高一化学必修1第三章学案

孙华龙】 发表于 2015-09-25 15:11:00 点击: 【字体: 收藏

第三章 金属及其化合物

第一节 金属的化学性质(第一课时)

“没有金刚钻,别揽瓷器活”。这个谚语强调了工具的重要性。其实,这句话里还有另一层意思,那就是材料的重要性。 “新材料”的发现和使用伴随着人类的文明进程。陶器距今已有11700多年的悠久历史,作为第一种人造材料结束了人类的石器时代,使人类从蒙昧时代进入野蛮时代。在这个“野蛮”时代,人类发明了青铜,距今4800-4000年,相当于尧舜禹传说时代,青铜制造的农具促进了农业发展,而青铜制造的兵器把人类带进了冷兵器时代。铁器(最早的铁器属于春秋时代)的发明又把人类文明向前推进。至今,钢铁产量仍是衡量一个国家工业化水平和国防实力的标志之一;铝及合金的使用,使航空航天业得到空前发展;

【自主导学】

1、元素化合物知识的学习时,必须知道物质的结构决定        ,性质决定物质的        、存在、保存方法和制取方法。

2、元素在自然界有两种存在形态,分别为                    ;而金属在自然界主要以        

在地壳中含有很多元素,其中居前三位的是                         ;(“养闺女”)

3、金属单质在结构上都相似,所以金属都具有一些共同的物理性质,如不透明、有           

           、易          和良好的              

4、金属单质都是由金属元素组成,而金属元素最外层电子数少,都易        电子,所以金属单质具有化学共性,如都具有            性。

5、写出课本图32中反应的化学方程式并指出反应类型,是离子反应的写出离子方程式;是氧化还原反应的指出氧化剂、还原剂;

 

铝丝与硫酸铜溶液反应

镁条燃烧

铜丝与硝酸银溶液反应

镁条与稀盐酸反应

化学方程式

 

 

 

 

基本反应类型

 

 

 

 

离子方程式

 

 

 

 

氧化剂

还原剂

 

 

 

 

【知识点】

1、金属单质的化学共性:

①与非金属单质反应(氧气和氯气等);②与酸溶液反应(活泼金属);③与一些盐溶液反应;

2、金属钠(Na)是11号元素,原子结构示意图为              ,可知钠很容易失去    电子而达到稳定结构,所以钠有很强的还原性(活泼)。

①钠的物理性质:银白色有金属光泽质软密度小0.97g/cm3),比水的密度小,比煤油密度大,钠的熔点97.81,沸点是882.9℃。

②钠的化学性质:

Ⅰ、与非金属单质的反应

与氧气:  在常温时4Na+O22Na2O (白色固体)

          在点燃时2Na+O2=Na2O2 (淡黄色粉末)    钠在空气中点燃时,迅速熔化为一个闪亮的小球,发出黄色火焰,生成淡黄色粉末

与氯气:在点燃时2NaCl2=2Na Cl(白色固体)

Ⅱ、与酸溶液反应

与盐酸:  2Na+2HCl=2NaCl+H2   离子方程式:

Ⅲ、钠跟水的反应

(浮)

(熔)

(红)

(游)

(响)

 
在烧杯中加一些水,滴入几滴酚酞溶液,然后把一小块钠放入水中。观察到的现象及由现象得出的结论有:

1、钠浮在水面上(钠的密度比水小)

2、钠在水面上四处游动(有气体生成)

3、钠熔成一个闪亮的小球(钠与水反应放出热量,钠的熔点低)

4、发出嘶嘶的响声(生成了气体与空气混合受热发生轻微爆炸)

5、事先滴有酚酞试液的水变红(有碱生成)

反应方程式  2Na2H2O2NaOHH2  离子方程式:

氧化剂是          还原剂是           ;生成1molH2电子转移数为        mol

Ⅳ、钠与盐反应

1)与盐溶液反应
  将钠投入盐溶液中,钠先会和溶液中的水反应,生成的氢氧化钠如果能与盐反应则继续反应。

  如将钠投入硫酸铜溶液中:2Na2H2O2NaOHH2↑ 2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2

现象为:

2)与熔融盐反应

这类反应多数为置换反应,常见于金属冶炼工业中,如 4Na+TiCl4=4NaCl+Ti(条件为高温)

  Na+KCl=K+NaCl(条件为高温)★钠与熔融盐反应不能证明金属活动性的强弱

③钠的存在、保存、用途、制法

通电

 
钠元素在自然界是以化合态存在;钠保存在煤油中,剩余的钠必须放回原试剂瓶;钠是热和电的良导体,具有较好的导磁性,钾钠合金(液态)是原子堆导热剂,充有钠蒸汽的高压钠灯发出的黄光射程远,透雾能力强,用于大路和广场的照明;工业上主要以电解熔融的氯化钠,2NaCl==2Na + Cl2

【交流讨论】

1、钠与过量酸溶液反应时,反应情况如何?钠着火怎样灭火?

 

2、将钠加入FeCl3溶液反应、饱和氯化钠溶液中看到的现象及反应方程式?

 

3、钠长期放置在空气中如何变化?

银白色的钠    表面变暗  → 出现白色固体 → 表面生成溶液 → 白色块状固体 → 白色粉末

成分及原因:                                                                

【体验探究】

1、下列关于钠的性质叙述中,不正确的是(  )

A.切下一小块钠,投入水中,钠熔成小球,说明钠与水反应有热量放出

B.从钠能与水反应可推知钠也能与盐酸反应     C.钠在空气中燃烧生成氧化钠

D.切开一块钠,呈银白色,很快变暗,说明钠常温下能与氧气反应

2、2.3 g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体,由此判断其产物是(  )

A.只有Na2O                   B.只有Na2O2     C.Na2O和Na2O2              D.无法确定

3、一小块金属钠长时间置于空气中,可能有下列现象,这些现象出现的先后顺序是(  )

①变成白色粉末 ②变暗 ③变成白色固体 ④变成液体

A.①②③④        B.②③④①    C.②③①④               D.③②④①

4、将金属钠分别投入下列物质的稀水溶液中,能生成白色沉淀的是(  )

A.HCl                       B.K2SO4       C.MgCl2                  D.CuCl2

第一节 金属的化学性质(第二课时)


(1)钠与水反应的离子方程式为_____________________________________________。

(2)实验中钠块熔化为闪亮的小球说明______________________________________;向烧杯中的溶液中滴加______________,溶液变红,说明钠与水反应生成碱性物质。

(3)如果实验前加入反应管内水的体积为a mL,欲使水最终全部被排出,则所取金属钠的质量至少为________ g(设当时实验条件下气体摩尔体积为V mL/mol)。

2、氧化膜中,有的氧化膜        ,不能保护内层金属,如铁表面的         ;有的氧化膜      ,可以保护内层金属不被继续氧化,如          等表面的氧化膜。

3、铁与水蒸气的反应现象为:加热时试管内铁粉           ,点燃肥皂泡可听到          。反应的化学方程式为                                 

【知识点】

1、铝(Al)是13号元素,原子结构示意图为           ,可知Al易失去     电子而达到稳定结构,

所以铝有强的还原性(活泼)。

①铝的物理性质:银白色有金属光泽,熔点660.4℃,沸点2467℃,密度2.70克/厘米3,很轻,约为铁的1/4。它的硬度比较小,具有良好的延展性,它还有良好的导电导热性。

②铝的化学性质

 
Ⅰ、与非金属单质反应

与氧气反应:4Al + 3O2 ==2 Al2O3

 
现象:(未)打磨的铝箔加热,铝箔都卷缩、变暗失去光泽,熔化不落下。

与氯气反应:2Al + 3Cl2 ==2 AlCl3

Ⅱ、与酸溶液的反应

与稀盐酸、稀硫酸的反应:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑      2Al+3H2SO4(稀)=Al2(SO4)3+3H2

离子方程式为:

现象:有气泡产生,铝不断减少,放出大量的热。

Ⅲ、与盐溶液的反应(活动性顺序表中排在Al后面的可溶性盐)

与硝酸银、硝酸汞溶液的反应:Al+3AgNO3=3Ag+Al(NO3)3  2Al+3Hg(NO3)2=3Hg+2Al(NO3)3

离子方程式为:

Ⅳ、与水,冷水不反应,与沸水发生微弱反应;2Al+6H2O==2Al(OH)3+3H2

Ⅴ、与碱溶液的反应

与氢氧化钠溶液的反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑  现象:有气泡产生,铝不断减少,放出大量的热。

离子方程式为:

③铝的存在、用途、制法

铝在自然界以化合态存在;可辗压成铝箔,常用来包装糖果、香烟。可拉成细丝,电力工业上用它制造电线、电缆、日常生活中用它制造炊具。它可以跟镁、铜、锌、锡、锰、铬、锆、硅等元素形成多种合金,广泛用作制造飞机、汽车、船舶、日常生活用品的材料,也用于建筑业制造门窗。工业上一般通过电解氧化铝的方法冶炼。

2、铁是一种活泼性中等强度的金属,主要化合价为+2+3价。

①物理性质:纯铁具有银白色金属光泽,质软,有良好的延展性、导电、导热性能;密度为7.86克/厘米3,熔点为1535℃,沸点为2750℃;

②铁的化学性质

Ⅰ、与非金属单质反应

点燃

 
与氧气:缓慢氧化 4Fe + 3O2==2Fe2O3(红棕色固体)

点燃

 
        剧烈燃烧3Fe + 2O2==Fe3O4(黑色固体)

与氯气:2Fe + 3Cl2==2FeCl3(棕色的烟)

Ⅱ、与酸溶液反应

与盐酸、稀硫酸反应:Fe + 2HCl == FeCl2 + H2  Fe + H2SO4 == FeSO4 + H2

现象:有气泡产生,变为绿色溶液。

离子方程式:

Ⅲ、与盐溶液反应

与硫酸铜溶液反应:Fe + CuSO4 == Cu + FeSO4,现象:红色固体析出,蓝色溶液变为绿色溶液;

离子方程式:

与硝酸银溶液反应:Fe +2 AgNO3 == 2Ag + Fe(NO3)2,现象:无色溶液变为绿色溶液,

离子方程式:

 
Ⅳ、与水的反应

铁在高温下与水反应:3Fe + 4H2O(g) == Fe3O4 + 4H2 现象:铁粉红热,吹出氢气泡,点燃有爆鸣声。

③铁的存在、用途、制法

铁在自然界主要以氧化物形式存在;主要用于生产生铁和钢材;铁常用焦炭、铁矿石和石灰石为原料制得。

【交流讨论】

1、铝是一种活泼金属,但铝制品为何能在空气中稳定存在?

 

2、铝化学性质的特点是什么?铁的特点呢?

 

【体验探究】

1、在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球,此时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在溶液质量相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间,如图所示。下列说法正确的是(  )

A.铝球表面有气泡产生,且有白色沉淀生成,杠杆不平衡

B.铝球表面有气泡产生,溶液澄清;铁球表面有红色物质析出,溶液蓝色变浅,杠杆右边下沉

C.反应后去掉两烧杯,杠杆仍平衡D.右边球上出现红色,左边溶液的c(OH)增大

2、在一个用铝制的易拉罐内充满CO2气体,然后往罐内注入足量的NaOH溶液,立即用胶布密封罐口。经过一段时间后,罐壁内凹而瘪,再过一段时间后,瘪了的罐壁重新鼓起来。

(1)罐壁内凹而瘪的原因是__________________________,离子方程式可能为______________________;

(2)罐再鼓起的原因是_____________________________,离子方程式可能为_______________________。

答案:(1)CO2被吸收而被外界大气压瘪

2OH+CO2===COeq \o\al(2,3)+H2O

(2)由于铝与碱反应生成H2,压强增大而重新鼓起

2Al+2OH+2H2O===2AlOeq \o\al(,2)+3H2

3、在一定条件下,用普通铁粉和水蒸气反应,可以得到铁的氧化物。该氧化物又可以经过此反应的逆反应,生成颗粒很细的铁粉,这种铁粉具有很高的反应活性,在空气中受撞击或受热时会燃烧,所以俗称引火铁。请分别用如图所示的两套仪器装置,制取上述铁的氧化物和引火铁。实验中必须使用普通铁粉和6 mol/L的盐酸,其他试剂自选(装置中必要的铁架①

填写下列空白:

(1)实验进行时,试管A中应加入的试剂是________;烧瓶 B的作用是________;烧瓶C的作用是________;在试管D中收集得到的是________。

(2)实验时,U形管G中应加入的试剂是________;长颈漏斗H中应加入________。

(3)两套装置中,在实验时需要加热的仪器是(填该仪器对应的字母)________。

(4)试管E中发生的反应的化学方程式是:_______________________________________________。

(5)为了安全,在E管中反应发生前,在F出口处必须______________________________________;

E管中反应开始后,在F的出口处应_________________________________________。

答案:(1)普通铁粉(铁粉) 作为水蒸气发生器(或用来产生水蒸气) 防止倒吸 氢气

(2)固体NaOH(或碱石灰、CaO等碱性固体干燥剂) 6 mol/L 盐酸

(3)A、B、E

(4)Fe3O4+4H23Fe+4H2O

(5)检验氢气的纯度 点燃氢气

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

物质的量用于化学方程式计算

因为化学方程式中的化学计量数比可表示参加反应粒子的数目比,根据n=N/NA,可知化学方程式中的化学计量数比应等于参加反应粒子的物质的量之比。

化学方程式计算的一般步骤:①正确写出反应的化学方程式且一定要配平;

②在化学式下面写出相应的化学计量数,表示该粒子的物质的量;

③把题目中已知物质的物理量数值转化为物质的量,并写在对应粒子的计量数下面,设要求物质的物质的量,并并写在对应粒子的计量数下面;

④列出比例式,解方程;再把物质的量转化为要求的物理量。

1、把6.5gZn放入足量盐酸中,锌完全反应。计算

16.5gZn的物质的量;(2)参加反应的HCl的物质的量;(3)生成H2的体积(标况)。

 

 

 

 

2、 (1)分别取W g钠、铁、铝与足量的盐酸反应,在相同条件下产生氢气的体积比是________。

(2)分别取0.1 mol钠、铁、铝与足量的盐酸反应,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,所需钠、铁、铝的质量比是________。

(4)若产生相同体积(同温同压)的氢气,所需钠、铁、铝三种金属的物质的量之比是________。

(5)分别取0.2 mol金属钠、铁、铝分别投入10 mL 1 mol/L 盐酸中,在标准状况下产生氢气体积大小的顺序是________________。

答案:(1)eq \f(1,23)eq \f(1,28)eq \f(1,9) (2)123 (3)23289 (4)632 (5)Na>FeAl

 

 

 

 

1、相同质量的铝分别与适量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生气体的体积比是(相同条件下)(    

A11                    B23                C32                  D12

2、铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相同时,反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为(  )

A.11              B.21      C.3∶1                  D.13

3、用打磨掉氧化膜的铝箔包装0.1 mol金属钠,用针扎出一些小孔,放入水中,完全反应后,用排水集气法收集产生的气体,则收集到的气体为(标准状况)(  )

A.O2和H2的混合气体           B.1.12 L H2      C.大于1.12 L H2        D.小于1.12 L气体

4、取金属Na、Mg、Al各0.1 mol,分别投入到均盛有100 mL 0.5 mol/L盐酸的烧杯中,充分反应后放出H2的体积(  )

A.一样多                        B.Na最多    C.Mg最多                   D.无法判断

5、将4.6 g金属钠投入到足量水中,得a g溶液;将4.8 g金属镁投入到足量盐酸中,得b g溶液,假设水的质量与盐酸的质量相等,则反应后两溶液的质量关系式为(  )

A.ab                     B.a>b      C.a<b                      D.无法判断

6、两种金属的混合物共15g,跟足量的盐酸反应时,恰好得到11.2L氢气(标况)。下列各组金属不可能构成上述条件的混合物的是

A.镁和银        B.铜和锌           C.铝和铁       D.镁和铁 

7、把CO2通入含NaOH0.8g的碱溶液中,将产物在减压条件下蒸干后,得固体1.37g,则通入CO2的质量是                                              

   A0.44g    B.0.66g    C0.88g    D.都不是

8、某溶液中含MgCl2AlCl30.01mol,向其中逐滴滴加1mol/LNaOH溶液至过量,下列关系图正确的是                         

0

0.01

0.02

50

V(NaOH)/mL

n(沉淀) /mol

0

0.01

0.02

20

V(NaOH)/mL

n(沉淀) /mol

50

 

 

 

 


0

0.01

0.02

30

40

V(NaOH)/mL

n(沉淀) /mol

0

0.01

0.02

50

60

V(NaOH)/mL

n(沉淀) /mol

            A                                   B

 

 

 

            C                                   D

9、向MgSO4Al2(SO4)3的混合溶液中, 逐滴加入NaOH溶液。下列图象中, 能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入NaOH溶液的体积, 纵坐标表示反应生成沉淀的质量)


eq \x(\a\al(氢氧化钠 化学纯(CP),500 g,品名:氢氧化钠,化学式:NaOH,相对分子质量:40))

文本框: 氢氧化钠 化学纯(CP)500 g品名:氢氧化钠化学式:NaOH相对分子质量:4010、如图是某学校实验室从化学试剂商店买回来的氢氧化钠试剂标签上的部分内容。某同学从该试剂瓶中取出24.0 g固体,配成1 L溶液,请计算:

(1)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度?

(2)从所得氢氧化钠溶液中取出200 mL于一烧杯中,投入足量的金属铝,完全反应后,产生的气体在标准状况下的体积?

答案(1)0.6 mol/L (2)4.032 L

 

11、现有镁铝铜合金1.2g,加入过量的盐酸中,在标准状况下放出氢气1.12L,反应后滤得沉淀0.2g。若将此合金放入过量的烧碱溶液中反应后,在标准状况下,大约能产生多少升氢气?

12、取100 mL的Na2CO3和Na2SO4混合溶液,加入适量Ba(OH)2溶液100 mL后,恰好完全反应,过滤、干燥后得到14.51 g白色沉淀和滤液(溶液体积为200 mL),再用过量稀硝酸处理沉淀,最后减少到4.66 g,并有气体放出。计算[第(3)问请写出计算过程]:

(1)原混合液中Na2SO4的物质的量浓度为________mol/L;

(2)产生的气体在标准状况下的体积为________L;

(3)过滤出沉淀后,计算所得滤液的物质的量浓度为多少?

13、将6 g的铁粉加入200 mLFe2(SO4)3CuSO4的混合溶液,充分反应得到200 mL0.5mol /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)Fe2(SO4)3溶液的物质的量浓度。

14、将3.9gMgAl合金溶于一定物质的量浓度的HCl溶液400mL中,刚好完全反应,经检测合金和盐酸都无剩余,再向反应后的溶液中加入1mol/LNaOH溶液后,生成沉淀,如果加入一定量的NaOH溶液后沉淀量最大时,溶液的总体积刚好为合金溶解时的体积的两倍,假设完全反应(不考虑体积变化),请求

1)生成的沉淀的最大值是多少?

2)原合金中Mg的质量百分含量(计算结果保留一位小数点)。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第二节 几种重要的金属氧化物    钠的重要化合物(第一课时)

苏打和小苏打作为生活中应用极为广泛的两种常见钠盐,你对它们了解多少?每逢重大节日,我们都会看到美丽的焰火,你知道是谁在唱主角吗?

1、碱性氧化物是指可与       反应生成盐和水的氧化物;如氧化钙、氧化钠、氧化镁、氧化铁、氧化铜等;碱性氧化物具有的化学性质一般有:可与酸性氧化物、酸反应;写出氧化钙与水、二氧化碳反应的化学方程式                                              ;氧化铜与稀硫酸反应的化学方程式及离子方程式                                                               

2、盐一般具有①与酸反应;如碳酸钙与稀盐酸反应离子方程式                                 

②与碱反应;如氯化镁溶液与氢氧化钠溶液反应反应离子方程式                                

③与盐反应;如硝酸银溶液与氯化钠溶液反应离子方程式                                    

④与金属单质反应;如硫酸铜溶液与铁反应反应离子方程式                                  

3、很多化学物质有俗名,写出物质的俗名或化学式:氧化钙            、氢氧化钙            

碳酸钙        、二氧化碳         、氢氧化钠         、碱石灰             铁锈          

明矾             、天然气          、灰锰氧            CuSO4·H2O              ……

【知识点】1、钠的氧化物—氧化钠与过氧化钠

名称

氧化钠

过氧化钠

化学式及氧

元素化合价

 

 

色、态

 

 

与水反应

 

 

 

 

 

与二氧化碳反应

 

 

 

 

 

与酸反应

 

 

 

是否是碱性氧化物

 

 

用途

 

 

2、钠的碳酸盐—碳酸钠与碳酸氢钠

名称

碳酸钠

碳酸氢钠

应用

化学式及构成离子

 

 

 

俗名

 

 

 

物理

性质

色、态

 

 

 

水溶性

 

 

 

水溶液的酸碱性

 

 

 

热稳定性

 

 

 

与酸液

 

 

 

 

与碱液

氢氧化

钠溶液

 

 

 

 

氢氧化

钙溶液

 

 

 

 

与盐

 

 

 

 

与二氧化碳

 

 

 

相互

转化

 

 

用途

 

 

 

3、钠离子、钾离子的检验——焰色反应

焰色反应:很多                               时都会使火焰呈现            。是一种     变化。操作步骤:①烧:将铂丝放在酒精灯外焰上灼烧,至与原来的火焰颜色相同为止;

②蘸:用铂丝蘸取待检物质或其溶液;

③烧:将蘸有待检物质的铂丝放在酒精灯外焰上灼烧,观察火焰颜色;

④洗:用稀盐酸将铂丝洗净;

钠的焰色反应是            ;钾的焰色反应是         ;(透过蓝色的钴玻璃)

【交流讨论】1、实验35:现象:滴入水后有大量       产生;气体使带火星的木条        ;试管外壁      ;向溶液里滴入酚酞溶液后,溶液      

2、科学探究1

步骤

1gNa2CO3

1gNaHCO3

①加1mL

白色粉末加水结块变成         

细小白色粉末加水      溶解;感受不到       变化

②加10mL

振荡时间长时可        

固体量       

③加1~2滴酚酞溶液

溶液变      (较深)

溶液变       

初步结论

加水先变成含结晶水的       ,溶液碱性比NaHCO3的强

加水      溶解,溶液碱性比Na2CO3的弱

 

 

现象

化学方程式

结论

Na2CO3

澄清石灰水     浑浊

 

 

NaHCO3

澄清石灰水     浑浊

 

 

【体验探究】

1、1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是(  )

A.Na2CO3     B.Na2O2 Na2CO3   C.NaOH Na2CO3         D.Na2O2 NaOH Na2CO3

2、 [双选题]有两个无标签的试剂瓶,分别装有Na2CO3和NaHCO3固体,有四位同学为鉴别它们采用以下不同方法,其中可行的是(  )

A.分别将它们配制成溶液,再加入澄清石灰水 B.分别将它们配制成溶液,再加入NaOH溶液

C.分别将它们配制成溶液,再加入CaCl2溶液 D.分别加热,再用石灰水检验是否有CO2产生

3、如何除去下列物质中含有的少量杂质?

(1)NaHCO3溶液中混有Na2CO3            (4) Na2CO3固体中混有NaHCO3

(2)NaCl溶液中混有NaHCO3             (5)Na2CO3溶液中混有NaHCO3

(3)CO2中的HCl

第二节 几种重要的金属氧化物    铝的重要化合物(第二课时)

铝是大自然赐予人类的宝物,但人们对它的认识经历了较为漫长的过程。在自然界,铝以稳定的化合态存在,如氧化铝,因而早期制备铝比较困难。19世纪中期,铝十分昂贵,甚至超过了当时黄金的价格。1886年,电解法制铝工艺的发明,使铝在生产、生活中的应用得以迅速普及。

【自主导学】

1、将少量稀盐酸滴加到盛有碳酸钙的U形管中,可观察到U形管中的脱脂棉剧烈燃烧。

(1)稀盐酸与碳酸钙反应的离子方程式是_________________________________。

(2)从脱脂棉的燃烧可以推出Na2O2与CO2反应的结论是a.________,b.________。

(3)Na2O2与CO2反应的化学方程式是_________________________________。

还原剂是________,氧化剂是________。

答案:(1)2HCaCO3===Ca2CO2H2O    (2)反应放出O2 反应放热

(3)2Na2O22CO2===2Na2CO3O2 Na2O2 Na2O2

2、酸性氧化物是指可与         反应生成盐和水的氧化物;如二氧化碳、二氧化硫、二氧化硅等;酸性氧化物具有的化学性质一般有:可与碱性氧化物、碱反应;写出二氧化碳与澄清石灰水反应的化学方程式                              、离子方程式                                 

3、两性氧化物是指既可与         有可与        反应生成盐和水的氧化物;如氧化铝等;

【知识点】

1、铝的氧化物—氧化铝(     

物理性质:一种白色、难溶于水、熔点高、很坚固,如覆盖在铝制品表面就能有效地保护内层金属。

化学性质:氧化铝是一种两性氧化物;

①与酸反应:与稀盐酸反应

            与稀硫酸反应

②与强碱反应:与氢氧化钠溶液反应

用途与存在:用来冶炼金属铝;可用来制造耐火坩埚、耐火管、耐高温的仪器;主要存在于铝土矿中

2、铝的氢氧化物—氢氧化铝(        

物理性质:一种白色、不溶于水的固体;

化学性质:

①不稳定性:受热分解

②与酸反应:与稀盐酸反应

与稀硫酸反应

③与强碱反应:与氢氧化钠溶液反应

实验室制取方法:一般利用铝盐与碱液反应制取—复分解反应

Al2(SO4)3溶液与NaOH溶液反应:现象

化学方程式:

离子方程式:

Al2(SO4)3溶液与氨水溶液反应:现象

化学方程式:

离子方程式:

用途:

【交流讨论】

1、为什么常用氨水与硫酸铝溶液反应制取氢氧化铝,而不用氢氧化钠溶液呢?

 

2、硫酸铝钾是由         不同的金属离子和        酸根离子组成的化合物即是一种复盐;在水中能电离出两种金属阳离子和酸根阴离子。KAl(SO4)2==

十二水合硫酸铝钾〔KAl(SO4)2·12H2O〕俗名明矾,为什么可以作净水剂?

 

 

【体验探究】

1.下列说法正确的是(  )

A.Al2O3难溶于水,不跟水反应,所以它不是Al(OH)3对应的氧化物

B.因为Al2O3是金属氧化物,所以它是碱性氧化物

C.Al2O3能跟所有的酸碱溶液反应         D.Al2O3能跟强的酸碱溶液反应

2.有关铝及其化合物的说法错误的是(  )

A.用于熔化烧碱的坩埚,可用Al2O3这种材料制成

B.铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝薄膜

C.氧化铝是一种难熔物质,是一种较好的耐火材料

D.氢氧化铝能中和胃酸,可用于制胃药

3.既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应的化合物是(  )

①Al(OH)3 ②Al2O3 ③Al ④NaHCO3    ⑤Mg(OH)2

A.①②③④              B.①②③④⑤     C.①②④                     D.①②④⑤

4.某些化学试剂可用于净水。水处理中使用的一种无机高分子凝聚剂的化学式可表示为〔Al2(OH)nClm·yH2O〕,式中m等于(   )

A.3—n         B.6—n     C.6+n        D.3+n

5.下列各组物质的水溶液不用试剂无法鉴别出来的是(    )

A.NaOH、AlCl3   B.CuSO4、BaCl2  C.NaAlO2、HCl  D.MgCl2、AlCl3

6.镁、铝混合粉末10.2 g溶于500 mL 4 mol/L盐酸中。若加入2 mol/L的氢氧化钠溶液,使得沉淀达到最大量,则需加入氢氧化钠溶液的体积为(  )

A.100 mL                        B.500 mL         C.1 000 mL                 D.1 500 mL

7.胃酸过多是常见的胃病。下面是甲、乙两种常见胃药的说明摘要。

甲:①白色结晶状粉末,可缓缓分解; ②能溶于水   ③遇酸及酸性药物则产生二氧化碳;

④胃酸过多患者服用多见胃胀气,甚至有引起胃溃疡穿孔的危险。

乙:①与胃酸作用是中和反应,作用缓慢而持久,可维持3~4小时。

②凝胶本身覆盖于溃疡面上,具有保护作用。 ③可溶于稀酸或氢氧化钠溶液中。

(1)请你推测,甲中含有的主要化学成分是________(填化学式);乙中含有的主要化学成分是________(填化学式)。

(2)试写出甲中含有的主要化学成分引起胃胀气反应的离子方程式:________ _______。

(3)试写出乙中含有的主要化学成分溶于NaOH溶液的离子方程式:________________。

答案:(1)NaHCO3 Al(OH)(2)HCOeq \o\al(,3)H===H2OCO2(3)Al(OH)3OH===AlOeq \o\al(,2)2H2O

8.铝土矿(主要成分为Al2O3,还有少量杂质)是提取铝的原料。提取铝的工艺流程如下:

(1)请用离子方程式表示以上工艺流程中第①步反应:

________________________________________________________________________。

(2)写出以上工艺流程中第③步反应的化学方程式:

________________________________________________________________________。

(3)若第①步加入的是盐酸,则发生反应的离子方程式为

________________________________________________________________________。

答案:(1)Al2O32OH===2AlOeq \o\al(,2)H2O

(2)NaAlO2CO22H2O===Al(OH)3NaHCO3

(3)Al2O36H===2Al33H2O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第二节 几种重要的金属氧化物    铁的重要化合物(第三课时)

铁元素是维持生命活动不可缺少的微量元素,虽然人体中通常只含有35克铁元素。但铁元素在人体中却发挥着重大作用。人体中的铁元素大部分存在于血红蛋白内,起着运输氧气、二氧化碳的作用,铁的化合物还在人体内发生的氧化还原反应中起传递电子的作用。人体缺铁会引起贫血等疾病。

【自主导学】

1、某混合物A中含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现下列所示的物质之间的转变

据此判断:

(1)固体B所含物质的化学式为________________。

(2)固体E所含物质的化学式为_______________。

(3)反应①的离子方程式为____________________。

答案(1)Al2O3 (2)(NH4)2SO4K2SO4    (3)Al33NH3·H2O===Al(OH)33NHeq \o\al(,4)

2、盐的一般通性主要有可与                    反应但必须符合复分解反应发生的条件和可与金属反应但必须符合一定条件。

【知识点】

1、铁的氧化物

 

氧化亚铁

氧化铁

四氧化三铁

化学式

 

 

 

铁元素化合价

 

 

 

俗称

 

 

 

色、态

 

 

 

水溶性

 

 

 

与酸反应

(如盐酸)

 

 

 

与还原剂反应

 

 

 

用途

 

 

 

2、铁的氢氧化物

 

氢氧化亚铁

氢氧化铁

化学式

 

 

铁元素化合价

 

 

物理

性质

色、态

 

 

水溶性

 

 

化学

性质

热稳定性

 

 

与酸溶液

 

 

 

与氧气

 

 

 

相互转化

 

制取

方法

 

 

 

3Fe2+盐和Fe3+

 

Fe2+

Fe3+

溶液的颜色

 

 

化学通性

 

 

与碱溶液

 

 

与金属

 

 

 

Cl2

氧化剂

 

 

相互转化

 

 

 

离子检验

 

 

 

 

【交流讨论】

1、金属氢氧化物的生成与受热分解有何规律?

①对于可溶性或微溶性的氢氧化物一般可由相应价态的            和水发生化合反应得到,但这些氢氧化物受热        分解;

②对于不溶性的氢氧化物受热      分解,生成相应价态的金属          和水,但这些氢氧化物一般不能由金属氧化物和水化合得到,只能有相应价态的可溶性盐与碱溶液反应得到;

2、怎样使制取氢氧化亚铁长期保持白色而不变?

使制取氢氧化亚铁长期保持白色而不变的关键是生成的氢氧化亚铁不能与氧气接触;

主要要做到:①反应试剂中要尽可能除氧气;②尽可能使生成的氢氧化亚铁不与空气接触;

【体验探究】

1.下列离子方程式正确的是(  )

A.铁跟FeCl3溶液反应:Fe+Fe3===2Fe2      B.Fe跟稀盐酸反应:2Fe+6H===2Fe3+3H2

C.FeCl2溶液跟Cl2反应:Fe2+Cl2===Fe3+2ClD.Fe(OH)3跟盐酸反应Fe(OH)3+3H===Fe3+3H2O

2.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是(  )

A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4

B. 铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2

C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加过量铁粉,然后过滤

D.Fe3与KSCN反应产生血红色沉淀

第三节 用途广泛的金属材料

材料发展的历史从生产力的侧面反映了人类社会发展的文明史,因此历史学家往往根据当时有代表性的材料,将人类社会划分为石器时代、青铜器时代和铁器时代。人们在大量烧制陶瓷的实践中,熟练地掌握了高温加热技术,利用这种技术来烧炼矿石,逐渐冶炼出铜及其合金青铜,这是人类社会最早出现的金属材料。

【自主导学】

1、某工程师为了从腐蚀废液中回收铜,并重新获得FeCl3溶液,准备采用下列步骤:

(1)请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。

____________,______________,____________,________ ____,____________,____________。

(2)请写出相关反应的化学方程式。

______________________,____________________,______________________,____________________。

2、合金是由一种金属跟其他一种或几种金属(或金属和非金属)一起          而成的具有        的物质。是一种          (混合物、纯净物)。合金具有许多优良的                            。如         大、         低等。化学性质是各成分的化学性质之和。

【知识点】

1、铜合金—我国使用最早的合金

 

青铜

黄铜

白铜

组成主要元素

CuSn

CuZn

CuNi

2、铁合金

         生铁(2%~4.3% 低碳钢(低于0.3%

铁合金        碳素钢    中碳钢(0.3%~0.6%

         钢 (普通钢)  高碳钢(高于0.6%

0.03%~2%) 合金钢:在碳素钢中适量加入一种或几种合金元素。

            (特种钢)

含碳量越低,钢的韧性越好;含碳量越高,钢的硬度越大;

【交流讨论】

1、原子反应堆的导热剂NaK合金在常温下为液体,而金属和在常温下为固体,这一现象说明了合金具有什么性质?

 

2、正确选择金属材料

主要要考虑主要用途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工难度、日常维护、对环境的影响等方面问题。

 

【体验探究】

1、我国人民早在商代就已掌握青铜(铜、锡、铅合金)冶铸技术。在商代首都——河南安阳,曾经出土多处炼铜遗址和大量青铜器件,其中有一件司母戊大鼎,高133 cm、长110 cm、宽78 cm,重875 kg,是迄今为止被发现的我国古代青铜器中最壮观的一件珍品。下列有关说法不正确的是(  )

A.铜是人类历史上使用最早的金属材料       B.青铜合金具有比铜单质更好的机械性能

C.青铜不易生锈是因为铜的性质不活泼       D.铜被最早使用是因为铜的性质不活泼,易冶炼

2、纯铁的熔点为1535,而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁合金)在1200左右就熔化了,这是因为(  )

A.铁的纯度越高,熔点越低            B.合金的熔点比其成分物质的熔点高

C.形成了铁碳合金,所以熔点变低      D.在高炉中熔化的过程发生了化学反应

3、下列说法正确的是(  )

A.所有的不锈钢都只含有金属元素           B.我国流通的硬币材质是金属单质

C.广东打捞出的明代沉船上存在大量铝质餐具 D.镁合金的硬度和强度均高于纯镁

4、钛和钛的合金被誉为21世纪最有发展前景的金属材料,它们具有很多优良的性能,如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、耐腐蚀等,尤其是钛合金与人体器官具有很好的生物相容性。根据它们的主要性能,下列用途不切合实际的是(  )

A.用来做保险丝   B.用于制造航天飞机 C.用来制造人造骨 D.用于家庭装修,做钛合金装饰门

5、合金与纯金属制成的金属材料相比,优点是(  )

①合金的硬度一般比它的各成分金属的大;   ②一般地,合金的熔点比它的各成分金属的低;

③改变原料的配比、改变生成合金的条件,可以得到具有不同性能的合金;

④合金比纯金属的导电性能更强;    ⑤合金比纯金属的应用范围更广泛。

A.①②③⑤      B.②③④   C.①②④                   D.①②④⑤

6、某合金与铁的物理性质的比较如下表所示:

 

熔点()

密度(g/cm3)

硬度(金刚石为10)

导电性(银为100)

某合金

2 500

3.00

7.4

2.3

1 535

7.86

4.5

17

还知该合金耐腐蚀、强度大。从以上性能看,该合金不适合做(  )

A.导线                     B.门窗框      C.炉具                      D.飞机外壳

7、把以下左栏列举的金属的用途与右栏列举的有关金属的性质用线连起来。

①金属可制成比纸还薄的金箔      a.导电性好

②生活中用铁锅做饭                       b.还原性强

③用铁回收照相定影液中的银         c.延展性好

④用铜制作印刷电路                       d.导热性好

⑤用铝合金做门窗框架                   e.强度、硬度大

⑥用铝做电线、电缆                       f.耐腐蚀

⑦用青铜、黄铜做雕像                    g.质软且轻

答案:①—c ②—d ③—b ④—a ⑤—ef ⑥—a ⑦—ef

8、铜是生命必需的元素,也是人类最早使用的金属之一,铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响,请完成(1)~(3)题。

(1)在化学反应中,铜元素可表现为0、+1、+2价。在西汉古籍中曾有记载:曾青得铁则化为铜[曾青(CuSO4)跟铁反应就生成铜]。试写出该反应的化学方程式:_________________________________。

(2)铜器表面有时会生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]。这层铜绿可用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的反应的化学方程式:______________________________________________________。

(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)_________________________________________。

答案:(1)CuSO4+Fe===FeSO4+Cu

(2)Cu2(OH)2CO3+4HCl===2CuCl2+CO2↑+3H2O

(3)铜的化学性质比较稳定,不易被腐蚀;铜的熔点低,容易冶炼铸造成型

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第二章金属及其化合物

写出下列反应的化学方程式(“离”就是还要写离子方程式,“现”就是还要写现象,)

1.钠在空气中缓慢氧化

2.钠在空气中剧烈燃烧                             现:

3.钠与水反应                                     离:

4.钠与稀盐酸反应

5.铝与氧气反应

6.铝与稀硫酸反应                                 离:

7.铝与氢氧化钠溶液反应                           离:

8.铁在纯氧气中燃烧

9.铁在氯气中燃烧

10.铁与稀盐酸反应                                离:

11.铁与硫酸铜溶液反应                            离:

12.铁与水蒸气反应                                氧化剂         还原剂      

13.过氧化钠与水反应                              氧化剂         还原剂      

14.过氧化钠与二氧化碳反应                        氧化剂         还原剂      

15.碳酸氢钠固体受热分解

16.碳酸钠溶液与稀盐酸反应                        离:

17.碳酸氢钠溶液与稀盐酸反应                      离:

18.碳酸氢钠溶液与氢氧化钠溶液反应                        离:

19.碳酸钠溶液与氯化钙溶液反应                            离:

20.碳酸钠溶液中通入二氧化碳气体                           离:

21.氧化铝与稀盐酸反应                                      离:

22.氧化铝与氢氧化钠溶液反应                                离:

23.氢氧化铝受热分解

24.氢氧化铝与稀盐酸反应                                    离:

25.氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应                              离:

26.氯化铝溶液与氢氧化钠溶液反应                            离:

27.氯化铝溶液与氨水溶液反应

28.氧化铁与稀盐酸反应                                     

29.一氧化碳在加热条件下与氧化铁反应                        氧化剂    还原剂      

30.氢氧化铁受热分解

31.氢氧化铁与稀盐酸反应                                    离:

32.氢氧化亚铁在潮湿的空气中变质                            

离:                                          氧化剂         还原剂        

33.氯化亚铁溶液与氢氧化钠溶液反应                          离:

34.氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应                            离:

35.锌与硫酸亚铁溶液反应                                    离:

36.氯化铁溶液与铁反应                              

离:                                          氧化剂         还原剂      

37.氯化铁溶液与铜反应

离:                                          氧化剂         还原剂      

38.氯化亚铁溶液中通入氯气

离:                                          氧化剂         还原剂      

39钠的焰色反应是           ,钾的焰色反应是             

40.Al3+离子的检验:加            溶液,有       沉淀,再加         溶液,          沉淀溶解;离:

41.Fe2+离子的检验:①加         溶液,有       沉淀→                      

②加         溶液,    现象,再通入       或加入       溶液,有           生成

42.Fe3+离子的检验:①加          溶液,有         沉淀

②加         溶液,有                生成。

 

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