必修1 第三章 金属及其化合物文档格式.docx
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能跟浓硫酸、硝酸反应
能跟王水反应
位于金属活动性顺序前面的金属可以将后面的金属从其盐溶液中置换出来
Al、Zn等具有两性的金属可以与碱反应
电解法（电解其熔融物）
还原法（用C、H2、CO、Al等还原其氧化物）
热分解法（加热分解其氧化物）
例1．从试剂瓶中取出大块钠切割后剩余的Na可以放回原试剂瓶吗？
；
Na在空气中燃烧的产物是，燃烧时为何有黑烟？
氧化钠与过氧化钠哪个稳定？
过氧化钠的
性质决定了它的用途。
答案可以；
Na2O2；
Na与空气中的CO2反应生成C黑所致；
强氧化性、与CO2和H2O反应生成O2；
做漂白剂、供氧剂。
阅读教材55
过氧化钠：
颜色状态
实验室必须密封保存过氧化钠的原因是（用有关反应的化学方程式表示）
。
实验3-5的实验现象是。
课堂练习．某中学学生将过氧化钠与水的反应作为研究性学习的课题。
经过查资料、提出假设、进行实验设计，并通过实验得到验证结论。
下面是他们的实验方案及实验现象。
序号
实验程序
实验现象
1
将水滴入盛有过氧化钠固体的试管中，配成溶液，用带火星的木条检验生成的气体
反应激烈。
有大量气体产生，木条复燃
2
将实验1所得溶液分成两份。
一份加入紫色石蕊试液
溶液变蓝且长时间不褪色
一份加入无色酚酞试液
溶液显红色，半分钟后褪色
3
若把实验1所得溶液分成两份。
一份加热至沸1-2min，再滴入酚酞试液
溶液显红色，但仍很快褪色
另一份加热至沸1-2min，再滴入石蕊试液
溶液显蓝色，且很快褪色
4
在变为蓝色的石蕊试液中滴加H2O2溶液加热至沸
蓝色褪去
5
若把实验1所得溶液中加入少许MnO2静置到无气体产生时，分成两份。
一份加入无色酚酞加热至沸；
另一份加入紫色石蕊试液至沸
加酚酞的溶液变红且不再褪色。
加石蕊的溶液变蓝且不再褪色。
6
称取3.9g过氧化钠固体，当逐滴加入约50mL水时
测得氧气体积为170mL左右（已考虑50mL水和导管管中水两者所占容积的体积因素）
等不再产生气体约10min以后，加入用小纸片包好的MnO2，迅速塞紧双孔塞，轻轻摇动反应器，纸包自动散开，与MnO2溶液开始接触
又产生大量氧气，至反应完全以后，又测得产生了395mL氧气（两次测定均在同温、同压下）
请仔细阅读有关内容后回答：
（1）写出过氧化钠与水反应的化学方程式：
根据实验分析，过氧化钠与水反应除了课本所介绍的上述反应外还存在另一反应，其化学方程式为。
（2）写出实验5中“加入少许MnO2产生气体”时发生反应的化学方程式，其中MnO2的作用是。
（3）从以上实验结果分析，石蕊分子与酚酞分子相比较，它们的稳定性（填“相等”或“前者大”或“后者大”）。
答案
（1）2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑Na2O2+2H2O==H2O2+2NaOH
（2）2H2O2
H2O+O2↑；
催化剂。
（3）后者大。
（4）H2O2；
强氧化剂。
例3．有两瓶失去标签的物质的量浓度相同的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，请你加以鉴别。
（1）应选择的一种试剂是（）。
A．NaOH溶液B．甲基橙试液C．稀HClD．澄清石灰水
（2）简述实验操作、现象和结论。
答案．
（1）C
（2）取等体积的两种溶液，分别滴入盐酸（记录滴数）直至不产生气体为止，所消耗盐酸的量较少且先产生气体的是碳酸氢钠，所消耗盐酸的量较多且后产生气体的是碳酸钠，。
阅读教材P56
Na2CO3和NaHCO3的差异
外观上
水溶过程
酸碱性，用离子方程式表示原因：
热稳定性
课堂练习
⑴某高中教材中有这样一个实验：
在两支试管中分别加入3mL稀盐酸，将两个各装有0.3gNaHCO3或Na2CO3粉末的小气球分别套在两支试管口。
将气球内的NaHCO3或Na2CO3同时倒入试管中，观察到现象如下：
①试管中（填产生沉淀或气体及反应速率等相关现象）
______________________________________________________
②盛______________的试管中气球变得更大，大小气球
（包含试管）体积之比约为（填最简单整数比）____________；
③甲同学用手触摸试管，发现盛NaHCO3粉末的试管变冷，而盛Na2CO3的试管温度有升高。
由此他得出：
不管其状态如何，NaHCO3和HCl反应为吸热反应，而Na2CO3和HCl反应为放热反应。
类似如中和热，甲同学写出了下列热化学方程式（其中“aq”代表水合或无限稀释的含义）：
HCO3-（aq）+H+（aq）=H2O（l）+CO2（g）；
△H>
0
CO32-（aq）+2H+（aq）=H2O（l）+CO2（g）；
△H<
甲下结论的方法是否正确____________（填正确或不正确）
⑵为研究是吸热还是放热反应，继续进行了下列实验（每次实验各做3次平行实验，取平均值）：
试剂1
试剂2
混合前温度
混合后最高或最低温度
35mL水
2.5gNaHCO3固体
20℃
18.5℃
3.2gNa2CO3固体
24.3℃
35mL稀盐酸
含2.5gNaHCO3的饱和溶液32.5mL
19℃
含3.2gNa2CO3的饱和溶液23.1mL+10ml水
24.2℃
2.5gNaHCO3固体
16.2℃
25.1℃
请你帮助填写相关内容：
①该研究报告的题目是《________________________________________________》；
②该实验中所用的仪器除试管、药匙（或V型纸槽）、气球、玻璃棒、烧杯、量筒、保温瓶外，还需要的仪器名称为_________和__________；
通过上述实验可得出五条结论：
a：
NaHCO3的溶解是_______（吸热或放热）过程；
b：
Na2CO3的溶解是_______（吸热或放热）过程；
c：
NaHCO3的饱和溶液和盐酸的反应是____________（吸热或放热）反应；
d：
Na2CO3的饱和溶液和盐酸的反应是____________（吸热或放热）反应；
e：
NaHCO3固体与稀盐酸反应的反应热是由______（填a→d的字母）的热效应之和。
答案．
（1）①两支试管中都产生大量气泡，但盛NaHCO3的试管中反应速率要快得多
②盛NaHCO3的试管中气球变得更大，大小气球（包含试管）体积之比约为53/42；
③甲下结论的方法不正确，因溶液中发生化学反应的热量变化与诸多因素有关，如溶解热、反应时吸收或放出的热量等。
（2）①题目是《NaHCO3、Na2CO3和盐酸反应过程中热效应的研究》
②托盘天平和温度计；
a：
吸热b：
放热c：
吸热；
d：
放热e：
ac
例4．某教科书对“铝热反应”实验的现象有这样的描述：
“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”，“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。
已知：
Al、Fe的熔点、沸点数据如下：
物质
Al
Fe
熔点（℃）
660
1535
沸点（℃）
2467
2750
（1）某同学猜测，铝热反应所得到的熔融物是铁铝合金。
理由是：
该反应放热能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，所以铁和铝能形成合金。
你认为他的解释是否合理？
（填“合理”或“不合理”）。
（2）根据已有知识找出一种验证产物中有Fe的最简单方法：
。
（3）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的熔融物中含有金属铝。
请填写下列表格：
所用试剂
实验操作及现象
有关反应的化学方程式
（4）已知氧化铝的熔点是2050℃，分别用坩埚钳夹注一小块打磨和未打磨的铝箔（约0。
1MM，），在酒精灯上加热至熔化，产生的实验现象是；
产生这一现象的原因是；
做对比实验的目的是。
答案
（1）合理
（2）用磁铁吸引，若能吸附，说明有铁生成（3）NaOH溶液、取少量样品放入试管，加入NaOH溶液，若有气泡产生，说明该熔融物中有铝。
（也可NaAlO2写出）
（4）两片铝箔都铝箔（约0.1MM），在酒精灯上加热至熔化，失去金属光泽，但熔化的铝不滴落；
在铝表面形成一层氧化膜即氧化铝的熔点比铝高，包在铝的外面，使熔化的铝不能滴落；
即使是打磨过的铝箔，在空气中也能很快形成新的氧化膜，说明铝是一种性质活泼的金属。
阅读教材P51、48
课堂练习请自行补充
建议在氧化铝和氢氧化铝的两性、氢氧化铝的制备上寻找例题和阅读点，特别是涉及教材中有关实验，要求学生能写出实验目的、现象、结论、每一个操作步骤的目的等
阅读教材P50完成以下思考：
根据化学方程式分析，铁粉与水蒸气的反应实验装置至少应该由几个部分来完成？
分别是哪几个部分？
怎样才能得到充足的水蒸气？
有哪些方法可让我们知道此化学反应已经发生了？
此反应有两处要加热，应该先点燃哪一处的酒精灯？
为什么？
答案．实验需要由三个部分组成：
水蒸气的发生装置、铁粉与水蒸气的反应装置、氢气的收集装置；
用酒精喷灯加热；
收集点燃气体，确定是否有H2或把导气管通入肥皂液吹成肥皂泡；
应该先点燃制取水蒸气的烧瓶处的酒精灯，否则铁粉会与装置中的氧气发生反应。
阅读教材P59-61，填空
铁的氧化物
（1）具有磁性（填化学式）；
（2）不稳定，受热易被氧化（填化学式）；
（3）俗称铁红（填化学式）；
写出
（2）、（3）与稀硫酸反应的化学方程式
，。
Fe3+的检验：
所用试剂，现象
下面是验证红砖中含有Fe2O3成分的实验步骤和原理的部分内容，填写其中的空白：
（1）把约20g红砖碎块在中研成粉末放入小烧杯中，加入20mL3mol/L盐酸，发生反应的方程式是。
（2）从小烧杯中取2mL溶液于试管中，滴入2滴~3滴，
溶液呈色，证明溶液中含有，该反应的化学方程式是
（3）若从小烧杯中取2mL溶液于试管中，滴入15mL3mol/LNaOH，可能发生的反应的化学方程是，若加入上述NaOH溶液，充分反应后，未观察到有红褐色Fe（OH）3沉淀生成，其原因可能是
答案
（1）研钵；
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O或Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
（2）0.1mol/LKSCN；
立即显通红色；
FeCl3+3KSCN=Fe（SCN）3+3KCl
（3）加入的NaOH被HCl中和，未生成Fe（OH）3
红砖中Fe3+的含量很低，生成的Fe（OH）3浓度未能达到饱和。
例5．某老师在指导学生用氢氧化钠与氯化亚铁制取Fe（OH）2实验时，发现按照理论上应该是“试管内的物质先是产生白色沉淀，然后变成灰绿色，振荡最后会变成红褐色的Fe（OH）3”。
写出这一转化的化学方程式；
可是直至下课了，除了在试管壁上有少量的红褐色痕迹外，试管内的物质仍为灰绿色，学生们看不出理论预测的那种变化。
在课后，学生们分成了两派：
一种意见是现象灰绿色为红褐色与白色的混合色；
一种意见认为是生成了一种新的物质的颜色。
（1）请你设计一组实验来确证持第一种意见学生的观点正确与否。
（2）根据许多实验可知，介质的酸性越强，氧气的氧化能力越强，介质的酸性越弱，氧气的氧化能力越弱。
有专家指出：
氧气在碱性介质中的氧化能力很弱，Fe（OH）2在试管里与空气的接触面很小，不可能顷刻间被氧化成绿色的过渡产物。
他提出Fe（OH）2未水合呈白色，水合后呈绿色，白色、绿色都是Fe（OH）2，不存在“氧气氧化了白色Fe（OH）2就变成绿色的物质”之说。
请你根据该专家的观点，设计一个实验来实现“先是产生白色沉淀，然后变成绿色，最后会变成红褐色的Fe（OH）3”；
并说明你的理由。
答案．4Fe（OH）2+2H2O+O2===4Fe（OH）3。
（1）取新制的绿色物质加盐酸溶解，向溶液里加硫氰化钾，看是否变红色。
如果不变红色，说明没有Fe3+生成进而可知灰绿色固体中是没有Fe（OH）3。
（2）取一张滤纸，先用水湿润，再滴少量盐酸将滤纸酸化，然后把试管里的灰绿色物质倒在滤纸上，用玻璃棒将其摊开，片刻间灰绿色物质变成红褐色。
理由为：
酸化滤纸的目的是为了降低PH值，增大氧气的氧化能力，从而加快Fe（OH）2转化成Fe（OH）3的速率；
把Fe（OH）2倒在滤纸上，用玻璃棒将其摊开，是为了使Fe（OH）2与空气（氧气）充分接触，从而加快了Fe（OH）2转化成Fe（OH）3的速率。
阅读教材P60
课堂练习．某研究性学习小组在研究由Fe2+制备Fe（OH）2的过程中，设计了如下实验方案：
【实验设计】
方法一：
按照图1进行实验，容器A中的反应开始时，弹簧夹C处于打开状态，一段时间后，关闭弹簧夹C，容器A中的反应仍在进行。
最终在_______容器中观察到白色沉淀，该实验中涉及到的化学方程式有：
方法二：
按图2进行实验，最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀。
请从所提供的试剂或电极材料中选择正确的序号填在横线上：
①纯水②NaCl溶液③NaOH溶液④四氯化碳⑤CuCl2溶液⑥乙醇⑦Fe棒⑧植物油⑨碳棒
a为___________，b为___________，c为___________，d为___________。
（填序号）
【探究思考】
实验表明上述实验中出现白色的沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色，那么如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢？
（1）甲同学查阅资料后，得到Fe（OH）2如下信息：
资料名称
物理性质描述
化学性质描述
《化学辞典》，顾翼东编，1989年版P637
白色无定形粉末或白色至淡绿色六方晶体
与空气接触易被氧化，将细粉喷于空气中，则立即燃烧出火花
《大学普通化学（下册）》傅鹰著P637
白色沉淀
此沉淀易被氧化成微绿色Fe3（OH）8
《普通化学教程》（下册）P788
白色
能强烈吸收O2，迅速变成棕色Fe（OH）3。
这时作为氧化的中间产物为土绿色，其中含有Fe2+、Fe3+。
阅读该资料后，你对上述实验中出现灰绿色或绿色的现象的解释是：
__________；
资料中提及的微绿色Fe3（OH）8，用氧化物的形式表示可写成__________________。
（2）乙同学依据配色原理：
白色和棕色不可能调配成绿色或灰绿色的常识，认为绿色可能是形成Fe（OH）2·
nH2O所致。
用热水浴的方式加热“方法一”中生成的绿色沉淀，观察到沉淀由绿变白的趋势。
加热时，“方法一”中弹簧夹C应处于___________（填“打开”或“关闭”）状态，容器A中的反应须处于___________（填“停止”或“发生”）状态。
写出该实验中支持乙同学观点的化学方程式_______________。
（3）欢迎你参加该研究小组的讨论，请提出一种在研究由Fe2+制备Fe（OH）2的过程中，有助于对沉淀由“白”变“绿”的现象进行合理解释的实验设计新思路。
答案.【实验设计】方法一：
B；
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4、H2SO4+2NaOH=Na2SO4＋2H2O
⑦、⑨或⑦、⑧、②。
（1）由于Fe（OH）2部分被氧化，混入少量的Fe（OH）3。
FeO·
Fe2O3·
4H2O。
（2）打开，发生，Fe（OH）2·
nH2O===Fe（OH）2+nH2O。
（3）向Fe2+和Fe3+的混合液中加入NaOH溶液后，观察生成的沉淀的颜色是否为灰绿色（或者可以将Fe（OH）3和Fe（OH）2混合后观察其颜色。
）
例6．在足量的稀氯化亚铁溶液中加入1～2滴液溴，振荡后溶液变为黄色。
（1）甲同学认为是Br2溶于水变成黄色溶液；
乙认为是Fe2+被氧化成Fe3+使溶液变成黄色。
（2）现提供试剂：
A．酸性高锰酸钾溶液B．氢氧化钠溶液C．四氯化碳D．硫氰化钾溶液
请判断（填“甲”或“乙”）的推断正确，并用两种方法加以验证，写出选用的试剂编号及实验中观察到的现象：
选用试剂
第一种方法
第二种方法
（3）①若选用淀粉碘化钾溶液判断哪位同学的推断正确，是否可行?
（填“可行”或“不可行”）：
理由：
②向稀溴化亚铁溶液中通入过量氯气的离子反应方程式：
答案．
（2）乙
C
有机层无色
D
溶液变红
（3）①不可以，因为Br2和Fe3+都能把I——氧化I2
②2Fe3++4Br—+3Cl2==2Fe3++2Br2+6Cl--
阅读教材P61
Fe2++遇到较强氧化剂→Fe3+
较强氧化剂：
Fe3++遇到较强还原剂→Fe2+
较强还原剂
硫酸铁（PFS）是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。
用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁，为控制水解时Fe3+的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的Fe3+必须先还原为Fe2+。
实验步骤如下：
（1）用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃仪器除量筒外，还有。
（a）容量瓶（b）烧杯（c）烧瓶
（2）步骤
取样分析溶液中的Fe2+、Fe3+的含量，目的是。
（a）控制溶液中Fe2+与Fe3+含量比（b）确定下一步还原所需铁的量
（c）确定氧化Fe2+所需NaClO3的量（d）确保铁的氧化物酸溶完全
（3）用NaClO3氧化时反应方程式如下：
6FeSO4+NaClO3+3H2SO4→3Fe2（SO4）3+NaCl+3H2O
若改用HNO3氧化，则反应方程式如下
6FeSO4+2HNO3+3H2SO4→3Fe2（SO4）3+NO↑+4H2O
已知1molHNO3价格0.16元、1molNaClO3价格0.45元，评价用HNO3代替NaClO3作氧化剂的得弊，利是，弊是。
聚合硫酸铁溶液中SO42¯
与Fe3+物质的量之比不是3:
2。
根据下列供选择的试剂和基本操作，测定聚合硫酸铁产品溶液中SO42¯
与Fe3+物质的量之比。
（4）测定时所需的试剂。
（a）NaOH（b）FeSO4（c）BaCl2（d）NaClO3
（5）需要测定和的质量（填写化合物的化学式）。
（6）选出测定过程中所需的基本操作（按操作先后顺序列出）。
（a）萃取、分液（b）过滤、洗涤（c）蒸发、结晶
（d）冷却、称量（e）烘干或灼烧
答案．
（1）b
（2）b、c（3）利：
原料成本较低弊：
产生气体对大气有污染
（4）a、c（5）Fe2O3、BaSO4（6）b、e、d
还可以在以下问题寻找阅读点
1．“FeCl2溶液中投入Na2O2的离子方程式”、“澄清石灰水能否鉴别Na2CO3和NaHCO3”、“铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的氧化剂和还原剂”、“镁条分别放入CuSO4溶液和NH4Cl溶液中的现象及离子方程式”等。
2．Na2CO3、NaHCO3的对比实验（要引入从反应速率、反应程度进行鉴别的方法、拓展鉴别二者的实验方案设计等）；
水玻璃防火的原理的探究（是Na2SiO3还是H2O的防火作用？
）如何设计对照实验的来加以探究？
3．铝盐和铁盐溶液为什么能够净水？
亚铁盐溶液能否净水？
如果要从溶液中制得绿矾（FeSO4·
7H2O）、FeCl3固体在操作上要注意什么（在HCl气流中蒸发结晶。
）；
工业生产中铁元素杂质的除去一般利用氧化（先把Fe2+变为Fe3+）、再调pH（把Fe3+变为Fe（OH）3沉淀）等方法。
4．Fe（OH）3沉淀和Fe（OH）3胶体分别怎样制备？
（把氨水或NaOH溶液加到FeCl3溶液制Fe（OH）3沉淀；
把饱和的FeCl3溶液滴入到沸水中并加热至有红褐色液体生成为止来制取Fe（OH）3胶体。
）两者的区别是什么？
（前者为溶液，后者为胶体，有丁达尔效应，分散质粒子大小不同）
5．怎样由FeCl2溶液制备Fe（OH）3沉淀？
哪种方法最好？
（考虑的方法有加氯气和NaOH、加NaOH再接触空气、加Na2O2等，可以从试剂的种类、试剂的用量、操作的简便等方面进行方案的设计或评价。
）亚铁离子溶液如何保存？
（溶液中加入少量铁粉，为什么？
）FeCl3溶液如何配置？
（先溶于浓盐酸，再加水稀释到一定体积，为什么？
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