资源简介 第一节镁和铝从容说课本节教材可以分为三部分。第一部分是镁和铝的性质。教材采用对比的方法，以列表和讨论的方式引导学生运用元素周期律知识，学习镁和铝的物理性质和化学性质，其中镁和铝的化学性质是本节的重点。教材从原子的最外层电子数引入，结合氧化还原反应原理，介绍镁和铝的还原性。第二部分是铝的重要化合物，分别介绍了铝的氧化物、氢氧化物和一种重要的盐。其中氢氧化铝的两性是重点。在介绍这一部分内容时，运用前一章所学电离平衡的知识。分析、讨论氢氧化铅的两性以及硫酸铝钾的水解。第三部分是合金的知识。在初中，学生曾学过铁合金，本节只简单介绍合金的一些常见的性质，并以列表的形式简介几种常见的合金。运用理论知识指导元素化合物知识的学习，是高中化学中常见的方法之一。这种方法可以使学生用较短的时间。学习较多的知识，便于记忆和理解，伺时又可以巩固学生对理论知识的认识。通过复习金属元素在周期表中的位置和原子结构的特点，使学生回忆在周期表里这些金属元素主要位于每个周期的前部和中部。各周期的副族元素全部是金属元素。金属元素的原子结构特征是：最外层的电子数一般比较少，是1～3个。这个特征的具体表现就是金属原子易于失去电子而变成阳离子。关于金属的物理性质，通过展示实物、阅读教材，师生共同归纳，总结金属具有金属光泽、容易导电、导热、有延展性等共性，并结合这些性质介绍它们的用途。关于镁和铝的化学性质的教学结合演示实验进行讲解。讲氧化铝和氢氧化铝的性质时，要突出它们的两性。学生对氧化铝和氢氧化铝的性质已有一些认识，而且已学过元素周期律，因此，采用理论推测或实验探究、验证的方法来进行教学。让学生做制备的Al2O3与酸或碱的反应的实验，探究Al2O3是否有两性。把[实验4-5]和[实验4-6]结合起来由学生探究Al(0H)3的生成及分别与酸或碱反应。学生探究后可以得出以下结论：制取Al(0H)3。最好用氨水；Al(0H)3既能与酸反应，又能与强碱反应；AI(0H)3是两性氢氧化物。对于Al(0H)3具有两性的原因,教学时可写出Al(0H)3的两种电离方式．引导学生用电离理论和化学平衡理论进行分析讨论，使学生明确由于条件不同,Al(0H)3可以以酸或碱的形式电离。因此它既可以与碱反应，又可以与酸反应,培养学生用辩证唯物主义观点分析问题和解决问题的能力。有关合金的知识属于常识性介绍的内容。可让学生自己阅读,结合生活、生产实际讨论合金的广泛用途。教学目标1.使学生了解金属的通性。2.使学生了解铝的物理性质以及用途。3.使学生掌握镁和铝的化学性质。4.使学生了解铝的几种重要化合物。5.使学生初步了解合金。教学重点镁和铝的化学性质、氢氧化铝的两性。教学难点氢氧化铝的两性。课时安排两课时教学方法讨论法、实验—对比法、实验探究法。教具准备1．铝箔、氧气、粗铁丝、火柴、NaOH溶液、C02、镁带、KClO3、氧化铁、铝粉、滤纸、蒸发皿、砂纸、带铁圈的铁架台、O.5 mol/L A12(S04)3溶液、氨水、2 mol/L盐酸、氧化铝、沙子、明矾、石蕊试液。2．投影仪、胶片。教学过程第一课时[引言]打开元素周期表，我们不难知道，在人类已经发现的一百多种元素中，大约有4／5是金属元素。金属在人类社会的发展进程中，一直起着非常重要的作用，即使在各种各样的新材料层出不穷的现代社会中，金属仍然起着不可替代的作用。在日常生活中我们常常接触到各种各样的金属，因此，我们了解金属的重要性质是很有必要的。这节课我们就来学习几种重要的金属。[板书]第四章 几种重要的金属[师]展示几种金属的样品，引导学生观察样品，阅读教材P79～P80，总结金属的物理通性。[学生活动]阅读教材内容，进行归纳、总结。[学生回答后，教师小结]金属的物理通性：1．通常情况下，除汞为液体外，其余都是固体；2．都有金属光泽(粉末状时一般呈暗灰色或黑色)；3．大多数有良好的导电性和导热性(导电性顺序：Au>Ag>Cu>Al)；4．大多数金属具有展性和延性(延性最好的是铂，展性最好的是Au)；5．硬度、熔点、密度差别较大(ρ>4.5 g/cm3为重金属，ρ<4.5 g/cm3为轻金属)。[过渡]我们这节课主要通过学习镁和铝的性质来深入了解金属的性质及用途。[板书]第一节 镁和铝[展示]用砂纸打磨过的镁条和铝片。[生]观察镁、铝样品。结合P78表4-2归纳总结镁、铝物理性质的相似性和差异。[学生回答，教师板书]一、物理性质相似点：都是银白色金属，密度小，硬度小，熔、沸点低，有良好的导电性，导热性。 不同点：铝比镁硬度大熔、沸点高。[师]物质的用途常与它们的性质有很大关系，如铝常用于制作导线和电缆，铝箔常用于食品、饮料的包装等。而镁和铝的更重要的用途是制造合金。请同学们举出最常见的镁、铝合金的用途。[生]可用来做门窗。[生]制成合金可克服纯镁和纯铝的硬度、强度较低，不适于制造机器零件的缺点，而具有质轻、坚韧、机械性能较好等许多优良性质。[师]镁和铝都是第三周期中比较活泼的金属，它们有哪些化学性质呢 下面我们就来学习一下两者的化学性质。[板书]二、镁和铝的化学性质[师]在高中化学第一册第五章，学习元素周期律知识时，我们曾学过镁、铝分别跟热水反应的实验，请同学们回忆一下实验现象并写出化学反应方程式。[生]化学方程式：Mg+2H20ΔMg(0H)2+H2↑现象：(事先在水中滴加酚酞)待水沸腾后，镁带表面变红，说明有碱生成，而铝则不能。[师]镁和铝同属第三周期的元素，原子最外层分别有2个和3个电子，在参加化学反应时，容易失去最外层电子成为阳离子。但为什么与水反应时有如此大的差别呢 请同学们试用原子结构的知识来解释。[生]镁和铝分属不同的主族元素，镁比铝的原子半径大，最外层电子数少，原子核对最外层电子的引力更小一些，因此镁的最外层电子更易失去，镁比铝更活泼。结构决定性质，由于结构不同，所以两者性质有差异。[师]很好。下面我们就采用实验对比的方法来学习两者的化学性质。[板书]1．跟非金属反应[思考]我们知道，镁和铝都具有金属光泽，而为什么我手中的镁带和铝箔没有光泽呢 [答]在常温下，镁和铝都跟空气里的氧气起反应，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜，从而使金属失去光泽。[师]回答得很好。下面我们来观察一下实验(演示镁带在空气中燃烧，现象：发出耀眼的强光)。[问]铝能不能燃烧呢 让我们共同观察一个实验。[演示][实验4-1]铝箔的燃烧[实验说明：应注意当火柴燃尽时，再把铝箔伸入集气瓶中，不能过早伸入，以免消耗过多氧气][师]同学们，你们能说出铝箔在氧气中燃烧的现象，并写出化学方程式吗 [生]铝箔在氧气中可以燃烧，并放出大量的热，产生耀眼的白光。化学反应方程式为……[学生答教师板书]4Al+3O2点燃2Al2O3[师]镁和铝都能跟氧气反应，但在常温下，镁、铝表面都能形成致密氧化物薄膜而阻止金属继续氧化，所以镁和铝都具有抗腐蚀性。镁和铝除能跟氧气起反应外，在加热时还能跟其他非金属如硫、卤素等起反应。[练习]写出镁、铝分别与Cl2、S反应的化学方程式。[板书]2．跟酸的反应[演示]在投影仪上放一培养皿，并盛少量稀盐酸，用砂纸擦掉镁带和铝箔表面的氧化膜后，放入同一培养皿中观察投影屏幕。[师]请同学们说出观察到的现象。[生]镁带和铝箔表面都有气泡，但镁的反应更剧烈一些。[师]请同学们写出镁、铝分别与稀H2SO4反应的离子方程式。[师]以上是镁、铝与非氧化性酸的反应。如果是氧化性的酸，情况则大不相同，如镁与浓硫酸和浓硝酸的反应分别为：都不会产生H2。而对于铝来说，在冷的浓硫酸或冷的浓硝酸中，表面会被钝化，生成坚固的氧化膜。可阻止反应的继续进行，因此可以用铝制的容器装运浓硫酸或浓硝酸。[过渡]我们在高一学过氢氧化铝既可溶于HCl，又可溶于NaOH溶液，而Mg(OH)2只能溶于酸不能溶于碱，那么镁和铝的单质能不能和碱反应呢 下面我们来试验一下。[演示实验4-2由学生自己演示]现象：铝开始不反应，片刻后，有气泡产生。点燃产生的气体，火焰为淡蓝色，而镁条无变化。[学生思考后得出结论]Mg不与碱反应，Al和碱反应生成H2。[板书]3．跟碱的反应[讨论]剩余的饭菜能否长时间保存在铝锅中 为什么 [生]不能。因为酸、碱、盐均能腐蚀铝制品。[练习]回忆硅与氢氧化钠溶液的反应，写出反应方程式。[师]在这个反应中氧化剂也是H20，所以若要标出电子转移的数目需要在方程式的两边各补上1个H20分子。[板书]4．跟某些氧化物的反应[师]镁和铝都是较活泼的金属，它们的还原性比较强，不仅能把氧气还原，而且在一定条件下还能跟某些氧化物起反应，将其中的某些元素还原。[演示][实验4-3]镁条在二氧化碳里燃烧[实验说明]在做镁条在二氧化碳中燃烧实验之前，可先用燃着的火柴伸人装满C02的集气瓶里。改用燃着的镁条时，应引导学生注意观察现象，并对两个实验的现象进行对比，以加深对知识的理解。[实验注意事项](1)CO2要收集满，镁条要稍长一些，并由瓶口逐渐伸入到瓶底，使其充分反应，全部燃烧。(2)实验所用的镁条应预先用砂纸擦去表面的氧化膜。[生]观察并描述实验现象：火柴熄灭，而镁条剧烈燃烧，在集气瓶壁上有黑、白两色固体生成。[师]该反应为置换反应，说明了镁的强还原性，反应同时也说明了C02不支持燃烧是相对的。[思考]镁在二氧化硫中能否燃烧 答案:镁在二氧化硫中燃烧与在二氧化碳中燃烧相似，生成氧化镁和单质硫，但是生成的硫能继续与镁反应，生成硫化镁。反应的方程式为：2Mg+S02点燃2MgO+S，Mg+SΔMgS。[演示][实验4-4]铝热反应[实验注意事项](1)要使用没有被氧化的铝粉，氧化铁粉末要烘干。氧化铁和铝粉的质量比为3:l，混合要均匀。(2)KClO3作为引燃剂，也可以用Na202或BaO2代替。实验时可以不用镁条点燃，而是用在KClO3和白糖的混合物上滴加浓硫酸的方法来点燃。操作方法如下:把白糖和氯酸钾各0.5 g混合均匀,堆放在铝粉和铁粉的混合物上,向其中滴加1～2滴浓硫酸,立即可以引发反应。(3)纸漏斗必须用水湿润。(4)注意安全,实验装置不宜离人太近。[生]观察并描述实现现象:镁条剧烈燃烧，放出的热量使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下剧烈反应。反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒。纸漏斗下部被烧穿，有熔融物落入沙中。[师]观察现象,写出反应方程式,分析各种试剂的作用。[生]通过实验我们看到，镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。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，有熔融物落人沙中。反应中用到的铝热剂，是铝粉和某些金属氧化物(氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁、五氧化二钒、三氧化二铬、二氧化锰等)组成的混合物。在该反应中，镁条和氯酸钾是引燃剂。镁条在空气中可以燃烧，氧气是氧化剂，但插入混合物中的部分镁条燃烧时，氯酸钾则是氧化剂。加入氯酸钾是为了保证镁条的继续燃烧，同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应。由于该反应放出大量的热。只要反应已经引发就可剧烈进行，放出的热使生成的铁熔化为液态。铝热反应的原理可用于生产上，如焊接钢轨；也可以用于冶金工业，用来冶炼难熔金属。[练习]请同学们写出铝与三氧化二铬、二氧化锰、五氧化二钒反应的化学方程式。[小结]通过这节课的学习，我们可以看出，镁和铝的性质既有相似之处，又有不同之处，这都与它们的原子结构有关，体现了性质与结构的密切关系。[布置作业]P85一、1.2 二 五、1板书设计第四章 几种重要的金属第一节镁和铝1、 物理性质2、 相似点:都是银白色金属，密度小，硬度小，熔、沸点低，有良好的导电性、导热性。不同点:铝比镁硬度大熔、沸点高。二、镁和铝的化学性质 ．1.跟非金属反应 ．教学说明本节是学习理论知识之后集中学习金属元素知识的，因此在教学中注意引导学生自学讨论，运用理论知识指导金属元素的学习。例如，讲镁、铝的性质时，可结合元素周期表及周期律的知识。这样，不仅巩固高中所学的理论知识，还可以培养学生分析问题、解决问题的能力。另外，在讲解镁和铝的性质时，可采用实验一对比法，对学生进行精心的引导，让学生亲自参与到学习新知识的过程中来。最后，通过对所学知识的应用一练习，使本节课的知识得以巩固，充分发挥学生的主体作用，达到良好的教学效果。参考练习1．两份铝屑，第一份与盐酸反应．第二份与NaOH溶液反应．产生氢气体积比为l:2，则第一份与第二份铝屑的质量比为………………………………………………………( )A．1 :l B．1 : 2 C．1:3 D．2 :l解析：两个反应中。氢气的体积比等于铝失去的电子数之比。答案：B2．能说明镁比铝还原性强的事实是…………………………………………………( )A．镁原子最外层电子数比铝少B．镁能在空气中燃烧而铝不能C．镁遇冷浓HN03和浓H2S04不钝化，而铝钝化D．铝的硬度、延展性、熔点均比镁大、好、高答案：B3．等质量的Fe、Mg、Al与同体积、同浓度的HCl反应，产生Hz体积相同(相同状况)，下列判断正确的是…………………………………………………………………………… ( )A．反应掉的三种金属质量相等B．反应后三种金属都剩余C．所用盐酸均过量D．Fe刚好反应完，Mg、Al有剩余答案：BD ‘4．下列物质相遇不能产生气体的是…………………………………………… ( )A．Mg与稀盐酸 B．镁与浓硫酸C．铝与冷的浓硝酸 D．铝与NaOH溶液答案：C5．铝热剂中铝的作用是……………………………………………………………( )A．催化剂 B．氧化剂C．还原剂 D．填充剂答案：C第二课时[导入]从上一节课我们所学的知识可以知道:镁和铝都是较活泼的金属。那么，它们都以何种形态存在于自然界中呢 [生回答,教师板书]三、铝的重要化合物在自然界中仅有化合态。[讲述]镁占地壳总质量的2.O％，在所有元素中是第8位，主要存在形式有:光卤石(KCI·MgCI2·6H2O)、白云石(MgC03·CaC03)、菱镁矿(MgC03)、硫酸镁、滑石、石棉等。铝占地壳总质量的7.7％，在所有元素中是第3位，在金属中为第1位，主要存在形式有:铝土矿(Al2O3)、明矾石、长石、云母等。[师]铝的最常见的重要化合物有Al2O3、Al(OH)3、硫酸铝钾等,它们有哪些性质呢 下面我们就来学习这几种重要的铝的化合物的性质。[板书]1．氧化铝(A12O3)[师](展示氧化铝)Al2O3为白色粉末，不溶于水，熔点2050℃，用作耐火材料。自然界中纯净的A12O3为无色晶体。俗称刚玉，硬度仅次于金刚石。在高一“元素周期律”一节中曾介绍过氧化铝是典型的两性氧化物。现在，请同学们回忆一下，什么样的氧化物是两性氧化物 [生]像Al2O3这类既能与酸起反应生成盐和水，又能与碱起反应生成盐和水的氧化物，叫做两性氧化物。[师]回答得很好。请同学们写出A12O3分别与盐酸、NaOH溶液反应的化学方程式及对应的离子方程式。[师]Al2O3呈两性，那么它对应的水化物——Al(OH)3的性质又怎样呢 [板书]2．氢氧化铝[师]下面我们做一个实验，请大家注意观察实验现象。[师]演示[实验4-5][生]描述实验现象:溶液中生成白色胶状沉淀，氨水过量时沉淀不溶解。沉淀放在蒸发皿中加热，生成白色粉末。[师]请同学们写出以上反应的化学方程式。[师]在实验室里可以用铝盐溶液跟氨水的反应来制取氢氧化铝。[练习]请同学们写出实验室制取Al(OH)3的离子方程式。[师]在高一“元素周期律”一节中我们曾提到过Al(OH)3是典型的两性氢氧化物，既能跟酸起反应，又能跟碱起反应的氢氧化物。好，现在我们通过实验来验证Al(OH)3是两性氢氧化物。[演示][实验4-6][板书并讲解]实验表明,Al(OH)3在盐酸和NaOH溶液里都能溶解。这就说明它既能跟酸起反应,又能跟碱起反应,反应的化学方程式及离子方程式为:[问]通过实验4-5和4-6分析:氢氧化铝能否和所有的碱溶液反应。[答]不能，只跟强碱溶液发生反应。[问题探究]为什么Al(OH)3具有两性呢 [生]根据其性质来推测,Al(OH)3既可电离出H+，也可电离出OH一。[师]这种推测非常合情理。[板书并讲解]我们可用平衡移动的原理来作分析，氢氧化铝在水溶液中有两种电离方式:当向Al(OH)3溶液中加酸时,抑制酸式电离，促进碱式电离。若加入足量的酸,则Al(OH)3将完全以碱的形式电离，即Al(OH)3溶于酸中。当向氢氧化铝溶液中加碱时，抑制碱式电离．促进酸式电离．若加入足量的碱．则Al(OH)3完全以酸的形式电离，即Al(OH)3溶于碱中。[强调]氢氯化铝不能与弱酸反应，如向Al(OH)3浊液中通入二氧化碳不反应；也不与弱碱反应，如氨水。故实验室用NH3·H2O制AI(OH)3，而不用强碱。[投影练习]下列各图中，横坐标为某溶液中加入的某物质的量，纵坐标为生成沉淀的量。从A～E中选择符合表中各题要求的序号．填在表中。[过渡]下面我们再介绍一种常见的铝的化合物。[板书]3．硫酸铝钾[KAl(SO4)2][展示]明矾晶体。[讲述]明矾就是带有12个结晶水的硫酸铝钾，即KAl(SO4)2·12H20。[演示]明矾溶液中滴入石蕊试液，变红。[问]为什么会变红色？[学生讨论后回答]Al3+发生水解。[师]对。硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的化合物，是一种复盐，它电离时能产生两种金属阳离子。[师]明矾水解所产生的胶状物Al(0H)3吸附能力很强，可以吸附水里的杂质，并形成沉淀，使水澄清，所以明矾常用作净水剂。但广泛使用铝盐净化水可能导致脑损伤，造成严重的记忆力丧失，这是老年性痴呆症特有的症状。使用时要切实注意，尽量扬长避短．才能使铝及其化合物对人类社会发展发挥出更为重要的作用。[过渡]在日常生活中，我们经常听说铝合金，那么铝合金是铝的化合物吗？请同学们阅读教材P83，指出什么是合金，合金有哪些性质特征。[板书]四、合金[学生阅读后总结并板书]1．定义：由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合在一起形成的具有金属特性的物质。合金属于混合物，如：青铜、黄铜、钢、生铁、钠钾合金等。2．合金的性质特点：一般说来，合金的熔点比其成分金属都低，而在硬度、韧性等方面却往往有其他成分金属所不具有的独特的性质。如:纯铁的硬度很小而钢的硬度较大。[师]我们应该了解镁、铝合金，镁和铝的合金主要以质轻为特点，用于航空航天事业等。目前通常用的铝合金门窗的成分是硬铝。[思考]铝硅合金(含Si 13.5％)，它在凝固时收缩率很小,因而这种合金适合铸造。在下列三种晶体①铝 ②硅 ③铝硅合金中,它们的熔点从低到高的顺序是………………( )A．①③② B.②①③ C．③②① D．③①②解析:合金的熔点一般比组成它的各成分的熔点都低,而原子晶体的熔点一般高于金属单质。答案:D[小结]本节课重点讲解铝的重要化合物及对合金的简单了解。[布置作业]P85一、3. 4．，P86三 四 五、2.3板书设计三、铝的重要化合物1．镁、铝的存在:在自然界中仅有化合态。2．氧化铝物理性质:白色难熔的粉末状固体化学性质:两性氧化物(既可与酸反应，又可与碱反应)3．氢氧化铝——典型的两性氢氧化物四、合金1．定义:由两种或两种以上金属(或金属与非金属)熔合在一起形成的具有金属特性的物质。2．合金的性质特点:合金的熔点比其成分金属都低，而在硬度、韧性等方面却往往有其他成分金属所不具有的独特的性质。教学说明本节课在讲授铝的重要化合物时,为了避免使学生产生枯燥感，要做好演示实验,而且可以从中培养学生的观察、分析、归纳总结问题的能力。在介绍Al(OH)3的两性时，注意运用前一章所学的电离平衡的知识,分析、讨论Al(OH)3的两性及硫酸铝钾的水解，将旧知识应用在对新知识的理解上。教学过程中，因为学生要亲自参与分析、归纳、练习等环节，其学习的积极性有增无减，从而达到了较好的教学效果。参考练习1．向10 mL 1 mol/L AlCl3溶液中加 1 mol/L NaOH溶液生成沉淀O.26 g。则所加NaOH的体积为…………………………………………………………………………( )A．10 mL B．20 mLC．30 mL D．36.7 mL答案：AD2．铝在人体内积累可使人慢性中毒，弓I起老年痴呆症。1989年世界卫生组织正式将铝确定为“食品污染源之一”而加以控制。铝在下列使用场合一般无须控制的是……( )A．电线电缆 B．牙膏皮C．制造炊具和餐具 D．糖果、香烟内包装答案:A3．除去镁粉中少量的铝粉，应选用的试剂是………………………………………( )A．盐酸 B．氯水C．烧碱溶液 D．纯碱溶液答案:C4．下列实验中，能产生白色沉淀后沉淀又溶解的是………………………………( )A．NaOH溶液中滴加AlCl3溶液至过量B．AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量C．NaAlO2溶液中滴加HCl至过量D．HCl溶液中滴加NaAlO2溶液至过量答案:BC备课资料一、为什么整块金属不透明但具有金属光泽而金属粉末常呈暗灰色或黑色 由于金属原子以紧密堆积方式排列，最外层电子(价电子)释放出作为自由电子。当光线投射到其表面时，自由电子可以吸收所有频率的光，光线不能透过，所以金属不透明。自由电子吸光后，跃迁到高的能级上去，不稳定，很快又跃迁回低能级，释放出绝大部分频率的光，这就使得绝大多数金属呈现钢灰色以至银白色光泽，而金显黄色、铜显红色、铋显淡红、铯显浅黄、铅显灰蓝则是因为它们较易吸收某些频率(或波长)的光。在粉末状态时，金属的颗粒很小，没有规则晶面，光线入射后不能反射出来，多呈黑色。比如AgBr制成的底片曝光析出的银呈黑色。二、铝与人体健康由于近代对铝的开采，炼铝工业的发展、铝制品的加工使用、酸性降雨的频繁发生等，造成环境中铝含量的增加，致使人体内铝的含量也逐渐增多，其对人体造成的危害，引起了人们的重视。在日常生活中，铝进人人体的渠道主要有:①食物。我国城乡居民铝的食物摄人来源主要是天然食品、含铝添加剂食品、茶和含铝药剂。在制作油条、粉丝、蛋糕等膨化食品时，加入了含铝的膨松剂。②铝制炊具。酸性物质温度升高，会促进铝制炊具(如铝锅、铝壶等)中铝的溶出。F-、Fe3+和NaCl对铝溶出也有促进作用。铝制易拉罐盛装的啤酒、饮料等在饮用时也会造成铝进人体内。③饮用水。饮用水中铝受环境影响，当酸雨增多时，就增加了土壤和沉淀物中铝的溶出。此外，早期使用明矾净水，也不可避免地带进铝。现在常用高岭土及其制品过滤水，虽杂质被除掉，但铝却溶于弱酸性的水(用漂白粉或氯气消毒的自来水)。另外，市面上使用的混凝剂、高氟地区除F-的铝剂等，都增加了水中铝的含量。这样，铝就通过饮用水进人人体。长期以来，铝一直被认为是无毒元素，铝制炊具、含铝膨松剂、发酵粉、净水剂等的使用．也均未发现铝的直接毒性．即铝无直接的毒性效应。但近几年的研究表明，铝可扰乱人体的代谢作用。造成长期地、缓慢地对人体健康的危害。最早发现铝毒性是铝的神经毒性，普遍认为，铝主要是对中枢神经损害。老年性痴呆症的发生，就与铝在体内的积累有关。因神经元吸收铝后，铝进入神经核后，改变了细胞的骨架，影响染色体而产生病变，造成蛋白质生化代谢的紊乱而致病。铝在体内还能干扰磷的代谢，因为铝在肠道内与磷酸盐类形成不溶性的AlPO4,阻止肠道对磷的吸收,从而使血液和其他组织内磷的总量减少。磷在生物体内有举足轻重的作用,如参与核苷酸、磷脂、蛋白质的形成，维护细胞的正常结构和功能，参与能量代谢等。磷的减少势必会引起机体的代谢紊乱，致使疾病发生。另外，磷减少还影响机体对钙的吸收，因机体吸收钙要在有磷的条件下才可进行，否则会产生脱钙现象，会出现骨软化症，这种骨软化症即使补充维生素D也无济于事。另外，铝在体内的排泄主要是通过肾脏，铝在体内的蓄积，必然要增加肾脏的负担。过多的铝对肾脏会造成伤害，引起肾功能失调、肾衰竭和尿毒症等。总之，铝在人体内是慢慢蓄积的，其引起的毒性缓慢，且不易察觉。然而，一旦发生代谢紊乱的毒性反应，则后果严重。因此，铝毒的防治策略，主要有：①引导人们合理开发和利用各种铝资源，从根本上减少铝的排放和流失。②有节制地使用铝制品，避免食物或饮用水与铝制品之间的接触或沾染。③改良不合理的饮食习惯，尽量减少铝的入口途径，如丢开Al(OH)3制剂，改用胃动力药物等。④利用现代科技手段设法消除或减轻铝毒危害，如改进水处理工艺，采用新型产品和高新技术等。三、漫话镁镁是地壳中分布最广的元素之一。镁的主要矿物有菱镁矿(MgC03)、白云石(CaC03·MgC03)、光卤石(KCl·MgCl2·6H20)等。镁的贮量很丰富，约占地壳总质量的2.O％，在所有元素中占第8位，所有金属元素中占第6位。在海洋中镁的含量也很高。海水中镁的平均含量约为O.13％。在所有元素中占第3位。若每立方千米海水中含镁量约13亿千克。地球上海洋水总量按约13亿km3计算，则海洋中的镁资源可以说是“取之不尽，用之不竭”的。目前全世界生产的镁有一半以上从海水中提炼而得。金属镁硬度小，强度也较差，工业部门中镁的应用几乎都是用它的合金。镁的多种合金因其密度小及可加工性强使得它们适于轻质结构材料。镁与铝、锌或锰等制成的合金是制造飞机、汽车、摄影器材和光学仪器的良好材料；镁钛合金更是轻合金中的佼佼者，用这种合金制造的自动钻探机经受了月球表面白天酷热(110 ℃)和夜晚严寒(-120 ℃)的考验。取出了月球深部的岩石。利用镁燃烧时可发出耀眼的光,镁被用在燃烧弹和闪光灯中。几年前．国外的研究发现，蛋壳中含镁量较多时，鸡蛋不易破碎；在产蛋鸡的饲料中添加了适量的镁盐，使鸡蛋在储运中减少了损失。人类的生存离不开镁(当然是化合态的镁)，镁是人类生命必需的元素之一。成年人体内镁含量约为20～25 g。其中70％存在于骨骼中，其余分布在软组织和体液中。骨髓、牙齿中若无镁的参与，会交替地疏松崩塌1人体内细胞膜的形成、核酸的形成、糖类及蛋白质的代谢均离不开镁。人体内共有1300多种酶，其中325种必须镁参与，才能发挥生物催化作用。成人每天需摄取镁250～400 mg。每一种绿色植物中都含有镁，它是叶绿素的重要组成部分，占叶绿素质量的2％。食用含镁较多的食物如绿叶蔬菜、大豆等一般可满足人体对镁的需要。镁对人类某些疾病发病率的降低，有着重要作用。有人对比法国和埃及：法国人癌症发病率为埃及的9倍，其秘密竟在于埃及的土壤中镁的含量是法国的6倍。芬兰某地心脏病发生率异常大，原因是该地缺镁。研究表明，长期饮用过软的水(特别是缺镁)，冠心病的发病率将显著增加。四、漫话金属铝铝是一种用途很广泛的金属。从宇宙飞船、人造卫星、导弹、火箭、飞机、舰艇、汽车、电缆到锅、盆、瓢、勺、纽扣、铆钉，都是铝或铝合金的用武之地。1824年，丹麦人奥斯台德将制得的无水氯化铝(AlCl3)用钾汞齐还原，第一次制得了金属铝(不纯的)。但是，他这个研究成果很少为人所知。因此，多年来一般认为第一次制得金属铝的是德国人孚勒。孚勒于1827年用金属钾还原他制得的无水氯化铝而制得金属铝。1854年，法国人德维尔改进了制无水AlCl3的过程，并改用金属钠为还原剂，制得较大量并且较纯的金属铝。1855年，当银光闪闪的铝标本在巴黎博览会上公展后，立即引起了巨大的反响。随后，有些国家开始生产金属铝，但当时铝的世界年产量不足10 t，且价格昂贵也超过了黄金。银光闪闪的铝成为当时的稀世之物，皇家贵族把它加工成首饰和餐具。1886年，美、法两个同龄青年(22岁)霍尔和埃罗，各自首创了将溶在熔融冰晶石Na3AlF6中的Al2O3电解制取金属铝的方法之后，便陆续建立起来。到第一次世界大战前的1913年，世界年铝产量已达到80000吨。价格也降至2.1法郎每公斤。第一次世界大战中，德军使用了一种质量轻、构架固、容量达12000多立方米、升力达13吨，速度为100公里每小时的先进硬式飞艇，这种飞艇能出色完成海上的巡逻，远程轰炸和空运等任务，成了交战对方的一大强敌。大战结束后，英、美科学家才发现，这种飞艇的构架是用一种加有铜、镁、锰、硅的铝合金制成的，这种铝合金叫硬铝，又叫杜拉铝(duralumin)。硬铝质轻而坚韧。杜拉铝的诞生，为刚露头角的航空工业插上了奋飞的翅膀。德国人雷斯涅尔于1912年设计出世界上第一架铝结构飞机后，军用飞机便登上了历史舞台。像德国的霍克战斗机、日本的零式战斗机、美国B-29远程轰炸机等，都是用了铝作为制作材料的。随着现代科学技术的发展，为解决飞行过程中的音障和热障，人们又相继推出了铝钛合金等新型材料。这些铝合金材料已被广泛地应用到航天飞机领域，如用于我国的第一颗人造地球卫星、美国的“阿波罗11号”宇宙飞船等。我国发射人造地球卫星所用的“长征”系列火箭中，也大量采用了铝和铝合金材料作为外壳等部件的结构材料。由于新型铝材料具有高强度、高刚度、耐热又耐疲劳、低比重等优点，因此被广泛地应用到坦克的制造上。对榴弹的防护能力来说，铝装甲优于钢装甲。与同等防护能力的钢装甲相比，铝装甲可以减少质量60％以上。70年代中期，当英国研制出钢、铝、陶瓷复合而成的乔巴姆装甲后，铝质装甲便由装甲运输车发展到轻型坦克、步兵战车和中型主战坦克了。不仅如此，在由钢铁著称的兵器、舰船制造领域，铝合金材料已展开了激烈的角逐。如美国的一种榴弹炮，在经采用铝合金材料改良后，其炮身质量可由原来的3.7吨降到1.1吨，射程则可提高35％～40％，实现了战时全炮的空运空投。目前由铝合金制成的一艘航空母舰，仅消耗铝材1万吨，而过去的同类航空母舰则需钢材2万吨。同时，由于铝是非磁性金属，所以舰船上的罗盘可以方便地藏在铝合金壳里，以防外磁场的磁化。铝合金也作为汽车的结构材料，汽车的内部和外部装饰、窗子等都可用铝制成。一辆小汽车如用上50公斤铝便可使汽车身重降低116公斤，每行驶一千公里可省油8公斤。从以上对铝和铝合金部分用途的简介可见，铝的工业用途很大；铝是一种重要的战略金属。近年来，科技人员又研究得一种新型材料——泡沫铝。它是由发泡剂加到熔融或固体粉末的铝合金中而制成的，其优点是硬度高、密度小(约为O.16～O.5 g/cm-3)，比木材还轻，可浮于水面，又有很大刚性，且隔音、保温，是一种良好的建筑材料和轻质材料，近几年就可小批量投放市场。综合能力训练1．用很少的HCl处理过的铝制空易拉罐充满CO2后,迅速倒入10％的NaOH溶液10 mL，立即把口密封，不一会儿发现易拉罐变瘪，过一段时间又鼓起来，其原因是__________。解答：变瘪是因为C02+2NaOH=Na2CO3+H20，C02被吸收，压力减少的结果。又鼓起来的原因是：A12O3与NaOH反应使铝暴露出来，铝与NaOH溶液反应产生H2。2．工业上制镁粉是让镁蒸气在一定环境中冷却。根据镁的性质，冷却时应选取以下何种环境………………………………………………………………………………………( )A．N2中 B．水中 C．CO2中 D．He气中答案：D3．O.1 mol镁粉分别在足量的02、CO2、N2中燃烧，生成固体的质量依次为W1、W2、W3，下列关系式正确的是…………………………………………………………………………( )A．W2>W1>W3 B．W1=W2>W3C．W1=W2=W3 D．W3>W2>W1答案：A ．4．某无色溶液与金属铝反应，放出H2。试判断下列离子：Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、SO4-、SO32-、HCO3-、OH-、NO3-何者能存在于此溶液中。(1)当生成Al3+时，可能存在 ________________；(2)当生成A102-时．可能存在 _______________。答案：(1)H+、Mg2+、SO42- (2)OH-、Ba2+、NO3-高考真题1．(2000年上海)下列物质中。不属于合金的是…………………………( )A.硬铝 B.黄铜 C．钢铁 D．水银答案：D2．(2000年京皖，29)某混合物A，含有KAI(S04)2、A1203和Fe203，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化：据此判断：(1)固体B所含物质的化学式______；(2)固体E所含物质的化学式_____；(3)反应①的离子方程式为________。3．(2002年苏、豫，21)等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成的氢气的体积比为5:6，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是…………………………………………………………………………………( )A．甲、乙中都是铝过量 B．甲中铝过量、乙中碱过量C．甲中酸过量、乙中铝过量 D．甲中酸过量、乙中碱过量答案：B第一节镁和铝从容说课本节教材可以分为三部分。第一部分是镁和铝的性质。教材采用对比的方法，以列表和讨论的方式引导学生运用元素周期律知识，学习镁和铝的物理性质和化学性质，其中镁和铝的化学性质是本节的重点。教材从原子的最外层电子数引入，结合氧化还原反应原理，介绍镁和铝的还原性。第二部分是铝的重要化合物，分别介绍了铝的氧化物、氢氧化物和一种重要的盐。其中氢氧化铝的两性是重点。在介绍这一部分内容时，运用前一章所学电离平衡的知识。分析、讨论氢氧化铅的两性以及硫酸铝钾的水解。第三部分是合金的知识。在初中，学生曾学过铁合金，本节只简单介绍合金的一些常见的性质，并以列表的形式简介几种常见的合金。运用理论知识指导元素化合物知识的学习，是高中化学中常见的方法之一。这种方法可以使学生用较短的时间。学习较多的知识，便于记忆和理解，伺时又可以巩固学生对理论知识的认识。通过复习金属元素在周期表中的位置和原子结构的特点，使学生回忆在周期表里这些金属元素主要位于每个周期的前部和中部。各周期的副族元素全部是金属元素。金属元素的原子结构特征是：最外层的电子数一般比较少，是1～3个。这个特征的具体表现就是金属原子易于失去电子而变成阳离子。关于金属的物理性质，通过展示实物、阅读教材，师生共同归纳，总结金属具有金属光泽、容易导电、导热、有延展性等共性，并结合这些性质介绍它们的用途。关于镁和铝的化学性质的教学结合演示实验进行讲解。讲氧化铝和氢氧化铝的性质时，要突出它们的两性。学生对氧化铝和氢氧化铝的性质已有一些认识，而且已学过元素周期律，因此，采用理论推测或实验探究、验证的方法来进行教学。让学生做制备的Al2O3与酸或碱的反应的实验，探究Al2O3是否有两性。把[实验4-5]和[实验4-6]结合起来由学生探究Al(0H)3的生成及分别与酸或碱反应。学生探究后可以得出以下结论：制取Al(0H)3。最好用氨水；Al(0H)3既能与酸反应，又能与强碱反应；AI(0H)3是两性氢氧化物。对于Al(0H)3具有两性的原因,教学时可写出Al(0H)3的两种电离方式．引导学生用电离理论和化学平衡理论进行分析讨论，使学生明确由于条件不同,Al(0H)3可以以酸或碱的形式电离。因此它既可以与碱反应，又可以与酸反应,培养学生用辩证唯物主义观点分析问题和解决问题的能力。有关合金的知识属于常识性介绍的内容。可让学生自己阅读,结合生活、生产实际讨论合金的广泛用途。教学目标1.使学生了解金属的通性。2.使学生了解铝的物理性质以及用途。3.使学生掌握镁和铝的化学性质。4.使学生了解铝的几种重要化合物。5.使学生初步了解合金。教学重点镁和铝的化学性质、氢氧化铝的两性。教学难点氢氧化铝的两性。课时安排两课时教学方法讨论法、实验—对比法、实验探究法。教具准备1．铝箔、氧气、粗铁丝、火柴、NaOH溶液、C02、镁带、KClO3、氧化铁、铝粉、滤纸、蒸发皿、砂纸、带铁圈的铁架台、O.5 mol/L A12(S04)3溶液、氨水、2 mol/L盐酸、氧化铝、沙子、明矾、石蕊试液。2．投影仪、胶片。教学过程第一课时[引言]打开元素周期表，我们不难知道，在人类已经发现的一百多种元素中，大约有4／5是金属元素。金属在人类社会的发展进程中，一直起着非常重要的作用，即使在各种各样的新材料层出不穷的现代社会中，金属仍然起着不可替代的作用。在日常生活中我们常常接触到各种各样的金属，因此，我们了解金属的重要性质是很有必要的。这节课我们就来学习几种重要的金属。[板书]第四章 几种重要的金属[师]展示几种金属的样品，引导学生观察样品，阅读教材P79～P80，总结金属的物理通性。[学生活动]阅读教材内容，进行归纳、总结。[学生回答后，教师小结]金属的物理通性：1．通常情况下，除汞为液体外，其余都是固体；2．都有金属光泽(粉末状时一般呈暗灰色或黑色)；3．大多数有良好的导电性和导热性(导电性顺序：Au>Ag>Cu>Al)；4．大多数金属具有展性和延性(延性最好的是铂，展性最好的是Au)；5．硬度、熔点、密度差别较大(ρ>4.5 g/cm3为重金属，ρ<4.5 g/cm3为轻金属)。[过渡]我们这节课主要通过学习镁和铝的性质来深入了解金属的性质及用途。[板书]第一节 镁和铝[展示]用砂纸打磨过的镁条和铝片。[生]观察镁、铝样品。结合P78表4-2归纳总结镁、铝物理性质的相似性和差异。[学生回答，教师板书]一、物理性质相似点：都是银白色金属，密度小，硬度小，熔、沸点低，有良好的导电性，导热性。 不同点：铝比镁硬度大熔、沸点高。[师]物质的用途常与它们的性质有很大关系，如铝常用于制作导线和电缆，铝箔常用于食品、饮料的包装等。而镁和铝的更重要的用途是制造合金。请同学们举出最常见的镁、铝合金的用途。[生]可用来做门窗。[生]制成合金可克服纯镁和纯铝的硬度、强度较低，不适于制造机器零件的缺点，而具有质轻、坚韧、机械性能较好等许多优良性质。[师]镁和铝都是第三周期中比较活泼的金属，它们有哪些化学性质呢 下面我们就来学习一下两者的化学性质。[板书]二、镁和铝的化学性质[师]在高中化学第一册第五章，学习元素周期律知识时，我们曾学过镁、铝分别跟热水反应的实验，请同学们回忆一下实验现象并写出化学反应方程式。[生]化学方程式：Mg+2H20ΔMg(0H)2+H2↑现象：(事先在水中滴加酚酞)待水沸腾后，镁带表面变红，说明有碱生成，而铝则不能。[师]镁和铝同属第三周期的元素，原子最外层分别有2个和3个电子，在参加化学反应时，容易失去最外层电子成为阳离子。但为什么与水反应时有如此大的差别呢 请同学们试用原子结构的知识来解释。[生]镁和铝分属不同的主族元素，镁比铝的原子半径大，最外层电子数少，原子核对最外层电子的引力更小一些，因此镁的最外层电子更易失去，镁比铝更活泼。结构决定性质，由于结构不同，所以两者性质有差异。[师]很好。下面我们就采用实验对比的方法来学习两者的化学性质。[板书]1．跟非金属反应[思考]我们知道，镁和铝都具有金属光泽，而为什么我手中的镁带和铝箔没有光泽呢 [答]在常温下，镁和铝都跟空气里的氧气起反应，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜，从而使金属失去光泽。[师]回答得很好。下面我们来观察一下实验(演示镁带在空气中燃烧，现象：发出耀眼的强光)。[问]铝能不能燃烧呢 让我们共同观察一个实验。[演示][实验4-1]铝箔的燃烧[实验说明：应注意当火柴燃尽时，再把铝箔伸入集气瓶中，不能过早伸入，以免消耗过多氧气][师]同学们，你们能说出铝箔在氧气中燃烧的现象，并写出化学方程式吗 [生]铝箔在氧气中可以燃烧，并放出大量的热，产生耀眼的白光。化学反应方程式为……[学生答教师板书]4Al+3O2点燃2Al2O3[师]镁和铝都能跟氧气反应，但在常温下，镁、铝表面都能形成致密氧化物薄膜而阻止金属继续氧化，所以镁和铝都具有抗腐蚀性。镁和铝除能跟氧气起反应外，在加热时还能跟其他非金属如硫、卤素等起反应。[练习]写出镁、铝分别与Cl2、S反应的化学方程式。[板书]2．跟酸的反应[演示]在投影仪上放一培养皿，并盛少量稀盐酸，用砂纸擦掉镁带和铝箔表面的氧化膜后，放入同一培养皿中观察投影屏幕。[师]请同学们说出观察到的现象。[生]镁带和铝箔表面都有气泡，但镁的反应更剧烈一些。[师]请同学们写出镁、铝分别与稀H2SO4反应的离子方程式。[师]以上是镁、铝与非氧化性酸的反应。如果是氧化性的酸，情况则大不相同，如镁与浓硫酸和浓硝酸的反应分别为：都不会产生H2。而对于铝来说，在冷的浓硫酸或冷的浓硝酸中，表面会被钝化，生成坚固的氧化膜。可阻止反应的继续进行，因此可以用铝制的容器装运浓硫酸或浓硝酸。[过渡]我们在高一学过氢氧化铝既可溶于HCl，又可溶于NaOH溶液，而Mg(OH)2只能溶于酸不能溶于碱，那么镁和铝的单质能不能和碱反应呢 下面我们来试验一下。[演示实验4-2由学生自己演示]现象：铝开始不反应，片刻后，有气泡产生。点燃产生的气体，火焰为淡蓝色，而镁条无变化。[学生思考后得出结论]Mg不与碱反应，Al和碱反应生成H2。[板书]3．跟碱的反应[讨论]剩余的饭菜能否长时间保存在铝锅中 为什么 [生]不能。因为酸、碱、盐均能腐蚀铝制品。[练习]回忆硅与氢氧化钠溶液的反应，写出反应方程式。[师]在这个反应中氧化剂也是H20，所以若要标出电子转移的数目需要在方程式的两边各补上1个H20分子。[板书]4．跟某些氧化物的反应[师]镁和铝都是较活泼的金属，它们的还原性比较强，不仅能把氧气还原，而且在一定条件下还能跟某些氧化物起反应，将其中的某些元素还原。[演示][实验4-3]镁条在二氧化碳里燃烧[实验说明]在做镁条在二氧化碳中燃烧实验之前，可先用燃着的火柴伸人装满C02的集气瓶里。改用燃着的镁条时，应引导学生注意观察现象，并对两个实验的现象进行对比，以加深对知识的理解。[实验注意事项](1)CO2要收集满，镁条要稍长一些，并由瓶口逐渐伸入到瓶底，使其充分反应，全部燃烧。(2)实验所用的镁条应预先用砂纸擦去表面的氧化膜。[生]观察并描述实验现象：火柴熄灭，而镁条剧烈燃烧，在集气瓶壁上有黑、白两色固体生成。[师]该反应为置换反应，说明了镁的强还原性，反应同时也说明了C02不支持燃烧是相对的。[思考]镁在二氧化硫中能否燃烧 答案:镁在二氧化硫中燃烧与在二氧化碳中燃烧相似，生成氧化镁和单质硫，但是生成的硫能继续与镁反应，生成硫化镁。反应的方程式为：2Mg+S02点燃2MgO+S，Mg+SΔMgS。[演示][实验4-4]铝热反应[实验注意事项](1)要使用没有被氧化的铝粉，氧化铁粉末要烘干。氧化铁和铝粉的质量比为3:l，混合要均匀。(2)KClO3作为引燃剂，也可以用Na202或BaO2代替。实验时可以不用镁条点燃，而是用在KClO3和白糖的混合物上滴加浓硫酸的方法来点燃。操作方法如下:把白糖和氯酸钾各0.5 g混合均匀,堆放在铝粉和铁粉的混合物上,向其中滴加1～2滴浓硫酸,立即可以引发反应。(3)纸漏斗必须用水湿润。(4)注意安全,实验装置不宜离人太近。[生]观察并描述实现现象:镁条剧烈燃烧，放出的热量使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下剧烈反应。反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒。纸漏斗下部被烧穿，有熔融物落入沙中。[师]观察现象,写出反应方程式,分析各种试剂的作用。[生]通过实验我们看到，镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。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，有熔融物落人沙中。反应中用到的铝热剂，是铝粉和某些金属氧化物(氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁、五氧化二钒、三氧化二铬、二氧化锰等)组成的混合物。在该反应中，镁条和氯酸钾是引燃剂。镁条在空气中可以燃烧，氧气是氧化剂，但插入混合物中的部分镁条燃烧时，氯酸钾则是氧化剂。加入氯酸钾是为了保证镁条的继续燃烧，同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应。由于该反应放出大量的热。只要反应已经引发就可剧烈进行，放出的热使生成的铁熔化为液态。铝热反应的原理可用于生产上，如焊接钢轨；也可以用于冶金工业，用来冶炼难熔金属。[练习]请同学们写出铝与三氧化二铬、二氧化锰、五氧化二钒反应的化学方程式。[小结]通过这节课的学习，我们可以看出，镁和铝的性质既有相似之处，又有不同之处，这都与它们的原子结构有关，体现了性质与结构的密切关系。[布置作业]P85一、1.2 二 五、1板书设计第四章 几种重要的金属第一节镁和铝1、 物理性质2、 相似点:都是银白色金属，密度小，硬度小，熔、沸点低，有良好的导电性、导热性。不同点:铝比镁硬度大熔、沸点高。二、镁和铝的化学性质 ．1.跟非金属反应 ．教学说明本节是学习理论知识之后集中学习金属元素知识的，因此在教学中注意引导学生自学讨论，运用理论知识指导金属元素的学习。例如，讲镁、铝的性质时，可结合元素周期表及周期律的知识。这样，不仅巩固高中所学的理论知识，还可以培养学生分析问题、解决问题的能力。另外，在讲解镁和铝的性质时，可采用实验一对比法，对学生进行精心的引导，让学生亲自参与到学习新知识的过程中来。最后，通过对所学知识的应用一练习，使本节课的知识得以巩固，充分发挥学生的主体作用，达到良好的教学效果。参考练习1．两份铝屑，第一份与盐酸反应．第二份与NaOH溶液反应．产生氢气体积比为l:2，则第一份与第二份铝屑的质量比为………………………………………………………( )A．1 :l B．1 : 2 C．1:3 D．2 :l解析：两个反应中。氢气的体积比等于铝失去的电子数之比。答案：B2．能说明镁比铝还原性强的事实是…………………………………………………( )A．镁原子最外层电子数比铝少B．镁能在空气中燃烧而铝不能C．镁遇冷浓HN03和浓H2S04不钝化，而铝钝化D．铝的硬度、延展性、熔点均比镁大、好、高答案：B3．等质量的Fe、Mg、Al与同体积、同浓度的HCl反应，产生Hz体积相同(相同状况)，下列判断正确的是…………………………………………………………………………… ( )A．反应掉的三种金属质量相等B．反应后三种金属都剩余C．所用盐酸均过量D．Fe刚好反应完，Mg、Al有剩余答案：BD ‘4．下列物质相遇不能产生气体的是…………………………………………… ( )A．Mg与稀盐酸 B．镁与浓硫酸C．铝与冷的浓硝酸 D．铝与NaOH溶液答案：C5．铝热剂中铝的作用是……………………………………………………………( )A．催化剂 B．氧化剂C．还原剂 D．填充剂答案：C第二课时[导入]从上一节课我们所学的知识可以知道:镁和铝都是较活泼的金属。那么，它们都以何种形态存在于自然界中呢 [生回答,教师板书]三、铝的重要化合物在自然界中仅有化合态。[讲述]镁占地壳总质量的2.O％，在所有元素中是第8位，主要存在形式有:光卤石(KCI·MgCI2·6H2O)、白云石(MgC03·CaC03)、菱镁矿(MgC03)、硫酸镁、滑石、石棉等。铝占地壳总质量的7.7％，在所有元素中是第3位，在金属中为第1位，主要存在形式有:铝土矿(Al2O3)、明矾石、长石、云母等。[师]铝的最常见的重要化合物有Al2O3、Al(OH)3、硫酸铝钾等,它们有哪些性质呢 下面我们就来学习这几种重要的铝的化合物的性质。[板书]1．氧化铝(A12O3)[师](展示氧化铝)Al2O3为白色粉末，不溶于水，熔点2050℃，用作耐火材料。自然界中纯净的A12O3为无色晶体。俗称刚玉，硬度仅次于金刚石。在高一“元素周期律”一节中曾介绍过氧化铝是典型的两性氧化物。现在，请同学们回忆一下，什么样的氧化物是两性氧化物 [生]像Al2O3这类既能与酸起反应生成盐和水，又能与碱起反应生成盐和水的氧化物，叫做两性氧化物。[师]回答得很好。请同学们写出A12O3分别与盐酸、NaOH溶液反应的化学方程式及对应的离子方程式。[师]Al2O3呈两性，那么它对应的水化物——Al(OH)3的性质又怎样呢 [板书]2．氢氧化铝[师]下面我们做一个实验，请大家注意观察实验现象。[师]演示[实验4-5][生]描述实验现象:溶液中生成白色胶状沉淀，氨水过量时沉淀不溶解。沉淀放在蒸发皿中加热，生成白色粉末。[师]请同学们写出以上反应的化学方程式。[师]在实验室里可以用铝盐溶液跟氨水的反应来制取氢氧化铝。[练习]请同学们写出实验室制取Al(OH)3的离子方程式。[师]在高一“元素周期律”一节中我们曾提到过Al(OH)3是典型的两性氢氧化物，既能跟酸起反应，又能跟碱起反应的氢氧化物。好，现在我们通过实验来验证Al(OH)3是两性氢氧化物。[演示][实验4-6][板书并讲解]实验表明,Al(OH)3在盐酸和NaOH溶液里都能溶解。这就说明它既能跟酸起反应,又能跟碱起反应,反应的化学方程式及离子方程式为:[问]通过实验4-5和4-6分析:氢氧化铝能否和所有的碱溶液反应。[答]不能，只跟强碱溶液发生反应。[问题探究]为什么Al(OH)3具有两性呢 [生]根据其性质来推测,Al(OH)3既可电离出H+，也可电离出OH一。[师]这种推测非常合情理。[板书并讲解]我们可用平衡移动的原理来作分析，氢氧化铝在水溶液中有两种电离方式:当向Al(OH)3溶液中加酸时,抑制酸式电离，促进碱式电离。若加入足量的酸,则Al(OH)3将完全以碱的形式电离，即Al(OH)3溶于酸中。当向氢氧化铝溶液中加碱时，抑制碱式电离．促进酸式电离．若加入足量的碱．则Al(OH)3完全以酸的形式电离，即Al(OH)3溶于碱中。[强调]氢氯化铝不能与弱酸反应，如向Al(OH)3浊液中通入二氧化碳不反应；也不与弱碱反应，如氨水。故实验室用NH3·H2O制AI(OH)3，而不用强碱。[投影练习]下列各图中，横坐标为某溶液中加入的某物质的量，纵坐标为生成沉淀的量。从A～E中选择符合表中各题要求的序号．填在表中。[过渡]下面我们再介绍一种常见的铝的化合物。[板书]3．硫酸铝钾[KAl(SO4)2][展示]明矾晶体。[讲述]明矾就是带有12个结晶水的硫酸铝钾，即KAl(SO4)2·12H20。[演示]明矾溶液中滴入石蕊试液，变红。[问]为什么会变红色？[学生讨论后回答]Al3+发生水解。[师]对。硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的化合物，是一种复盐，它电离时能产生两种金属阳离子。[师]明矾水解所产生的胶状物Al(0H)3吸附能力很强，可以吸附水里的杂质，并形成沉淀，使水澄清，所以明矾常用作净水剂。但广泛使用铝盐净化水可能导致脑损伤，造成严重的记忆力丧失，这是老年性痴呆症特有的症状。使用时要切实注意，尽量扬长避短．才能使铝及其化合物对人类社会发展发挥出更为重要的作用。[过渡]在日常生活中，我们经常听说铝合金，那么铝合金是铝的化合物吗？请同学们阅读教材P83，指出什么是合金，合金有哪些性质特征。[板书]四、合金[学生阅读后总结并板书]1．定义：由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合在一起形成的具有金属特性的物质。合金属于混合物，如：青铜、黄铜、钢、生铁、钠钾合金等。2．合金的性质特点：一般说来，合金的熔点比其成分金属都低，而在硬度、韧性等方面却往往有其他成分金属所不具有的独特的性质。如:纯铁的硬度很小而钢的硬度较大。[师]我们应该了解镁、铝合金，镁和铝的合金主要以质轻为特点，用于航空航天事业等。目前通常用的铝合金门窗的成分是硬铝。[思考]铝硅合金(含Si 13.5％)，它在凝固时收缩率很小,因而这种合金适合铸造。在下列三种晶体①铝 ②硅 ③铝硅合金中,它们的熔点从低到高的顺序是………………( )A．①③② B.②①③ C．③②① D．③①②解析:合金的熔点一般比组成它的各成分的熔点都低,而原子晶体的熔点一般高于金属单质。答案:D[小结]本节课重点讲解铝的重要化合物及对合金的简单了解。[布置作业]P85一、3. 4．，P86三 四 五、2.3板书设计三、铝的重要化合物1．镁、铝的存在:在自然界中仅有化合态。2．氧化铝物理性质:白色难熔的粉末状固体化学性质:两性氧化物(既可与酸反应，又可与碱反应)3．氢氧化铝——典型的两性氢氧化物四、合金1．定义:由两种或两种以上金属(或金属与非金属)熔合在一起形成的具有金属特性的物质。2．合金的性质特点:合金的熔点比其成分金属都低，而在硬度、韧性等方面却往往有其他成分金属所不具有的独特的性质。教学说明本节课在讲授铝的重要化合物时,为了避免使学生产生枯燥感，要做好演示实验,而且可以从中培养学生的观察、分析、归纳总结问题的能力。在介绍Al(OH)3的两性时，注意运用前一章所学的电离平衡的知识,分析、讨论Al(OH)3的两性及硫酸铝钾的水解，将旧知识应用在对新知识的理解上。教学过程中，因为学生要亲自参与分析、归纳、练习等环节，其学习的积极性有增无减，从而达到了较好的教学效果。参考练习1．向10 mL 1 mol/L AlCl3溶液中加 1 mol/L NaOH溶液生成沉淀O.26 g。则所加NaOH的体积为…………………………………………………………………………( )A．10 mL B．20 mLC．30 mL D．36.7 mL答案：AD2．铝在人体内积累可使人慢性中毒，弓I起老年痴呆症。1989年世界卫生组织正式将铝确定为“食品污染源之一”而加以控制。铝在下列使用场合一般无须控制的是……( )A．电线电缆 B．牙膏皮C．制造炊具和餐具 D．糖果、香烟内包装答案:A3．除去镁粉中少量的铝粉，应选用的试剂是………………………………………( )A．盐酸 B．氯水C．烧碱溶液 D．纯碱溶液答案:C4．下列实验中，能产生白色沉淀后沉淀又溶解的是………………………………( )A．NaOH溶液中滴加AlCl3溶液至过量B．AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量C．NaAlO2溶液中滴加HCl至过量D．HCl溶液中滴加NaAlO2溶液至过量答案:BC备课资料一、为什么整块金属不透明但具有金属光泽而金属粉末常呈暗灰色或黑色 由于金属原子以紧密堆积方式排列，最外层电子(价电子)释放出作为自由电子。当光线投射到其表面时，自由电子可以吸收所有频率的光，光线不能透过，所以金属不透明。自由电子吸光后，跃迁到高的能级上去，不稳定，很快又跃迁回低能级，释放出绝大部分频率的光，这就使得绝大多数金属呈现钢灰色以至银白色光泽，而金显黄色、铜显红色、铋显淡红、铯显浅黄、铅显灰蓝则是因为它们较易吸收某些频率(或波长)的光。在粉末状态时，金属的颗粒很小，没有规则晶面，光线入射后不能反射出来，多呈黑色。比如AgBr制成的底片曝光析出的银呈黑色。二、铝与人体健康由于近代对铝的开采，炼铝工业的发展、铝制品的加工使用、酸性降雨的频繁发生等，造成环境中铝含量的增加，致使人体内铝的含量也逐渐增多，其对人体造成的危害，引起了人们的重视。在日常生活中，铝进人人体的渠道主要有:①食物。我国城乡居民铝的食物摄人来源主要是天然食品、含铝添加剂食品、茶和含铝药剂。在制作油条、粉丝、蛋糕等膨化食品时，加入了含铝的膨松剂。②铝制炊具。酸性物质温度升高，会促进铝制炊具(如铝锅、铝壶等)中铝的溶出。F-、Fe3+和NaCl对铝溶出也有促进作用。铝制易拉罐盛装的啤酒、饮料等在饮用时也会造成铝进人体内。③饮用水。饮用水中铝受环境影响，当酸雨增多时，就增加了土壤和沉淀物中铝的溶出。此外，早期使用明矾净水，也不可避免地带进铝。现在常用高岭土及其制品过滤水，虽杂质被除掉，但铝却溶于弱酸性的水(用漂白粉或氯气消毒的自来水)。另外，市面上使用的混凝剂、高氟地区除F-的铝剂等，都增加了水中铝的含量。这样，铝就通过饮用水进人人体。长期以来，铝一直被认为是无毒元素，铝制炊具、含铝膨松剂、发酵粉、净水剂等的使用．也均未发现铝的直接毒性．即铝无直接的毒性效应。但近几年的研究表明，铝可扰乱人体的代谢作用。造成长期地、缓慢地对人体健康的危害。最早发现铝毒性是铝的神经毒性，普遍认为，铝主要是对中枢神经损害。老年性痴呆症的发生，就与铝在体内的积累有关。因神经元吸收铝后，铝进入神经核后，改变了细胞的骨架，影响染色体而产生病变，造成蛋白质生化代谢的紊乱而致病。铝在体内还能干扰磷的代谢，因为铝在肠道内与磷酸盐类形成不溶性的AlPO4,阻止肠道对磷的吸收,从而使血液和其他组织内磷的总量减少。磷在生物体内有举足轻重的作用,如参与核苷酸、磷脂、蛋白质的形成，维护细胞的正常结构和功能，参与能量代谢等。磷的减少势必会引起机体的代谢紊乱，致使疾病发生。另外，磷减少还影响机体对钙的吸收，因机体吸收钙要在有磷的条件下才可进行，否则会产生脱钙现象，会出现骨软化症，这种骨软化症即使补充维生素D也无济于事。另外，铝在体内的排泄主要是通过肾脏，铝在体内的蓄积，必然要增加肾脏的负担。过多的铝对肾脏会造成伤害，引起肾功能失调、肾衰竭和尿毒症等。总之，铝在人体内是慢慢蓄积的，其引起的毒性缓慢，且不易察觉。然而，一旦发生代谢紊乱的毒性反应，则后果严重。因此，铝毒的防治策略，主要有：①引导人们合理开发和利用各种铝资源，从根本上减少铝的排放和流失。②有节制地使用铝制品，避免食物或饮用水与铝制品之间的接触或沾染。③改良不合理的饮食习惯，尽量减少铝的入口途径，如丢开Al(OH)3制剂，改用胃动力药物等。④利用现代科技手段设法消除或减轻铝毒危害，如改进水处理工艺，采用新型产品和高新技术等。三、漫话镁镁是地壳中分布最广的元素之一。镁的主要矿物有菱镁矿(MgC03)、白云石(CaC03·MgC03)、光卤石(KCl·MgCl2·6H20)等。镁的贮量很丰富，约占地壳总质量的2.O％，在所有元素中占第8位，所有金属元素中占第6位。在海洋中镁的含量也很高。海水中镁的平均含量约为O.13％。在所有元素中占第3位。若每立方千米海水中含镁量约13亿千克。地球上海洋水总量按约13亿km3计算，则海洋中的镁资源可以说是“取之不尽，用之不竭”的。目前全世界生产的镁有一半以上从海水中提炼而得。金属镁硬度小，强度也较差，工业部门中镁的应用几乎都是用它的合金。镁的多种合金因其密度小及可加工性强使得它们适于轻质结构材料。镁与铝、锌或锰等制成的合金是制造飞机、汽车、摄影器材和光学仪器的良好材料；镁钛合金更是轻合金中的佼佼者，用这种合金制造的自动钻探机经受了月球表面白天酷热(110 ℃)和夜晚严寒(-120 ℃)的考验。取出了月球深部的岩石。利用镁燃烧时可发出耀眼的光,镁被用在燃烧弹和闪光灯中。几年前．国外的研究发现，蛋壳中含镁量较多时，鸡蛋不易破碎；在产蛋鸡的饲料中添加了适量的镁盐，使鸡蛋在储运中减少了损失。人类的生存离不开镁(当然是化合态的镁)，镁是人类生命必需的元素之一。成年人体内镁含量约为20～25 g。其中70％存在于骨骼中，其余分布在软组织和体液中。骨髓、牙齿中若无镁的参与，会交替地疏松崩塌1人体内细胞膜的形成、核酸的形成、糖类及蛋白质的代谢均离不开镁。人体内共有1300多种酶，其中325种必须镁参与，才能发挥生物催化作用。成人每天需摄取镁250～400 mg。每一种绿色植物中都含有镁，它是叶绿素的重要组成部分，占叶绿素质量的2％。食用含镁较多的食物如绿叶蔬菜、大豆等一般可满足人体对镁的需要。镁对人类某些疾病发病率的降低，有着重要作用。有人对比法国和埃及：法国人癌症发病率为埃及的9倍，其秘密竟在于埃及的土壤中镁的含量是法国的6倍。芬兰某地心脏病发生率异常大，原因是该地缺镁。研究表明，长期饮用过软的水(特别是缺镁)，冠心病的发病率将显著增加。四、漫话金属铝铝是一种用途很广泛的金属。从宇宙飞船、人造卫星、导弹、火箭、飞机、舰艇、汽车、电缆到锅、盆、瓢、勺、纽扣、铆钉，都是铝或铝合金的用武之地。1824年，丹麦人奥斯台德将制得的无水氯化铝(AlCl3)用钾汞齐还原，第一次制得了金属铝(不纯的)。但是，他这个研究成果很少为人所知。因此，多年来一般认为第一次制得金属铝的是德国人孚勒。孚勒于1827年用金属钾还原他制得的无水氯化铝而制得金属铝。1854年，法国人德维尔改进了制无水AlCl3的过程，并改用金属钠为还原剂，制得较大量并且较纯的金属铝。1855年，当银光闪闪的铝标本在巴黎博览会上公展后，立即引起了巨大的反响。随后，有些国家开始生产金属铝，但当时铝的世界年产量不足10 t，且价格昂贵也超过了黄金。银光闪闪的铝成为当时的稀世之物，皇家贵族把它加工成首饰和餐具。1886年，美、法两个同龄青年(22岁)霍尔和埃罗，各自首创了将溶在熔融冰晶石Na3AlF6中的Al2O3电解制取金属铝的方法之后，便陆续建立起来。到第一次世界大战前的1913年，世界年铝产量已达到80000吨。价格也降至2.1法郎每公斤。第一次世界大战中，德军使用了一种质量轻、构架固、容量达12000多立方米、升力达13吨，速度为100公里每小时的先进硬式飞艇，这种飞艇能出色完成海上的巡逻，远程轰炸和空运等任务，成了交战对方的一大强敌。大战结束后，英、美科学家才发现，这种飞艇的构架是用一种加有铜、镁、锰、硅的铝合金制成的，这种铝合金叫硬铝，又叫杜拉铝(duralumin)。硬铝质轻而坚韧。杜拉铝的诞生，为刚露头角的航空工业插上了奋飞的翅膀。德国人雷斯涅尔于1912年设计出世界上第一架铝结构飞机后，军用飞机便登上了历史舞台。像德国的霍克战斗机、日本的零式战斗机、美国B-29远程轰炸机等，都是用了铝作为制作材料的。随着现代科学技术的发展，为解决飞行过程中的音障和热障，人们又相继推出了铝钛合金等新型材料。这些铝合金材料已被广泛地应用到航天飞机领域，如用于我国的第一颗人造地球卫星、美国的“阿波罗11号”宇宙飞船等。我国发射人造地球卫星所用的“长征”系列火箭中，也大量采用了铝和铝合金材料作为外壳等部件的结构材料。由于新型铝材料具有高强度、高刚度、耐热又耐疲劳、低比重等优点，因此被广泛地应用到坦克的制造上。对榴弹的防护能力来说，铝装甲优于钢装甲。与同等防护能力的钢装甲相比，铝装甲可以减少质量60％以上。70年代中期，当英国研制出钢、铝、陶瓷复合而成的乔巴姆装甲后，铝质装甲便由装甲运输车发展到轻型坦克、步兵战车和中型主战坦克了。不仅如此，在由钢铁著称的兵器、舰船制造领域，铝合金材料已展开了激烈的角逐。如美国的一种榴弹炮，在经采用铝合金材料改良后，其炮身质量可由原来的3.7吨降到1.1吨，射程则可提高35％～40％，实现了战时全炮的空运空投。目前由铝合金制成的一艘航空母舰，仅消耗铝材1万吨，而过去的同类航空母舰则需钢材2万吨。同时，由于铝是非磁性金属，所以舰船上的罗盘可以方便地藏在铝合金壳里，以防外磁场的磁化。铝合金也作为汽车的结构材料，汽车的内部和外部装饰、窗子等都可用铝制成。一辆小汽车如用上50公斤铝便可使汽车身重降低116公斤，每行驶一千公里可省油8公斤。从以上对铝和铝合金部分用途的简介可见，铝的工业用途很大；铝是一种重要的战略金属。近年来，科技人员又研究得一种新型材料——泡沫铝。它是由发泡剂加到熔融或固体粉末的铝合金中而制成的，其优点是硬度高、密度小(约为O.16～O.5 g/cm-3)，比木材还轻，可浮于水面，又有很大刚性，且隔音、保温，是一种良好的建筑材料和轻质材料，近几年就可小批量投放市场。综合能力训练1．用很少的HCl处理过的铝制空易拉罐充满CO2后,迅速倒入10％的NaOH溶液10 mL，立即把口密封，不一会儿发现易拉罐变瘪，过一段时间又鼓起来，其原因是__________。解答：变瘪是因为C02+2NaOH=Na2CO3+H20，C02被吸收，压力减少的结果。又鼓起来的原因是：A12O3与NaOH反应使铝暴露出来，铝与NaOH溶液反应产生H2。2．工业上制镁粉是让镁蒸气在一定环境中冷却。根据镁的性质，冷却时应选取以下何种环境………………………………………………………………………………………( )A．N2中 B．水中 C．CO2中 D．He气中答案：D3．O.1 mol镁粉分别在足量的02、CO2、N2中燃烧，生成固体的质量依次为W1、W2、W3，下列关系式正确的是…………………………………………………………………………( )A．W2>W1>W3 B．W1=W2>W3C．W1=W2=W3 D．W3>W2>W1答案：A ．4．某无色溶液与金属铝反应，放出H2。试判断下列离子：Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、SO4-、SO32-、HCO3-、OH-、NO3-何者能存在于此溶液中。(1)当生成Al3+时，可能存在 ________________；(2)当生成A102-时．可能存在 _______________。答案：(1)H+、Mg2+、SO42- (2)OH-、Ba2+、NO3-高考真题1．(2000年上海)下列物质中。不属于合金的是…………………………( )A.硬铝 B.黄铜 C．钢铁 D．水银答案：D2．(2000年京皖，29)某混合物A，含有KAI(S04)2、A1203和Fe203，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化：据此判断：(1)固体B所含物质的化学式______；(2)固体E所含物质的化学式_____；(3)反应①的离子方程式为________。3．(2002年苏、豫，21)等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成的氢气的体积比为5:6，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是…………………………………………………………………………………( )A．甲、乙中都是铝过量 B．甲中铝过量、乙中碱过量C．甲中酸过量、乙中铝过量 D．甲中酸过量、乙中碱过量答案：B第二节 铁和铁的化合物从容说课本节教材可以分为两部分，即铁的性质和铁的重要化合物。本节教材从人类使用铁的历史开始，简单介绍我国古代人民用铁、冶铁的成就及现代我国钢铁工业的发展。以激发学生热爱社会主义祖国、献身科学的热情。教材的第一部分是铁的性质，着重介绍铁的化学性质。教材引导学生从铁在元素周期表中的位置、铁在地壳中的含量等知识，引申到铁的重要性。对于铁的化学性质，结合铁原子的电子构型、失电子情况和金属活动顺序，共介绍了4条主要性质，并安排了两个演示实验。在教材的第二部分铁的重要化合物中，介绍了三种氧化物、两种氢氧化物和两种铁盐，其中较难理解的是二价铁和三价铁的相互转化关系。在学习铁的化学性质时，结合讨论，边讲边实验。首先要求学生回忆铁在金属活动性顺序中的位置，根据铁在金属活动性顺序中的位置可初步判断铁是一种比较活泼的金属。然后讨论铁跟非金属以及跟化合物的反应，进一步得出铁是一种比较活泼的金属的结论。在进行铁的氧化物的教学时，可展示氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁的样品，通过观察、讨论，比较这三种氧化物的组成和性质。 ·铁的氢氧化物的教学采用边讲边实验的形式，重点放在氢氧化亚铁的制备和性质上。铁化合物和亚铁化合物间的相互转化是本节教学的难点。在前面教学的基础上，学生对Fe2+和Fe3+间的相互转化已有了一定的认识，基于此补充两个演示实验。（1）在一支试管里加入2 mL新制备的1 mol/L的FeCl2溶液，逐滴加入新制备的饱和氯水，溶液颜色由浅绿色变成黄色。（2）在一支试管里加入2 mL l mol/L的FeCl3溶液，加入2 mL 2 mol/L的盐酸酸化后，再加入少量还原铁粉或新的铁钉，溶液颜色由黄色逐渐变成浅绿色。通过观察溶液颜色的变化，使学生更直观地了解到Fe2+和Fe3+间的相互转化，然后进一步引导学生运用氧化还原反应的知识分析Fe2+和Fe3+相互转化的内因和外因。Fe3+的检验，采用边讲边实验的方法。要求学生观察分析[实验4-11]后，预测[实验4-12]和[实验4-13]可能发生的现象，再用实验证明预测是否正确，然后用铁化合物和亚铁化合物相互转化的知识进行分析和解释，以培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。教学目标1．使学生掌握铁的化学性质。2．使学生理解铁盐和亚铁盐的相互转变。3．使学生了解铁的氧化物和氢氧化物。4．使学生掌握铁离子的检验方法。教学重点铁的化学性质；铁盐和亚铁盐的转变；铁离子的检验。教学难点二价铁和三价铁的相互转化。课时安排两课时教学方法实验法、对比法、归纳法。教具准备1．铁丝、Cl2、H2O、铁粉、FeO、Fe2O3、Fe304、FeCl3溶液、NaOH溶液、盐酸、稀H2SO4、FeCl2溶液、KSCN溶液。2．酒精灯、酒精喷灯、干燥管(装有干燥荆)、试管若干、胶头滴管。3．投影仪、胶片若干。教学过程第一课时[导入](教师举起用钢锯锯开的粗铁丝)[师]请同学们迅速传着看一下，要注意它的横断面，并且能说出它的颜色。[生]银白色，具有金属光泽。[师]好，这是铁的真面目，可我们对人类使用铁的历史又知道多少呢 请同学们阅读投影内容。[投影]铁是在自然界中广泛存在、在生活中应用极为普遍、在现代工业中最重要和应用最多的金属。铁和碳元素的合金(即钢和生铁)在人类生产及生活中起着极为重要的作用。历史上，把广泛使用铁制生产工具的时代称为“铁器时代”．以标志生产力的发展水平。现代，生铁和钢已成为用量最多的金属材料。1980年世界生产生铁5.05亿吨，钢7.18亿吨。我国是世界上最早使用铁的国家之一。1996年，我国钢产量超过1亿吨，跃居世界首位。从公元l世纪起铁便成了我国最主要的金属。钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要标志。[师]看来，铁是非常重要的一种金属，那么，我们就来学习一下铁及其重要化合物的性质。[板书]第二节铁和铁的化合物一、铁的性质[师]请同学们打开元素周期表，要能够说出Fe元素在周期表中的位置及在地壳中的含量。[学生看书后回答]Fe位于第四周期Ⅷ族，最外层有2个电子，容易失去最外层电子显+2价，次外层的一个电子也经常参加反应，故也常表现+3价。Fe元素在地壳中含量居第4位，仅次于铝。[师]铁是一种历史悠久、应用最广泛、用量最大的金属。下面我们来学习它的性质。铁的物理性质我们早已在初中学习过，现在我们来共同回忆一下。[板书]1．物理性质：纯净的单质铁为质地较软的银白色固体，具有金属光泽，密度较大，熔点较高，易导电、导热，有良好延展性，可被磁化。[师]铁的化学性质非常活泼，它能跟许多物质发生化学反应。下面我们着重学习Fe跟非金属单质、水、酸、盐溶液的反应。[板书]2．化学性质(1)铁跟非金属的反应[师]在初中时，我们曾学过，灼热的铁丝在氧气里燃烧，生成黑色的四氧化三铁。那么，铁还能跟其他非金属反应吗 下面让我们共同做一个实验。[演示实验4-7]指导同学们观察实验现象。[生]我们可以观察到，铁丝在Cl2中燃烧，生成棕黄色的烟，加水振荡后，生成黄色溶液。[思考]燃烧是否必须有氧气参加 答案：不一定。像Cu、Fe均可以在Cl2中燃烧，Mg可以在CO2中燃烧。[师]铁丝在Cl2中燃烧生成的棕色烟,是FeCl3的小颗粒，溶于水形成黄色溶液。请同学们写出化学反应方程式。[板书]2Fe+3C12点燃2FeCl3[投影练习]下列各离子组在无色溶液中能大量共存的是……………( )A．NO3-、NH4+、Fe3+、Na+ B. NO3-、Ag+、Cl-、K+C．Cu2+、SO42-、H+、Cl- D．H+、Na+、Cl-、Ba2+解析：Fe3+呈黄色,Cu2+呈蓝色, Ag+能与Cl-形成沉淀。答案：D[师]除此之外．Fe还能跟S、I2等非金属发生反应。我们在高一课本氧族元素的内容中学过Fe跟S的反应．请同学们给出反应方程式。 ^[生]Fe+SΔFeS[师]请同学们标出Fe跟Cl2、S反应时化合价的变化情况，并讨论这两种非金属单质氧化性的强弱。[生]Fe与这两种物质发生化学反应时，化合价的变化不同。在Fe跟Cl2的反应里，Fe原子失去3个电子变成+3价的Fe；在Fe跟S的反应里．Fe原子失去2个电子变成+2价的Fe。[讲述]在这两个反应中，Cl2、S是氧化剂，Cl2夺电子的能力强，它的氧化性强，S的氧化性相对较弱。[问题探究]O2跟Cl2、S相比，氧化性如何呢 [生]因为Fe在O2中燃烧生成的是Fe3O4，Fe有两种价态，所以02的氧化能力较Cl2弱，而较S强。[小结并板书]Fe与强氧化剂反应生成Fe3+，与弱氧化剂反应生成Fe2+。与中等能力的氧化剂反应生成Fe304。[板书](2)铁跟水的反应[师]在常温下，Fe跟H20不起反应。但我们知道，在潮湿的地方铁制品易生锈。那是水和空气里的02、CO2等共同作用的结果，其原理将在本章第四节学习。那么，在高温下，Fe能不能跟水反应呢 下面，我们来共同完成一个实验。[演示实验5-8][师]活泼金属与水作用时，生成对应的氢氧化物和H2，如：2Na+2H2O= 2NaOH+H2↑，若高温时则生成金属氧化物和氢气。铁与水蒸气反应生成的是Fe304。请同学们写出化学反应方程式，并指出氧化剂。(学生回答，教师补充并板书)H20为氧化剂。[师]你们在初中还学过铁的哪些性质 [生]与酸反应[板书](3)铁与酸的反应[师]我们知道，酸有非氧化性酸和氧化性酸，这两种类型的酸与铁反应情况是不一样的。[板书]①与非氧化性酸反应[师]我们早已学过铁与稀盐酸及稀硫酸的反应，请同学们写出这两个化学方程式。[板书]②与氧化性酸反应[师]Fe与氧化性酸(如稀HN03)反应生成Fe3+，但如果Fe过量，Fe3+会与Fe反应生成Fe2+。其反应的化学方程式是：[讲解]分析铁与酸的反应，虽然酸都是作为氧化剂反应的，但稀盐酸、稀硫酸中起氧化性的是H+(2H++2e-=H2↑)．而氧化性的酸则不同(如浓H2SO4起氧化性的是+6价的S)，一般与金属反应不产生H2。有关这部分内容，我们在学习硫酸时已详细地介绍过，这里就不再重复了。需要强调的一点是，铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸会发生钝化，即在铁表面生成致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属进一步被氧化。因此常用铁制容器装运浓H2S04、浓HNO3。[板书](4)铁跟某些盐溶液的反应[师]铁跟比它活泼性弱的金属的盐溶液起反应时，能置换出这种金属。请同学们写出Fe放入CuS04或CuCl2溶液中的离子方程式。[投影练习]将质量为m g的铁片放入CuS04溶液中，过一会儿取出干燥，铁片质量变为n g，被氧化的铁片的质量是………………………………………( )A．8(m-n) B．8(n-m) C．7(m-n) D．7(n-m)解析：Fe与CuSO4反应析出的铜将覆盖在铁的表面使其增重，从反应Fe+CuSO4=FeS04+Cu来看，有56 g Fe被氧化，则增重64-56=8 g，现已知增重(n-m)g，则被氧化的铁片的质量是56(n-m)/8。答案：D[师]Fe还可以与铁盐溶液发生反应，根据同种元素不同价态间的氧化还原反应，我们写出离子方程式。[板书]Fe+2Fe3+=3Fe2+[投影练习]在氯化铁和氯化铜的混合溶液中，加入过量的Fe粉．若充分反应后溶液的质量没有改变，则原混合溶液中Fe3+和Cu2+的物质的量之比为………………………………………………………( )A．14:5 B．5:14 C．7:2 D．2:7解析：在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入过量的Fe粉后，Fe粉会将Fe3+和Cu2+全部消耗掉。Fe3+与Fe反应会使溶液增重，Cu2+与Fe反应会使溶液减轻。依据题意，若反应前后溶液的质量没变，则两个反应增重与减轻必然相等才能符合题意。答案：D[小结]本节课重点讲铁的化学性质。[布置作业]1．举例说明铁有哪些化学性质。2．课本92页一、1 二、1．4板书设计第二节铁和铁的化合物一、铁的性质1．物理性质：纯净的单质铁为质地较软的银白色固体，具有金属光泽，密度较大，熔点较高，易导电、导热，有良好的延展性，可被磁化。2．化学性质：(1)与非金属反应：与强氧化剂反应生成Fe3+，与弱氧化剂反应生成Fe2+。3Fe+202点燃Fe3042Fe+3Cl2点燃2FeCl3Fe+SΔFeS(2)与水蒸气反应3Fe+4H20(g) 高温Fe3O4+4H2(3)与酸反应①与非氧化性酸反应Fe+2H+=Fe2++H2↑②与氧化性酸反应Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O(Fe不足)3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(N03)2+2NO↑+4H20(Fe过量)(4)与某些盐溶液反应Fe+Cu2+=Fe2++CuFe+2Fe3+=3Fe2+教学说明学生在初中阶段曾学过一些铁的知识，如铁的性质、几种铁合金、生铁和钢的冶炼等。本节是在这些知识的基础上，结合高一学的元素周期律、氧化还原反应的知识，进一步介绍铁的化学性质。教学过程中，要注意新旧知识的衔接，并通过采用边讲边练的教学手段。使本节课的知识得以巩固，可收到较好的效果。参考练习1．将适量铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等，则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+物质的量之比是……………………( )A．2:3 B．3:2 C．1:2 D．1:l答案：A2．将20 g铁放入一定量的稀HN03中，充分反应后放出气体2.24 L(标况)，铁粉有剩余，则剩余的铁粉质量为………………………………………………( )A．14.4 g B．11.6 g C．8.8 g D．3.2 g解析：因铁剩余，所以反应后生成Fe2+、NO，据化合价升降守恒：n(Fe)×2=n(NO)×3，所以n(Fe)=-0.1 mol×3/2 =O.15 mol，m(Fe)=O.15 mol×56 g/mol =8.4 g。所以剩余m(Fe)=20 g-8.4 g=11.6 g。答案：B3．两种金属粉末的混合物30 g，投入足量的稀H2S04中，在标况下得到11.2 L H2，该混合物可能是…………………………………………… ( )A．Fe+Zn B．Mg+AlC．Mg+Fe D．Fe+Cu答案：AD4．把铁片分别放入下列物质的溶液中，充分反应后，溶液质量比反应前减少的是……( )A．CuS04 B．Fe2(S04)3C．HCl D．FeSO4解析：Fe从溶液中置换出来的物质质量应大于Fe溶解的质量。答案：A5.下列各组物质问不能发生化学反应的是…………………………( )A．铁和FeCl3溶液B．铁和溴水C．铁和浓硝酸D．铁和Ca(OH)2解析：A反应是Fe+2FeCl3=3FeCl2，B反应是2Fe+3Br2=2FeBr3，C．Fe被钝化，但也是由于与浓HN03反应而产生致密氧化膜。答案：D第二课时[引言]上一节我们学习了铁的化学性质，我们已经知道，铁丝可以在氧气中燃烧生成黑色的四氧化三铁，其化学式为Fe304，除此之外，铁的氧化物还有两种(顺势举起样品)，它们是氧化亚铁和氧化铁，这些铁的氧化物有什么样的性质呢 下面我们来学习这方面的内容。[板书]二、铁的重要化合物1．铁的氧化物 、(同学们传递着观察样品)[师]同学们，请仔细观察样品并结合已学过的有关知识，对比学习三种氧化物，然后通过讨论来完成下表。[投影展示表格]FeO Fe304 Fe2O3化学名俗名色态溶解性与盐酸反应与稀硝酸反应[学生讨论后，各小组选代表来回答上表，然后老师根据学生回答作必要的补充][投影显示答案][师]Fe304中铁元素的化合价可看作+2价和+3价两种价态组成，平均化合价为+3/8，那么在Fe304中Fe2+和Fe3+个数比为多少 [生]1:2[投影练习] Fe304可写成FeO·Fe2O3，若看作一种盐时，又可写成Fe(Fe02)2，根据化合价规律和这种书写方法，若将Pb3O4用上述氧化物形式表示其化学式可写成__________；看作盐时可写成_______。[过渡]由上题可见．铁元素并没有+3/8价，只有+2价和+3价，因此铁的氢氧化物也应该有两种，即氢氧化亚铁和氢氧化铁。下面我们来学习它们的性质。[板书]二、铁的氧氧化物[师]那么，如何制得这两种氢氧化物呢 下面我们来做两个实验，同学们一定要仔细观察实验现象。[演示实验4-9][师]在逐滴滴入NaOH的过程中。观察到了什么现象 [生]溶液里立即生成了红褐色的沉淀。[师]请同学们写出该反应的离子方程式，然后分析红褐色的沉淀是何种物质。[师]在FeSO4溶液中滴加NaOH会生成什么物质呢 下面我们再做一个实验，请注意观察。[演示实验4-10][师]你们都观察到了哪些现象 [生]开始时生成白色絮状沉淀，白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。[师]开始生成的白色絮状沉淀是氢氧化亚铁，最后生成的红褐色沉淀是氢氧化铁。从铁的化合价来看，是Fe(OH)2被氧化了，那么是被什么氧化剂氧化的呢 [生]是空气中的氧气。[师]对。由此可见，Fe(OH)2极易被氧化。在刚才的实验中，发生了以下两个反应：[师]由于Fe(OH)2极易被氧化，所以在配制反应液时要用沸水，尽量降低氧气的溶解度。下面同学们讨论几个问题。[问题探究1]实验中为什么要用新制的硫酸亚铁溶液 [生]FeS04易被空气中的02氧化，防止影响实验效果。[问题探究2]怎样才能使Fe2+溶液能长时间保存呢 [生]在配制溶液时，要加入少量铁粉防止氧化，加入少量对应的酸抑制其水解。[问题探究3]实验中为什么要将滴管尖端插入试管里溶液的底部，且慢慢挤出NaOH溶液 [生]Fe(OH)2极易被氧化，预防带入空气。[师]铁的氢氧化物均为弱碱，具有碱的通性。请同学们写出两种氢氧化物与强酸反应的离子方程式和它们受热分解的化学方程式。[学生练习]+2[师]我们知道，Fe(OH)2很容易被空气中的02氧化生成Fe(OH)3，即Fe可+3 +3 +2以向Fe转化，那么，Fe能否向Fe转化呢 [板书]3．铁的化合物与亚铁化合物的相互转变[师]请同学们分析以上相互转化是需要氧化荆还是还原剂，试写出一些能实现上述转化的方程式。[学生思考、讨论后，汇报结果，教师分析、总结如下][小结并板书][讨论]根据以上性质，请同学们思考如何检验某溶液中是含有Fe3+还是Fe2+ [学生讨论后回答]方法一：加入NaOH溶液，根据生成沉淀的颜色。方法二：用KI-淀粉试纸，变蓝色则是含有Fe3+，不变蓝则是Fe2+。方法三：通人H2S气体，若产生浅黄色沉淀则是含有Fe3+，无明显现象则是含Fe2+。方法四：加入铜片，若Cu被腐蚀。溶液变绿色，则含有Fe3+，无明显现象则为Fe2+。[师]同学们的方法都很好，下面我们再介绍一种简单方法。[板书]Fe3+的检验[演示实验4-11][师]通过实验我们看到，Fe3+遇到KSCN溶液变成红色，而Fe2+遇到KSCN溶液不显红色，我们可以利用这一不同点来检验Fe3+的存在。反应的离子方程式是：[两组学生分别上讲台演示实验4-12和实验4-13][师]在这两个实验中同学们观察到的现象是什么 结合前面刚讲过的内容能给出解释吗 [生]现象是：在FeCl2和KSCN溶液的试管里滴人新制的氯水出现了红色，而在FeCl3溶液中加入几滴盐酸和适量的还原铁粉，振荡一会儿，再滴入KSCN溶液反而没有出现红色。产生这两种现象的原因是：Fe2+和Fe3+在不同条件下发生了转化。发生的反应是：[师]我们可以利用在溶液中加入KSCN溶液生成血红色溶液这一反应来检验溶液中是否含有Fe3+，还可利用FeCl2和KSCN不显红色而加氯水后变红色这一现象来检验溶液中是否舍有Fe2+。请同学们课后总结一下鉴别Fe2+和Fe3+的方法。[布置作业]1．P92一、2 二、2.3.5 三 四 五2．设计一个制取Fe(OH)2的实验(要有可行性、科学性、安全性)。板书设计二、铁的重要化台物1．铁的氧化物2．铁的氢氧化物3．铁的化合物与亚铁化合物的相互转变三、Fe3+的检验教学说明本节教学主要内容有铁的氧化物、铁的氢氧化物及铁盐和亚铁盐的相互转变，最后讲解了Fe3+的检验。由于本节实验简单、易操作，我在教学过程中是这样处理的：通过分析现象，诱导学生对理论知识的掌握，对于铁的氧化物的教学，采用列表的方法加以比较学习，得到了很好的教学效果。参考练习1.证明溶液中是否有Fe2+，其操作可以是①加少许酸化的KMn04 ②滴入少许KSCN溶液③加入少许氯水，其正确的操作是…………………………( )A．①② B．②① C．②③ D．②③①答案：BC2.铁有多种价态,将14.4克草酸亚铁(FeC204)与空气隔绝加热分解，最终得到7.2克铁的氧化物，则该铁的氧化物是…………………………………( )A．FeO B．Fe2O3 C．Fe304 D．FeO+Fe3O4答案：A3．为了除去FeSO4溶液中的CuS04和Fe2(SO4)3杂质，可选用的物质是………( )A．NaOH B．Mg C．氯水 D．Fe答案：D4．加入FeCl3仍能大量共存的离子组是………………………………( )A．H+、Na+、I-、SO42- B．K+、H+、MnO4-、NO3-C．Fe2+、Na+、SO42- 、NO3- D．K+、Na+、Cl-、SCN-答案：C5．制备FeSO4溶液最适宜的方法是……………………………………( )A．过量的铁与稀H2SO4反应 B．FeO与稀H2S04反应C．FeC03与稀H2SO4反应 D．Fe(OH)2与稀H2SO4反应解析：四个选项均可产生FeS04，但A项Fe剩余,可防止Fe2+被氧化。答案：A备课资料一、铁与氧气反应的产物有哪些 铁与O2反应的产物较复杂,它不仅与温度有关,还与O2是否充足有关。具体反应如下：将FeO在空气(或O2)中加热,可生成Fe304将Fe304灼烧，可进一步氧化成Fe203Fe203在更高温度下灼烧，可失氧还原为Fe304二、Fe3+颜色是棕黄色的吗 答：不是。Fe3+是淡紫色的。而我们看到的Fe3+却是棕黄色或黄褐色的，这是为什么呢 一是Fe3+在水溶液中易水解，水解产物即为棕黄色。二是高价铁的化合物如FeCl3常呈棕黄色．这是由Cl-造成的。因为这类化合物具有共价性质，电荷的转移造成化合物对可见光的吸收强度增大，使之呈棕黄色。而离子化合物Fe(C104)3、Fe(N03)3固体呈淡紫色，说明Fe3+的颜色是淡紫色。三、Fe304是氧化物吗？它能否与酸发生反应？从元素种类看，Fe304是由铁和氧两种元素组成的，根据氧化物概念，它属氧化物，但不是一般的氧化物。Fe304又称“磁性氧化铁”，能跟酸缓慢地反应，如跟非氧化性强酸的反应为：从它跟酸反应的结果看，Fe304似应为双价态的混合氧化物，即FeO，Fe203。经X射线分析证明，Fe304是一种铁酸盐，其结构为：化学式为FeⅡ FeⅢ[FeⅢO4](Ⅱ、Ⅲ表示价态)。因此说，Fe304既是氧化物又是盐。不过，我们通常仍使用化学式Fe304，在其晶体中，FeⅡ化学性质很稳定。不像通常的低价铁盐那样容易被氧化(这一点与FeO性质接近)。如用以保护钢铁制品不生锈而对其表面处理形成的“发蓝”，就是一层致密的Fe304，在空气中十分稳定，这说明，这种铁酸盐不同于一般的简单的盐，它是一种晶体结构复杂的盐。结构决定性质，复杂的晶体结构决定了Fe304的上述特性。四、铁与人体健康人体内约含铁元素4.2～6.1 g，其中约70％存在于红血球中的血红蛋白内，约5％在肌肉的肌红蛋白内．约25％分布在肝、肾、骨髓等中，约l％在各种铁酶中。成人每天需要从食物中摄取约10 mg铁元素，男少年约18 mg，女少年约24 mg铁。含铁较丰富的食物有：动物的肝脏、肾、心脏、瘦肉、蛋黄、紫菜、海带、黑木耳、芹菜、番茄、红枣等。若摄人铁质不足，多次出血或胃酸缺乏可引起缺铁性贫血。膳食中的维生素C和蛋白质能提高铁的吸收率。但是若维生素C的服用量每天超过500 mg。反而阻碍铁的吸收加重贫血，起相反的作用。若用维生素C辅助治疗贫血，每天摄人量为50～100 mg，可使食物中的铁吸收率增加2～4倍。缺铁病人为增加营养而往往每天加喝牛奶，但牛奶中含磷元素的成分较多，能同食物中的铁盐发生沉淀反应，直接影响铁的吸收，不但贫血治不好，反而会加重贫血，因此，在治疗贫血时，不能同时进食大量牛奶。另外，饮茶和体内缺铜元素也可抑制铁质的吸收。人们知道茶有提神、消食、杀菌和补充体内维生素等好处，却不晓得茶水，尤其是浓茶中的鞣酸能与食物中的铁和补血的含铁药剂相结合，形成不溶性鞣酸铁沉淀，妨碍铁元素的吸收，从而影响缺铁性贫血的治疗。铜有催化铁合成血红蛋白的功能，所以当体内缺铜时，铁吸收减少，血红蛋白合成受阻，不利于缺铁性贫血的治疗。因此，缺铁性贫血病人适当吃些含铜的食物(如牡蛎、肝、肾、虾、蟹、核桃、芝麻酱等)可以促进铁的吸收。使用铁锅、铁铲烹调食物，有无机二价铁进入食物。进食后，在胃酸中呈Fe2+态被人体直接吸收,以补充人体对铁的需要。为治疗缺铁性贫血，需服用铁制剂药物。但是人体如摄人铁剂过量，会引起肝硬化和冠心病。人体含铁量过高，会引起血色病，在该病患者中，早期即有肝硬化，以后有5％～20％转化为肝癌。近年来的研究表明，体内积存过量的铁，也是造成冠心病“比胆固醇更危险的有害因素”。美国南卡罗来纳医科大学的萨利天博士据研究结果指出：冠心病的发病率增加与铁储存增加是相平行的。 。所以，补充铁剂并非多多益善，务必在医生的指导下按需求量摄入。综合能力训练1．被严重腐蚀了的铜和铁共同放人盐酸中充分反应后，剩余残渣中只有铜，则溶液中含有的金属阳离子为…………………………………………………( )A．可能只含Fe2+ B.可能只含Cu2+C．一定有Fe2+和Cu2+ D．可能有Cu2+和Fe3+解析：剩余残渣中只有铜，则溶液中一定有Fe2+，不可能有Fe3+，Cu2+可能有也可能没有。答案：A2．在相同条件下，把Zn、Fe、A1分别投入到质量相等的足量的同浓度的稀H2S04中，若要反应结束后三溶液的质量仍相等，则投入的Zn、Fe、Al三种金属的质量关系是………………………………………………………………( )A．Al>Fe>Zn B. Fe>Al>ZnC．Al>Zn>Fe D．Zn>Fe>Al解析：要使溶液的质量仍然相等，则反应的固体与产生的气体质量的差值应相同。答案：A3．按下图所示装置，用两种不同操作分别进行实验，观察B管中的现象。操作I：先夹紧止水夹a，再使A管反应开始，实验中的B管中观察到的现象为__________。B管中发生反应的离子方程式为 。操作Ⅱ：打开止水夹a．使A管开始反应一段时间后再夹紧止水夹a，实验中在B管中观察到的现象是__________。B管中发生反应的离子方程式是______。答案：操作I：先出现白色沉淀，然后沉淀迅速转变为灰绿色。最后变为红褐色沉淀操作Ⅱ：打开止水夹时，溶液中的导管口有气泡冒出，夹紧夹子后出现白色絮状沉淀．一段时间内沉淀不变色4．有一种铁的氧化物样品，用140 mL 5mol/L的盐酸恰好使之完全溶解．所得溶液能吸收O.56 L(标准状况)氯气。使其中的Fe2+全部转化为Fe3+，该样品可能的化学式是( )A．Fe203 B.Fe3O4 C．Fe405 D．Fe5O7解析：据Fe2+被Cl2氧化时化合价升降守恒可知：n(Fe2+)×1=0.56 L ÷22.4L/mol×2，故 ，又因为HCI恰好将氧化物溶解。所以此时Fe2+和Fe3+所带正电荷总数等于Cl-所带负电荷总数。即所以氧化物化学式为Fe507。答案：D高考真题1．(2000年广东，9)把表面有氧化物的相同大小的铜片和铁片一起放人盐酸中充分反应，所得溶液中的金属离子是…………………………………( )A．Fe3+和Cu2+ B. Fe2+和Cu2+ C．Fe2+和Fe3+ D．只有Fe2+答案：D2．(2000年理科综合，12)在氧化铁、氯化铜和盐酸混合溶液中加入铁粉，待反应结束．所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是………………( )A．Cu2+ B．Fe3+ C．Fe2+ D．H+答案：C3．(2000年广东，16)某溶液中含有大量Fe2+、Fe3+、Mg2+和NH4+，其c(H+)=10-2 mol/L，在该溶液中可以大量存在的阴离子是………………( )A．SO42- B．N03- C．SCN- D．CO32-解析：SCN-能与Fe3+发生络合反应；在酸性条件下，N03-可把Fe2+氧化为Fe3+； CO32-在酸性条件下也不能存在。答案：A4．(2002年全国，12)用足量的CO还原32.O g某种氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到60 g沉淀，则该氧化物是………………………( )A．FeO B．Fe203 C．CuO D．Cu20答案：B第二节 铁和铁的化合物从容说课本节教材可以分为两部分，即铁的性质和铁的重要化合物。本节教材从人类使用铁的历史开始，简单介绍我国古代人民用铁、冶铁的成就及现代我国钢铁工业的发展。以激发学生热爱社会主义祖国、献身科学的热情。教材的第一部分是铁的性质，着重介绍铁的化学性质。教材引导学生从铁在元素周期表中的位置、铁在地壳中的含量等知识，引申到铁的重要性。对于铁的化学性质，结合铁原子的电子构型、失电子情况和金属活动顺序，共介绍了4条主要性质，并安排了两个演示实验。在教材的第二部分铁的重要化合物中，介绍了三种氧化物、两种氢氧化物和两种铁盐，其中较难理解的是二价铁和三价铁的相互转化关系。在学习铁的化学性质时，结合讨论，边讲边实验。首先要求学生回忆铁在金属活动性顺序中的位置，根据铁在金属活动性顺序中的位置可初步判断铁是一种比较活泼的金属。然后讨论铁跟非金属以及跟化合物的反应，进一步得出铁是一种比较活泼的金属的结论。在进行铁的氧化物的教学时，可展示氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁的样品，通过观察、讨论，比较这三种氧化物的组成和性质。 ·铁的氢氧化物的教学采用边讲边实验的形式，重点放在氢氧化亚铁的制备和性质上。铁化合物和亚铁化合物间的相互转化是本节教学的难点。在前面教学的基础上，学生对Fe2+和Fe3+间的相互转化已有了一定的认识，基于此补充两个演示实验。（1）在一支试管里加入2 mL新制备的1 mol/L的FeCl2溶液，逐滴加入新制备的饱和氯水，溶液颜色由浅绿色变成黄色。（2）在一支试管里加入2 mL l mol/L的FeCl3溶液，加入2 mL 2 mol/L的盐酸酸化后，再加入少量还原铁粉或新的铁钉，溶液颜色由黄色逐渐变成浅绿色。通过观察溶液颜色的变化，使学生更直观地了解到Fe2+和Fe3+间的相互转化，然后进一步引导学生运用氧化还原反应的知识分析Fe2+和Fe3+相互转化的内因和外因。Fe3+的检验，采用边讲边实验的方法。要求学生观察分析[实验4-11]后，预测[实验4-12]和[实验4-13]可能发生的现象，再用实验证明预测是否正确，然后用铁化合物和亚铁化合物相互转化的知识进行分析和解释，以培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。教学目标1．使学生掌握铁的化学性质。2．使学生理解铁盐和亚铁盐的相互转变。3．使学生了解铁的氧化物和氢氧化物。4．使学生掌握铁离子的检验方法。教学重点铁的化学性质；铁盐和亚铁盐的转变；铁离子的检验。教学难点二价铁和三价铁的相互转化。课时安排两课时教学方法实验法、对比法、归纳法。教具准备1．铁丝、Cl2、H2O、铁粉、FeO、Fe2O3、Fe304、FeCl3溶液、NaOH溶液、盐酸、稀H2SO4、FeCl2溶液、KSCN溶液。2．酒精灯、酒精喷灯、干燥管(装有干燥荆)、试管若干、胶头滴管。3．投影仪、胶片若干。教学过程第一课时[导入](教师举起用钢锯锯开的粗铁丝)[师]请同学们迅速传着看一下，要注意它的横断面，并且能说出它的颜色。[生]银白色，具有金属光泽。[师]好，这是铁的真面目，可我们对人类使用铁的历史又知道多少呢 请同学们阅读投影内容。[投影]铁是在自然界中广泛存在、在生活中应用极为普遍、在现代工业中最重要和应用最多的金属。铁和碳元素的合金(即钢和生铁)在人类生产及生活中起着极为重要的作用。历史上，把广泛使用铁制生产工具的时代称为“铁器时代”．以标志生产力的发展水平。现代，生铁和钢已成为用量最多的金属材料。1980年世界生产生铁5.05亿吨，钢7.18亿吨。我国是世界上最早使用铁的国家之一。1996年，我国钢产量超过1亿吨，跃居世界首位。从公元l世纪起铁便成了我国最主要的金属。钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要标志。[师]看来，铁是非常重要的一种金属，那么，我们就来学习一下铁及其重要化合物的性质。[板书]第二节铁和铁的化合物一、铁的性质[师]请同学们打开元素周期表，要能够说出Fe元素在周期表中的位置及在地壳中的含量。[学生看书后回答]Fe位于第四周期Ⅷ族，最外层有2个电子，容易失去最外层电子显+2价，次外层的一个电子也经常参加反应，故也常表现+3价。Fe元素在地壳中含量居第4位，仅次于铝。[师]铁是一种历史悠久、应用最广泛、用量最大的金属。下面我们来学习它的性质。铁的物理性质我们早已在初中学习过，现在我们来共同回忆一下。[板书]1．物理性质：纯净的单质铁为质地较软的银白色固体，具有金属光泽，密度较大，熔点较高，易导电、导热，有良好延展性，可被磁化。[师]铁的化学性质非常活泼，它能跟许多物质发生化学反应。下面我们着重学习Fe跟非金属单质、水、酸、盐溶液的反应。[板书]2．化学性质(1)铁跟非金属的反应[师]在初中时，我们曾学过，灼热的铁丝在氧气里燃烧，生成黑色的四氧化三铁。那么，铁还能跟其他非金属反应吗 下面让我们共同做一个实验。[演示实验4-7]指导同学们观察实验现象。[生]我们可以观察到，铁丝在Cl2中燃烧，生成棕黄色的烟，加水振荡后，生成黄色溶液。[思考]燃烧是否必须有氧气参加 答案：不一定。像Cu、Fe均可以在Cl2中燃烧，Mg可以在CO2中燃烧。[师]铁丝在Cl2中燃烧生成的棕色烟,是FeCl3的小颗粒，溶于水形成黄色溶液。请同学们写出化学反应方程式。[板书]2Fe+3C12点燃2FeCl3[投影练习]下列各离子组在无色溶液中能大量共存的是……………( )A．NO3-、NH4+、Fe3+、Na+ B. NO3-、Ag+、Cl-、K+C．Cu2+、SO42-、H+、Cl- D．H+、Na+、Cl-、Ba2+解析：Fe3+呈黄色,Cu2+呈蓝色, Ag+能与Cl-形成沉淀。答案：D[师]除此之外．Fe还能跟S、I2等非金属发生反应。我们在高一课本氧族元素的内容中学过Fe跟S的反应．请同学们给出反应方程式。 ^[生]Fe+SΔFeS[师]请同学们标出Fe跟Cl2、S反应时化合价的变化情况，并讨论这两种非金属单质氧化性的强弱。[生]Fe与这两种物质发生化学反应时，化合价的变化不同。在Fe跟Cl2的反应里，Fe原子失去3个电子变成+3价的Fe；在Fe跟S的反应里．Fe原子失去2个电子变成+2价的Fe。[讲述]在这两个反应中，Cl2、S是氧化剂，Cl2夺电子的能力强，它的氧化性强，S的氧化性相对较弱。[问题探究]O2跟Cl2、S相比，氧化性如何呢 [生]因为Fe在O2中燃烧生成的是Fe3O4，Fe有两种价态，所以02的氧化能力较Cl2弱，而较S强。[小结并板书]Fe与强氧化剂反应生成Fe3+，与弱氧化剂反应生成Fe2+。与中等能力的氧化剂反应生成Fe304。[板书](2)铁跟水的反应[师]在常温下，Fe跟H20不起反应。但我们知道，在潮湿的地方铁制品易生锈。那是水和空气里的02、CO2等共同作用的结果，其原理将在本章第四节学习。那么，在高温下，Fe能不能跟水反应呢 下面，我们来共同完成一个实验。[演示实验5-8][师]活泼金属与水作用时，生成对应的氢氧化物和H2，如：2Na+2H2O= 2NaOH+H2↑，若高温时则生成金属氧化物和氢气。铁与水蒸气反应生成的是Fe304。请同学们写出化学反应方程式，并指出氧化剂。(学生回答，教师补充并板书)H20为氧化剂。[师]你们在初中还学过铁的哪些性质 [生]与酸反应[板书](3)铁与酸的反应[师]我们知道，酸有非氧化性酸和氧化性酸，这两种类型的酸与铁反应情况是不一样的。[板书]①与非氧化性酸反应[师]我们早已学过铁与稀盐酸及稀硫酸的反应，请同学们写出这两个化学方程式。[板书]②与氧化性酸反应[师]Fe与氧化性酸(如稀HN03)反应生成Fe3+，但如果Fe过量，Fe3+会与Fe反应生成Fe2+。其反应的化学方程式是：[讲解]分析铁与酸的反应，虽然酸都是作为氧化剂反应的，但稀盐酸、稀硫酸中起氧化性的是H+(2H++2e-=H2↑)．而氧化性的酸则不同(如浓H2SO4起氧化性的是+6价的S)，一般与金属反应不产生H2。有关这部分内容，我们在学习硫酸时已详细地介绍过，这里就不再重复了。需要强调的一点是，铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸会发生钝化，即在铁表面生成致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属进一步被氧化。因此常用铁制容器装运浓H2S04、浓HNO3。[板书](4)铁跟某些盐溶液的反应[师]铁跟比它活泼性弱的金属的盐溶液起反应时，能置换出这种金属。请同学们写出Fe放入CuS04或CuCl2溶液中的离子方程式。[投影练习]将质量为m g的铁片放入CuS04溶液中，过一会儿取出干燥，铁片质量变为n g，被氧化的铁片的质量是………………………………………( )A．8(m-n) B．8(n-m) C．7(m-n) D．7(n-m)解析：Fe与CuSO4反应析出的铜将覆盖在铁的表面使其增重，从反应Fe+CuSO4=FeS04+Cu来看，有56 g Fe被氧化，则增重64-56=8 g，现已知增重(n-m)g，则被氧化的铁片的质量是56(n-m)/8。答案：D[师]Fe还可以与铁盐溶液发生反应，根据同种元素不同价态间的氧化还原反应，我们写出离子方程式。[板书]Fe+2Fe3+=3Fe2+[投影练习]在氯化铁和氯化铜的混合溶液中，加入过量的Fe粉．若充分反应后溶液的质量没有改变，则原混合溶液中Fe3+和Cu2+的物质的量之比为………………………………………………………( )A．14:5 B．5:14 C．7:2 D．2:7解析：在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入过量的Fe粉后，Fe粉会将Fe3+和Cu2+全部消耗掉。Fe3+与Fe反应会使溶液增重，Cu2+与Fe反应会使溶液减轻。依据题意，若反应前后溶液的质量没变，则两个反应增重与减轻必然相等才能符合题意。答案：D[小结]本节课重点讲铁的化学性质。[布置作业]1．举例说明铁有哪些化学性质。2．课本92页一、1 二、1．4板书设计第二节铁和铁的化合物一、铁的性质1．物理性质：纯净的单质铁为质地较软的银白色固体，具有金属光泽，密度较大，熔点较高，易导电、导热，有良好的延展性，可被磁化。2．化学性质：(1)与非金属反应：与强氧化剂反应生成Fe3+，与弱氧化剂反应生成Fe2+。3Fe+202点燃Fe3042Fe+3Cl2点燃2FeCl3Fe+SΔFeS(2)与水蒸气反应3Fe+4H20(g) 高温Fe3O4+4H2(3)与酸反应①与非氧化性酸反应Fe+2H+=Fe2++H2↑②与氧化性酸反应Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O(Fe不足)3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(N03)2+2NO↑+4H20(Fe过量)(4)与某些盐溶液反应Fe+Cu2+=Fe2++CuFe+2Fe3+=3Fe2+教学说明学生在初中阶段曾学过一些铁的知识，如铁的性质、几种铁合金、生铁和钢的冶炼等。本节是在这些知识的基础上，结合高一学的元素周期律、氧化还原反应的知识，进一步介绍铁的化学性质。教学过程中，要注意新旧知识的衔接，并通过采用边讲边练的教学手段。使本节课的知识得以巩固，可收到较好的效果。参考练习1．将适量铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等，则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+物质的量之比是……………………( )A．2:3 B．3:2 C．1:2 D．1:l答案：A2．将20 g铁放入一定量的稀HN03中，充分反应后放出气体2.24 L(标况)，铁粉有剩余，则剩余的铁粉质量为………………………………………………( )A．14.4 g B．11.6 g C．8.8 g D．3.2 g解析：因铁剩余，所以反应后生成Fe2+、NO，据化合价升降守恒：n(Fe)×2=n(NO)×3，所以n(Fe)=-0.1 mol×3/2 =O.15 mol，m(Fe)=O.15 mol×56 g/mol =8.4 g。所以剩余m(Fe)=20 g-8.4 g=11.6 g。答案：B3．两种金属粉末的混合物30 g，投入足量的稀H2S04中，在标况下得到11.2 L H2，该混合物可能是…………………………………………… ( )A．Fe+Zn B．Mg+AlC．Mg+Fe D．Fe+Cu答案：AD4．把铁片分别放入下列物质的溶液中，充分反应后，溶液质量比反应前减少的是……( )A．CuS04 B．Fe2(S04)3C．HCl D．FeSO4解析：Fe从溶液中置换出来的物质质量应大于Fe溶解的质量。答案：A5.下列各组物质问不能发生化学反应的是…………………………( )A．铁和FeCl3溶液B．铁和溴水C．铁和浓硝酸D．铁和Ca(OH)2解析：A反应是Fe+2FeCl3=3FeCl2，B反应是2Fe+3Br2=2FeBr3，C．Fe被钝化，但也是由于与浓HN03反应而产生致密氧化膜。答案：D第二课时[引言]上一节我们学习了铁的化学性质，我们已经知道，铁丝可以在氧气中燃烧生成黑色的四氧化三铁，其化学式为Fe304，除此之外，铁的氧化物还有两种(顺势举起样品)，它们是氧化亚铁和氧化铁，这些铁的氧化物有什么样的性质呢 下面我们来学习这方面的内容。[板书]二、铁的重要化合物1．铁的氧化物 、(同学们传递着观察样品)[师]同学们，请仔细观察样品并结合已学过的有关知识，对比学习三种氧化物，然后通过讨论来完成下表。[投影展示表格]FeO Fe304 Fe2O3化学名俗名色态溶解性与盐酸反应与稀硝酸反应[学生讨论后，各小组选代表来回答上表，然后老师根据学生回答作必要的补充][投影显示答案][师]Fe304中铁元素的化合价可看作+2价和+3价两种价态组成，平均化合价为+3/8，那么在Fe304中Fe2+和Fe3+个数比为多少 [生]1:2[投影练习] Fe304可写成FeO·Fe2O3，若看作一种盐时，又可写成Fe(Fe02)2，根据化合价规律和这种书写方法，若将Pb3O4用上述氧化物形式表示其化学式可写成__________；看作盐时可写成_______。[过渡]由上题可见．铁元素并没有+3/8价，只有+2价和+3价，因此铁的氢氧化物也应该有两种，即氢氧化亚铁和氢氧化铁。下面我们来学习它们的性质。[板书]二、铁的氧氧化物[师]那么，如何制得这两种氢氧化物呢 下面我们来做两个实验，同学们一定要仔细观察实验现象。[演示实验4-9][师]在逐滴滴入NaOH的过程中。观察到了什么现象 [生]溶液里立即生成了红褐色的沉淀。[师]请同学们写出该反应的离子方程式，然后分析红褐色的沉淀是何种物质。[师]在FeSO4溶液中滴加NaOH会生成什么物质呢 下面我们再做一个实验，请注意观察。[演示实验4-10][师]你们都观察到了哪些现象 [生]开始时生成白色絮状沉淀，白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。[师]开始生成的白色絮状沉淀是氢氧化亚铁，最后生成的红褐色沉淀是氢氧化铁。从铁的化合价来看，是Fe(OH)2被氧化了，那么是被什么氧化剂氧化的呢 [生]是空气中的氧气。[师]对。由此可见，Fe(OH)2极易被氧化。在刚才的实验中，发生了以下两个反应：[师]由于Fe(OH)2极易被氧化，所以在配制反应液时要用沸水，尽量降低氧气的溶解度。下面同学们讨论几个问题。[问题探究1]实验中为什么要用新制的硫酸亚铁溶液 [生]FeS04易被空气中的02氧化，防止影响实验效果。[问题探究2]怎样才能使Fe2+溶液能长时间保存呢 [生]在配制溶液时，要加入少量铁粉防止氧化，加入少量对应的酸抑制其水解。[问题探究3]实验中为什么要将滴管尖端插入试管里溶液的底部，且慢慢挤出NaOH溶液 [生]Fe(OH)2极易被氧化，预防带入空气。[师]铁的氢氧化物均为弱碱，具有碱的通性。请同学们写出两种氢氧化物与强酸反应的离子方程式和它们受热分解的化学方程式。[学生练习]+2[师]我们知道，Fe(OH)2很容易被空气中的02氧化生成Fe(OH)3，即Fe可+3 +3 +2以向Fe转化，那么，Fe能否向Fe转化呢 [板书]3．铁的化合物与亚铁化合物的相互转变[师]请同学们分析以上相互转化是需要氧化荆还是还原剂，试写出一些能实现上述转化的方程式。[学生思考、讨论后，汇报结果，教师分析、总结如下][小结并板书][讨论]根据以上性质，请同学们思考如何检验某溶液中是含有Fe3+还是Fe2+ [学生讨论后回答]方法一：加入NaOH溶液，根据生成沉淀的颜色。方法二：用KI-淀粉试纸，变蓝色则是含有Fe3+，不变蓝则是Fe2+。方法三：通人H2S气体，若产生浅黄色沉淀则是含有Fe3+，无明显现象则是含Fe2+。方法四：加入铜片，若Cu被腐蚀。溶液变绿色，则含有Fe3+，无明显现象则为Fe2+。[师]同学们的方法都很好，下面我们再介绍一种简单方法。[板书]Fe3+的检验[演示实验4-11][师]通过实验我们看到，Fe3+遇到KSCN溶液变成红色，而Fe2+遇到KSCN溶液不显红色，我们可以利用这一不同点来检验Fe3+的存在。反应的离子方程式是：[两组学生分别上讲台演示实验4-12和实验4-13][师]在这两个实验中同学们观察到的现象是什么 结合前面刚讲过的内容能给出解释吗 [生]现象是：在FeCl2和KSCN溶液的试管里滴人新制的氯水出现了红色，而在FeCl3溶液中加入几滴盐酸和适量的还原铁粉，振荡一会儿，再滴入KSCN溶液反而没有出现红色。产生这两种现象的原因是：Fe2+和Fe3+在不同条件下发生了转化。发生的反应是：[师]我们可以利用在溶液中加入KSCN溶液生成血红色溶液这一反应来检验溶液中是否含有Fe3+，还可利用FeCl2和KSCN不显红色而加氯水后变红色这一现象来检验溶液中是否舍有Fe2+。请同学们课后总结一下鉴别Fe2+和Fe3+的方法。[布置作业]1．P92一、2 二、2.3.5 三 四 五2．设计一个制取Fe(OH)2的实验(要有可行性、科学性、安全性)。板书设计二、铁的重要化台物1．铁的氧化物2．铁的氢氧化物3．铁的化合物与亚铁化合物的相互转变三、Fe3+的检验教学说明本节教学主要内容有铁的氧化物、铁的氢氧化物及铁盐和亚铁盐的相互转变，最后讲解了Fe3+的检验。由于本节实验简单、易操作，我在教学过程中是这样处理的：通过分析现象，诱导学生对理论知识的掌握，对于铁的氧化物的教学，采用列表的方法加以比较学习，得到了很好的教学效果。参考练习1.证明溶液中是否有Fe2+，其操作可以是①加少许酸化的KMn04 ②滴入少许KSCN溶液③加入少许氯水，其正确的操作是…………………………( )A．①② B．②① C．②③ D．②③①答案：BC2.铁有多种价态,将14.4克草酸亚铁(FeC204)与空气隔绝加热分解，最终得到7.2克铁的氧化物，则该铁的氧化物是…………………………………( )A．FeO B．Fe2O3 C．Fe304 D．FeO+Fe3O4答案：A3．为了除去FeSO4溶液中的CuS04和Fe2(SO4)3杂质，可选用的物质是………( )A．NaOH B．Mg C．氯水 D．Fe答案：D4．加入FeCl3仍能大量共存的离子组是………………………………( )A．H+、Na+、I-、SO42- B．K+、H+、MnO4-、NO3-C．Fe2+、Na+、SO42- 、NO3- D．K+、Na+、Cl-、SCN-答案：C5．制备FeSO4溶液最适宜的方法是……………………………………( )A．过量的铁与稀H2SO4反应 B．FeO与稀H2S04反应C．FeC03与稀H2SO4反应 D．Fe(OH)2与稀H2SO4反应解析：四个选项均可产生FeS04，但A项Fe剩余,可防止Fe2+被氧化。答案：A备课资料一、铁与氧气反应的产物有哪些 铁与O2反应的产物较复杂,它不仅与温度有关,还与O2是否充足有关。具体反应如下：将FeO在空气(或O2)中加热,可生成Fe304将Fe304灼烧，可进一步氧化成Fe203Fe203在更高温度下灼烧，可失氧还原为Fe304二、Fe3+颜色是棕黄色的吗 答：不是。Fe3+是淡紫色的。而我们看到的Fe3+却是棕黄色或黄褐色的，这是为什么呢 一是Fe3+在水溶液中易水解，水解产物即为棕黄色。二是高价铁的化合物如FeCl3常呈棕黄色．这是由Cl-造成的。因为这类化合物具有共价性质，电荷的转移造成化合物对可见光的吸收强度增大，使之呈棕黄色。而离子化合物Fe(C104)3、Fe(N03)3固体呈淡紫色，说明Fe3+的颜色是淡紫色。三、Fe304是氧化物吗？它能否与酸发生反应？从元素种类看，Fe304是由铁和氧两种元素组成的，根据氧化物概念，它属氧化物，但不是一般的氧化物。Fe304又称“磁性氧化铁”，能跟酸缓慢地反应，如跟非氧化性强酸的反应为：从它跟酸反应的结果看，Fe304似应为双价态的混合氧化物，即FeO，Fe203。经X射线分析证明，Fe304是一种铁酸盐，其结构为：化学式为FeⅡ FeⅢ[FeⅢO4](Ⅱ、Ⅲ表示价态)。因此说，Fe304既是氧化物又是盐。不过，我们通常仍使用化学式Fe304，在其晶体中，FeⅡ化学性质很稳定。不像通常的低价铁盐那样容易被氧化(这一点与FeO性质接近)。如用以保护钢铁制品不生锈而对其表面处理形成的“发蓝”，就是一层致密的Fe304，在空气中十分稳定，这说明，这种铁酸盐不同于一般的简单的盐，它是一种晶体结构复杂的盐。结构决定性质，复杂的晶体结构决定了Fe304的上述特性。四、铁与人体健康人体内约含铁元素4.2～6.1 g，其中约70％存在于红血球中的血红蛋白内，约5％在肌肉的肌红蛋白内．约25％分布在肝、肾、骨髓等中，约l％在各种铁酶中。成人每天需要从食物中摄取约10 mg铁元素，男少年约18 mg，女少年约24 mg铁。含铁较丰富的食物有：动物的肝脏、肾、心脏、瘦肉、蛋黄、紫菜、海带、黑木耳、芹菜、番茄、红枣等。若摄人铁质不足，多次出血或胃酸缺乏可引起缺铁性贫血。膳食中的维生素C和蛋白质能提高铁的吸收率。但是若维生素C的服用量每天超过500 mg。反而阻碍铁的吸收加重贫血，起相反的作用。若用维生素C辅助治疗贫血，每天摄人量为50～100 mg，可使食物中的铁吸收率增加2～4倍。缺铁病人为增加营养而往往每天加喝牛奶，但牛奶中含磷元素的成分较多，能同食物中的铁盐发生沉淀反应，直接影响铁的吸收，不但贫血治不好，反而会加重贫血，因此，在治疗贫血时，不能同时进食大量牛奶。另外，饮茶和体内缺铜元素也可抑制铁质的吸收。人们知道茶有提神、消食、杀菌和补充体内维生素等好处，却不晓得茶水，尤其是浓茶中的鞣酸能与食物中的铁和补血的含铁药剂相结合，形成不溶性鞣酸铁沉淀，妨碍铁元素的吸收，从而影响缺铁性贫血的治疗。铜有催化铁合成血红蛋白的功能，所以当体内缺铜时，铁吸收减少，血红蛋白合成受阻，不利于缺铁性贫血的治疗。因此，缺铁性贫血病人适当吃些含铜的食物(如牡蛎、肝、肾、虾、蟹、核桃、芝麻酱等)可以促进铁的吸收。使用铁锅、铁铲烹调食物，有无机二价铁进入食物。进食后，在胃酸中呈Fe2+态被人体直接吸收,以补充人体对铁的需要。为治疗缺铁性贫血，需服用铁制剂药物。但是人体如摄人铁剂过量，会引起肝硬化和冠心病。人体含铁量过高，会引起血色病，在该病患者中，早期即有肝硬化，以后有5％～20％转化为肝癌。近年来的研究表明，体内积存过量的铁，也是造成冠心病“比胆固醇更危险的有害因素”。美国南卡罗来纳医科大学的萨利天博士据研究结果指出：冠心病的发病率增加与铁储存增加是相平行的。 。所以，补充铁剂并非多多益善，务必在医生的指导下按需求量摄入。综合能力训练1．被严重腐蚀了的铜和铁共同放人盐酸中充分反应后，剩余残渣中只有铜，则溶液中含有的金属阳离子为…………………………………………………( )A．可能只含Fe2+ B.可能只含Cu2+C．一定有Fe2+和Cu2+ D．可能有Cu2+和Fe3+解析：剩余残渣中只有铜，则溶液中一定有Fe2+，不可能有Fe3+，Cu2+可能有也可能没有。答案：A2．在相同条件下，把Zn、Fe、A1分别投入到质量相等的足量的同浓度的稀H2S04中，若要反应结束后三溶液的质量仍相等，则投入的Zn、Fe、Al三种金属的质量关系是………………………………………………………………( )A．Al>Fe>Zn B. Fe>Al>ZnC．Al>Zn>Fe D．Zn>Fe>Al解析：要使溶液的质量仍然相等，则反应的固体与产生的气体质量的差值应相同。答案：A3．按下图所示装置，用两种不同操作分别进行实验，观察B管中的现象。操作I：先夹紧止水夹a，再使A管反应开始，实验中的B管中观察到的现象为__________。B管中发生反应的离子方程式为 。操作Ⅱ：打开止水夹a．使A管开始反应一段时间后再夹紧止水夹a，实验中在B管中观察到的现象是__________。B管中发生反应的离子方程式是______。答案：操作I：先出现白色沉淀，然后沉淀迅速转变为灰绿色。最后变为红褐色沉淀操作Ⅱ：打开止水夹时，溶液中的导管口有气泡冒出，夹紧夹子后出现白色絮状沉淀．一段时间内沉淀不变色4．有一种铁的氧化物样品，用140 mL 5mol/L的盐酸恰好使之完全溶解．所得溶液能吸收O.56 L(标准状况)氯气。使其中的Fe2+全部转化为Fe3+，该样品可能的化学式是( )A．Fe203 B.Fe3O4 C．Fe405 D．Fe5O7解析：据Fe2+被Cl2氧化时化合价升降守恒可知：n(Fe2+)×1=0.56 L ÷22.4L/mol×2，故 ，又因为HCI恰好将氧化物溶解。所以此时Fe2+和Fe3+所带正电荷总数等于Cl-所带负电荷总数。即所以氧化物化学式为Fe507。答案：D高考真题1．(2000年广东，9)把表面有氧化物的相同大小的铜片和铁片一起放人盐酸中充分反应，所得溶液中的金属离子是…………………………………( )A．Fe3+和Cu2+ B. Fe2+和Cu2+ C．Fe2+和Fe3+ D．只有Fe2+答案：D2．(2000年理科综合，12)在氧化铁、氯化铜和盐酸混合溶液中加入铁粉，待反应结束．所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是………………( )A．Cu2+ B．Fe3+ C．Fe2+ D．H+答案：C3．(2000年广东，16)某溶液中含有大量Fe2+、Fe3+、Mg2+和NH4+，其c(H+)=10-2 mol/L，在该溶液中可以大量存在的阴离子是………………( )A．SO42- B．N03- C．SCN- D．CO32-解析：SCN-能与Fe3+发生络合反应；在酸性条件下，N03-可把Fe2+氧化为Fe3+； CO32-在酸性条件下也不能存在。答案：A4．(2002年全国，12)用足量的CO还原32.O g某种氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到60 g沉淀，则该氧化物是………………………( )A．FeO B．Fe203 C．CuO D．Cu20答案：B 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第一节 镁和铝.doc 第一节 镁和铝.rar 第二节 铁和铁的化合物.doc 第二节 铁和铁的化合物.rar
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