高一化学人教版学案第一章第一节第2课时物质的转化

第2课时物质的转化一、酸、碱、盐的性质1．酸的通性(以H2SO4为例)：(1)使酸碱指示剂变色：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)使酸碱指示剂变色：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\o(→,\s\up7(①),\s\do5())eq\x(CaO)eq\o(→,\s\up7(②),\s\do5())eq\x(Ca（OH）2)eq\o(→,\s\up7(③))eq\x(CaSO4)①2Ca＋O2=2CaO。②CaO＋H2O=Ca(OH)2。③Ca(OH)2＋H2SO4=CaSO4↓＋2H2O。eq\x(C)eq\o(→,\s\up7(④),\s\do5())eq\x(CO2)eq\o(→,\s\up7(⑤),\s\do5())eq\x(H2CO3)eq\o(→,\s\up7(⑥),\s\do5())eq\x(CaCO3)④C＋O2eq\o(=,\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．石墨烯在材料学、微纳加工等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。最近，科学家开发出一种低成本光伏材料——蜂窝状石墨烯。生产原理是Na2O＋2COeq\o(=,\s\up7(一定条件),\s\do5())Na2CO3＋C(石墨烯)，然后除去Na2CO3，即可制得蜂窝状石墨烯。(1)该生产石墨烯的反应是否属于置换反应？提示：否。制取石墨烯的反应中，反应物中没有单质，该反应不是置换反应。(2)石墨烯与金刚石二者有何关系？提示：石墨烯与金刚石都是由碳元素组成的性质不同的单质，属于同素异形体。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\co1(＋O2→金属氧化物,＋酸→盐＋H2,＋盐→盐＋新金属))实例：3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(点燃),\s\do5())Fe3O4Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu(2)氧化物的通性：氧化物eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(酸性氧化物→\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(＋H2O→含氧酸,＋碱→盐＋H2O)),碱性氧化物→\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(＋酸→盐＋H2O,＋H2O→碱))))实例：CO2＋H2O=H2CO3CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2OCaO＋2HCl=CaCl2＋H2OCaO＋H2O=Ca(OH)2(3)酸的通性：酸eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(＋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＋2H2OCuO＋H2SO4=CuSO4＋H2OH2SO4＋Na2CO3=Na2SO4＋CO2↑＋H2O(4)碱的通性：碱eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(＋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＋H2OHCl＋NaOH=NaCl＋H2OMgCl2＋2NaOH=Mg(OH)2↓＋2NaCl(5)盐的通性：盐eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(＋酸→新盐＋新酸,＋碱→新盐＋新碱,＋盐→新盐＋新盐))实例：Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋CO2↑＋H2OCuSO4＋2NaOH=Cu(OH)2↓＋Na2SO4NaCl＋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＋H2OMg(OH)2＋H2SO4=MgSO4＋2H2OMgCO3＋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\o(→,\s\up7(①),\s\do5())eq\x(乙)eq\o(→,\s\up7(②),\s\do5())eq\x(丙)eq\o(→,\s\up7(③),\s\do5())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)NaNa2ONaOHNaCl(2)①4Na＋O2=2Na2O②Na2O＋H2O=2NaOH③NaOH＋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下列物质转化(“→”表示一种物质转化为另一种物质)中，每次转化只通过一步反应，不可能全部实现的是()A．H2O2→O2→CO2→H2CO3B．NaOH→NaNO3→Na2CO3→NaClC．CaCO3→CaO→Ca(OH)2→NaOHD．Mg→H2→HCl→AlCl3【解析】选B。H2O2分解生成H2O和O2，碳在O2中燃烧生成CO2，CO2与H2O反应生成H2CO3，A错误；NaNO3不能一步转化成Na2CO3，B正确；CaCO3高温分解生成CaO和CO2，CaO与H2O反应生成Ca(OH)2，Ca(OH)2与Na2CO3溶液反应生成CaCO3和NaOH，C错误；Mg与稀HCl反应生成MgCl2和H2，H2在Cl2中燃烧生成HCl，Al与稀HCl反应生成AlCl3和H2，转化均能一步反应，D错误。【拔高题组】1．(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()甲乙丙ACuOCO2H2OBCCOCO2CCaCO3CaOCa(OH)2DH2SO4H2OH2【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。2.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