高一化学必修1第二节几种重要的金属化合物（2）教学设计

高一化学必修 1 第二节几种重要的金属化合物（2）教学设计 三维目标： 授课人：董 xx 知识与技能： ①掌握几种重要氢氧化物的性质。 ②掌握 Fe(OH)2 氧化成 Fe(OH)3 的过程。 ③通过实验和探究，让学生对探究的方法有一些了解。 过程与方法： ①利用列表比较的方法培养学生的观察能力及综合分析能力。 ②通过实物展示，启发诱导学生突破难点、巩固重点。 情感、态度 ①结合铁的化合物的性质的教学，对学生进行辩证唯物主义教育。 与价值观 ②通过学习物质的性质，培养学生学以致用。 教学重点： 铝的氧化物和氢氧化物性质，铁离子的检验 教学难点： 氢氧化铝的两性 教学方法： 实验分析法 教学准备： 多媒体课件，实验用品 教学过程： 第 2 课时 [复习]钠的化合物写出重要的化学反应。 【过渡】上节课我们学习了钠的重要化合物，本节课我们继续探讨铝的重要 化合物。铝是自然界含量最多的元素，但是由于性质活泼，在自然界以化合态存 在，冶炼非常困难，铝的化合物有重要作用。 轶闻趣谈:法国皇帝拿破仑三世是一个喜欢炫耀自己的人。他常常大摆宴席，宴请天下宾客。每次宴会，餐桌上的 用具几乎全是用银制成的，唯有他自己用的那一个碗是铝制品。这事要拿到现在，一定十分可笑，因为在今天，铝不仅 比银便宜得多，而且光泽和性能都远远比不上银。为什么贵为法国皇帝，却不用高贵而亮丽的银碗，而用色泽要暗得多 的铝碗呢？原来，在差不多 200 年前的拿破仑时代，冶炼和使用金银已经有很长的历史，宫廷中的银器比比皆是。可是， 在那个时候，人们才刚刚懂得可以从铝矾土中炼出铝来，冶炼铝的技术还非常落后，炼铝十分困难。所以，当时铝是非 常稀罕的东西，不要说平民百姓用不起，就是大臣贵族也用不上。拿破仑让客人们用银餐具，偏偏自己用铝碗，就是为 了显示自己的高贵和尊严。铝之所以变得便宜，是因为后来人们发明了电解铝的技术，可以大量生产铝。铝已经非常普 遍，谁还会像当年的拿破仑那样拿它来炫耀呢? 二、铝的重要化合物 〖引入〗氧化铝是冶炼铝的原料，也是重要的铝的化合物，所以我们首先 来认识氧化铝。 1、氧化铝 [思考与交流]在学习金属的化学性质时我们曾经做过一个铝片在酒精灯上 加热的实验，我们知道铝片加热后，并没有像镁带一样燃烧，你知道是为什么吗？ 【学生活动】请同学们结合课本 58 页第一自然段，归纳氧化铝的物理性质。 （1）物理性质：难溶与水，熔点很高难熔。（2）化学性质： [科学探究]我们知道,氧化物按照组成元素可以分为金属氧化物和非金属氧 化物两种,如果按照与酸和碱的反应情况又可以分为酸性氧化物和碱性氧化物。 氢氧化铝属于什么氧化物呢？ [学生活动]1、按照组成元素分析，氧化铝属于什么氧化物？ 【结论】按照组成元素分析，氧化铝属于金属氧化物。 【学生活动】2、利用氧化铝分别与酸和碱的反应分析，氧化铝属于什么氧 化物？ Al2O3+6HCl==2AlCl3+3H2O Al2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2O 离子方程式：Al2O3+2OH－=2AlO2 －+H2O Al2O3+6H＋=Al3＋+3H2O 【结论】既能跟酸反应，又能跟碱反应，生成盐和水的氧化物叫两性氧化物。 Al2O3 属于两性氧化物。 （3）用途： [ 分析]我们知道性质决定用途，请同学们根据氢氧化铝的性质推测氧化铝的用途。 【结论】氧化铝可以用做冶炼铝的原料和耐火材料。 【过渡】在了解了氧化铝之后，我们再来认识另一种铝的重要的化合物氢氧 化铝。 2、氢氧化铝——Al(OH)3 （1）Al(OH)3 的制取 [演示实验]3-7 在两支试管中各取 10ml0.5mol/L 硫酸铝溶液,分别滴加 5 滴 氨水，观察 Al(OH)3 的颜色、状态。 实验现象：白色胶状沉淀 化学方程式： Al2(SO4)3 + 6NH3.H2O= 2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4 （2）Al(OH)3 的性质 [演示实验]3-8 再向上述两支试管分别继续滴加过量的盐酸、氨水和氢氧化 钠溶液，观察现象。 实验现象：加盐酸和氢氧化钠白色沉淀溶解，加氨水白色沉淀不溶解。 化学方程式： Al(OH)3 + 3HCl == AlCl3 + 3H2O ；Al(OH)3 +NaOH == NaAlO2 +2 H2O 离子方程式： Al(OH)3 + OH- == AlO2- +2 H2O ； Al(OH)3 +3 H+ == Al3+ + 3H2O 既能跟酸反应生成盐和水，又能跟碱反应生成盐和水的氢氧化物叫两性氢氧化物。如两性氢氧化物 Al(OH)3。 【学与问】用可溶性盐和碱反应制取氢氧化铝时，为什么使用氨水而不使用 氢氧化钠？ （3）Al(OH)3 的热稳定性 2Al（OH）3 加热 Al2O3+3H2O （4）Al(OH)3 的用途： 氢氧化铝可以用于净化水，也可以做治疗胃酸过多的药物。 〖资料卡片〗学生自学了解明矾的组成和性质。 （5）Al3+检验 请同学们思考如何检验 Al3+ ？ Al3+检验方法：取少量样品，逐滴加入氢氧化钠溶液，观察现象。若产生白 色沉淀，继续加氢氧化钠溶液，白色沉淀消失，说明存在 Al3+。 【知识拓展】①盐酸和偏铝酸钠反应的方程式： NaAlO2 + H2O +2HCl == NaCl+Al(OH)3↓ ②二氧化碳与偏铝酸钠反应的方程式： CO2 +NaAlO2 +2 H2O= Al(OH)3↓+NaHCO3 ③三氯化铝和偏铝酸钠反应的方程式： AlCl3 + 3NaAlO2 +6 H2O= 4Al(OH)3↓+3 NaCl 【思考与交流】 1、将氢氧化钠溶液逐滴加入氯化铝溶液中，实验现象是什么？若加液顺序 不同现象有何区别？请用加入液体的体积与沉淀的量的关系图来说明。 2、将盐酸溶液逐滴加入偏铝酸钠溶液中，实验现象是什么？若加液顺序不 同现象有何区别？请用加入液体的体积与沉淀的量的关系图来说明。 【过渡】铁是使用最为广泛的金属元素，下面我们来探究铁的重要化合物。 三、铁的重要化合物 〖概况〗铁在地壳中的含量为氧、硅和铝后的第四位，主要化合价为+2 和+3。 铁是最常见的变价金属，在实际中应用较广。 1、铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 名称 氧化亚铁 三氧化二铁 四氧化三铁 俗名 —— 铁红 磁性氧化铁 价态 （稳定性） +2 （不稳定） +3 （稳定） +2、+3 （稳定） 颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 溶解性 不溶于水 不溶于水 不溶于水 （1）制取反应： 3Fe + 2O2 ══ Fe3O4 3Fe + 4H2O（气）高温 Fe3O4 + 4H2 （2）氧化亚铁的性质: 6FeO + O2 △ 2Fe3O4 FeO + 2H+ ═ Fe2+ +H2O （3）氧化铁的性质： Fe2O3 + 6H+ ═ Fe3+ + 3H2O 【说明】FeO 和 Fe2O3 属于碱性氧化物，都能与酸反应，生成相应的盐和水， Fe3O4 也能与酸反应，但不属于碱性氧化物。 2、铁的氢氧化物——Fe(OH)2、Fe(OH)3 FeO 和 Fe2O3 对应的碱分别为 Fe(OH)2 和 Fe(OH)3 ⑴制备： 【演示实验】3-9 在两支试管里分别加入少量 FeCl3 和 FeSO4 溶液，然后滴入 NaOH 溶液。观察并描述发生的现象。 Fe3+ + 3OH—= Fe(OH)3↓（红褐色） Fe2+ + 2OH— = Fe(OH)2↓（白色） 现象：白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。 思考题: 1、在制取 Fe(OH)2 时，为什么很快会颜色的变化？ 原因：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 2、为了观察 Fe(OH)2，你认为可以采取哪些措施减慢 Fe(OH)2 的氧化？（提示：O2 存在溶液和空气中） [结论]：①除去溶于 NaOH 溶液中的Ｏ２；②FeSO4 易被空气中的氧气所氧化 生成 Fe2(SO4)3，防止空气中的 O2 进入反应液。 ⑵性质： Fe(OH)2 + 2H+ = Fe2++ 2H2O； Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O 2Fe(OH)3 △ Fe2O3 + 3H2O [思考与交流]制备 Fe(OH)3 和 Fe(OH)2 后的试管如何清洗？（用盐酸） 3、铁盐和亚铁盐 （1）Fe3+和 Fe2+的性质 ①特殊颜色：与 KSCN 反应产生特殊颜色 【演示实验】3-10 在一支试管里加入 5 mL FeCl2 溶液，滴入几滴 KSCN 溶 液，观察颜色的变化。在一支试管里加入 5 mL FeCl3 溶液，滴入几滴 KSCN 溶液， 观察颜色的变化。 项 目 滴入几滴 KSCN 溶液 FeCl2 溶液 FeCl3 溶液 【实验现象】FeCl2 溶液滴入几滴 KSCN 溶液不变色，FeCl3 溶液滴入几滴 KSCN 溶液变红色。Fe3++SCN-= [Fe（SCN）]2+（红色离子）。 ②与 NaOH 溶液反应 Fe3+ + 3OH—= Fe(OH)3↓（红褐色） Fe2+ + 2OH— = Fe(OH)2↓（白色） 〖结论〗：利用 Fe2+、Fe3+分别与 KSCN 溶液和 NaOH 溶液反应时现象的不 同，可以检验 Fe2+、Fe3+。 （2）Fe2+、Fe3+的转化 讨论：如何实现 Fe2+、Fe3+的转化？在转化中表现了 Fe2+、Fe3+的什么性质？ 【科学探究】在一支试管里加入 5 mL FeCl3 溶液，加入几滴盐酸和适量铁粉， 振荡试管。充分反应后，滴入几滴 KSCN 溶液，再加入几滴氯水。 项 目 实验现象 离子方程式 FeCl3 溶液加入足量铁粉， 滴入几滴 KSCN 溶液 上层清液加入几滴氯水，振荡 ①Fe2+与氯水反应：2Fe2++Cl2=2 Fe3++2Cl— ②铁与 Fe3+反应：Fe+2Fe3+=3 Fe2+ ③Fe3+和铜反应：Cu+2Fe3+=2 Fe2+ +Cu2+ 【结论】Fe2+在强氧化剂氧化后转化为 Fe3+，Fe3+在强还原剂还原后转化为 Fe2+。 铁的三角关系： （3）Fe2+、Fe3+的检验①Fe3+的检验方法： ※取少量样品，滴加几滴 KSCN 溶液，观察溶液颜色是否变红色，若变为红 色，说明原溶液中含有 Fe3+。 ※取少量样品，滴加少量 NaOH 溶液，观察是否产生红褐色沉淀，若产生红 褐色沉淀，说明原溶液中含有 Fe3+。 ②Fe2+的检验： ※取少量样品，滴加几滴 KSCN 溶液，观察溶液颜色是否变色，若不变色， 加入少量氯水，观察观察溶液颜色是否变红色，若溶液颜色变红色，说明原溶液 中含有 Fe2+。 ※取少量样品，滴加少量 NaOH 溶液，观察是否产生白色沉淀，若产生白色 沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，说明原溶液中含有 Fe2+。 实践活动：铝盐和铁盐的净水作用 课后思考题 1、下面有关碳酸钠与碳酸氢钠性质的描述，不正确的是( ) A 受热时碳酸钠比碳酸氢钠稳定。 B 在水中碳酸钠比碳酸氢钠溶解性大。 C 物质的量相等的碳酸氢钠和碳酸钠分别溶于水后，碳酸氢钠水溶液碱性较强。 D 相同质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量的盐酸反应，碳酸钠放出的二氧化碳 比碳酸氢钠少。 2、有一瓶硫酸亚铁溶液，由于保管不当或时间过长，怀疑有可能变质是设 计实验证明试样中的硫酸亚铁是部分被氧化，全部被氧化还是完全没被氧化。 3、在含有 1molFeSO4 的溶液中投入一小块金属钠，反应完全后，滤出沉淀 并洗涤，然后在空气中灼烧沉淀得到的固体物质是（ ） A、Fe B、FeO C、Fe（OH）3 D、Fe2O3 4、实验室中，要使 AlCl3 溶液中的 Al3+离子全部沉淀出来，适宜用的试剂是 （ ） A、NaOH 溶液 B、Ba（OH）2 溶液 C、盐酸 D、氨水 ☆3、（2000 年高考题）把 a g 铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量 NaOH 溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末的质量仍为 a g，则原合金中铁的质量分数为（ ） A.70% B.52.4% C.47.6% D.30% 〖板书设计〗 二、铝的重要化合物 1、氧化铝：（1）物理性质（2）化学性质：两性氧化物 2、氢氧化铝——Al(OH)3 （1）Al(OH)3 的制取 （2）Al（OH）3 的两性 （3）Al(OH)3 的热稳定性 三、铁的重要化合物 1、铁的氧化物：（1）制取反应 （2）氧化亚铁的性质 （3）氧化铁的性质： 2、铁的氢氧化物：⑴制备 ⑵性质： 3、铁盐和亚铁盐：（1）Fe3+和 Fe2+的检验； （2）Fe2+、Fe3+的转化 〖教后记〗