高三化学教案：《铁的重要化合物》教学设计。

经验告诉我们，成功是留给有准备的人。教师在教学前就要准备好教案，做好充分的准备。教案可以让学生们有一个良好的课堂环境，帮助教师提前熟悉所教学的内容。怎么才能让教案写的更加全面呢？急您所急，小编为朋友们了收集和编辑了“高三化学教案：《铁的重要化合物》教学设计”，希望能对您有所帮助，请收藏。

本文题目：高三化学教案：铁的重要化合物

【内容与解析】

(一) 内容：氧化铁的性质;氢氧化铁的性质;氢氧化亚铁的性质。

(二)解析：本节课要学的内容铁的重要氧化物;指的是氧化铁的性质和氢氧化铁、氢氧化亚铁的性质，其关键是。理解它关键要了解铁元素有+2、+3和0三个价态，所以处于中间价态的Fe2+的化合物不稳定，很容易被氧化剂氧化;同样，位于最高价态的Fe3+也可以被还原剂还原;所以，根据铁元素的这三个价态，可以实现Fe2+、Fe3+的相互转化。学生已经学过钠的重要化合物和铝的重要化合物，所以对金属化合物的知识有一定的基础，本节课的内容铁的重要化合物就是对金属化合物知识的完善。本节的教学重点是氢氧化亚铁的性质、Fe2+、Fe3+的相互转化和Fe3+的检验。解决重点的关键是要从从铁元素的化合价和氧化还原反应的知识来分析铁的化合物的性质和实现Fe2+、Fe3+的相互转化。

【教学目标与解析】

教学目标

(1)了解FeO、Fe2O3、 Fe3O4的性质和应用;

(2)掌握氢氧化铁、氢氧化亚铁的性质;

(3)掌握Fe2+、Fe3+的检验方法和相互转化。

目标解析：

(1)了解FeO、Fe2O3、 Fe3O4的性质和应用;就是要了解铁的这三种氧化物的物理性质和他们在生活中的用途，掌握他们和非氧化性酸如盐酸反应的化学方程式。

(2)掌握氢氧化铁、氢氧化亚铁的性质;就是要掌握氢氧化亚铁和氢氧化铁的制取，反应实验现象的正确描述，了解氢氧化亚铁的制备时难溶物颜色变化的原因，能正确书写氢氧化亚铁转化的化学方程式。

(3)掌握Fe2+、Fe3+的检验方法和相互转化;就是要能根据Fe2+、Fe3+的化合价和氧化还原反应的知识入手，掌握Fe2+、Fe3+的相互转化。掌握Fe2+、Fe3+的检验方法。

【问题诊断分析】

在本节的教学中，学生可能对氧化还原反应的知识理解和应用能力还不是很熟悉，所以，在Fe2+、Fe3+的相互转化这知识点上可能会有点乱。所以在讲解这一知识点时可以先复习一下氧化还原反应的有关知识。

【教学支持条件分析】

在本节课的教学中，使用暴风影音播放“氢氧化铁、氢氧化亚铁的制取”“Fe2+、Fe3+的相互转化”“Fe2+、Fe3+的检验”的实验视频，因为在传统教学中，实验只能是教师演示(目前尚未具备学生实验的条件)，教师演示又不利于全体同学观察。为弥补此缺陷，使用暴风影音等媒体播放器播放这些实验的实验视频。

【教学过程】

问题1：从元素周期表认识铁的结构和性质?

1.铁的原子结构和物理性质

(1)铁的原子结构特点

铁位于元素周期表中的第四周期，第Ⅷ族。Fe的原子序数是26，其原子结构示意图为 。铁为变价金属，通常显+2和+3价。

(2)铁的物理性质

纯净的铁是光亮的银白色金属，密度较大，熔、沸点较高，纯铁的抗腐蚀性强，有较好的导电、导热、延展性。铁能被磁铁吸引。

2.铁的化学性质

(1)铁与非金属的反应

①铁和氯气的反应

化学方程式：2Fe+3Cl2=====点燃2FeCl3。

②铁和氧气的反应

实验步骤：把细铁丝在火柴杆上盘成螺旋状，点燃火柴，然后迅速伸入盛有O2的集气瓶中，观察现象。

实验现象：铁丝在O2中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体物质。

化学方程式：3Fe+2O2=====点燃Fe3O4。

③铁和其他非金属的反应

2Fe+3Br2===2FeBr3

Fe+S=====△FeS(黑色固体)　Fe+I2=====△FeI2

(2)铁与水蒸气的反应

实验步骤：在玻璃管中放入还原铁粉或石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气。用试管收集产生的经干燥的气体，并靠近火焰点火。观察现象。

实验现象：红热的铁与水蒸气起反应，放出气体。用试管收集气体，将气体靠近火焰点火，能燃烧或发出爆鸣声。

实验结论：3Fe+4H2O(g)=====高温Fe3O4+4H2。

(3)铁与酸反应

①铁与非氧化性酸(如稀H2SO4、HCl等)反应生成Fe2+，放出H2。

离子方程式：Fe+2H+===Fe2++H2↑。

②铁与氧化性酸(如稀HNO3)反应时，不放出H2。

a.HNO3(稀)过量时生成Fe3+

Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O。

b.铁粉过量时生成Fe2+

3Fe+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。

(4)铁与盐溶液的反应

①铁能与比它活动性弱的金属的盐溶液反应，置换出这种金属。

Fe+CuSO4===Cu+FeSO4。

②铁能与FeCl3溶液反应生成FeCl2。

离子方程式：2Fe3++Fe===3Fe2+。

问题2：铁元素有哪些常见的化合价?由此可以你可以推出铁的氧化物有几种?

设计意图：从铁元素的化合价入手，认识铁的氧化物。

师生活动：

(1) 铁的氧化物有几种?他们分别有怎样的物理性质呢?

(2) 铁的氧化物的俗名、用途?

(3) 铁的氧化物是酸性氧化物还是碱性氧化物?分别写出他们和非氧化性酸如盐酸的化学方程式。

化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4

名称 氧化亚铁 氧化铁

(俗名铁红) 四氧化三铁(俗名磁性氧化铁)

铁的价态 +2 +3 +2、+3

颜色和状态 黑色固体 红棕色固体 黑色晶体

类别 碱性氧化物 碱性氧化物 碱性氧化物

与还原剂的反应(如H2、CO、Al) H2+FeO=====△Fe+H2O

3CO+Fe2O3=====△2Fe+3CO2 8Al+3Fe3O4=====△4Al2O3+9Fe

与酸(H+)的反应 FeO+2H+===Fe2++H2O Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O

问题3：铁的氢氧化物有Fe(OH)3 、Fe(OH)2两种，而且都难溶于水，那么实验室应如何制取Fe(OH)3 、Fe(OH)2?

设计意图：从实验事实入手，了解铁的氢氧化物的化学性质。

师生活动：

(1) 铁盐、亚铁盐的颜色?

(2) 制备Fe(OH)3 、Fe(OH)2选用什么试剂?

(3) 描述实验现象?写出制取Fe(OH)3 、Fe(OH)2的化学方程式。

(4) 制备Fe(OH)2的实验中，生成物的颜色怎样改变?写出变化的化学方程式。

(5) 实验室制备Fe(OH)2时，怎样避免被氧气氧化?

Fe(OH)3 、Fe(OH)2都是不溶性碱，它们具有什么样的性质呢?

设计意图：培养学生对知识的迁移能力。

师生活动：

(1) 氢氧化铁是难溶性的氢氧化物，根据已有知识，推测它应具有什么性质呢?写出反应的化学方程式。

氢氧化物 氢氧化亚铁 氢氧化铁

化学式 Fe(OH)2[来源:Ks5u.com] Fe(OH)3

物理性质 白色固体，不溶于水 红棕色固体，不溶于水

化学性质 Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O

4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3 Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O[

2Fe(OH)3=====△Fe2O3+3H2O

制法 可溶性碱与亚铁盐溶液反应

Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓

问题4：这么检验某种Fe2+溶液变质了呢?

设计意图：培养学生的观察能力、分析能力和对知识的应用能力。

师生活动：

(1) 向FeCl3和FeCl2溶液中分别加入KSCN溶液，会有怎样的现象?

(2) 实验室有哪些方法可以鉴别FeCl3和FeCl2溶液?

比较 Fe2+ Fe3+

颜色 浅绿色 棕黄色

主要化学性质 还原性：Fe2+――→氧化剂Fe3+

与碱反应：Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓

水解性：水溶液显酸性 氧化性：Fe3 Fe2+

与碱反应：Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓

水解性：水溶液显酸性

检验方法 (1)加KSCN溶液不变色，再加氯水溶液变红色

(2)加碱反应产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色 遇含SCN-的溶液显红色，与碱反应生成红褐色沉淀

保存方法 加Fe防止氧化，密封 无特殊要求

溶液配制 加酸防变浑浊，加Fe防止氧化 加酸防止变浑浊

转化关系

问题5：为什么实验室在配制FeCl2或FeSO4溶液时，通常还要往溶液中加入铁钉或铁粉?

设计意图：从实验事实入手，了解Fe2+、Fe3+的相互转化。

师生活动：

(1) 配制FeCl2或FeSO4溶液时，加入铁钉或铁粉有何作用?

(2) 如何除去Fe3+溶液中的Fe2+?

【目标检测】

1.下列关于铁的叙述正确的是()

①铁能被磁铁吸引，但纯铁易腐蚀;②在人体的血红蛋白中含有铁元素;③铁位于元素周期表中第四周期第ⅦB族;④铁能在氧气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧;⑤铁与强氧化剂硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3;⑥不能通过化合反应制得FeCl2和Fe(OH)3。

A.①③B.②④ C.②⑤ D.④⑥

2.下列物质可由相应的单质直接化合而成的是()

①FeS　②CuS　③FeCl2　④Al2S3　⑤Fe3O4 ⑥Fe2O3

A.①③⑤ B.②③④ C.①④⑤ D.①②③④⑤

3.下列物质中能与Fe3+反应，且反应中Fe3+作氧化剂的是()

①SCN-　②Fe　③Fe2+　④Cu　⑤I-　⑥OH-

A.①②④⑤ B.①②④ C.②④⑤ D.全部

4.a g铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后，得到a g铜，则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为()

A.1：7 B.7：1 C.7：8 D.8：7

5、(2010?江苏省苏州市模拟)一定量的铁与稀硝酸反应生成Fe(NO3)3、Fe(NO3)2、NO和H2O，下列四种情况不能得出溶液中Fe3+与Fe2+的物质的量之比的是(不考虑水解)()

A.已知参加反应的硝酸与被还原的硝酸的物质的量之比为4：1

B.已知参加反应的硝酸与铁的物质的量之比为3：1

C.已知参加反应的铁与生成的NO的物质的量之比为4：3

D.已知溶液中的Fe3+与NO-3的物质的量之比

【课堂小结】

铁的重要化合物

1、铁的氢氧化物的制备

Fe3++3OH-=Fe (OH)3↓红褐色

Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓白色

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe (OH)3

2、Fe3+的检验

Fe3+遇KSCN溶液显红色

Fe2+遇KSCN溶液不显红色

3、Fe2+和Fe3+的相互转化

相关知识

铁的重要化合物

经验告诉我们，成功是留给有准备的人。作为高中教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来，减轻高中教师们在教学时的教学压力。怎么才能让高中教案写的更加全面呢？小编收集并整理了“铁的重要化合物”，仅供参考，欢迎大家阅读。

第三章《金属化合物》
第二节第三课时《铁的重要化合物》教案
教学目标
1、知识与技能
了解铁的氧化物，掌握铁的氢氧化物的制备和性质；
能对铁的氢氧化物的变化进行探究；探究Fe3+的检验及了解Fe3+的氧化性
2、过程与方法
体验实验学习的一般方法：将实验探究与讨论交流密切结合；
学习运用比较、归纳、分析、综合的学习方法
3、情感态度价值观
养成务实求真、勇于探索的科学态度，重点培养学生“主动参与、乐于探究、交流合作”的精神
教材分析
重点：氢氧化亚铁的制备、亚铁盐和铁盐的鉴别和相互转化
难点：氢氧化亚铁的制备亚铁盐和铁盐的转化
教学仪器与试剂
教学仪器：多媒体投影仪
实验仪器和试剂：试管、药匙、胶头滴管、氯化铁、硫酸亚铁、氢氧化钠溶液、盐酸、氯水、硫氰化钾、铁粉、氧化铁

教学操作过程设计
一、新课引入
利用问题引入课题，集中学生的注意力，提高学习兴趣。
1.浏阳一中红墙上红色油漆中的红色物质是什么？
2.红砖为什么呈现红色？
二、学生自学铁的氧化物并加以归纳
【成果交流】
名称FeOFe2O3Fe3O4
颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体
俗称铁红磁性氧化铁
水溶性不溶不溶不溶
与酸反应FeO+2HCl＝FeCl2+H2OFe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2OFe3O4+8HCl＝2FeCl3+FeCl2+4H2O
物质类别碱性氧化物碱性氧化物氧化物
三、铁的氢氧化物
【讨论】利用离子反应的条件分析：制取氢氧化铁、氢氧化亚铁的实验原理
【实验探究1】氢氧化铁和氢氧化亚铁的制备及化学性质
【实验探究2】探究氢氧化亚铁的制备、氢氧化亚铁的化学性质
【实验总结】两种操作现象对比
【讨论】滴管为什么要伸入溶液内，强调其化学原理
【总结】制取氢氧化亚铁的正确操作（操作要领因情况而动）
【问题1】还有哪些方法可以得到较纯的Fe(OH)2，并且能较长时间保存？
【成果交流】
Fe(OH)2Fe(OH)3
制法FeCl2+2NaOH=2NaCl+Fe(OH)2↓(白色)FeCl3+3NaOH=3NaCl+Fe(OH)3↓(红褐色)

色态白色沉淀红褐色沉淀
转化4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
热分解产物复杂2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O
与酸反应Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2OFe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O
四、铁盐和亚铁盐
【提问】有哪些方法可以鉴别Fe3+和Fe2+？
【讨论】根据前面的实验，归纳总结：二价铁盐、三价铁盐的鉴别方法
Fe3+Fe2+
①水溶液的颜色黄色浅绿色
②加入NaOH溶液红褐色沉淀白色沉淀

【实验探究3】硫氰化钾溶液加入铁盐和亚铁盐溶液中的现象
滴入KSCN溶液后的现象
FeCl3溶液溶液颜色变红
FeCl2溶液溶液颜色无明显变化

【实验探究4】
FeCl3溶液中加入现象结论
铁粉，KSCN溶液溶液无明显变化2FeCl3+Fe=3FeCl2
氯水，振荡溶液变成红色2FeCl2+Cl2=2FeCl3

【小结】
【实验探究5】红砖中是否含有+3价的铁元素？
【问题2】朴雪(酱油)里面是否含有亚铁离子？
【问题3】铝盐和铁盐的净水作用的实验探究？
【作业】离子方程式的的巩固和课后习题

板书设计
三、铁的重要化合物
1、氧化物
FeOFeO+2HCl＝FeCl2+H2O
Fe2O3Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O
Fe3O4(FeOFe2O3)Fe3O4+8HCl＝2FeCl3+FeCl2+4H2O
2、氢氧化物
FeCl3+3NaOH=3NaCl+Fe(OH)3↓(红褐色)
FeCl2+2NaOH=2NaCl+Fe(OH)2↓(白色)
Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O
Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O
3、铁盐和亚铁盐
2FeCl3+Fe=3FeCl2
2FeCl2+Cl2=2FeCl3
第三章《金属化合物》
第二节第三课时《铁的重要化合物》学案
教学目标
1、知识与技能
了解铁的氧化物，掌握铁的氢氧化物的制备和性质；
能对铁的氢氧化物的变化进行探究；探究Fe3+的检验及了解Fe3+的氧化性
2、过程与方法
体验实验学习的一般方法：将实验探究与讨论交流密切结合；
学习运用比较、归纳、分析、综合的学习方法
3、情感态度价值观
养成务实求真、勇于探索的科学态度，重点培养学生“主动参与、乐于探究、交流合作”的精神
教材分析
重点：氢氧化亚铁的制备、亚铁盐和铁盐的鉴别和相互转化
难点：氢氧化亚铁的制备亚铁盐和铁盐的转化
教学操作过程设计
一、利用问题引入课题，集中学生的注意力，提高学习兴趣。
1.浏阳一中红墙上红色油漆中的红色物质是什么？
2.红砖为什么呈现红色？
二、自学铁的氧化物并加以归纳
【成果交流】
名称FeOFe2O3Fe3O4
颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体
俗称铁红磁性氧化铁
水溶性不溶不溶不溶
与酸反应FeO+2HCl＝FeCl2+H2OFe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2OFe3O4+8HCl＝2FeCl3+FeCl2+4H2O
物质类别碱性氧化物碱性氧化物氧化物
二、铁的氢氧化物
【实验探究1】氢氧化铁和氢氧化亚铁的制备及化学性质
【实验探究2】探究氢氧化亚铁的制备、氢氧化亚铁的化学性质
【成果交流】
Fe(OH)2Fe(OH)3
制法FeCl2+2NaOH=2NaCl+Fe(OH)2↓(白色)FeCl3+3NaOH=3NaCl+Fe(OH)3↓(红褐色)

色态白色沉淀红褐色沉淀
转化4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
热分解产物复杂2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O
与酸反应Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2OFe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O
三、铁盐和亚铁盐
【提问】有哪些方法可以鉴别Fe3+和Fe2+？
【讨论】根据前面的实验，归纳总结：二价铁盐、三价铁盐的鉴别方法
Fe3+Fe2+
①水溶液的颜色黄色浅绿色
②加入NaOH溶液红褐色沉淀白色沉淀

【实验探究3】硫氰化钾溶液加入铁盐和亚铁盐溶液中的现象
滴入KSCN溶液后的现象
FeCl3溶液溶液颜色变红
FeCl2溶液溶液颜色无明显变化

【实验探究4】
FeCl3溶液中加入现象结论
铁粉，KSCN溶液溶液无明显变化2FeCl3+Fe=3FeCl2
氯水，振荡溶液变成红色2FeCl2+Cl2=2FeCl3

【小结】

【实验探究5】红砖中是否含有+3价的铁元素？
【问题2】朴雪(酱油)里面是否含有亚铁离子？
【问题3】铝盐和铁盐的净水作用的实验探究？
【作业】离子方程式的的巩固和课后习题

高二化学教案：《铁及其化合物》教学设计

一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划，作为教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点，帮助教师提高自己的教学质量。写好一份优质的教案要怎么做呢？以下是小编为大家收集的“高二化学教案：《铁及其化合物》教学设计”希望对您的工作和生活有所帮助。

本文题目：高二化学教案：铁及其化合物

高二学业水平测试铁及其化合物

【学习目标】

1、了解铁及其化合物的主要物理性质

2、了解铁分别与氧气、水、酸、盐等物质反应的情况

3、了解氧化铁与酸反应的情况

4、了解氢氧化亚铁的制备方法，了解氢氧化铁的受热分解

5、了解Fe3+氧化性，认识Fe3+和Fe2+之间的相互转化

【基础知识】

一、金属铁

1.物理性质：有金属光泽，银白色，有良好的导电导热性，具有延展性，能被磁铁吸引。

2.化学性质：

①与非金属反应：Fe + Cl2 Fe+ S 在纯O2中燃烧

②与水蒸气反应：

③与非氧化性酸(盐酸.稀硫酸)反应：

常温下，铁遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化现象。

④与盐反应：古代湿法炼铜

二、铁的氧化物——氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁

FeO Fe2O3 Fe3O4

颜色

俗称

与HCl 不作要求

用途 略 红色油漆和涂料 略

三、铁的两种氢氧化物——氢氧化亚铁氢氧化铁

Fe(OH)2 Fe(OH)3

颜色变化 白色 → 灰绿色 → 红褐色

化学性质 ①转化 4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3

②与盐酸 与盐酸

四、盐

(1)Fe2+和Fe3+相互转化：

FeCl2溶液跟Cl2反应：

FeCl3溶液中加入铁粉：

(2)Fe2+和Fe3+鉴别

Fe2+ Fe3+

水溶液颜色

浅绿色 棕黄色

加入NaOH 白色→灰绿色→红褐色 红褐色

先加入KSCN 无现象 血红色

后通入Cl2

归纳整理：铁及其重要化合物之间的转化关系。

① ;②

③ ;④

⑤ ;⑥

⑦ ;⑧

【典型例题】

1. (2007年水平测试)常温下，铁与下列酸溶液作用产生H2的是( )

A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.浓硝酸 D.稀硝酸

2.下列氯化物，既能由金属和氯气直接化合制得，又能由金属和盐酸反应制得的是( )

A.FeCl2 B.FeCl3 C.MgCl2 D.CuCl2

3. (2007年水平测试)某溶液中滴入KSCN溶液后变红，说明该溶液中存在( )

A.NO3- 　 B.Fe3+ C.SO42- D.Mg2+

4.要除去FeCl2溶液中少量FeCl3，可行的是( )

A.滴入KSCN溶液 B.加入铁粉 C.通入氯气 D.加入铜粉

5.将铁的化合物溶于盐酸，滴加KSCN溶液不发生颜色变化，再加入适量氯水，溶液立即呈红色的是( )

A.Fe2O3　 B.FeCl3 C.Fe2(SO4)3 D.FeO

6.能正确表示下列化学变化的离子方程式是( )

A.碳酸钙与盐酸反应 CO32 -+ 2 H+ = CO2↑+ H2O

B.金属锌放入稀盐酸中 Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑

C.氯化亚铁溶液中通入氯气 Fe2+ + Cl2 = Fe3+ + 2Cl-

D.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应 H+ + OH- = H2O

7.(2008年水平测试)某待测液中可能含有A13+、Fe3+、K+、NH4+、C1-等离子，现通过如下实验对其中的阳离子进行检验：

(1)取少量待测液，仔细观察，呈无色;

(2)向上述待测液中滴加NaOH溶液，有白色沉淀生成，NaOH溶液过量后沉淀又完全溶解。实验过程中还有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

据此可以判断该待测液中一定含有的阳离子是_______________，一定没有的阳离子是_______________。还有一种阳离子没有检验，检验这种离子的实验方法是(填写实验名称)_______________，现象是__________________ _____。

8.已知有以下物质相互转化。试回答：

(1)写出B的化学式 ，D的化学式 。

(2)写出由D转变成H的化学方程式 。

(3)写出向G溶液加入A的有关离子反应方程式 。

9.(2011年水平测试)将一定质量的铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入100 mL4.40 mol/L盐酸中，充分反应后产生896 mL H2(标准状况)，残留固体1.28 g。过滤，滤液中无Cu2+。将滤液加水稀释到200 mL，测得其中c(H+)为0.400 mol/L。则原混合物中单质铁的质量是( )

A.2.4g B.3.36g C.5.60g D.10.08g

高三化学教案：《铝及其化合物》教学设计

本文题目：高三化学教案：铝及其化合物

【内容与解析】

本节课要复习的内容是铝作为金属的通性以及它的两个特性，Al2O3、Al(OH)3的两性与Al(OH)3分解的性质。铝的通性就是指的是铝能与非金属单质、酸、盐溶液反应。铝的特性中是铝能与NaOH反应以及铝能与比它稳定的金属氧化物发生铝热反应。Al2O3、Al(OH)3的两性就是指这两种物质能与酸碱反应生成盐与水。Al(OH)3的热稳定差。加热时能分解。

【教学目标与解析】

1.教学目标

(1).Al2O3、Al(OH)3的两性及Al3+、Al(OH)3、AlO-2间的转化关系。

(2).结合Al(OH)3的制备实验、计算及在生产生活中的应用进行综合考查。

2.目标解析

(1).Al2O3、Al(OH)3的两性及Al3+、Al(OH)3、AlO-2间的转化关系。就是指Al2O3、Al(OH)3既能与酸也能与碱反应生成盐与水，再一个就是氢氧化铝在加热的时候会分解。

(2).结合Al(OH)3的制备实验、计算及在生产生活中的应用进行综合考查。就是指

Al3++3NH3?H2O===Al(OH)3↓+3NH+4 AlO-2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO-3

【问题诊断分析】

本节的复习学习是高中知识的重要组成部分，本节中难在铝的两性上，再就是铝热反应与镁铝合金的计算问题。其重点是化学方程式与离子方程式的书写。

【复习过程】

一、铝的性质和用途

金属铝呈银白色，硬度小，密度小，熔点较高，和镁类似，铝的主要用途是制造铝合金，铝优良的导电性和密度小，使铝大量用来制作导线。

铝元素位于元素周期表的第三周期第ⅢA族，化学性质比较活泼，在反应中多被氧化为Al3+，如：

铝可以在纯氧中燃烧：4Al+3O2=====点燃2Al2O3;铝与盐酸反应：2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑;

铝溶于NaOH溶液的反应：2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑;

用镁条引燃铝粉和Fe2O3的混合物：2Al+Fe2O3=====高温2Fe+Al2O3，这一反应也被称作铝热反应。

二、铝的重要化合物

1.氧化铝

氧化铝属于离子化合物，室温下，它是一种白色固体，熔点很高。氧化铝是冶炼铝的原料，也是一种较好的耐火材料。

氧化铝属于典型的两性氧化物，与酸、强碱都能反应，请写出下列反应的化学方程式：

氧化铝溶于盐酸：Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O。

氧化铝与烧碱溶液反应：Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O。

电解熔融的氧化铝：2Al2O3=====电解4Al+3O2↑。

2.氢氧化铝

可溶性铝盐和氨水反应可制得Al(OH)3，它是一种难溶于水的白色胶状物质，具有较强的吸附能力。Al(OH)3受热易分解，是一种典型的两性氢氧化物。Al3++3OH-??Al(OH)3??H++AlO-2+H2O;

Al(OH)3与盐酸反应：Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O;

Al(OH)3与NaOH溶液反应：Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O;

Al(OH)3受热分解的化学方程式：2Al(OH)3=====△Al2O3+3H2O。

3.明矾：KAl(SO4)2?12H2O

明矾易溶于水，完全电离：KAl(SO4)2===K++Al3++2SO2-4，其水溶液因Al3+水解而显酸性。

三、Al3+、Al(OH)3、AlO-2间的转化关系

据下图写出下列转化的离子方程式：

(1)Al3+―→Al(OH)3 ①Al3++3NH3?H2O===Al(OH)3↓+3NH+4;

②Al3++3AlO-2+6H2O===4Al(OH)3↓; ③Al3++3OH-===Al(OH)3↓。

(2)Al(OH)3―→Al3+ Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。

(3)Al3+―→AlO-2 Al3++4OH-===AlO-2+2H2O。

(4)AlO-2―→Al3+ AlO-2+4H+===Al3++2H2O。

(5)AlO-2―→Al(OH)3

①NaAlO2溶液中通少量CO2：2AlO-2+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO2-3。

NaAlO2溶液中通入足量CO2：AlO-2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO-3

②3AlO-2+Al3++6H2O===4Al(OH)3↓;③AlO-2+H++H2O===Al(OH)3↓。

(6)Al(OH)3―→AlO-2

Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O。

网络构建

铝及其重要化合物的转化关系

热点1铝的性质

1.位置和结构

在元素周期表中的第三周期、ⅢA族，原子结构示意图为：

2.化学性质

(1)跟非金属反应

常温下被O2氧化，生成致密氧化物保护膜。在纯氧或高温下剧烈燃烧，发出白光。

4Al+3O2 2Al2O3 2Al+3S Al2S3(制备Al2S3的方法)

(2)跟水反应困难

(3)跟酸反应：常温下在浓H2SO4、浓HNO3中发生钝化。与非氧化性酸反应产生H2，

如2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑。

(4)跟强碱溶液反应：

可简写为：2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑。

(5)跟某些氧化物反应——铝热反应

2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3

此反应放出大量的热，用于冶炼高熔点的金属或焊接金属。

3.铝与酸或碱反应生成H2的量的关系[来源:Ks5u.com]

铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的原理：2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑

2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑

(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比：VHCl?H2?VNaOH?H2?=1：1。

(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应，产生氢气的体积比为：VHCl?H2?VNaOH?H2?=1：3。

(3)一定量的铝分别和一定量的盐酸和氢氧化钠反应若产生氢气的体积比为13

①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足。 ②铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。

【例1】　将5.4 g Al投入200.0 mL 2.0 mol/L的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余，该溶液可能为()

A.HNO3溶液　B.Ba(OH)2溶液 C.H2SO4溶液 D.HCl溶液

[解析]　n(溶质)=0.2 L×2.0 mol/L=0.4 mol。设酸为n元酸，若充分反应，有H2放出后金属有剩余，则

5.4 g27 g/mol×3>0.4 mol?n 解得n

综上分析，正确答案为D。

变式1　甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol?L-1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为1：2，则加入铝粉的质量为()

A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.6 g

解析：根据铝与盐酸和铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式判断。若在含等物质的量的HCl和NaOH溶液中加入足量的铝粉，则产生的氢气体积比为1：3;若在含足量的HCl和NaOH溶液中分别加入等量的铝粉，则产生的氢气体积比为1：1。而题中实际为1：2，说明铝粉的量相对盐酸是过量的，而对NaOH是不足的。与前者反应的铝粉是2.7 g，而与后者反应的铝粉应为5.4 g，故选A。

热点2铝的重要化合物

1.氧化铝(典型的两性氧化物)

(1)物理性质：白色难溶固体，可做耐火材料。

(2)化学性质：

Al2O3+6H+===2Al3++3H2O Al2O3+2OH-===2AlO-2+H2O

2.氢氧化铝(典型的两性氢氧化物)

(1)物理性质：不溶于水的白色胶状物质，Al(OH)3胶体能凝聚水中悬浮物，吸附色素。

(2)化学性质：

Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O 2Al(OH)3 =====△ Al2O3+3H2O

(3)制备：

因Al2O3不能与水化合，故不能用Al2O3直接制取Al(OH)3

①用铝盐(Al3+)制取Al(OH)3

加入氨水至沉淀完全，一般不用NaOH等强碱。Al3++3NH3?H2O===Al(OH)3↓+3NH+4

②用铝屑、烧碱、稀H2SO4制取Al(OH)3

法一：Al Al3+ Al(OH)3; 法二： Al AlO-2 Al(OH)3;

每制取1 mol Al(OH)3，方法一耗H+和OH-各3 mol;方法二耗H+和OH-各1 mol;方法三耗H+和OH-各3/4 mol。故方法三最节省原料。

3.硫酸铝钾

(1)硫酸铝钾由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成，电离时能产生两种阳离子。

(2)明矾可作净水剂 。

(3)硫酸铝钾具有Al3+、SO2-4的性质。

4.“铝三角”及其应用

(1)“铝三角”是指Al3+、Al(OH)3、AlO-2相互转化的三角关系(右图所示)。

(2)应用

①制取Al(OH)3

Al3++3NH3?H2O===Al(OH)3↓+3NH+4 AlO-2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO-3

Al3++3AlO-2+6H2O===4Al(OH)3↓

②离子共存问题

a.与Al3+不能大量共存的离子有OH-、S2-、AlO-2、HCO-3、ClO-、CO2-3等。

例如：Al3++3ClO-+3H2O===Al(OH)3↓+3HClO Al3++3HCO-3===Al(OH)3↓+3CO2↑。

b.与AlO-2不能大量共存的离子有H+、NH+4、Al3+、Fe3+、HCO-3、HSO-3等。

例如：AlO-2+NH+4+H2O===Al(OH)3↓+NH3↑ 3AlO-2+Fe3++6H2O===3Al(OH)3↓+Fe(OH)3↓

AlO-2+HCO-3+H2O===Al(OH)3↓+CO2-3。

【例2】　将氯化铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀物中含铝元素的质量与溶液中含铝元素的质量相等，则原氯化铝溶液与氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比可能是()

①1:3　②2:3　③1:4　④2:7

A.①② B.①③ C.②③ D.②④

[解析]　沉淀物可以肯定是Al(OH)3，而溶液中的铝元素可能有两种存在形式。

(1)若AlCl3过量，而NaOH的量不足，溶液中的铝元素应是以Al3+形式存在。

AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl

1 mol 3 mol 1 mol

依据题意知溶液中还有1 mol AlCl3，c(AlCl3):c(NaOH)=(1+1):3=2:3。

(2)若AlCl3量不足，NaOH过量时，溶液中的铝元素以AlO-2形式存在。

AlCl3～3NaOH～Al(OH)3

1 mol 3 mol 1 mol

依题意溶解了0.5 mol Al(OH)3，设此时又消耗了NaOH的物质的量为n(NaOH)，

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

1 1

0.5 mol n(NaOH)

n(NaOH)=0.5 mol， c(AlCl3):c(NaOH)=1:(3+0.5)=2:7。

[答案]　D

变式2　铝是一种重要的金属。

(1)铝在元素周期表中的位置是________。

(2)生产中曾用铝热反应焊接钢轨，铝与氧化铁发生反应的化学方程式为__________________________。(3)铝与NaOH溶液反应的离子方程式为：__________________________;

同温同压下，在浓度和体积均为100 mL 2 mol/L的盐酸及NaOH溶液中各加入等质量的Al，产生气体的体积比为5:6，则所加Al的质量为________。

(4)以上述所得AlCl3溶液为原料制取无水AlCl3，先制得AlCl3?6H2O晶体，主要操作包括____________________________，在干燥的HCl气流中加热AlCl3?6H2O晶体，能进一步制取无水AlCl3，其原因是(结合离子方程式简要说明)____________________________________________________________

解析：(3)2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑，2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑，由上述两个方程式可以看出，当盐酸与NaOH的物质的量相同时，产生H2的体积为1:3，现为5:6>1:3，故加入的Al相对盐酸过量，对NaOH不足。0.2 mol的HCl需Al的质量为13×27 g/mol×0.2 mol=1.8 g，对应5份H2，当H2为6份时，铝的质量为65×1.8 g=2.16 g即为所求。

答案：(1)第3周期ⅢA族(2)2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe(3)2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑　2.16 g

(4)加热浓缩，冷却结晶，过滤　Al3++3H2O??Al(OH)3+3H+，在干燥的HCl气流中，抑制AlCl3的水解，且带走AlCl3?6H2O晶体受热产生的水蒸气，故能得到AlCl3

热点3有关氢氧化铝沉淀的计算

1.铝盐与强碱的反应(以AlCl3与NaOH的反应为例)

向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液时，发生的反应依次为：

Al3++3OH-===Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O

生成的Al(OH)3与加入的NaOH的物质的量关系可用图象表示为

(1)根据AlCl3和NaOH的物质的量计算生成的Al(OH)3的物质的量，结合反应的化学方程式及图象可知：

①当n(OH-):n(Al3+)≤3时， n[Al(OH)3]=13n(OH-)。

②当3

n[Al(OH)3]=n(Al3+)-[n(OH-)-3n(Al3+)]=4n(Al3+)-n(OH-)。

③当n(OH-)?n(Al3+)≥4时，n[Al(OH)3]=0。

(2)根据Al(OH)3和AlCl3的物质的量，计算需要的NaOH的物质的量。

由图象可以看出，AlCl3和生成的Al(OH)3为一定值时，加入的NaOH有两种情况：

①当NaOH不足时，n(NaOH)=3n[Al(OH)3]。②当NaOH过量时，

n(NaOH)=3n(Al3+)+{n(Al3+)-n[Al(OH)3]}=4n(Al3+)-n[Al(OH)3]。

2.偏铝酸盐与强酸的反应(以NaAlO2和盐酸的反应为例)

向NaAlO2溶液中滴加稀盐酸时，发生的反应依次为：

AlO-2+H++H2O===Al(OH)3↓ Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O[来源:高考资源网KS5U.COM]

生成的Al(OH)3与加入的盐酸的物质的量的关系可用图象表示为：

(1)根据NaAlO2和HCl的物质的量计算生成Al(OH)3的量

结合反应的化学方程式及图象可知：

①当n(H+):n(AlO-2)≤1 时，n[Al(OH)3]=n(H+)。

②当1

③当n(H+):n(AlO-2)≥4时，n[Al(OH)3]=0。

(2)根据Al(OH)3和NaAlO2的物质的量计算需要的HCl的物质的量

由图象可以看出，NaAlO2和生成的Al(OH)3为一定值时，加入的盐酸有两种情况：

①当盐酸不足时，n(HCl)=n[Al(OH)3]。

②当盐酸过量时，n(HCl)=n(AlO-2)+3{n(AlO-2)-n[Al(OH)3]}=4n(AlO-2)-3n[Al(OH)3]。

【例3】　在50 mL b mol/L的AlCl3溶液中加入50 mL a mol/L NaOH溶液。

(1)当a≤3b时，生成Al(OH)3沉淀的物质的量为________。

(2)当a、b满足________条件时，无沉淀产生。

(3)当a、b满足________条件时，先有沉淀生成，后又有部分沉淀溶解，此时Al(OH)3的质量为________。

[解析]　(1)依题意知，在AlCl3溶液中加入NaOH溶液有如下两反应发生：AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl①AlCl3+4NaOH===NaAlO2+3NaCl+2H2O②根据以上两反应可以看出：当a≤3b时只发生第一个反应，此时NaOH不足量，产生沉淀的量取决于NaOH，n[Al(OH)3]=13n(NaOH)=0.05 a3 mol。(2)如果无沉淀生成，Al元素全部以AlO-2形式存在，n(AlCl3):n(NaOH)≤1:4，即a:b≥4:1，整理得a≥4b。(3)此种情况应当是两个反应均发生，铝元素以Al(OH)3和AlO-2两种形式存在。符合关系：14

整理得：3b

法一：联立方程法。设反应①中，AlCl3物质的量为x，则Al(OH)3为x，NaOH为3x，

反应②中AlCl3物质的量为y，NaOH为4y，

x+y=0.05b mol，3x+4y=0.05a mol.

解得x=(0.2b-0.05a) mol=0.05(4b-a) mol。m[Al(OH)3]=78 g/mol×0.05(4b-a) mol=3.9(4b-a) g。

法二：守恒法。此种条件下，溶液中的离子有：Na+、Cl-、AlO-2。n(AlO-2)=n(Na+)-n(Cl-)=0.05a mol-0.05×3b mol n[Al(OH)3]=n(Al3+)总-n(AlO-2)=0.05b mol-(0.05a mol-0.15b mol)=(0.2b-0.05a) mol=0.05(4b-a) mol。m[Al(OH)3]=78 g/mol×0.05(4b-a) mol=3.9(4b-a) g。

[答案]　(1)0.05a3 mol　(2)a≥4b　(3)a4

变式3　现有甲、乙两瓶无色溶液，已知它们可能是AlCl3溶液和NaOH溶液。现做如下实验：

①取440mL甲溶液与120mL乙溶液反应，产生1.56g沉淀;

②取120mL甲溶液与440mL乙溶液反应，也产生1.56g沉淀;

③取120mL甲溶液与400mL乙溶液反应，则产生3.12g沉淀;

通过必要的计算和推理判定：

(1)甲溶液为________溶液，其物质的量浓度是________mol?L-1;

乙溶液为________溶液，其物质的量浓度是________mol?L-1。

(2)写出实验③的有关离子方程式：__________________________________________________________

解析：由②③两步实验操作可知，甲溶液应为AlCl3溶液，乙溶液为NaOH溶液，由①步操作所给量值可求出NaOH溶液物质的量浓度：

1.56g78g?mol-1×3÷0.12L=0.5mol?L-1，再由②中所给数据，(依据铝原子守恒)求AlCl3。

设AlCl3溶液物质的量浓度为x，0.12x=1.56g78g?mol-1+(0.44L×0.5mol?L-1-3×0.12x)则x=0.5mol?L-1。

答案：(1)AlCl3　0.5　NaOH　0.5 (2)Al3++3OH-===Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O

有关氢氧化铝沉淀的图象

1.在可溶性铝盐中逐滴加入NaOH溶液至过量。

现象：立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失

Al3++3OH-===Al(OH)3↓ Al(OH3)+OH-===AlO-2+2H2O 总反应：Al3++4OH-===AlO-2+2H2O

2.在偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量。

现象：立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失

AlO-2+H++H2O===Al(OH)3↓ Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O 总反应：AlO-2+4H+===Al3++2H2O

3.在强碱溶液中逐滴加入铝盐溶液至过量。

现象：无明显现象(局部产生白色沉淀，振荡消失)→产生白色沉淀→渐多→最多(不消失)

Al3++4OH-===AlO-2+2H2O Al3++3AlO-2+6H2O===4Al(OH)3↓

4.在强酸溶液中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量。

现象：无明显现象(局部产生白色沉淀，振荡消失)→产生白色沉淀→渐多→最多(不消失)

AlO-2+4H+===Al3++2H2O Al3++3AlO-2+6H2O===4Al(OH)3↓

5.向Mg2+与Al3+的酸性溶液中逐滴加入强碱溶液

现象：无明显现象→出现沉淀→渐多→最多→减少→不变

H++OH-===H2O Al3++3OH-===Al(OH)3↓

Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓ Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O

结论：(1)实验不宜用Al3+和强碱溶液、AlO-2和强酸溶液反应来制备Al(OH) 3，宜用Al3+和NH3?H2O或将CO2气体通入AlO-2溶液中制备Al(OH)3。(2)Al3+只存在于酸性溶液中，AlO-2只存在于碱性溶液中，所以Al3+和AlO-2不能共存于同一溶液中。(3)Al(OH)3只能溶于强酸或强碱溶液，不能溶于弱酸或弱碱溶液。[来源:Z+xx+k.Com]

特别提醒：(1)解图象试题应注意分析“四点”：“起点”、“折点”、“极点”、“终点”，利用原理引路，图文结合，对号入座。(2)当Al3+与Mg2+或Cu2+或Fe3+混合在一起，加入过量的NaOH溶液时，生成的沉淀先增大，后减小，但不能减小为0。

【考例】　有一镁铝合金，用适量稀硫酸完全溶解，再加入氢氧化钠溶液，析出沉淀的质量与加入氢氧化钠的体积关系如图所示，原合金中镁铝的质量比为()

A.4:3B.4:9 C.8:9 D.20:27

[解析]　假定V(NaOH)单位为L，浓度为1 mol/L，则使Mg2+、Al3+沉淀需要NaOH 4 mol，将Al(OH)3溶解需要NaOH 1 mol，由方程式：NaOH+Al(OH)3===NaAlO2+2H2O，可知有1 mol Al(OH)3，即1 mol Al3+，Al3++3OH-===Al(OH)3↓，使Al3+沉淀用去NaOH 3 mol，使Mg2+沉淀用去NaOH 1 mol，由Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓知，含有Mg2+ 0.5 mol，即Mg、Al的物质的量分别为0.5 mol、1 mol，镁、铝的质量比为(24 g/mol×0.5 mol)?(27 g/mol×1 mol)=4:9，答案为B。[来源:Ks5u.com]

[答案]　B

变式　将一定质量的Mg和Al的混合物投入500mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。则下列说法正确的是 ()

A.Mg和Al的总质量为8 g B.硫酸的物质的量浓度为5 mol/L

C.生成的H2在标准状况下的体积为11.2 L D.NaOH溶液的物质的量浓度为5 mol/L

解析：由图象可知，沉淀Mg(OH)2为0.15 mol，Al(OH)3为(0.35-0.15)=0.20 mol，则镁和铝的总质量=0.15 mol×24 g/mol+0.20 mol×27 g/mol=9 g，故A项不正确;由反应关系得：

Al(OH)3～NaOH～NaAlO2

1 mol 1 mol

0.20 mol c(NaOH)×(0.24L-0.20 L)求得c(NaOH)=5 mol/L，即D选项符合题意。

答案：D

备选习题

1.下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是()

A.铝在常温下不能与氧气反应 B.铝不能与氯气反应

C.铝既能溶于酸，又能溶于碱 D.氧化铝只能与酸反应，不能与碱反应

解析：铝为活泼金属，常温下能与O2反应生成致密的氧化层;加热条件下与Cl2剧烈反应;Al、Al2O3既能与酸又能与碱反应。

2.

用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如图)，将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升。根据实验现象判断下列说法错误的是()

A.实验中发生的反应都是氧化还原反应 B.铝是一种较活泼的金属

C.铝与氧气反应放出大量的热量 D.铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物

解析：本题中涉及的反应有：2Al+3Hg(NO3)2===2Al(NO3)3+3Hg,4Al+3O2===2Al2O3，两个反应均为氧化还原反应;由题中所述现象“红墨水柱右端上升”，可推知试管中气体体积受热膨胀，意味着铝与氧气反应是放热反应。铝片上生成的“白毛”是氧化铝。

3.现有Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)六种物质，它们之间有如图所示转化关系，图中每条线两端的物质之间都可以发生反应，下列推断不合理的是()

A.N一定是HCl(aq) B.X可能为Al或Cl2

C.Y一定为NaOH(aq) D.Q、Z中的一种必定为Al2O3

解析：在Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)中，只有NaOH(aq)能与Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3五种物质反应，对照转化关系，可知Y为NaOH(aq)。只有HCl(aq)能与Al、Al2O3、Al(OH)3、NaOH(aq)四种物质反应，对照图示转化关系可知N为HCl(aq)，故选项A、C正确。选项B，若X为Al，Al能与Cl2、HCl(aq)、NaOH(aq)三种物质反应，而图示给出的是与两种物质反应，所以X不可能有是Al，但可能是Cl2。选项D，Al2O3既能与HCl(aq)反应，也能与NaOH(aq)反应，故Q、Z中的一种必定为Al2O3。

4.将物质X逐渐加入到Y溶液中，生成沉淀的物质的量n2与所加X的物质的量n1的关系如图所示，符合图所示情况的是()

A B C D

X NaOHks5u.com AlCl3 HCl NaAlO2

Y AlCl3 NaOH NaAlO2 HCl

解析：从图中看出所加物质X能使沉淀[Al(OH)3]完全溶解，排除选项B、D，其中得到沉淀和溶解沉淀消耗X的物质的量之比为1:3。根据：AlO-2+H++H2O===Al(OH)3↓，Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。

5.将Mg、Cu组成的2.64 g混合物投入适量稀硝酸中，固体完全溶解时收集到的还原产物NO气体0.896 L(标准状况)，向反应后溶液中加入2 mol/L NaOH溶液60 mL时金属离子恰好沉淀完全。则形成沉淀质量及硝酸物质的量分别为()

A.4.32 g　0.02 molB.4.68 g　0.16 mol C.5.36 g　0.18 mol D.6.38 g　0.2 mol

解析：Mg-2e-+2OH-===Mg(OH)2 Cu-2e-+2OH-===Cu(OH)2所以生成沉淀质量为：

2.64 g+0.896 L22.4 L/mol×3×17 g/mol=4.68 g。金属离子全部沉淀后，溶液为NaNO3，稀HNO3中，硝酸的物质的量为：n(HNO3)=n(NaNO3)+n(NO)=2×0.06 mol+0.896 L22.4 L/mol=0.16 mol。

6.把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16 g白色沉淀，在所得的浊液中逐滴加入1 mol?L-1 HCl溶液，加入HCl溶液的体积与生成沉淀的质量关系如图所示，试回答：

(1)A点的沉淀物的化学式为__________;B点的沉淀物的化学式为__________。

(2)原混合物中MgCl2的质量是________ g，AlCl3的质量是__________ g，NaOH的质量是________ g。

(3)Q点HCl溶液加入量是__________ mL。

【总结】2013年已经到来，新的一年精品学习网也会为您收集更多更好的文章，希望本文“高三化学教案：铝及其化合物”能给您带来帮助！下面请看更多频道：

铝铁的重要化合物

铝　铁
　
教学目标
知识技能：复习铝盐、偏铝酸盐及氢氧化铝之间的转化关系及转化时量的关系；能用离子方程式正确表达它们之间的关系；应用化学平衡原理解释氢氧化铝的两性，掌握实验室制备氢氧化铝的方法；
复习铁，二价铁，三价铁三者之间的相互转化关系，并能正确写出有关的氧化还原反应的离子方程式；掌握铁离子及亚铁离子的检验方法；通过计算掌握变价金属与硝酸反应时铁的量不同，反应产物不同。
能力培养：培养学生总结概况形成规律性认识的能力；培养学生的实验能力、观察能力及综合分析问题和解决问题的能力。
科学思想：通过复习氢氧化铝的两性及铝元素在化合物中的转化关系，对学生进行量变到质变、矛盾的对立统一等辩证唯物主义观点的教育；通过对铝、铁的综合题的计算，使学生建立数、形结合思想，拓展解题思路。
科学品质：通过学习，使学生善于总结，并在总结中发现问题。
科学方法：教会学生将化学中的定量问题表格化、图象化；通过对实验的观察，了解现象与本质的关系，使学生进一步掌握用实验的方法将化学中微观的问题宏观化；抽象的问题具体化。
重点、难点
重点：氢氧化铝的两式电离；铝化合物之间转化的量的关系；铁，二价铁，三价铁之间的转化关系及氢氧化亚铁转化成氢氧化铁；
难点：铝化合物之间转化的图象表示；变价金属与硝酸反应的计算。
教学过程设计
教师活动
【引言】
铝、铁是中学化学元素化合物中的重点，而其中的Al（OH）3、
和“铁三角”的这两部分内容既是重点又是难点，同时又是高考的热点。所以高三对这两部分内容的复习是非常重要的。结合这段内容，我准备了八个问题，其中有两个问题昨天已经布置下去了，请同学们分成小组先把上节布置的内容讨论一下，然后我们再按提纲逐一讨论，最后一起归纳总结。我们今天采用大屏幕实物投影，请同学们将讨论的结果直接写在白纸上，以便和其他的同学一起交流。
【投影】题目见右栏
将学生分成5～6人一组，按问题逐一讨论。
学生活动
回忆并讨论昨天布置的两题：
式正确表示其关系。
的化学方程式或离子方程式。
分组讨论。
【投影】例1
确表示其关系。
【要求】
1．指出三者之间存在着怎样的关系？
2．用离子方程式正确表示他们之间的关系。
3．通过总结发现其中的规律。
请一位同学到前面展示自己总结的内容：
（1）Al3++3OH-=Al（OH）3↓
（5）Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O
注：回答问题中，学生能够找出三者之间的关系，但思维无序，随意安排（1）～（6），故很难发现其中的规律。以上结果为两个同学补充的最终结果。
【评价】
同学们对三者之间的转化关系掌握较好，在此基础上还应正确排列（1）～（6），这样即可发现（1）～（3）中1mol铝离子能与3mol氢氧根反应生成氢氧化铝，而与4mol氢氧根反应则生成偏铝酸盐；同样的关系也可在（4）～（6）中发现，由此看出量变引起质变。
【投影】例2
【要求】
1．用桌上的仪器和药品完成题目所示实验，注意观察实验现象。
2．A、B中的反应现象是否相同？（用离子方程式表示）
3．用平衡移动原理解释Al（OH）3既能和强酸又能和强碱反应的原理。
分组实验、讨论并回答：
（A）Al3++3OH-=Al（OH）3↓
现象：先产生白色絮状沉淀，当氢氧化钠过量时沉淀消失。
现象：先产生沉淀，震荡消失，当AlCl3过量时产生沉淀不再消失。
得出结论：
当反应物相同，而反应的顺序不同时，现象也不同。
注：个别组的同学因药品用量不当，未在规定时间内做出正确现象。
得出结论：Al（OH）3是两性化合物，既能和强酸反应又能和强碱反应。
解释：
（1）当加酸时，H+立即跟溶液里少量的OH-起反应而生成水，平衡向右移动，氢氧化铝不断溶解。
（2）当加碱时，OH-立即跟溶液里少量的H+起反应而生成水，平衡向左移动，同样氢氧化铝也不断溶解。
这就是氢氧化铝既能和酸又能和碱起反应的原因。
4．实验室制取Al（OH）3时为何不用强碱？
回答：因氢氧化铝溶于强碱，所以实验室用氨水与铝盐反应：
Al3++3NH3H2O=Al（OH）3↓+3NH4+
【评价】
大部分同学操作正确，个别同学一开始制的Al（OH）3过多，未注意用量，造成后来溶解不利；也有的是因为未逐滴加入药品，也未看见实验的全过程。关于Al（OH）3的两式电离理解正确，故能得出实验室制备氢氧化铝的正确方法。
【投影】例3
画出下列各反应中生成沉淀的物质的量（纵坐标）随所加入或滴入的反应物的物质的量（横坐标）的变化曲线。
（1）在氯化铝溶液中加入氢氧化钠溶液；
（2）在偏铝酸钠溶液中加入盐酸；
（3）在氢氧化钠溶液中加入氯化铝溶液；
（4）在等物质的量的氯化镁和氯化铝混合溶液中加入氢氧化钠溶液；
（5）在明矾溶液中加入氢氧化钡溶液。
【演示】牛津剑桥化学教学软件，帮助同学直观建立有关图象，指出该类题是高考中常见题型，这类题是运用数形结合思想解决化学问题的典型题例。
【组织讨论】请同学们对例3进行讨论，并将结论写在投影胶片上。
讨论后，展示一组的投影片，5个变化曲线图及解释如下：
图（1）1mol铝离子与3mol氢氧根反应生成氢氧化铝，而与4mol氢氧根反应就生成偏铝酸盐。
图（2）1mol偏铝酸根与1mol氢离子反应就生成氢氧化铝，而与4mol氢离子反应就生成铝盐。
图（3）该反应的原理为：
当加入3mol铝离子时，溶液中开始产生沉淀，再加入1mol铝离子时，产生沉淀量最大且不再消失。
图（4）由于1mol镁离子与2mol氢氧根反应生成沉淀，所以该组溶液达到沉淀最大量与氢氧化铝溶解所消耗的氢氧根之比为5∶1。
图（5）这个反应比较复杂，反应为：
2KAl（SO4）2+3Ba（OH）2=2Al（OH）3↓+3BaSO4↓+K2SO4
2Al（OH）3+K2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓2KAlO2+4H2O
讨论：若KAl（SO4）2为amol，Ba（OH）2为bmol，
故1molKAl（SO4）2与Ba（OH）2生成沉淀最大量时为2.5mol，图象表现为开始时沉淀的物质的量增加，后减少，最后不变。
【评价】同学对该组问题的讨论很认真。解该类题的关键是：先明确化学反应原理，然后找出1mol沉淀需要某一反应物的物质的量与溶解1mol沉淀需要该反应物的物质的量的比值，结合图象分析判断。
【投影】例4
学方程式或离子方程式。
【提问】
Fe→Fe2+，Fe→Fe3+各选用哪些氧化剂？
Fe2+与Fe3+的氧化还原特性如何？
请一位同学到前面展示自己总结的内容：
（1）Fe+2H+=Fe2++H2↑
（2）2Fe+3Cl2=2FeCl3
（3）2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
（4）2Fe3++H2S=2Fe2++S+2H+
（5）FeO+C=Fe+CO
（6）Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2
【讨论后回答】
Fe→Fe2+加弱氧化剂，例如：S、H+（非氧化性酸、Cu2+等）
Fe→Fe3+加强氧化剂，例如：Cl2、HNO3等）
Fe2+主要体现还原性
Fe3+主要体现氧化性
【评价】
组内同学讨论热烈，化学方程式或离子方程式书写正确率高，我们只展示了一组，只要合理，其他答案也正确。
【投影】例5
在氯化亚铁溶液中投入一块钠，反应结束后过滤，把滤渣放入坩埚中加热，最后得到的固体是______。
实验：
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
FeCl2+2NaOH=Fe（OH）2+2NaCl
4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3
2Fe（OH）3Fe2O3+3H2O
氢氧化铁受热分解的产物是Fe2O3。
分析讨论：
现象：白色沉淀→灰绿色→红褐色沉淀
所以加热分解的产物为Fe2O3。
注：个别学生不了解这一反应，故认为沉淀是Fe（OH）2。
因过滤及加热分解时间过长，故该两步实验可以略去。
指导实验：
1．注意金属钠的取用方法；
2．注意观察实验现象；
3．由于反应较剧烈故应注意安全。
【小结】
4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3
该反应的现象是推断铁及铁化合物的突破口。
【评价】
实验做得很认真，但个别女同学胆子较小，不敢做，望今后加强动手能力，提高实验意识。
【投影】例6
要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+。进行实验操作的顺序有：①加入足量氯水，②加入足量高锰酸钾溶液，③加入少量硫氢化铰溶液，其中顺序正确的是　（　）
A．①③B．③②
C．③①D．①②③
个别实验：
请一位同学到讲台前用事先准备好的药品进行实验。因Fe3+遇SCN-生成Fe（SCN）3而显血红色，Fe2+遇氯水才能氧化成Fe3+，高锰酸钾溶液本身显紫色，故应选C。注：学生容易忽视高锰酸钾的颜色。
【总结】
同学们已经掌握了三价铁及亚铁离子的检验方法。
【投影】例7
有28g铁完全溶于500g20.16％的稀HNO3中恰好完全反应，生成物是什么？质量是多少克？
请同学们讨论，分析解题思路并求解。
分组讨论：
请一组的同学派一个代表向同学介绍解题思路（同组的其他同学补充）。
由题目可知：
Fe+4HNO3=Fe（NO3）3+NO+2H2O（3∶12）
3Fe+8HNO3=3Fe（NO3）2+2NO+4H2O（3∶8）
3∶9.6介于（3∶12）和（3∶8）之间，所以生成物既有Fe（NO3）3又有Fe（NO3）2
设生成xmolFe（NO3）3，ymolFe（NO3）2，可得方程式x+y=0.5，4x+8y/3=1.6，联立求解得x=0.2mol，y＝0.3mol。
即Fe（NO3）3为242×0.2=48.4g，Fe（NO3）2为180×0.3=54g。
注：本题选一名平时学得较好的同学回答，有利于正确概念的建立。
【小结】
通过计算使同学们明确，变价金属与硝酸反应时，铁的量不同，反应产物不同。
【投影】例8
为使溶液中的三种阳离子A+、B2+、C3+逐一沉淀出来并分离，将含有三种阳离子的水溶液进行如下实验：
【组织讨论】请讨论以下问题，并给出正确答案。
（1）写出过滤所用仪器名称。
（2）C3+可能是Al3+、Fe3+离子吗？为什么？
（3）B2+离子可能是Fe2+离子吗？为什么？
分组讨论：
1．铁架台、铁圈、烧杯、漏斗、玻璃棒。
2．C3+可能是Al3+，因为在酸性条件下，Al3+不与H2S反应，但与过量的氨水反应生成Al（OH）3沉淀。C3+不可能为Fe3+，因为会发生如下反应：
2Fe3++H2S=2Fe2++S+2H+
3．B2+不可能是亚铁，因为在酸性条件下，Fe2+不能转化成硫化亚铁沉淀。
【评价】
该题充分考查同学综合分析问题和解决问题的能力。讨论激烈思维活跃。　
　
精选题
　
一、选择题（本题有1～2个答案正确）
1．下列各组物质的水溶液不用试剂无法鉴别出来的是（　）
A．NaOH、AlCl3　B．CuSO4、BaCl2
C．NaAlO2、HCl　D．MgCl2
2．下列各组离子中，能在水溶液中大量共存且溶液显酸性的是
　（　）
B．Al3+、Mg2+、SO42-
C．AlO2-、HCO3-、Na+
D．Al3+、AlO2-、Cl-
3．在30mL1molL-1氯化铝溶液中加入4molL-1的烧碱溶液，若能生成0.01mol的沉淀，则加入烧碱溶液的体积可能是（　）
A．3mLB．7.5mL
C．27.5mL　D．以上都不对
4．将含有A、B、C三种金属离子的水溶液进行实验：
符合上述情况的三种金属离子是（　）
A．Ag+、Cu2+、Al3+
B．Ag+、Fe2+、Al3+
C．Ag+、Ba2+、Fe3+
D．Ag+、Cu2+、Fe3+
5．用稀H2SO4、NaOH溶液和金属铝为原料制取Al（OH）3，甲、乙、丙三个同学制备的途径分别是：
若要得到等量的Al（OH）3，则　（　）
A．三者消耗原料相同
B．甲消耗原料最多
C．乙消耗原料最少
D．丙消耗原料最多
6．将适量铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中三价铁离子和二价铁离子浓度相等。则已反应的三价铁离子和未反应的三价铁离子的物质的量之比是（　）
A．2∶3B．3∶2
C．1∶2D．1∶1
7．可把苯酚、硫氰化钾、乙酸、氢氧化钠、碳酸氢钠鉴别开来的是
　（　）
A．溴水B．甲基橙
C．氢氧化铜　D．氯化铁溶液
8．将大量铁粉溶于少量稀硝酸中，过滤后，所得离子浓度大小的顺序排列正确的是　（　）
A．[NO3-]＞[Fe3+]＞[H+]＞[OH-]
B．[NO3-]＞[Fe2+]＞[H+]＞[OH-]
C．[Fe3+]＞[NO3-]＞[H+]＞[OH-]
D．[Fe2+]＞[NO3-]＞[OH-]＞[H+]
9．按下列过程，最终能够实现的是（　）
A．FeFeCl2溶液FeCl3溶液FeCl3晶体
B．FeSO4溶液Fe（OH）2Fe（OH）3Fe2（SO4）3溶液Fe2（SO4）3
C．镀锌铁片静置5min，刻痕处显红色
D．CuCuOCuSO4溶液胆矾
10．某溶液中有NH4+、Mg2+、Fe2+、Al3+四种离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是　（　）
A．NH4+　B．Mg2+
C．Fe2+D．Al3+
二、非选择题
11．在有固体氢氧化铝存在的饱和溶液中，存在着如下平衡：
别加入（1）氢氧化钠溶液，（2）盐酸，（3）已分别用氢氧化钠、硝酸汞溶液处理过的铝条，（4）水。根据平衡原理回答：
（A）使固体质量增加的______，（B）使偏铝酸根离子物质的量增加的______，（C）使铝离子物质的量增加的______。
12．某物质的水溶液显浅绿色，向该溶液中通入过量的氯气后；加入四氯化碳振荡，静置，溶液分成两层，四氯化碳层为棕色，用分液漏斗分液后，向水层中加入硫氰化钾溶液显红色。则该物质是______，向该物质的水溶液中，通入氯气时，反应的离子方程式为____________；向水层中加入硫氰化钾溶液时，反应的离子方程式为______。
13．现有氯化铝和氯化铁混合溶液，其中铝离子和三价铁离子的物质的量之和为0.1mol，在此溶液中，加入90mL4molL-1的氢氧化钠溶液，使其充分反应。设铝离子的物质的量与总物质的量的比值为X。
（1）根据反应的化学方程式计算当x=0.4时，溶液中产生的沉淀是什么？物质的量有多少？
（2）计算沉淀中只有氢氧化铁x的取值范围。
请在右图中画出沉淀总量（mol）随x（0～1）变化的曲线。
　
答　案
　
一、选择题
1．D　2．B3．B、C　4．A5．B、D
6．A　7．D　8．B9．B、D10．A、C
二、非选择题
11．（A）（3）；（B）（1）（4）；（C）（2）（4）
12．FeBr2　2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-
Fe3++SCN-=[Fe（SCN）]2+
13．（1）有0.6mol氢氧化铁沉淀生成。
（2）0＜X＜0.6时，沉淀只有氢氧化铁；
x=0时，氢氧化铁的沉淀量为0.1mol；
x=0.4时，氢氧化铁的沉淀量为0.06mol；
x=0.6时，氢氧化铁的沉淀量为0.04mol。
在0.6≤x≤1内，总沉淀量为0.04mol。