2019金属氧化物热还原反应实验条件的启示语文

化学实验金属的氧化与还原实验研究与分析在化学实验中，金属的氧化与还原是一个重要的研究领域。

通过对金属氧化和还原反应的实验研究与分析，我们可以深入了解金属的性质以及反应机制。

本文将以实验研究的方式，探讨金属的氧化与还原反应，分析实验结果，并给出实验的进一步应用和意义。

实验一：金属的氧化实验实验目的：研究不同金属与氧气反应的过程与结果，观察金属氧化的速度和现象。

实验步骤：取锌、铜、铁、铝等常见金属条，用砂纸擦净金属表面的氧化层，然后用火柴点燃将金属置于透明玻璃试管中，加热至较高温度，观察金属与氧气反应的现象。

实验结果与分析：在实验过程中，锌金属在加热后开始燃烧，火焰呈蓝色且明亮，产生白色的氧化锌物质；铜金属加热后颜色逐渐变暗，产生黑色的氧化铜物质；铁金属加热后表面生成红棕色的氧化铁物质；铝金属加热后呈轻微燃烧，生成白色的氧化铝物质。

根据实验结果可以得出结论：金属与氧气反应会发生氧化反应，金属氧化物是金属与氧气反应的产物。

不同金属与氧气反应产物的颜色、形态和反应速度都不尽相同。

实验二：金属的还原实验实验目的：研究金属氧化物与还原剂反应的过程与结果，观察金属的还原性质。

实验步骤：取氧化锌、氧化铜、氧化铁等金属氧化物，并分别加入透明玻璃试管中，加入一定量的还原剂，如氢气、氢氧化钠等，进行加热反应。

实验结果与分析：氧化锌与氢气反应后生成锌金属与水蒸气，并伴有放热现象；氧化铜与氢氧化钠反应后生成铜金属和水，并生成氢氧化铜沉淀；氧化铁与氢气反应后生成铁金属和水。

通过实验结果可以看出，金属氧化物与还原剂反应会发生还原反应，在还原过程中金属还原成金属本身，并伴有化学反应放热现象。

进一步应用与意义：金属的氧化与还原反应在生产和实际应用中具有重要的意义。

例如，金属的氧化反应被广泛应用于火柴、打火机等火种的制作中；金属的还原反应广泛应用于冶炼、电镀和化工等工业生产过程中。

此外，通过研究金属的氧化与还原反应，可以更好地理解金属与环境氧气的相互作用，为金属的腐蚀研究提供重要参考。

实验教案金属的氧化与还原实验实验教案：金属的氧化与还原实验实验简介：本实验旨在通过实际操作探究金属与氧气的氧化反应以及金属氧化物与氢气的还原反应，深化学生对化学反应中氧化与还原的概念理解，培养实验操作技能和科学观察力。

实验材料和设备：1. 实验材料：- 锌粉- 铜粉- 铁粉- 纸巾- 水2. 实验设备：- 试管- 试管夹- 镊子- 火柴- 高锰酸钾溶液（稀）实验步骤：1. 实验准备：- 准备三个干燥的试管，分别标注为 A、B、C。

- 在试管A 中分别加入少量的锌粉、铜粉、铁粉，每种金属一管。

- 将试管 B 中的高锰酸钾溶液稀释2倍。

2. 实验操作：- 将试管A 中的金属颗粒放置于实验台上，等待其表面适度氧化。

- 分别取出锌、铜、铁金属颗粒，用镊子夹着，先点燃锌，然后点燃铜，最后点燃铁。

- 将试管 C 倒置，迅速插入试管中的火焰，观察后收集试管口的气体。

实验结果和观察：1. 锌的氧化：- 锌颗粒表面迅速出现白色氧化物，并散发出一股特殊气味。

- 点燃时，氧化锌颗粒燃烧橘黄色火焰，最终生成白色粉末。

2. 铜的氧化：- 铜颗粒表面逐渐出现绿色氧化物。

- 点燃时，铜颗粒燃烧时发出绿色火焰，并在火焰熄灭后，留下棕红色的铜氧化物。

3. 铁的氧化：- 铁颗粒表面逐渐出现红褐色氧化物。

- 点燃时，铁颗粒燃烧时火焰较为微弱，火焰熄灭后留下黑色的铁氧化物。

4. 实验 C 观察：- 点燃金属颗粒产生的气体倒入试管 C 中，气体与高锰酸钾溶液反应后，高锰酸钾的紫色会逐渐褪色，最终变为无色。

实验讨论：根据实验结果，可以得出以下结论：1. 金属在与氧气反应时会发生氧化反应，形成相应的金属氧化物。

2. 不同金属生成的氧化物具有不同的颜色和性质。

3. 金属氧化物与高锰酸钾溶液反应时，还原了高锰酸钾，使其褪色。

实验延伸：学生们可以进一步探究以下问题：1. 通过改变金属颗粒的数量和大小，观察氧化反应的速率是否有差异？2. 尝试使用其他金属活动性较低的物质，如铅、锡等，探究其与氧气的反应情况。

金属氧化物热还原反应实验条件的启示金属氧化物热还原反应指的是金属氧化物(如Fe2O3、CuO等)在加热或者更高的温度条件下，用一些还原剂将氧化物中的金属元素以单质形式还原出来的反应。

这一类型的反应众多，也是目前刚刚接触化学这门自然学科的初中生必须掌握的反应。

但在实际教学过程中发现，大多数学生在书写这一类反应时很容易将反应条件弄混淆。

综合分析后，不难发现比如同一种金属氧化物在不同的还原剂作用下或者同一种还原剂还原不同的金属氧化物均会出现不同实验条件，如“加热”、“高温”……究竟是什么原因致使反应条件出现如此复杂的情况？笔者也曾读过许多化学期刊中有关这一类反应的实验探究型论文，论文中很少出现专门针对这类反应条件多样化进行的分析。

所以便借此机会，来谈谈我个人对此类反应的一些不成熟的看法，希望与广大同仁一起探讨，一起学习。

就以CuO和Fe2O3的还原为例。

现行的初中化学教材中出现的反应方程式有这几个：①2CuO+C2Cu+CO2↑；②CuO+H2Cu+H2O；③CuO+COCu+CO2；④2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑；⑤Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。

尤其是反应①是中学化学教材中固相反应的典型代表，因该反应的成功率低而被广泛谈论和改进；反应②则比其他反应易于进行且现象明显；反应③作为一个补充CO还原性的方程式出现在教材中。

根据金属氧化物在低于1800K温度下在还原顺序，Ca＞Mg＞Al＞C＞Si ＞H2＞CO，可以看出H2的还原能力介于C和CO之间，但H2不同于金属，它的优点是反应生成物之一是水蒸气，它能随时由反应区内移去，有利于反应向正方向移动，且产物较纯净。

还原剂的化学活动性由被还原的氧化物与还原后所得氧化物的热力学性质所决定。

各元素与氧发生反应，生成氧化物的特点是绝大部分反应的结果多为放出热量，放出的热量愈大，则生成的氧化物愈稳定。

在平衡体系MmOn+nH2mM+nH2O，H2O(g)的生成热(241．818kJ/mol)远远超过CuO 的生成热(156．8 kJ/mol)，所以CuO较易于H2所还原，一般酒精灯加热就可使反应顺利进行 [1] 。

专题3 金属的氧化还原实验课程标准课标解读 氧化还原是初中常见的知识。

涉及金属氧化物与还原剂的反应，该类题目考察知识面广、综合性强，是考查学生逻辑思维的一类题目。

考察的知识较多，结合物质特性与质量变化等，以探究和简答为主，难度较大。

辨别多种气体混合时，利用酸碱盐特点鉴别成分。

知识点01 金属氧化还原实验实验操作：在一支试管中加入少量的氧化铜，观察颜色，通入氢气，过一会儿，再给氧化铜加热，注意观察试管中变化，反应结束后继续通入氢气直至试管冷却。

实验现象：加热前氧化铜为黑色粉末状固体，加热反应一段时间后可观察到黑色的固体逐渐变成红色。

实验结论：氢气也可以使氧化铜变成铜。

注意：点燃酒精灯前需要通入一段时间的氢气，是为了排尽装置内的空气，反应结束后仍然需要通入一段时间的氢气，目的是为了避免铜又重新被氧化为氧化铜。

C ＋2CuO=====高温2Cu ＋CO 2↑C ＋CO 2=====高温2COCO ＋CuO △Cu ＋CO 2H 2＋CuO △Cu ＋H 2O【即学即练1】在学习“金属的冶炼”时，某学习小组用如图所示的装置测量氧化铜样品中氧化铜的质量分数，实验所取氧化铜样品质量为10克。

（所含杂质不参加反应）知识精讲目标导航（1）玻璃管内观察到的现象是________。

（2）甲同学的方法：先测出氢氧化钠浓溶液的质量为50克，待反应完全后再次称量，质量为54.4克。

请你计算样品中氧化铜的质量分数。

（一氧化碳不与氢氧化钠溶液反应）（3）乙同学的方法：先称量出玻璃管及样品的总质量为m1，待反应完全后再次称量，质量为m2，利用m1-m2的值，求出样品中氧化铜的质量分数。

其中m1-m2的值是指________的质量。

（4）同学们查阅到CO除了具有可燃性、难溶于水等性质外，还具有毒性。

因此，本实验中还需对尾气进行处理。

请你提出一种处理方法________。

【即学即练2】（2019·绍兴模拟）某科学兴趣小组的同学用如图装置，进行木炭还原CuO的探究实验，生成物是红色固体和无色气体。

金属的氧化与还原反应引言：金属的氧化与还原反应是化学中常见的一种反应类型，其在实际生活和工业生产中都具有重要的意义。

本文将以解释金属的氧化与还原反应的概念和机理为主要内容，探讨金属氧化反应的影响因素和应用。

一、金属氧化反应概述1. 金属的氧化反应是指金属物质与氧气发生反应，形成金属氧化物。

例如，铁与氧气反应生成铁氧化物，2Fe + O2 → 2FeO。

这种反应通常是放热反应，也称为燃烧反应。

2. 金属的氧化反应也可以通过间接路线进行。

例如，锌与酸溶液反应生成氢气和锌离子，2Zn + 2HCl → 2ZnCl + H2。

锌在这个反应中失去电子，氧化为锌离子。

二、金属离子的还原反应1. 金属的还原反应是指金属离子与电子发生反应，还原为金属物质。

例如，铜离子和电子反应生成铜金属，Cu2+ + 2e- → Cu。

这种反应通常是吸热反应。

2. 金属的还原反应也可以通过间接路线进行。

例如，铜离子与锌金属反应生成锌离子和铜金属，Cu2+ + Zn → Zn2+ + Cu。

锌在这个反应中失去电子，氧化为锌离子。

三、金属氧化反应的影响因素1. 温度：金属氧化反应的速率随温度的升高而增加，因为高温有利于反应物分子间的碰撞。

例如，铁与氧气的反应速率随温度的升高而增加。

2. 氧气浓度：氧气的浓度越高，金属氧化反应的速率越快。

例如，铁与纯氧气的反应速率要比铁与空气中氧气的反应速率快。

3. 金属活性：金属活性越高，氧化反应越容易发生。

例如，钠是活泼的金属，与氧气反应产生明亮的火焰。

四、金属氧化反应的应用1. 防锈：许多金属如铁、铝等容易被氧气氧化而生锈。

通过给金属涂覆一层不易氧化的物质，可以防止金属氧化反应的发生。

2. 腐蚀：金属在酸、碱等腐蚀性介质中会发生氧化反应，使金属表面腐蚀。

因此，在工业中要寻找对金属不具有腐蚀性的介质来保护金属。

3. 燃烧：金属氧化反应是各种燃烧过程的基础。

例如，火箭发射过程中，燃料中的金属与氧气反应释放大量能量。

碳、氢气、一氧化碳还原金属氧化物【考点过关】1.化学反应方程式:（四高温二加热）(1）碳和氧化铁反应:2Fe2O3+3C=4Fe+3CO2(高温)（2)碳和氧化铜反应: C+2CuO=2Cu+CO2（高温)（3）一氧化碳和氧化铁反应：：3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2（高温）(4）一氧化碳和氧化铜反应：CuO+CO= Cu+CO2(加热)（5）氢气和氧化铁反应：Fe2O3+H2=2Fe+3H2O(高温）（6）氢气和氧化铜反应：H2+CuO==Cu+H2O（加热)2.碳、一氧化碳、氢气还原氧化铜实验化学方程式C+2CuO=2Cu+CO2CuO+CO= Cu+CO2H2+CuO==Cu+H2O 反应条件高温加热加热实验现象试管中的固体由黑色逐渐变成亮红色，澄清的石灰水变浑浊玻璃管中的固体由黑色逐渐变成亮红色,澄清的石灰水变浑浊，并且有气泡从中不断地溢出。

（酒精灯有蓝色火焰生成）试管中的固体由黑色逐渐变成亮红色，同时管口有水滴生成．实验要求和注意事项要把刚烘干的碳粉和氧化铜粉末要均匀混合后，平铺在试管底部,试管口略向下倾斜（防止有水倒流到试管底部，使其炸裂），在酒精灯的灯焰上最好加一个网罩（以使火焰集中并提高温度，或者使用酒精喷灯来加热)；实验结束时，要先撤出导气管，再移走并熄灭酒精灯，待试管冷却后再把试管内的粉末倒在纸上（防止石灰水倒吸到试管里,炸裂试管;也为了使粉末冷却，防止还原出来的铜再次被氧化）反应前,先通一段时间一氧化碳,然后再加热（目的是为了尽可能的排净玻璃管内的空气，防止一氧化碳与其中的空气混合后，被点燃发生爆炸）;反应后，先撤走并熄灭酒精灯，等固体冷却后再停止通一氧化碳（目的是防止石灰水倒吸到玻璃管内,使其炸裂；也为了使固体冷却,防止刚还原出来的铜再次被氧化）；并且，由于一氧化碳有毒，如果直接排放到空气中，会造成污染，所以还要用点燃或收集的方法等来处理尾气．反应前，试管口略向下倾斜（防止有水倒流到试管底部，使其炸裂;同时，也有利于氢气在试管底部聚集参与反应）,将氢气验纯后先通一段时间氢气，然后再加热（目的是为了尽可能的排净玻璃管内的空气,防止氢气与其中的空气混合后，被点燃发生爆炸）；反应后,继续通入氢气,直到试管及其中的固体冷却后,再停止通氢气（目的是为了使固体冷却,防止刚还原出来的铜再次被氧化）．3.实验固态物质的重要物理性质：（1）铜:红色固体（2）氧化铜：黑色固体（3）铁：黑色固体（4）氧化铁：红色固体（5）碳：黑色固体4.实验气态物质的除杂与检验：气体氢气一氧化碳二氧化碳水蒸气检验点燃，在火焰上方罩一个干冷的烧杯.气体燃烧生成淡蓝色火焰且烧杯内壁有水珠证明气体为氢气让待检气体在空气中燃烧，在火焰上方罩一干燥的小烧杯，烧杯上无水珠生成，然后将产物与澄清的石灰水接触，澄清的石灰水变浑浊，则证明燃烧气体为CO将气体通入澄清的石灰水，如果澄清的石灰水变浑浊，则通入的气体是CO2。

化学实验金属的氧化还原反应一、实验目的：通过实验，了解金属的氧化还原反应过程，观察金属在氧气中的氧化反应和在酸中的还原反应。

二、实验器材和试剂：1. 金属：锌片、铜片、铁片；2. 实验器材：试管、试管架、酒精灯、吸管、强酸（如盐酸）；3. 其他：湿漆刷、细砂纸。

三、实验步骤：1. 操作前准备：a. 将锌片、铜片、铁片分别准备好，保证表面光洁；b. 清洗试管，并将试管放置在试管架上。

2. 实验一：金属在氧气中的氧化反应a. 将试管放置在实验台上，加入适量的氧气。

b. 用细砂纸轻轻打磨锌片的表面至光亮。

c. 用湿漆刷将锌片传送至试管中，并立即用实验蜡封口。

d. 观察试管内变化并记录。

3. 实验二：金属在酸中的还原反应a. 将试管放置在实验台上，加入适量的酸。

b. 用细砂纸轻轻打磨铜片的表面至光亮。

c. 用湿漆刷将铜片传送至试管中，并立即用实验蜡封口。

d. 观察试管内变化并记录。

四、实验结果与讨论：1. 实验一观察结果：a. 在氧气中，锌片表面逐渐出现白色粉末，试管内的氧气逐渐变淡。

b. 反应方程式：2Zn + O2 -> 2ZnO。

2. 实验二观察结果：a. 在酸中，铜片逐渐溶解，试管内冒出气泡，溶液变绿蓝色。

b. 反应方程式：Cu + 2HCl -> CuCl2 + H2。

3. 结果讨论：a. 实验一中锌与氧气反应生成了氧化锌，这是一种氧化反应。

b. 实验二中铜与酸反应生成了铜离子和氢气，这是一种还原反应。

五、实验小结：通过本实验，我们观察了金属在氧气和酸中的氧化还原反应。

实验结果显示，金属与氧气反应会生成相应的金属氧化物，而金属与酸反应会生成相应的离子和氢气。

这些反应都是氧化还原反应的典型例子。

学习和理解金属的氧化还原反应对于化学领域的学习和应用具有重要意义。

金属的氧化与还原反应金属是一类具有良好导电性和导热性的物质，常见于日常生活和工业生产中。

然而，金属在与氧气接触时会发生氧化反应，导致金属表面产生氧化物。

同时，金属在适当条件下也可以发生还原反应，还原为金属本身。

金属的氧化与还原反应是一种重要的化学现象，本文将从氧化反应和还原反应两个方面进行探讨。

一、金属的氧化反应金属的氧化反应是指金属与氧气发生化学反应，使金属表面形成氧化物的过程。

这种反应在日常生活中广泛存在，例如铁的生锈、铜的氧化等。

氧化反应的化学方程式一般可以表示为：2M + O2 → 2MO其中，M表示金属元素，MO表示对应的金属氧化物。

在这个过程中，金属原子失去了电子，形成了阳离子M，而氧气则接受了电子，形成了带负电的氧化物。

这种氧化反应常常伴随着金属的腐蚀和物质的破坏，是我们需要注意和避免的。

二、金属的还原反应与氧化反应相反，金属的还原反应是指金属氧化物与还原剂接触时，发生氧化物的分解，金属离子还原为金属原子的过程。

这种反应被广泛应用于冶金、化工等领域。

还原反应的化学方程式可以表示为：MO + C → M + CO在这个过程中，还原剂C与金属氧化物反应，使氧化物分解为金属元素M和一氧化碳CO。

金属原子的还原状态得到恢复，同时还原剂C被氧化为一氧化碳。

金属的还原反应在生产过程中起到了重要的作用，例如在炼钢过程中还原铁矿石等。

三、金属的氧化与还原反应的应用金属的氧化与还原反应在许多领域得到了广泛应用。

以下是一些常见的应用：1. 防腐蚀：由于金属氧化反应导致的腐蚀问题，人们通过涂层、电镀等方式来保护金属。

这些方法可以阻隔氧气和水分对金属的侵蚀，延长其使用寿命。

2. 冶金工艺：金属的还原反应在冶金工艺中起到重要作用。

例如，通过高温炼矿、还原炉等设备，可以将金属氧化物还原为金属，用于制造不同的金属产品。

3. 燃烧与能源：金属的氧化反应是燃烧的基础原理。

燃烧过程中，金属与氧气反应产生能量，释放出热和光。