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1.1.1《丰富多彩的化学物质》第一课时 物质的分类及转化


第一单元 丰富多彩的化学物质

第一课时 物质的分类及转化

1.了解化学物质从不同角度进行的分类。 2.了解物质的转化,学会确定化学反应的基本 类型。 3.初步认识氧化还原反应。

一、物质的分类 为了更好地认识和研究物质,人们常根据物质的 组成、状态、性能等对物质进行分类。 气态 1.根据物质的聚集状态,将物

质分为____物质、 固态 液态 _____物质和_____物质。 半导 导体 2.根据物质的导电性,将物质分为______、_____ 体 ___和______。 绝缘体 3.根据物质在水中的溶解性,将物质分为______ 可溶 性 ___物质、______物质和_______物质。 微溶性 难溶性

4.根据物质的组成对物质进行分类

5.根据物质的性质进行分类 例如,对于能与酸或碱反应的氧化物来说,可将 其分为酸性氧化物和碱性氧化物。通常把能与酸 碱性氧化物 反应生成盐和水的氧化物称为____________,如 CaO、Na2O,把能与碱反应生成盐和水的氧化 酸性氧化物 物称为__________,如CO2、SO2。

1.碱性氧化物和酸性氧化物能否包含所有氧化物? 【提示】 不能。像CO、NO等氧化物与酸、碱都 难以发生反应,既不是酸性氧化物,也不是碱性氧 化物。

二、物质的转化 1.按照物质的类别研究物质的转化 同一类物质在组成及性能方面往往具有一定的相 似性。一定条件下,不同类别的物质之间是可以 相互转化的。研究物质的转化,不仅可以揭示物 质转化所遵循的规律,更重要的是利用物质的转 化可以进一步制造人类需要的新物质。 在初中阶段,我们已经学习了一些物质转化的知 识,现将部分物质的转化类型举例总结如下:

物质的转化 类型 单质―→化 合物 金属氧化 物―→氢氧 化物 非金属氧化 物―→酸 酸―→盐

实例(化学方程式)

点燃 2H2+O2=====2H2O _____________________
Na2O+H2O===2NaOH _____________________

SO3+H2O===H2SO4 _____________________
CuO+H2SO4===CuSO4+H2O _____________________

_______________________________ 碱―→盐 Ba(OH)2+H2SO4===BaSO4↓+2H2O

单质―→ 单质
化合物 ―→单质

Fe+CuSO4===FeSO4+Cu ____________________________

2H2O22H2O+O2↑ _____________________

2.按照反应类型研究物质的转化 为了更好地研究物质间的相互转化,根据化学 反应的特征,将化学反应分为化合反应、分解 反应、置换反应和复分解反应等,请根据所学 知识填写下列表格:

表达形式 A+B===AB AB===A+B AB+C===A+ CB

反应类型

实例(化学方程式) CaO+ H2O===Ca(OH)2 MnO2 2H2O2=====2H2O+ O2↑ Fe+2HCl===FeCl2+ H2↑

化合反应 ________
分解反应

置换反应

AB+CD===AD 复分解反应 CaO+2HCl===CaCl2 _________ +CB +H2O

(1)复分解反应发生的条件 酸、碱、盐在水溶液中进行的反应多是复分解反 应。复分解反应的发生至少应具备下列条件之一: ①生成难溶性物质(包括微溶物),如生成BaSO4等。 ②生成易挥发性物质,如生成CO2等。 ③生成难电离物质,如水、弱酸、弱碱等。

(2)金属与另一种金属的盐溶液发生置换反应的 条件:活动性强的金属置换活动性弱的金属。金 属活动性的强弱,可根据“常见金属活动性顺序 表”进行判断。常见金属的活动性顺序表为:
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb?H? Cu Hg Ag Pt Au ――――――――――――――――――――――→ 金属活动性由强逐渐减弱

其中,位置越靠前的金属活动性越强,金属在水 溶液中就越容易失去电子变成金属阳离子。排在 氢前面的金属能置换出酸中的氢,排在氢后面的 金属则不能。除了K、Ca、Na三种金属外,其 余金属能将比自身活动性弱的金属从其盐溶液里 置换出来。

3.从氧化还原反应的角度研究物质的转化 (1)认识氧化还原反应 从元素化合价发生变化的角度定义氧化还原反应: 化合价升高 元素___________的反应叫做氧化反应;元素 化合 化合价降低 __________的反应叫做还原反应。有元素______ __________的反应叫做氧化还原反应。 价发生变化

(2)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系 一定 ①置换反应_____是氧化还原反应(填“一定”或 “不一定”,下同)。 不一定 ②化合反应_______是氧化还原反应,有单质参 加的化合反应一定是氧化还原反应。 不一定 ③分解反应______是氧化还原反应,有单质生 成的分解反应一定是氧化还原反应。 ④复分解反应_____不是氧化还原反应。 一定

2.是否有单质参与的化学反应一定是氧化还原反 应?

【提示】 不一定。确定一个反应是否为氧化 还原反应关键看反应中有无化合价的变化。如 放电 3O2=====2O3 中有单质参加反应,但没有化合 价的变化,不属于氧化还原反应。

一、物质的分类 为什么要对物质进行分类? [师生互动] 【提示】 (1)分类可以使大量繁杂的材料系统化、 条理化,可以使科学研究对象之间建立起立体的从 属关系。这样,既有利于存入和提取资料,为人们 分门别类、深入地进行研究打下基础,又便于人们 利用分类找出事物之间的本质区别和联系,进而探 讨各类事物之间的转化关系,为科学研究提供了更 加丰富的线索。 (2)由于科学分类系统反映了事物内部的规律性联系, 因而可以根据系统的特性推出某些未被发现的事物 的性质,进而为科学预见奠定基础。

按不同的标准可将盐分为哪些类别? [学生交流] 【提示】 (1)按酸碱中和的程度盐可分为:正盐、 酸式盐、碱式盐。 (2)按阳离子不同盐可分为:钠盐、钾盐、钡盐、铜 盐等。 (3)按阴离子不同盐可分为:盐酸盐、硝酸盐、硫酸 盐、碳酸盐等。 按照盐中是否含有氧元素、是否为有机物等还可分 成其他类别。

分类法在研究物质性质中有何应用?试举例说明。 [师生互动] 【提示】 分类是一种简单有效的科学方法。合理 地分类可以帮助我们对事物的处理举一反三,触类 旁通。 (1)用分类法判断或预测物质的性质,例如锌和铁都 是金属单质,已知它们均能跟某些非金属单质反应、 跟某些酸反应、跟某些盐反应等等。又知铝、锰也 是金属单质,则它们也应具有锌、铁等金属单质的 一般性质。

(2)用分类法寻找具有相同或相似性质的物质。 例如盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)都是酸,具有酸的 通性。在①磷酸(H3PO4)、②氢氧化镁 [Mg(OH)2]、③高氯酸(HClO4)、④氧化钙(CaO)、 ⑤碘(I2)、⑥氢溴酸(HBr)等物质中,具有酸的通 性的是①③⑥。

(3)应用分类法对物质进行鉴别。例如选择化学试剂 鉴别H2SO4溶液、HCl溶液、NaOH溶液、BaCl2溶 液、KNO3溶液、Ca(OH)2溶液等六种溶液时,可将 它们按酸、碱性的差异分为三类,用石蕊试液作为 化学试剂将六种溶液划分为A.HCl溶液、H2SO4溶液; B.NaOH溶液、Ca(OH)2溶液;C.BaCl2溶液、KNO3 溶液三组。然后再将六种溶液按是否能在溶液中生 成碳酸盐沉淀分为两类,用Na2CO3溶液作试剂从B 组中区别出Ca(OH)2溶液和NaOH溶液,从C组中区 别出BaCl2溶液和KNO3溶液。最后将A组溶液按是 否能在溶液中生成钡盐沉淀分为两类,用BaCl2溶液 和KNO3溶液,最后将A组溶液按是否在溶液中生成 钡盐沉淀分为两类,用BaCl2溶液试剂从A组中区别 出H2SO4溶液和HCl溶液。

同学们吃的零食的包装袋中经常有一个小纸袋, 上面写着“干燥剂”,其主要成分是生石灰 (CaO)。 (1)生石灰属于哪种类别的物质: ______________________________________ __________________________________。 (2)生石灰可作干燥剂的理由是(用化学方程式表 示)__________________________________________ __________________________。

(3)生石灰还可以跟哪些类别的物质发生化学反 应?列举三例,并写出化学方程式。 (4)小纸袋中的物质能否长期、持续地作干燥剂? 为什么?

【思路指引】 解答本题要注意以下两点: (1)CaO属于碱性氧化物。 (2)该类氧化物的通性是与酸反应生成盐和水。 【解析】 (1)CaO按组成属于金属氧化物,按 性质分类属于碱性氧化物;(2)(3)CaO作为碱性 氧化物具有碱性氧化物的通性,其干燥原理就是 能吸收H2O并和H2O反应;(4)当CaO完全和H2O 反应后就不再具有干燥作用。

【答案】 (1)生石灰属于金属氧化物,又是碱性氧 化物 (2)CaO 能与水反应,故可使被干燥的物质得以干 燥 CaO+H2O===Ca(OH)2 (3)CaO 还可与酸、酸性氧化物、某些盐反应。 CaO+2HCl===CaCl2+H2O 高温 CaO + CO2===CaCO3( 或 CaO + SiO2 ===== CaSiO3) H2O+CaO+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH(答案 合理即可) (4) 不 能 。 当 CaO 与 水 反 应 全 部 生 成 Ca(OH)2[Ca(OH)2 也有吸水性],Ca(OH)2 再潮解, 表面呈黏稠状时,即失去吸水干燥物质的能力。

1.将(Ⅰ)中物质与(Ⅱ)中物质分类用短线连起来。 (Ⅰ) (Ⅱ) Na2SO4 含氧酸盐 KHSO4 无氧酸盐 NaCl 钠盐 BaSO4 硫酸盐 NaHCO3 酸式盐

【解析】 Na2SO4属于含氧酸盐、钠盐和硫酸 盐;KHSO4属于含氧酸盐、硫酸盐和酸式盐; NaCl属于无氧酸盐和钠盐;BaSO4属于含氧酸 盐和硫酸盐;NaHCO3属于含氧酸盐、钠盐和酸 式盐。

【答案】

二、物质的转化
填表完成不同类别的含钙物质的相互转化
物质的转化类型 单质―→碱 实例(化学方程式) Ca+2H2O===Ca(OH)2+H2↑

单质―→盐
单质―→氧化物 2Ca+O2===2CaO

盐―→单质 氧化物―→ 碱 碱―→盐 盐―→盐 盐―→氧化 物 氧化物―→ 盐

CaCl2Ca+Cl2↑

通电 盐―→碱 CaCl2+2H2O=====Ca(OH)2+H2↑+Cl2↑

[学生交流]

【提示】 Ca+2HCl===CaCl2+H2↑ CaO+H2O===Ca(OH)2 Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl 高温 CaCO3=====CaO+CO2↑ CaO+2HCl===CaCl2+H2O

如何判断一个反应是否是氧化还原反应? [师生互动] 【提示】 从氧化还原反应的特征来判断,即看 该反应是否有化合价升降,有则是,无则不是。

四种基本反应类型都是氧化还原反应吗? [学生交流] 【提示】 氧化还原反应与四种基本反应类型间 的关系 (1)置换反应一定属于氧化还原反应。 (2)复分解反应一定不属于氧化还原反应。 (3)有单质参与的化合反应和有单质生成的分解 反应,均属于氧化还原反应。无单质参与的化合 反应、分解反应也可能是氧化还原反应。

(4)图示关系如下图:

用化学方程式表示以CaCO3、Na2CO3、H2O等为 原料制取NaOH的各步反应,注明反应类型。 【解析】要制得NaOH,给的反应物中只有 Na2CO3含有钠元素,可能的反应为:碱+盐―→ 另一种碱+另一种盐,显然作为反应物的碱只能 是Ca(OH)2,可考虑由CaCO3制取Ca(OH)2。

高温 【答案】 CaCO3=====CaO+CO2↑,分解反 应 CaO + H2O===Ca(OH)2 , 化 合 反 应 Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH, 复分 解反应
【规律小结】 熟练掌握金属、非金属、氧化 物、酸、碱、盐相互转化关系,是解答此类题 的关键。

2.下列反应中,不属于四种基本反应类型的是(
A.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ 光照 B.2HClO=====2HCl+O2↑ C.Fe+2FeCl3===3FeCl2 △ D.CuO+CO=====Cu+CO2

)

【解析】 A项中反应为置换反应,B、C项中 反应分别为分解反应和化合反应,D项显然不属 于四种基本反应类型。 【答案】 D

下列反应属于氧化还原反应的是(

)

高温 A.CaCO3=====CaO+CO2↑ MnO2 B.2KClO3=====2KCl+3O2↑ △ △ C.MnO2+4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O △ D.NaCl(s)+H2SO4(浓)=====NaHSO4+HCl↑

【思路指引】 该题主要考查氧化还原反应的判 断,必须抓住它的特征,若元素化合价变化,则 为氧化还原反应。反之,则为非氧化还原反应。

高温 +2 -2 +4 -2 【解析】 A 项中Ca C O3 =====CaO+C O2↑, 各元素化合价均无变化,属于无单质生成的分解 反应,为非氧化还原反应。 +5 -2 0 MnO2 -1 B 项中 2KClO3 =====2KCl+3O2↑, 氧元素化合 △ 价发生变化,属于有单质生成的分解反应,为氧 化还原反应。

+2 +4 -2

0 △ +2 C 项中MnO2+4HCl (浓)=====MnCl2+Cl2↑ +2H2O,化合价有变化,属于氧化还原反应。 △ D 项中 NaCl(s)+H2SO4(浓)===== NaHSO4 + HCl↑为复分解反应,属于非氧化还原反应。
+4 -1

【答案】

BC

3.下列说法中正确的是( ) A.凡没有单质参加的化合反应一定是非氧化还 原反应 B.有单质参加的反应一定是氧化还原反应 C.凡有盐参加的反应,都是复分解反应 D.置换反应一定是氧化还原反应

【解析】 A 的说法太绝对,因为有些化合物 间的化合反应也可能是氧化还原反应; 选项的 B 说法也不正确,如石墨在一定条件下变成金刚 石的反应,它既不是四种类型的反应,也不是 氧化还原反应。对 C 而言,有盐参加反应可能 是化合反应: 2FeCl3+Fe===2FeCl2; 置换反应: Cl2 + 2KBr===Br2 + 2KCl ; 分 解 反 应 : 高温 CaCO3=====CaO+CO2↑。 【答案】 D

一、化学物质常见的分类方法 1.单一分类 单一分类法就是对被分对象只用一种标准进行分 别归类的分类方法,如下所示:

2.交叉分类 交叉分类法就是将被分类的对象应用多种不同的 单一分类法进行分类。 举例:某些氧化物的交叉分类

(1)既不与酸反应,也不与碱反应的氧化物叫做 不成盐氧化物,如CO、NO等。既能与酸反应生 成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氧化物叫 做两性氧化物,如Al2O3。 (2)金属氧化物大都是碱性氧化物,个别的金属 氧化物(如Mn2O7)是酸性氧化物。非金属氧化物 只能是酸性氧化物,个别氧化物(如CO、NO等) 既不是酸性氧化物也不是碱性氧化物。

3.树状分类法 所谓树状分类法,简单地说,是根据被分对象的 整体与分出的类型间的关系的阵列式形状(像树) 来定义的,如下所示:

化合物树状分类

二、金属、非金属、氧化物、酸、碱、盐相互转 化关系图

1.下列物质中不属于混合物的是( ) A.白酒 B.食醋 C.生铁 D.冰和水 【解析】 A项中白酒成分主要是水和酒精;B 项中食醋成分主要是水和醋酸;C项中生铁成分 主要是铁和碳;D项冰与水是同一种物质H2O。 【答案】 D

2.下列反应不属于四种基本反应的类型,但属 于氧化还原反应的是( ) A.Fe+CuSO4===FeSO4+Cu 高温 B.3CO+Fe2O3=====2Fe+3CO2 C.AgNO3+NaCl===NaNO3+AgCl↓ △ D.2KMnO4=====K2MnO4+MnO2+O2↑

【解析】 A属置换反应,C属复分解反应,D 属分解反应,故答案为B。 【答案】 B

3.阅读于谦的古诗《石灰吟》,回答问题。 石灰吟 于谦 千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲。 粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间。 (1)“千锤万凿出深山”,开凿的物质是( ) A.石灰石 B.铁矿石 C.脉石 D.重晶石

(2)关于“烈火焚烧若等闲”对应反应的说法中, 正确的是( ) A.属于氧化还原反应 B.产生的气体可造成温室效应 C.属于分解反应 D.属于置换反应

(3)写出下列对应反应的化学方程式。 化合反应:________________________, 分解反应:________________________。

【解析】 该诗描述了由石灰石的开采到熟石灰 的制备过程,第一句描述了开采石灰石的景象, 第二句描述了 CaCO3 高温分解制生石灰的过程, 第三句描述了 CaO 与水反应生成 Ca(OH)2 的过程, 第四句描述了熟石灰在建筑中的广泛应用,所涉 高温 及的化学方程式有 CaCO3=====CaO+CO2↑, CaO + H2O===Ca(OH)2 , Ca(OH)2 + CO2===CaCO3↓+H2O。

【答案】 (1)A (2)BC (3)CaO+H2O===Ca(OH)2 高温 CaCO3=====CaO+CO2↑


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