《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,金属化合物,金属氧化物,金属氢氧化物,盐,绝大多数金属的化学性质活泼，在自然界中以化合态的形式存在,氧化物：由两种元素组成，其中一种元素是氧的化合物。,酸性氧化物:能跟碱反应生成盐和水的氧化物 如：CO2、SO2、SO3、Mn2O7等,不成盐氧化物 如：CO、NO,碱性氧化物:能跟酸反应生成盐和水的氧化物 如:CaO、Na2O、MgO 等,另外还有过氧化物等 如Na2O2,两性氧化物:既能跟酸反应生成盐和水，又能跟碱 反应生成盐和水的氧化物 中学阶段只要求知道Al2O3,碱性氧化物的通性,1、如果能溶于水生成对应的碱,3、跟酸反应生成盐和水,2、跟酸性氧化物反应生成盐,一、钠的重要化合物,二、铝的重要化合物,三、铁的重要化合物,（一）氧化钠和过氧化钠,Na2O+H2O=2NaOH,一、钠的重要化合物,思考与交流,1、回忆前面做过的实验，描述氧化钠和过氧化钠的颜色、状态。2、氧化钠与水反应和氧化钙与水反应类似，请你写出氧化钠与水反应的化学方程式。,Na2O是白色固体，Na2O2是淡黄色固体。,目录,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3-5】,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：产生大量气泡；带火星的木条复燃；试管发热；溶液颜色变红。,-1,0,-2,-2,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,Na2O2的用途：,在呼吸面具、潜艇紧急情况时作供氧剂，作秸杆、织物的漂白剂。,2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,总反应：2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2,NaOH+HCl=NaCl+H2O,Na2O2不是碱性氧化物,练习：写出过氧化钠与盐酸反应的化学方程式：,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,过氧化钠应怎样保存？,密闭,隔绝空气,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：,（二）碳酸钠和碳酸氢钠,碳酸钠（Na2CO3）俗名叫纯碱，也叫苏打；碳酸氢钠（NaHCO3）俗名叫小苏打。,科学探究,1、碳酸钠和碳酸氢钠的性质,白色粉末，加水结块变成晶体；放热,细小白色粉末，加水部分溶解；感受不到热量变化,振荡时间长时可溶解,固体量减小,溶液变红（较深）,溶液变微红色,加水先变成含结晶水的晶体，溶液碱性比NaHCO3的强,加水部分溶解，溶液碱性比Na2CO3的弱,2.Na2CO3和NaHCO3的热稳定性,稳定,不稳定,无明显现象,产生水珠、气体(使澄清石灰水变浑浊),思考：怎样除去Na2CO3固体中混有的NaHCO3？,充分加热到质量不再减少为止（充分加热到不再有气体产生为止）,3.Na2CO3和NaHCO3的其它性质,(1)与酸反应,反应剧烈程度：,CO32-+2H+=H2O+CO2,HCO3-+H+=H2O+CO2,(2)与碱反应，Na2CO3与碱不反应(生成难溶性盐的除外，例如Ca(OH)2、Ba(OH)2),注意：在水溶液中HCO3不能与H+大量共存;也不能与OH大量共存,分析：（1）向碳酸钠溶液中逐滴加入盐酸,碳酸钠和盐酸的互滴,CO32-+H+=HCO3-HCO3-+H+=H2O+CO2,现象；先无现象，过一段时间后，产生无色气泡,（2）向盐酸中逐滴加入碳酸钠溶液,CO32-+2H+=H2O+CO2,现象：立即产生大量气泡,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?,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,4、碳酸钠和碳酸氢钠的相互转化,Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,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,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？,（三）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，这在化学上叫做焰色反应。,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3-6 用铂丝分别蘸取碳酸钠固体、硝酸钾溶液和硝酸铜溶液，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,节日燃放的五彩缤纷的烟花，就是碱金属、以及锶、钡等金属化合物所呈现的各种艳丽的色彩。,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O2Na2O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分别与盐酸反应 得CO2的物质的量之比为213不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实 验操作是（）A.加热这两种固体物质，并将生成的气体通入澄清的 石灰水中B.在这两种物质的溶液中加入CaCl2溶液C.在这两种固体中加入同浓度的稀盐酸D.在这两种物质的溶液中加入少量澄清的石灰水,4有关Na2CO3和NaHCO3的性质，下列叙述错误的 是（）A.等质量的Na2CO3和NaHCO3与足量的盐酸反应，在相同的条件下NaHCO3产生的CO2气体体积大B.同一温度下，与等浓度的盐酸反应时，NaHCO3比 Na2CO3剧烈C.与同种酸反应生成等量的CO2时，所消耗的酸的 量相等D.将石灰水加入到NaHCO3溶液中将会产生沉淀,在医疗上有一种药叫胃舒平，你知道它的作用吗？你知道它的成分是什么？,铝能与强酸、强碱反应，那么Al2O3能否也溶于强酸和强碱呢？,请思考,红宝石,蓝宝石,二、铝的重要化合物,1、氧化铝,氧化铝难溶于水，却能溶于酸或强碱溶液中。,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,结论：Al2O3是一种两性氧化物。,氧化铝难溶于水，熔点很高，也很坚固；是冶炼金属铝的原料，也是一种比较好的耐火材料。,物理性质：,化学性质：,目录,AlCl3+3NH 3H2O=Al（OH）3+3NH4Cl,氢氧化铝是白色胶状沉淀，它能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素。,2.氢氧化铝,实验3 7,（1）制备,制取氢氧化铝。,Al(OH)3吸附色素,与强碱反应：Al(OH)3NaOHNaAlO22H2O,结论：氢氧化铝既能跟强酸反应生成盐和水，又能跟强碱反应生成盐和水，所以氢氧化铝是两性氢氧化物。,注意：Al(OH)3不能溶于较弱的酸和弱碱,实验38 取新制取的氢氧化铝分别与2mol/L盐酸和氢氧化钠溶液反应。观察现象。,（2）两性,与强酸反应：Al(OH)33HClAlCl33H2O,Al2(SO4)3溶液中滴加氨水,Al2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液,最终生成白色胶状沉淀,先出现白色沉淀，后沉淀逐渐溶解,Al2(SO4)3+6NH3H2O=2Al(OH)3+3(NH4)2SO4,Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,Al2(SO4)3+6NaOH=2 Al(OH)3+3Na2SO4,P59学与问,Al(OH)3是医用的胃酸中和剂中的一种，它的碱性不强，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，使胃液酸度降低，起到中和过多胃酸的作用。,（3）Al(OH)3的热稳定性：,这是工业上制取纯净氧化铝的方法。,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+,3,1,2.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,现象：先产生白色絮状沉淀，然后沉淀消失,3.在一定量NaOH 溶液中逐滴加入AlCl3溶液,现象：先无沉淀，后有沉淀且不消失，,原理：4OH-+Al3+=AlO2-+2H2O 3AlO2-+6H2O+Al3+=4Al(OH)3,4.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,现象：先有白色絮状沉淀，过量沉淀消失。,6.向一定量HCl 溶液中逐滴加入NaAlO2溶液,原理：4H+AlO-2=Al3+2H2O Al3+3AlO-2+6H2O=4Al(OH)3,现象：先无沉淀，后有沉淀且不消失，,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。,硫酸铝钾的电离:KAl(SO4)2 K+Al3+2SO42-溶液中有三种自由移动的离子，两种阳离子，一种阴离子。,明矾是常用的净水剂,硫酸铝钾 KAl(SO4)2 KAl(SO4)212H2O（明矾）,某些药物、食物中含有Al的化合物,请设计实验证明其成分和性质:1、晶体中含有K+的实验为2、晶体中含有水的实验为3、晶体中含有Al3+的实验为4、晶体中含有SO42-的实验为5、溶液是否有胶体存在的实验为,硫酸铝钾 KAl(SO4)2 KAl(SO4)212H2O（明矾）,无水硫酸铜变蓝,加入过量的氢氧化钠溶液，先有白色沉淀后消失,先加盐酸，再加氯化钡溶液，有白色沉淀生成,用激光照射，有光亮的通路（丁达尔效应）,灼烧，透过蓝色钴玻璃火焰为紫色（焰色反应）,Al,Al2O3,Al(OH)3,Al3+,.,OH-、NH3H2O、AlO2-,H+CO2、Al3,(4)、铝及其化合物的转化关系小结：,问题1.本转化关系的核心知识是什么?,答:氧化铝和氢氧化铝的两性,1、不能用NaOH溶液除去括号中杂质的是（）Mg（Al2O3）BMgCl2（AlCl3）CFe（Al）DFe2O3（Al2O3）2、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,3、实验室中，要使AlCl3溶液中的Al3+离子全部沉淀出来，适宜用的试剂是（）ANaOH溶液 BBa(OH)2 溶液 C盐 D氨水4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。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,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+Na2SO44Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,实验3-9在FeCl3、FeSO4溶液中分别加入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+2H2OFe(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+3HCl=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,1)与强氧化剂反应(HNO3、Cl2、Br2等)生成Fe3+；2)与弱氧化剂反应(H+、S、I2、Fe3+、Cu2+等)生成Fe2+的化合物；3)与O2、H2O(g)反应生成Fe3O4,4.铁的化学性质小结,5.铁化合物和亚铁化合物的相互转化,（1）铁化合物：,Fe3+只具有氧化性，遇较强还原剂时会被还原成亚铁化合物。,2Fe3+2I-2Fe2+I2,2Fe3+SO2+2H2O2Fe2+SO42-+4H+,2Fe3+S2-2Fe2+S,2Fe3+H2S2Fe2+S+2H+,2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+,2Fe3+Fe3Fe2+,（2）亚铁化合物,Fe2+既具有氧化性又具有还原性,氧化性：遇强还原剂时被还原成单质铁,例：Fe2+Zn=Zn2+Fe,还原性：遇较强氧化剂时被氧化成三价铁的化合物,例：2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-,4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O,3Fe2+4H+NO3-(稀)3Fe3+NO+2H2O,Fe,Fe2+,Fe3+,1,2,3,4,5,6,弱氧化剂：H+、Cu2+、S、I2、Fe3+等,强氧化剂：Cl2、Br2、HNO3等,Cl2、Br2、HNO3、O2等,Zn、Fe、Cu、HI等,Zn、H2、Al、C等,Zn、CO、Al等,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+D.Cl-,3.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 4.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。,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,梳理基础,一、铜及其重要化合物1铜。(1)在自然界中的存在形态。游离态：天然铜。化合态：黄铜矿(CuFeS2)和孔雀石Cu2(OH)2CO3。(2)物理性质：_色，具有金属光泽，具有_性、_性、_性，被广泛应用于电器元件、导线等的制造。(3)化学性质。,紫红,延展,导电,导热,黑,棕黄,Cu2H2SO4(浓),CuSO4SO22H2O,2.氧化铜和氢氧化铜。,不,黑,不,Cu2H2O,CuH2O,CuCO2,Cu22H2O,CuOH2O,3.硫酸铜。CuSO45H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO45H2O)可作为水的检验依据。,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,5 min,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,