几种重要的金属化合物 教案6

第三章金属及其化合物第一节金属的化学性质第一课时金属与非金属、水、酸的反应【回顾复习】1.地球上绝大多数的金属以化合态存在于自然界中，在地壳中的含量位于前四位的分别为铝、铁、钙、钠。2.金属有许多共同的物理性质：如不透明、有金属光泽、易导电、易导热、有延展性。3.举例说明金属能发生哪些化学反应：（1）金属与非金属反应：2Na＋Cl22NaCl（2）金属与酸反应：Zn＋2HClAUTOTEXT==ZnCl2＋H2↑（3）金属与某些盐溶液反应：Fe+CuSO4AUTOTEXT==FeSO4＋Cu3.下图（图3-2）是有关金属发生化学反应的一些照片，分析这些反应，写出反应的化学方程式（是离子反应的写离子方程式）。（1）（2）（3）（4）（1）铝丝与硫酸铜溶液反应：2Al＋3Cu2＋AUTOTEXT==2Al3＋＋3Cu。（2）镁条燃烧：2Mg＋O22MgO。（3）铜丝在硝酸银溶液中：Cu＋2AgAUTOTEXT==Cu2＋＋2Ag。（4）镁条与稀盐酸的反应：Mg＋2H＋AUTOTEXT==Mg2＋＋H2↑。283283+13282+12281+114.画出Na、Mg、Al的原子结构示意图：Na,Mg,Al。金属元素的最外层电子数较少，最外层电子易失去电子，单质表现出还原性，遇到氧化剂时，就会发生氧化反应。【探求新知】一、金属与非金属的反应：例如金属与O2、Cl2、S的反应。1.钠与氧气的反应：钠的物理性质：钠质软，新切开的金属钠的断面呈光亮的银白色，密度比煤油大，常保存在煤油或石蜡油中，以隔绝空气和水。（1）在常温下：钠暴露在空气中则会失去光泽，表面变暗，生成白色固体，反应的化学方程式为：4Na+O2AUTOTEXT==2Na2O（2）加热时：钠放在坩埚中加热，会熔化成闪亮的小球，并剧烈反应，发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体，反应的化学方程式为:2Na＋O2Na2O2由上述两个反应你得到的结论是:钠与氧气的反应，条件不同产物不同。2.镁与O2的反应：镁条在氧气中燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体，反应的化学方程式为:2Mg＋O22MgO3.铁在氧气中燃烧的化学方程式为：3Fe＋2O2Fe3O44.铝与氧气的反应(1)常温下：铝与氧气反应，生成致密的Al2O3保护膜。（2）在氧气中点燃铝箔时，现象：剧烈燃烧，产生耀眼的白光。反应的化学方程式为:2Al＋3O22Al2O3【实验】①用坩埚钳夹住一小块铝箔(厚约在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动。②再取一小块铝箔，用砂纸打磨（或在酸中处理后，用水洗净）除去表面的保护膜，再热至融化，轻轻晃动。现象：两块铝箔都熔化，失去了光泽，但熔化的铝并不滴落，好像有一层膜兜着，为什么？原因：铝表面的氧化膜保护了铝，即使是打磨过的铝，在空气中也会很快生成新的氧化膜，所以熔化了的液态铝不会滴落下来。※氧化物保护膜：活泼金属在空气中易与氧气反应，表面生成一层氧化物。有的氧化膜疏松，不能保护内层金属，有的氧化膜致密，如镁、铝表面形成的的氧化膜致密能保护内层金属不被继续氧化。 二、金属与酸和水的反应1.钠和水的反应：金属钠投入滴有酚酞试液的水中（1）操作：①用镊子从试剂瓶中取出小块金属钠。②用（在玻璃片上的）滤纸把表面的煤油吸干。③用小刀片切去表层的氧化物。④在小烧杯中加一些水，滴加几滴酚酞，然后将切好的小块钠放入水中。⑤剩余固体全部放回到试剂瓶中。（1）现象①浮：金属钠浮在水面上（说明钠的密度比水小）①熔：钠熔成闪亮的小球（说明钠的熔点低）②游：小球在水面上四处游动③响：发出“嘶嘶”的响声。（说明生成有气体生成）④消：小球逐渐变小，最后消失。⑤红：水溶液变为红色。（说明生成了碱性物质）（2）反应的化学方程式为（用单线桥法标出电子转移的方向与数目）2e—2Na＋2H2OAUTOTEXT==2NaOH＋H2↑（3）反应的离子方程式为：2Na＋2H2OAUTOTEXT==2Na＋＋+2OH－＋H2↑+※讨论：（1）钠保存在煤油或石蜡中的原因：隔绝空气和水。（2）失火现场有钠存放时，不能用水灭火，必须用干沙土来灭火。2.铁与水的反应（按课本图3－8装置进行实验）实验步骤（1）安装装置，检查装置的气密性；（2）在试管中放入还原铁粉和湿棉花，将导管插入肥皂液形成泡沫。（3）加热湿棉花和还原铁粉，观察到连续产生肥皂泡时，用火柴点燃肥皂泡。现象：可以观察到加热时试管内铁粉呈红热状态，点燃肥皂泡时可听到爆鸣声。冷却后得到黑色晶体。结论：铁与水蒸气反应生成氢气和含铁的氧化物，该反应的化学方程式为：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2【跟踪练习】一、选择题：1.在实验室中，通常将金属钠保存在----------------------------------------（B）A.水中B.煤油中C.四氯化碳中D.汽油中2.下列关于金属钠的物理性质，错误的是------------------------------------（CD）A.金属钠很软，可用刀切割B.金属钠是热和电的良导体C.金属钠的密度是1.1g·cm-33.下列物质间发生化学反应，在不同条件下可得到不同产物的是----------------（A）+O2+Cl2+O2+Cl4.取一块金属钠放在坩埚里加热，下列有关实验现象的描述中正确的是---------（C）①金属先熔化②在空气中燃烧，放出黄色火花③燃烧后得到白色固体④燃烧时火焰为黄色⑤燃烧后生成浅黄色固体A.①②B.①②③C.①④⑤D.④⑤5.下列金属的表面在空气中易生成一层氧化膜，且能保护内层金属的是----------（AB）A.镁B.铝C.铁D.金二、填空题：1.把大小相同的三小块钠分别投入盛有下列溶液的烧杯中，说明现象，写出化学方程式。（1）FeCl3溶液中，现象：钠熔成小球在液面上游动，变小后消失；有气泡产生；生成红褐色沉淀。化学方程式:2Na＋2H2OAUTOTEXT==2NaOH＋H2↑；FeCl3＋3NaOHAUTOTEXT==Fe(OH)3↓＋3NaCl（2）稀盐酸中，现象：钠熔成小球在液面上游动，变小后消失；有气泡产生.化学方程式:2Na＋2HClAUTOTEXT==2NaCl＋H2↑（3）CuSO4溶液中，现象：钠熔成小球在液面上游动，变小后消失；有气泡产生；生成蓝3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2色沉淀。化学方程式:2Na＋2H2OAUTOTEXT==2NaOH＋H2↑；CuSO4＋2NaOHAUTOTEXT==Cu(OH)2↓＋Na2SO42.写出铁与水反应的化学方程式标出电子转移的方向和数目：8e-3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2课后作业一、选择题：1.下列关于地壳中含量最多的金属元素与地壳中含量最多的非金属元素的说法中，不正确的是------------------------------------------------------------------（B）A.题中所指的元素分别是Al和OB.题中所指的元素分别是Fe和OC.这两种元素化合后的式量为102D.这两种元素形成的化合物能与酸反应2.铝具有较强的抗腐蚀性能，主要是因为------------------------------------（C）A.与氧气在常温下不反应B.铝性质不活泼C.铝表面能形成一层氧化膜D.铝耐酸耐碱3.下列反应中，可用离子方程式M+2H+＝M2++H2↑表示的是（M表示金属单质）-----（C）①钠和稀H2SO4反应②锌和稀H2SO4反应③镁和醋酸反应④铁和浓HCl反应⑤铝和稀HCl反应A.①④B.①②⑤C.②④D.③④4.在500g%的盐酸和500g2%的盐酸中，分别加入2.3gA.一样多B.在浓度大的盐酸中反应产生的气体多C.在浓度小的盐酸中反应产生的气体多D.由反应的剧烈程度决定5.把molNa和molMg分别投入到足量的m1g水中和m2g盐酸中，分别得到溶液a和b。若m1=m2，则a与b的质量关系为-----------------------------------（>b<b=bD.无法确定6.4.6g钠在干燥的空气中被氧化后，可得7A.只有Na2O2B.只有Na2O和Na2O2D.无法确定7.下列关于金属元素特征的叙述正确的是-----------------------------------（B）A.金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性B.金属元素在化合物中一定显正价C.金属元素在不同化合物中的化合价均不同D.金属单质在常温下均是固体8.将一小块金属钠久置于空气中，有下列现象：①生成白色粉末②变暗③生成白色固体④发生潮解变为液体。这些现象的先后顺序是--------------------------------（C）A.①②③④B.④③②①C.②③④①D.①③④②9.一块表面已被氧化成氧化钠的钠块5.4g投入足量的水中，最多能产生0.1gA.2.3gB.3.1g10.将金属钠分别投入到下列物质中，有气体放出，且溶液质量减轻的是---------（CD）4二、填空题：11.已知用金属钠生成氧化钠，可有多种方法：①4Na+O2＝2Na2O②4Na+CO2＝2Na2O+C③2NaNO2（亚硝酸钠）+6Na＝4Na2O+N2↑上述三种方法最好的是③，原因是：在生成的N2的保护下，防止Na2O被氧化成Na2O2.12.如图所示，在玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热并通入水蒸气，用试管收集产生的经干燥的气体，并靠近火焰点燃。（1）所观察到的现象：红热的铁与水蒸气反应，产生的气体点燃时，能燃烧或发出爆鸣声。变为黑色晶体。有关的化学方程式是3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2（2）干燥管内可装入的试剂是碱石灰或无水CaCl2，其作用是干燥H2，使H2易点燃。干燥管还可用装有浓硫酸的洗气瓶（装置）代替。（3）玻璃管中石棉绒的作用是铁粉的载体，增大铁粉与水蒸气的接触面积。实验开始时应先点燃酒精灯，再点燃酒精喷灯。实验结束时，应先熄灭酒精喷灯。13.有人设计出一种在隔绝空气下让钠与水反应的方法，利用煤油来控制反应速率。使学生能仔细观察到各种实验现象。该方法简便、完全、现象明显、有趣味性，实验装置如图所示。将6mm×50mm的玻璃管和长颈漏斗插入橡皮塞孔中，玻璃管外套上30mm的乳胶管，乳胶管上再接6mm×30mm金属尖嘴管，乳胶管上夹上弹簧夹。实验时，往100mL的大试管中先加入40mL煤油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过漏斗加满滴有酚酞的水。根据反应中观察到的现象，回答下列问题。（1）金属钠变化的现象是钠在煤油中逐渐下沉，至水面时与水反应，熔成银白色小球，在煤油中作上下游动，最后完全消失。（2）大试管中溶液颜色的变化是水溶液从上至下逐渐由无色变为红色。（3）装置中液面的变化分别是：大试管中液面逐渐下降；长颈漏斗中液面逐渐上升。（4）简述检验产生气体的方法：当漏斗中液面上升到一定高度后，打开弹簧夹，点燃气体，有淡蓝色火焰产生。14.在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应，可以得到铁的氧化物。该氧化物又可以经过此反应的逆反应，生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉具有很高的反应活性，在空气中受撞击或受热时会燃烧，所以俗称“引火铁”。请分别用如图所示意的两套仪器装置，制取上述铁的氧化物和“引火铁”。实验中必须使用普通铁粉和6mol·L-1的盐酸，其他试剂自选（装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去。）填写下列空白：（1）实验进行时试管A中应加入的试剂是普通铁粉；烧瓶B的作用是水蒸气的发生器；烧瓶C的作用是防止倒吸（或用作安全瓶）；在试管D中收集得到的是H2。（2）实验时，U型管G中应加入的试剂是碱石灰；长颈漏斗H中应加入6mol/LHCl。（3）两套装置中，在实验时需要加热的仪器是（填该仪器对应的字母）A、B、E。（4）试管E中发生反应的化学方程式是Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O。（5）为了安全，在E管中反应发生前，在F出口处必须检验H2的纯度；E管中反应开始后，在F出口处应点燃氢气。 第二课时铝与强碱溶液的反应三、铝与NaOH溶液的反应1.铝与碱的反应实验操作实验现象有关有化学反应方程式离子方程式为试管中有气泡冒出，铝片慢慢溶解；点燃的木条放在试管口时发出爆鸣声。2Al＋6HClAUTOTEXT==2AlCl3+3H2↑2Al＋6H+AUTOTEXT==2Al3＋＋3H2↑试管中有气泡冒出，铝片慢慢溶解；点燃的木条放在试管口时发出爆鸣声。2Al+2NaOH+2H2OAUTOTEXT==2NaAlO2＋3H2↑2Al+2OH-+2H2OAUTOTEXT==2AlO2－＋3H2↑2.酸、碱、盐可直接侵蚀铝的保护膜（氧化铝能与酸或碱反应）以及铝制品本身，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物。四.物质的量在化学方程式计算中的应用N2+3H22NH3化学计量数之比：1：3：2扩大NA倍：1×NA:3NA:2NA物质的量之比：1mol：3mol:2mol气体的体积比：1：3：21.一般步骤：（1）设出的未知数直接用其物理量的符号表示，且不带单位。（2）正确书写化学方程式；（3）不纯物质的数值要变成纯物质的数值；（4）列比例式时要“上下一致、左右相当”（5）数值单位和有效数字位数要伴随始终（解比例式）2.【例1】把放入足量盐酸中，锌完全反应。计算：（1）的物质的量；（2）参加反应的HCl的物质的量；（3）生成H2的体积（标准状况）65g/molM(Zn)m(Zn)解：（1）n(Zn)AUTOTEXT== ＝＝65g/molM(Zn)m(Zn)(2)Zn＋2HClAUTOTEXT==ZnCl2＋H2↑1mol2moln(HCl)V(H2)××2mol1moln(HCl)AUTOTEXT==＝1mol××1molV(H2)＝＝1mol答：（1）的物质的量是；（2）有参加反应；（3）生成H2在标准状况下的体积是。【例2】向500mLNaOH溶液中投入10.（1）Al的物质的量；（2）参加反应的NaOH的物质的量和溶液的物质的量浓度；（3）在标准状况下生成H2的体积。m(Al)解：m(Al)27g/molM(Al)（1）n(Al)＝＝＝27g/molM(Al)(2)2Al＋2NaOH＋2H2OAUTOTEXT==2NaAlO2＋3H2↑2mol2mol3×n(NaOH)V(H2)××2mol2moln(NaOH)＝＝2moln(NaOH)n(NaOH)V[NaOH(aq)]c(NaOH)＝＝＝LV[NaOH(aq)]×3××3×2molV(H2)＝＝2mol答：（略）【随堂巩固】一、选择题1.铝是重要的金属材料之一，下列关于铝的叙述中，不正确的是------------------（C）A.铝最外层有3个电子B.铝是地壳中含量最多的金属元素C.在常温下，铝不能与氧气反应D.铝既能溶于酸，又能溶于强碱溶液2.除去镁粉中混有的少量铝粉，可选用的试剂是------------------------------（D）A.盐酸B.硝酸C.氨水溶液3.已知铝既能与酸反应产生氢气，又能与碱溶液反应产生氢气，若取等质量的铝粉分别与足量的稀盐酸和NaOH溶液反应，所得氢气的体积在同样条件下相比-----------（C）A.与酸反应产生氢气多B.与碱反应产生氢气多C.一样多D.不知道铝粉的质量，无法比较4.用铝箔包装mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集的气体为（标准状况下）------------------------（C）和H2的混合气体B.1.2LH2C.大于LH25.甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol/L的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲∶乙=1∶2，则加入铝粉的质量为--------------------------------------------------------------------（A）A.5.4gB.3.6g6.某无色溶液能与铝反应放出氢气，该溶液中肯定不能大量共存的离子组是------（D）、Mg2+、K+、SO42-+、Cl-、Na+、Ba2+、Cl-、CO32-、Na+、K+、NH4+、SO42-7.取18.4g铝锌合金溶于足量硫酸中，完全反应后收集到（标准状况）氢气11.2L∶2∶1∶3∶8.将5gMg、Al、Fe三种金属与足量稀硫酸反应，反应完全时共放出H22.8L（标况），则三种金属的物质的量之和为--------------------------------------------（A.等于molB.大于molC.小于molD.无法确定9.向某无色透明溶液中放入铝片，立即有大量H2产生，则下列离子在该溶液中一定能大量存在的是--------------------------------------------------------------（A）+++10.下列各组离子中，能在同一溶液中大量共存，且溶液无色，加入一小块钠粒后仍能大量共存的是-----------------------------------------------------------（C）+、MnO4-、SO42-、H++、Na+、HCO3-、NO3-+、NO3-、K+、Cl-+、NO3-、Cl-、CO32-二、填空题11.相同物质的量的钠、镁、铝与足量盐酸反应时放出氢气的体积比是1:2:3；相同质量的钠、镁、铝与足量盐酸反应时放出氢气的体积比是9：18：23；mol的钠、镁、铝分别投入100mL1mol/L的硫酸溶液中，三者产生的氢气的体积比是3:2:2。12.某课外活动小组做如下实验：往一铝制的易拉罐内充满CO2，然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布严封罐口，过一段时间后，他们发现罐壁内凹而瘪，再过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起。（1）罐壁内凹而瘪的原因是，反应的化学方程式是CO2＋2NaOHAUTOTEXT==Na2CO3＋H2O。（2）罐壁再鼓起的原因是，有关的化学方程式是2Al＋2NaOH＋2H2OAUTOTEXT==2NaAlO2＋3H2↑。（3）如果用薄铁金属制易拉罐，做上述实验时，出现的结果是罐壁内凹而瘪,不会再鼓起。13.某实验小组对中学课本中可生成氢气的反应进行了研究，总结出三个可以生成H2的反应：①Zn+盐酸；②Na+水；③Al+NaOH溶液。为点燃上述三个反应生成的H2，他们设计了右图中的装置。请回答下列问题：（1）写出Na与H2O反应的化学方程式2Na＋2H2OAUTOTEXT==2NaOH=H2↑。（2）实验小组在点燃用上述装置制得的H2时，①③实验获得成功，②却失败了。他们分析认为失败的原因是Na与H2O的反应速率太快，Na的用量太少。于是他们准备增加钠的用量，可老师说太危险，你认为产生危险的原因是大量的钠与水反应会发生爆炸。（3）实验小组查阅钠、苯、水的密度分别为0.97g·cm-3、0.88g·cm-3、1.00g·cm-3，并据此对实验进行了改进。在改进后的实验中H2的生成速度减慢，原因是【课后作业】1.两种金属混合物粉末15g，与足量的盐酸反应时生成标准状况下11.2L氢气，符合上述情况的金属混合物是（、Fe、Ag、Zn、Al2.两个烧杯中加入同体积的浓度均为2mol/L的H2SO4，置于天平两端，调平天平后分别加入10.8g的Al和Mg，则反应完毕后，天平（AA.可能加Mg一端下倾B.可能加Al一端下倾C.可能保持天平平衡D.无法判断3.（2005·广东）将钠、镁、铝各mol，分别放入100mL1mol·L-1的盐酸中，同温同压下产生的气体的体积比是（C）∶2∶3∶3∶2∶1∶1∶1∶4.下列反应的离子方程式书写正确的是（C）A.钠和冷水反应Na+2H2O＝N