金屬及其化合物歸納與整理（第一課時(shí)） 教學(xué)設(shè)計(jì)

PAGEPAGE第三章金屬及其化合物歸納與整理（第一課時(shí)）教學(xué)目的：1、鞏固常見(jiàn)金屬鈉及鋁的單質(zhì)、化合物性質(zhì)。2、培養(yǎng)歸納、概括、抽象思維能力，培養(yǎng)形成規(guī)律性認(rèn)識(shí)的能力。3、在發(fā)現(xiàn)總結(jié)規(guī)律的過(guò)程中啟發(fā)學(xué)生分析、探究，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。重點(diǎn)、難點(diǎn):將具體物質(zhì)的性質(zhì)抽象、概括，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。教學(xué)過(guò)程：[導(dǎo)課]請(qǐng)同學(xué)們回顧我們剛學(xué)過(guò)的金屬及其化合物的主要內(nèi)容：[投影]第一節(jié)：金屬化學(xué)性質(zhì)：一、金屬與氧氣反應(yīng)（鈉、鎂、鋁）二、金屬與水反應(yīng)（鈉與水、鐵與水）三、鋁與氫氧化鈉反應(yīng)；第二節(jié)：幾種重要的金屬化合物：一、氧化物（MgO、CuO、Fe2O3、Al2O3）二、氫氧化物（Fe(OH)3、Fe(OH)2、Al(OH)3、）三、鹽（NaCO3與NaHCO3、Fe3+的氧化性）四、焰色反應(yīng)第三節(jié)：用途廣泛的金屬材料：一、常見(jiàn)合金的重要應(yīng)用（銅合金、鋼）二、正確選用金屬材料。[講述]我們采用Na、Al、Fe為主線縱向?qū)饘傩再|(zhì)進(jìn)行歸納。[板書(shū)]第三章金屬及其化合物歸納與整理[填寫(xiě)下表][投影]對(duì)照答案，查缺補(bǔ)漏。[歸納整理]一、鈉及重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系1、(1)與氧氣反應(yīng)：(2)鈉與水的反應(yīng)：2、氧化物與過(guò)氧化鈉：Na2O+H2O—Na2O+CO2—Na2O2+H2O—Na2O2+CO2—3、（1）碳酸鈉和碳酸氫鈉在水中的溶解性：（2）受熱分解：（3）與鹽酸反應(yīng)：[投影]答案：一、鈉元素化合物性質(zhì)1、①與氧氣反應(yīng)：4Na+O2=2Na2O2Na+O2Na2O2(淡黃色)②鈉與水的反應(yīng)２Nａ＋２H２O====２NａOH＋H２↑2、氧化物與過(guò)氧化鈉：Na2O+H2O====2NaOHNa2O+CO2====Na2CO32Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2↑3、（1）碳酸鈉和碳酸氫鈉在水中的溶解性：Na2CO3〉NaHCO3（2）受熱分解（碳酸鈉較穩(wěn)定，碳酸氫鈉受熱不穩(wěn)定：）2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O（3）與鹽酸反應(yīng)：Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2ONaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O[例題]例1、將足量的金屬鈉投入到100gt°C的水中，恰好得到t°C時(shí)NaOH飽和溶液111g，則t°C時(shí)NaOH的溶解度為_(kāi)___克。分析解答：由于2Na+2H2O=NaOH+H2↑所以，反應(yīng)前總質(zhì)量為,反應(yīng)后總質(zhì)量為

若設(shè)Na的物質(zhì)的量為xmol，則=xmol.據(jù)質(zhì)量守恒定律有：23x+100=111+x×2，得x=0.5

∴=0.5mol×40g/mol=20g

例2、用1L1.0mol/LNaOH溶液吸收0.8molCO2,所以溶液中的CO32-，HCO3-的物質(zhì)的量濃度之比為_(kāi)____。分析提示：Na+在反應(yīng)后轉(zhuǎn)化為Na2CO3及NaHCO3這兩種形式的物質(zhì)，C原子在反應(yīng)后進(jìn)入CO32-及HCO3-中，設(shè)=xmol=ymol，據(jù)Na+守恒有：2x+y=1.0mol/L×1L

據(jù)C守恒有：x+y=0.8mol

答案：1：3例3、A、B、C三種金屬相對(duì)原子質(zhì)量之比為3：5：7，若以4：2：1的原子個(gè)數(shù)比形成三種金屬組成的混合物4.64g，溶于足量的鹽酸后，放出氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是3.136L,若三種金屬均為正2價(jià)，求三種金屬的相對(duì)原子質(zhì)量。

分析：由于三種金屬均為+2價(jià)，所以三種金屬物質(zhì)的量之和等于與鹽酸反應(yīng)生成氫氣的物質(zhì)的量，由此可以求出混合金屬的平均相對(duì)原子質(zhì)量，由此可求出三種金屬相對(duì)原子質(zhì)量。

解：

∴混合金屬的物質(zhì)的量=H2的物質(zhì)的量==0.14mol

混合金屬的平均摩爾質(zhì)量=

設(shè)：A、B、C三種金屬的相對(duì)原子質(zhì)量分別是3x、5x、7x

則：

解之，x=8

∴A、B、C三種金屬的相對(duì)原子質(zhì)量分別是：24、40、56。例4200℃時(shí)，11.6gCO2和水蒸氣的混合氣體與足量的Na2O2充分反應(yīng)，反應(yīng)后固體的質(zhì)量增加了3.6g。則原混合氣體的平均式量為 A．5.8 B．11.6 C．23.2 D．46.4 分析：此題可以有多種解法，這里介紹三種，同學(xué)們可以通過(guò)比較，找出規(guī)律，理智地采用最佳方法求出答案。 解法一：差量法 設(shè)原混合氣體中含CO2和H2O物質(zhì)的量分別為x、y 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 固體質(zhì)量增加 78×2g 2mol 106×2g (212－156)g x 28x 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2 固體質(zhì)量增加 78×2g 2mol 40×4g 4g y 2y 則混合氣的平均式量為：故選C 解法二：平均值法 由方程式：2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2和2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2可知固體增加的質(zhì)量，應(yīng)是之值，即：所以，這樣， 則O2物質(zhì)的量 又由于 所以混合氣總物質(zhì)的量 因此混合氣體的平均式量 解法三：估算法 CO2的式量為44，水蒸氣的式量為18，因此兩種氣體的混合物的平均式量必介于二者之間，故應(yīng)選C。 小結(jié)：由上可見(jiàn)，在解計(jì)算選擇題時(shí)墨守成規(guī)的用通常方法即差量法往往麻煩費(fèi)時(shí)，顯然在此采用估算法是最簡(jiǎn)便的方法。[練習(xí)]1、金屬鈉露置在空氣中，在其表面不可能生成的物質(zhì)是 A．Na2O B．NaOH C．Na2CO3 D．NaCl2、下列各組中的兩物質(zhì)作用時(shí)，反應(yīng)條件或反應(yīng)物用量的改變，對(duì)生成物沒(méi)有影響的是 A．Na2O2與CO2 B．Na與O2 C．NaOH與CO2 D．碳與O23、下列敘述中正確的是 A．Na2O與Na2O2都能與水反應(yīng)生成堿，它們都是堿性氧化物 B．Na2O與CO2發(fā)生化合反應(yīng)生成Na2CO3，Na2O2與CO2發(fā)生置換反應(yīng)生成O2 C．Na2O有氧化性，Na2O2只有還原性 D．Na2O能繼續(xù)被氧化成Na2O2，Na2O2比Na2O穩(wěn)定4、用于呼吸用具上和潛水艇中作為氧氣的來(lái)源的物質(zhì)是 A．Na2O2 B．NaHCO3 C．SO3(固) D．KMnO45、除去小蘇打溶液中少量蘇打的方法是 A．加熱 B．加NaOH C．通CO2氣體 D．加鹽酸6、關(guān)于Na2CO3和NaHCO3性質(zhì)的有關(guān)敘述正確的是 A．在水中溶解性：Na2CO3<NaHCO3 B．熱穩(wěn)定性：Na2CO3>NaHCO3 C．與酸反應(yīng)的速度：Na2CO3<NaHCO3 D．Na2CO3不能轉(zhuǎn)化成NaHCO3，而NaHCO3能轉(zhuǎn)化為Na2CO37、現(xiàn)有一定量含有Na2O雜質(zhì)的Na2O2試樣.請(qǐng)從下圖中選用適當(dāng)應(yīng)物只有CaCO3固體,6摩爾/升，鹽酸和蒸餾水).請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白:

(1)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)中Na2O2和Na2O分別發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______________。

(2)應(yīng)選用的裝置是(只要求寫(xiě)出圖中裝置的標(biāo)號(hào))______________________。

(3)所選用裝置的連接順序應(yīng)是(填各接口的字母;連接膠管省略)_________。

8、取一定量的Na2CO3、NaHCO3和Na2SO4混合物與250mL1.00mol·L－1過(guò)量鹽酸反應(yīng)，生成2.016LCO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況），然后加入500mL0.100mol·L－1Ba(OH)2溶液，得到沉淀的質(zhì)量為2.33g，溶液中過(guò)量的堿用10.0mL1.00ml·L－1鹽酸恰好完全中和。計(jì)算混合物中各物質(zhì)的質(zhì)量。

參考答案：1、D2、A3、D4、A5、A6、BC7、(1)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑Na2O+H2O=2NaO

(2)⑤①④

(3)(G)接(A)(B)接(F)

方法2

(1)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2Na2O+CO2=Na2CO3

(2)⑤②⑥⑦①④

(3)(G)接(D)(C)接(H)(I)[或(I)(H)]接(J)(K)〔或(K)(J)〕接(A)(B)接(F)

8、混合物中Na2SO4的質(zhì)量＝g·mol－1＝1.42g

設(shè)混合物中Na2CO3和NaHCO3的物質(zhì)的量分別為x和y，

反應(yīng)中放出的CO2物質(zhì)的量＝＝0.0900mol

與Na2CO3、NaHCO3反應(yīng)的鹽酸的物質(zhì)的量為：

0.250L×1.00mol·L－1－0.500L×0.100mol·L－1×2＋0.0100L×1.00mol·L－1＝0.160mol

[歸納整理]寫(xiě)出相應(yīng)化學(xué)方程式或離子方程式：一、鋁及重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系1、Al既可與酸反應(yīng)，又可與堿反應(yīng)

鋁是一種金屬元素，但由于氫氧化鋁的兩性，使鋁單質(zhì)既能和酸反應(yīng)生成鋁鹽，又能和堿反應(yīng)生成偏鋁酸鹽。

(1)Al與酸反應(yīng)：(2)Al與堿反應(yīng)：反應(yīng)過(guò)程：2、氧化鋁的兩性：3、氫氧化鋁（1）制?。?）Al(OH)3的兩性（3）Al(OH)3不穩(wěn)定：[投影]答案：]一、鋁及重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系1、Al既可與酸反應(yīng)，又可與堿反應(yīng)

鋁是一種金屬元素，但由于氫氧化鋁的兩性，使鋁單質(zhì)既能和酸反應(yīng)生成鋁鹽，又能和堿反應(yīng)生成偏鋁酸鹽。

(1)Al與酸反應(yīng)：2Al＋6H+=2Al3+＋3H2↑

(2)Al與堿反應(yīng)：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑

反應(yīng)過(guò)程：2Al＋6H2O=2Al(OH)3＋3H2↑(用NaOH去膜后的Al發(fā)生此反應(yīng))

Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O，二式加和得總反應(yīng)式。2、氧化鋁的兩性：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O3、氫氧化鋁（1）制取Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+（2）Al(OH)3的兩性Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OAl(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O（3）Al(OH)3不穩(wěn)定：2Al(OH)3Al2O3+3H2O[例題]例1、由鋅、鐵、鋁、鎂四種金屬中的兩種組成化合物10g，與足量的鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣在標(biāo)況下為11.2L。則化合物中一定含有的金屬是A.鋅B.鐵C.鋁D.鎂解析：根據(jù)鋅、鐵、鋁、鎂四種金屬與鹽酸反應(yīng)的方程式可知生成11.2L氫氣需要各金屬的質(zhì)量分別為：鋅32.5g、鐵28g、鋁9g、鎂12g。由此可得出化合物中一定含有鋁。答案選：C例2、將分別盛有50ｍＬ１mol／Ｌ的硫酸的兩個(gè)燒杯置于托盤(pán)天平的兩盤(pán)上，并調(diào)平。再向兩杯中分別加入下列各組金屬，反應(yīng)完畢后，天平仍處于平衡的是A．同是0.2ｍｏｌ鈉和鎂 B．同是1.5ｇ鋁和鋅C．同是1.5ｇ鋁和鎂D．同是１mol鎂和鋁

解析：把選項(xiàng)分別代入，A，B，D兩邊增重不等，均被排除。所以C為答案。

例3、有鎂、鋁合金14.7ｇ，全部溶于500ｍＬ6.0ｍｏｌ／Ｌ的鹽酸中充分反應(yīng)后，再加入400ｍＬ8.0ｍｏｌ／Ｌ的NaOH溶液，結(jié)果得到沉淀26.3ｇ，則合金中鎂、鋁的質(zhì)量分別為。

A．13.5ｇ和1.2ｇB．10.2ｇ和4.5ｇ

Ｃ．1.2ｇ和13.5ｇＤ．10.9ｇ和3.8ｇ

解析：鎂和鋁都能溶于鹽酸，溶解后生成的鎂鹽和鋁鹽都能與ＮａＯＨ反應(yīng)，剩余的鹽酸也能與ＮａＯＨ反應(yīng)，若ＮａＯＨ過(guò)量還能將Ａｌ（ＯＨ）３溶解。反應(yīng)的一系列離子方程式如下：

Ａｌ＋３Ｈ＋＝Ａｌ３＋＋（３/２）Ｈ２↑

Ａｌ３＋＋３ＯＨ－＝Ａｌ（ＯＨ）3↓

Ｍｇ＋２Ｈ＋＝Ｍｇ2＋＋Ｈ２↑

Ｍｇ2＋＋２ＯＨ－＝Ｍｇ（ＯＨ）２↓

Ｈ＋＋ＯＨ－＝Ｈ２Ｏ

當(dāng)ＮａＯＨ過(guò)量時(shí)，還有：

Ａｌ（ＯＨ）3＋ＯＨ－＝ＡｌＯ２－＋２Ｈ２Ｏ

討論：若26.3ｇ沉淀全都是Ｍｇ（ＯＨ）２，則鎂的質(zhì)量為26.3ｇ/58×24＝10.9ｇ，鋁的質(zhì)量為14.7ｇ－10.9ｇ＝3.8ｇ；若26.3ｇ沉淀為Ｍｇ（ＯＨ）２與Ａｌ（ＯＨ）3的混合物，則設(shè)合金中鋁為ｘ，鎂為ｙ，則：

27ｘ＋24ｙ＝14.7ｍｏｌ

［ｘ－（0.4×８－0.5×６）mol］×78ｇ／mol＋58ｇ／molｙ＝2.63ｇ

解之得：ｘ＝0.5molｙ＝0.05mol

合金中鎂和鋁的質(zhì)量分別為：

0.05mol×24ｇ／mol＝1.2ｇ，

0.5mol×27ｇ／mol＝13.5ｇ

所以答案為C，D。例4．在0.2mol/L的AlCl3溶液100mL中，如果要得到1.17g沉淀，則需加入0.5mol/L的NaOH溶液多少毫升？解法一：AlCl3與NaOH反應(yīng)時(shí)，當(dāng)AlCl3過(guò)量時(shí)，只生成Al（OH）3，當(dāng)NaOH過(guò)量時(shí)，Al（OH）3沉淀又會(huì)部分溶解，所以，此題應(yīng)有兩種結(jié)果。（1）當(dāng)AlCl3過(guò)量時(shí)，設(shè)需加入xmolNaOH溶液才能得到1.17gAl（OH）3沉淀。Al3++3OH-══Al（OH）3↓3mol1mol解之得：x=90mL（2）當(dāng)NaOH過(guò)量時(shí)，設(shè)需加入ymLNaOH溶液才能得到1.17gAl（OH）3沉淀。Al3++3OH-══Al（OH）3↓1mol3mol1mol0.150.15×3Al3++4OH-══AlO2-+2H201mol4mol0.2×0.1-0.015=0.0050.005×4（解法二：此題可用圖象法會(huì)更直觀，請(qǐng)同學(xué)們自己課下分析）[練習(xí)]1．能說(shuō)明鈉、鎂、鋁的金屬性依次減弱的是A．鈉、鎂、鋁的化合價(jià)依次升高B．鈉、鎂、鋁元素形成的氫氧化物堿性依次減弱C．鈉、鎂、鋁分別與酸反應(yīng)時(shí)，其原子失去電子的數(shù)目依次增加D．鈉遇冷水劇烈反應(yīng)，鎂與沸水有明顯反應(yīng)，鋁與沸水也很難反應(yīng)2．在相同條件下，將鎂、鋁分別投入質(zhì)量相等且足量的稀硫酸中，反應(yīng)結(jié)束后，兩溶液的質(zhì)量仍相等，則鎂和鋁的關(guān)系是A．質(zhì)量比1∶1B．物質(zhì)的量之比1∶1C．質(zhì)量比12∶9D．質(zhì)量比32∶333．用含少量鎂的鋁片制取純凈的Al(OH)3，可能有的步驟為：①加鹽酸溶解；②加苛性鈉溶液；③過(guò)濾；④通入過(guò)量CO2；⑤加過(guò)量純堿溶液。實(shí)驗(yàn)操作最合理的組合及順序是A．①⑤④③B．②③④③C．②③⑤③D．①⑤③4．從海水中提取金屬鎂，主要步驟有以下五步：①濃縮結(jié)晶②加熟石灰③加鹽酸④電解⑤過(guò)濾，正確的順序是A．①②③④⑤B．③⑤①②④C．②⑤③①④D．④③⑤①②5．將NaOH溶液逐滴加入用鹽酸酸化了的AlCl3溶液中，若用y軸表示Al(OH)3沉淀量，x軸表示NaOH溶液的體積，下列圖象正確的是6．在下列五種物質(zhì)的組合中，既能跟氫氧化鈉溶液反應(yīng)，又能跟鹽酸反應(yīng)，且在生成物中都有鹽和水的是①Al②Al(OH)3③Al2O3④MgCO3⑤Mg(HCO3)2A．①②③B．①③⑤