高中化学《重要金属化合物的性质》

教学目标

知识技能：进行归纳、整理中学重要金属元素的氧化物、氢氧化物的性质规律。

能力培养：培养学生对化学知识的归纳、整理的学习能力，能在对比的情景下进行化学知识的“逻辑的记忆”和“理解的掌握”，并逐步提高解决化学问题的能力。

科学思想：培养学生树立“结构决定性质”的意识和实事求是的分析态度。

科学方法：通过问题的讨论和分析，引导学生理解问题解决式和启发讨论学习方法。

重点、难点

重点：总结比较常见金属氧化物，氢氧化物的性质规律和应用。

难点：常见金属的化合物中氧化性，还原性反应的规律和应用。

教学方法：启发、讨论、对比、归纳。

教学过程设计

教师活动

【板书】一、金属的氧化物

【提问】请同学写出下列元素对应氧化物的化学式和色态。

（老师巡视，指点答疑，并指导学生整理笔记）

学生活动

学生思考，填写在笔记里。

元素

白色固体：Na2O、MgO、Al2O3、ZnO

淡黄色粉末：Na2O

红色固体：Fe2O3、Cu2O、HgO

黑色粉末：FeO、Fe3O4、CuO、Ag2O

【提问】请同学们分析一下这些金属氧化物的化学性质有何规

律？可从下面几点去考虑：

（1）加热是否分解

（2）与水反应

（3）与强酸（H+）反应

（4）与强碱（OH-）反应

（5）与氨水反应

（6）与H2或CO反应   

并写出相应反应的化学方程式。

学生讨论、分析、整理笔记。

（1）热稳定性

2Ag2O 4Ag+O2↑         2HgO 2Hg+O2↑

4Cu 2Cu2O+O2↑

规律：只有HgO、Ag2O、CuO等不活泼的金属氧化物加热易分解。

（2）与水反应

Na2O+H2O=2NaOH          MgO+H2O Mg（OH）2

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑

规律：只有活泼金属（ⅠA、ⅡA）氧化物能与水反应。

（3）与酸反应

MgO+2H+=Mg2++H2O

Al2O3+6H+=2Al3++3H2O

CuO+2H+=Cu2++H2O

规律：碱性氧化物或两性氧化物能与酸溶液反应生成盐和水。

（4）与强碱溶液反应

Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O

ZnO+2OH-=ZnO22-+H2O

规律：只有两性氧化物能与强碱反应生成盐和水。

（5）与氨水反应

Ag2O+4NH3·H2O=2Ag（NH3）2++2OH-+3H2O

ZnO+4NH3· H2O=Zn（NH3）42++2OH-+3H2O

规律：易形成氨合离子的金属氧化物能与氨水反应。

（6）与还原剂的反应

CuO+H2 Cu+H2O

Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2

ZnO+C Zn+CO↑

规律：“Al”以后的金属的氧化物能与H2、C、CO等还原剂高温下发生氧化还原反应。

【小结】金属氧化物所发生的这些反应，总结起来，主要是金属氧

化物的下列性质：

①碱性氧化物

②两性氧化物

③热稳定性

④络离子的形成

⑤氧化性

其中要注意的是：

Na2O2是由Na+和O22-构

成的过氧化物。

Fe3O4可以看是FeO·Fe2O3

【板书】二、金属氢氧化物

【提问】请同学写出这些金属元素对应的氢氧化物化学式。

（老师巡视、指点、答疑）

【提问】这些金属氢氧化物常见的颜色特征是什么？请总结之。

（老师指导下学生分析回答）

学生思考、填写在笔记本上。

学生思考总结如下：

白色：NaOH、Mg（OH）2、Al（OH）3

Zn（OH）2、Fe（OH）2、AgOH

红褐色：Fe（OH）3

蓝色：Cu（OH）2

【提问】这些金属氢氧化物对水的溶解性规律是什么？请总结之。

（指导学生分析、回答）

ⅠA和部分ⅡA金属氢氧化物都易溶于水，如NaOH，KOH，Ba（OH）2。Ca（OH）2是微溶性的。

其它的都是难溶性的，如Mg（OH）2、Fe（OH）3、Cu（OH）2

【提问】请同学分析总结这些氢氧化物的化学性质规律是什么。

可从下面几点去思考，回答。

（1）加热是否分解

（2）与强酸（H+）反应

（3）与强碱（OH-）反应

（4）与氨水反应

（5）是否容易被氧化

（6）是否能被还原

（指导学生分析，回答）

学生讨论，分析，整理笔记。

（1）热稳定性

2AgOH Ag2O+H2O

Cu（OH）2 CuO+H2O

2Fe（OH）3 Fe2O3+3H2O

规律：①金属活动顺序“Mg”以前的金属氢氧化物稳定性好，难分解。

②“AgOH”常温下易分解。

③“Mg—Hg”的氢氧化物常温下难分解，受热或灼烧易分解。

（2）与强酸（H+）的反应

Mg（OH）2+2H+=Mg2++2H2O

Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O

（3）与强碱（OH-）反应

Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O

规律：只有两性氢氧化物才能与强碱溶液反应。

（4）与氨水作用

AgOH+2NH3·H2O=Ag（NH3）2OH+2H2O

*Cu（OH）2+4NH3·H2O=Cu（NH3）4（OH）2+4H2O

* Zn（OH）2+4NH3·H2O=Zn（NH3）4（OH）2+4H2O

规律：易形成氨络合物的金属氢氧化物能与氨水反应。

（5）与氧化剂反应

4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3

规律：低价金属氧化物具有还原性。

【小结】金属氢氧化物所发生的反应，总结起来，主要有：

①热稳定性

②酸性（H+）

③碱性（OH-）

④络合剂

⑤还原性

【投影】右图试样X由氧化亚铁和氧化铜组成，取质量相等的两

份试样如右图所示进行实验：试回答在题右的两个问题。

（指导学生读题、审题并形成解题的思路）。

（1）请写出步骤③中所发生的全部反应的离子方程式______。

（2）若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后，生成的不溶物W的质量为m，则每份试样X中氧化铜的质量为______（用m表示）。

思路引导A：根据试样X在

①和②的反应以确定出溶液Y和粉末Z的成分。

思路引导B：溶液Y和Z发生的反应③，只能是Fe和CuCl2和过量盐酸之间的置换反应，进而引导分析试样中CuO的质量关系。

学生审题，并进行如下的分析：

在反应①中，会发生如下反应：

FeO+2HCl=FeCl2+H2O

CuO+2HCl=CuCl2+H2O

在反应②中，会发生的反应有：

FeO＋CO Fe+CO2

CuO+CO Cu+CO2

那么，溶液Y中含FeCl2和CuCl2，粉末Z中含Fe和Cu：

Fe+Cu2+=Fe2++Cu

Fe+2H+=Fe2+H2↑

由于反应后溶液强酸性，且不会有Cu2+说明Z中Fe完全溶解了。不溶物W全部是金属铜，应是两份试样中的CuO转化生成的Cu。则每份试样中CuO的质量为：

答案：（1）方程式从略。

【投影】已知Cu+在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应生成Cu2+和Cu。简述如何用最简便的实验方法来检验CuO经H2还原所得到的红色产物中是否含有碱性氧化物Cu2O。要求只从下列试剂中选择：浓H2SO4、浓HNO3、稀H2SO4、稀HNO3、FeCl3。溶液及pH试纸。

引导学生分析，设计出实验方案。

①首先应理解题目给予的信息：

即：2Cu+ Cu+Cu2+

给我们提示，应该选择酸溶液为鉴定试剂。

②CuO经H2还原所得的红色产物可能是Cu和Cu2O的混合物。其中不溶于稀H2SO4，但能溶于浓H2SO4、浓HNO3、稀HNO3和FeCl3溶液，其结果都会生成Cu2+；CuO是碱性氧化物，可溶于酸，同时又会发生自身氧化还原反应。

③最后可确定稀H2SO4为鉴定试剂。

【答案】取少量红色产物加入稀H2SO4充分搅拌，如溶液呈蓝色，则证明有Cu2O，反之没有。

【投影】Fe3O4可以写出Fe2O3·FeO，若把Fe3O4看成是一种盐，又可写成Fe（FeO2）2。根据化合价规律和化学式书写方法，把Pb3O4用上述氧化物形成表示，其化学式为________；若看成是一种盐，化学式为____________。又知，高价Fe不能把HCl氧化，而高价Pb能把HCl氧化成Cl2。试分别写出Fe3O4、Pb3O4与盐酸反应的化学方程式。

引导学生分析，回答：

①铅（Pb）是ⅣA族元素，化合价只有+2价和+4价。根据Fe3O4写成Fe2O3·FeO形式，+4价P：b的氧化物写在前，+2价的氧化物写在后，则有：PbO2·2PbO。

）2则不符合规律。

③Fe3+不能氧化HCl，所以Fe3O4与HCl反应生成两种盐，属于复分解反应；而Pb4+有强氧化性，能把HCl氧化成Cl2，这时会生成Pb2+Cl2的盐。

【答案】

PbO2·2PbO；Pb2（PbO4）；

Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O

Pb3O4+8HCl=3PbCl2+Cl2↑+4H2O

精选题

一、选择题

1．某铁的氧化物用1.4 mol·L-1盐酸50mL恰好溶解，所得溶液还能和56mL（标准状况下）Cl2反应，那么该氧化物的化学式为

                                                      （    ）

A．Fe2O3                B．Fe3O4

C．Fe4O5                D．Fe5O7

2．某溶液中含有NH4+、Mg2+、Fe2+、Al3+4种离子，若向其中加入过量的NaOH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+

3．在下列4种化合物：①NaHCO3，②Al2O3，③（NH4）2S，④NH2CH2COOH中，跟盐酸和氢氧化钠溶液都能反应的是                                             （    ）

A．只有②、④

B．只有①、②

C．只有①、②、③

D．①、②、③、④

4．下列物质长期放置在空气中容易变质，但不属于氧化还原反应的是  （    ）

A．CaO                  B．Na2O2

C．Na2SO3               D．FeSO4

5．用含硫量较高的生铁炼钢时，应该采取的措施是          （    ）

A．使用较多的生石灰

B．加入较多的焦炭

C．加入较多的硅铁

D．掺入含磷较高的废钢

6．一定量的CuO和0.5L稀硫酸充分反应后，再将一根50g铁棒插入上述反应后的溶液中，当铁棒质量不再增加时，铁棒增重0.24g，并收集到224mL（标准状况下）氢气。由此可推知CuO的质量  （    ）

A．2.40g                 B．8.00g

C．6.40g                 D．1.92g

7．把5.6g铁粉和4.8g硫粉混合均匀后放在石棉网上加热，充分反应后残留的固体是  （    ）

A．全部是FeS             B．Fe和FeS

C．FeS和S               D．FeS和铁的氧化物

8．向10 mL 0.1 mol·L-1的CuSO4溶液中加入10 mL 0.15 mol·L-1NaOH溶液时，产生一种蓝色沉淀，溶液中的Cu2+几乎被沉淀完全，该蓝色沉淀的主要成分为             （    ）

A．Cu（OH）2                 B．Cu2（OH）2CO3

C．3Cu（OH）2·CuSO4          D．Cu（OH）2·CuOH

9．将含杂质的4.00g氢氧化钠固体配成1000mL溶液，取20mL置于锥形瓶中，用0.100 mol·L-1盐酸滴定（用甲基橙作指示剂），消耗盐酸21.00 mL，则氢氧化钠中含有的杂质可能是 （    ）

A．Na2S04                B．Na2CO3

C．NaHCO3               D．Ca（OH）2

10．为了除去酸性氯化铝溶液中的Cu2+，下列实验步骤顺序和所用试剂都正确的是   （    ）

①通过CO2        ②加盐酸       ③加过量NaOH溶液

④加AlCl3         ⑤过滤

A．③⑤④⑤②

B．③⑤②

C．③⑤①②

D．③⑤①⑤②

二、非选择题

11．用金属钠制取氧化钠，通常采用以下方法：2NaNO3+10Na 6Na2O+N2↑。试说明为什么不采用钠在氧气中燃烧而采用这种方法来制取氧化钠的原因：_______________________________________________________________________________。

12．A～I分别表示中学化学中常见的一种物质，它们之间的相互转化关系如下图所示（部分反应物，生成物从略）：

已知：A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素；G为主族元素的固态氧化物。

（1）写出下列物质的化学式：E______、F______、J______。

（2）写出有关反应的化学方程式：

①_____________________________________

②_____________________________________

③_____________________________________

13．电子工业常用一定浓度的FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板，制成印刷线路板。有关反应为：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。

现将一块敷有铜箔的绝缘板浸入8.00×102mL某FeCl3溶液A中，一段时间后，将该线路板取出，向所得的溶液B中加入铁粉mg，充分反应后剩余固体质量为ng，把固体滤出并从滤液C（忽略反应前后溶液体积的变化）中取出20.00mL，向其中滴入3.00mol·L-1AgNO3溶液60.00mL时，溶液中的Cl-恰好完全沉淀。

（1）溶液A中FeCl3的物质的量浓度为__________。

（2）假若铁粉不再溶解，向溶液B中加入的铁粉质量至少应该大于_______________。

（3）讨论当剩余固体的组成不同时，m与n可能的取值范围，并填入下表：

（4）当m=100.0，n=96.8时，溶液B中FeCl2的物质的量浓度为____________。

答  案

一、选择题

1．D    2．A     3．D     4．A     5．A

6．B    7．A     8．C      9．D    10．B

二、非选择题

11．钠在氧气中燃烧生成的是Na2O2，而在该反应中Na2O不会与N2反应。

12．（1）Fe（OH）2；Fe（OH）3；NaAlO2；

（2）①3Fe3O4+8Al 4Al2O3+9Fe

②Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O

③2Al2O3 4Al+3O2↑

13．（1）3.00mol·L-1；（2）67.2g

（3）O＜m≤67.2，O＜n≤76.8；m＞67.2，m-67.2＜n≤m+9.6

（4）2.50 mol·L-1