2022年第三章金属及其化合物-几种金属的化合物 .pdf

江苏省姜堰市第二中学于忠江第 1 页 共 18 页第二节几种重要的金属化合物教学目标:知识和技能;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化学性质和制法及氢氧化铝的两性.3.通过演示和学生实验,培养学生观察能力和动手的能力及分析问题的能力.过程和方法1.运用列表比较的方法,理解各类金属化合物的性质.2.通过实物展示,演示和学生实验相结合的方法,并适时启发诱导使学生掌握几种重要金属化合物的物理性质和化学性质.3.采用对比分析,讨论归纳和实际探究,突破教学难点.情感态度和价值观1.通过对我国钢铁工业发展的介绍,激发学生的爱国主义热情,树立为社会主义的发展人类的进步而努力学习的责任感.2.通过铝的氧化物氢氧化物的两性说明元素的递变性,对学生进行辩证唯物主义教育3.通过铁的氧化物氢氧化物的学习,培养学生的思维能力和分析综合能力.教学重点:氢氧化铁、氢氧化铝的性质教学难点两性氢氧化物的形成,Fe2+Fe3+的转化教具准备教学过程:复习回顾:金属的性质1.与非金属反应2.与水反应3.与盐反应它们相互反应后生成物分别属于哪几种类型的物质引入新课 一.氧化物常见的金属氧化物有哪些?举出你熟悉的氧化物并举例说明它们的性质1.Na2O Na2O2Na2O Na2O2颜色白淡黄与水反应与酸反应与酸性氧化物反应相互转化2.CaO MgO CaO MgO 颜色与水反应与酸反应与酸性氧化物反应名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 18 页 -江苏省姜堰市第二中学于忠江第 2 页 共 18 页3.FeO Fe2O3 Fe3O4FeO Fe2O3Fe3O4颜色与水反应与酸反应与酸性氧化物反应还原反应4.CuO Cu2O 颜色与水反应与酸反应与酸性氧化物反应5.Ag2O HgO 颜色与水反应与酸反应与酸性氧化物反应6.MnO2Mn2O77.Al2O3和 ZnO Al2O3ZnO 颜色与水反应与酸反应与碱溶液溶液反应与酸性氧化物反应与碱性氧化物反应学生板演:模仿氧化铝分别与强酸和强碱反应的离子方程式写出氧化锌分别与强酸和强碱反应的离子方程式.一些特殊反应:氧化亚铁与稀硝酸,氧化铁与氢碘酸反应.小结.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 18 页 -江苏省姜堰市第二中学于忠江第 3 页 共 18 页(第 2 课时)二.氢氧化物1.铁的氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3物理性质难溶于水.白色絮状沉淀难溶于水的红褐色絮状沉淀化学性质Fe(OH)2易氧化，在常温下氧化成红褐色Fe(OH)3。4Fe(OH)2+2H2OO2=4Fe(OH)3Fe(OH)3受热易分解，生成 Fe2O3和 H2O。Fe(OH)3=Fe2O3+H2O 与 非 氧 化 性酸反应Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2O Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O 与 氧 化 性 酸反应3Fe(OH)2+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO+8H2O 与 还 原 性 酸反应2Fe(OH)3+6HI=2FeI2+I2+3H2O制法用亚铁盐和强碱溶液反应生成Fe2+2OH-=Fe(OH)2用 铁 盐 和 强 碱 溶 液 反 应 生 成Fe3+3OH-=Fe(OH)3注意：制备氢氧化亚铁的实验，要求亚铁溶液是新制备的，其中不含铁离子，实验时吸取碱液的胶头滴管的底部，一定要伸入到亚铁溶液中，然后再将碱液滴入，以尽可能的隔绝空气，避免亚铁离子被氧化。Fe(OH)2、Fe(OH)3与非氧化性酸反应时，发生酸碱中和的复分解反应，与氧化性酸反应时，都生成+3 价铁离子。Fe(OH)2转化生成 Fe(OH)3。4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 发生此变化的现象是：由白色变为灰绿色，最终变成红褐色。练习:用下列两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀.方法一:用不含 Fe3+的 FeSO4溶液与用不含 O2蒸馏水配制的 NaOH溶液反应制备.(1)除去蒸馏水中溶解的氧气的常用方法是:(2)生成白色 Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含氧气的NaOH 溶液插入FeSO4溶液液面下,再挤出 NaOH 溶液.这样操作的理由是:(3)为防止 FeSO4变质可采取哪些措施?方法二:在如图所示装置中,用 NaOH 溶液,铁屑,稀硫酸等试剂制备.(1)在试管里加入的试剂是:,名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 18 页 -江苏省姜堰市第二中学于忠江第 4 页 共 18 页(2)在试管里加入的试剂是:,(3)为了制得白色 Fe(OH)2沉淀,在试管和中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是:,(4)这样生成的 Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是:.(1)煮沸(2)避免生成沉淀接触O2(3)加入少量的稀硫酸和铁屑(2)(1)稀硫酸和铁屑(2)NaOH 溶液(3)检验试管出口处排出的氢气的纯度,当排出的氢气纯净时,再夹紧止水夹.(4)试管中反应生成的H2充满了试管和试管,且外界空气不容易进入.2.氢氧化铝 学生板演 写出 Al2O3分别与盐酸和氢氧化钠溶液2氢氧化铝 Al(OH)3 Al(OH)3：几乎不溶于水，白色胶状；能凝聚水中的悬浮物，有吸附色素的性能。实验室制法：实验 4-5 铝盐与氨水反应Al3+3 =3NH4+Al(OH)32Al(OH)3=Al2O3+3H2O Al(OH)3具有两性氢氧化物的性质，既能与强碱反应又能与酸反应，但 Al(OH)3沉淀不溶于氨水。实验 3-7 实验 3-8 在硫酸铝溶液中逐渐滴入氢氧化钠溶液观察所发生的现象,并画出溶液中析出沉淀的量与加入氢氧化钠的量的关系图.在上述所得澄清溶液中再加入盐酸又有什么现象?写出有关的离子方程式,并画出生成沉淀的量与加入盐酸的量的关系图NH3 H2O沉淀质量NaOH(moL)物质的量(moL)沉淀质量名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 18 页 -江苏省姜堰市第二中学于忠江第 5 页 共 18 页(1)铝盐与碱反应Al(OH)3+OH-=AlO-2+2H2O Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O 铝盐与强碱反应:严格控制加入碱的量.(2)偏铝酸盐与酸反应偏铝酸盐与强酸反应，严格控制加入酸的量(过量的酸使沉淀溶解 );AlO-2+H+H2O=Al(OH)3Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O 偏铝酸盐溶液与CO2反应：CO2不足或适量时2AlO-2+CO2+3H2O=2Al(OH)3+CO32-CO2过量时AlO-2+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-实验 将上面实验 1,2 所得的混合溶液混合,观察现象,写出有关的离子方程式,并画出有关图象.Al3+3AlO-2+6H2O=4Al(OH)3例题在 50 毫升 b 摩尔/升 AlCl3溶液中，加入 50 毫升 a 摩尔/升的 NaOH 溶液（1）当 a 3b 时，生成 Al(OH)3沉淀的物质的量为:（2）当 a,b 满足条件时,无沉淀产生.（3）当 a,b 满足条件时,先有白色沉淀生成,后又有部分沉淀溶解,此时 Al(OH)3量为克.n H+AlO2-n n Al(OH)3 4nAlO2-n H+0 4 4 1 1 4nH+/3 n OH-Al3+n n Al(OH)3 n OH-34nAl3+-nOH-34 0 34 物质的量(moL)沉淀质量沉淀质量NaOH(moL)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 18 页 -江苏省姜堰市第二中学于忠江第 6 页 共 18 页AlO-2+2H2O+H+Al(OH)3 Al3+3OH-注意：Al3+存在于酸性条件下，AlO2-存在于碱性条件下，即Al3+与 OH-、AlO2-与 H+Al3+与 AlO2-不能大量共存：Al3+3OH-=Al(OH)3AlO2-+H+H2O=Al(OH)3Al3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3一些重要反应:2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3+CO32-;AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-AlO2-+H+H2O=Al(OH)3(过量的酸使沉淀溶解);Al3+3AlO-2+6H2O=4Al(OH)3练习 1.把 Al 和 Fe3O4粉末均匀混和，分成两等分，前一份在高温下恰好完全反应，将生成物与足量的盐酸充分反应，后一份直接与足量的NaOH 溶液反应，前后两种情况生成的气体的物质的量之比为（）A、1：1 B、9：8 C、3：4 D、4：3 2.如何除去 Fe2O3中含有的少量 Al2O3？又如何分离二者的混合物？3.把 CO2通入下列溶液中，能产生沉淀的是ACaCl2B.NaAlO2C.Mg（HCO3）2 D.Ca（ClO）24.下列物质中，不具有“既能和酸反应，又能和碱反应”这一性质的是AAl B.Al3+C.Al(OH)3D.NaHS 4.镁铝合金 14.7 克全部溶于 500ml、6mol/L 盐酸中充分反应后再加入400ml、8mol/L 的 NaOH 溶液结果得到 26.3 克沉淀，计算合金中镁铝质量各为多少？*.工业制备镁铝的方法:溶液浓缩电解煅烧CO2NaOH电解盐酸熟石灰Al名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 18 页 -江苏省姜堰市第二中学于忠江第 7 页 共 18 页（克）沉淀的量NaOH 溶液 V（ml）a 45 a 35 镁的冶炼:海水(Mg2+)Mg(OH)3-MgCl2 MgCl2晶体Mg 铝的冶炼：铝土矿NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3*。重要的化合物：菱镁矿：主要成分MgCO3MgCO3=MgO+CO2光卤石：主要成分KCl MgCl2 6H2O，重结晶制 KCl 和 MgCl2晶体解题规律与技巧 图像计算题综合性强，难度大。解题时，必须抓住有关化学原理和有关物质的性质，以及图像的意义和图象的特点，综合分析，逐步计算。解题的特点是抓住图象的“四点”。即原点交点转折点终点（曲线的极值点、极度限点）。通过对这些数、点与形的分析运算，从而解出正确答案。例：准确称取 6 克铝土矿（含 Al2O3、Fe2O3、SiO2）样品，放入盛有 100 毫升H2SO4溶液的烧杯中，充分反应后过滤，向溶液中加入10 摩/升的 NaOH 溶液，产生沉淀的量（克）与所加NaOH 溶液的体积（毫升）的关系如图所示：试求 硫酸溶液的摩尔浓度 若 a=2.75，则铝土矿中各成分质量百分含量是多少？a 值的范围在之间，在这个范围内，a 值越大的含量越少。（答案：1.75mol/l;85%、12%、3%；1.625a5;Fe2O3）例 2若有 1 摩尔的 Mg2+和 1 摩尔的 Al3+的混和溶液，现按横坐标依次加入 NaOH 溶液，盐酸溶液，通入CO2气体，纵坐标为混和沉淀物的物质的量，请画出沉淀的量随反应的变化曲线，并写出各步反应的离子方程式（90y，）练习:1.下列反应能置换出铁的是(A)Cu 和 FeCl3溶液(B)Mg 和 Fe(OH)2(C)Na 和 FeSO4溶液(D)Al 和 Fe3O4(高温)加 NaOH 加 HCl 通 CO1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13物质的量物质的量12名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 18 页 -江苏省姜堰市第二中学于忠江第 8 页 共 18 页2.有一溶液中含 xmolFeCl3和 ymolCuCl2,向该溶液中加入足量的铁粉,充分反应后,再过滤,其残渣质量小于加入铁粉的质量,则 x:y A.等于 2:7 B.大于 2:7 C小于 2:7 D.不能肯定xmolFeCl31/2 xmolFe ymolCuCl2 ymolFe ymolCu 3.铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。(铜的熔点是 1183.4，铁的熔点是 1534.8。)铜和铁相比，铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，铜的熔点比较低，容易冶炼成型4.实验题过氧化钠是一种淡黄色固体,它能与二氧化碳反应生成氧气,在潜水艇中用作制氧剂,供人类呼吸之用.它与二氧化碳反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。某学生为了验证这一实验，以足量的大理石、足量的盐酸和1.95 克过氧化钠样品为原料，制取O2，设计出如下实验装置：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 18 页 -江苏省姜堰市第二中学于忠江第 9 页 共 18 页（1）A中制取 CO2的装置，应从下列图、中选哪个图:B装置的作用是，C装置内可能出现的现象是。为了检验 E 中收集到的气体，在取出集气瓶后，用的木条伸入集气瓶内，木条会出现。（2）若E 中的 石灰 水出 现出 现 轻微白 色 浑浊，请 说明 原因：。（3）若 D中的 1.95g 过氧化钠样品接近反应完毕时，你预测E装置内有何现象？。（4）反应完毕时，若测得E中的集气瓶收集到的气体为250mL，又知氧气的密度为1.43g/L，当装置的气密性良好的情况下，实际收集到的氧气体积比理论计算值（答大或小），相差约mL（取整数值，所用数据均在标准状况下测定），这是由于_。（5）你认为上述 A-E 的实验装置中，E部分是否安全、合理？E是否需要改为下列四项中的哪一项：。（用甲、乙、名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 18 页 -江苏省姜堰市第二中学于忠江第 10 页 共 18 页丙、丁回答）(1)图 2 吸收 A 装置中产生的酸雾变蓝带火的木条复燃(2)D 中有部分 CO2未参加反应流入E 中生成沉淀(3)E 中石灰水的白色浑浊明显增加，瓶内液面的下降接近停止(4)小30 因样品中含有不与CO2反应生成气体的杂质(5)乙5.将 6 g 的铁粉加入 200 mLFe2(SO4)3和 CuSO4的混合溶液,充分反应得到 200 mL、0.5mol/LFeSO4溶液和 5.2 g 固体沉淀物。试计算(1)反应后生成铜的质量；(2)原 Fe2(SO4)3溶液的物质的量浓度。溶液中含有Fe2：0.5mol/L 0.2L 0.1mol 设反应消耗铁的物质的量为x，生成铜的物质的量为y Fe Fe2(SO4)33FeSO4 Fe CuSO4FeSO4 Cu 1mol 1mol 3mol 1mol 1mol 1mol 1mol xmol xmol 3xmol ymol ymol ymol ymol 可得：3x y 0.1mol 6g56x 8y 5.2g 解得 x0.02mol y0.04 mol 故得：生成铜质量为0.04 mol64g/mol2.56g 原溶液中 Fe2(SO4)3物质的量浓度为Lmol2.006.00.3mol/L.（一）Mg及其化合物的相互转化（二）Al 及其化合物间的相互转化Mg3N2MgMgOMg Cl2Mg C3OO(2MggMCOH)(H3)2N2O2或 2OCHCl电解Hl C或 Cl2C lHHO2OH2)(热2OH缓慢OHNaHC lC lHNaCO32OHCO2H O2+长时间煮沸或名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 18 页 -江苏省姜堰市第二中学于忠江第 11 页 共 18 页自我检验 1.现有 200mL MgCl2和 AlCl3的混合溶液，其中 Mg20.2mol/L、Cl 1.3mol/L.要使 Mg2转化成 Mg(OH)2并使 Mg2、Al3分离开来，至少需要 4 mol/L NaOH 溶液.140mL.120mL.100mL .80mL 2.有一块金属钠投入到盛有100mL氯化镁和氯化铝的混合溶液的烧杯中，发现烧杯中沉淀先多后少，反应完毕后收集到标准状况下的氢气 13.44L，同时得到 21.4g 沉淀将此沉淀溶于过量NaOH 溶液中，发现沉淀减轻了15.6g求原混合溶液中Mg2、Al3及 Cl的物质的量浓度3、某固体由 MgCl2、AlCl3、NaOH 组成，将此固体溶于水，有沉淀生成，在所得的悬浊液中逐渐加入5mol/L 的硫酸，硫酸的量与生成沉淀量变化关系如图，图中P所示的值为A、100mL B、110mL 电解O2或 Fe2O3H+(OH)l3AA3l)HO(lA3+Al2O强酸3H+强碱或弱酸3OH4H+4OHH+HO碱强弱酸或强酸强酸强碱Al2S3AlAl2O3H+H+沉淀 0.1（mol）P 20 40 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 18 页 -江苏省姜堰市第二中学于忠江第 12 页 共 18 页C、120mL D、130mL 4.在某溶液中加入过量盐酸，产生白色沉淀；过滤后向滤液中加入过量氨水，又生成白色沉淀；再加入过量氧化钠溶液，沉淀部分溶解。则原溶液中含有的阳离子是：（）A.Na+、Ag+、Al3+B.Ba2+、Ag+、Mg2+C.Al3+、Fe3+、Mg2+D.Mg2+、Ag+、Al3+5.在一定温度下，向足量的饱和 Na2CO3溶液中加入 1.06g无水 Na2CO3搅拌后静置，最终得到晶体的质量A、等于 1.06g B、大于 2.86g C、等于 2.86g D、在 1.06g2.86g 之间6.取质量比为 14:1 的 CO 和 H2组成的混合气体6g，与足量的氧气充分燃烧后，立即将产物通入足量的Na2O2固体中，固体的质量增加了A、3g B、6g C、5.6g D、无法确定名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 18 页 -江苏省姜堰市第二中学于忠江第 13 页 共 18 页7.NaHCO3的溶解度曲线如下图所示，要实现AB 点变化，宜采用的措施是A、加入水B、加入 NaHCO3C、加入 Na2CO3D、升高温度8.用 1L1.0molL1的 NaOH 溶液吸收 0.8mol CO2，溶液中 CO32和HCO3的物质的量浓度之比约为A、1:3 B、2:1 C、2:3 D、3:2 9.某二价金属碳酸盐和碳酸氢盐的混合跟足量盐酸反应，消耗 H+和产生 CO2的物质的量之比为6:5，则该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为A、1:1 B、1:2 C、1:3 D、1:4 10.把 x mol CO2通入含 y molCa(OH)2的澄清石灰水中充分反应，下列叙述中错误的是A、当 xy 时，生成 100 x g 沉淀B、当 yx 时，生成 100 x g 沉淀C、当 yx2y 时，生成 100(2yx)g 沉淀D、当 2yx 时，产生的沉淀将完全溶解11.在甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1mol 钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠，然后各加入100mL 水，搅拌，使固体完全溶解，则甲、乙、丙、丁的质量分数大小的顺序是名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 18 页 -江苏省姜堰市第二中学于忠江第 14 页 共 18 页A、甲乙丙丁B、丁甲乙=丙C、甲=丁乙=丙D、丁甲乙adb B、abcd C、dcba D、badc 19.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、乙中碱过量名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页，共 18 页 -江苏省姜堰市第二中学于忠江第 16 页 共 18 页16、向 a mol NaOH 溶液中逐滴加入b mol AlCl3溶液，试回答：（1）依次写出溶液中可能发生反应的离子方程式：；（2）若 a+b=1，当 a 取不同值时，Al 的生成物可能有如下情况：全部是 Al(OH)3，a的取值范围是。全部是 NaAlO2，a 的取值范围是。部分是 NaAlO2，部分是 Al(OH)3，a 的取值范围是，反应所生成的 Al(OH)3的物质的量为mol，反应所生成的各物质的总物质的量（不包括水）为mol（用含 b 的式子表示）；在上述条件下，若要生成 7.8g沉淀，则 a的值等于。17.向某晶体的溶液中加入Fe2+的溶液后，无明显变化。当滴入几滴溴水，混合溶液出现血红色。那么，由此得出下列的结论错误的是A.该晶体中一定含有SCNB.Fe3+的氧化性比 Br2的氧化性强C.Fe2+被 Br2氧化成 Fe3+D.Fe2+与 SCN不能形成血红色的化合物18.在由 Fe、FeO、Fe2O3组成的混合物中加入100mL 2molL1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出448mL 气体（标况）此时溶液中无 Fe3+离子。则下列判断正确的是A、混合物里三种物质反应时，消耗盐酸的物质的量之比为1:1:3 B、反应后所得溶液中Fe2+离子与 Cl离子的物质的量之比为1:2 C、混合物里，FeO的物质的量无法确定，但Fe比 Fe2O3的物质的量多名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 16 页，共 18 页 -江苏省姜堰市第二中学于忠江第 17 页 共 18 页D、混合物里，Fe2O3的物质的量无法确定，但Fe比 FeO的物质的量多19.已知某硫酸、硫酸亚铁、硫酸铁的混合液100mL 中，阳离子的物质的量浓度相等，硫酸根离子总浓度为6 molL1，此溶液中可溶解铁粉的质量为A、5.6g B、10.6g C、11.2g D、33.6g 20.向 30.0mL 硫酸铜溶液中加入过量铝粉，待充分反应后，再向其中加入 2.00molL1烧碱溶液至沉淀恰好消失，消耗烧碱溶液210mL，并收集到（标况下）气体672mL，试计算：（1）加入铝粉的质量。（2）原硫酸铜溶液的物质的量浓度21、向 48.8克铁粉和氧化铁的混合物中，加入700mL 稀硫酸；恰好反应并得氢气 2.24L（标况）。此时向反应后的溶液中滴入硫氰酸钾溶液，未见红色出现。求：（1）原混合物中铁粉和氧化铁的质量。（2）原硫酸溶液的物质的量浓度。22、将部分被氧化成Fe2O3的 Fe粉 4.45g，放入 13.75mol HCl 中反应，放出 H2 0.47L（标况），所得溶液滴入KSCN 溶液不显红色；Fe粉无剩余，问反应过程中被氧化的Fe为多少克？被还原的Fe是多少名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 17 页，共 18 页 -江苏省姜堰市第二中学于忠江第 18 页 共 18 页克？名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 18 页，共 18 页 -