32《几种重要的金属化合物》学案24(人教版必修1).docx
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1、第二节几种重要的金属化合物【本节学习要点】1了解金属氧化物的物理性质,掌握金属氧化物与H2O、酸反响的规律,以及Al2O3的两性,Na2O2与H2O、CO2的反响。2了解金属氢氧化物的物理性质,掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3的制备以及它们与酸反响的性质和受热分解规律,掌握Al(OH)3的两性。3掌握Na2CO3、NaHCO3的性质,了解其主要用途4掌握Fe2、Fe3的检验方法及其相互转化。重难点一、钠的重要化合物1Na2O和Na2O2的比较名称,氧化钠,过氧化钠化学式,Na2O,Na2O2氧元素化合价,2,1阳、阴离子数比,Na和O2之比为21,Na和O之比为21类别,碱性
2、氧化物,不属于碱性氧化物颜色状态,白色固体,淡黄色固体与H2O反响,Na2OH2O=2NaOH,2Na2O22H2O=4NaOHO2与CO2反响,Na2OCO2=Na2CO3,2Na2O22CO2=2Na2CO3O2与盐酸反响,Na2O2HCl=2NaClH2O,2Na2O24HCl=4NaCl2H2OO2生成条件,常温下与氧气反响,点燃或加热时与氧气反响稳定性,不稳定,较稳定用途,强氧化剂、供氧剂、漂白剂特别提醒(1)Na2O2不是碱性氧化物,因其与酸(盐酸、稀H2SO4等)反响时除生成盐、水外,还生成O2,不符合碱性氧化物的概念。(2)Na2O2具有强氧化性,能氧化S2、SO2、SO、Fe
3、2、酸碱指剂等。(3)Na2O2具有漂白性,因Na2O2能氧化有色物质而使物质褪色,能漂白品红溶液、酸碱指示剂、有色布条等。2有关Na2O2与CO2、H2O反响的规律应用2CO22Na2O2=2Na2CO3O22H2O2Na2O2=4NaOHO2(1)物质的量的关系无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O与放出O2的物质的量之比为21。(2)气体体积关系假设CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2,气体的体积减少为原混合气体体积的。(3)电子转移关系当Na2O2与CO2、H2O反响时,每产生1molO2转移2mole。(4)固体质量
4、关系由2CO22Na2O2=2Na2CO3O2得Na2O2Na2CO3mm(CO)即Na2O2增加质量等于等物质的量的CO的质量由2H2O2Na2O2=4NaOHO2得2Na2O24NaOHmm(H2)即Na2O2增加质量等于等物质的量的H2的质量(或水中H的质量)由2COO22CO2,2H2O2Na2O2=4NaOHO2,2H2O22H2O,2CO22Na2O2=2Na2CO3O2,得CONa2O2=Na2CO3,H2Na2O2=2NaOH,所以只要有少量O2存在,在电火花作用下引发反响,CO(或H2)可与足量Na2O2作用完全转化为Na2CO3(或NaOH),Na2O2增加的质量就是CO(
5、或H2)的质量。(5)先后顺序关系一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)混合物反响,可视作Na2O2先与CO2反响,待CO2反响完成后,再与H2O(g)发生反响。3Na2CO3和NaHCO3的比较物质,碳酸钠(Na2CO3),碳酸氢钠(NaHCO3)俗名,纯碱或苏打,小苏打色、态,白色粉末(Na2CO3xH2O为晶体),细小白色晶体溶解性,易溶于水,可溶于水同温度下的溶解度:Na2CO3NaHCO3热稳定性,稳定,受热难分解;但结晶碳酸钠(Na2CO3xH2O)易风化,不稳定,受热易分解2NaHCO3Na2CO3H2OCO2与酸反响,Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2,Na
6、HCO3HCl=NaClH2OCO2反响速度:NaHCO3Na2CO3与碱反响,Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOHNa2CO3NaOH不反响,2NaHCO3Ca(OH)2=CaCO3Na2CO32H2ONaHCO3NaOH=Na2CO3H2O与可溶性钙盐、钡盐反响,Na2CO3CaCl2=CaCO32NaClNa2CO3BaCl2=BaCO32NaCl,不反响相互转化,Na2CO3NaHCO3特别提醒(1)碳酸及碳酸盐的热稳定性可溶性碳酸盐(不包括铵盐)不溶性碳酸盐酸式碳酸盐碳酸。如常见的碳酸盐及碳酸的热稳定性如下:Na2CO3CaCO3NaHCO3Ca(HCO3)2H2CO3。
7、一价金属盐比二价金属盐稳定如:Na2CO3CaCO3,NaHCO3Ca(HCO3)2相同金属阳离子,正盐比酸式盐稳定如:Na2CO3NaHCO3,CaCO3Ca(HCO3)2(2)NaHCO3与Ca(OH)2反响,反响物的比例不同,反响不同当NaHCO3过量时2NaHCO3Ca(OH)2(少量)=CaCO32H2ONa2CO3当Ca(OH)2过量时NaHCO3Ca(OH)2(过量)=CaCO3NaOHH2O(3)Na2CO3与盐酸的反响滴加顺序,向Na2CO3溶液中逐滴参加稀盐酸,向稀盐酸中逐滴参加Na2CO3溶液反响现象,开始无气泡:当滴加到一定量时有气泡放出,开始就有气泡放出反响原理,Na
8、2CO3HCl=NaClNaHCO3NaHCO3HCl=NaClH2OCO2,Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2产气量,只有在盐酸相对Na2CO3溶液足量时,两种滴加方式产生的CO2才会相同,否那么,前一种滴加方式产生的CO2不如后者多。应用,稀盐酸和Na2CO3溶液的鉴别,参加试剂的次序不同,引起反响中反响物过量情况不同,因而产生的现象不同。4Na2CO3、NaHCO3的鉴别(1)热稳定性不同。分别加热少量的样品,假设发生分解反响,将产生的气体通入澄清的石灰水中,石灰水变浑浊的原试剂是NaHCO3,另一种试剂为Na2CO3。(2)与酸反响速率不同。分别取一定量的固体,参加等浓度等体
9、积的盐酸,反响较快的原试剂是NaHCO3,另一种试剂为Na2CO3。(3)阴离子不同。分别取其稀溶液,分别滴加BaCl2稀溶液,产生沉淀的原试剂为Na2CO3,另一种为NaHCO3。(4)溶液的碱性强弱不同。在其等浓度稀溶液中加酚酞试液,溶液呈红色的原试剂为Na2CO3,溶液为浅红色的是NaHCO3。(5)利用Na2CO3和NaHCO3溶液与稀盐酸反响的原理差异,鉴别NaHCO3和Na2CO3溶液。分别取少量溶液,分别逐滴参加盐酸,开始无气体逸出的为Na2CO3,开始即有气体逸出的为NaHCO3:HClNa2CO3=NaClNaHCO3,HClNaHCO3=NaClCO2H2O。5CO和HCO
10、的检验(1)当某溶液加盐酸放出无色、无味、使澄清石灰水变浑浊的气体,那么原溶液中含有CO或HCO。(2)假设需要进一步确证是CO还是HCO,需取原试液滴加BaCl2溶液,如有沉淀,那么含有CO:COBa2=BaCO3,假设没有沉淀,那么含有HCO。6物质的别离提纯(1)Na2CO3固体中混有少量NaHCO3:可用加热法除去。(2)NaHCO3溶液中混有少量的Na2CO3:可通入过量CO2,进行转化。饱和Na2CO3溶液中通入CO2,那么析出NaHCO3晶体,Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3。(3)Na2CO3溶液中的NaHCO3:可加适量的NaOH溶液进行转化。NaHCO3NaOH=N
11、a2CO3H2O。(4)CO2气体中的HCl:通入饱和NaHCO3溶液,NaHCO3HCl=NaClH2OCO2。(5)NaCl溶液中混有NaHCO3:向溶液中参加适量盐酸。7焰色反响中需要注意的问题(1)洗涤铂丝必须用稀HCl而不能用稀H2SO4,原因是硫酸盐的沸点高,不易挥发,而用盐酸洗涤可以使铂丝上的高沸点杂质转化为沸点相对较低的氯化物,从而在灼烧时容易挥发而除去。(2)焰色反响选用灯的颜色应是无色或浅色的,以免对物质的焰色产生干扰。(3)实验室假设无铂丝,可用无锈的洁净铁丝代替。(4)观察钾的火焰时,要通过蓝色钴玻璃,因为钾中常有微量的钠黄色火焰会掩盖紫色火焰,透过蓝色钴玻璃可以滤去黄
12、光。特别提醒焰色反响呈黄色,一定含Na元素,也可能含K元素,需透过蓝色钴玻璃进一步检证。重难点二、铝的重要化合物1Al3、Al(OH)3、AlO相互转化的关系:(1)典型反响Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2OAl(OH)3+3H+=3H2O+Al3+AlO2-+H2O+H+=Al(OH)3AlO2-+4H+=Al3+2H2OAl3+3OH-=Al(OH)3Al3+4OH-=AlO2-+2H2O(2)制取Al(OH)3的方法Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH+AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO3AlOAl36H2O=4Al(OH)3注意Al(OH)3不溶于氨水和碳酸
13、,制备时一般不选用强碱或强酸2Al3、Al(OH)3、AlO相互转化的图象分析(1)如以下列图所示,向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量:Al3+3OH-=Al(OH)3Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O现象:白色胶状沉淀逐渐增多至最大值(A点),继续滴加NaOH溶液,沉淀逐渐溶解,最后完全消失。(2)如以下列图所示,向AlCl3溶液中,滴加氨水直至过量:Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH现象:白色沉淀逐渐增多达最大值(A点),继续滴加NH3H2O,沉淀量不变。(3)如下列图,向NaAlO2溶液中滴加盐酸直到过量:AlO2-+H+H2O=Al(OH)3,Al(OH)
14、3+3H+=Al3+3H2O现象:白色沉淀逐渐增多达最大值(A点),继续滴加盐酸溶液,沉淀逐渐溶解,最后完全消失。(4)如下列图,向NaAlO2溶液中通入足量CO2:2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3+CO32-CO+CO2+H2O=2H CO32-现象:白色沉淀逐渐增多达最大值(A点),继续通入CO2,沉淀量不增减。(5)如下列图,向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合溶液中滴加NaOH直至过量:H+OH-=H2OMg2+2OH-=Mg(OH)2Al3+3OH-=Al(OH)3Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O现象:开始时无沉淀,接着产生沉淀,逐渐增多直至达最大值(A点
15、),继续滴加NaOH溶液,沉淀量减小至E,继续滴加NaOH溶液,沉淀量无变化。3铝盐和强碱溶液作用生成Al(OH)3沉淀的计算反响关系如下:Al3+3OH-=Al(OH)3(生成沉淀)Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O(沉淀溶解)Al3+4OH-= AlO2-+2H2O(沉淀生成,又恰好完全溶解)分析以上三个反响关系式,所得 Al(OH)3沉淀的物质的量与n(Al3+)、n(OH-)的关系为:重难点三、铁的重要化合物1Fe(OH)2的制备(1)实验的本卷须知 :教材中有关Fe(OH)2的制备方法,实际上只能观察到瞬间的Fe(OH)2白色沉淀(几乎分辨不出来)。要想较长时间观察到白色沉
16、淀的生成,关键是怎样降低反响体系中氧气的存在量和操作过程中氧气的引入量。常采用的方法有:采用新制备的纯亚铁盐溶液(Fe2易被空气中的氧气氧化成Fe3);NaOH溶液要先加热煮沸,以除去溶解的O2;将吸有NaOH溶液的胶头滴管插入新制备的FeSO4溶液的液面以下,再缓慢挤出NaOH溶液;在亚铁盐溶液液面上加隔氧剂(如参加苯等密度比水小,而又不溶于水的有机溶剂)。(2)实验创新方案1:装置如下列图。在试管中参加适量的5%FeSO4溶液,并覆盖一层苯,再用长滴管注入不含O2的1 molL-1的NaOH溶液。由于苯的液封作用,防止了生成的Fe(OH)2被氧化,因而可较长时间观察到白色Fe(OH)2沉淀
17、。方案2:装置如以下列图所示。实验时,先翻开活塞K,再将分液漏斗的旋塞翻开,稀H2SO4与铁粉作用,用产生的H2排出装置中的空气;然后关闭K,使生成的H2将试管中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中,那么可较长时间观察到生成的白色的Fe(OH)2沉淀。假设拔去广口瓶上的橡皮塞,那么白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。2Fe、Fe2、Fe3之间的转化关系(1)Fe只有复原性FeFe2(2价)Fe2H=Fe2H2FeSFeSFeFe3(3价)2Fe3Cl22FeCl3FeFe3O4(2)Fe2既有氧化性,又有复原性,以复原性为主。Fe2Fe34Fe2O24H=4Fe32H2O(Fe2空气中易被氧
18、化,配制其溶液加铁粉或铁钉,防止被氧化)(除去FeCl3中的FeCl2,可选Cl2或H2O2,H2O2为绿色氧化剂)5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O(区别Fe2和Fe3)Fe2FeZnFe2=Zn2Fe(3)Fe3只有氧化性。Fe3Fe22Fe3Fe=3Fe2(用铁除FeCl2中的FeCl3)2Fe32I=2Fe2I2Fe3Fe3Zn2Fe3=3Zn22FeyCOFexOyyCO2xFe2AlFe2O32FeAl2O33鉴别Fe2、Fe3的常用方法,Fe2,Fe3(1)察色法,浅绿色,棕黄色(2)加碱法,现象:白色沉淀灰绿色红褐色沉淀反响:Fe22OH=Fe(OH)2(白色)4Fe(
19、OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(红褐色),现象:红褐色沉淀反响:Fe33OH=Fe(OH)3(红褐色)(3)加盐(SCN法),现象:参加KSCN溶液无明显现象,再滴入氯水变成红色溶液反响:2Fe2Cl2=2Fe32ClFe33SCN=Fe(SCN)3(红色),现象:参加KSCN溶液,溶液变为红色反响:Fe33SCN=Fe(SCN)3(红色)特别提醒1.Fe3与SCN作用后的现象是红色溶液而不是红色沉淀,特别是书写离子方程式时不能用“符号。2其他方法:用KMnO4溶液检验:分别参加少量KMnO4溶液,振荡,能使KMnO4溶液褪色的是Fe2的溶液,不褪色的是Fe3的溶液。题型1 Al(OH
20、)3的制备【例1】用含少量镁的铝片制取纯洁的氢氧化铝,下述操作步骤中最恰当的组合是()加盐酸溶解;加烧碱溶液溶解;过滤;通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀;参加盐酸生成Al(OH)3沉淀;参加过量烧碱溶液生成Al(OH)3沉淀A.BCD.解析此题通过实际问题考查Al和Al(OH)3既能与酸反响,又能与强碱溶液反响的知识,在分析中要注意步骤,参加过量烧碱将使Al3转化为AlO,因此,不能得到Al(OH)3沉淀:Al(OH)3OH=AlO2H2O。这样就淘汰选项A和B;选项C、D两种方案都利用镁不溶于强碱溶液、而铝溶于强碱溶液的性质,通过、步骤经过滤除去杂质镁,然后利用偏铝酸是比碳酸还弱的酸的性
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- 几种重要的金属化合物 32 重要 金属 化合物 24 人教版 必修
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