浙教版九年级第二章 物质转化与材料利用.doc

第2章 物质转化与材料利用第1节 物质的分类和利用一、物质的分类1、物质的分类2、纯净物和混合物混合物：是由两种或多种物质混合而成的。纯净物：是由一种物质组成的。3、单质和化合物单 质：由同种元素组成的纯净物化合物：由不同元素组成的纯净物注：此处概念的关键在2处元素种类、纯净物（同时满足）例：同种元素组成的物质，可能是单质，也可能是混合物（金刚石和石墨都是由C元素组成，但是它们的混合应该为混合物）4、有机化合物和无机化合物有机化合物：含有C元素的化合物，除CO、CO2、H2CO3、碳酸盐外区别：是否含有C元素5、氧化物：在由两种元素组成的化合物中，如果其中一种是氧元素，酸：电离时生成的阳离子全部是氢离子的化合物叫做酸。碱：电离时生成的阴离子全部是氢氧根离子的化合物叫做碱。盐：电离时生成金属离子和酸根离子的化合物叫做盐。二、区分金属和非金属1、金属的物理性质：常温下是固体（除汞为液体外），有金属光泽，大多数为银白色，有良好的延展性、可锻性，一般硬度较大，有良好的导电性和导热性，密度高，熔点高；2、金属与非金属性质不是绝对的，其中石墨是唯一一种有导电性的非金属单质；水银常温下是液体，熔点低；石墨和金刚石熔点极高；金刚石的硬度很大等；3、区分金属和非金属的方法：（1）放在光照处，根据颜色可分辨：具有特殊金属光泽的是金属，反之是非金属；（2）手拿单质在火边烤，根据导热性可分辨：感到发烫的，具有导热性的金属，反之是非金属；（3）用硬物单击单质，可根据可锻性来分辨：可锻的是金属，重击后碎裂的是非金属；（4）用力拉单质，可根据延展性来分辨：伸长的是金属，发生折断的是非金属；（5）做导电性实验，可根据导电性来分辨：能导电是金属，不能导电是非金属（石墨除外）；第2节 物质转化的规律一、非金属单质与其化合物的转化（一）硫磺燃烧实验（黄色）1、现象：在空气中，发出淡蓝色火焰，同时生成一种无色、有刺激性气味的气体； 在氧气中，发出蓝紫色火焰，同时生产一种无色、有刺激性气味的气体；点燃2、化学方程式：S+O2=SO2（二）二氧化碳和水反应的实验1、现象：CO2通入紫色石蕊试液变红色；（1）原因：CO2与水反应生成碳酸 CO2+H2O=H2CO32、现象：加热后红色又变成紫色（2）原因：碳酸受热易分解，生成二氧化碳和水；H2CO3=H2O+CO2（三）结论：1、非金属单质在氧气中燃烧可生成非金属氧化物；大部分非金属氧化物可溶于水生成对应的酸；2、非金属单质与其化合物转化的一般规律：非金属单质 非金属氧化物 酸二、金属单质与其化合物的转化（一）铁粉和硫磺的实验1、现象：生成一种黑色固体，同时放出大量的热2、化学方程式： Fe+S= FeS（二）生石灰变成熟石灰的实验1、现象：溶于水，放出大量的热2、化学方程式：CaO+ H2O= Ca(OH)2（三）结论：点燃1、金属单质与非金属单质（氧气除外）可以相互反应，生成相应的盐；点燃 如：2Fe+3Cl2=2 Fe Cl3 2Na+Cl2=2NaCl2、金属单质与氧气可以相互反应，生成相应的金属氧化物；点燃如：3Fe+2O2= Fe 3O4 2Cu+O2= 2CuO3、有些金属氧化物可以和水反应，生成相应的碱（可溶性碱）；H2OO24、金属单质与其化合物转化的一般规律：金属单质 金属氧化物 碱三、金属冶炼1、元素的存在形式：（1）以游离态（单质）形式存在；（2）以化合态（化合物）形式存在；2、自然界中，只有少数金属（化学性质非常稳定）是以游离态的形式存在，大多数金属（化学性质活泼）是以化合态形式存在的；3、金属冶炼：要把金属从化合态变成游离态；4、常用的金属冶炼的方法：（1）碳与金属氧化物在高温下反应，碳能夺取金属氧化物中的氧，得到金属单质；（黑色粉末变成红色，并产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体）（红色粉末逐渐变成黑色，并产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体）（2）氢气H2和一氧化碳CO在加热条件下，也能夺取金属氧化物中的氧，得到金属单质；3CO+2Fe2O3高温4Fe+3CO2 H2+CuO高温Cu+H2O5、碳相关的燃烧：高温（不足） C+ CO2=2 CO（充足）四、铁的冶炼：把金属从化合态变成游离态的过程（1）原理：3CO+2Fe2O3高温4Fe+3CO2（2）铁的冶炼CO还原氧化铁的实验Fe2O3a现象：红棕色的氧化铁粉末变为黑色物质，澄清的石灰水变浑浊 b操作步骤： 1、按图组装仪器，并检查其密性2、实验开始先通一会儿CO或H2，后继续加热，实验完毕先停止加热，后在通一会儿CO或H2直到冷却到室温。c注意事项：A、先通会儿CO或H2，再加热的目的：排尽装置中的空气，防止与CO或H2混合发生爆炸B、先停止加热，再继续通CO或H2的目的：防止外界的空气进入装置，使灼热的Cu又被氧化成CuOd实验改进：可将上述装置除尾气的部分，改成用气球收集，这样收集得到的未燃一氧化碳气体可重复利用、或点燃、或能源的再利用（3）工业炼铁的原理：3CO+2Fe2O3高温4Fe+3CO2其中涉及的化学反应：C+O2点燃CO2 CO2+ C高温2 CO 3CO+2Fe2O3高温4Fe+3CO2（4）还原反应：含氧化合物中的氧被夺去的反应。 C+2CuO高温2Cu+CO2H2+CuO高温Cu+H2O 共性：CuO的氧失去而发生还原反应CO+CuO高温Cu+CO2还原性：能从氧化物中夺取氧的能力 还原剂：具有还原性的物质六、钢铁的锈蚀与防护1、钢铁锈蚀的原因：主要是铁与氧气、水等物质相互作用，发生一系列复杂的化学反应，使铁转化成铁的化合物的过程。铁锈成分复杂,主要是氧化铁(Fe2O3)。2、防止金属被腐蚀的方法（1）避免钢铁与水接触 ：保持钢铁制品表面洁净、干燥。（2）避免钢铁与氧气接触 ：在钢铁表面覆盖保护层:涂防锈油、喷涂油漆、烧涂搪瓷、镀一层起保护作用的其他金属（3）改变钢铁的内部结构：在钢铁中加入铬、镍等（不锈钢） 3、废金属的回收和利用：A、废弃金属的危害（1）极大地资源浪费 （2）严重地环境污染 对策：回收利用废金属B、回收金属的重要意义：节约矿产资源、节约能源等。有着巨大的社会效益和经济效益。七、合金1、概念：在一种金属中加热熔合其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质。2、性质特性：其很多性能与组成它们的纯金属不同，合金的强度和硬度一般比它们的纯金属高，抗腐蚀性能强，合金的熔点一般高于它们所含纯金属的熔点。例：生铁和钢（铁和碳的混合）都是合金，不同点时含碳量不同，生铁的含碳量是2%4.3%，钢的含碳量是0.03%2%。八、化合物之间的相互转化1、溶洞的形成：CO2+H2O+ CaCO3=Ca(HCO3)22、钟乳石、石笋、石柱的形成：Ca(HCO3)2=CO2+H2O+ CaCO3九、物质转化规律图：盐新酸和新盐新碱和新盐盐和水两种新盐盐和水非金属非金属氧化物酸盐金属金属氧化物碱盐盐和氢气盐和金属归纳：两条纵线、四条横线、四条交叉线、两条弯线（一）化合反应：由两种或两种以上的物质生成另一种物质的化学反应。A + B C% 非金属 + O2 非金属氧化物1、碳在氧气中充分燃烧：C+O2=点燃=CO22、硫在氧气中燃烧：S+O2=点燃=SO23、磷在氧气中燃烧：4P+5O2=点燃=2P2O54、氢气在氧气中燃烧：2H2+O2=点燃=2H2O5、碳在空气中不充分燃烧：2C+O2=点燃=2CO% 金属 + O2 金属氧化物1、镁在空气中燃烧：2Mg+O2=点燃=2MgO2、铁在氧气中燃烧：3Fe+2O2=点燃=Fe3O43、铜在空气中加热：2Cu+O2=2CuO% 非金属氧化物+ H2O 含氧酸1、二氧化碳与水反应：CO2+H2O=H2CO32、二氧化硫溶于水：SO2+H2O=H2SO33、三氧化硫溶于水：SO3+H2O=H2SO4% 金属氧化物 + H2O 可溶性碱1、氧化钠溶于水：Na2O+H2O=2NaOH2、生石灰和水化合：CaO+H2O=Ca(OH)2% 金属 + 非金属 无氧酸盐1、铁与氯气反应：2Fe+3Cl2=点燃=2FeCl 3 2、铁与硫反应： Fe+S=FeS% 金属氧化物 + 非金属氧化物 含氧酸盐1、生石灰和二氧化硅化合：CaO+SiO2= CaSiO3其它化合反应：1、一氧化碳在空气中燃烧：2CO+O2=点燃=2CO22、二氧化碳通过灼热的碳层：CO2+C=高温=2CO3、氢气在氯气中燃烧：H2+Cl2=点燃=2HCl（二）分解反应：由一种物质生成两种或两种以上其它物质的化学反应。 C A + B%酸分解 酸 酸性氧化物 + H2O1、碳酸不稳定分解：H2CO3=H2O+CO2%碱分解 不溶性碱 碱性氧化物 + H2O1、氢氧化铜受热分解：Cu(OH)2=CuO+H2O氧化物分解：1、电解水：2H2O=通电=2H2+O2盐分解：1、加热高锰酸钾：2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O22、氯酸钾受热分解（实验室制O2)：2KClO3=(MnO2)=2KCl+3O23、加热碱式碳酸铜：Cu2(OH)2CO3=2CuO+H2O+CO24、高温煅烧石灰石：CaCO3=高温=CaO+CO25、硫酸铜晶体受热失去结晶水：CuSO45H2O=CuSO4+5H2O（三）置换反应：由一种单质跟一种化合物发生反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。 A + BC B + AC% 金属 + 酸 H2 + 盐1、锌和稀硫酸反应（实验室制H2）：Zn+H2SO4=ZnSO4+H22、锌和盐酸的反应：Zn+2HCl=ZnCl2+H23、铁和盐酸：Fe+2HCl=FeCl2+H24、铁和稀硫酸：Fe+H2SO4=FeSO4+H25、铝和稀硫酸：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2% 金属 + 盐 金属 + 盐1、铁和硫酸铜溶液（湿法炼铜）：Fe+CuSO4=Cu+FeSO42、铜和硝酸汞溶液：Cu+Hg(NO3)2=Hg+Cu(NO3)2% 还原剂 + 金属氧化物 金属 + 氧化物1、氢气还原氧化铜：H2+CuO=Cu+H2O2、氢气还原氧化铁：3H2+Fe2O3=2Fe+2H2O3、木炭还原氧化铜：C+2CuO=高温=2Cu+CO24、木炭还原氧化铁：3C+2Fe2O3=高温=4Fe+3CO2非置换反应：1、一氧化碳还原氧化铜：CO+CuO=Cu+CO22、一氧化碳还原氧化铁（炼铁）：3CO+Fe2O3=高温=2Fe+3CO2其它置换反应：1、钠和水反应：2Na+2H2O=2NaOH+H22、钙和水反应：Ca+2H2O= Ca(OH)2+H2（四）复分解反应：由两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应。 AB + CD AD + CB%中和反应 碱 + 酸 盐 + H2O1、盐酸和氢氧化钠：HCl+NaOH=NaCl+H2O2、硫酸和氢氧化钠溶液：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O3、氢氧化铝和盐酸：Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O4、氢氧化铁和硫酸：2Fe(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+6H2O% 盐 + 酸 新盐 + 新酸1、大理石和稀盐酸（实验室制CO2）：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO22、碳酸钠和盐酸（灭火器原理）：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO23、碳酸钾（草木灰）和盐酸：K2CO3+2HCl=2KCl+H2O+CO24、碳酸钡和稀硝酸：BaCO3+2HNO3=Ba(NO3)2+CO2+H2O5、硫酸与氯化钡溶液：H2SO4+BaCl2=BaSO4（白）+2HCl6、盐酸与硝酸银溶液：HCl+AgNO3=AgCl（白）+HNO3% 盐 + 碱 新盐 + 新碱1、氢氧化钠和硫酸铜：2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2（蓝色）+Na2SO42、氢氧化钠和氯化铁溶液：3NaOH+FeCl3=Fe(OH)3（红褐色）+3NaCl3、碳酸钠和石灰水：Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3（白）+2NaOH4、硝酸铵和氢氧化钠：NH4NO3+NaOH=NaNO3+H2O+NH3% 盐 + 盐 新盐 + 新盐1、硫酸钠和氯化钡：Na2SO4+BaCl2=BaSO4（白）+2NaCl2、氯化钠和硝酸银：NaCl+AgNO3=AgCl（白）+NaNO3（五）氧化还原反应：是指一种物质失氧另一种物质得氧的反应。还原反应氧化剂还原产物+O 失氧例：CuO Cu + O 氧化反应还原剂+ O 氧化产物 得氧例：H2 + O H2O氧化还原反应+得：还原剂 + 氧化剂还原产物+氧化产物例：H2+CuO=Cu+H2O 氧化剂和还原剂的比较：物质变化性质常见物质还原剂被氧化剂氧化（得氧），发生氧化反应。还原性H2、C、CO等氧化剂被还原剂还原（失氧），发生还原反应。氧化性含氧化合物：CuO等常见的氧化还原反应：置换反应：1、氢气还原氧化铜：H2+CuO=Cu+H2O2、氢气还原氧化铁：3H2+Fe2O3=2Fe+2H2O3、木炭还原氧化铜：C+2CuO=高温=2Cu+CO24、木炭还原氧化铁：3C+2Fe2O3=高温=4Fe+3CO25、钠和水反应：2Na+2H2O=2NaOH+H26、钙和水反应：Ca+2H2O= Ca(OH)2+H27、二氧化碳通过灼热的碳层：C + CO2=高温=2CO非置换反应：1、一氧化碳还原氧化铜：CO+CuO=Cu+CO22、一氧化碳还原氧化铁（炼铁）：3CO+Fe2O3=高温=2Fe+3CO23、甲烷在空气中燃烧：CH4+2O2=点燃=CO2+2H2O4、乙醇在空气中燃烧：C2H5OH+3O2=点燃=2CO2+3H2O5、乙炔在空气中燃烧：2C2H2+5O2=点燃=4CO2+2H2O6、甲醇在空气中燃烧：2CH3OH+3O2=点燃=2CO2+4