人教版 (2019)必修 第一册第一节 物质的分类及转化导学案

课时2　物质的转化

一、酸、碱、盐、氧化物的性质

1．酸的通性(以H2SO4为例)

(1)酸碱指示剂变色：遇石蕊试液变红。

(2)与活泼金属(Zn)反应的化学方程式为

Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，反应类型置换反应。

(3)与碱(NaOH)反应(中和反应)的化学方程式为

2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O，反应类型复分解反应。

(4)与碱性氧化物(CuO)反应的化学方程式为

CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O。

(5)与某些盐(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：遇酚酞试液变红，遇石蕊试液变蓝。

(2)与酸性氧化物(CO2)反应的方程式为2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O。

(3)与酸(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。

(2)与碱反应生成新盐与新碱。

(3)与盐反应，如NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3。

4．氧化物的通性

氧化物

实例：CO2＋H2O===H2CO3

CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O(CO2少量)

CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O

CaO＋H2O===Ca(OH)2

二、物质的转化

1．完成下列物质的转化，写出化学方程式：

CaO

请写出序号所示反应的化学方程式：

①2Ca＋O2===2CaO。

②CaO＋H2O===Ca(OH)2。

③Ca(OH)2＋SO3===CaSO4↓＋H2O。

④C＋O2CO2。

⑤CO2＋H2O===H2CO3。

⑥Ca(OH)2＋H2CO3===CaCO3↓＋2H2O。

2．物质的转化规律

单质到盐的转化关系：

3．物质转化的应用

(1)物质制备

实例[以制备Ca(OH)2为例]

(2)工业生产

①最适当方法的选择

②实例——工业上制取NaOH

a．不采用Na2O与H2O反应的原因：Na2O作为原料，来源少，成本高；

b．主要采用：电解饱和食盐水；

c．过去曾采用：用盐(如Na2CO3)与碱[如Ca(OH)2]反应。

　写出制取MgCl2的几种可能反应的化学方程式。

[提示]　Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑；MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O；Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O；BaCl2＋MgSO4===MgCl2＋BaSO4↓。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)物质的变化是复杂的，物质之间的转化可能有多种途径。 (　　)

(2)物质转化的过程一定发生了化学反应。 (　　)

(3)Cu、CuO均可与盐酸反应生成CuCl2。 (　　)

(4)物质间的转化是可认识的、有规律的，转化是有条件的，在研究陌生物质的性质时，要特别关注反应条件和环境。              (　　)

[答案]　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√

2．下列反应方程式不正确的是(　　)

A．Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl

B．Cu(OH)2＋2NaCl===CuCl2＋2NaOH

C．BaCl2＋2AgNO3===Ba(NO3)2＋2AgCl↓

D．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O

[答案]　B

3．根据酸的通性，写出硫酸分别与镁、氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁反应生成硫酸镁的化学方程式。

_____________________________________________________；

_____________________________________________________；

_____________________________________________________；

_____________________________________________________。

[答案]　Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑　MgO＋H2SO4===MgSO4＋H2O　Mg(OH)2＋H2SO4===MgSO4＋2H2O　MgCO3＋H2SO4===MgSO4＋CO2↑＋H2O

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。

请回答下列问题：

(1)上述诗句中涉及了哪些化学物质？它们分别属于哪类物质？

(2)以上述物质为例，描述各类化合物之间的转化关系。

[答案]　(1)诗句中涉及了碳酸钙、氧化钙，分别属于盐和氧化物。

(2)常见含钙化合物的转化关系为

1．单质、氧化物、酸、碱和盐的转化关系

注意事项：

(1)金属与酸反应的条件：金属为金属活动性顺序表中氢前面的金属。

(2)金属与盐反应的条件：活泼金属置换出不活泼金属。

(3)盐与酸反应的条件：强酸制取弱酸。

(4)盐与盐反应的条件：反应物两可溶；生成物至少有一沉淀。

(5)盐与碱反应的条件：反应物两可溶，生成物有一难溶物。

2．无机基本反应类型

(1)化合反应：A＋B＋……―→C；

(2)分解反应：A―→B＋C＋……；

(3)置换反应：A＋BC―→AC＋B；

(4)复分解反应：AB＋CD―→AD＋CB。

[注]　(1)常见的置换反应有①金属与酸、盐的置换反应；②H2还原某些金属氧化物(如CuO)；③碳与H2O(g)反应制取水煤气等。

(2)复分解反应一般是酸、碱、盐之间的反应。

【典例】　有关物质之间的部分转化关系如图所示，其中“——”表示物质之间能发生化学反应，“―→”表示物质之间的转化关系。下列说法中正确的是(　　)

A．物质X是一种常见的有机化合物

B．反应②一定有盐参加反应

C．CaCO3与NaOH反应可生成Ca(OH)2

D．图中的所有反应均不属于置换反应

D　[由于CO2、CaCO3之间能相互转化，CO2与Ca(OH)2能反应，X可以为CO2，它不属于有机化合物，A错误。Ca(OH)2能与CO2反应生成CaCO3，但CO2不属于盐，B错误。由于CaCO3难溶，不能与NaOH反应，C错误。]

[借题发挥]

(1)根据物质的类别不同，写出②的可能化学方程式。

(2)反应③的反应类型是什么？

[答案]　(1)Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O

(或Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH等)。

(2)分解反应

1．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(　　)

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。]

2．对于化学反应：A＋B===C＋D，下列说法中正确的是(　　)

A．若生成物C、D有一种为单质，该反应一定是置换反应

B．若生成物C、D分别为两种沉淀，A、B有可能为盐和碱

C．若生成物C、D是盐和水，则A、B一定是酸和碱

D．若生成物C、D是两种化合物，则A、B一定是化合物

B　[由反应CO＋CuOCO2＋Cu知，A项错误；由反应Ba(OH)2＋CuSO4===BaSO4↓＋Cu(OH)2↓知，B项正确；由反应CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O知，C项错误；由反应CH4＋2O2CO2＋2H2O知，D项错误。]

素材1　每年的9月20日为全国的爱牙日。牙齿保健越来越受到人们的重视。牙齿保健是指对牙齿的保护，包括牙齿整齐、洁白、没有牙齿疾病，比如牙周病等、口腔无异味、正常进行咀嚼功能等。每天养成刷牙的好习惯，早晨起床和晚上睡觉之前都必须刷牙，这样能将口腔及牙齿上面的食物碎渣、软白污物和牙菌斑消除。

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

问题探究：(1)上述流程中涉及的无机反应类型有哪些？

(2)写出上述流程中①②③的化学方程式。

(3)石灰水属于哪种分散系？分散质是什么？

(4)请你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。

[答案]　(1)分解反应、化合反应、复分解反应。

(2)①CaCO3CaO＋CO2↑，②CaO＋H2O===Ca(OH)2，③Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH。

(3)溶液。Ca(OH)2。

(4)(或或)

(5)

素材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。反应方程式：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2。

问题探究：(1)石灰乳与CuSO4溶液混合可能发生的化学方程式为____________________________，反应类型为________。

(2)工业上制备Ca(OH)2主要从哪些方面考虑。

[答案]　(1)Ca(OH)2＋CuSO4===Cu(OH)2＋CaSO4　复分解反应

(2)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。

通过素材1和素材2中CaCO3和Ca(OH)2制备方法和方案的设计与评价，培养学生的“科学探究与社会责任”的化学核心素养。

1．下列物质中，与酸、碱、盐均能反应的物质是(　　)

A．CuO　　 B．CaCO3

C．Na2CO3   D．CO2

C　[CuO不能与碱和盐反应，A不符合题意；CaCO3不能与碱和盐反应，B不符合题意；CO2不能与酸反应，D不符合题意。]

2．以下表示的是碳及其化合物的转化关系，其中涉及的基本反应类型依次是(　　)

CCO2H2CO3CaCO3CO2

A．化合、置换、分解、复分解

B．置换、复分解、化合、分解

C．置换、化合、分解、复分解

D．置换、化合、复分解、分解

D　[该转化关系中涉及的化学反应及反应类型：C＋2CuO2Cu＋CO2↑，置换反应；CO2＋H2O===H2CO3，化合反应；H2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2H2O，复分解反应；CaCO3CaO＋CO2↑，分解反应。]

3．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

C　[能够发生反应的有CuO＋H2SO4，Fe＋H2SO4，Ba(OH)2＋H2SO4，Ba(OH)2＋K2CO3，K2CO3＋H2SO4，NaOH＋H2SO4。]

4．采用不同方法制取下列物质，并写出反应的化学方程式。

(1)以Zn、CuO、H2SO4三种物质为原料，用两种方法制取Cu。

(2)用三种方法制取MgCl2。

[答案]　(1)法1：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，

H2＋CuOCu＋H2O；

法2：CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O，

Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu。

(2)Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑；

MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O；

Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O。

5．(素养题)某同学利用Fe、CuO、H2SO4制备CuSO4，制备路线及相关物质之间的转化关系如下，回答下列问题：

(1)写出A、B、C的化学式：

A__________、B__________、C________。

(2)写出有关反应的化学方程式：

A―→B_____________________________________________；

A―→Cu___________________________________________。

[解析]　由A＋Fe―→Cu可知A中含Cu2＋，则A＋NaOH―→B的反应为Cu2＋和OH－反应生成Cu(OH)2，故B为Cu(OH)2、C为CuO。

[答案]　(1)CuSO4　Cu(OH)2　CuO

(2)CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4

CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu