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06 物質(zhì)的轉(zhuǎn)化
九上秋周鞏固提高-chen
一、非金屬及其化合物的轉(zhuǎn)化
1.有些非金屬可以轉(zhuǎn)化為非金屬氧化物
實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 化學(xué)方程式
將硫黃放到燃燒匙中，在酒精燈上點(diǎn)燃硫黃，觀察現(xiàn)象 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 硫黃燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰并放出熱量，生成無色、有刺激性氣味的氣體 在氧氣中燃燒更旺， 產(chǎn)生明亮的藍(lán)紫色火焰 S+O2 點(diǎn)燃 SO2
木炭在空氣和氧氣中點(diǎn)燃 木炭燃燒，發(fā)出紅光和白光 C+O2 點(diǎn)燃CO2
紅磷在空氣中點(diǎn)燃 紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙 4P+5O2 點(diǎn)燃2P2O5
氫氣在空氣中點(diǎn)燃 淡藍(lán)色火焰 2H2+O2點(diǎn)燃 2H2O
一、非金屬及其化合物的轉(zhuǎn)化
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(以CO2與碳酸的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)為例)
3.非金屬的轉(zhuǎn)化鏈條
非金屬 → 非金屬氧化物 → 酸 → 鹽
二、金屬及其化合物的轉(zhuǎn)化
1.有的金屬與非金屬可以發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成化合物(以鐵粉和硫黃反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)為例)
其他一些金屬與非金屬也可以發(fā)生反應(yīng)
實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 化學(xué)方程式
取少量鐵粉放在白紙上，再取少量硫黃與鐵粉混合。用磁鐵接近混合物，觀察現(xiàn)象 鐵粉能被磁鐵吸引
把混合物放進(jìn)試管內(nèi)，用酒精燈加熱，觀察現(xiàn)象 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，反應(yīng)的 Fe+S △ FeS
將生成物倒在白紙上，觀察生成物的外觀，再用磁鐵靠近生成物，觀察磁鐵能否吸引生成物 生成物呈塊狀，不能被磁鐵吸引
鐵絲在氧氣中點(diǎn)燃 劇烈燃燒，火星四射 3Fe+2O2點(diǎn)燃 Fe3O4
二、金屬及其化合物的轉(zhuǎn)化
2.某些金屬氧化物可以與水反應(yīng)生成堿（活潑性較強(qiáng)的金屬）
其他一些金屬氧化物也可以與水反應(yīng)生成堿
實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 化學(xué)方程式
在蒸發(fā)皿中放小塊生石灰，加少量水，攪拌，觀察現(xiàn)象 生石灰與水反應(yīng)放出大量的熱 CaO+H2O= Ca(OH)2
向反應(yīng)后的蒸發(fā)皿中滴加幾滴無色酚酞試液，觀察現(xiàn)象 無色酚酞試液變紅
二、金屬及其化合物的轉(zhuǎn)化
3.金屬的轉(zhuǎn)化鏈條
金屬 → 金屬氧化物→ 堿 → 鹽和水
(只有BaO、K2O、CaO、Na2O能與水反應(yīng))
金屬 + 非金屬單質(zhì) → 鹽
三、金屬的冶煉
1.金屬在自然界中的存在
在自然界中，僅有少數(shù)金屬(銀鉑金化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定)是以游離態(tài)(即單質(zhì))的形式存在的，大多數(shù)金屬(化學(xué)性質(zhì)活潑)是以化合態(tài)的形式存在的。
三、金屬的冶煉
2金屬的冶煉原理與方法
(1)冶煉原理:金屬冶煉就是要把金屬?gòu)幕蠎B(tài)變成游離態(tài)。
(2)冶煉方法:
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)
三、金屬的冶煉
3.氫氣與氧化銅反應(yīng)實(shí)驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)器材:試管、酒精燈、鐵架臺(tái)(帶鐵夾)。
(2)實(shí)驗(yàn)裝置:
(3)實(shí)驗(yàn)步驟:
檢(檢驗(yàn)氫氣的純度)
通(通氫氣)
點(diǎn)(點(diǎn)燃酒精燈加熱)
熄(實(shí)驗(yàn)完畢，先熄滅酒精燈)
冷(繼續(xù)通氫氣，直到試管完全冷卻)。
(4)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:黑色固體逐漸變?yōu)?br/>紅色，同時(shí)試管口出現(xiàn)小水珠。
三、金屬的冶煉
(5)注意事項(xiàng)
①試管口應(yīng)略向下傾斜，且試管口不能塞塞子。向下傾斜的目的是避免反應(yīng)中生成的水倒流而
炸裂試管。
②氧化銅要鋪在試管底部，目的
是增大反應(yīng)物的受熱面積，加快
反應(yīng)速率。
③通氫氣的導(dǎo)管應(yīng)插到試管底部
的氧化銅上方，一是為了讓氫氣
與氧化銅充分接觸，二是易把試
管里的空氣排凈，加熱后不易發(fā)生危險(xiǎn)。
三、金屬的冶煉
(5)注意事項(xiàng)
④實(shí)驗(yàn)之前先通氫氣后加熱，目的是排出試管內(nèi)的空氣，防止氫氣和空氣混合加熱時(shí)發(fā)生爆炸。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后先熄滅酒精燈，繼續(xù)
通氫氣，直至試管冷卻為止。目
的是防止生成的銅在溫度較高時(shí)
再次被氧氣氧化成氧化銅，使實(shí)
驗(yàn)失敗。
⑤因?yàn)橐韧錃猓瑢?shí)驗(yàn)結(jié)束后
還要通氫氣，所以實(shí)際所用氫氣
的量要遠(yuǎn)大于理論用量。
三、金屬的冶煉
4.氧化還原反應(yīng)
(1)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)。如CuO中的氧被C、H2、CO等奪取，CuO發(fā)生了還原反應(yīng)變成了Cu。
(2)還原性:能從含氧化合物中奪取氧的性質(zhì)叫做還原性。
(3)還原劑:具有還原性的物質(zhì)可做還原劑。C、H2、CO是常見的還原劑。
拓展：被還原劑還原的物質(zhì)叫氧化劑，氧化劑被還原，還原劑被氧化。氧化和還原的本質(zhì)就是電子的得失，氧化劑得電子被還原，化合價(jià)降低；還原劑失電子被氧化，化合價(jià)升高。還原與氧化同時(shí)發(fā)生。
三、金屬的冶煉
5.鐵的冶煉
(1)反應(yīng)原理:在高溫下，用還原劑(主要是一氧化碳 )從鐵礦石中把鐵還原出來。
(2)反應(yīng)方程式:
(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:紅色的固體逐漸變?yōu)楹谏?鐵粉),同時(shí)產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體。
(4)尾氣處理:一氧化碳有毒，
不能直接排放到空氣中，可
將尾氣點(diǎn)燃或收集。
三、金屬的冶煉
5.鐵的冶煉
三、金屬的冶煉
6. 化合物的之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系
溶洞形成：
鐘乳石形成：
三、金屬的冶煉
7.有關(guān)純度問題的計(jì)算
純度 = 純物質(zhì)的質(zhì)量/不純物質(zhì)的總質(zhì)量 x 100%
、
(1)根據(jù)混合物的質(zhì)量及純度，計(jì)算純凈物的質(zhì)量。
純凈物的質(zhì)量=混合物的總質(zhì)量x純度。
m純=m總xA%
(2)根據(jù)純凈物的質(zhì)量，及化學(xué)式，求其中組成元素的質(zhì)量。
組成元素的質(zhì)量=純凈物的質(zhì)量x純凈物中某組成元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
注：混合物中多種物質(zhì)都含有某種元素時(shí)，計(jì)算混合物中某元素質(zhì)量，要合并計(jì)算
四、物質(zhì)的鑒別鑒定分離及除雜
1.物質(zhì)的鑒別與鑒定
物質(zhì)的鑒別就是根據(jù)已知幾種物質(zhì)的不同特性，用實(shí)驗(yàn)方法將它們一一區(qū)別（一般只需要區(qū)別出不同就算鑒別成功）。物質(zhì)的鑒定要求較高，往往要排除一些可能會(huì)產(chǎn)生干擾的物質(zhì)的存在。
(1)物理方法:根據(jù)特性(如顏色、氣味、溶解性、溶解吸放熱進(jìn)行觀察分析、判斷，得出結(jié)論)。
(2)化學(xué)方法:
①分別取少量待鑒別的溶液(若為固體應(yīng)取少量配成容液)于試管中
②分別加入試劑充分反應(yīng)。
③觀察反應(yīng)現(xiàn)象。
④根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象分析、判斷，得出結(jié)論。
四、物質(zhì)的鑒別鑒定分離及除雜
2.可能存在幾種物質(zhì)的混合物中推理確定物質(zhì)的組成
(1)一定存在或者不存在的物質(zhì)
a.有色離子一定不存在于無色溶液中
b.產(chǎn)生沉淀、氣體和水的離子不能共存于溶液中
c.沉淀是否能溶解于酸中來判斷沉淀是否包BaSO4含和AgCl
d.有具體克重出現(xiàn)的推理中，通過計(jì)算一定存在的物質(zhì)質(zhì)量來確定某些可能存在的物質(zhì)的必然性。
e.確定離子是否存在時(shí)，還需要考慮溶液不帶電，不能只有陽離子沒有陰離子，反之亦然。
(2)有可能存在的物質(zhì)
四、物質(zhì)的鑒別鑒定分離及除雜
3.雜質(zhì)的除去與分離
(1）除雜的注意點(diǎn)
a.一般情況下所加的試劑要與雜質(zhì)反應(yīng)，不與要保留的物質(zhì)反應(yīng)。
b.除雜過程中不能增加新的雜質(zhì)，也不能大量減少要保留的物質(zhì)。
(2）除雜的常用方法
① 過濾/蒸餾法：即通過過濾，除去不溶性雜質(zhì)（注：原來是固體的，最后要通過蒸發(fā)結(jié)晶烘干除去水分）
通過蒸餾，分離兩種
不同沸點(diǎn)的液體。
四、物質(zhì)的鑒別鑒定分離及除雜
④ 沉淀法：加入某種試劑，跟雜質(zhì)反應(yīng)形成沉淀，濾去沉淀，即可除去雜質(zhì)。（注：加入的試劑需要適量，如果要加過量的話，要保證最后能除去）
例：NaOH溶液中少量的 Na2CO3
⑤ 化氣法：加入某種試劑，跟雜質(zhì)反應(yīng)，化為氣體逸出，即可除掉雜質(zhì)。
例：NaCl溶液中少量的 Na2CO3
⑥ 加熱分解法：通過加熱，使雜質(zhì)分解，從而除掉+雜質(zhì)。
例：Na2CO3溶液中少量的 NaHCO3
五、材料的利用與發(fā)展
1.材料的發(fā)展歷程：
石器→陶器→青銅器→鋼鐵→合成材料→新型材料。
金屬的使用不僅與金屬的活動(dòng)性有關(guān)，還與金屬冶煉的難易程度有關(guān)。
新型材料有：光電子信息材料、先進(jìn)復(fù)合材料、超級(jí)陶瓷材料、新型金屬材料、新型高分子材料、超導(dǎo)材料、納米材料等
2.材料制造與環(huán)境保護(hù)
新材料的開發(fā)和利用大大促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展，制造材料過程中會(huì)產(chǎn)生許多污染，這就要求在化學(xué)工業(yè)中，要及時(shí)處理三廢，努力提高原料的利用率，減少?gòu)U棄物的排放，增加產(chǎn)品的質(zhì)量，從根本上降低生產(chǎn)對(duì)環(huán)境造成的污染。
五、材料的利用與發(fā)展
3.化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中需要考慮的因素
(1)科學(xué)性：制備過程中每步化學(xué)反應(yīng)是否符合化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律，保證反應(yīng)可以進(jìn)行；
(2)簡(jiǎn)便性：設(shè)計(jì)方案考慮實(shí)際設(shè)備情況，操作過程盡可能簡(jiǎn)便易行，如反應(yīng)所需的條件和設(shè)備是否簡(jiǎn)單；
(3)經(jīng)濟(jì)性：所需原料是否易獲取、成本是否低廉，利用率要盡量高，能利用一些生活中的廢舊物品；
(4)安全性：操作過程是否存在安全隱患，保證實(shí)驗(yàn)安全；
(5)環(huán)保性：生產(chǎn)過程是否會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，特別是有污染有毒尾氣必須要處理。

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