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2019北京顺义 人教版新课标必修一第三章(复习)教学设计(2课时)(适合层次较高的学校)精品教育.doc_图文

人教版新课标必修一第三章(复习)教学设计(2 课时)

课题:第三章 本章复习总结

授课班级

课时 2

教 知识 1、掌握金属单质(Na、Mg、Al、Fe)的化学性质



2、掌握钠、镁、铝、铁等金属化合物的性质

学 技能

过程 采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学

目与

方法

的 情感 1、培养学生分析、归纳、综合的能力

态度 2、通过教学培养学生的社会责任感、社交活动能力和互助合作能力

价值观

重 点 金属单质(Na、Mg、Al、Fe)及其化合物的化学性质

难 点 化合物之间的相互转化关系及应用

知 一、本章知识结构梳理

识 (一)金属的通用性

结 (二)钠及钠的化合物

构 1、钠的性质

与 2、钠的氧化物

板 3、碱------氢氧化钠

书 4、盐------碳酸钠和碳酸氢钠

设 (三)铝的化合物------氧化物与氢氧化物

计 (四)铁的化合物

1、铁的氧化物 2、铁的氢氧化物及 Fe2+ 与 Fe3+的转化

二、本章典型题剖析

1、滴加顺序不同,实验现象不同

三、本章专题讲座――-有关金属及其化合物的有关计算

1、基本计算方法

(1) 代数方程组法------解决混合物问题的基本方法

2、差量法

数学原理: a ?? c ?? a ? c b d b?d

第1页

(3) 假设法------快速击破选择型计算题 I 平均值法 Ⅱ 极限讨论法

(4) 分类讨论法------研究过量问题 (5) 守恒法 2、铝三角转化及铝的图像问题 (1) 向 Al3+ 的溶液中加入强碱(OH―) (2) 向强碱溶液中加入 Al3+ (4) 向 H+溶液中加入 AlO2― (3) 向 AlO2― 溶液中加入 H+ 3、铁的转化关系

(1) 铁三角应用
(2) 铁与稀 HNO3 反应规律 当铁粉过量时,3Fe+8HNO3==3F e ( N O 3 ) 2 +2NO↑+4H2O 当铁粉过量时,3Fe+8HNO3==3F e ( N O 3 ) 2 +2NO↑+4H2O (3) 守恒法在 Fe 计算中的综合应用
Ⅰ 质量守恒关系

Ⅱ元素守恒关系

Ⅲ 电荷守恒

Ⅳ 电子守恒关系

Ⅴ 体积守恒关系

教学过程

教学步骤、内容

教学方法、手段、

师生活动

[板书]一、本章知识结构梳理

(一)金属的通用性

[讲]金属的物理通用性:有金属光泽、有延展性、导电、导热。但不同金

属在密度、硬度、熔沸点等方面差别较大,这也是金属单质的一大特点。

金属的化学性质是具有还原性,主要表现在金属能与非金属、水、酸、某些

盐发生反应。金属的还原性有很大差别,其还原性强弱与金属原子的结构密

切相关,一般说来,金属原子的半径越大,最外层电子越少,金属的还原性

越强。

[讲]金属活动性顺序表中金属的金属性从左到右依次减弱,可以判断金属

失电子的难易;可以判断金属离子得到电子的能力

[投影小结]由金属活动性顺序表分析金属知识的规律

第2页

金属活 K、Ca 、Na Mg
动顺序

Fe 、 Cu、Hg、 Pt 、
Al、Zn Sn 、 H

Ag

Au

Pb

与 Cl2 都能直接化合,变价金属一般生成高价金属氯化物 非

金 S 与硫蒸气直接化合,变价金属生成低价金属化合物


反 应 O2

常温下易氧 化,点燃生 常温生成氧化膜 成过氧化物

加热化合

不反 应 不反 应
不反 应

与 热 与 H2O 常温下生成 水 反应 碱和氢气 反 应

有碱 与高
存在 温水
下与 蒸气
水反 反应


不反应

不反 应

与 H+反 生成盐的氢气


不反应

不反 应

与氧化 性 酸 反 不生成氢气,铁、铝钝化 应

产生 NO2、 不 反 NO、SO2 应

与盐溶 液的反 应

与水反应, 不与盐反 应,碱与盐 反应

排在前面的金属能把排在后面的金属 从其盐溶液中置换出来

不反 应

碱的稳 受热不分解 加热分解
定性

常温分解

自然界 化合态
存在

化合 游离态


冶 炼 方 电解法(电解熔融的盐、

热还原法



氧化物、氢氧化物)

热分解或其它方 法

[板书](二)钠及钠的化合物

1、钠的性质

[投影总结]

(1)钠的物理性质:银白色、质软、比水轻、熔点低

(2)钠的化学性质:

[来源:学,科,网 Z,X,X,K]

第3页

与非金属反应:2Na+Cl2 点燃 2NaCl (白烟)

2Na+S==Na 2S 与 O2 反应:缓慢氧化:4Na+O2== 2Na2O (白色固体)
剧烈燃烧:2Na+O2== Na2O2 (淡黄色固体) 与 H2O 反应:2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
(2Na+2H2O==2Na++2OH―+H2↑) 与酸反应:2Na+2H+==2Na++H2↑ 与盐溶液反应:(先与水作用生成 NaOH,NaOH 再与盐发生复分解反应)

2Na+2H2O+CuSO4 ==C u ( O H ) 2 ↓+Na2SO4 +H2↑

6Na+6H2O+2FeCl3==2F e ( O H ) 3 ↓+6NaCl+3H2↑

2Na+2NH4Cl===2NaCl+2NH3↑+H2↑



与熔融盐:4Na+TiCl4

4NaCl+Ti

[板书]2、钠的氧化物
[投影总结]

[来源:学_科_网 Z_X_X_K]

氧化钠

过氧化钠

化学式 化合价

Na2O O(-2)

Na2O2 O(-1)

颜色、状态

白色固体

淡黄色粉末



O2

学 CO2

性 H2O

质 HCl

2Na2O+O2 ==Na2O2 Na2O+CO2==Na2CO3 Na2O+H2O==2NaOH Na2O+2HCl==2NaCl+H2O

--2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2 ↑ 2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2 ↑ 2Na2O2+4HCl==4NaCl+2H2O+O2↑

SO2 类别

Na2O+SO2==Na2SO3 碱性氧化物

Na2O2 +SO2 ==Na2SO4 过氧化物

[板书]3、碱------氢氧化钠
[讲]NaOH,白色固体,易潮解,俗名苛性钠,烧碱,火碱。一元强碱,具 有碱的通性,即:

能与酸反应生成盐和水,例:NaOH+HCl==NaCl+H2O 能与酸性氧化物反应生成盐和水,例:2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O 能与某些盐发生复分解反应,例:2NaOH+CuCl2==C u ( O H ) 2 ↓+2NaCl
[板书]4、盐------碳酸钠和碳酸氢钠
[投影总结]

物质

Na2CO3

NaHCO3

第4页

俗名

苏打、纯碱

小苏打

颜色、状

白色固体

白色粉末



水溶性

易溶于水

能溶于水

溶解度大小比较: Na2CO3 >NaHCO3

溶液与酚

变红

变红



颜色深浅比较: Na2CO3 > NaHCO3

与 盐 酸 反 Na2CO3+2HCl == 2NaCl+CO2 NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑



↑+H2O

反应速率: NaHCO3 >Na2CO3

与 氯 化 钙 Na2CO3+CaCl2==CaCO3 ↓ +

-------

溶液

2NaCl

(CO32―+Ca2+==CaCO3↓)

与 澄 清 石 Na2CO3+C a ( O H ) 2 ==CaCO3 ↓ NaHCO3+C a ( O H ) 2 == NaOH +

灰水

+2NaOH (CO32―+Ca2+==CaCO3↓)

CaCO3↓ +H2O (HCO3 ― +OH ― +Ca2 + ==CaCO3 ↓+H2O) 或

与 氢 氧 化 ----钠溶液 热稳定性 稳定

NaHCO3+C a ( O H ) 2 ==Na2CO 3 +CaCO3↓+2H2O (2HCO3 ― +2OH ― +Ca2 + =CaCO3↓+2H2O+CO32―) NaOH+NaHCO3 ==Na2CO3+H2O (OH―+HCO3―==CO32―+H2O)



2NaHCO

Na2CO3+H2O+CO2



相互 转化

Na2CO3

NaHCO3:

Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO3

NaHCO3

Na2CO3 :

NaOH+NaHCO3 ==Na2CO3+H2O (OH―+HCO3―==CO32―+H2O)



2NaHCO

Na2CO3+H2O+CO2↑

[板书](三)铝的化合物------氧化物与氢氧化物
[投影总结]

物质

氧化铝

氢氧化铝

第5页

化学式 俗名

Al2O3 刚玉

Al(OH)3 - -----

物理性质 白色粉末,不溶于水,熔点

白色固体,不深于水

高,自然界中为无色晶体。

化 与酸 Al2O3 +6HCl==AlCl3 +3H2O A l ( O H ) 3 +3HCl==AlCl3+3H2O

学 反应 (Al2O3+6H+==Al3++3H2O)

( A l ( O H ) 3 +3H+==Al3++3H2O)

性 与碱 Al2O3+2NaOH==2NaAlO2+ A l ( O H ) 3 +NaOH=NaAlO2+

质 反应 H2O

2H2O

(Al2O3+2OH ― =2AlO2 ― A l ( O H ) 3 +OH―=AlO2―+2H2O

+H2O)

相互转化

----



2A l ( O H ) 3

Al2O3+3H2O

[板书](四)铁的化合物 1、铁的氧化物
[投影总结]

FeO

Fe2O3

Fe3O4

颜色、

黑色粉末

红棕色粉末

黑色晶体

状态

俗名

---

铁红

磁性氧化铁

水溶性

不溶

不溶

不溶

稳定性 不稳定,在空气里

稳定

稳定

加热迅速被氧化,

氧化物 碱性氧化物

碱性氧化物

复杂氧化物

类别

与非氧 FeO+2HCl==FeCl2+ Fe2O3+6HCl==2FeC Fe3O4+8HCl==2FeC

化性酸 H2O

l3 +3H2O (Fe2O3+6H l3+FeCl2+4H2O

反应 (FeO+2H + ==Fe2 + +==2Fe3+ +3H2O ) Fe3O4+8H + ==2Fe3 +

+H2O)

+Fe2++4H2O

[板书]2、铁的氢氧化物及 Fe2+ 与 Fe3+的转化

[投影总结]

二价铁 [来源:ZXXK]

三价铁

化学式

FeCl2

FeCl3

名称

氯化亚铁

氯化铁

溶液颜色

浅绿色

黄色

与氢氧化 现象:产生白色沉淀,迅速 现象:产生红褐色沉淀

第6页



变成灰绿色,最后变成红褐 FeCl3+3NaOH ==F e ( O H ) 3 ↓

色。FeCl2+2NaOH ==F e ( O H ) 2 + 3NaCl

↓+2NaCl

4 F e ( O H ) 2 +O2+2H2O ==4F e ( O H ) 3

与 KSCN 溶 无现象


产生血红色 Fe3++3SCN-==Fe(SCN)3

氧化(还 主要表现: 还原 性,举例: 表现:氧化性,举例:

原性) 2FeCl2+Cl2 ==2FeCl3

2FeCl3+Fe==3FeCl2

FeCl2

FeCl3:

相互转化

2FeCl2+Cl2 ==2FeCl3

FeCl3

FeCl2:

2FeCl3+Fe==3FeCl2

名称

氢氧化亚铁

氢氧化铁

化学式

Fe(OH)2

Fe(OH)3

颜色、状 态

白色固体

红褐色固体

水溶性

难溶于水

难溶于水

F e ( O H ) 2 +2HCl==FeCl2+2H2O F e ( O H ) 3 +3HCl==FeCl3+3H2O 与酸反应
F e ( O H ) 2 +2H+==Fe2++2H2O F e ( O H ) 3 +3H+==Fe3++3H2O

氢氧化亚

铁露置空 气中

4 F e ( O H ) 2 +O2+2H2O ==4F e ( O H ) 3

[板书]3、铁三角
[投影总结]

[板书]二、本章典型题剖析 1、滴加顺序不同,实验现象不同
[投影总结] (1)稀 Na2CO3 溶液与稀盐酸间的反应
向 Na2CO3 溶液中逐滴加入稀盐酸,开始时无气体产生,达到一定量后才
第7页

有气泡冒出,由少到多的过程中依次发生下列反应:

Na2CO3+HCl==NaCl+NaHCO3 NaHCO3+HCl==NaCl+CO2 ↑+H2O 向稀盐酸中逐滴加入稀 Na2CO3 溶液立即有气泡冒出,由少到多只发生下 列反应:

2HCl+Na2CO3==2NaCl+CO2 ↑+H2O (2) 稀 AlCl3 溶液与稀 NaOH 溶液间的反应
向 AlCl3 溶液中滴加 NaOH 溶液直至过量时发生的反应依次为: Al3+ +3OH―==A l ( O H ) 3 ↓ A l ( O H ) 3 +OH―==AlO2―+2H2O 现象:白色沉淀逐渐增多,继续加 NaOH 溶液沉淀逐渐溶解,直至完全 消失。

向 NaOH 溶液中滴加 AlCl3 溶液至过量时发生的反应依次为: Al3++4OH―==AlO2―+2H2O Al3++3AlO2―+6H2O ==4A l ( O H ) 3 ↓ 现象:开始时无沉淀,接着产生沉淀,继续滴加 AlCl3 溶液,沉淀量不 变。

(3) 稀 NaAlO2 溶液与稀盐酸间的反应: 向盐酸溶液中滴加 NaAlO2 溶液,直至过量时发生的反应依次为: 4H+ +AlO2―==Al3++2H2O Al3++3AlO2―+6H2O ==4A l ( O H ) 3 ↓ 现象:开始无沉淀,接着产生白色沉淀,逐渐增多至达到最大值,继续

加入 NaAlO2 溶液,沉淀量不变。 向 NaAlO2 溶液中滴加盐酸直至过量时发生的反应依次为: AlO2―+H+ +H2O==A l ( O H ) 3 ↓ A l ( O H ) 3 +3H+==Al3++3H2O 现象:白色沉淀逐渐增多至最大值,继续加盐酸,沉淀逐渐减少,最后

完全消失。

[板书]三、本章专题讲座――-有关金属及其化合物的有关计算

1、基本计算方法

(1) 代数方程组法------解决混合物问题的基本方法

[投影]例 1 将 70 克由 Na2O2 和 Na2O 组成的混合物跟 98 克 H2O 充分反应 后,所得 NaOH 溶液中溶质的质量分数为 50%,试分别写出 Na2O2 和 Na2O 跟 H2O 反应的化学方程式,并计算原混合物中 Na2O2 和 Na2O 的质量。

解:设混合物中有 Na2O2 的物质的量为 x mol,Na2O 的物质的量为 y mol

2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2 ↑

[来源:学|科|网]

2

4

1

x

2x 0.5x

Na2O + H2O === 2NaOH

y

y

2y

第8页

由题意可得,78x+62y=70

40* (2x ? 2y) *100% ?? 50% 70 ? 98 ? 32* 0.5x
解得,x= 0.5 mol y=0.5 mol

则混合物中 Na2O2 的质量为 39 克,Na2O 的质量为 31 克。
[点击试题]1、今有 Na2CO3 与 NaHCO3 混合物 1.37 克,加热到不再产生 气体为止,残余物与足量盐酸反应后,得到 CO2 气体 0.44 克,求原混合物中 Na2CO3 的质量分数为多少?
[板书]2、差量法

38.7%

[讲]差量法是依据化学变化前后物质的量的变化,找出所谓“理论差量”,

再根据题目提供的“实际差量”列出比例式,求出答案。

[板书]数学原理: a ?? c ?? a ? c b d b?d

[投影]例 2 将一定量 H2 和 CuO 10 克共热,CuO 部分被还原,得到固体

粉末质量为 8.4 克,有多少克 Cu 生成?参加反应的 H2 有多少克?



解: CuO + H2

Cu + H2O △m

80 2

64

80-64==16

y

x

10-8.4=1.6 g

解得 x=6.4g y=0.2g

[投影]例 3 加热 10 克 Na2CO3 和 NaHCO3 混合物至质量不再变化,剩余

的固体质量为 8.4 克,求混合物中 Na2CO3 的质量分数是多少。



解: 2 NaHCO3

Na2CO3 + H2O↑ +CO2↑ △m

84*2

106

84*2-106=62

x

10-8.4=1.6 g

x==4.34 g

w(Na2CO3)%==56.6%

8克

[点击试题]1、将 CO2 气体通过 78 克 Na2O2 固体,一段时间后测得固体质 量增至 92 克,求生成 O2 的质量 2、200℃,11.6 克 CO2 和 H2O(g)与足量 Na2O2 充分反应后,固体质量增加了 3.6

CO2:4.4 H2O :7.2

克,求原混合物气体中 CO2、H2O 质量各是多少克?

[板书](3) 假设法------快速击破选择型计算题

I 平均值法

第9页

[讲]当 x<y<z 时,利用 x 和 z 的取值范围,就可判断出 y 的大小;或只要

求出 y 的大小,就可判断出 x 和 z 的取值范围。它是解答化学计算题常用的 思维方法,也是快速解决选择题的决招。

[投影]例 4 有两种金属组成的混合物粉末 10g 与足量的稀盐酸反应,生成

11.2L(标况)H2,则该混合物的组成不可能是( A )

A.Fe、Zn

B.Al、Cu

C.Al、Mg

D.Al、Fe

解:设金属为二价金属 R,其平均分子量为 M

R+2HCl ==RCl2+H2 ↑ n(R)==n(H2)==11.2/22.4==0.5 mol

M=10/0.5==20 g/mol

A(56,65) B(18,∞) C(18,24) D(18,56) 故选 A

CD

[点击试题]1、两种金属粉末的混合物 15 克,投入足量的稀盐酸中,得到

5.6 升氢气(标准状态),这种混合物可能是:

()

A.镁和铁 B.镁和铝 C.铁和锌 D.镁和铜

C

2、有碳酸盐组成的混合物 9 克,加足量稀盐酸,产生 4.4 克 CO2 气体,问 下列哪种情况合理( )

A、CaCO3、Na2CO3 B、Na2CO3 、K2CO3 C、NaHCO3、Na2CO3 D、K2CO3、KHCO3
[板书]Ⅱ 极限讨论法

[讲]本方法选用了数学上极限讨论的方法,选择混合物中两个极端,当两

端确定后,其混合物必然位于两端间

[投影]例 5 4.6g 纯净金属钠在干燥空气中被氧化后,得到 7.0g 固体,由此可

判断其氧化产物是( C )

A.只有 Na2O B.只有 Na2O2 解:假设 Na 全部反应生成 Na2O
4Na + O2 == 2Na2O

C.Na2O2 和 Na2O

D.无法确定

4*23

2*62

4.6g

x

x=6.2g

2Na + O2 == Na2O2

2*23

78

4.6g

y

y=7.8g

19<M<51,R 为 Na

7 克介于二者之间,故选 C

或K

[点击试题]1、现有某种碱金属的单质 R 和它的氧化物 R2O 的混合物 12.0 克。与足量 H2O 充分反应后,在抽去空气的容器内蒸干,得到固体干燥物 16.0 克。求 R 是何种金属。

第 10 页

[小结]采用极限思维方式解决模糊问题的一种特殊的思维方法,采用的是

“抓两端,定中间”的方法,即将题没条件构造为问题的两个极端,然后用

有关化学知识确定其中间值。基本思路是:把混合物设成纯净物,把平行反 综合性问题,假设

应设为单一反应。

法、差量法、分类

[板书](4)分类讨论法------研究过量问题

讨论法和代数方程

[投影]例 6 NaOH、NaHCO3 固体混合物 16.6 克,在密闭容器中加热到 组 法 的 综 合 性 运 250℃,经充分反应排出气体,冷却,称得剩余固体质量为 13.25 克。求原混 用。

合物中 NaOH 的质量分数

解:假设二者恰好完全进行时,质量减少 W 克。



NaOH+NaHCO3

Na2CO3 +H2O↑ △m(-)

40 + 84

18

16.6

W

W==2.4 g 实际减轻了 16.6-13.5==3.35>2.4 故 NaHCO3 过量 设 NaOH 为 x mol, NaHCO3 为 y mol 40x+84y==16.6



NaOH+NaHCO3

Na2CO3 +H2O↑

1

1

1

x

x

x



2 NaHCO3

Na2CO3 + H2O ↑+ CO2 ↑

2

11

y-x

0.5(y-x)

18*(0.5y-0.5x+x)+44(y-x)==3.35 解得 x=0.1 mol, y=0.15 mol

w(NaOH )%==24.1%

[点击试题]1、今有 120 mL 1mol/L 的 Na2CO3 溶液和 80 mL 2.5 mol/L 的 盐酸。(1) 若将 Na2CO3 溶液逐滴加至盐酸中则可收集到标况下的 CO2 气体体 积为______

解:n(Na2CO3)==0.12*1=0.12 mol n(HCl)=0.08*2.5=0.2 mol

若将 Na2CO3 加到盐酸中,则立即生成 CO2 直至盐酸完全反应,即:

Na2CO3+2HCl==2NaCl+CO2 ↑+H2O

1

2

1

0.2

X

H + +CO32 ― ==

第 11 页

X=0.1 mol

HCO3―

则在标况下收集到 CO2 气体体积为 2.24L

H + +HCO3 ― ===

(2) 若将上述盐酸逐滴加至碳酸钠溶液中,则反应的离子方程式是______, H2O +CO2 ↑

当反应完全时,测得 CO2 在 水中的浓度为 0.04 mol/L,假设溶液体积不变,

则收集到的 CO2 在标况下的体积为______

解:若将 HCl 滴加到 Na2CO3 溶液中,直至所有的 Na2CO3 全部转化为 NaHCO3

再继续加盐酸才有 CO2 生成 ,即:

Na2CO3+HCl==NaHCO3+NaCl 0.12 0.12 0 .12

则剩余盐酸为 0.2-0.12=0.08 mol

NaHCO3+HCl==NaCl+H2O +CO2 ↑

0.08

0.08

溶液体积 V=120+80=200 mL

溶液中的 CO2 为 0.04*0.2=0.008 mol 则逸出的 CO2 体积为:22.4*(0.8-0.08)=16.128L
[板书](5) 守恒法
[投影]例 7 有一空气暴露过的 NaOH 固体,经分析知其含 H2O 7.65%, 含 Na2CO3 4.32%,其余是 NaOH。若将 1 克该样品放入含有 HCl 3.65 克的 盐酸中使其完全反应后,残酸再用 50 克 2%的 NaOH 溶液恰好中和反应,蒸

干溶液,所得固体的质量是多少克?

解:所得固体是 NaCl ,是 5.85 克

[小结]本题数据众多,反应物不纯,过程复杂。若按常规方法,一步步分

析计算,不但费时还易出错,若认真分析就会发现,最后所得固体物质 NaCl

中全部的 Cl 全来自于 HCl 中的 Cl [点击试题]1、有 5.1gMg–Al 合金,投入 500mL 2mol/L HCl 中,金属 C

完全溶解后,又加 4mol/LNaOH 溶液 VmL,得最多沉淀 8.6g,则 V 等于

A. 425mL

B. 560mL

C. 250mL D. 500mL

[板书]2、铝三角转化及铝的图像问题

(1) 向 Al3+ 的溶液中加入强碱(OH―)

[投影]现象:先出现白色溶液后消失

方程式:Al3++3OH―==A l ( O H ) 3 ↓ A l ( O H ) 3 +OH― ==AlO2―+H2O

图像:

第 12 页

[板书](2) 向强碱溶液中加入 Al3+
[投影]现象:先没有沉淀后出现并不消失 方程式:Al3++4OH―==AlO2―+2H2O
3AlO2―+Al3++6H2O==4A l ( O H ) 3 ↓ 图像:
[板书](3) 向 AlO2― 溶液中加入 H+
[投影]现象:先生成白色沉淀,然后白色沉淀逐渐溶解。 方程式:AlO2―+H++H2O==A l ( O H ) 3 ↓
A l ( O H ) 3 +3H+==Al3++3H2O 图像:
[板书](4) 向 H+溶液中加入 AlO2―
[投影] 现象:开始生成的白色沉淀振荡后消失,随后生成的白色沉淀不溶解 方程式:AlO2―+4H+==Al3++2H2O
3AlO2―+Al3++6H2O==4A l ( O H ) 3 ↓ 图像:
[投影]例 1、有一定质量的 Mg、Al 合金投入 100 mL 一定物质的量浓度
第 13 页

的盐酸溶液中,合金全部溶液,向所得溶液中滴加 5 mol/L NaOH 溶液到过 量,生成沉淀的质量与加入 NaOH 溶液的体积关系如图所示,求(1) 原合金 中 Mg、Al 的质量各是多少?(2) HCl 的浓度是多少?

C 解:(1) 设 原合金中 Mg 的质量为 X,Al 的质量为 y

Mg -----M g ( O H ) 2

Al-----A l ( O H ) 3

24 58

27 78

x

11.6

y 19.4-11.6==7.8

x=4.8 g y == 2.7 g

(2) 当沉淀达到最大值时,则 n(HCl)==n(NaOH)

则 c(HCl)== 5*160/100= 8 mol/L [点击试题]1、0.1molAl2(SO4)3 跟 2mol/L NaOH 溶液 350mL 混合, 所得沉淀的质量为( )

A.78g

B.15.6g

C.7.8g

D.3.9g

2.向 10mL 0 .2mol/L 的 AlCl3 溶液中,逐滴加入未知浓度的 Ba(OH)2 溶液,

测得滴加 15mL 和 45mL 时,所得沉淀同样多,求 Ba(OH)2 溶液的物质的量浓

度。

[投影]例 2、将 0.1 mol 的镁、铝混合物溶于

100 mL 2mol/LH2SO4 溶液中,然后再滴加 1

mol/L NaOH 溶液。请回答:

⑴若在滴加 NaOH 溶液的过程中,沉淀质量 m

随加入 NaOH 溶液的体积 V 变化如右图所示。当

V1=160mL 时,则金属粉末中 n(Mg)= mol,V2=

mL。

⑵若 在滴加 NaOH 溶液过程中,欲使 Mg2+、Al3+刚好沉淀完全,则滴入 NaOH

溶液的体积 V(NaOH)

mL。

⑶若混合物仍为 0.1 mol,其中 Mg 粉的物质的量分数为 a,用 100 mL 2 mol/L

的硫酸溶解此混合物后,再加入 450 mL 1mol/L 的 NaOH 溶液,所得沉淀中无

Al(OH)3。满足此条件的 a 的取值范围是:



解:(1) n(H+)=2*0.1*2==0.4 mol

当 V1=160mL 时,中和过量 H+ 消耗了 OH― 0.16 mol 则与金属反应用去 H+ 0.4—0.16==0.2 4 mol

第 14 页

设 Mg 的物质的量为 x mol,Al 的物质的量为 y mol

Mg--2H + --Mg2 + ---2OH ― --M g ( O H ) 2

Al---3H + ---Al3 + --3OH ―

-A l ( O H ) 3

x 2x

y 3y

2x+3y==0.24 x+y==0.1 解得,x==0.06 mol y= 0.04 mol

则镁的物质的量为 0.06mol ,铝的物质的量为 0.04mol

V2===(0.16+2*0.06+3*0.04)/1==0.44L==440 mL (2) 当沉淀达到最大值时,则 n(HCl)==n(NaOH) 则 NaOH 的体积为 400 mL (3) 若沉淀中无 A l ( O H ) 3 则说明 Al3+全部转化为 NaAlO2 ,则
n(NaOH)≧n(NaCl)+n(NaAlO2)==n(HCl)+n(Al3+) 0.45≧0.4+0.1-a 解得,a≧0.05 1>a≧0.05

D
(a)混合物中 NaOH 的质量为 2g ,

[点击试题]1.将溶液(或气体)X 逐渐加入到(或 通入到)一定量的 Y 溶液中,产生沉淀的量 m 与加入

(b)混合物中 AlCl3 质 量 为 0.6675 g

X 物质的量 n 的关系如下图,符合图中情况的一组物 质是

(c)混合物中 MgCl2 质量为 0.95g ,

A

B

C

D

(d)P 点表示盐酸的

X

H2S

NaOH

NH3

HCl

体积是 90mL 。

Y

Na2SO3

AlCl3

MgSO4

NaAlO2

2.把由 NaOH、AlCl3、MgCl2 三种固体组成的混合物,溶于足量水中后有 0.58 克白色沉淀,在所得浊液中,逐滴加入 0.5mol/l 的盐酸,加入盐酸的体积与

生成沉淀的质量关系如右图所示:

(a)混合物中 NaOH 的质量为



(b)混合物中 AlCl3 质量为

(c)混合物中 MgCl2 质量为



C

(d)P 点表示盐酸的体积是
[板书]3、铁的转化关系 (1)铁三角应用

。 [来源:ZXXK]

[投影]例 1、把含有 FeBr2、FeI2 各 a mol 的稀溶液两份,分别通入一定量 的 Cl2,第一份溶液中有一半的 I―被氧化成 I2,第二份溶液中有一半的 Br― 被氧化成 Br2,两份奶入 Cl2 的物质的量之比( D )

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A、1:1 B、1:2 C、1:3 D、1:5 [点击试题]1、在 FeCl3、CuCl2 和 HCl 的混合液中加入 Fe 粉,待反应结 束,所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引,则反应后溶液中存在较多的阳离子

是( ) A、Cu2+ B、Fe3+ C、Fe2+ D、H+
[板书](2) 铁与稀 HNO3 反应规律 当稀 HNO3 过量时,Fe+4HNO3==F e ( N O 3 ) 2 +NO↑+H2O
[讲]若铁过量,则在上述反应基础上,继续反应,

Fe+2F e ( N O 3 ) 3 ==3F e ( N O 3 ) 2
[板书]当铁粉过量时,3Fe+8HNO3==3F e ( N O 3 ) 2 +2NO↑+4H2O
[投影小结]根据 Fe 与 HNO3 的物质的量的变化,可分为以下三种情况:
n(Fe)
≦ 1/4 时,产物为 F e ( N O 3 ) 3
n(HNO3 )
≧ 3/8 时,产物为 F e ( N O 3 ) 2

n(Fe)

若 1/4≦

≦ 3/8 时,产物为 F e ( N O 3 ) 3 与 F e ( N O 3 ) 2 的混合

n(HNO3 )



但需要注意的是,无论 Fe 过量与否,被还原的 HNO3 占总消耗的 HNO3 的 1/4
[板书](3) 守恒法在 Fe 计算中的综合应用 Ⅰ 质量守恒关系
[讲]质量守恒定律表示:参加化学反应的各种物质的质量总和,等于反应

后生成物的各物质的质量总和。依据该定律常可得出下列解题时实用的等式:

(1)反应物的质量总和=生成物的质量总和 (2)反应物减少的总质量=产物增加的总质量 (3)反应体系中固体质量的增加(或减少)等于气体质量的减少(或增加) [投影]例 1、在 2L硫酸铜和硫酸铁的混合溶液中,加入 30g铁粉,最后 得到 2L0.25g·mol-1 的硫酸亚铁溶液及 26g固体沉淀物。分别求原混 合溶液中硫酸铁和硫酸铜的物质的量浓度。

解:设硫酸铁、硫酸铜的物质的量分别为x和y。根据反应前后铁和铜的质

量和相等得:

56g·mol-1×2x+64g·mol-1×y+30g

2L×0.25g·mol-1×56g·mol-1+26

守恒得:

3x+y=2L×0.25g·mol-1



0.1mol,y=0.2mol。因此硫酸铁、硫酸铜

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0.05mol·L-1

0.1mol·L-1。

[板书]Ⅱ元素守恒关系

[讲]在化学反应过程中,从某种意义上说可以认为是原子重新组合的过程,

因此在反应过程中某种元素的原子,在反应前后必定保持两种守恒关系(均

体现出原子个数相等):(1)原子的质量守恒;(2)原子的物质的量守恒。

[投影]例 2、把铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入 110mL4mol·L -1 盐酸中,充分反应后产生 896 mLH2(标准状况),残留固体 1.28g。 过滤,滤液中无Cu2+。将滤液加水稀释到 200mL,测得其中c(H+)为 0.4mol·L-1。试求原混合物的总质量。

[分析]

解:由Cu元素守恒可得:

1.28g/64g·mol-1=0.02mol

2n(FeCl2)+n(HCl余)=n(HCl总)=0.44 2n(FeCl2)+0.08mol=0.44mol,则n(FeCl2)
=0.18mol。

2n(生成H2O)+2n(H2)+n(HCl余)=n(HCl总)=0.44 mol,解得反应产物中水的物质的量为n(生成H2O)=0.14mol。
3n(Fe2O3)+n(CuO)=n(生成H2O), 解得:n(Fe2O3)=0.04mol

2n(Fe2O3)=n(FeCl2) 0.1mol

56g·mol-1×0.1mol+160g·mol-1×0.04mol+80 g·mol-1×0.02mol=13. 6
[板书]Ⅲ 电荷守恒
[讲]在电解质溶液里或在离子化合物中,所含阴、阳离子的电荷数必定相
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等(电中性原理),即阳离子的物质的量(或物质的量浓度)×阳离子的电荷

数=阴离子的物质的量(或物质的量浓度)×阴离子的电荷数。 [投影]例 3、已知 2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-,当向 100mL的F eBr2 溶液中通入标准状况下的Cl23.36L,充分反应后测得形成的溶液 中Cl-和Br-的物质的量浓度相等,则原FeBr2 溶液的物质的量浓度为 多少? 解;由题供信息可知:Fe2+的还原性强于Br-的还原性;因此,通入Cl2 后Fe2+应该全部被氧化成了Fe3+。据题意知反应后的溶液中只有Fe3+、

Cl-、Br-,且n(Cl-)=n(Br-)=2n(Cl2)=2×3.36L /22.4L·mol-1=2×0.15mol。据电荷守恒原理,必有:

3n(Fe3+)=n(Cl-)×1+n(Br-)×1

解得:n(Fe3+)=0.2mol

2+)=n(Fe3+)=0.2mol。故原F

eBr2 溶液的物质的量浓度为: 0.2mol/0.1L=2mol·L-1
[板书]Ⅳ 电子守恒关系

[讲]氧化还原反应的本质是参加反应的原子间的电子转移(包括电子得失

和电子对的偏移)。在氧化还原反应过程中,氧化剂得到电子的总物质的量

必定等于还原剂失去电子的总物质的量。在解有关氧化还原反应的试题(尤

其是涉及多个氧化还原反应的综合题)时,运用电子守恒法可起到事半功倍

的效果。

[投影]例 4、将 14g铁粉溶于 1L稀硝酸中恰好完全反应,放出NO气体

后称量所得溶液,发现比原溶液质量增加 8

A.0.4mol·L-1

B.0.6mol·L-1

C.0.8mol·L-1

D.1.0mol·L-1

解:按常规解本题需先判断出反应中同时生成了+2、+3 价的铁,然后再根据

方程式求解。若运用守恒原理则可避开繁琐的讨论和方程式的书写。

+n 价,由题意有:

- ne-→Fe(NO3)n→nHNO3 (反应中作酸用的)

1





14/56)mol

0.25nmol

0.25nmol

14g-8g=6g,物质的量为 6g/

30g·mol-1=0.2mol。

则有HNO3(反应起氧化剂作用的)+3e-

NO

1

3

1

第 18 页

0.2mol

0.6mol 0.2

0.25n=0.6;又由氮元素守恒原理可推知,

反应中共消耗硝酸的物质的量为:

0.25nmol+0.2mol=0.8mol

C。

[点击试题]1、在 100mL 的FeBr2 溶液中,通入 2.24L的标准状况下 的氯气,充分反应后,溶液中有 1/3 的Br-被氧化成溴单质。求原FeB

r2 溶液的物质的量浓度。 解:设FeBr2 溶液的物质的量浓度为xmol·L-1,根据氧化还原反应 中氧化剂和还原剂得失电子数相等的原则知,Cl2 所得电子的物质的量应等 于Fe2+和Br-所失电子的物质的量之和。则有:

2.24L/22.4L·mol-1×2=0.1x×1+(0.1x/3)×2×1

若根据题供信息“有关

解得x=1.2。因此原FeBr2 溶液的物质的量浓度为 1.2mol·L-1。 物质及离子的氧化性

[板书]Ⅴ 体积守恒关系

顺序为:浓硫酸>Fe

[投影]例 5、将 5.6g铁粉与 6.4g硫粉在隔绝空气的条件下加热充分反 3+>H+”分析解题,

应后冷却至室温,再在其固体中加入足量的稀硫酸反应至固体不再溶解,所 那么应该根据氧化还

制得的气体在 0℃、1.01×105Pa下的体积约为( )。

原反应的“次序规律”

2.24L B.2.34

2.80L D.4.48L

分别考虑铁粉依次与

解:加热时发生的化学反应为: Fe+S=FeS

浓硫酸、Fe3+、H+

与足量稀硫酸发生的化学反应可能有:

(即稀硫酸)的反应,

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑ 从上述反应方程式分析可发现如下变化关系:Fe→FeSO4→H2;F e→FeS→H2S。即 1molFe经充分反应后,最终能生成 1mol气 体(可能是H2S,也可能是H2 和H2S的混合气),而与硫粉的质量多少无 关。因题中Fe粉的物质的量为 0.1mol,所以,生成气体也恒为 0.1

其实,这是一条陷阱信 息,只要抓住“铁粉过 量”这一关键信息,便 不难推知:最后的溶液 中必定只有FeSO4 这一种溶质。那么,综

mol,标准状况下的体积为 2.24L。应选 A。

合运用“电子守恒”、

[点击试题]1、已知有关物质及离子的氧化性顺序为:浓硫酸>Fe3+>H “质量守恒”及“元素

+。现将 30g铁粉(过量)与 44.0mL浓硫酸在加热条件下充分反应,共收 守恒”即可巧妙解答此

集到 11.2L(标准状况)气体,其质量为 19.6g。试计算: 1)浓硫酸的 题。

物质的量浓度; (2)反应后剩余铁粉的质量。

解:设参加反应的铁粉的物质的量为x,由题意知,混合气体的成分应为S

O2、H2 的混合气,物质的量总和为 11.2L/22.4L·mol-1=0.5m ol,则混合气体的平均摩尔质量为:

19.6g÷0.5mol=39.2g·mol-1

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所以,混合气体中的SO2、H2 体积比(即物质的量之比)为:37.2∶24.8 =3∶2,即生成的SO2、H2 的物质的量分别为 0.3mol和 0.2mol。
Fe-2e-——→Fe2+ H2SO4+2e-——→SO2 2H++2e-——→H2 根据电子守恒原理可得: x=0.3mol×2+0.2mol×2=1.0mol 解得: x=0.5mol 实际参加反应的铁粉质量为 0.5mol×56g·mol-1=28g,由质量 守恒原理知剩余铁粉质量为 30g-28g=2g。 又由铁元素守恒知最后溶液中FeSO4 的物质的量也应为 0.5mol。 又据硫元素守恒知: n(H2SO4)=n(FeSO4)+n(SO2) =0.5mol+0.3mol=0.8mol 浓硫酸的物质的量浓度为: .8mol/0.044L=18.2mol·L-1 [总结]涉及铁元素及其化合物的计算题很多,解这类题时,建议解题者首 先考虑“守恒”原理的应用,具备“守 恒意识”是快速准确解答此类题的关键, 因为大部分情况下,发生在溶液中的反应均具备上述诸种守恒关系。
教学回顾:
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