高中化学必修一复习教学案 第3章 金属及其化合物

第三章 金属及其化合物1.了解钠、铝、铁等金属及其重要化合物的主要性质。2.了解钠的强还原性，过氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠的重要性质。3.了解铝的性质特点，了解氧化铝、氢氧化铝的特殊性质。4.了解铁的性质，铁的化合物的性质，以及Fe3+、Fe2+的相互转化和Fe3+、Fe2+的检验。1.金属的物理性质常温下，金属一般为 色晶体（汞常温下为液体），具有良好的 、 、 ，金属的熔沸点和硬度相差很大。注意：焰色反应：钠焰色反应呈 ，钾（透过 ）焰色反应呈 。2.金属的化学性质多数金属的化学性质比较活泼，具有较强的还原性，在自然界多数以化合态形式存在。分析对比完成下表 金属化学性质NaAlFe与O2反应与H2O反应与酸反应（如稀盐酸）与盐反应（如CuCl2溶液）与碱反应（如NaOH溶液）金属活泼性3.金属化合物的性质（1）氧化物Na2ONa2O2Al2O3Fe2O3颜色、状态属性与酸反应与碱反应与水反应（2）氢氧化物 NaOHAlOH3FeOH2FeOH3属性与酸反应与碱反应热稳定性还原性制备用途（3）盐Na2CO3NaHCO3FeCl2FeCl3与酸反应与碱反应氧化还原性稳定性用途金属离子检验4.金属及其化合物之间的相互转化（1）钠及其重要化合物之间的转化关系，写出相应的化学反应方程式。（2）铝及其重要化合物之间的转化关系，写出相应的化学反应方程式。（3）铁及其重要化合物之间的转化关系，写出相应的化学反应方程式。注意：Fe2+和Fe3+鉴别Fe2+Fe3+水溶液颜色加入NaOH加入KSCN1.下列酸或碱溶液，不能溶解Al2O3和AlOH3的是（ ）A.氨水B.氢氧化钾C.碳酸D.硫酸2.下列说法正确的是（ ）A.钠保存在煤油里的原因之一是它极易与氧气反应B.铝在空气中很容易燃烧C.镁表面的氧化膜疏松，不能保护内层金属D.铁锈的主要成分是Fe3O43.有两个无标签的试剂瓶，分别装有Na2CO3和NaHCO3，有4名同学为鉴别它们采用了以下不同的方法，其中可行的是（ ）A.分别配成溶液，再加入澄清石灰水B.分别配成溶液，再加入氢氧化钠溶液C.分别加热，再检验是否有使石灰水变浑浊的气体产生D.分别配成溶液，再进行焰色反应4.下列离子方程式正确的是（ ）A.过氧化钠与水反应：2Na2O2+2H2O4Na+4OH-+O2B.氧化钠与盐酸反应：O2-+2H+H2OC.NaHCO3溶液与稀硫酸反应：CO32-+2H+H2O+CO2D.NaOH溶液与小苏打溶液反应：HCO3-+OH-H2O+CO25.向某晶体的水溶液中加入Fe2+的溶液中，无明显变化，当滴加几滴溴水后，混合液出现红色，那么由此得出的下列结论，错误的是（ ）A.该晶体中一定含有SCN-B.Fe3+的氧化性比Br2的氧化性强C.Fe2+能被Br2氧化为Fe3+D.Fe2+与SCN-不能形成红色的化合物6.某无色透明溶液，能与铝作用放出氢气，此溶液中可以大量共存的离子组是（ ）A.H+、Mg2+、Cl-、Ba2+B.SO42-、Na+、HCO3-、K+C.NO3-、OH-、Cl-、Ba2+D.Cu2+、OH-、Fe2+、SO42-探究一 Na2CO3和NaHCO3的性质及计算例1 现有25 mL 2 mol/L Na2CO3溶液和75 mL 1 mol/L的稀盐酸。将Na2CO3溶液缓慢滴加到稀盐酸中；将稀盐酸缓慢滴加到Na2CO3溶液中，在标准状况下产生的气体的体积( )A.均为0.84 LB.均为0.56 LC.D.探究二 金属及其化合物的推断例2 已知有如下所示物质相互转化关系。试回答：(1)写出B的化学式 ，D的化学式 。(2)写出由E转化成F的化学方程式_。(3)写出用KSCN鉴别G溶液的离子方程式_；向G溶液加入A的离子方程式_。探究三 可溶性铝盐与强碱反应的有关计算例3 向20 mL 1 mol/L的Al2SO43溶液中加入30 mL KOH溶液，充分反应得到0.78 g沉淀，则KOH溶液的物质的量浓度可能是( )A.1 mol/LB.3 mol/LC.5 mol/LD.7 mol/L探究四 Fe2+、Fe3+的性质及检验1.Fe2+既有氧化性，又有还原性，Fe3+具有较强的氧化性。如：2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O2Fe3+CuCu2+2Fe2+Fe+2Fe3+3Fe2+(1)配制FeSO4溶液时加 ，防止Fe2+被氧化，实验室制备FeOH2时防止Fe2+被氧化用 ，配制NaOH溶液的蒸馏水要 。2Fe2+与MnO4-(H+ )、NO3- (H+ )等在水溶液中不能大量共存，Fe3+与I-、S2-、SO32-在水溶液中不能大量共存，均是因为发生氧化还原反应。(3)除杂，除去FeCl2 (FeCl3 )加 或 ，除去FeCl3 (FeCl2 )加 。2.Fe3+与Fe2+的检验方法(1)观察法Fe3+盐溶液呈 色，Fe2+盐溶液呈 色。2SCN-法滴入KSCN或其他可溶性的硫氰化物溶液，呈红色者是 溶液，不变红但滴加少量氯水后变红色者为 溶液。(3)碱液法分别加入碱液(如NaOH溶液)，生成红褐色沉淀者为 溶液；先生成白色絮状沉淀，又迅速转变为灰绿色，最后变为红褐色者为 溶液。4KMnO4(或溴水)法分别加入少量酸性KMnO4溶液(或溴水)，能使之褪色者为 溶液，不能使之褪色者为 溶液。(5)铜片法分别加入铜片，铜片溶解且溶液逐渐变为蓝绿色者为 溶液，铜片不溶解，溶液颜色不变者为 溶液。例4 黄铜矿(CuFeS2 )是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可制备硫及铁的化合物。(1)冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2。若CuFeS2中Fe的化合价为+2，反应中被还原的元素是 (填元素符号)。(2)过二硫酸钾(K2S2O8)具有强氧化性，可将I-氧化为I2：S2O82-+2I-2SO42-+I2。通过改变反应途径，Fe3+、Fe2+均可催化上述反应。试用离子方程式表示Fe3+对上述反应催化的过程： 、 (不必配平)。(3)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。方法为：用稀盐酸浸取炉渣，过滤。滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。据以上信息回答下列问题：a.除去Al3+的离子方程式是_。b.选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。提供的试剂：稀盐酸 稀硫酸 KSCN溶液 KMnO4溶液 NaOH溶液 碘水。所选试剂为_。证明炉渣中含有FeO的实验现象为_。1.有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液，用一种试剂就可把它们鉴别开来，这种试剂是( )A.盐酸B.烧碱溶液C.氨水 D.KSCN溶液2.下列离子方程式正确的是( )A.向氢氧化钠溶液中通入少量CO2：OH-+CO2HCO3-B.铁跟稀硫酸反应：2Fe+6H+2Fe3+3H2C.硝酸铝溶液中加入过量氨水：Al3+4NH3H2OAlO2-+4NH4+2H2OD.硫氰化钾溶液中加入三氯化铁溶液：Fe3+3SCN-FeSCN33.有关溶液中所含离子的检验，下列判断正确的是( )A.加入硝酸酸化，再滴加KSCN溶液后有红色物质生成，则原溶液中一定有Fe3+存在B.加入盐酸有能使澄清石灰水变浑浊的气体生成，则原溶液中一定有大量的CO32-存在C.用某溶液做焰色反应实验时火焰为黄色，则该溶液中一定有钠元素，可能有钾元素D.分别含有Mg2+、Cu2+、Fe2+和Na+的四种盐溶液，只用NaOH溶液是不能一次鉴别开的4.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Fe3O4B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加铁粉，然后过滤D.Fe3+与KSCN反应产生红色沉淀5.现有浓度各为1 mol/L的FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液100 mL，加入一定量的铁粉，按下列情况填空(已知：氧化性Fe3+Cu2+Fe2+)：(1)反应完毕，铁粉有剩余。反应后的溶液中一定含 阳离子。(2)反应完毕，有铜生成，铁粉无剩余。反应后的溶液中一定含 阳离子，该阳离子在溶液中物质的量的范围是 ；反应后的溶液中可能含 阳离子。(3)反应完毕后，无固体沉积物存在，反应后的溶液中一定含 阳离子。6.有一透明溶液，可能含有较大量的Mg2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Na+、H+、SO42-、CO32-中的一种或几种，取此溶液做下列实验：取少量溶液加入用盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成；图3-4-1 取少量溶液加入过氧化钠粉末，溶液中有白色沉淀产生并逸出无色无味的气体，加入Na2O2的物质的量与析出沉淀的物质的量如图3-4-1所示。试推断：(1)溶液中一定含有的离子是 。(2)溶液中肯定不含有的离子是 。(3)可能含有的离子是 。7.某化学课外活动小组欲制取纯Na2CO3溶液并讨论实验过程中的相关问题。可供选择的试剂有：A大理石；B盐酸；C氢氧化钠溶液；D澄清石灰水。三名同学设计的制备实验方案的反应流程分别如下：请完成下列问题：(1)请指出甲、乙两方案的主要缺点：甲方案：_。乙方案：_。(2)若采用丙方案制取纯Na2CO3溶液，其实验的关键有_。(3)假设反应所得的NaHCO3溶液中含有Na2CO3。现要利用AD四种试剂证明Na2CO3的存在，你所选择的试剂有 (填试剂代号)。A.CuCl2溶液 B.MgSO4溶液 C.澄清石灰水 D.稀盐酸(4)假设反应所得的Na2CO3固体中混有未分解的NaHCO3。乙同学选择澄清石灰水测定其中的NaHCO3的质量分数，乙同学能否达到实验目的？ (填“能”或“不能”)；若能，请说明计算所需的数据；若不能，请简要说明理由_。作业一作业内容见课本第70页复习题。作业二作业内容见“复习练案”。作业三作业内容见“测评试卷”。参考答案自主学习答案1.银白 导电性 导热性 延展性 黄色 蓝色钴玻璃 紫色 2. 金属 化学性质NaAlFe与O2反应常温下氧化生成Na2O，点燃时生成Na2O2，Na保存在煤油中常温下氧化生成致密氧化膜，使得铝耐腐蚀；纯氧中可燃烧潮湿空气中易被腐蚀；纯氧中点燃生成Fe3O4与H2O反应2Na+2H2O2NaOH+H2受氧化膜阻碍3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2与酸反应（如稀盐酸）2Na+2H+2Na+H22Al+6H+2Al3+3H2Fe+2H+Fe2+H2与盐反应（如CuCl2溶液）2Na+2H2O2NaOH+H2 2OH-+Cu2+CuOH22Al+3Cu2+2Al3+3CuFe+Cu2+Fe2+Cu与碱反应（如NaOH溶液）与碱溶液中的水反应2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2不反应金属活泼性金属活泼性逐渐减弱3.（1）Na2ONa2O2Al2O3Fe2O3颜色、状态白色粉末淡黄色粉末白色粉末红棕色粉末属性碱性氧化物过氧化物两性氧化物碱性氧化物与酸反应生成钠盐和水生成盐、氧气和水Al2O3+6H+2Al3+3H2OFe2O3+6H+ 2Fe3+3H2O与碱反应与水反应与水反应Al2O3+2OH- 2AlO2-+H2O不反应与水反应Na2O+H2O2NaOH2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2不反应不反应（2）NaOHAlOH3FeOH2FeOH3属性碱性氢氧化物两性氢氧化物碱性氢氧化物碱性氢氧化物与酸反应H+OH-H2OAlOH3+3H+Al3+3H2OFeOH2+2H+Fe2+2H2OFeOH3+3H+Fe3+3H2O与碱反应不反应AlOH3+OH-AlO2-+2H2O不反应不反应热稳定性稳定2AlOH3Al2O3+ 3H2O受热分解2FeOH3Fe2O3+3H2O还原性无还原性无还原性4FeOH2+O2+2H2O4FeOH3无还原性制备略Al3+3NH3H2OAlOH3+3NH4+Fe2+2OH-FeOH2Fe3+3OH-FeOH3用途化工原料脱色净水、中和胃酸净水净水（3）Na2CO3NaHCO3FeCl2FeCl3与酸反应CO32-+2H+CO2+H2OHCO3-+H+CO2+H2O不反应不反应与碱反应不反应HCO3-+OH-CO32-+H2OFe2+2OH-FeOH2Fe3+3OH-FeOH3氧化还原性无无2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-2Fe3+Fe3Fe2+稳定性稳定2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O稳定稳定用途工业原料等制糕点等净水剂等印刷线路板等金属离子检验焰色反应呈黄色遇KSCN不显红色，加入溴水后显红色遇KSCN显红色4.（1）2Na+O2Na2O22Na+2H2O2NaOH+H22Na2O2+2H2O4NaOH+O22Na2O2+2CO22Na2CO3+O22NaOH+CO2Na2CO3+H2ONaOH+CO2NaHCO3Na2CO3+CaOH2CaCO3+2NaOH2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3 （2）4Al+3O22Al2O32Al+6HCl2AlCl3+3H22Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2OAl2O3+2NaOH2NaAlO2+H2OAlOH3+3HClAlCl3+3H2OAlOH3+NaOHNaAlO2+2H2O2AlOH3Al2O3+3H2O AlCl3+3NaOHAlOH3+3NaCl2NaAlO2+3H2O+CO22AlOH3+Na2CO3。（3）3Fe+2O2Fe3O42Fe+3Cl22FeCl3Fe+2HClFeCl2+H2FeCl2+2NaOHFeOH2+2NaClFeOH2+2HClFeCl2+2H2O4FeOH2+O2+2H2O4FeOH3FeOH3+3HClFeCl3+3H2OFeCl3+3NaOHFeOH3+3NaCl2FeCl2+Cl22FeCl32FeCl3+Fe3FeCl2Fe2+和Fe3+鉴别Fe2+Fe3+水溶液颜色浅绿棕黄加入NaOHFe2+2OH-FeOH2（白色）；4FeOH2+O2+2H2O4FeOH3Fe3+3OH-FeOH3（红褐色）加入KSCNFe2+2SCN-FeSCN2（无色）Fe3+SCN- FeSCN2+)（红色）自我检测答案与解析1.AC 解析： 弱酸、弱碱不能溶解Al2O3和AlOH3。2.A 解析：B项，因为铝表面有氧化膜，所以不能燃烧；C项应为镁表面的氧化膜致密，能保护内层金属；D项铁锈的主要成分是三氧化二铁。3.C 解析：注意HCO3-与OH-的反应问题。4.A 解析：B中氧化钠应写成分子的形式；C中应是HCO3-，不能写成CO32-；D中应该为HCO3-+OH-H2O+CO32-。5.B 解析：Fe2+本身不和SCN-反应，而Br2把Fe2+氧化成Fe3+，而Fe3+与SCN-可反应生成红色的化合物。6.AC 解析：铝和酸性、碱性溶液反应都能产生氢气，所以选择有H+或OH-的，B中的HCO3-能和H+、OH-发生反应，D中Cu2+、Fe2+有颜色，和OH-不能大量共存。课内巩固练习答案与解析1.B 解析：将过量NaOH溶液分别加入上述几种溶液，无明显现象的是NaCl，生成白色沉淀且迅速变为灰绿色最后变为红褐色的是FeCl2，生成红褐色沉淀的是FeCl3，生成白色沉淀且不溶解的是MgCl2，生成白色沉淀且又溶解的是AlCl3，而氨水虽然能区分出NaCl、FeCl2、FeCl3，但不能将MgCl2与AlCl3区分开。2.D 解析：A项，因CO2量少，产物应是CO32-；B项，铁与一些弱氧化剂反应，只能生成Fe2+；C项，硝酸铝溶液中加入过量的氨水：Al3+3NH3H2OAlOH3+3NH4+，AlOH3只能溶解在强酸、强碱中，并不与弱碱反应，不能生成AlO2-；D项，FeSCN3是难电离的物质，离子方程式正确。3.C 解析：A项，可能含有Fe2+；B项，可能含有HCO3-；D项，MgOH2为白色沉淀，CuOH2为蓝色沉淀，FeOH2先是白色沉淀，然后迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，Na+与OH-混合无现象，故可一次鉴别。4.C 解析：赤铁矿的主要成分是Fe2O3，A错误；铁与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4和H2，B错误；C项中2FeCl3+Fe3FeCl2，过滤可除去过量的铁粉，故正确；Fe3+与KSCN反应产生红色溶液，而不是红色沉淀，D错误。5.1Fe2+ 2Fe2+ 0.25 moln(Fe2+)0.35 mol Cu2+ 3Fe2+、Cu2+解析：当将铁粉加入混合溶液中时，由氧化性Fe3+Cu2+Fe2+，可知可能发生的反应有Fe+2Fe3+3Fe2+，Fe+Cu2+C