高中化学必修一教案7几种重要的金属化合物汇总(DOC 13页).doc

1、高中化学必修一教学案课题几种重要的金属化合物年级高中化学必修一授课对象授课教师刘时间2016年 月 日学习目标学习几种重要的金属化合物了解它们的制备、性质和作用学习重点难点Na2CO3、NaHCO3溶液反应现象的差异两性氢氧化物概念的形成。Fe3与Fe2 的之间转变教学过程S(归纳)几种重要的金属化合物（一）一、钠的重要化合物1、Na2O与Na2O2讲Na2O与Na2O2 都是Na的氧化物，都只含有Na和O两种元素，那么，它们的化学性质是否相同？让我们一起动手做实验来探究一下。演示实验3-5Na2O2 与水反应实验步骤：把水滴入盛有少量过氧化钠固体的试管中，立即把带火星的木条放在试管口，检验生

2、成的气体。实验现象：反应生成的气体能使木条复燃。实验结论：Na2O2 与H2O反应放热，生成物助燃注意(1) 与水反应：Na2O+H2O =2NaOH 2 Na2O2+2H2O=4 NaOH +O2师请同学们动手写方程式，并判断是否属于氧化还原反应，若是，请标出电子得失，判断氧化剂与还原剂注意失 2e- 2 Na2O2 + 2H2O = 4 NaOH + O2得2e- Na2O2 既是氧化剂又是还原剂讲碱性氧化物是与H2O 化合生成碱，由此可知，Na2O 是碱性氧化物，Na2O2 是过氧化物。演示实验分别装入Na2O和Na2O2 的试管中滴入适量的水，充分反应后，滴入2 滴酚酞试剂。实验现象：

3、Na2O加入水无明显现象，滴酚酞变红Na2O2 加入水，剧烈反应，有汽泡变出，溶液变红后褪色讲由此可知，Na2O2是强氧化剂，有漂白性。过我们刚做了与水的实验，下面我们再来看一下与CO2 的反应。失 2e-注意(2) 与CO2 反应： 2 Na2O2 + 2CO2 = 2 Na2CO3 + O2得2e- Na2O +CO2=Na2CO3 讲人进行呼吸时，需要呼出CO2 ，吸进O2，而CO2 与Na2O2 正好可以反应生成O2，以保证人体正常呼吸。Na2O2 可用做呼吸面具和潜水艇里的供氧剂。请大家根据Na2O和Na2O2 的性质填写表格观察总结Na2O和Na2O2 的性质比较名称氧化钠过氧化钠

4、 化学式Na2ONa2O2 色态白色固体淡黄色固体与H2O反应Na2O+H2O =2NaOH 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 与CO2 反应Na2O+CO2 =Na2CO3 2Na2O2 +2CO2 =2Na2CO3+O2类别碱性氧化物过氧化物生成条件Na在空气中缓慢氧化Na 在空气中燃烧稳定性不稳定2Na2O+O22Na2O2 相对稳定用途供氧剂、强氧化剂、漂白剂提问Na、Na2O、Na2O2 、NaOH 在空气中放置一段就会变质，最后产物是什么？ (Na2CO3 )讲Na2CO3 往往含有结晶水，就是我们日常生活中常用的苏打，它还有一个分子量比它小的弟弟-小苏打，它们的性质既相似

5、又不同，下面我们就学习它们的性质注意2、Na2CO3与NaHCO3 问Na2CO3 与Na2CO310H2O 是否为同一物质？ (不是)科学探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质(1) 在2支试管里分别加入少量Na2CO3 和NaHCO3 (各约1克) 观察二者外观上的细小差别，分别滴入几滴水，振荡试管，观察现象，用手摸一摸试管底部，有什么感觉？ 继续向试管内加入10 mL水，用力振荡，有什么现象？ 向试管内滴入1-2滴酚酞溶液，各有什么现象？ 在下表中记录实验现象并得出初步结论步骤Na2CO3NaHCO3白色粉末，加H2O 结块成晶体，放热细小白色粉末，加H2O，部分溶解，没有明显放热感觉振荡长时间后可

6、溶解仍有固体残余溶液变红微红初步结论加水变成含结晶水的晶体部分溶解，碱性比Na2CO3弱讲Na2CO3与Na2CO310H2O 是两种不同的纯净物，Na2CO310H2O在空气中易被风化而变成粉末问根据初中所学的知识回答，检验某一物质是否含有碳酸根（CO32），用什么方法？（加HCl，看是否有气体生成，将生成气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，有沉淀产生）讲如此看来，在Na2CO3中滴加稀盐酸，必定有气体生成，那么在NaHCO3中滴加稀盐酸，现象又如何呢？是否和Na2CO3与HCl的反应一样吗？让我们通过实验来得出结论。注意（1）与盐酸反应 Na2CO32HCl2NaCl +H2OCO2（慢）CO

7、32 2H H2O CO2 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 (快)HCO3+H=H2O+CO2 讲慢的原因是因为先生成HCO3 ，再进一步反应生成H2O 和CO2 问那么，滴加HCl 产生无色无味气体的物质中是否一定有CO32 ？ (不一定，还可能含有HCO3 )问怎样来区别Na2CO3 与NaHCO3呢？让我们来做实验研究一下，演示实验实验步骤：分别向装有Na2CO3和NaHCO3的溶液中分别加入BaCl2 溶液实验现象：Na2CO3 有白色沉淀；NaHCO3 没有现象注意(2) 与BaCl2 溶液反应： Ba2 +CO32=BaCO3 讲碳酸盐的正盐除了K、Na、NH4外都

8、不溶于水，而酸式盐却都溶于水，因此，鉴别Na2CO3和NaHCO3 溶液，我们常用BaCl2或CaCl2做试剂来鉴别。过Na2CO3 与NaHCO3 的另一个不同点是热稳定性不同。科学探究Na2CO3和NaHCO3的热稳定性现象发生反应的化学方程式结论Na2CO3石灰水无变化-受热不分解NaHCO3石灰不变浑浊2NaHCO3Na2CO3 +H2O+CO2 易分解注意(3) 热稳定性： Na2CO3 稳定，NaHCO3受热易分解2NaHCO3 Na2CO3 +H2O +CO2 讲正盐比酸式盐稳定。问根据Na2CO3与NaHCO3 各自不同的性质，二者有什么用途？观察总结Na2CO3 和NaHCO

9、3 性质比较 物质碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3 NaHCO3 俗名纯碱、苏打小苏打色态白色粉末(Na2CO310H2O为晶体)白色晶体溶解性易溶于水溶解度相对小与H 反应慢，CO32 +2H =H2O +CO2 快，HCO3+H=H2O+CO2 与可溶性钡、钙盐Ba2 +CO32=BaCO3 Ca2+CO32=CaCO3 不反应热稳定性稳定，受热，难分解，Na2CO3 10H2O 易风化不稳定，2NaHCO3 Na2CO3 +H2O+CO2 用途玻璃，制皂，造纸，纺织发酵粉，制药思考1Na2CO3和NaHCO3混合时的提纯方法？观察总结 Na2CO3粉末中混有NaHCO3，用加热法2NaH

10、CO3 Na2CO3 +H2O+CO2 Na2CO3溶液中混有NaHCO3，滴加适量NaOH NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O NaHCO3 溶液中混有Na2CO3 通入过量CO2 Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3思考2Na2CO3 与HCl 反应时加入的顺序不同，现象如何？观察总结 在盐酸中逐滴加入Na2CO3 溶液，立即产生气泡 2H +CO32 =H2O +CO2 在Na2CO3 溶液中加入稀盐酸时，滴加一定量后才产生气泡 CO32 +H=HCO3 HCO3+H=H2O +CO2 思考3如何鉴别Na2CO3 与NaHCO3 观察总结 利用热稳定性不同 与酸反应速率

11、不同 阴离子不同，分别加CaCl2 和BaCl2 溶液讲Na2CO3用途非常广泛，是工业生产的重要生产资料，之前一直被西方世界的“索尔维制碱法”垄断。1926年，侯德榜针对氨碱法的不足，研究成功了联合制碱法-侯氏制碱法注意(4) 制取Na2CO3 的方法-侯氏制碱法观察侯氏制碱法的过程 向饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2 NH3 +H2O+CO2=NH4HCO3 依据NaHCO3 溶解度小，会从溶液中析出 NaCl+NH4HCO3=NaHCO3 +NH4Cl NaClNH3H2OCO2NaHCO3NH4Cl 将NaHCO3 晶体滤出，NH4Cl可作氮肥 2NaHCO3 Na2CO3 +

12、H2O+CO2 过根据之前的学习知道，K、Na的化学性质非常相似，初中学习物质的溶解性我们知道，Na、K盐全溶，用离子反应是不可能把Na、K鉴别出来，怎样鉴别钠盐和钾盐呢？同学们，有没有注意到平时我们炒菜时，如果不小心把汤洒在炉火上，火焰会变成黄色，酒精燃烧的火焰本身是淡蓝色，使我们使用酒精灯时发现酒精灯的火焰实际上也是黄色的这是为什么？（可能存在一些物质改变了火焰的颜色）讲这种假设合不合理吗？我们用实验来验证。同学们认真观察实验时，火焰颜色的变化。演示实验NaCl、NaOH、Na2SO4的焰色反应（有钠的化合物在灼烧时火焰都是黄色的）演示实验K2CO3、CuSO4、BaCl2、CaCl2的焰

13、色反应实验现象：K2CO3黄紫色CuSO4绿色BaCl2黄绿色CaCl2砖红色讲很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出的特殊的，这在化学上叫做焰色反应。注意3、焰色反应（1）定义：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰发出特殊的颜色，在化学上称为焰色反应。讲要注意的是，焰色反应不是化学反应是物理变化，检验的是元素的性质，主要用来检验金属元素。问那么，应如何操作焰色反应的实验呢？注意（2）操作：洗烧蘸烧观察总结 洗-用稀盐酸洗铂丝。(用稀盐酸将其表面的氧化物反应掉，生成的氯化物灼烧时易汽化而挥发，以除去干扰焰色反应的杂质，不能用稀H2SO4 洗，因生成的硫酸盐沸点高) 烧-用盐酸洗涤过

14、的铂丝在火焰上烧到与原来颜色相同为止。(除去杂质) 蘸-用灼烧合格的Pt 丝蘸取被灼烧的物质 烧-将沾在铂丝的物质在火焰上灼烧，并观察其现象。讲值得注意的是，选用火焰颜色较浅的煤气灯和酒精灯；金属丝本身在火焰上燃烧应无颜色，同时熔点要高，不易被氧化，用Pt丝效果较好，也可用Fe、Ni、W来代替。师下面，请两们同学分别来做NaCl、KCl 的焰色反应实验，请同学们注意观察他们的操作是否正确？注意观察火焰颜色。师现在，我再来做一次KCl的实验，请一位同学透过蓝色的钴玻璃看颜色。注意钠盐：黄色钾盐：透过蓝色的钴玻璃呈紫色。讲焰色反应很灵敏，微量的金属都被检验出来，一般的溶液中都有少量Na，由于K焰色

15、反应非常浅，容易被Na干扰。注意（3）用途：离子检验焰色材料知识拓展漫话焰火“火树银花不夜天”的节日之夜，天空中五彩缤纷、瑰丽多姿的焰火，给节日增添了欢乐的气氛，而这美丽的夜景的创造都归功于化学。1、火焰是靠内装的火药的引燃、发射的。常用的黑火药用KNO3、S、C按一定的比例混合成，主要反应为S2KNO33CK2S3CO2N2反应中放出大量的热，使生成的气体在高温下有限空间产生较强的压力，将焰色射送出去。2、五光十色的焰色火焰发色剂Sr(NO3)2红色NaNO3黄色Ba(NO3)2绿色LiNO3紫红色Mg、Al、Zn粉等在烧灼则产生耀眼的白光火花Al、Fe燃烧，爆炸时以散开的白色或黄色熔融粒子

16、喷射而形成的。浓烟及未反应的木炭粉等形成的。燃放焰火虽可以给人带来欢乐，但引起的环境污染是相当严重的。小结以上我们学习钠的化合物的知识以及一种科学检验元素的方法焰色反应。（二）引入19世纪，法国王宫一次宴会上，法国皇帝拿破仑三世独自用一种比金、银轻得多的金属制成的刀叉，而其他人都用黄金或白银制的餐具，以体现其王者的风范。大家猜猜看，拿破仑的刀叉是用什么金属制成的？这种金属就是铝，由于当时冶炼铝很难，铝十分珍贵，据说泰国当时的国王曾用过铝制的表链；1855年巴黎万国博览会上，展出了一小块铝，标签上写到：“来自黏土的白银”，并将它放在最珍贵的珠宝旁边；直到1889年，伦敦化学会还把铝合金制的花瓶和

17、杯子作为贵重的礼物送给门捷列夫。随着科学技术的发展，铝的冶炼变得很简单，现在铝和铝制品在生活中，可以说无处不在。问Al是较活泼的金属，那么，它们都以何种形态存在自然界中？（在自然界中仅有化合态）注意二、铝的重要化合物讲Al占地壳总质量的7.7%，在所有元素中是第3位，在金属中为第1位，主要存在的形式为：铝土矿（Al2O3）、明矾石、长石、云母等。过Al的最常见的重要化合物有Al2O3、Al(OH)3、KAl(SO4)2等，它们有哪些性质呢？下面我们就来学习这几种重要的Al的化合物的性质。注意1、氧化铝( aluninum oxide)讲Al2O3为白色粉末，不溶于，熔点2050，用作耐火材料，

18、自然界中纯净的Al2O3为无色晶体，俗称刚玉。硬度仅次于金刚石，通常所说的是红蓝宝石是混有少量不同氧化物杂质的刚玉。我们曾介绍过Al2O3是典型的两性氧化物。注意Al2O3是典型的两性氧化物（amphoteric oxide）Al2O36H2Al33H2OAl2O36OH2AlO2H2O讲Al2O3呈两性，那么它对应的水化物Al(OH)3的性质又怎么样呢？注意2、氢氧化铝（aluninum hydroxide）讲我们曾提到过Al(OH)3是典型的两性氢氧化物，既能跟酸起反应，又能跟碱起反应。注意Al(OH)3是典型的两性氢氧化物（amphoteric hydroxide）讲实验表明，Al(OH

19、)3在HCl和NaOH溶液里都能溶解，这就说明它既能跟酸起反应，又能跟碱起反应。注意（1）化学性质：Al(OH)33HAl33H2OAl(OH)3OHAlO22H2O思考Al(OH)3能与所有碱液发生反应呢？（不能，只能强碱溶液起反应）问为什么Al(OH)3具有两性呢？（根据其性质推测，Al(OH)3既可电离出H，也可电离也OH）讲Al(OH)3在水溶液中有两种电离方式。注意HAlO2H2OAl(OH)3Al33OH酸式电离碱式电离讲当向Al(OH)3溶液中加酸时，抑制酸式电离，促进碱式电离，若加入足量的酸，则Al(OH)3将完全以碱的形式电离，即Al(OH)3溶于酸中，当向Al(OH)3溶液

20、加入碱时，抑制碱式电离，促进酸式电离，若加入足量的碱，则Al(OH)3完全以酸的形式电离，即Al(OH)3溶于碱中。但是Al(OH)3不与弱酸反应，如向Al(OH)3浊液通入CO2不反应；也不与碱反应，如NH3H2O，故实验室用NH3H2O制备Al(OH)3注意（2）Al(OH)3的制备观察实验3-7Al(OH)3的制备实验步骤：在试管里另入10 mL 0.5 mol/L Al2(SO4)3 溶液，滴加氨水，生成白色胶状物质，继续滴加氨水，直到不再产生沉淀为止。当氨水过量时，沉淀不溶解，沉淀放在蒸发皿中加热，生成白色粉末。注意Al2(SO4)3+6NH3 H2O =2Al(OH)3+3 (NH

21、4)2SO4 2Al(OH)3Al2O3+3H2O 讲在实验室可以用铝盐溶液与NH3 H2O 反应来制取Al(OH)3 注意Al3+3NH3 H2O = Al(OH)3 + 3NH4 观察总结Mg(OH)2 、Al(OH)3 性质比较Mg(OH)2 Al(OH)3 物理性质白色粉末、难溶于H2O 白色胶状物，难溶于水化学性质电离中强碱，Mg(OH)2 = Mg2 +2OH两性氢氧化物，HAlO2H2O Al(OH)3 Al33OH跟酸Mg(OH)2 +2H = Mg2 +2H2O Al(OH)3+3H=Al3+3H2O 跟碱不反应Al(OH)3 +OH =AlO2 +2H2O 分解Mg(OH)

22、2MgO+H2O 2Al(OH)3Al2O3+3H2O实验室制法Mg2+2OH=Mg(OH)2Al3+3NH3 H2O = Al(OH)3 + 3NH4 过下面我们再介绍一种常见的Al的化合物。注意3、硫酸铝钾(KAl(SO4)2)讲明矾就是带12个结晶水的硫酸铝钾，即KAl(SO4)2 12H2O 讲KAl(SO4)2 是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的化合物，是一种复盐。注意复盐：KAl(SO4)2=K+Al3+2SO42讲明矾溶液中滴入石蕊试液，变红，为什么？ 注意Al3+3H2OAl(OH)3+3H小结明矾水解所产生的胶状物Al(OH)3吸附能力强，可以吸附水里的杂质，并形成沉

23、淀使水澄清。所以，明矾常作净水剂，但广泛使用铝盐净化水，可能导致脑损伤，造成严重的记忆力丧失，这是老年痴呆症特有的症状。使用时要切实注意，尽量扬长避短，才能使Al及其化合物对人类社会发展发挥出更为重要的作用。（三）引入人类早在6000年前就开始利用铁，2000年前人类发明了从矿石里冶铁的方法。我国在春秋时期就开始冶铁、战国时期就开始炼钢。钢铁一直广泛地应用人类生活的方方面面。新中国成立以前，我国的钢铁工业非常落后，生产的钢铁远不能满足生产和生活的需要，大量依靠进口，所以当时把铁钉称为“洋钉”，把铁皮称为“洋铁皮”。新中国成立后，我国的钢铁工业得到突飞猛进地发展，1996年我国的钢产量突破一亿吨

24、。引上一节我们学习了铁的化学性质。我们知道，Fe在O2中燃烧生成黑色的Fe3O4，除此之外，铁的氧化物还有两种-FeO、Fe2O3 这些铁的氧化物。有什么样的性质呢？注意三、铁的重要化合物1、铁的氧化物观察总结铁的氧化物的性质比较。FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名铁红磁性氧化铁色态黑色粉末 红棕色粉末黑色晶体价态+2价+3价+3，+2价水溶性不溶不溶不溶稳定性不稳定，在空气里加热迅速被氧化稳定稳定非氧化性反应碱性氧化物FeO+2H=Fe2+H2O 碱性氧化物Fe2O3 + 6H = 2Fe3 + 3H2O 复杂氧化物，Fe3O4 +8H = Fe2 + 2Fe3 +4H2O 与氧化性酸反应

25、3FeO + 10HNO3 =3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O Fe2O3 + 6H = 2Fe3 + 3H2O 3 Fe3O4 + 28 HNO3 = 9Fe(NO3)3 +NO+14 H2O 共性高温时，都能被C、CO、H2、Al等还原剂还原，还原过程中Fe的价态降低，最终生成Fe 注意2、铁的氢氧化物氢氧化铁( iron() hydroxide)氢氧化亚铁( iron() hydroxide)实验3-9Fe(OH)2和Fe(OH)3的制备实验步骤：在2支试管晨分别加入少量FeCl3和FeSO4溶液，然后滴入NaOH溶液，观察并描述发生的现象。FeCl3溶液FeSO4 溶液加Na

26、OH溶液立即产生红褐色沉淀开始时生成白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色离子方程式Fe3+3OH=Fe(OH)3Fe2+2OH=Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 讲生成Fe(OH)2 时，开始生成白色絮状沉淀是Fe(OH)2，最后生成的红褐色沉淀是Fe(OH)3，从Fe的化合价来看，Fe(OH)2 被什么氧化了？(被空气中O2氧化)讲由此可知，Fe(OH)2 极易被氧化，所以在配制反应时要用沸水，尽量降低O2的溶解度。思考1实验中为什么要用新制的Fe SO4 溶液？(Fe SO4 易被空气中O2氧化)思考2怎样才能使Fe2 溶液能能长时间保

27、存呢？(在配制溶液时，要加少量Fe 防止氧化，加少量酸抑制其水解)思考3实验中为什么要将滴管尖端插入试管底部，且慢慢挤出NaOH溶液？(Fe(OH)2 极易被氧化，预防带入空气)讲Fe(OH)2、Fe(OH)3均为弱碱，具有碱的通性。观察Fe(OH)2和Fe(OH)3的性质比较Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体溶解性难溶于水难溶于水类别二元弱碱三元弱碱与非氧化性酸Fe(OH)2 +2H = Fe2+2H2O Fe(OH)3 +3H = Fe3+3H2O 与氧化性酸3Fe(OH)2+10HNO3 = 3Fe(NO3)3 +NO+8H2O Fe(OH)3 +3H = Fe3+3H2

28、O 稳定性分解产生很复杂2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O 制法Fe2+2OH=Fe(OH)2 Fe3+3OH=Fe(OH)3 转化关系4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3 注意3、铁盐和亚铁盐(1) 常见的亚铁盐(绿色)： FeCl2 、FeSO4具有强还原性，必须现制现用保存方法：加入少量铁粉常见的铁盐（黄色）：FeCl3、Fe2(SO4)3具有强氧化性实验3-10Fe3的检验实验步骤：在2支试管里分别加入5 mL FeCl2 溶液和5 mL FeCl3溶液，各滴入几滴KSCN溶液。观察现象并记录滴入KSCN（硫氰化钾）溶液FeCl3溶液呈血红色FeCl2溶液无变化注意

29、（2）Fe3的检验Fe33SCNFe（SCN）3（血红色）讲我们利用这一特别现象来检验Fe3，除此之外，还可用与NaOH溶液反应。注意Fe22OHFe(OH)2（白色絮状沉淀）4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3白色灰绿色红褐色Fe33OHFe(OH)3（红褐色沉淀）科学探究Fe3 的氧化性实验步骤：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，滴入几滴KSCN溶液，观察并记录现象。再加入几滴氯水，又发生了什么变化？FeCl3溶液中加入现象反应的离子方程式铁粉，KSCN溶液不显血红色2Fe3+Fe=3Fe2氯水，振荡显血红色2Fe2 +Cl2=2Fe3+2Cl注意(3) Fe3的氧化性讲Fe3遇到较强的还原剂时，会被还原成Fe2 ；而Fe2 在较强的氧化剂的作用下会被氧化成Fe3 注意亚铁盐和铁盐之间可以相互转化小结Fe3和Fe2结构不同，所带电荷不同，性质差异就很大，通过这节课的学习，我们应该知道结构相似，性质必然相似；结构不同，性质必然不同。学生评价（签字）非常满意较满意满意不满意课后记学生的接受程度：完全能接受 部分能接受 不能接受 学生的课堂表现：很积极 比较积极 一般积极 不积极 备注： 13