怎样联系化学课中“盐酸”和“置换反应”对基于变化的观点认识物质进行教学分析

怎样联系化学课中“盐酸”和“置换反应”对基于变化的观点认识物质进行教学分析
怎样联系化学课中“盐酸”和“置换反应”对基于变化的观点认识物质进行教学分析

怎样联系化学课中“盐酸”和“置换反应”对基于变化的观点认识物质进行教学分析
盐 酸
1．物理性质
盐酸是氯化氢气体的水溶液.
【实验1】观察纯净的浓盐酸和工业品浓盐酸的颜色、状态.用手轻轻地在瓶口扇动,小心地闻盐酸的气味,观察它在空气里形成的白雾.
纯净的浓盐酸是没有颜色的液体,有刺激性气味,有酸味,工业品浓盐酸常因含有杂质而带黄色.常用的浓盐酸中HCl的质量分数约为37％～38％,密度是1.19g／cm3浓盐酸在空气里会生成白雾,这是因为从浓盐酸挥发出来的氯化氢气体跟空气里的水蒸气接触,形成盐酸的小液滴的缘故.
2．化学性质
(1)跟酸碱指示剂反应：
【实验2】把紫色石蕊试液和无色酚酞试液分别加入两支盛有稀盐酸的试管里,观察溶液的颜色有什么变化.
【实验3】把紫色石蕊试液和无色酚酞试液分别加入两支盛有氢氧化钠稀溶液的试管里,观察溶液颜色有什么变化.
以上实验表明,石蕊试液遇盐酸变成红色,酚酞试液遇盐酸不变色.石蕊试液遇碱溶液变蓝色,酚酞试液遇碱溶液变红色.像石蕊和酚酞这类能跟酸或碱的溶液起作用而显示不同颜色的物质,叫做酸碱指示剂,通常也简称指示剂.
有些有色的花卉和果实中的色素,遇到酸或碱的溶液能显示不同的颜色,也可以指示酸碱.
(2)盐酸跟金属的反应
盐酸跟锌、铁等金属起反应,都产生氢气.例如：
Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑
Fe+2HCl = FeCl2+ H2↑
与此同时,还分别生成氯化锌和氯化亚铁.
利用上述反应,可在实验室制备氢气,或小规模填充氢气球.
(3)盐酸跟金属氧化物的反应

【实验4】把一根生锈的铁钉放入盛有稀盐酸的试管里,过一会儿取出,用水洗净,观察铁钉表面的变化.
从实验看出,铁钉表面的锈已被除去,这是因为盐酸跟铁锈（主要成分是Fe2O3）起反应,生成可溶性的氯化铁的缘故.
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
由于盐酸跟金属氧化物起反应后生成可溶性盐,金属制品在电镀、焊接等操作前,可以用盐酸来清除表面上的锈.
(4)盐酸跟碱的反应
【实验5】在盛有少量氢氧化铜的试管里,加入适量的盐酸,观察发生的变化.
从实验看出,盐酸跟不溶于水的Cu(OH)2起反应,生成能溶于水的CuCl2.
Cu(OH)2+2HCl = CuCl2+2H2O
胃酸过多的病人常内服含Al(OH)3的药物（如胃舒平）,即利用盐酸能跟碱起反应以减少胃中盐酸的含量.
(5)盐酸跟硝酸银的反应
【实验6】在盛有少量稀盐酸的试管里,滴入几滴硝酸银溶液和几滴稀硝酸,观察发生的现象.
从实验可看出,盐酸跟硝酸银起反应,生成不溶于硝酸的白色凝乳状的氯化银沉淀.
HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3
这个反应可以用于检验盐酸和其他电离时能产生Cl?的化合物.
在这些反应里,参加反应的两种化合物相互交换成分,生成另外两种化合物.像这类由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,叫做复分解反应.
盐酸是一种重要的化工产品.除用于金属表面的除锈外,还用于制造某些试剂和药物,例如,氯化锌、盐酸麻黄素等.人的胃液里含有少量的盐酸,可以帮助消化.
置换反应：
置换反应是无机化学反应的四大基本反应类型之一,指一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应,可表示为： A+BC→B+AC 置换关系是指组成化合物的某种元素被组成单质的元素所替代.
编辑本段分类
一、根据反应环境分类
根据反应环境的类别,置换反应有以下2种情况： （1）干态置换 在加热或高温条件下固体与固态或固体与气体发生的置换反应. （2）湿态置换 在水溶液中进行的置换反应. ①金属跟酸的置换 是金属原子与酸溶液中氢离子之间的反应. 要特别注意不能用浓硫酸,硝酸,它们有强氧化性,先将金属氧化成对应氧化物,氧化物再溶于酸中,然后继续氧化,继续溶解,反应得以继续 Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑ Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ 2Al+3H2SO4(稀)====Al2(SO4)3+3H2↑ 2.金属跟盐溶液的置换 是金属原子跟盐溶液中较不活动金属的阳离子发生置换.如： Cu+Hg(NO3)2====Hg+Cu(NO3)2
二、根据元素性质分类
按元素的性质划分,金属与非金属单质间的置换. 1、金属单质置换金属单质 2Al+Fe2O3=高温=Al2O3+2Fe （铝热反应.Al还可与V2O5、CrO3、WO3、MnO2等发生置换） Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 2、金属单质置换非金属单质 Zn+2HCl=H2↑+ZnCl2 2Na+2H2O=2NaOH+H2 ↑ 2Mg+CO2=点燃=2MgO+C 3Fe+4H2O(g)=高温=Fe3O4+4H2 3、非金属单质置换金属单质 H2+CuO=Δ=Cu+H2O C+FeO=Δ=Fe+CO↑ Si+2FeO=Δ=2Fe+SiO2 C+2CuO=Δ=2Cu+CO2↑ 4、非金属单质置换非金属单质 2F2+2H2O=4HF+O2 2C+SiO2=Si+2CO C+H2O=CO+H2 2H2+SiCl4=Si+4HCl Cl2+2NaBr=Br2+2NaCl O2+2H2S=2S↓+2H2O
三、根据元素周期表中位置分类
按元素在周期表的位置划分,同族元素单质间的置换与不同族元素单质间的置换. 1、同主族元素单质间的置换 Na+KCl=高温=NaCl+K↑ （一般是774℃） 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 2H2S+O2=2S+2H2O 2C+SiO2=Si+2CO↑ F2+2HCl=2HF+Cl2 2、不同主族元素单质间的置换 Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ 2Mg+CO2=2MgO+C 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 2F2+2H2O=4HF+O2 C+H2O（g）==高温==CO+H2 2H2+SiCl4=Si+4HCl H2S+Cl2=S+2HCl 3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2 4NH3+3O2==点燃==2N2+6H2O （氨气在纯氧中燃烧） 3、主族元素单质置换副族元素的单质 H2+CuO=Cu+H2O 2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe C+CuO=Cu+CO 2Al+3Hg2+=2Al3++3Hg 4Na+TiCl4=4NaCl+Ti 4、副族元素的单质置换主族元素单质 3Fe+4H2O（g）==加热==Fe3O4+4H2 Zn+2H+=Zn2++H2 5、副族元素的单质置换副族元素的单质 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
四、根据物质类别分类
按物质类别划分,单质与氧化物间的置换和单质与非氧化物间的置换. 1、单质与氧化物发生置换反应 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 2Mg+CO2=2MgO+C 3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2 H2+CuO=Cu+H2O C+FeO=高温=Fe+CO↑ 2F2+2H2O=4HF+O2 2C+SiO2=Si+2CO↑ 2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe C+H2O（g）=高温=CO+H2 Si+2FeO=2Fe+SiO2 3H2+Fe2O3=Δ2Fe+3H2O 2、单质与非氧化物发生置换反应 2H2+SiCl4=Si+4HCl H2S+Cl2=S+2HCl 3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2 4NH3+3O2=2N2+6H2O Mg+2HCl=MgCl2+H2 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 湿态置换遵守金属活动性顺序. 置换反应一定为氧化还原反应,氧化还原反应不一定为置换反应. 另外需要注意的是置换反应是根据金属活泼性顺序表发生的.
金属活动性顺序表
1.钾(K) 2.钙(Ca) 3.钠(Na) 4.镁(Mg) 5.铝(Al) 6.锌(Zn) 7.铁(Fe) 8.锡(Sn) 9.铅(Pb) 10.氢(H) 11.铜(Cu) 12.汞(Hg) 13.银(Ag) 14.铂(Pt) 15.金(Au) 其中10号氢是过渡元素,它前面的可以置换出氢,它后面的则不可以.也就是说,氢前面的可以和酸反应生成氢气,而氢后面的基本不和酸反应,就算反应也不生成氢气.
编辑本段置换反应原则
1.一种金属可以置换出没有它活泼的金属（在非金属单质中也可使用这一原则） 2.在氢元素之前的金属元素,其物质可与酸发生置换反应,之后的不可反应（另：在金属活泼性前3的金属可直接与水反应） 化学元素的活泼性,是指元素与其他物质反应的难易程度.越易和别的物质反应,元素越活泼.越难与其他物质反应,元素越不活泼,即越稳定. 如果认为,氮气不如氧气活泼,这是单质（或者说是分子）的活泼性,而不是元素的活泼性.化学中要注意区分这些概念.因为,元素活泼性和分子活泼性的成因是完全不同的. 对于氮气和氧气,氮气的活泼型低于氧气的活泼性,本质是每个氮气分子中有三个氮氮键,加起来键能很高,所以氮分子中的氮原子结合得很牢固,其间的化学键不易断裂,导致不易发生原子重组（化学反应是原子重新组合的过程）,所以不易反应,活泼性低.而氧分子中只有两个氧氧键,加起来键能比较低,所以易反应.当然,这也与氧元素的易得电子的性质有关联.但是,分子的活泼性,主要是看键能大小.（到了大学,也可以用分子轨道理论来解释,通过比较键级,从而比较分子的稳定性） 对于元素的活泼性,我们就主要考虑元素原子的最外层电子的排布情况.在这里,我也曾有过误区,现在明白了.原子最外层电子数不超过八（除第一周期外）,最外层电子少于四（尤其是只有一个或两个电子时）,易失电子,活泼；最外层电子大于四（尤其是有六个或七个电子）,易得电子,同样活泼；而最外层电子为四或接近四时,不易得失电子,不活泼；最外层电子为八（第一周期,最外层电子为2）的元素（即稀有气体：氦氖氩氪氙氡）,最稳定,组成惰性气体一族,因为不易一下失掉八个电子,也不易再得电子（因为得的电子填充到下一层,整体能量将增高,而物质要稳定是趋向于能量最低的状态,即能量最低原理）. 不要迷信金属活动性顺序表,那只是对于金属元素,而且过渡元素的不同价态还没能够考虑进去.