1.1.3物质的转化（导学案）高一化学（教师版）

第一章物质及其变化第一节物质的分类及转化第三课时物质的转化【学习目标】1.通过回顾初中酸、碱、盐的性质荷反应类型，结合教材中的“思考与讨论”等，进一步理解物质分类法的应用，更深入研究物质的制取方法。2．通过对化学物质按组成和性质进行分类法的学习，进一步掌握酸、碱、盐、氧化物的概念及性质，理解化工生成过程中条件的选择原则，会预测在一定条件下某种物质能发生的化学变化。【学习重点】酸、碱、盐的主要性质和转化及工业生成中化工原料和条件的选择。【学习难点】根据酸、碱、盐及氧化物的性质理解各类物质间的转化关系。【课前预习】旧知回顾：从Zn、BaC12、NaOH、KClO3、CuC12、Na2SO4、Na20、H20、H2SO4等物质中,选出适当的物质,按①化合反应；②分解反应；③置换反应；④复分解反应类型写出化学方程式。【答案要点】①化合反应：Na2O+H2O=2NaOH②分解反应：③置换反应：Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu；Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑④复分解反应：BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl ；BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl；2NaOH+CuC12=Cu(OH)2↓+2NaCl；2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O；Na2O+H2SO4=Na2SO4+H2O新知预习：1.O2和CO2同为酸性氧化物，根据酸性氧化物具有的通性(或CO2的性质)，可推测SO2具有的性质，用化学方程式可表示为：①SO2+H2O=H2SO3，②SO2+CaO=CaSO3，③SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O。2.通过物质分类，可以建立物质间的从属关系，分析物质间的本质区别和联系，寻找各类物质之间的转化关系。以钙为例，用化学方程式表示钙及其化合物之间的转化关系以及反应类型如下：【答案要点】①2Ca+O2=2CaO，化合反应；②CaO+H2O=Ca(OH)2，化合反应；③CaO+CO2=CaCO3，化合反应；④Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O，复分解反应；⑤Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O，复分解反应；⑥CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O，复分解反应。【课中探究】情景导入:前面我们学习了物质的分类，知道同一类的化学物质在性质上具有一定的相似性，因此可以从物质的性质进行分类。其实，各类物质在一定条件下还可以相互转化。我们知道世界上最奇妙的转化就是大自然的创造。如动植物可以转化为化石燃料、一粒种子可以转化成美丽的花朵、鸡蛋壳或贝壳可以转化成生石灰等。（见PPT图片）那么，这些物质间是如何进行转化呢？本节课我们就来探究其中的奥秘。一、酸碱盐及氧化物的性质活动一、认识酸、碱、盐的通性任务一、结合教材P10页“思考与讨论”，以盐酸、氢氧化钠、碳酸钠和氯化镁为例，联系初中所学知识回答酸、碱、盐有哪些通性。完成下表内容。【答案要点】①酸的通性：酸的通性生成物实例与碱反应盐和水NaOH+HCl=NaCl+H2O与活泼金属单质反应盐和氢气Fe+2HCl=FeCl2+H2↑与碱性氧化物反应盐和水CaO+2HCl=CaCl2+H2O与某些盐反应盐和酸Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O②碱的通性：碱的通性生成物实例与酸反应盐和水NaOH+HCl=NaCl+H2O与酸性氧化物反应盐和水2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O与某些盐反应盐和碱2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl③盐的通性：盐的通性生成物实例某些盐与酸反应盐和酸Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O某些盐与碱反应盐和碱MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl某些盐与某些盐反应盐和盐Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓任务二、根据酸、碱、盐的通性归纳总结酸、碱、盐的主要化学性质及规律，并作出微观解释。【答案要点】①酸的主要化学性质及规律：a.酸+活泼金属单质=盐氢气；b.酸+碱性氧化物=盐+水；c.酸+碱=盐+水；d.酸+盐=新酸+新盐；e.酸+酸碱指示剂→石蕊试剂变红微观解释：酸=H+（体现酸的通性）+酸根离子（体现酸的特性）②碱的主要化学性质及规律：a.碱+酸=盐+水；b.碱+酸性氧化物=盐+水；c.碱+盐=性碱+新盐；d.碱+酸碱指示剂→石蕊试剂变蓝或酚酞变红；★e.难溶性碱的不稳定性：难溶性碱受热易分解，难溶性碱碱性氧化物+水，如：Cu(OH)2CuO+H2O；2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O，强碱稳定，受热难分解。微观解释：碱=OH—（体现碱的通性）+金属离子或铵根离子（体现碱的特性）③盐的主要化学性质及规律：a.盐+金属单质=新盐+新金属单质；b.盐+碱=新盐+新碱；c.盐+酸=新盐+新酸；d.盐+盐=两种新盐。微观解释：盐=酸根离子+金属离子或铵根离子【对应训练】1．下列性质中，不属于碱的通性的是（）A．能与酸反应生成盐和水 B．能与酸性氧化物反应生成盐和水C．能与某些盐反应生成新碱和新盐 D．能与金属反应放出氢气【答案】D【解析】A．能与酸反应生成盐和水，属于碱的通性，故A不符合；B．能与酸性氧化物反应生成盐和水，属于碱的通性，故B不符合；C．能与某些盐反应生成新碱和新盐，属于碱的通性，故C不符合；D．能与金属反应放出氢气，不属于碱的通性，故D符合；答案选D。2．盐是一种常见的物质，下列物质通过反应可直接形成盐的是（）①金属单质②碱性氧化物③碱④非金属单质⑤酸性氧化物⑥酸①②③ B．①④⑥ C．②⑤⑥ D．①②③④⑤⑥【答案】D【解析】①金属单质与酸或某些盐溶液反应可直接生成盐，如铁与盐酸反应生成盐为氯化亚铁，①符合题意；②碱性氧化物能与酸反应可直接生成盐，如氧化钠与盐酸反应可直接生成氯化钠，②符合题意；③碱与酸、酸性氧化物、某些盐等可反应生成盐，如氢氧化钠与二氧化碳反应可直接生成碳酸钠，③符合题意；④非金属单质能与碱反应生成盐，如氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠，④符合题意；⑤酸性氧化物能与碱反应生成盐，如二氧化碳与氢氧化钾反应生成碳酸钾，⑤符合题意；⑥酸能与碱、某些盐、碱性氧化物等反应生成盐，如盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠，⑥符合题意；综上所述，全部都能在一定条件下直接生成盐，答案为D。活动二、探究氧化物的化学性质任务一、讨论交流：酸性氧化物和碱性氧化物有哪些通性？ 【答案要点】①碱性氧化物的主要化学性质：

a.与H2O反应：碱性氧化物（易溶）+H2O→碱（易溶），如：K2O+H2O=2KOHCaO+H2O=Ca(OH)2。b.与酸性氧化物反应：碱性氧化物+酸性氧化物→含氧酸盐，如：Na2O+SO3=Na2SO4。c.与酸反应：碱性氧化物+酸→含氧酸盐+水；例如CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O。②酸性氧化物的主要化学性质：a.与水反应：酸性氧化物+水→酸例如：SO3+H2O=H2SO4P2O5+3H2O=2H3PO4；注意：SiO2难溶于水，不与水反应。b.与碱性氧化物反应：碱性氧化物+酸性氧化物→含氧酸盐。c.与碱反应：酸性氧化物+碱→盐+水；例如CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，注意难溶性的碱与酸性氧化物不反应。任务二、讨论交流：酸性氧化物、碱性氧化物与金属氧化物和非金属氧化物有何关系？【答案要点】①碱性氧化物一定是金属氧化物，但金属氧化物不一定是碱性氧化物(如Mn2O7为酸性氧化物，Al2O3为两性氧化物，Na2O2为过氧化物)。②酸性氧化物不一定是非金属氧化物(如Mn2O7是酸性氧化物)；非金属氧化物也不一定是酸性氧化物(如CO、NO都不是酸性氧化物)。③酸性氧化物、碱性氧化物不一定都能与水反应生成相应的酸、碱(如SiO2、Fe2O3都不与水反应)。④与水反应生成酸的氧化物不一定是酸性氧化物(如NO2不是酸性氧化物)；与水反应生成碱的氧化物不一定是碱性氧化物(如Na2O2不是碱性氧化物)。任务三、问题探究：结合教材P10页“思考与讨论”（3），思考酸、碱、盐的主要化学性质中，涉及哪些化学反应？【答案要点】①从反应类型看，我们初中学过的酸与金属、盐与金属的反应都属于置换反应，酸与碱、盐与酸、盐与碱、盐与盐之间的反应都属于复分解反应。 ②根据化学反应的特征，我们将化学反应分成四种基本类型：反应类型实例化合反应A+B=AB2H2+O22H2O分解反应AB=A+BCaCO3CaO+CO2↑置换反应AB+C=A+CBH2+CuOCu+H2O复分解反应AB+CD=AD+CBNaOH+HCl=NaCl+H2O③四种基本反应类型的分类方法是从形式上划分的，它不能较深入地反映化学反应的本质，也不能包括所有的化学反应。如：CO+CuOCu+CO2不属于任何一种基本反应类型。④水溶液中复分解反应发生的条件：两种物质在溶液中能相互交换离子，只要有沉淀析出或有气体放出或有水生成这三个条件之一，就能发生复分解反应。注意：酸性氧化物与碱的反应，不属于复分解反应。如：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O（看着像却不是）；碳酸盐与酸反应虽然生成了三种化合物，却属于复分解反应。【对应训练】1.下列有关氧化物的判断正确的是（）A．凡是含氧的化合物均可称为氧化物B．依据性质不同氧化物只能分为酸性氧化物和碱性氧化物C．酸性氧化物都能与碱反应生成盐和水D．金属氧化物一定是碱性氧化物【答案】C【解析】A．氧化物是指有两种元素组成，其中一种元素为氧元素，故A错误；B．依据性质不同氧化物只能分为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物，故B错误；C．能与碱反应生成盐和水的氧化物为酸性氧化物，故C正确；D．金属氧化物不一定是碱性氧化物，如五氧化二钒为酸性氧化物，故D错误；故选C。2．北京冬奥会或第24届冬季奥林匹克运动会将在2022年2月4日至2022年2月20日在中华人民共和国北京市和河北省张家口市联合举行。某同学在奥运五连环中填入了5种物质，相连环物质间能发生反应，不相连环物质间不能发生反应。你认为“五连环”中物质间发生的反应，没有涉及的基本反应类型是（）A．分解反应B．复分解反应C．化合反应D．置换反应【答案】A【解析】Fe与稀盐酸发生置换反应；稀盐酸与NaOH溶液发生复分解反应；NaOH溶液与CO2发生反应时，可认为CO2先与水化合成碳酸，再与NaOH发生复分解反应；CO2与C发生化合反应生成CO，所以没有涉及的基本反应类型为分解反应，故选A。二、物质的转化及应用活动一、探究物质转化的规律任务一、讨论交流：根据物质的性质和分类，结合教材P10页“思考与讨论”（1），请设计出将金属和非金属单质转化为盐的基本流程。【答案要点】①以金属单质（Ca）到对应盐（CaSO4）的转化为例的流程：②以非金属单质（C）到对应盐（Na2CO3）的转化为例的流程：任务二、根据任务一的转化流程，以金属单质Na到Na2CO3、非金属单质S到CuSO4的转化为例，用图示归纳总结金属和非金属单质转化为盐及单质、氧化物、酸、碱、盐之间转化的基本规律。【答案要点】①单质两条转化路线：金属单质碱性氧化物碱盐非金属单质酸性氧化物酸盐②以硫、钠单质为例，归纳单质、氧化物、酸、碱、盐之间的转化关系及规律。任务三、讨论交流：根据任务二中各类物质的转化关系，思考化学物质在转化过程中要注意哪些问题？【答案要点】①物质间发生转化往往需要一定的条件，一般为光照、加热(或高温)、催化剂、高压、点燃等。②学习物质的通性不仅要注意一般情况，也要注意特殊情况。如金属＋酸→盐＋氢气，但铜与盐酸就不反应，与其他酸反应也不产生氢气。③盐和盐反应、盐和碱反应，反应物都必须是可溶性的。④金属单质与盐溶液能够发生置换反应的条件是：活泼性强的金属置换活泼性弱的金属，前提条件是该活泼金属不与水反应。【对应训练】1.从物质类别的视角认识物质间的转化关系是学习化学的重要方法之一。单质X经下图所示过程可转化为含氧酸W。下列说法正确的是()XYZWA．X是金属钠 B．Y一定能使品红溶液褪色C．W的浓溶液见光一定会分解 D．Z中氧元素的质量分数一定高于Y【答案】D【解析】单质X经XYZW过程可转化为含氧酸W，X可能为C、S、N2。A项，若X是金属钠，则W为碱，故A不符合题意；B项，若X为S，则Y为二氧化硫，能使品红溶液褪色，但是X不一定为S，故B不符合题意；C项，若X为N2，则W为硝酸，浓硝酸见光分解，但X不一定为氮气，故C不符合题意；D项，若X为C，则Y为一氧化碳，Z为二氧化碳；若X为S，则Y为二氧化硫，Z为三氧化硫；若X为N2，则Y为一氧化氮，Z为二氧化氮；故Z中氧元素的质量分数都高于Y，故D符合题意；故选D。2．推理是学习化学的一种重要方法。以下推理正确的是（）A．酸碱发生中和反应生成盐和水，所以生成盐和水的反应一定是中和反应B．碱中都含有氢氧根，所以碱中一定含有氢元素C．酸能使紫色石蕊溶液变红，CO2通入紫色石蕊溶液后溶液变红，所以CO2是酸D．碱能使无色酚酞溶液变红，所以能使无色酚酞溶液变红的都是碱【答案】B【解析】A．CuO与HCl反应，生成CuCl2和H2O，虽然产物为盐和水，但反应不属于中和反应，A不正确；B．碱中含有氢氧根，氢氧根由氢元素和氧元素组成，所以碱中一定含有氢元素，B正确；C．CO2通入紫色石蕊溶液后溶液变红，是由CO2与水反应生成的碳酸引起的，CO2不是酸，C不正确；D．能使无色酚酞溶液变红的物质呈碱性，可能是碱，也可能是强碱弱酸盐(如碳酸钠)，D不正确；故选B。活动二、物质转化的应用任务一、阅读教材P11页第二自然段，思考如何利用物质间的转化关系制备所需要的物质？【答案要点】①酸的制备：酸性氧化物与水反应、盐与另一种酸反应；②碱的制备：碱性氧化物与水反应、盐与另一种碱反应；③盐的制备：金属单质与非金属单质反应、酸性氧化物与碱性氧化物反应、盐与盐反应、酸与盐反应、碱与盐反应。任务二、阅读教材P11页第三自然段，以制备氢氧化钠为例，说明在具体的生产过程中怎样选择更合适的途径。【答案要点】①制备NaOH的途径有很多，例如：氧化钠与水反应，碳酸钠与氢氧化钙反应等。但是考虑到制取的成本问题，实际工业生产中选择的是电解饱和食盐水的方法（具体方程式将在后面的章节中学习）。过去也曾采用盐(如Na2CO3)与碱[如Ca(OH)2]反应的方法。②工业上物质的制备方法选择因素：要从反应的可能性、原料来源、成本高低、设备要求等方面来选择物质制备的适宜方法。【对应训练】1．下列物质中不能用化合反应的方法生成的是（）①Fe3O4②H2SiO3③Fe(OH)3④Cu(OH)2⑤FeCl2⑥CaSiO3①③④⑥ B．②④ C．②④⑤ D．①②④【答案】B【解析】①可由铁在氧气中燃烧制得；②SiO2不与水反应，无法通过化合反应制得硅酸；③Fe(OH)3可由Fe(OH)2氧化得到；④无法通过化合反应得到；⑤可由SiO2和CaO高温下反应得到；因此②④无法通过化合反应得到，答案选B。2．已知：物质X与Ca(OH)2在水溶液中能发生反应，反应的化学方程式如下：X+Ca(OH)2=Y+Cu(OH)2↓。下列分析错误的是（）A．X肯定不可能是酸 B．X和Y的相对分子质量之差为24C．X可能是单质，也可能是化合物 D．Y可以是CaCl2或Ca(NO3)2【答案】C【解析】由氢氧化钙的性质可知，反应X+Ca(OH)2=Y+Cu(OH)2↓为复分解反应，则X为可溶性铜盐，Y为X的酸根离子和钙离子结合而成的盐，据此回答。A．反应物中有酸时不可能生成Cu(OH)2沉淀，X肯定不可能是酸，A正确；B．X为可溶性铜盐，Y为X的酸根离子和钙离子结合而成的盐，X和Y的相对分子质量之差为铜和钙的相对原子质量之差=6440=24，B正确；C．据分析，X不可能是单质，只可能是化合物，C不正确；D．X为可溶性铜盐，Y为X的酸根离子和钙离子结合而成的盐，Y可以是CaCl2或Ca(NO3)2，D正确；答案选C。【课后巩固】1．（易）教材作业：P12习题5、6、7、82．（易）通过下列变化，均无法得单质的是:①分解反应②化合反应③置换反应④复分解反应（）A．①② B．①③ C．③④ D．②④【答案】D【解析】①分解反应，可能为生成单质，如水分解生成氢气和氧气，①不符合题意；②化合反应，生成物只有一种，不能得到单质，②符合题意；③置换反应是单质与化合物反应生成新单质、化合物，则能得到单质，如氢气还原CuO生成Cu，③不符合题意；④复分解反应是两种化合物反应产生两种新化合物，不能得到单质，④符合题意；均无法得单质的是②④，故合理选项是D。3.（中）下列物质的分类以及性质分析正确的是（）选项物质分类性质ANa2O2碱性氧化物与酸反应生成盐和水BCa(ClO)2盐其水溶液与二氧化碳反应生成HClOCNa2CO3碱与BaCl2溶液反应生成白色沉淀DH2SO4酸与Ba(OH)2溶液只发生中和反应【答案】B【解析】A．Na2O2为过氧化物，与酸反应生成盐、氧气和水，A性质错误；B．Ca(ClO)2为盐，次氯酸的酸性弱于碳酸，则其水溶液与二氧化碳反应生成HClO，B正确；C．Na2CO3为盐，C分类错误；D．H2SO4与Ba(OH)2溶液发生中和反应和生成硫酸钡沉淀，D性质错误；答案为B。4．（中）它们之间的反应关系及所发生反应的反应类型如图：则物质B为（）FeB．HCl(稀)C．NaOH(溶液)D．AgNO3(溶液)【答案】B【解析】物质B与A发生中和反应，则B为酸或碱，又由于B与C可发生置换反应，可判断B为酸，因此B可能是稀盐酸。答案选B。5．（中）下列各选项中，不能满足如图一步关系选项是（）A．X为铜、Y为氧化铜、Z为硫酸铜 B．X为二氧化碳、Y氧气、Z为一氧化碳C．X为碳酸钙、Y氧化钙、Z为氢氧化钙 D．X为氢氧化钠、Y氯化钠、Z为碳酸钠【答案】D【解析】A.铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铜能与硫酸反应生成硫酸铜，硫酸铜溶液与铁反应生成铜，故A不选；B.二氧化碳发生光合作用生成氧气，氧气与碳反应可生成一氧化碳，CO继续燃烧生成CO2，故B不选；C.碳酸钙高温分解生成氧化钙，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与CO2反应生成碳酸钙，故C不选；D.氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠，氯化钠不能直接转化生成碳酸钠，故D选。故选D。6.（难）铜器久置于空气中会和空气中的水蒸气、二氧化碳、氧气作用产生“绿锈”，该“绿锈”俗称“铜绿”(碱式碳酸铜)，“铜绿”能跟酸反应生成铜盐、二氧化碳和水。某同学利用下述系列反应实现了转化：铜“铜绿”甲Cu(OH)2乙Cu。说法正确的是（）A．“铜绿”属于盐 B．乙可能为氧化铜C．④一定为复分解反应 D．⑤一定为置换反应【答案】AB【解析】由铜“铜绿”甲Cu(OH)2乙Cu可知，②为铜绿与酸反应生成铜盐，③为铜盐与碱反应生成Cu(OH)2，④可能为Cu(OH)2受热分解生成CuO，也可能为Cu(OH)2与酸反应生成铜盐，⑤可能为CuO被还原生成Cu，也可能为铜盐被比铜活泼的金属单质置换生成铜。A.“铜绿”为碱式碳酸铜，为盐类物质，A项正确；B.由上述分析可知，乙可能为CuO，B项正确；C.由上述分析可知，④可能为分解反应，C项错误；D.由上述分析可知，⑤可能为CO还原CuO生成Cu，该反应不属于置换反应，D项错误；故选AB。7．（难）如图，箭头方向表示在通常条件下能与某种常见试剂发生转化，6步转化均能一步实现的一组物质是（）物质选项WXYZACuBNaNaOHCDS【答案】C【解析】A．根据物质转化关系分析，铜不能直接转化为氢氧化铜，所以W不能发生图中转化为Z的反应，故A错误；B．根据物质转化关系分析，氢氧化钠不能直接转化为氧化钠，即Y不能发生图中转化为Z的反应，故B错误；C．氢氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝，与盐酸反应生成氯化铝，