高一化学学案必修一 第三章第二节几种重要的金属化合物1.docx
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高一化学学案必修一第三章第二节几种重要的金属化合物1
第三章第二节几种重要的金属化合物
第一课时钠的重要化合物
【学习目标】
知识与技能:
掌握Na2O、Na2O2的性质及用途;NaOH的性质及用途;Na2CO3、NaHCO3的性质及用途;
过程与方法:
利用表格对照的方法掌握各组物质之间的相似性质及不同点;采用实验探究法通过实验、观察、分析的过程进行启发式教学。
情感、态度与价值观:
通过介绍各种物质的化学性质,了解它们的用途,指出其在国民经济中的重要作用。
通过实验观察,体验变化过程中的奥秘,培养学习兴趣。
【知识回顾】
多数金属单质都可以转化为化合物。
含有金属元素的化合物的类别主要、
和。
钠元素是一种的金属元素,在自然界中都是以___态存在。
【教学过程】
一、氧化钠和过氧化钠
书写方程式:
氧化钙与水:
。
氧化钠与水:
。
[实验]
把水滴入盛有少量Na2O2固体的试管中,立即把带火星的木条放在试管口,现象;用手轻摸试管外壁,感觉,说明;向试管中溶液滴入酚酞溶液,现象。
推导:
Na2O2和CO2:
书写方程式:
Na2O2和H2O:
氧化钠和过氧化钠的比较
名称
氧化钠
过氧化钠
化学式
化合物类别
氧元素化合价
颜色状态
稳定性
是否电解质
生成条件
与水反应
与CO2反应
与SO2反应
与酸反应
是否碱性氧化物
特殊性质
转化关系
保存
用途
二、.氢氧化钠
物理性质:
NaOH是一种常见的,俗称、、。
固体NaOH放置在空气中容易吸收空气中的水蒸气而,容易吸收空气中的而变质。
化学性质:
具有碱的通性
书写方程式:
1、与酸反应:
NaOH+HCl
2、与酸性氧化物反应:
NaOH+CO2(不足)
NaOH+CO2(足量)
3、与正盐反应:
CuSO4+NaOH
4、与酸式盐反应:
NaHCO3+NaOH
保存:
要_______保存,要用_____塞的试剂瓶。
用途:
用于肥皂、石油、造纸、纺织、印染等工业。
三、碳酸钠和碳酸氢钠
名称
碳酸钠(碳酸钠晶体)
碳酸氢钠
化学式
俗名
色、态
水溶性
热稳定性
方程式
热稳定性:
>
与NaOH反应
与酸反应
离子方程式
比快
水溶液碱性
同浓度:
>
用途
制玻璃、造纸制皂、洗涤剂
发酵粉、干粉灭火剂、治胃酸
[思考与交流]
1、Na2CO3和NaHCO3分别与Ca(OH)2反应的化学方程式?
(从反应物相对量的多少考虑)
2、向NaOH溶液中通入CO2至过量,写出反应的化学方程式和离子方程式。
[讨论]
(1)鉴别碳酸钠与碳酸氢钠固体,写出加入试剂和反应化学方程式。
①;
②。
(2)鉴别碳酸钠与碳酸氢钠溶液,写出加入试剂和化学方程式。
①;
②;
③。
(3)碳酸钠与碳酸氢钠溶液如何相互转变?
①Na2CO3NaHCO3;
②NaHCO3Na2CO3。
应用:
除去括号内的杂质,
A:
Na2CO3溶液(NaHCO3);B:
NaHCO3溶液(Na2CO3);C:
Na2CO3(NaHCO3)固体混合物。
A:
_______________B:
____________________C:
____________________
(4)向饱和Na2CO3溶液中通入CO2气体会析出白色晶体,原因是,化学方程式为。
三、焰色反应
1.定义:
很多或它们的在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色,这在化学上叫。
2.实验步骤:
(1)将铂丝(或光洁无锈的)放在酒精灯(最好用煤气灯)里灼烧,至与原来的火焰颜色时为止。
(2)用铂丝蘸取Na2CO3溶液,在外焰上灼烧,观察火焰颜色为色。
(3)将铂丝(或铁丝)用洗净后,在外焰上灼烧至没有颜色时,再蘸取K2CO3溶液作同样的实验,此时要透过观察。
3.应用
[目标检测]A组
1.欲除去小苏打溶液中的苏打杂质,加入的物质最适宜的是
A.通CO2B.加HClC.加CaCl2后过滤D.加Ca(OH)2后过滤
2.对2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2下列说法正确的是
A.是氧化还原反应,Na2O2是氧化剂,CO2是还原剂
B.是氧化还原反应,CO2是氧化剂,Na2O2是还原剂
C.不是氧化还原反应,是碱性氧化和酸性氧化物反应
D.是氧化还原反应,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
3.下列关于Na2O与Na2O2的说法中,不正确的是
A.Na2O2比Na2O稳定B.均与水反应生成NaOH,因而均是碱性氧化物
C.Na2O能被氧化成Na2O2D.均可与H2OCO2SO2反应
4.下列叙述中不正确的是
A.热稳定性:
Na2CO3比NaHCO3稳定
B.溶解性:
Na2CO3比NaHCO3易溶于水
C.相同质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应,NaHCO3放出CO2多
D.相同物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液分别与同浓度的盐酸反应,产生气体的速率是Na2CO3大
5.把agNa2O和bgNa2O2分别加入等质量的水中(水为足量),结果得到同质量分数的溶液,由此判断a与b的关系为
A.a=bB.a
6.下列化合物与小苏打溶液反应,没有气体或沉淀生成的是
A.NaOHB.HClC.Ca(OH)2D.Na2O2
7.不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是
A.分别加热这两种固体物质,并将生成的气体通人澄清的石灰水中
B.分别在这两种物质的溶液中,加入CaCl2溶液
C.分别在这两种固体中,加入同浓度的稀盐酸
D.分别在这两种物质的溶液中,加入少量澄清的石灰水
8.下列物质露置在空气中,质量会减轻的是
A.NaOHB.Na2O2C.Na2OD.Na2CO3·10H2O
B组
9.把2.1g的CO与H2组成的混合气体与足量的O2充分燃烧后,立即通入足量的Na2O2固体中,固体的质量增加
A.2.1gB.3.6gC.7.2gD.无法确定
10.在一定温度下,向饱和的烧碱溶液中放入一定量的过氧化钠,充分反应后恢复到原温,下列说法正确的是
A.溶液中Na+浓度增大,有O2放出B.溶液的OH-浓度不变,有H2放出
C.溶液中Na+数目减少,有O2放出D.OH-浓度增大,有O2放出
11.Na2O2与足量NaHCO3混合后,在密闭容器中充分加热,排除气体物质后冷却,残留的是
A.Na2CO3和Na2O2B.只有Na2CO3C.Na2CO3和NaOHD.Na2O和NaHCO3
12.有甲、乙、丙三瓶等体积等物质的量浓度的NaOH溶液,若将甲蒸发掉一半水分,在乙中通入少量的CO2,丙不变,然后分别向甲、乙、丙三瓶中加入同浓度的盐酸,完全反应后所需盐酸溶液的体积是
A.甲=丙>乙 B.丙>乙>甲 C.乙>甲=丙 D.甲=乙=丙
13.NaHCO3和NaOH的混合物12.4g加热蒸干以后得到固体10g,则二者的物质的量之比
A.大于1:
1B.等于1:
1C.小于1:
1D.等于1:
2
14.A、B、C、D、E五种物质的焰色反应都显黄色,A、B与水反应都有气体放出,A与水的反应放出的气体具有氧化性,同时都生成溶液C,C与适量的CO2反应生成D,D溶液与过量的CO2反应生成E,E加热能变成D。
写出A~E的化学式:
A、B、C、D、E。
15.13.7gNa2CO3和NaHCO3的混合物,加热一段时间后,质量变为10.6g,求原混合物中Na2CO3和NaHCO3的物质的量。
实验次数
称取样品的质量/g
所加Ba(OH)2溶液的体积/L
测得生成沉淀质量/g
1
0.858
0.5
1.379
2
1.716
0.5
3
2.574
0.5
4.137
4
3.432
0.5
5.516
5
4.290
0.5
5.516
6
5.148
0.5
5.516
16.用沉淀法测定NaHCO3和K2CO3混合物的组成。
实验过程中每次称取一定质量的样品溶于水制成溶液,向其中滴加相同浓度的Ba(OH)2溶液,每次实验均充分反应。
实验记录见右表:
回答下列问题:
(1)第2次实验中产生沉淀质量是多少克,请将结果填在表格相应空格中。
(2)样品中NaHCO3和K2CO3的物质的量之比是_________。
参考答案
【知识回顾】氧化物碱盐很活泼化合
【教学过程】CaO+H2O==Ca(OH)2Na2O+H2O==2NaOH
[实验]木条复燃发热反应放热溶液变红
2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
名称
氧化钠
过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
化合物类别
离子化合物
氧元素化合价
-2
-1
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
稳定性
不稳定
稳定
电解质
是
生成条件
常温
加热
与水反应
Na2O+H2O=2NaOH
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
与CO2
Na2O+CO2=Na2CO3
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
与SO2
Na2O+SO2=Na2SO3
Na2O2+SO2=Na2SO4
与酸反应
Na2O+2HCl=2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑
碱性氧化物
是
否
特殊性质
无
———
△
强氧化性漂白性
转化关系
2Na2O+O2====2Na2O2
保存
密闭隔绝空气和水
用途
———
强氧化剂漂白剂制氧剂
二.强碱烧碱、苛性钠、火碱潮解二氧化碳
1、NaOH+HCl==NaCl+H2O
2NaOH+CO2(不足)==Na2CO3+H2ONaOH+CO2(足量)==NaHCO3
CuSO4+2NaOH==Na2SO4+Cu(OH)2↓NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O
密封橡胶
三、
名称
碳酸钠(碳酸钠晶体)
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3(Na2CO3·10H2O)
NaHCO3
俗名
苏打纯碱
小苏打
色、态
白色粉末(无色晶体)
白色细小晶体
水溶性
易溶于水
可溶于水
热稳定性
方程式
△
热稳定性:
Na2CO3>NaHCO3
————
2NaHCO3===Na2CO3+H2O+CO2↑
与NaOH反应
——
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
与酸反应
离子方程式
NaHCO3比Na2CO3放氢气快
CO32-+H+=HCO3-
HCO3-+H+=H2O+CO2↑
HCO3-+H+==H2O+CO2↑
水溶液碱性
同浓度Na2CO3>NaHCO3
[思考与交流]
1、Na2CO3+Ca(OH)2==2NaOH+CaCO3↓
NaHCO3(少)+Ca(OH)2==NaOH+CaCO3↓+H2O
2NaHCO3(足)+Ca(OH)2==Na2CO3+CaCO3↓+2H2O
2、2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O2OH-+CO2=CO32-+H2O
△
Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3CO32-+H2O+CO2=2HCO3-
[讨论]①加热NaHCO3并将生成气体通入澄清石灰水2NaHCO3==Na2CO3+H2O+CO2↑
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2ONa2CO3无此反应
②滴加盐酸Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑生成气体慢、少
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑生成气体快、多
(2)①滴加CaCl2或BaCl2Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓NaHCO3无此反应
②滴加盐酸Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑产生气体慢
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑产生气体快
③用pH试纸检验溶液碱性强弱Na3CO3溶液碱性比NaHCO3溶液碱性强
(3)①Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3②NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
应用:
A、滴加NaOHB、通入过量CO2C、固体加热
(4)生成的NaHCO3质量大于Na2CO3的质量,且溶剂量又减少,NaHCO3溶解度比
Na2CO3小Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
三.1.金属化合物焰色反应
2.
(1)铁丝火焰相同
(2)黄(3)盐酸蓝色钴玻璃
目标检测A、B组
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A
D
B
D
B
A
D
D
A
C
B
D
A
14.A:
Na2O2B:
NaC:
NaOHD:
Na2CO3E:
NaHCO3
15.Na2CO3:
0.05molNaHCO3:
0.1mol
16.
(1)2.758g
(2)2:
5
第二课时铝的重要化合物
【学习目标】
知识与技能:
了解氧化铝和氢氧化铝的两性,了解氢氧化铝的制备。
过程与方法:
在学习氧化铝和氢氧化铝的性质过程中,培养学生观察实验现象的能力以及实验设计能力。
情感态度价值观:
通过金属铝的发现史,体会科学技术在社会生活中所起的重大作用,激发学习热情,培养社会责任感。
【知识回顾】
1.Fe2O3、CuO、MgO、Na2O等能与盐酸反应生成和(填物质类别),这类氧化物叫碱性氧化物,CO2、SO2、SO3等能与NaOH溶液等酸反应生成和(填物质类别),这类氧化物叫酸性氧化物。
2.多数金属氢氧化物都可与反应,写出下列碱与盐酸反应的离子方程式。
NaOH,Cu(OH)2。
3.地壳中含量最多的元素是______,含量最多的金属元素是_____。
【探求新知】
一、氧化铝
1.物理性质:
Al2O3溶于水;熔点,可用来制造耐火材料;Al2O3也很坚固,覆盖在铝制品表面极薄的一层就能有效地保护内层金属;Al2O3的一种晶型—刚玉,其硬度仅次于金刚石。
2.化学性质:
可溶于HCl溶液和NaOH溶液中,写出下列反应的化学方程式,并改成离子方程式。
Al2O3和HCl,
Al2O3和NaOH,
结论:
Al2O3既可以与酸反应生成盐和水,又可以与碱反应生成盐和水,因此Al2O3是_____氧化物。
3.用途:
Al2O3是冶炼铝的原料;一种很好的耐火材料,可用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等;蓝宝石和红宝石是混有不同颜色氧化物杂质的刚玉。
二、氢氧化铝
[实验探究]
①在试管里加入10mL0.5mol/LAl2(SO4)3溶液,滴加氢氧化钠溶液,现象为。
如果把氢氧化钠溶液换成氨水重复上述实验,现象为。
②将①中产生的沉淀分装在两个试管中,向一支试管中滴加2mol/L盐酸,向另一支试管中滴加2mol/LNaOH溶液。
边加边振荡,现象为。
[归纳总结]
氢氧化铝的性质
1.物理性质:
氢氧化铝是一种色状物质;溶于水。
2.化学性质:
①受热分解:
____________________________________
②与盐酸反应的化学方程式:
。
离子方程式:
。
③与NaOH等强碱溶液反应的化学方程式:
。
离子方程式:
。
氢氧化铝是一种既能与反应生成盐和水,又能与反应生成盐和水的氧化物,为氢氧化物。
H++AlO2-+H2O
Al(OH)3
Al3++3OH-
酸式电离碱式电离
原因:
[思考与交流]
①.实验室用铝盐和氨水或NaOH均可以制取Al(OH)3,比较而言哪一种方法好?
为什么?
②.能否用Al2O3与水直接反应制取Al(OH)3?
(填能与不能)
如果不能请你设计用Al2O3制取Al(OH)3的实验方案并且写出反应的化学方程式。
、。
③.实验室用偏铝酸盐和盐酸或CO2均可制取Al(OH)3,写出这两个方程式,并比较哪一种方法好?
为什么?
_____________________________________________________________________________
___________________。
[知识扩展]向NaAlO2溶液通入过量CO2制取Al(OH)3过程中,共发生几个化学反应?
_____________________________。
3.用途:
①Al(OH)3能凝聚水中的,并能吸附,因此Al(OH)3可作净水剂。
②Al(OH)3医用上可以
【课堂小结】思考并完成①-⑨步转化的离子方程式。
图像问题
①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直到过量,
现象为:
离子方程式为
试在右边画出生成的沉淀量Y与加入试剂的量X的关系(下同)。
②向等物质的量MgCl2和AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量,
现象为:
离子方程式为
试在右边画出图像
③向等物质的量HCl、MgCl2和AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直到过量,
现象为:
离子方程式为
试在右边画出图像
④向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液直到过量,
试在右边画出图像
⑤向NaAlO2溶液中滴加盐酸直到过量,
现象为:
离子方程式为
试在右边画出图像
⑥向等物质的量NaOH和NaAlO2溶液中滴加盐酸直到过量,
现象为:
离子方程式为
试在右边画出图像
⑦向盐酸中滴加NaAlO2溶液直到过量,
三、硫酸铝钾[KAl(SO4)2]
写出其在水溶液中电离方程式:
硫酸铝钾常以十二水合物晶体的形式存在,化学式_______________,俗名,无色晶体,易溶于水,可用作净水,净水原理_________________________________。
【目标检测】
A组
1.下列关于氧化物的说法,正确的是
A.金属氧化物一定是碱性氧化物B.碱性氧化物一定是金属氧化物
C.非金属氧化物一定是酸性氧化物D.碱性氧化物都能和水反应生成相应的碱
2.下列既能跟盐酸反应,又能跟氢氧化钠溶液反应的物质是
①Al2O3②MgO③NaHCO3④Al(OH)3
A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④
3.向硫酸铝溶液中滴加下列试剂,有沉淀产生,且沉淀不会因加入试剂过量而消失的是
A.NaOHB.NH3·H2OC.NaClD.BaCl2
4.下列方法不能够生成Al(OH)3的是
A.向AlCl3溶液中滴加Ba(OH)2溶液B.向AlCl3溶液中滴加氨水
C..向NaAlO2溶液中通入CO2D.向NaAlO2溶液中滴加过量的HCl
5.把23g金属钠投入到100mL0.5mol/L的氯化铝溶液中,下列叙述正确的是
A.析出金属铝B.产生白色沉淀C.产生红褐色沉淀D.产生无色气体
6.镁、铝、铜三种金属粉末混合物,加入过量盐酸充分反应,过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液,再过滤,滤液中存在的离子有
A.Na+B.Al3+C.Cu2+D.
7.镁铝合金5.1g溶于300mL2mol/L的HCl,在标准状况下放出气体的体积为5.6L。
向反应后的溶液中加入足量氨水,产生沉淀的质量为
A..5.1gB.10.2gC.13.6gD.15.3g
8.下列反应的离子方程式中,有错误的是
A.氢氧化铝和盐酸:
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
B.氧化铝溶于氢氧化钠:
Al2O3+2OH-=2AlO2-+2H2O
C.铁溶于稀硫酸:
Fe+2H+=Fe2++H2↑
D.氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液:
Al(OH)3+3OH-==AlO2-+3H2O
9.在明矾[(KAl(SO4)2)]溶液中滴入Ba(OH)2溶液,当硫酸根离子恰好完全沉淀时,铝元素的存在形式为
A.一部分为Al(OH)3,一部分为Al3+B.全部为Al(OH)3
C.一部分为Al(OH)3,一部分为AlO2-D.全部为AlO2-
10.将AlCl3溶液和NaOH溶液等体积混合,得到的沉淀物中铝元素的质量与溶液中所含铝元素的质量相等,则原AlCl3溶液和NaOH溶液的物质的量浓度之比可能是
A.1:
3B.2:
3C.1:
4D.2:
7
B组
11.amolAlCl3与bmolNaOH反应,试讨论在下列情况下生成的沉淀的物质的量。
(1)b≤3a时
(2)3a
(3)b≥4a时
12.下列六个图像中,横坐标表示向某溶液加入某物质的物质的量,总坐标表示为生成的沉淀的物质的量,请把下表中各反应的相应图像的序号填入表中。
溶液
加入物质
答案序号
饱和石灰水
通过量CO2
AlCl3溶液
滴加氨水
MgCl2、AlCl3溶液
逐滴加NaOH溶液至过量
AlCl3溶液
逐滴加NaOH溶液至过量
含少量HCl的AlCl3溶液
逐滴加NaOH溶液至过量
FeCl3溶液
逐滴加NaOH溶液至过量
13.某混合物A,含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化:
据此回答下列问题:
(1)I、II、III、IV四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是。
(2)根据上述框图反应关系,写出下
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