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2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 全套教學(xué)案詳細(xì)解析 鋁 鐵 新課標(biāo) 教學(xué)目標(biāo) 知識技能：復(fù)習(xí)鋁鹽、偏鋁酸鹽及氫氧化鋁之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系及轉(zhuǎn)化時(shí)量的關(guān)系；能用離子方程式正確表達(dá)它們之間的關(guān)系；應(yīng)用化學(xué)平衡原理解釋氫氧化鋁的兩性，掌握實(shí)驗(yàn)室制備氫氧化鋁的方法； 復(fù)習(xí)鐵，二價(jià)鐵，三價(jià)鐵三者之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，并能正確寫出有關(guān)的氧化還原反應(yīng)的離子方程式；掌握鐵離子及亞鐵離子的檢驗(yàn)方法；通過計(jì)算掌握變價(jià)金屬與硝酸反應(yīng)時(shí)鐵的量不同，反應(yīng)產(chǎn)物不同。 能力培養(yǎng)：培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)概況形成規(guī)律性認(rèn)識的能力；培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒂^察能力及綜合分析問題和解決問題的能力。 科學(xué)思想：通過復(fù)習(xí)氫氧化鋁的兩性及鋁元素在化合物中的轉(zhuǎn)化關(guān)系，對學(xué)生進(jìn)行量變到質(zhì)變、矛盾的對立統(tǒng)一等辯證唯物主義觀點(diǎn)的教育；通過對鋁、鐵的綜合題的計(jì)算，使學(xué)生建立數(shù)、形結(jié)合思想，拓展解題思路。 科學(xué)品質(zhì)：通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生善于總結(jié)，并在總結(jié)中發(fā)現(xiàn)問題。 科學(xué)方法：教會學(xué)生將化學(xué)中的定量問題表格化、圖象化；通過對實(shí)驗(yàn)的觀察，了解現(xiàn)象與本質(zhì)的關(guān)系，使學(xué)生進(jìn)一步掌握用實(shí)驗(yàn)的方法將化學(xué)中微觀的問題宏觀化；抽象的問題具體化。 重點(diǎn)、難點(diǎn) 重點(diǎn)：氫氧化鋁的兩式電離；鋁化合物之間轉(zhuǎn)化的量的關(guān)系；鐵，二價(jià)鐵，三價(jià)鐵之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系及氫氧化亞鐵轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵； 難點(diǎn)：鋁化合物之間轉(zhuǎn)化的圖象表示；變價(jià)金屬與硝酸反應(yīng)的計(jì)算。 教學(xué)過程設(shè)計(jì) 教師活動(dòng) 【引言】 鋁、鐵是中學(xué)化學(xué)元素化合物中的重點(diǎn)，而其中的Al（OH）3、 和“鐵三角”的這兩部分內(nèi)容既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)，同時(shí)又是高考的熱點(diǎn)。所以高三對這兩部分內(nèi)容的復(fù)習(xí)是非常重要的。結(jié)合這段內(nèi)容，我準(zhǔn)備了八個(gè)問題，其中有兩個(gè)問題昨天已經(jīng)布置下去了，請同學(xué)們分成小組先把上節(jié)布置的內(nèi)容討論一下，然后我們再按提綱逐一討論，最后一起歸納總結(jié)。我們今天采用大屏幕實(shí)物投影，請同學(xué)們將討論的結(jié)果直接寫在白紙上，以便和其他的同學(xué)一起交流。 【投影】題目見右欄 將學(xué)生分成5～6人一組，按問題逐一討論。 學(xué)生活動(dòng) 回憶并討論昨天布置的兩題： 式正確表示其關(guān)系。 的化學(xué)方程式或離子方程式。 分組討論。 【投影】例1 確表示其關(guān)系。 【要求】 1．指出三者之間存在著怎樣的關(guān)系？ 2．用離子方程式正確表示他們之間的關(guān)系。 3．通過總結(jié)發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。 請一位同學(xué)到前面展示自己總結(jié)的內(nèi)容： （1）Al3++3OH-=Al（OH）3↓ （5）Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O 注：回答問題中，學(xué)生能夠找出三者之間的關(guān)系，但思維無序，隨意安排（1）～（6），故很難發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。以上結(jié)果為兩個(gè)同學(xué)補(bǔ)充的最終結(jié)果。 【評價(jià)】 同學(xué)們對三者之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系掌握較好，在此基礎(chǔ)上還應(yīng)正確排列（1）～（6），這樣即可發(fā)現(xiàn)（1）～（3）中1mol鋁離子能與3mol氫氧根反應(yīng)生成氫氧化鋁，而與4mol氫氧根反應(yīng)則生成偏鋁酸鹽；同樣的關(guān)系也可在（4）～（6）中發(fā)現(xiàn)，由此看出量變引起質(zhì)變。 【投影】例2 【要求】 1．用桌上的儀器和藥品完成題目所示實(shí)驗(yàn)，注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 2．A、B中的反應(yīng)現(xiàn)象是否相同？（用離子方程式表示） 3．用平衡移動(dòng)原理解釋Al（OH）3既能和強(qiáng)酸又能和強(qiáng)堿反應(yīng)的原理。 分組實(shí)驗(yàn)、討論并回答： （A）Al3++3OH-=Al（OH）3↓ 現(xiàn)象：先產(chǎn)生白色絮狀沉淀，當(dāng)氫氧化鈉過量時(shí)沉淀消失。 現(xiàn)象：先產(chǎn)生沉淀，震蕩消失，當(dāng)AlCl3過量時(shí)產(chǎn)生沉淀不再消失。 得出結(jié)論： 當(dāng)反應(yīng)物相同，而反應(yīng)的順序不同時(shí)，現(xiàn)象也不同。 注：個(gè)別組的同學(xué)因藥品用量不當(dāng)，未在規(guī)定時(shí)間內(nèi)做出正確現(xiàn)象。 得出結(jié)論：Al（OH）3是兩性化合物，既能和強(qiáng)酸反應(yīng)又能和強(qiáng)堿反應(yīng)。 解釋： （1）當(dāng)加酸時(shí)，H+立即跟溶液里少量的OH-起反應(yīng)而生成水，平衡向右移動(dòng)，氫氧化鋁不斷溶解。 （2）當(dāng)加堿時(shí)，OH-立即跟溶液里少量的H+起反應(yīng)而生成水，平衡向左移動(dòng)，同樣氫氧化鋁也不斷溶解。 這就是氫氧化鋁既能和酸又能和堿起反應(yīng)的原因。 4．實(shí)驗(yàn)室制取Al（OH）3時(shí)為何不用強(qiáng)堿？ 回答：因氫氧化鋁溶于強(qiáng)堿，所以實(shí)驗(yàn)室用氨水與鋁鹽反應(yīng)： Al3++3NH3H2O=Al（OH）3↓+3NH4+ 【評價(jià)】 大部分同學(xué)操作正確，個(gè)別同學(xué)一開始制的Al（OH）3過多，未注意用量，造成后來溶解不利；也有的是因?yàn)槲粗鸬渭尤胨幤?，也未看見?shí)驗(yàn)的全過程。關(guān)于Al（OH）3的兩式電離理解正確，故能得出實(shí)驗(yàn)室制備氫氧化鋁的正確方法。 【投影】例3 畫出下列各反應(yīng)中生成沉淀的物質(zhì)的量（縱坐標(biāo)）隨所加入或滴入的反應(yīng)物的物質(zhì)的量（橫坐標(biāo)）的變化曲線。 （1）在氯化鋁溶液中加入氫氧化鈉溶液； （2）在偏鋁酸鈉溶液中加入鹽酸； （3）在氫氧化鈉溶液中加入氯化鋁溶液； （4）在等物質(zhì)的量的氯化鎂和氯化鋁混合溶液中加入氫氧化鈉溶液； （5）在明礬溶液中加入氫氧化鋇溶液。 【演示】牛津劍橋化學(xué)教學(xué)軟件，幫助同學(xué)直觀建立有關(guān)圖象，指出該類題是高考中常見題型，這類題是運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想解決化學(xué)問題的典型題例。 【組織討論】請同學(xué)們對例3進(jìn)行討論，并將結(jié)論寫在投影膠片上。 討論后，展示一組的投影片，5個(gè)變化曲線圖及解釋如下： 圖（1）1mol鋁離子與3mol氫氧根反應(yīng)生成氫氧化鋁，而與4mol氫氧根反應(yīng)就生成偏鋁酸鹽。 圖（2）1mol偏鋁酸根與1mol氫離子反應(yīng)就生成氫氧化鋁，而與4mol氫離子反應(yīng)就生成鋁鹽。 圖（3）該反應(yīng)的原理為： 當(dāng)加入3mol鋁離子時(shí)，溶液中開始產(chǎn)生沉淀，再加入1mol鋁離子時(shí)，產(chǎn)生沉淀量最大且不再消失。 圖（4）由于1mol鎂離子與2mol氫氧根反應(yīng)生成沉淀，所以該組溶液達(dá)到沉淀最大量與氫氧化鋁溶解所消耗的氫氧根之比為5∶1。 圖（5）這個(gè)反應(yīng)比較復(fù)雜，反應(yīng)為： 2KAl（SO4）2+3Ba（OH）2=2Al（OH）3↓+3BaSO4↓+K2SO4 2Al（OH）3+K2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓2KAlO2+4H2O 討論：若KAl（SO4）2為a mol，Ba（OH）2為b mol， 故1molKAl（SO4）2與Ba（OH）2生成沉淀最大量時(shí)為2.5 mol，圖象表現(xiàn)為開始時(shí)沉淀的物質(zhì)的量增加，后減少，最后不變。 【評價(jià)】同學(xué)對該組問題的討論很認(rèn)真。解該類題的關(guān)鍵是：先明確化學(xué)反應(yīng)原理，然后找出1mol沉淀需要某一反應(yīng)物的物質(zhì)的量與溶解1mol沉淀需要該反應(yīng)物的物質(zhì)的量的比值，結(jié)合圖象分析判斷。 【投影】例4 學(xué)方程式或離子方程式。 【提問】 Fe→Fe2+，F(xiàn)e→Fe3+各選用哪些氧化劑？ Fe2+與Fe3+的氧化還原特性如何？ 請一位同學(xué)到前面展示自己總結(jié)的內(nèi)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 【討論后回答】 Fe→Fe2+加弱氧化劑，例如：S、H+（非氧化性酸、Cu2+等） Fe→Fe3+加強(qiáng)氧化劑，例如：Cl2、HNO3等） Fe2+主要體現(xiàn)還原性 Fe3+主要體現(xiàn)氧化性 【評價(jià)】 組內(nèi)同學(xué)討論熱烈，化學(xué)方程式或離子方程式書寫正確率高，我們只展示了一組，只要合理，其他答案也正確。 【投影】例5 在氯化亞鐵溶液中投入一塊鈉，反應(yīng)結(jié)束后過濾，把濾渣放入坩堝中加熱，最后得到的固體是______。 實(shí)驗(yàn)： 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ FeCl2+2NaOH=Fe（OH）2+2NaCl 4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3 2Fe（OH）3 Fe2O3+3H2O 氫氧化鐵受熱分解的產(chǎn)物是Fe2O3。 分析討論： 現(xiàn)象：白色沉淀→灰綠色→紅褐色沉淀 所以加熱分解的產(chǎn)物為Fe2O3。 注：個(gè)別學(xué)生不了解這一反應(yīng)，故認(rèn)為沉淀是Fe（OH）2。 因過濾及加熱分解時(shí)間過長，故該兩步實(shí)驗(yàn)可以略去。 指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)： 1．注意金屬鈉的取用方法； 2．注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象； 3．由于反應(yīng)較劇烈故應(yīng)注意安全。 【小結(jié)】 4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3 該反應(yīng)的現(xiàn)象是推斷鐵及鐵化合物的突破口。 【評價(jià)】 實(shí)驗(yàn)做得很認(rèn)真，但個(gè)別女同學(xué)膽子較小，不敢做，望今后加強(qiáng)動(dòng)手能力，提高實(shí)驗(yàn)意識。 【投影】例6 要證明某溶液中不含F(xiàn)e3+而可能含有Fe2+。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的順序有：①加入足量氯水，②加入足量高錳酸鉀溶液，③加入少量硫氫化鉸溶液，其中順序正確的是　　　　　　　　　　　　　 （ 　　?。? A．①③　　　　　　　　　　　　　　　　 B．③② C．③①　　　　　　　　　　　　　　　　 D．①②③ 個(gè)別實(shí)驗(yàn)： 請一位同學(xué)到講臺前用事先準(zhǔn)備好的藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。因Fe3+遇SCN-生成Fe（SCN）3而顯血紅色，F(xiàn)e2+遇氯水才能氧化成Fe3+，高錳酸鉀溶液本身顯紫色，故應(yīng)選C。注：學(xué)生容易忽視高錳酸鉀的顏色。 【總結(jié)】 同學(xué)們已經(jīng)掌握了三價(jià)鐵及亞鐵離子的檢驗(yàn)方法。 【投影】例7 有28g鐵完全溶于500 g 20.16％的稀HNO3中恰好完全反應(yīng)，生成物是什么？質(zhì)量是多少克？ 請同學(xué)們討論，分析解題思路并求解。 分組討論： 請一組的同學(xué)派一個(gè)代表向同學(xué)介紹解題思路（同組的其他同學(xué)補(bǔ)充）。 由題目可知： 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）之間，所以生成物既有Fe（NO3）3又有Fe（NO3）2 設(shè)生成 x mol Fe（NO3）3，y mol Fe（NO3）2，可得方程式x+y=0.5，4x+8y/3=1.6，聯(lián)立求解得x=0.2mol，y＝0.3mol。 即 Fe（NO3）3為2420.2=48.4g，F(xiàn)e（NO3）2為1800.3=54g。 注：本題選一名平時(shí)學(xué)得較好的同學(xué)回答，有利于正確概念的建立。 【小結(jié)】 通過計(jì)算使同學(xué)們明確，變價(jià)金屬與硝酸反應(yīng)時(shí)，鐵的量不同，反應(yīng)產(chǎn)物不同。 【投影】例8 為使溶液中的三種陽離子A+、B2+、C3+逐一沉淀出來并分離，將含有三種陽離子的水溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： 【組織討論】請討論以下問題，并給出正確答案。 （1）寫出過濾所用儀器名稱。 （2）C3+可能是Al3+、Fe3+離子嗎？為什么？ （3）B2+離子可能是Fe2+離子嗎？為什么？ 分組討論： 1．鐵架臺、鐵圈、燒杯、漏斗、玻璃棒。 2．C3+可能是Al3+，因?yàn)樵谒嵝詶l件下，Al3+不與H2S反應(yīng)，但與過量的氨水反應(yīng)生成Al（OH）3沉淀。C3+不可能為Fe3+，因?yàn)闀l(fā)生如下反應(yīng)： 2Fe3++H2S=2Fe2++S+2H+ 3．B2+不可能是亞鐵，因?yàn)樵谒嵝詶l件下，F(xiàn)e2+不能轉(zhuǎn)化成硫化亞鐵沉淀。 【評價(jià)】 該題充分考查同學(xué)綜合分析問題和解決問題的能力。討論激烈思維活躍?！? 　 精選題 　 一、選擇題（本題有1～2個(gè)答案正確） 1．下列各組物質(zhì)的水溶液不用試劑無法鑒別出來的是　　　　　　　　 （　　　 ） A．NaOH、AlCl3　　　　　　　　　　　 B．CuSO4、BaCl2 C．NaAlO2、HCl　　　　　　　　　　　 D．MgCl2 2．下列各組離子中，能在水溶液中大量共存且溶液顯酸性的是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ） B．Al3+、Mg2+、SO42- C．AlO2-、HCO3-、Na+ D．Al3+、AlO2-、Cl- 3．在30mL 1 molL-1氯化鋁溶液中加入4 molL-1的燒堿溶液，若能生成0.01mol的沉淀，則加入燒堿溶液的體積可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ） A．3mL　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．7.5mL C．27.5mL　　　　　　　　　　　　　　　 D．以上都不對 4．將含有A、B、C三種金屬離子的水溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： 符合上述情況的三種金屬離子是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ） A．Ag+、Cu2+、Al3+ B．Ag+、Fe2+、Al3+ C．Ag+、Ba2+、Fe3+ D．Ag+、Cu2+、Fe3+ 5．用稀H2SO4、NaOH溶液和金屬鋁為原料制取Al（OH）3，甲、乙、丙三個(gè)同學(xué)制備的途徑分別是： 若要得到等量的Al（OH）3，則　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ） 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．將適量鐵粉放入三氯化鐵溶液中，完全反應(yīng)后，溶液中三價(jià)鐵離子和二價(jià)鐵離子濃度相等。則已反應(yīng)的三價(jià)鐵離子和未反應(yīng)的三價(jià)鐵離子的物質(zhì)的量之比是　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ） A．2∶3　　　　　　　　　　　　　　　　 B．3∶2 C．1∶2　　　　　　　　　　　　　　　　 D．1∶1 7．可把苯酚、硫氰化鉀、乙酸、氫氧化鈉、碳酸氫鈉鑒別開來的是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ） A．溴水　　　　　　　　　　　　　　　　 B．甲基橙 C．氫氧化銅　　　　　　　　　　　　　 D．氯化鐵溶液 8．將大量鐵粉溶于少量稀硝酸中，過濾后，所得離子濃度大小的順序排列正確的是　 （　　　 ） A．[NO3-]＞[Fe3+]＞[H+]＞[OH-] B．[NO3-]＞[Fe2+]＞[H+]＞[OH-] C．[Fe3+]＞[NO3-]＞[H+]＞[OH-] D．[Fe2+]＞[NO3-]＞[OH-]＞[H+] 9．按下列過程，最終能夠?qū)崿F(xiàn)的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ） A．Fe FeCl2溶液 FeCl3溶液 FeCl3晶體 B．FeSO4溶液 Fe（OH）2 Fe（OH）3 Fe2（SO4）3溶液 Fe2（SO4）3 C．鍍鋅鐵片 靜置5min，刻痕處顯紅色 D．Cu CuO CuSO4溶液 膽礬 10．某溶液中有NH4+、Mg2+、Fe2+、Al3+四種離子，若向其中加入過量的氫氧化鈉溶液，微熱并攪拌，再加入過量鹽酸，溶液中大量減少的陽離子是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ） A．NH4+　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．Mg2+ C．Fe2+　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．Al3+ 二、非選擇題 11．在有固體氫氧化鋁存在的飽和溶液中，存在著如下平衡： 別加入（1）氫氧化鈉溶液，（2）鹽酸，（3）已分別用氫氧化鈉、硝酸汞溶液處理過的鋁條，（4）水。根據(jù)平衡原理回答： （A）使固體質(zhì)量增加的______，（B）使偏鋁酸根離子物質(zhì)的量增加的______，（C）使鋁離子物質(zhì)的量增加的______。 12．某物質(zhì)的水溶液顯淺綠色，向該溶液中通入過量的氯氣后；加入四氯化碳振蕩，靜置，溶液分成兩層，四氯化碳層為棕色，用分液漏斗分液后，向水層中加入硫氰化鉀溶液顯紅色。則該物質(zhì)是______，向該物質(zhì)的水溶液中，通入氯氣時(shí)，反應(yīng)的離子方程式為____________；向水層中加入硫氰化鉀溶液時(shí)，反應(yīng)的離子方程式為______。 13．現(xiàn)有氯化鋁和氯化鐵混合溶液，其中鋁離子和三價(jià)鐵離子的物質(zhì)的量之和為0.1mol，在此溶液中，加入90mL4molL-1的氫氧化鈉溶液，使其充分反應(yīng)。設(shè)鋁離子的物質(zhì)的量與總物質(zhì)的量的比值為X。 （1）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算當(dāng)x=0.4時(shí)，溶液中產(chǎn)生的沉淀是什么？物質(zhì)的量有多少？ （2）計(jì)算沉淀中只有氫氧化鐵x的取值范圍。 請?jiān)谟覉D中畫出沉淀總量（mol）隨x（0～1）變化的曲線。 　 答　 案 　 一、選擇題 1．D　　　 2．B　　　　 3．B、C　 4．A 5．B、D 6．A　　　 7．D　　　 8．B　　　　 9．B、D 10．A、C 二、非選擇題 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氫氧化鐵沉淀生成。 （2）0＜X＜0.6時(shí)，沉淀只有氫氧化鐵； x=0時(shí)，氫氧化鐵的沉淀量為0.1mol； x=0.4時(shí)，氫氧化鐵的沉淀量為0.06mol； x=0.6時(shí)，氫氧化鐵的沉淀量為0.04mol。 在0.6≤x≤1內(nèi)，總沉淀量為0.04mol。