金属及其化合物
详细内容
教 案
课题：第三章 本章专题总结授课班级
课 时2
教
学
目
的 知识
与
技能1、掌握金属单质（Na、Mg、Al、Fe）的化学性质
2、掌握钠、镁、铝、铁等金属化合物的性质
过程
与
方法采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学
情感
态度
价值观1、培养学生分析、归纳、综合的能力
2、通过教学培养学生的社会责任感、社交活动能力和互助合作能力
重 点金属单质（Na、Mg、Al、Fe）及其化合物的化学性质
难 点 化合物之间的相互转化关系及应用
知
识
结
构
与
板
书
设
计一、本章知识结构梳理
（一）金属的通用性
（二）钠及钠的化合物
1、钠的性质
2、钠的氧化物
3、碱------氢氧化钠
4、盐------碳酸钠和碳酸氢钠
(三)铝的化合物------氧化物与氢氧化物
(四)铁的化合物
1、铁的氧化物
2、铁的氢氧化物及Fe2＋ 与Fe3＋的转化
二、本章典型题剖析
1、滴加顺序不同，实验现象不同
三、本章专题讲座??－有关金属及其化合物的有关计算
1、基本计算方法
(1) 代数方程组法------解决混合物问题的基本方法
2、差量法
数学原理：
(3) 假设法------快速击破选择型计算题
I 平均值法
Ⅱ 极限讨论法
(4) 分类讨论法------研究过量问题
(5) 守恒法
2、铝三角转化及铝的图像问题
(1) 向Al3＋ 的溶液中加入强碱(OH?)
(2) 向强碱溶液中加入Al3＋
(4) 向H＋溶液中加入AlO2?
(3) 向AlO2? 溶液中加入H＋
3、铁的转化关系
(1) 铁三角应用
(2) 铁与稀HNO3 反应规律
当铁粉过量时，3Fe+8HNO3==3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
当铁粉过量时，3Fe+8HNO3==3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
(3) 守恒法在Fe计算中的综合应用
Ⅰ 质量守恒关系
Ⅱ元素守恒关系
Ⅲ 电荷守恒
Ⅳ 电子守恒关系
Ⅴ 体积守恒关系
教学过程
教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动
［板书］一、本章知识结构梳理
（一）金属的通用性
［讲］金属的物理通用性：有金属光泽、有延展性、导电、导热。但不同金属在密度、硬度、熔沸点等方面差别较大，这也是金属单质的一大特点。
金属的化学性质是具有还原性，主要表现在金属能与非金属、水、酸、某些盐发生反应。金属的还原性有很大差别，其还原性强弱与金属原子的结构密切相关，一般说来，金属原子的半径越大，最外层电子越少，金属的还原性越强。
［讲］金属活动性顺序表中金属的金属性从左到右依次减弱，可以判断金属失电子的难易；可以判断金属离子得到电子的能力
［投影小结］由金属活动性顺序表分析金属知识的规律
金属活动顺序K、Ca 、Na Mg Al、ZnFe、Sn、Pb HCu、Hg、AgPt、Au
与非金属反应Cl2都能直接化合，变价金属一般生成高价金属氯化物不反应
S与硫蒸气直接化合，变价金属生成低价金属化合物不反应
O2常温下易氧化，点燃生成过氧化物常温生成氧化膜加热化合不反应
与H2O反应 常温下生成碱和氢气与热水
反应有碱存在下与水反应与高温水蒸气反应不反应不反应
与H+反应生成盐的氢气不反应不反应
与氧化性酸反应不生成氢气，铁、铝钝化产生NO2、NO、SO2不反应
与盐溶液的反应与水反应，不与盐反应，碱与盐反应排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来不反应
碱的稳定性受热不分解加热分解常温分解
自然界存在化合态化合态游离态
冶炼方法电解法(电解熔融的盐、氧化物、氢氧化物)热还原法热分解或其它方法
［板书］（二）钠及钠的化合物
1、钠的性质
［投影总结］
（1）钠的物理性质：银白色、质软、比水轻、熔点低
（2）钠的化学性质：
与非金属反应：2Na＋Cl2 2NaCl (白烟)
2Na＋S＝＝Na2S
与O2反应：缓慢氧化：4Na+O2== 2Na2O (白色固体)
剧烈燃烧：2Na+O2== Na2O2 (淡黄色固体)
与H2O 反应：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
(2Na+2H2O==2Na＋+2OH?+H2↑)
与酸反应：2Na+2H＋==2Na＋+H2↑
与盐溶液反应：(先与水作用生成NaOH，NaOH再与盐发生复分解反应)
2Na+2H2O+CuSO4 ==Cu(OH)2↓+Na2SO4 +H2↑
6Na+6H2O+2FeCl3==2Fe(OH)3↓+6NaCl+3H2↑
2Na+2NH4Cl===2NaCl+2NH3↑+H2↑
与熔融盐：4Na+TiCl4 4NaCl+Ti
［板书］2、钠的氧化物
氧化钠过氧化钠
化学式Na2ONa2O2
化合价O(-2)O(-1)
颜色、状态白色固体淡黄色粉末
化学性质O22Na2O+O2 ==Na2O2 ---
CO2Na2O+CO2==Na2CO3 2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2 ↑
H2ONa2O+H2O==2NaOH 2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2 ↑
HClNa2O+2HCl==2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl==4NaCl+2H2O+O2↑
SO2Na2O+SO2==Na2SO3 Na2O2 +SO2 ==Na2SO4
类别碱性氧化物过氧化物
［投影总结］
［板书］3、碱------氢氧化钠
［讲］NaOH，白色固体，易潮解，俗名苛性钠，烧碱，火碱。一元强碱，具有碱的通性，即：
能与酸反应生成盐和水，例：NaOH+HCl==NaCl+H2O
能与酸性氧化物反应生成盐和水，例：2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O
能与某些盐发生复分解反应，例：2NaOH+CuCl2==Cu(OH)2↓+2NaCl
［板书］4、盐------碳酸钠和碳酸氢钠
［投影总结］
物质Na2CO3NaHCO3
俗名苏打、纯碱小苏打
颜色、状态白色固体白色粉末
水溶性易溶于水能溶于水
溶解度大小比较: Na2CO3 >NaHCO3
溶液与酚酞变红变红
颜色深浅比较: Na2CO3 > NaHCO3
与盐酸反应Na2CO3+2HCl == 2NaCl+CO2↑+H2O NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑
反应速率： NaHCO3 >Na2CO3
与氯化钙溶液Na2CO3+CaCl2==CaCO3↓+ 2NaCl
(CO32?+Ca2＋==CaCO3↓)-------
与澄清石灰水Na2CO3+Ca(OH)2==CaCO3 ↓+2NaOH
(CO32?+Ca2＋==CaCO3↓)NaHCO3+Ca(OH)2== NaOH + CaCO3↓ +H2O
(HCO3?+OH?+Ca2＋==CaCO3↓+H2O)
或NaHCO3+Ca(OH)2==Na2CO3 +CaCO3↓+2H2O
(2HCO3?+2OH?+Ca2＋ =CaCO3↓+2H2O+CO32?)
与氢氧化钠溶液-----NaOH+NaHCO3 ==Na2CO3+H2O
(OH?+HCO3?==CO32?+H2O)
热稳定性稳定2NaHCO Na2CO3+H2O+CO2↑
相互
转化Na2CO3 NaHCO3:
Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO3
NaHCO3 Na2CO3 :
NaOH+NaHCO3 ==Na2CO3+H2O (OH?+HCO3?==CO32?+H2O)
2NaHCO Na2CO3+H2O+CO2↑
［板书］(三)铝的化合物------氧化物与氢氧化物
［投影总结］
物质氧化铝氢氧化铝
化学式Al2O3 Al(OH)3
俗名刚玉------
物理性质白色粉末，不溶于水，熔点高，自然界中为无色晶体。白色固体，不深于水
化
学
性
质与酸
反应Al2O3 +6HCl==AlCl3 +3H2O
(Al2O3+6H＋==Al3＋+3H2O)Al(OH)3+3HCl==AlCl3+3H2O
(Al(OH)3+3H＋==Al3＋+3H2O)
与碱
反应Al2O3+2NaOH==2NaAlO¬2+ H2O
(Al2O3+2OH?=2AlO2? +H2O)Al(OH)3+NaOH=NaAlO¬2+ 2H2O
Al(OH)3+OH?=AlO2?+2H2O
相互转化----2Al(OH)3 Al2O3+3H2O
［板书］(四)铁的化合物
1、铁的氧化物
［投影总结］
FeOFe2O3Fe3O4
颜色、状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体
俗名---铁红磁性氧化铁
水溶性不溶 不溶不溶
稳定性不稳定，在空气里加热迅速被氧化，稳定稳定
氧化物类别碱性氧化物碱性氧化物复杂氧化物
与非氧化性酸反应FeO+2HCl==FeCl2+H2O
(FeO+2H＋==Fe2＋+H2O)Fe2O3+6HCl==2FeCl3 +3H2O (Fe2O3+6H＋==2Fe3＋ +3H2O )Fe3O4+8HCl==2FeCl3+FeCl2+4H2O
Fe3O4+8H＋==2Fe3＋+Fe2＋+4H2O
［板书］2、铁的氢氧化物及Fe2＋ 与Fe3＋的转化
［投影总结］
二价铁三价铁
化 学 式FeCl2FeCl3
名 称氯化亚铁氯化铁
溶液颜色浅绿色黄色
与氢氧化钠现象：产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。FeCl2+2NaOH ==Fe(OH)2↓+2NaCl
4Fe(OH)2+O2+2H2O ==4Fe(OH)3 现象：产生红褐色沉淀
FeCl3+3NaOH ==Fe(OH)3 ↓+ 3NaCl
与KS溶液无现象产生血红色
Fe3＋+3S-==Fe(S)3
氧化（还原性）主要表现： 还原 性，举例：
2FeCl2+Cl2 ==2FeCl3 表现：氧化性，举例：
2FeCl3+Fe==3FeCl2
相互转化FeCl2 FeCl3：
2FeCl2+Cl2 ==2FeCl3 FeCl3 FeCl2：
2FeCl3+Fe==3FeCl2
名 称氢氧化亚铁氢氧化铁
化学式Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色、状态白色固体 红褐色固体
水溶性难溶于水难溶于水
与酸反应Fe(OH)2+2HCl==FeCl2+2H2O
Fe(OH)2+2H＋==Fe2＋+2H2O Fe(OH)3+3HCl==FeCl3+3H2O
Fe(OH)3+3H＋==Fe3＋+3H2O
氢氧化亚铁露置空气中4Fe(OH)2+O2+2H2O ==4Fe(OH)3
［板书］3、铁三角
［投影总结］
［板书］二、本章典型题剖析
1、滴加顺序不同，实验现象不同
［投影总结］
（1）稀Na2CO3溶液与稀盐酸间的反应
向Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸，开始时无气体产生，达到一定量后才有气泡冒出，由少到多的过程中依次发生下列反应：
Na2CO3+HCl==NaCl+NaHCO3
NaHCO3+HCl==NaCl+CO2 ↑+H2O
向稀盐酸中逐滴加入稀Na2CO3溶液立即有气泡冒出，由少到多只发生下列反应：
2HCl+Na2CO3==2NaCl+CO2 ↑+H2O
(2) 稀AlCl3溶液与稀NaOH溶液间的反应
向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量时发生的反应依次为：
Al3＋ +3OH?==Al(OH)3 ↓ Al(OH)3+OH?==AlO2?+2H2O
现象：白色沉淀逐渐增多，继续加NaOH溶液沉淀逐渐溶解，直至完全消失。
向NaOH 溶液中滴加AlCl3溶液至过量时发生的反应依次为：
Al3＋+4OH?==AlO2?+2H2O Al3＋+3AlO2?+6H2O ==4Al(OH)3 ↓
现象：开始时无沉淀，接着产生沉淀，继续滴加AlCl3溶液，沉淀量不变。
(3) 稀NaAlO¬2溶液与稀盐酸间的反应：
向盐酸溶液中滴加NaAlO¬2溶液，直至过量时发生的反应依次为：
4H+ +AlO2?==Al3＋+2H2O Al3＋+3AlO2?+6H2O ==4Al(OH)3↓
现象：开始无沉淀，接着产生白色沉淀，逐渐增多至达到最大值，继续加入NaAlO¬2溶液，沉淀量不变。
向NaAlO¬2溶液中滴加盐酸直至过量时发生的反应依次为：
AlO2?+H＋ +H2O==Al(OH)3↓ Al(OH)3+3H＋==Al3＋+3H2O
现象：白色沉淀逐渐增多至最大值，继续加盐酸，沉淀逐渐减少，最后完全消失。
［板书］三、本章专题讲座??－有关金属及其化合物的有关计算
1、基本计算方法
(1) 代数方程组法------解决混合物问题的基本方法
［投影］例1 将70克由Na2O2和Na2O组成的混合物跟98克H2O充分反应后，所得NaOH溶液中溶质的质量分数为50%，试分别写出Na2O2和Na2O 跟H2O 反应的化学方程式，并计算原混合物中Na2O2和Na2O的质量。
解：设混合物中有Na2O2 的物质的量为x mol,Na2O的物质的量为y mol
2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2 ↑
2 4 1
x 2x 0.5x
Na2O + H2O === 2NaOH
y y 2y
由题意可得，78x+62y=70
解得，x= 0.5 mol y=0.5 mol
则混合物中Na2O2 的质量为39克，Na2O的质量为31克。
［点击试题］1、今有Na2CO3与NaHCO3混合物1.37克，加热到不再产生气体为止，残余物与足量盐酸反应后，得到CO2气体0.44克，求原混合物中Na2CO3的质量分数为多少？
［板书］2、差量法
［讲］差量法是依据化学变化前后物质的量的变化，找出所谓“理论差量”，再根据题目提供的“实际差量”列出比例式，求出答案。
［板书］数学原理：
［投影］例2 将一定量H2和CuO 10克共热，CuO部分被还原，得到固体粉末质量为8.4克，有多少克Cu生成？参加反应的H2有多少克？
解： CuO + H2 Cu + H2O △m
80 2 64 80-64==16
y x 10-8.4=1.6 g
解得 x=6.4g y=0.2g
［投影］例3 加热10克Na2CO3和NaHCO3混合物至质量不再变化，剩余的固体质量为8.4克，求混合物中Na2CO3的质量分数是多少。
解： 2 NaHCO3 Na2CO3 + H2O↑ +CO2↑ △m
84*2 106 84*2-106=62
x 10-8.4=1.6 g
x==4.34 g
w(Na2CO3)%==56.6%
［点击试题］1、将CO2气体通过78克Na2O2固体，一段时间后测得固体质量增至92克，求生成O2的质量
2、200℃，11.6克CO2和H2O(g)与足量Na2O2充分反应后，固体质量增加了3.6克，求原混合物气体中CO2、H2O质量各是多少克？
［板书］(3) 假设法------快速击破选择型计算题
I 平均值法
［讲］当x
A．Fe、Zn B．Al、Cu C．Al、Mg D．Al、Fe
解：设金属为二价金属R，其平均分子量为M
R+2HCl ==RCl2+H2 ↑
n(R)==n(H2)==11.2/22.4==0.5 mol
M=10/0.5==20 g/mol
A(56，65) B(18，∞) C(18，24) D(18，56) 故选 A
［点击试题］1、两种金属粉末的混合物15克，投入足量的稀盐酸中，得到5.6升氢气（标准状态），这种混合物可能是： （ ）
A.镁和铁 B.镁和铝 C.铁和锌 D.镁和铜
2、有碳酸盐组成的混合物9克，加足量稀盐酸，产生4.4克CO2 气体，问下列哪种情况合理( )
A、CaCO3、Na2CO3 B、Na2CO3 、K2CO3
C、NaHCO3、Na2CO3 D、K2CO3、KHCO3
［板书］Ⅱ 极限讨论法
［讲］本方法选用了数学上极限讨论的方法，选择混合物中两个极端，当两端确定后，其混合物必然位于两端间
［投影］例5 4.6g纯净金属钠在干燥空气中被氧化后,得到7.0g固体,由此可判断其氧化产物是( C )
A．只有Na2O B．只有Na2O2 C．Na2O2和Na2O D．无法确定
解：假设Na 全部反应生成Na2O
4Na ＋ O2 == 2Na2O
4*23 2*62
4.6g x x=6.2g
2Na + O2 == Na2O2
2*23 78
4.6g y y=7.8g
7克介于二者之间，故选C