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《钠的重要化合物和铝的重要化合物》课件


第三章 金属及其化合物

第二节 几种重要的金属化合物
第1课时 钠的重要化合物

一、钠的重要化合物

温故而知新
1、钠在空气中氧化,燃烧后分别得到什么物质?
4Na+O2=2Na2O
加热

2、钠与水反应 3 、钠与酸反应

2Na+O2===Na2O2

2Na + 2H2O = 2Na+ + 2OH- + H2 ↑ 2Na + 2H+ = 2Na+ + H2 ↑

4 、钠与溶液的反应 CuSO4 FeCl3溶液

2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4 +Cu(OH)2↓+H2 ↑ 6Na+6H2O+2FeCl3=6NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑

一、钠的重要化合物

1、氧化钠和过氧化钠
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。

(1)物理性质
化学式 化合价 颜色 状态

Na2O
Na2O
+1 -2

Na2O2 Na2O2
+1

-1

白色固体

淡黄色固体

一、钠的重要化合物

(2) 化学性质
①氧化钠
思考:碱性氧化物有哪些重要的性质?
Ⅰ、与水反应生成碱 (较活泼的); Ⅱ、与酸性氧化物反应生成相应的盐(较 活泼的); Ⅲ、与酸反应只生成相应的盐和水。

一、钠的重要化合物

请大家写出Na2O与水、CO2、稀盐酸反应的化 学方程式

Na2O+H2O=2NaOH Na2O+CO2=Na2CO3 Na2O+2HCl=2NaCl+H2O

讨论:

Na2O2 能否与水、CO2、稀盐酸反应, 若反应,则生成哪些物质?

一、钠的重要化合物

实验3-5

②过氧化钠的化学性质

把水滴入在盛有少量过氧化钠固体的 试管中,立即用带火星木条放在试管 口,检验生成的气体。用手轻轻摸一 摸试管外壁,有什么感觉?然后向反 应后的溶液中滴入酚酞,有什么现象?

一、钠的重要化合物

Ⅰ、与水反应
? 现象:有大量气泡产生, 试管外壁发热, 放出的气体能使带火星的木条复燃, 溶液中滴入酚酞后先变红后褪色。

过氧化钠与水反应的化学方程式:
2Na2O2 + 4H2O = 4NaOH + 2H2O2 (H2O2具有强氧化性)

总:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑

2H2O2=2H2O+O2 ↑

魔术:滴水生火

一、钠的重要化合物

Na2O2既是氧化剂又是还原剂, O2 是氧化产物 Na2O2是强氧化剂,用途:可做漂白剂 (强氧化性漂白)

化合价升高,失2×e-,被氧化

2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑
化合价降低,得2×e-,被还原

-1

-2

0

一、钠的重要化合物

Ⅱ、与二氧化碳反应

魔术:吹气生火

化合价升高,失2×e-,被氧化
-1 -2 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3

+O2

0

化合价降低,得2×e- ,被还原

Na2O2既是氧化剂又是还原剂

应用:呼吸面具或潜艇中的供氧剂。

一、钠的重要化合物

呼吸面具

一、钠的重要化合物

对该反应的几点思考
ⅰ 、Na2O2只与潮湿的CO2反应 ⅱ 、Na2O2与CO2 、H2O反应,量
的关系怎样?

Na2O2与CO2、H2O的反应探讨

反应的化学方程式为:2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2,
2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑. 1.物质的量的关系

无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物,通 过足量的Na2O2时: (1)生成O2的物质的量总是CO2或H2O(或CO2和H2O的混合 物)物质的量的一半. (2)如果在相同状况下,且水为气态时,气体体积的减少量 是原混合气体体积的一半,即为生成氧气的体积

2.电子转移关系 当Na2O2与CO2、H2O反应时,每产生1 mol O2转移2 mol e-.双线桥法表示的Na2O2与CO2反应的电子转移情 况,即:

3.固体质量关系 相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”,H2O中的 “H2”;可以看作发生相应的反应: Na2O2+CO===Na2CO3、Na2O2+H2===2NaOH(实际上 两反应不能发生). 4.先后顺序关系 一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应, 可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2 再与H2O(g)发生反应.

一、钠的重要化合物

III、过氧化钠与盐酸反应 2Na2O2 + 4HCl = 4NaCl + 2H2O + O2↑

思考:过氧化钠是碱性氧化物吗?

不是。因为过氧化钠与酸反应,除了
生成盐和水外,还生成氧气。

一、钠的重要化合物

练习与思考
1.小军爱动脑筋,特别是在做计算题时,思维非常活跃, 想出的方法又科学又简单。老师在课堂上要求同学们做如 解析:向100g 水中加入的物质的物质的量都是 , 下一道题:在 100g 水中分别加入下列物质①2.3g0.1mol 钠 ②比较①和④可知,加入的溶质的物质的量相同,而①中 6.2g氧化钠③7.8g过氧化钠④4 g氢氧化钠,完全溶解后, 发生反应2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,总质量①<④,故 比较各溶液的溶质质量分数的大小, 质量分数①>④,比较②和③,分析反应 2Na2O2+2H2O 不到 2分钟,小军就得出了正确结果,你知道是怎么做出来 =4NaOH+O2↑,向溶液中加入1mol的 的吗?请你也试一试,结果是( )Na2O2就会以O2 1mol的氧原子,即加入 0.1mol的Na2O2 A.的形式跑出去 ③>②>④>① B.①>②>③>④ 0.1mol的Na2O ,故质量分数②=③,由于 C.相当于加入 ②=③>①>④ D. ③=②>①=④ 溶质的物质的量是0.2mol,显然质量分数关系为②=③ >①>④。

【答案】C

一、钠的重要化合物

提示:

2.有两包淡黄色的粉末,分别是硫粉和过 氧化钠,请设计简单的实验区分他们

方法一:分别取少量样品置于两支试管 中,加入少量水,有气泡冒出的是过氧 化钠,另一包则为硫粉

方法二:分别取少量固体,在空气中点 燃,产生淡蓝色火焰并有刺激性气味气 体产生的是硫粉,另一种则为过氧化钠。

一、钠的重要化合物

2、Na2CO3和NaHCO3 (1)碳酸钠和碳酸氢钠的溶解性
步骤
① ② ③ 初步结论

Na2CO3

NaHCO3

白色粉末,加水结块; 细小白色晶体,加水部 分溶解;放热不明显 放热
摇动时间长 可溶解 溶液变红 加水先变成含结晶水晶 溶液变红 体,碱性比NaHCO3强 固体量减少 溶液变微红

加水部分溶解,碱性 比Na2CO3弱

一、钠的重要化合物

(2)碳酸钠和碳酸氢钠的热 稳定性
试管口为什么 要斜向下?

如何检验产生 的CO2?

一、钠的重要化合物

(2)Na2CO3和NaHCO3 的热稳定性
Na2CO3
现象

NaHCO3

澄清石灰水不 变浑浊

管口有水珠,澄清石灰 水变浑浊
△ 2NaHCO3 == Na2CO3 + H2O + CO2 ↑

反 应 方 程式 结论

受热不分解

受热易分解

一、钠的重要化合物

创新:双试管实验
Na2CO3 NaHCO3

澄清的石灰水

一、钠的重要化合物

(3)与酸反应(滴加)
Na2CO3 NaHCO3

现象
反应的 离子方 程式

溶液中开始无现 象,后来有气泡
CO3 2-+H+ = HCO3 -

溶液中有气 泡冒出
HCO3 -+H+ =H2O+CO2↑

HCO3 -+H+ =H2O+CO2↑

一、钠的重要化合物

等质量的固体和等量的盐酸,比较产生气 球变大的速度和最终大小 Na2CO3 NaHCO3

NaHCO3比Na2CO3与酸反应剧烈,产生的气 体更多。

一、钠的重要化合物

探究结论 碳酸钠和碳酸氢钠
物质名称 碳酸钠 碳酸氢钠

化学式
俗名

Na2CO3
苏打、纯碱

NaHCO3 小苏打 NaHCO3 NaHCO3

在水中的溶解性
溶液的碱性 热稳定性 与酸反应速率

Na2CO3 > Na2CO3 > Na2CO3 >

NaHCO3

Na2CO3 < NaHCO3

一、钠的重要化合物
化学式 色态 溶解性 热稳定性 HCl NaOH Ca(OH)2 BaCl2 用途 Na2CO3 白色粉末 NaHCO3

两者比较
细小白色晶体

易溶于水 HCO3-与H+和OH-都 较易溶于水(比Na2CO3小) 不共存 2NaHCO3 = Na2CO3+H2O+CO2 稳定,不易分解
CO32- + 2H+=CO2↑+H2O HCO3- + H+ = CO2↑+H2O HCO3- + OH- =CO32-+H2O 有沉淀,两种反应

不反应
CO32- +Ca2+ = CaCO3↓ CO32- +Ba2+ = BaCO3↓

不反应
不反应

CO2 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3

转化

用于玻璃,肥皂,造纸,洗涤剂 发酵剂,灭火剂, 治胃酸过多 CO2 + H2O Na2CO3 NaHCO3 (1)固体: △ (2)溶液: NaOH

一、钠的重要化合物

? 1、用哪些方法鉴别Na2CO3、NaHCO3 ?
②滴入CaCl2或BaCl2溶液 产生白色沉淀的是Na2CO3

① 加热 加热固体,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3

③逐滴滴入稀盐酸 反应较剧烈的是NaHCO3

2如何除去溶液NaHCO3含有的少量Na2CO3?
3、如何除去固体和溶液Na2CO3中少量NaHCO3?

固体:加热 溶液:加适量氢氧化钠

一、钠的重要化合物

苏氏三兄弟
小苏打 苏
碳酸氢钠 NaHCO3 Na2CO3 Na2S2O3

打(纯碱)碳酸钠

大苏打(海波) 硫代硫酸钠

一、钠的重要化合物

侯德榜及侯氏制碱法
? 原理:先将氨通入饱和食盐水而形成氨盐 水,再通入二氧化碳生成溶解性较小的 NaHCO3微小晶体, ? 再加热煅烧制得纯碱产品。 ? NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl △ ? 2NaHCO3 ==Na2CO3+H2O+CO2↑

大家知道节日燃放的五彩缤 纷的烟花是怎么来的吗?

一、钠的重要化合物

3、焰色反应
金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现 特殊的颜色

实验步骤:

实验3-6

①将铂丝放在酒精灯外焰上灼烧至火焰颜色与原来 相同; ②用铂丝蘸取待测碳酸钠溶液放在外焰上灼烧,观 察火焰颜色; ③用盐酸洗净铂丝,在外焰上灼烧至火焰无色后, 再蘸取碳酸钾溶液在外焰上灼烧,透过蓝色的钴 玻璃观察火焰的颜色。

“洗” “烧” ,“蘸” “烧” , “洗” “烧”

一、钠的重要化合物

注意:

①要用铂丝或洁净的无锈铁丝蘸取待测液或待测固体 ②灼烧之前要用稀盐酸洗涤,并灼烧至火焰与原来相 同。 ③焰色反应中出现的颜色,针对的是元素,不是单质, 也不是指化合物。 ④焰色反应是物理变化。 ⑤无论是金属的单质还是化合物,其焰色都相同; ⑥金属的化合物无论是溶液中还是固体,其焰色相同。 ⑦钾的焰色必须透过蓝色的钴玻璃观察(避免钠等杂 质的焰色的干扰) 焰色反应创新实验

一、钠的重要化合物

几种金属的焰色:别忘了透过蓝色钴
玻璃

Li

Na

K

Cu

Rb

Ca

Sr

Ba

紫红色

黄色

紫色

绿色

紫色

砖红色

洋红色 黄绿色

节日燃放的五彩缤纷的烟 花,就是碱金属以及锶、钡等

金属化合物所呈现的各种艳丽 的色彩。

Na2O NaOH

Na2CO3
NaCl NaHCO3

Na2O2

第2课时 铝的重要化合物

一.金属铝 1.铝的物理性质:
具有银白色金属光泽的轻金属, 具有良好的延展性、导电性和导热 性
老年性痴呆症与铝有密切关系

铝原子的结构:铝的原子结构示意图、
核外电子排布式、

2、铝的化学性质:
Al的化学性质活泼,具有较强还原性 (1)与非金属反应 (2)与酸反应 (3)与碱反应 (4)与盐溶液反应 (5)与某些氧化物反应—铝热反应

2.化学性质:
1)与氧气的反应: 4Al + 3O2 === 2Al2O3 生成致密的氧化物起保护作用
思考:在金属活泼性顺序中铝排在铁的前面,那为什
么铁在空气中易生锈而铝在空气中不易被腐蚀呢? 铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢 固地覆盖在铝表面,阻止了内部的铝与空气接触。

铝在空气中缓慢氧化,在氧气中点燃剧烈燃烧。

2)与强酸溶液反应: 2Al +6HCl == 2AlCl3 + 3H2↑ 2Al + 6H+ == 2Al3+ + 3H2↑

说明:铝的“钝化”——在冷的浓硫酸 和浓硝酸中,铝不溶解(表面形成致 密的氧化膜)

3)与强碱反应

2Al+2NaOH+2H2O==Al+3H2↑

失 2× 3 e-

2Al+6H2O+2NaOH = 2NaAlO2+3H2↑+4H2O
得 6 × e-

4)与强碱反应

2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑
2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑

2Al +

+ 6H

==

3+ 2Al

+ 3H2↑

说明:等量的铝分别与足量的盐酸 和氢氧化钠反应生成氢气的量相等

5)与氧化物反应——铝热反应

2Al+Fe2O3==2Fe+Al2O3
4Al+3MnO2==3Mn+2Al2O3 实质:Al的强还原性
高温

高温

[现象]: 发出耀眼的光芒、放出 大量的热、有熔融物生成。 [化学方程式]:

2Al+Fe2O3 == 2Fe + Al2O3
铝热剂 铝热反应的用途:
铝粉和氧化铁反应装臵图

高温

焊接铁轨、冶炼金属

[试一试] 写出Al与V2O5 的反应方程式

10Al+3V2O5==6V+5Al2O3

高温

6)铝与盐的溶液反应: 能臵换出CuSO4、AgNO3等溶液中的金属。
2Al+3CuSO4 =3Cu+Al2(SO4)3

3.铝的用途 制造电线和电缆(导电性); 可作汽车、飞机、火箭材料 (镁铝合金),做各种铝质器皿

二.几种铝的重要化合物 1.氧化铝
1)物理性质:
白色、不溶于水的固体,熔点很高 (2054℃)常作耐火材料。 刚玉的主要成分是Al2O3 ,其中把含少 量铬元素的刚玉称为红宝石;含少量的铁和 钛元素的刚玉称为蓝宝石。

二.几种铝的重要化合物
1.氧化铝
宝石的主要成分是氧化铝 1)物理性质:熔点较高的粉末状物质 2)两性氧化物 Al2O3 + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2O; Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O Al2O3 + 2NaOH == 2NaAlO2 + H2O Al2O3 + 2OH-= 2AlO2-+ H2O

说明 ①铝制餐具不宜用来蒸煮或长时 间存放酸性、碱性或咸的食物 ②氧化铝不溶于水,与水不反应, 故不能用氧化铝与水反应制取氢氧化 铝

3)用途: ①耐火材料(Al2O3熔点高) ②冶炼金属铝:
2Al2O3=== 4Al + 3O2↑
但由于铝的熔点很高,故在氧化铝 中添加冰晶石(Na3AlF6)降低其熔点。
通电

2.氢氧化铝 1)物性:白色胶状难溶于水,有强的吸附性 2)化性: ①两性氢氧化物 Al(OH)3 + 3H+ === Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + OH- === AlO2- + 2H2O

说明

Al(OH)3的制备:可溶性铝盐与弱碱

AlCl3 + 3NH3· H2O == Al(OH)3↓+ 3NH4Cl

氢氧化铝为两性氢氧化物 H++AlO2-+H2O Al(OH)3 Al3++3OH与 酸 反 应

酸 式 电 离

与 碱 反 应

碱 式 电 离

Al(OH)3+NaOH= NaAlO2+2H2O Al(OH)3 + 3HCl= AlCl3 + 3H2O

②Al(OH)3加热能分解:
2Al(OH)3=Al2O3+3H2O 3)用途:

①凝聚水中悬浮物并能吸附色素, 常用作净水剂
②用作药物,治疗胃酸过多

3.硫酸铝钾
1)复盐:KAl(SO4)2==K++Al3++2SO422)明矾:化学式KAl(SO4)2· 12H2O (十二水合硫酸铝钾), 无色晶体,易溶于水。 明矾净水原理:明矾溶于水发生水解 反应,生成Al(OH)3胶体,吸附水中的 杂质,使水澄清。
Al3++3H2O = Al(OH)3 (胶体)+3H+

小结:Al3+与碱、 AlO2-与酸的反应
AlCl3中逐滴加入NaOH?
AlCl3中逐滴加入氨水?

Al3++3NH3.H2O=Al(OH)3 ↓+3NH4+ 故:用Al3+制取Al(OH)3用弱碱更合适
NaAlO2中逐滴加入盐酸? NaAlO2中缓慢通入CO2?

2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3 ↓+CO32AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3 ↓+HCO3故:由AlO2-制取Al(OH)3用弱酸更合适

铝的化合物之间转化关系 铝“三角”

Al

3+

3.4OH-

6.4H+

AlO2-

Al(OH)3
7. 双水解

按以上关系写出离子方程式
1. Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓

2. Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O 3. Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O
4. AlO2- + H+ + H2O =Al(OH)3↓ 5. Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O 6. AlO2- + 4H+ = Al3+ + 2H2O 7. Al3+ + 3AlO2- + 6H2O= 4Al(OH)3↓

讨论以上反应量与产物关系

Al3+ ---- 3OH- ----Al(OH)3
3+ Al

----

4OH

----AlO2

AlO2

----

+ H

----Al(OH)3

AlO2- ---- 4H+ ----Al3+

有关铝化合物的图像问题
1.往AlCl3溶液逐滴加入NaOH溶液至过量
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓ Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O

n[Al(OH) ] ↓
3

1

1

2

3

4

n(NaOH)

2.往NaOH溶液中加入AlCl3溶液至过量
Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓

n[Al(OH) ] ↓
3

4

1

2

3

4

n(AlCl3)

3.往NaAlO2溶液中加入稀盐酸至过量
AlO2- + H+ + H2O =Al(OH)3↓
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O

n[Al(OH) ] ↓
3

1

1

2

3

4

n(HCl)

4.往稀盐酸溶液中加入 NaAlO2至过量
AlO2- + 4H+ = Al3+ + 2H2O
Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓

n[Al(OH) ] ↓
3

4

1

2

3

4

n(NaAlO-2)

5.往NaAlO2和NaOH混合溶液中加入HCl溶 液至过量
OH-+H+ = H2O AlO2- + H+ + H2O =Al(OH)3↓ Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O

n[Al(OH) ] ↓
3

1

1

2

3

4

5

n(HCl)

6.往AlCl3溶液中滴加入氨水至过量
Al3+ +3NH3.H2O = Al(OH)3↓+3NH4+

1

n[Al(OH) ] ↓
3

1

2

3

4

n( NH3.H2O

)

7.往AlCl3溶液中加入NaAlO2溶液
Al3+ + 3AlO2- + 6H2O = 4Al(OH)3↓

4

n[Al(OH) ] ↓
3

1

2

3

4

n(NaAlO2)

8.往NaAlO2溶液中加入AlCl3溶液
Al3+ + 3AlO2- + 6H2O = 4Al(OH)3↓

4

n[Al(OH) ] ↓
3

1

2

3

4

n(AlCl3)

9.往NaAlO2溶液中通入CO2 (或过量)
2AlO2- +CO2 +3H2O =2Al(OH)3↓+CO32或AlO2-+CO2 +2H2O =Al(OH)3↓+HCO3-

2或 1

n[Al(OH) ] ↓
3

1

2

n(CO2)

10.往AlCl3 HCl混合溶液中加NaOH至过量
OH-+H+ = H2O Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 ↓ Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O

n[Al(OH) ] ↓
3

1

1

2

3

4

5

n(NaOH)

11.往Al3+、Mg2+、H+各1mol的混合溶液 中加NaOH溶液至过量
OH-+H+ = H2O Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 ↓ Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2 ↓

n[沉淀]
2 1

Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O

n(NaOH)
1 2 3 4 5 6 7

12.往OH- 、AlO2- 、 Mg(OH)2各1mol的 混合溶液中加入盐酸至过量
OH-+H+ = H2O AlO2- + H+ + H2O =Al(OH)3↓ Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O + = Mg2+ +2H O Mg(OH) +2H 2 2 n[沉淀]
2 1 1 2 3 4 5 6 7

n(HCl)

小结: 铝及其重要化合物的相互转化
Al
① O2

Al2O3

AlO2

加热

Al(OH)3

Al3+

小结:从铝土矿中提取铝 铝的存在:
铝元素占地壳总量的7.73%,是地壳中含量 最多的金属。 于铝是活泼的金属,因此铝元素在自然界中 均以化合态的形式存在。

铝元素在地壳中的
主要存在于 铝土矿 中, 其主要成分

Al2O3



还含有少量的 Fe2O3、 。 SiO2

方法1

酸溶法
Al
通电

Al2O3
④ △

Al2O3 Fe2O3 SiO2 过滤①

过量 盐酸

SiO2除去

AlCl3 FeCl3 HCl 溶液 过滤②

过量 NaOH 溶液

NaAlO2 过量CO2 Al(OH)3 NaCl NaOH 过滤③ 溶液 滤液 除去 Fe(OH)3除去

酸碱(弱)酸

方法2

碱溶法
H2SiO3 除去
AlCl3 NaCl HCl 过滤③ 溶液

过量NaOH Al2O3 溶液

Fe2O3除去 NaAlO2 Na2SiO3 NaOH 过滤② 溶液
过量 盐酸

Fe2O3 SiO2 过滤①

滤液 过量氨水 除去

Al(OH)3



碱酸(弱)碱

Al

通电

Al2O3


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