PAGE8-第2課時物質的轉化化學反應的分類發展目標體系構建1.能通過視察和分析，辨識物質形態、物質性質及其改變的宏觀現象，培育宏觀辨識與微觀探析的化學核心素養。2.能從不同視角對物質及其改變進行分類，培育改變觀念與平衡思想的化學核心素養。一、物質的轉化1．以碳、鎂兩種元素的單質和化合物為例，按要求完成物質間的轉化。物質的轉化反應實例(化學方程式)單質→化合物C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2或2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2MgO堿性氧化物→堿MgO＋H2O=Mg(OH)2酸性氧化物→酸CO2＋H2O=H2CO3酸→鹽Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O2.物質轉化中的常見反應類型(1)酸、堿、鹽在溶液中發生復分解反應，通常有沉淀析出、氣體放出或水等物質生成。例如：MgCl2＋2NaOH=Mg(OH)2↓＋2NaCl。(2)酸性氧化物與堿性氧化物可以發生化合反應，生成鹽類物質。例如：CaO＋CO2=CaCO3。(3)排在金屬活動性依次表中氫前面的金屬與稀鹽酸(或稀硫酸)發生置換反應，生成氫氣和鹽。例如：Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑。3．無機化合物轉化為有機化合物1828年，德國化學家維勒通過蒸發無機化合物氰酸銨(NH4CNO)水溶液得到了尿素[CO(NH2)2]。尿素的合成揭開了人工合成有機化合物的序幕。二、化學反應的分類1．化學反應的類型反應通式反應類型實例(化學方程式)A＋B=C化合反應2H2＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2H2OC=A＋B分解反應CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑AB＋C=A＋CB置換反應H2＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2OAB＋CD=AD＋CB復分解反應NaOH＋HCl=NaCl＋H2O2.氧化還原反應依據化學反應中元素的化合價是否發生改變，可將化學反應重新進行分類：(1)有元素化合價發生改變的反應，稱為氧化還原反應。(2)元素化合價不發生改變的反應，稱為非氧化還原反應。微點撥：有單質參加的化合反應和分解反應肯定是氧化還原反應，置換反應肯定是氧化還原反應，復分解反應肯定不是氧化還原反應。1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”。)(1)物質的改變是困難的，物質之間的轉化可能有多種途徑。 (√)(2)物質轉化的過程肯定發生了化學反應。 (√)(3)CuO可與鹽酸反應生成CuCl2，該反應為氧化還原反應。 (×)(4)物質間的轉化是有規律的，轉化是有條件的，在探討生疏物質的性質時，要特殊關注反應條件和環境。 (√)2．在Zn、ZnO、ZnCO3、鹽酸和CaCl2溶液五種物質中，每兩種物質反應能生成ZnCl2溶液的組合有()A．2種 B．3種C．4種 D．5種B[生成ZnCl2的組合有：Zn與鹽酸，ZnO與鹽酸，ZnCO3與鹽酸。]3．據考證，商代煉銅主要礦物原料是孔雀石，主要燃料是木炭，冶煉溫度估計在1000℃左右，可能涉及的反應有：①Cu2(OH)2CO3eq\o(=,\s\up7(△))2CuO＋CO2↑＋H2O②2CuO＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋CO2↑③CuO＋COeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2④CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CO(1)從四種基本反應類型看，①、②、④分別屬于、、。(2)在上述反應中，屬于氧化還原反應的是(填序號)。[解析](1)①是分解反應，②是置換反應，④是化合反應。(2)其中②③④均有單質參加或生成(化合價有改變)，是氧化還原反應。[答案](1)分解反應置換反應化合反應(2)②③④單質、氧化物、酸、堿、鹽之間的轉化關系(素養養成——改變觀念與平衡思想)利用以下三套裝置，進行酸、堿、鹽的性質試驗探究：ABC[問題1]裝置A中能看到什么現象？由此能夠說明哪些問題？[提示]稀硫酸中滴加石蕊溶液，溶液變紅色，說明稀硫酸呈酸性；氫氧化鈣溶液中滴加石蕊溶液，溶液變藍色，說明氫氧化鈣溶液呈堿性。[問題2]在裝置B的燒杯②中滴加酚酞溶液，然后扣上大燒杯，能視察到什么現象？為什么？[提示]燒杯②中滴加酚酞溶液后變紅色，一段時間后溶液顏色變淺，甚至消逝。說明濃鹽酸具有揮發性，酸堿發生中和反應。[問題3]裝置C中，將膠頭滴管中的NaOH溶液滴入集氣瓶中，視察到的試驗現象是什么？請說明緣由。[提示]氣球漲大。由于集氣瓶內的CO2與NaOH溶液反應，導致集氣瓶內壓強減小，所以氣球膨脹。1．物質的轉化關系圖2．化學反應的類型3．氧化還原反應與四種基本反應類型之間的關系(1)兩個可能：化合反應和分解反應可能是氧化還原反應。(2)兩個肯定：置換反應肯定是氧化還原反應，復分解反應肯定是非氧化還原反應。【典例】如圖所示，“——”表示相連的物質間在肯定條件下可以發生反應，“→”表示丁在肯定條件下可以轉化為乙。下面四組選項中，符合圖示要求的是()選項甲乙丙丁AH2SO4Na2SO4NaOHNaClBKClK2CO3KOHHClCO2COCuOCDFeCl2CuCl2ZnHClC[A中甲和乙、乙和丙、丙和丁、丁和甲均不能反應，丁也不能轉化為乙；B中甲和乙、乙和丙、丁和甲之間也不能反應，丁也不能轉化為乙，故A、B不符合題意。C中反應依次為甲和乙：2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2CO2；乙和丙：CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2；丙和丁：2CuO＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋CO2↑；甲和丁：C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2；丁→乙：2C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2CO。D中，甲和乙、丁和甲均不能反應，故D不符合題意。]解答本類試題思維流程如下：1．對于化學反應A＋B=C＋D的下列說法中，正確的是()A．若生成物C、D有一種為單質，該反應肯定是置換反應B．若生成物C、D分別為兩種沉淀，A、B有可能為鹽和堿C．若生成物C、D是鹽和水，則A、B肯定是酸和堿D．若生成物C、D是兩種化合物，則A、B肯定是化合物B[由反應CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))CO2＋Cu知，A項錯誤；由反應Ba(OH)2＋CuSO4=BaSO4↓＋Cu(OH)2↓知，B項正確；由反應CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O知，C項錯誤；由反應CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(點燃))CO2＋2H2O知，D項錯誤。]2．所列各組物質中，物質之間按箭頭方向不能通過一步反應實現所示轉化的是()A．甲為CuO、乙為CO2、丙為H2OB．甲為C、乙為CO、丙為CO2C．甲為CaCO3、乙為CaO、丙為Ca(OH)2D．甲為H2SO4、乙為H2O、丙為H2C[選項C中碳酸鈣難溶于水，不與堿溶液發生反應，不能生成氫氧化鈣。]隨著人類經濟的發展，自然資源的開發與重復利用成為一個緊迫的問題。一方面可以削減垃圾對自然環境的影響，另一方面可以通過化工工藝對垃圾中的可利用資源進行再處理，削減對自然資源的依靠。下面是某金屬垃圾處理廠對含銅金屬垃圾的處理過程：(1)上述回收方案中涉及銅元素的物質有哪些？對這些物質進行分類，并說出你的分類依據。(2)該工廠工藝流程中的①、②、④發生了物質的轉化，寫出物質的轉化類型并寫出物質之間的轉化方程式。(3)該生產工藝被稱為濕法煉銅，是我國古代人獨創的，其原理就是用置換反應制取金屬。現在工業上還在廣泛應用，但更多的是一種火法煉銅，須要在高溫條件下進行，試寫出火法煉銅的原理和化學反應。(4)分析兩種煉銅方法的優缺點分別有哪些。[解析](1)涉及Cu、CuO、CuSO4，分別屬于金屬單質、金屬氧化物、鹽；依據物質的組成進行分類的。(2)Cu(金屬單質)→CuO(金屬氧化物)→CuSO4(鹽)→Cu(金屬單質)。①2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO、②CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O、④Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu。(3)可以用碳粉或CO在高溫下還原氧化銅制取金屬銅：2CuO＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋CO2↑或CuO＋COeq\o(=,\s\up7(高溫))Cu＋CO2。[答案](1)Cu、CuO、CuSO4；分別屬于金屬單質、金屬氧化物、鹽；依據物質的組成進行分類。(2)金屬單質→金屬氧化物→鹽→金屬單質。①2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO、②CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O、④Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu。(3)可以用碳粉或CO在高溫下還原氧化銅制取金屬銅：2CuO＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋CO2↑或CuO＋COeq\o(=,\s\up7(高溫))Cu＋CO2。(4)濕法煉銅的優點是常溫下可以進行，節能；缺點是對銅礦要求高，副產品硫酸亞鐵溶液可能導致污染。火法煉銅的優點是銅礦類型適應性廣；缺點是須要在高溫下進行，耗能，會產生對大氣污染的氣體。通過對垃圾中的可利用資源進行再處理，考查用化學符號描述常見簡潔物質及其改變，從宏觀和微觀視角對物質及其改變進行分類和表征。培育學生學習化學的愛好，以及宏觀辨識與微觀探析的化學核心素養。能依據“綠色化學”思想和科學理論對某一個化學過程進行分析，權衡利弊，作出合理的決策，培育學生科學看法與社會責任的化學核心素養。1．下列物質中，與酸、堿、鹽均能反應的物質是()A．CuO B．CaCO3C．Na2CO3 D．CO2C[CuO不能與堿和鹽反應，A不符合題意；CaCO3不能與堿和鹽反應，B不符合題意；CO2不能與酸反應，D不符合題意。]2．下列改變不能通過一步反應實現的是()A．Na2CO3→NaOHB．CuO→CuCl2C．CaCO3→Ca(OH)2D．CaO→Ca(OH)2C[Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH；CuO＋2HCl=CuCl2＋H2O；CaCO3是不溶性鹽，不能與堿反應轉化為Ca(OH)2，可先高溫分解為CaO，再與水反應生成Ca(OH)2。]3．以下表示的是碳及其化合物的轉化關系，其中涉及的基本反應類型依次是()Ceq\o(→,\s\up7(CuO),\s\do14(高溫))CO2eq\o(→,\s\up7(H2O))H2CO3eq\o(→,\s\up7(CaOH2))CaCO3eq\o(→,\s\up7(高溫))CO2A．化合、置換、分解、復分解B．置換、復分解、化合、分解C．置換、化合、分解、復分解D．置換、化合、復分解、分解D[該轉化關系中涉及的化學反應及反應的類型：C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋CO2↑，置換反應；CO2＋H2O=H2CO3，化合反應；H2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2H2O，復分解反應；CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑，分解反應。]4．對于下列反應的反應類型的推斷，不正確的是()A．CO2＋H2O=H2CO3化合反應；非氧化還原反應B．Cu(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CuO＋H2O分解反應；非氧化還原反應C．Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2置換反應；氧化還原反應D．NaCl＋AgNO3=AgCl↓＋NaNO3復分解反應；非氧化還原反應C[置換反應是單質與化合物反應生成另一種單質和化合物的化學反應，Fe2O3與CO都不是單質，不屬于置換反應，從化合價改變來看，該反應為氧化還原反應。]5．[素養題]牙膏中的摩擦劑碳酸鈣可用石灰石來制備。某學生設計了一種制備碳酸鈣的試驗方案，其流程圖如下：(1)下列物質中，屬于鹽的是(選填字母)。A．CaCO3 B．CaOC．Ca(OH)2 D．Na2CO3(2)請寫出上述制備流程中有關反應的化學方程式，并標出基本反應類型。①；②；③。(3)請你仍以石灰石為原料(其他試劑自選)，設計另外一種制碳酸鈣的方案，仿照上述流程寫出你的制備流程圖。你所設計方案的優點是。(4)用食醋、澄清石灰水等來驗證牙膏中含有碳酸鈣的操作及現象為