考点2 常见金属的重要氧化物.docx
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考点2常见金属的重要氧化物
考点2常见金属的重要氧化物
[课前预习区]
1.Na2O和Na2O2
（1）Na2O的色态为，是一种化合物，电子式为，构成微粒为，主要产生于。
Na2O2的色态为，是一种化合物，电子式为，构成微粒为，其用途主要有。
（2）Na2O、Na2O2表现的主要化学性质有哪些？
写出有关反应的化学反应方程式,是氧化还原反应的标出电子转移情况。
（3）根据Na2O的反应方程式，试总结金属氧化物（碱性氧化物）的通性：
2、Al2O3
（1）Al2O3是一种色水的物质，熔点可作，是典型的氧化物。
（2）Al2O3的主要化学性质有哪些？
与强酸反应的离子方程式：
与强碱反应的离子方程式：
3、铁的氧化物
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
名称（俗名）
氧化亚铁
氧化铁
（俗名铁红）
四氧化三铁（俗名磁性氧化铁）
铁的价态
＋2
＋3
＋2、＋3
颜态
黑色固体
红棕色固体
黑色晶体
类别
碱性氧化物
碱性氧化物
碱性氧化物
与还原剂的反应（如H2、CO、Al）
H2＋FeO===Fe＋H2O
3CO＋Fe2O3===2Fe＋3CO2
8Al＋3Fe3O4===4Al2O3＋9Fe
与酸（H＋）的反应
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
稳定性
不稳定，易转化为+3价的铁化合物
稳定
稳定
4.铜的氧化物
物质
性质
Cu2O
CuO
Cu的化合价
＋1
＋2
对应的水化物
CuOH
Cu（OH）2
物理性质
红色粉末、不溶于水
黑色粉末、不溶于水
主要化学性质
CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O
CuO＋H2===Cu＋H2O
稳定性
稳定
常见氧化物
转化关系
4CuO=高温=2Cu2O＋O2
[课堂互动区]
[重难点突破]
一、Na2O2的特性
[例题1]（2008全国理综Ⅰ）在溶液中加入过量Na2O2后仍能大量共存的离子组是
A.NH4+、Ba2+、Cl-、NO3-B.K+、[Al（OH）4]-、Cl-、SO42-
C.Ca2+、Mg2+、NO3-、HCO3-D.Na+、Cl-、CO32-、SO32-
[规律总结1]1.Na2O溶于生成。
所以主要体现性，而Na2O2溶于水生成和，所以既体现又具有性：
可将等还原性离子氧化，且加入到品红、酚酞溶液中现象分别为：
【规律总结1】Na2O2具有强氧化性：
将I－、S2－、HS－、SO32－、HSO3－、Fe2+等还原性离子氧化，且加入到品红、酚酞溶液中现象分别为：
有大量气泡生成，溶液退色；有大量气泡生成，溶液先变红后退色。
【变式1】将Na2O2投入FeCl2溶液中,可观察到的现象是（）
A．生成白色沉淀、有气泡产生B．生成红褐色沉淀、有气泡产生
C．生成浅绿色沉淀、有气泡产生D．生成黑色沉淀，有气泡产生
【变式2】某溶液含有①NO3-、②HCO3-、③SO32-、④CO32-、⑤SO42-等五种阴离子。
向其中加入少量的Na2O固体后，溶液中的离子浓度基本保持不变的是（忽略溶液体积变化）
A．①B．①⑤C．①③⑤D．①③④⑤
若改为加入Na2O2呢？
【变式3】．（2012北京7）下列结实实验现象的反映方程式正确的是
A．切开的金属Na暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗2Na+O2=Na2O2
B．向AgC1悬浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色2AgC1+S2-=Ag2S↓+2C1-
C．Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色粘稠物2Na2O2=2Na2CO3+O2
D．向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水，出现白色沉淀2HCO3-+Ca2++2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O
二、Al2O3两性
【例2】（09福建卷
24）
从铝土矿（主要成分是
，含
、
、MgO等杂质）中提取两种工艺品的流程如下：
请回答下列问题：
（1）流程甲加入盐酸后生成Al3+的方程式为________.
（2）流程乙加入烧碱后生成Si
的离子方程式为________.
（3）验证滤液B含
，可取少量滤液并加入________（填试剂名称）。
（4）滤液E、K中溶质的主要成份是________（填化学式），写出该溶液的一种用途________
【答案】
（1）Al2O3+6H＋=2Al3＋+3H2O
（2）SiO2+2OH－=SiO32－+H2O
（3）硫氰化钾（或硫氰酸钾、苯酚溶液等合理答案）（4）NaHCO3；制纯碱或做发酵粉等合理答案
[问题组]
1）若铝土矿（Al2O3）中含杂质
，则提取铝的方法是什么？
2）若铝土矿（Al2O3）中含杂质
，则提取铝的方法是什么？
[归律总结1]既能与强酸又能与强碱反应的物质：
（1）Al；
（2）Al2O3；（3）Al（OH）3；（4）弱酸的酸式盐（5）弱酸的铵盐（6）氨基酸
[变式4]（2010山东29）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
（1）以下为铝材表面处理的一种方法：
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是:
（用离子方程式表示）。
为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的。
a．NH3b．CO2c．NaOHd．HNO3
②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为:
。
取少量废电解液，加入NaHCO3，溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是。
3、铁的氧化物
【例3】下列有关铁及其化合物的说法中正确的是（）
A.赤铁矿的主要成分是
B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为
和
C.除去
溶液中的
杂质可以向溶液中加入铁粉,然后过滤
D.
与KSCN产生红色沉淀,铁与水蒸气在高温下的反应产物为
和
4、铜的氧化物
【例4】 铜在自然界存在于多种矿石中，如：
矿石名称
黄铜矿
斑铜矿
辉铜矿
孔雀石
主要成分
CuFeS2
Cu5FeS4
Cu2S
CuCO3·Cu（OH）2
请回答下列问题：
（1）上表所列铜化合物中，铜的质量百分含量最高的是__________。
（2）工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。
该工艺的中间过程会发生反应：
2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑，反应的氧化剂是__________。
（3）SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是________________；
处理该尾气可得到有价值的化学品，写出其中1种酸和1种盐的名称___________。
（4）黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一步采用电解法精制。
请简述粗铜电解得到精铜的原理：
___________________________________。
（5）下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是______。
（填字母）
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
铜绿的主要成分是碱式碳酸铜
可用稀盐酸除铜器表面的铜绿
Ⅰ对；Ⅱ对；有
B
铜表面易形成致密的氧化膜
铜容器可以盛放浓硫酸
Ⅰ对；Ⅱ对；有
C
铁比铜活泼
铆在铜板上的铁钉在潮湿空气中不易生锈
Ⅰ对；Ⅱ对；有
D
蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化
硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂
Ⅰ错；Ⅱ对；无
变式5 某红色固体的成分可能是氧化亚铜、铜或三氧化二铁中的一种或几种。
某学校化学研究小组欲探究该红色固体的成分。
请你参与该活动，并完成相关实验设计。
查资料知道，氧化亚铜是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成铜和硫酸铜，在空气中加热生成氧化铜。
（1）甲同学认为，取少量固体，加入足量稀硫酸，充分搅拌后，取该溶液少量，置于一洁净的试管中，滴加硫氰化钾溶液，如溶液不变红色，证明原固体中一定不含三氧化二铁。
你认为这种说法合理吗？
__________。
简述你的理由（不需写出反应的化学方程式）：
______________________________________________。
（2）乙同学认为，取少量固体溶于稀硫酸，若固体全部溶解，就说明一定没有铜和氧化亚铜。
这种说法不合理。
在此实验过程中，可能发生如下反应（用离子方程式表示）：
__________________________________________。
（3）丙同学经分析确知该固体的成分是氧化亚铜和铜。
他想通过实验测定两种物质的质量分数。
请你帮他设计一个实验方案，写出实验涉及到反应的化学方程式；以a、b、c……代表实验测出的相应数据，写出氧化亚铜的质量分数的表达式。
化学方程式：
____________________。
（选作）氧化亚铜的质量分数的表达式：
________
__。
[规律总结2]金属氧化物的性质
1、通性
2、特性
1Na2O2的氧化性
②Al2O3的两性
③铁（铜）的化合物的变价态
【课后作业】
1.（09青岛一模）下列反应的离子方程式正确的是（）
A．向铁粉中加入稀盐酸：
2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
B．在Ca（HCO3）2溶液中加入过量NaOH溶液：
Ca2+＋OH-＋HCO3-═CaCO3↓＋H2O
C．铜片加入稀硝酸中：
Cu+NO3-+4H+=Cu2++NO↑+2H2O
D．氯化铝溶液中加入过量氨水：
Al3+＋3NH3·H2O═Al（OH）3↓＋3NH4+
2.（09青岛二模）已知同温度下的溶解度：
Zn（OH）2＞ZnS，MgCO3＞Mg（OH）2；就溶解或电离出S2－的能力而言，FeS＞H2S＞CuS，则下列离子方程式错误的是：
（）
A．Mg2++2HCO3-+2Ca2++4OH-＝Mg（OH）2↓+2CaCO3↓+2H2O
B．Cu2++H2S＝CuS↓+2H+
C．Zn2++S2-+2H2O＝Zn（OH）2↓+H2S↑
D．FeS+2H+＝Fe2++H2S↑
3.（2009年深圳市一模）下列实验均发生了化学反应：
①将铁钉放入CuS04溶液中；
②向FeS04溶液中滴加浓HN03;③将铜丝放入FeCl3溶液中。
下列判断中正确的是（）
A.上述实验证明了氧化性：
Fe3+＞Fe2＋＞Cu2－
B.上述实验证明了Fe2－既有氧化性又有还原性
C.实验①、③中的化学反应都是置换反应
D.向三个实验后的溶液中加入足量NaOH溶液，最终都有Fe（OH）3生成
4.（2010·德州模拟）如图为实验室制氢气的简易装置．若在加稀硫酸时，发现锌粒、酸没有接触而稀硫酸又不够，为使反应顺利进行则可以从漏斗中加入的试剂是：
①食盐水 ②KNO3溶液 ③乙醇 ④Na2CO3溶液⑤CCl4 ⑥浓氨水（）
A．①③⑤B．②⑥C．③⑤D．①②④
5.（2009年肇庆市二模）高铁酸钠（Na2FeO4）是一种新型、高效、多功能水处理剂，是比Cl2、O3、ClO2、KMnO4氧化性更强、无二次污染的绿色水处理剂。
工业制高铁酸钠的方法有如下两种：
（）
湿法制备的主要离子反应为：
2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,
干法制备的主要反应方程为：
2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑
则下列有关说法正确的是
A．高铁酸钾中铁显+6价B．湿法中FeO42-是还原产物
C．干法中每生成1molNa2FeO4转移4mol电子
D．K2FeO4可氧化水中的H2S、NH3，生成的Fe（OH）3胶体还能吸附悬浮杂质
6.（09上海市高考模拟）在pH为4-5的环境中，Cu2+和Fe2+不水解，而Fe3+几乎完全水解。
工业上制CuCl2是将浓盐酸用蒸汽加热到80℃左右。
在漫漫加入粗氧化铜（含杂质FeO）,充分搅拌使之溶解。
欲除去所得CuCl2溶液中的杂质离子，下列方法中可行的是（）
A．加入HNO3将Fe2+氧化成Fe3+,再加水稀释至pH为4-5
B．向溶液中通入Cl2,再加入CuO粉末调节至pH为4-5
C．向溶液中通入Cl2,在通入NH3调节至pH为4-5
D．向溶液中通入H2O2,再加入Cu粉末调节至pH为4-5
7、有关Na2CO3和NaHCO3的叙述，错误的是（）
A相同质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量的盐酸反应，在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积大
B将石灰水加入NaHCO3溶液中产生沉淀，加入Na2CO3溶液中产生沉淀
C向Na2CO3饱和溶液中通入足量的CO2会有NaHCO3晶体析出
DNa2CO3中含少量NaHCO3，可用加热法除去
8、根据下图所示关系，确定A、B、C、D、E、F的化学式，并写出有关的化学式。
9.（2009年广州市一模）铁单质及其化合物在生活、生产中有广泛应用。
请回答下列问题：
（1）黄铁矿（FeS2）是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。
其中一个反应为
3FeS2＋8O2
6SO2＋Fe3O4，3molFeS2参加反应转移mol电子。
（2）氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式为________________________。
从腐蚀废液回收得到金属铜还需要的试剂为___________________________________。
（3）与明矾相似，硫酸铁也可用作絮凝剂，在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去，其原因是。
（4）下表中，对陈述I、II的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是_____。
陈述I
陈述II
判断
A
铁是地壳中含量最高的金属元素
铁是人类最早使用的金属
I对；II对；有
B
常温下铁与稀硫酸反应生成氢气
高温下氢气能还原氧化铁生成铁
I对；II对；无
C
铁属于过渡金属元素
铁和铁的某些化合物可以用作催化剂
I错；II对；无
D
铁在空气中表面生成致密氧化膜
可用铁罐储存运输浓硫酸、浓硝酸
I对；II对；有
10.（2010·聊城调研）
（1）如下图所示，当容器A中的反应开始后，若分别进行下列操作，请回答有关问题：
①若弹簧夹C打开，B容器中有什么现象发生？
②若弹簧夹C关闭一会儿，容器A中的反应还在进行时，B容器中有什么现象发生？
写出B容器中有关反应的化学方程式。
③若先打开弹簧夹C一段时间，容器A中的反应还在进行时，再关闭弹簧夹C一会儿，B容器中有什么现象发生？
（选作）
（2）已知：
2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2,2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－
①含有1molFeI2和2molFeBr2的溶液中通入2molCl2，此时被氧化的离子是__________，被氧化的离子的物质的量分别是__________。
②如果向原溶液中通入3molCl2，则被氧化的离子是__________，其对应的氧化产物的物质的量分别是__________________________________________。
③若向含amolFeI2和bmolFeBr2的溶液中通入cmolCl2，当I－、Fe2＋、Br－完全被氧化时，c为__________________________________________（用含a、b的代数式表示）。
【2013高考真题呈现】
1.（2013上海卷）22.一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中，收集到气体VL（标准状况），向反应后的溶液中（存在Cu2+和SO42-）加入足量NaOH，产生蓝色沉淀，过滤，洗涤，灼烧，得到CuO12.0g，若上述气体为NO和NO2的混合物，且体积比为1﹕1，则V可能为
A.9.0LB.13.5LC.15.7LD.16.8L
2.（2013浙江卷26）氢能源是一种重要的清洁能源。
现有两种可产生H2的化合物甲和乙。
将6.00g甲加热至完全分解，只得到一种短周期元素的金属单质和6.72LH2（已折算成标准状况）。
甲与水反应也能产生H2，同时还产生一种白色沉淀物，该白色沉淀可溶于NaOH溶液。
化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙，丙在标准状态下的密度为1.25g/L。
请回答下列问题：
（1）甲的化学式是_________；乙的电子式是__________。
（2）甲与水反应的化学方程式是__________________________________-。
（3）气体丙与金属镁反应的产物是_______（用化学式表示）。
（选作）（4）乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙，写出该反应的化学方程式_________。
有人提出产物Cu中可能还含有Cu2O，请设计实验方案验证之_________________________。
（已知Cu2O+2H+==Cu+Cu2++H2O）
（5）甲与乙之间_______（填“可能”或“不可能）发生反应产生H2，判断理由是________。
3.（2013全国新课标卷2，27）
氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。
纯化工业级氧化锌（含有Fe（Ⅱ）,Mn（Ⅱ）,Ni（Ⅱ）等杂质）的流程如下:
工业ZnO浸出液滤液
滤液滤饼ZnO
提示:
在本实脸条件下，Ni（Ⅱ）不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2
回答下列问题:
（1）反应②中除掉的杂质离子是，*发生反应的离子方程式为；
加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是；
（2）反应③的反应类型为。
过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有；
（选作）（3）反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是
。
（选作）（4）反应④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn（OH）2.取干操后的滤饼11.2g，煅烧后可得到产品8.1g.则x等于。
#4.（2013北京卷27）用含有A12O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备A12（SO4）3·18H2O。
，工艺流程如下（部分操作和条件略）:
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤:
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；
Ⅲ.加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色:
Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失，过滤；
Ⅴ.浓缩、结晶、分离，得到产品。
（1）H2SO4溶解A12O3的离子方程式是
（2）KMnO4-氧化Fe2+的离子方程式补充完整：
（3）已知：
生成氢氧化物沉淀的pH
Al（OH）3
Fe（OH）2
Fe（OH）3
开始沉淀时
3.4
6.3
1.5
完全沉淀时
4.7
8.3
2.8
注：
金属离子的起始浓度为0.1mol·L-1
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的：
。
（4）己知:
一定条件下，MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2。
①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCI并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是。
*②Ⅳ中加入MnSO4的目的是。
【答案】
（1）Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O；
（2）5、8H+、5、4H2O；
#5.（2013江苏卷16）氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。
硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。
以菱镁矿（主要成分为MgCO3，含少量FeCO3）为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：
（1）MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为。
（2）加入H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为。
（3）滤渣2的成分是（填化学式）。
（4）煅烧过程存在以下反应：
2MgSO4＋C
2MgO＋2SO2↑＋CO2↑
MgSO4＋C
MgO＋SO2↑＋CO↑
MgSO4＋3C
MgO＋S↑＋3CO↑
利用右图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。
D中收集的气体可以是（填化学式）。
B中盛放的溶液可以是（填字母）。
a.NaOH溶液b.Na2CO3溶液c.稀硝酸d.KMnO4溶液
A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为＋4，写出该反应的离子方程式：
。
6、（2013·天津化学·7）X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素，原子序数依次增大。
X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0；Q与X同主族；Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。
请回答下列问题：
（1）五种元素原子半径由大到小的顺序是（写元素符号）————————
（2）X与Y能形成多种化合物，其中既含极性键又含非极性键，且相对分子质量最小的物质（写分子式）————
（3）由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系
其中C是溶于水显酸性的气体；D是淡黄色固体。
写出C的结构式——；D的电子式——
如果A、B均由三种元素组成，B为两性不溶物，则A的化学式为——
由A转化为B的离子方程式——————
如果A由三种元素组成，B由四种元素组成，A、B溶液均显碱性。
用离子方程式表示A溶液显碱性的原因——————————————————。
A、B浓度均为0.1mol/L的混合溶液中，离子浓度由大到小的顺序是——————；常温下，在该溶液中滴加稀盐酸至中性时，溶质的主要成分有————。
7.（2013大纲卷29）铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石（Na3AlF6）混合熔融电解制得。
①铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。
从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：
②以萤石（CaF2）和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：
回答下列问题：
（1）写出反应1的化学方程式；
（2）滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是，（删）反应2的离子方程式为；
（3）E可作为建筑材料，化合物C是，写出由D制备冰晶石的化学方程式；
（4）电解制铝的化学方程式是，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是。
8、（2013·浙江理综·28）（14分）
利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO。
制备流程如下：
已知：
Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似。
请回答下列问题：
（1）用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用有。
A．去除油污B．溶解镀锌层C．去除铁锈D．钝化
（2）调节溶液A的pH可产生Zn（OH）2沉淀，为制得ZnO，后续操作步骤是。
（3）由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中，须持续通入N2，其原因是。
（4）Fe3O4胶体粒子能否用减压过滤法实现固液分离？
（填“能”或“不能”），理由是。
（5）用重铬酸钾法（一种氧化还原滴定法）可测定产物Fe3O4中的二价铁含量。
若需配制浓度为0.01000mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液250mL，应准确称取K2Cr2O7（选作）g（保留4位有效数字，已知MK2Cr2O7=294.0g·mol-1）。
配制该标准溶液时，下列仪器不必要用到的有。
（用编号表示）
①电子天平②烧杯③量筒④玻璃
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