化学必修 第一册第一节 物质的分类及转化第二课时学案

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第二课时　物质的转化1．熟知酸、碱、盐的性质，会书写相关反应的化学方程式，并判断其反应类型。2．认识同类物质有相似性，学会分析研究物质性质与相互转化的方法，促进“证据推论与模型认知”化学核心素养的发展。  1．探究酸的通性(以盐酸为例)性质预测实验操作实验现象实验结论盐酸可与下列物质反应：在盐酸中滴入石蕊溶液溶液变红色酸能使指示剂变色在盛有铁丝的试管中滴入盐酸产生无色气泡酸能与活泼金属反应在盛有氧化铜的试管中滴入盐酸固体溶解，溶液呈蓝色酸能与碱性氧化物反应在盛有烧碱溶液(含石蕊溶液)的试管中滴入过量盐酸蓝色溶液变为红色酸能与碱反应在盛有硝酸银溶液的试管中滴入盐酸产生白色沉淀酸能与某些盐反应写出盐酸分别与上述物质反应的化学方程式，并注明反应类型。(1)铁：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；置换反应。(2)氧化铜：CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O；复分解反应。(3)烧碱：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O；复分解反应。(4)硝酸银：AgNO3＋HCl===AgCl↓＋HNO3；复分解反应。[问题探讨]为什么不同的酸具有相似的化学性质？提示：不同的酸在组成上相似，从微观视角来看，不同的酸溶液中都含有H＋，从而决定了不同酸的化学性质相似。2．探究碱的通性(以澄清石灰水为例)性质预测实验操作实验现象实验结论澄清石灰水可与下列物质反应：向澄清石灰水中滴入无色酚酞溶液溶液变红色碱能使指示剂变色向盛有稀H2SO4的试管中滴入澄清石灰水产生白色沉淀碱能与酸反应向澄清石灰水中通入CO2气体澄清石灰水变浑浊碱能与酸性氧化物反应向澄清石灰水中滴入Na2CO3溶液产生白色沉淀碱能与某些盐反应向CuCl2溶液中滴入澄清石灰水产生蓝色沉淀写出澄清石灰水分别与上述物质反应的化学方程式，并注明反应类型。(1)H2SO4：Ca(OH)2＋H2SO4===CaSO4↓＋2H2O；复分解反应。(2)CO2：CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O；复分解反应。(3)Na2CO3：Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH；复分解反应。(4)CuCl2：CuCl2＋Ca(OH)2===CaCl2＋Cu(OH)2↓；复分解反应。[问题探讨]为什么不同的碱具有相似的化学性质？提示：不同的碱在组成上相似，从微观视角来看，不同碱溶液中都含有OH－，从而决定了不同碱的化学性质相似。3．探究盐的通性(以Na2CO3溶液为例)
性质预测实验操作实验现象实验结论向盛有稀硫酸的试管中滴加Na2CO3溶液产生大量无色气泡某些盐能与酸反应向Na2CO3溶液中滴加Ba(OH)2溶液产生白色沉淀某些盐能与碱反应向Na2CO3溶液中滴加CaCl2溶液产生白色沉淀盐能与某些盐反应写出Na2CO3溶液分别与上述物质反应的化学方程式，并注明反应类型。(1)H2SO4：Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑；复分解反应。(2)Ba(OH)2：Na2CO3＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋2NaOH；复分解反应。(3)CaCl2：Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl；复分解反应。[问题探讨]为什么某些不同的盐(如碳酸盐)具有相似的化学性质？提示：盐的组成中都含有金属阳离子(或铵根离子)和酸根离子；不同的碳酸盐溶液中都含有碳酸根离子，都能与强酸反应放出CO2气体，故不同的碳酸盐化学性质相似。1．酸、碱、盐的化学通性(1)酸的化学通性酸(2)碱的化学通性碱(3)盐的化学通性盐2．氧化物的化学通性(1)酸性氧化物的化学通性酸性氧化物(2)碱性氧化物的化学通性碱性氧化物[名师点拨](1)能溶于水的含氧酸，对应的酸性氧化物一般能与H2O反应生成相应的含氧酸，如H2SO4：SO3＋H2O===H2SO4。(2)能溶于水的碱(NH3·H2O除外)，对应的碱性氧化物一般能与H2O反应生成相应的碱，如NaOH：Na2O＋H2O===2NaOH。(3)有盐和水生成的反应不一定是中和反应，如酸性氧化物与碱反应、碱性氧化物与酸反应均有盐和水生成，但不是中和反应。1．氢氧化钠、氢氧化钙的溶液都具有相似的化学性质，其原因是(　　)A．都能电离出金属离子B．都能与酸反应生成盐和水C．都能使无色酚酞溶液变成红色D．溶液中都含有OH－解析：选D　NaOH、Ca(OH)2溶液中都含有OH－，都属于强碱，因此具有相似的化学性质。2．下列四组实验中，不能体现酸的通性的是(　　)解析：选C　盐酸与BaCl2溶液不反应，稀H2SO4与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀，与酸的通性无关。3．下列关于Ba(OH)2性质的描述中，不属于碱的共同性质的是(　　)A．能使紫色石蕊溶液变蓝色B．能与盐酸反应生成水C．能与Na2SO4溶液反应生成BaSO4沉淀D．能与CO2反应生成水解析：选C　Ba(OH)2与Na2SO4溶液反应生成BaSO4，不属于碱的共同性质。4．SO2和CO2均为酸性氧化物，试根据酸性氧化物具有的通性(类比CO2的性质)，推测SO2具有的性质，并写出有关反应的化学方程式：________________________________________________________________________。答案：(1)与水反应：SO2＋H2O===H2SO3；(2)与碱[如Ca(OH)2]反应：SO2＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O；(3)与碱性氧化物(如CaO)反应：CaO＋SO2===CaSO3  1．单质、氧化物、酸、碱、盐之间的转化关系(1)转化图示[注意]　①上述转化关系并非包含所有反应，如H2、CO、C还原CuO或Fe2O3，CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O等反应均未包含。②上述转化关系表示的是一般的共性，但学习时还要关注特殊性。例如，金属＋酸―→盐＋氢气，但铜与盐酸就不反应。(2)转化示例：在硫酸、二氧化碳、铜片、氯化钠、生石灰、一氧化碳、纯碱、铁和木炭9种物质间存在如图所示关系，给①～⑤选择适当的物质，使连线的两种物质能发生反应。Ⅰ.它们的化学式分别为①Fe；②H2SO4；③CO2；④CaO；⑤Na2CO3。Ⅱ.写出下列物质之间发生反应的化学方程式。①和②Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑；②和④CaO＋H2SO4===CaSO4↓＋H2O；②和⑤Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑；③和④CO2＋CaO===CaCO3。2．金属(或非金属)单质→盐的转化关系(1)金属单质(Ca)→盐的转化关系CaCaOCa(OH)2CaCO3CaCl2写出上述标号反应的化学方程式：①2Ca＋O22CaO；②CaO＋H2O===Ca(OH)2；③Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O；④CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。(2)非金属单质(C)→盐的转化关系CCO2H2CO3Na2CO3写出上述标号反应的化学方程式：①C＋O2CO2；②CO2＋H2O===H2CO3；③H2CO3＋2NaOH===Na2CO3＋2H2O。3．物质转化的应用(1)化学反应遵循质量守恒定律，故通过物质间的转化可以合成物质，如由单质可以得到盐，且有多条途径：(2)在实际生产中，通过物质的转化制备具体物质时，除了要考虑反应进行的可能性，还需要考虑原料来源、成本高低和设备要求等因素。例如，NaOH可以用Na2O和H2O反应制取，化学方程式：Na2O＋H2O===2NaOH，但Na2O来源少、成本高，故工业上通常用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH。1．以下物质间的转化，不能通过一步反应实现的是(　　)A．CO2→CaCO3 B．CO→CO2C．H2O2→O2 D．Cu→Cu(OH)2解析：选D　A中：CO2CaCO3，能一步转化；B中：COCO2，能一步转化；C中：H2O2O2，能一步转化；D中：Cu与水不反应，不能一步转化为Cu(OH)2。2．以下表示的是碳及其化合物的相互转化关系，其中涉及的基本反应类型依次为(　　)CCO2H2CO3CaCO3CO2A．置换反应、化合反应、分解反应、复分解反应B．置换反应、化合反应、复分解反应、分解反应C．化合反应、置换反应、分解反应、复分解反应D．化合反应、置换反应、复分解反应、分解反应解析：选B　C和CuO发生置换反应生成Cu和CO2；CO2与H2O发生化合反应生成H2CO3；H2CO3和Ca(OH)2发生复分解反应生成CaCO3和H2O；CaCO3高温分解生成CaO和CO2。3．“碳捕捉技术”常用于去除或分离气流中的二氧化碳。利用NaOH溶液“捕捉”CO2的基本过程如图(部分条件及物质已略去)：(1)反应分离室中，发生反应的化学方程式分别为CaO＋H2O===Ca(OH)2和________________________________________________________________________。(2)高温反应炉中，涉及反应的基本反应类型为________________________________________________________________________________________________________。(3)整个过程中，可以循环利用的物质为_________________________________________________________________________________________________________(填化学式)。解析：(1)由题干及图示知，捕捉室中氢氧化钠溶液吸收二氧化碳生成碳酸钠(或碳酸氢钠)，则反应分离室中还存在的反应是Na2CO3＋Ca(OH)2===2NaOH＋CaCO3↓[或NaHCO3＋Ca(OH)2===NaOH＋CaCO3↓＋H2O]。(2)根据图示，高温反应炉中发生的反应是碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳，基本反应类型为分解反应。(3)参加反应且又生成的物质为可循环利用的物质，整个过程中，可以循环利用的物质为NaOH、CaO。答案：(1)NaHCO3＋Ca(OH)2===NaOH＋CaCO3↓＋H2O[或Na2CO3＋Ca(OH)2===2NaOH＋CaCO3↓](2)分解反应　(3)NaOH、CaO[分级训练·课课过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．既能跟稀硫酸反应又能跟熟石灰反应的物质是(　　)A．硫酸铜 B．碳酸钠C．氢氧化钠 D．碳酸钙解析：选B　Na2CO3与稀H2SO4反应生成Na2SO4、H2O和CO2，Na2CO3与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀和NaOH，B项符合题意。2．氢氧化钾是我国古代纺织业常用于漂洗的洗涤剂。古代制取氢氧化钾的流程如下：在上述流程中没有涉及的化学反应类型是(　　)A．化合反应 B．分解反应C．置换反应 D．复分解反应解析：选C　该流程中发生的反应依次是：CaCO3CaO＋CO2↑(分解反应)；CaO＋H2O===Ca(OH)2(化合反应)；Ca(OH)2＋K2CO3===CaCO3↓＋2KOH(复分解反应)。3．某同学要在下面“五环”图中填入物质，使相连的物质间能发生反应，不相连的物质间不能发生反应。你认为“五环”中有空缺的一环应填入的物质是(　　)A．稀硫酸 B．氧气C．二氧化碳 D．氯化钠解析：选C　有“空缺”的一环中的物质既能与NaOH溶液反应，又能与C反应，四个选项中只有CO2符合，化学方程式分别为2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，CO2＋C2CO。4．下列各组物质之间可以按如图所示关系直接转化的是(　　)―→―→―→A．Fe―→Fe2O3―→FeSO4―→FeB．CO―→CO2―→H2CO3―→COC．NaOH―→NaCl―→Na2CO3―→NaOHD．HCl―→CuCl2―→BaCl2―→HCl解析：选D　A项中，Fe2O3―→FeSO4不能一步实现；B项中，H2CO3―→CO不能一步实现；C项中，NaCl―→Na2CO3不能一步实现。5．物质A～E均含同种元素，都是中学化学中常见的物质，它们可发生如图所示的反应(除A～E外的其他物质已略去)：(1)写出相应物质的类别。物质BCD类别   (2)在以上反应中，属于复分解反应的是________(填序号)。(3)写出反应③和⑦的化学方程式：________________________________________。解析：(1)由题给信息，结合转化关系，推测A～E中均含有铜元素，A是Cu；E是CuSO4；B是CuCl2，属于盐；C是Cu(OH)2，属于碱；D是CuO，属于氧化物。代入题图中，符合转化关系。(2)反应①是CuO＋H2Cu＋H2O，属于置换反应；反应②是2Cu＋O22CuO，属于化合反应；反应③是CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O，属于复分解反应；反应④是CuSO4＋BaCl2===BaSO4↓＋CuCl2，属于复分解反应；反应⑤是CuCl2＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋2NaCl，属于复分解反应；反应⑥是Cu(OH)2CuO＋H2O，属于分解反应；反应⑦是CuSO4＋Fe===Cu＋FeSO4，属于置换反应。答案：(1)物质BCD类别盐碱氧化物(2)③④⑤(3)CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O、Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4