第27课时 物质间的相互转化
1．金属、金属氧化物、碱之间的转化关系
①金属＋氧气→金属氧化物 如3Fe＋2O2Fe3O4。
除少数不活泼金属(Ag、Pt、Au)外，大多数金属均能与氧气直接反应生成金属氧化物。
②金属氧化物＋还原剂→金属＋非金属氧化物 如：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。
③金属氧化物＋水→碱 如：Na2O＋H2O===2NaOH。
K2O、Na2O、CaO、BaO能与水反应生成碱。
④碱→金属氧化物＋水：如Cu(OH)2CuO＋H2O，发生这类反应的，一般是不溶性碱。
(2)设计物质制备方案。
①用在空气中点燃镁制取氧化镁：__2Mg＋O22MgO____。
②用氧化钙和水反应制氢氧化钙：__CaO＋H2O===Ca(OH)2____。
③氢氧化钠的制取：__CaO＋H2O===Ca(OH)2Ca(OH)2＋Na2CO3=== CaCO3↓＋2NaOH____。
④制金属铜：两种方法
A：还原剂还原：__CuO＋COCu＋CO2____。
B：金属与盐反应：__CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu____。
设计物质制备方案力求安全、操作简便、绿色环保、节能。
2．非金属、非金属氧化物、酸之间的转化关系
①非金属＋氧气→非金属氧化物 如：4P＋5O22P2O5
②非金属氧化物＋水→酸 如：SO3＋H2O===H2SO4
SiO2也是非金属氧化物，但它不能直接跟水化合，可以用间接方法制得H2SiO3。
③酸→非金属氧化物＋水 如：H2CO3H2O＋CO2↑
3．常见的十种成盐方法
金属＋酸→盐＋氢气
金属＋盐→新金属＋新盐
金属＋非金属→无氧酸盐
酸性氧化物＋碱性氧化物→含氧酸盐
酸性氧化物＋碱→盐＋水
碱性氧化物＋酸→盐＋水
酸＋碱→盐＋水
盐＋碱→新盐＋新碱
盐＋酸→新盐＋新酸
盐＋盐→新盐＋新盐
4．物质的检验方法与技巧
物质的检验包括鉴定、鉴别和推断等类型。鉴定是根据一种物质的特性，用化学方法检验它是不是这种物质，若是离子化合物，必须检验出它的阳离子和阴离子；鉴别是根据几种物质的不同特性，区别它们各是什么物质；推断是根据已知实验步骤和实验现象，运用物质特性进行分析，通过推理，判断被检验的样品是什么物质，或样品中含有什么物质，不含什么物质等。
(1)解答时，一般应包括取样、操作、现象、结论四个部分，要求做到：
①“先__取样____，后操作”。如果样品是固体，一般先用水溶解，配成溶液后再检验；
②要“各取少量溶液分别加入几支试管中”进行检验，不得在原试剂瓶中进行检验；
③要“先__现象____，后结论”。
(2)物质的鉴别。
通常首先依据颜色、气味、溶解性及溶于水形成溶液的颜色的差异等方面加以鉴别。
化学方法解答此类题目时，可采用描述法，也可采用图表法。鉴别程序一般为：取样―→实验―→现象―→结论。
(3)物质的检验最关键的是掌握有关阳离子、阴离子的检验(见下表)：
离子
鉴定方法
现 象
结论或化学方程式
H＋
①将少许紫色石蕊试液滴入被测试液中
①溶液变红
溶液中含有H＋
②取少许试液加入少量活泼金属(Zn粒、Fe等)
②产生气体(气泡)
Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
OH－
①滴入几滴紫色石蕊试液
①变蓝
溶液中含有OH－
②滴入几滴酚酞试液
②变红
Cl－
先用硝酸酸化，再滴加AgNO3溶液
若产生白色沉淀(不溶于稀HNO3)
溶液中含有Cl－，反应方程
__HCl＋AgNO3===AgCl↓＋HNO3____
SO
先用硝酸酸化，再滴加
Ba(NO3)2溶液或BaCl2溶液
若产生白色沉淀(不溶于稀HNO3)
溶液中含有SO，反应方程
__H2SO4＋Ba(NO3)2===BaSO4↓＋2HNO3____
CO
滴入少许盐酸，放出的气体通入澄清石灰水中
放出的气体能使澄清石灰水变浑浊
溶液中含有CO
Na2CO3＋2HCl===__2NaCl＋H2O＋CO2↑____
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
Cu2＋
滴入NaOH溶液
生成蓝色沉淀
CuCl2＋2NaOH===__Cu(OH)2↓＋2NaCl____
Fe3＋
滴入NaOH溶液
生成红褐色沉淀
FeCl3＋3NaOH===__Fe(OH)3↓＋3NaCl____
5.掌握物质间重要的反应规律
(1)置换反应规律。
根据反应条件，置换反应可以划分为溶液中的置换反应和非溶液中的置换反应两类。判断溶液中的置换反应能否进行，应以金属活动性顺序表为依据。排在氢前面的金属能置换出酸里的氢；排在前面的金属一般能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
非溶液中的置换反应能否进行，不能用金属活动性顺序表来判断。在初中阶段，非溶液中的置换反应仅要求氢气、碳单质还原金属氧化物的反应。如，氢气还原氧化铜、木炭还原氧化铜等。
(2)复分解反应规律。
复分解反应是酸、碱、盐之间发生的反应。讨论复分解反应能否发生时，一要对反应物进行分类，看是否属于复分解反应的范围；二要熟悉重要物质的溶解性，看生成物有无沉淀；三看是否符合复分解反应的发生条件(有水或有气体或有沉淀生成)。
【例1】 如图是初中科学常见的一些氧化物和单质之间的相互转化关系。其中单质Ⅰ为红色固体，氧化物Ⅰ和单质Ⅲ均为黑色固体，氧化物Ⅲ能使澄清石灰水变浑浊。则：
(1)反应①中__________(填化学式)发生了还原反应。
(2)氧化物Ⅱ除图中所示的化学性质外，还具有__________性，对人体有危害。
(3)根据题意，写出反应④的化学方程式：___________________________。
考查要求：能说出金属、金属氧化物、碱之间的转化关系；说出非金属、非金属氧化物、酸之间的转化关系。了解一氧化碳的性质，会书写化学方程式。
解题指导：题中氧化物Ⅰ和氧化物Ⅱ加热生成的单质Ⅰ为红色固体，氧化物Ⅲ能使澄清石灰水变浑浊，根据初中科学化学教学的内容和要求知道单质Ⅰ为铜，氧化物Ⅲ是氢氧化钙，则黑色固体氧化物Ⅰ是氧化铜，氧化物Ⅱ是一氧化碳。由一氧化碳能和氧气反应生成二氧化碳，黑色的碳也能和氧气反应生成二氧化碳，且碳和二氧化碳高温下反应能生成一氧化碳，推断单质Ⅱ是氧气，单质Ⅲ是碳。一氧化碳与血红蛋白结合的能力比氧强得多，会使人缺氧而中毒。
答案：(1)CuO (2)毒 (3)CO2＋C2CO。
【例2】 我国制碱工业的先驱侯德榜将制碱与制氨结合起来的联合制碱法，为纯碱和氮肥工业技术的发展做出了杰出的贡献。其生产工艺流程示意图如下：
部分物质溶解性(室温)
OH－
SO
CO
Mg2＋
不
溶
微
Ca2＋
微
微
不
Ba2＋
溶
不
不
(1)粗盐水中主要含有Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质离子，工业上常用加入稍过量的NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液及适量的盐酸等除杂、精制。则加入试剂合理的顺序为__________、盐酸(只写一种)。加盐酸的作用是(用化学方程式表示)____________________，____________________。
(2)制碱原理为：NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，该反应原理可看作是由①CO2＋NH3＋H2O===NH4HCO3和②NaCl＋NH4HCO3=== NaHCO3↓＋NH4Cl两个反应加合而成，则②的反应类型为______________。
(3)X的化学式为__________。
(4)Y是滤液中最主要的成分，Y与Ca(OH)2反应的产物之一可用于循环使用，该产物的名称为__________，Y的化学式为__________，写出Y的一种用途：__________________。
考查要求：掌握无机物之间的转化关系，理解复分解反应及其发生的条件，知道实验操作的合理顺序对实验结果的影响。根据物质的溶解性判断是否能能发生复分解反应。
解题指导：(1)加入碳酸钠的作用有两个：一个是除去溶液中的Ca2＋，另一个是除去过量的氯化钡，所以碳酸钠必须排在氯化钡的后面，顺序是NaOH、BaCl2、Na2CO3；加入盐酸的目的是除去过量的氢氧化钠和过量的碳酸钠，盐酸与氢氧化钠反应的生成物是氯化钠和水；盐酸与碳酸钠反应的生成物是氯化钠、水、二氧化碳；用观察法配平即可。
(2)根据CO2＋NH3＋H2O===NH4HCO3，可以将NaCl＋CO2＋NH3＋H2O ===NaHCO3↓＋NH4Cl这一反应中的反应物CO2、NH3、H2O用NH4HCO3代替，所以产物是通过相互交换成分得到的，属于复分解反应。
(3)碳酸氢钠煅烧生成碳酸钠、水、二氧化碳，所以X是二氧化碳。
(4)根据NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，由图示可知过滤后的产物是碳酸氢钠和滤液，所以结合前面的方程式可知滤液是氯化铵溶液，所以Y是氯化铵；由题意Y与Ca(OH)2反应的产物之一可循环使用，分析氢氧化钙与氯化铵反应生成氯化钙、氨气和水，且氨气在前面已经用过，所以循环使用的物质是氨气；氯化铵可以用来作氮肥。
答案：(1)NaOH、BaCl2、Na2CO3 NaOH＋HCl===NaCl＋H2O Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑ (2)复分解反应 (3)CO2 (4)氨气 NH4Cl 氮肥。
【例3】 我国大部分地区深受酸雨的危害，煤燃烧产生的SO2是形成酸雨的主要污染物，SO2与水结合生成弱酸性亚硫酸(H2SO3)。
已知：H2SO3易分解生成水和SO2，也易与空气中的氧气或稀硫酸反应生成H2SO4；H2SO3和SO2都能使红色的品红溶液褪色。
(1)酸雨是pH小于__________的降雨。
(2)常用脱硫方法减少废气中的SO2，以生石灰(CaO)为脱硫剂，高温下与废气中的SO2与O2化合生成CaSO4，化学方程式为________。
(3)实验室常用亚硫酸盐与HCl或H2SO4反应制备SO2，Na2SO3与盐酸反应的化学方程式：__________________。
(4)小鸿同学利用中和反应的原理，在空气中放置一段时间的酸雨(pH约为3)中加入足量的KOH，并就反应后混合溶液的中盐成分进行如下探究：
【提出猜想】反应后的混合溶液中盐的成分是什么？
【进行猜想】猜想1：只有K2SO3
猜想2：________
猜想3：既有K2SO4，也有K2SO3
【实验探究】限选试剂：稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸、氯化钡溶液、澄清石灰水、品红溶液、紫色石蕊试液
步骤
实验操作
预期现象与结论
1
各取2mL反应后的混合溶液分别加入A、B两支试管
2
向A试管中滴加足量的稀硫酸，随即滴入几滴红色品红溶液
______________________，
证明含有K2SO3
3
向B试管中，加入___________，再加入足量的______________
先有白色沉淀，后有气体产生，沉淀部分溶解，证明含有K2SO4，则猜想3成立
考查要求：说出非金属、非金属氧化物、酸之间的转化关系，根据转化关系制备物质；利用信息进行简单的物质鉴别和鉴定。
解题指导：(1)记住酸雨是pH小于5.6的降水。SO2是形成酸雨的主要污染物，为减少酸雨常用脱硫剂脱去废气中的SO2。(2)和(3)是已知反应物和生成物书写化学反应方程，一要配平，二要注明反应条件，三是生成物中如有气体或沉淀，箭头不要忘记加，也不要多加。(3)的方程也为下面探究题的解答作了铺垫。(4)猜想2要求填写的是盐成分，根据猜想1和3，可知只能填K2SO4。
【实验探究】步骤2中要根据操作和结论填写现象，因证明了含有K2SO3，故品红溶液褪色，由(3)方程知还有气体生成。步骤3现象先有白色沉淀，后有气体产生，沉淀部分溶解，证明含有K2SO4，猜想3成立。所以操作应先加入足量的氯化钡溶液与硫酸钾反应生成硫酸钡白色沉淀，后加入稀盐酸，稀盐酸与亚硫酸钾反应，有二氧化硫气体生成。
答案：(1)5.6 (2)2CaO＋2SO2＋O22CaSO4(分步写也给分) (3)Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋SO2↑＋H2O (4)只有K2SO4 (5)有气泡产生 品红溶液褪色 足量的氯化钡溶液 稀盐酸(写化学式也给分)。
课件28张PPT。第27课时 物质间的相互转化1．金属、金属氧化物、碱之间的转化关系(2)设计物质制备方案。2MgOCaO＋H2O===Ca(OH)2CaO＋H2O===Ca(OH)2Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH④制金属铜：两种方法B：金属与盐反应：________________________ ______。
设计物质制备方案力求安全、操作简便、绿色环保、节能。CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu2．非金属、非金属氧化物、酸之间的转化关系3．常见的十种成盐方法
金属＋酸→盐＋氢气
金属＋盐→新金属＋新盐
金属＋非金属→无氧酸盐
酸性氧化物＋碱性氧化物→含氧酸盐
酸性氧化物＋碱→盐＋水
碱性氧化物＋酸→盐＋水
酸＋碱→盐＋水
盐＋碱→新盐＋新碱
盐＋酸→新盐＋新酸
盐＋盐→新盐＋新盐4．物质的检验方法与技巧
物质的检验包括鉴定、鉴别和推断等类型。鉴定是根据一种物质的特性，用化学方法检验它是不是这种物质，若是离子化合物，必须检验出它的阳离子和阴离子；鉴别是根据几种物质的不同特性，区别它们各是什么物质；推断是根据已知实验步骤和实验现象，运用物质特性进行分析，通过推理，判断被检验的样品是什么物质，或样品中含有什么物质，不含什么物质等。
(1)解答时，一般应包括取样、操作、现象、结论四个部分，要求做到：①“先__________，后操作”。如果样品是固体，一般先用水溶解，配成溶液后再检验；
②要“各取少量溶液分别加入几支试管中”进行检验，不得在原试剂瓶中进行检验；
③要“先__________，后结论”。
(2)物质的鉴别。
通常首先依据颜色、气味、溶解性及溶于水形成溶液的颜色的差异等方面加以鉴别。
化学方法解答此类题目时，可采用描述法，也可采用图表法。鉴别程序一般为：取样―→实验―→现象―→结论。取样现象(3)物质的检验最关键的是掌握有关阳离子、阴离子的检验(见下表)：
HCl＋AgNO3===AgCl↓＋HNO3H2SO4＋Ba(NO3)2=== BaSO4↓＋2HNO32NaCl＋H2O＋CO2↑Cu(OH)2↓＋2NaClFe(OH)3↓＋3NaCl5.掌握物质间重要的反应规律
(1)置换反应规律。
根据反应条件，置换反应可以划分为溶液中的置换反应和非溶液中的置换反应两类。判断溶液中的置换反应能否进行，应以金属活动性顺序表为依据。排在氢前面的金属能置换出酸里的氢；排在前面的金属一般能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
非溶液中的置换反应能否进行，不能用金属活动性顺序表来判断。在初中阶段，非溶液中的置换反应仅要求氢气、碳单质还原金属氧化物的反应。如，氢气还原氧化铜、木炭还原氧化铜等。(2)复分解反应规律。
复分解反应是酸、碱、盐之间发生的反应。讨论复分解反应能否发生时，一要对反应物进行分类，看是否属于复分解反应的范围；二要熟悉重要物质的溶解性，看生成物有无沉淀；三看是否符合复分解反应的发生条件(有水或有气体或有沉淀生成)。
【例1】 如图是初中科学常见的一些氧化物和单质之间的相互转化关系。其中单质Ⅰ为红色固体，氧化物Ⅰ和单质Ⅲ均为黑色固体，氧化物Ⅲ能使澄清石灰水变浑浊。则：(1)反应①中__________(填化学式)发生了还原反应。
(2)氧化物Ⅱ除图中所示的化学性质外，还具有__________性，对人体有危害。
(3)根据题意，写出反应④的化学方程式：__________________________________________。
考查要求：能说出金属、金属氧化物、碱之间的转化关系；说出非金属、非金属氧化物、酸之间的转化关系。了解一氧化碳的性质，会书写化学方程式。解题指导：题中氧化物Ⅰ和氧化物Ⅱ加热生成的单质Ⅰ为红色固体，氧化物Ⅲ能使澄清石灰水变浑浊，根据初中科学化学教学的内容和要求知道单质Ⅰ为铜，氧化物Ⅲ是氢氧化钙，则黑色固体氧化物Ⅰ是氧化铜，氧化物Ⅱ是一氧化碳。由一氧化碳能和氧气反应生成二氧化碳，黑色的碳也能和氧气反应生成二氧化碳，且碳和二氧化碳高温下反应能生成一氧化碳，推断单质Ⅱ是氧气，单质Ⅲ是碳。一氧化碳与血红蛋白结合的能力比氧强得多，会使人缺氧而中毒。
【例2】 我国制碱工业的先驱侯德榜将制碱与制氨结合起来的联合制碱法，为纯碱和氮肥工业技术的发展做出了杰出的贡献。其生产工艺流程示意图如下： 部分物质溶解性(室温)(1)粗盐水中主要含有Ca2＋、Mg2＋、 等杂质离子，工业上常用加入稍过量的NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液及适量的盐酸等除杂、精制。则加入试剂合理的顺序为__________、盐酸(只写一种)。加盐酸的作用是(用化学方程式表示)____________________，____________________。
(2)制碱原理为：NaCl＋CO2＋NH3＋H2O=== NaHCO3↓＋NH4Cl，该反应原理可看作是由①CO2＋NH3＋H2O===NH4HCO3和②NaCl＋NH4HCO3=== NaHCO3↓＋NH4Cl两个反应加合而成，则②的反应类型为______________。(3)X的化学式为__________。
(4)Y是滤液中最主要的成分，Y与Ca(OH)2反应的产物之一可用于循环使用，该产物的名称为________，Y的化学式为__________，写出Y的一种用途：__________________。
考查要求：掌握无机物之间的转化关系，理解复分解反应及其发生的条件，知道实验操作的合理顺序对实验结果的影响。根据物质的溶解性判断是否能能发生复分解反应。解题指导：(1)加入碳酸钠的作用有两个：一个是除去溶液中的Ca2＋，另一个是除去过量的氯化钡，所以碳酸钠必须排在氯化钡的后面，顺序是NaOH、BaCl2、Na2CO3；加入盐酸的目的是除去过量的氢氧化钠和过量的碳酸钠，盐酸与氢氧化钠反应的生成物是氯化钠和水；盐酸与碳酸钠反应的生成物是氯化钠、水、二氧化碳；用观察法配平即可。
(2)根据CO2＋NH3＋H2O===NH4HCO3，可以将NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl这一反应中的反应物CO2、NH3、H2O用NH4HCO3代替，所以产物是通过相互交换成分得到的，属于复分解反应。(3)碳酸氢钠煅烧生成碳酸钠、水、二氧化碳，所以X是二氧化碳。
(4)根据NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，由图示可知过滤后的产物是碳酸氢钠和滤液，所以结合前面的方程式可知滤液是氯化铵溶液，所以Y是氯化铵；由题意Y与Ca(OH)2反应的产物之一可循环使用，分析氢氧化钙与氯化铵反应生成氯化钙、氨气和水，且氨气在前面已经用过，所以循环使用的物质是氨气；氯化铵可以用来作氮肥。
答案：(1)NaOH、BaCl2、Na2CO3 NaOH＋HCl=== NaCl＋H2O Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑ (2)复分解反应 (3)CO2 (4)氨气 NH4Cl 氮肥。【例3】 我国大部分地区深受酸雨的危害，煤燃烧产生的SO2是形成酸雨的主要污染物，SO2与水结合生成弱酸性亚硫酸(H2SO3)。
已知：H2SO3易分解生成水和SO2，也易与空气中的氧气或稀硫酸反应生成H2SO4；H2SO3和SO2都能使红色的品红溶液褪色。
(1)酸雨是pH小于__________的降雨。
(2)常用脱硫方法减少废气中的SO2，以生石灰(CaO)为脱硫剂，高温下与废气中的SO2与O2化合生成CaSO4，化学方程式为________。(3)实验室常用亚硫酸盐与HCl或H2SO4反应制备SO2，Na2SO3与盐酸反应的化学方程式：__________________。
(4)小鸿同学利用中和反应的原理，在空气中放置一段时间的酸雨(pH约为3)中加入足量的KOH，并就反应后混合溶液的中盐成分进行如下探究：
【提出猜想】反应后的混合溶液中盐的成分是什么？
【进行猜想】猜想1：只有K2SO3
猜想2：________
猜想3：既有K2SO4，也有K2SO3【实验探究】限选试剂：稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸、氯化钡溶液、澄清石灰水、品红溶液、紫色石蕊试液
考查要求：说出非金属、非金属氧化物、酸之间的转化关系，根据转化关系制备物质；利用信息进行简单的物质鉴别和鉴定。
解题指导：(1)记住酸雨是pH小于5.6的降水。SO2是形成酸雨的主要污染物，为减少酸雨常用脱硫剂脱去废气中的SO2。(2)和(3)是已知反应物和生成物书写化学反应方程，一要配平，二要注明反应条件，三是生成物中如有气体或沉淀，箭头不要忘记加，也不要多加。(3)的方程也为下面探究题的解答作了铺垫。(4)猜想2要求填写的是盐成分，根据猜想1和3，可知只能填K2SO4。【实验探究】步骤2中要根据操作和结论填写现象，因证明了含有K2SO3，故品红溶液褪色，由(3)方程知还有气体生成。步骤3现象先有白色沉淀，后有气体产生，沉淀部分溶解，证明含有K2SO4，猜想3成立。所以操作应先加入足量的氯化钡溶液与硫酸钾反应生成硫酸钡白色沉淀，后加入稀盐酸，稀盐酸与亚硫酸钾反应，有二氧化硫气体生成。
