1、元素及其化合物(铁),2019/6/30,研修班,2,金属及其化合物知识在中学化学教学中占有重要的地位，是历年高考的重点内容之一，因为金属及其化合物的知识是基本理论、基本概念、化学实验、化学计算等知识考查的载体。,2019/6/30,研修班,3,第一部分：课程标准中的内容分析,主题3 常见无机物及其应用,2019/6/30,研修班,4,第二部分：考试大纲要求: 1A和A族元素典型的金属（1）了解钠的物理性质，掌握钠和镁的化学性质。（2）从原子的核外电子排布，理解A、A族元素（单质、化合物）的相似性和递变性。（3）以氢氧化钠为例，了解重要的碱的性质和用途。了解钠的重要化合物。 2其他常见的金属（
2、如：Fe、Al、）（1）了解金属的通性，金属冶炼的一般原理。 （2）掌握Fe和Al的化学性质。（3）掌握若干常见金属的活动顺序。（4）以Fe()、Fe（）的相互转化为例，理解变价金属元素氧化还原性。（5）了解铝的重要化合物。（6）初步了解合金的概念。 考试大纲中对金属元素及化合物这块内容可分成三部分来理解。第一部分是钠、镁等典型的金属及其化合物；第二部分是铝及其化合物；第三部分是铁、铜及其化合物。每年的化学高考试题中往往都要考查到典型金属。,2019/6/30,研修班,5,新教材中金属元素及其化合物知识体系建构,1、元素化合物知识在内容覆盖上差别不大； 2、弱化了按照元素自然族来介绍元素化合物
3、知识的传统做法； 3、不再追求从结构、性质、存在、制法、用途等方面全面系统地学习和研究有关的物质。,2019/6/30,研修班,6,生产和生活等 领域的应用,实际 应用,2019/6/30,研修班,7,生产和生活等 领域的应用,实际 应用,2019/6/30,研修班,8,1、从学生已有的生活经验出发，引导学生学习身边的常见物质，将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中，体现其社会应用价值充分体现元素化合物与自然界和社会生活的密切联系。,2、拓宽并加强了概念原理的教学、探究能力的培养，将有利于学生从较高的层次上把握元素化合物的知识，提高学生从各种信息渠道主动地获取元素化合物知
4、识的能力，提高化学学习和研究的综合能力。,新教材更多的关注：,2019/6/30,研修班,9,第三部分：考试内容分析内容一：钠、镁及其化合物内容二：从铝土矿到铝合金内容三：铁、铜的性质学习,2019/6/30,研修班,10,内容一： 钠、镁及其化合物(浙江省普通高中新课程实验化学学科教学指导意见),化学1专题2第二单元：钠、镁及其化合物 基本要求：能用实验的方法探索和理解钠的重要性质；能通过实验研究碳酸钠的性质，能通过实验对比研究碳酸钠碳酸氢钠的性质，并知道其在生产生活中的应用；了解钠的制取和海水中镁的提取。通过经历实验探究和问题讨论过程，了解实验研究化学物质的一般方法，初步形成分析推理、综合
5、归纳的能力。 拓展要求：了解侯氏制碱法的原理和流程。 重点内容：钠的重要性质； 对比研究碳酸钠碳酸氢钠的性质，并知道其在生产生活中的应用；,2019/6/30,研修班,11,一、钠的性质,基础知识,1、钠的物理性质：钠是一种柔软、银白色、有金属光泽的金属，具有良好的导电、导热性，密度比水小、比煤油大，熔点较低。,2、钠的化学性质 与非金属反应钠可与Cl2 、S、 O2等非金属单质反应，在常温下与O2反应生成Na2O，在点燃情况下与O2生成Na2O2。 与水反应的离子方程式： 2Na + 2H2O = 2Na+ + 2OH- + H2现象和解释：浮在水面上：密度比水小熔化成小球：反应放出热量，钠
6、的熔点低四处游动：生成气体（H2）滴入酚酞变红：生成碱性物质（NaOH） 与酸反应：钠先与酸反应，再与水反应. 与盐反应钠投入CuSO4溶液中，有H2放出并有蓝色絮状沉淀生成 与某些有机物反应：钠能与醇、酚、有机酸等有机物反应,2019/6/30,研修班,12,1、钠的物理性质,2、钠的化学性质,3、钠的保存：少量的金属钠保存在煤油中，大量的金属保存在固体石蜡中。原因：由于金属钠的化学性质非常活泼，保存时必须要与空气和水隔绝。,2019/6/30,研修班,13,1、金属钠露置在空气中的变化过程：银白色金属钠（Na） 表面变暗（氧化成Na2O）生成白色固体（与水生成NaOH） 表面变成溶液（Na
7、OH潮解） 生成块状物质（与空气中CO2生成Na2CO3.10H2O） 白色粉末状物质（风化成Na2CO3）,2019/6/30,研修班,14,2、怎样理解钠与酸、碱、盐溶液反应？金属钠与酸反应：钠与水反应实质是钠置换水电离的H+，酸溶液中H+主要由酸电离得到，所以钠投入酸溶液中时，首先与酸反应，且比纯水中反应剧烈；当酸反应完后，再考虑钠与水反应。金属钠与碱反应的实质是钠与水反应。钠与盐溶液反应：先与水反应，再考虑生成的碱是否与盐反应，如钠与硫酸铜反应：2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2 + Na2SO4 + 合并得：2Na + 2H
8、2O + CuSO4 = Cu(OH)2 + Na2SO4 + H2 提示：1.钠不能从盐溶液中置换出金属；若盐为熔融状态，钠可以置换出其中较不活泼金属。2.钠与硫酸铜溶液反应生成的沉淀略带黑色，原因是钠与水反应放热使生成的Cu(OH)2部分分解成CuO。,深化理解,一、钠的性质,2019/6/30,研修班,15,二、钠的化合物,1、比较钠的两种氧化物,基础知识,2019/6/30,研修班,16,2、比较碳酸钠和碳酸氢钠 基础知识,2019/6/30,研修班,17,2019/6/30,研修班,18,二、钠的化合物 深化理解,碳酸钠、碳酸氢钠分别与同浓度的某种酸反应的比较：碳酸钠与酸反应时，CO
9、32-接受H+是分步进行的：先结合一个H+变成HCO3-，再结合一个H+变成H2CO3，继而分解成H2O和CO2气体。碳酸氢钠与酸反应时，只需结合一个H+就够了。应用： 1、碳酸钠、碳酸氢钠(固体)与同浓度的酸反应的速率不同，碳酸氢钠更快。 2、由于碳酸钠与酸反应分两步进行，因此碳酸钠溶液与酸溶液作用时，两溶液递加顺序不同将产生不同的现象。将碳酸钠溶液滴入盐酸中 开始有气泡，后不产生气泡 将盐酸滴入碳酸钠溶液中 开始无气泡，后产生气泡基于上述原因不需另加试剂，利用递加顺序可鉴别碳酸钠溶液和盐酸。 3、碳酸钠与盐酸反应，量不同，产生气体不同。,2019/6/30,研修班,19,侯氏制碱法： 自然
10、届存在的天然纯碱主要来自于碱湖和固体矿碱。 工业制碱是以氯化钠为原料生产纯碱。侯氏制碱法是将二氧化碳通入氨水的氯化钠饱和溶液中，由于 碳酸氢钠的溶解度较小，碳酸氢钠从溶液中析出。NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3 + NH4Cl过滤掉碳酸氢钠晶体后，在母液中加入氯化钠，通入氨气，经降 温后氯化铵结晶析出，碳酸氢钠加热分解得到碳酸钠。2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 + H2O 在碳酸钠的生产中，原料二氧化碳和氨由合成氨厂提供，生产的 产品除碳酸钠外，还有碳酸氢钠和氯化铵。因此，工业生产上将侯 氏制碱法和合成氨联合在一起。,二、钠的化合物 综合应用,201
11、9/6/30,研修班,20,（一）、镁的性质（主要化学性质）1、与非金属单质反应与O2反应与Cl2反应与S反应与N2反应2、与氧化物反应（如CO2） 3、与水反应反应4、与非氧化性酸（如HCl)反应5 、与氧化性酸反应,三、镁及其化合物 基础知识,2019/6/30,研修班,21,（1）氧化镁氧化镁是很轻的，不溶于水的白色粉末，熔点为2800，可作耐火材料，具有碱性氧化物的性质：MgO + 2H+ = Mg2+ + H2O制取：可由Mg(OH)2或MgCO3加热来制取。（2）氢氧化镁氢氧化镁为难溶于水的白色固体，除受热易分解外，具有碱 的通性。Mg(OH)2 + 2H+ = Mg2+ + 2H
12、2O用途：用于制取氧化镁和镁盐。制取：可以由可溶性镁盐跟氨水反应制得：Mg2+ + 2NH3.H2O = Mg(OH)2 + 2NH4+,（二）、镁的化合物 基础知识,2019/6/30,研修班,22,（三）、镁及其化合物的应用 基础知识镁是一种重要的金属材料，密度较小。镁能与铜、铝、锡、锰、钛等形成许多合金（约含 镁80）虽然镁合金的密度只有1.8gcm-3左右，但 硬度和强度都较大，因此被大量用于制造火箭、导弹和飞机的部件等。由于镁燃烧发出耀眼的白光，因此常用来制造信号弹和焰火。氧化镁熔点高达2800，是优质的耐高温材料。,2019/6/30,研修班,23,镁的提取：自然界中镁主要以化合态
13、的形式存在与地壳和海水中。1、将海边大量存在的贝壳煅烧成生石灰，并将生石灰制成石灰乳。CaCO3 = CaO + CO2(煅烧)CaO + H2O = Ca(OH)22、将石灰乳加到苦卤里（主要成分是MgCl2），得到氢氧化镁沉淀。MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2+ CaCl23、过滤，向氢氧化镁沉淀中加入盐酸发生中和反应，蒸发、结晶、过滤得 到六水合氯化镁晶体。Mg(OH)2 2HCl = MgCl2 + 2H2O4、在干燥的氯化氢气流中电解熔融的氯化镁。MgCl26H2O MgCl2 + 6 H2OMgCl2 Mg + Cl2,加热 HCl,电解,2019/6/30,研修
14、班,24,1镁条在空气中燃烧的产物空气中的N2、O2、CO2都可以与镁条在点燃条件下反应，都是剧烈燃烧的现象，所以镁条在空气中的燃烧，实质上是镁条与这三种气体之间的剧烈反应。3Mg + N2 = Mg3N22Mg + O2 = 2MgO2Mg + CO2 = 2MgO + C所以对CO2不助燃，N2不助燃的说法有新的认识，才能使知识更加完善。2能与镁反应放出H2的有水、非氧化性酸、乙醇（醇）、氯化铵、氯化铁等溶液反应。3镁、铝在常温下均能被空气中的O2氧化形成致密的氧化物薄膜，故镁、铝常温下有抗腐蚀性。,三、镁及其化合物 深化理解,2019/6/30,研修班,25,案例1: （2005年江苏）
15、 下列有关钠的叙述中，错误的是 A 钠的还原性很强，可以用来冶炼金属钛、锆、铌等 B 钠的化学性质非常活泼，钠元素只能以化合态存在于自然界 C 钠是一种灰黑色的固体 D 钠的质地软，可用小刀切割,2019/6/30,研修班,26,案例2（2007广东）许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是( )A 、氯、溴、碘 B、 钠、镁、铝 C、 烧碱、氢气 D 、食盐、淡水,2019/6/30,研修班,27,案例3: （2005年上海） 我国化学侯德榜（右图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：（1）上述生产纯碱的方法称，副产品的一种用途为 。 （2）沉
16、淀池中发生的化学反应方程式是 （3）写出上述流程中X物质的分子式 。 （4）使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了 （填上述流程中的编号）的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是 （5）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加 （6）向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有 （a） 增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出 （b） 使NaHCO3更多地析出（c） 使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度,2019/6/30,研修班,28,案例4：（08年上海化学31） 小苏打、胃舒平、达喜都是常用的中和胃酸的药物。
17、 （1）小苏打片每片含0.50 gNaHCO3，2片小苏打片和胃酸完全中和，被中和的氢离子是 mol。 （2）胃舒平每片含0.245 g Al(OH)3。中和胃酸时，6片小苏打片相当于胃舒平 片。 （3）达喜的化学成分是铝和镁的碱式盐。取该碱式盐3.01 g，加入2.0 molL1盐酸使其溶解，当加入盐酸42.5 mL时开始产生CO2，加入盐酸至45.0 mL时正好反应完全，计算该碱式盐样品中氢氧根与碳酸根的物质的量之比。在上述碱式盐溶于盐酸后的溶液中加入过量氢氧化钠，过滤，沉淀物进行干燥后重1.74 g，若该碱式盐中氢元素的质量分数为0.040，试推测该碱式盐的化学式。,2019/6/30,
18、研修班,29,内容二： 从铝土矿到铝合金(浙江省普通高中新课程实验化学学科教学指导意见),化学1专题3第一单元：从铝土矿到铝合金 基本要求：了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界的主要存在形 式，了解从铝土矿中获得铝的方法，从炼铝方法的变化体验化学科学的发展对人类生活的影响。通过实验探究，理解铝的重要性质，如与酸、碱反应，钝化现象等。了解铝、氧化铝、氢氧化铝的性质，能举例说明铝合金的应用，进一步认识化学与生活的关系。以铝的氧化物和氢氧化物为例了解两性氧化物、两性氢氧化物的概念和一般性质。 拓展要求：知道明矾的组成和净水作用通过铝热反应实验，加深对铝热反应特点及用途的认识了解铝及其重要化合物
19、之间的转化关系。 重点内容：铝及其重要化合物之间的转化关系。,2019/6/30,研修班,30,方法二：碱溶法 Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O NaAlO2 + 4HCl = NaCl + AlCl3 + 2H2O Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3 AlCl3 + 3NH3.H2O = Al(OH)3 +3NH4Cl,一、从铝土矿中提出Al2O3的两种方法 方法一：酸溶法 Al2O3 + 6 HCl = 2AlCl3 + 3H2O Fe2O3 + 6 HCl = 2FeCl3 +
20、 3H2O AlCl3 + 4NaOH = NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 + 3 NaCl NaAlO2 + CO2 + 2H2O = Al(OH)3 + NaHCO3 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O,2019/6/30,研修班,31,二、铝的性质和用途 基础知识金属铝呈银白色，硬度不大，密度小，熔点高，和镁类似，铝的主要用途是制造铝合金，铝优良的导电性和密度小，使铝大量用来制作导线。铝位于元素周期表的第三周期第A，化学性质比较活泼，在反应中多被氧化成Al3+，如：铝可以在纯氧中燃烧 铝与盐酸反应 铝溶于NaOH溶液
21、反应 用镁条引燃铝粉和氧化铁的混合物 （这一反应也被称为铝热反应） 铝与浓硝酸发生钝化,2019/6/30,研修班,32,二、铝的性质和用途 深化理解 1、 比较钠、镁、铝金属性强弱？ 2、哪些事实可以说明它们金属性的强弱？,根据元素周期律，同一周期，从左到右，金属性递减，钠镁铝 1、与水反应的剧烈程度； 2、与酸反应的剧烈程度； 3、最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。,2019/6/30,研修班,33,2、在Al和NaOH溶液的反应中，氧化剂是什么?这一反应的本质是怎样的？2Al + 6H2O = 2 Al(OH)3 + 3H2 2Al(OH)3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + 4H
22、2O 反应不易进行的原因： Al的金属性相对较弱； 产生的Al(OH)3不溶于水覆盖在金属表面而阻止反应的进行。由反应可知Al(OH)3能溶于NaOH溶液中，能促进反应向右进行，所以铝能与氢氧化钠溶液反应，将和相加可得总反应： 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2 NaAlO2 + 4H2O + 3H2 可简写为2Al + 2NaOH + 2H2O = 2 NaAlO2 + 3H2 注意：氧化剂为水，不是氢氧化钠。,二、铝的性质和用途 深化理解,2019/6/30,研修班,34,三、铝的重要化合物 基础知识,1、氧化铝氧化铝属于离子化合物，室温下，它是一种白色固体，熔点很高。氧化铝是冶
23、炼铝的原料，也是一种较好的耐火材料。 氧化铝属于典型的两性氢氧化物，与酸、碱都能反应。氧化铝溶于盐酸氧化铝溶于氢氧化钠电解熔融氧化铝2、氢氧化铝 可溶性铝盐和氨水反应可制得氢氧化铝，它是一种难溶于水的白色胶状物质，是一种具有较强的吸附能力。 氢氧化铝酸碱电离 氢氧化铝与盐酸 氢氧化铝与氢氧化钠溶液 氢氧化铝受热分解,2019/6/30,研修班,35,3、明矾：KAl(SO4)2.12H2O明矾易溶于水，完全电离KAl(SO4)2 K+ + Al3+ + 2SO42-其水溶液因Al3+水解显酸性。,2019/6/30,研修班,36,1、Al(OH)3能否溶于弱酸或弱碱？Al(OH)3不溶于弱碱或
24、弱碱，原因是在Al(OH)3的悬浊液中，加入弱酸或弱碱时，因H+或OH-浓度太小，不能促使Al(OH)3电离平衡向某一方向移动。2、为何Al(OH)3表现酸的性质时相当于一元酸？Al(OH)3表现酸的性质相当于一元酸，是因为Al(OH)3并不直接电离出H+，Al(OH)3水溶液中的H+是水电离的，即：Al(OH)3 + H2O Al(OH)4- + H+,三、铝的重要化合物 深化理解,2019/6/30,研修班,37,四、“铝三角”的应用,Al3+ 、AlO2-、 Al(OH)3或者写成Al(OH)4- 三者之间在一定条件下可以相互转化，它们之间在一定条件下可以相互转化的关系可用以下三角图形表
25、示，该图形称为“铝三角”。,(1)Al3+3OH- =Al（OH）3 (2)Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O(3) Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2 H2O(4) AlO2- + H+ + H2O = Al(OH)3 (5)Al（OH）3+3H+ = Al3+ +3H2O(6) AlO2- + H+ = Al3+ + 2H2O,2019/6/30,研修班,38,“铝三角”关系常应用于以下问题的解决： 1制备Al(OH)3 方法1：铝盐溶液中加入氨水 方法2：偏铝酸盐溶液中通入CO2 方法3：Al3+ （或AlO2-）与其他离子可发生进行到底的双水解反应。,
26、2离子共存问题的判断 Al3+ 能存在于酸性溶液中，与碱或水解显碱性的离子不能大量共存，如OH- 、S2-、 HS-、 CO32- 、HCO3-、 AlO2-、 ClO-等。 AlO2-能存在于碱性溶液中，与酸或水解显酸性的离子不能大量共存，如H+、 NH4+、 Fe3+、 Al3+等。,2019/6/30,研修班,39,3互滴检验 铝盐与强碱、偏铝酸盐与强酸相互反应时，滴加顺序不同，产生现象也不同，因而要检验这两组物质时，不需要其他试剂，通过互滴即可区别。,2019/6/30,研修班,40,案例5： 电解NaCl-KCl-AlCl3熔体制铝比电解Al2O3-Na3AlF6制铝 节省电能约30
27、，但现在仍用后一种方法制铝，其主要原 因是（ ） A、AlCl3是分子晶体，其熔体不导电 B、电解AlCl3生成Cl2会严重污染大气 C、自然界不存在富含AlCl3的矿石 D、生成无水AlCl3较困难，成本又较高,2019/6/30,研修班,41,案例6（2001上海） 化学实验中，如使某步中的有害产物作为另一步反应的反应物，形成一个循环，就可不再向环境排放该种物质。例如：（1）在上述有编号的步骤中，需用还原剂的是_，需用氧化剂的是_（填编号）。 （2）在上述循环中，既能与强酸反应又能与强碱反应的两性物质是_（填化学式）。 （3）完成并配平步骤的化学方程式，标出电子转移的方向和数目：（）Na2
28、Cr2O7+（）KI+（）HCl （）CrCl3+（）NaCl+（）KCl+（）I2+（）_,2019/6/30,研修班,42,内容三：铁、铜的性质学习(浙江省普通高中新课程实验化学学科教学指导意见),化学1专题三第二单元：铁、铜的获取及应用 基本要求：了解自然界铁、铜的存在形式和冶炼方法，体会铁、铜的冶炼对人类文明的影响。通过生产、生活中的应用实例和实验探究，了解铁、铜、Fe2+、Fe3+的性质及相互转化，了解铁、铜及其化合物重要应用了解钢铁腐蚀的原理和危害性，应用已有知识进行钢铁防腐，了解合理开发自然资源的重要性，同时形成珍惜、保护自然资源的意识。 拓展要求：了解Fe2+、Fe3+的常用检
29、验方法。知道铬和镍与不锈钢的联系，简单介绍不锈钢的重要用途。 重点内容：Fe2+、Fe3+的常用检验方法；Fe2+、Fe3+的相互转化,2019/6/30,研修班,43,一、铁的冶炼 设备：炼铁高炉 原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气等 反应原理：用还原剂（CO）将铁从铁矿石中还原出来主要反应：C+O2 = CO2 2C+O2 = 2CO （造气）Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 （还原）CaCO3 = CaO + CO2 CaO + SiO2 = CaSiO3(造渣)注意： （1）焦炭在炼铁过程中的作用有两个：一是制造（或提供）还原剂CO；二是作燃料燃烧放出大量的热量，为高炉提
30、供了高温条件。 （2）炼铁时加石灰石的作用是作熔剂，用来除去脉石中的SiO2，SiO2是原子晶体，熔点很高，不能熔化，但石灰石在高温下分解出的CaO能跟脉石的SiO2起反应生成熔点较低的硅酸钙。 （3）用这种方法冶炼得到的铁是含碳24.5的生铁，将生铁进一步炼制可得到钢（含碳0.032）。,点燃,高温,高温,高温,高温,2019/6/30,研修班,44,1铁的原子结构特点铁位于元素周期表中的第四周期，第族，铁的原子序数是26，其核外电子排布为2 8 14 2 铁为变价金属，通常显2和3价。2、铁的物理性质纯净的铁是光亮的银白色金属，密度较大，熔沸点较高，纯铁的抗腐蚀性强，有较好的导电、导热、延
31、展性。铁能被磁铁吸引。,二、铁的结构和性质 基础知识,2019/6/30,研修班,45,3、铁的化学性质 （1）铁与非金属反应铁和氯气反应反应方程式铁和氧气反应反应方程式实验步骤：把细铁丝在火柴杆上盘成螺旋状，点燃火柴，然后迅速伸入盛有O2 的集气瓶中，实验现象：剧烈燃烧，火星四射。铁和其他非金属反应，例如与溴、硫、碘反应方程式 （2）铁与水蒸气反应 （3）铁与酸反应铁与非氧化性酸（如稀硫酸、盐酸）反应生成Fe2+，放出H2铁与氧化性酸（如稀硝酸）反应时不放出H2硝酸过量时生成Fe3+铁粉过量时生成Fe2+铁与浓硝酸常温下发生钝化 （4）铁与盐溶液反应铁能与比它活动性弱的金属的盐溶液反应，置换
32、出这种金属。 Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu铁能与FeCl3溶液反应生成FeCl2,2019/6/30,研修班,46,三、铁的重要化合物,1.FeO、Fe2O3、Fe3O4,2.Fe(OH)2、Fe(OH)3,3.Fe2+、Fe3+,2019/6/30,研修班,47,铁的氧化物,FeO + 2H+ = Fe2+ +H2O 遇氧化性酸生成Fe3+盐,Fe2O3 +6H+ =2Fe3+ +3H2O,Fe3O4 + 8H+ = Fe2+ +2Fe3+ +4H2O,铁红,磁性氧化铁,黑色粉末,红棕色粉末,黑色固体,+2,+3,+2、+3,不溶,不溶,不溶,颜料、炼铁,磁铁、炼铁,炼铁,
33、2019/6/30,研修班,48,铁的氢氧化物,返回,红褐色固体,白色固体,不溶,不溶,Fe(OH)2+ 2H+ = Fe2+ +H2O,Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ +3H2O,4Fe(OH)2（不稳定）+O2+2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3 = Fe2O3 +3H2O,Fe2+ （亚铁盐溶液）+2OH（可溶性碱溶液）= Fe(OH)2,Fe3+ （铁盐溶液）+3OH（可溶性碱溶液）= Fe(OH)3,2019/6/30,研修班,49,Fe3+盐溶液和Fe2+盐溶液,2019/6/30,研修班,50,Fe2、Fe3的检验 （1）直接观察颜色：Fe2的溶液呈浅绿色，F
34、e3的溶液呈棕黄色。 （2）利用显色反应：Fe3 3SCN- Fe（SCN）3（溶液呈血红色）Fe2+遇SCN-不显血红色 （3）利用铁化合物沉淀的颜色：Fe22OH- = Fe(OH)2（白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色沉淀）Fe33OH- = Fe(OH)3（红褐色沉淀） （4）利用Fe3的氧化性 ：加铜片Fe2+溶液+Cu无明显现象Fe3+溶液+Cu铜被腐蚀，溶液变为蓝色（Fe3+）离子方程式：2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+加KI淀粉试纸Fe2+溶液 + KI淀粉试纸 无明显现象Fe3+溶液 + KI淀粉试纸 试纸变蓝离子方程式：2Fe3+ +2I- = 2Fe
35、2+ +I2 （5）利用Fe2+的还原性：Fe2+溶液 高锰酸钾溶液（酸性） 紫红色褪去Fe3+溶液 高锰酸钾溶液（酸性） 紫红色不褪,2019/6/30,研修班,51,小结：铁三角,(强还原剂 Al、CO、C、Mg、Zn）,强氧化剂（O2、 Cl2、HNO3）,还原剂( Fe、Cu、S2-、I-、H2S 、SO32-),强还原剂（C、CO、H2、Al）,弱氧化剂（Cu2+、Fe3+、H+、I2、S）,氧化剂（ O2、Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4、kMnO4(H+)、H2O2）,Fe,Fe3+,Fe2+,2019/6/30,研修班,52,四、铜的冶炼： （1）高温冶炼黄铜矿工业上用高
36、温冶炼黄铜矿方法获得铜（粗铜），粗铜中铜的含量为99.5%-99.7%，含有银、锌、铁、金等杂质。 （2）电解精炼电解精炼铜的原理是让粗铜作阳极，失电子变为铜离子，用铜棒作阴极即可得到精铜，电解精炼得到的铜，其含量高达99.95%-99.98%。 （3）湿法炼铜Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu （4）生物炼铜生物炼铜是利用细菌将矿石分化得到铜。矿堆浸铜法是种已被人们沿用了几百年的生物炼铜方法，直到最近生物工程学家才认识到微生物在帮助我们从矿石中提取铜。铜矿石中的铜常常与其他元素结合在一起，特别是与硫结合的特别牢固，此外铜矿石中铜含量往往较低，导致冶炼困难。生物炼铜利用某些具有特殊
37、本领的细菌帮助我们解决这个问题，这些被称为“吃岩石的细菌”能耐受铜盐的毒性，并能用空气中的氧气氧化硫化铜矿石，把不溶性的硫化铜转化为可溶性的硫酸铜。生物炼铜的成本远远低于其他炼法，而且没有污染，反应条件简单。,2019/6/30,研修班,53,1、铜的物理性质：红色金属，符合金属通性：导电性、导热性、延展性。 2、铜的化学性质：铜在金属活动性顺序表中排在H的后面，活动性较弱，不能从酸中置换出H2。但能与非金属发生反应，一定条件下也能与强氧化性酸反应。铜与O2反应铜与S反应铜与Cl2 反应铜与浓H2SO4反应铜与硝酸（稀、浓）铜与Fe3+溶液反应 3、铜的化合物：氧化铜：黑色粉末，不溶于酸，能与
38、酸反应氢氧化铜：蓝色固体，难溶于水，是一种弱碱，能与强酸反应硫酸铜：其无水盐为白色粉末，遇水时转化为蓝色晶体，化学式为 CuSO4.5H2O,俗名胆矾。,五、铜的性质,2019/6/30,研修班,54,案例7：（2007广东） 为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是( ) A 将青铜器放在银质托盘上 B 将青铜器保存在干燥的环境中 C 将青铜器保存在潮湿的空气中 D 在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜,2019/6/30,研修班,55,案例8：（2005年广东化学22） 钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白（TiO2）是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛
39、铁矿矿储量居世界首位。含有Fe2O3的钛铁矿（主要成分为FeTiO3）制取TiO2的流程如下： （1）Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中的第_周期，第_族。 （2）步骤加铁的目的是_；步骤冷却的目的是_。 （3）上述制备二氧化钛的过程中，可以利用的副产物是_；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入_处理。 （4）由金红石制备单质钛，涉及到的步骤为：TiO2 TiCl4 Ti 已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)；H= -393.5kJ?mol-1 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ；H= -5665kJ?mol-1 TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(
40、g) ；H= +41kJ?mol-1 则TiO2(s)+ 2Cl2(g)+C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的H=_。反应TiCl4+2Mg = 2MgCl2+Ti 在氩气氛中进行的理由是_。,2019/6/30,研修班,56,案例9：（2007广东）已知某混合金属粉末，除铝处还含有铁、铜中的一种或两种，所含金属的量都在5%以上。请设计合理实验探究该混合物金属粉末中铁、铜元素的存在。 仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙；1mol/L硫酸、2mol/L硝酸、2mol/LNaOH溶液、20%KSCN溶液。 完成以下实验探究过程： （1）提出假设： 假设1：该混
41、合金属粉末中除铝外还含有 元素； 假设2：该混合金属粉末中除铝外还含有 元素； 假设3：该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素； （2）设计实验方案 基于假设3，设计出实验方案（不要在答题卡上作答）。 （3）实验过程 根据（2）的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。 【提示】在答题卡上按以下方式作答，注意前后内容对应；注意文字简洁，确保不超过答题卡空间。 编号实验操作预期现象和结论,2019/6/30,研修班,57,第四部分：元素化合物（金属部分）复习建议,2019/6/30,研修班,58,一、高考试题分析（近几年各地高考题）:（1）命题中突出重要知识点的考查,如碱金属，铁，铝的性质，
42、铁三角，铝三角，Al3+ AlO2- Fe3+的水解及其应用,金属的冶炼。此外铜及其化合物等知识还将作为热门试题内容，频繁出现在近几年的高考试题中。 （2）2008年，山东理综28题、宁夏理综26题、北京理综28题都对铁、铜、铝的性质进行了综合考查。分析发现，这几年高考命题主要集中在：铁三角、 铝三角等知识与其他元素化合物知识与化学理论知识相结合，出现在推断、计算、离子共存、实验、金属腐蚀等试题中。此类题目涉及的知识考查并不复杂，但综合在一起则需要一定的综合能力，而且在设问方式、内容背景等方面每年会有所创新。,2019/6/30,研修班,59,二、复习的几点建议：,1、化学复习要“据”,考试大
43、纲是专家命题的依据。要对考试大纲中的“了解”、“理解”、“综合应用”各种层次的要求做到心中有数。 对初步了解和了解的内容尽管放手让学生看书解决。 对理解和综合应用的内容，要下功夫，挖掘知识规律和信息，探究知识的生长点、扩展点和可能出题点。,2019/6/30,研修班,60,2、化学复习要有“序”抓住主干知识和核心内容进行复习，构建知识网络。,由于金属及其化合物的知识比较琐碎，因此可以把金属元素的单质及其化合物按物质的分类连成知识主线，并进行纵向的总结归纳。,然后，结合化学基本理论知识，以元素周期律和元素周期表为指导思 想，并按一定的思维线索将各个知识点进行解剖， 重点突破。,最后，再按物质性质
44、、元素价态变化规律，全盘系统地考虑各物质之间的关系，以联成“知识网”。,紧扣教材，抓住主干知识，对每一知识点应按考试说明的要求层次进行复习归纳。,2019/6/30,研修班,61,例如：关于钠及其化合物的复习过程“点”突破： （1）重要的：Na、NaOH、Na2CO3 NaHCO3 、NaCl 先突破各“点” 如： Na2CO3、 NaHCO3的复习： 各自性质 相互对比 相互的转化 Na2CO3中混有 NaHCO3,NaHCO3中混有 Na2CO3分别除杂 用途,2019/6/30,研修班,62,(2)、由“点”构成“线”： Na Na2O、Na2O2 NaOH Na2CO3、NaHCO3
45、NaCl具体操作可以是让学生自主构 “线”，在任何两种可 一步转化的物质间画箭头，并且每个箭头配上一个 方程式（对于重要的反应，还要说出反应现象，反应 类型，离子方程式，此反应在制备或检验、除杂提纯 等方面的用途以及此反应牵涉的化学理论）。,2019/6/30,研修班,63,(3)形成网:在对钠、镁、铝、铁的单质及其化合物知识完成了“点”“线”后，应对它们进行纵向分析对比使知识形成“网”。,2019/6/30,研修班,64,2019/6/30,研修班,65,三、化学复习要有“新”,适量增加情景题在试卷中的比例。对化学高考题来说，主干知识和重点知识常考常新,不变的知识点，变化的只是情景。因此我们
46、在教学中，要尝试着不断引入“鲜活”的材料作情景，激发学生学习的兴趣和“活化”学生的知识。,2019/6/30,研修班,66,铜及其化合物,铜及其化合物是化学考纲要求掌握的内容，但教材却没能将铜及其化合物知识体系化，而是依附于其它元素化合物。近年来，高考试题中铜元素化合物的出现频率几乎为100%，铜及其化合物已成为高考命题的热点素材内容。,2019/6/30,研修班,67,2019/6/30,研修班,68,Cu CuO Cu2O Cu(OH)2 Cu2+盐,各物质知识点：物理性质（色、溶解性等）基本化学性质,2019/6/30,研修班,69,Cu CuO Cu(OH)2 Cu2+盐Cu2O,1、
47、请同学尽可能画出各类物质之间转化的箭头，并写出相应的方程式。,2019/6/30,研修班,70,Cu + Cl2 = ? Cu + S = ?,归纳：铜与强氧化剂生成Cu(+2)铜与弱氧化剂生成Cu(+1),2019/6/30,研修班,71,拓展2： CuO Cu(OH)2,学生误写： CuO + H2O = Cu(OH)2或CuO + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2O,归纳：金属氧化物与水反应一般规律,2019/6/30,研修班,72,学生书写1： Cu +2 AgOH = Cu(OH)2 + 2Ag,分析错误原因：,学生书写2： Cu + 2H2O = Cu(OH)2 + 2H2,讨论是否可行？,引导从两方面考虑： 1、以金属活动性顺序考虑 2、以NaCl + H2O 为铺垫，从能量角度考虑,2019/6/30,研修班,73,设计电解池,2019/6/30,研修班,74,以CuCl2为例，我们同学很容易写出 CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2 +2 NaCl,问题1：如果CuCl2溶液，不加其他试剂，能生成Cu(OH)2吗？,
