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普通化学第3章 常见金属元素及其化合物
2010－3－17
三课时
讲授内容
• 一、钠及其化合物 • 二、铝及其化合物 • 三、铁及其化合物 • 四、硬水的软化
• IA族的元素的氧化物对应的水化物都是可溶 于水的碱，所以称作碱金属。
• 碱金属元素包括：锂、钠、钾、铷、铯。 以钠为代表，学习钠的有关知识。
一、钠及其化合物
Al
熔点/℃
660
Al2O3 2050
（2）铝的化学性质
4Al+3O2=2Al2O3
与硫、卤素的反应（学生自己写化学方程式）
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ H+
Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ OH-
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
剂。
腐植酸钠
腐植酸钠是一种高分子非均一 的芳香族，是多羟基、羧酸的 钠盐，外观为黑色粉状、晶状 固体。溶于水，呈碱性。具有 离子交换、吸附、络合、螯合、 絮凝、粘结等多种功能。
主要规格：
腐植酸 （干基计） ≥60.0% 水不溶物（干基计） ≤15.0%
水 份 ≤15.0% PH 8.0-10.0
•主要用途： 工业方面：用于陶瓷增效剂，钻井泥浆降失水剂， 混凝土早强减水剂，废水处理剂、软水染色剂，离子交换剂、 锅炉水处理剂等。 其他方面：主要用于土壤改良剂、植物生长调节剂、养殖池水 处理剂、饲料添加剂及兽药制剂等。
• C. 宝石：红宝石——铬元素
•
蓝宝石——铁、钛等元素
（2）氢氧化铝Al(OH)3
• 为白色胶状沉淀，是两性氢氧化物，既能 与酸反应生成铝盐，又能与碱反应生成偏 铝酸盐。 Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O Al(OH)3 +NaOH=NaAlO2+2H2O
第三章 常见的金属及其化合物
+ +
钠与酸溶液反应的实质是: 钠与酸电离出来的H 直接反应。而不是钠先和酸 溶液中的水反应，生成的NaOH再和酸反应。 因为酸中氢离子浓度大于水中氢离子浓度。 当溶液中的酸反应完时，过量的钠会继续 与水反应生成氢气。
+
钠的制备
电 解 熔 融 氯 化 钠
2Na O2 Na 2O2
燃烧
2）与水的反应
钠非常活泼，能与水起剧烈的化学反应生成氢氧化 钠和氢气。
2Na 2H2O 2NaOH H2
钠的保存方法
3）钠与氯气、硫反应
2Na + Cl2
点燃
2NaCl (钠在氯气中燃烧，产生白烟) Na2S (钠与硫粉混合研磨发生爆炸)
（3）碳酸氢钠的用途
碳酸氢钠用作食品工业的发酵剂、汽水和冷饮中二氧化碳 的发生剂、黄油的保存剂。 可直接作为制药工业的原料，用于治疗胃酸过多。 还可用于电影制片、鞣革、选矿、冶炼、金属热处理，以 及用于纤维、橡胶工业等。 如：印染工业用作染色印花的固色剂，酸碱缓冲剂，织 物染整的后处理剂； 橡胶工业利用其与明矾、H发孔剂配合起均匀发孔的 作用用于橡胶、海棉生产； 用作羊毛的洗涤剂、泡沫灭火剂，以及用于农业浸种等。
利用这一性质，过氧化钠在防毒面具、高空飞行和 潜水艇中作二氧化碳的吸收剂和供养剂。
2）氢氧化钠（NaOH） （1）俗名：
烧碱、火碱、苛性钠
（2）物理性质：
白色固体，易潮解，易溶于水，溶解过程中产生大 量的
热，浓的NaOH溶液有强腐蚀性 密度：2.130g/cm3 , 熔点：318.4℃ , 沸点：1390℃
即：①NaCl(饱)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓ ②2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
金属及其化合物(打印)
<一> 钠及其化合物1. 钠2. 钠的氧化物2Na 3. 碳酸钠和碳酸氢钠固体：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O4、焰色反应(1)定义: 很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色(2)注意：很多金属而不是所有金属;它是元素的性质(与存在状态无关)；焰色反应是物理过程(3)实验:洗涤铂丝( 用稀盐酸) →灼烧(至与原来火焰焰色相同) →蘸取→ 灼烧→洗涤(4)结果: 钠( 黄色) ; 钾( 紫色) 透过蓝色钴玻璃观察(5)洗涤铂丝用稀盐酸,原因在于除去杂质元素影响(6)蓝色钴玻璃的作用: 滤去钠等杂质颜色干扰(7)现象不明显的原因:酒精灯火焰本身呈黄色【典型例题】1、下列各组物质相互反应时，改变反应的条件或者反应物的物质的量之比，生成的产物不变的是( )A．Na与氧气B．澄清石灰水与二氧化碳C．碳与氧气D．过氧化钠和水2、将一定量的Na、Na2O、Na2O2的混合物与足量的水反应，在标准状态下得到混合气体，再将该混合气体通过电火花引燃，恰好完全反应，则原混合物中Na、Na2O、Na2O2的物质的量之比可能为（）。
A. 2：1：1B. 1：1：2C. 1：2：1D. 4：3：23、不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是（）A．分别加热这两种固体物质，并将生成的气体通人澄清的石灰水中B．分别在这两种物质的溶液中，加入CaCl2溶液C．分别在这两种固体中，加入同浓度的稀盐酸D．分别在这两种物质的溶液中，加入少量澄清的石灰水4、要除去CO2中的HCl气体,最好的方法是将混合气体通过( )A. 饱和NaHCO3B.饱和Na2CO3溶液C.饱和石灰水D.氨水5、相同条件下，总质量为2g的CO和H2混合气体，在O2中完全燃烧，通过足量的Na2O2固体，则固体的质量增加( )A.2gB.1gC.18gD.无法计算6、过量的NaHCO3和Na2O2混合，在密闭容器中充分混合加热后，最后排出气体，残留的固体是（）A．Na2CO3和NaOH B．Na2CO3 C．Na2O2和Na2CO3D．Na2CO3、NaOH、Na2O27、除去下列物质中的少量杂质（1）Na2CO3固体（NaHCO3）方法是，方程式（2）NaHCO3溶液（Na2CO3）方法是，方程式（3）NaCl溶液中（Na2CO3）方法是，方程式8、碳酸氢钠受热易分解为碳酸钠，先加热5克`碳酸钠和碳酸氢纳的混合物，使碳酸氢钠完全分解混合物质量减少0.31g，混合物中的碳酸钠的质量为多少？<二>铝及其化合物1、铝2Al+3S22Fe+Al2、氧化铝（Al2O3）3、氢氧化铝[Al(OH)3]4、KAl(SO4)2(硫酸铝钾)KAl(SO4)2·12H2O，十二水合硫酸铝钾，俗名：明矾KAl(SO4)2＝K＋＋Al3＋＋2SO42-，Al3＋会水解：Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋3H＋因为Al(OH)3具有很强的吸附型，所以明矾可以做净水剂知识整理：①（Al(OH)3）的制备：在氯化铝溶液中加足量氨水。
常见金属及其化合物
（重要化合物）
Na
Mg
Al
Fe
Cu
氧化物
Na2O：白色固体，易与H2O和CO2等反应。碱性氧化物。
Na2O2：淡黄色固体，强氧化剂，制氧剂。非碱性氧化物。
Na2O2比Na2O性质稳定。
Na2O+H2O==2NaOH
Na2O+CO2==Na2CO3
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
不具备两性，
只与酸反应，不与碱反应。
具备两性：与酸、碱都反应。.
（实际是两步反应）
2Al+2NaOH+2H2O==
2NaAlO2+3H2↑
不具备两性，只与酸反应，不与碱反应。
按不反应处理
与
盐
反应
①与NaCl溶液：
实际是Na与H2O反应
②与Cu SO4溶液：（两步完成）
2Na+2H2O==2NaOH+ H2↑
Mg+2HCl==MgCl2+H2↑
Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑
与稀盐酸、稀硫酸反应，
生成可溶性盐和H2：
2Al+ 6HCl==2AlCl3+ 3H2↑
2Al+ 3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2↑
与稀盐酸、稀硫酸反应，
生成可溶性亚铁盐和H2：
Fe+2HCl==FeCl2+H2↑
Fe+ H2SO4=FeSO4+H2↑
2Fe+3Cl2==2FeCl3（点燃）
Fe+I2==FeI2（加热）
Fe+S==FeS（加热）
常见金属元素单质及其重要化合物PPT
• 思维激活 名校模拟可借鉴，抽空一定看一看 • 3．(2011·广东五校二次联考)可用于判定碳酸 氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法是( ) • A．加热时有无气体放出 • B．滴加盐酸时有气泡放出 • C．溶于水后，滴加稀的氯化镁溶液有白色沉淀 生成 • D．溶于水后，滴加澄清石灰水有白色沉淀生成 • 答案：C
• (3)Na2S溶液中离子浓度由大到小的顺序 为________，向该溶液中加入少量固体 CuSO4，溶液pH______(填“增大”“减 小”或“不变”)，Na2S溶液长期放置有 硫析出，原因为 _________________________________ ________ __ __ ___________________________(用离子 方程式表示)。
(3)Na2S在溶液中完全电离，其电离方程式为： Na2S===2Na＋＋S2－，该溶液存在的水解和电离平衡 有：S2－＋H2O===HS－＋OH－，HS－＋H2O H2 O H2S＋OH－，
H＋＋OH－，由于S2－的水解是微弱的且OH－的来源
有三部分，因此，c(Na＋)>c(S2－)>c(OH－)>c(HS－)>c(H＋)。 加入CuSO4后，由于发生反应：CuSO4＋ Na2S===CuS↓＋Na2SO4使得溶液中S2－的浓度减小，尽管 其水解程度增大了，但溶液中的c(OH－)减小，故pH减小。
2Na2O2＋4HCl===4NaCl ＋O2↑＋2H2O 漂白剂、消毒剂、供氧剂
化 学 性 质
Na2O＋2HCl 与盐酸 ===2NaCl＋ H2O 制烧碱
主要用途
保存
密封
密封、远离易燃物
• (6)Na2CO3与NaHCO3性质比较
物质 性质 俗名 Na2CO3 纯碱，苏打 NaHCO3 小苏打
常见金属及其化合物
1.钠及钠的化合物2.铝及铝的化合物注意研究以下几个实验现象及产生沉淀的量与加入物质的量的数量关系的图象：①向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量；②向AlCl3和MgCl2混合中逐滴加入NaOH溶液直至过量；④向HCl、MgCl2、AlCl3混合液中逐滴加入NaOH溶液直至过量；③向Na[Al(OH)4]溶液中逐滴加入HCl溶液直至过量；⑤向HCl溶液中逐滴加入Na[Al(OH)4]溶液直至过量。
3.铁及铁的化合物4.铜及铜的化合物 (1)铜绿的生成：2Cu+O 2+CO 2+H 2O ===Cu 2(OH)2CO 3 (2)铜与氧气的反应2Cu+O 2 △2CuO (3)铜与硫的反应2Cu+S△2S (4)铜与稀硝酸的反应离子方程式3Cu+8H ++2NO 3-===3Cu 2++2NO 3-+4H 2O (5)铜与浓硫酸的反应Cu+2H 2SO 4(浓)△4+SO 2↑+2H 2O (6)氧化铜高温分解反应4CuO高温2Cu 2O+O 2↑ (7)铜、氧气和稀硫酸的反应2Cu+O 2+2H 2SO 4===2CuSO 4+2H 2O1.一定量Fe 、FeO 、Fe 2O 3的混合物中加入0.5mol ·L －1的盐酸400mL,恰好完全溶解，所得溶液中加KSCN 无血红色出现，若用足量CO 还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量为 A.11.2 g B.2.8 g C.5.6 g D.无法计算依据元素守恒快速计算；对题中涉及的各种反应能迅速寻找出规律。
2.在FeCl 3,CuCl 2,FeCl 2的混合溶液中，Fe 3+,Cu 2+和Fe 2+的物质的量之比为3∶2∶1,现加入适量铁粉，使溶液中三种离子物质的量浓度之比变化为1∶2∶4,则参加反应的铁粉与原溶液Fe3+的物质的量之比为 A.2∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶43.(2009年山东理综30)孔雀石主要含Cu 2(OH)2CO 3,还含少量Fe 、Si 的化合物。
常见金属元素单质及其重要化合物
N SC K
¡÷
NaOH HCl Fe(OH)3
专题十二 │ 主干知识整合
4．铜及其化合物 ．
Cu2S
S¡¢ ¡÷
C
H O ¡¢
2
O Cu 2
H Ï¡
»òŨ e NO
3
O HN
Cu(NO3)2
3
F
HN Na O OH 3 HNO3
CuO
R CHO Cu(OH)2 Cu2O
Cu2(OH)2CO3
Zn Fe »òF Cl e 3
专题十二 │ 要点热点探究
C 【解析】 铝的氧化物属于两性氧化物，不属于碱性氧化物， 解析】 铝的氧化物属于两性氧化物，不属于碱性氧化物， 故A错；铜在空气中放置，可以生成铜绿 2(OH)2CO3]，故B 错 铜在空气中放置，可以生成铜绿Cu ， 易挥发， 错；因HCl易挥发，三种盐在加热条件下，都能彻底水解，故C 易挥发 三种盐在加热条件下，都能彻底水解， ＋ 正确；电解三种盐溶液的混合物时，首先是Fe ＋ 正确；电解三种盐溶液的混合物时，首先是Fe3＋＋e－===Fe2＋， ＋消耗完， ＋ 不能得到金属单质； 不能得到金属单质；当Fe3＋消耗完，Cu2＋＋2e－===Cu；当Cu2 ； ＋消耗完，2H＋＋2e－===H ，不可能得到铁单质和铝单质，故 消耗完， 不可能得到铁单质和铝单质， 2 D错。 错
＋
Al(OH)3(胶体 ＋3H＋。 胶体)＋ 胶体
＋
专题十二 │ 要点热点探究
(3)过量的 Fe 与硝酸作用，或在 Fe 和 Fe2O3 的混合物中加入盐酸， 过量的 与硝酸作用， 的混合物中加入盐酸， ＋ ＋ 这一隐含反应： 均生成 Fe2 。要注意产生的 Fe3 还可以氧化单质 Fe 这一隐含反应：Fe ＋ ＋ ＋2Fe3 ===3Fe2 。 － (4)NO3 与 Fe2＋在酸性条件下不能共存。 在酸性条件下不能共存。 ＋ － (5)Fe2O3、 Fe(OH)3 与氢碘酸反应时， 与氢碘酸反应时， 的氧化还原反应， 涉及 Fe3 与 I 的氧化还原反应， ＋ 产物为 Fe2 、I2 和 H2O。 。 (6)FeCl3 溶液加热浓缩时，因 Fe3＋水解和 HCl 的挥发，得到的固体 溶液加热浓缩时， 的挥发， 固体； 溶液蒸干时， 为 Fe(OH)3，灼烧后得到红棕色 Fe2O3 固体；而 Fe2(SO4)3 溶液蒸干时， 因硫酸是难挥发性的酸， 固体， 因硫酸是难挥发性的酸，将得不到 Fe(OH)3 固体，最后得到的固体仍为 Fe2(SO4)3。 (7)注意亚铁盐及 Fe(OH)2 易被空气中氧气氧化成三价铁的化合物。 易被空气中氧气氧化成三价铁的化合物。 注意亚铁盐及 如某溶液中加入碱溶液后，最终得到红褐色沉淀，并不能断定该溶液中 如某溶液中加入碱溶液后，最终得到红褐色沉淀， ＋ ＋ 一定含有 Fe3 ，也可能含有 Fe2 。
第11讲 常见金属及其化合物ppt
①化学方程式 : 3Fe + 4H 2 O ( g ) 高温Fe3O 4 + 4H 2 ; ②化学方程式 : 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 ; ③离子方程式 : 2Fe3+ + Cu＝2Fe 2+ + Cu 2+ ; ⑤化学方程式 : 4Fe ( OH )2 + O 2 + 2H 2 O＝4Fe ( OH )3 ; ⑥化学方程式 : 2Fe ( OH )3 Fe 2 O3 + 3H 2 O; ⑦化学方程式 : Fe 2 O3 + 3CO高温2Fe + 3CO 2｡ ④离子方程式 : 2Fe 2+ + Cl2＝2Fe3+ + 2Cl− ;
有非极性共价键,阴 阳离子数目比为 ｡ 有非极性共价键 阴､阳离子数目比为1:2｡ (3)Na2O2与具有还原性的酸性氧化物､酸及盐反应时 注意考 与具有还原性的酸性氧化物､酸及盐反应时,注意考 的强氧化性,如 虑Na2O2的强氧化性 如2Na2O2+2SO2＝ 2Na2SO3+O2(×),Na2O2+SO2＝Na2SO4(√)｡ × ｡
3.金属氧化物或氢氧化物的特殊结构､性质 金属氧化物或氢氧化物的特殊结构､ 金属氧化物或氢氧化物的特殊结构 (1)碱性氧化物一定是金属氧化物 但金属氧化物不一定是碱 碱性氧化物一定是金属氧化物,但金属氧化物不一定是碱 碱性氧化物一定是金属氧化物 性氧化物,如 性氧化物 如Mn2O7｡ (2)Na2O2的特殊结构 的特殊结构: 电子式为Na+ 电子式为 Na+,晶体中既有离子键又 晶体中既有离子键又
(4)Fe2O3与HI反应时 注意考虑三价铁的氧化性 反应时,注意考虑三价铁的氧化性 反应时 注意考虑三价铁的氧化性, 如Fe2O3+6H++2I-＝2Fe2++I2+3H2O｡ ｡ (5)FeO与O2､氧化性酸反应时 注意考虑二价铁的还原性 如 与 氧化性酸反应时,注意考虑二价铁的还原性 注意考虑二价铁的还原性,如
人教化学必修1几种重要的金属化合物PPT(40页)
A. 加热这两种固体物质，并将生成的气体通入澄清的 石
灰水中
B. 在这两种物质的溶液中加入CaCl2溶液 C. 在这两种固体中加入同浓度的稀盐酸
√D. 在这两种物质的溶液中加入少量澄清的石灰水
4．有关Na2CO3和NaHCO3的性质，下列叙述错误的 是（ ）
A. 等质量的Na2CO3和NaHCO3与足量的盐酸反应， 在相同的条件下NaHCO3产生的CO2气体体积大
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第三章 金属及其化合物
第二节 几种重要的金属化合物
一、钠的重要化合物 二、铝的重要化合物 三、铁的重要化合物
一、钠的重要化合物
（一） 氧化钠和过氧化钠
思考与交流
1、回忆前面做过的实验，描述氧化钠和过氧 化钠的颜色、状态。
Na2O是白色固体，Na2O2是淡黄色固体。
2、氧化钠与水反应和氧化钙与水反应类似， 请你写出氧化钠与水反应的化学方程式。
人教化学必修1几种重要重要的金属化合物 PPT(40 页)
碳酸钠粉末吸湿性很强，遇水生成 含有结晶水的碳酸钠晶体——水合碳
小知识 酸钠（Na2CO3•xH2O）。碳酸钠晶体
在干燥空气中容易失去结晶水而变成 碳酸钠粉末。
碳酸钠和碳酸氢钠都是盐，但溶液都呈碱性。 日常的食用碱主要是十水碳酸钠，俗称洗涤碱； NaHCO3是发酵粉的主要成分，也用于制灭火剂、 焙粉或清凉饮料等方面的原料，在橡胶工业中作 发泡剂。
练习
1. 下列叙述正确的是（ ）
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是 碱性氧化物
②Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3，Na2O2 与CO2发生置换反应生成O2
③Na2O主要作氧化剂，Na2O2主要作还原剂 ④Na2O2可作供氧剂，而Na2O不行 ⑤Na2O2是强氧化剂，Na2O是一种碱性氧化物 A、都正确 B、②③④⑤ C、②③⑤ √D、④⑤
金属的重要化合物
钠的重要化合物一、氧化钠与过氧化钠的比较：二、碳酸钠与碳酸氢钠注意：1、将32CO Na 溶液滴加到盐酸中，一开始就有气体产生（↑++==+223222CO O H NaCl HCl CO Na （少））将盐酸滴加到32CO Na 溶液中，刚开始不会产生气体（NaCl NaHCO HCl CO Na +==+332（少）），过会才产生气体。
2、相互转化： 32CO Na →3NaHCO : 322322NaHCO CO O H CO Na ===++3NaHCO →32CO Na : ① 23NaHCO ↑++2232CO O H CO Na② O H CO Na NaOH NaHCO 2323+===+（溶液）③（固体）NaOH NaHCO +3O H CO 232+（如果3NaHCO 过量，会继续分解） 3、将2CO 通入到32CO Na 溶液中，现象是：有白色晶体析出原因：322322NaHCO CO O H CO Na ===++，①32CO Na 比3NaHCO 的溶解度大，②溶剂水反应掉一些，③溶质从32CO Na 变成3NaHCO ，质量增加。
三、焰色反应——很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上叫做焰色反应。
操作：洗、烧、蘸、烧。
焰色反应是一种物理现象，它是元素的性质；并不是所有的元素都有这种性质。
应用：检验元素的存在，制成节日火焰。
铝的重要化合物一、氧化铝（两性氧化物）1、物理性质+用途：难溶于水，熔点高，硬度很大， 可用作耐火材料，冶炼金属铝的原料2、化学性质与强酸反应：O H AlCl HCl O Al 2332326+==+ 与强碱反应：O H NaAlO NaOH O Al 223222+==+ 二、氢氧化铝（两性氢氧化物） 1、物理性质：不溶于水的白色胶状物质2、制备方法：3AlCl （()342SO Al 溶液中滴加氨水: ()+++↓===⋅+4323333NH OH Al O H NH Al3、与酸反应：（可与强酸和部分弱酸反应，如COOH CH 3） ()O H AlCl HCl OH Al 23333+===+ 与碱反应：（只与强碱反应） ()O H NaAlO NaOH OH Al 2232+===+3、O H H AlO 22+++-()3OH Al -++OH Al 33左边酸式电离 右边碱式电离 三、偏铝酸盐()NaCl OH Al O H HCl NaAlO +↓===++322 ()32322232CO Na OH Al O H CO NaAlO +↓===++()NaCl OH Al O H NaAlO AlCl 34633223+↓===++1、往2NaAlO 溶液中滴加盐酸的现象：先出现白色沉淀，再溶解掉。