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2.5 物質的轉化學案
回顧物質的分類
【任務一】請畫出物質分類圖
【知識】在自然界中，僅有少數金屬（ ( http: / / www.21cnjy.com )化學性質非常穩定）是以游離態（即單質）的形式存在的，而大多數金屬（化學形式活潑）是以化合態（各種礦石如孔雀石、赤鐵礦等，建議去參觀浙江自然科學博物館中的礦石部陳列）的形式存在的。
【問題1】如何將化合物形式礦石轉變為游離態的金屬呢？
金屬的冶煉
【知識】人類對金屬材料的使用經歷了好幾個不同的時代：約公元前3000年開始是青銅器時代；約公元前1500年開始是鐵器時代；從19世紀末起，鋁器得到廣泛的使用。其后，種類繁多、性質各異的合金的出現，讓人類對金屬材料的使用進入一個嶄新的階段。
（一）銅
【實驗1】碳與氧化銅在高溫下反應
1、實驗現象：
2、反應化學方程式：
【本質】熾熱的炭能在高溫條件下與二氧化碳反應，生成一氧化碳。一氧化碳
也會奪取氧化銅中的氧，產生游離態的金屬單質銅。
該過程的化學方程式：
【實驗2】氫氣與氧化銅在高溫下反應
實驗器材：試管、酒精燈、鐵架臺
實驗步驟：
驗——
通——
點——
熄——
冷——
3、實驗現象：
4、反應化學方程式：
注意事項：
a試管口應略向下傾斜，為了避免反應中生成的水倒流而炸裂試管。
b氧化銅要鋪在試管底部，為了增大反應物的受熱面積，加快反應速率。
c通氫氣的導管應插到試管底部的氧化銅上方，一是為了避免氧化銅粉末堵塞導管口，二是易把試管里的空氣趕凈，加熱后不致發生危險。
d實驗之前先通氫氣再加熱，為了排除試管內的空氣，防止氫氣與空氣混合加熱時發生爆炸。實驗結束后先熄滅酒精燈，繼續通氫氣，直到試管冷卻為止，為了防止生成的銅在溫度較高時再次被氧氣氧化成氧化銅，使實驗失敗。
e在進行計算時，因為要先同氫氣，實驗結束后還要通氫氣，實際所用氫氣的量要遠遠大于理論用量。
【思考】由氧化銅制取銅，還可用其他什么方法？
（二）鐵
【實驗】一氧化碳與鐵礦石在高溫下反應
寫出玻璃管中發生的化學反應方程式：
實驗開始，應先 ，然 ( http: / / www.21cnjy.com )后點燃酒精燈，目的： ；實驗結束，應先 ，最后 。
（3）玻璃管中的現象是
。
（4）石灰水的作用
，
酒精燈B的作用
。
【例題】 100 噸含Fe2O3 的質量分數為85% 的鐵礦石中，可提煉出含鐵
的質量分數為96% 的生鐵多少噸？
鋁
【實驗】鋁熱反應（了解）
【講述】
鎂條在空氣中可以燃燒 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "歡迎登陸21世紀教育網" \t "http: / / baike. / view / _blank )，氧氣是氧化劑。但插入混合物中的部分鎂條燃燒時，氯酸鉀則是氧化劑，以保證鎂條的繼續燃燒，同時放出足夠的熱量引發氧化鐵和鋁粉的反應。由于該反應放出大量的熱，只要反應已經引發，就可劇烈進行，放出的熱使生成的鐵熔化為液態。但是，氯酸鉀不能用高錳酸鉀 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "歡迎登陸21世紀教育網" \t "http: / / baike. / view / _blank )代替，因為高錳酸鉀氧化性太強，高溫會和強還原劑鋁反應，發生爆炸。
實驗現象：劇烈反應，放出大量的熱，同時紙漏斗被燒穿，有熔溶物落入沙中
反應化學方程式：
【還原反應】
（1）含氧化合物里的氧被奪取的反應，叫做還原反應。
（2）能從含氧化合物中奪取氧的性質叫做還原性。
（3）具有還原性的物質叫做還原劑。
三、金屬及其化合物之間的轉化
【實驗1】
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【實驗2】
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【思考】怎樣用化學方程式表示下列物質間的轉化？
Ca → CaO → Ca(OH)2
【拓展延伸】
有的金屬與非金屬（除氧氣外）可以發生反應，生成相應的化合物。
如：
有的金屬與氧氣可以發生反應，生成相應的金屬化合物。
如：，，。
某些金屬氧化物可以和水發生反應，生成相應的堿（可溶性堿）
如：
四、非金屬及其化合物之間的轉化
【實驗1】硫磺燃燒實驗
【實驗2】二氧化碳與碳酸的轉化實驗
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【思考】用化學方程式表示下列物質間的轉化
C → CO2 → H2CO3 → CO2
【例題】和具有下列性質：（1）通常情況下，是無色氣體，微溶于水；為紅棕色氣體，易溶于水。（2）,如圖所示，將一支充滿紅棕色氣體的試管倒插入水中（水中已預先加入數滴石蕊試液）。試分別描述試管內可能出現的實驗現象：
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化合物之間的相互轉化
【實驗】
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【現象解釋】
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石灰巖巖洞里的鐘乳石和石筍，就是巖石中的碳酸鈣經過復雜的化學變化轉變而來的。發生反應的化學方程式為,
【思考1】以Ca 為例，分析Ca → CaO → Ca(OH)2 → CaCO3 的變化。
以C 為例，分析C → CO2 → H2CO3 → Na2CO3 的變化。
【思考2】設計制取ZnSO4 的4 種方法。
【例題1】小明在實驗室用、、、和稀鹽酸欲制備下列四種物質，其中不能達到目的的是（ ）
A. B. C. D.
【例題2】A~G表示初中化學常見的物質，他 ( http: / / www.21cnjy.com )們之間的轉化關系如圖所示（部分生成物已略去），其中A為金屬氧化物，E、F為金屬單質，且F為紫紅色，化學反應②和③的基本反應類型相同，請要要求填空：
①
②
③
（1）物質C的化學式為 。
（2）寫出反應②的一個化學方程式 。
（3）反應③的基本反應類型是 。
（4）E、F和氫的金屬活潑性由強到弱的順序為
【解讀關系圖】
文字說明 舉例說明
一、兩條縱線
1、金屬→金屬氧化物→堿→鹽 __________________________
2、非金屬→非金屬氧化物→酸→鹽 _________________________
二、四條橫線
1、金屬+非金屬→無氧酸鹽 _________________________
2、金屬氧化物+非金屬氧化物→含氧酸鹽 __________________________
3、酸+堿→鹽+水 _____________________ __
4、鹽+鹽→新鹽+新鹽 _________________________
三、兩條交叉斜線
1、金屬氧化物+酸→鹽+水 ________________ __
2、非金屬氧化物+堿→鹽+水 ____________________ _
四、兩條彎線
1、金屬+鹽→新金屬+新鹽
2、金屬+酸→鹽+氫氣
A
C
F
D
B
G
E

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