金屬氧化物的還原講義

課題金屬氧化物的還原教學(xué)目標(biāo)1、掌握非金屬單質(zhì)與其化合物的轉(zhuǎn)化2掌握金屬及其化合物的轉(zhuǎn)化3掌握金屬的冶煉重點(diǎn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化規(guī)律是重難點(diǎn)難點(diǎn)常以實(shí)驗(yàn)推斷題形式考查教學(xué)內(nèi)容考點(diǎn)一、金屬轉(zhuǎn)書知識(shí)梳理金屬、非金屬單質(zhì)及;（一）非金屬單質(zhì)與關(guān)規(guī)律其化合物的轉(zhuǎn)化規(guī)律;其化合物的轉(zhuǎn)化、《益”金友的蛇i匕尸匕!71I■-A-*jl.jjl.fqUPL1鹽1回尸珈加沙△Vv般V271）非金屬在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為才點(diǎn)燃點(diǎn)，S+O'====SO、C+O'====日應(yīng)的化合物，如：然△CO.C+2S===CS.2222）某些非金屬氧化物可以跟水反應(yīng)上22上成對應(yīng)的酸，如：CO2+H2O==H2（二）、金屬單質(zhì)與其4CO3SO2+H2O==H2SO3SO3+H2O==H2SO4匕合物的轉(zhuǎn)化1、金屬單質(zhì)和非金屬單質(zhì)在一定條件下可以相互反應(yīng)，生成相應(yīng)的鹽或金屬氧化物。如：△Fe+S===FeS△點(diǎn)燃2Fe+3C12====2FeCl33Fe+2O2====Fe3O42、某些金屬氧化物和水反應(yīng)可以生成相應(yīng)的堿。如：CaO+H2O===Ca（OH）2Na2O+H2O===2NaOHK2O+H2O===2KOH考點(diǎn)二、金屬的冶煉1.金屬冶煉主要是指將金屬氧化物轉(zhuǎn)化為金屬的過程。在金屬氧化物中加入還原劑，奪取金屬氧化物中的氧，從而使其還原成全屬單質(zhì)。2.可以作還原劑的物質(zhì)主要有碳、一氧化碳和氫氣。(1)、木炭和氧化銅粉末在高溫下的反應(yīng)：高溫C+2CuO===2Cu+CO2T實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：黑色固體逐漸變?yōu)榧t色，澄清石灰水變渾濁。(2)、從孔雀石中冶煉銅：①孔雀石(或銅銹)的主要成分為堿式碳酸銅，為綠色粉末。△②孔雀石加熱：Cu2(OH)2cO3===2CuO+H2O+CO2△③氫氣還原氧化銅：H2+CuO===Cu+H2O現(xiàn)象：黑色粉末狀固體逐漸變?yōu)榧t色，試管口有水珠生成。操作注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)開始時(shí)需先通一會(huì)氫氣，再加熱氧化銅，防止氫氣與空氣混合加熱時(shí)試管爆裂；實(shí)驗(yàn)停止后，要繼續(xù)通人氫氣，直到試管冷卻為止，防止灼熱的銅被空氣中的氧氣氧化成氧化銅。.(3)、一氧化碳還原氧化鐵:3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2操作注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)最好在通風(fēng)櫥中進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該先通一會(huì)一氧化碳，以排除試管中的空氣，防止一氧化碳與空氣混合加熱時(shí)引起爆炸。多余的一氧化碳不能直接排到空氣中，應(yīng)對著火焰燒掉。3.含氧化合物里的氧被奪取的反應(yīng)，叫做還原反應(yīng);能從氧化物中奪取氧的能力叫做還原性，具有還原性的物質(zhì)可作還原劑，如碳、一氧化碳和氫氣等?！镜湫屠}】水煤氣的主要成分是H2、CO、N2、CO2和水蒸氣，把該混合氣體依次通入足量的燒堿溶液，灼熱的氧化銅，澄清的石灰水和濃硫酸，最后剩余的氣體是—.分析：考查學(xué)生利用物質(zhì)之間相互反應(yīng)及其特性而除掉氣體.答案N2物質(zhì)轉(zhuǎn)化的規(guī)律(1)金屬一?金屬氧化物一?堿一?鹽。如Ca?CaO?Ca(OH)2?CaCO3、(2)非金屬一＞非金屬氧化物—酸一鹽。如C—^CO2—?H2CO3-?Na2cO3、(3)金屬+非金屬一?無氧酸鹽。如2Na+Cl2=燃燃燒NaCl(4)金屬氧化物+非金屬氧化物一?含氧酸鹽。如Na2O+CO2===Na2cO3(5)酸+堿一?鹽+水。如HCl+NaOH===NaCl+H2O(6)鹽+鹽一?新鹽+新鹽。如NaCl+AgNO3===AgCl+JNaNO3(7)金屬氧化物+酸一?鹽+水。如Fe2O3+6HC1===2FeCl3+3H2O(8)非金屬氧化物+堿一?鹽+水。如SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O(9)金屬+鹽一＞新全屬+新鹽。如Fe+CuSO4===Cu+FeSO4(10)金屬+酸一?鹽+氫氣。如Fe+2HC1===FeCl2+H2f.鹽跟金屬的反應(yīng)，要求參加反應(yīng)的鹽必須是可溶的，由于鹽跟金屬的反應(yīng)一般都在水溶液中進(jìn)行，因此一些非?；顫娔軌蚋l(fā)生反應(yīng)的金屬(如鉀、鈣、鈉等)也不符合要求。.鹽與鹽的反應(yīng)、鹽與堿的反應(yīng)除必須滿足復(fù)分解反應(yīng)的條件(生成物中有氣體，水或沉淀)外，其反應(yīng)物必須都可溶。典型例題例1：食鹽、食醋、純堿等均為家庭廚房中常用的物質(zhì)，利用這些物質(zhì)你能做成的實(shí)驗(yàn)是()①檢驗(yàn)自來水中是否含有氯離子②鑒別食鹽和純堿③檢驗(yàn)雞蛋殼能否溶于酸④除去熱水瓶中的水垢A.①②③④B.①③C.②④D.②③④分析：本題主要考查了常見物質(zhì)(離子)的鑒別。溶液中氯離子的鑒定通常用硝酸銀溶液和稀硝酸；在食鹽和純堿中加入食醋，能產(chǎn)生氣體的是純堿；檢驗(yàn)雞蛋殼能否溶于酸，我們只要在雞蛋殼中加入食

醋即可；水垢的主要成分是碳酸鈣，可以用食醋將其除去。綜上所述，②③④三個(gè)實(shí)驗(yàn)可以在廚房中完成。答案：D例2：有一包粉末，可能含有碳酸鈣、硫酸銅、碳酸鈉、硫酸鈉、氯化鋇中的一種或幾種。以下是某同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并觀察到的現(xiàn)象：取少量粉末放入試管中，加水、振蕩、靜置后，試管中有白色沉淀和無色溶液；再向試管中滴入足量的稀硝酸后，白色沉淀有部分溶解。由此推斷，該包粉末的可能組成是：（1）；（2）；（3）。分析與解答：此類推斷題的解題思路是：通過題中描述的現(xiàn)象，確定某些物質(zhì)或排除某些物質(zhì)。由題中現(xiàn)象“試管中有白色沉淀和無色溶液”可知，粉末中可能有不溶固體（CaCO3）或相互之間反應(yīng)能生成白色沉淀的物質(zhì)組合（BaCl2和Na2CO3，BaCl2和Na2s04），一定不含硫酸銅；又根據(jù)題給信息“滴入足量的稀硝酸后，白色沉淀有部分溶解”可知，此白色沉淀中一定有BaS04，還含有CaC03和BaC03中的一種或兩種，則原固體粉末中一定含有BaCl2和Na2s%，一定不含硫酸TOC\o"1-5"\h\z銅，可能含有CaCO和NaCO中的一種或兩種。故這包粉末的可能組成是：（1）323NaSO、BaCl、CaCO；（2）NaSO、BaCl、NaCO；（3）242324223NaSO、BaCl、NaCO、CaCO2422331、（2011杭州）31.（8分）下圖甲是氫氣和氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，下圖乙是木炭和氧化鐵反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。否則易發(fā)生爆炸；反應(yīng)結(jié)束后必須先（1）、在上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，氫氣和木炭表現(xiàn)出相同否則易發(fā)生爆炸；反應(yīng)結(jié)束后必須先的化學(xué)性質(zhì)是性。（2）、實(shí)驗(yàn)步驟的先后次序非常重要，比如甲實(shí)驗(yàn)（2011杭州）31.（8分）下圖甲是氫氣和氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，下圖乙是木炭和氧化鐵反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。（1）、在上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，氫氣和木炭表現(xiàn)出相同的化學(xué)性質(zhì)是性。（2）、實(shí)驗(yàn)步驟的先后次序非常重要，比如甲實(shí)驗(yàn)中，反應(yīng)前必須先通氫氣后點(diǎn)燃酒精燈后，否則生成的紅色的銅會(huì)變成黑色。（3）、某同學(xué)正確操作做完乙實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)澄清石灰水變渾濁，試管中粉末全部變?yōu)楹谏?，取少量黑色粉末，加入足量稀硫酸充分振蕩，但她驚訝地發(fā)現(xiàn)黑色粉末沒有溶解，試管中也未產(chǎn)生預(yù)期的氣泡，這說明該反應(yīng)并沒有生成（4）、該同學(xué)查閱資料，得到關(guān)于鐵的氧化物如下信息：根據(jù)以上信息，試寫出乙實(shí)驗(yàn)試管中反應(yīng)的化學(xué)方程式經(jīng)分析后，該同學(xué)試著提高反應(yīng)溫度后，實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了預(yù)期的現(xiàn)象。2.（2012.淮安市）某同學(xué)為驗(yàn)證炭在氧氣中不完全燃燒的產(chǎn)物既有CO又有CO2設(shè)計(jì)如圖所示流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答相關(guān)問題.（1）按上面連接好裝置，在裝入藥品之前，必須進(jìn)行的操作是

（2）B裝置中NaOH濃溶液的作用是；（3）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，必須先通入混合氣體一段時(shí)間再點(diǎn)燃酒精噴燈加熱，目的是;（4）根據(jù)設(shè)計(jì)意圖，觀察到（填寫實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）時(shí)，證明混合氣體中既有CO又有CO,；2（5）從環(huán)保角度分析，該流程設(shè)計(jì)中的一處明顯不足是.3.（2012.達(dá)州市）（10分）達(dá)州盛產(chǎn)天然氣，有“中國氣都”之稱的美譽(yù)。天然氣的主要成分是甲烷（CH4）,我校化學(xué)興趣小組的同學(xué)對甲烷燃燒的產(chǎn)物產(chǎn)生了興趣，請你參與：【提出問題】甲烷燃燒后生成哪些物質(zhì)？【查閱資料】含碳元素的物質(zhì)完全燃燒生成CO2,不完全燃燒生成CO；無水CuSO4遇水變藍(lán)?！静孪肱c假設(shè)工甲CO2H2O；乙COH2O；（（2012.青島市）某化學(xué)興趣小組對金屬的性質(zhì)做了如下探究，請你填寫空格：（1）用下圖所示實(shí)驗(yàn)探究鐵生銹的條件（每支試管中均放有完全相同的潔凈鐵片）:丙NH3CO2H2O；丁CO2COH2O。你認(rèn)為同學(xué)的猜想是錯(cuò)誤的，理由是22?！緦?shí)驗(yàn)探究】：為了驗(yàn)證上述猜想與假設(shè)，將甲烷在一定量的O2中燃燒的產(chǎn)物依次通過下列裝置：無水C無水C誨。，澄清石灰水澄清石灰水植物煮沸過的E‘油植物煮沸過的E‘油食醋E食鹽水XD干燥的空氣CABCD1、A、B裝置的順序能否顛倒？（填"能”或"否"）。2、實(shí)驗(yàn)中用純凈O2而不用空氣的原因是。3、實(shí)驗(yàn)中觀察到A中無水CuSO4變藍(lán)，B、D中澄清石灰水變渾濁，C中紅色粉末變成黑色，由此推斷同學(xué)猜想成立。44、請寫出B中澄清石灰水變渾濁、C中紅色粉末變成黑色的化學(xué)方程式：【反思與交流工為避免有毒的CO污染環(huán)境，所以含碳元素的物質(zhì)燃燒必須滿足的條件是①甲同學(xué)認(rèn)為，試管A發(fā)生的現(xiàn)象就能夠說明鐵的銹蝕是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣共同作用的結(jié)果。乙同學(xué)不同意他的觀點(diǎn)，認(rèn)為必須全面觀察試管_（選填試管編號(hào)）發(fā)生的現(xiàn)象，并經(jīng)過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评?，才能得出上述結(jié)論。②試管D和E實(shí)驗(yàn)的目的是進(jìn)一步探究鐵在的環(huán)境中是否更容易銹蝕。③為防止金屬銹蝕，除了采用覆蓋保護(hù)膜等措施以外，還可以制成合金。這是因?yàn)楹辖鹋c純金屬相比，其組成和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而引起的變化。（2）某同學(xué)向分別盛有等質(zhì)量的鐵粉和鋅粒的試管中，倒入等質(zhì)量、等溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀硫酸，以

“金屬表面產(chǎn)生氣泡的快慢”為標(biāo)準(zhǔn)來判斷兩種金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱。有的同學(xué)認(rèn)為這種方案不夠合理，理由是。(3)將一定質(zhì)量的鐵粉放入硝酸銅、硝酸鋅的混合溶液中，充分反應(yīng)后過濾，所得固體中一定含有的物質(zhì)是，且反應(yīng)后溶液質(zhì)量比反應(yīng)前(選填“增大”、“減小”或“不變”)。.(2012.株洲市)(10分)小紅和她的同學(xué)學(xué)習(xí)了金屬活動(dòng)性及稀硫酸的一些性質(zhì)后，對銅與濃硫酸能否發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生了興趣，并進(jìn)行了如下探究：【提出問題】猜想I：銅與濃硫酸不能反應(yīng)；猜想H：銅與濃硫酸能反應(yīng)，且可能生成氫氣?！緦?shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)I：在一支試管中加入一小片銅，再加入少量的濃硫酸，放置一段時(shí)間，試管中無現(xiàn)象；實(shí)驗(yàn)H：再給上述試管加熱，試管中產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，將反應(yīng)后的溶液小心地注入到盛有少量水的燒杯中，溶液呈現(xiàn)出明顯的藍(lán)色?！痉治霾孪搿?1)溶液呈藍(lán)色，說明生成了①(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及已有的知識(shí)推斷，產(chǎn)生的氣體不可能是氫氣，很可能是一種含硫元素的氣體?！静殚嗁Y料】(1)常見的含硫元素的氣體有二氧化硫和硫化氫。(2)二氧化硫和二氧化碳相似，都能和氫氧化鈉等堿溶液反應(yīng)生成鹽和水。(3)二氧化硫能使品紅溶液褪色，加熱，又能恢復(fù)原來的紅色。硫化氫不能使品紅溶液褪色。(4)二氧化硫和硫化氫均有毒?！緦?shí)驗(yàn)探究】為了檢驗(yàn)產(chǎn)生的有刺激性氣味的氣體的成分，小紅和她的同學(xué)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)：將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液中，品紅溶液褪色，加熱，溶液又恢復(fù)了紅色?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】(1)在常溫下，銅與濃硫酸不能反應(yīng)(2)在加熱條件下銅與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是②,此反應(yīng)還生成了水，請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式③；(3)濃硫酸與銅加熱時(shí)能反應(yīng)，而稀硫酸與銅即使加熱也不能反應(yīng)，由此說明：物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)除了與物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)外，還可能與溶液中溶質(zhì)的④有關(guān)?！就卣寡由臁繛榱朔乐刮廴究諝猓〖t和她的同學(xué)采用氫氧化鈉溶液來吸收多余的氣體，請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式⑤。趣浮暮丁丁萬篇.暖寶寶是一種防寒用品，如圖所示。暖寶寶中的主要成分有哪些?發(fā)熱用方派］南上升應(yīng)部也內(nèi)幅*K單桿履舟燃*用方派］南上升應(yīng)部也內(nèi)幅*K單桿履舟燃*I支出依翼J如耳8!好!■七,嘯江中批#5IC.⑴小明探究：暖寶寶中的主要成分是什么？剪開內(nèi)包裝袋，倒出其中的粉末，發(fā)現(xiàn)呈黑色。【提出猜想】該黑色粉末可能含有炭粉、鐵粉、二氧化錳、氧化銅、四氧化三鐵中的一種或幾種?！境醪津?yàn)證】將磁鐵靠近黑色粉末，部分被吸引。【查閱資料】四氧化三鐵具有磁性，能被磁鐵吸引?！镜贸鼋Y(jié)論】該黑色粉末可能含有?！具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①取黑色粉末加足量稀硫酸固體部分溶解，有氣泡產(chǎn)生，溶液無藍(lán)色②取實(shí)驗(yàn)①的殘?jiān)茻?，將?nèi)壁涂澄清石灰水的小燒杯罩在上方澄清石灰水變渾濁

由實(shí)驗(yàn)①可知，該黑色粉末肯定含，肯定不含.（2）寫出實(shí)驗(yàn)①的化學(xué)反應(yīng)方程式。由實(shí)驗(yàn)②可知，該黑色粉末肯定含。（2）小明思考：暖寶寶為什么會(huì)發(fā)熱?【查閱資料】暖寶寶中的鐵粉在空氣中發(fā)生了緩慢氧化，進(jìn)而放出熱量。由此可見，人們可以利用化學(xué)反應(yīng)放出的能量，請?jiān)倥e一例：。⑶人們利用化學(xué)反應(yīng)還可以。COJ+COT+H2O。某化學(xué)興趣.已知草酸COJ+COT+H2O。某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置，用于制取純凈干燥的的CO氣體來還原氧化鐵。請根據(jù)題目要求回答下列問題：（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)首先點(diǎn)燃處的酒精燈（填裝置序號(hào)）。（2）裝置B中NaOH的作用是；C中所盛的液體是。B裝置玻璃管中觀察的現(xiàn)象是，反應(yīng)的方程式為（4）從E裝置出來的尾氣要進(jìn)行處理，是因?yàn)槲矚庵泻小?.（2012年煙臺(tái)市）（8分）2012