 與nahco3的敘述錯誤的是 .. a.na2co3遇少量酸可轉化為nahco3 b.在水中的溶解度na2co3比nahco3大
c.與同濃度的硫酸反應時,na2co3比nahco3劇烈 d.nahco3能與naoh反應,而na2co3不能 5.只能用焰色反應實驗區分的是
a.nacl和na2co3b.kcl和nacl c.kcl和k2co3 d.鈉和鉀 6.為了檢驗某fecl2溶液是否變質,可向溶液中加入 a.naoh溶液b.鐵片 c.kscn溶液d.石蕊溶液
7.下列反應,其產物的顏色按紅色、淡黃色、藍色順序排列的是
①金屬鈉在純氧中燃燒;②fecl3溶液滴入kscn溶液;③無水硫酸銅放入醫用酒精中。a.②①③b.③②①c.③①② d.①②③
8.(2006全國ⅱ,8)下列反應的離子方程式書寫正確的是
3+-+a 氯化鋁溶液中加入過量氨水:al+4nh3·h2o=alo2+4nh4+2h2o 2+--b 澄清石灰水與少量蘇打溶液混合:ca+oh+hco3=caco3↓+h2o +2+c 碳酸鈣溶于醋酸:caco3+2h=ca+co2↑+h2o 2+3+-d 氯化亞鐵溶液中通入氯氣:2fe+cl2=2fe+2cl 2-9.向明礬溶液中滴入ba(oh)2溶液,當so4沉淀完全時,鋁元素的存在形式是 3+-a.al(oh)3和al b.al(oh)3和alo2-c.全部為al(oh)3 d.全部為alo2 +2+2+3+10.某溶液中有nh4、mg、fe和al四種離子,若向其中加入過量的氫氧化鈉溶液,微熱并攪拌,再加入過量鹽酸,溶液中大量減少的陽離子是
+2+2+3+a.nh4 b.mgc.fe d.al 11.mg、al、fe三種金屬分別跟同濃度、同體積的稀鹽酸反應時,放出的氫氣質量相等,則下列說法中正確的是
a.三種金屬的物質的量相等b.三種金屬均過量
c.三種金屬的質量相等 d.參加反應的三種金屬的質量比為12:9:28 12.將鐵屑溶于過量的鹽酸后,在加入下列物質后,會有三價鐵生成的是 a.硫酸 b.氯水 c.硝酸鋅d.氯化銅
13.在允許加熱的條件下,只用一種試劑就可以鑒別硫酸銨、氯化鉀、氯化鎂、硫酸鋁
和硫酸鐵溶液,這種試劑是
a.naoh b.nh3-h2o c.agno3 d.bacl2 14.在無色透明的強酸性溶液中,能大量共存的離子組是
+2+—2—+3+—-a.na、mg、mno4、so4 b.nh4、al、no3、cl ++—2++—-c.k、na、alo、no3 d.mg、k、hco3、oh ①h2 ②co ③co和h2 ④hcooch3 ⑤hooc-cooh a、全部 b.僅④⑤c、僅①②③ d.除⑤以外
16.在下面圖中橫坐標為向一定量的某溶液中加入某物質的量,縱坐標為生成沉淀的量.符合向含少量naoh的naalo2溶液中,逐滴加入稀hcl的圖象是
二、填空題(本題含5小題。共43分)
17.(13分)紅磚是用粘土高溫燒結而成,因其顏色呈紅色或棕紅色而得名,常用作建
筑材料
(1)根據紅磚的顏色、猜測其可能含有的成份是(寫化學式)__________________(2)為了檢驗你的猜測是否正確,請設計一個實驗方案,簡要地寫出各步操作過程以及
最后的實驗分析和結論,涉及化學反應的寫出化學方程式(實驗用品任取,該實驗分幾步自已決定,不必寫實驗裝置中的儀器安裝)
實驗步驟:① 用鐵錘敲碎紅磚,取小塊磨成粉末。
②
③
┇
┇
實驗分析及結論:
___________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________。
(3)紅磚曾對我國建設具有重要作用,就目前我國實際情況看,你是認為應繼續使用或 者是禁止使用紅磚?____________________,理由是___________________________。18.(6分)在長期載人太空飛行的宇航器中,每個宇航員平均每天需要消耗0.9kg氧氣,呼出1.0kg二氧化碳。為了能保持飛船坐艙內空氣成分的穩定,有科學家提出“金屬過氧化物處理系統”,即不斷把艙內的空氣通過盛有金屬過氧化物(以過氧化鈉為例)的容器,并把處理后的氣體充入座艙。有關反應的化學方程式是:
①;②。
第四篇:《金屬及化合物--鈉》教案
人教版高一年級《金屬及化合物--鈉》的教案
一、教案背景及教材分析
新課程理念關心的是課程的目標、課程改革的基本理念和課程設計思路,關注的是學生學習的過程和方法,以及伴隨這一過程而產生的積極情感體念和正確的價值觀。在這種理念之下,我采用“問題探究”的教學方法創設多層面、多維度的問題情境,誘發學生不斷激起認知沖突,扣人心弦,造成心理懸念,喚起求知欲望,令學生情不自禁進入情境之中,情緒高漲,主動自發進行探究性學習。本節是元素化合物知識的重要組成部分,也是高中化學的重點知識,是學生學習化學的基礎。
二、教學目標
知識與技能目標:了解鈉的物理性質、存在及用途,掌握鈉的化學性質。培養學生的質疑意識、操作基本技能、觀察及分析問題的能力。
過程與方法目標:通過對實驗探究和問題的討論,培養學生善于思考,勇于發現問題、解決問題的能力和培養學生語言表達能力。
情感態度與價值觀目標:通過化學實驗的創新,激發學生學習化學的興趣和情感,培養學生的創新精神。并在研究性學習活動中提升內在素養。
三、教學方法
1、實驗探索法
利用實驗引路,探討新知識,從而得出鈉的一些物理性質和化學性質。通過實驗——討論——小結,優化課堂的教學和學科能力的培養。
2、比較教學法
通過對比鈉與水及鹽溶液的反應的不同,讓學生了解結構可以決定物質的化學性質,從而突破教學難點。
3、多媒體輔助教學法
本節課充分運用多媒體課件的優勢,用幻燈片、實驗動畫等手段輔助教學,激發學生學習化學的興趣和熱情,增大知識容量,活躍課堂氣氛,把傳統教學中難以實現的過程、現象一一展示出來,通過生動的畫面,延長學生學習的興奮周期,創造一個學生積極參與、樂于探索的情境,提高教學的時效性,使教學更直觀、生動、高效。
四、教學設計過程
[引言]:互聯網搜索新聞報道,2001年7月6日、7日、8日接連三天,廣州市珠江河段上驚現神秘“水雷”。8個鐵皮桶漂浮在水面上,其中5個發生劇烈爆炸。一位目擊者說:“上午10點多,桶內突然冒起一股白煙,從飄在水面上的一個鐵桶內竄出亮紅色的火苗,緊接著一聲巨響,蘑菇狀的水柱沖天而起。直到中午,這個鐵桶又連續爆炸多次,爆炸騰起的白色煙霧近10m高。”經廣州市化工集團的化學品專家檢測認定,鐵桶內裝有金屬鈉。
設計意圖:情景引入課題,通過一篇報道引出“鈉”,提出問題,激發學生的好奇心。
一、鈉的物理性質
展示:密封在試管夾層中的金屬鈉
[實驗]:教師在實物投影儀上演示鈉的取用切割操作 [提示]:顏色 光澤 狀態 硬度及金屬最重要的特征
歸納物理性質:金屬鈉是一種銀白色、質軟而輕的固體,有良好的導電導熱性能,密度比水小(0.97g/cm3),能浮于水面,熔點為97.810C,沸點為882.90C。[引導1]理論推測:分析鈉的原子結構示意圖,易失電子,化學性質活潑
二、鈉的化學性質
[實驗探究1]:觀察切割鈉的斷面,會變暗,而密封在試管夾層中的鈉卻能保持光亮的銀白色,為什么?
1、鈉和氧氣反應
常溫
4Na + O2= 2Na2O(白色)對比實驗:觀察鈉在蒸發皿中受熱的現象,與鈉在常溫下的變化進行對比。加熱 2Na + O2= Na2O2(淡黃色)[問題1]:為什么產物不同?我們在初中還學過什么類型的,反應物相同,而生成的產物不同呢?
教師用powerpoint課件展示答案
[實驗]將少量的鈉與硫粉研磨混合均勻,用紙包好,然后用小錘子敲擊紙包。
2Na + S= Na2S 設計意圖:實驗中有火光和猛烈的爆炸聲,實驗現象鮮明,學生的情緒立即高漲。在調動學生積極性的同時,加深了對鈉化學活性的認識。
過渡:日常生活中,人們常用金屬器皿來盛水,也常用鐵或鋁制容器燒水,說明它們與水不反應,是否所有金屬都不與水反應呢?回顧關于鈉的新聞報道。
2、鈉和水反應
[實驗探究2]:學生分組實驗:鈉投入到水中。教師用powerpoint課件展示實驗要求
觀察要點提示:①鈉在水中的位置?②鈉的形狀變化?③鈉是否發生運動?④有無聲響?⑤滴入酚酞試液后溶液顏色?
[分析歸納]鈉與水反應的現象及產生原因。現象:紅、嘶、浮、游、熔
方法指導:諧音記憶“紅師傅游泳” 設疑:鈉與水反應產生什么氣體呢? Na + H2O = NaOH + ??
探究性學習:從參加反應的元素種類來思考,反應生成的氣體應該是氫氣或氧氣
[引導2]①用質量守恒定律分析 ②用氧化還原反應觀點分析
學生討論分析:由于生成NaOH,Na的化合價升高失電子,反應物中只有正一價的氫元素可得電子化合價降低為0,故生成了氫氣。
講述:實踐是檢驗真理的唯一標準,能否設計實驗來檢驗生成的氣體呢? ③實驗驗證
[電腦演示]教材中的實驗
指出教材中驗證氫氣裝置的不足,用改進裝置進行實驗,同時鼓勵學生設計新裝置你能否再設計一個實驗,檢測反應都生成了什么物質呢?
[引導3]:為什么會產生這些現象呢?請聯系物理性質解釋原因。請根據以上現象書寫方程式:2Na + 2H2O =2NaOH + H2? [問題2]:
(1)此反應是否為氧化還原反應?若是,標出電子的得失,指出氧化劑,還原劑。
(2)此反應是否為離子反應?若是,寫出離子方程式。教師用powerpoint課件展示答案
設計意圖:通過猜想推測、方案討論、裝置設計、實驗討論等一系列探究活動,在思考和動手實驗中完成知識與能力的建構,同時體驗科學的探究過程與方法。
[問題3]:保存鈉的油是一種什么液體?
[引導4]:打開自己藥品盤中保存鈉試劑瓶的瓶塞,聞一聞 學生操作后回答:煤油
介紹保存方法:這種液體浸沒固體藥品的方法叫液封法。
三、鈉的保存方法
[探究]:為什么實驗室里常把它保存在煤油里? 提供信息:密度:ρ(Na)=0.97g/cm3,ρ(水)=1.0g/cm3,ρ(煤油)=0.8 g/cm3,ρ(苯)=0.87 g/cm3,ρ(CCl4)=1.6 g/cm3。
推測:水、CCl4密度比鈉大,不能起到液封的作用,而苯盡管密度比鈉小,但易揮發且有毒性。
討論歸納:保存藥品的試劑要求:①與藥品不反應;②密度比藥品小;③揮發性小、無毒性。
思考:如果將鈉加到水與煤油的混合液中有何現象
[實驗探究3]:在一燒杯中加入約20mL水,在加入約8mL煤油,投入一小塊鈉,立即倒扣一漏斗。
觀察實驗現象:兩液體分層,煤油在上層,水在下層,Na在兩層交界處上竄下跳,往復多次,最終消失。
[實驗探究4]:如果將鈉投入到硫酸銅溶液中,能置換出銅嗎?你還會看到哪些現象呢?
教師演示實驗在實物投影儀上操作 [引導5]:
這節課你學到了什么?并看書總結鈉的存在用途 powerpoint課件
[課堂總結]鈉的性質與其存在、保存、用途及結構的相互關系。
[討論]:結合本節課所學鈉的性質,揭開“水雷”之謎,描述其中的化學原理,進一步強化危險品鈉的使用注意事項。
四、教學反思
本節課采用“引導——實驗探究法”,學生通過親自設計實驗、親手做實驗、觀察實驗、分析實驗現象和解決問題來認識金屬鈉的有關性質。訓練和培養了學生的實驗設計能力、動手操作能力和分析整合能力。
第五篇:高一化學必修一《金屬及其化合物》知識點匯總
高一化學必修一《金屬及其化合物》知識點匯總 高一化學必修一《金屬及其化合物》知識點匯總
1.了解鈉、鋁、鐵、銅等金屬及其重要化合物的主要物理性質(1).鈉、鋁、鐵、銅在自然界中的存在形式。
①.鈉鋁只以化合態形式存在:鈉元素的主要存在形式是氯化鈉,鋁元素的存在形式有鋁土礦。
②.鐵銅有兩種存在形式:鐵的存在形式是游離態的隕鐵和化合態的鐵礦石(黃鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦),銅的存在形式是游離態的銅和黃銅礦、輝銅礦、赤銅礦和孔雀石。(2)鈉、鋁、鐵、銅單質的物理性質
①.顏色:塊狀鈉鋁鐵單質是銀白色金屬,純銅是紫紅色金屬;粉末狀的鋁和銅顏色不變,粉末狀的鐵屑是黑色,沒有粉末狀的鈉,鈉在空氣中馬上氧化成白色的氧化鈉,最終氧化成碳酸鈉;冶金工業中鐵屬于黑色金屬,鈉、鋁、銅屬于有色金屬。
②.密度:鈉的密度比水小,鋁、鐵、銅的密度比水大;鈉、鋁的密度小于4.5g/cm3是輕金屬,鐵、銅的密度大于4.5g/cm3是重金屬。
③.熔點:鈉的熔點低,鈉與水反應產生的熱量就可以使其熔化成小球;鋁、鐵、銅的熔點很高。
④.共性:不透明,有導電性、導熱性、延展性;鈉鉀合金做原子反應堆的導熱劑;鋁、鐵、銅可以做導線,金屬的導電性:Ag>Cu>Al ;鋁的延展性可以制成包裝用的鋁箔;鋁、鐵、銅可以制成各種容器等。⑤.硬度:鈉的硬度很小,可以用小刀切割;純鋁的硬度較小,鐵和銅的硬度較大。⑥.特性:鐵可以被磁化,而產生鐵磁性。(3)鈉、鋁、鐵、銅的重要化合物的物理性質
①.氧化物的顏色:白色:Na2O、Al2O3;黑色:FeO、Fe3O4、CuO;淡黃色:Na2O2;紅棕色:Fe2O3。②.氧化物的溶解性:Na2O、Na2O2溶于水生成強堿發生化學變化;Al2O3、FeO、Fe2O3、Fe3O4、CuO不溶水。
③.氫氧化物的顏色:白色:NaOH、Al(OH)
3、Fe(OH)2;紅褐色:Fe(OH)3;藍色:Cu(OH)2。
④.氫氧化物的溶解性:溶于水的:NaOH;不溶于水的:Al(OH)
3、Fe(OH)
2、Fe(OH)
3、Cu(OH)2 ;其中Fe(OH)2溶于水變色:先變成灰綠色,再變成紅褐色Fe(OH)3。
⑤.鹽酸鹽(金屬在氯氣中燃燒的產物)的顏色:白色:NaCl ;棕紅色:FeCl3 ;棕黃色:CuCl2。⑥.鹽酸鹽溶于水的顏色:無色:NaCl;黃色:FeCl3 ;藍色:CuCl2。
⑦.硫酸鹽的顏色:無色:芒硝(Na2SO4 ?10H2O)、白色:白色硫酸銅粉末(CuSO4);明礬:[KAl(SO4)2 ?12H2O];綠色:綠礬(FeSO4 ?7H2O);藍色:膽礬、藍礬(CuSO4 ?5H2O)。⑧.碳酸鹽的顏色:白色:Na2CO3、NaHCO3 ;孔雀綠:Cu2(OH)2CO3。
⑨.碳酸鹽的溶解性:溶于水的:Na2CO3、NaHCO3 ;不溶于水的:Cu2(OH)2CO3。(4)鈉、鋁、鐵、銅重要化合物的物理性質的用途
①.為無機框圖題提供題眼:ⅰ、溶解性,ⅱ、顏色,ⅲ、顏色變化:白色→灰綠色→紅褐色。②.為離子共存提供判斷依據:ⅰ、有顏色的離子不能大量共存:黃色:Fe3+,淺綠色:Fe2+,藍色:Cu2+ ;ⅱ、強堿性條件下不能共存的離子:Fe3+、Fe2+、Cu2+、Al3+ ;ⅲ、與HCO 不能大量共存(發生雙水解反應)的離子:Fe3+、Fe2+、Cu2+、Al3+。
2.了解鈉、鋁、鐵、銅等金屬分別與氧氣、水、酸、堿、鹽等物質反應的情況,了解其共性和個性(1)與純氧氣反應:
①.常溫:鈉變質生成白色氧化鈉,鋁表面生成致密的氧化物薄膜保護內部金屬不再反應,鐵、銅穩定存在。②.加熱:白色鈉燃燒發出黃光生成淡黃色的過氧化鈉,熔化的鋁被白色氧化膜包裹不會滴落,白色鐵絲燃燒產生耀眼的白光,有黑色顆粒物(Fe3O4)落下,紫紅色的銅加熱變成黑色的氧化銅。
說明:鈉與氧氣反應溫度不同產物不同;鐵與氧氣反應的產物隨接觸面積、量的多少、溫度高低有關。(2)與水的反應
①.常溫:只有鈉能與水反應;鋁、鐵、銅不與水反應。ⅰ、鈉跟水的反應的化學方程式:2Na + 2H2O=2NaOH + H2↑ ;離子方程式:2Na + 2H2O=2Na+ + 2OH-+ H2↑ ⅱ、鈉跟水的反應的現象:概括為“浮、熔、游、響、紅”五個字來記憶”。
ⅲ、鈉跟水的反應的現象的解釋:浮:鈉的密度比水小;熔:反應放熱,鈉熔點低熔化成小球;游:反應產生氣體;響:反應劇烈 ;紅:生成NaOH,酚酞遇堿變紅。
說明1:在潮濕的空氣中鐵生銹成Fe2O3 ?xH2O,銅生銹成Cu2(OH)2CO3。
說明2:銅做陽極,石墨做陰極,電解水,電解初期會發生:Cu +2H2O Cu(OH)2+H2 ↑。
②.高溫:鋁鐵雖與水反應,但是分別生成氫氧化物和氧化物(Fe3O4)薄膜阻止繼續反應,銅不反應。③.鋼鐵吸氧腐蝕的反應原理。
ⅰ、負極(Fe):2Fe-4e =2Fe2+(氧化反應);正極(C):O2+2H2O+4e =4OH-(還原反應)ⅱ、離子反應:Fe2+ + 2OH-= Fe(OH)2 ↓;
ⅲ、化學反應:4Fe(OH)2 O2+2H2O=4Fe(OH)3 ;2Fe(OH)3 = Fe2O3 ?3H2O(3)與酸的反應
①.與氧化性酸的反應
ⅰ、常溫:鐵鋁遇濃硫酸、濃硝酸鈍化;鈉與濃硫酸反應時鈉的量不同產物不同,銅與濃硫酸不反應,銅與濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮和水。
ⅱ、常溫:鈉、鐵與稀硝酸反應量不同產物不同;鋁合銅與稀硝酸反應產物不隨量的改變而改變。
ⅲ、加熱:鐵鋁與濃硫酸、濃硝酸的鈍化膜被破壞,足量的鐵鋁與濃硫酸、濃硝酸反應時隨著硫酸和硝酸的濃度變化而產物發生變化,硫酸先產生二氧化硫后產生氫氣,硝酸先產生二氧化氮后產生一氧化氮。②.與非氧化性強酸反應:
ⅳ、常溫:鈉鋁鐵與鹽酸和稀硫酸反應產生氫氣;銅不反應。(4)與堿溶液反應:
①.鈉與堿溶液中的溶劑水反應,鋁與堿溶液中的溶劑和溶質都反應,鐵和銅與堿溶液不反應。②.鋁與堿溶液的反應:
ⅰ、鋁與水的反應:2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2。
ⅱ、氫氧化鋁與強堿溶液的反應:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O ⅲ、綜合反應方程式:2Al+2H2O +2NaOH=2NaAlO2+3H2 ↑(5)與鹽溶液的反應:
①.鈉與明礬溶液的離子反應:
2Na+2H2O=2Na+ +2OH-+H2 ↑;Al3+ +3OH-=Al(OH)3 ↓;Al3+ +4OH-=AlO +2H2O ②.鈉鋁鐵銅與氯化鐵溶液的離子反應:
ⅰ、鈉與氯化鐵溶液的離子反應:2Na+2H2O=2Na+ +2OH-+H2 ↑;Fe3+ +3OH-=Fe(OH)3 ↓; ⅱ、鋁與氯化鐵溶液的離子反應:2Al+6Fe3+=2Al3+ +6Fe2+ ;2Al+3Fe2+=2Al3+ +3Fe ⅲ、鐵與氯化鐵溶液的離子反應:Fe+ 2Fe3+=3Fe2+。ⅳ、銅與氯化鐵溶液的離子反應:Cu+ 2Fe3+=2Fe2+ +Cu2+ ③.鈉鋁鐵與硫酸銅溶液的離子反應:
ⅰ、鈉與硫酸銅溶液的離子反應:2Na+2H2O=2Na+ +2OH-+H2 ↑;Cu2+ +2OH-=Cu(OH)2↓; ⅱ、鋁與硫酸銅溶液的離子反應:2Al+3Cu2+=2Al3+ +3Cu ; ⅲ、鐵與硫酸銅溶液的離子反應:Fe+ Cu2+=Fe2+ +Cu。
3.了解氧化鈉、氧化鋁、氧化鐵、氧化銅等金屬氧化物分別與水、酸、堿等物質反應的情況
說明1:氧化物的分類:二元化合物,其中一種元素是氧元素,并且氧元素呈負二價的化合物是氧化物。
說明2:金屬氧化物分為酸性氧化物(Mn2O7、CrO3)、堿性氧化物(Na2O、Fe2O3、FeO)、兩性氧化物(Al2O3、ZnO)。
說明3:堿性氧化物有三點共性:可溶于水的堿性氧化物溶于水生成堿;堿性氧化物與酸性氧化物反應生成含氧酸鹽;堿性氧化物與酸反應生成鹽和水。(1)與水反應:氧化鋁、氧化鐵、氧化銅不溶于水,不和水反應,只有氧化鈉溶于水生成堿。Na2O+H2O=2NaOH ;Na2O+H2O=2Na+ +2OH-
說明1:過氧化鈉與水的反應:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 ↑;2Na2O2+2H2O=4Na+ +4OH-+O2 ↑ 說明2:過氧化鈉的用途:①漂白織物、麥稈、羽毛(利用其強的氧化性);②用在呼吸面具中和潛水艇里作為氧氣的來源。
(2)與強酸反應生成鹽和水
(3)與強堿溶液反應:只有氧化鋁能溶于強堿溶液
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;Al2O3+2OH-=2AlO +H2O(4)由氧化物制備單質:
①.電解熔融的氧化鋁得到鋁單質和氧氣:2Al2O3 4Al +3 O2 ↑
②.一氧化碳還原三氧化二鐵得到鐵單質和二氧化碳:3CO+Fe2O3 3CO2+2Fe ③.氫氣還原氧化銅得到銅和水:H2+CuO H2O+Cu
④.碳還原氧化銅得到銅和二氧化碳或一氧化碳:C+2CuO CO2 ↑+2Cu ;C+CuO CO↑ +Cu
4.了解氫氧化鋁、氫氧化鐵、氫氧化亞鐵的制備方法;了解氫氧化鋁的兩性;了解氫氧化鋁、氫氧化鐵的受熱分解
(1)堿的制備方法規律:可溶性鹽和可溶性堿反應生成新鹽和新堿 ①.氫氧化鋁的制備方法:
ⅰ、硫酸鋁溶液中加入過量的氨水然后過濾或者氨水中加入過量的硫酸鋁溶液然后過濾: Al2(SO4)3+6NH3 ?H2O=2Al(OH)3 ↓+3(NH4)2SO4 ;Al3++3NH3 ?H2O=Al(OH)3 ↓+3NH ⅱ、氫氧化鈉溶液中加入過量的硫酸鋁溶液,然后過濾(順序不能錯)
Al2(SO4)3+8NaOH=2NaAlO2+3Na2SO4+4H2O ;6NaAlO2+12H2O +Al2(SO4)3=8 Al(OH)3 ↓+3Na2SO4 Al3++4OH-= AlO +2H2O ; 3AlO +2H2O+ Al3+ = 4Al(OH)3 ↓
ⅲ、硫酸溶液中加入過量的偏鋁酸鈉溶液,然后過濾(順序不能錯)
4H2SO4+2NaAlO2=Na2SO4+Al2(SO4)3+4H2O;Al2(SO4)3+12H2O +6NaAlO2 =8 Al(OH)3 ↓+3Na2SO4 4H+ + AlO = Al3+ +2H2O ;Al3+ +2H2O+ 3AlO = 4Al(OH)3 ↓ ②.氫氧化鐵的制備方法
ⅰ、硫酸鐵溶液中加入過量的氨水然后過濾或者氨水中加入過量的硫酸鐵溶液然后過濾: Fe2(SO4)3+6NH3 ?H2O=2Fe(OH)3↓+3(NH4)2SO4 ;Fe3++3NH3 ?H2O=Fe(OH)3↓+3NH
ⅱ、硫酸鐵溶液中加入過量的氫氧化鈉溶液然后過濾或者氫氧化鈉溶液中加入過量的硫酸鐵溶液然后過濾: Fe2(SO4)3+6NaOH=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4 ;Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
ⅲ、硫酸鐵溶液中加入過量的碳酸氫鈉溶液然后過濾或者碳酸氫鈉溶液中加入過量的硫酸鐵溶液然后過濾 Fe2(SO4)3+6NaHCO3=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4 +6CO2 ↑;Fe3++3HCO =Fe(OH)3↓+3CO2 ↑
ⅳ、硫酸鐵溶液中加入過量的碳酸鈉溶液然后過濾或者碳酸鈉溶液中加入過量的硫酸鐵溶液然后過濾
Fe2(SO4)3+3Na2CO3 +3H2O=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4 +3CO2 ↑;2Fe3++3CO +3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2 ↑ ③.氫氧化亞鐵的制備方法
ⅰ、.化學反應原理:FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl ;Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
ⅱ、制備氫氧化亞鐵的關鍵:需要創造的條件——無Fe3+的環境;無O2的環境。可以采取的措施——排除溶液中的Fe3+ →加鐵粉;驅逐溶液中的溶解氧→加熱煮沸;避免與空氣接觸→反常規操作、油封、滴管的使用、試劑瓶裝滿等
(2)不溶性堿的共性熱不穩定性:受熱分解生成對應價態的氧化物和水
ⅰ、氫氧化鋁的受熱分解生成氧化鋁和水:2Al(OH)3 Al2O3 +3H2O(白色不變)
ⅱ、氫氧化鐵的受熱分解生成氧化鐵和水:2Fe(OH)3 Fe2O3 +3H2O(紅褐色變紅棕色)ⅲ、氫氧化銅受熱分解生成氧化銅和水:Cu(OH)2 CuO +H2O(藍色變黑色)(3).變價金屬的高價態的堿的氧化性: ⅰ、氫氧化鐵與氫碘酸的反應:2Fe(OH)3 +6HI=2FeI2 +I2 +3H2O
ⅱ、新制備的氫氧化銅與含醛基的化合物的反應:2Cu(OH)2 +CH3CHO Cu2O↓+CH3COOH+2H2O 附:銀氨溶液(可溶性絡堿)與含醛基的化合物的反應: 2Ag(NH3)OH +CH3CHO 2Ag↓+CH3COONH4+3NH3 +H2O
(4).氫氧化鋁的兩性:電離方程式H+ +AlO +H2O Al(OH)3 Al3+ +3OH-ⅰ、與硫酸反應生成硫酸鋁和水:
2Al(OH)3 +3H2SO4=Al2(SO4)3+6H2O ;Al(OH)3 +3H+=Al3++3H2O ; ⅱ、與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和水:
Al(OH)3 +NaOH=NaAlO2+2H2O ;Al(OH)3 +OH-=AlO +2H2O ; 5.比較碳酸鈉、碳酸氫鈉的溶解性、熱穩定性、與酸的反應(1)物理性質:
①.溶解性:碳酸鈉和碳酸氫鈉都溶于水,碳酸氫鈉的溶解性比碳酸鈉小。
說明:堿土金屬的碳酸鹽的溶解性小于其對應酸式鹽的溶解性,例如:溶解性:CaCO3 鹽的通性:與酸反應生成新酸新鹽;與堿反應生成新鹽和新堿;與鹽反應生成兩種新鹽。①.與酸的反應: ⅰ、與鹽酸反應: 化學方程式:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑;Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3 ;NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 ↑ 離子方程式:CO +2H+=H2O+CO2 ↑;CO +H+= HCO ;HCO +H+=H2O+CO2 ↑ 意義: ※碳酸鈉與鹽酸反應,鹽酸的量不同產物不同,少量鹽酸生成碳酸氫鈉,過量鹽酸產生二氧化碳。※等摩的碳酸鈉和碳酸氫鈉與鹽酸(同濃度)反應,碳酸鈉消耗的鹽酸體積多。※等質量碳酸鈉和碳酸氫鈉與鹽酸(同濃度)反應,碳酸鈉消耗的鹽酸體積多。※等摩的碳酸鈉和碳酸氫鈉與足量鹽酸(同濃度)反應產生的二氧化碳一樣多。 ※等摩的碳酸鈉和碳酸氫鈉與少量(等體積同濃度)鹽酸反應碳酸氫鈉產生的二氧化碳多。※等質量碳酸鈉和碳酸氫鈉與足量鹽酸反應,碳酸氫鈉產生的二氧化碳多; 例題:互滴法鑒別碳酸鈉溶液和鹽酸: 取2毫升B溶液盛于試管中,另取少量A溶液用滴管伸入液面以下緩慢釋放3~5滴;如果產生氣泡,說明B溶液是鹽酸,A溶液是碳酸鈉溶液;有關化學方程式為:2HCl +Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2 ↑;如果不產生氣泡,說明B溶液是碳酸鈉溶液,A溶液是鹽酸,有關化學方程式為:Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3。ⅱ、與醋酸反應: 化學方程式:Na2CO3+2CH3COOH=2CH3COONa+H2O+CO2 ↑;NaHCO3+CH3COOH=CH3COONa+H2O+CO2 ↑ 離子方程式:CO +2CH3COOH =2CH3COO-+H2O+CO2↑;HCO + CH3COOH = CH3COO-+H2O+CO2↑ ⅲ、與石炭酸反應:碳酸鈉溶液可與石炭酸反應,無論石炭酸的量是多少,都生成碳酸氫鈉;碳酸氫鈉溶液與石炭酸不反應 Na2CO3+C6H5OH→C6H5ONa+NaHCO3 ②.與堿溶液反應: ⅰ、與氫氧化鈉溶液反應:NaHCO3+NaOH= Na2CO3+H2O;HCO +OH-=CO +2H2O; 意義:揭示了酸式鹽轉變成正鹽的規律:酸式鹽與堿(酸式鹽中含有的陽離子相同的堿)反應生成正鹽。ⅱ、與澄清石灰水反應: ※碳酸氫鈉與澄清石灰水反應量不同產物不同: NaHCO3(少量)+Ca(OH)2=CaCO3 ↓+NaOH+H2O ;2NaHCO3(過量)+Ca(OH)2=CaCO3 ↓+Na2CO3+2H2O HCO +Ca2+ +OH-= CaCO3 ↓+H2O;2HCO +Ca2+ +2OH-= CaCO3 ↓+ CO +2H2O; 意義:高考離子方程式考查的重點。 ※碳酸鈉與澄清石灰水反應量不同產物不變: ※Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH ;CO + Ca2+ = CaCO3 ↓ ③.與鹽發生復分解反應 ⅰ、碳酸鈉與氯化鈣溶液的反應:Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl ;CO + Ca2+ = CaCO3 ↓ 意義:用氯化鈣溶液鑒別碳酸鈉溶液和碳酸氫鈉溶液。 ⅱ、碳酸氫鈉與偏鋁酸鈉溶液的反應:NaHCO3 +H2O+NaAlO2=Na2CO3 +Al(OH)3 ↓ 意義:HCO 與AlO 離子不能大量共存。 ④.與水發生單一的水解反應:強堿弱酸鹽水解呈堿性;碳酸鈉水解的堿性比碳酸氫鈉水解的堿性強。有關化學方程式:Na2CO3+H2O NaHCO3+NaOH ;NaHCO3 +H2O H2CO3+ NaOH 有關離子方程式:CO +H2O HCO +OH-;HCO +H2O H2CO3+ OH-⑤.與鹽發生雙水解反應: ⅰ、與硫酸鐵溶液的雙水解: 3Na2CO3+Fe2(SO4)3+3H2O=2Na2SO4+3CO2 ↑+2Fe(OH)3 ↓;3 CO +2Fe3++3H2O=3CO2↑+2Fe(OH)3 ↓; 6NaHCO3+Fe2(SO4)3=2Na2SO4+3CO2↑+2Fe(OH)3 ↓;3HCO +Fe3+=3CO2↑+Fe(OH)3 ↓; ⅱ、與硫酸鋁溶液的雙水解: 3Na2CO3+Al2(SO4)3+3H2O=2Na2SO4+3CO2 ↑+2Al(OH)3 ↓;3 CO +2Al3++3H2O=3CO2↑+2Al(OH)3 ↓; 6NaHCO3+Al2(SO4)3=2Na2SO4+3CO2↑+2Al(OH)3 ↓;3HCO +Al3+=3CO2↑+Al(OH)3 ↓; 意義:離子共存的判斷:Fe3+與CO、HCO 不能大量共存;Al3+與CO、HCO 不能大量共存。⑥.熱穩定性: 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2 ↑ 意義:除去碳酸鈉中碳酸氫鈉的方法;鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉的方法 6.掌握碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別方法(1)定性檢驗法: ①.取少量固體盛于固體制氧裝置中,加熱,將導管伸入裝有澄清石灰水的試管中,石灰水變渾濁,說明固體是碳酸氫鈉,否則是碳酸鈉。 ②.取少量固體溶解,加入氯化鈣溶液,產生沉淀是碳酸鈉溶液,否則是碳酸氫鈉溶液。(2)定量檢驗法: ①.分別向等量的白色粉末中加等體積、等濃度的稀鹽酸,生成氣體快的是碳酸氫鈉,慢的是碳酸鈉。②.分別向等量的白色粉末中加等體積適量的水,固體溶解量的多的碳酸鈉,少的是碳酸氫鈉。7.了解Fe3+的氧化性,認識Fe3+和Fe2+之間的相互轉化(1)物理性質:亞鐵鹽溶液呈淺綠色,鐵鹽溶液呈黃色。(2)化學性質: ①亞鐵鹽的氧化反應(體現還原性) ⅰ、氯化亞鐵溶液與氯氣反應生成氯化鐵:2FeCl2+Cl2=2FeCl3 ;2Fe2+ +Cl2=2Fe+3+ +2Cl- 說明:氯化鐵溶液中氯化亞鐵雜質的除去方法,溶液由淺綠色變成黃色,雜質轉化的同時不引入新雜質。ⅱ、氯化亞鐵溶液在鹽酸酸化的條件下通入氧氣轉化為氯化鐵溶液 4FeCl2+4HCl+O2=4FeCl3+2H2O ;4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O 說明:氯化鐵溶液中氯化亞鐵雜質的除去方法,溶液由淺綠色變成黃色,雜質轉化的同時不引入新雜質。ⅲ、氯化亞鐵溶液在鹽酸酸化的條件下加入雙氧水轉化為氯化鐵溶液 2FeCl2+2HCl+H2O2=2FeCl3+2H2O ;2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 說明:氯化鐵溶液中氯化亞鐵雜質的除去方法,溶液由淺綠色變成黃色,雜質轉化的同時不引入新雜質。ⅳ、硝酸亞鐵溶液在稀硝酸的氧化下成為硝酸鐵溶液 3Fe(NO3)2+4HNO3(稀)= 3Fe(NO3)3+NO↑+2H2O;3Fe2++4H+ +NO = 3Fe3++NO↑+2H2O 說明:溶液由淺綠色變成黃色,Fe2+ 和NO 在大量H+ 存在時不能大量共存。ⅴ、硫酸亞鐵在硫酸酸性條件下氧化成硫酸鐵 4FeSO4+2H2SO4+O2=2Fe2(SO4)3+2H2O ;4Fe2++4H++O2=2Fe3++2H2O 說明:硫酸亞鐵放置在空氣中容易變質,除去硫酸鐵中的硫酸亞鐵可以用此原理。②鐵鹽的還原反應(體現氧化性) ⅰ、氯化鐵溶液與鐵的還原反應:2FeCl3+Fe=3FeCl2 ;2Fe3++Fe=3Fe2+ 說明:除去氯化亞鐵中的氯化鐵用此原理,配制氯化亞鐵溶液時加入少量的鐵粉,防止氯化亞鐵被氧化成氯化鐵。 ⅱ、氯化鐵溶液與銅的還原反應:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 ;2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 說明:用氯化鐵溶液腐蝕電路板除去銅線路。 ⅲ、氯化鐵溶液與氫硫酸反應:2FeCl3+H2S=2FeCl2+2HCl+S↓;2Fe3++H2S=2Fe2++2H++S↓ ⅳ、氯化鐵溶液與氫碘酸反應:2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2 ;2Fe3++2I-=2Fe2+ +I2 ⅴ、氯化鐵溶液與硫化鉀溶液反應量不同產物不同: 2FeCl3+K2S(少量)=2FeCl2+2KCl+S↓;2FeCl3+3K2S(過量)=2FeS↓+6KCl+S↓ 對應的離子方程式:2Fe3++S2-(少量)=2Fe2++S↓;2Fe3++3S2-(過量)=2FeS↓+S↓ 說明:量不同產物不同,用于考查離子方程式書寫;氯化鐵是強酸弱堿鹽而硫化鉀是強堿弱酸鹽二者發生的不是雙水解反應而使氧化還原反應,切記! ⅵ、氯化鐵溶液與碘化鉀溶液反應:2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2,2Fe3++2I-=2Fe2+ +I2 說明:氯化鐵溶液使淀粉碘化鉀溶液變藍就是利用此原理 ③亞鐵鹽與堿的復分解反應 ⅰ、硫酸亞鐵溶液與氫氧化鈉溶液的反應 FeSO4 + 2NaOH = Na2SO4 + Fe(OH)2↓(白色);Fe2+ + 2OH-= Fe(OH)2↓(白色)ⅱ、硫酸亞鐵溶液與氨水的反應:Fe2+ + 2NH3 ?H2O = 2NH + Fe(OH)2↓(白色)說明:在堿性條件下不會大量存在Fe2+,強堿溶液與弱堿溶液離子方程式不同。④鐵鹽與堿的復分解反應 ⅰ、氯化鐵溶液與氫氧化鈉溶液的反應 FeCl3 + 3NaOH = 3NaCl + Fe(OH)3↓(紅褐色);Fe3+ + 3OH-= Fe(OH)3↓(紅褐色)ⅱ、氯化鐵溶液與氨水的反應:Fe3+ + 3 NH3 ?H2O = 3 NH + Fe(OH)3↓(紅褐色)說明:在堿性條件下不會大量存在Fe3+。⑤鐵鹽的單一水解反應,溫度不同產物不同 ⅰ、飽和氯化鐵溶液滴入到沸水中繼續加熱直到產生紅褐色為止停止加熱: FeCl3(飽和)+3H2O Fe(OH)3(膠體)+3HCl;Fe3++3H2O Fe(OH)3(膠體)+3H+ ⅱ、飽和氯化鐵溶液滴入到沸水中繼續加熱直到溶液蒸干: FeCl3+3H2O Fe(OH)3 ↓+3HCl↑; ⅲ、飽和氯化鐵溶液滴入到沸水中繼續加熱直到溶液蒸干,然后灼燒產物: 2FeCl3+3H2O Fe2O3+6HCl↑ ⑥.鐵鹽的雙水解反應 3Na2CO3+Fe2(SO4)3+3H2O=2Na2SO4+3CO2 ↑+2Fe(OH)3 ↓;3 CO +2Fe3++3H2O=3CO2↑+2Fe(OH)3 ↓; 6NaHCO3+Fe2(SO4)3=2Na2SO4+3CO2↑+2Fe(OH)3 ↓;3HCO +Fe3+=3CO2↑+Fe(OH)3 ↓; ⑦.氯化鐵溶液的絡合反應 ⅰ、與硫氰化鉀溶液的絡合反應:FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl;Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 說明:實驗室檢驗Fe3+的特征檢驗法,溶液由黃色變成血紅色;在平衡體系中加入固體氯化鉀平衡不移動。血紅色不變淺。ⅱ、與苯酚溶液的絡合反應:FeCl3+6C6H5OH→H3[Fe(C6H5O)6]+3HCl;Fe3++6C6H5OH→H3[Fe(C6H5O)6]+3H+ 說明:苯酚遇到氯化鐵溶液呈紫色,是苯酚的顯色反應,用來鑒別苯酚。(3)亞鐵離子的檢驗方法: ⅰ、加入強堿溶液產生灰白色沉淀,一會兒灰白色沉淀轉變成灰綠色,最終變成紅褐色,說明溶液中含Fe2+。ⅱ、加入硫氰化鉀溶液,溶液不變色,再向溶液中通入氯氣,溶液呈紅色,說明溶液中含Fe2+。(4)鐵離子的檢驗方法: ⅰ、加入強堿溶液產生紅褐色沉淀,說明溶液中含Fe3+ ⅱ、加入硫氰化鉀溶液,溶液呈紅色,說明溶液中含Fe3+。(5)FeCl3溶液作為檢驗試劑一次能鑒別的無色溶液有: ①KSCN(紅色溶液)、②C6H5OH(紫色溶液)、③AgNO3(白色沉淀和黃色溶液)、④NaOH(紅褐色沉淀)、⑤CCl4(溶液分層、上層有顏色)、⑥C6H6、(溶液分層、下層有顏色)⑦KI(溶液是淺綠色和褐色的混合色)、⑧KI淀粉溶液(溶液呈藍色)、⑨K2S(淺綠色溶液中有淡黃色沉淀)、⑩CH3CH2OH(不反應溶液稀釋成淡黃色)。 8、金屬及其化合物小專題(1)分類專題: ①.含金屬陽離子的物質分為金屬單質、金屬氧化物、金屬過氧化物、金屬超氧化物、金屬氫氧化物、金屬無氧酸鹽、金屬含氧酸鹽。 ②.金屬氧化物分為酸性氧化物(過渡元素的高價態氧化物Mn2O7、CrO3)、堿性氧化物(CaO、Na2O、Fe2O3、FeO)和兩性氧化物(Al2O3、ZnO)。 ③.金屬氫氧化物的分類:堿性氫氧化物[Fe(OH)3、Fe(OH)2、NaOH]和兩性氫氧化物[Al(OH)3]。④.鹽的分類: ⅰ、根據組成鹽的陰陽離子分類: ※根據陽離子分為鉀鹽、鈉鹽、銨鹽、鐵鹽、亞鐵鹽、鎂鹽、鋁鹽、銅鹽、銀鹽等。 ※根據陰離子分為鹽酸鹽、次氯酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、硫酸鹽、亞硫酸鹽、碳酸鹽、碳酸氫鹽 ⅱ、根據復雜程度分類 ※絡鹽:陽離子是絡離子的鹽:Fe(SCN)Cl2,陰離子是絡離子的鹽:Na3AlF6 ;※復鹽:KAl(SO4)2 ?12H2O ;(NH4)2SO4 ?FeSO4 ?24H2O;KCl?MgCl2 ?6H2O ;※硅酸鹽:鋁硅酸鹽:K2O ?Al2O3 ?6SiO2 ⅲ、根據化學鍵分類: ※含有共價鍵的鹽:銨鹽、含氧酸鹽;※不含共價鍵的鹽:氯化鈉。ⅳ、根據溶解性分類 ※可溶于水的鹽:所有的鉀鹽、鈉鹽、銨鹽、硝酸鹽、碳酸的酸式鹽,絕大多數的硫酸鹽、鹽酸鹽,少數的碳酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽、亞硫酸鹽。※不溶于水的鹽:硫酸鋇、硫酸鉛、氯化銀、氯化亞汞、碳酸鈣、碳酸鋇;※微溶于水的鹽:碳酸鎂、硫酸銀、硫酸鈣。ⅴ、溶于水后的鹽溶液酸堿性分類 ※呈酸性的鹽:強酸弱堿鹽、中強酸的酸式鹽(NaHSO3、NaH2PO4、NaHC2O4)、強酸的酸式鹽(NaHSO4); ※呈中性的鹽:強酸強堿鹽、某些弱酸弱堿鹽(CH3COONH4);※呈堿性的鹽:強堿弱酸鹽。ⅵ、溶于水后溶液是否有顏色 ※有顏色的鹽溶液:MnO(紫色)、Fe3+(黃色)、Fe2+(淺綠色)、Cu2+(藍色)、Cr2O(橙色)、CrO(黃色)、Cr3+(綠色);※無顏色的溶液:Na+、K+、NH、Cl-、NO、SO。ⅶ、根據酸堿中和的程度分類 ※正鹽:Na2CO3 ;※酸式鹽: NaHCO3 ;※堿式鹽: Cu2(OH)2CO3 ⅷ、根據陰離子的得失電子的能力分類 ※氧化性鹽:高錳酸鹽、重鉻酸鹽、次氯酸鹽;※還原性鹽:亞硫酸鹽、硫化物、碘化物、ⅸ、根據陽離子的得失電子的能力分類 ※氧化性鹽:銀鹽、鐵鹽、銅鹽;※還原性鹽:亞鐵鹽 x.根據熱穩定性分類 ※熱穩性鹽:碳酸鈉、氯化鈉;※熱不穩定性鹽:銨鹽、碳酸的酸式鹽(2)用途專題 ①.金屬單質的用途: ⅰ、鈉單質的用途:利用鈉元素的特征焰色(黃色)制高壓鈉燈,高壓鈉燈的透霧力強,可以做航標燈;利用鈉單質的熔點低,鈉鉀合金常溫下呈液態,做原子反應堆的導熱劑;利用鈉單質制備過氧化鈉,利用鈉單質還原熔融態的四氯化鈦制備金屬鈦。 ⅱ、鋁單質的用途:利用鋁的良好導電性,做導線。利用鋁塊和鋁粉的顏色都是銀白色,鋁粉制成銀粉(白色涂料)。 ②.金屬化合物的用途: ⅰ、過氧化鈉做漂白劑,過氧化鈉做水下作業、坑道下作業的供氧劑;氯化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉做食品添加劑;NaHCO3治療胃酸過多癥的一種藥劑。氯化鈉做為制備單質鈉和氯氣的原料,氯化鈉做為制備氫氧化鈉、氫氣、氯氣的原料。Na2CO3用于玻璃、制皂、造紙、紡織等工業中;還可以用來制造其他鈉的化合物。ⅱ、氧化鋁的熔點高,做耐高溫的材料:耐火管、耐火坩堝、耐高溫的實驗儀器。(3)明礬做凈水劑。 ⅲ、氯化鐵溶液的用途:氯化鐵溶液可以止血,氯化鐵溶液可以用來腐蝕電路板,飽和氯化鐵溶液滴入沸水中可以制備氫氧化鐵膠體,氯化鐵溶液蒸干得到氫氧化鐵,灼燒得到氧化鐵。(3)外界條件(溫度、濃度、物質的量)不同產物不同的化學反應歸納 ①.溫度不同產物不同的化學方程式:4Na+O2=2Na2O ;2Na+O2 Na2O2 ②.濃度不同產物不同的化學方程式: Cu+4HNO4(濃)=Cu(NO3)2+2NO2 ↑+2H2O;3Cu+8HNO4(稀)=3Cu(NO3)2+2NO ↑+4H2O; ③.物質的量不同產物不同的化學方程式: ⅰ、二氧化碳與氫氧化鈉溶液的反應: CO2 + NaOH = NaHCO3 ;CO2+2NaOH =Na2CO3 + H2O ⅱ、二氧化碳與澄清石灰水的反應: Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O;Ca(OH)2+2CO2=Ca(HCO3)2↓ ⅲ、硫酸鋁溶液與氫氧化鈉溶液的反應: Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4 ;Al2(SO4)3+8NaOH=2NaAlO2+3Na2SO4+4H2O ⅳ、碳酸氫鈉與澄清石灰水的反應: NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+NaOH+H2O;2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+ 2H2O ⅴ、碳酸氫鈣溶液與氫氧化鈉溶液的反應: Ca(HCO3)2+NaOH=CaCO3+NaHCO3+H2O;Ca(HCO3)2+2NaOH=CaCO3+Na2CO3+2H2O ⅵ、明礬溶液與氫氧化鋇溶液的反應 2KAl(SO4)2+3Ba(OH)2=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓+K2SO4 ;KAl(SO4)2+2Ba(OH)2=2H2O+2BaSO4↓+KAlO2 ⅶ、硝酸銀溶液與氨水的反應: AgNO3+NH3?H2O=AgOH↓(Ag2O)+NH4NO3 ; AgNO3+3NH3?H2O=Ag(NH3)2OH+NH4NO3+H2O ⅷ、硫酸銅溶液與氨水的反應: CuSO4+ 2NH3?H2O=Cu(OH)2↓+(NH4)2SO4 ;CuSO4+ 4NH3?H2O=Cu(NH3)4(OH)2↓+(NH4)2SO4+2H2O ⅸ、碳酸鈉與鹽酸的反應: Na2CO3 +HCl =NaHCO3+NaCl;Na2CO3 +2HCl=2NaCl + H2O+CO2↑ x、偏鋁酸鈉溶液與鹽酸反應: NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3 ↓+NaCl;NaAlO2+4HCl=AlCl3+NaCl +2H2O xi、鐵和稀硝酸反應: Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O;3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O (4)、既能與HCl反應,又能與NaOH溶液反應的是:Al、Al2O3、Al(OH) 3、(NH4)2CO3、NaHCO3(弱酸的銨鹽、多元弱酸的酸式鹽)、氨基酸;有關化學方程式如下: ①.鋁既能與鹽酸反應又能與氫氧化鈉溶液反應 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 ↑;2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 ↑ ②.氧化鋁既能與鹽酸反應又能與氫氧化鈉溶液反應 Al2O3 +2NaOH=2NaAlO2+H2O; Al2O3 +6HCl=2AlCl3+3H2O ③.氫氧化鋁既能與鹽酸反應又能與氫氧化鈉溶液反應 Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O;Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O ④.碳酸氫鈉既能與鹽酸反應又能與氫氧化鈉溶液反應 NaHCO3+ NaOH= Na2CO3 + H2O;NaHCO3+ HCl = NaCl + H2O+CO2↑ ⑤.碳酸銨既能與鹽酸反應又能與氫氧化鈉溶液反應 (NH4)2CO3+ 2NaOH= Na2CO3 + 2NH3 ?H2O;(NH4)2CO3+2HCl =2NH4Cl + H2O+CO2↑ ⑥.-氨基乙酸既能與鹽酸反應又能與氫氧化鈉溶液反應 H2N-CH2COOH+ NaOH→H2N-CH2COONa+H2O ;HOOC-CH2NH2+HCl→HOOC-CH2NH3Cl(5)物質的檢驗 ①.Fe2+的檢驗: 方法一:取少量待測液于試管中,在試管中滴入可溶性堿溶液,先產生白色沉淀,過一會沉淀變成灰綠色,最終變成紅褐色,說明溶液中有Fe2+。 方法二:取少量待測液于試管中,在試管中先滴入KSCN溶液,無現象,再滴入氯水,溶液馬上變成血紅色,說明溶液中有Fe2+。②.Fe3+的檢驗: 方法一:取少量待測液于試管中,在試管中滴入可溶性堿溶液,產生紅褐色沉淀,說明溶液中有Fe3+。 方法二:取少量待測液于試管中,在試管中先滴入KSCN溶液,溶液馬上變成血紅色,說明溶液中有Fe3+。③.檢驗酒精中是否含水:需投入無水CuSO4(白色)檢驗,若變藍,則含水。 ④.檢驗粗鹽中含有少量鉀鹽的實驗方法是焰色反應,現象是:顯紫色(隔藍色鈷玻璃觀察)。⑤.檢驗長期放置的FeSO4溶液已經變質實驗方法是用KSCN溶液,現象是:顯紅色。(6)物質的鑒別 ①.互滴法鑒別無色試劑的實驗組: ⅰ、碳酸鈉溶液和鹽酸;ⅱ、硫酸鋁溶液和強堿;ⅲ、偏酸鹽溶液和強酸 ②.FeCl3溶液作鑒別試劑一次能鑒別的無色溶液有: ⅰ、KSCN(紅色溶液)、ⅱ、C6H5OH(紫色溶液)、ⅲ、AgNO3(白色沉淀和黃色溶液)、ⅳ、NaOH(紅褐色沉淀)、ⅴ、CCl4(溶液分層、上層有顏色)、ⅵ、C6H6、(溶液分層、下層有顏色)ⅶ、KI(溶液是淺綠色和褐色的混合色)、ⅷ、KI淀粉溶液(溶液呈藍色)、ⅸ、K2S(淺綠色溶液中有淡黃色沉淀)、x、CH3CH2OH(不反應溶液稀釋成淡黃色)。 ③.Na2CO3溶液作鑒別試劑一次能鑒別的無色溶液有: ⅰ、酚酞試液(紅色溶液)、ⅱ、HCl(有氣泡產生)、ⅲ、CaCl2(白色沉淀)、ⅳ、Al2(SO4)3(白色沉淀和氣泡產生)、ⅴ、CCl4(不等體積、CCl4多、溶液分層、界膜偏上)、ⅵ、C6H6、(不等體積、C6H6多、溶液分層、界膜偏下)。 ④.NaOH溶液作鑒別試劑一次能鑒別的無色溶液有: ⅰ、MgSO4溶液(白色沉淀)、ⅱ、Al2(SO4)3溶液先產生白色沉淀后沉淀溶解,ⅲ、(NH4)2SO4溶液(有刺激性氣味放出)ⅳ、BaCl2溶液(無現象)。(7)離子共存的判斷 ①.與Fe3+不能共存的離子有:ⅰ、發生復分解反應的離子:OH-;ⅱ、發生絡合反應的離子:SCN-;ⅲ、發生雙水解反應的離子:CO32-、HCO3-、AlO2-;ⅳ、發生氧化還原反應的離子:S2-、I-。 ②.與Al3+不能共存的離子有:ⅰ、發生復分解反應的離子:OH-;ⅱ、發生雙水解反應的離子:CO32-、HCO3-、S2-、AlO2-。③.與H+不能共存的離子有:ⅰ、發生復分解反應產生氣體的離子:CO32-、HCO3-、(S2-、HS-、S2O32-); ⅱ、發生復分解反應產生沉淀的離子:AlO2-、[SiO32-、C6H5O-(石炭酸根)];ⅲ、發生復分解反應沒有任何現象的離子: OH-、F-、ClO-、(PO43-、HPO42-、H2PO4-、CH3COO-、HC2O4-、C2O42-)。④.與OH-不能共存的離子有:ⅰ、發生復分解反應產生氣體的離子:NH4+ ;ⅱ、發生復分解反應產生沉淀的離子:金屬活動順序表中鎂以后的離子:Mg2+、Al3+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、Ag+ ;ⅲ、發生復分解反應沒有任何現象的離子: H+、HCO3-、(HS-、HSO3-、HPO42-、H2PO4-、HC2O4-)。⑤.與Ag+不能共存的離子有:發生復分解反應的離子:OH-、S2-、I-、Br-、Cl-、CO32-、SO ;(8)金屬及其化合物的除雜歸納 ①.利用氧化還原反應原理除去雜質 ⅰ、除去氯化鐵中的氯化亞鐵:2FeCl2+Cl2=2FeCl3 ⅱ、除去氯化亞鐵中的氯化鐵:2FeCl3+Fe=3FeCl2 ⅲ、除去Fe粉中混有的Al粉:2Al+2H2O +2NaOH=2NaAlO2+3H2 ↑ 說明:利用紙板和磁鐵也可以將Fe粉中混有的Al粉分離除去。②.利用溶液的酸堿性除去雜質 ⅰ、除去碳酸氫鈉中的碳酸鈉:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 ⅱ、除去碳酸鈉中的碳酸氫鈉:NaHCO3 +NaOH = Na2CO3 + H2O ③.利用熱穩定性差除去雜質: ⅰ、除去碳酸鈉中的碳酸氫鈉:2NaHCO3 Na2CO3+CO2 ↑+H2O (9)工業冶煉金屬的方法有:化學方法:(共性)化合態的金屬元素得到電子被還原的過程。 ①.電解法:適用于活潑金屬(K ~ Al)的冶煉,特點:氧化還原發生在分子內,電解的是熔融的活潑金屬的鹽酸鹽或氧化物,例如電解熔融的氯化鈉得到鈉和氯氣。 ②.熱還原劑法:用還原劑碳、一氧化碳、鋁粉、氫氣等還原劑將金屬氧化物還原的方法,該法使用于中等活潑金屬(Fe~ Cu),特點:氧化還原發生在分子間;例如:氫氣還原氧化銅,一氧化碳還原氧化鐵,鋁粉還原二氧化錳等,用金屬鈉制取金屬鈦。 ③.熱分解法:適用于不活潑金屬(Hg~Ag)的冶煉, 特點:氧化還原發生在分子內,該法是在加熱分解金屬氧化物或含氧酸鹽的情況下,化合態的金屬得電子被還原的方法。④.浮選法:適用于金屬金。