重要金属化合物的性质
2012年7月30日
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
一、金属的氧化物
请同学写出下列元素对应氧化物的化学式和色态。
白色固体：Na 2O 、MgO 、Al 2O 3、ZnO
淡黄色粉末：Na 2O
红色固体：Fe 2O 3、Cu 2O 、HgO
黑色粉末：FeO 、Fe 3O 4、CuO 、Ag 2O
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H 2或CO 反应
并写出相应反应的化学方程式。
（1）热稳定性
2Ag 2O 4Ag+O2↑ 2HgO
2Cu 2O+O2↑ 2Hg+O2↑
4Cu
规律：只有HgO 、Ag 2O 、CuO 等不活泼的金属氧化物加热易分解。
（2）与水反应
Na 2O+H2O=2NaOH MgO+H2O
2Na 2O 2+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
Al 2O 3+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。
Mg （OH ）2
（4）与强碱溶液反应
Al 2O 3+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
Ag 2O+4NH3·H 2O=2Ag（NH 3）2++2OH-+3H2O
ZnO+4NH3· H2O=Zn（NH 3）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
2Fe+3CO2
Fe 2O 3+3CO
ZnO+C Zn+CO↑
规律：“Al ”以后的金属的氧化物能与H 2、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：
Na 2O 2是由Na +和O 22-构
成的过氧化物。
Fe 3O 4可以看是FeO ·Fe 2O 3
二、金属氢氧化物
写出这些金属元素对应的氢氧化物化学式。
这些金属氢氧化物常见的颜色特征是什么？请总结之。
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
这些金属氢氧化物对水的溶解性规律是什么？请总结之。
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
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
（1）热稳定性
2AgOH
Cu （OH ）2
Ag 2O+H2O CuO+H2O
Fe 2O 3+3H2O 2Fe （OH ）3
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·H 2O=Ag（NH 3）2OH+2H2O
*Cu（OH ）2+4NH3·H 2O=Cu（NH 3）4（OH ）2+4H2O
* Zn（OH ）2+4NH3·H 2O=Zn（NH 3）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。
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
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。
（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CuCl 2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
CuO+CO Fe+CO2 Cu+CO2
那么，溶液Y 中含FeCl 2和CuCl 2，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Cu 2+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。
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Cu 2+和Cu 。
简述如何用最简便的实验方法来检验CuO 经H 2还原所得到的红色产物中是否含
有碱性氧化物Cu 2O 。要求只从下列试剂中选择：浓H 2SO 4、浓HNO 3、稀H 2SO 4、
稀HNO 3、FeCl 3。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H 2还原所得的红色产物可能是Cu 和Cu 2O 的混合物。其中不溶于
稀H 2SO 4，但能溶于浓H 2SO 4、浓HNO 3、稀HNO 3和FeCl 3溶液，其结果都会生
成Cu 2+；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H 2SO 4为鉴定试剂。
【答案】取少量红色产物加入稀H 2SO 4充分搅拌，如溶液呈蓝色，则证明有Cu 2O ，
反之没有。
Fe 3O 4可以写出Fe 2O 3·FeO ，若把Fe 3O 4看成是一种盐，又可写成Fe （FeO 2）
2。根据化合价规律和化学式书写方法，把Pb 3O 4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Cl 2。试分别写出Fe 3O 4、Pb 3O 4与
盐酸反应的化学方程式。
①铅（Pb ）是ⅣA 族元素，化合价只有+2价和+4价。根据Fe 3O 4写成Fe 2O 3·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：PbO 2·2PbO 。
）2则不符合规律。
③Fe 3+不能氧化HCl ，所以Fe 3O 4与HCl 反应生成两种盐，属于复分解反应；
而Pb 4+有强氧化性，能把HCl 氧化成Cl 2，这时会生成Pb 2+Cl 2的盐。
【答案】
PbO 2·2PbO ；Pb 2（PbO 4）；
Fe 3O 4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O
Pb 3O 4+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）Cl 2反应，那么该氧化物的化学式为
（ ）
A ．Fe 2O 3 B．Fe 3O 4
C ．Fe 4O 5 D．Fe 5O 7
2．某溶液中含有NH 4+、Mg 2+、Fe 2+、Al 3+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 ．NH 4+ B． Mg2+
C ．Fe 2+ D． Al3+
3．在下列4种化合物：①NaHCO 3，②Al 2O 3，③（NH 4）2S ，④NH 2CH 2COOH
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．Na 2O 2
C ．Na 2SO 3 D．FeSO 4
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CuSO 4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Cu 2+几乎被沉淀完全，该蓝色沉淀的主要成分为 （ ）
A ．Cu （OH ）2 B．Cu 2（OH ）2CO 3 C ．3Cu （OH ）2·CuSO 4 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 ．Na 2S04 B．Na 2CO 3
C ．NaHCO 3 D．Ca （OH ）2
10．为了除去酸性氯化铝溶液中的Cu 2+，下列实验步骤顺序和所用试剂都正确的是 （ ）
①通过CO 2 ②加盐酸 ③加过量NaOH 溶液 ④加AlCl 3 ⑤过滤
A ．③⑤④⑤②
B ．③⑤②
C ．③⑤①②
D ．③⑤①⑤②
二、非选择题
6Na 2O+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11．用金属钠制取氧化钠，通常采用以下方法：2NaNO 3+10Na 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FeCl 3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板，制成印刷线路板。有关反应为：2FeCl 3+Cu=2FeCl2+CuCl2。
现将一块敷有铜箔的绝缘板浸入8.00×102mL 某FeCl 3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 -1AgNO 3溶液60.00mL 时，溶液中的Cl -恰好完全沉淀。
（1）溶液A 中FeCl 3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FeCl 2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Na 2O 2，而在该反应中Na 2O 不会与N 2反应。 12．（1）Fe （OH ）2；Fe （OH ）3；NaAlO 2； （2）①3Fe 3O 4+8Al 4Al 2O 3+9Fe ②Fe 3O 4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O ③2Al 2O 3
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