初中化学-金属的化学性质教案

初中化学-金属的化学性质教案（12篇）

1.初中化学-金属的化学性质教案 篇一

第八单元

金属和金属材料

实验活动4 金属的物理性质和某些化学性质

1.巩固加深对金属性质的认识；

2.培养实验设计能力。

金属的物理性质和化学性质的探究

阅读书本第24页的内容,了解本次实验活动的实验目的、实验需要用到的实验用品,按正确的实验步骤进行实验。

1.铜片和铝片相互刻划后,你发现哪个的硬度大？

2.用坩埚钳夹取一块铜片,放在酒精灯的火焰上加热,观察有什么变化？

3.向5支试管中分别放入少量镁条、铝片、锌粒、铁片、铜片,然后分别加入5 mL稀盐酸(或 稀硫酸),观察各个试管有什么现象？

4.可以利用上面的哪个反应来比较金属的活动性强弱？

1.金属的物理性质：金属有共性，如金属光泽、导电性、导热性、延展性,也有各自的特性,如密度、熔点、硬度等,有的可能差异还很大。

2.金属的化学性质：大多数金属能和氧气发生反应,但反应的难易和剧烈程度不同；金属和稀盐酸、稀硫酸的反应。

1.食品包装袋中经常使用到铝箔,铝能制成铝箔是因为铝具有良好的(D)

A.导电性

B.抗腐蚀性

C.导热性

D.延展性 2.根据金属活动性顺序分析,下列描述或判断错误的是(D)

A.常温下,在空气中金属镁比铁容易氧化

B.在氧气中灼烧时,铁丝比铜反应剧烈

C.与同种盐酸反应时,锌片比铁片反应剧烈

D.铝具有抗腐蚀性是因为在常温下铝不与氧气反应

3.下列各组实验,不能说明铁和铜的金属活动性强弱的是(B)

A.铁丝和铜丝分别插入稀硫酸

B.铁丝和铜丝分别插入氢氧化钠溶液中

C.铜丝插入硫酸亚铁溶液中

D.铁丝和铜丝分别在氧气中点燃

4.把金属X放入Cu(NO3)2溶液中,X表面有红色固体析出；若放入Mg(NO3)2溶液中,无明显现象。则X、Cu、Mg三种金属活动性由强到弱的顺序正确的是(A)

A.Mg、X、Cu

B.X、Mg、Cu

C.Mg、Cu、X

D.Cu、X、Mg 5.下列金属中，活动性最弱的是(B)

A.铝

B.铜

C.镁

D.铁

6.小思实验操作考试的题目是探究金属的化学性质，内容包括：铜在空气中灼烧、锌与稀硫酸反应、铝丝与硫酸铜溶液反应。如图是他实验操作考试中的部分情景。

A.灼烧铜丝

B.放置坩埚钳

C.加锌粒

D.倾倒硫酸铜溶液

（1）上图中有一处错误的操作，该操作是C（填序号）；（2）操作A的现象是铜丝表面变黑；

（3）他将铝丝插入到硫酸铜溶液中，未出现任何现象，其原因是铝丝表面的氧化膜未处理。

2.初中化学-金属的化学性质教案 篇二

1 传统意义上有机化学的发展情况

Grinard是由法国著名的化学家Grinard于20世纪出发现的, 进而为有机合成中研究金属有机化合物提供了帮助, 并且, 将一种全新的应用防范研制了出来。所以, 在合成有机化学家的实验室内就会更好的完成有机镁化学的相关研究工作。在1850年之前, 很多有机化学研究人员主要是利用将全新的有机反应研究出来, 将金属有机化学不断的发展起来, 例如有一种有机锌化含物存在于Br Zn CH2COOR反应, 它是一种非常重要的试剂, 在有机的合成中, 烷堆铿试剂发挥着重要的作用。在二十世纪五十年代出, 合成出了二茂铁, 因为它自身具备与芳烃类似的性质, 并且, 其自身的结构也非常的特别, 所以就将一大类的新型化合物为过度金属开辟了出来。从此以后, 在近十几年来的理论与实践应用中, 过渡金属有机化学成为了其中的重要研究内容。很多研究人员认为, 近些年来, 金属有机化学能够获得这样的发展机会主要得益于这样几方面因素的支撑:

其一, 因为有着一定的活泼性存在于碳-金属键中, 因此, 能够有很多关键性的反应出现在其中。同时, 还能够当做有机反应的催化剂和试剂, 在合成金属有机化合物的时候, 其在其中发挥着关键性作用。

其二, 将金属的有机化合物通过不断的合成出来, 能够将很多关键的材料为价格键结构与化学键理论等提供出来, 进而推动人们更多更深刻的认识到化学的内在规律性。

其三, 还有很多别的具体用途存在于金属有机化合物中。金属有机化合物在具体的生活当中经常用来当作杀菌剂、抗震剂和塑料添加剂等材料。

2 现阶段有关金属有机化学的研究内容分析

通过传统以上金属有机化学的研究, 当代, 在全新研究理论的基础上对这方面的内容也在不断的进行更新与完善。

(1) 研究有机金属的物理化学性质及全新的结构因为原子结构在各种金属元素中都具备一定的特点, 因此, 就造成有偶相应的变化会不断的出现在所生成的金属有机化合物的价键结构中, 同时, 在将很多的金属有机化合物合成出来后, 对于化学键理论的发展也会提供丰富的理论和技术支撑。许多可以应用和信赖的资料能够被新增的有机化合物所提供出来。因为当前已经非常深入的认识和了解了金属有机化合物的相关内容, 进而在某种程度不断提升了传统化学键理论概念, 并且, 在某种程度上也在不断的变化着。在对金属有机化合物进行研究的过程中, 它们被有效的应用了进去, 进而大大的提升了人们认识物质结构的能力, 并且, 在此基础上, 将种种应用工具范围的深度也有效的加深了。

(2) 不断的发现金属有机新反应我们都知道, 金属的有机化合物即为有机合成中的试剂。在二十世纪五十年代之前, 非常广泛的应用了有机镁与机铿化合物。其中到了那个时代的中期, 烯烃的硼氢化反应和Witting馆反应开始出现, 在二十世纪七十年代末, Witting和Brown这两位反应的重要创作人, 在这个化学反应的基础上, 拿到了诺贝尔奖。这就有力的证明了在促进整个有机化学的发展中, 金属的有机试剂在其中所发挥的重要作用。比如, 烯烃复分解反应, 是现阶段十分活泼的研究方向。它在具体反映的时候, 主要是将烯烃双键切断, 从而将全新的双键生成出来, 对于这方面的内容, 过去的很多化学研究人员是难以想到的。

(3) 对金属有机反应的机理要深入的进行研究现阶段, 可以用四个基列反应将金属有机反应归纳总结出来:首先, 插入性反应状况, 逆反应不会被消除;其次, 在金属上面, 洛合配位反应物;再次, 加成氧化反应。最后, 重排反应。在上个世纪的七十年代中期, 对于全新的中间体, 卡宾进行了非常细致的探究。逐步的推动了金属杂环化合物与金属洛合物的发展。

3 结语

综上所述, 长期以来, 化学都是一门非常重要的学科, 在进行科研中离不开化学这门学科的支撑。因此, 对化学学科的研究成果也在不断加深。通过上述分析我们得知, 无机化学和有机化学是化学这门学科中的两大重要分支, 很长时间内, 对于二者之间的联系, 以及如何使二者之间能够有效的结合到一起, 都没给出一个合理的解释, 指导金属有机化学问世以后, 使有机化学和无机化学之间才有了全新的研究切入点。

参考文献

[1]古林莎·果依其巴依, 张锐, 燕红, 等.含碳硼烷金属有机化学研究进展.无机化学学报.2010, (08) :596-597.

[2]王绪绪, 龙金林.表面金属有机化学研究进展[C]//中国化学会第二十七届学术年会论文集, 2010.

3.金属的化学性质的教学反思 篇三

一、金属与氧气的反应;

二、金属与酸的反应。

三、金属与水的反应

通过教学,我做了以下反思:

一、对教学目标的反思

首先,对学生原有知识、能力的认知不够,对初中学生已接触过的知识重复再现。例如:金属与酸的反应。我设计了盐酸与镁、铝、铁、铜分组探究实验,希望能发挥学生的想象空间。而这个知识点初中已经出现过,因此学生探究起来,好像不是为了探究而探究,而是对初中知识的实验验证。

化学源于生活,也应回归于生活。如果学生感觉到化学离生活很远,会导致学生对化学学习产生厌倦。教学中我大胆创设情境,使学生大胆地想、充分的问、多方位的交流,教学活动中从一个知识的传播者转变为与学生一起发现问题、探讨问题、解决问题的组织者、引导者、合作者。如:黄金饰品中的假货常常鱼目混珠,社会上有些不法分子常以黄铜冒充黄金,进行诈骗活动。因为单纯从颜色、外形上看,黄铜(铜锌合金)与黄金极为相似,所以很难区分。现请你设计两种实验方案鉴别真假黄金,要求写出实验方法、现象和结论。因此化学教学,要正确认识学生的的知识基础和能力层次,采用适合的教学方法,重视学生的实验,培养学生的观察能力,实现知识与技能、过程和方法、情感态度与价值观的三维一体的课堂教学。

其次,对教学重难点把握上的反思

我把金属与氧气的反应和金属活动性顺序确定为本节课的重难点。在教学过程中我发现金属活动性顺序在初中学生已经接触过,对此知识只不过是知识的再现。因此我觉得教学的重难点把握是否正确非常的重要。若不正确,教学过程就失去了意义;若不明确,教学过程就失去了方向。在化学教学活动开始之前,首先要明确教学活动的方向和结果,即所要达到的质量标准。因此教学目标重点难点是教学活动的依据,是教学活动中所采取的教学方式方法的依据,也是教学活动的中心和方向。

二、对教学技能的反思

①语言功底:通过这次展示课我发现良好的语言功底对一名教师非常重要,教师的语言逻辑性要非常严密,推导流畅,过度自然。语言(普通话)要规范简练,表达清晰,语气抑扬顿挫,充满热情和感染力,能“抓住”学生的注意力。

②板书的设计:好的板书有助于将教学内容分清段落,表明主次,便于学生掌握教学内容的体系、重点。

③多媒体的使用、学生实验操作的引导:教学中我运用多媒体课件主要是起着辅助教学的作用,同时注意尽量简单避免玩花俏以防分散学生的注意力。在学生实验之前,正确引导学生实验,同时提醒学生实验的安全以及实验的要领、操作规范。引导学生观察实验比较异同,非常注重引导学生分析实验失败的原因同时与成功的实验进行比较,生成丰富的教学资源。

三、对教学方法的反思

根据学生实际情况我采用实验探究法,按照思考、交流、实验、观察、分析、的出结论的方法进行启发式教学;发挥学生主体作用,作好探究性实验。但在课后有以下几方面值得我去思考:

教学要面向全体学生:教学要面向全体学生、照顾到绝大多数同学,课后还要因人施教,对学习能力强的同学要提优,对学习有困难的学生,加强课后辅导。在教学过程中,教师会有意无意地将精力和荣誉给予了成绩好的学生,教学的重心往往倾向于成绩好的学生,而忽略了学生中的弱势群体,教师缺乏对他们的鼓励和帮助,从而导致“贫富差异”越来越大,直接导致整体成绩两级分化,对后进生也是一种伤害,所以教师要特别注意不要让所谓的差生成为被“遗忘的角落”。

学生的参与:由于本课我主要是通过学生实验探究、主体作用明显,有充分的动手、动口、动脑的时间。学生只有在积极参与教学活动,给他们以充分的动手、动口、动脑的时间,充分经历观察、分析、推理、综合等过程,全面地掌握规律的实质,与此同时学生的思维才能得到真正的锻炼,体现其学习的主体角色。在学生之间交流时,提醒学生学会倾听。所以,在课堂教学中教师应该改变以往那种讲解知识为主的传授者的角色,应努力成为一个善于倾听学生想法的聆听者。在教学过程中,生生互动、师生互动共同探究问题,解决问题,共同学习,共同进步。

让化学知识回归于生活:提供生活案例,引导学生用学过的知识去解决生活中的问题,使学生有学习的成就感。如:A“不法分子常以黄铜当黄金,进行欺骗活动,你会不会上当受骗?你有多少种办法区别黄金和黄铜?”这样的问题一下子激活了学生的思维,就连平时不愿意学习的学生,也参与了讨论。大家纷纷献计献策,设计的方案有①测密度②测导电性③用牙咬(硬度)④测导电性⑤用火烧(真金不怕烈火炼、是金子在哪都发光)⑥?⑦?B“酸菜鲜鱼汤”是某家饭店的招菜,店老板反应盛汤的的铝锅很不耐用,没用多久锅底就漏洞了。请你分析一下这主要是为什么?

四、对教学小结的反思

我主要通过学生自我小结,培养自主生成知识的能力。课堂小结是课堂教学的有机组成部分,是提高教学质量的重要环节。通过课堂小结,不仅能使所学知识得以归纳、总结、概括和升华,而且能促进学生对化学知识的理解,深化记忆,从而培养学生思维的敏捷性、深刻性、广阔性和整体性。

4.金属的化学性质教案 新课标 篇四

§3－1 金属的化学性质(第1课时)【温故知新】

【课堂生成】

1.(自学、讨论)举例说明(初中学习过的或生活中见过的)金属能够与哪些物质发生反应？画出Na、Mg、Al的原子结构示意图，分析金属的原子结构有什么特点？从氧化还原角度推测金属具有什么性质？

2.(自学、讨论)课本P46图3-2有关金属化学性质的一些实验，分别写出四幅图中反应的化学方程式，用“单线桥”或“双线桥”标出电子转移的方向和数目，是离子反应的还要写出离子方程式。

2Al＋3Cu＝2Cu＋2Al＋2＋2＋

3＋

2Mg＋O

2＋

点燃 2＋

2MgO Cu＋2Ag＝Cu＋2Ag

Mg＋2H＝Mg＋H2↑ 【课堂生成】

还有一部分学生把电子转移标错！

【课堂研讨】

2.(观察、思考)将金属钠取出后用滤纸将表面煤油吸尽，并在玻璃片上进行切割，有何现象发生？请写出相应的化学方程式。

变暗

4Na＋O2＝2Na2O 【课堂生成】

1.(观察、思考)把一块绿豆大小的金属钠放在坩埚里，加热，有何现象发生？请写出相应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目。

实验现象：可观察到钠先熔化后燃烧，燃烧时火焰呈黄色，最后留下的固体呈淡黄色 2Na＋O2 △ Na2O2

【课堂生成】

2.(观察、思考)点燃镁条时为什么要用砂纸打磨？有何现象发生？请写出相应的化学方程式。

除去氧化膜，便于点燃；发出耀眼的白光；2Mg＋O

2点燃 2MgO 【课堂生成】

【课堂生成】

学生回答问题，不能用课本上的语言回答，造成会而不得分。

3.(观察、思考)将铝粉撒到酒精灯火焰上，可观察什么现象？写出相应的化学方程式。

发出耀眼的火星；2Al＋3O

2点燃 2Al2O3

【课堂生成】

4.(思考、讨论)铝比铁活泼，为什么日用铝制品可以较长时间使用，而日用铁制品容易生锈？为什么不宜用钢刷、沙等来擦洗铝制品？

5.(观察、思考)在小烧杯中加入约1/2的水，滴入1～2滴酚酞溶液，将切好的钠投入到水中，盖上表面皿。

⑴观察有何现象？(★观察时应注意几方面内容：钠在水中的哪个部位反应，形态有何变化，如何运动，发出怎样的声音，溶液颜色有何变化？)实验现象：钠浮在水面，熔成小球并在液面上迅速游动；钠球周围有水雾，有时可能有火花，或伴有爆鸣声；钠球在反应中逐渐变小，最后消失；加有酚酞的溶液变成红色。【课堂生成】

⑵上述现象分别体现了金属钠的什么性质？

现象 熔（溶化成小球）浮（浮在水面上）游（四处游动）鸣（发出嘶嘶的响声）红（滴入酚酞，溶液变红）【课堂生成】

⑶从实验和理论两个方面分析生成的气体可能是什么？如何验证？请写出化学方程式和离子方程式。

结论或原因 反应放热，钠的熔点低。

钠的密度小。

产生的氢气不均匀，推动小球。产生的氢气冒出时发出声音

产生了碱性物质。

【课堂生成】

⑷钠既能与氧气反应，又能与水反应，那么钠应该如何保存呢？钠着火应该怎么扑灭？ 大量的钠用石蜡封，少量的钠可以放在煤油中； 用沙土盖来 【课堂生成】

在此播放镁与CO2的反应，让学生推理出钠也与CO2反应，所以不能用CO2灭火。

【课堂生成】

【巩固练习】

1.铝在空气中能够稳定存在的原因是

A.铝的化学性质稳定

B.铝的还原性差 C.铝在常温时与氧气不反应

D.铝表面有氧化膜

将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入100 mL 1 mol·L的盐酸中，在同温、同压下产生的气体体 积比是

A.1∶2∶3

B.6∶3∶2

C.3∶1∶1 D.1∶1∶1 2.下列关于金属铝的叙述中，说法不正确的是

A.Al 是地壳中含量最多的元素

B.Al 是比较活泼的金属，在化学反应中容易失去电子，表现还原性 C.Al箔在空气中受热可以熔化，且发生剧烈燃烧

D.Al箔在空气中受热可以熔化，由于氧化膜的存在，熔化的Al 并不滴落

－14.2.3g纯净金属钠在干燥空气中被氧化后得到3.5g固体，由此可判断其氧化物是

A.只有Na2O B.只有Na2O2 C.Na2O和Na2O2

D.无法确定 3.取一小块金属钠用滤纸吸干表面的煤油，放在燃烧匙中加热，下列实验现象，描述正确的是

①钠先熔化；②在空气中燃烧，有黄色火星四射；③燃烧后得到白色固体；④燃烧时火焰为黄色；⑤燃烧后生成淡黄色固体；⑥不能燃烧

A.①② B.①②③

C.①④⑤ D.④⑤ 4.地壳中含量最多的金属元素和非金属元素组成的化合物的化学式是

A.CuO

B.Al2O3

C.Fe2O3

D.SiO2 5.将钠加入到下列溶液中，既产生气体又产生白色沉淀的是

A.盐酸

B.氯化钠

C.氯化铜

D.氯化镁

6.将一小块钠投入到盛有煤油和水的烧杯中,观察到的现象可能是

A.Na在水层反应并四处游动 B.Na停留在煤层中不发生反应

C.Na在煤油的液面上反应并四处游动 D.Na在煤油和水的界面处反应并可能上下跳动 7.一小块金属钠露置于空气中，可能有如下现象发生：①生成白色粉末；②变暗；③生成白色块状固体；④发生潮解变成液体。这些现象的先后顺序为

A.①②③④

B.②④③①

C.②①④③ D.④②③① 8.把4.6 g钠投入到95.6 g水中，假设水无蒸发现象，最终所得溶液中溶质的质量分数是

5.初中化学-金属的化学性质教案 篇五

设计理念

为使探究的过程紧凑，可将课本内容整合成金属的化学性质（金属与氧气、与酸、与金属化合物的反应）、金属活动性顺序和置换反应三个部分；为了培养学生的实验能力、探究能力，本节课主要采用实验探究法，使学生在探究中合作、交流和反思，从而提升科学素养、领悟科学方法；为了提高探究的有效性，应注意发挥学生的主体性、主动性和创造性。

教学目标 1.知识与技能

(1)知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应。(2)初步认识常见金属与盐酸。稀硫酸的置换反应，能用置换反应解释一些与日常生活有关的化学问题。(3)能用金属活动性顺序判断有关的置换反应，并能利用金属活动性顺序解释与日常生活有关的化学问题。2.过程与方法

(1)认识科学探究的基本过程，能进行初步的探究活动。(2)初步学会运用观察、实验等方法获取信息，并能用图表和化学语言表达有关的信息。(3)初步学会运用比较、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工。3.情感态度与价值观

(1)激发学习化学的兴趣。(2)培养勤于思考、严谨求实、勇于实践的科学精神。(3)了解化学与日常生活和生产的密切关系。

教学重点难点

重点：探究金属活动性顺序。难点：运用所学知识解释一些与日常生活有关的化学问题。

教学过程 1.组织教学

教师面带微笑进入教室，师生互相问好。2.温故知新

提问：如何用物理方法去鉴别黄铜（铜锌合金）和黄金？ 3.探究新知

引言：如何用化学方法鉴别黄铜和黄金呢？要解决这个问题，我们还要学习金属的化学性质。

板书：课题2 金属的化学性质

板书：

一、金属的化学性质

讲述：根据前面的学习和生活经验可知，金属能够与氧气反应生成金属氧化物。

板书：1.金属与氧气反应

投影：镁、铝、铁与氧气反应的实验录像。

板演：2位学生利用板书完成镁、铝、铁、铜等金属分别与氧气反应的化学方程式。

阅读思考：学生阅读课本第9页的内容，并思考如下的问题：

①铝的化学性质很活泼，为什么铝制品却很耐腐蚀？②在清洗铝炊具时能否使用钢丝清洁球擦洗？③“真金不怕火炼”蕴含怎样的化学原理？④利用金属与氧气反应的难易和剧烈程度，能否判断出一些金属的活动性强弱？⑤根据镁、铝、铁、铜、金与氧气反应的情况，初步判断这些金属的活动性强弱。教师巡视、指导。

板书：活动性：Mg、Al＞Fe、Cu＞Au 过渡：人们在16世纪中叶就发现，金属能与酸反应放出氢气。

板书：2.金属与酸反应

讲述：利用金属与氧气反应的难易和剧烈程度判断金属的活动性顺序，具有一定的局限性。如果利用金属与酸的反应，就能更直观地反映出金属的活动性强弱。下面，我们就利用金属与酸的反应，探究镁、锌、铁、铜的活动性强弱。

活动与探究：学生分组做镁、锌、铁、铜分别与稀盐酸、稀硫酸反应的实验，并完成表1。实验过程中，教师巡视、指导、参与。

欣赏：课本图8-12卡通画“金属与盐酸反应的比较”。

小结：镁、锌、铁均能与稀盐酸、稀硫酸反应放出氢气，但剧烈程度不同，镁最强烈，锌次之，铁最慢。铜不能与稀盐酸、稀硫酸反应。

板演：3位学生利用板书完成镁、锌、铁分别与稀盐酸、稀硫酸反应的6个化学方程式。

板书：活动性：Mg＞Zn＞Fe＞Cu 过渡：上学期，做过铁钉与硫酸铜溶液反应的实验（适时投影有关的图片）。该实验说明，金属还能与金属化合物反应。

表1

板书：3.金属与金属化合物反应

讲述：金属与金属化合物溶液的反应能直观地显示出两种金属的活动性强弱。下面，利用金属与金属化合物的反应，探究铝、铜、银的活动性强弱。

活动与探究：学生分组做铝与硫酸铜溶液、铜与硝酸银溶液、铜与硫酸铝溶液反应的实验，并完成表2。实验过程中，教师巡视、指导、参与。

表2

小结：铝能把硫酸铜溶液中的铜置换出来；铜能把硝酸银溶液中的银转换出来；铜与硫酸铝溶液不反应。

板演：2位学生利用板书完成铝与硫酸铜溶液、铜与硝酸银溶液反应的化学方程式。

板书：活动性：Al＞Cu＞Ag 过渡：经过了许多类似上述实验的探究，学生可总结出金属活动性顺序。

板书：

二、金属活动性顺序

讲述：常见的14种金属在溶液中金属活动性顺序。

比赛：学生先朗读金属活动性顺序，然后比一比谁能很快背诵金属活动性顺序。

过渡：下面探究金属与酸、金属与金属化合物的反应同化合反应、分解反应有何不同。

讨论：从反应物和生成物的物质类别角度分析，上述化学方程式有什么特点？教师参与、引导，并适时用动画演示反应特征（位置交换）。

小结：一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应叫置换反应。

板书：

三、置换反应

讲述：金属活动性顺序可以帮助我们判断金属能否在溶液中发生置换反应。

阅读思考：学生阅读课本第13页第一自然段的内容（金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中的重要作用），并思考如下的一些问题：①银与稀硫酸、锌与硫酸铜溶液、铜与氯化银（不溶于水）能否发生置换反应？②在该置换反应为什么不符合金属活动性顺序？教师巡视、指导。4.应用练习（投影题目）

①下列反应中不属于置换反应的是（）。

中，②如果用A+B=C来表示化合反应，请用相似的方法表示分解反应和置换反应。

③化学方法鉴别黄金和黄铜（铜锌合金）。

④过量的铁粉与硫酸铜溶液反应后过滤，滤纸上留下的物质是什么？ 5.小结、评价（略）

6.初中化学-金属的化学性质教案 篇六

教学目标： 知识与技能：

1．了解金属的物理特征，能区分常见的金属和非金属； 2．知道常见的金属与氧气、酸溶液的反应；

3．知道一些常见金属矿物（铁矿、铝矿等）的主要化学成分。过程与方法：

1．通过对金属性质的实验探究，学习利用实验认识物质的性质和变化的方法； 2．初步形成物质的性质决定物质用途的观念。情感态度价值观：

了解金属矿物资源的价值，认识合理开发与利用的重要性。教学内容

1．金属的物理性质（金属光泽、金属的导电性和导热性、金属的延展性、金属的密度、金属的硬度、金属的熔点）；

2．金属的性质与用途的关系，识记常见金属的用途；

3．常见金属的化学性质（与氧气、水、酸以及某些盐溶液）

4．置换反应：一种单质和一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物的反应。5．实验室制取氢气的原理、步骤和注意事项 6．常见的金属矿物的主要成份 教学重点和难点：

教学重点：金属的化学性质与用途

教学难点：①铁的化学性质实验探究方案的设计；

②通过和已有化学知识的联系、比较、理解并得出结论“铁的化学性质比较活泼”。探究内容：

1．金属的物理性质与用途 2．金属的化学性质 知识整理：

一．金属（Metal）的物理性质 1．金属光泽：

（1）金属都具有一定的金属光泽，一般都呈银白色，而少量金属呈现特殊的颜色，如：金（Au）是黄色、铜（Cu）是红色或紫红色、铅（Pb）是灰蓝色、锌（Zn）是青白色等；

（2）有些金属处于粉末状态时，就会呈现不同的颜色，如铁（Fe）和银（Ag）在通常情况下呈银白色，但是粉末状的银粉或铁粉都是呈黑色的，这主要是由于颗粒太小，光不容易反射。（3）典型用途：利用铜的光泽，制作铜镜；黄金饰品的光泽也是选择的因素。2．金属的导电性和导热性：

（1）金属一般都是电和热的良好导体。其中导电性的强弱次序：银（Ag）>铜（Cu）>铝（Al）（2）主要用途：用作输电线，炊具等 3．金属的延展性：

（1）大多数的金属有延性（抽丝）及展性（压薄片），其中金（Au）的延展性最好；也有少数金属的延展性很差，如锰（Mn）、锌（Zn）等；

（2）典型用途：金属可以被扎制成各种不同的形状，金属金打成金箔贴在器物上 4．金属的密度：

（1）大多数金属的密度都比较大，但有些金属密度也比较小，如钠（Na）、钾（K）等能浮在水面上；密度最大的金属──锇，密度最小的金属──锂

（2）典型用途：利用金属铝（Al）比较轻，工业上用来制造飞机等航天器 5．金属的硬度：

（1）有些金属比较硬，而有些金属比较质软，如铁（Fe）、铝（Al）、镁（Mg）等都比较质软；硬度最高的金属是铬（Cr）；

（2）典型用途：利用金属的硬度大，制造刀具，钢盔等。6．金属的熔点：

（1）有的金属熔点比较高，有的金属熔点比较低，熔点最低的金属是汞（Hg）；熔点最高的金属是钨（W）；

（2）典型用途：利用金属锡（Sn）的熔点比较低，用来焊接金属 二．常见金属的化学性质 1．金属与氧气反应

大多数金属在一定条件下，都能与氧气发生反应，生成对应的金属氧化物，也有少数金属很难与氧气发生化合反应。如：“真金不怕火炼”，就是指黄金很难与氧气反应。（1）金属镁与氧气发生反应

实验现象：在空气中点燃镁带后，镁带剧烈燃烧，发出耀眼白光，放出白烟，生成一种白色固体。

化学方程式：2Mg+O2点燃===2MgO 注意事项：在做点燃实验之前，应先用砂纸将其打磨。

相关问题：某同学在做镁带燃烧实验过程中，反应前称得固体的质量为m1，完全燃烧后，称得剩余的固体残留物的质量为m2，发现m1>m2，难道这个反应不符合质量守恒定律？请你帮这位同学分析一下可能的原因。

分析：根据质量守恒定律，参加反应的镁带质量与氧气的质量总和等于生成物氧化镁的质量，即反应后的固体剩余物应该大于反应物的质量。由于在这个实验中，会产生白烟，而此白烟就是氧化镁粉末，容易扩散到空气中，这部分的质量就散失了。因此就使反应后固体剩余物的质量就减少了。另外，还有一种可能性，就是在称量中，存在错误操作，如砝码与被称物放反等情况。

（2）金属铁与氧气发生反应

反应现象：金属铁在空气中是不能被点燃的，在纯氧中，被引燃后能够剧烈燃烧，火星四射，铁丝熔成小球，生成一种黑色的固体。化学方程式：3Fe+2O2点燃===Fe3O4

注意事项：

①反应前在集气瓶中留有少量的水或沙，以防高温生成物溅落瓶底，使瓶底破裂。②将铁丝绕成螺旋状，有利于聚热，同时增大与氧气的接触面

③在铁丝的一端绑上一段火柴，目的是为了预热铁丝，有利于铁丝达到着火点

有关问题：某同学在做铁丝在空气中燃烧实验中，没有发现有火星四射的现象。请你帮助他一起来分析一下可能存在的问题。

分析：在实验中没有看到火星四射的现象，就说明没有真正的燃烧起来。因此我们应该从燃烧的三个条件开始考虑：第一，燃烧需要有可燃物。铁丝是可燃物，但是其表面容易形成一层氧化物，这样的话，就有可能导致实验失败，所以，我们认为有可能在实验前，该同学可能没有充分的打磨铁丝去除氧化膜；第二，燃烧需要有充足的氧气。我们知道，在做铁丝燃烧实验中，对氧气的浓度要求是比较高的，如果达不到某某浓度，铁丝就不能燃烧起来，因此，可能是氧气的浓度不够高；第三，燃烧时需要温度要达到该物质的着火点以上。可能火柴预热的温度不够，没有使之达到铁丝燃烧的着火点。（3）金属铝与氧气发生反应

反应现象：在空气中，铝条不能被点燃，在酒精灯上加热后，失去金属光泽；若改成铝箔在氧 气中，则能被点燃。

△2AlO 化学方程式：4Al+3O2===23注意事项：铝表面容易与空气中的氧气发生化学反应，生成一种结构致密的氧化物，形成保护膜。因此，我们在做铝条性质实验之前，务必要将其保护膜打磨去除。（4）金属铜与氧气发生反应

反应现象：铜不能在空气中或氧气中点燃，在酒精灯上加热后，在红色的铜表面形成一层黑色的物质。

△2CuO 化学方程式：2Cu +O2===2．金属与水发生反应

大部分的金属不能与水发生反应，但少量金属能与水发生反应，如Na、K、Mg、Fe等。①在冷水中，金属钠、钾等能与水发生化学反应，如：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ ②在热水中，金属镁等能与水发生化学反应，如：Mg+2H2O==Mg(OH)2+H2↑

③在高温条件下，金属铁等能与水蒸气发生化学反应，如：3Fe+4H2O==Fe3O4+4H2 3．金属与酸发生反应 金属活动性顺序表：

钾（K）钙（Ca）钠（Na）镁（Mg）铝（Al）锌（Zn）铁（Fe）锡（Sn）铅（Pb）[氢（H）]铜（Cu）汞（Hg）银（Ag）铂（Pt）金（Au）

（1）在金属活动性顺序表中，排在氢（H）前面的金属，能与某些酸发生置换反应生成氢气；而排在氢后面的金属不能与酸发生置换反应生成氢气；

（2）排在越前面的金属就越容易与酸反应，即在相同情况下，反应速率越大。如： Fe+2HCl==FeCl2+H2↑；

实验现象：铁丝表面出现气泡，铁丝逐渐溶解，一段时间后，无色溶液变成浅绿色溶液。其他反应：2Al+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2↑；Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑；Cu不能与稀硫酸反应（3）置换反应：一种单质和一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物的反应。（4）有关问题：

①某同学在做铝条与稀硫酸反应时，发现一个奇怪的现象：当他将一小段铝条放入试管中，再向其中加入约5mL的稀硫酸，发现反应后并没有现象，一段时间后，铝条表面的气泡开始逐渐增多，可是再过一段时间后，铝条表面的气泡又开始逐渐减少。请你来解释出现以上现象的原因。

分析：铝在空气中就容易与氧气发生反应，生成一层结构致密的氧化物，这样的话，反应前未进行打磨，铝就很难与酸反应产生氢气；随着该氧化物与酸的反应，Al2O3+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2O，氧化膜也逐渐变薄，消失，使铝逐渐裸露出来，就能与酸发生反应产生气泡；在反应过程中，硫酸在不断消耗，稀硫酸的浓度也在不断变小，反应速率就会减少，气泡即逐渐减少。

②金属铁与浓硫酸接触后，能与其发生反应并在铁表面生成一层结构致密的氧化物，阻止反应的进一步进行，该现象称为金属的钝化。正因为具有这样的性质，我们可以利用铁桶来盛放浓硫酸。某硫酸厂中的一位工人，将一盛放过浓硫酸铁桶稍做冲洗，一段时间后，用氧炔焰来切割铁桶，突然铁桶就发生了猛烈的爆炸，请你来解释爆炸的原因。

分析：铁与浓硫酸能发生钝化，但是在冲洗的过程，对其中的浓硫酸起了一个稀释的作用，稀硫酸就能很轻易的与该氧化物及其裸露出来的金属铁发生反应，并放出氢气。铁桶是一个相对密封的容器，当用氧炔焰进行切割时，就可能发生爆炸了。4．金属与某些盐溶液发生反应

排在金属活动性顺序表前面的金属能与盐溶液反应，置换出排在顺序表后面的金属，如： Fe+ CuSO4==FeSO4+Cu 实验现象：在铁丝表面出现红色物质，一段时间后，溶液由蓝色转变为浅绿色。主要用途：古代湿法炼铜的原理“曾青得铁则化为铜”，现代湿法镀铜 又如：Cu+Hg(NO3)2==Cu(NO3)2+Hg 三．实验室制取氢气

1．反应原料：锌粒，稀硫酸或稀盐酸； 2．反应方程式：Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑

为什么常用锌粒和稀硫酸反应制取氢气呢？这是因为，镁比较活泼，与酸反应速率太快，不易收集所产生的氢气；铜不能与酸反应；浓硫酸与金属反应不产生氢气而产生水；浓盐酸具有挥发性，易挥发出氯化氢气体，使制得的氢气中含有杂质。而锌的活动性适中，易与盐酸或稀硫酸反应放出大量氢气。

3．反应物状态：锌粒为银白色固体，稀硫酸或稀盐酸为无色溶液 4．反应条件：常温下 5．反应装置：如右图

6．收集方法：向上排空气法或排水法

7．实验步骤

（1）按照要求安装装置（2）检查气密性

（3）装药品：先装固体，后装液体

（4）开始反应，并收集一小试管氢气，进行验纯（任何可燃性气体，在做性质实验之前务必进行验纯）

（5）收集气体，盖上玻璃片倒放在实验桌上。

如何比较两种气体的密度呢？这里提供一种简便方法：

比较两种气体的相对分子质量，在相同状态下相对分子质量大的气体密度大。(因为气体的密度在温度压强一定时与分子量成正比）。空气是多种气体的混合物，其平均分子量约为29。所以我们可以判断相对分子质量大于29的气体密度比空气大，相对分子质量小于29的气体密度比空气小。

四．常见的金属矿物

1．金属矿物存在的形式：

自然界少数不活泼的金属以游离态（单质）存在，如金、铂等；大多数金属都是以化合态（化合物）存在。

2．常见的金属矿物

7.初中化学-金属的化学性质教案 篇七

(一) 钠和钠的化合物

(1) 在讲解钠的性质时, 课堂上以钠与水反应的演示实验作为课堂导入, 学生通过观察实验现象思考金属钠为什么浮在水面上, 为什么熔成小球, , 为什么发出响声, 为什么四处游动等问题, 总结出金属密度小、熔点低的物理性质和钠作为一种活泼金属与冷水反应生成了碱性的物质氢氧化钠和氢气的化学性质。

(2) 讲解氧化钠和过氧化钠的性质比较时, 以Na2O和Na2O2分别与人呼出的CO2气体反应和分别与水H2O反应的微型实验作为导入, 学生通过实验操作并观察实验现象, 思考为什么向包着Na2O2的棉花吹气或滴加水都会燃烧, 总结过氧化钠在该化学反应中体现的氧化性和还原性。

(3) 在讲解碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较时, 以分别加热铺有Na2CO3的大试管和铺有Na HCO3的小试管的套管微型实验作为导入, 学生通过观察实验现象思考Na HCO3分解产生了无色无味的气体, 总结实验体现的Na HCO3的热稳定性较差的性质。以Na2CO3和Na HCO3分别与等体积等浓度的稀盐酸反应的实验, 观察比较两者与酸反应速率的快慢, 思考并总结发生反应的原理。

(二) 铝和铝的化合物

(1) 在讲解铝的性质时, 以点燃已打磨过的铝箔和未打磨的铝箔的化学实验导入, 学生通过观察实验现象, 思考并总结了氧化铝和单质铝熔点都很高的物理性质, 而氧化铝的熔点更高可作为耐火材料的用途。通过演示铝与Na OH溶液反应的化学实验, 使学生掌握金属在氧化还原反应中所体现的还原性, 并借此实验反应深入分析该氧化还原反应的实质。

(2) 在讲解氧化铝的性质时, 以氧化铝分别与稀盐酸和Na OH溶液反应的实验导入氧化铝的两性, 通过观察实验现象发现两支试管中的氧化铝都发生了反应, 而且都有可燃性气体氢气生成。物质的两性对于学生来说是不易理解的性质, 通过直观的实验事实和教师的讲解, 使学生真正理解两性的含义, 牢记氢氧化铝的这一特殊性质。

(3) 在讲解氢氧化铝的性质时, 以Al (OH) 3分别与稀盐酸和Na OH溶液反应的实验揭示Al (OH) 3是一种典型的两性氢氧化物, 并根据实验现象深入分析Al (OH) 3的两性是其由于存在酸式和碱式两种电离形式导致的, 并借此讲解实验室制取氢氧化铝的方法应采用可溶性的铝盐与氨水反应。

(4) 在讲解铝盐的化学性质时, 以Al2 (SO4) 3溶液与不同量的Na OH溶液反应的实验导入, 学生通过产生的实验现象思考为什么当Na OH溶液过量时沉淀溶解, 分析是由于生成的氢氧化铝具有两性使其溶解所产生的现象。教师再进行分析总结, 将反应原理以图式的形式一一呈现, 加深学生理解反应物的用量不同或是滴加顺序不同可能导致生成产物不同的化学原理。

(三) 铁和铁的化合物

(1) 在讲解单质铁的性质时, 以铁分别与硫磺和氯气的反应导入, 通过实验现象总结铁的化学性质, 并分析所得产物溶于水形成溶液的颜色差异是被不同氧化剂S和Cl2氧化的程度不同的这一原理。以铁与水蒸汽反应的化学实验导入, 总结铁作为较活泼金属与水反应所需的条件, 铁与水反应的原理与其他金属和水反应的原理的差异。

(2) 铁的氧化物有三种, 它们的物理性质不同, 化学性质的差异主要体现在三种氧化物中铁元素的不同化合价所造成的。在讲解铁的氧化物性质比较时, 以它们分别与稀盐酸溶液反应的实验导入, 学生通过观察溶液颜色的差异, 讨论分析铁的三种氧化物中铁元素的化合价。再通过它们与稀硝酸溶液反应的实验导入, 总结分析反应中所体现的氧化还原反应原理。

(3) 铁的两种氢氧化物的制备是高中化学应掌握的重点和难点, 在讲到氢氧化亚铁的制备实验时, 在课堂按教材上做实验, 实际上演示操作中所制得的氢氧化亚铁保存时间不长、生成的白色絮状沉淀的很难观察到。所以, 我们以探究实验导入如何改进实验才能清楚地看到白色沉淀, 激发学生的学习兴趣, 在培养他们实验探究能力的同时愉快的接受了应掌握的化学知识。

(4) 在讲解重要考点亚铁盐和铁盐的检验时, 以Fe Cl2和Fe Cl3分别与氢氧化钠溶液、KSCN溶液和苯酚溶液反应导入, 学生通过观察实验现象总结Fe3+遇KSCN溶液显血红色、遇苯酚溶液显紫色的特殊化学性质, 直观的实验现象使学生印象深刻。教师再进行拓展, 总结鉴别Fe2+和Fe3+的一些方法, 达到良好的学习效果。

8.初中化学-金属的化学性质教案 篇八

教学目标

1、知识与技能目标

（1）了解地壳中一些重要元素（氧、硅、铝、铁）的相对含量

（2）掌握Na、Al的重要性质，认识Na是一种活泼的金属

（3）知道铝的氧化膜对内层金属的保护作用

2、过程与方法目标

通过实验探究，增强学生思考、交流、实验、观察、分析、归纳得出结论的能力

3、通过探究性实验，培养学生勇于探索的精神

教学重点

钠的性质

教学难点

对实验现象的观察和分析

教学用具

实验用品：钠、玻璃片、小刀、镊子、滤纸、铝箔、酒精灯、火柴、坩埚、三角架、泥三角、坩埚钳、砂纸。

教学方法

实验——探究——讨论——归纳

教学过程

【引入】在我们的身边有很多的金属制品，大到飞机、坦克、航母，小到缝衣服的针，说明金属在我们的生活中占据着重要的位置。在这一章，我们来研究几种重要的金属和它们的化合物的性质。

【板书】第三章 金属及其化合物

第一节 金属的化学性质

回忆初中所学有关金属的性质，回答下列思考题：

【思考】

1、地壳中含量前四位的元素分别为： 氧、硅、铝、铁

含量最多的金属元素是 铝

2、地球上金属元素的主要存在形式是什么？ 化合态

为什么？ 金属化学性质比较活泼

3、写出下图相应反应的化学方程式，并思考金属在反应中的性质（氧化性还是还原性）

（1）铝丝与硫酸铜溶液反应 2Al + 3CuSO4 == Al2（SO4）3 + 3Cu

金属的性质 还原性

（2）镁条燃烧 2Mg + O2 ======= 2MgO

金属的性质 还原性

（3）铜丝与硝酸银溶液反应 Cu + 2AgNO3 ==Cu（NO3）2+ 2Ag

金属的性质 还原性

（4）镁条与稀盐酸反应 Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑

金属的性质 还原性

4、上面四幅图基本概括了初中关于金属的化学性质。金属有哪些化学性质？

金属与盐溶液的反应 、 金属与非金属的反应 、 金属与酸的反应

金属的上述性质的共同特点是什么？ 还原剂

为什么？ 金属的最外层电子数较少，容易失去电子

【过渡】金属的这些性质将是我们今后研究某一金属的出发点和立足点，今天这节课，我们就来研究金属与非金属的反应，认识一种活泼金属Na的性质

【板书】一、金属与非金属的反应

展示金属Na，Na保存在煤油或石蜡油中

相信大家都听过“真金不怕火炼”，说明有些金属（如：Au）即使在很高的温度下也不与O2发生反应，而有些金属（如：Fe）在常温下就能与O2发生反应，金属Na又如何呢？

【实验探究一】——常温下Na在空气中的变化

取一小块金属Na，用滤纸吸干表面的煤油后，用刀切去一端的外皮，观察Na的颜色、光泽、感受Na的硬度，新切开的Na表面在空气中发生什么变化？（注意：凡是接触Na的用具都必须是干燥的，取用Na后剩余的应放回原瓶）

小结：1、Na的物理性质： 具有银白色金属光泽、质地柔软、密度比煤油大、熔点低、易导电、易导热

2、新切开Na的表面： 具有银白色金属光泽，但很快变暗，生成白色固体

（这说明Na与空气中的O2发生了反应）

3、反应方程式：4Na + O2 === 2Na2O

标出各元素化合价，判断该反应是否为氧化还原反应，如果是，请找出氧化剂与还原剂。

【过渡】Na在常温下就可以和O2发生反应，如果我们改变反应条件，对Na进行加热，又会是什么情况呢？

【实验探究二】——加热条件下Na在空气中的变化

把一小块金属Na放在坩埚里，加热，有什么现象？

现象：Na先熔化成小球，后燃烧，发出黄色火焰，最后生成淡黄色固体

反应方程式：2Na + O2 ======== Na2O2

标出各元素化合价，判断该反应是否为氧化还原反应，如果是，请找出氧化剂与还原剂。

【总结】Na与O2反应，反应物相同，反应条件不同，产物不同。

【过渡】Al与Na都是活泼金属，那么Al与O2的反应有什么不同呢？

【实验探究三】——铝箔与O2的反应

1、用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动，观察实验现象。

现象：铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝箔并不滴落。

结论：在常温下，Al的表面生成一层Al2O3薄膜，保护了内层金属

2、用坩埚钳夹住一小块，用砂纸仔细打磨过的铝箔，在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动，观察实验现象。

现象：铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝箔并不滴落。

结论：在加热条件下，Al的表面会很快生成一层Al2O3薄膜，从而保护内层金属

钠的原子结构示意图、讨论其化学性质

反应方程式：4Al + 3O2 ======= 2Al2O3

【思考】若要观察Al的燃烧，可采取哪些措施？

（1）增大Al的接觸面积，将铝箔换成Al粉

（2）增大O2的浓度，在纯氧中反应

【思维拓展】其余金属与非金属的反应

2Fe + 3Cl2 ===== 2FeCl3

Fe + S ===== FeS

氧化性：Cl2 > S

9.高三化学教案：碱金属元素 篇九

【】鉴于大家对查字典化学网十分关注，小编在此为大家搜集整理了此文高三化学教案：碱金属元素，供大家参考!

本文题目：高三化学教案：碱金属元素

第17讲 碱金属元素

1.以研究物质性质的方法和程序来探究钠的性质。

2.以研究碳的化合物来探究碳酸钠和碳酸氢钠的性质。

3.掌握钠及其化合物的知识。

4.探究碱金属的递变规律.碱金属元素化合物

(1)注意钠及其化合物溶于水所得溶液浓度的计算中，Na及Na2O2溶于水均会产生气态物质，所得溶液的质量应是原混合物质的质量总和减去产生气体的质量。

(2)注意Na2O2跟CO2和水蒸气组成的混合气体反应时的先后顺序。若先发生反应：2 Na2O2+2H2O=4NaOH+O2，必还发生2NaOH+ CO2=Na2CO3+H2O，即应先考虑Na2O2跟CO2的反应。

(3)正确理解焰色反应：

①它是元素的一种物质性质。无论是金属离子或金属原子均能发生焰色反应。它属物理变化过程。

②不是所有元素都有特征的焰色。只有碱金属元素以及钙、锶、钡、铜等少数金属元素才能呈现焰色反应。

③焰色反应的显色过程与气体物质燃烧时产生各色火焰的过程有着本质的区别。焰色反应并非金属及其化合物自身发生燃烧反应而产生各种颜色火焰的过程，而是它们的原子或离子的外围电子被激发而产生的各种颜色的光的过程。

第1课时 钠与水的反应

1.钠与水的反应可以概括为：浮、熔、响、游、红五个字来记忆。

(1)钠投入水中并浮在水面上密度小于水。

(2)钠立即跟水反应，并放出热量，发出嘶嘶声，产生气体。

(3)同时钠熔成一个闪亮的小球并在水面上向各方向迅速游动最后消失熔点低。(4)反应后的水溶液使酚酞变红与水反应生成NaOH。

2.钠与酸溶液反应

当钠投入酸溶液中，钠首先与酸电离出的H+反应：2Na +2H+ 2Na++H2当酸完全反应后，过量的钠再与水反应，故钠与酸溶液反应比钠与水反应更剧烈。

3.钠与盐溶液的反应

实质上是先与水反应生成 NaOH，NaOH再与盐反应。

与CuSO4溶液反应：2Na+2H2O NaOH+H2(1)CuSO4+2NaOH Na2SO4

+Cu(OH)2(2)合并(1)(2)得：2Na+2H2O+CuSO4 Na2SO4 +Cu(OH)2+H2

(2)与FeCl3溶液反应：6Na+6H2O+2FeCl3 6NaCl+2Fe(OH)3+3H2

4.钠和盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，这是因为金属阳离子在水中一般是以水合离子形式存在，即金属离子周围有一定数目的水分子包围着，不能和钠直接接触。钠与熔融的盐反应才可能置换出盐中的金属。

【例】下列关于钠与水反应的说法不正确的是()

①将小块钠投入滴有石蕊试液的水中，反应后溶液变红;②将钠投入稀盐酸中，钠先与水反应，后与盐酸反应;③钠在水蒸气中反应时因温度高会发生燃烧;④将两小块质量相等的金属钠，一块直接投入水中，另一块用锡箔包住，在锡箔上刺些小孔，然后按入水中，两者放出的氢气质量相等。

A.①② B.②③ C.②③④ D.①②③④ [解析]钠与水反应产生氢氧化钠只能使酚酞变红，而不能使石蕊变红。钠与水的反应本质是钠与H+的反应，所以钠先与盐酸溶液中的酸反应。钠在水蒸气中反应产生的是氢气，尽管温度高且反应放热，因无氧气不能燃烧。钠的密度比水大，浮在水面上时，就有部分钠被氧气氧化，而用锡箔包住的钠不会被氧气氧化，所以与水反应的钠质量不相等，两者放出氢气的质量也不相等。

[答案]D

第2课时 过氧化钠的结构与性质

1.Na2O2的结构特点

在Na2O2和H2O2中，氧是-1价，这是因为两个氧原子之间以一对共用电子相结合(非极性键)，形成了一种不太稳定的结构。

2.Na2O2的性质

-1价介于氧的两种较稳定化合价0价和-2价之间，因此Na2O2既可以在一定条件下

获得电子表现氧化性(如与SO2、Fe2+、品红等反应)，也可以在一定条件下失去电子

表现还原性(如与H+和MnO4反应)，还可以在一定条件下发生歧化反应(如与H2O、CO2等反应);但以氧化性为主。

Na2O2与SO2反应：Na2O2+SO2 Na2SO4

Na2O2投入FeCl2溶液中，可将Fe2+氧化成Fe3+，同时生成Fe(OH)3沉淀：3Na2O2+6FeCl2+6H2O 2FeCl3+4Fe(OH)3+6NaCl。

Na2O2投入氢硫酸中，可将H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊：Na2O2+H2S 2NaOH+S。

Na2O2投入品红溶液中，可使品红溶液褪色(褪色原理与SO2不同)。

【例】在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化纳作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品、用上图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。

(1)A是制取CO2的装置。写出A中发生反应的化学方程式：。

(2)填写表中空格：(请在答题卡上填空)

仪器 加入试剂 加入该试剂的目的

B 饱和NaHCO3溶液

C D

(3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：。

(4)试管F中收集满气体后，下一步实验操作是：。

[解析]要证明过氧化钠可作供氧剂，必须验证实验产物是O2，故实验目的就是验证过氧化钠与水或二氧化碳的反应。实验仪器中的A是二氧化碳发生装置，B、D是除杂装置，C是反应装置，E是尾气处理与收集装置。本实验可能存在的杂质气体有：HCl和水，但由于过氧化钠与二氧化碳的反应是离子反应，故水不必除去。试管F中收集满气体后，下一步实验操作应是验证实验产物是O2。为检验生成的O2应将试管F从水槽中取出，然后用带火星的木条伸入管口进行检验，但是取出F前，应将装置A中的反应停止。

[答案](1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2

(2)B 饱和NaHCO3 除CO2中的HCl

C Na2O2粉末 反应物

D NaOH溶液 除去未反应的CO2

(3)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2(4)将带火星的木条插入试管检验木条能否复燃。

[方法技巧]做实验首先确立实验目的，确定装置B、C、D的作用是解答本题的关键。易错点是部分考生考虑二氧化碳中的水必须除去，从而认为装置是干燥装置，D是Na2O2与CO2反应装置而出现错误。

第3课时 碳酸钠、碳酸氢钠

1.碳酸钠、碳酸氢钠主要性质比较及鉴别

(1)热稳定性不同。分别加热少量固体，若发生分解反应，将产生的气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊的原试剂是NaHCO3，另一个为Na2CO3。

(2)和酸反应速率不同。分别取一定质量的固体，加入等浓度、等体积的盐酸，反应快、产生气体多的为NaHCO3，另一个为Na2CO3。

(3)阴离子不同。分别取其稀溶液，滴加氯化钡稀溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的原试剂为Na2CO3，另一个为NaHCO3。

(4)溶液的酸碱性。测其稀溶液(0.1 molL1)的pH，Na2CO3溶液的pH在12左右，而

NaHCO3溶液的pH在8左右。

2.碳酸钠溶液与盐酸反应时，二者滴加的次序不同，产生的现象不同。向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量)：2HCl+Na2CO3 2NaCl+CO2+H2O。若向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸(开始时酸不足)：HCl+Na2CO3 NaCl+NaHCO3(无气泡)，HCl+NaHCO3 NaCl+CO2+H2O。由以上分析可知，不同的滴加顺序产生不同的现象，这就是不用其他试剂鉴别Na2CO3溶液和盐酸的原理。

3.碳酸氢钠和碳酸钠的制法

(1)制取NaHCO 3的方法

①减压低温蒸干NaHCO3溶液。NaHCO3遇热易分解，其水溶液加热更易分解，所以不可能采用常压下蒸发溶剂的方法制得NaHCO3晶体。

②往饱和Na2CO3 溶液中通入CO2，过滤得到晶体。Na2CO 3+CO 2+H2O 2NaHCO 3

(2)联碱法制纯碱原理

①在饱和食盐水中通NH3饱和后，再通CO2 ：NH3+CO2+H2O NH4HCO3

②生成NH4HCO3的溶解度大，而c(Na+)也大，而NaHCO3溶解度小，故产生沉淀：NaCl+ NH4HCO3 NaHCO3+NH4Cl，总方程式：NaCl+ NH3+CO2+H2O NaHCO3+NH4Cl。

③将析出沉淀加热，制得Na2CO3(纯碱)

注意：不能先通入CO2达饱和后再通入NH3，因为CO2在水中的溶解度很小(1∶1)，即使通入过量的NH3，所生成的NaHCO3、NH4Cl也很少，这样就无法制取NaHCO3。

【例1】(2018安徽卷)将0.01mol下列物质分别加入100mL蒸馏水中，恢复至室温，所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)

①Na2O1 ②Na2O ③Na2CO3 ④NaCl

A.①③④ B.①④③

C.①=②④ D.①=②③=④

答案：A

解析：①②溶于水，溶质都是0.02moL,但前者有氧气生成，因此氢氧根浓度大，有①③中碳酸根水解使得阴离子浓度稍大于④。因此有A正确。

【例2】(2018上海卷)将0.4gNaOH和1.06g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1molL-1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是

答案：C

解析：此题考查了元素化合物、图像数据的处理知识。向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加盐酸时，首先和NaOH反应生成水和氯化钠，当滴入0.1L时，两者恰好反应完全;继续滴加时，盐酸和Na2CO3开始反应，首先发生：HCl+ Na2CO3= NaHCO3+NaCl，不放出气体，当再加入0.1L时，此步反应进行完全;继续滴加时，发生反应：NaHCO3+HCl =NaCl+H2O+CO2此时开始放出气体，分析图像，可知选C。

易错警示：解答此题的易错点是，不能准确理解向碳酸钠溶液中滴加盐酸的反应。是分步进行的，首先发生的是HCl+ Na2CO3= NaHCO3+NaCl;进行完全后，再发生：NaHCO3+HCl =NaCl+H2O+CO2

【例3】(2009全国卷Ⅰ11)为了检验某含有 杂质的 样品的纯度，现将 克样品加热，其质量变为 g,，则该样品的纯度(质量分数)是()A.B.C.D.答案 A

解析 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O m(减少)

284 106 62

x(w1-w2)

解得x=，将其带入下式可得： w(Na2CO3)=(w1-x)/W1 =

A项正确。，第4课时 碱金属

1.焰色反应

(1)概念：多种金属或它们的化合物在燃烧时使火焰呈特殊的颜色，叫焰色反应。

(2)用品：铂丝(或铁、铬、镍、钨等)、酒精灯(或煤气灯)、试剂。

(3)焰色反应鉴别盐类的步骤：①铂丝在火焰上灼烧至原火焰色。②蘸取溶液(沾取固体)放在火焰上灼烧，观察火焰颜色，观察钾火焰颜色要透过蓝色的钴玻璃去观察。③盐酸洗铂丝。④铂丝在火焰上灼烧至原火焰色(如不能灼烧至原火焰色，则需再酸洗，再灼烧)。⑤再蘸取(沾取)另外化学药品进行实验。

钾、钠焰色反应颜色：钾紫色(透过蓝色钴玻璃);钠黄色。

2.碱金属的性质规律与特例

(1)通常合金多呈固态，而钠钾合金却是液态。

(2)碱金属单质在空气或氧气中燃烧时，生成过氧化物甚至比过氧化物更复杂的氧化物，而Li只生成Li2O。

(3)碱金属单质密度一般随核电荷数增大而递增，但K的密度比Na小。

(4)碱金属单质一般跟水剧烈反应，但Li跟水反应缓慢(LiOH溶解度小)。

(5)碱金属单质因其活动性强，多保存在煤油中，而Li却因密度比煤油更小，只能保存在液体石蜡中。

(6)碱金属的盐一般都易溶于水，但Li2CO3却微溶。

(7)一般说，酸式盐较正盐溶解度大，但NaHCO3却比Na2CO3溶解度小。

(8)试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但IA金属Na、K等除外。

(9)一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属，但对IA非常活泼的金属Na、K等除外。如：2Na+CuSO4+2H2O Cu(OH)2+H2+Na2SO4。

(10)Fr是放射性元素，所以在自然界中不存在。

【例1】(2018全国2)下列叙述正确的是

A.Li在氧气中燃烧主要生成

B.将SO2通入 溶液可生成 沉淀

C.将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸

D.将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2+还原成Cu

【解析】A错误，因为Li在空气中燃烧只能生成Li2O,直接取材于第一册课本第二章第三节;B错误，酸性：HClH2SO3H2CO3所以通入后无BaSO3沉淀，因为BaSO3+2HCl=BaCl2+H2O+SO2D错误，溶液中该反应难以发生，先是：2NH3+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+(NH4)2SO4,接着Cu(OH)2 CuO+H20,溶液中NH3不能还原CuO为Cu,要还原必须是干燥的固态!C正确，强酸制弱酸，酸性：H2CO3HClO,反应为：CO2+H20+Ca(ClO)2=CaCO3+2HClO，直接取材于课本第一册第四章第一节;

【答案】C

【命题意图】考查无机元素及其化合物，如碱金属，氯及其化合物，碳及其化合物，硫及其化合物，氮及其化合物等A、B、C选项直接取材于高一课本，D取材于高二第一章氮族。

【点评】再次印证了以本为本的复习策略，本题四个选项就直接取材于课本，属于简单题，不重视基础，就有可能出错!

【例2】(2018重庆卷)下列叙述正确的是

A.铝制容器可盛装热的H2SO4

B.Agl胶体在电场中自由运动

C.K与水反应比Li与水反应剧烈

D.红磷在过量Cl2中燃烧生成PCl3 8.答案C

【解析】本题考察物质的性质。A项，铝与热的浓硫酸反应，错误。B项，AgL胶体吸附电荷而带电，故在电场作用下做定向移动，错误。C项，K比Li活泼，故与水反应剧烈，正确。D项，P与过量的 反应，应生成 ,错误。

【误区警示】铝在冷、热 中发生钝化，但是加热则可以发生反应，胶体自身不带电，但是它可以吸附电荷而带电。由此警示我们，化学学习的平时学生一定要严谨，对细小知识点要经常记忆，并且要找出关键字、词。

【例3】(2018安徽卷)(14分)锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究，设计实验流程如下：

(1)第②步反应得到的沉淀X的化学式为。

(2)第③步反应的离子方程式是。

(3)第④步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有。

若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：、。

(4)若废旧锂离子电池正极材料含LiNB2O4的质量为18.1 g第③步反应中加入20.0mL3.0molL-1的H2SO4溶液。定正极材料中的锂经反应③和④完全为Li2CO3,剩至少有 Na2CO3参加了反应。

答案：(1)Al(OH)3

(2)4 LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O

(3)漏斗 玻璃棒 烧杯;滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等

(4)5.3

解析：第一步就是铝溶解在氢氧化钠溶液中 第二步就是偏铝酸钠与二氧化碳生成氢氧化铝，第三步是氧化还原反应，注意根据第一步反应LiMn2O4不溶于水。

第(4)小题计算时要通过计算判断出硫酸过量。

【例4】(2018重庆卷，26)(15分)金属钙线是炼制优质钢材的脱氧脱磷剂，某钙线的主要成分为金属M和，并含有3.5%(质量分数).(1)元素在周期表中位置是，其原子结构示意图.(2)与最活跃的非金属元素A形成化合物D，D的电子式为，D的沸点比A与 形成的化合物E的沸点.(3)配平用钙线氧脱鳞的化学方程式：

P+ FeO+ CaO + Fe

(4)将钙线试样溶于稀盐酸后，加入过量 溶液，生成白色絮状沉淀并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色.则金属M为______;检测 的方法是_____(用离子方程式表达).(5)取1.6g钙线试样，与水充分反映，生成224ml.(标准状况)，在想溶液中通入适量的，最多能得到 g.答案(5分)

(1)第四周期第ⅡA族，(2)，高

(3)2P+5FeO+3CaO Ca3(PO4)2+5Fe

(4)Fe;Fe+3SCN-=Fe(SCN)3(5)1.1

【解析】本题考查钙、铁的知识。(1)Ca为20号，位于第四周期，第IIA族。(2)最活泼的金属为：F, 为离子化合物，为分子晶体，故 的沸点高。(3)P从0价升至+5价，从+2价降至0价，根据得失电子守恒有，P前配2，前配5.(4)有颜色变化可知，红褐色 为 , 与KSCN变血红色。(5)与 中只有 与水能反应生成，由 ~ 得，n()=0.224/22.4=0.01mol。n()=1.63.5%/56=0.01MOL。由钙守恒得，m()=(0.01+0.001)100=1.1g。

【例5】(2018江苏卷)(12分)正极材料为 的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。

(1)橄榄石型 是一种潜在的锂离子电池正极材料，它可以通过、与 溶液发生共沉淀反应，所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而制得。

①共沉淀反应投料时，不将 和 溶液直接混合的原因是。

②共沉淀反应的化学方程式为。

③高温成型前，常向 中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后的 的导电性能外，还能。

(2)废旧锂离子电池的正极材料试样(主要含有 及少量AI、Fe等)可通过下列实验方法回收钴、锂。

① 在上述溶解过程中，被氧化成，在溶解过程中反应的化学方程式为。

② 在空气中加热时，固体残留率随温度的变化

如右图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全

脱水，则1000℃时，剩余固体的成分为。(填化学式);

在350~400℃范围内，剩余固体的成分为。(填化学式)。

【答案】

(1)

①Fe2+在碱性条件下更易被氧化(凡合理答案均可)

②(NH4)2Fe(SO4)2+LiOH+H3PO4=LiFePO4+2NH4HSO4+H2O

③与空气中O2反应，防止LiFePO4中的Fe2+被氧化

(2)①

②、【解析】本题考察的知识比较散，涉及到能源利用，物质性质、化工流程分析，图表分析，覆盖面比较广。(1)①不能直接混合的原因是Fe2+在碱性条件下更容易被氧化;②根据题给的信息，发生的反应为(NH4)2Fe(SO4)2+LiOH+H3PO4=LiFePO4+2NH4HSO4+H2O③消耗空气中的O2,保护Fe2+,防止Fe2+被氧化;(2)①通过题给信息可知LiCoO2与Na2S2O3发生了氧化还原反应，反应为8 LiCoO2+ Na2S2O3+11H2SO4=4Li SO4+8CoSO4+ Na2SO4+11 H2O②根据质量的变化，在变化过程中，Co的质量没有变，通过题给数据看，在10000C是Co(OH)2完全分解，则产物CoO，在350-4000C时，固体的质量在89.25%-86.38%之间，可以通过极点进行分析，在2920C,n(Cr)n(O)=100/93：(89.25-100*59/93)/16=2:3,其化学式为Co2O3在5000C n(Cr)n(O)= 100/93：(86.38-100*59/93)/16=3:4其化学式为Co3O4，所以可以确定在350-4000C时的化学式为Co2O3和Co3O4

【例6】(2009浙江卷，12)市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为锂离子电池。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li 的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：

Li+2Li

下列说法不a正确的是()

A.放电时，负极的电极反应式：Li-e =Li

B.充电时，Li 既发生氧化反应又发生还原反应

C.该电池不能用水溶液作为电解质

D.放电过程中Li 向负极移动

答案 D

解析 A项，Li从零价升至正价，失去电子，作为负极，正确;

B项，反应逆向进行时，反应物只有一种，故化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反应又发生还原反应，正确;

C项，由于Li可以与水反应，故应为非水材料，正确;

D项，原电池中阳离子应迁移至正极失电子，故错。

碱金属元素单元测试

一、选择题(下列各题均只有一个合理答案)

1、下列关于碱金属的描述中正确的是

A.均可保存于煤油中 B.密度都比水小 C.锂的熔沸点最高 D.氢氧化物受热易分解

2、下列离子方程式正确的是

A.钾与水：

B.与盐酸：

C.(溶液)：

D.3、将5.12gKOH 和KHCO3混合物在260℃时加热后冷却到原温，发现固体质量减少了0.98g，则原混合物中KOH和KHCO3物质的量的关系是

A.B.C.D.按任意比混合 4、1L、1mol/L KOH溶液吸收0.8mL CO2,所得溶液中 的物质的量浓度之比为：

A.1∶3 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶2

5、人们往往要向农田里施用钾肥，其主要原因是

A.土壤里钾的含量太少，要靠施用钾肥才能满足农作物的需要

B.土壤里钾的含量不少，但大多以难溶于水的矿物形式存在，作物难以吸收。

C.土壤里钾的含量不少，但易雨水淋失，应经常补充

D.钾是植物生长中需要量最大的元素，因此需要不断补充

二、选择题(下列各题均有二个合理答案)

6、有关纯碱晶体(Na2CO310H2O)的叙述中，错误的是

A.加热晶体能生成NaHCO3 B.将晶体放置空气中质量会减轻

C.Na2CO3可做干燥剂 D.晶体溶于水后具有碱的性质

7、用NA表示阿伏加德罗常数，下列说法不正确的是

A.2.3gNa与水反应，产生H2 0.1 NA个

B.1mol O2在反应中作氧化剂时所得电子数一定为4NA

C.1mol钠与水完全反应，被还原的水分子为NA个

D.1mol/L NaOH溶液中所含的钠离子数为NA

8.、关于Na2CO3和NaHCO3性质的有关叙述正确的是

A.在水中溶解性：Na2CO3NaHCO3

C.与酸反应的速度：Na2CO3

9、将CO2分别通入下列各溶液中，不可能产生沉淀的是

A.CaCl2溶液 B.石灰水 C.饱和Na2CO3溶液 D.BaCl2溶液

10、下列有碱金性铷(Rb)的叙述中，正确的是

A.灼烧氯化铷时，火焰有特殊颜色 B.硝酸铷是离子化合物，易溶于水

C.在钠、钾、铷三种单质中，铷的熔点最高 D.氢氧化铷是弱碱

三、本题包括4小题

11.有M，R，Q，V，W，X，Y，Z八种物质，它们之间存在如下关系：

其M、Q、Y是单质，Q、Y在常温、常压下为气体，Z是硫酸盐，钠、钾化合物性质相似。

回答下列问题：

(1)写出各代号的化学式(或分子式)

M，R，Q，V，W，X，Y，Z

(2)写出下列有关化学反应的方程式和离子方程式，并标出电子转移方向和总数

反应，反应，12、贴有A、B、C、D标签的四瓶无色溶液，已知它们是。根据下列实验现象，回答问题：

(1)写出各试剂瓶中溶质的化学式：

A B C D ____

(2)写出各步反应的离子方程式： ____

13.海水占地球总储水量的97.2%。若把海水淡化和化工生产结合起来

(1)海水中含有大量的氯化钠。氯化钠中的金属元素位于元素周期表第 族。

(2)目前国际上实用的海水淡化主要技术之一是蒸馏法。蒸馏法是将海水变成蒸汽，蒸汽经过冷却而得高纯度淡水，由此可判断蒸馏法是(填物理变化、化学变化)

(3)工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品，反应式为：

食盐+H2O NaOH+H2+Cl2(未配平)。该反应中食盐的化学式是_______________。利用电解所得气体制36.5%的浓盐酸1000t，最少需要消耗食盐 t。

(4)近年来有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法，该方法的流程如下：

写出②④的化学反应方程式：

⑸ 上述亚硫酸氢钠与甲醛经过一定反应，可以合成俗称吊白块(雕白粉)的物质。因吊白块对人体有害，不能用于食品漂白。其结构简式为：HOCH2SO3Na，根据其结构特点，吊白块能发生的反应有：

A.皂化反应 B.聚合反应 C.与金属钠反应 D.氧化反应

14.根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据，实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是：

将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热，控制温度在3035℃，搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体，加料完毕后，继续保温30分钟，静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼烧2小时，得Na2CO3固体。

四种盐在不同温度下的溶解度(g/100g水)表 温度

盐 溶解度 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 100℃

NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8

NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0 ①

NaHCO3 6.9 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4

NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3

① 35℃NH4HCO3会有分解

请回答：

⑴ 反应温度控制在3035℃，是因为若高于35℃，则_____________________________，若低于30℃，则_____________________________，为控制此温度范围，采取的加热方法为_________________。

⑵ 加料完毕后，继续保温30分钟，目的是________________________________________。静置后只析出NaHCO3晶体的原因是___________________________________________。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去_______________杂质(以化学式表示)

⑶ 过滤所得的母液中含有___________________________(以化学式表示)，需加入_______，并作进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl

⑷ 测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是：准确称取纯碱样品W g，放入锥形瓶中加蒸馏水 溶解，加12滴酚酞指示剂，用物质的量浓度为c(mol/L)的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色(指示CO32+H+==HCO3反应的终点)，所用HCl溶液的体积为V1 mL，再加12滴甲基橙指示剂，继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙，所用HCl溶液总体积为V2 mL。写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式：

NaHCO3% = ______________________________。

四、本题包括4小题

15.现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样.请从图4-3中选用适当的实验装置，设计一个最简单的实验，则定Na2O2试样的纯度(可供选用的反应物只有CaCO3固体，6mol/L盐酸和蒸馏水).图4-3

请填写下列空白

(1)写出在实验中Na2O2和Na2O分别发生反应的化学方程式，.(2)应选用的装置是(只要求写出图中装置的标号).(3)所选用装置的连接顺序应是(填各接口的字母，连接胶管省略)

16.已知某纯碱试样中含有NaCl杂质，为测定试样中纯碱的质量分数，可用右图中的装置进行实验。

主要实验步骤如下：

① 按图组装仪器，并检验装置的气密性

② 将a g试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液

③ 称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到b g

④ 从分液漏斗滴入6molL1的硫酸，直到不再产生气体时为止

⑤ 从导管A处缓缓鼓入一定量的空气

⑥ 再次称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到c g

⑦ 重复步骤⑤和⑥的操作，直到U型管的质量基本不变，为d g

请填空和回答问题：

⑴ 在用托盘天平称量关品时，如果天平的指针向左偏转，说明________________________。

⑵ 装置中干燥管B的作用是___________________________________________。

⑶ 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_________________(填偏高、偏低或不变)。

⑷ 步骤⑤的目的是__________________________________________。

⑸ 步骤⑦的目的是__________________________________________。

⑹ 试样中纯碱的质量分数的计算式为___________________。

⑺ 还可以用其它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方法。

17.我国化学侯德榜(右图)改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：(1)上述生产纯碱的方法称，副产品的一种用途为。

(2)沉淀池中发生的化学反应方程式是。

(3)写出上述流程中X物质的分子式。

(4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了(填上述流程中的编号)的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是。

(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加。

(6)向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有。

(a)增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出(b)使NaHCO3更多地析出

(c)使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度

参考答案：

一.1.C 2.C.3.C 4.A.5.B.二.6.AC 7.AD.8.BC.9.AD 10.AB

三11.(1)(2)

12、(1)ANaHSO4 BBa(NO3)2 CK2SO4 DK2CO3

(2)①2H++CO H2O+CO2 ②

③ ④

⑤

13.⑴ ⅠA或第一主族

⑵ 物理变化

⑶ NaCl，58.5

⑷ NaOH+SO3==NaHSO3，NaHSO3+HCl==NaCl+H2O+SO2 ⑸ C、D

14.⑴ NH4HCO3分解

反应速率降低

水浴加热

⑵ 使反应充分进行

NaHCO3的溶解度最小

NaCl NH4Cl NH4HCO3

⑶ NaHCO3 NaCl NH4Cl NH4HCO3 HCl [4]

四.15.(1)2Na2O2+2H2O === 4NaOH+O2 Na2O+H2O === 2NaOH

(2)⑤①④(3)(G)接(A)(B)接(F)

16.(1)样品重，砝码轻

(2)防止空气中的CO2和水气进入U型管中

(3)偏高

(4)把反应中的CO2全部导入U型管中

(5)判断反应中的CO2是否全部排出，并被U型管中的碱石灰吸收

(6)100%

(7)取一定量的纯碱试样，溶入适量的蒸馏水中，加入足量的BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称量滤渣(BaCO3)(或其它合理答案)17.(1)联合制碱法或侯德榜制碱法

化肥或电解液或焊药等(其他合理答案均给分)

(2)NH3 + CO2 + H2O + NaCl NH4Cl + NaHCO3

或 NH3 + CO2 + H2O NH4HCO3 NH4HCO3 + NaCl NaHCO3 + NH4Cl(3)CO2

(4)I 过滤

(5)稀硝酸和硝酸银溶液

(6)a、c

18.(1)略(2)试样质量 试样加水的质量 第四(或5)次的读数(或用具体数值表示)锥形瓶内质量已达恒重

10.初中化学-金属的化学性质教案 篇十

一、本章在学科知识中的地位和重要性

到目前为止，在发现的113种元素中有91中使金属元素，在学习本章之前，教材已经讲过氧气、氢气等非金属元素的性质和用途，本章再学习金属元素的有关知识，并且本章内容也为以后学习酸碱盐等物质的性质打下良好的基础，使元素的知识比较系统化。

二、本章主要内容

本章主要讲述了金属的物理性质和化学性质；金属矿物的存在形式和石灰石资源的综合利用；工业炼铁的原理和方法，生产生活中常见的合金和性质以及如何防止金属的锈蚀等主要内容。、本章知识与社会热点、生产生活、科技前沿等方面的联系或体现

种常见金属与合金在生活、生产中有广泛的用途，生活中如何采取措施防止铁制品生锈，在工业生产中炼铁的原理及应用，石灰石矿产资源在工农业方面的应用，金属资源的保护和利用已成为全球性问题，一些重要用途的合金在科技方面有独特的应用。展现了21世纪金属材料的发展趋势，有利于拓展学生的眼界。

四、学法建议

1、要注意联系学生的生活经验，配合食物或照片介绍金属的重要物理性质，以加深记忆。

2、对于金属与氧气反应的学习，可以做铝箔、铁丝、铜片等与氧气反应的试验，以加深学生的感性认识。

3、在探究金属活动顺序的过程中，教师要起到较好的组织和引导作用，注意在试验的基础上组织好讨论。

4、对于铁锈蚀条件的试验，要在一周前准备好，不要把结论强加给学生。

5、有关化学方程式的计算都是纯净物的计算，要把含杂质物质的质量换算成纯物质的质量，讨论和评析一些错误的解法以及出现错误的原因。

11.初中化学-金属的化学性质教案 篇十一

关键词： 吸氧腐蚀；析氢腐蚀；手持技术；实验改进

文章编号：1005–6629（2014）3–0052–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

金属的电化学腐蚀是在原电池内容的基础上所展开的，是中学化学教学的重点以及难点内容。钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀是一个缓慢的氧化过程，尽管传统的对比实验已进行了较多的实验改进来缩短反应时间，使反应现象更加明显，但是只能对实验现象做出定性的分析，仍无法将二者定量地反映出来，不利于学生理解析氢腐蚀、吸氧腐蚀的概念。由于在金属的析氢腐蚀、吸氧腐蚀的过程中，不仅伴随着物质浓度的变化，而且还伴随着压强的改变，因此我们可以借助于电子传感器捕捉化学反应过程中的细微变化，利用手持技术对金属的电化学腐蚀实验进行改进和补充，从而帮助学生正确理解析氢腐蚀与吸氧腐蚀的概念，解决学生的迷思概念问题。

1 实验原理

不纯的金属与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。当在钢铁表面形成的电解质溶液薄膜呈酸性时发生析氢腐蚀[1]，反应如下：

负极：Fe-2e-=Fe2+（氧化反应）

正极：2H++2e-=H2↑（还原反应）

总反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑

当在钢铁表面形成的电解质溶液薄膜呈中性或酸性很弱，且溶有一定量的氧气时发生吸氧腐蚀，反应如下：

负极：2Fe-4e-=2Fe2+（氧化反应）

正极：2H2O+O2+4e-=4OH-（还原反应）

总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2

进一步反应：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，

2Fe（OH）3=Fe2O3·xH2O+（3-x）H2O

根据上述原理，本实验主要利用氧气传感器和压强传感器测定反应过程中压强变化和氧气浓度变化，并利用pH传感器测定吸氧腐蚀反应前后溶液的pH。通过计算机和数字采集器收集数据、绘制曲线，并通过相应软件进行实验分析。

2 实验用品与仪器

炭粉、还原铁粉、2 mol/L盐酸溶液、2 mol/L醋酸溶液、2 mol/L氯化钠溶液[2，3]、橡皮塞、乳胶管、导气管、止水夹、三口烧瓶。

本实验采用pasco公司的数字采集器、datastudio数据采集软件、氧气传感器以及压强传感器。

（1）用USB数据线将计算机与数字采集器连接起来。

（2）将氧气传感器、压强传感器连接到数据采集器上。

（3）三口瓶的左端接入带止水夹导气管的单孔胶塞（以便调节内外压平衡），中间用单孔胶塞将三口瓶与氧气传感器连接，右端用单孔胶塞将压强传感器与三口瓶连接。

4 实验过程

4.1 在中性条件下发生吸氧腐蚀

（1）取下三口瓶，用滴管滴取2 mol/L的氯化钠溶液，均匀的润湿三口烧瓶的内壁2～3次，将炭粉和铁粉的混合物加入到三口瓶中，沿同一方向转动，使炭粉和铁粉的混合物均匀地粘附在三口烧瓶的内壁上[4，5]，迅速地塞紧各个单孔胶塞，打开止水夹调节内外压平衡后，关闭止水夹。

（2）数据图像纵轴选择O2浓度（%）（体积分数），横轴选择时间，开启仪器采集数据，采集氧气浓度和压强变化情况（见图2、图3）。

（3）保存数据。

（4）实验结果及讨论：通过图2可以看出，本次测量中，瓶内空气中氧气浓度为21.0%，50s后为20.8%，500s后为20.0%，氧气的浓度在不断地缓慢减少，利用氧气传感器可使我们在较短时间内看出变化趋势。通过图3可以看出，此时瓶内初始测量压强为100957Pa（由于加完试剂塞紧胶塞等过程中瓶内的反应已经进行，所以导致瓶内初始的测量压强略小于理论压强值），随着氧气浓度的减小，压强也在下降，50s后瓶内压强降为100699Pa，10min内瓶内压强共下降了1080Pa。但是随着反应的进行，我们可以发现，氧气浓度的下降量不仅是由于吸氧腐蚀的发生而造成的，在后续的反应中，氢氧化亚铁转化为氢氧化铁的过程中也消耗了部分氧气，所以紧靠氧气浓度的变化还不足以完全说明是否发生了吸氧腐蚀。因此，我们还通过pH传感器检测pH的变化来证明确实发生了吸氧腐蚀。经检测，如图4所示，反应前溶液的pH为6.8，反应后经过滤，测得滤液的pH为9.5，正是由于吸氧腐蚀的发生，从而造成了三口瓶内溶液pH的升高。由此可以得出，在中性条件时主要发生吸氧腐蚀，而且吸氧腐蚀是缓慢进行的。

4.2 酸性较弱条件下同时发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀

4.2.1 定性实验

取一支小试管，滴入5 mL 2 mol/L的醋酸溶液，加入适量炭粉和铁粉的混合物，静置一段时间后，观察现象。

4.2.2 定量实验

（1）取下三口瓶，用滴管滴取2 mol/L的醋酸溶液，均匀的润湿三口烧瓶的内壁2～3次，将炭粉和铁粉的混合物加入到三口瓶中，沿同一方向转动，使炭粉和铁粉的混合物均匀地粘附在三口烧瓶的内壁上，迅速地塞紧各个单孔胶塞，打开止水夹调节内外压平衡后，关闭止水夹。

（2）数据图像纵轴选择O2浓度（%）（体积分数），横轴选择时间，开启仪器采集数据，采集氧气浓度和压强变化情况（见图5、图6）。

（3）保存数据。

4.2.3 实验结果及讨论

由于没有直接测量氢气浓度的传感器，本实验中采取测量容器内压强的变化和观察小试管内金属与弱酸反应的实验现象的方法来说明氢气浓度的变化。

定性观察可见，小试管内有气泡冒出，可以断定容器内有析氢腐蚀发生。

在定量研究中，如图5所示，当电解质溶液为醋酸溶液时，随着反应的进行，氧气浓度逐渐缓慢减少，说明瓶内消耗了部分氧气，可知有吸氧腐蚀发生；如图6所示，在10min内，瓶内压强由起始的101075Pa下降到100626Pa，共下降了449Pa。正是由于三口瓶内同时发生了吸氧腐蚀和析氢腐蚀，所以导致了瓶内压强的下降幅度小于实验1中压强的下降幅度。由此可以看出，当电解质溶液为弱酸条件时，析氢腐蚀和吸氧腐蚀同时发生。

4.3 酸性较强条件下以析氢腐蚀为主

（1）取两支试管，各加入5 mL 2 mol/L的盐酸溶液和等量的0.22 g铁粉，再向其中一支试管中加入少量的炭粉，将两支试管同时连接上两个压强传感器，得到如下数据：

（2）仅将实验1中的“2 mol/L的氯化钠溶液”改为“2 mol/L盐酸溶液”，其他操作步骤与实验1完全相同。实验结果如图8、图9所示：

（3）实验结果及讨论：在较短的时间内可明显地观察到步骤（1）中两支试管内均有气泡冒出。由图7可知，铁粉和盐酸反应发生化学腐蚀，试管内压强在60s内上升了4288Pa，而加入炭粉后，试管内压强值始终大于不加炭粉的试管的压强值，且压强上升得更高，在60s内上升了7316Pa，这说明加了炭粉的试管不仅仅发生了化学腐蚀，还发生了电化学腐蚀，即析氢腐蚀。从图8和图9可以看出，在实验过程中，容器内的压强不断上升，50s内压强便上升了2435Pa，600s内上升了11244Pa，可知有氢气生成，瓶内总的分子数增加，但是由于瓶内氧气的分子数不变，所以氧气的体积浓度也呈略微的下降趋势。再结合步骤（1）中的实验结论，可以得出，在酸性较强的条件下，电化学腐蚀主要以析氢腐蚀为主，且腐蚀速度快于吸氧腐蚀。

5 实验小结

通过设计三组演示实验，利用氧气传感器和压强传感器可便捷地测定实验过程中氧气浓度和压强的微弱变化以及吸氧腐蚀中溶液pH的变化，明确提出金属铁的电化学腐蚀是一个缓慢的氧化过程。酸性较强条件下以析氢腐蚀为主，在中性条件下发生吸氧腐蚀，在弱酸性条件下，析氢腐蚀和吸氧腐蚀是同时发生的。在一组比较化学腐蚀与电化学腐蚀反应速率的学生实验中，说明应用现代的实验手段可以让学生对化学反应有一个更全面、更深刻的认识。

参考文献：

[1]宋心琦主编.普通高中课程标准实验教科书·化学反应原理（选修4）[M].北京：人民教育出版社，2007：84.

[2]陶俞佳，李桂林.吸氧腐蚀实验的改进[J].化学教学，2009，（6）：26～27.

[3]雷和平，刘英丽.铁的吸氧腐蚀实验改进[J].化学教育，2009，（8）：49～50.

[4]谭文生.铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀对比实验设计[J].化学教学，2011，（6）：46～47.

[5]项云，钱海滨，蒋金虎.铁吸氧腐蚀的实验创新[J].化学教育，2011，（6）：59.

（3）保存数据。

4.2.3 实验结果及讨论

由于没有直接测量氢气浓度的传感器，本实验中采取测量容器内压强的变化和观察小试管内金属与弱酸反应的实验现象的方法来说明氢气浓度的变化。

定性观察可见，小试管内有气泡冒出，可以断定容器内有析氢腐蚀发生。

在定量研究中，如图5所示，当电解质溶液为醋酸溶液时，随着反应的进行，氧气浓度逐渐缓慢减少，说明瓶内消耗了部分氧气，可知有吸氧腐蚀发生；如图6所示，在10min内，瓶内压强由起始的101075Pa下降到100626Pa，共下降了449Pa。正是由于三口瓶内同时发生了吸氧腐蚀和析氢腐蚀，所以导致了瓶内压强的下降幅度小于实验1中压强的下降幅度。由此可以看出，当电解质溶液为弱酸条件时，析氢腐蚀和吸氧腐蚀同时发生。

4.3 酸性较强条件下以析氢腐蚀为主

（1）取两支试管，各加入5 mL 2 mol/L的盐酸溶液和等量的0.22 g铁粉，再向其中一支试管中加入少量的炭粉，将两支试管同时连接上两个压强传感器，得到如下数据：

（2）仅将实验1中的“2 mol/L的氯化钠溶液”改为“2 mol/L盐酸溶液”，其他操作步骤与实验1完全相同。实验结果如图8、图9所示：

（3）实验结果及讨论：在较短的时间内可明显地观察到步骤（1）中两支试管内均有气泡冒出。由图7可知，铁粉和盐酸反应发生化学腐蚀，试管内压强在60s内上升了4288Pa，而加入炭粉后，试管内压强值始终大于不加炭粉的试管的压强值，且压强上升得更高，在60s内上升了7316Pa，这说明加了炭粉的试管不仅仅发生了化学腐蚀，还发生了电化学腐蚀，即析氢腐蚀。从图8和图9可以看出，在实验过程中，容器内的压强不断上升，50s内压强便上升了2435Pa，600s内上升了11244Pa，可知有氢气生成，瓶内总的分子数增加，但是由于瓶内氧气的分子数不变，所以氧气的体积浓度也呈略微的下降趋势。再结合步骤（1）中的实验结论，可以得出，在酸性较强的条件下，电化学腐蚀主要以析氢腐蚀为主，且腐蚀速度快于吸氧腐蚀。

5 实验小结

通过设计三组演示实验，利用氧气传感器和压强传感器可便捷地测定实验过程中氧气浓度和压强的微弱变化以及吸氧腐蚀中溶液pH的变化，明确提出金属铁的电化学腐蚀是一个缓慢的氧化过程。酸性较强条件下以析氢腐蚀为主，在中性条件下发生吸氧腐蚀，在弱酸性条件下，析氢腐蚀和吸氧腐蚀是同时发生的。在一组比较化学腐蚀与电化学腐蚀反应速率的学生实验中，说明应用现代的实验手段可以让学生对化学反应有一个更全面、更深刻的认识。

参考文献：

[1]宋心琦主编.普通高中课程标准实验教科书·化学反应原理（选修4）[M].北京：人民教育出版社，2007：84.

[2]陶俞佳，李桂林.吸氧腐蚀实验的改进[J].化学教学，2009，（6）：26～27.

[3]雷和平，刘英丽.铁的吸氧腐蚀实验改进[J].化学教育，2009，（8）：49～50.

[4]谭文生.铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀对比实验设计[J].化学教学，2011，（6）：46～47.

[5]项云，钱海滨，蒋金虎.铁吸氧腐蚀的实验创新[J].化学教育，2011，（6）：59.

（3）保存数据。

4.2.3 实验结果及讨论

由于没有直接测量氢气浓度的传感器，本实验中采取测量容器内压强的变化和观察小试管内金属与弱酸反应的实验现象的方法来说明氢气浓度的变化。

定性观察可见，小试管内有气泡冒出，可以断定容器内有析氢腐蚀发生。

在定量研究中，如图5所示，当电解质溶液为醋酸溶液时，随着反应的进行，氧气浓度逐渐缓慢减少，说明瓶内消耗了部分氧气，可知有吸氧腐蚀发生；如图6所示，在10min内，瓶内压强由起始的101075Pa下降到100626Pa，共下降了449Pa。正是由于三口瓶内同时发生了吸氧腐蚀和析氢腐蚀，所以导致了瓶内压强的下降幅度小于实验1中压强的下降幅度。由此可以看出，当电解质溶液为弱酸条件时，析氢腐蚀和吸氧腐蚀同时发生。

4.3 酸性较强条件下以析氢腐蚀为主

（1）取两支试管，各加入5 mL 2 mol/L的盐酸溶液和等量的0.22 g铁粉，再向其中一支试管中加入少量的炭粉，将两支试管同时连接上两个压强传感器，得到如下数据：

（2）仅将实验1中的“2 mol/L的氯化钠溶液”改为“2 mol/L盐酸溶液”，其他操作步骤与实验1完全相同。实验结果如图8、图9所示：

（3）实验结果及讨论：在较短的时间内可明显地观察到步骤（1）中两支试管内均有气泡冒出。由图7可知，铁粉和盐酸反应发生化学腐蚀，试管内压强在60s内上升了4288Pa，而加入炭粉后，试管内压强值始终大于不加炭粉的试管的压强值，且压强上升得更高，在60s内上升了7316Pa，这说明加了炭粉的试管不仅仅发生了化学腐蚀，还发生了电化学腐蚀，即析氢腐蚀。从图8和图9可以看出，在实验过程中，容器内的压强不断上升，50s内压强便上升了2435Pa，600s内上升了11244Pa，可知有氢气生成，瓶内总的分子数增加，但是由于瓶内氧气的分子数不变，所以氧气的体积浓度也呈略微的下降趋势。再结合步骤（1）中的实验结论，可以得出，在酸性较强的条件下，电化学腐蚀主要以析氢腐蚀为主，且腐蚀速度快于吸氧腐蚀。

5 实验小结

通过设计三组演示实验，利用氧气传感器和压强传感器可便捷地测定实验过程中氧气浓度和压强的微弱变化以及吸氧腐蚀中溶液pH的变化，明确提出金属铁的电化学腐蚀是一个缓慢的氧化过程。酸性较强条件下以析氢腐蚀为主，在中性条件下发生吸氧腐蚀，在弱酸性条件下，析氢腐蚀和吸氧腐蚀是同时发生的。在一组比较化学腐蚀与电化学腐蚀反应速率的学生实验中，说明应用现代的实验手段可以让学生对化学反应有一个更全面、更深刻的认识。

参考文献：

[1]宋心琦主编.普通高中课程标准实验教科书·化学反应原理（选修4）[M].北京：人民教育出版社，2007：84.

[2]陶俞佳，李桂林.吸氧腐蚀实验的改进[J].化学教学，2009，（6）：26～27.

[3]雷和平，刘英丽.铁的吸氧腐蚀实验改进[J].化学教育，2009，（8）：49～50.

[4]谭文生.铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀对比实验设计[J].化学教学，2011，（6）：46～47.

12.初中化学-金属的化学性质教案 篇十二

腐殖酸是自然界中所有生命体分解后的最终产物, 是由自然界中的动植物遗骸经过各种微生物的分解和处理以及地球化学的一系列降解过程而积累起来的一类结构复杂的天然有机高分子化合物。腐殖酸生成条件复杂, 需经过不同种类的微生物连续不断的分解、降解和腐化。腐殖酸的分布范围很广泛, 在土壤、煤矿、湿地和水体中均有分布。土壤有机成分的70%~80%和水中溶解有机碳中的40%~60%为腐殖酸, 是自然界中有机碳的主要组成部分[1,2,3]。腐殖酸结构中含有多种官能团, 分子的结构非常复杂, 能够和金属离子形成稳定的金属络合物。腐殖酸可以溶于任意pH值的液体中, 根据酸碱溶解性的不同, 将腐殖酸分为富里酸 (Fulvic Acid) 、胡敏酸 (Humic Acid) 和胡敏素 (Humin) 3种, 其分子质量、元素含量和官能团等则有所差别[4,5,6]。腐殖酸能够通过交换来影响金属在土壤、水体和沉积物中的分布形态, 从而影响金属离子在生态环境中的迁移作用和生物有效性。

腐殖酸很久以前就吸引了学者们的注意, 在Achard于1786年从土壤中分离出腐殖酸后, Sprengel和Berzelins提出了腐殖酸的概念[7]。此后的200年间, 人们在农业等很多方面对腐殖酸进行了深入的研究和应用。

2 腐殖酸的成分及其结构

腐殖酸的元素组成非常复杂, 研究表明腐殖酸由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成 (表1) [8]。一般认为, 腐殖酸的分子结构中都含有丰富的官能团, 如羧基、酚羟基、醇羟基、烯醇羟基、芳香环、共轭双键、醌基和半醌基等活性基团[9], 这些活性基团的存在决定了腐殖酸具有多种重要的功能, 例如对土壤结构的影响, 对重金属离子的吸附络合以及对农药和其他污染物的吸附等。但由于生成腐殖酸的环境以及生物的不同, 造成了它们在分子结构、酸碱溶解性以及对金属离子的吸附性能等方面存在一定的差异性。不同来源的腐殖酸虽然都含有上述基团, 但官能团的比例不尽相同, 如甲氧基、纤维素结构、羧酸/羰基官能团等的含量和比例也明显不同, 这反映出不同腐殖酸之间生物来源的不同和腐殖化阶段的差异[10]。

%

不同来源的腐殖酸的结构不尽相同。宋海燕[10]在研究珠江三角洲地区4种不同来源的富里酸的时候发现, 由于生物来源和成岩环境的不同, 不同来源腐殖酸之间H/C、O/C和C/N的原子比有明显的差别, 说明其所含的官能团差异很大, 可以被用来鉴别腐殖酸的来源[11]。O/C原子比代表了腐殖酸中碳水化合物和羧酸含量的指标, 通过表2可以看出, 泥炭腐殖酸中含有碳水化合物 (或多糖) 和羧酸等含氧基团最多, 鱼塘和稻田腐殖酸次之, 而河流腐殖酸的含氧基团含量最低;样品的H/C原子比则表现出脂肪链含量的变化趋势, 而稻田腐殖酸的H/C比值是最高的, 因此可以看出稻田腐殖酸的脂肪链结构含量最多, 而河流腐殖酸中的脂肪链结构含量则最低, 可以理解为由于稻田中以水生生物沉积较多, 因此稻田腐殖酸含有最多的脂肪碳和最少的芳香碳, 而河流腐殖酸由于水的冲刷和受地表径流的影响, 结果恰恰相反, 另外两种腐殖酸即鱼塘腐殖酸和泥炭腐殖酸则介于两者之间[10];C/N原子比为14~18之间, 介于水生非维管植物的2.0~10和陆生维管植物的20以上两个范围之间, 可以认为腐殖酸的来源既包括水生植物或微生物, 也有陆生维管植物[12,13]。

3 腐殖酸与金属的络合反应

腐殖酸对金属的吸附络合作用机理非常复杂[14]腐殖酸因本身含有醌基、羧基、酚羟基等基团, 以及大量的生色团结构, 所以能够与水体中的污染物发生反应, 这一特性对于处理环境中的重金属污染很有帮助。腐殖酸与金属离子以吸附、交换和络合的方式形成有机金属络合物及吸附物, 其主要机理包括阴离子交换、表面配位交换、酚羟基相互作用、熵效应、氢键以及阳离子键桥等多个方面[15,17]。王强等[18,19]利用静电原理来分析了金属氧化物固体吸附剂与胡敏酸和富里酸的吸附机理, 表明金属离子的电荷/半径比率、金属离子电负性以及氧化物表面羟基的质子化程度能够影响金属氧化物与有机质吸附。

3.1 金属离子本身差异对腐殖酸与金属离子络合的影响

由于金属离子本身性质的不同, 同一种腐殖酸对不同金属离子的吸附存在很大的差别。李悦[20]在研究腐殖酸与Fe3+、Zn2+、Cd2+、Pb2+、Cu2+的络合反应时发现, 同一类型的腐殖酸对不同金属离子的络合能力也是不同的, 总的说来, Fe3+、Cu2+、Zn2+的络合量比较大, Pb2+、Cd2+的络合量相对较小;Baruach等人[21]也发现, 腐殖酸与金属离子发生络合反应的能力依次为Fe>A1>Cu>Zn>Ni>Co>Mg, 造成这种现象的原因一方面与金属离子本身的原子价数、原子量等有关, 另一方面与络合形式也有影响。腐殖酸与金属离子的络合有两种不同的键合位置:一个是能够构成稳定的官能团, 带有很强的共价性, 络合后不易分离, 也不易被离子取代;而另一个主要通过静电吸附水合金属离子, 络合虽不易被水解离, 但易被质子破坏导致链合位置则较弱和不稳定[24]。电负性大的金属离子更能与腐殖酸发生络合反应。Manunza等人[22]研究了腐殖酸对同价态金属离子的吸附性能, 得到在腐殖酸对Cu2+、Pb2+的吸附性大于Cd2+的结论, 由于Cd2+只与腐殖酸结构中的羧基发生络合作用, 而Cu2+及Pb2+不仅与羧基发生络合作用, 还与羟基发生络合作用[23,24,25]。Lisztwan等[26,27,28,29]研究泥炭腐殖酸对Cu、Zn、Ni、Co以及Fe的吸附解吸行为时发现, 腐殖酸与高化合价、高原子量及低离子化的离子具有更好的吸附性能和离子交换能力。

3.2 酸碱度对腐殖酸与金属离子络合的影响

除了金属离子本身外, 反应时溶液的酸碱度, 也是影响腐殖酸与金属离子络合的重要因素。水中的H+会与金属离子竞争配位体的结合位, 当pH值较低时, 金属会从络合物中解离出来, pH值高时虽会促进金属络合物的生成, 但可能会使金属离子发生水解反应, 干扰络合反应的发生[30]。兰亚琼等人[31]在研究水环境中镉离子与腐殖酸作用规律时指出, 在腐殖酸浓度、溶液离子强度与Cd2+浓度相同的条件下, 随着pH值的增加, 腐殖酸与Cd2+的络合率逐渐增大, 溶液中游离态Cd2+的浓度逐渐减小。穆赫塔尔[32]等人发现, 当溶液pH=6.5~7.5时, 腐殖酸与Fe和Zn的络合合率明显增强, 溶液中的Fe2+和Zn2+含量与不加腐殖酸的对照组间差异极其显著;而当pH=5.5时腐殖酸与Ca和K的结合率最低, 滤液中游离的Ca和K含量最多。李丽[33]在研究pH值对腐殖酸与铜离子络合的影响时发现, Cu2+的络合量随介质pH值的增加而增加, pH值为3.5~4.5时, 腐殖酸对Cu2+的络合率增长较快;pH值为4.5~5时, 络合率基本维持在98%以上。

3.3 离子强度对腐殖酸与金属离子络合的影响

研究表明, 溶液的离子强度能够影响溶液中吸附剂与吸附质之间的静电作用[34], 在高离子强度下, 电荷平衡的离子包围了带相反电荷的吸附点位, 部分中和了吸附点位的电荷, 削弱了吸附点位与吸附质之间的静电作用[35], 离子强度较高, 能促进电荷屏蔽, 导致分子收缩[36,37], 可以跟溶液中的其它阳离子产生竞争, 影响金属离子与腐殖酸的相互作用。当离子强度高和pH值低时, 腐殖酸会发生聚沉[38], 而当重金属离子浓度较高时, 也会出现腐殖酸与重金属络合物的聚沉, 影响腐殖酸的分子结构, 使其与重金属离子的反应能力降低[39]。钟桐生等[40]通过荧光光谱研究红壤腐殖酸与重金属离子作用特性时发现, 当反应中其它因素不变时, 随着溶液的离子强度增大, 溶液中游离态Cd2+浓度逐渐增大, 而天然腐殖酸与Cd2+络合率则是逐渐减小。说明溶液离子强度对天然腐殖酸与Cd2+络合影响较大, 离子强度增大对络合反应有抑制作用。主要原因是离子强度增大, 溶液中正电荷、负电荷增多, 使腐殖酸分子由于电性中和而卷曲, 导致腐殖酸与Cd2+络合能力的降低。翟莹雪[41]等也发现腐殖酸随着负电性减弱容易发生团聚, 导致腐殖酸分子结构空间发生变化, 阻碍腐殖酸分子与Cu2+的络合;当腐殖酸溶液中投加较多的Na+时, Na+可与-OH及弱酸性-COOH发生反应。腐殖酸表面的羟基和羧基是与Cu2+发生络合反应的结合点, 离子强度的增大占据了腐殖酸的络合点位, 导致络合率降低。

4 腐殖酸的光化学性质

研究表明, 水体中的腐殖酸被来自太阳的紫外线辐照射之后, 能够光解生成一些如羟基自由基、烷氧自由基、单线态氧等短暂存在的活性物质, 并能与某些水体污染物发生反应[42]。早在1970年, Gjessing就注意到了紫外光的照射可以引起水中有机物的光氧化[43]。徐洁[49]在研究光催化腐殖酸时证明, 光强会对光解腐殖酸有很大的影响, 随着光强的增大, 光解速率也会随之上升。Nina C通过采用不同波长和强度的紫外光照射天然湖水及水溶液中的腐殖酸的试验发现, 随着紫外辐射剂量的增加, 腐殖酸在254nm处的吸光度逐渐减少;在辐照初期的溶液中检测到几种芳香酸与脂肪酸的小分子产物;在随后的试验中, 溶液在272nm处的吸光度与其溶解性有机碳含量的比值基本保持恒定[50]。

4.1 腐殖酸的光敏化

对腐殖酸光化学性质的研究, 认为除了腐殖酸本身可以光解外, 腐殖酸本身也是一种光敏剂。目前业内的关注点多集中在腐殖酸及其化合物对环境中污染物光解的影响, 认为腐殖酸作为光敏剂吸收光子, 并将能量传递给底物, 或者是光激发腐殖酸产生活性氧中间体与底物发生反应[44,45]。腐殖酸的光敏化, 是以腐殖酸作为光敏化剂, 将水体有机污染物降解处理的反应历程。腐殖酸吸收光能后由基态转变成激发单重态 (1HA) , 再经过内部转换, 振动弛豫或者系间窜越等作用由激发单重态变成激发H重态 (3HA) , 通过能量转换或者电子转移作用, 与水中溶解性有机污染物发生反应, 或者直接与水作用, 生成羟基自由基, 在有氧气的存在的情况下, 3HA可将氧气分子转换成单线态氧[46]。Vialaton D[47]研究了腐殖质对4-氯-2-甲基酚光分解的影响, 结果发现腐殖酸对污染物的光分解明显起到敏化作用, 光激发腐殖酸所产生的活性物质攻击苯环上的酚基, 使目标物质发生开环反应。

由于自然环境复杂, 腐殖酸本身很容易受光照情况、水体pH值、水体共存离子等各种因素的影响。在不同的条件下, 腐殖酸的光敏化的机理亦有所区别。不同自然条件下得到的腐殖酸在官能团的含量等指标上存在很大的差别。这种差异造成了其自身光解和光敏化降解污染物在内的各种性能的不同[48]。

4.2 光照差异对腐殖酸光敏化的影响

腐殖酸的光化学反应过程中, 由于波长的不同, 其结果也相差很大。酰胺醇类药物在波长λ>290nm的紫外光照射下不会吸收光, Linke[51]运用波长范围为λ>290nm和290nm>λ>200nm的紫外光, 研究腐殖酸对酰胺醇类污染物光敏化降解的影响。结果表明, 在λ>290nm的紫外光照射下, 腐殖酸光敏化对污染物的降解起促进作用;而在290nm>λ>200nm的紫外光照射下, 腐殖酸对酰胺醇类污染物的降解起抑制作用, 主要是因为污染物与腐殖酸竞争吸收光子所致。

4.3 酸碱度对腐殖酸光敏化的影响

在腐殖酸光化学反应时, 不同的酸碱度环境下, 反应有着显著的差异。随着pH值的增加, 溶液中腐殖酸共轭基团含量、羧基与羟基的含量均会增加, 这可能是由于脂类结构水解所导致;碱性条件下腐殖酸的分子尺寸变小, 则可能是因为腐殖酸分子中有部分基团结构断裂而造成的。Xu[52]在紫外光的照射下 (λ>200nm) , 研究pH值 (pH=2-9) 对腐殖酸光敏化降解磺胺吡啶 (SPY) 的影响。结果表明, 与在碱性环境中相比, SPY在酸性环境中的降解率明显偏低, 在pH=5时, SPY的降解速率常数达到最低值;而在碱性环境中SPY的降解速率常数随着pH值的増大而増大, 在pH=9时, SPY的降解速率常数达到最大值。严晓菊[53]等发现, 溶液酸碱度对腐殖酸的存在形态影响很大, 当pH值减小时, 腐殖酸的结构由伸展的直线型逐渐发生卷曲, 溶解度逐渐下降, 直到沉淀析出。所以酸碱度不仅对腐殖酸的结构有影响也会对腐殖酸在吸附金属离子时的效率以及光催化降解产生作用。徐洁等[49]发现在不同pH值下, 溶液中的腐殖酸会转化出一些小分子的中间产物, 而这些中间产物并不是固定的, 他们还会继续转化, 因而造成了反应过程中pH的变化, 最终影响了腐殖酸的光解。

4.4 水中共存离子对腐殖酸光敏化的影响

天然水体中, 除有机物之外, 还有很多无机物离子, 这些离子在腐殖酸的光解中有重要的作用。严晓菊等[53]发现, 在光催化降解腐殖酸过程中Ca2+和Mg2+会对反应起到抑制作用, 由于钙镁离子与腐殖酸络合形成了配合体, 该配合体可能会比腐殖酸难降解, 所以会抑制反应的进行。P Calza[54]在研究模拟太阳光照射下的腐殖酸在纯水、人工海水和自然海水中对双酚A的光解。结果发现:双酚A在加入腐殖酸的海水中降解速率比加入腐殖酸的纯水中快。这是由于海水中的氯离子和溴离子在与腐殖酸反应后能与双酚A反应, 加快了反应的总体速度。Zeng[55]在研究三价铁的存在下腐殖酸对ATL的光降解时发现, 随着三价铁的浓度增加可以加速ATL的降解速率。李红在富里酸对阻滞剂的光敏化降解研究时发现, Cr3+、Fe3+、Cu2+和Mn2+离子与腐殖酸发生反应后对底物降解的抑制作用较明显, 其抑制顺序为Cr3+<Fe3+<Cu2+<Mn2+, 抑制作用的强度随着其条件稳定常数log K的增大而增强。在lang[56]和Kamiya[57]等对氯酚和有机磷在腐殖酸溶液中的光敏化降解研究中也得出了相同的金属离子抑制顺序。

5 结语