钠镁铝铁铜及其化合物PPT课件.ppt

钠镁铝铁铜及其化合物 1 碱金属 一 钠1 钠的物理性质色态 硬度 密度 熔点 导电性和导热性 2 钠的化学性质在下列横线上填入相应的化学方程式 2 3钠的保存方法 4钠元素在自然界的存在形态 5钠的用途 钠的下列用途利用了钠的什么性质 1 钠和钾的合金是原子反应堆的导热剂 2 钠可用于制备钛 锆 铌 钽等金属 3 钠及其化合物 4 一 过氧化钠 Na2O2 过氧化钠是淡黄色的固体 能与水 二氧化碳反应 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 过氧化钠具有漂白性 日常中我们用来漂白织物 麦秆 羽毛等 它还可以作为呼吸面具和潜水艇里的供氧剂 5 二 氧化钠 Na2O 氧化钠是一种白色的固体 也能和水和二氧化碳反应 分别生成氢氧化钠和碳酸钠 Na2O H2O 2NaOH Na2O CO2 Na2CO3 6 Na2O2与Na2O的性质比较 淡黄色固体 白色固体 较稳定 Na2O 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 Na2O H2O 2NaOH Na2O2 Na2O CO2 NaCO3 不稳定 7 二 碳酸钠Na2CO3和碳酸氢钠NaHCO3 碳酸钠 Na2CO3 俗名纯碱或苏打 是白色粉末 碳酸钠的晶体含结晶水 化学式是Na2CO3 10H2O 在空气里碳酸钠晶体很容易失去结晶水变成碳酸钠 并渐渐碎裂成粉末 碳酸氢钠 NaHCO3 俗名小苏打 是一种细小的白色晶体 碳酸钠比碳酸氢钠容易溶解于水 碳酸钠和碳酸氢钠都能与盐酸反应放出二氧化碳 8 二 碳酸钠Na2CO3和碳酸氢钠NaHCO3 从实验可以看到 NaHCO3和Na2CO3能和稀盐酸反应 但NaHCO3与稀盐酸的反应要比Na2CO3与稀盐酸的反应剧烈得多 NaHCO3 HCl NaCl H2O CO2 Na2CO3 2HCl 2NaCl CO2 H2O 附 在泡沫灭火器中我们一般用的是NaHCO3 因为它放出二氧化碳又快又多 1 与盐酸的反应 9 Na2CO3和NaHCO3性质的比较 Na2CO3 NaHCO3 溶解度较大 产生气体速度比NaHCO3慢 不稳定加热易分解 发酵粉 药剂 有白色沉淀生成 稳定 玻璃 制皂 造纸 纺织 纯碱 苏打 白色粉末 小苏打 白色细小晶体 溶解度较小 产生气体速度较快 无现象 10 二 钠的重要化合物1 钠的氧化物填写下列表格 11 2 氢氧化钠写出氢氧化钠与符合下列要求的物质反应的化学方程式 各举一例 12 3 碳酸钠和碳酸氢钠填写下列表格 13 如何鉴别碳酸钠 碳酸氢钠 氯化钠 讨论 方案一 取三种固体少许 分别滴加稀盐酸 无气体产生者为氯化钠 有气体产生且速度快者为NaHCO3 另一种为Na2CO3 方案二 取三种物质少许配成溶液 分别滴加氯化钡 有沉淀的为Na2CO3 在剩下的两种溶液中滴加稀盐酸 有气体的为NaHCO3 14 讨论 将碳酸钠溶液逐滴滴入盐酸溶液和将盐酸溶液逐滴滴入碳酸钠溶液现象是否相同 为什么 当碳酸钠溶液逐滴滴入盐酸时 CO32 会和相当多的H 发生如下反应CO32 2H H2O CO2 从而很快就有气体生成 而把盐酸溶液逐滴加入到碳酸钠溶液中 此时H 的浓度很底 CO32 浓度高 首先发生的反应是CO32 2H HCO3 因此开始没有气体生成 只有CO32 全部转化为HCO3 后 才会因为发生HCO3 H H2O CO2 而产生气体 兼于此 尽管反应物相同 但由于其加入的方式不同将会有不同的现象 15 讨论 在一定温度下饱和的Na2CO3溶液中通入CO2气体 有何现象发生 为什么 碳酸钠溶液中CO2气体会发生如下反应Na2CO3 CO2 H2O 2NaHCO3前面刚学过碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度 当然指的是同一温度条件下 而且反应中还要用掉一部分水 所以生成的溶解度较底的2NaHCO3就会从溶液中析出 因此发生的现象应是有晶体析出 也可以说是有沉淀 此外 溶质的质量经过反应还增加了 即每有106gNa2CO3反应 将生成168gNaHCO3 16 碱金属元素性质的相似性 相似性 1 原子最外层均为1个电子 2 化合物中均显 1价 无气态氢化物 但能形成属离子化合物的氢化物如NaH 3 氧化物对应水化物为可溶性强碱 典型的活泼金属元素有强还原性 4 均呈银白色 铯略带金色光泽 质软 17 注意 1 碱金属位于周期表第IA族 但IA族不全是碱金属元素如H2 同一周期中 碱金属原子半径 除惰性气体外 最大 金属性最强 18 二 递变性 LiNaKRbCs 电子层数原子半径 离子 单质熔沸点单质密度 增大 增大 降低 增大 Na K反常 19 LiNaKRbCs 金属性还原性单质与水反应剧烈程度最高氧化物对应水化物碱性 Li Na K Rb Cs 递变性 LiOH NaOH KOH RbOH CsOH Li是最轻的金属 Cs是最强的金属 CsOH是最强的碱 20 三 碱金属中的特殊性 1 碱金属一般保存在煤油中 但Li的密度比煤油小 故保存在石蜡中 2 将Na K等放入CuSO4溶液中得不到金属Cu发生如下反应2Na CuSO4 2H2O Cu OH 2 Na2SO4 H2 3 工业上用电解熔融NaCl制Na 制K用Na KCl NaCl K 熔融 700 8000C 此反应符合热平衡移动原理 21 4 常见的钾盐 钠盐都易溶于水 但土壤里一些钾的矿物难溶于水 5 碱金属与水反应很快 但Li与水反应很慢 且LiOH属中强碱 溶解度小 22 思考 1 焰色反应是物理变化还是化学变化 2 做焰色反应时应注意哪些问题 焰色反应是碱金属元素表现的性质 是物理变化 火焰尽可能无色 铂丝要洗干净 一般是在化学方法无效时才使用 四 焰色反应 23 镁及其化合物 24 海水的综合利用可以制备金属镁 其流程如下图所示 25 镁的提取 工艺流程 贝壳 石灰 石灰乳 加入海水 氢氧化镁沉淀 加盐酸 蒸发结晶 MgCl2 6H2O MgCl2 电解 Mg 26 镁的提取有关化学反应 1 MgCl2 Ca OH 2 Mg OH 2 CaCl2 2 Mg OH 2 2HCl MgCl2 2H2O 3 MgCl2 Mg Cl2 27 金属镁的化学性质 1 与非金属反应2Mg O2 2MgO 白色固体 耀眼的白光 镁在空气中易与氧气反应 形成氧化膜 3Mg N2 Mg3N2Mg Cl2 MgCl2 28 金属镁的化学性质 2 与水反应 Mg 2H2O Mg OH 2 H2 镁与水反应时要除去表面的氧化膜 而且常温下不考虑与水的反应 29 金属镁的化学性质 3 与酸反应 Mg 2H Mg2 H2 30 金属镁的化学性质 4 与氧化物反应Mg能在CO2中燃烧 2Mg CO22MgO C 31 思考 1 同样质量的镁在空气中和在氧气中燃烧 得到的固体质量哪一个大 2 已知Mg3N2是黄绿色固体 极易与水反应 MgO和Mg OH 2都是白色固体 3 Mg在空气中燃烧有哪些物质生成 以何者为主 你是如何判断的 4 1molMg在干燥的空气中燃烧完全 生成物的质量40克 填 或 5 镁在空气中燃烧有时有白烟生成 下雨天更明显 何故 32 练习1 下列钠的化合物的用途 各利用了他们的什么性质 1 用碳酸氢钠 氧化镁 和碳酸钙制成的药片治疗胃酸过多 2 实验时若不慎将酸液洒落桌面上 可用碳酸氢钠处理 3 干粉灭火器里装有90 以上的碳酸氢钠用于灭火 2 等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与过量的盐酸反应 生成气体的体积比 消耗HCl的物质的量之比 33 4 除去下列物质中的杂质 括号中为杂质 请将相应的化学方程式填在横线上 1 NaHCO3溶液 Na2CO3 2 Na2CO3固体 NaHCO3 3 NaCl溶液 NaHCO3 34 5 关于Na2CO3与NaHCO3混合物中各成份质量分数的计算 例题 将某碳酸钠和碳酸氢钠的混合物2 74g加热到质量不再变化时 剩余物质量为2 12g 求 混合物中碳酸钠的质量分数 Na 23 0 C 12 0 O 16 0 H 1 00 35 解 设混合物中Na2CO3的质量分数为x 2NaHCO3 Na2CO3 CO2 H2O m2 84 0g62 0g2 74g 1 00 x 0 620gx 38 7 答 混合物碳酸钠的质量分数为38 7 36 从铝土矿到铝合金 从铝土矿中提取铝 地壳中金属元素的含量 Al Fe Ca Na 37 从铝土矿制备铝的工艺流程 铝士矿溶解 过滤 酸化过滤 灼烧 电解 铝 二氧化碳 NaOH溶液 38 除去杂质 从铝土矿制备铝的工艺流程 溶解 过滤 酸化 过滤 灼烧 电解 Al2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2O 偏铝酸钠 NaAlO2 CO2 2H2O Al OH 3 NaHCO3 保留氢氧化铝 2Al OH 3 Al2O3 3H2O 2Al2O34Al 3O2 工业炼铝法 39 铝的性质 取一段铝片 观察其表面的颜色 将铝片部分浸入4mol L 1氢氧化钠溶液中 静置一段时间后取出 观察颜色变化 上述实验现象说明了什么问题 观察与思考 40 铝和氢氧化钠溶液反应的实质 第一步 第二步 2Al 6H2O 2Al OH 3 3H2 Al OH 3 NaOH NaAlO2 2H2O 总方程式 2Al 2NaOH 6H2O 2NaAlO2 4H2O 3H2 41 探究实验一 将两段用砂纸打磨过的铝条分别放入两支洁净的试管中 再向试管中分别加入浓硝酸 浓硫酸各3mL 对比观察实验现象 实验现象 无现象 实验结论 钝化 42 探究实验二 将两段用砂纸打磨过的铝条分别放入两支洁净的试管中 再向试管中分别加入6mol L 1盐酸 6mol L 1氢氧化钠溶液各3mL 对比观察实验现象 实验现象 铝条溶解 产生气泡 实验结论 43 1 铝桶能否盛放稀盐酸 稀硫酸 2 铝桶能否盛放浓盐酸 浓硫酸 为什么 讨论 Al片打磨后分别浸入浓硝酸 浓硫酸 6mol L的稀盐酸 6mol L的稀硫酸中 观察现象 观察与思考 无气泡产生 表面钝化 无气泡产生 表面钝化 有气泡产生 有气泡产生 44 铝热反应 工业上常用铝粉来还原一些金属氧化物 铝热剂 铝粉和某些金属氧化物 Fe2O3 FeO Fe3O4 V2O5 Cr2O3 MnO2 组成的混合物 46 Al2O3 两性氧化物 既可以与酸反应又可以与碱反应生成盐和水的氧化物 1 与酸反应Al2O3 3H2SO4 2Al2 SO4 3 3H2OAl2O3 6H 2Al3 3H2O 2 与碱反应Al2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2OAl2O3 2OH 2AlO2 H2O 47 拓展视野 1 咸菜不宜久存于铝制品中 氯离子会破坏氧化膜结构 2 氯化铝和偏铝酸钠溶液不能共存AlCl3 3NaAlO2 6H2O 4Al OH 3 3NaCl 48 知识网络 49 习题练习 1 从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反应中 属于氧化还原反应的是 A 铝土矿溶于NaOH溶液中B 偏铝酸钠溶液的酸化C 灼烧氢氧化铝固体D 电解熔融的氧化铝 D 50 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等时 反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为 A 1 1B 2 1C 3 1D1 3 习题练习 C P书68页 51 3 用铝热法从下列氧化物中还原出物质的量相同的金属所消耗的铝最少的是 A Fe3O4B MnO2C V2O5D Cr2O3 A 习题练习 52 4 铝和铍的性质十分相似 下列关于铍的性质推断不正确的是 A 铍能与盐酸或氢氧化钠反应B 氢氧化铍可溶于水C 氧化铍能与盐酸或氢氧化钠反应D 氧化铍的化学式为Be2O3 B D 习题练习 53 1 用于飞机制造业的重要材料的是 A Mg Al合金B Cu Sn合金 C Al Si合金D 不锈钢 2 下列物质中属于纯净物的是 A 铝热剂B 铝土矿 C 明矾D 含铝38 的Al2O3 3 铝合金因坚硬 轻巧 美观 洁净 易于加工而成为新型建筑装潢材料 主要用于制作窗框 卷帘门 防护栏等 下列与这些用途无关的性质是 A 不易生锈B 导电性好C 密度小D 强度高 A C B 练习 54 4 铝热剂中铝的作用是 A 催化剂B 氧化剂 C 还原剂D 填充剂 5 将表面已完全钝化的铝条 插入下列溶液中 不会发生反应的是 A 稀硝酸B 稀盐酸 C 硝酸铜D 氢氧化钠 6 新买的铝锅 铝壶用来烧开水时 凡是水浸到的地方都会变成黑色 这与水中含有下列可溶盐有关的是 A 钠盐B 钾盐 C 钙盐D 铁盐 C C D 当堂练习 55 7 由Na Mg Al Zn四种金属单质中的两种组成的混合物共12克 跟足量盐酸反应 产生5 6LH2 标况 由此可判断混合物中必定含有 A NaB MgC AlD Zn 当堂练习 解析 5 6LH2标态下的氢气是0 25mol 则混合物的平均摩尔质量是12g 0 25mol 48g mol 则各组份金属的摩尔质量既要有比48g mol大的 又要有比48g mol小的 D 56 铁和铜 铁和铜在自然界中的存在1 铁 来源于陨石 地球上以化合态存在 磁铁矿 Fe3O4 赤铁矿 Fe2O3 硫铁矿 FeS22 铜 地球上少量 主要以化合态存在 黄铜矿 CuFeS2 孔雀石 CuCO3 Cu OH 2 57 铁和铜的冶炼 1 铁 原料 铁矿石 焦炭 空气 石灰石Fe2O3 3CO2Fe 3CO2C的作用 C O2CO2CO2 C2CO石灰石作用 CaCO3CaO CO2 CaO SiO2CaSiO3主要设备 高炉2 原理 利用氧化还原反应在高温下用还原剂把铁矿石里的铁还原出来生铁 含C2 4 5 钢 含C0 03 2 利用氧化还原反应在高温下用还原剂把铁矿石里的铁还原出来 58 金属的冶炼方法 1 热分解法 有些不活泼的金属用加热分解的方法就能制得 主要是在金属活动性顺序表中位于H后面的金属 如Hg Ag等2HgO2Hg O2 2Ag2O4Ag O2 59 金属的冶炼方法 2 热还原法 多数金属的冶炼过程属于热还原法 即在加热的情况下 用还原剂把金属从其化合物中还原出来 常用的还原剂有 焦炭 一氧化碳 氢气等 Fe2O3 3CO2Fe 3CO2 WO3 3H23H2O WCr2O3 2Al2Cr Al2O3 60 金属的冶炼方法 3 电解法 对于还原性很强的金属 很难用还原剂将其从化合物中还原出来 只能通过通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼 2Al2O34Al 3O2 2NaCl2Na Cl2 MgCl2Mg Cl2 61 实验室模拟铁的冶炼 62 一 物理性质 铁 银白色固体 能被磁铁吸引铜 紫红色固体铁 铜都是热和电的良导体都有延展性 63 二 化学性质 Fe Cu2 Fe2 Cu Cu 2Ag Cu2 2Ag Fe 2H Fe2 H2 不反应 64 铜与硝酸银溶液反应 65 Fe3 3SCN Fe SCN 3 可溶 血红色 注意 Fe3 遇SCN 显血红色Fe2 遇SCN 不变色 用途 用KSCN溶液检验溶液中是否含有Fe3 66 结论 KSCN 一 无明显变化 二 加入KSCN溶液后溶液呈血红色 67 结论 一 溶液变成血红色 二 加铁粉后溶液由黄色变成浅绿色加KSCN溶液后无明显变化 68 铁及其化合物 69 试一试 1 实验室配制的FeSO4溶液久置是否会变质 为什么 如何鉴定它已经变质 2 如何防止FeSO4溶液变质 70 练一练 1 能与Fe3 反应且能证明Fe3 具有氧化性的物质是 KSCN Fe FeCl2 NaOH A B C D 2 某溶液中加入KSCN溶液无明显现象 再滴加氯水 溶液立即变为红色 说明原溶液中一定含有 A Fe3 B Fe2 C Cu2 D Zn2 B D 71 Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁还是硫酸铁 如何通过实验来探究 72 中国古代何时能够制造出精美的青铜器 何时会冶铁炼钢 你知道吗 商朝 就能够制造出精美的青铜器 春秋战国时期就会冶铁炼钢 73 1 根据金属活动性顺序 铁属于金属 铜属于金属 填活泼 比较活泼 不太活泼 极不活泼 2 自然界中 铁和铜主要以 填 游离态 或 化合态 形式存在 也有少量的铁 铜单质存在 其中铁单质主要只存在于中 交流与讨论 比较活泼 不太活泼 化合态 陨铁 天石 3 含有铁的矿石主要有哪些 含有铜的矿石主要哪些 74 交流 讨论与练习 1 如何将铁 铜从 化合态 转化为 游离态 根据已学过的知识 你能写出多少种上述转化的化学方程式 75 生成铁的反应 76 生成铜的反应 77 交流 讨论 2 上述反应中 在实验室或在工业上实际应用的有哪几种 78 原理 方程式 原料 实验室如何制取少量的铁粉 装置与仪器 操作步骤与注意事项 3H2 Fe2O32Fe 3H2O 或 3CO Fe2O32Fe 3CO2 3H2 或CO 氧化铁 79 CO 澄清石灰水 气囊 Fe2O3 讨论 80 原理 方程式 原料 设备 工业上是如何冶炼生铁的 Fe2O3 3CO2Fe 3CO2 铁矿石 焦炭 石灰石和空气 高炉 在高温下 用还原剂 主要是CO 把铁从铁矿石里还原出来 81 交流与练习 写出已经学过的 在产物中含有金属单质 如Na Mg Al Hg等 的化学方程式 MgCl2Mg Cl2 2Al2O34Al 3O2 2HgO2Hg O2 CaCl2Ca Cl2 2NaCl2Na Cl2 TiCl4 4NaTi 4NaCl等 2AgI2Ag I2 82 金属冶炼的一般方法 归纳与总结 1 热分解法 2HgO2Hg O2 2Ag2O4Ag O2 2 热还原法 使用H2 C CO或 用活泼金属 还原 CuO H2Cu H2OCuO COCu CO22CuO C2Cu CO2 2Al Fe2O32Fe Al2O33 电解方法 2Al2O34Al 3O2 MgCl2Mg Cl2 4 湿法冶金 Fe CuSO4 FeSO4 Cu5 生物冶金 含硫的铜矿 硫酸铜 炼铜 83 3 高温下可用于还原氧化铁的化合物是 A 焦炭B 氢气C 二氧化碳D 一氧化碳 当堂练习 在化学反应 Fe3O4 3H23Fe 4H2O中 Fe3O4作 A