高一化學(xué)人教版學(xué)案第一章第一節(jié)第2課時物質(zhì)的轉(zhuǎn)化

第2課時物質(zhì)的轉(zhuǎn)化一、酸、堿、鹽的性質(zhì)1．酸的通性(以H2SO4為例)：(1)使酸堿指示劑變色：紫色石蕊試液遇酸變紅。(2)與Zn反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，反應(yīng)類型置換反應(yīng)。(3)與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH＋H2SO4=Na2SO4＋2H2O，反應(yīng)類型復(fù)分解反應(yīng)。(4)與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O。(5)與Na2CO3反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2SO4＋Na2CO3=Na2SO4＋CO2↑＋H2O，反應(yīng)類型復(fù)分解反應(yīng)。2．堿的通性(以NaOH為例)：(1)使酸堿指示劑變色：無色酚酞試液遇堿變紅，紫色石蕊試液遇堿變藍(lán)。(2)與酸性氧化物(CO2)反應(yīng)的方程式為2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O。(3)與酸(如HCl)反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaOH＋HCl=NaCl＋H2O。(4)與某些鹽(MgCl2)反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCl2＋2NaOH=Mg(OH)2↓＋2NaCl，反應(yīng)類型復(fù)分解反應(yīng)。3．鹽的通性：(1)與酸反應(yīng)生成新鹽與新酸。如醋酸鈉與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為HCl＋CH3COONa=NaCl＋CH3COOH。(2)與堿反應(yīng)生成新鹽與新堿。如氯化銅與氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuCl2＋2NaOH=Cu(OH)2↓＋2NaCl。(3)與鹽反應(yīng)，如NaCl＋AgNO3=AgCl↓＋NaNO3。二、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化1．完成下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，寫出化學(xué)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(點(diǎn)燃))CO2。⑤CO2＋H2O=H2CO3。⑥Ca(OH)2＋H2CO3=CaCO3↓＋2H2O。2．物質(zhì)轉(zhuǎn)化的應(yīng)用：物質(zhì)制備方法的確定依據(jù)：物質(zhì)的組成和性質(zhì)、物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。1．判斷下列說法是否正確：(1)酸能與金屬反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。(×)提示：活潑金屬才能與酸反應(yīng)。(2)非金屬氧化物都能與堿反應(yīng)。(×)提示：如CO、NO不能與堿反應(yīng)。(3)能使酚酞變紅的一定是堿的溶液。(×)提示：碳酸鈉溶液顯堿性，也可以使酚酞變紅。(4)Cu、CuO均可與鹽酸反應(yīng)生成CuCl2。(×)提示：銅不能與鹽酸反應(yīng)。2．教材中描述“運(yùn)用分類的方法，可以發(fā)現(xiàn)物質(zhì)及其變化的規(guī)律，預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)及可能發(fā)生的變化”，SO2和CO2都屬于酸性氧化物，你能根據(jù)CO2的主要化學(xué)性質(zhì)，推測一下SO2的化學(xué)性質(zhì)嗎？請用化學(xué)方程式表示。提示：①SO2＋H2O=H2SO3；②SO2＋CaO=CaSO3；③SO2＋Ca(OH)2=CaSO3↓＋H2O。3．石墨烯在材料學(xué)、微納加工等方面具有重要的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是一種未來革命性的材料。最近，科學(xué)家開發(fā)出一種低成本光伏材料——蜂窩狀石墨烯。生產(chǎn)原理是Na2O＋2COeq\o(=,\s\up7(一定條件),\s\do5())Na2CO3＋C(石墨烯)，然后除去Na2CO3，即可制得蜂窩狀石墨烯。(1)該生產(chǎn)石墨烯的反應(yīng)是否屬于置換反應(yīng)？提示：否。制取石墨烯的反應(yīng)中，反應(yīng)物中沒有單質(zhì)，該反應(yīng)不是置換反應(yīng)。(2)石墨烯與金剛石二者有何關(guān)系？提示：石墨烯與金剛石都是由碳元素組成的性質(zhì)不同的單質(zhì)，屬于同素異形體。物質(zhì)的轉(zhuǎn)化材料：古詩詞中蘊(yùn)含著豐富的化學(xué)變化，明朝的詩人于謙的《石灰吟》是一首托物言志詩。作者以石灰作比喻，表達(dá)自己為國盡忠、不怕犧牲的意愿和堅(jiān)守高潔情操的決心。分析物質(zhì)的分類和轉(zhuǎn)化(1)材料的詩句中涉及了哪些化學(xué)物質(zhì)？它們分別屬于哪類物質(zhì)？提示：詩句中涉及了碳酸鈣、氧化鈣，分別屬于鹽和氧化物。(2)以材料中的物質(zhì)為例，描述各類化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。提示：常見含鈣化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系為五類物質(zhì)的通性(1)金屬單質(zhì)的通性：金屬eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(＋O2→金屬氧化物,＋酸→鹽＋H2,＋鹽→鹽＋新金屬))實(shí)例：3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)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,＋堿→鹽＋H2O)),堿性氧化物→\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(＋酸→鹽＋H2O,＋H2O→堿))))實(shí)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(＋酸堿指示劑→遇石蕊變紅,＋活潑金屬→鹽＋H2,＋堿→鹽＋H2O,＋堿性氧化物→鹽＋H2O,＋鹽→新鹽＋新酸))實(shí)例：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑2NaOH＋H2SO4=Na2SO4＋2H2OCuO＋H2SO4=CuSO4＋H2OH2SO4＋Na2CO3=Na2SO4＋CO2↑＋H2O(4)堿的通性：堿eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(＋酸堿指示劑→遇石蕊變藍(lán)或遇酚酞變紅,＋酸性氧化物→鹽＋H2O,＋酸→鹽＋H2O,＋鹽→新鹽＋新堿))實(shí)例：CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2OHCl＋NaOH=NaCl＋H2OMgCl2＋2NaOH=Mg(OH)2↓＋2NaCl(5)鹽的通性：鹽eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(＋酸→新鹽＋新酸,＋堿→新鹽＋新堿,＋鹽→新鹽＋新鹽))實(shí)例：Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋CO2↑＋H2OCuSO4＋2NaOH=Cu(OH)2↓＋Na2SO4NaCl＋AgNO3=AgCl↓＋NaNO3【思考討論】(1)堿和鹽反應(yīng)時應(yīng)符合什么條件才能發(fā)生？試舉例說明。提示：堿和鹽之間生成新堿和新鹽的反應(yīng)只有符合復(fù)分解反應(yīng)的條件時才能發(fā)生，如Ca(OH)2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaOH，生成了碳酸鈣沉淀而符合復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件，該反應(yīng)才能發(fā)生。(2)有同學(xué)認(rèn)為向氯化鈣溶液中通入二氧化碳?xì)怏w會發(fā)生反應(yīng)，化學(xué)方程式為CaCl2＋H2O＋CO2=CaCO3↓＋2HCl，該判斷正確嗎？為什么？提示：不正確。碳酸是弱酸，鹽酸是強(qiáng)酸，該反應(yīng)不發(fā)生。(3)你能利用硫酸、鎂及其化合物(類別不同)為原料，設(shè)計(jì)4種制備硫酸鎂的方法嗎？請用化學(xué)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】分類法是一種重要的學(xué)習(xí)方法。下列四組物質(zhì)中均有一種物質(zhì)的類別與其他三種物質(zhì)因分類角度不同而不同，且不同物質(zhì)間能發(fā)生如下反應(yīng)：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)請分別填出其化學(xué)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)根據(jù)圖示，寫出序號所示反應(yīng)的化學(xué)方程式：①_______________________________________________。②______________________________________________。③_______________________________________________?！窘忸}指南】解答本題應(yīng)明確以下兩點(diǎn)：(1)明確物質(zhì)的分類標(biāo)準(zhǔn)，判斷物質(zhì)的種類；(2)了解單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽的化學(xué)性質(zhì)?！窘馕觥?1)根據(jù)物質(zhì)的分類標(biāo)準(zhǔn)和物質(zhì)所屬的類別可知，甲：Na屬于金屬單質(zhì)，H2、O2、Cl2均是非金屬單質(zhì)；乙：Na2O是金屬氧化物，CO、CO2、SO2均是非金屬氧化物；丙：NaOH是堿，K2CO3、KHCO3、K2SO4均是鹽；丁：NaOH、Ca(OH)2、KOH均是堿，NaCl是鹽，結(jié)合四種物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系可知：甲為Na，乙為Na2O，丙為NaOH，丁為NaCl；(2)由(1)的分析可知，鈉與氧氣緩慢氧化可得氧化鈉，反應(yīng)的方程式為4Na＋O2=2Na2O，氧化鈉與水反應(yīng)可得氫氧化鈉，反應(yīng)的方程式為Na2O＋H2O=2NaOH，氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)可得氯化鈉，反應(yīng)的方程式為NaOH＋HCl=NaCl＋H2O。答案：(1)NaNa2ONaOHNaCl(2)①4Na＋O2=2Na2O②Na2O＋H2O=2NaOH③NaOH＋HCl=NaCl＋H2O(1)問題(2)中反應(yīng)③，除了利用酸堿中和反應(yīng)外，還可以通過什么方法來實(shí)現(xiàn)？(用化學(xué)方程式表示)(關(guān)鍵能力——理解與辨析)提示：由氫氧化鈉生成氯化鈉除了利用酸堿中和反應(yīng)外，也可以用氫氧化鈉與氯化銅、氯化鐵等鹽反應(yīng)得到，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3NaOH＋FeCl3=3NaCl＋Fe(OH)3↓、2NaOH＋CuCl2=2NaCl＋Cu(OH)2↓。(2)上題乙組中物質(zhì)按照性質(zhì)如何分類？(關(guān)鍵能力——理解與辨析)提示：CO2、SO2屬于酸性氧化物，Na2O屬于堿性氧化物，CO屬于不成鹽氧化物?！疽?guī)律方法】單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖下列物質(zhì)轉(zhuǎn)化(“→”表示一種物質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種物質(zhì))中，每次轉(zhuǎn)化只通過一步反應(yīng)，不可能全部實(shí)現(xiàn)的是()A．H2O2→O2→CO2→H2CO3B．NaOH→NaNO3→Na2CO3→NaClC．CaCO3→CaO→Ca(OH)2→NaOHD．Mg→H2→HCl→AlCl3【解析】選B。H2O2分解生成H2O和O2，碳在O2中燃燒生成CO2，CO2與H2O反應(yīng)生成H2CO3，A錯誤；NaNO3不能一步轉(zhuǎn)化成Na2CO3，B正確；CaCO3高溫分解生成CaO和CO2，CaO與H2O反應(yīng)生成Ca(OH)2，Ca(OH)2與Na2CO3溶液反應(yīng)生成CaCO3和NaOH，C錯誤；Mg與稀HCl反應(yīng)生成MgCl2和H2，H2在Cl2中燃燒生成HCl，Al與稀HCl反應(yīng)生成AlCl3和H2，轉(zhuǎn)化均能一步反應(yīng)，D錯誤。【拔高題組】1．(2021·朝陽區(qū)高一檢測)下表所列各組物質(zhì)中，物質(zhì)之間按箭頭方向不能通過一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)如圖所示轉(zhuǎn)化的是()甲乙丙ACuOCO2H2OBCCOCO2CCaCO3CaOCa(OH)2DH2SO4H2OH2【解析】選C。CuO與CO反應(yīng)生成銅和CO2，CO2與堿反應(yīng)能生成水，氧化銅與氫氣反應(yīng)能生成水，圖示為，A正確；碳不完全燃燒生成一氧化碳，一氧化碳繼續(xù)燃燒生成二氧化碳，碳完全燃燒生成二氧化碳，圖示為，B正確；CaCO3難溶于水，不與堿溶液發(fā)生反應(yīng)，不能生成氫氧化鈣，C錯誤；硫酸與堿反應(yīng)可以生成水，與活潑金屬反應(yīng)生成氫氣，電解水生成氫氣，圖示為，D正確。2.摩擦劑是牙膏中能夠和牙刷共同作用,擦去牙齒表面牙垢,減輕牙漬、牙菌斑、牙結(jié)石等外來物質(zhì)的固體原料成分。某品牌牙膏中的摩擦劑是碳酸鈣,可以用石灰石制備。某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種制備碳酸鈣的實(shí)驗(yàn)方案,流程圖為(1)上述流程中涉及的無機(jī)反應(yīng)類型有哪些？提示：分解反應(yīng)、化合反