钠镁铝铁NaMgAlFe专题总结.docx
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钠镁铝铁NaMgAlFe专题总结
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、Zn
Fe、Sn、Pb
H
Cu、Hg、Ag
Pt、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
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
Na2O
Na2O2
化合价
O（-2）
O（-1）
颜色、状态
白色固体
淡黄色粉末
化学性质
O2
2Na2O+O2==Na2O2
---
CO2
Na2O+CO2==Na2CO3
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2↑
H2O
Na2O+H2O==2NaOH
2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
HCl
Na2O+2HCl==2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl==4NaCl+2H2O+O2↑
SO2
Na2O+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
Na2CO3
NaHCO3
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
Na2CO3NaHCO3:
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==2NaAlO2+H2O
（Al2O3+2OH―=2AlO2―+H2O）
Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+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］
FeO
Fe2O3
Fe3O4
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
FeCl2
FeCl3
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KSCN溶液
无现象
产生血红色
Fe3＋+3SCN-==Fe（SCN）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
FeCl2FeCl3：
2FeCl2+Cl2==2FeCl3
FeCl3FeCl2：
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―+2H2OAl3＋+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NaAlO2溶液与稀盐酸间的反应：
向盐酸溶液中滴加NaAlO2溶液，直至过量时发生的反应依次为：
4H++AlO2―==Al3＋+2H2OAl3＋+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NaAlO2溶液，沉淀量不变。
向NaAlO2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xmol,Na2O的物质的量为ymol
2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
241
x2x0.5x
Na2O+H2O===2NaOH
yy2y
由题意可得，78x+62y=70
解得，x=0.5moly=0.5mol
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CuO10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
8026480-64==16
yx10-8.4=1.6g
解得x=6.4gy=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：
2NaHCO3
Na2CO3+H2O↑+CO2↑△m
84*210684*2-106=62
x10-8.4=1.6g
x==4.34g
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它是解答化学计算题常用的思维方法，也是快速解决选择题的决招。
［投影］例4有两种金属组成的混合物粉末10g与足量的稀盐酸反应，生成11．2L（标况）H2，则该混合物的组成不可能是（A）
A．Fe、ZnB．Al、CuC．Al、MgD．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==0.5mol
M=10/0.5==20g/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、Na2CO3B、Na2CO3、K2CO3
C、NaHCO3、Na2CO3D、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54.6g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Na2OB．只有Na2O2C．Na2O2和Na2OD．无法确定
解：
假设Na 全部反应生成Na2O
4Na＋O2==2Na2O
4*232*62
4.6gxx=6.2g
2Na+O2==Na2O2
2*2378
4.6gyy=7.8g
7克介于二者之间，故选C
［点击试题］1、现有某种碱金属的单质R和它的氧化物R2O的混合物12.0克。
与足量H2O充分反应后，在抽去空气的容器内蒸干，得到固体干燥物16.0克。
求R是何种金属。
［小结］采用极限思维方式解决模糊问题的一种特殊的思维方法，采用的是“抓两端，定中间”的方法，即将题没条件构造为问题的两个极端，然后用有关化学知识确定其中间值。
基本思路是：
把混合物设成纯净物，把平行反应设为单一反应。
［板书］（4）分类讨论法------研究过量问题
［投影］例6NaOH、NaHCO3固体混合物16.6克，在密闭容器中加热到250℃，经充分反应排出气体，冷却，称得剩余固体质量为13.25克。
求原混合物中NaOH的质量分数
解：
假设二者恰好完全进行时，质量减少W克。
NaOH+NaHCO3
Na2CO3+H2O↑△m（-）
40+8418
16.6W
W==2.4g
实际减轻了16.6-13.5==3.35>2.4
故NaHCO3过量
设NaOH为xmol,NaHCO3为ymol
40x+84y==16.6
NaOH+NaHCO3
Na2CO3+H2O↑
111
xxx
2NaHCO3
Na2CO3+H2O↑+CO2↑
211
y-x0.5（y-x）
18*（0.5y-0.5x+x）+44（y-x）==3.35
解得x=0.1mol,y=0.15mol
w（NaOH）%==24.1%
［点击试题］1、今有120mL1mol/L的Na2CO3溶液和80mL2.5mol/L的盐酸。
（1）若将Na2CO3溶液逐滴加至盐酸中则可收集到标况下的CO2气体体积为______
解：
n（Na2CO3）==0.12*1=0.12moln（HCl）=0.08*2.5=0.2mol
若将Na2CO3加到盐酸中，则立即生成CO2直至盐酸完全反应，即：
Na2CO3+2HCl==2NaCl+CO2↑+H2O
121
0.2X
X=0.1mol
则在标况下收集到CO2气体体积为2.24L
（2）若将上述盐酸逐滴加至碳酸钠溶液中，则反应的离子方程式是______，当反应完全时，测得CO2在水中的浓度为0.04mol/L，假设溶液体积不变，则收集到的CO2在标况下的体积为______
解：
若将HCl滴加到Na2CO3溶液中，直至所有的Na2CO3全部转化为NaHCO3再继续加盐酸才有CO2生成，即：
Na2CO3+HCl==NaHCO3+NaCl
0.120.120.12
则剩余盐酸为0.2-0.12=0.08mol
NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑
0.080.08
溶液体积V=120+80=200mL
溶液中的CO2为0.04*0.2=0.008mol
则逸出的CO2体积为：
22.4*（0.8-0.08）=16.128L
［板书］（5）守恒法
［投影］例7有一空气暴露过的NaOH固体，经分析知其含H2O7.65%，含Na2CO34.32%，其余是NaOH。
若将1克该样品放入含有HCl3.65克的盐酸中使其完全反应后，残酸再用50克2%的NaOH溶液恰好中和反应，蒸干溶液，所得固体的质量是多少克？
解：
所得固体是NaCl，是5.85克
［小结］本题数据众多，反应物不纯，过程复杂。
若按常规方法，一步步分析计算，不但费时还易出错，若认真分析就会发现，最后所得固体物质NaCl中全部的Cl全来自于HCl中的Cl
［点击试题］1、有5.1gMg–Al合金，投入500mL2mol/LHCl中，金属完全溶解后，又加4mol/LNaOH溶液VmL，得最多沉淀8.6g，则V等于
A.425mLB.560mLC.250mLD.500mL
［板书］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―）
［投影］现象：
先出现白色溶液后消失
方程式：
Al3＋＋3OH―＝＝Al（OH）3↓Al（OH）3+OH―==AlO2―+H2O
图像：
［板书］
（2）向强碱溶液中加入Al3＋
［投影］现象：
先没有沉淀后出现并不消失
方程式：
Al3＋+4OH―==AlO2―+2H2O
3AlO2―+Al3＋+6H2O==4Al（OH）3↓
图像：
［板书］（3）向AlO2―溶液中加入H＋
［投影］现象：
先生成白色沉淀，然后白色沉淀逐渐溶解。
方程式：
AlO2―＋H＋＋H2O==Al（OH）3↓
Al（OH）3+3H＋==Al3＋+3H2O
图像：
［板书］（4）向H＋溶液中加入AlO2―
［投影］
现象：
开始生成的白色沉淀振荡后消失，随后生成的白色沉淀不溶解
方程式：
AlO2―＋4H＋==Al3＋+2H2O
3AlO2―+Al3＋+6H2O==4Al（OH）3↓
图像：
［投影］例1、有一定质量的Mg、Al合金投入100mL一定物质的量浓度的盐酸溶液中，合金全部溶液，向所得溶液中滴加5mol/LNaOH溶液到过量，生成沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示，求
（1）原合金中Mg、Al的质量各是多少？
（2）HCl的浓度是多少？
解：
（1）设原合金中Mg的质量为X，Al的质量为y
Mg-----Mg（OH
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