高中化学金属及其化合物归纳与整理.doc

第三章 金属及其化合物归纳 与 整理（第一课时）教学目的：1、巩固常见金属钠及铝的单质、化合物性质。2、培养归纳、概括、抽象思维能力，培养形成规律性认识的能力。3、在发现总结规律的过程中启发学生分析、探究，激发学习兴趣。重点、难点: 将具体物质的性质抽象、概括，形成知识网络。教学过程：导课请同学们回顾我们刚学过的金属及其化合物的主要内容：投影第一节：金属化学性质： 一、金属与氧气反应（钠、镁、铝）二、金属与水反应（钠与水、铁与水）三、铝与氢氧化钠反应；第二节：几种重要的金属化合物：一、氧化物（MgO、CuO、Fe2O3、Al2O3）二、氢氧化物（Fe(OH)3、Fe(OH)2、Al(OH)3、）三、盐（NaCO3与NaHCO3、Fe3+的氧化性）四、焰色反应第三节：用途广泛的金属材料 ：一、常见合金的重要应用（铜合金、钢）二、正确选用金属材料。讲述我们采用Na、Al、Fe为主线纵向对金属性质进行归纳。板书 第三章 金属及其化合物归纳与整理 填写下表 投影对照答案，查缺补漏。归纳整理一、钠及重要化合物之间的转化关系1、(1)与氧气反应：(2)钠与水的反应 ： 2、氧化物与过氧化钠：Na2O+H2O Na2O+CO2Na2O2+H2O Na2O2+CO2 3、（1）碳酸钠和碳酸氢钠在水中的溶解性：（2）受热分解 ： （3）与盐酸反应： 投影 答案：一、钠元素化合物性质1、与氧气反应：4Na+O2=2Na2O 2Na+O2Na2O2 (淡黄色)钠与水的反应 NHO=NOHH2、氧化物与过氧化钠：Na2O+H2O=2NaOH Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O23、（1）碳酸钠和碳酸氢钠在水中的溶解性：Na2CO3 NaHCO3（2）受热分解 （碳酸钠较稳定，碳酸氢钠受热不稳定：）2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O（3）与盐酸反应：Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2 + H2O例题例1、将足量的金属钠投入到100gtC的水中，恰好得到tC时NaOH饱和溶液111g，则tC时NaOH的溶解度为_克。分析解答：由于2Na+2H2O=NaOH+H2所以，反应前总质量为,反应后总质量为若设Na的物质的量为xmol，则=xmol.据质量守恒定律有：23x+100=111+x2，得x=0.5 =0.5mol40g/mol=20g0例2、用1L1.0mol/LNaOH溶液吸收0.8molCO2,所以溶液中的CO32-，HCO3-的物质的量浓度之比为_。分析提示：Na+在反应后转化为Na2CO3及NaHCO3这两种形式的物质，C原子在反应后进入CO32-及HCO3-中，设=xmol=ymol，据Na+守恒有：2x+y=1.0mol/L1L 据C守恒有：x+y=0.8mol 答案：1：3例3、A、B、C三种金属相对原子质量之比为3：5：7，若以4：2：1的原子个数比形成三种金属组成的混合物4.64g，溶于足量的盐酸后，放出氢气在标准状况下的体积是3. 136L,若三种金属均为正2价，求三种金属的相对原子质量。分析：由于三种金属均为+2价，所以三种金属物质的量之和等于与盐酸反应生成氢气的物质的量，由此可以求出混合金属的平均相对原子质量，由此可求出三种金属相对原子质量。解： 混合金属的物质的量=H2的物质的量= =0.14mol混合金属的平均摩尔质量= 设：A、B、C三种金属的相对原子质量分别是3x、5x、7x则： 解之，x=8A、B、C三种金属的相对原子质量分别是：24、40、56。例4 200时，11.6g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应，反应后固体的质量增加了3.6g。则原混合气体的平均式量为A5.8B11.6C23.2D46.4分析：此题可以有多种解法，这里介绍三种，同学们可以通过比较，找出规律，理智地采用最佳方法求出答案。解法一：差量法设原混合气体中含CO2和H2O物质的量分别为x、y2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2固体质量增加782g2mol 1062g (212156)g x28x2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2固体质量增加782g2mol 404g4g y2y则混合气的平均式量为：故选C解法二：平均值法由方程式：2CO2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3 + O2和2H2O + 2Na2O2 = 4NaOH + O2可知，固体增加的质量，应是 之值，即：所以，这样， 则O2物质的量又由于所以混合气总物质的量因此混合气体的平均式量解法三：估算法CO2的式量为44，水蒸气的式量为18，因此两种气体的混合物的平均式量必介于二者之间，故应选C。小结：由上可见，在解计算选择题时墨守成规的用通常方法即差量法往往麻烦费时，显然在此采用估算法是最简便的方法。 练习 1、金属钠露置在空气中，在其表面不可能生成的物质是ANa2OBNaOHCNa2CO3DNaCl2、下列各组中的两物质作用时，反应条件或反应物用量的改变，对生成物没有影响的是ANa2O2与CO2BNa与O2CNaOH与CO2D碳与O23、下列叙述中正确的是ANa2O与Na2O2都能与水反应生成碱，它们都是碱性氧化物BNa2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3，Na2O2与CO2发生置换反应生成O2CNa2O有氧化性，Na2O2只有还原性DNa2O能继续被氧化成Na2O2，Na2O2比Na2O稳定4、用于呼吸用具上和潜水艇中作为氧气的来源的物质是ANa2O2BNaHCO3CSO3(固)DKMnO45、除去小苏打溶液中少量苏打的方法是A加热B加NaOHC通CO2气体D加盐酸6、关于Na2CO3和NaHCO3性质的有关叙述正确的是A在水中溶解性：Na2CO3NaHCO3C与酸反应的速度：Na2CO3NaHCO3DNa2CO3不能转化成NaHCO3，而NaHCO3能转化为Na2CO37、现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样.请从下图中选用适当 应物只有CaCO3固体,6摩尔/升，盐酸和蒸馏水). 请填写下列空白:(1)写出实验中Na2O2和Na2O分别发生反应的化学方程式_。(2)应选用的装置是(只要求写出图中装置的标号)_。(3)所选用装置的连接顺序应是(填各接口的字母;连接胶管省略)_。8、取一定量的Na2CO3、NaHCO3和Na2SO4混合物与250mL 1.00molL1过量盐酸反应，生成2.016L CO2（标准状况），然后加入500mL 0.100molL1Ba(OH)2溶液，得到沉淀的质量为2.33g，溶液中过量的碱用10.0mL 1.00mlL1盐酸恰好完全中和。计算混合物中各物质的质量。 参考答案：1、D 2、A 3、D 4、A 5、A 6、BC 7、(1) 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2Na2O+H2O=2NaO(2) (3) (G)接(A)(B)接(F)方法2(1) 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 Na2O+CO2=Na2CO3(2) (3) (G)接 (D)(C) 接 (H)(I)或(I)(H) 接(J)(K) 或(K)(J) 接(A)(B) 接(F) 8、混合物中Na2SO4的质量 gmol11.42g设混合物中Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为x和y，反应中放出的CO2物质的量 0.0900mol与Na2CO3、NaHCO3反应的盐酸的物质的量为：0.250L1.00molL10.500L0.100molL120.0100L1.00 molL10.160mol归纳整理写出相应化学方程式或离子方程式：一、铝及重要化合物之间的转化关系1、Al既可与酸反应，又可与碱反应铝是一种金属元素，但由于氢氧化铝的两性，使铝单质既能和酸反应生成铝盐，又能和碱反应生成偏铝酸盐。(1) Al与酸反应：(2) Al与碱反应：反应过程： 2、氧化铝的两性：3、氢氧化铝（1）制取（2）Al(OH)3的两性（3）Al(OH)3不稳定： 投影答案：一、铝及重要化合物之间的转化关系1、Al既可与酸反应，又可与碱反应铝是一种金属元素，但由于氢氧化铝的两性，使铝单质既能和酸反应生成铝盐，又能和碱反应生成偏铝酸盐。(1) Al与酸反应：2Al6H+=2Al3+3H2(2) Al与碱反应：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2反应过程：2Al6H2O=2Al(OH)33H2(用NaOH去膜后的Al发生此反应)Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O，二式加和得总反应式。2、氧化铝的两性： Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O3、氢氧化铝（1）制取Al2(SO4)3+6NH3H2O=2Al(OH)3+3(NH4)2SO4Al3+3 NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+（2）Al(OH)3的两性Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O（3）Al(OH)3不稳定：2Al(OH)3 Al2O3+3H2O 例题 例1、由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成化合物10g，与足量的盐酸反应产生的氢气在标况下为11.2L。则化合物中一定含有的金属是A. 锌 B. 铁 C. 铝 D. 镁解析：根据锌、铁、铝、镁四种金属与盐酸反应的方程式可知生成11.2L氢气需要各金属的质量分别为：锌32.5g、铁28g、铝9g、镁12g。由此可得出化合物中一定含有铝。 答案选：C 例2、将分别盛有的硫酸的两个烧杯置于托盘天平的两盘上，并调平。再向两杯中分别加入下列各组金属，反应完毕后，天平仍处于平衡的是同是钠和镁 同是铝和锌 同是铝和镁 同是镁和铝 解析： 把选项分别代入，两边增重不等，均被排除。所以C为答案。 例3、有镁、铝合金，全部溶于的盐酸中充分反应后，再加入的溶液，结果得到沉淀，则合金中镁、铝的质量分别为。 和 和 和 和 解析：镁和铝都能溶于盐酸，溶解后生成的镁盐和铝盐都能与反应，剩余的盐酸也能与反应，若过量还能将（）溶解。反应的一系列离子方程式如下： （/） （）3 2 2（） 当过量时，还有： （）3 讨论：若沉淀全都是（），则镁的质量为/，铝的质量为；若 沉淀为（）与（）3的混合物，则设合金中铝为，镁为，则： （） 解之得： 合金中镁和铝的质量分别为： ， 所以答案为C，D。例4在0.2mol/L的AlCl3溶液100mL中，如果要得到1.17g沉淀，则需加入-0.5mol/L的NaOH溶液多少毫升？解法一：AlCl3与NaOH反应时，当AlCl3过量时，只生成Al（OH）3，当NaOH过量时，Al（OH）3沉淀又会部分溶解，所以，此题应有两种结果。（1）当AlCl3过量时，设需加入xmolNaOH溶液才能得到1.17gAl（OH）3沉淀。-Al3+3OH-Al（OH）3-3mol-1mol-解之得：x=90mL（2）当NaOH过量时，设需加入ymLNaOH溶液才能得到1.17gAl（OH）3沉-淀。-Al3+-+ 3OH-Al（OH）3-1mol3mol-1mol0.15 0.153 -Al3+-+-4OH-AlO2-+2H20-1mol 4mol-0.20.1-0.015=0.005 0.0054-（解法二：此题可用图象法会更直观，请同学们自己课下分析）练习1能说明钠、镁、铝的金属性依次减弱的是 A钠、镁、铝的化合价依次升高B钠、镁、铝元素形成的氢氧化物碱性依次减弱C钠、镁、铝分别与酸反应时，其原子失去电子的数目依次增加D钠遇冷水剧烈反应，镁与沸水有明显反应，铝与沸水也很难反应2在相同条件下，将镁、铝分别投入质量相等且足量的稀硫酸中，反应结束后，两溶液的质量仍相等，则镁和铝的关系是 A质量比11 B物质的量之比11C质量比129 D质量比32333用含少量镁的铝片制取纯净的Al(OH)3，可能有的步骤为：加盐酸溶解；加苛性钠溶液；过滤；通入过量CO2；加过量纯碱溶液。实验操作最合理的组合及顺序是 A B C D4从海水中提取金属镁，主要步骤有以下五步：浓缩结晶加熟石灰加盐酸电解过滤，正确的顺序是 A B C D5将NaOH溶液逐滴加入用盐酸酸化了的AlCl3溶液中，若用y轴表示Al(OH)3沉淀量，x轴表示NaOH溶液的体积，下列图象正确的是 6在下列五种物质的组合中，既能跟氢氧化钠溶液反应，又能跟盐酸反应，且在生成物中都有盐和水的是 Al Al(OH)3 Al2O3 MgCO3 Mg(HCO3)2A B C D750mL1mol/LAlCl3溶液中，加入60mL未知浓度的NaOH溶液，得到Al(OH)3沉淀的质量为1.56g，则NaOH溶液的浓度可以是 A1mol/L B3mol/L C2mol/L D4mol/L814等体积的AlCl3和NaOH两种溶液混合后，沉淀物中含铝的质量与溶液中含铝的质量相等，则AlCl3和NaOH两种溶液物质的量浓度之比是 A13 B23 C14 D279用氯化铝溶液与氢氧化钠溶液反应时，当Al3+离子的物质的量与OH-离子的物质的量之比(以下均填物质的量之比)为_时，Al(OH)3沉淀量最多；_时，Al(O