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化 学
通用类
主题四 常见无机物及其应用
4.2.2 几种重要的金属化合物
主题四 常见无机物及其应用 4.2.2 几种重要的金属化合物
学习目标
1.了解钠、铝、铁等常见金属单质及其重要化合物的主要性质，学会从物质通性和核心元素价态两个角度研究物质性质的一般方法，深化“结构决定性质”的学科观念。
2.知道Fe3+的检验方法，并运用学过的知识设计合理的实验方案、开展实验探究。学会利用焰色反应鉴别金属元素及其离子的方法。
3.了解金属单质及其化合物在生产、生活中的广泛应用，能列举出日常生活中常用的铝、铁制品，能针对常见金属回收利用等热点问题开展调研并提出合理建议。
一.金属氧化物
1.氧化钠与过氧化钠
写出Na2O和Na2O2的电子式，判断它们分别属于哪种类型的氧化物，并推测它们的化学性质。
观察与认知
Na2O中O为-2价，属于碱性氧化物，具有碱性氧化物的通性。
例如，与水反应生成氢氧化物，与酸或酸性氧化物反应得到盐。
Na2O2中O为-1价，属于过氧化物，具有氧化性。
一.金属氧化物
1.氧化钠与过氧化钠
小组合作按以下步骤完成实验探究，观察记录实验现象，并填写右表：
①向盛有少量过氧化钠固体的试管中滴入2 mL水。
②立即将带火星的木条放在试管口处。
③用手触摸试管外壁
④向反应后的溶液中滴入酚酞，有什么现象？
思考：过氧化钠常用作防毒面具填料、供氧剂等。
你能用化学方程式说明其中的原因吗？
一.金属氧化物
2.氧化铝
氧化铝（A12O3）是白色粉末，熔点为2 050 ℃，不溶于水。
自然界存在晶体氧化铝，硬度仅次于金刚石，称为刚玉。人工高温烧结的氧化铝称为人造刚玉。
蓝宝石和红宝石是混有少量不同氧化物杂质的刚玉，可用作精密仪器和手表的轴承、激光材料等。
一.金属氧化物
2.氧化铝
实验探究1：氧化铝的两性
操作1：取2 支试管，分别放入少许新制备的氧化铝，向第1支试管中滴入稀盐酸，向第2支试管中滴入氢氧化钠溶液，观察比较现象。
2支试管中的氧化铝固体都溶解，说明氧化铝为两性氧化物，反应方程式为：
思考：实验中为什么须选用新制备的氧化铝？
一.金属氧化物
3.铁的氧化物
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
化学名
化合价
色态
溶解性
与盐酸反应的离子方程式
FeO+2H+=Fe2++H2O
黑色粉末
+2、+3
+3
+2
黑色晶体
红棕色粉末
难溶于水
难溶于水
难溶于水
四氧化三铁
三氧化二铁
氧化亚铁
Fe3O4+8H+=2Fe3++ Fe2++ 4H2O
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
Fe3O4中铁元素的表观化合价为+8/3，实际上是含有+2价和+3价两种价态的铁元素，
其中Fe2+和Fe3+的个数比为1:2，其组成可表示为 Fe2O3 FeO。
二.金属氢氧化物
1.氢氧化钠
NaOH俗称烧碱、苛性碱，是一种对皮肤、纤维、陶瓷，甚至金属铂都有腐蚀作用的强碱，NaOH溶液则是实验室中一种常用的碱性试剂。观察图片，讨论：NaOH溶液久置后发生了怎样的变化？为什么会发生如图所示的变化？
思考：盛放固体氢氧化钠的试剂瓶上应贴有哪种危化品标识？
氢氧化钠不慎接触皮肤时应如何处理？
二.金属氢氧化物
1.氢氧化钠
2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O
氢氧化钠容易吸收空气中的H2O和 CO2，
发生变质，生成白色固体（Na2CO3）。
白色固体Na2CO3
思考：NaOH固体及溶液应如何保存？
二.金属氢氧化物
1.氢氧化钠
点拨
制备NaOH饱和溶液
1
2
3
4
密闭静置，使 Na2CO3沉淀析出
用煮沸后冷却的新鲜蒸馏水稀释至所需浓度
取上层清液
不含Na2CO3的NaOH溶液的配制
为什么使用配有橡胶塞的玻璃瓶储存氢氧化钠溶液？
2NaOH+SiO2 Na2SiO3+H2O
有粘性
NaOH的存放：固体NaOH一般须用塑料容器贮存。
临时存放NaOH的稀溶液可以使用配有胶塞的玻璃瓶，但不能使用玻璃塞。
二.金属氢氧化物
2.氢氧化铝
氢氧化铝的制备
方法1：Al2(SO4)3+6NH3·H2O == 2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4
方法2：2NaAlO2+CO2+3H2O == 2Al(OH)3↓+Na2CO3
Al(OH)3是一种白色、难溶的胶状物质，能凝聚水中的悬浮物，有吸附性能。
二.金属氢氧化物
2.氢氧化铝
操作1： 向盛有10 mL 0.5 mol/L Al2(SO4)3溶液的试管中，逐滴加入氨水至过量，观察现象。
加入适量氨水 加入氨水至过量
Al2(SO4)3溶液
生成白色沉淀
实验探究1：氢氧化铝的两性
白色沉淀不溶解
操作2：将操作1所得Al(OH)3沉淀分装在2支试管中，在1支试管中滴加2 mol/L HCl溶液，在另1支试管中滴加2 mol/L NaOH溶液，振荡，观察现象。
HCl溶液 NaOH溶液
Al(OH)3沉淀
白色沉淀逐渐溶解
白色沉淀逐渐溶解
二.金属氢氧化物
2.氢氧化铝
Al(OH)3既能跟酸发生反应，又能跟强碱发生反应，属于两性氢氧化物。
反应的化学方程式为：
注意：Al(OH)3只能溶于强酸或强碱，而不溶于氨水或碳酸
二.金属氢氧化物
2.氢氧化铝
Al3+ +3OH -
Al(OH)3
H3AlO3
AlO2-+H ++H2O
+NaOH
+HCl
加酸时，平衡向左移动，生成铝盐
加碱时，平衡向右移动，生成偏铝酸盐
氢氧化铝在溶液中的解离平衡过程
二.金属氢氧化物
3.铁的氢氧化物
铁的氢氧化物有氢氧化亚铁和氢氧化铁两种，均可用相应的可溶性盐和碱溶液起反应制得。分别是白色和红褐色的不溶性碱。
新生成的氢氧化亚铁是白色絮状沉淀，在空气中不稳定，能被氧化成红褐色的氢氧化铁。在氧化过程中，颜色由白色变为灰绿色，最终变为红褐色氢氧化铁沉淀，反应方程式为：
思考：氢氧化亚铁在空气中很容易被氧化。
欲以FeSO4溶液和NaOH溶液制备氢氧化亚铁，应采取哪些措施？
二.金属氢氧化物
3.铁的氢氧化物
氢氧化亚铁和氢氧化铁均能与酸反应，分别生成亚铁盐和铁盐：
氢氧化铁受热不稳定，易分解：
△
二.金属氢氧化物
小结：氢氧化物的性质
三.碳酸钠和碳酸氢钠
纯碱（Na2CO3）和小苏打（NaHCO3）都是厨房中常见的物品，
它们可以用来去除油污、做糕点膨松剂……
小苏打
纯碱
Na2CO3
三.碳酸钠和碳酸氢钠
实验与探究
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式
色态
俗名
类别
用途
苏打或纯碱
小苏打
玻璃、搪瓷制造、金属冶炼、制皂、纸、革、纺织、石油化工、国防工业
抗酸药、发酵粉
Na2CO3
NaHCO3
阅读教材相关内容，填写下表，认识碳酸钠和碳酸氢钠。
正盐
酸式盐
白色粉末
白色细小晶体
三.碳酸钠和碳酸氢钠
操作1：取2 支试管，分别加入少许Na2CO3和NaHCO3，加入少量蒸馏水，观察溶解情况，再各滴入几滴酚酞试液，观察现象。
Na2CO3 NaHCO3
加入3~5滴水
加水至2/3试管
滴加酚酞溶液
试管壁发热
无明显变化
振荡时间长可溶解
有部分未溶解
溶液变红（较深）
溶液变红（较浅）
实验探究1：碳酸钠和碳酸氢钠的性质
Na2CO3和NaHCO3都是强碱弱酸盐，水解显碱性，且前者比后者更易水解。
三.碳酸钠和碳酸氢钠
操作2：取2 支试管，分别加入少许Na2CO3和NaHCO3，向两支试管中分别滴加稀盐酸，振荡，观察现象。
实验探究1：碳酸钠和碳酸氢钠的性质
Na2CO3 NaHCO3
实验现象
反应程度
均有气体产生
反应较平缓
反应剧烈
三.碳酸钠和碳酸氢钠
操作3：如图安装仪器，在大试管和小试管中分别加入少许Na2CO3和NaHCO3，点燃酒精灯，观察现象。
实验探究1：碳酸钠和碳酸氢钠的性质
碳酸钠很稳定，加热至熔融也不分解。碳酸氢钠不稳定，受热后有无色气体放出，且该气体使澄清石灰水变浑浊。
△
三.碳酸钠和碳酸氢钠
实践活动
1926年，“红三角牌”纯碱在世界万国博览会上夺得金质奖章，这是创新性制碱工艺—— 侯氏联合制碱法历时5年开出的灿烂之花，更是中国制碱业打破垄断、自立自强的标志。请以小组为单位，上网查阅资料，了解我国重化学工业的开拓者、近代化学工业的奠基人侯德榜为祖国制碱工业冲破封锁而努力奋斗、勇于创新的事迹，探究我国自己的碱厂从无到有、从有到优的意义。并撰写一篇演讲稿在班级进行交流。
我国科学家侯德榜和永利制碱厂
四.铁盐和亚铁盐
铁的盐有亚铁盐（二价铁盐）和铁盐（三价铁盐）两种，
常见的有硫酸亚铁和氯化铁。
1.硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）含有7分子结晶水，是淡绿色晶体，又称绿矾，易溶于水。在潮湿的空气中，绿矾能逐渐被氧化而变成黄棕色的碱式硫酸铁，因此绿矾需密闭保存。
2.氯化铁（FeCl3）是吸湿性很强的棕黄色固体，易溶于水。在水溶液中因Fe3+易水解使溶液呈红棕色。
四.铁盐和亚铁盐
以小组为单位，讨论分析氯化铁与硫酸亚铁的基本性质。
绿矾需保存在密闭容器中。
三氯化铁
FeCl3
强酸
弱碱盐
FeCl3＋3H2O Fe(OH)3＋3HCl
硫酸亚铁
FeSO4
在潮湿的空气中逐渐被氧化：
+2价铁不稳定
4FeSO4 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)SO4
在水溶液中易发生水解反应：
四.铁盐和亚铁盐
氯化铁和硫酸亚铁都是强碱弱酸盐，容易水解，且硫酸亚铁易被氧化。以小组为单位，讨论配制和保存氯化铁和硫酸亚铁溶液时，可采取哪些措施防止溶液因水解或氧化发生变质？
FeCl3＋3H2O Fe(OH)3＋3HCl
FeSO4＋2H2O Fe(OH)2＋H2SO4
4FeSO4 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)SO4
在配制氯化铁溶液时，可以加入少量盐酸，抑制水解反应发生，此时溶液呈黄色。
在配制硫酸亚铁溶液时，可以加入适量稀硫酸使溶液呈酸性，防止水解，同时加入铁钉，阻止其氧化。
四.铁盐和亚铁盐
二价铁与三价铁的相互转化
二价铁在较强的氧化剂的作用下，会被氧化成三价铁的化合物，例如：
三价铁在还原剂的作用下，会被还原成二价铁的化合物，例如：
四.铁盐和亚铁盐
铁元素与人体健康
【补铁食品】
动物肝脏、畜禽肉类和鱼类等食物中的铁是血红素铁，被人体摄入后吸收率较高，尤其是动物血液，摄入后铁吸收率可达到22％以上，是食补佳品。
黑木耳、菠菜、芝麻、豆类等含铁量较高，也被认为是补铁佳品，但因为所含铁元素主要以三价铁的形式存在，实际上吸收率较低，多在10％以下。
五.重要金属离子的检验
你知道绚烂的焰火中隐藏的奥秘吗？
五.重要金属离子的检验
1.焰色反应
很多金属以及它们的化合物在被灼烧时，都会使火焰呈现特殊的颜色，在化学上叫作焰色反应。
例如，钠的焰色反应呈黄色，钾的焰色反应呈紫色。
焰色反应是物理变化
利用焰色反应所呈现的特殊颜色，可以鉴定金属或金属离子的存在，
思考：能否直接利用火焰颜色作为检验钠盐和钾盐的依据？
五.重要金属离子的检验
1.焰色反应 观察与认知
待检溶液 Na2CO3溶液 K2CO3溶液
火焰颜色
黄色火焰
透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰
①
主要实验步骤
用稀盐酸洗涤铂丝
灼烧至与灯焰颜色相同
蘸取待测
溶液灼烧
②
③
五.重要金属离子的检验
1.焰色反应 观察与认知
焰色反应的操作要领可概括为：洗 → 烧 → 蘸 → 烧 → 洗。具体操作过程为：①用铂丝蘸浓盐酸在无色火焰上灼烧至无色；
②蘸取试样在无色火焰上灼烧，观察焰色(若检验钾要透过蓝色钴玻璃观察）
③再用铂丝蘸浓盐酸灼烧至无色。
Na2CO3
K2CO3
五.重要金属离子的检验
金属或金属离子 锂 铷 钙 锶 钡 铜 钾 钠
焰色反应的颜色 紫红 紫 砖红 洋红 黄绿 绿 紫 黄
常见几种金属或金属离子焰色反应的颜色
五.重要金属离子的检验
2.铁离子的检验
小组合作完成实验，仔细观察实验现象并填写表格，总结出检验Fe3+的方法，写出对应的离子方程式。
待检溶液 滴加KSCN溶液
FeCl3溶液
FeSO4溶液
溶液变为血红色
溶液颜色不发生改变
若欲检验溶液中的Fe2+，可先滴入KSCN溶液，无变化，再滴入H2O2或氯水，溶液显红色。
拓展延伸
铼镍合金单晶涡轮叶片
碳卫星
国产LNG运输船
雪龙2号破冰船
生产生活中的合金制品
以小组为单位，查阅资料并结合图片制作演示文稿，展示中国在合金研究和发展方面的巨大成就，梳理合金的广泛应用。
【跟踪检测】
1．下列关于Na2O2的说法中，不正确的是
A．是淡黄色固体 B．氧元素的化合价为-2价
C．能与水发生反应 D．可在潜水艇中作为氧气的来源
【答案】B
【跟踪检测】
2．下列关于金属钠单质及其化合物的说法中，不正确的是
A．NaCl可用作食品调味剂、用于配制生理盐水
B．NaHCO3可用于治疗胃酸过多
C．Na2CO3可应用于制皂、制玻璃、造纸、纺织等工业
D．氧化钠可用于潜艇或者呼吸面具中氧气的来源
【答案】D
【跟踪检测】
3．焰火“脚印”、“笑脸”、“五环”，让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫，这与高中化学中“焰色反应”知识相关。下列说法中正确的是
A．焰色反应是化学变化
B．用稀盐酸清洗做焰色反应的铂丝(镍丝或铁丝)
C．焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察
D．利用焰色反应可区分NaCl与Na2CO3固体
【答案】B
【跟踪检测】
4．若检验某溶液中是否含有Fe3+，应加入的试剂是
A．KSCN溶液 B．稀硫酸
C．稀硝酸 D．酸性高锰酸钾溶液
【答案】A
/作业布置/
业精一分汗禾滴，爱心一颗花万朵。
P138，1.2.3
第二节
常见金属单质及其化合物
感谢观看

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