物质的分类和利用.doc

教学主题：物质的分类和利用教学目标：学会利用物质的物理性质、化学性质、组成、用途，对纯净物进行分类，理解单质和化合物的概念；掌握物质间的转化规律，并能利用转化规律来制取其他物质重点难点：物质分类，物质转化规律第一节“物质的分类和利用”一、物质分类的方法观察下列物质：氯化钠、硫酸、氧气、醋酸、氯气、氧化镁、高锰酸钾，并按它们的颜色和状态进行分类？（1）按颜色分类 白色：氯化钠、氧化镁 无色：硫酸、氧气、醋酸 黄绿色：氯气 紫黑色：高锰酸钾（2）按状态分类 固态：氯化钠、氧化镁、高锰酸钾 液态：硫酸、醋酸 气态：氧气、氯气提问：还有其它的分类方法么？若有，请说明分类的依据（学生讨论，并回答）还可以从气味、溶解性等来分类。（3）按气味分 有气味物质：氯气、醋酸无气味物质：氧气、硫酸、氧化镁、氯化钠、高锰酸钾 （4）按组成分 单质：氧气、氯气 化合物：高锰酸钾、氧化镁、氯化钠、硫酸、醋酸 （5）按溶解性分 易溶于水：氯化钠、硫酸、醋酸、氯气、高锰酸钾难溶于水：氧气、氧化镁二、物质的分类：纯净物可分为单质和化合物。混合物：溶液（纯净的盐酸）、浊液、（洁净的）空气、合金、粗盐1.单质按性质不同分金属（如铁，铜、镁等）中考资源网和非金属（氧气、碳、硫等）2.化合物：由两种或两种以上的元素组成的纯净物。中考资源网如水、硫酸、烧碱、食盐等。中考资源网化合物可分为：有机化合物和无机化合物。3.无机化合物可分为：氧化物、酸、碱和盐中考资源网31 氧化物：由 两种元素 组成其中一种是 氧元素 的化合物，“二元一氧”。中考资源网 氧化物可分为：氧化物按元素组成分金属氧化物（如CuO、Fe2O3、CaO、MgO等）中考资源网和非金属氧化物（如CO、CO2、H2O、SO2等）中考资源网。中考资源网32 酸：电离出的阳离子全部是氢离子的化合物。中考资源网33 碱：电解质电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物。中考资源网34 盐：由金属（或铵根）中考资源网阳离子和酸根阴离子组成的化合物。中考资源网注：单质是由同种元素组成的纯净物，但是由同种元素组成的物质，不一定是纯净物，可能是单质，也可能是混合物。例如，金刚石与石墨是由碳元素组成的不同种单质。三、区别金属与非金属小结：金属和非金属的性质比较金属非金属金属光泽，大都银白有多种颜色具有延展性没有延展性可锻不具有可锻性硬度通常较大硬度不一致是良好的导电体一般不可以导电是良好的导热体导热性能差密度高密度低熔点高熔点低练习：1.下列日常饮料中属于纯净物的是（ ）A、伊利纯牛奶 B、统一冰红茶 C、屈臣氏蒸馏水 D、雪碧汽水2.下列物质中属于氧化物的是 ( )AO2 BNaOH CKClO3 DH2O3.下列物质属于金属单质的是 ( )A.氧气 B.汞 C.金刚石 D.硫4.下列几种物质中，性质明显与另外三种不相同的单质是( )A.铁 B.银 C.金刚石 D.铜5.（05深圳）下图是表示物质微粒的示意图（表示碳原子，表示氧原子）。其中表示混合物的是（ ）A B C D6.（08深圳）下列物质属于无机物的是（ ）A、CO(NH2)2(尿素) B、Na2CO3(纯碱) C、C3H8（丙烷） D、CH3OH（甲醇）7.（07深圳）现有下列几种物质：硫酸铜、雨水、氢氧化钠、一氧化碳、磷、铁，其中属于混合物的有_；属于非金属单质的有_ (写化学式)；属于氧化物的有_(写化学式)；上述物质中能发生复分解反应的两种物质是_(写化学式)。8.石油没有固定的沸点，在炼油厂精馏塔中分馏后能得到汽油、煤油、柴油等产品，由此可以判断石油属于 ( )A.单质 B.化合物 C.混合物 D.纯净物9.光导纤维是将二氧化硅在高温下熔化、拉制成粗细均匀的光纤细丝，是信息高速公路的基础材料，在通讯、医疗、科技等领域都有广泛应用。二氧化硅(SiO2)属于（ ）A、氧化物 B、酸 C、碱 D、盐3.下列各物质按单质、化合物、混合物顺序排列正确的是（ ）A、碘酒、纯碱、烧碱 B、金刚石、胆矾、食盐水C、冰、生石灰、空气 D、液氧、稀盐酸、沼气11.有一种物质M，经测定它只由碳元素组成，则物质M属于（ ）A.一定是单质 B.一定是化合物 C.一定是混合物 D.一定不是化合物12.有一组物质，排列的顺序为：氧气、氢气二氧化碳、水银、X、硫酸、碳、铁、高锰酸钾。则X最有可能是下列物质中（ ）A.四氧化三铁 B.水 C.氮气 D.二氧化硫第二节“物质转化的规律”一、非金属单质与其化合物的转化点燃化学方程式表示以上变化：S + O2 SO2规律：非金属+氧气 非金属氧化物 P + O2 C + O2 N2 + O2 说明非金属单质在一定条件下可转化为相应的化合物。对比1、取2杯蒸馏水，向其中1杯蒸馏水中吹气或通CO2，然后，分别向2只烧杯中滴加几滴石蕊试液，比较2只烧杯中液体出现的现象并加以说明。现象：通CO2的烧杯里石蕊变红。解释：二氧化碳与水反应生成碳酸，石蕊遇酸变红。化学方程式：H2O + CO2 = H2CO3CO2 + H2O =H2CO3规律：非金属氧化物+H2O 酸 SO2 + H2O =H2SO3 N2O5 + H2O =2HNO3 P2O5 + H2O =2H3PO4注：SiO2、CO、NO不可以跟谁反应二、金属单质与其化合物的转化自然界中有些金属以单质的形式存在，如金、铂等，有些以化合物的形式存在，分别称为“游离态”和“化合态”（一）金属游离态 金属化合态规律1：金属 + 非金属（不包括氧） 盐例：2 Na+ Cl2 2NaCl2Fe + 3Cl2 2FeCl3 金属与氧气反应生成金属氧化物。如：2Ca + O2=2CaO规律2：某些金属氧化物 + 水 碱Na2O + H2O =2NaOH BaO + H2O = B a(OH) 2 CuO + H2O不反应说明并不是所有的金属氧化物都能和水反应。金属氧化物对应的碱必须是可溶性的碱） （二）金属化合态 金属游离态方法一：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。实验：碳与氧化铜的反应指导学生观察思考：石灰水发生了什么变化？试管里的粉未发生了什么变化？在反应中生成了什么物质？现象：加热一段时间后，发现试管壁出现（亮红色、有金属光泽的铜），澄清石灰水变（浑浊）说明（碳和氧化铜发生了化学变化）。木炭跟氧化铜反应，生成了（铜）和（二氧化碳）化学方程式：C + 2CuO CO2 + 2Cu方法二：CO夺取金属氧化物中的氧高温化学方程式：C + CO2 2CO CO +CuO Cu + CO2方法三：氢气也能将金属氧化物变成游离态金属讲述：在点燃氢气前必须先验纯，因为空气中混有氢气的体积占总体积的4%74.2%，点燃时就会爆炸，这个范围叫爆炸极限。！提问 如何验纯呢？演示用排水法收集一小试管氢气，用拇指堵住，移近火焰，移开拇指点火。结合实验说明如何为纯或不纯。 实验：1、观察孔雀石（主要成分为碱式碳酸铜）的颜色：_ 2、把少量孔雀石粉末置于大试管，用酒精灯高温加热约15分钟。用湿润的pH试纸贴在试管壁上观察颜色的变化，测定气体的水溶液pH大约是多少_3、孔雀石在加热时有什么变化：_4、写出以上变化的化学方程式：Cu2（OH）2CO3 2CuO + CO2+H2O5、待大试管内的产物冷却后，通入氢气，过会儿再给氧化铜加热，注意观察大试管中的物质有什么变化。（黑色的氧化铜变成亮红色的铜）试管口有什么生成。（小水珠）6、反应完成后停止加热，继续通氢气，直到试管冷却。讨论实验现象：从试管口有无色液体生成，可推知有水生成。从黑色氧化铜变成红色光亮的物质，可推知另一种生成物是铜。写出大试管中物质与氢气反应的化学方程式：CuO + H2 Cu + H2O 设问 这个反应属于哪一类反应？讲述 从发生变化的物质种类看，它是置换反应。分析反应实质：从实验可知，氢气在反应中夺得了氧化铜中的氧，跟它结合生成水。物质与氧所起的反应叫氧化反应。所以说氢气被氧化。氧化铜失去了氧而变成铜单质。这种含氧化合物里里的氧被夺去的反应叫还原反应。所以说氧化铜被还原。氢气是使氧化铜还原为铜的物质，它具有还原性，是还原剂。补充：氢气不但能还原的氧化铜，还可以还原三氧化三铁、三氧化钨等一些金属氧化物。问题 （1）怎样固定盛有氧化铜的试管？为什么要这样做？回答 试管口要略向下倾斜。加热固体时，为了防止加热时产生的水蒸气（药品中的水份或反应生成的水）在试管口冷凝后，倒流回热的试管底部，使试管破裂。问题 （2）在反应器部分，通氢气的导管插到什么位置？为什么？回答 通氢气的导管要插到接近试管底部，在氧化铜的上方。这样，能保证排净试管内的空气，比较安全，还有利于氧化铜跟氢气充分接触，保证反应进行得比较迅速、完全。问题 （3）为了保证反应进行得比较迅速、安全，应怎样放置试管内的氧化铜？说明原因。回答 氧化铜要在试管底部均匀铺开。这样能增加氧化铜跟氢气的接触机会，增大氧化铜的受热面积，保证反应进行得比较迅速、完全。问题 （4）.这个实验为什么要检验氢气的纯度？回答 因为反应的条件是加热，混有空气的氢气在高温下可能发生爆炸。为了安全，需要检验氢气的纯度。问题 （5）为什么要先通一会儿氢气，再加热氧化铜？先加热，再通氢气可以吗？回答 先通一会儿氢气，使试管内原有的空气完全排净，然后加热能保证安全。若先加热氧化铜，使试管内温度升高。这时试管内有空气，当氢气进入试管内跟空气混合，可能发生爆炸。问题 （6）当黑色氧化铜变红后，为什么应先停止加热，通氢气直到试管冷却？讲解 黑色氧化铜变红，红色的物质应是铜。多数金属在灼热时容易跟空气里的氧气反应，铜也不例外。为了防止生成的铜在灼热条件下接触空气中的氧气，重新变成氧化铜，要在停止加热后继续通氢气，直到试管冷却。讨论：1、由氧化铜制取铜，还可以用其他什么方法？2、为什么在氢气还原氧化铜实验开始时，要先通氢气后给氧化铜加热。分析：防止氢气和空气混合加热时，试管爆裂。3、铜在空气中加热很容易氧化变成氧化铜，你在实验过程中要注意什么？引导学生比较碳还原氧化铜与氢气还原氧化铜装置的异同。分析：碳与氢气虽然有一些相似的化学性质，但它们的化学活动性还是有所区别的，如氢气遇火立即可在氧气或空气中燃烧，而单质碳燃烧所需温度高一些；氢气还原金属氧化物比碳还原金属氧化物的温度要低一些；单质碳反应后生成的化合物中碳呈可变化合价，而氢气反应生成的化合物中氢元素通常只显+1价。三、用CO还原氧化铁（生铁的冶炼）讲述：铁是一种化学性质比较活泼的金属，所以地壳中铁都是以化合物形式存在的，在这些含铁的矿石主要有：（1）磁铁矿：（主要成分是四氧化三铁）铁矿石（2）赤铁矿：（主要成分是氧化铁）（3）菱铁矿：（主要成分是碳酸亚铁）冶铁的原料：铁矿石、焦炭和石灰石（由于铁矿石中含有二氧化硅、石灰石的加入，主要是将二氧化硅转化为炉渣排掉）冶铁主要设备；高炉反应的化学方程式有：点燃 高温 高温CO2=CO2 CO2C=2CO 3COFe2O3=2Fe3CO2讲解实验：用一氧化碳还原氧化铁。注意事项：进行实验时也要先通CO，后加热，赶出试管内空气，避免一氧化碳跟管内的空气混合，受热而引起爆炸。实验完了也要先撤酒精灯，后停止加热，防止灼热的铁遇到进入管内空气又生成氧化铁。（注意在通风橱内进行实验，一氧化碳有毒，多余的一氧化碳会使人中毒。CO与血液中血红蛋白结合力要比氧与血红蛋白的结合力大200到300倍。CO一经吸入就会造成机体急性缺氧。所以，要注意防止一氧化碳中毒。必须进行尾气处理，收集或燃烧）现象：红棕色的氧化铁变成黑色粉末，澄清石灰水变浑浊。共同点：含氧化合物里的氧被夺取，变成金属单质。化学方程式：3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 H2 + CuO Cu + H2OC + 2CuO CO2 + 2Cu还原反应：含氧化合物里的氧被夺取的反应，叫还原反应。氧化剂、具氧化还原剂、具还原性3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 （铁矿石炼铁的主要反应原理）【设疑】：什么是氧化还原反应？1有化合价变化的反应是氧化还原反应。2有电子得失或电子对偏移的反应是氧化还原的实质、氧化还原的标志。3化合价升高，失去电子，发生氧化反应，是还原剂。化合价降低，得到电子，发生还原的反应，