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1、第二节第二节几种重要的金属化合物几种重要的金属化合物一、一、教材分析教材分析1 1、地位和作用地位和作用几种重要的金属化合物这一节是人教版高中化学必修一第三章第二节的内容。在“第一章 从实验学化学”和“第二章 化学物质及其变化”的基础上，第三章进入元素化学的学习，开始具体介绍元素化合物的知识，这一章介绍金属及其化合物，下一章介绍非金属及其化合物，从构成常见的物质的元素知识开始，引导学生从化学的角度了解丰富多彩的世界。元素化合物知识是中学化学的基础知识，也是工作和生活中经常接触和了解的基本知识，这些知识既可以为前面学习的实验和理论知识补充感性认识材料，又能为后续介绍物质的结构、元素周期律、化学反
2、应与能量等理论知识打下重要的基础，也可以帮助学生逐步掌握学习化学的一些基本方法，还能使学生认识到化学在促进社会发展、改善人类的生活条件等方面起到重要的作用。2 2、知识体系知识体系本节知识是金属的化学性质知识的延伸和发展。在自然界中金属元素基本上都以化合物的形式存在，只有既了解金属单质的化学性质，又了解它们的化合物的性质才是比较全面地了解金属。金属化合物的性质是建立在金属单质的基础之上，金属在化学反应中失去部分电子转变成金属阳离子，生成金属化合物，所以它们之间存在着必然的因果关系。但金属阳离子的性质与金属单质的性质就完全不同了，这是原子核外电子的量变引起质变的有力证据。大多数金属阳离子核外电子
3、已达到稳定结构，所以金属化合物之间的相互转变主要是发生复分解反应，一般不涉及到元素化合价的变化，只有少数有变价的元素（如 Fe）的阳离子在一定条件下才会发生氧化还原反应。3 3、主要内容及特点主要内容及特点本节着重介绍了钠的重要化合物（过氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠）、铝的重要化合物（氧化铝、氢氧化铝）、铁的重要化合物（氧化物、氢氧化物、亚铁盐、铁盐），铜的化合物是以“资料卡片”的形式出现的。根据新课程标准所确定的“课程强调学生的主体性”，要“有助于学生主动构建自身发展所需要的化学基本知识和基本技能”的课程性质，本节内容在呈现方式上有以下特点：图画较多，有利于引起学生的学习兴趣；活动较多，如Na2
4、CO3、NaHCO3的性质，Fe3+的检验等采用了科学探究的形式。二、二、新课程标准新课程标准1、了解钠、铝、铁、铜等金属及其化合物的重要性质。2、通过金属及其化合物的性质实验，提高学生对“化学是一门以实验为基础的科学”的认识，培养学生的实验意识、操作技能、观察能力和分析问题的能力等。3、通过比较、归纳等，让学生逐步掌握学习元素化合物知识的一般方法。4、通过金属及其化合物、金属材料在生产和生活中的应用等的学习，提高学生学习化学的兴趣，增强学好化学、服务社会的责任感和使命感。三、三、学情分析学情分析学生在初中化学中已学过一些金属及其化合物的知识，在平时的生活接触中也已有较多了解，现在进一步学习有
5、关金属化合物的新知识容易接受。通过第二章的学习，学生已经具备了氧化还原反应、离子反应的理论基础知识。但由于学生刚刚开始学习元素化合物，对氧化还原知识尚不能熟练运用，对常见的氧化剂、还原剂并不熟悉，加上实验能力有限，导致他们可能对Fe2+与 Fe3+的相互转化的探究实验会遇到困难，所以需要引导学生开展探究实验。四、四、教学目标教学目标1、知识与技能：（1）了解氧化钠和过氧化钠的物理性质，掌握过氧化钠的化学性质。（2）掌握碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质及鉴别。（3）了解焰色反应及其用途。（4）掌握铝的氧化物和氢氧化物的化学性质及其两性。（5）掌握 Fe3+的氧化性及鉴别、Fe3+和 Fe2+的性质及其
6、转化。（6）掌握铁的两种氢氧化物的化学性质。2、过程与方法：（1）通过运用对氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠的性质列表比较，促进学生掌握钠的化合物的物理性质和化学性质。（2）通过演示实验和学生实验，培养学生的观察能力、动手能力及分析问题的能力。（3）采用对比分析、讨论归纳和实验探究，突破铝的氧化物和氢氧化物性质的教学难点。3、情感态度和价值观：（1）通过学习碳酸钠和碳酸氢钠的相互转化，以及探究氧化铝、氢氧化铝两性，对学生进行辩证唯物主义教育。（2）通过生活中使用纯碱和小苏打、明矾净水、Al（OH）3和小苏打治疗胃病、铝中毒、亚铁盐治疗贫血症等素材，培养学生用化学视角关注生活的习惯，体会化学对人类生活的
7、重要影响。五、五、本节教学重点难点本节教学重点难点1、重点:（1）过氧化钠的重要性质、碳酸钠和碳酸氢钠的性质及其鉴别方法。（2）Al（OH）3独特的性质以及由此引出的两性氢氧化物的概念。（3）铁的氢氧化物的性质；Fe2+和 Fe3+的相互转化。2、难点：（1）过氧化钠和二氧化碳、水的反应及有关计算。（2）Al（OH）3与碱反应的性质。（3）Fe3+和 Fe2+的相互转化，Fe3+的氧化性和 Fe2+的还原性。六、六、学法指导学法指导1、用已学过的氧化还原反应、离子反应为理论依据，指导金属元素及其化合物的学习。2、重视化学实验探究。通过对实验的设计、操作、现象分析、总结归纳，提高动手实验能力，巩
8、固化学基础知识。3、注意知识的对比、归纳、迁移。七、七、课时安排：五课时课时安排：五课时课时分配：钠的重要化合物2 课时铝的重要化合物1 课时铁的重要化合物2 课时八、八、教学设计教学设计第一课时钠的重要化合物引入：多数金属单质都可以转化成化合物。引导学生了解同一种金属元素的转化关系：“金属单质金属氧化物金属氢氧化物盐”。对几种重要的金属化合物以此为主线展开学习。一、钠的重要化合物一、钠的重要化合物钠是一种活泼的金属元素，在自然界中不存在游离态的钠，钠元素都是以化合态存在于自然界中。学生：回顾 Na 及其化合物的转化关系Na2ONaOHNaClNaNa2CO3NaHCO3Na2O2（一）（一）
9、钠的氧化物：氧化钠、过氧化钠钠的氧化物：氧化钠、过氧化钠【思考与交流】1、回忆前面做过的实验，描述氧化钠和过氧化钠的颜色、状态。2、对比氧化钠和氧化钙的化学性质，写出氧化钠与水、二氧化碳、盐酸反应的化学方程式。【归纳】1 1、氧化钠的性质：白色固体，易溶于水。具有碱性氧化物的通性。、氧化钠的性质：白色固体，易溶于水。具有碱性氧化物的通性。（1 1）N Na a2 2O+HO+H2 2O=2NaOHO=2NaOH（2 2）N Na a2 2O+COO+CO2 2=Na=Na2 2COCO3 3（3 3）N Na a2 2O+2HCl=2NaCl+HO+2HCl=2NaCl+H2 2O O【实验
10、3-5（一）】过氧化钠与水反应【实验 3-5（二）】将蘸有Na2O2的脱脂棉置于石棉网上，用胶头滴管向脱脂棉滴入一滴水或用导气管向脱脂棉吹气。实验现象实验现象有大量气泡产生带火星木条复燃试管外壁温度升高或棉花剧烈燃烧酚酞试液变红后褪色酚酞试液变红后褪色实验结论实验结论过氧化钠与水剧烈反应有氧气产生反应放热有碱生成，Na2O2具有漂白性【思考与交流】根据实验现象，写出反应的化学方程式，标出电子转移方向和数目，指出氧化剂和还原剂。并思考 Na2O2是否属于碱性氧化物。【归纳】2 2、过氧化钠的性质：淡黄色固体。能与水、过氧化钠的性质：淡黄色固体。能与水、COCO2 2、酸等反应。、酸等反应。（1
11、1）2Na2Na2 2O O2 2+2H+2H2 2O=4NaOH+OO=4NaOH+O2 2（2 2）2Na2Na2 2O O2 2+2CO+2CO2 2=2Na=2Na2 2COCO3 3+O+O2 2（3）2Na2Na2 2O O2 2+4HCl=4NaCl+2H+4HCl=4NaCl+2H2 2O+OO+O2 2【介绍】过氧化钠可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源。（二）（二）碳酸钠和碳酸氢钠碳酸钠和碳酸氢钠碳酸钠（Na2CO3）俗名纯碱，也叫苏打，碳酸氢钠（NaHCO3）俗名小苏打。在厨房里常常能找到这两种物质。【科学探究】碳酸钠和碳酸氢钠的性质1 1、NaNa2 2COCO3 3
12、和和 NaHCONaHCO3 3的溶解性和酸碱性的溶解性和酸碱性步骤Na2CO3白色粉末，加水结块变成晶体；放热完全溶解NaHCO3细小白色粉末，加水部分溶解，感受不到热量变化部分溶解初步结论溶液变红（较深）溶液变微红溶解性：Na2CO3NaHCO3;溶液碱性（相同条件）：Na2CO3NaHCO3【介绍】（1）碳酸钠粉末遇水生成含有结晶水的碳酸钠晶体水和碳酸钠（Na2CO3xH2O）。碳酸钠晶体在干燥空气中容易逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末。（2）钠长期露置于空气中会发生什么样的变化？（3）碳酸钠和碳酸氢钠虽然都属于盐类，但它们的溶液都显碱性，这就是它们可用作食用碱或工业用碱的原因。2 2、Na
13、Na2 2COCO3 3和和 NaHCONaHCO3 3的热稳定性的热稳定性Na2CO3现象不分解化学方程式2NaHCO3=Na2CO3CO2H2O结论稳定性：Na2CO3NaHCO3NaHCO3澄清的石灰水变浑浊。【思考】Na2CO3固体中混有 NaHCO3，如何除杂？3 3、NaNa2 2COCO3 3和和 NaHCONaHCO3 3与盐酸反应快慢的比较：与盐酸反应快慢的比较：（资料书 P39）写出碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的离子反应方程式：CO232H=CO2H2OHCO3H=CO2H2O问题讨论：在碳酸钠和碳酸氢钠溶液中分别缓慢逐滴加入稀盐酸，边加边振荡。现象：碳酸钠溶液中先没有气泡产
14、生，后有气泡产生，碳酸氢钠溶液中一滴入盐酸就有气泡产生。2 2H H=HCO=HCO；HCOHCO H H=CO=COH H O O总结：碳酸钠：总结：碳酸钠：COCO3 33 33 32 22 2碳酸氢钠：碳酸氢钠：HCOHCO3 3H H=CO=CO2 2H H2 2O O【思考】如何不用任何试剂鉴别Na2CO3溶液和稀盐酸？4 4、与、与 CaClCaCl2 2、BaClBaCl2 2的反应：的反应：2 22 22 22 2COCO3 3CaCa=CaCO=CaCO3 3，COCO3 3BaBa=BaCO=BaCO3 32 22 2HCOHCO3 3与与 CaCa、BaBa 不反应不反应
15、-2 25 5、与碱反应：、与碱反应：HCOHCO3 3+OH+OH=CO=CO3 3+H+H2 2O O思考：Na2CO3和 NaHCO3与 Ba（OH）2、Ca（OH）2溶液反应的现象。【总结】资料 P39 NaNa2 2COCO3 3和和 NaHCONaHCO3 3的性质比较、碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别、除杂的性质比较、碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别、除杂（三）（三）焰色反应焰色反应很多金属或它们的化合物在燃烧时使火焰呈现出特殊的颜色，这在化学上叫做焰色反应。它是金属元素的一种特征性质。【实验3-6】【强调】1焰色反应产生的火焰颜色与元素的存在状态无关，如：灼烧钠的化合物和单质时，火焰颜色均为黄色。
16、几种常见金属的焰色：钠：黄色，钾：紫色，钙：砖红色。2、观察 K 元素的焰色反应时，应通过蓝色钴玻璃观察，排除Na 元素的干扰。3、焰色反应是物理变化而不是化学变化。【讲解】在节日时燃放的焰火会呈现五颜六色的火焰，是因为在焰火中存在多种金属元素(如镁、钙、锶、钡等)。第二课时铝的重要化合物【引入】铝是地壳中含量最多的金属元素，但人们发现并制得单质铝却比较晚，这是由于铝很活泼，从铝的化合物中提炼铝单质比较困难。铝的许多化合物在人类的生产和生活中具有重要的作用。【引导】二、铝的重要化合物二、铝的重要化合物Al Al2O3 Al(OH)3铝盐（如 AlCl3）、偏铝酸盐（如 NaAlO2）（一）（一
17、）氧化铝（氧化铝（AlAl2 2O O3 3）【阅读】教材 P58相关内容【归纳】1、物理性质：白色固体，难溶于水，熔点高（2050）。2、用途：冶炼金属铝的原料；可用来制造耐火坩埚、耐火管、耐高温的实验仪器等；也是人造刚玉、人造宝石的主要成分。3、化学性质：既能与酸反应，也能与强碱反应。是一种两性氧化物。AlAl2 2O O3 36HCl=2AlCl6HCl=2AlCl3 33H3H2 2O OAlAl2 2O O3 36H6H=2Al=2Al3 33H3H2 2O OAlAl2 2O O3 32NaOH=2NaAlO2NaOH=2NaAlO2 2H H2 2O OAlAl2 2O O3 3
18、2OH2OH=2AlO=2AlO2 2H H2 2O O（二）（二）氢氧化铝氢氧化铝【思考】在实验室中如何制备氢氧化铝？【分析】Al2O3难溶于水，不能与水直接化合生成氢氧化铝。只有少数活泼金属元素的氧化物，如氧化钾、氧化钠和氧化钙等，能与水直接化合生成可溶或微溶的碱。【实验 3-7】氢氧化铝的制备 强调滴加氨水至过量，直到不再产生沉淀为止1 1、制备：、制备：AlAl2 2(SO(SO4 4)3 36NH6NH3 3 H H2 2O=2Al(OH)O=2Al(OH)3 33(NH3(NH4 4)2 2SOSO4 4AlAl3 33NH3NH3 3 H H2 2O=Al(OH)O=Al(OH)
19、3 33NH3NH4 4【实验 3-8】氢氧化铝与强酸、强碱的反应2 2、化学性质：既能与酸反应，也能与强碱反应，是两性氢氧化物。化学性质：既能与酸反应，也能与强碱反应，是两性氢氧化物。Al(OH)Al(OH)3 33H3H=Al=Al3 33H3H2 2O OAl(OH)Al(OH)3 3OHOH=AlO=AlO2 22H2H2 2O O受热易分解：受热易分解：2Al(OH)2Al(OH)3 3=AlAl2 2O O3 33H3H2 2O O3 3、用途：能凝聚水中悬浮物，并能吸附色素；治疗胃酸过多。用途：能凝聚水中悬浮物，并能吸附色素；治疗胃酸过多。【思考与交流】为什么常用可溶性铝盐与氨水
20、反应制备氢氧化铝，而不用氢氧化钠溶液呢？（三）（三）铝盐（铝盐（AlAl3 3）和偏铝酸盐（）和偏铝酸盐（AlOAlO2 2）1 1、铝盐（铝盐（AlAl3 3）：易与碱反应制备氢氧化铝：易与碱反应制备氢氧化铝重要的铝盐：氯化铝、硫酸铝、明矾重要的铝盐：氯化铝、硫酸铝、明矾【问题讨论】（1）、向氯化铝溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液至过量向氯化铝溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液至过量，分析现象、离子反应方程式并画出图像。(结合练习册 P110 T14 分析相关计算问题)现象：立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失反应：Al33OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=AlO22H2O图像：（2）、在氢氧化钠溶液中
21、逐滴加入氯化铝溶液至适量，请写出有关的离子反应方程式。Al34OH=AlO22H2O（3）、结合教材 P59资料卡片，介绍明矾。2 2、偏铝酸盐（、偏铝酸盐（AlOAlO2 2）：与酸反应：与酸反应【演示实验】向上述所得到的 NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸至过量，观察现象，书写离子反应方程式，并画出相应图像。现象：立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失反应：AlOAlO2 2H H H H2 2O=Al(OH)O=Al(OH)3 3 Al(OH)Al(OH)3 33H3H=Al=Al 3H3H2 2O O图像：【分析】向偏铝酸钠溶液中，持续不断地通入CO2，观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反
22、应的离子方程式：AlO2CO22H2O=Al(OH)3HCO3。（分析方程式的书写与 CO2的量有关）在利用 NaAlO2制备 Al(OH)3时，应通入 CO2，而不选用盐酸或硫酸。【小结】铝的化合物的转化关系：3 3第三课时铁的重要化合物【引入】【引入】铁在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝，居第四位，主要以+2 价、+3 价化合物的形式存在。引导学生结合氧化还原反应的相关知识，从化合价的角度认识铁单质、+2 价的铁、+3 价的铁的氧化性、还原性。三、铁的重要化合物三、铁的重要化合物（一）（一）铁的氧化物铁的氧化物化学式俗名颜色状态溶解性铁的化合价稳定性与 H 反应的离子方程式FeO黑色粉末难溶于
23、水2不稳定FeO2H=Fe H2O+2+Fe2O3铁红红棕色粉末难溶于水3稳定Fe2O3 6H=2Fe+3+Fe3O4磁性氧化铁黑色晶体(有磁性)难溶于水2，3稳定Fe3O48H=Fe 2Fe 4H2O3+2+3H2O【强调】FeO、Fe2O3属于碱性氧化物；Fe3O4不是碱性氧化物。（二）（二）、铁的氢氧化物：、铁的氢氧化物：铁有两种氢氧化物，他们可分别由其对应的可溶性盐与碱溶液反应而制得。【实验 3-9】在两只试管中分别加入少量 FeCl3和 FeSO4溶液，然后滴入 NaOH 溶液。观察并描述发生的现象。总结并归纳其中的相关知识。化学式色态受热分解制法2+Fe(OH)2白色固体+2+Fe
24、(OH)3红褐色固体Fe(OH)33H=Fe 3H2O2Fe(OH)3=Fe2O33H2O可溶性铁盐与碱溶液反应Fe 3OH=Fe(OH)33+3+与盐酸反应Fe(OH)22H=Fe 2H2O可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe 2OH=Fe(OH)2在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，二者的关系现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3【讨论】如何长时间观察到Fe(OH)2沉淀？【总结】成功关键：溶液中不含成功关键：溶液中不含 Fe 和和 O O2 2等氧化性物质；等氧化性物质；制备过程中，保证生成的制
25、备过程中，保证生成的 Fe(OH)Fe(OH)2 2在密闭的隔绝空气的体系中。在密闭的隔绝空气的体系中。【归纳方法】（1）使用煮沸的蒸馏水配制溶液。（2）在溶液上加入保护层（例如植物油、苯）。（3）使用长胶头滴管伸入液面下滴加溶液。（四）（四）铁盐和亚铁盐铁盐和亚铁盐1 1、FeFe3+3+、FeFe2+2+的检验的检验【实验】在两只试管中分别加入5mlFeCl2和 5mlFeCl3溶液，各滴入几滴KSCN 溶液。观察并记录现象3+FeCl3溶液FeCl2溶液滴入几滴 KSCN 溶液溶液呈红色【Fe3+3SCN Fe(SCN)3】刚开始溶液颜色无变化，一段时间后溶液变红【分析】KSCN 溶液是
26、检验 Fe3+的灵敏试剂。Fe2+容易被氧化为 Fe3+。从化合价的角度分析，二者可以相互转化。2 2、FeFe、FeFe 之间的转化之间的转化【科学探究】加入铁粉、KSCN 溶液上层清液加氯水、振荡【分析】选择性讲解结合书后练习 T10:Cu+Fe3+=Fe2+Cu2+氧化性顺序：Fe3+Cu2+Fe2+【总结】3、检验 Fe2+、Fe3+的常用方法1根据溶液颜色含有 Fe2的溶液显浅绿色/含有 Fe3的溶液显黄色2用 KSCN 溶液和氯水流程：溶液加氯水加KSCN溶液无明显现象溶液变血红色Fe22+2+3+3+现象溶液不显红色溶液显红色反应的离子方程式2 Fe3+Fe=3 Fe2+2 Fe2+Cl2=2 Fe3+2Cl溶液变血红色Fe3有关反应：Fe3+3SCN Fe(SCN)3(红色)2 Fe2+Cl2=2 Fe3+2Cl3 用 NaOH 溶液流程：2加NaOH溶液白色沉淀灰绿色红褐色Fe溶液红褐色沉淀Fe3有关反应：Fe33OH=Fe(OH)3(红褐色沉淀)Fe2+2OH=Fe(OH)2(白色沉淀)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3【介绍】课本 P62 资料卡片铜盐和实践活动铝盐和铁盐的净水作用。