第5节 物质的转化 第2课时（导学案）科学浙教版九年级上册

第5节 物质的转化 第2课时（导学案） 科学观念：了解非金属及其化合物的转化规律；理解金属及其化合物的转化规律；认识不稳定的酸受热分解的特性。 科学思维：对比硫在空气与氧气中燃烧现象差异，分析反应条件对速率的影响；通过铁粉与硫黄混合物的磁性变化，推断化合反应的本质。 探究实践：规范操作硫黄燃烧实验，描述不同条件下（空气/氧气）的现象差异；完成铁粉与硫黄反应、生石灰遇水实验，记录反应现象。 态度责任：结合生石灰作干燥剂的应用，讨论化学物质的安全使用与储存；联系酸雨（SO₂转化）成因，倡导减少含硫燃料使用的环保意识。 1. 非金属/金属转化链（重点） 2. 金属氧化物与碱之间的转化（难点） 1.金属的冶炼原理： 2.金属冶炼方法： 3.炽热的炭能在高温条件下与二氧化碳反应，生成一氧化碳。化学方程式： 4.氢气、C、CO与氧化铜反应的化学方程式： 5. 叫做还原反应。 的性质叫做还原性。具有还原性的物质可作 ，如 等。 6.一氧化碳还原氧化铁化学方程式： 金属与我们的生活息息相关，自然界的金属是怎样存在的？自然界有铁、铜等金属单质吗？ 一、金属冶炼的原理与方法 在自然界中，而大多数金属是以化合态的形式存在的。一般来说，化学性质较活泼的金属以化合态的形式存在。 仅有少数金属是以游离态（即单质）的形式存在的。化学性质很稳定的金属以游离态的形式存在，如金。 金属冶炼 原理：把金属从化合态变成游离态 常用方法：还原法 用C、CO或H2等与金属氧化物在高温等条件下反应，夺取金属氧化物中 的氧，得到金属单质 例如，碳与氧化铜反应后可以得到单质铜，其反应的化学方程式为： 思考与讨论 CO也可用来冶炼金属，那么怎样得到大量的一氧化碳用来冶炼金属呢？ 氢气也能将金属氧化物变成游离态金属。 活动 1．观察氧化铜的颜色： 。 2．在一支试管中加入少量氧化铜，如图所示，通入氢气，过一会儿，再给氧化铜加热，注意观察试管中的氧化铜有什么变化。  3．反应完成后停止加热，继续通入氢气，直到试管冷却。 试管中氧化铜与氢气反应的化学方程式为： 。 实验现象： 操作要点： ①试管口应略向 倾斜，且不能塞塞子 —— ②通氢气的导管应插到试管 氧化铜 —— ③氧化铜要 在试管底部 —— 思考与讨论 1．由氧化铜制取铜，还可用其他什么方法？ 2．为什么在氢气还原氧化铜的实验开始时，要先通氢气，后给氧化铜加热？ 3．铜在空气中加热很容易氧化变成氧化铜，在实验过程中要注意什么？ 简记：氢气早出晚归，酒精灯迟到早退 二、铁的冶炼 铁的使用非常广泛。由于铁的化学性质比较活泼，地壳中的铁都是以化合物（铁矿石）的形式存在的。 怎样从铁矿石中提炼铁呢？ 在高温条件下，碳、氢等会夺取金属氧化物中的氧，使金属氧化物还原成金属单质，这种含氧化合物里的氧 的反应，叫做还原反应。 碳、氢和一氧化碳等能从氧化铜、氧化铁中 的性质叫做还原性，具有还原性的物质可做 。如C、H2、CO等。 把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，但是它的主要反应原理就是在高温下，用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来。 活动 按图组装实验装置，玻璃管内装有赤铁矿（Fe2O3），点燃酒精灯，通入一氧化碳，过一会儿，再给氧化铁加热，观察现象。反应完成后停止加热，继续通入一氧化碳，直到试管冷却。 化学方程式为： 实验现象： 注意事项： ①先通CO的目的： ②继续通入CO直到玻璃管冷却的目的： ③尾气处理： 工业炼铁 主要原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气 主要设备：高炉 反应原理： 焦炭的作用：提供热量并产生还原剂一氧化碳； 石灰石作用：造渣除脉石（SiO2）； 注意：实际生产中炼出来的铁均含有少量的碳 课堂小结： 1. 在如图所示氢气还原氧化铜的实验中，下列说法错误的是（　　） A．实验开始时，应先通氢气，再点燃酒精灯 B．实验结束时，应先熄灭酒精灯，继续通氢气至试管冷却 C．实验过程中，观察到黑色固体逐渐变为红色，说明发生了反应 D．该实验中，氢气表现出氧化性 2．在中属于还原剂的是（　　） A． B．CuO C．Cu D． 3．铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是在高温条件下，用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来，反应方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2，如图是实验室模拟工业炼铁的实验装置图，下列说法不正确的是（　　） A．实验时，先点燃酒精喷灯，再通入CO气体 B．B处发生的化学反应说明CO具有还原性 C．该实验可以观察到C处澄清石灰水变浑浊 D．该实验缺少尾气处理装置，会污染空气 4．如图为CO还原氧化铜的实验装置。 （1）实验中在A 玻璃管中可观察到的现象为 。 （2）实验结束后为确定氧化铜是否完全反应，可向反应后的固体中加入 （请写出一种试剂）。 （3）图中虚线框内的装置除了可以吸收二氧化碳外，还能起到的作用是 。 5．如图为CO还原CuO的“微型”实验装置（夹持仪器省略），下列说法错误的是（　　） 已知：HCOOH（甲酸）H2O+CO↑ A．反应过程中会看到澄清石灰水变浑浊 B．该反应中氧化铜被还原了，还原剂是CO C．实验时点燃酒精灯后再将甲酸滴入热浓硫酸中 D．采用“微型”实验装置可以节约药品 6．小金用如图所示装置（气密性良好）和试剂模拟“高炉炼铁”，其中陶瓷加热棒通电后加热温度可达700℃。其实验步骤如下所示： ①打开止水夹a和旋塞b向长柄U形玻璃管内持续通入氮气，排尽其内的空气后关闭止水夹a和旋塞b； ②接通电源，用陶瓷加热棒给足量的炭粉和氧化铁的混合物加热； ③反应结束后关闭电源，待装置冷却后检验产物。 （1）在步骤①中，若用燃着的木条检验长柄U形玻璃管内的空气是否排尽，其操作是 。 （2）在步骤③中，若要检验是否有二氧化碳生成，可打开旋塞b，往长柄U形玻璃管管口滴入 ，再关闭旋塞，观察现象； （3）反应结束后，取少量玻璃管剩余固体加入稀盐酸，观察到的现象是 。 （4）实验结束后，小组同学讨论后发现该装置存在一定的安全隐患，你认为该安全隐患是 。 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5节 物质的转化 第2课时（导学案） 科学观念：了解非金属及其化合物的转化规律；理解金属及其化合物的转化规律；认识不稳定的酸受热分解的特性。 科学思维：对比硫在空气与氧气中燃烧现象差异，分析反应条件对速率的影响；通过铁粉与硫黄混合物的磁性变化，推断化合反应的本质。 探究实践：规范操作硫黄燃烧实验，描述不同条件下（空气/氧气）的现象差异；完成铁粉与硫黄反应、生石灰遇水实验，记录反应现象。 态度责任：结合生石灰作干燥剂的应用，讨论化学物质的安全使用与储存；联系酸雨（SO₂转化）成因，倡导减少含硫燃料使用的环保意识。 1. 非金属/金属转化链（重点） 2. 金属氧化物与碱之间的转化（难点） 1.金属的冶炼原理：金属冶炼就是要把金属从化合态变成游离态。 2.金属冶炼方法：让碳（C）、一氧化碳（CO）、氢气（H2）与金属氧化物在高温下反应，夺取金属氧化物中的氧，从而得到金属单质。 3.炽热的炭能在高温条件下与二氧化碳反应，生成一氧化碳。化学方程式： 4.氢气、C、CO与氧化铜反应的化学方程式：、、 5.含氧化合物里的氧被夺取的反应叫做还原反应。能从含氧化合物里夺取氧的性质叫做还原性。具有还原性的物质可作还原剂，如C、CO、H2等。 6.一氧化碳还原氧化铁化学方程式： 金属与我们的生活息息相关，自然界的金属是怎样存在的？自然界有铁、铜等金属单质吗？ 一、金属冶炼的原理与方法 在自然界中，而大多数金属是以化合态的形式存在的。一般来说，化学性质较活泼的金属以化合态的形式存在。 仅有少数金属是以游离态（即单质）的形式存在的。化学性质很稳定的金属以游离态的形式存在，如金。 金属冶炼 原理：把金属从化合态变成游离态 常用方法：还原法 用C、CO或H2等与金属氧化物在高温等条件下反应，夺取金属氧化物中 的氧，得到金属单质 例如，碳与氧化铜反应后可以得到单质铜，其反应的化学方程式为： 思考与讨论 CO也可用来冶炼金属，那么怎样得到大量的一氧化碳用来冶炼金属呢？ 我们知道碳不完全燃烧可以制得一氧化碳，但由于其产物不纯、难以控制、能效低的缺点，它并不是冶炼金属的理想选择。 而在实际的冶炼炉中，碳与二氧化碳的反应吸收了多余的热量，生成了高纯度的还原剂，并且实现了碳元素的循环利用。 一氧化碳可以与氧化铜反应： 氢气也能将金属氧化物变成游离态金属。 活动 1．观察氧化铜的颜色： 黑色 。 2．在一支试管中加入少量氧化铜，如图所示，通入氢气，过一会儿，再给氧化铜加热，注意观察试管中的氧化铜有什么变化。  3．反应完成后停止加热，继续通入氢气，直到试管冷却。 试管中氧化铜与氢气反应的化学方程式为： 。 实验现象： 黑色固体逐渐变为红色，试管口出现水珠 。 操作要点： ①试管口应略向下倾斜，且不能塞塞子 ——避免反应中生成的水倒流入试管底部引起试管炸裂 ②通氢气的导管应插到试管底部氧化铜上方 ——避免氧化铜粉末堵塞导管，把试管内空气赶尽，避免加热时发生危险 ③氧化铜要平铺在试管底部 ——增大反应物的受热面积，加快反应速率 思考与讨论 1．由氧化铜制取铜，还可用其他什么方法？ 还原法：  置换法： （湿法炼铜） 2．为什么在氢气还原氧化铜的实验开始时，要先通氢气，后给氧化铜加热？ 氢气是可燃性气体，与空气混合加热会发生爆炸，先通氢气后加热可排出试管内的空气，避免空气与氢气混合加热时发生爆炸。若采用一氧化碳与氧化铜反应，也需要先通一氧化碳气体排尽空气，防止爆炸。 3．铜在空气中加热很容易氧化变成氧化铜，在实验过程中要注意什么？ 实验结束后先熄灭酒精灯，继续通氢气直至试管冷却。防止生成的铜在高温时被氧气氧化为氧化铜。 简记：氢气早出晚归，酒精灯迟到早退 二、铁的冶炼 铁的使用非常广泛。由于铁的化学性质比较活泼，地壳中的铁都是以化合物（铁矿石）的形式存在的。 怎样从铁矿石中提炼铁呢？ 在高温条件下，碳、氢等会夺取金属氧化物中的氧，使金属氧化物还原成金属单质，这种含氧化合物里的氧被夺取的反应，叫做还原反应。 碳、氢和一氧化碳等能从氧化铜、氧化铁中夺取氧的性质叫做还原性，具有还原性的物质可做还原剂。如C、H2、CO等。 把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，但是它的主要反应原理就是在高温下，用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来。 活动 按图组装实验装置，玻璃管内装有赤铁矿（Fe2O3），点燃酒精灯，通入一氧化碳，过一会儿，再给氧化铁加热，观察现象。反应完成后停止加热，继续通入一氧化碳，直到试管冷却。 化学方程式为： 。 实验现象： 红棕色固体逐渐变为黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧并产生淡蓝色火焰 。 注意事项： ①先通CO的目的：排出装置内的空气，防止与空气混合加热发生爆炸； ②继续通入CO直到玻璃管冷却的目的：防止被还原的铁在较高的温度下重新被氧化；防止液体倒吸； ③尾气处理：CO有毒，尾气要经过点燃处理或收集备用，防止污染空气。 工业炼铁 主要原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气 主要设备：高炉 反应原理： 焦炭的作用：提供热量并产生还原剂一氧化碳； 石灰石作用：造渣除脉石（SiO2）； 注意：实际生产中炼出来的铁均含有少量的碳 课堂小结： 1. 在如图所示氢气还原氧化铜的实验中，下列说法错误的是（　　） A．实验开始时，应先通氢气，再点燃酒精灯 B．实验结束时，应先熄灭酒精灯，继续通氢气至试管冷却 C．实验过程中，观察到黑色固体逐渐变为红色，说明发生了反应 D．该实验中，氢气表现出氧化性 【答案】D 【详解】A、氢气具有可燃性，与空气混合加热可能会发生爆炸，实验开始时，先通氢气，排尽装置内的空气，再点燃酒精灯，防止氢气与空气混合加热发生爆炸，说法正确，不符合题意； B、实验结束时，先熄灭酒精灯，继续通氢气至试管冷却，是为了防止生成的铜在较高温度下被空气中的氧气重新氧化成氧化铜，说法正确，不符合题意； C、氢气还原氧化铜生成铜和水，氧化铜是黑色固体，铜是红色固体。实验过程中，观察到黑色固体逐渐变为红色，说明氧化铜被还原为铜，发生了反应，说法正确，不符合题意； D、在氢气还原氧化铜的反应中，氢气夺取了氧化铜中的氧，使氧化铜被还原，氢气表现出还原性，而不是氧化性，说法错误，符合题意。 故选D。 2．在中属于还原剂的是（　　） A． B．CuO C．Cu D． 【答案】A 【详解】在中，该反应中氢气夺取了氧化铜中的氧，发生了氧化反应，是还原剂。故选A。 3．铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是在高温条件下，用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来，反应方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2，如图是实验室模拟工业炼铁的实验装置图，下列说法不正确的是（　　） A．实验时，先点燃酒精喷灯，再通入CO气体 B．B处发生的化学反应说明CO具有还原性 C．该实验可以观察到C处澄清石灰水变浑浊 D．该实验缺少尾气处理装置，会污染空气 【答案】A 【详解】A.实验时，先通入CO气体，排尽装置内的空气，再点燃酒精喷灯，以防发生爆炸，此选项错误； B.B处发生的化学反应是氧化铁被还原为铁，说明CO具有还原性，此选项正确； C.该实验生成二氧化碳气体，所以可以观察到C处澄清石灰水变浑浊，此选项正确； D.该实验缺少尾气处理装置，因为尾气中含有一氧化碳气体，会污染空气，此选项正确。 故选A。 4．如图为CO还原氧化铜的实验装置。 （1）实验中在A 玻璃管中可观察到的现象为 。 （2）实验结束后为确定氧化铜是否完全反应，可向反应后的固体中加入 （请写出一种试剂）。 （3）图中虚线框内的装置除了可以吸收二氧化碳外，还能起到的作用是 。 【答案】（1）黑色固体变红 （2）稀盐酸/稀硫酸 （3）收集CO，防止污染空气 【详解】（1）CO具有还原性，能与氧化铜（CuO）在加热条件下反应生成铜（Cu）和二氧化碳（CO2）；氧化铜是黑色粉末，铜是红色固体，所以实验中在A玻璃管中可观察到的现象为黑色粉末逐渐变红； （2）若氧化铜未完全反应，加入稀硫酸（或稀盐酸）后，氧化铜会与酸反应生成蓝色溶液（氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，硫酸铜溶液呈蓝色），而铜不与稀硫酸（或稀盐酸）反应，所以可向反应后的固体中加入 稀硫酸（或稀盐酸），若能形成蓝色溶液，则说明氧化铜没有完全反应； （3）一氧化碳有毒，直接排放会污染空气；二氧化碳和氢氧化钙溶液能反应，可以用来吸收二氧化碳；由于一氧化碳不能与氢氧化钙反应，该装置能收集一氧化碳，同时排出液体；图中虚线框内的装置除了可以吸收二氧化碳外，还能起到的作用是收集CO，防止污染空气。 5．如图为CO还原CuO的“微型”实验装置（夹持仪器省略），下列说法错误的是（　　） 已知：HCOOH（甲酸）H2O+CO↑ A．反应过程中会看到澄清石灰水变浑浊 B．该反应中氧化铜被还原了，还原剂是CO C．实验时点燃酒精灯后再将甲酸滴入热浓硫酸中 D．采用“微型”实验装置可以节约药品 【答案】C 【详解】A、一氧化碳具有还原性，能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，反应过程中会看到澄清石灰水变浑浊，故不合题意； B、该反应中氧化铜失去了氧，被还原了，还原剂是CO，故不合题意； C、实验时将甲酸滴入热浓硫酸中，再点燃酒精灯，以排尽装置中的空气，防止发生爆炸，故符合题意； D、微型装置需要的反应物更少，可以节约药品，故不合题意。 故选C。 6．小金用如图所示装置（气密性良好）和试剂模拟“高炉炼铁”，其中陶瓷加热棒通电后加热温度可达700℃。其实验步骤如下所示： ①打开止水夹a和旋塞b向长柄U形玻璃管内持续通入氮气，排尽其内的空气后关闭止水夹a和旋塞b； ②接通电源，用陶瓷加热棒给足量的炭粉和氧化铁的混合物加热； ③反应结束后关闭电源，待装置冷却后检验产物。 （1）在步骤①中，若用燃着的木条检验长柄U形玻璃管内的空气是否排尽，其操作是 。 （2）在步骤③中，若要检验是否有二氧化碳生成，可打开旋塞b，往长柄U形玻璃管管口滴入 ，再关闭旋塞，观察现象； （3）反应结束后，取少量玻璃管剩余固体加入稀盐酸，观察到的现象是 。 （4）实验结束后，小组同学讨论后发现该装置存在一定的安全隐患，你认为该安全隐患是 。 【答案】（1）燃着的木条放在长柄U形玻璃管管口，观察是否熄灭 （2）澄清石灰水 （3）有气泡产生，溶液变成浅绿色 （4）玻璃管由于反应产生气体使内部气压升高会炸裂（合理即可） 【详解】（1）将燃着的木条放在长柄U形玻璃管管口b处，若木条熄灭，说明管内空气已排尽。因为氮气不燃烧、也不支持燃烧，当管内空气被氮气排尽后，在管口处的燃着木条会熄灭； （2）在步骤②中，若要检验是否有二氧化碳生成，可打开旋塞b,往长柄U形玻璃管管口滴入澄清石灰水，再关闭旋塞，观察现象。因为二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，这是二氧化碳特性的检验方法； （3）碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，反应结束后，玻璃管剩余固体中有铁。取少量玻璃管剩余固体加入稀盐酸，铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，会观察到有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色； （4）实验结束后，小组同学讨论后发现该装置存在一定的安全隐患，该安全隐患是玻璃管内的反应会生成气体，可能导致内部压强增大而造成玻璃管炸裂。 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $