高中化学备课参考 几种重要的金属化合物

几种重要的金属化合物
一．钠的重要化合物
1）氧化钠、过氧化钠与水的反应 Na 2O ＋H 2O = 2NaOH
2Na 2O 2＋2H 2O = 4NaOH ＋O 2↑ 2）过氧化钠还能与二氧化碳反应 2Na 2O ＋2CO 2 = Na 2CO 3＋O 2
2Na 2O 2＋2H 2O = 4NaOH ＋O 2↑ 2.碳酸钠和碳酸氢钠
[科学探究1] 观察Na 2CO 3、NaHCO 3的色态，比较NaHCO 3和Na 2CO 3在水中的溶解性. [评价和小结]：
⑴Na 2CO 3是白色粉末；NaHCO 3是白色细小晶体；
⑵Na 2CO 3和NaHCO 3都易溶于水，Na 2CO 3的溶解度大些；
⑶Na 2CO 3和NaHCO 3在溶于水时都放热，Na 2CO 3的放热更明显一些； ⑷它们的水溶液都显碱性，Na 2CO 3的碱性更强一些. [科学探究2] NaHCO 3和Na 2CO 3的热稳定性.
[思考与交流、讨论] 按书本52页的图3—13装配实验，对Na 2CO 3和NaHCO 3分别进行加热，有什么结果？写出相关的化学反应方程式. [评价和小结]：
(1)加热Na 2CO 3时，实验过程无明显现象；加热NaHCO 3时，澄清石灰水出现浑浊，说明产生了CO 2气体.
2NaHCO 3=Na 2CO 3 + H 2O + CO 2↑
(2)可用于区别NaHCO 3和Na 2CO 3，也可用此方法除去Na 2CO 3中的NaHCO 3. [科学探究3] NaHCO 3和Na 2CO 3的其它性质 （1）NaHCO 3和Na 2CO 3与酸及碱的反应 NaHCO 3+HCl=NaCl+ H 2O + CO 2↑ Na 2CO 3+2HCl=2NaCl+ H 2O + CO 2↑ Na 2CO 3+ HCl= NaHCO 3+ NaCl
从化学方程式中可知道NaHCO 3和Na 2CO 3都与酸反应，NaHCO 3与酸反应剧烈 NaHCO 3与酸反应缓慢.
(3) Na 2CO 3+2()Ca OH =3CaCO ↓+2NaOH
NaHCO 3+ NaOH= Na 2CO 3+ H 2O
从化学方程式中可看出，利用与碱反应可除去Na 2CO 3溶液中的NaHCO 3 (4)Na 2CO 3的结晶水合物——碳酸钠晶体（Na 2CO 3·10H 2O ），不稳定，容易风化.
3.焰色反应：金属或它们的化和物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色.
【实验1】钠、钾的颜色反应实验，把钠、钾放在铂丝上，在火焰上灼烧，观察到 不同的金属在高温灼烧时，火焰颜色不同，钠为黄色，钾为紫色（透过蓝色玻璃） 二.铝的重要化合物 1．氧化铝（Al 2O 3）
(1)物理性质:白色固体,难溶于水,熔点高(为2050℃),难熔化. (2)化学性质: 氧化铝既能与酸反应，又能与碱反应，生成盐和水. a.与酸反应:(盐酸) Al 2O 3+6HCl=2AlCl 3+3H 2O
b.与强碱反应(NaOH): Al 2O 3+2 NaOH
=2 NaAlO 2+H 2O
Al 2O 3＋2OH －=2AlO 2－
＋H 2O
酸性氧化物: 与碱反应生成盐和水的氧化物 碱性氧化物: 与酸反应生成盐和水的氧化物
两性氧化物: 既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氧化物
(3)用途:是冶炼金属铝的原料,也是良好的耐火材料.自然界中纯净的为无色晶体,俗称刚玉,硬度仅次于金刚石. 2.氢氧化铝(3()Al OH ) (1) 3()Al OH 的实验室制法
【实验2】往盛有243()Al SO 溶液中滴加过量氨水 反应方程式为:
243()Al SO +632NH O ∙H =3424()NH SO +23()Al OH ↓
3Al ++332NH O ∙H =34NH + +3()Al OH ↓
反应现象为:溶液中形成白色胶状沉淀 (2) 3()Al OH 的两性
两性氢氧化物:既与酸反应生成盐和水,又能与强碱反应生成盐和水的氢氧化物. 实验内容
在3()Al OH 沉淀中滴加盐酸 在3()Al OH 沉淀中滴加NaOH 溶液 实验现象：沉淀溶解 反应方程式
3()Al OH +3HCl = 3AlCl +3 H 2O 3()Al OH +3 H + =3Al ++3 H 2O 3()Al OH + NaOH = 2NaAlO +2 H 2O 3()Al OH + OH - = 2AlO - +2 H 2O
结论3()Al OH 是两性氢氧化物
【思考讨论】 实验室制备氢氧化铝用氢氧化钠与氯化铝溶液反应来制取好不好 为什么 用化学方程式表示.
不好,因生成的3()Al OH 会溶解在NaOH 中3()Al OH + NaOH = 2NaAlO +2 H 2O (3) 3()Al OH 受热分解
23
()Al OH Al 2O 3+3 H 2O
【思考讨论】 氢氧化铁受热能分解,氢氧化铝受热能分解,氢氧化铜受热能分解.一般来说,符合什么条件的碱受热能分解 难溶性的氢氧化物
(4) 3()Al OH 的物理性质:难溶于水的白色固体,在溶液中形成白色胶状沉淀 (5) 3()Al OH 的用途
①凝聚水中的悬浮物 ,并能吸附色素.
②医用的胃酸中和剂,起到中和过多胃酸的作用. 3.硫酸铝钾（42()KAl SO ）
(1)复盐:有两种不同的金属离子(或一种是铵根离子)和一种酸根离子组成的盐 (2)电离方程式: 42()KAl SO = K +
+3Al ++224SO -
十二水硫酸铝钾[422()12KAl SO H O ∙]俗称明矾,它是无色晶体,可溶于水,在天然水中形成3()Al OH (胶体), 3()Al OH 可以和悬浮在水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来,使水澄清,所以可以作净水剂. 【思考讨论】
在42()KAl SO 溶液中加入2()Ba OH 写出符合下列条件的化学方程式
沉淀的物质的量最大:242()KAl SO +32()Ba OH = 24K SO +23()Al OH ↓+34BaSO ↓ 沉淀的质量最大: 42()KAl SO +22()Ba OH = 2KAlO +24BaSO ↓+2 H 2O 二.铁的重要化合物 1.铁的氧化物
2.铁的氢氧化物
(1)氢氧化铁与氢氧化亚铁的制备
【实验2】3FeCl 溶液中滴入NaOH 溶液 4FeSO 溶液中滴入NaOH 溶液 反应现象
生成红褐色沉淀
生成白色沉淀,后又迅速转变为灰绿色,最后生成红褐色 化学方程式
3FeCl +3NaOH =3()Fe OH ↓+3l NaC 4FeSO +2NaOH = 2()Fe OH ↓+24Na SO
42()Fe OH +2O +2 H 2O =43()Fe OH (红褐色) 【思考讨论】
a.4FeSO 溶液中滴入NaOH 溶液为什么很难观察到白色沉淀 答: 2()Fe OH 被空气中的氧气氧化成了红褐色的3()Fe OH
b. 如何改进实验,使观察到上述白色成为可能
答: 2Fe +容易被氧化,所以要新配制.氢氧化钠溶液应煮沸除去溶解的氧气4FeSO 溶液上加隔氧剂(如苯),为了防止滴加NaOH 时带入空气,可将吸收NaOH 的长滴管伸入4FeSO 溶液液面下,再挤出NaOH 溶液. (2) 3()Fe OH ,受热分解.
化学方程式: 23()Fe OH 23Fe O +3 H 2O
3.铁盐和亚铁盐
(1)【实验3】3Fe +
、2Fe +
的检验：分别在3FeCl 溶液和2FeCl 溶液中滴入KSCN 溶液，滴入KSCN 溶液，可观察3FeCl 溶液变红色，反应的化学方程式
3FeCl +3KSCN = 3KCl + 3()Fe SCN （红色） 2FeCl 溶液无明显现象.
(2)【实验4】3Fe +离子的的氧化性, 2Fe +的还原性：在3FeCl 溶液中加入铁粉,KSCN 溶液，观察不显红色，反应的化学方程式，23Fe ++Fe =32Fe +
再加入氯水,振荡，溶液显红色，反应的化学方程式，22Fe ++2Cl = 23Fe ++2Cl - 【思考讨论】
①分析上述两个氧化还原反应的氧化剂与还原剂,指出被氧化的物质与被还原的物质. ②3Fe +具有 氧化性 ,在 还原剂 如Fe 的作用下可被 还原 成2Fe +
2Fe +具有 还原 性,在 氧化剂 如2Cl 的作用下可被 氧化 成3Fe +③ 实验室中硫酸亚铁或
氯化亚铁溶液长时间放置将会有什么变化 被氧化成铁盐
如何防止硫酸亚铁或氯化亚铁溶液变质可行的办法是在溶液中加入铁粉 写出反应方程式23Fe ++Fe =32Fe +
④如何除去3FeCl 溶液中的少量2FeCl 通入氯气 写出反应的离子方程式22Fe ++2Cl = 23Fe ++2Cl - 如何除去2FeCl 溶液中的少量3FeCl 在溶液中加入铁粉 写出反应的离子方程式23Fe ++Fe =32Fe +
例1 .有两个无标签的试剂瓶，分别装有Na 2CO 3和NaHCO 3，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 答案：C
解析：注意HCO 3－与OH －
的反应问题.
例2.制印刷电路时，常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为：2FeCl 3+Cu=
2FeCl 2+CuCl 2，向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是（ ）
A. 烧杯中有铜无铁
B. 烧杯中有铁无铜
C. 烧杯中铁铜都有
D. 烧杯中铁铜都无 答案：B
解析：考虑氧化剂和还原剂的强弱问题和反应顺序.
例3. 向饱和的Na 2CO 3溶液中通入足量的CO 2，试分析可能发生的现象并写出该过程的化学方程式.
答案：出现白色沉淀
（饱和）
32CO Na ↓=++3222NaHCO CO O H
解析：考虑碳酸钠和碳酸氢钠的溶解性和反应过程中物质的消耗问题.
例4. 将适量铁粉投入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等，则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比是（）
A. 2:3
B. 3:2
C. 1:2
D. 1:1
答案：A
解析：利用铁和铁离子之间的氧化还原反应，通过化学方程式计算.
例5.加热4.54g Na2CO3和NaHCO3的混合物至质量不再变化，剩余固体的质量为3.30g.计算原混合物中Na2CO3的质量分数.
答案：26%
解析：利用质量差的方法.
例6.有镁、铝混合粉末10.2g，将它溶于500mL 4mol/L的盐酸中，若要使沉淀的质量最大，则需加入2mol/L的NaOH溶液的体积为（）
A. 1000mL
B. 100mL
C. 1500mL
D. 2000mL
答案：A
解析：考虑钠元素的守恒和生成物的化学式问题.
例7. 有某镁铝合金，用一定量硫酸溶解后，再滴加氢氧化钠溶液，当氢氧化钠溶液加入20mL 时，没有沉淀生成，当氢氧化钠溶液加入到70mL时，不再产生沉淀，当氢氧化钠溶液加入到80mL时，沉淀全部溶解，当再加入氢氧化钠溶液时，再没有任何变化.则该合金中镁的质量分数为多少？
答案：47.1%
解析：注意铝离子和酸碱的反应特点.
例8. 向混有Fe2O3的铁屑中加入足量的稀硫酸，直到固体物质完全溶解，如果得到的溶液中不含Fe3+，且产生的Fe2+与H2的物质的量之比为3:1，则原混合物中Fe2O3与Fe的物质的量之比为（）
A. 1:1
B. 2:5
C. 4:1
D. 3:1
答案：B
解析：注意反应中发生的多个反应：氧化物和单质分别和酸的反应，及Fe和Fe3+的氧化还原反应.。