高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 物质的分类及转化第2课时学案设计

第2课时　物质的转化

新课情境呈现

研究物质的性质是化学研究的一项重要内容。只有深入地研究物质的性质，才能制造出更好服务于生产、生活的物质。

例如，通过对叠氮化钠(NaN3)性质的研究，制成了一种用于汽车安全气囊的气体发生剂；汽车安全气囊在膨起的瞬间发生了怎样的反应，物质之间是如何转化的，让我们走进教材，学习物质的转化。

课前素能奠基

新知预习　　

一、酸、碱、盐的化学性质

1．酸

(1)酸的通性

(2)酸具有通性的原因：所有的酸溶液中都含有H＋。

注意：能使紫色石蕊变红的溶液不一定是酸溶液，如NaHSO4属于盐，也能使紫色石蕊溶液变红。

2．碱

(1)碱的通性

(2)碱具有通性的原因：所有的碱溶液中都含有OH－。

3．盐

(1)盐的通性

(2)盐具有某些通性的原因：不同的盐溶液中含有相同的金属离子或酸根离子。

二、物质的转化

1．判断物质发生化学变化的基本依据：原子发生重新组合生成新物质；化学变化中元素种类不发生改变。

2．根据物质的组成和性质，通过化学变化可实现物质间的变化。

如

化学方程式分别为：

①2Ca＋O2===2CaO

②CaO＋H2O===Ca(OH)2

③Ca(OH)2＋H2SO4===CaSO4↓＋2H2O

④C＋O2CO2

⑤CO2＋H2O===H2CO3

⑥Ca(OH)2＋H2CO3===CaCO3↓＋2H2O

3．从单质到盐的转化关系可表示为：

(1)

(2)

4．工业生产中制取某物质需考虑的问题

除要考虑反应进行的可能性外，还要考虑原料来源、成本高低和设备要求等因素。

如制备NaOH主要采用的方法为电解饱和食盐水，过去也曾采用盐与碱反应的方法，如反应Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH，一般不采用反应：Na2O＋H2O===2NaOH，原因是Na2O来源少、成本高。

应用体验　　

1．碱溶液中都含有OH－，因此不同的碱表现出一些共同的性质。下列关于Ba(OH)2性质的描述中不属于碱的共同性质的是(　C　)

A．能使紫色石蕊溶液变蓝色

B．能与盐酸反应生成水

C．能与Na2SO4溶液反应生成BaSO4沉淀

D．能与CO2反应生成水

解析：Ba(OH)2与Na2SO4，反应的实质是Ba2＋与SO的反应，不属于OH－的性质。

2．类推是化学学习中常用的思维方法。下列类推正确的是(　D　)

A．某些金属与酸反应有气体产生，则与酸反应产生气体的一定是金属

B．酸与碱发生中和反应生成盐和水，则生成盐和水的反应一定是中和反应

C．单质一定是由同种元素组成的物质，则由同种元素组成的物质一定是单质

D．碱性溶液能使酚酞溶液变红，则能使酚酞溶液变红的溶液一定是碱性溶液

3．单质、氧化物、酸、碱和盐的相互关系，可以用下图简单表示。限选择铁、碳、氧气、盐酸、氧化钙、二氧化碳、水、氢氧化钙8种物质作为反应物，将图中指定序号的转化用化学方程式表示(所写化学方程式不得重复)。

①C＋O2CO2；

②CO2＋H2OH2CO3；

③CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O；

④Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；

⑤CaO＋2HCl===CaCl2＋H2O；

⑥Ca(OH)2＋2HCl===CaCl2＋2H2O；

⑦CaO＋H2O===Ca(OH)2。

解析：属于同一类的物质必定符合同一标准，就会有某一共同的性质，利用一类物质和另一类物质之间的关系，就可以找出物质之间转化的方法，一般有以下化学通性：

非金属酸性氧化物；金属碱性氧化物，该题对各类物质之间的转化限定了8种物质，从这8种物质中选出符合条件的物质进行各类物质间的转化。

要点归纳　　

单质、氧化物、酸、碱、盐之间的转化关系

课堂素能探究

知识点

单质、氧化物、酸、碱、盐之间的相互转化

问题探究：1．碱和盐应符合什么条件才能发生反应？举例说明。

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生成碳酸钙沉淀，反应的化学方程式为CaCl2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HCl，该判断正确吗？

探究提示：1．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，例如Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH，生成了碳酸钙沉淀，符合复分解反应发生的条件，该反应才能发生。

2．不正确。一般“强酸制弱酸”，即强酸与弱酸盐反应生成弱酸和强酸盐，如CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，反之不能发生。题干中碳酸是弱酸，盐酸是强酸，该反应不能发生。

知识归纳总结：

1．五类物质的通性

(1)金属的通性

金属

(2)酸的通性

酸

(3)碱的通性

碱

(4)盐的通性

盐

(5)氧化物的通性

氧化物

2．单质、氧化物、酸、碱、盐之间的转化关系：

3．实例：

如Na、S单质及其化合物的相互转化关系如下

上述标号反应的化学方程式为

①4Na＋O2===2Na2O

②Na2O＋H2O===2NaOH

③S＋O2SO2

④SO2＋H2O===H2SO3

⑤2NaOH＋H2SO3===Na2SO3＋2H2O

点拨：物质转化的几个不一定

1．不是所有的酸和金属都能反应，且反应也不一定生成H2。如铜不与稀硫酸、稀盐酸反应；铜与浓硝酸反应不生成H2。

2．非金属氧化物不一定与水反应生成酸。如CO、NO等不能与水反应。

3．金属氧化物不一定与水反应生成碱。如CuO、Fe2O3等不能与水反应。

典例 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一系列反应实现了“铜→铜绿→……→Cu”的转化。

铜铜绿CuCl2Cu(OH)2CuOCu

(1)从三种不同分类标准回答，“铜绿”属于哪类物质？铜盐、碳酸盐、碱式盐、含氧酸盐(任选三个即可)。

(2)请写出反应②的化学方程式：Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋CO2↑＋3H2O。

(3)上述转化过程中属于化合反应的是①(填序号)。

(4)写出反应⑤的化学方程式和反应类型CuO＋H2Cu＋H2O、置换反应。

解析：(1)“铜绿”是Cu2(OH)2CO3，根据盐的分类，它可以属于铜盐、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[2Cu＋CO2＋O2＋H2O===Cu2(OH)2CO3]。

(4)由题给信息，反应⑤的化学方程式是CuO＋H2Cu＋H2O，属于置换反应。

〔素养应用〕下列各组物质中，满足如图中物质一步转化关系的是(　C　)

解析：H2CO3不能一步生成CO，A项错误；CuO不能一步生成Cu(OH)2，B项错误；CaOCa(OH)2CaCO3CaO，C项正确；CuSO4Cu(OH)2CuCl2，CuCl2不能一步生成CuSO4，D项错误。

名师博客呈现

表解应用分类法学习化学反应

在初中化学中，我们学习了以下四类化学反应。

像这样对化学反应进行分类，有利于掌握一些化学反应规律，快速、正确地写出化学方程式，是一种高效学习化学反应的方法。

〔即时训练〕

(原创题)写出下列化学反应的方程式。

(1)Cl2从NaBr溶液里置换出Br2。

(2)Na与O2在加热条件下化合生成Na2O2。

(3)C4H10在高温、催化剂的条件下分解为C2H4和C2H6两种气体。

(4)NaClO和HCl发生复分解反应。

答案：(1)Cl2＋2NaBr===Br2＋2NaCl

(2)2Na＋O2Na2O2

(3)C4H10C2H4＋C2H6

(4)NaClO＋HCl===HClO＋NaCl

解析：根据置换反应、化合反应、分解反应、复分解反应等概念书写有关化学方程式。

课堂达标验收

1．(2021·马鞍山高一检测)氢氧化钾是我国古代纺织业常用于漂洗的洗涤剂。古代制取氢氧化钾的流程如下：

上述流程中没有涉及的化学反应类型是(　C　)

A．化合反应 B．分解反应

C．置换反应 D．复分解反应

解析：题给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)。

2．从物质类别的通性角度分析，下列说法错误的是(　C　)

A．金属单质可以与非金属单质反应

B．酸性氧化物可以与碱反应

C．非金属单质一定能与酸反应

D．部分碱性氧化物可以与水反应

解析：非金属单质一般不与酸反应，故选C。

3．景泰蓝正名“铜胎掐丝珐琅”，俗名“珐蓝”，又称“嵌珐琅”，是中国著名的特种金属工艺品类之一，到明代景泰年间这种工艺技术制作达到了巅峰，故后人称这种金属器为“景泰蓝”。叶圣陶在《景泰蓝的制作》中详细描写了制景泰蓝的工艺程序。下列工艺不涉及化学变化的是(　D　)

A．掐丝：粘铜丝→烧焊→硫酸煮→清水洗

B．点蓝：将铅丹、硼酸盐等化合熔制后填色

C．烧蓝：高温焙烧、三填三烧

D．打磨：用金刚砂、磨刀石、椴木炭三次水磨

解析：在烧焊时铜能被氧气氧化为CuO，用硫酸煮时CuO能和硫酸反应生成硫酸铜和水，均为化学变化，A错误；铅丹、硼酸盐等原料化合再经过烧熔而制成不透明的或是半透明的有独特光泽物质，该过程有新物质生成，属于化学变化，B错误；高温焙烧过程有新物质生成，属于化学变化，C错误；打磨是物理过程，无新物质生成，D正确。

4．氢氧化钙，俗称熟石灰或消石灰，是一种白色粉末状固体。氢氧化钙是重要的建筑材料。农药中的波尔多液是利用石灰乳(溶于水的氢氧化钙)和硫酸铜水溶液按照一定的比例配制而成的。冬天，树木过冬防虫，树木根部以上涂80 cm的石灰浆。

工业上常用下列方法制备氢氧化钙。具体过程为：将石灰石煅烧成氧化钙后，经精选与水按1(3～3.5)的比例混合，生成氢氧化钙料液经净化分离除渣，再经离心脱水，干燥，即为氢氧化钙成品。

根据上述材料，回答下列问题：

(1)选择上述短文中提供的物质，完成下表(每空仅填一种物质)。

(2)写出生成波尔多液的化学反应方程式，并注明反应类型。

(3)写出工业制备氢氧化钙的化学方程式，并注明物质类别的转化关系。示例如下：

A(氧化物)＋B(氧化物)→C(盐)

(4)请写出与题目不相同的制备氢氧化钙的方法，并说明工业生产方法的优点。

答案：(2)CuSO4＋Ca(OH)2===Cu(OH)2↓＋CaSO4↓，复分解反应

(3)CaCO3(盐)CaO(氧化物)＋CO2(氧化物)↑，

CaO(氧化物)＋H2O(氧化物)===Ca(OH)2(碱)

(4)2Ca＋O2===2CaO　CaO＋H2O===Ca(OH)2

工业生产方法有原料(石灰石)来源丰富，价格低廉，生产成本低等优点。

解析：(1)短文中提供了多种混合物，如波尔多液，石灰乳等。碱有氢氧化钙，氧化物是氧化钙。

(2)生成波尔多液的化学方程式为：CuSO4＋Ca(OH)2===Cu(OH)2↓＋CaSO4↓，该反应为复分解反应。

(3)工业制备氢氧化钙的化学方程式CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2，涉及的物质转化关系如下：盐→氧化物＋氧化物，氧化物＋氧化物→碱。

(4)制备氢氧化钙的另外一种方法有：2Ca＋O2===2CaO，然后CaO＋H2O===Ca(OH)2，通过比较可知，工业生产方法有原料(石灰石)来源丰富，价格低廉，生产成本低等优点。