内容正文:
年 级:高一 学 科:化学(人教版)
主讲人:lrp 学 校:四川省华蓥中学
课时1 物质的分类
第一章 物质及其变化
第一节 物质的分类及转化
高中化学高一上册
1
【学习目标】
1.通过小组讨论、思考交流,能从元素组成(宏观)和构成微粒(微观)的角度分析认识物质,并根据物质的组成和性质对化学物质进行分类。
2.通过阅读教材、归纳小结,认识交叉分类法和树状分类法,能用不同的分类标准对酸、碱、盐、氧化物进行分类,感受分类方法对于化学科学研究和化学学习的重要作用。
【学习重点】应用分类法建立各类物质的转化关系模型。
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第一章 物质及其变化
2
新课导入
(1)超市物品繁多,如何在短时间内找到我们想要的商品呢?
(2)图书馆的书籍繁多,如何快速找到《有机化学》呢?
以上的物品是依据什么方法来摆放?
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第一章 物质及其变化
【探索新知】
分类是根据研究对象的 和 ,将他们区分为不同种类和层次的科学方法。通过分类,可以将物质分成不同类别,依据 和 ,可以解释和预测物质的性质,设计物质间的转化途径。
共同点
差异点
物质类别
元素价态
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第一章 物质及其变化
一、物质的分类方法1、物质分类标准:对物质进行分类,首先要确定 ,然后按标准进行分类
对下列化合物进行分类:①NaCl②HCl③CaCl2④CuO⑤H2O⑥Fe2O3
(1)依据通常状况下物质的存在状态为标准,可分为固体: 、
液体: 、气体: ;
(2)依据物质的元素组成为标准,可分为氯化物: 、氧化物: ; (3)依据物质的组成和性质为标准,可分为酸: 、盐 、氧化物: .
①③④⑥
⑤
②
①②③
④⑤⑥
②
①③
④⑤⑥
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第一章 物质及其变化
分类方法:(1)、交叉分类法:对同一物质按 进行分类,在对物质进行分类时,采用交叉分类法能从不同角度对物质进行较全面的分析。例如:
不同的标准
Na2SO4
K2SO4
K2CO3
碳酸盐
硫酸盐
钾盐
Na2CO3
根据组成的阳离子分类
根据组成的阴离子分类
不同类别的物质有交集
请同学们对下列盐进行分类,并说说你的分类标准
钠盐
【思考与交流】
特征
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第一章 物质及其变化
(2)树状分类法:按照一定标准对 进行再分类,形成具有一定从属关系的不同等级系统的一种分类方法。
【思考交流】指出图中编号所示物质的分类依据
① ;
②. ;
③. ;
④ ;
按是否由同种物质组成
按是否由同种元素组成
按组成物质的元素种类
按物质的组成与性质
同类事物
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第一章 物质及其变化
物质
纯净物
混合物
化合物
单质
非金属单质
金属单质
氧化物
酸
碱
盐
根据组成物质的种类
根据组成元素的种类
根据组成元素的性质
根据组成元素的种类及物质的性质
无机物
有机物
稀有气体
按同一标准分类的物质是平行关系
特征
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第一章 物质及其变化
【课堂达标1】1.物质的分类如下图所示:由图判断下列说法中不正确的是( )
A.甲图所示的分类方法属于树状分类法B.乙图所示的分类方法属于交叉分类法C.碱性氧化物一定是金属氧化物D.非金属氧化物一定是酸性氧化物
D
解析:非金属氧化物不一定是酸性氧化物,如CO、NO等(是不成盐氧化物);金属氧化物也不一定是碱性氧化物如:Al2O3是两性氧化物;Mn2O7是酸性氧化物。
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第一章 物质及其变化
2.硝酸钾是一种无氯氮钾复合肥,宜在种植水果、蔬菜、花卉时使用。关于KNO3的说法中,不正确的是( )A.从其阳离子看,属于钾盐
B.从其阴离子看,属于硝酸盐C.它属于纯净物中的无机化合物
D.因为含有氧元素,故它属于氧化物
答案 D解析 氧化物必须是只含有两种元素,且其中一种是氧元素。
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第一章 物质及其变化
二、物质的分类任何物质都是由 组成 ,根据 对物质进行分类是化学研究的基础,根据元素组成,可以将物质分为 和 。1、单质分类单质: 、 、 。
元素
元素组成
单质
化合物
金属单质
非金属单质
稀有气体
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第一章 物质及其变化
同素异形体A、含义:由同一种元素形成的几种性质不同的 ,叫做这种元素的 。如:金刚石、石墨和C60是碳元素的同素异形体;氧气和臭氧(O3)是氧元素的同素异形体;红磷与白磷是磷元素的同素异形体。 B、产生同素异形体的原因(1)组成分子的 不同,如:氧气(O2)和臭氧(O3)(2)原子的 不同,如:金刚石和石墨【深度思考】:同素异形体之间的转化既有单质参加,又有单质生成,但没有涉及 ,同素异形体之间的转化属于 。
单质
同素异形体
原子数目(分子结构不同)
排列方式
化合价的变化(但单质的结构和性质不同)
化学变化(但不是氧化还反应)
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第一章 物质及其变化
思考:1、为什么会产生同素异体?
2、两种单质组成分子的原子数目和成键方式不同
1、原子的排列方式不同,形成不同的单质
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第一章 物质及其变化
【课堂达标2】1、清晨,松树林中的空气特别清新,是因为有极少量的氧气变成了臭氧,反应的方程式为3O2 == 2O3。下列说法中正确的是( )A.这是一个化合反应 B.由氧元素构成的物质是纯净物C.产生的臭氧与氧气是氧元素的同素异形体 D.这个反应属于物理变化
电火花
解析:氧气与臭氧的转化只有一种反应物,所以不属于化合反应,A项错误;由氧元素可形成O2、O3两种单质,当O2与O3混合时不属于纯净物,B项错误;O2、O3均为氧元素的同素异形体,C项正确;O2与O3属于不同物质,所以该过程为化学变化,D项错误。
C
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第一章 物质及其变化
2、科学家们最近发现一种新分子,具有空心类似足球状的结构,其化学式为C70。下列说法不正确的是( )A.C70是一种化合物
B.它的相对分子质量为840C.它的化学性质和金刚石相似
D.C70和金刚石、石墨一样,都是由碳元素组成的单质
解析:依题意,C70是一种分子,从其化学式可知,一个C70分子由70个碳原子构成,C70应是碳的单质,不属于化合物。
A
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第一章 物质及其变化
C
C
3、
4、
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第一章 物质及其变化
由不同的元素形成的纯净物就是化合物
化合物
酸
碱
盐
氧化物
HCl
H2SO4
NaOH
Ca(OH)2
Na2SO4
CaCO3
CO2
CaO
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第一章 物质及其变化
2、氧化物的分类
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第一章 物质及其变化
( )
(部分)
(1) 酸性氧化物:和碱反应只能生成 的氧化物,反应过程中,元素化合价 。 酸性氧化物的性质:①部分与水反应生成酸,如:CO2+H2O=H2CO3②与碱性氧化物反应只生成盐, 如:CO2+CaO=CaCO3③与碱反应只生成盐+水:CO2+Ca(OH)2=CaCO3+ H2O小结:
不变
盐和水
(生成的酸可溶)
(生成的盐可溶)
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第一章 物质及其变化
NO2 不是酸性氧化物氧化物
SiO2是酸性氧化物氧化物
1、已知 3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO,NO2 是酸性氧化物吗?
【思考与讨论】
2、已知 ①SiO2不溶于水,不与水反应;②SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O
SiO2是酸性氧化物吗?
注意:不是所有的酸性氧化物都要与水反应(如:SiO2不与水反应)
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第一章 物质及其变化
(2) 碱性氧化物:和酸反应只能生成 的氧化物,反应过程中,元素化合价 。 碱性氧化物的性质:①部分与水反应生成碱,如:CaO +H2O= Ca(OH)2②与酸性氧化物反应只生成盐, 如:CO2+CaO=CaCO3③与酸反应只生成盐+水:CaO +2HCl= CaCl2+ H2O小结:
盐和水
不变
( )
(部分)
(生成的碱可溶)
(生成的盐可溶)
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第一章 物质及其变化
(3)两性氧化物
既与酸也与碱反应,生成盐和水,如Al2O3
(4)不成盐氧化物
不能和酸也不能和碱反应生成盐和水的化合物,如CO
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第一章 物质及其变化
【深度思考】①碱性氧化物 大多数 是金属氧化物,但金属氧化物 是碱性氧化物。 如:Mn2O7为酸性氧化物、Na2O2为过氧化物、KO2为超氧化物 ②酸性氧化物 是非金属氧化物,如Mn2O7;非金属氧化物也 是酸性氧化物。如:CO、NO等 ③酸性氧化物、碱性氧化物 都能与水反应生成相应的酸碱。如:SiO2、CuO ④NO、CO是不成盐氧化物.它们既不和酸反应又不和碱反应
不一定
不一定
不一定
不一定
2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑
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第一章 物质及其变化
【思考与讨论】
金属氧化物和非金属氧化物与酸性氧化物和碱性氧化物有何关系,请举例说明。
酸性氧化物
金属氧化物
非金属氧化物
碱性氧化物
不一定是
不一定是
一定是
不一定是
如Mn2O7
如CO、NO
如Mn2O7、Al2O3
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第一章 物质及其变化
【课堂达标3】1、下列关于氧化物分类的说法不正确的组合为( )①金属氧化物也可以是酸性氧化物 ②非金属氧化物一定是酸性氧化物③碱性氧化物一定是金属氧化物 ④能与酸反应生成盐和水的氧化物一定是碱性氧化物⑤能与碱反应生成盐和水的氧化物一定是酸性氧化物A.③④⑤ B.①②③ C.②④⑤ D.①②③④⑤
解析:金属氧化物也可以是酸性氧化物,如Mn2O7为酸性氧化物,①正确;非金属氧化物不一定是酸性氧化物,如CO、NO等为不成盐氧化物,②错误;碱性氧化物是和酸反应生成盐和水的氧化物,一定是金属氧化物,③正确;碱性氧化物与酸反应只生成盐和水,如过氧化钠和盐酸反应生成盐和水,但同时还有氧气生成,其不是碱性氧化物,④错误;能与碱反应生成盐和水的氧化物不一定是酸性氧化物,如NO2和碱反应生成盐和水,但发生的是氧化还原反应,⑤错误;综上C符合题意。
C
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第一章 物质及其变化
3、酸的分类 酸:电离出的阳离子全部是 。
氢离子(H+)的化合物
一元酸:HCl、HF、HBr、HI、H3BO3、CH3COOH
二元酸:H2SO3、H2CO3、H3PO3(亚磷酸)
多元酸:H3PO4
强酸:HCl、H2SO4、HNO3、HClO4、HBr、HI
弱酸:H2SO3、H2CO3、醋酸(CH3COOH)
无氧酸:HCl、HF、HBr、HI、H2S
含氧酸:H2SO4、HNO3、HClO4
酸
根据最多电离出H+个数
根据酸性强弱
根据酸根离子中是否含氧
根据酸是否具有挥发性
挥发性酸:硝酸、盐酸
难挥发性酸(高沸点酸):硫酸、磷酸
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第一章 物质及其变化
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第一章 物质及其变化
4、碱的分类碱:电离出的阴离子全部是 。
氢氧根离子(OH-)的化合物
Ca(OH)2
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第一章 物质及其变化
强碱:KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2
弱碱:NH3·H2O、Mg(OH)2等
一元碱:NaOH、KOH
二元碱:Ca(OH)2、Ba(OH)2
多元碱:Fe(OH)3
可溶性碱:KOH、NaOH、Ba(OH)2、NH3∙H2O
微溶性碱:Ca(OH)2
难溶性碱:Mg(OH)2等大多数金属氢氧化物
碱
根据最多电离出OH-个数
根据电离程度
根据水溶性
溶解性表
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第一章 物质及其变化
5、盐的分类(1)盐的概念:电离时生成的阳离子是 ,阴离子是 的化合物(2)盐的分类:盐可分 。①正盐:电离时生成的 ,阴离子是 的盐。如:Na2SO4、NH4NO3②酸式盐:电离时生成的阳离子除 ,阴离子是酸根离子的盐。如:NaHSO4、NaHCO3③碱式盐:电离时生成的阳离子是金属离子(NH4+),阴离子除
的。如:Cu2(OH)2CO3 (碱式碳酸铜)
金属离子或(NH4+)
酸根离子
正盐、酸式盐、碱式盐
阳离子是金属离子(NH4+)
酸根离子
金属离子(NH4+)外还有H+
酸根外还有OH-
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第一章 物质及其变化
含氧酸盐:KNO3、KClO3、KMnO4等
无氧酸盐:NaCl、KI等
正盐:Na2CO3、NaCl
酸式盐:NaHCO3
碱式盐:Cu2(OH)2CO3
盐
根据酸根离子中是否含氧
根据组成
根据水溶性
可溶性盐:钾钠铵盐硝酸盐,都能溶在水中间。
难溶性盐:氯盐不溶氯化银,硫酸盐不溶铅和钡
碳酸、磷酸、亚硫酸,其盐只溶钾钠铵。
微溶盐: CaSO4 Ag2SO4 MgCO3
溶解性表
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第一章 物质及其变化
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第一章 物质及其变化
1、下列物质的分类正确的是( )
选项 碱 酸 盐 碱性氧化物 酸性氧化物
A 纯碱 H2SO4 Cu2(OH)2CO3 CO2 SO3
B Ba(OH)2 HCl NaCl Na2O CO
C 氨水 HClO NaHCO3 MgO CO2
D KOH HNO3 CaCO3 CaO SO2
D
【课堂达标4】
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第一章 物质及其变化
2、酸式盐是盐的一类,可看作是多元酸中的氢离子未被完全中和所得到的盐,常见的有NaHCO3、NaHSO4、KH2PO4、K2HPO4等。已知H3PO2(次磷酸)与足量的NaOH反应只生成一种盐NaH2PO2,则NaH2PO2属于 (填“正盐”或“酸式盐”)H3PO2属于 元酸。
正盐
一
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第一章 物质及其变化
课堂小结
1、树状分类法——从不同层次对物质进行分类
纯净物
单质
化合物
金属单质
非金属单质
稀有气体
酸
碱
盐
氧化物
包含关系
并列关系
2.交叉分类法——
从不同角度对物质进行分类
钠盐 钾盐
硫酸盐
并列关系
交叉关系
并列关系
......
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第一章 物质及其变化
三、物质的转化1、酸、碱和盐的化学通性(1)、酸的主要化学性质:(以盐酸为例)
酸的主要化学性质 反应实例(写出化学方程式) 反应类型
与活泼金属反应 Fe+2HCl== FeCl2+H2↑ 置换反应
与碱反应 Ca(OH)2+2HCl== CaCl2+ 2H2O 复分解反应
与碱性氧化物反应 CaO +2HCl== CaCl2+ H2O 复分解反应
与某些盐反应 Na2CO3+2HCl== NaCl+ 2H2O 复分解反应
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第一章 物质及其变化
(2)、碱的主要化学性质:(以Ca(OH)2为例)
碱的主要化学性质 反应实例(写出化学方程式) 反应类型
与指示剂作用 酚酞变红,石蕊变蓝
与酸反应 Ca(OH)2+2HCl= CaCl2+ 2H2O 复分解反应
与酸性氧化物反应 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 复分解反应
与盐反应 Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH 复分解反应
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第一章 物质及其变化
从微观角度来看,不同的酸溶液中都有H+,不同的碱溶液中都有OH-,不同碳酸盐溶液中都有碳酸根离子。这充分提现了组成结构 性质
(3)、盐的主要化学性质:(以Na2CO3为例)
盐的主要化学性质 反应实例(写出化学方程式) 反应类型
与酸反应 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 复分解反应
与碱反应 Na2CO3+Ba(OH)2=BaCO3↓+2NaOH 复分解反应
与盐反应 CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl 复分解反应
阅读教材p11第一自然段,思考为什么酸、碱、碳酸正盐都各自具有相似的化学性质?
决定
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第一章 物质及其变化
【课堂达标5】1、从H、O、S、K四种元素中选择合适的元素,组成属于表中第一栏类型的物质,将其化学式填在表中相应的空格内(只要求举一例)。
类型 酸性氧化物 碱性氧化物 含氧酸 碱 含氧酸盐
化学式
用你在上表中所填的物质写出符合要求的化学方程式:(1)酸性氧化物+碱性氧化物:_______________________________(2)酸性氧化物+足量的碱:_________________________________(3)碱性氧化物+足量的酸:__________________________________
SO3、SO2
K2O
H2SO4
KOH
K2SO4
(1)SO3+K2O = K2SO4 (2)SO3+2KOH = K2SO4+H2O (3)K2O+2H2SO4 = 2KHSO4+H2O
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第一章 物质及其变化
2、基于物质分类寻找具有相同或相似性质的物质:SO2和CO2同为酸性氧化物,试根据酸性氧化物具有的通性(或CO2的性质),回答下列问题:(1)请写出SO2与生石灰反应的化学方程式: (2)SO2的实验室制法与CO2的实验室制法具有许多相似之处,请写出H2SO4和Na2SO3反应制取SO2的化学方程式:
。
CaO+SO2=CaSO3↓
H2SO4+ Na2SO3 = SO2 +H2O +Na2SO4
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第一章 物质及其变化
2、物质的转化:(1)物质转化实例:根据物质的组成和性质(物质类别),通过化学变化可以实现物质之间的转化例如:碳及其化合物间的转化关系如下图所示。
写出图中序号所示转化所需反应物的化学式:① ;② ;③ ;⑤ ;
O2
H2O
Ca(OH)2或CaO
Ca(OH)2或CaO
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第一章 物质及其变化
又如:以钙为例,用化学方程式表示钙及其化合物之间的转化关系并指明反应类型
化学反应方程式 反应类型
① 2Ca+O2=2CaO 化合反应
② CaO+H2O=Ca(OH)2, 化合反应
③ CaO+CO2=CaCO3 化合反应
④ Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH 复分解反应
⑤ Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O 复分解反应
⑥ CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O 复分解反应
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第一章 物质及其变化
小结:基于上述转化关系可知:化学反应遵循质量守恒定律,故通过物质间的转化可以合成物质,如由单质可以得到盐,且有多条途径:
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第一章 物质及其变化
思考交流:以工业上制取NaOH为例,设计转化路径制取氢氧化钠,并写出相关反应的化学方程式。①碱性氧化物与水反应,Na2O+H2O =2NaOH ;②盐与另一种碱反应,Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH。从原料来源、成本等角度考虑工业上能否用上述方法制取氢氧化钠?现在主要采用什么方法制取氢氧化钠?①不采用Na2O与H2O反应的原因: Na2O作为原料,来源少、成本高②主要采用的方法:电解饱和食盐水 。③过去曾采用的方法:Ca(OH)2+Na2CO3 = CaCO3↓+2NaOH
(2)、物质转化的应用:物质制备方法的选择A、确定物质制备方法的依据:①物质的组成和性质;②物质之间的转化关系。B、工业生产中最适当方法的选择考虑因素:反应的可行性,原料来源,成本高低,对设备的要求等。
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第一章 物质及其变化
总结:物质转换关系如图:根据转化关系填写下表。
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第一章 物质及其变化
化学反应方程式 反应类型
金属+非金属 Na+Cl2=2NaCl 化合反应
金属+酸 Fe+2HCl= FeCl2+H2↑ 复分解反应
金属+盐 Fe+CuCl2= FeCl2+Cu 置换反应
金属碱性氧化物 2Ca+O2=2CaO 化合反应
碱性氧化物 碱 Na2O+H2O =2NaOH 化合反应
碱 盐 Ca(OH)2+2HCl= CaCl2+ 2H2O 复分解反应
碱性氧化物+酸性氧化物 CaO+CO2=CaCO3 化合反应
碱+酸 Ca(OH)2+2HCl= CaCl2+ 2H2O 复分解反应
碱+盐 Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH 复分解反应
盐+盐 CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl 复分解反应
非金属 酸性氧化物 C+O2=CO2 化合
酸性氧化物 酸 CO2+H2O =H2CO3 化合反应
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第一章 物质及其变化
【课堂达标6】硫酸、碳酸钠、二氧化碳、铜片、氢氧化钡、氢氧化钠、铁片、生石灰和木炭粉9种物质中的几种存在如图所示关系,选择适当的物质,使连线的两种物质能发生反应(酸、碱、盐均配制成稀溶液)。(1)写出下列序号对应物质的化学式:① ;② ;③ ;④ ;⑤ 。(2)写出下列序号对应物质之间发生反应的化学方程式:①和②: ; ②和④: ;
②和⑤: ;
④和⑤: ;
Fe
H2SO4
CO2
Ba(OH)2
Na2CO3
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O
H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑
Ba(OH)2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaOH
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第一章 物质及其变化
$$