高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 物质的分类及转化第2课时学案设计

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 物质的分类及转化第2课时学案设计，共15页。学案主要包含了物质的转化等内容，欢迎下载使用。

一、酸、碱、盐的性质
1．酸的通性(以H2SO4为例)：
(1)酸碱指示剂变色：紫色石蕊试液遇酸变红。
(2)与Zn反应的化学方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，反应类型置换反应。
(3)与NaOH反应的化学方程式为2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O，反应类型复分解反应。
(4)与CuO反应的化学方程式为CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O。
(5)与Na2CO3反应的化学方程式为H2SO4＋Na2CO3===Na2SO4＋CO2↑＋H2O，反应类型复分解反应。
2．碱的通性(以NaOH为例)：
(1)酸碱指示剂变色：无色酚酞试液遇碱变红，紫色石蕊试液遇碱变蓝。
(2)与酸性氧化物(CO2)反应的方程式为2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O。
(3)与酸(如HCl)反应的化学方程式为NaOH＋HCl===NaCl＋H2O。
(4)与某些盐(MgCl2)反应的化学方程式为MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl，反应类型复分解反应。
3．盐的通性：
(1)与酸反应生成新盐与新酸。如醋酸钠与盐酸反应的化学方程式为HCl＋CH3COONa===NaCl＋CH3COOH。
(2)与碱反应生成新盐与新碱。如氯化铜与氢氧化钠反应的化学方程式为CuCl2＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋2NaCl。
(3)与盐反应，如NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3。
二、物质的转化
1．完成下列物质的转化，写出化学方程式：
eq \x(Ca) eq \(――→,\s\up7(①),\s\d5( )) eq \x(CaO) eq \(――→,\s\up7(②),\s\d5( )) eq \x(Ca（OH）2) eq \(――→,\s\up7(③)) eq \x(CaSO4)
①2Ca＋O2===2CaO。
②CaO＋H2O===Ca(OH)2。
③Ca(OH)2＋H2SO4===CaSO4↓＋2H2O。
eq \x(C) eq \(――→,\s\up7(④),\s\d5( )) eq \x(CO2) eq \(――→,\s\up7(⑤),\s\d5( )) eq \x(H2CO3) eq \(――→,\s\up7(⑥),\s\d5( )) eq \x(CaCO3)
④C＋O2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) CO2。
⑤CO2＋H2O===H2CO3。
⑥Ca(OH)2＋H2CO3===CaCO3↓＋2H2O。
2．物质转化的应用：
物质制备方法的确定依据：物质的组成和性质、物质之间的转化关系。,
1．判断下列说法是否正确：
(1)酸能与金属反应产生氢气。( × )
提示：活泼金属才能与酸反应。
(2)非金属氧化物都能与碱反应。( × )
提示：如CO、NO不能与碱反应。
(3)能使酚酞变红的一定是碱的溶液。( × )
提示：碳酸钠溶液显碱性，也可以使酚酞变红。
(4)Cu、CuO均可与盐酸反应生成CuCl2。( × )
提示：铜不能与盐酸反应。
2．教材中描述“运用分类的方法，可以发现物质及其变化的规律，预测物质的性质及可能发生的变化”，SO2和CO2都属于酸性氧化物，你能根据CO2的主要化学性质，推测一下SO2的化学性质吗？请用化学方程式表示。
提示：①SO2＋H2O===H2SO3；
②SO2＋CaO===CaSO3；
③SO2＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O。
3.氢氧化钙，俗称熟石灰或消石灰，是一种白色粉末状固体。氢氧化钙不但是重要的建筑材料，而且冬天树木根部以上涂80 cm的石灰浆以用于树木过冬防虫。
工业常用制备方法——石灰消化法：将石灰石煅烧成氧化钙后，经精选与水按1∶(3～3.5)的比例消化，生成氢氧化钙料液后经净化分离除渣，再经离心脱水、干燥，即为氢氧化钙成品。
(1)写出反应的化学方程式。
提示：CaCO3 eq \(=====,\s\up7(煅烧)) CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2。
(2)请思考采用该方法制备氢氧化钙主要从哪些方面考虑的？
提示：主要考虑原料(石灰石)来源丰富，价格便宜，生产成本低，对设备要求低。
物质的转化
材料：古诗词中蕴含着丰富的化学变化，明朝的诗人于谦的《石灰吟》是一首托物言志诗。作者以石灰作比喻，表达自己为国尽忠、不怕牺牲的意愿和坚守高洁情操的决心。
分析物质的分类和转化
(1)材料的诗句中涉及了哪些化学物质？它们分别属于哪类物质？
提示：诗句中涉及了碳酸钙、氧化钙，分别属于盐和氧化物。
(2)以材料中的物质为例，描述各类化合物之间的转化关系。
提示：常见含钙化合物的转化关系为
五类物质的通性
(1)金属单质的通性：
金属 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(＋O2―→金属氧化物,＋酸―→盐＋H2,＋盐―→盐＋新金属))
实例：3Fe＋2O2 eq \(=====,\s\up7(点燃),\s\d5( )) Fe3O4
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
(2)氧化物的通性：
氧化物 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(酸性氧化物―→\b\lc\{(\a\vs4\al\c1(＋H2O―→含氧酸,＋碱―→盐＋H2O)),碱性氧化物―→\b\lc\{(\a\vs4\al\c1(＋酸―→盐＋H2O,＋H2O―→碱))))
实例：CO2＋H2O===H2CO3
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
CaO＋2HCl===CaCl2＋H2O
CaO＋H2O===Ca(OH)2
(3)酸的通性：
酸 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(＋酸碱指示剂―→遇石蕊变红,＋活泼金属―→盐＋H2,＋碱―→盐＋H2O,＋碱性氧化物―→盐＋H2O,＋盐―→新盐＋新酸))
实例：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O
CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O
H2SO4＋Na2CO3===Na2SO4＋CO2↑＋H2O
(4)碱的通性：
碱 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(＋酸碱指示剂―→遇石蕊变蓝或遇酚酞变红,＋酸性氧化物―→盐＋H2O,＋酸―→盐＋H2O,＋盐―→新盐＋新碱))
实例：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
HCl＋NaOH===NaCl＋H2O
MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl
(5)盐的通性：
盐 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(＋酸―→新盐＋新酸,＋碱―→新盐＋新碱,＋盐―→新盐＋新盐))
实例：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O
CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4
NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3
【思考讨论】
(1)碱和盐反应时应符合什么条件才能发生？试举例说明。
提示：碱和盐之间生成新碱和新盐的反应只有符合复分解反应的条件时才能发生，如Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH，生成了碳酸钙沉淀而符合复分解反应发生的条件，该反应才能发生。
(2)有同学认为向氯化钙溶液中通入二氧化碳气体会发生反应，化学方程式为CaCl2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HCl，该判断正确吗？为什么？
提示：不正确。碳酸是弱酸，盐酸是强酸，该反应不发生。
(3)你能利用硫酸、镁及其化合物(类别不同)为原料，设计4种制备硫酸镁的方法吗？请用化学方程式表示。
提示：Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑
MgO＋H2SO4===MgSO4＋H2O
Mg(OH)2＋H2SO4===MgSO4＋2H2O
MgCO3＋H2SO4===MgSO4＋CO2↑＋H2O
【典例】分类法是一种重要的学习方法。下列四组物质中均有一种物质的类别与其他三种物质因分类角度不同而不同，且不同物质间能发生如下反应：
eq \x(甲) eq \(――→,\s\up7(①),\s\d5( )) eq \x(乙) eq \(――→,\s\up7(②),\s\d5( )) eq \x(丙) eq \(――→,\s\up7(③),\s\d5( )) eq \x(丁)
请分别填出其化学式。
甲：Na、H2、O2、Cl2； 乙：CO、Na2O、CO2、SO2；
丙：NaOH、K2CO3、KHCO3、K2SO4；
丁：NaOH、Ca(OH)2、KOH、NaCl。
(1)甲________，乙________，丙________，丁________。
(2)根据图示，写出序号所示反应的化学方程式：
①_________________________________________________________________。
②_________________________________________________________________。
③_________________________________________________________________。
【解题指南】解答本题应明确以下两点：
(1)明确物质的分类标准，判断物质的种类；
(2)了解单质、氧化物、酸、碱、盐的化学性质。
【解析】(1)根据物质的分类标准和物质所属的类别可知，甲：Na属于金属单质，H2、O2、Cl2均是非金属单质；乙：Na2O是金属氧化物，CO、CO2、SO2均是非金属氧化物；丙：NaOH是碱，K2CO3、KHCO3、K2SO4均是盐；丁：NaOH、Ca(OH)2、KOH均是碱，NaCl是盐，结合四种物质之间的转化关系可知：甲为Na，乙为Na2O，丙为NaOH，丁为NaCl；(2)由(1)的分析可知，钠与氧气缓慢氧化可得氧化钠，反应的方程式为4Na＋O2===2Na2O，氧化钠与水反应可得氢氧化钠，反应的方程式为Na2O＋H2O===2NaOH，氢氧化钠与盐酸反应可得氯化钠，反应的方程式为NaOH＋HCl===NaCl＋H2O。
答案：(1)Na Na2O NaOH NaCl (2)①4Na＋O2===2Na2O ②Na2O＋H2O===2NaOH ③NaOH＋HCl===NaCl＋H2O

(1)问题(2)中反应③，除了利用酸碱中和反应外，还可以通过什么方法来实现？(用化学方程式表示)(关键能力——理解与辨析)
提示：由氢氧化钠生成氯化钠除了利用酸碱中和反应外，也可以用氢氧化钠与氯化铜、氯化铁等盐反应得到，反应的化学方程式为3NaOH＋FeCl3===3NaCl＋Fe(OH)3↓、2NaOH＋CuCl2===2NaCl＋Cu(OH)2↓。
(2)上题乙组中物质按照性质如何分类？(关键能力——理解与辨析)
提示：CO2、SO2属于酸性氧化物，Na2O属于碱性氧化物，CO属于不成盐氧化物。
【规律方法】单质、氧化物、酸、碱、盐之间的转化关系网络图
(2021·德州高一检测)有CuO、Fe、H2、Ba(OH)2溶液、K2CO3溶液、NaOH溶液、稀硫酸七种物质，在常温下物质两两间能发生反应最多有( )
A．4个 B．5个 C．6个 D．7个
【解析】选C。常温下，能够发生反应的有CuO＋H2SO4，Fe＋H2SO4，Ba(OH)2＋H2SO4，Ba(OH)2＋K2CO3，K2CO3＋H2SO4，NaOH＋H2SO4；CuO与H2在加热时才能反应，故选C。
【拔高题组】
(2021·朝阳区高一检测)下表所列各组物质中，物质之间按箭头方向不能通过一步反应实现如图所示转化的是( )
【解析】选C。CuO与CO反应生成铜和CO2,CO2与碱反应能生成水,氧化铜与氢气反应能生成水,图示为,A正确;碳不完全燃烧生成一氧化碳,一氧化碳继续燃烧生成二氧化碳,碳完全燃烧生成二氧化碳,图示为,B正确;CaCO3难溶于水,不与碱溶液发生反应,不能生成氢氧化钙,C错误;硫酸与碱反应可以生成水,与活泼金属反应生成氢气,电解水生成氢气,图示为,D正确。
摩擦剂是牙膏中能够和牙刷共同作用，擦去牙齿表面牙垢，减轻牙渍、牙菌斑、牙结石等外来物质的固体原料成分。某品牌牙膏中的摩擦剂是碳酸钙，可以用石灰石制备。
某同学设计了一种制备碳酸钙的实验方案，流程图为
(1)上述流程中涉及的无机反应类型有哪些？
提示：分解反应、化合反应、复分解反应。
(2)写出上述流程中①②③的化学方程式。
提示：①CaCO3 eq \(=====,\s\up7(高温),\s\d5( )) CaO＋CO2↑，
②CaO＋H2O===Ca(OH)2，
③Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH。
(3)石灰水属于哪种分散系？分散质是什么？
提示：溶液；Ca(OH)2。
(4)请仍然用石灰石为原料(其他试剂自选)，设计另一种制备碳酸钙的实验方案，并用流程图的形式表示出来。
(5)仍以石灰石为原料(其他试剂自选)，设计两种制备CaCl2的实验方案，并用流程图形式表示出来。
1．(水平1)下列物质间的转化不能一步实现的是( )
A．Na2CO3NaOH B．CaCO3CaO
C．NaClNaNO3 D．CuOCu(OH)2
【解析】选D。Na2CO3与Ba(OH)2、Ca(OH)2等反应可一步生成NaOH；CaCO3受热分解生成CaO；NaCl与AgNO3反应可生成NaNO3；CuO不能与水反应一步生成Cu(OH)2。
【补偿训练】
下列变化，不能通过一步反应实现的是( )
A．Na2CO3CO2 B．BaCl2Ba(OH)2
C．FeCl3Fe(OH)3 D．CaCO3CaCl2
【解析】选B。碳酸钠与酸反应生成CO2，能一步实现，不选A；氯化钡不能一步转化为氢氧化钡，选B；氯化铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠，能一步实现，不选C；碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，能一步实现，不选D。
2．(水平1)X、Y、Z、W各代表一种物质，若X＋Y===Z＋W，则X和Y之间不可能是( )
A．盐和盐的反应
B．碱性氧化物和水的反应
C．酸与碱的反应
D．酸性氧化物和碱的反应
【解析】选B。A、C、D中的反应均有两种物质生成，而B项只生成一种物质——碱。
3．(水平2)甲、乙、丙有如图所示的转化关系(“→”表示反应一步实现，部分物质和反应条件已略去)。下列各组物质按照甲、乙、丙的顺序不符合要求的是( )
A.C、CO、CO2 B．H2O2、H2O、O2
C.KOH、K2CO3、KNO3 D．Fe2O3、FeCl3、Fe(OH)3
【解析】选C。KOH能够转化为K2CO3，K2CO3与Ba(NO3)2反应可以转化为KNO3，但KNO3无法转化为K2CO3。
4．(双选)下列关于物质的分类及反应均正确的是( )
A．碳酸钙属于盐，可用于实验室制CO2：CaCO3＋H2SO4===CaSO4＋H2O＋CO2↑
B．铁属于较活泼金属，可用于实验室制H2：6HCl＋2Fe===2FeCl3＋3H2↑
C．纯碱属于盐，可与稀盐酸发生反应：2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋H2O＋CO2↑
D．烧碱属于碱，可与稀硫酸反应：H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O
【解析】选C、D。碳酸钙属于盐，可用于实验室制CO2：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，不用硫酸因为硫酸钙微溶，附着在碳酸钙表面，隔绝反应进行，A错误；铁属于较活泼金属，可用于实验室制H2，化学方程式为2HCl＋2Fe===FeCl2＋H2↑，B错误；纯碱属于盐，C正确；烧碱属于碱，可与稀硫酸反应：H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O。
【补偿训练】
(2021·马鞍山高一检测)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：
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。古代制取氢氧化钾流程中发生的化学反应：CaCO3 eq \(=====,\s\up7(煅烧),\s\d5( )) CaO＋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)，不涉及置换反应。
5．(水平2)氢氧化钙，俗称熟石灰或消石灰，是一种白色粉末状固体。氢氧化钙是重要的建筑材料。农药中的波尔多液正是利用石灰乳(溶于水的氢氧化钙)和硫酸铜水溶液按照一定的比例配制而成的。冬天，树木过冬防虫，树木根部以上涂80 cm的石灰浆。
工业上常用下列方法制备氢氧化钙。具体过程为：
将石灰石煅烧成氧化钙后，经精选与水按1∶(3～3.5)的比例混合，生成氢氧化钙料液经净化分离除渣，再经离心脱水，干燥，即为氢氧化钙成品。
根据上述材料，回答下列问题：
(1)选择上述短文中提供的物质，完成下表(每空仅填一种物质)。
(2)写出生成波尔多液的化学方程式，并注明反应类型。
___________________________________________________________________。
(3)写出工业制备氢氧化钙的化学方程式，并注明物质类别的转化关系。示例如下：
A(氧化物)＋B(氧化物)→C(盐)
____________________________________________________________________
(4)请写出与题目不相同的制备氢氧化钙的方法，并说明工业生产方法的优点。
____________________________________________________________________
【解析】(1)短文中提供了多种混合物，如波尔多液，石灰乳等。碱有氢氧化钙，氧化物是氧化钙。
(2)生成波尔多液的化学方程式为：CuSO4＋Ca(OH)2===Cu(OH)2↓＋CaSO4↓，该反应为复分解反应。
(3)工业制备氢氧化钙的化学方程式CaCO3 eq \(=====,\s\up7(高温)) CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2，涉及的物质转化关系如下：盐→氧化物＋氧化物，氧化物＋氧化物→碱。
(4)制备氢氧化钙的另外一种方法有：2Ca＋O2===2CaO，然后CaO＋H2O===Ca(OH)2。通过比较可知，工业生产方法有原料(石灰石)来源丰富，价格低廉，生产成本低等优点。
答案：(1)
(2)CuSO4＋Ca(OH)2===Cu(OH)2↓＋CaSO4↓，复分解反应
(3)CaCO3(盐) eq \(=====,\s\up7(高温),\s\d5( )) CaO(氧化物)＋CO2(氧化物)↑，
CaO(氧化物)＋H2O(氧化物)===Ca(OH)2(碱)
(4)2Ca＋O2===2CaO，CaO＋H2O===Ca(OH)2，工业生产方法有原料(石灰石)来源丰富，价格低廉，生产成本低等优点甲
乙
丙
A
CuO
CO2
H2O
B
C
CO
CO2
C
CaCO3
CaO
Ca(OH)2
D
H2SO4
H2O
H2
类别
混合物
碱
氧化物
名称
化学式
/
类别
混合物
碱
氧化物
名称
石灰乳
氢氧化钙
氧化钙
化学式
/
Ca(OH)2
CaO