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物质转化的规律-1

发布时间:2013-10-27 10:41:08  

物质转化的规律

一、非金属单质 与其化合物的转化
自然界中的所有物质都在不停地发生变化, 科学家也常利用物质与物质之间的反应,制 造出新的物质、使物质世界更加丰富。 但不是所有物质之间都能发生化学反应, 物质之间的反应是有条件、也有规律的。

1、非金属+氧气

非金属

火山喷射的产物-硫黄

硫黄

(1)、硫黄:淡黄色粉末

(2)、将硫黄放入燃烧匙中,在酒精灯 上点燃硫黄。
现象:微弱淡蓝色火焰并放出热量,同时

生成一种无色有刺激性气味的有毒气体

(3)、将燃烧着的硫黄放入盛有氧气的 集气瓶中。
现象:明亮的蓝紫色火焰

化学方程式: S + O2

点燃

SO2

实验结束后为了减少污染应该怎样做?

1、倒入氢氧化钠吸收SO2

SO2+2NaOH = Na2SO3+H2O

其他非金属在一定条件下也可以与氧气发 生反应
O2充足
点燃

C+O2

点燃

CO2

O2不充足 2C+O2
点燃

2CO

2H2+O2点燃 2H2O

4P + 5O2
非金属+氧气

2P2O5
非金属氧化物

结论:非金属单质在一定条件下可以转化为 相应的化合物

2、非金属氧化物+H2O



(1)取二杯蒸馏水,向一杯中吹气后, 滴加紫 色石蕊试液

吹气的变红
(2)将烧杯中的液体,放入热水中,三分钟, 观察现象: 红色变为紫色

CO2 + H2O = H2CO3 H2CO3 = H2O + CO2
小结:非金属单质在氧气中燃烧可生成非金属 氧化物;大部分非金属氧化物可溶于水, 生成相应的酸。

其他非金属氧化物到酸的转化如下
CO2 + H2O = H2CO3 SO2 + H2O = H2SO3 SO3 + H2O = H2SO4 P2O5 + 3 H2O = 2H3PO4 N2O5+H2O= HNO3

3、非金属氧化物+碱

盐+水

SO2+2NaOH = Na2SO3+H2O
4、酸与盐之间的转化(酸的通性) HCI + NaOH = NaCI + H2O 酸 + 碱 盐 + 水 HCI + Na2CO3 = NaCI + H2O + CO2 ↑ 酸 + 盐 = 新盐 + 新酸 Fe2O3 + H2SO4= Fe2(SO4)3+ H2 O 金属氧化物+酸 =盐 + 水

非金属单质及其化合物转化的一般规律: 非金属
O2

非金属氧化物

H2O

酸的通性







注意: 1、大部分非金属氧化物和水反应生成酸 (二氧化硅除外) 2、不稳定的酸受热易分解为非金属氧化物和水 4、非金属氧化物和可溶性碱反应生成盐和水

1、下列转化,不能一步完成的是( C A.C CO B.CO2 H2CO3 C.SO2 H2SO4 D.HCl MgCl2



2、将CO2通入CaCl2溶液中未见沉淀出现,则 再在溶液中加入下列哪种物质后就会出现 沉淀( C ) A 盐酸 B 氯化钠溶液 C 氢氧化钠溶液 D 稀硝酸

3、物质王国的“小朋友”在做游戏,五位“小朋友”手 拉手围成一圈(如下图所示),要求相邻的“小朋友” 之间必须能互相“配合”(即必须能发生化学反应), 他们才能将游戏进行下去.场外还有四位替补“队员”. 下列有关说法正确的是( ) A.圈内相邻的

“小朋友”之间均能发生复分解反应 B.五位“小朋友”中的任意两位均不能互相调换位 置 C.若“Na2CO3”小朋友玩累了,可换上场外的 “K2CO3” D.若“Ba(OH)2”小朋友玩累了,可换上场外的 “KOH”

如图,A、B、C、D、E各代表铁、水、二氧 化碳、硫酸铜溶液、氢氧化钡溶液中的一种物 质.常温下,相连环物质间能发生反应,不相 连环物质间不能发生反应,且B的相对分子质量 大于D.请填空: (1)写出下列物质的化学式:A Fe , B CuSO4 ,D CO2 (2)相连环物质间发生的反应,没有涉及的 基本反应类型是 分解反应

二、金属单质 与其化合物的转化
1、金属+氧气
点燃

金属氧化物
Fe3O4

3Fe+2O2
点燃

2Mg+O2

2MgO

2Cu+O2

2CuO

2、金属氧化物+水 碱 在蒸发皿中放一小块生石灰,加入少量 水,搅拌,有什么现象? 生石灰溶解,放热 在溶液中滴入无色酚酞 变红 证明生成了碱

上述变化的化学方程式: CaO + H2O == Ca(OH)2
结论:某些金属氧化物和水反应可以生成碱

其他金属氧化物+水 碱 CaO+H2O Ca(OH)2

Na2O+H2O
K2O+H2O BaO+H2O

2NaOH
2KOH Ba(OH)2

思考:为什么CuO、Fe2O3不能与水化合成相 应的碱. 可溶性碱可合不可分, 不可溶性碱可分不可合。

Cu(OH)2==CuO+H2O

3、酸 +金属氧化物=盐 +水
CuO + H2SO4 =CuSO4+ H2 O 4、碱与盐之间的转化(碱的通性)

碱+ 酸 = 盐 + 水
非金属氧化物+碱=盐+水 碱 + 盐 =另一种碱 + 另一种盐

5、金属+非金属(不包括氧)
(1)、铁粉呈黑色、能被磁铁吸引



(2)、将铁粉与硫粉混合物放进试管内,用 酒精灯加热,有什么现象发生? 试管内发光、发热、生成黑色固体(硫化 亚铁)。粉末变成块状固体,磁铁不能被 吸引

生成了铁的化合物

上述变化的化学方程式:

Fe + S == FeS
结论:金属与非金属(不包括氧)可以 相互反应,生成相应的盐。

点燃

2 Fe + 3 Cl2 == 2 FeCl3
点燃

Cu + Cl2 == CuCl2
点燃

2 Na + Cl2 == 2 NaCl
点燃

Mg+Cl2

MgCl2

金属+非金属(除氧气)



金属

O2

金属氧化物

H2O





注意 1、金属氧化物与水反应生成碱(只有4种 CaO、Na2O、K2O、BaO) 2、难溶性碱受热易分解,会生成相应的金 属氧化物和水



例1、下列物质加入水中,能使紫色石蕊试液 变成蓝色的是( C ) A.CuO B.Fe(OH)3 C.Na2O D.SO3 例2、关于下列物质的转化过程:H2 H2O, CO CO2,Mg MgO。说法错误的是 ( B )

A.都能通过化合反应实现 B.都能通过置换反应实现 C.都能通过与单质反应实现 D.变化前后都有元素化合价发生改变

例3、在一定条件下,下列物质中能跟酸、碱、 盐都能反应的是( C ) A.K2O B.CaCO3 C.Na2CO3 D.CO2
4、Cu(OH)2和MgCO3的混合物加热至质

量 不再改变为止,得到的固体物质是( C ) A四种氧化物 B盐和酸 C两种氧化物 D盐和碱

A、B、C、D四种化合物均由 Na、S、H、O四种元 素中的两种或三种组成,A为中性,既可与CaO反应生 成碱,又可与CO2反应生成酸,B可与HCl反应生成盐 和水,C可与NaOH反应生成盐和水,D可与Ba(NO3)2 反应生成另外两种盐,判断下列说法错误的是( C ) A.A一定是水 C.C一定是H2SO4 B.B可能是NaOH D . D可能是Na2SO4

三、金属的冶炼 元素的存在形态
1.游离态(单质)----元素以单质形式存在. 如:O2 、O3中,氧元素是游离态。 2.化合态(化合物)-----元素以化合物形式存在. 如:H2O中,氧元素、氢元素都是化合态。 把金属从化合态变成游离态

赤铁矿石 (主要成分Fe2O3)

孔雀石[主要成分 Cu2(OH)2CO3 ]

铁矿石还有磁铁矿(主要Fe3O4)、菱铁矿 (主要FeCO3)、硫铁矿(FeS2)、褐铁矿 (FeCO3· 2O) 3H

自然界中,大多数金属是以化合态形式存在, 只有少数是以游离态(即单质)存在。一般 来说性质活泼的金属以化合态存在,性质稳 定的以游离态存在。 1、金属冶炼:(定义) 就是要把金属从化合态变成游离态

2、金属冶炼常用的方法和原理:
原理:在金属氧化物中加入还原剂(具有还 原性的物质),夺取金属氧化物中的 氧,而使其还原成金属单质。可以做 还原剂的主要有C、CO、H2
在反应过程中这些物质夺得氧而被氧化成相应的氧化物

(1)木炭和氧化铜反应,生成了 Cu 和 CO2

化学方程式:
高温

C + 2 CuO == 2 Cu + CO2
碳能将氧化铜中的铜变成游离态的铜。

先移去盛有

石灰水的烧杯, 再移去酒精灯。

实验结束时, 应注意什么?

想一想

为什么?

防止,水的倒吸引起试破裂。

(2)、一氧化碳与氧化铜 炭也可以在高温下与二氧化碳反应:
高温

C + CO2 == 2 CO
一氧化碳也可以在高温下与氧化 铜反应:

CO + CuO == Cu + CO2

注意:

实验开始要先通一氧化碳再加热
实验完毕要先停止加热等试管冷却后在停 止通一氧化碳 现象: 黑色粉末变红色,产生了是澄清 石灰水变浑浊的气体

实验3:氢气还原氧化铜
实验步骤:检(检验氢气纯度)、氢(通氢气) 点(点燃酒精灯加热)、灯(实验 结束后、先熄灭酒精灯)、氢(继 续通氢气、直到试管冷却)

一通、二点、三灭、四撤 (氢气早出晚归)

实验现象
黑色CuO粉末变为紫红色铜

管口有什么生成? 水
CuO + H2 == Cu +H2O

实验注意事项
1、试管应略向下倾斜,且试管口不能塞塞子。
目的:可避免反应中生成的水倒流,防止试管破裂

2、氧化铜要铺在试管底部。
目的:为了增加反应物的受热面积,加快反应速率 目的:一是

为了避免氧化铜粉末堵塞导管口 二是易把试管内的空气排净。

3、通氢气的导管应插到试管底部的氧化铜上方。

讨论:
1、为什么氢气还 原氧化铜的实验, 要先通一会氢气, 在加热氧化铜?

? 排净试管内的空气。避免爆炸

讨论:
2、铜在空气中加 热很容易变为氧化 铜,你在实验中要 注意什么?
实验结束停止加热时,继续通入氢气到 试管冷却为止。防止灼热的铜重新被氧化变 成氧化铜

C、H2、CO等能从 CuO、Fe2O3中 夺取氧的能力叫做还原性, 具有还原性的物质可作还原剂。

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? (1)可用C、H2、CO等还原剂在一定条件下 还原氧化铜 (2)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:
金属氧化物 金属盐溶液
C、H2或CO 活泼金属

游离态金属(还原法)

游离态金属(置换法)

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。

思考:
1.炼铁选用的铁矿石不仅要选含铁量高还要 选择有害元素少的。按此标准选择( D ) 下列铁矿石最好的是: A.FeCO3(菱铁矿) B.FeS2(硫铁矿) C.2FeCO3· 2O(褐铁矿) D.Fe3O4(磁铁矿) 3H 2、下列物质不能使灼热的氧化铜还原成铜的是 ( A ) A.氧气 B.一氧化碳 C.碳 D.氢气

3、对下列实验现象描述,正确的是( D ) A.木炭在氧气中燃烧,发出明亮的火焰 B.红磷在氧气中燃烧,产生大量白雾 C.铁在氧气中燃烧,生成四氧化三铁 D.在饱和二氧化碳的水溶液中滴入石蕊试液, 溶液呈红色 4、下列反应不能一步发生的是( D )
A.CO2+H2O==H2CO3 C.CO+CuO==Cu+CO2 B.Fe+CuSO4==FeSO4+Cu D.Na2SO4+ZnCl2==ZnSO4+2NaCl

5、下列物质的转化,不能一步实现的是(
A.KCl C.SO3 KNO3 Na2SO4 B.Fe(NO3)2 D.CuO Cu AgNO3



6、铜片在酒精灯上加热后变黑,有同学认为 黑色物质是氧化铜,也有同学认为黑色物 质是酒精不完全燃烧产生的炭黑(C)。 下列试剂中,只要一步反应即可判断那种 观点正确的是( B ) A. 蒸馏水 C.氯化钡溶液 B.稀硫酸 D.氢氧化钠

下图是碳及其氧化物的性质及制法的综合性 实验习题,按要求回答问题:
,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO (1)A处反应的方程式为______________________。 2 H2O+CO2=H 紫色石蕊试液变红 (2)B处现象为______________ 。化学方程式为__________2CO3 澄清石灰水变浑浊 (3)C处现象为_________, 化学方程式为__________________ (4)D处黑色粉末a为_______,化学方程式为_______________ (5)D处黑色粉末b为__

_____,化学方程式为_______________ (6)F处的作用是__________,G处作用是_______________

四:化合物之间的相互转化

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, 观察到的现象: 蛋壳表面附着气泡,鸡蛋不断上浮与下沉 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

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





金属
金属氧 化物

非金属

非金属 氧化物




酸 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。 O2 点燃

金属 氧化物

CaO

2Ca+O2

2CaO

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

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+O2===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。
点燃

C

非金属

O2
CO2 H2O
H2CO3

非金属 氧化物

H2CO3+Ca(OH)2==CaCO3 +2H2O

Ca(OH)2
CaCO3


1、金属+非金属
金属 盐 金属 氧化物 非金属 氧化物 非金属



点燃 2Na+Cl2=== 2NaCl

1、金属氧化物+非金属氧 化物 盐 CaO+SiO2==CaSiO3
高温



盐和水



2、碱+酸 盐+水 NaOH+HCl== NaCl+H2O 3、盐+盐 新盐+新盐

两种新盐





NaCl+AgNO3== NaNO3+AgCl

潜水艇里要配备氧气的再生装置,以保证长时 间潜航.有以下几种制氧气的方法:①加热高 锰酸钾;②电解水;③在常温下过氧化钠固体 (Na2O2)与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气.
(1)写出方法③的化学方程式 2Na

2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

(2)其中最适合在潜水艇里制氧气的方法是 ③ ,与其他方法相比较,这种方法的优点是:
一、可将人呼出的CO2转化为氧气, 二、该方法简易快捷,不需要消耗热能和电能,不需要加 热和电解装置

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 +2 Zn

9、金属 + 酸

盐 和 金 属

非金属 HCl== ZnCl2氧化物 + H2

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





相互转化规律的应用 1、查找各类物质主要的化学性质; 2、查找制取各类物质的可能途径; 制盐途径(10种)
制取盐的途径有20种,但是某种盐的制取途径可能只有4-5种

四、有关纯度的计算
1、将下列不纯物质的质量转换成纯物 质的质量:

⑴含Fe2O380%的赤铁矿200kg,其中 Fe2O3为 160 kg。 ⑵含杂质5%的石灰石100kg,其中含 CaCO3 95 kg。

2、将下列纯物质的质量转换成不纯 物质的质量: ⑴ 40 kg含Fe3O470%的磁铁矿中含 Fe3O4 28kg。 ⑵ 50 kg含杂质10%的石灰石中含 CaCO345kg。 ×纯度

混合物质质量

÷纯度

纯净物质量

例1、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?
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× =59.5吨

112

160

× 100%

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。

方法二

解:设可炼出含铁96%的生铁的质量为 x 。
高温

3CO+Fe2O3
160

2Fe+3CO2
=
112

100吨×85%

x×96%

112 × 100吨×85% x= = 62吨

160 ×96% 答:炼出的生铁质量为62吨。

练习:

高温下用足量的一氧化碳还原 10t含氧化铁80%的赤铁矿石,可 炼出多少吨含杂质5%的生铁? 答案:6t。

某炼铁厂用含杂质25﹪ 的赤铁矿 是(主要成分是氧化铁)易冶炼 生铁。求;8000千克这种矿石可 炼出的质量分数96 ﹪的生铁多少 千克?

答案:4375千克

含氧化铁的质量分数80%的赤铁矿 石作原料,生产50吨含杂质4%的 生铁,需这种赤铁矿石多少吨? 答案:85。7吨


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