2022年高中化学必修1几种重要的金属化合物4.doc

2022年高中化学必修1几种重要的金属化合物4教学目标：1．了解几种金属氧化物的化学性质和用途2．掌握铁、铝氢氧化物的性质和制法教学重点：氢氧化铝、氢氧化铁的性质，Fe3＋、Fe2＋的转化教学难点：两性氢氧化物概念的形成，Fe3＋、Fe2＋的转化课时安排：两课时教学过程：知识梳理一、氧化物1、物理性质：氧化物固体的颜色水溶性CaO　　MgO　　Fe2O3　　CuO　　什么是酸性氧化物、碱性氧化物以及两性氧化物？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿2、写出Al2O3与盐酸和氢氧化钠的离子反应方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿二、氢氧化物1.铁的氢氧化物(1)生成及转化＿＿FeCl3+ ＿＿NaOH====＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿FeSO4+ ＿＿NaOH====＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿Fe（OH）2+＿＿O2+＿＿H2O====＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿(2)与酸反应＿Fe（OH）2+＿HCl====＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿Fe（OH）3+＿HCl====＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿注意：Fe（OH）2和氧化性酸反应生成+3价的铁。

3)Fe（OH）3对热不稳定，受热能失去水生成＿＿＿＿＿＿＿＿2.氢氧化铝(1)制取：在试管里加入10 mL 0.5 mol ·L－1Al2（SO4）3溶液，再滴加氨水，观察现象继续滴加氨水至过量，观察现象＿Al2（SO4）3+＿NH3·H2O====＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿(2)性质：Al（OH）3沉淀中加盐酸或NaOH溶液，沉淀都消失＿Al（OH）3+＿HCl====＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿Al（OH）3+＿NaOH====＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿思考：什么是两性氢氧化物？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿3）Al（OH）3不稳定性：2Al（OH）3Al2O3+3H2O三、盐1.碳酸钠和碳酸氢钠性质对比(1)Na2CO3和NaHCO3在水中的溶解性：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；(2) Na2CO3和NaHCO3水溶液碱性：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；(3)与同浓度盐酸反应剧烈程度：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；思考：如何鉴别Na2CO3和NaHCO3两种溶液？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿4)热稳定性：＿＿＿＿＿＿＿＿＿(5)相互转化：碳酸钠和碳酸氢钠作为碳酸的正盐和对应的酸式盐，在一定条件下可相互转化：如：Na2CO3+H2O+CO2==＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；Na2CO3+HCl（少量）==＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；NaHCO3+NaOH==＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；NaHCO3＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

2.三价铁的氧化性(1)Fe3＋的检验方法＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿：(2)Fe3＋的氧化性:在盛有2 mL FeCl3溶液的试管中，加入少量铁粉，振荡试管充分反应后，滴入加几滴KSCN溶液，观察并记录实验现象再加入几滴氯水，又发生了什么变化？加 入现 象反应的化学方程式铁粉，KSCN溶液　2FeCl3+Fe====3FeCl2加入氯水，振荡　2FeCl2+Cl2====2FeCl3思考：如何除去FeCl3溶液中少量的FeCl2，以及 FeCl2溶液中少量的 FeCl3？（3）铝盐和铁盐的净水作用3.焰色反应＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿为焰色反应焰色反应应如何操作? ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿典型例题剖析【例1】（2002年江苏综合，24）等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5∶6，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是A．甲、乙中都是铝过量 B．甲中铝过量、乙中碱过量C．甲中酸过量、乙中铝过量 D．甲中酸过量、乙中碱过量解析：某物质的量的硫酸（甲）和氢氧化钠（乙）溶液分别与等质量的铝反应，生成氢气体积比即物质的量之比为n（甲）∶n（乙）＝5∶6甲：2Al + 3H2SO4＝＝＝＝Al2（SO4）3+3H2↑ mol 5 mol 5 mol乙：2Al + 2NaOH+2H2O＝＝＝＝2NaAlO2+3H2↑4 mol 4 mol 6 mol分析可知：甲中铝过量4 mol－mol＝mol，乙中氢氧化钠过量5 mol－4 mol＝1 mol。

答案： B思维启迪（1）相同质量的镁、铝分别与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是________2）相同物质的量的镁、铝分别与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是_______3）若产生相同物质的量的氢气，所需镁、铝的质量比是____ （4）若产生相同体积（同温同压）的氢气，所需镁、铝的物质的量之比是________ 答案： （1）3∶4 （2）2∶3 （3）4∶3（4）3∶2【例2】 今用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料，在实验室制备一定量的氢氧化铝可分别采用如下化学方程式所表示的两种方法：①2Al + 3H2SO4====Al2（SO4）3+3H2↑Al2（SO4）3+6NaOH====2Al（OH）3↓+3Na2SO4②2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑2NaAlO2+H2SO4+2H2O====2Al（OH）3↓+Na2SO4(1)上述哪一种方法比较节约试剂？(2)原料相同，请设计一种更为节约试剂的方法（以方程式表示，并说明可以节约试剂的根据）解析：（1）Al既可以跟稀H2SO4，也可以跟NaOH溶液反应，Al溶解并放出H2溶解后如果再用NaOH溶液或H2SO4处理，实际上是调节溶液的pH，因为铝元素均存在于Al（OH）3沉淀中。

先用酸，后用碱，还是先用碱，后用酸，都是可行的，但是耗用的酸、碱的量却不同同样是制备2 mol Al（OH）3，前者需2 mol Al、3 mol H2SO4、6 mol NaOH，而后者只需2 mol Al、1 mol H2SO4、2 mol NaOH显然，后者节约了酸、碱试剂2）通过观察，发现第一种方法中第一步生成的是Al2（SO4）3，溶液呈酸性，所以要用较多的NaOH第二种方法中，第一步生成的是NaAlO2，溶液呈碱性，所以要有较多的H2SO4因此，设想是否能用呈酸性的Al2（SO4）3和呈碱性的NaAlO2混合反应制备Al（OH）3呢？实验说明上述设想可行即将第一种方法和第二种方法联立起来，得到第三种方法其化学方程式如下：2Al+3H2SO4====Al2（SO4）3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑Al2（SO4）3+6NaAlO2+12H2O====8Al（OH）3↓+3Na2SO4由这些反应式，可算得当制备2 mol Al（OH）3时需用2 mol Al、3/4 mol H2SO4、3/2 mol NaOH，比第一种和第二种方法使用的原料均少，确实节约了原料。

例3】准确称取6克铝土矿样品（含Al2O3、Fe2O3、SiO2）放入盛有100ml某浓度的硫酸溶液的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入10ml的NaOH溶液，产生的沉淀的质量m与加入NaOH溶液的体积V的关系如图所示请填空回答：(1)H2SO4溶液的物质的量浓度为　　　　　　；(2)a=2.3,用于沉淀铁离子，消耗的体积是　　　　,铝土矿中各组成成分的质量分数：Al2O3为　　　　，Fe2O3为　　　　　，SiO2为　　　　　3)a值的范围应是　　　，在这个范围内，a值越大，　　　的质量分数越小解析：(1)由图像可知当加入35mlNaOH溶液时，滤液中过量的硫酸被中和，且Fe3＋、Al3＋全部沉淀，用整体法分析反应的过程，消耗H离子的物质的量等于OH离子的物质的量，得硫酸的物质的量浓度为：0.035×10×1/2/0.01＝1.75（mol/l）(2)用隔离法考查：从溶解Al(OH)3消耗，推知用于Al3+沉淀所消耗的NaOH溶液30ml，则沉淀Fe3+所消耗的NaOH溶液为：35-30-2.3＝2.7（ml）再根据反应前后各元素的原子的物质的量不变，可分别求出Al2O3，Fe2O3的物质的量为：85％、12％。

3)用隔离法考查：沉淀Fe3+所消耗的NaOH溶液为35-30-a＝（5-a）ml不难看出a值肯定应小于5，假设铝矿土样品中不含SiO2，则可求出a的最小值为1.64ml故a的取值范围为：1.64

答案：(1)铁和稀硫酸；(2)氢氧化钠溶液3)①打开弹簧夹C；A中气体由导管进入B，B中有气泡；目的是为了排尽装置和溶液中的氧气，形成还原性气氛②过一段时间，关闭弹簧夹C；A中溶液经导管进入B，B中有白色沉淀生成；因为此时A中压强增大，使得反应生成的FeSO4溶液进入B，而和NaOH反应，生成Fe(OH)2沉淀疑难点拨一、解读“铁三角”铁是常见的还原剂，在参与化学反应时，一般可失去2e-或3e-而变成Fe2＋离子或Fe3＋离铁元素的原子在化学反应中，当遇弱氧化剂(如S、H＋、Cu2＋、I2等)时，铁只能失去最外层的两个电子，而生成+2价铁的化合物，当遇到强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3等)时，铁原子可以再失去次外层上的一个电子而生成+3价铁的化合物，Fe、Fe2＋、Fe3＋形成三角关系：1、Fe→Fe3＋和Fe2＋→Fe3＋需要强的氧化剂如O2、Cl2、Br2、HNO3(浓、稀)、H2SO4(浓)、KMnO4(H＋)溶液等2Fe+3Cl2FeCl3 ； Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O；4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 ； 2FeCl2+Cl2=2FeCl3。

2、2Fe→Fe2＋需要较弱的氧化剂，如S、Cu2＋(CuSO4)、H＋(稀H2SO4、盐酸)等Fe+CuSO4=FeSO4。