内容正文:
2.5物质的转化(2)
整理人:爱自习啦
1、 学习目标
1、 知道金属冶炼的方法,了解还原反应,知道一些常见的还原剂。
2、 能利用物质转化规律寻找制取物质途径。
3、 学会有关纯度问题的计算,并提高分析问题和解决问题的能力。
二、认识与思考
1、思考:观察氧化铜的颜色,在一支试管中加入少量氧化铜,如下图所示,通入氢气,过一会,再给氧化铜加热,观察试管中氧化铜的变化?
答:氧化铜颜色为黑色,现象:试管内黑色粉末变红,试管口有水珠生成。
(
△
)2、思考:上述反应完成以后,停止加热,继续通氢气,直到试管冷却,试管中发生的反应方程式?
答:CuO+H2===Cu+H2O
3、思考:由氧化铜制取铜,还可以用其他什么方法?
答:方法一:可以由氧化铜和碳反应得到铜
方法二:可以由氧化铜和一氧化碳反应得到铜
方法三:可以现由氧化铜和稀盐酸反应得到氯化铜,再由铁置换氯化铜的铜。
4、 思考:在上述实验中为什么氢气还原氧化铜开始时,要先通氢气,再加热?
答:因为氢气是可燃性气体,在加热前要先排尽空气,不然容易氢气不纯而爆炸。
5、 思考:由于铜在空气中加热很容易变成氧化铜,所以在上述实验中要注意些什么?
答:在实验结束后,先停止加热,继续通氢气,直到试管冷却。
6、 思考:将一只生鸡蛋放到盛有稀盐酸的烧杯中,观察现象?
答:鸡蛋壳表面有气泡产生
7、 思考:继续上述实验,将生鸡蛋从稀盐酸中取出,用水冲洗干净,观察蛋壳的变化?
答:鸡蛋壳表面变得凹凸不平
8、 思考:将上述鸡蛋继续放置在稀盐酸中,过10分钟后取出,用水冲洗干净,蛋壳又发生了什么变化?原因是什么?
答:蛋壳变软,原因是鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙,碳酸钙和稀盐酸发生了反应。
9、 (
+CO
2
) (
+H
2
O
) (
+O
2
)思考:以Ca为例,分析Ca→CaO→Ca(OH)2→CaCO3的变化
答:Ca → CaO → Ca(OH)2 → CaCO3
10、 (
+NaOH
) (
+H
2
O
) (
+O
2
)思考:以C为例,分析C→CO2→H2CO3→Na2CO3的变化
答:C → CO2 → H2CO3 → Na2CO3
11、 思考:设计制取ZnSO4的4种方法?
答:方法一:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
方法二:ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O
方法三:Zn(OH)2+H2SO4=ZnSO4+2H2O
方法四:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
三、总结
1、金属的冶炼
1)、金属的存在形式
少数以游离态(单质)形式存在,大多数金属以化合态的形式存在。
2)、金属冶炼的实质
把金属从化合态变成游离态。
3)、金属冶炼的方法
让碳或一氧化碳或氢气与金属氧化物在高温下反应,能夺取金属氧化物中的氧,从而得到金属单质。
2、碳还原氧化铜
(
高温
)1)、碳与氧化铜直接反应:C+2CuO===2CuO+CO2↑
(
高温
) (
△
)2)、碳与二氧化碳反应:C+CO2===2CO
3)、一氧化碳与氧化铜反应:CO+CuO===Cu+CO2
(
△
)3、氢气还原氧化铜
1)、反应方程式:CuO+H2===Cu+H2O
2)、注意事项
A、试管应略向下倾斜,且试管口不能塞胶塞。
目的:避免反应生成的水倒流而炸裂试管。
B、 氧化铜要铺在试管底部
目的:为了增大反应物的接触面积,加快反应速率
C、 通氢气的导管应倒插到试管底部
目的:一是为了让氧化铜与氢气充分反应,二是可以把试管底部空气赶净,加热后不发生危险。
D、 实验前,先通氢气,再点燃酒精灯加热,目的防止氢气和空气混合加热时发生爆炸。
E、 实验后,先熄灭酒精灯,待试管冷却后,再停止通氢气,防止生成的铜在温度较高时再次被氧化成氧化铜。
4、 一氧化碳还原铁
1) 、反应原理:在高温下,用还原剂(主要是一氧化碳)从铁矿石中把铁还原出来。
2) 、实验装置:
3) 、实验现象
红色固体逐渐变为黑色,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊,尾气燃烧并产生淡蓝色火焰。
4) 、注意事项
A、 先通CO的目的:排出装置内的空气,以免加热时CO与空气混合,可能发生爆炸。
B、 实验完毕后继续通CO直到玻璃管冷却,目的是防止氧化铁被还原成铁后,在较高的温度下重新被氧化。
C、 尾气的处理:因为CO有毒,所以尾气中的CO要经过点燃处理或收集备用,防止污染空气。
5、氧化还原反应
1) 、概念:一种物质被氧化同时另一种物质被还原的反应。
2) 、氧化剂:失去氧的物质,化合价降低,如氧化铜
3) 、还原剂:得到氧的物质,化合价升高,如氢气
(常见的还原剂为:C、CO、H2)
(口诀记忆:氧化剂被还原,发生还原反应,具有氧化性
还原剂被氧化,发生氧化反应,具有还原性)
(发生氧化反应(被氧化))
(发生还原反应(被还原))
H2 + CuO === Cu + H2O
(还原剂) (氧化剂) (还原产物) (氧化产物)
6、含杂质化学反应的计算
1) 、纯净物与含有杂质物质的换算关系
(
×
纯度
)A、
(
÷
纯度
) 含杂质物质的质量 纯净物的质量
B、 含杂质的物质的化学方程式的计算步骤
1、 将含杂质的物质质量换算成纯净物的质量:
纯净物质量=含杂质物质质量×纯度
2、 将纯净物质量代入化学方程式进行计算
3、 将计算得到的纯净物质量换算成含杂质物质质量:
含杂质物质质量=纯净物质量÷纯度
7、化合物之间的相互转化
(物质间的转化关系图中包含:两条“纵线”、两条“折线”、四条“横线”和四条“交叉斜线”)
1)、两条纵线(两列)
A、金属 → 金属氧化物 → 碱 → 盐
金属+氧气→金属氧化物, 金属氧化物+水→碱, 碱+酸→盐+水
B、非金属 → 非金属氧化物酸盐
非金属+氧气→非金属氧化物,非金属氧化物+水→酸,酸+碱→盐+水
2)、两条折线(两外围)
A、金属+酸→盐+氢气
B、金属1+盐1→金属2+盐2
3)、四条横线(四横)
A、金属+非金属 → 无氧酸盐
B、金属氧化物+非金属氧化物 → 含氧酸盐
C、碱+酸 → 盐+水 D、盐1+盐2 → 盐3+盐4
4)、四条交叉斜线(四交叉)
A、金属氧化物+酸→盐+水 B、非金属氧化物+碱→盐+水
C、碱1+盐→碱2+盐2 D、酸1+盐1→酸2+盐2
4、 随堂小练
1、通过物质间相互反应可以实现物质间的相互转化。下列物质间的转化,通过一步化学反应不能实现的是( )
A、C→CO→CO2 B、Mg→MgO→MgCl2
C、CuO→Cu(OH)2→CuCl2 D、NaOH→NaCl→NaNO3
2、通过一步化学反应实现如图所示的X、Y、Z三种物质间转化,表格中X、Y、Z对应的质能实现这种转化的是( )
选项
X
Y
Z
A
CO
CO2
C
B
CuO
Cu(OH)2
Cu(NO3)2
C
HCl
BaCl2
KCl
D
NaOH
NaNO3
NaCl
3、有关常见物质之间的部分转化关系如图所示。其中“—”表示物质之间能发生化学反应,“→”表示物质之间的转化关系。下列说法正确的是( )
A、因为物质X在通常状况下是气体,所以其可以作温室肥料
B、反应②一定有盐参加反应
C、反应⑤必须在高温下进行
D、反应③为吸热反应
4、如图,给出了三种物质可能存在的转化关系,根据所学的物质性质及化学变化规律,判断下列选项正确的是( )
A、不能一步实现转化的有①②
B、实现③转化,可通至氯化钠溶液
C、实现⑤转化,可加入碳酸钙粉末
D、实现⑥转化,可加入氢氧化钾溶液
5、可用于治疗锌缺乏引起的食欲不振、生长发育迟缓等病症。下列选项中的两种物质,不能直接反应制得硫酸锌的是( )
A、Zn和H2SO4 B、ZnO和H2SO4
C、ZnCO3和H2SO4 D、Zn和Na2SO4
6、如图是木炭还原氧化铜反应的实验装置图,下列说法正确的是( )
A、给酒精灯加网罩,目的是使火焰集中并提高温度
B、实验过程中,可观察到红棕色粉末逐渐变黑
C、木炭是使氧化铜还原为铜的物质,它具有氧化性
D、实验结束后,应先停止加热,再将导气管从澄清石灰水中撤出
7、甲、乙、丙、丁是初中化学常见物质,其反应可表示为甲+乙→丙+丁。下列推测正确的是( )
A、若甲、乙是化合物,则丙、丁也一定是化合物
B、若甲为单质,则此反应一定是置换反应
C、若乙为稀硫酸,则丙、丁中一定有盐
D、若丙为氯化钠,则甲、乙中一定有碱
8、如图是CO和Fe2O3反应的装置。下列关于图示实验的说法,正确的是( )
①说明CO具有氧化性②玻璃管中的红色粉末变成黑色粉末
③尾气处理装置防止了CO对空气的污染④反应前应先通CO,再加热酒精灯
A、 ①②④ B、①②③ C、②③④ D、全部
9、人类常利用化学反应得到所需要的物质。如图是X、Y、Z、W四种物质的转化关系(都能通过一步反应实现),则X、Y、Z、W依次可能是( )
A、C、CO、CO2、H2CO3 B、H2O2、O2、H2O、H2
C、CaO、Ca(OH)2、CaCl2、CaCO3
D、Cu、CuO、Cu(OH)2、CuSO4
答案:1、C 2、C 3、D 4、A 5、D
6、A 7、C 8、C 9、C
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