高中化學重要金屬學習
教學目標
知識技能：進行歸納、整理中學重要金屬元素的氧化物、氫氧化物的性質規律。
能力培養：培養學生對化學知識的歸納、整理的學習能力，能在對比的情景下進行化學知識的“邏輯的記憶”和“理解的掌握”，并逐步提高解決化學問題的能力。
科學思想：培養學生樹立“結構決定性質”的意識和實事求是的分析態度。
科學方法：通過問題的討論和分析，引導學生理解問題解決式和啟發討論學習方法。
重點、難點
重點：總結比較常見金屬氧化物，氫氧化物的性質規律和應用。
難點：常見金屬的化合物中氧化性，還原性反應的規律和應用。
教學方法：啟發、討論、對比、歸納。
教學過程設計
教師活動
【板書】一、金屬的氧化物
【提問】請同學寫出下列元素對應氧化物的化學式和色態。
（老師巡視，指點答疑，并指導學生整理筆記）
學生活動
學生思考，填寫在筆記里。
元素
白色固體：Na2O、MgO、Al2O3、ZnO
淡黃色粉末：Na2O
紅色固體：Fe2O3、Cu2O、HgO
黑色粉末：FeO、Fe3O4、CuO、Ag2O
【提問】請同學們分析一下這些金屬氧化物的化學性質有何規律？可從下面幾點去考慮：
�。�1）加熱是否分解
（2）與水反應
�。�3）與強酸（H+）反應
（4）與強堿（OH-）反應
�。�5）與氨水反應
�。�6）與H2或CO反應
并寫出相應反應的化學方程式。
學生討論、分析、整理筆記。
（1）熱穩定性
2Ag2O 4Ag+O2↑ 2HgO 2Hg+O2↑
4Cu 2Cu2O+O2↑
規律：只有HgO、Ag2O、CuO等不活潑的金屬氧化物加熱易分解。
（2）與水反應
Na2O+H2O=2NaOH MgO+H2O Mg（OH）2
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
規律：只有活潑金屬（ⅠA、ⅡA）氧化物能與水反應。
（3）與酸反應
MgO+2H+=Mg2++H2O
Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
CuO+2H+=Cu2++H2O
規律：堿性氧化物或兩性氧化物能與酸溶液反應生成鹽和水。
（4）與強堿溶液反應
Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O
ZnO+2OH-=ZnO22-+H2O
規律：只有兩性氧化物能與強堿反應生成鹽和水。
（5）與氨水反應
Ag2O+4NH3·H2O=2Ag（NH3）2++2OH-+3H2O
ZnO+4NH3·H2O=Zn（NH3）42++2OH-+3H2O
規律：易形成氨合離子的金屬氧化物能與氨水反應。
（6）與還原劑的反應
CuO+H2 Cu+H2O
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
ZnO+C Zn+CO↑
規律：“Al”以后的金屬的氧化物能與H2、C、CO等還原劑高溫下發生氧化還原反應。
【小結】金屬氧化物所發生的這些反應，總結起來，主要是金屬氧
化物的下列性質：
�、賶A性氧化物
�、趦尚匝趸�
�、蹮岱�定性
�、芙j離子的形成
�、菅趸�
其中要注意的是：
Na2O2是由Na+和O22-構成的過氧化物。
Fe3O4可以看是FeO·Fe2O3
【板書】二、金屬氫氧化物
【提問】請同學寫出這些金屬元素對應的氫氧化物化學式。
（老師巡視、指點、答疑）
【提問】這些金屬氫氧化物常見的顏色特征是什么？請總結之。
�。ɡ蠋熤笇聦W生分析回答）
學生思考、填寫在筆記本上。
學生思考總結如下：
白色：NaOH、Mg（OH）2、Al（OH）3
Zn（OH）2、Fe（OH）2、AgOH
紅褐色：Fe（OH）3
藍色：Cu（OH）2
【提問】這些金屬氫氧化物對水的溶解性規律是什么？請總結之。
（指導學生分析、回答）
�、馎和部分ⅡA金屬氫氧化物都易溶于水，如NaOH，KOH，Ba（OH）2。Ca（OH）2是微溶性的。
其它的都是難溶性的，如Mg（OH）2、Fe（OH）3、Cu（OH）2
【提問】請同學分析總結這些氫氧化物的化學性質規律是什么。
可從下面幾點去思考，回答。
�。�1）加熱是否分解
（2）與強酸（H+）反應
（3）與強堿（OH-）反應
�。�4）與氨水反應
�。�5）是否容易被氧化
�。�6）是否能被還原
�。ㄖ笇W生分析，回答）
學生討論，分析，整理筆記。
（1）熱穩定性
2AgOH Ag2O+H2O
Cu（OH）2 CuO+H2O
2Fe（OH）3 Fe2O3+3H2O
規律：①金屬活動順序“Mg”以前的金屬氫氧化物穩定性好，難分解。
②“AgOH”常溫下易分解。
�、邸癕g—Hg”的氫氧化物常溫下難分解，受熱或灼燒易分解。
（2）與強酸（H+）的反應
Mg（OH）2+2H+=Mg2++2H2O
Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O
（3）與強堿（OH-）反應
Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O
規律：只有兩性氫氧化物才能與強堿溶液反應。
（4）與氨水作用
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
規律：易形成氨絡合物的金屬氫氧化物能與氨水反應。
（5）與氧化劑反應
4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3
規律：低價金屬氧化物具有還原性。
【小結】金屬氫氧化物所發生的反應，總結起來，主要有：
①熱穩定性
�、谒嵝裕℉+）
�、蹓A性（OH-）
�、芙j合劑
�、葸�原性
【投影】右圖試樣X由氧化亞鐵和氧化銅組成，取質量相等的兩
份試樣如右圖所示進行實驗：試回答在題右的兩個問題。
�。ㄖ笇W生讀題、審題并形成解題的思路）。
�。�1）請寫出步驟③中所發生的全部反應的離子方程式______。
�。�2）若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反應后，生成的不溶物W的質量為m，則每份試樣X中氧化銅的質量為______（用m表示）。
思路引導A：根據試樣X在
�、俸廷诘姆磻源_定出溶液Y和粉末Z的成分。
思路引導B：溶液Y和Z發生的反應③，只能是Fe和CuCl2和過量鹽酸之間的置換反應，進而引導分析試樣中CuO的質量關系。
學生審題，并進行如下的分析：
在反應①中，會發生如下反應：
FeO+2HCl=FeCl2+H2O
CuO+2HCl=CuCl2+H2O
在反應②中，會發生的反應有：
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↑
由于反應后溶液強酸性，且不會有Cu2+說明Z中Fe完全溶解了。不溶物W全部是金屬銅，應是兩份試樣中的CuO轉化生成的Cu。則每份試樣中CuO的質量為：
答案：（1）方程式從略。
【投影】已知Cu+在酸性溶液中不穩定，可發生自身氧化還原反應生成Cu2+和Cu。簡述如何用最簡便的實驗方法來檢驗CuO經H2還原所得到的紅色產物中是否含有堿性氧化物Cu2O。要求只從下列試劑中選擇：濃H2SO4、濃HNO3、稀H2SO4、稀HNO3、FeCl3。溶液及pH試紙。
引導學生分析，設計出實驗方案。
�、偈紫葢斫忸}目給予的信息：
即：2Cu+ Cu+Cu2+
給我們提示，應該選擇酸溶液為鑒定試劑。
�、贑uO經H2還原所得的紅色產物可能是Cu和Cu2O的混合物。其中不溶于稀H2SO4，但能溶于濃H2SO4、濃HNO3、稀HNO3和FeCl3溶液，其結果都會生成Cu2+；CuO是堿性氧化物，可溶于酸，同時又會發生自身氧化還原反應。
�、圩詈罂纱_定稀H2SO4為鑒定試劑。
【答案】取少量紅色產物加入稀H2SO4充分攪拌，如溶液呈藍色，則證明有Cu2O，反之沒有。
【投影】Fe3O4可以寫出Fe2O3·FeO，若把Fe3O4看成是一種鹽，又可寫成Fe（FeO2）2。根據化合價規律和化學式書寫方法，把Pb3O4用上述氧化物形成表示，其化學式為________；若看成是一種鹽，化學式為____________。又知，高價Fe不能把HCl氧化，而高價Pb能把HCl氧化成Cl2。試分別寫出Fe3O4、Pb3O4與鹽酸反應的化學方程式。
引導學生分析，回答：
①鉛（Pb）是ⅣA族元素，化合價只有+2價和+4價。根據Fe3O4寫成Fe2O3·FeO形式，+4價P：b的氧化物寫在前，+2價的氧化物寫在后，則有：PbO2·2PbO。
�。�2則不符合規律。
�、跢e3+不能氧化HCl，所以Fe3O4與HCl反應生成兩種鹽，屬于復分解反應；而Pb4+有強氧化性，能把HCl氧化成Cl2，這時會生成Pb2+Cl2的鹽。
【答案】
PbO2·2PbO；Pb2（PbO4）；
Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O
Pb3O4+8HCl=3PbCl2+Cl2↑+4H2O
精選題
一、選擇題
1．某鐵的氧化物用1.4 mol·L-1鹽酸50mL恰好溶解，所得溶液還能和56mL（標準狀況下）Cl2反應，那么該氧化物的化學式為
（ ）
A．Fe2O3 B．Fe3O4
C．Fe4O5 D．Fe5O7
2．某溶液中含有NH4+、Mg2+、Fe2+、Al3+4種離子，若向其中加入過量的NaOH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+
3．在下列4種化合物：①NaHCO3，②Al2O3，③（NH4）2S，④NH2CH2COOH中，跟鹽酸和氫氧化鈉溶液都能反應的是 （ ）
A．只有②、④
B．只有①、②
C．只有①、②、③
D．①、②、③、④
4．下列物質長期放置在空氣中容易變質，但不屬于氧化還原反應的是 （ ）
A．CaO B．Na2O2
C．Na2SO3 D．FeSO4
5．用含硫量較高的生鐵煉鋼時，應該采取的措施是 （ ）
A．使用較多的生石灰
B．加入較多的焦炭
C．加入較多的硅鐵
D．摻入含磷較高的廢鋼
6．一定量的CuO和0.5L稀硫酸充分反應后，再將一根50g鐵棒插入上述反應后的溶液中，當鐵棒質量不再增加時，鐵棒增重0.24g，并收集到224mL（標準狀況下）氫氣。由此可推知CuO的質量 （ ）
A．2.40g B．8.00g
C．6.40g D．1.92g
7．把5.6g鐵粉和4.8g硫粉混合均勻后放在石棉網上加熱，充分反應后殘留的固體是 （ ）
A．全部是FeS B．Fe和FeS
C．FeS和S D．FeS和鐵的氧化物
8．向10 mL 0.1 mol·L-1的CuSO4溶液中加入10 mL 0.15 mol·L-1NaOH溶液時，產生一種藍色沉淀，溶液中的Cu2+幾乎被沉淀完全，該藍色沉淀的主要成分為 （ ）
A．Cu（OH）2 B．Cu2（OH）2CO3
C．3Cu（OH）2·CuSO4 D．Cu（OH）2·CuOH
9．將含雜質的'4.00g氫氧化鈉固體配成1000mL溶液，取20mL置于錐形瓶中，用0.100 mol·L-1鹽酸滴定（用甲基橙作指示劑），消耗鹽酸21.00 mL，則氫氧化鈉中含有的雜質可能是（ ）
A．Na2S04 B．Na2CO3
C．NaHCO3 D．Ca（OH）2
10．為了除去酸性氯化鋁溶液中的Cu2+，下列實驗步驟順序和所用試劑都正確的是 （ ）
�、偻ㄟ^CO2 ②加鹽酸 ③加過量NaOH溶液
�、芗覣lCl3 ⑤過濾
A．③⑤④⑤②
B．③⑤②
C．③⑤①②
D．③⑤①⑤②
二、非選擇題
11．用金屬鈉制取氧化鈉，通常采用以下方法：2NaNO3+10Na 6Na2O+N2↑。試說明為什么不采用鈉在氧氣中燃燒而采用這種方法來制取氧化鈉的原因：_______________________________________________________________________________。
12．A～I分別表示中學化學中常見的一種物質，它們之間的相互轉化關系如下圖所示（部分反應物，生成物從略）：
已知：A、B、C、D、E、F六種物質中均含同一種元素；G為主族元素的固態氧化物。
�。�1）寫出下列物質的化學式：E______、F______、J______。
�。�2）寫出有關反應的化學方程式：
①_____________________________________
②_____________________________________
�、踎____________________________________
13．電子工業常用一定濃度的FeCl3溶液腐蝕敷有銅箔的絕緣板，制成印刷線路板。有關反應為：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。
現將一塊敷有銅箔的絕緣板浸入8.00×102mL某FeCl3溶液A中，一段時間后，將該線路板取出，向所得的溶液B中加入鐵粉mg，充分反應后剩余固體質量為ng，把固體濾出并從濾液C（忽略反應前后溶液體積的變化）中取出20.00mL，向其中滴入3.00mol·L-1AgNO3溶液60.00mL時，溶液中的Cl-恰好完全沉淀。
（1）溶液A中FeCl3的物質的量濃度為__________。
�。�2）假若鐵粉不再溶解，向溶液B中加入的鐵粉質量至少應該大于_______________。
�。�3）討論當剩余固體的組成不同時，m與n可能的取值范圍，并填入下表：
（4）當m=100.0，n=96.8時，溶液B中FeCl2的物質的量濃度為____________。
答 案
一、選擇題
1．D 2．A 3．D 4．A 5．A
6．B 7．A 8．C 9．D 10．B
二、非選擇題
11．鈉在氧氣中燃燒生成的是Na2O2，而在該反應中Na2O不會與N2反應。
12．（1）Fe（OH）2；Fe（OH）3；NaAlO2；
�。�2）①3Fe3O4+8Al 4Al2O3+9Fe
�、贔e3O4+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
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