高中 化学 必修 第一册 第一章 物质及其变化《第一节 第3课时 物质的转化》教学设计

第3课时物质的转化[学习目标]1.熟知酸、碱、盐的性质，会写相关反应的化学方程式，并判断其反应类型。2.能理解物质与元素之间的关系，学会从元素的角度分析物质的组成，辨析物质的形成过程。任务一酸、碱、盐的性质1．酸的通性(以盐酸为例)(1)盐酸可与下列物质反应：(2)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：2HCl＋Fe=FeCl2＋H2↑，置换反应；②氧化铜：2HCl＋CuO=CuCl2＋H2O，复分解反应；③烧碱：HCl＋NaOH=NaCl＋H2O，复分解反应；④硝酸银：HCl＋AgNO3=AgCl↓＋HNO3，复分解反应。(3)酸的通性①与酸碱指示剂作用；②与较活泼金属反应；③与碱性氧化物反应；④与碱反应；⑤与某些盐反应。[交流研讨1](1)为什么不同的酸具有相似的化学性质？提示：从微观角度来看，因为不同的酸溶液中都含有H＋。(2)为什么酸能与某些盐反应，而不是所有的盐？提示：满足复分解反应发生条件(有沉淀、气体或水生成)的酸与盐才能反应。2．碱的通性(以烧碱为例)(1)指出表中各物质的类别：物质CO2HClMgCl2CaOBaCl2类别酸性氧化物酸盐碱性氧化物盐(2)写出上述物质中能与氢氧化钠反应的化学方程式并注明反应类型：①2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O，复分解反应；②HCl＋NaOH=NaCl＋H2O，复分解反应；③2NaOH＋MgCl2=Mg(OH)2↓＋2NaCl，复分解反应。(3)碱的通性①与酸碱指示剂作用；②与酸性氧化物反应；③与酸反应；④与某些盐反应。[交流研讨2]为什么不同的碱具有相似的化学性质？提示：从微观角度来看，因为不同的碱溶液中都含有OH－。3．盐的性质(1)盐＋金属→新金属＋新盐CuSO4＋Zn=Cu＋ZnSO4，置换反应；(2)盐＋酸→新盐＋新酸CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑，复分解反应；(3)盐＋碱→新碱＋新盐MgCl2＋2NaOH=Mg(OH)2↓＋2NaCl，复分解反应；(4)盐＋盐→新盐＋新盐NaCl＋AgNO3=AgCl↓＋NaNO3，复分解反应。基于以上酸、碱、盐的主要化学性质，从反应类型上来看，酸与金属单质、盐与金属单质的反应属于置换反应；酸、碱、盐之间的反应属于复分解反应。1．下列物质不能与NaOH反应的是()A．KCl溶液 B．CO2C．HCl D．MgCl2答案：A2．基于物质分类寻找具有相同或相似性质的物质。SO2和CO2均为酸性氧化物，试根据CO2的性质回答下列问题：(1)请写出SO2与生石灰反应的化学方程式：_________________________________________________________________________________________________________________。(2)已知CaSO3难溶于水，Ca(HSO3)2溶于水。将SO2通入澄清石灰水中，观察到有白色沉淀生成；随着SO2不断通入，观察到白色沉淀逐渐溶解，溶液变澄清。写出上述过程中发生反应的化学方程式：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)SO2＋CaO=CaSO3(2)SO2＋Ca(OH)2=CaSO3↓＋H2O、CaSO3＋SO2＋H2O=Ca(HSO3)2任务二物质的转化1．物质转化的实例通过化学变化可以实现物质之间的转化，元素守恒是考虑如何实现物质之间转化的最基本的依据。(1)用化学方程式表示钙及其化合物之间的转化关系，并指明反应类型。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＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaOH，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。(2)碳及其化合物间的转化关系如图所示。写出图中序号所示转化所需反应物的化学式：①O2②H2O③Ca(OH)2(或CaO)④Ca(OH)2⑤盐酸(答案合理即可)。[交流研讨1]对于上述转化关系，从物质分类的角度，你发现从单质到盐的转化关系有什么规律？提示：金属单质eq\o(→,\s\up7(O2))碱性氧化物eq\o(→,\s\up7(H2O))碱eq\o(→,\s\up7(酸或酸性氧化物))盐；非金属单质eq\o(→,\s\up7(O2))酸性氧化物eq\o(→,\s\up7(H2O))酸eq\o(→,\s\up7(碱或碱性氧化物))盐。单质、氧化物、酸、碱、盐之间的转化关系2．物质转化的应用——物质制备方法的选择(1)确定物质制备方法的依据①物质的组成和性质；②物质之间的转化关系。(2)工业生产中最适当方法的选择[交流研讨2]以工业上制取NaOH为例，思考讨论并回答下列问题。(1)选用两种方法制取氢氧化钠，并写出相关反应的化学方程式。(2)从原料来源、成本等角度考虑工业上能否用上述两种方法制取氢氧化钠？现在主要采用什么方法制取氢氧化钠？提示：(1)①碱性氧化物与水反应：Na2O＋H2O=2NaOH；②碱与盐反应：Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH。(2)方法①不能用于工业上制取氢氧化钠，因为Na2O作为原料，来源少、成本高；工业上制取NaOH过去曾采用方法②。现在工业上主要采用电解饱和食盐水的方法制取氢氧化钠。1．下列物质可以与其他物质直接反应生成盐的是()①金属②碱性氧化物③碱④酸性氧化物⑤酸A．只有①②③ B．只有①④C．只有②⑤ D．全部答案：D2．氯化镁是一种盐，请按要求写出一个生成氯化镁的化学方程式。(1)置换反应：___________________________________________________________________；(2)碱与酸反应：________________________________________________________________；(3)盐与酸反应：________________________________________________________________；(4)盐与盐反应：________________________________________________________________；(5)碱性氧化物与酸反应：_________________________________________________________。答案：(1)Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑(2)Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O(3)MgCO3＋2HCl=MgCl2＋CO2↑＋H2O(4)MgSO4＋BaCl2=MgCl2＋BaSO4↓(5)MgO＋2HCl=MgCl2＋H2O1．(2023·安徽庐江高一检测)物质R既能与某些酸反应，又能与某些盐溶液反应，还能与某些金属反应。在下列物质中，R可能是()A．KNO3 B．AgNO3C．HCl D．CO2答案：B解析：AgNO3与盐酸、氯化钠溶液、铁均能反应。2．(2023·江苏扬州一中段考)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．复分解反应 B．分解反应C．化合反应 D．置换反应答案：B解析：Fe与稀盐酸发生置换反应；NaOH溶液与稀盐酸、CO2的反应均为复分解反应；CO2与C能够发生化合反应，没有涉及的基本反应类型是分解反应。3．(2023·山东诸城一中段考)以铁、氧化铜、氯化铜溶液、盐酸、氢氧化钾溶液为反应物，两两间发生的反应有(已知Fe与CuO在高温下能反应)()A．6个 B．5个C．4个 D．3个答案：A解析：根据金属单质、氧化物、酸、碱、盐之间的性质判断反应是否能进行。下图中用线连接的两种物质间能发生反应：4．一同学设计了两种由CuO→Cu的实验方案：方案一：Zneq\o(→,\s\up7(稀H2SO4))H2eq\o(→,\s\up7(CuO))Cu；方案二：CuOeq\o(→,\s\up7(稀H2SO4))CuSO4eq\o(→,\s\up7(Zn))Cu。大家认为方案二优于方案一，理由是①节约能源；②Cu产率高；③产品纯净；④操作安全。其中评价正确的是()A．①②③ B．①②④C．①③④ D．②③答案：B解析：方案一中：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，H2＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2O。反应需加热，①正确；H2还原CuO时需先通H2排出空气，否则易爆炸，反应结束后还需通入H2至生成的Cu冷却，否则Cu又易被氧化，②、④正确。5．铜器久置于空气中会和空气中的H2O、CO2、O2作用产生“绿锈”，该“绿锈”俗称“铜绿”，又称“孔雀石”[化学式为Cu2(OH)2CO3]，“铜绿”能跟酸反应生成铜盐、CO2和H2O。某同学利用如图所示的一系列反应实现了“铜→铜绿→……→铜”的转化。铜eq\o(→,\s\up7(①))铜绿eq\o(→,\s\up7(②))CuCl2eq\o(→,\s\up7(③))Cu(OH)2eq\o(→,\s\up7(④))CuOeq\o(→,\s\up7(⑤),\s\do5(H2))Cu(1)从三种不同分类标准回答，“铜绿”属于哪类物质？______________________________。(2)请写出反应②的化学方程式：___________________________________________________________________________________________________________________________。(3)上述转化过程中属于化合反应的是________(填序号)。(4)反应⑤的化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)铜盐、碳酸盐、碱式盐、含氧酸盐(任选三个即可)(2)Cu2(OH)2CO3＋4HCl=2CuCl2＋CO2↑＋3H2O(3)①(4)CuO＋H2eq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2O解析：(1)铜绿是Cu2(OH)2CO3，根据盐的分类，它可以是铜盐、碳酸盐、碱式盐、含氧酸盐等。(2)由题给信息可知，反应②的化学方程式是Cu2(OH)2CO3＋4HCl=2CuCl2＋CO2↑＋3H2O。(3)反应①是化合反应。(4)由题给信息，反应⑤的化学方程式是CuO＋H2eq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2O。课时测评3物质的转化(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)题点一酸、碱、盐的性质1．古典诗词源远流长，包罗万象，是中华文化的瑰宝。下列诗词隐藏化学变化的是()A．日落山水静，为君起松声 B．遥见寻沙岸，春风动草衣C．荷风送秋香，竹露滴清响 D．绿蚁新醅酒，红泥小火炉答案：D2．小明知道蛋壳的主要成分是碳酸钙，愚人节这天决定送妈妈一个“无壳鸡蛋”。他从厨房中取来一个鸡蛋及一杯物质，将蛋泡在其中，只见蛋的表面冒出大量气泡，两天后就得到了一个没有壳的蛋。他应取下列哪一种物质()A．醋 B．高粱酒C．酱油 D．食盐水答案：A解析：同类别的物质具有相似的性质。碳酸钙能与酸反应生成钙盐和二氧化碳气体。小明的实验中产生大量的气泡，选用的应该是酸，醋的主要成分为醋酸。3．(2023·聊城高一检测)在一定条件下，跟酸、碱、盐都能反应的物质是()A．CaO B．Na2CO3C．CaCO3 D．CO2答案：B解析：CaO是碱性氧化物，与碱不发生反应；CO2是酸性氧化物，与酸不发生反应；Na2CO3和CaCO3都是盐，但后者难溶于水，不与碱、盐发生反应，前者可以，例如Na2CO3可分别与盐酸、氢氧化钙、氯化钙等发生反应。4．(2023·南京十三中月考)下列性质中，不属于碱的通性的是()A．能与酸反应只生成盐和水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：能与酸反应只生成盐和水，属于碱的通性，故A不符合题意；能与酸性氧化物反应生成盐和水，属于碱的通性，故B不符合题意；能与某些盐反应生成新碱和新盐，属于碱的通性，故C不符合题意；能与金属反应放出氢气，不属于碱的通性，故D符合题意。5．某同学为了区分氢氧化钠溶液和澄清石灰水，设计了如图所示的四组实验方案，其中能达到目的的是()答案：D解析：澄清石灰水中通入二氧化碳产生沉淀，而氢氧化钠溶液中通入二氧化碳无沉淀产生。题点二物质之间的转化6．(2023·重庆八中统考)下列物质转化不能通过一步反应实现的是()A．CaO→CaCl2 B．CuO→Cu(OH)2C．CaO→Ca(OH)2 D．Mg(OH)2→MgCl2答案：B解析：CaO与HCl反应生成CaCl2和水，可以通过一步反应实现，故A不选；CuO与水不反应，CuO→Cu(OH)2转化不能通过一步反应实现，故B选；CaO与水反应生成Ca(OH)2，可以通过一步反应实现，故C不选；Mg(OH)2与HCl反应生成MgCl2和水，可以通过一步反应实现，故D不选。7．常温下，有反应M＋N→盐＋水，其中M、N的类别不可能是()A．酸、碱 B．氧化物、酸C．单质、氧化物 D．氧化物、碱答案：C8．(2023·沈阳八十三中统考)硫酸和盐酸既是实验室常用的试剂，也是重要的化工原料。它们既有相似之处，又有不同之处。(1)常温下，它们水溶液的pH都________7(填“大于”、“小于”或“等于”)。(2)它们都能除铁锈，写出盐酸与铁锈主要成分反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)它们都能与碱反应生成盐和水，该类反应叫________反应。答案：(1)小于(2)Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O(3)中和9．根据碱的通性解答下列问题。(1)指出表中各物质的类别物质NaOHHNO3CO2Na2CO3CuCl2类别(2)写出上述物质中能与氢氧化钡溶液反应的化学方程式。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________答案：(1)碱酸酸性氧化物盐盐(2)①2HNO3＋Ba(OH)2=Ba(NO3)2＋2H2O；②CO2＋Ba(OH)2=BaCO3↓＋H2O[或2CO2＋Ba(OH)2=Ba(HCO3)2]；③Na2CO3＋Ba(OH)2=BaCO3↓＋2NaOH；④CuCl2＋Ba(OH)2=Cu(OH)2↓＋BaCl2。10．古诗词中蕴含着丰富的化学变化，明朝诗人于谦的《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。(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)碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙，分别属于盐、氧化物和碱。(2)常见含钙化合物的转化关系为11．(2023·湖南汨罗高一检测)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答案：B解析：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。12．(2023·山东桓台高一检测)现有A、B、C、D四种物质，它们分别是Fe、HCl(稀)、NaOH(溶液)、AgNO3(溶液)四种物质中的一种，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()A．Fe B．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HCl(稀)。13．(2023·安徽南陵统考)如图，A、B、C、D、E各代表水、铁、二氧化碳、硫酸铜溶液、氢氧化钡溶液中的一种物质。常温下，相连环物质间能发生反应，不相连环物质间不能发生反应，且B的相对分子质量大于D。请回答下列问题：(1)写出下列物质的化学式：A______，D______。(2)写出B＋C反应的化学方程式：__________________________________________________________________________________________________________________________。(3)相连环物质间发生的