《几种重要的金属化合物》.ppt

第三章 金属及其化合物,第二节 几种重要的金属化合物,新人教版,一、钠的重要化合物,二、铝的重要化合物,三、铁的重要化合物,钠的化合物,食盐（ NaCl ）,芒硝（ Na2SO410H2O）,天然存在的钠的化合物,天然碱（碳酸钠、碳酸氢钠）,硝石（NaNO3）,天然碱,我国已发现天然碱矿产地有152处，储量近4亿吨。其中内蒙古的碱湖最多。现在内蒙古的很多工厂采用天然碱为原料生产烧碱、纯碱和小苏打。,天然碱来自于碱湖和碱矿。主要成分是碳酸钠、碳酸氢钠，还含有少量杂质（如氯化钠）。,教学目标 1.知识目标 （1）了解钠的化合物的主要用途。 （2）掌握钠的两种氧化物及碳酸钠和碳酸氢钠的性质及其 性质之间的差异。 （3）了解碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法。 2.能力目标 （1）培养学生的观察能力。 （2）训练学生用对比的方法认识事物和全面的分析事物的逻 辑思维能力。 （3）完善学习的实验能力和创造思维能力。 3.德育目标 （1）刺激学生的求知欲望和学习期望；培养学生认真细致和 严谨求实的科学态度。 （2）通过我国著名化学家侯德榜对世界制碱工业、中国化学 工业作出的巨大贡献，对学生进行爱国主义教育。,白色,固体,固体,淡黄色,Na+、O2-,Na+、O22-,2:1,2:1,-2,-1,一、过氧化钠,（一） Na2O 与 Na2O2物理性质和构成上的比较,实验,把水滴入盛有少量过氧化钠固体的试管中，立即把带火星的木条放在试管口，检验生成的气体。用手轻轻摸一摸试管外壁，有什么感觉？然后向反应后的溶液滴入酚酞溶液，有什么现象发生？,现象：（1）产生大量气泡； （2）带火星的木条复燃； （3）试管发热； （4）溶液颜色变红。,（二）化学性质,2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2,强氧化剂、强氧化性,氧化剂 还原剂,（1）与水反应,放热,得2e-，发生还原反应,失2e-，发生氧化反应,（2）与二氧化碳的反应,Na2O2 + CO2 Na2CO3 + O2,2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2,Na2O2的用途,强氧化剂,漂白剂,供氧剂,呼吸面具,潜水艇,放热,得2e-，发生还原反应,失2e-，发生氧化反应,提问：从实验可以得到什么结论？,思考：若在含少量酚酞溶液的试管中加入Na2O2粉末振荡，会有什么现象？ 溶液中会有气泡生成，溶液先变红，后褪色 。,过氧化钠应怎样保存？,密闭,隔绝空气,（3）与盐酸的反应,2Na2O2+4HCl =4NaCl+2H2O+O2,不属碱性氧化物,Na2O 与 Na2O2的化学性质比较,Na2O + H2O = 2NaOH,Na2O + CO2 = Na2CO3,Na2O + 2HCl = 2NaCl + H2O,2Na2O2+4HCl = 4NaCl+2H2O+O2,2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2,2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2,思维训练,1、某温度下，下列物质Wg与足量的氧气充分燃烧，其燃烧产物立即与过量的Na2O2反应，固体质量增加Wg，符合此要求的是（ ）,(1)H2 (2)CO (3)CO、H2 (4)HCHO (5)CH3COOH (6)CH3OH A(1) (2) B(1) (2) (3 ) C (4) (5) (6) D全部,答案,D,分析：1. 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,固体增加的质量相当于参加反应的H2的质量 （ Na2O2+H2=2NaOH）,2. 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,固体增加的质量相当于参加反应的CO的质量（Na2O2+CO=Na2CO3）,所以（4）（5）（6）分别可以改写为以下形式,（4） HCHOCO H2 （5）CH3COOH（CO）2 （H2）2 （6） CH3OHCO （H2）2,在面粉发酵或油条制作时常常用到纯碱或小苏打，你知道纯碱、小苏打的成分是什么吗？,请思考：,纯碱、苏打,小苏打,Na2CO3,Na2CO310H2O,NaHCO3,白色粉末,白色晶体,无色晶体,（一）物理性质,二、碳酸钠和碳酸氢钠,Na2CO3 ,NaHCO3,Na2CO3,NaHCO3,20,S 22.2g,S9.6g,易溶于水,可溶于水,溶解性,CaCO3（不溶）,Ca (HCO3 ),2（易溶）,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酸钠（Na2CO3xH2O）。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。,小知识,1.与酸反应,Na2CO3+2HCl =,H2O+CO2 +2NaCl,NaHCO3+HCl =,CO2+H2O+NaCl,（二）化学性质,分析：（1）向碳酸钠溶液中逐滴加入盐酸,CO32-,H+,HCO3-,H+,H2CO3,H2O+CO2,2H+,*碳酸钠和盐酸的互滴,（2）向盐酸中逐滴加入碳酸钠溶液,CO32- + 2H+= H2O+CO2,2.热稳定性,Na2CO3,NaHCO3,很稳定,不稳定,2NaHCO3 = Na2CO3 H2OCO2,Na2CO3+ CO2 + H2O=2 NaHCO3,思考：向饱和Na2CO3溶液中不断通入CO2，会有何现象呢？（设温度不变）,Na2CO3+ CO2 + H2O=2 NaHCO3,106g,18g,168g,分析：,水量减少,溶质质量增加,溶解性：,NaHCO3Na2CO3,质的变化,想想练练：,如何鉴别Na2CO3、NaHCO3、NaCl 三种固体？,方法1 、分别加入稀盐酸 方法2 、分别加入BaCl2 ？足够吗？不够的话下来该怎么做呢？,问题1： 如何检验Na2CO3 溶液是否含有NaHCO3？又如何检验NaHCO3 溶液中是否含有Na2CO3?,问题1： 如何检验Na2CO3 溶液是否含有NaHCO3？又如何检验NaHCO3 溶液中是否含有Na2CO3?,检验Na2CO3 溶液是否含有NaHCO3正确的操作是： 向溶液中加入足量的BaCl2溶液过滤后再在滤液中滴加强碱如出现白色沉淀即可证明其中含有NaHCO3 。,检验NaHCO3 溶液中含有Na2CO3正确的操作是： 向溶液中加入适量的BaCl2溶液如出现白色沉淀即可证明其中含有Na2CO3 。,问题2： 某Na2CO3 溶液中含有少量的NaHCO3如何除去？反之某NaHCO3 溶液中含有少量Na2CO3如何除去呢?,问题2： 某Na2CO3 溶液中含有少量的NaHCO3如何除去？反之某NaHCO3 溶液中含有少量Na2CO3如何除去呢?,问题2： 某Na2CO3 溶液中含有少量的NaHCO3如何除去？反之某NaHCO3 溶液中含有少量Na2CO3如何除去呢?,向溶液中加入适量的NaOH。NaHCO3 +NaOH= Na2CO3+H2O,向溶液通入足量CO2气体：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,现有HCl、Na2CO3溶液要快速制取少量CO2应该如何操作？,正确的操作是：将Na2CO3 滴加到HCl溶液中，而不能相反,请思考：,大家知道节日燃放的五彩缤纷的烟花是怎么来的吗？,*焰色反应,我们在炒菜的时候，偶有食盐溅在煤气火焰上，火焰呈 。,黄色,钠燃烧时，火焰呈 。,黄色,实验36 用铂丝分别蘸取碳酸钠溶液和碳酸钾溶液，在火焰上灼烧。,*焰色反应,1、焰色反应：某些金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈 现出特殊的颜色。,2、步骤：, 洗（稀HCl）, 烧（烧至浅色或无色）, 蘸, 烧,3、焰色反应是元素的性质，与元素的存在状态无关。,4、焰色反应属于物理变化。,5、应用：检验金属元素；作焰火。,6、Na元素：黄色 K元素：紫色（透过蓝色钴玻璃观察）,一些金属及其化合物的焰色反应,黄色,紫色,砖红色,洋红色,绿色,紫红色,黄绿色,1. 下列叙述正确的是（ ） Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物 Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3，Na2O2与CO2发生置换反应生成O2 Na2O主要作氧化剂，Na2O2主要作还原剂 Na2O2可作供氧剂，而Na2O不行 Na2O2是强氧化剂，Na2O是一种碱性氧化物 A、都正确 B、 C、 D、,练 习,2下列说法中不正确的是（ ） A. Na2CO3比NaHCO3 易溶于水 B. Na2CO3比NaHCO3稳定 C. Na2CO3和NaHCO3都能跟石灰水反应得 到白色沉淀 D. 物质的量相等的Na2CO3和NaHCO3分别 与足量盐酸反应得CO2的物质的量之比 为21,红宝石,蓝宝石,二、铝的重要化合物,1. 氧化铝,物理性质,氧化铝难溶于水，熔点很高，也很坚固,主要用途：耐火材料，冶炼铝的原料,耐火坩埚,耐火砖,燃器具点火瓷头,问：铝、氧化铝、氢氧化铝是两性物质、还是具有两性？ 答：两性物质是指既能与酸反应又能与碱反应，只生成盐和水的化合物,比如氧化铝、氢氧化铝。 物质的两性是指既能与酸反应又能与碱反应的性质，但产物不一定全是盐和水，比如碳酸氢钠. 铝虽然能与酸及强碱溶液作用，但不属于两性物质，也不能说它具有两性（因为根据与碱液反应的本质，可知不是直接与作用）。更不能说它是两性元素，只能说是金属元素。,二、铝的重要化合物,Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O,Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O,化学性质,两性氧化物既和较强的酸又能和强碱反应的氧化物,与酸的反应,与碱的反应,Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O,Al2O3 + 2OH- = 2AlO2- + H2O,2. 氢氧化铝,氢氧化铝实验室制法,氢氧化铝是白色胶状沉淀（明矾净水），它能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素。,白色胶状沉淀不断增多，而后沉淀溶解并最后消失。,白色胶状沉淀逐渐增多，氨水过量不溶解。,Al2(SO4)3 6NaOH2Al(OH)33Na2SO4 Al(OH)3NaOHNaAlO22H2O,Al2(SO4)3 +6NH3H2O= 2Al(OH)3+3(NH4) 2SO4,Al2(SO4)3与NaOH、NH3H2O均可反应生成Al(OH)3, Al(OH)3溶于强碱而不溶于弱碱。,NaOH,氨水,问题讨论：,用Al2(SO4)3制备Al(OH)3应选择NaOH溶液还是氨水？为什么？,应选用氨水， Al(OH)3不溶于氨水，却溶于NaOH溶液，用NaOH溶液制取时， NaOH溶液的用量不便于控制。,2.氢氧化铝,实验室制法,Al2(SO4)3+6NH3H2O=2Al(OH)3+3(NH4)2SO4,学生实验： 取适量用氨水制得的Al(OH)3沉淀于试管中，然后滴加盐酸，振荡。分析现象并写出化学方程式。,2.氢氧化铝,Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O,Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O,Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O,小结：Al(OH)3既能与较强的酸反应，又能与强碱溶液反应，且都生成了盐和水。所以 Al(OH)3是两性氢氧化物。,不稳定性：氢氧化铝不稳定，受热易分解。 2Al(OH)3 Al2O33H2O,2.氢氧化铝,主要成分：氢氧化铝 药理作用：本品有抗酸、保护溃疡面等作用，效力较弱，缓慢持久。 本品在胃内起到中和胃酸的作用。另外本品还能形成凝胶，覆盖在溃 疡表面起机械保护作用。 适用症：主要用于胃酸过多，胃及十二指肠溃疡等 不良反应：长期水剂量服用，可致严重便秘。,Al(OH)3是医用的胃酸中和剂中的一种，它呈碱性但碱性又不强，不至于对胃壁产生强烈的刺激或腐蚀作用，但却可以与酸反应，起到中和过多胃酸的作用。此外，由于Al(OH)3难溶于水且是一种胶状物质，所以可以保护溃疡面且效力持久,氢氧化铝的用途,用途：医用的胃药。净水。,课堂小结,实验室制法,两性氢氧化物。,1.氧化铝,两性氧化物既能溶于酸又能溶于强碱,Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O,Al2O3 + 2OH- = 2AlO2- + H2O,2.氢氧化铝,Al2(SO4)3+6NH3H2O=2Al(OH)3+3(NH4)2SO4,Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O,不稳定性,用途：医用的胃药。净水。,1.下列关于Al(OH)3的性质的叙述错误的是（ ） A.Al(OH)3 是难溶于水的白色沉淀 B.Al(OH)3 能吸附水中的悬浮物 C.Al(OH)3 能溶于氨水 D.Al(OH)3 属于两性氢氧化物,2.将金属钠投入AlCl3溶液中，下列有关叙述一定 正确的是（ ） A.有气体生成，最后一定有白色沉淀 B.一定无气体生成 C.溶液最后澄清且有气体放出 D.一定有气体生成,C,D,课堂练习,3.向一金属铝的易拉罐内充满CO2，然后向罐内注 入足量NaOH溶液，立即用胶布严封罐口，过一段时间后，罐壁内凹而瘪，再过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起，解释上述变化的实验现象: (1)罐壁内凹而瘪的原因: 反应方程式: (2)罐壁重新鼓起的原因： 反应方程式:,2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O,2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2,4、只用NaOH溶液不能除去括号中杂质的是（ ） Mg（Al2O3） BCaCl2（ Al Cl3） CFe（Al） DFe2O3（Al2O3） 5、实验室制备Al(OH)3最好用（ ） AAl2O3和稀盐酸 BAl2O3和水 CAl2(SO4)3和KOH DAlCl3和氨水,练 习,7在200mL氯化镁和氯化铝的混合液中，Mg2+的物质的量浓度为0.2mol/L，Cl-的物质的量浓度为1.3 mol/L。(提示：先算出Al3+的浓度） 要使Mg2+全部转化为沉淀分离出来，至少需要加入 4 mol/L NaOH溶液的体积为（ ） A40mL B72mL C80mL D128mL,有关铝三角的基本图象：,1、铝盐溶液和氨水的反应,原理：Al3+3NH3 H2O = Al(OH)3 +3NH4+,3,2. 在一定量AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液,原理：Al3+3OH- = Al(OH)3,Al(OH)3+OH- = AlO2-+2H2O,3,4,3. 在一定量NaOH 溶液中逐滴加入AlCl3溶液,4. 向偏铝酸盐溶液中通入CO2,原理：CO2 +2AlO2- + 3H2O = 2Al(OH)3 +CO32-,1/2,5. 向一定量NaAlO2溶液中逐滴加入HCl溶液,1,4,原理： H+ +AlO2- + H2O = Al(OH)3 ,Al(OH)3 +3H+ = Al3+ + 3H2O,6. 向一定量HCl 溶液中逐滴加入NaAlO2溶液,7. 向氯化镁和氯化铝的混合溶液中加足量的氢氧化钠,原理：氢氧化钠先与氯化镁和氯化铝反应， 生成氢氧化镁和氢氧化铝沉淀， 然后氢氧化铝溶解，但氢氧化镁不溶。,1、将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2mol/LH2SO4溶液中，然后再滴加1 mol/L NaOH溶液。请回答： 若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如下图所示。 当V1160mL时，则金属粉末中n(Mg)mol，V2mL。 若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2、Al3刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)是多少mL ？,Al3+,Al(OH)3,3OH-,AlO2-,OH-,3H+,H+ H2O,4OH-,4H+,“铝三角”,1.怎样以Al2(SO4)3溶液为原料制取Al(OH)3？ 2.怎样以NaAlO2溶液为原料制取Al(OH)3？,思考,*下图中能表示将Ba(OH)2溶液逐滴加入到硫酸铝溶液中，产生沉淀的质量（W）与加入Ba(OH)2溶液的体积（V）关系的是 ( ),C,三、铁的重要化合物,1. 铁的氧化物,铁红,磁性氧化铁,黑色粉末,红棕色粉末,黑色晶体,+2价,+3价,+2价、+3价,不溶,不溶,不溶,不稳定,稳定,稳定,FeO + 2H+ = Fe2+ + H2O,Fe2O3 + 6H+ = Fe3+ + 3H2O,Fe3O4 + 8H+= Fe2+ + 2Fe3+4 H2O,高温时，都能与C、CO、H2反应，被还原生成Fe(炼铁原理),目录,2. 铁的氢氧化物,白色絮状沉淀 灰绿色 红褐色沉淀,红褐色沉淀,FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3+3NaCl,FeSO4 + 2NaOH = Fe（OH）2 + Na2SO4 4Fe（OH） 2 + O2 +2H2O = 4Fe（OH）3,实验3-9：在FeCl3、FeSO4分别加入NaOH溶液,铁的两种氢氧化物可以分别由相对应的可溶性盐 和碱溶液反应制得。,学与问：,Fe(OH)2 + 2HCl = FeCl2 + 2H2O Fe(OH)3+ 3HCl = FeCl3 + 3H2O,Fe(OH)2和Fe(OH)3都是不溶性碱，你能写出它们与酸反应的化学方程式吗？,讨论：通过以上实验，你认为氢氧化亚铁的化学性质与一般的氢氧化物有什么异同？,(1)氢氧化铁的性质,与酸反应,受热可分解,氢氧化铁是一种难溶于水的红褐色固体,(2)氢氧化亚铁的性质,与酸反应, 不稳定，易被空气中的氧气氧化,Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O,4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3,（氧化剂）,（还原剂）,Fe(OH)3 + 2HCl = FeCl3 + 3H2O,3. 铁盐和亚铁盐,（1）Fe3+离子的检验,向FeCl3和FeCl2溶液中分别加入KSCN溶液,溶液呈血红色,溶液颜色无变化,交流和讨论: 还有哪些方法可以鉴别FeCl3溶液和FeCl2溶液?,FeCl2 FeCl3,(2)Fe3+离子的氧化性,科学探究：在FeCl3溶液中加入足量Fe粉，振荡。再滴入几滴KSCN溶液，观察现象；在以上所得到的FeCl2和KSCN的混合溶液中，滴加氯水(Cl2)，再观察现象。,2Fe3+ + Fe = 3Fe2+,溶液不显血红色,溶液变成血红色,2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ +2Cl,总结：,还原剂,+氧化剂(Cl2),+还原剂(Fe),氧化剂,Fe2+,Fe3+,Fe,血液有输送氧气的功能，主要与什么物质有关？,血红蛋白,防治贫血症,维生素C与Fe3+的亲密接触让人们远离贫血!,Fe2+,Fe3+,O,维生素C,【实验】往约1mL FeCl3溶液中加入2滴KSCN溶液， 再加入适量鲜桔汁，振荡，观察现象。,思考题：,鉴别 Fe2+与Fe3+的方法有哪些？,向FeCl2溶液中加入几滴KSCN，此时溶液颜色不发生变化，加氯水后溶液出现红色,Fe2+Fe3+ Fe2+具有还原性,实验现象：,实验结论:,2FeCl2+Cl2=2FeCl3,返回,向FeCl2溶液中加入几滴KSCN，此时溶液颜色不发生变化，加H2O2溶液后出现红色,有Fe3+生成 Fe2+Fe3+ Fe2+具有还原性,返回,实验现象：,实验结论:,向FeCl3溶液中滴加几滴KSCN溶液变为红色，加入铁粉充分振荡后，红色消失,Fe3+Fe2+ Fe3+ 具氧化性,2FeCl3+Fe=3FeCl2,返回,实验现象：,实验结论:,Fe3+Fe2+ Fe3+ 具氧化性,溶液中有I2生成,返回,湿润的淀粉KI试纸变蓝,2Fe3+ +2I- =2Fe2+ +I2,实验现象：,实验结论:,阅读：资料卡片铜盐,图 3-21 出土的古代铜制品上往往覆盖着一层铜绿主要成分是Cu2(OH)2CO3,实践活动：铝盐和铁盐的净水作用,不加试剂,加入明矾,加入硫酸铁溶液,2 min时,5 min时,无明显变化,有明显沉降，溶液半透明,有明显沉降溶液半透明,沉淀沉在底部 溶液接近透明,沉淀沉在底部 溶液接近透明,浑浊 ， 略有沉降,明矾和硫酸铁溶液可以和悬浮于水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来，使水澄清，可用做净水剂。,结 论,目录,练习,运用铁及其化合物的知识，完成下列各题。 1. 下列物质跟铁反应后的生成物，能跟KSCN溶液作用生成红色溶液的是（ ） A. 盐酸 B. 氯气 C. CuSO4溶液 D. 稀硫酸 2. 既有氧化性，又有还原性的微粒是（ ） A. Fe B. Fe2+ C. Fe3+ 3. 把过量的铁粉加入稀硝酸中，其结果是（ ） A. 不反应 B. 生成硝酸铵 C. 生成硝酸亚铁,4. 要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3，可行的办法 是（ ） A. 滴入KSCN溶液 B. 通入氯气 C. 加入铜粉 D. 加入铁粉 5. 当人体缺铁时，往往需要吃补铁保健品，人体能够吸收的是+2价铁元素。但是+2价铁元素很容易被氧化。查看一种补铁保健品，了解其中铁元素的价态。 你认为可以采用什么方法检验补铁剂中铁元素的价态？ 天然食品中含有的大多是+3价铁元素，为了使+3价铁元素转化为+2价铁元素并被人体较好地吸收，你认为应该采取哪些措施？请查找资料，寻找办法。,