高中化学必修1金属及其化合物（2.1）教学设计

高中化学必修 1 金属及其化合物（2.1）教学设计 授课人：董 XX ①使学生对金属的性质有一个全面的了解。 教学目标： ②使学生掌握镁、铝、铁的单质及化合物的性质。 ③使学生将元素化合物知识形成网络。 教学重点： 铝及其化合物的两性、铁的变价及有关化学反应 教学难点： 镁、铝、铁及有关化合物性质及其离子的检验 教学方法： 分析比较法 教学过程： 第一课时 基础知识精析 一、金属概述： 1．分类： （1）按照密度分：轻金属（﹤4.5g/cm3）和重金属（﹥4.5g/cm3） （2）按照颜色分：黑色金属（铁、钴、镍等金属）和有色金属（除铁、钴、 镍之外的金属） （3）按照含量分：常见金属和稀有金属 2、结构： 大多数金属最外层仅有 1～2 个电子，单质以金属键结合形成金属晶体。 3、性质： （1）物理性质：不透明、有金属光泽、易导电导热、有延展性。 （2）化学性质：化学反应中只能失去电子，表现出还原性。 4、合金： （1）定义：由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而形成的具有 金属特性的物质，叫做合金。 （2）性质：合金的熔点比各成分金属低，硬度比各成分金属大。二、镁和铝的性质 （一）概述 1、物理性质： 共同点：都是银白色的轻金属，有较强的韧性和延展性，有良好的导电和导 热性。 不同点：铝的各方面性质都比镁强，因为铝的金属键比镁的金属键强。 2、化学性质： 镁、铝为主族元素，轻金属，能自我保护。在化学反应中易失去电子表现出 较强的还原性。 （二）镁及其化合物 1．镁跟非金属或氧化物反应 (1) 常温下氧化生成保护层氧化物，具有抗腐蚀的性质。 (2) 镁可以在 O2、N2、SO2、CO2 等氧化性气体中燃烧，生成 MgO、Mg3N2、MgS 和 C。 镁点燃于空气中，Mg 与 O2、CO2 和 N2 反应： 2Mg＋O2＝2MgO 2Mg＋CO2＝MgO＋C 3Mg＋N2 ＝Mg3N2 Mg 在 CO2 中能够燃烧，所以活泼金属着火不能用干冰灭火器和泡沫灭火器。 (3) 镁也能跟 SiO2 反应：2Mg＋SiO2＝2MgO＋Si (4) 镁与冷水反应很慢，在加热时反应加快。 Mg＋2H2O＝Mg(OH)2↓＋H2↑ 2．镁跟酸的反应：与稀盐酸、稀硫酸等非氧化性酸发生置换反应。 Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑ 3．镁与水解显酸性的盐溶液的反应 3Mg＋2FeCl3＋6H2O＝3MgCl2＋2Fe(OH)3↓＋3H2↑ Mg＋2NH4Cl ＝MgCl2＋2NH3＋H2↑ 4．镁盐与氨水反应产生 Mg(OH)2 沉淀，Mg(OH)2 又能溶解在 NH4Cl 溶液中。 前者是由 Mg(OH)2 的特殊溶解性决定。在常见的难溶性氢氧化物中， Mg(OH)2 的溶解度最大。故产生 Mg(OH)2 的条件是：浓的 Mg2+ 盐溶液与浓氨水反 应。后者是由 Mg(OH)2 的电离性质和 的水解性质决定。通常简单认为 Mg(OH)2 完全电离，故能溶解在饱和 NH4Cl 溶液中。 MgCl2＋2NH3·H 2O Mg(OH)2＋2NH4Cl 5．镁的冶炼： 海水中提 Mg：镁在海水中含量居第三位，总量达 2100 万亿吨。目前镁世界 总产量约 300 万吨。 (1) 把从海水提取出食盐、KCl、Br2 以后留下的母液浓缩，就得到卤块，主 要成分是 MgCl2·6H 2O。 (2) 脱水 MgCl2·6H 2O MgCl2＋6H2O (3) 电解 海水 Mg(OH)2 MgO MgCl2 Mg 6．镁的化合物 (1) 氧化镁：白色粉末，高熔点(2800℃)，碱性氧化物，能与酸反应。 MgO＋2HCl＝MgCl2＋H2O (2) 氢氧化镁：白色粉末，难溶于水，与 H+作用，与 NH4Cl 溶液作用，热不稳 定性。 Mg(OH)2＋2HCl＝MgCl2＋2H2O Mg(OH)2 MgO＋H2O↑ （三）铝及其化合物 1．铝跟非金属反应 铝在空气中强热：4Al＋3O2 2Al2O3 2Al＋N2 2AlN 铝容易和卤素反应，常温下和氯气激烈化合生成三氯化铝。在高温下也能和 硫、氮气、碳直接化合成 Al2S3、AlN、Al4C3(2000℃)。 思考题：铝是活泼金属，为什么铝制品常用来作为各种材料、具有一定的防 腐蚀能力？ 2．铝跟水反应 常温下不与水反应，铝与沸水反应（但有保护层则不反应。） 2Al＋6H2O 2Al(OH)3↓＋3H2↑ 3．铝与酸反应 (1) 与非氧化性强酸(稀硫酸、盐酸)反应 2Al＋3H2SO4＝Al2(SO4)3＋3H2↑ 2Al＋6H+ ＝2Al3+＋3H2↑ (2) 常温下，铝、铁遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化。高纯度的铝（含 99.950%铝） 不与一般酸反应，只溶于王水。 (3)铝与热浓硫酸、浓硝酸反应： 2Al＋6H2SO4(浓) Al2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O (4) 铝与稀硝酸反应不产生 H2 Al＋HNO3(稀) → ？ 4．铝与强碱溶液反应 表面氧化膜：Al2O3＋2NaOH 2NaAlO2＋H2O 2Al＋6H2O＝Al(OH)3↓＋3H2↑ Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2O 总反应：2Al＋2NaOH＋6H2O ＝ 2NaAlO2＋3H2↑＋4H2O 简化：2Al＋2NaOH＋2H2O ＝ 2NaAlO2＋3H2↑ 反应中，H2O 是氧化剂，Al 是还原剂，H2O 作氧化剂时，只有氢离子得电子， 所以 1 mol H2O 只能获得 1 mol 电子，所以反应中电子转移的方向和数目可表示 为： 注意：① 在中学化学中，除两个碱 Cu(OH)2、Ag(NH3)2OH 在有机反应中作弱 氧化剂外，其余碱都不作氧化剂。②等量的铝与过量的酸或过量的碱溶液反应，产生相同量的氢气。 【方法与技巧】铝与酸、碱反应生成 H2 的量的关系 铝与酸、碱反应的化学方程式分别为 2Al＋6HCl===2AlCl 3 ＋3H 2 ↑、2Al＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。从化学方程式可以看出 Al 与酸、碱反应时生 成 H2 的实质都是 AlAl3＋，所以无论与酸还是与碱反应，Al 与 H2 的关系都是 2Al～ 3H2。 ①等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气体积比＝1∶1。 ②足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积 比＝1∶3。 ③一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比 W2　(3)520 g 【小贴士】既能与强酸反应，又能与强碱反应的物质： (1) 某些金属 如：Al、Zn (2) 两性氧化物 如：Al2O3、ZnO (3) 两性氢氧化物 如：Al(OH)3、Zn(OH)2 (4) 弱酸的酸式盐 如：NaHCO3、NaHS、NaHSO3、Na2HPO4、NaH2PO4 (5) 弱酸的铵盐 如：(NH4)2S、(NH4)2CO3、(NH4)2SO3、NH4HS 等。 (6)氨基酸 如：H2N－CH2－COOH 〖教后记〗