【核心素養(yǎng)】251物質(zhì)的轉(zhuǎn)化浙教版科學(xué)九上探究學(xué)案

2.5.1物質(zhì)的轉(zhuǎn)化核心素養(yǎng)核心素養(yǎng)科學(xué)觀念：知道常見(jiàn)非金屬單質(zhì)與其化合物的轉(zhuǎn)化；知道常見(jiàn)金屬單質(zhì)與其化合物的轉(zhuǎn)化。知道碳、一氧化碳和氫氣的用來(lái)冶煉金屬，并知道其還原性。科學(xué)思維：能夠從物質(zhì)變化的實(shí)驗(yàn)看變化的一般規(guī)律。知道金屬還原的方法并熟練計(jì)算有關(guān)物質(zhì)的純度。探究實(shí)踐：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，觀察非金屬單質(zhì)與其化合物的轉(zhuǎn)化及金屬單質(zhì)與其化合物的轉(zhuǎn)化的一般規(guī)律。在金屬冶煉實(shí)驗(yàn)中，學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)的觀察方法和實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法。態(tài)度責(zé)任：通過(guò)單質(zhì)與化合物的相互轉(zhuǎn)化，體會(huì)物質(zhì)間密切的聯(lián)系。通過(guò)金屬的冶煉，體會(huì)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，感受古代人民的智慧。課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)1.有的非金屬可以轉(zhuǎn)化為非金屬氧化物。2.非金屬氧化物可以轉(zhuǎn)化生成酸，不穩(wěn)定的酸受熱分解后又重新生成非金屬氧化物。3.有的金屬與非金屬可以發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成化合物4.某些金屬氧化物可以與水反應(yīng)生成堿。5.金屬單質(zhì)與其化合物的轉(zhuǎn)化規(guī)律①金屬單質(zhì)+氧氣→金屬氧化物②金屬氧化物+水→堿6.在自然界中，僅有少數(shù)金屬是以游離態(tài)（即單質(zhì)）的形式存在的，大多數(shù)金屬是以化合態(tài)的形式存在的。7.金屬冶煉就是把金屬?gòu)幕蠎B(tài)變成游離態(tài)。用C、CO、H2等還原劑與金屬氧化物反應(yīng)，奪取金屬氧化物中的氧，得到金屬單質(zhì)，C+CuO2Cu+CO2↑、CO+CuOCu+CO2、H2+CuOH2O+Cu。8.還原反應(yīng)：含氧化合物里的氧被奪取的反應(yīng)，叫做還原反應(yīng)。課中研學(xué)課中研學(xué)【探究一】探究非金屬及其化合物之間的轉(zhuǎn)化【活動(dòng)】1．硫黃的燃燒實(shí)驗(yàn)。（1）取一藥匙硫黃，觀察其外觀：_____________________________。（2）將硫黃放到燃燒匙中，在酒精燈上點(diǎn)燃硫黃，觀察現(xiàn)象：__________________________________________。（3）把燃燒著的硫黃放進(jìn)盛有氧氣的集氣瓶?jī)?nèi)，觀察現(xiàn)象：_____________________________________________________________________________________________________。以上變化可用化學(xué)方程式表示為：_______________________________________________________________________?！敬鸢浮康S色粉末硫黃燃燒,產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰并放出熱量,生成無(wú)色、有刺激性氣味的氣體燃燒更旺,產(chǎn)生明亮的藍(lán)紫色火焰,生成無(wú)色、有刺激性氣味的氣體S+O2SO22．CO2與碳酸的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。（1）取2杯蒸餾水，向其中1杯蒸餾水中吹氣或通入CO2。然后，分別向2只燒杯中滴加幾滴紫色石蕊試液，如圖237所示，比較2只燒杯中出現(xiàn)的現(xiàn)象并說(shuō)明原因。________________________________________________________。（2）從2只燒杯中分別取少量液體放入試管中，加熱，有什么現(xiàn)象發(fā)生？_____________________________。你認(rèn)為應(yīng)該怎樣解釋所發(fā)生的變化？將上述變化用化學(xué)方程式表示出來(lái)：_________________________；__________________________?！敬鸢浮浚?）吹氣或通入二氧化碳的燒杯中滴入紫色石蕊試液后溶液變紅;另一燒杯無(wú)變化。吹氣或通入二氧化碳的燒杯中生成了碳酸（2）變紅色的燒杯內(nèi)的溶液又變成了原來(lái)的紫色，另一燒杯內(nèi)無(wú)變化。碳酸不穩(wěn)定，受熱分解生成了二氧化碳和水。（3）CO2+H2OH2CO3H2CO3CO2↑+H2O。【思考與討論】怎樣用化學(xué)方程式表示下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化？

C→CO2→H2CO3→CO2

___________________________________________________________________________________________________?！敬鸢浮緾+O2CO2CO2+H2OH2CO3H2CO3CO2↑+H2O。【探究二】探究金屬及其化合物之間的轉(zhuǎn)化【活動(dòng)1】1．取少量鐵粉放在白紙上，再取一定量的硫黃與鐵粉混合（鐵與硫黃的質(zhì)量比約為7：5）。2．用磁鐵接近混合物，如圖238所示，你看到了什么現(xiàn)象？_____________________________________________________________。3．把混合物放進(jìn)試管內(nèi)，用酒精燈加熱，如圖238所示，此時(shí)，有什么現(xiàn)象發(fā)生？_____________________________________________________。4．當(dāng)反應(yīng)后發(fā)出的光擴(kuò)展至整支試管時(shí)，立即停止加熱，靜置，冷卻。5．將生成物倒在白紙上，觀察生成物的外觀如何，再用磁鐵靠近生成物，磁鐵能否吸引生成物？為什么？______________________________。6．以上變化的化學(xué)方程式為：_____________________________________________________________________________________________________?！敬鸢浮浚?）鐵粉被磁鐵吸引；（3）鐵粉和硫黃反應(yīng)發(fā)光,生成黑色固體,同時(shí)放出大量的熱；（5）生成物呈塊狀,不能被磁鐵吸引；（6）Fe+SFeS【活動(dòng)2】在蒸發(fā)皿中放1小塊生石灰，加少量水，攪拌，如圖239所示，有什么現(xiàn)象發(fā)生？______________________________________。以上變化的化學(xué)方程式為：_______________________________________。滴加幾滴無(wú)色酚酞試液，發(fā)現(xiàn)試液變_________________?！敬鸢浮可遗c水反應(yīng)放出大量的熱CaO+H2O=Ca（OH）2無(wú)色酚酞試液變紅；【思考與討論】怎樣用化學(xué)方程式表示下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化？

Ca→CaO→Ca(OH)2【答案】2Ca+O2=2CaOCaO+H2O=Ca（OH）2課堂任務(wù)課堂任務(wù)總結(jié)本節(jié)的概念，梳理概念之間的聯(lián)系，畫(huà)出思維導(dǎo)圖。課后練習(xí)課后練習(xí)1.下列非金屬氧化物中，不能和水反應(yīng)生成酸的是（）A．二氧化碳 B．二氧化硫 C．二氧化硅 D．三氧化硫【答案】C【解析】根據(jù)二氧化碳、二氧化硫、二氧化硅、三氧化硫的性質(zhì)分析。

【解答】A.二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸，故不符合題意；B.二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸，故不符合題意；C.二氧化硅不與水反應(yīng)，故符合題意；D.三氧化硫與水反應(yīng)生成硫酸，故不符合題意；故答案為：C。2.如圖是初中四種常見(jiàn)物質(zhì)之間的常見(jiàn)反應(yīng)關(guān)系圖，圖中“—”表示相連的兩種物質(zhì)能反應(yīng)，“→”表示兩端的物質(zhì)通過(guò)一步反應(yīng)能轉(zhuǎn)化。下列說(shuō)法不正確的是（）A．X一定是Ca（OH）2 B．X與Y反應(yīng)能生成NaOHC．X與Y不可能都是鹽 D．Y可能是鈉鹽【答案】A【解析】碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，碳酸鈉、氫氧化鈣都能轉(zhuǎn)化成氫氧化鈉，都能和硫酸反應(yīng)，則X、Y分別是碳酸鈉、氫氧化鈣中的一種，據(jù)此分析判斷。

【解答】A.由分析可知，X可能是Ca（OH）2，也可能是碳酸鈉，故A錯(cuò)誤符合題意；B.由圖可知，X與Y反應(yīng)能生成NaOH，故B正確不合題意；C.X、Y都能轉(zhuǎn)化成堿，堿和鹽反應(yīng)生成新堿和新鹽，則X與Y不可能都是鹽，故C正確不合題意；D.Y能轉(zhuǎn)化成氫氧化鈉，則Y可能是鈉鹽，故D正確不合題意。故選A。3.下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化可以實(shí)現(xiàn)的是（）A．Cu稀H2C．Fe2O【答案】B【解析】根據(jù)不同物質(zhì)的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化規(guī)律分析判斷。

【解答】A.銅和稀硫酸不反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B.二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸，故B正確；C.氧化鐵和稀鹽酸反應(yīng)，生成氯化鐵，而不是氧化亞鐵，故C錯(cuò)誤；D.硫酸鋇為白色沉淀，不能與氯化鉀反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。故選B。4.如圖為三種物質(zhì)可能存在的轉(zhuǎn)化關(guān)系，根據(jù)所學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)及化學(xué)變化規(guī)律，判斷下列說(shuō)法中正確的是（）A．不能一步實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的有①②B．實(shí)現(xiàn)③轉(zhuǎn)化，可通至氯化鈉溶液C．實(shí)現(xiàn)⑤轉(zhuǎn)化，可加入碳酸鈣粉末D．實(shí)現(xiàn)⑥轉(zhuǎn)化，可加入氫氧化鉀溶液【答案】A【解析】根據(jù)二氧化碳、氫氧化鈉、碳酸鈉的轉(zhuǎn)化關(guān)系，結(jié)合三種物質(zhì)的性質(zhì)及復(fù)分解反應(yīng)條件進(jìn)行解答。

A、二氧化碳不能一步形成氫氧化鈉，氫氧化鈉也不能一步形成二氧化碳，二氧化碳和碳酸鈉可一步相互轉(zhuǎn)化，氫氧化鈉和碳酸鈉也可一步相互轉(zhuǎn)化，符合題意；B、二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳酸鈉需與氫氧化鈉反應(yīng)，而與氯化鈉不能反應(yīng)，不符合題意；C、氫氧化鈉轉(zhuǎn)化為碳酸鈉可與二氧化碳反應(yīng)，碳酸鈣不溶，不能與氫氧化鈉反應(yīng)，不符合題意；D、碳酸鈉轉(zhuǎn)化為氫氧化鈉可與氫氧化鈣或氫氧化鋇反應(yīng)，與氫氧化鉀不能反應(yīng)，不符合題意；5.硫酸鋅（ZnSO4）可用于治療鋅缺乏引起的食欲不振、生長(zhǎng)發(fā)育遲緩等病癥。下列選項(xiàng)中的兩種物質(zhì)，不能直接反應(yīng)制得硫酸鋅的是（）A．Zn和H2SO4 B．Zn和Na2SO4C．ZnCO3和H2SO4 D．ZnO和H2SO4【答案】B【解析】A、根據(jù)鋅在金屬活動(dòng)性順序氫前，能與酸反應(yīng)分析；B、根據(jù)鋅在金屬活動(dòng)性順序鈉后，不能與硫酸鈉反應(yīng)分析；C、根據(jù)碳酸鹽與酸可發(fā)生反應(yīng)分析；D、根據(jù)金屬氧化物與酸能反應(yīng)分析。6.通過(guò)一步化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)如圖所示的X、Y、Z三種物質(zhì)間轉(zhuǎn)化，表格中X、Y、Z對(duì)應(yīng)的物質(zhì)能實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的是（）選項(xiàng)XYZACOCO2CBCuOCu(OH)2Cu(NO3)2CHClBaCl2KClDNaOHNaNO3NaClA．A B．B C．C D．D【答案】C【解析】根據(jù)各選項(xiàng)中所給物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)分析，由各物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)確定各步轉(zhuǎn)化是否可實(shí)現(xiàn)。

【解答】A一氧化碳與氧氣或氧化銅等反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳不能一步轉(zhuǎn)化為碳，不符合題意；B、氧化銅不能一步轉(zhuǎn)化為氫氧化銅，不符合題意；C、鹽酸與氫氧化鋇反應(yīng)生成氯化鋇，氯化鋇與硫酸鉀反應(yīng)可生氯化鉀，鹽酸與氫氧化鉀反應(yīng)生成氯化鉀，符合題意；D、氫氧化鈉與硝酸反應(yīng)生成硝酸鈉，硝酸鈉不能一步轉(zhuǎn)化為氯化鈉，不符合題意；7.下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化中，只有加入酸才能一步實(shí)現(xiàn)的是（）A．CaCO3→CaCl2 B．Fe→FeSO4C．NaOH→NaCl D．Ba(NO3)2→BaSO4【答案】A【解析】A、碳酸鈣為沉淀的鹽，生成氯化鈣只能與鹽酸反應(yīng)，符合題意；B、鐵與硫酸或硫酸銅反應(yīng)都會(huì)生成硫酸亞鐵，不符合題意；C、氫氧化鈉與氯化銅、鹽酸等反應(yīng)都能生成氯化鈉，不符合題意；D、硝酸鋇與硫酸、硫酸鈉等反應(yīng)都能生成硫酸鋇，不符合題意；故選A。8.含硫的物質(zhì)在實(shí)驗(yàn)室或工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中可出現(xiàn)下列圖示的轉(zhuǎn)化：

（1）實(shí)驗(yàn)室中，點(diǎn)燃少量單質(zhì)硫于充滿(mǎn)氧氣的集氣瓶中燃燒，產(chǎn)生漂亮的藍(lán)紫色火焰，生成物質(zhì)A．A是工業(yè)排放物中一種主要的空氣污染物，也是酸雨形成的主因之一．根據(jù)你學(xué)過(guò)的知識(shí)可將A轉(zhuǎn)化成Na2SO3，你提供的試劑是________．（2）在硫酸工業(yè)中，將A在一定條件下與空氣中的物質(zhì)反應(yīng)得到B，B與水結(jié)合得到硫酸．B與A的組成元素相同，B中硫元素與硫酸中硫元素化合價(jià)相同，寫(xiě)出A轉(zhuǎn)化成B的化學(xué)方程式：________．（3）上述物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程中，屬于化合反應(yīng)的是________（填序號(hào)）．（4）若回收工業(yè)排放物A32噸，理論上可生產(chǎn)硫酸________

噸．【答案】（1）氫氧化鈉（2）2SO2+O2=2SO3（3）①③④（4）49【解析】（1）根據(jù)物質(zhì)在氧氣中燃燒的現(xiàn)象判斷物質(zhì)A的名稱(chēng)。二氧化硫和氫氧化鈉反應(yīng)，生成亞硫酸鈉和水，據(jù)此分析解答；

（2）首先根據(jù)組成元素和化合價(jià)分析物質(zhì)B的組成，然后再寫(xiě)出轉(zhuǎn)化為硫酸的方程式。

（3）兩種或多種物質(zhì)反應(yīng)，生成一種物質(zhì)，那么就是化合反應(yīng)；

（4）物質(zhì)A和硫酸中硫元素的質(zhì)量保持不變，根據(jù)硫元素質(zhì)量=物質(zhì)質(zhì)量×硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)列出方程計(jì)算即可。【解答】（1）硫在氧氣中燃燒，生成二氧化硫，因此物質(zhì)A就是二氧化硫。因?yàn)槎趸蚝蜌溲趸c反應(yīng)，生成亞硫酸鈉和水，所以將A轉(zhuǎn)化為亞硫酸鈉，需要的試劑為氫氧化鈉。

（2）因?yàn)锽和A的組成元素相同，所以B也是由硫和氧元素組成。在硫酸H2SO4中，硫元素的化合價(jià)為+6價(jià)，所以B中硫元素的化合價(jià)也是+6價(jià)。設(shè)B的化學(xué)式為SxOy，根據(jù)正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零得到：（+6）x+（2）y=0，解得：x：y=1：3，那么B的化學(xué)式為SO3。二氧化硫和氧氣反應(yīng)，生成三氧化硫，反應(yīng)的方程式為：2SO2+O2=2SO3。

（3）①硫和氧氣反應(yīng)，生成二氧化硫，為化合反應(yīng)；②二氧化硫和氫氧化鈉反應(yīng)，生成亞硫酸鈉和水，肯定不是化合反應(yīng)；③二氧化硫和氧氣反應(yīng)，生成三氧化硫，為化合反應(yīng)；故選①③④。

（4）設(shè)理論上可生成硫酸的質(zhì)量為x，

32噸×SSO2=x×9.“寓學(xué)于樂(lè)”是一種有效的學(xué)習(xí)方式。如圖為“領(lǐng)取獎(jiǎng)杯游戲”的物質(zhì)階梯。只有階梯上相鄰的物質(zhì)之間能發(fā)生反應(yīng)，才可向上攀登。（1）若攀登階梯甲能領(lǐng)取獎(jiǎng)杯，則標(biāo)號(hào)為③的臺(tái)階可以是下列哪一種物質(zhì)___________。A．NaCl B．Na2CO3 C．CO2 D．Fe2O3（2）搭建階梯乙從圖中相應(yīng)的臺(tái)階上物質(zhì)可以從以下提供的物質(zhì)O2、Fe、HCl、NaOH中選擇，填在圖中相應(yīng)的臺(tái)階上，能領(lǐng)取獎(jiǎng)杯。從高到低的順序是?！敬鸢浮浚?）B（2）NaOH、HCl、Fe、O2【解析】【分析】（1）根據(jù)硫酸、氫氧化鈣的性質(zhì)分析；

（2）根據(jù)所給物質(zhì)間的性質(zhì)，確定各物質(zhì)的反應(yīng)關(guān)系，從而進(jìn)行排序分析。

【解答】（1）氯化鈉與硫酸、氫氧化鈣都不能反應(yīng)，A錯(cuò)誤；碳酸鈉與硫酸和氫氧化鈣都能反應(yīng)，B正確；二氧化碳不能與硫酸反應(yīng)，C錯(cuò)誤；氧化鐵不能與氫氧化鈣反應(yīng)，D錯(cuò)誤。

（2）二氧化碳能與氫氧化鈉反應(yīng)，氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)，鹽酸與鐵反應(yīng)，鐵與氧氣反應(yīng)，則乙能領(lǐng)取獎(jiǎng)杯。從高到低的順序是NaOH、HCl、Fe、O2。

故答案為：（1）B；（2）NaOH、HCl、Fe、O2。10.含硫的物質(zhì)在實(shí)驗(yàn)室或工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中可出現(xiàn)下列圖示的轉(zhuǎn)化：（1）實(shí)驗(yàn)室中，點(diǎn)燃少量單質(zhì)硫于充滿(mǎn)氧氣的集氣瓶中燃燒，產(chǎn)生漂亮的藍(lán)紫色火焰，生成物質(zhì)A．A是工業(yè)排放物中一種主要的空氣污染物，也是酸雨形成的主因之一。根據(jù)你學(xué)過(guò)的知識(shí)可將A轉(zhuǎn)化成Na2SO3，你提供的試劑是．（2）在硫酸工業(yè)中，將A在一定條件下與空氣中的物質(zhì)反應(yīng)得到B，B與水結(jié)合得到硫酸．B與A的組成元素相同，B中硫元素與硫酸中硫元素化合價(jià)相同，寫(xiě)出A轉(zhuǎn)化成B的化