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第三章 金属及其化合物第二节 几种重要的金属化合物(一)钠、铝、铁都可以和哪些物质发生化钠、铝、铁都可以和哪些物质发生化学反应？学反应？1.钠、铝、铁和非金属单质的反应钠、铝、铁和非金属单质的反应（Cl2、O2等）等）2.钠、铁与水的反应钠、铁与水的反应3.与酸反应与酸反应4.铝与碱液反应铝与碱液反应Al2O3自然界中的铝元素自然界中的铝元素 FeS2自然界中的铁元素自然界中的铁元素Fe3O4Cu2(OH)2CO3自然界中的铜元素自然界中的铜元素辰砂辰砂 HgSHgS 钙铀云母钙铀云母 Ca(UOCa(UO2 2)2 2(PO(PO4 4)2 212H12H2 2O O 萤石萤石 CaFCaF2 2 金矿金矿 AuAu1、Na2O 是哪种性质的氧化物是哪种性质的氧化物？2、Na2O有哪些性质？有哪些性质？3、请写出Na2O 与与H2O、CO2、盐酸反应的方程盐酸反应的方程式式，是离子反应的，请写出离子方程式碱性氧化物碱性氧化物+水水碱碱碱性氧化物碱性氧化物+酸性氧化物酸性氧化物含氧酸盐含氧酸盐碱性氧化物碱性氧化物+酸酸盐盐+水水Na2O+H2O=2NaOH Na2O+H2O=2Na+2OH-Na2O+CO2=Na2CO3 Na2O+2HCl=2NaCl+H2O Na2O+2H+=2Na+H2O NaNa2 2O O2 2有这些性有这些性质吗？质吗？1 1、氧化钠和过氧化钠、氧化钠和过氧化钠（1 1）氧化钠是）氧化钠是_色固体，色固体，过氧化钠是过氧化钠是_色固体。色固体。（2 2）氧化钠与水的反应式是）氧化钠与水的反应式是 _。白白淡黄色淡黄色Na2OH2O=2NaOH一、钠的重要化合物把水滴入在盛有少量过氧化钠把水滴入在盛有少量过氧化钠固体的试管中，立即用带火星固体的试管中，立即用带火星木条放在试管口，检验生成的木条放在试管口，检验生成的气体。用手轻轻摸一摸试管外气体。用手轻轻摸一摸试管外壁，有什么感觉？然后向反应壁，有什么感觉？然后向反应后的溶液中滴入酚酞，有什么后的溶液中滴入酚酞，有什么现象？现象？实验实验35 滴水 生火，吹气能生火现象：现象：有有气泡气泡产生产生，放热放热，放出的气体能使带火星的木条放出的气体能使带火星的木条复燃复燃，溶液中滴入酚酞后溶液中滴入酚酞后变红变红。2Na2O22H2O=4NaOHO22Na2O22CO2=2Na2CO3O2过氧化钠可用于供氧剂过氧化钠可用于供氧剂实验实验35 过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：过氧化钠与水反应的化学方程式：过氧化钠与水反应的化学方程式：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 化合价升高，失去化合价升高，失去2e-，被氧化，被氧化化合价降低，得到化合价降低，得到2e-，被还原，被还原 -1 -2 0Na2O2既是氧化剂又是还原剂，既是氧化剂又是还原剂，O2 是氧化产物是氧化产物NaOH是还原产物，是还原产物，Na2O2是强氧化剂。是强氧化剂。用途：可做漂白剂用途：可做漂白剂（强氧化性漂白）（强氧化性漂白）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2化合价升高，失去化合价升高，失去2e-，被氧化，被氧化化合价降低，得到化合价降低，得到2e-，被还原，被还原 -1 -2 0该反应是不是离子反应？为什么？该反应是不是离子反应？为什么？应用：应用：呼吸面具或潜艇中的供氧剂。呼吸面具或潜艇中的供氧剂。NaNa2 2O O2 2既是氧化剂又是还原剂既是氧化剂又是还原剂呼吸面具呼吸面具 练习：写出过氧化钠与盐酸反应的化学方程式练习：写出过氧化钠与盐酸反应的化学方程式2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2思考：过氧化钠是碱性氧化物吗？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。成盐和水外，还生成氧气。例例：现有现有Na2O和和Na2O2混合物的混合物的试样。请从试样。请从下图中选用适当的实验装置，下图中选用适当的实验装置，测定测定Na2O2的的含量含量Na2O和和Na2O2粉末粉末 大理石大理石稀盐酸稀盐酸 碱石灰碱石灰NaHCO3悬浊液悬浊液 若只用仪器装置若只用仪器装置A、B、C、D中的两中的两种，应选用的仪器连接顺序是种，应选用的仪器连接顺序是 C B B碱水碱水ACD若只用仪器装置若只用仪器装置A、B、C、D中的两中的两种，应选用的仪器连接顺序是种，应选用的仪器连接顺序是 C B 碱水碱水CB若装置若装置A、B、C、D全用上，全用上，应选用的药品是应选用的药品是 1235 B碱水碱水ACDNa2O和和Na2O2粉末粉末 大理石大理石稀盐酸稀盐酸碱石灰碱石灰NaHCO3悬浊液悬浊液 B碱水碱水ADC大理石大理石稀盐酸稀盐酸NaHCO3悬浊液悬浊液Na2O和和Na2O2 若含若含Na2O和和Na2O2粉末共粉末共4g,4g,在标准状况下，在标准状况下，实验后，量筒中被气体排出的水的体积是实验后，量筒中被气体排出的水的体积是44.8ml44.8ml，则固体混合物中过氧化钠的质量，则固体混合物中过氧化钠的质量分数是多少？分数是多少？78%碱水碱水CB例例：现有一定量含有现有一定量含有Na2O杂质杂质的的Na2O2试样。请从下图中选用试样。请从下图中选用适当的实验装置，设计一个最简适当的实验装置，设计一个最简单的实验，测定单的实验，测定Na2O2的纯度的纯度(可供选择的反应物有可供选择的反应物有固体固体CaCO3、6mol/L盐酸、盐酸、浓浓H2SO4和蒸馏水和蒸馏水)。请回答：请回答：AB C D EFGHIJKH2O H2SO4碱石灰碱石灰 (1)写出实验中写出实验中Na2O2和和Na2O分别分别发生反应的化学方程式：发生反应的化学方程式：(2)应选用的装置是应选用的装置是(只要求写出只要求写出图中装置的标号图中装置的标号)：(3)所选用装置的连接顺序应是所选用装置的连接顺序应是(填各接口的字母；连接胶管省填各接口的字母；连接胶管省略略)：(G)接接(A)(B)接接(F)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 Na2O+H2O=2NaOH H2O能否设计一个实验来证明NaNa2 2O O2 2与与干燥纯净的干燥纯净的COCO2 2反应，并检验生成反应，并检验生成的氧气。的氧气。能否设计一个实验来证明NaNa2 2O O2 2与与干燥纯净的干燥纯净的COCO2 2反应，并检验生成反应，并检验生成的氧气。的氧气。能否设计一个实验来证明NaNa2 2O O2 2与与干燥纯净的干燥纯净的COCO2 2反应，并检验生成反应，并检验生成的氧气。的氧气。实验设计的基本思路1、明确目的和原理：2、选择仪器和药品：3、设计实验装置和步骤：4、记录现象和数据：5、分析得出结论：1、明确目的和原理：2、选择仪器和药品：目的：证明NaNa2 2O O2 2与干燥纯净的与干燥纯净的COCO2 2反应，反应，并检验生成的氧气。并检验生成的氧气。原理：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O22HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2石灰石和稀盐酸制二氧化碳此时得到的此时得到的COCO2 2中可能混有中可能混有HClHCl、H H2 2O O等，等，如何除去？如何除去？净化装置：进气管液封，出气管悬空干燥装置：大口进，小口出。1、CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2 +H2O CaCO3+2H+=Ca2+CO2 +H2O2、NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O HCO3-+H+=CO2 +H2O3、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O24、CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2+2OH-=CO32-+H2O与碱反应Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOHCO32-+Ca2+=CaCO3NaHCONaHCO3 3：能与所有可溶碱反应生成：能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水碳酸正盐和水NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2OHCO3-+OH-=CO32-+H2O Na Na2 2COCO3 3：易与：易与BaBa2+2+、CaCa2+2+的碱反应生成的碱反应生成碳酸盐沉淀和碳酸盐沉淀和NaOH NaOH Na2CO3+Ba(OH)2=BaCO3+2NaOHCO32-+Ba2+=BaCO3与盐反应与盐反应Na2CO3+CaCl2=CaCO3 +2NaCl与可溶性的钙盐、钡盐反应生成沉淀与可溶性的钙盐、钡盐反应生成沉淀CO32-+Ca2+=CaCO3可与可与NaHSO4反应反应Na2CO3NaHCO3Na2CO3+BaCl2=BaCO3 +2NaClCO32-+Ba2+=BaCO3应用：利用能否应用：利用能否与可溶性的钙盐、与可溶性的钙盐、钡盐反应生成沉淀钡盐反应生成沉淀来来鉴别来来鉴别Na2CO3与与NaHCONaHCO3 3HCO3-+H+=H2O+CO2 水解水解CO32-H2O HCO3-+OH-，HCO3-H2O H2CO3+OH-，相同阳离子、相同浓度时，CO32-水解程度比HCO3-大大 对热稳定性对热稳定性结论：加热时，碳酸钠不分解，而碳酸氢钠则分解。即：碳酸钠比碳酸氢钠更稳定。碳酸钠比碳酸氢钠更稳定。碳酸钠受热不分解碳酸钠受热不分解所以利用它们对热的稳定性来鉴别鉴别它们。2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2Na2CO3与与NaHCONaHCO3 3的相互转化：的相互转化：Na2CO3NaHCONaHCO3 3+CO2+H2O固体加热，固体加热，溶液氢氧化钠溶液氢氧化钠侯德榜及侯氏制碱法侯德榜及侯氏制碱法原理原理:先将氨通入饱和食盐水而形成氨盐水，再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通入二氧化碳生成溶解性较小的NaHCO3微小微小晶体，晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。再加热煅烧制得纯碱产品。NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3+NH4Cl 2NaHCO3 煅烧煅烧 Na2CO3+H2O+CO2碳酸钠俗名叫碳酸钠俗名叫_，也叫，也叫_ _，碳酸氢钠俗名叫碳酸氢钠俗名叫_ _。碳酸钠晶体的化学式是碳酸钠晶体的化学式是_ _，碳酸钠晶体在干燥的空气中容易失碳酸钠晶体在干燥的空气中容易失去去_变成碳酸钠粉末。变成碳酸钠粉末。纯碱纯碱苏打苏打小苏打小苏打Na2CO3 10H2O结晶水结晶水2 2、碳酸钠和碳酸氢钠、碳酸钠和碳酸氢钠相同点：相同点：均可溶于水均可溶于水固体均是白色，而水溶液均无色、呈固体均是白色，而水溶液均无色、呈碱性碱性均可与盐酸反应并放出二氧化碳。均可与盐酸反应并放出二氧化碳。思考和交流：思考和交流：这两种物质有什么相同和不同之处？这两种物质有什么相同和不同之处？不同点：不同点：本课的学习重点本课的学习重点注意：在共性中找细微差别，并设计实注意：在共性中找细微差别，并设计实验来验证你的猜想。验来验证你的猜想。1 1、各取、各取1 1小匙小匙的的Na2CO3 NaHCO3于试于试管中，观察二者外观上的细小区别，管中，观察二者外观上的细小区别，滴加滴加1010滴水，振荡，观察，用手摸滴水，振荡，观察，用手摸一摸试管外壁，有什么感觉？继续一摸试管外壁，有什么感觉？继续向试管内加入约向试管内加入约10mL水，振荡，观水，振荡，观察、记录现象。察、记录现象。2 2、分别加、分别加2滴滴酚酞溶液，酚酞溶液，比较溶液颜色。比较溶液颜色。实验方案实验方案步骤步骤Na2CO3NaHCO3加加1mL水水加加10mL水水加加2滴滴酚酞溶液酚酞溶液 初步结论初步结论 步骤步骤Na2CO3NaHCO3加加1mL水水加水结块变加水结块变成晶体；放成晶体；放热热 细小白色粉末，细小白色粉末，加水部分溶解；加水部分溶解；感受不到热量感受不到热量变化变化步骤步骤Na2CO3NaHCO3加加10mL水水加加2滴滴酚酚酞溶液酞溶液 初步结初步结论论 振荡时间长振荡时间长时可溶解时可溶解固体量减小固体量减小溶液变红溶液变红（较深）（较深）溶液变微红色溶液变微红色加水先变成含结加水先变成含结晶水的晶体，溶晶水的晶体，溶液碱性比液碱性比NaHCO3的强的强加水部分溶解，加水部分溶解，溶液碱性比溶液碱性比Na2CO3的弱的弱3 3、把碳酸钠放在试管里，约占试管容积的、把碳酸钠放在试管里，约占试管容积的1/61/6，往另一支试管里倒入澄清的石灰水，往另一支试管里倒入澄清的石灰水，然后加热，观察澄清的石灰水是否变化。然后加热，观察澄清的石灰水是否变化。向另一支试管放入等质量的碳酸氢钠，加向另一支试管放入等质量的碳酸氢钠，加热。观察澄清石灰水的变化。热。观察澄清石灰水的变化。澄清的石灰水澄清的石灰水碳酸钠和碳酸氢钠的性质：热稳定性碳酸钠和碳酸氢钠的性质：热稳定性现象现象发生反应的化学发生反应的化学方程式方程式结论结论Na2CO3NaHCO3无现象无现象石灰水石灰水变浑浊变浑浊2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2稳定稳定不稳定不稳定NaHCO3Na2CO3澄清的石灰水澄清的石灰水4 4、在两根试管中分别加入、在两根试管中分别加入2mL2mL稀盐酸，稀盐酸，将将等量等量（1/31/3药匙）的碳酸钠和碳酸药匙）的碳酸钠和碳酸氢钠加入试管中。氢钠加入试管中。注意：比较注意：比较反应的剧烈程度反应的剧烈程度。NaHCO3Na2CO3Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2CO32-+2H+=H2O+CO2NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2HCO3-+H+=H2O+CO2 结论：碳酸钠和碳酸氢钠都易与酸反应，结论：碳酸钠和碳酸氢钠都易与酸反应，但是碳酸氢钠与酸反应比碳酸钠更剧烈。但是碳酸氢钠与酸反应比碳酸钠更剧烈。名称名称碳酸钠碳酸钠碳酸氢钠碳酸氢钠2NaHCO3Na2CO3H2OCO2 化学式化学式Na2CO3NaHCO3俗名俗名苏打、纯碱苏打、纯碱小苏打小苏打色、态色、态白色粉末白色粉末白色细小晶体白色细小晶体溶解度大小溶解度大小溶解度：溶解度：Na2CO3 NaHCO3水溶液碱性水溶液碱性碱性（同浓度）：碱性（同浓度）：Na2CO3NaHCO3与酸反应与酸反应离子方程式离子方程式NaHCO3比比Na2CO3快快HCOHCO3 3-H H=H=H2 2O+COO+CO2 2热稳定性热稳定性热稳定性：热稳定性：Na2CO3NaHCO3COCO3 32-2-2H2H=H=H2 2O+COO+CO2 2名称名称碳酸钠碳酸钠碳酸氢钠碳酸氢钠与与CaCl2反应反应 相互转相互转化化Na2CO3 NaHCO3CO2+H2O加热，加热，OH-想一想想一想:如何区别如何区别Na2CO3和和NaHCO3?加热加热 加热固体，产生能使澄清石灰水加热固体，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体的是变浑浊的气体的是NaHCO3滴入滴入CaClCaCl2 2或或BaClBaCl2 2溶液溶液产生白色沉淀的是产生白色沉淀的是Na2CO3逐滴滴入稀盐酸逐滴滴入稀盐酸反应较剧烈的是反应较剧烈的是NaHCO3NaNa2 2COCO3 3+CaCl+CaCl2 2=CaCO=CaCO3 3+2NaCl+2NaClNaHCO3+CaCl2 不反应不反应碳酸钠和碳酸氢钠的相互转变2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2Na2CO3 +CO2+H2O=2NaHCO3 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O 固体固体溶液溶液溶液溶液 CO2+H2O 加加OH或或NaHCO3酸式盐酸式盐Na2CO3 正盐正盐苏氏三兄弟苏氏三兄弟小苏打小苏打 NaHCO3苏苏 打（纯碱）打（纯碱）大苏打（海波）大苏打（海波）Na2CO3Na2S2O3碳酸氢钠碳酸氢钠 碳酸钠碳酸钠 硫代硫酸钠硫代硫酸钠 3、焰色反应：是元素的性质1）概念：金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上叫焰色反应。焰色反应是物理变化。发射一定波长的光而产生各种颜色。注：注：钠的焰色是黄色，钾是焰色是紫色实验步骤：实验步骤：将铂丝放在酒精灯外焰上灼烧至将铂丝放在酒精灯外焰上灼烧至火焰颜色与原来相同；火焰颜色与原来相同；用铂丝蘸取待测碳酸钠溶液放在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；外焰上灼烧，观察火焰颜色；用盐酸洗净铂丝，在外焰上灼烧用盐酸洗净铂丝，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，透过蓝色的钴玻璃在外焰上灼烧，透过蓝色的钴玻璃观察火焰的颜色。观察火焰的颜色。“洗”“烧”，“蘸”“烧”，“洗”“烧”铯的焰色铯的焰色钠黄色钠黄色铜铜 绿色绿色钾紫色钾紫色钙砖红色钙砖红色铷的焰色铷的焰色锶洋红色锶洋红色钡黄绿色钡黄绿色几种金属的焰色：几种金属的焰色：每次实验必须用盐酸洗净铂丝，并每次实验必须用盐酸洗净铂丝，并灼烧至火焰与原来相同；灼烧至火焰与原来相同；钾的焰色必须透过蓝色的钴玻璃观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）察（避免钠等杂质的焰色的干扰）注意：注意：1 1）无论是金属的单质还是化合物，）无论是金属的单质还是化合物，其焰色都相同；其焰色都相同；2 2）金属的化合物无论是溶液中还是）金属的化合物无论是溶液中还是固体，其焰色相同。固体，其焰色相同。已已知知某某纯纯碱碱试试样样中中含含有有NaClNaCl杂杂质质，为为测测定定试试样样中中纯纯碱碱的的质质量量分分数数，可可用下图中的装置进行实验。用下图中的装置进行实验。主要实验步骤如下：主要实验步骤如下：按图组装仪器，并检查装置气密性按图组装仪器，并检查装置气密性将将agag试样放入锥形瓶中，加适量试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液蒸馏水溶解，得到试样溶液称量盛有碱石灰的称量盛有碱石灰的U U型管的质量，得到型管的质量，得到bgbg 请填空和回答问题：请填空和回答问题：（1 1）在用托盘天平称量）在用托盘天平称量 样品时，如果天平样品时，如果天平 的指针向左偏转，说明：的指针向左偏转，说明：（2 2）装置中干燥管）装置中干燥管B B的作用是：的作用是：（3 3）如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，）如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，测试的结果测试的结果 （填高、偏低或不变）（填高、偏低或不变）（4 4）步骤）步骤的目的是：的目的是：（5 5）步骤）步骤的目的是：的目的是：（6 6）该试样中纯碱的质量分数的计算式为：）该试样中纯碱的质量分数的计算式为：（7 7）还还可可以以用用其其他他实实验验方方法法测测定定试试样样中中纯纯碱碱的的质质量量分数。分数。请简述一种不同的实验法。请简述一种不同的实验法。请填空和回答问题：请填空和回答问题：（1 1）在用托盘天平称量样品时，如果天平）在用托盘天平称量样品时，如果天平 的指针向左偏转，说明：的指针向左偏转，说明：样品重，砝码轻样品重，砝码轻 （2 2）装置中干燥管）装置中干燥管B B的作用是：的作用是：（3 3）如如果果将将分分液液漏漏斗斗中中的的硫硫酸酸换换成成浓浓度度相相同同的的盐盐酸酸，测测试试的的结结果果 （填高、偏低或不变）（填高、偏低或不变）防止空气中的防止空气中的COCO2 2和水气进入和水气进入U U型管中型管中 偏高偏高（4 4）步骤）步骤的目的是：的目的是：从导管从导管A A处缓缓鼓入一定量的空气处缓缓鼓入一定量的空气 （5 5）步骤）步骤的目的是：的目的是：重重复复步步骤骤和和的的操操作作，直直到到U U型型管管的的质质量量基基本本不不变，为变，为dgdg 把反应产生的把反应产生的COCO2 2全部导入全部导入U U型管中型管中 判断反应产生的判断反应产生的COCO2 2是否全部排出，并被是否全部排出，并被U U型管中的型管中的碱石灰吸收碱石灰吸收（6 6）该试样中纯碱的质量分数的计算式为：）该试样中纯碱的质量分数的计算式为：（7 7）还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数。）还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数。请简述一种不同的实验法。请简述一种不同的实验法。