高一化学必修1 第三章 第二节 几种重要的金属化合物

探 究 与 思 考
在两根试管中分别加入2ml稀盐酸，将两个 装有等量（1/3药匙） 的碳酸钠或碳酸氢钠粉 末的小气球分别套在两根试管口。将气球内的 碳酸钠和碳酸氢钠同时倒入试管中，观察反应 现象。
注意：反应剧烈程度与气球的体积。
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。 【实验3－6】P57
热稳 定性
与酸 CO 2-+2H+=H O+CO ↑ 3 2 2 反应
思考：自制灭火器应该选碳 酸钠还是碳酸氢钠？为什么？
练 习：
实验与思考:与盐酸互滴顺序，写出离子反应方程式： 往盐酸里面滴加碳酸钠
2H++CO32-=CO2↑ +H2O
往碳酸钠里面滴加盐酸: 往盐酸里面滴加碳酸氢钠: 往碳酸氢钠里面滴加盐酸:
Al 2 (SO 4 ) 3 +6NH 3 · 2 O H =2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4
结论
资 料 卡 片:
硫酸铝钾 KAl(SO4)2 KAl(SO4)2· 2O（明矾） 12H
硫酸铝钾的电离: +＋ Al3+ ＋ 2SO 2KAl(SO4)2 ＝ K 4
溶液中Байду номын сангаас三种自由移动的离子，
思考与交流
为什么过氧化钠能常用作呼吸面具和潜 水艇中的供氧剂?
呼 吸 面 具
过氧化钠能吸收呼吸生成的二氧化碳气体， 同时释放出氧气
探究活动
猜 想
思考:过氧化钠与水反应?
过氧化钠与水反应会生成 氢氧化钠和氧气
设计实 验方 案 请设计实验方案验证反应产物。
NaOH O2
实 验 验 证
酚酞变红
带火星木条复燃
过氧化钠与水反应的实验步骤：
1、取出放有过氧化钠的小试管，并准备好带火星的卫生香。 2、向放有过氧化钠的小试管中加1mL左右的水； 观察。用带火星的卫生香伸入试管中。 3、滴加1~2酚酞试液，观察；振荡，再观察。 4、触摸试管的外壁。
思考与练习 写出过氧化钠与水反应的化学方程 式并标出电子转移的方向与数目。
Ba 黄绿
Cu 绿
注 意
①每次实验必须用盐酸洗净铂丝，并灼烧至火焰 与原来相同； ②钾的焰色必须透过蓝色的钴玻璃观察。 （避免钠等杂质的焰色的干扰。）
铝元素是地壳中含量最多的金属元素， 约占地壳总量的7.73 %
镁 氢其他 钠 钾 2 . 0 0 %16 % 0 % 0.7 .2 2. 钙2 . 7 4 % 4 7 % 3.45% 氧 硅 铝 7.73% 铝 氧 48.60% 铁 钙 钠 钾 镁 氢 其他 硅 26.30%
H++CO32-=HCO3-
H++HCO3-=CO2↑ +H2O H++HCO3- =CO2↑ +H2O
请比较Na2CO3及NaHCO3与酸反应的剧烈程度：
想一想
如果化工厂里金属钠着火了，应选择 什么灭火方法？ A. 用水 B. 用泡沫灭火器 D.干燥的沙土
C.碳酸氢钠干粉灭火剂
思考:如果用水、泡沫灭火器、碳酸氢钠干粉灭 火剂等会造成什么后果？
偏铝酸钠和铝盐反应
3NaAlO2 + AlCl3 + 6H2O == 4Al(OH)3↓ + 3NaCl
往盛有Al2(SO4)3溶 往盛有Al2(SO4)3溶 实验 液的试管中滴入NaOH溶 液的试管中滴入氨水， 内容 液，直至过量。 直至过量。 实验 现象 反应 方程 式
白色胶状沉淀不断增 多，而后沉淀溶解并最后 消失。 1、 Al2(SO4)3 ＋6NaOH＝ 2Al(OH)3↓＋3Na2SO4 2、Al(OH)3＋NaOH＝ NaAlO2＋2H2O Al2(SO4)3与NaOH、NH3· 2O均可反应生成 H Al(OH)3↓,Al(OH)3溶于强碱而不溶于弱碱。 白色胶状沉淀逐渐增多， 氨水过量不溶解。
n(NaOH)
② 向12mol NaOH 的溶液中滴加AlCl3 溶液直至过量
Al3++4OH—
(过量)
== AlO2 +2H2O
—
n[Al(OH)3]
3mol 12mol 3mol Al3＋＋3AlO2－＋6H2O＝= 4Al(OH)3↓ 1mol 3mol 0 1 2 3 4 n(AlCl3)
1、2
方案：取氢氧化铝，分别滴加盐酸和氢氧化钠溶液
仪器：试管、滴管 药品：氢氧化铝、盐酸、氢氧化钠溶液 步骤：( P 58 )
现象：两试管中的Al(OH)3都溶解 结论：氢氧化铝是两性氢氧化物
①与酸反应：Al(OH)3＋3HCl＝AlCl3＋3H2O
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O
③向含 1mol NaAlO2的溶液中滴加HCl溶液直至过量
n[Al(OH)3]
AlO2—+H2O+H+(少量)= Al(OH)3↓ 1mol Al(OH)3 +3H+ = Al3++3H2O 3mol 0 1 2 3 4 n(HCl)
④向含4mol HCl的溶液中滴加NaAlO2 溶液直至过量
AlO2—+4H+(过量)= Al3++2H2O 1mol Al3＋＋3AlO2－＋6H2O＝4Al(OH)3↓ 3mol
得到氢氧化铝沉淀的方法有那些？
铝盐和氨水: Al3+ + 3NH3·H2O == Al(OH)3↓+3NH4+
铝盐和氢氧化钠: Al3+ + 3OH－ == Al(OH)3↓
偏铝酸钠和盐酸反应
NaAlO2 + HCl + H2O == Al(OH)3↓ + NaCl
AlO2 － + H + + H2O ==Al(OH)3↓
实 验 步 骤
①将铂丝防在酒精灯外焰上灼烧至火焰颜色与原 来相同； ②用铂丝蘸取待测碳酸钠溶液放在外焰上灼烧， 观察火焰颜色； ③用盐酸洗净铂丝，在外焰上灼烧至火焰无色后， 再蘸取碳酸钾溶液在外焰上灼烧，透过蓝色的钴 玻璃观察火焰的颜色。
几种金属的焰色：
Li 紫红
Na 黄
K 紫
Ca 砖红
Sr 洋红
②与碱反应： Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2O
偏铝酸钠 Al(OH)3 + OH = = AlO2 + 2H2O 偏铝酸根
氢氧化铝既能跟酸反应生成盐和水，又能跟碱反应生 ③不稳定性：氢氧化铝不稳定，受热易分解。 成盐和水，氢氧化铝属于两性氢氧化物。 2Al(OH)3 ＝ Al2O3＋3H2O 氢氧化铝不溶于弱酸、弱碱，而溶解在强酸、强碱中
Al2O3 + 2NaOH == 2NaAlO2 + H2O
结论：氧化铝是两性氧化物 写出以上两个反应的离子方程式。
化 学 性 质：
（1）和酸反应：
Al2O3 +6HCl == 2AlCl3 + 3H2O Al2O3 + 6H+ ==2Al3+ + 3H2O
（2） 和碱反应：
Al2O3 + 2NaOH === 2NaAlO2 + H2O Al2O3 + 2OH- === 2AlO2- + H2O
0 1 2 3 4 n(NaAlO2 )
3、4
n[Al(OH)3]
⑤ 向HCl酸化的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量
++OH—=H O H 2
n[Al(OH)3]
Al3+ +
3OH
—
(少量)
= Al(OH)3↓
—
Al(OH)3 + OH
—
= AlO2 +2H2O
n(NaOH)
⑥向含Mg2+、Al3+的混合溶液中滴加NaOH溶液直至过量
铁 4.75%
含量：O＞Si ＞Al ＞Fe
二、铝的化合物
1、氧 化 铝
物理性质：白色、不溶于水的固体，熔
点很高。（ 红宝石、蓝宝石 的主要成分）
探究氧化铝的两性
方案：取氧化铝粉末，分别滴加盐酸和氢氧化钠溶液 现象：试管、滴管 药品：氧化铝粉末、盐酸、氢氧化钠溶液 现象：氧化铝在盐酸和氢氧化钠溶液中都溶解 反应：Al2O3 + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2O
两种阳离子，一种阴离子。 明矾是常用的净水剂
某些药物、食物中含有Al的化合物
“铝三角”关系及其应 用
Al(OH)3
1 5 6 2 4
Al3+
3
AlO2
—
写出上述转化的化学方程式：
思考： 试作出下列反应图像，并写出各阶段离子方程式。
① 向含1mol AlCl3的溶液中滴加NaOH溶液直至过量 Al3+ + 3OH—(少量) = Al(OH)3↓ n[Al(OH)3] 3mol Al(OH)3 + OH— = AlO2—+2H2O 1mol 0 1 2 3 4
用硫酸铝和氢氧化钠制备氢氧化铝
Al2(SO4)3 + 6NaOH == 2Al(OH)3↓+3Na2SO4
Al3+ + 3 OH- == Al(OH)3↓ （1）物理性质： 氢氧化铝是白色胶状物质，几乎不溶于水，有强 的吸附性，能凝聚水中的悬浮物,并能吸附色素。
（2）化学性质：
探究氢氧化铝是否具有两性 实验3—8
氧化铝既能跟酸反应生成盐和水，又能跟碱 反应生成盐和水，所以氧化铝是两性氧化物。
氧化铝的用途：
用耐磨的Al2O3 做成的轴承
耐高温氧化铝 陶瓷坩埚
2、氢氧化铝
实验室如何制备少量氢氧化铝？ 实验3—7
用硫酸铝和氨水制备氢氧化铝
Al2(SO4)3 + 6 NH3·H2O == 2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4 Al3+ + 3 NH3·H2O == Al(OH)3↓+3NH4+
科学探究
①在两支试管中分别加入约1g的碳酸钠、碳酸氢钠，观察它 们在外观的细微差别。分别滴几滴水，震荡，观察；用手摸一 下试管底，有什么感觉？ ②继续向试管内加入10mL水，用力振荡，观察现象。 ③再向试管中加入1~2滴酚酞试液，各有什么现象？
步骤
①
② ③
白 部分 溶解，感 放 白 色粉末，加水结块， 热。 细小 色粉末，加水 受 不到 热量变化。 长时间震荡 可 全部溶解 固体量 减少 ，但 不能 全溶
离子方程式：
碳酸钠与碳酸氢钠 物 质 俗 名 色 态
水溶性
与酚酞 作 用
Na2CO3
纯碱、苏打 白色粉末 易溶 Na2CO3>NaHCO3
NaHCO3
小苏打 细小白色晶体 易溶
溶液变红，显碱性 稳定，加热不分解
溶液变红，显碱性 不稳定，加热分解 △ 2NaHCO3== Na2CO3+H2O+CO2↑ HCO3-+H+=H2O+CO2↑
现象
碳酸钠 碳酸 氢钠
实验:
澄清石灰水 不变 浑浊 澄清石灰水 变 浑浊
发生反应的化学方程式
结论
受热 不发生分解
2NaHCO3 == Na2CO3+H2O+CO2↑
CO32- + 2H+ =CO2↑ + H2O HCO3- + H+ =CO2↑+ H2O
△
受热 发生 分解
碳酸钠、碳酸氢钠与稀盐酸反应
1g Na2CO3
1g NaHCO3
溶液变 红 色，颜色较 深
加水先变成 含结晶水的晶体 ， 溶液碱性比碳酸氢钠的 强
溶液变 红 色，但颜色较 浅 加水只能 部分 弱 酸钠的 溶解，溶液碱性比碳
初步 结论
结论：碳酸钠、碳酸氢钠溶解于水溶液呈碱性。
探究活动
实验
碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性
用右图装置做碳酸钠和碳酸氢 钠受热的实验。
Mg2+ + 2OH
Al3+ + 3OH
—
= Mg (OH)2↓
= Al(OH)3↓
—
Al(OH)3、 Mg(OH)2 Mg(OH)2
—
(少量)
Al(OH)3 + OH
5、6
—
= AlO2 +2H2O
n(NaOH)
三、铁的化合物
1、铁的氧化物
失2e2Na2O2+2H2O == 4 NaOH+O2↑
得2e-
写出氧化钠与水、二氧化碳、盐酸 反应的化学方程式。
Na2O + H2O = 2NaOH Na2O + CO2 = Na2CO3 Na2O+2HCl = NaCl + H2O
试比较过氧化钠与氧化钠的性质
Na2O2
色 态
生成条件
Na2O
白色固体
第二节 几种重要的金属化合物
一、钠的化合物
1、过氧化钠和氧化钠
失2e-
-2 0 -1 2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
-1
2O
2O
得2e-1 化合价升高
2O ( O2 )
2O ( 2Na2CO3)
-2
0
4O
-1 化合价降低
氧化剂 Na2O2 氧化产物 O2 还原剂 Na2O2 还原产物 Na2CO3
常温下缓慢氧化
Na2O+H2O= 2NaOH Na2O + CO2 = Na2CO3
淡黄色固体
点燃或加热
2Na2O2+2H2O= 4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2= 2Na2CO3+O2↑
与H2O反应
与CO2反应 是否碱性 氧化物
否
是
2、碳酸钠和碳酸氢钠
在生活中碳酸钠和碳酸氢钠有许多用途。 如去污粉中主要含碳酸钠，碳酸氢钠干粉灭 火器中灭火剂主要是碳酸氢钠，加工饼干、 蛋糕等食品时也常用到碳酸氢钠，患有胃病 的人常因胃酸分泌过多而不适，碳酸氢钠片 能减轻病人的不适感。为什么它们会有这些 用途呢？