高三化學教案：《重要金屬化合物的性質》教學設計

　　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

　　2Ag2O4Ag+O2↑　　　　　　　　2HgO2Hg+O2↑

　　4Cu2Cu2O+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+H2OMg(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+H2Cu+H2O

　　Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

　　ZnO+CZn+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：

　　①堿性氧化物

　　②兩性氧化物

　　③熱穩定性

　　④絡離子的形成

　　⑤氧化性

　　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。

　　(老師指導下學生分析回答)

　　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)

　　ⅠA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

　　(指導學生分析，回答)

　　學生討論，分析，整理筆記。

　　(1)熱穩定性

　　2AgOHAg2O+H2O

　　Cu(OH)2CuO+H2O

　　2Fe(OH)3Fe2O3+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。

　　③“Mg—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

　　②酸性(H+)

　　③堿性(OH-)

　　④絡合劑

　　⑤還原性

　　【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。

　　(指導學生讀題、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

　　①和②的反應以確定出溶液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+COFe+CO2

　　CuO+COCu+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。

　　①首先應理解題目給予的信息：

　　即：2Cu+Cu+Cu2+

　　給我們提示，應該選擇酸溶液為鑒定試劑。

　　②CuO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。

　　③最后可確定稀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。

　　③Fe3+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