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物质转化的规律

发布时间:2013-10-07 10:57:54  

导入
1.自然界中除了陨铁以外,没有现成的

铁,那么我们的生活中使用的钢铁是怎 么来的呢?
2.科学家就利用物质与物质之间的化学反应, 制造出许许多多的新物质,如合成材料PVC, 塑料聚氯乙烯,化肥硫铵、碳铵等. 3.哪些物质之间可以反应,哪些物质之间不可 反应,它们又有什么规律?

一、非金属单质与其化合物的转化

火山喷射的产物-硫黄

硫黄

1、观察硫黄外观: 淡黄色的粉末 2、在空气点燃硫黄现象:

淡蓝色火焰,刺激性气味 3、燃烧着的硫黄放进盛有氧气的集气瓶 观察现象 明亮的蓝紫色火焰,生成一种刺 激性气味 的气体

化学方程式:
点燃

S+O2

SO2

生成物SO2是一 种有毒、有刺激 性气味的气体, 不要直接排放到 空气中。

你能除去二氧化硫气体 吗? 用化学方程式表达:

SO2+2NaOH = Na2SO3+H2O

讨论:你还知道哪些非金属可以转化为相应 的化合物 吗?
点燃

O2充足 O2不充足

C+O2
点燃

CO2

2C+O2
点燃
点燃

2CO

2H2+O2 4P + 5O2

2H2O 2P2O5

非金属+氧气

非金属氧化物

高温

补充内容:C+CO2 C+2S
点燃

2CO CS2

可见:非金属单质在一定条件下可 以转化为相应的化合物。

石蕊

现象:

变红

分析原因:

2、从2只烧杯中分别取少量液体放入试管 中,加热,有什么现象发生?

红色重新变成紫色
你认为应该怎样解释所发生的变化?将上诉变 化用化学方程式表示出来:

CO2+H2O
H2CO3

H2CO3
CO2 +H2O

非金属氧化物+H2O
?



CO2 + H2O ====H2CO3 SO2 + H2O ==== H2SO3

?

SO3 + H2O ==== H2SO4 P2O5 + 3 H2O ==== 2H3PO4

现在我国的常用能源煤和石油中都含有 硫,在燃烧时生成SO2,导致大气污染 而降酸雨。
点燃

S+O2
SO2+H2O 2H2SO3+O2

SO2
H2SO3 2 H2SO4

讨论:

正常的降水是碱性、 中性还是酸性的?

怎样用化学方程式表示 下列物质间的转化? C C+O2 CO2+H2O CO2
点燃

H2CO3 CO2 H2CO3

非金属

非金属氧化物



二、金属单质与其化合物的转化

Fe+S

FeS
点燃

2Na + Cl2 Mg+Cl2

2NaCl
点燃

MgCl2
点燃

金属+非金属(除氧气)
3Fe+2O2 2Mg+O2 2Cu+O2 金属+氧气
点燃



Fe3O4 2MgO 2CuO 金属氧化物

1、实验操作
在蒸发皿中放1小块生石灰,

加少量水,搅拌,观察现象。

2、化学方程式 CaO+H2O Ca(OH)2

某些金属氧化物+水
CaO+H2O Na2O+H2O Ca(OH)2 2NaOH



K2O+H2O
BaO+H2O

2KOH
Ba(OH)2

思考:CuO、Fe2O3不能与水化合成相应的碱, 为什么?

可溶性碱可合不可分, 不可溶性碱可分不可合。

怎样用化学方程式表示 下列物质间的转化? Ca CaO
点燃

Ca (OH)2 2CaO Ca(OH)2

2Ca+O2 CaO+H2O

金属

金属氧化物



元素的存在形态 1.游离态----元素以单质形式存在. 如:O2 、O3中,氧元素是游离态。

2.化合态-----元素以化

合物形式存在.
如:H2O中,氧元素、氢元素都是化合态。

三、金属的冶炼
把金属从化合态变 成游离态。
方铅矿(主要成分PbS) 赤铁矿石 (主要成分Fe2O3)

孔雀石[主要成分 Cu2(OH)2CO3 ]

1、观察孔雀石的颜色 绿色 。
2、孔雀石在加热时有什么变 化? 绿色变成黑色 。 3、用湿润的的PH试纸 贴在试管壁上观察颜色 变化,测定气体的水溶 液PH约为 5.8 。 并将该气体通入澄清石灰水有 什么变化: 浑浊 。

孔雀石

4、以上变化的化学方程式: Cu2(OH)2CO3==2CuO+H2O+CO2



高温

C+2CuO

2Cu+CO2

高温

C+2CuO

2Cu+CO2

炽热的炭在高温条件下能与二氧化 碳反应,生成一氧化碳。一氧化碳也可 以夺取金属氧化物中的氧,产生游离的 金属单质。
高温

C+CO2 CO+CuO

2CO Cu+CO2

观察氢气还原氧化铜实验,讨论装置 有何特点?

H2+CuO

Cu+H2O

2、为什么在氢气还原氧化铜实验开始时, 要先通氢气后给氧化铜加热? 排尽试管内的空气,防止氢气与空气 混合加热时引起爆炸。 3、实验停止后,为什么还要继续通氢气 ,直到试管冷却为止?

防止灼热的铜重新被氧化变成氧化铜

高温

C+2CuO
H2+CuO CO+CuO

2Cu+CO2
Cu+H2O Cu+CO2

共同点:含氧化合物里的氧被夺 取,变成金属单质。 H2、 CO、 C得氧。

用得失氧分析:
得氧 氧化反应


H2 + CuO ==== H2O + Cu
还原剂 失氧 氧化剂 还原反应

(还原性) (氧化性)

1、由氧化铜制取铜,可用其他 什么方法?

可用C、H2、CO等还原剂在一定条件下还 原氧化铜
将氧化铜转化为盐,用活泼金属置换出铜

写出以锌、硫酸、氧化铜为原料 制取铜的化学方程式(两种方法)。

金属冶炼的原理:
活泼金属 金属氧化物 C、H2或CO 活泼金属 金属盐溶液 游离态金属(置换法) 游离态金属(还原法)

比盐中金属活泼

置换法比还原法优越,因为置换法操作 简便,安全,节约原料。

铁是怎样炼成?
在硬质玻璃管里加 入少量红棕色的氧化 铁粉未,通入一氧化 碳,然后加热。 观察发生的现象: 写出以上变化的化学方程式: 高温 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2

四、有关纯度的计算
例题 100吨含Fe2O3质量分数为85%的铁矿石 中,可炼出含铁质量分数为96%的生铁为多少吨?
在实际生产过程中,所用的原料一般都含有杂质,而 化学方程式所表示的都是纯净物发生化学反应时的相 互关系,各化学式所计算出来的化学式式量也是纯净 物之间的质量关系。 因此当参加反应的物质含杂质时,首先要把含杂质的 物质的质量换算成纯净物的质量,再把纯物质的质量 代入化学方程式中进行计算。

四、有关纯度的计算
例题 100吨含Fe2O3质量分数为85%的铁矿石 中,可炼出含铁质量分数为96%的

生铁为多少吨?

高温

3CO+Fe2O3
160

2Fe+3CO2
=
112

100吨×85%

x×96%

112 × 100吨×85% x= 160 ×96% = 62吨

答:炼出的生铁质量为62吨。

方法二:
解: 铁矿石中含Fe2O3的质量为: 100吨×85% = 85 吨
2Fe

Fe的质量为:85吨× Fe O
2

× 100 %
3

= 85吨×

112

160

× 100%

=59.5吨

炼出的生铁的质量为:59.5吨÷96%=62吨
答:炼出的生铁质量为62吨。

练习: 欲炼出含杂质3%的生铁2000t,需含氧 化铁80%的赤铁矿石多少吨? 1、请你根据化学方程式进行计算
2、本题还有其他解法吗?若有,要求说 明并列出算式。

练习: 欲炼出含杂质3%的生铁2000t,需含氧 化铁80%的赤铁矿石多少吨?

3CO+Fe2O3
160 80%x

高温

2Fe+3CO2
112 1940t

X=3464t

方法二
解:由于铁矿石中的铁元素全部转化成单质的铁 ,所以根据化学式计算。 设需赤铁矿石的质量为y

答:炼出的生铁质量为62吨。

五:观赏自然界绚丽多姿的溶洞景观:

拓展探究长知识:
(1)溶洞的形成原因:
在自然界里,含有碳酸钙的石灰石岩层遇到溶 有二氧化碳的水时,不溶水的碳酸钙就会变成 可溶性的碳酸氢钙〖Ca(HCO3)2〗而被地下水带 走,在长年累月的作用下会慢慢地形成溶洞。

CaCO3 +CO2+ H2O = Ca(HCO3)2

(2)钟乳石、石笋、石柱的形成原因:
?

当含有碳酸氢钙的地下水从溶洞顶渗出, 一滴一滴落下来时,由于水分蒸发,水里 的碳酸氢钙又会变成碳酸钙而沉积下来, 附在洞顶的石壁上,年深日久,洞顶就垂 下乳状石条,这就石钟乳石。滴落地洞底 的水也发生着同样的变化,形成了向上生 长的石笋。钟乳石和石笋慢慢伸长连在一 起成了石柱。 Ca(HCO3)2 ? CaCO3↓ +H2O+ CO2↑

实验:蛋壳的变化
1、将一只生鸡蛋放到盛有稀盐酸的容器中,观 蛋壳表面附着气泡,鸡 察到的现象:

蛋不断上浮与下沉
2、2分钟后,将生鸡蛋从酸中取出,用水冲洗干 净,蛋壳发生了什么变化 表面变得更粗糙 3、将鸡蛋继续放在稀盐酸中,10分钟后取出, 用水冲洗干净,蛋壳发生了什么变化 现象: 蛋壳几乎消失

CaCO3 + 2HCl ====CaCl2 +CO2 ↑+ H2O

物质转化规律图
金属 非金属


金属 氧化物 盐 和 金 属 碱 碱和盐 两种新盐 盐和水 非金属 氧化物 盐和氢气

酸 酸和盐





以金属钙为例,写出有关变化的化学方程式。
金属

Ca

1、写出金属到金属氧化物的化学方 程式。 点燃 O2

金属 氧化物

2Ca+O2

2CaO

CaO

2、写出金属氧化物到碱的化学方程式 H2O CaO+H2O==2Ca(OH)2 3、写出碱到盐的化学方程式。 Ca(OH)2+2HCl==CaCl2+2H2O



Ca(OH)2

HCl


CaCl2

金属

非金属

金属 氧化物

非金属 氧化物









以非金属碳为例,写出有关变化的化学方程式。

4、

写出非金属到非金属氧化 物的化学方程式。

C

非金属

C+O2===CO2
CO2 5、写出非金属氧化物到酸的 化学方程式。 CO2+H2O==H2CO3 6、写出酸到盐的化学方程式。 H2CO3+Ca(OH)2==CaCO3 +2H2O H2O
H2CO3

点燃

O2
非金属 氧化物



Ca(OH)2
CaCO3


金属

非金属

金属 氧化物

非金属 氧化物









1、金属+非金属
金属 非金属




金属 氧化物 非金属 氧化物

点燃 2Na+Cl2=== 2NaCl

2、碱+酸

盐+水

NaOH+HCl== NaCl+H2O
碱 盐和水



3、盐+盐
两种新盐

新盐+新盐





NaCl+AgNO3== NaNO3+AgCl

金属

非金属


金属 氧化物 非金属 氧化物



盐和水



两种新盐





1、金属氧化物 + 酸
金属 非金属

盐+水

CuO + H2SO4==CuSO4 + H2O
2、非金属氧化物 + 碱 盐 + 水


金属 氧化物 非金属 氧化物

CO2 + Ca(OH)2 ==CaCO3 +H2O
3、碱 + 盐 新碱 + 新盐 2NaOH+CuSO4== Na2SO4+Cu(OH)2

碱 碱和盐

盐和水


酸和盐 两种新盐

4、酸 + 盐

新酸 + 新盐

H2SO4 + BaCl2==BaSO4 +2HCl




金属

非金属


金属 氧化物 非金属 氧化物

碱 碱和盐

盐和水


酸和盐 两种新盐





金属

非金属



盐 和 金 属

9、金属 + 酸 金属 非金属 氧化物 +2 HCl== ZnCl2+ H2 Zn 氧化物

盐 + 氢气

盐和氢气

10、金属 + 盐
盐和水

新金属+新盐

Fe + CuSO4= Cu + FeSO4
碱 碱和盐 两种新盐 酸 酸和盐





物质转化规律图
金属 非金属


金属 氧化物 盐 和 金 属 碱 碱和盐 两种新盐 盐和水 非金属 氧化物 盐和氢气

酸 酸和盐





设计制备ZnSO4 的可能方法。
Zn(OH)2 + CuSO4 MgSO4 + ZnCl2

(1)Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑
(2)ZnO + H2SO4 == ZnSO4 + H2O

(3)Zn(OH)2 + H2SO4== ZnSO4 + 2H2O
(4)ZnCO3 + H2SO4 == ZnSO4 + CO2↑ + H2O

(5)Zn + CuSO4 == ZnSO4 + Cu

1、提炼:十大成盐规律:
(1)金属氧化物 + 酸 → 盐 + 水 (2)非金属氧化物 + 碱 →盐 + 水。 (3)酸 + 碱 → 盐 + 水 (4)金属氧化物 + 非金属氧化物 → 含氧酸盐 (5)盐 + 盐 → 新盐 + 新盐 (6)金属 + 盐 → 新金属 + 新盐 。 (7)金属 + 酸 →盐 + 氢气。 (8)酸 + 盐 → 新盐 + 新酸 (9)碱 + 盐 → 新盐 + 新碱 (10)金属 + 非金属 →无氧酸盐


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