化学必修 第一册第一节 物质的分类及转化第二课时学案

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)

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)

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)

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→CO2

C．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(　　)

CCO2H2CO3CaCO3CO2

A．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―→Fe

B．CO―→CO2―→H2CO3―→CO

C．NaOH―→NaCl―→Na2CO3―→NaOH

D．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。

(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)

(2)③④⑤

(3)CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O、

Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4