2025版高一化学必修第一册 第一章 第一节 第2课时 物质的转化

第2课时物质的转化课标定向目标定位1.同类物质具有相似的性质,一定条件下各类物质可以相互转化。(宏观辨识与微观探析)2.能从物质类别的角度,依据复分解反应原理,预测物质的化学性质和变化,设计实验进行初步验证,并能分析、解释有关实验现象。(证据推理与模型认知)厘清重点利用酸、碱、盐的通性分析物质之间的转化突破难点根据物质类别预测新物质的性质学习任务一:酸、碱、盐的性质【必备知识·导学】[引入]生活中我们可以用白醋来除水垢,白醋中含有30%~50%mg·mL-1的CH3COOH,除水垢其实是由于CH3COOH是酸,能与水垢的主要成分[CaCO3、Mg(OH)2等]发生反应。一、酸的通性(以盐酸为例)写出盐酸分别与下列物质反应的化学方程式:(1)铁:Fe+2HCl===FeCl2+H2↑;(2)氧化铜:CuO+2HCl===CuCl2+H2O;(3)烧碱:NaOH+HCl===NaCl+H2O;(4)硝酸银:AgNO3+HCl===AgCl↓+HNO3。二、碱的性质(以氢氧化钙为例)写出下列物质与氢氧化钙反应的化学方程式:(1)HNO3:Ca(OH)2+2HNO3===Ca(NO3)2+2H2O;(2)CO2:Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O;(3)Na2CO3:Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH。三、盐的性质(以硝酸银为例)写出下列物质与硝酸银反应的化学方程式:(1)HCl:HCl+AgNO3===HNO3+AgCl↓;(2)NaOH:NaOH+AgNO3===AgOH↓+NaNO3;(3)BaCl2:2AgNO3+BaCl2===Ba(NO3)2+2AgCl↓;(4)Fe:2AgNO3+Fe===Fe(NO3)2+2Ag。【判对错·通教材】判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)Na2CO3、K2CO3都是碳酸盐,具有相似的化学性质。(√)提示:碳酸盐都含有CO32(2)酸与金属之间能发生置换反应,但金属与盐之间不能发生置换反应。(×)提示:金属与盐之间也能发生置换反应,活泼金属可以置换不活泼金属。(3)能使紫色石蕊变红的一定是酸溶液。(×)提示:NaHSO4也可使紫色石蕊变红,但属于盐。【核心要点·归纳】1.酸性氧化物的主要化学性质酸性氧化物的主要化学性质反应实例(写出化学方程式)反应通式与水反应SO3+H2O===H2SO4酸性氧化物+水→酸与碱反应CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O酸性氧化物+碱→盐+水与碱性氧化物反应CO2+CaO===CaCO3酸性氧化物+碱性氧化物→盐与单质反应CO2+C2CO—2.碱性氧化物的主要化学性质碱性氧化物的主要化学性质反应实例(写出化学方程式)反应通式与水反应Na2O+H2O===2NaOH碱性氧化物+水→碱与酸反应Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O碱性氧化物+酸→盐+水与酸性氧化物反应CaO+SO2===CaSO3碱性氧化物+酸性氧化物→盐与单质反应2CuO+C2Cu+CO2↑—【学力诊断·测评】1.在一定条件下,跟酸、碱、盐都能发生反应的物质是()A.CaOB.Na2CO3C.CaCO3D.CO2【解析】选B。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CaCO3难溶于水,不与碱、盐发生反应,Na2CO3可分别与盐酸、氢氧化钙、氯化钙等发生反应。2.向下列物质的溶液中滴加稀硫酸或氯化镁溶液时,均有白色沉淀生成的是()A.BaCl2 B.Ba(OH)2 C.Na2CO3 D.KOH【解析】选B。向BaCl2溶液中滴加氯化镁溶液不反应,没有沉淀生成,A错误;向Ba(OH)2溶液中滴加稀硫酸生成硫酸钡白色沉淀,滴加氯化镁溶液生成氢氧化镁白色沉淀,B正确;向Na2CO3溶液中滴加稀硫酸生成硫酸钠、二氧化碳和水,没有沉淀生成,C错误;向KOH溶液中滴加稀硫酸生成硫酸钾和水,没有白色沉淀生成,D错误。3.(课后习题改编)从Zn、BaCl2、KClO3、Na2SO4、H2SO4、CaO、H2O等物质中,选出适当的物质组合为反应物按下列要求写出化学方程式。(1)化合反应:__________________________。

(2)分解反应:__________________________。

(3)置换反应:__________________________。

(4)复分解反应:________________________。

答案:(1)CaO+H2O===Ca(OH)2(2)2KClO32KCl+3O2↑(3)Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑(4)BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl(或BaCl2+H2SO4===BaSO4↓+2HCl)【解析】选择合适的物质作为反应物。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。【补偿训练】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()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发生分解反应生成CaO和CO2。学习任务二:物质的转化【必备知识·探究】[情境]如图,铁制器皿在潮湿的空气中放置时间长了会产生铁锈,是铁和空气中的水蒸气、O2作用产生的,它的主要成分是红棕色的氧化铁(Fe2O3)。氧化铁(Fe2O3)的结构疏松多孔,并不能保护里面的铁不被氧化,所以,铁会一直被氧化下去,最终成为一堆沙状的氧化铁。1.从氧化物的性质角度分类,“铁锈”属于哪类氧化物?提示:“铁锈”属于碱性氧化物。2.在生活中可利用食醋来除去器皿表面的少量铁锈,已知食醋中含有醋酸(CH3COOH),显弱酸性,试着用相关化学方程式解释原因。提示:CH3COOH与Fe2O3可发生复分解反应生成可溶性盐与水:6CH3COOH+Fe2O3===2(CH3COO)3Fe+3H2O。3.某同学利用以下反应实现了“铁→……→铁锈”的转化:Fe→FeCl2→Fe(OH)2(白色)→Fe(OH)3(红褐色)→Fe2O3(红棕色)。请写出前两步的化学方程式。提示:Fe+2HCl===FeCl2+H2↑;FeCl2+2NaOH===Fe(OH)2↓+2NaCl。【核心要点·归纳】单质、氧化物、酸、碱、盐之间的相互转化图示解读:①金属单质碱性氧化物,如4Na+O2===2Na2O;②碱性氧化物碱,如CaO+H2O===Ca(OH)2;③金属单质盐,如Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑;④碱性氧化物盐,如CaO+2HCl===CaCl2+H2O、CaO+CO2===CaCO3;⑤碱盐,如Ca(OH)2+2HCl===CaCl2+2H2O;⑥非金属单质酸性氧化物,如S+O2SO2;⑦酸性氧化物酸,如CO2+H2O===H2CO3;⑧非金属单质盐,如2Na+Cl22NaCl;⑨酸性氧化物盐,如CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O;⑩酸盐,如NaOH+HCl===NaCl+H2O。【学力诊断·测评】1.(2024·太原高一检测)物质之间的相互转化,可以直接实现,也可以间接实现,下列转化可以一步实现的是()A.C→CaCO3 B.CuO→Cu(OH)2C.CuSO4→Cu D.CaCO3→CO【解析】选C。碳在氧气中燃烧生成二氧化碳,二氧化碳通入石灰水中生成碳酸钙,C不能直接转化为CaCO3,A不符合题意;CuO难溶于水,与水也不发生反应,氧化铜不能直接转化为Cu(OH)2,B不符合题意;Fe与CuSO4发生置换反应生成Cu和FeSO4,可以一步实现题述转化,C符合题意;CaCO3高温煅烧生成CaO和CO2,二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳,碳酸钙不能直接转化为CO,D不符合题意。2.KOH是我国古代纺织业常用作漂洗的洗涤剂。古代制取KOH的流程如下: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)。【补偿训练】某同学设计了两种由CuO→Cu的实验方案:方案一:ZnH2Cu;方案二:CuOCuSO4Cu。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【解析】选B。方案一中:Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,H2+CuOCu+H2O。反应需加热,①对;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,②④对。学情检测·素养达标1.现有Na2SO4、NaOH、NaCl、Na2CO3四种物质的溶液,分别与不同物质反应,都有同一种化合物X生成,则化合物X的化学式可能为()A.NaHCO3B.NaNO3C.AgClD.BaSO4【解析】选B。Na2SO4和Ba(NO3)2反应,NaOH和HNO3反应,NaCl和AgNO3反应,Na2CO3和HNO3反应,都生成同一种化合物NaNO3。2.可用于治疗胃酸过多的物质是()A.碳酸氢钠 B.氯化钠C.氯化钾 D.氢氧化钠【解析】选A。胃酸的主要成分为盐酸。碳酸氢钠消耗盐酸可用于治疗胃酸过多;氯化钠、氯化钾不与盐酸反应;氢氧化钠具有腐蚀性。3.(2023·沈阳高一检测)物质的类别,决定物质的性质。下列各选项中,不能满足如图一步转化关系选项是()A.X为铜、Y为氧化铜、Z为硫酸铜B.X为二氧化碳、Y为一氧化碳、Z为碳酸钠C.X为碳酸钙、Y为氧化钙、Z为氢氧化钙D.X为氧化铁、Y为氯化铁、Z为氢氧化铁【解析】选B。X为铜、Y为氧化铜、Z为硫酸铜时,铜与氧气反应生成氧化铜,氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,可以实现转化,故A不选;X为二氧化碳、Y为一氧化碳、Z为碳酸钠时,CO2与C反应生成CO,CO不能转化为碳酸钠,碳酸钠与盐酸反应生成CO2,不能实现转化,故B选;X为碳酸钙、Y为氧化钙、Z为氢氧化钙时,碳酸钙受热分解生成氧化钙,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,CO2通入氢氧化钙溶液中生成碳酸钙,可以实现转化,故C不选;X为氧化铁,Y为氯化铁,Z为氢氧化铁时,氧化铁与盐酸反应生成氯化铁,氯化铁溶液与氢氧化钠反应生成氢氧化铁和氯化钠,氢氧化铁受热分解生成氧化铁和水,可以实现转化,故D错误。【补偿训练】(2024·昆明高一检测)学习化学不能只依靠背诵,要学会运用合适的方法,如“类推”,这样才能事半功倍。下列类推不正确的是()A.已知少量CO2通入Ca(OH)2溶液中溶液变浑浊,少量CO2通入NaOH溶液中溶液也会变浑浊B.已知CO2能与CaO反应生成CaCO3,CO2也能与BaO反应生成BaCO3C.已知CaO能与HCl反应生成CaCl2,CuO也能与HCl反应生成CuCl2D.已知Na2CO3溶液能与Ca(OH)2溶液反应生成CaCO3沉淀和NaOH,Na2CO3溶液也能与Ba(OH)2溶液反应生成BaCO3沉淀和NaOH【解析】选A。少量CO2通入Ca(OH)2溶液中生成难溶于水的CaCO3,溶液变浑浊,少量CO2通入NaOH溶液中生成易溶于水的Na2CO3,A错误;CaO和BaO都是碱性氧化物,二者性质相似,则CO2能与CaO反应生成CaCO3,也能与BaO反应生成BaCO3,B正确;CaO能与HCl反应生成CaCl2,CuO也会与HCl反应生成CuCl2,C正确;Na2CO3溶液与Ca(OH)2溶液反应生成碳酸钙沉淀和NaOH,氢氧化钡与氢氧化钙的性质相似,则Na2CO3溶液能与Ba(OH)2溶液反应生成碳酸钡沉淀和NaOH,D正确。【深挖掘·教材激活】4.(情境源于教材课后习题)许多食品包装袋中常有一个小纸袋,內盛白色固体物质,标有“干燥剂”字样,其主要成分是生石灰。据此回答下列问题:(1)写出此干燥剂主要成分的化学式:________,并从氧化物的性质角度对其进行分类:________。

答案:(1)CaO碱性氧化物【解析】(1)氧化钙的俗名为生石灰,所以此干燥剂主要成分的化学式为CaO,此物质属于碱性氧化物。(2)在化学实验室也常用生石灰与氢氧化钠的混合物即碱石灰来干燥气体,根据所学推测,该干燥剂能否用来干燥CO2气体,若不能,用化学方程式说明原因:____________________。

答案:(2)不能,CaO+C