物质的转化（教师版）

第13讲物质的转化知识新授知识新授知识点一：非金属及其化合物之间的转化硫的燃烧实验硫磺固体硫在氧气中燃烧①取一药匙硫黄，观察其外观：淡黄色粉末状固体。②将硫黄放到燃烧匙中，在酒精灯上点燃硫黄，观察现象：微弱的淡蓝色火焰。③把燃烧着的硫黄放进盛有氧气的集气瓶内，观察现象：明亮的蓝紫色火焰。④涉及的化学方程式表示：S+O2点燃SO2类似的反应：碳在氧气中燃烧：C+O2点燃CO2磷在氧气中燃烧：4P+5O2点燃2P2O5（等）【结论】非金属单质在一定条件下可转化为相应的非金属氧化物，即非金属单质+氧气→非金属氧化物。CO2与碳酸的转化实验对比实验加热实验①取2杯蒸馏水，向其中1杯蒸馏水中吹气或通入CO2。然后分别向2只烧杯中滴加几滴紫色石蕊试液，比较2只烧杯中液体出现的现象并说明原因通入CO2的烧杯中呈红色，另一杯不变色；因为CO2与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊试液变红。②从2只烧杯中分别取少量液体放入试管中，加热，有什么现象发生：呈红色的烧杯又变成紫色。③涉及的化学方程式表示：CO2+H2O=H2CO3H2CO3∆CO2+H2O类似的反应：SO2+H2O=H2SO3（亚硫酸）H2SO3∆SO2+H2OSO3+H2O=H2SO4（硫酸）【结论】①非金属氧化物在一定条件下可以转化生成酸，即：非金属氧化物+水→酸。②不稳定的酸受热分解后又重新生成非金属氧化物，即：酸→非金属氧化物+水非金属及其化合物之间的转化实例：C→CO2→H2CO3→CO2①C+O2点燃CO2②CO2+H2O=H2CO3③H2CO3∆CO2+H2O【例题精讲】【例1】下列关于碳和碳的氧化物知识网络图（图中“→”表示转化关系，“”表示相互能反应），说法正确的是（）A．“C→CO2”的反应碳元素的化合价未发生改变B．“CO→CO2”的反应类型为置换反应C．“CO2→CaCO3”的反应可用于检验二氧化碳D．“CO2→H2CO3”的反应可用酚酞试剂验证【答案】C【解答】解：A．单质碳中，碳元素的化合价为0，二氧化碳中，碳元素的化合价为+4价，故说法错误；B．一氧化碳转化成二氧化碳，与氧气反应是化合反应，与金属氧化物反应不属于基本反应类型，不属于置换反应，故说法错误；C．二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙，可用于检验二氧化碳，故说法正确；D．二氧化碳与碳酸可以相互转化，碳酸显酸性此反应可用紫色石蕊试液检验，故说法错误。【例2】电闪雷鸣的雨天。空气中发生的雷电固氮反应如下：①N2+O2═2NO②2NO+O2═2NO2③3NO2+H2O═2HNO3+NO。有关判断正确的是（）A．NO气体由一个N原子和一个O原子构成B．HNO3属于常见的酸C．这些化合物中N元素化合价最高为+4价D．反应③属于化合反应【答案】B【解答】解：A、NO气体是由一氧化氮分子构成的，一氧化氮分子是由一个氮原子和一个氧原子构成，故选项说法错误。B、HNO3是由氢离子和硝酸根离子构成的化合物，属于常见的酸，故选项说法正确。C、单质中元素的化合价为0、在化合物中正负化合价代数和为零，氮气、一氧化氮、二氧化氮、硝酸中氮元素的化合价分别是0、+2、+4、+5价，这些化合物中N元素化合价最高为+5价，故选项说法错误。D、反应③该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不符合化合反应的特征，不属于化合反应，故选项说法错误。【例3】化学通过帮助我们认识和改造物质世界，为我们解决能源、材料和环境等重大问题，从而促进社会和谐发展。硫元素和人类的生存与发展联系密切，主要用于肥料、火药、润滑剂、杀虫剂和抗真菌剂生产。如图是硫及其化合物的转化流程：（1）上述反应步骤Ⅰ属于反应（填“氧化”“置换”“复分解”之一）。（2）主要由SO2引起的酸雨通常称为“硫酸型酸雨”，请写出SO2转化为SO3的化学方程式。（3）土壤中含有少量硫酸可用熟石灰治理，相关反应的化学方程式为。【答案】（1）氧化；（2）2SO2+O2=2SO3；（3）H2SO4+Ca（OH）2=CaSO4+2H2O；【解答】解：（1）由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应是置换反应；由两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应是复分解反应。硫与氧气点燃反应生成二氧化硫，反应中有氧气参与反应，属于氧化反应，不是置换反应、复分解反应；（2）二氧化硫和氧气反应产生三氧化硫，反应的化学方程式为：2SO2+O2=2SO3；（3）硫酸与氢氧化钙反应生成硫酸钙和水，反应的化学方程式为：H2SO4+Ca（OH）2=CaSO4+2H2O；【例4】如图是部分含碳物质的转化关系图，根据图示回答下列问题。（1）能通过化合反应实现的转化有。（选填序号，按由小到大的顺序排列）；（2）反应④无明显现象，要检验生成物，可加入的试剂是；（3）进行⑥的转化，实验室常用物质的化学式是；（4）实验室常用⑦来制取CO2，写出化学方程式。【答案】（1）①②③④⑧（2）紫色石蕊溶液（3）Ca（OH）2（4）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑【解答】解：（1）①④⑧只能通过化合反应实现，②③可能通过化合反应实现，还分别能通过一氧化碳与氧化铜在加热条件下生成铜和二氧化碳、碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳等来实现；（2）二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液变红色，所以可加入紫色石蕊溶液检验生成物，（3）二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，氢氧化钙的化学式为：Ca（OH）2；（4）实验室常用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，同时生成氯化钙、水，化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；

知识点二：金属及其化合物之间的转化实验探究铁与硫的反应混合物加热后的生成物（黑色）混合物加热后的生成物（黑色）①取少量铁粉放在白纸上，再取少量硫黄与铁粉混合（铁与硫黄的质量比约为7：5）。②用磁铁接近混合物，你看到什么现象：铁粉被磁铁吸出。③将混合物放进试管内，用酒精灯加热，有什么现象：__发光，生成黑色固体，有热量生成。④当反应后发出的光扩展至整支试管时，立即停止加热，静置，冷却。⑤将生成物倒在白纸上，观察生成物的外观如何，再用磁铁靠近生成物，磁铁能否吸引生成物？为什么？不能吸引，生成物不再是铁。⑥涉及的化学方程式表示：Fe+S∆FeS（硫化亚铁）类似的反应：2Na+Cl2点燃2NaCl【结论】有的金属与非金属可以发生反应，转化成金属化合物（盐），即金属+非金属→盐。生石灰与水反应实验生石灰与水反应①在蒸发皿中放1小块生石灰，加少量水，搅拌，有什么现象发生：放出大量热。②滴加几滴无色酚酞试液，发现试液变红色。③涉及的化学方程式表示：CaO+H2O=Ca(OH)2类似的反应：Na2O+H2O=2NaOHK2O+H2O=2KOH【结论】某些金属氧化物可以与水反应生成碱（可溶），即金属氧化物+水→碱。金属及其化合物之间的转化金属金属氧气金属氧化物水碱实例：Ca→CaO→Ca（OH）2①2Ca+O2=2CaO②CaO+H2O=Ca(OH)2【例题精讲】【例5】如下无机物转化关系图中，每个转化在一定条件下均能按箭头方向一步实现的是（）A．只有①② B．只有①③ C．只有②③ D．①②③都是【答案】D【解答】解：氧化铜与硫酸反应可生成硫酸铜和水，铜与氧气反应在加热条件下生成氧化铜，铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜，每个转化在一定条件下均能按箭头方向一步实现。【例6】下列哪个金属氧化物遇水不能得到相应的碱（）A．Na2OB．CaOC．K2OD．CuO【答案】D【解答】解：氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙都是可溶性碱，都能由对应的金属氧化物和水反应得到。而氢氧化铜时难溶性碱，不能由氧化铜和水反应得到，也可以说氧化铜不能溶解于水。【例7】如图，给出了三种物质可能存在的转化关系，根据所学的物质性质及化学变化规律，判断下列选项正确的是（）A．实现①转化，可加入氧化铜B．实现②转化，可通入CO2C．实现③转化，可加入稀盐酸D．能一步实现转化的是④【答案】C【解答】解：A、铁和氧化铜不会发生反应，故A错误；B、二氧化碳不具有还原性，氧化铁和二氧化碳不会反应生成铁，故B错误；C、氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，故C正确；D、氯化铁不会通过一步反应转化为氧化铁，故D错误。【例8】Ca与水可以发生剧烈反应并产生一种气体。单质Ca的一种转化路线为：Ca→CaO→Ca（OH）2→CaCO3，有关说法错误的是（）A．Ca与水反应产生的气体是氢气B．CaO不能直接转化为CaCO3C．CaO和Ca（OH）2均可用于吸收SO2D．Na与Cu也可以发生上述转化【答案】D【解答】解：A、Ca与水可以发生剧烈反应并产生一种气体，由质量守恒定律，反应前后元素种类不变，产生的气体是氢气，故选项说法正确。B、氧化钙不能与二氧化碳反应，不能直接转化为CaCO3，故选项说法错误。C、CaO和Ca（OH）2均能与二氧化硫反应，均可用于吸收SO2，故选项说法正确。D、钠的金属活动性较强，与钾相似；可以发生上述转化；Cu不能发生上述转化，铜与氧气在加热条件下生成氧化铜，氧化铜难溶于水，不能与反应生成氢氧化铜，氢氧化铜难溶于水，不能与盐反应生成碳酸铜，故选项说法错误。【例9】物质间在一定条件下可以相互转化，中学化学里各物质间存在多种多样的转化关系，图1所示的转化关系即为其中一种。图2、图3都是这一转化关系的典型事例。请写出符合图2、图3转化关系的化学反应方程式。①；②；③；④。【答案】①CuO+H2SO4═CuSO4+H2O②CaCO3═CaO+CO2↑③CaO+H2O═Ca（OH）2④Ca（OH）2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH【解答】解：①氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，故答案为：CuO+H2SO4═CuSO4+H2O②碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，故答案为：CaCO3═CaO+CO2↑③氧化钙和水反应生成氢氧化钙，故答案为：CaO+H2O═Ca（OH）2④氢氧化钙和可溶性的碳酸盐能够发生复分解反应生成碳酸钙，故答案为：Ca（OH）2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH

知识点三：金属冶炼金属的冶炼（1）在自然界中，仅有少数金属是以游离态（即单质）的形式存在的，而大多数金属是以化合态的形式存在的。赤铁矿（Fe2O3）方铅矿孔雀石（Cu2（OH）2CO3）（2）金属冶炼主要是指将金属氧化物转化为金属的过程（金属冶炼就是要把金属从化合态变成游离态）。在金属氧化物中加入还原剂，夺取金属氧化物中的氧，从而使其还原成金属单质。（3）常见的还原剂主要有碳、一氧化碳和氢气。涉及的反应有：C＋2CuO高温2Cu＋CO2↑H2+CuOEQ\O(\s\up7(△),=)Cu+H2OCO＋CuO高温2Cu＋CO2↑3CO＋Fe2O3高温2Fe＋3CO2氢气还原氧化铜（1）实验原理：H2+CuOEQ\O(\s\up7(△),=)Cu+H2O（2）实验操作步骤目的验检验氢气的纯度防止爆炸通通H2排尽试管内空气，防止爆炸点点燃酒精灯/熄反应结束后，先熄灭酒精灯防止生成的Cu在温度较高时再次被O2氧化成CuO停等试管冷却后停止通入H2（3）实验现象：黑色固体逐渐变为红色，同时试管口出现小水珠。一氧化碳还原氧化铁（1）实验原理：3CO+Fe2O3EQ\O(\s\up7(高温),=)2Fe+3CO2（2）实验操作步骤目的查检查装置气密性/装装入药品并固定/点点燃酒精灯燃烧掉尾气中的CO，防止污染空气通向玻璃管中通入CO排尽试管内空气，防止发生爆炸点点燃酒精喷灯/熄反应完后，先熄灭酒精喷灯一是防止铁粉在高温下被氧化；二是防止试管内液体倒吸，使试管炸裂停等试管冷却后停止通入CO熄熄灭酒精灯/（3）实验现象：红色粉末逐渐变为黑色，澄清石灰水变浑浊。氧化还原反应（1）氧化还原反应概述：在高温条件下，碳、氢等会夺取金属氧化物中的氧，使金属氧化物还原成金属单质，这种含氧化合物里的氧被夺取的反应，叫做还原反应。碳、氢和一氧化碳等能从氧化铜、氧化铁中夺取氧的性质叫做还原性，具有还原性的物质可做还原剂。氧化还原反应的本质：化学反应过程中化合价升降。（2）氧化还原反应与四大基本反应类型关系氧化还原反应氧化还原反应化合反应分解反应复分解反应【例题精讲】【例10】化学造福人类，下列金属材料的冶炼和应用体现了人类社会不断发展、进步，其正确顺序是（）①铜合金②铁合金③铝合金④钛合金A．①②③④ B．①③②④ C．④③②① D．①②④③【答案】A【解答】解：合金从以前有不活泼的铜合金，一直到活泼金属铁和铝合金，再到21世纪的钛合金，合金已被广泛用于社会各个领域。【例11】如图是氢气还原氧化铜的实验，下列说法错误的是（）A．点燃酒精灯之前，应先通入氢气一段时间B．反应后，铜元素的化合价升高了C．本实验体现了氢气具有还原性D．氢气发生氧化反应【答案】B【解答】解：A、点燃酒精灯之前，应先通入氢气一段时间，以排尽试管中的空气，防止加热时发生爆炸，故选项说法正确。B、氢气具有还原性，能与氧化铜在加热条件下反应生成铜和水，反应后，铜元素的化合价降低了，由+2价变为0价，故选项说法错误。C、本实验氢气夺取了氧化铜中的氧，体现了氢气具有还原性，故选项说法正确。D、氢气夺取了氧化铜中的氧，发生了氧化反应，故选项说法正确。【例12】如图是CO和Fe2O3反应的装置。下列关于图示实验的说法，正确的是（）①说明CO具有氧化性②玻璃管中的红色粉末变成黑色粉末③尾气处理装置防止了CO对空气的污染④反应前应先通CO，再加热酒精灯A．①②④ B．①②③ C．②③④ D．全部【答案】C【解答】解：①一氧化碳夺取了氧化铁中氧，说明CO具有还原性，故说法错误。②一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象是红棕色粉末逐渐变黑，故说法正确。③一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，对尾气进行处理，防止了CO对空气的污染，故说法正确。④反应前应先通CO，再加热酒精灯，以排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸，故说法正确。故②③④说法正确。【例13】取碳和氧化铜的混合物ag在一定条件下恰好完全反应，相关量的变化如图，下列说法正确的是（）A．M点对应的固体物质只有两种B．N点对应的固体为黑色C．反应后产生气体的总质量为（ab）gD．0～t2min内，固体中铜元素的质量分数不变【答案】C【解答】解：A、碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，随着反应的进行，固体的总质量逐渐减少，至完全反应不再发生改变，至N点恰好完全反应，则M点对应的固体物质有碳、氧化铜、铜三种，故选项说法错误。B、N点对应的固体为铜，为红色，故选项说法错误。C、碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，由质量守恒定律，反应后产生气体的总质量为（ab）g,故选项说法正确。D、反应前后铜元素的质量不变，但固体的质量逐渐减小，0～t2min内，固体中铜元素的质量分数增大，故选项说法错误。【例14】几千年前，人类就用木炭作为还原剂进行金属冶炼。木炭在高温条件下还原氧化铜所生成的“气体产物”可能是：①一氧化碳，②二氧化碳，③一氧化碳和二氧化碳的混合物。某学习小组为此用如图装置对木炭在高温条件下还原氧化铜所生成的“气体产物”进行探究。关于该实验说法正确的（）A．观察到试管中的黑色物质变红色，则“气体产物”一定是①一氧化碳B．观察到澄清石灰水变浑浊，则“气体产物”中一定有②二氧化碳C．要证明是否存在二氧化碳，不需要在原装置前再连接一个装澄清石灰水的洗气瓶D．该实验不能确定“气体产物”是一氧化碳，或二氧化碳，或二者的混合物【答案】C【解答】解：A、一氧化碳具有还原性，能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，观察到试管中的黑色物质变红色，则“气体产物”一定有一氧化碳，也可能是一氧化碳与二氧化碳的混合物，故选项说法错误。B、观察到澄清石灰水变浑浊，则“气体产物”中不一定有二氧化碳，也可能是一氧化碳与氧化铜反应生成的二氧化碳，故选项说法错误。C、开始时先不加热缓缓通入气体产物，通过观察B中澄清石灰水是否变浑浊来判断气体产物中是否有二氧化碳气体，故选项说法正确。D、通入气体后过一段时间后再加热，观察A中黑色粉末CuO是否变红，来判断CO是否存在。如果只有澄清石灰水变浑浊，则气体产物中只有二氧化碳；如果只有黑色粉末变红，则说明气体产物中只有一氧化碳；如果二者现象都有，则说明一氧化碳和二氧化碳都有，故选项说法错误。【例15】下图甲是氢气和氧化铜反应的实验，下图乙是木炭和氧化铁反应的实验。（1）在上述两个实验中，氢气和木炭表现出相同的化学性质是性。（2）实验步骤的先后次序非常重要，比如甲实验中，反应前必须先通氢气后点燃酒精灯，否则易发生爆炸；反应结束后必须先后，否则生成的红色的铜会变成黑色。（3）某同学正确操作做完乙实验后，发现澄清石灰水变浑浊，试管中粉末全部变为黑色，取少量黑色粉末，加入足量稀硫酸充分振荡，但她惊讶地发现黑色粉末没有溶解，试管中也未产生预期的气泡，这说明该反应并没有生成。（4）该同学查阅资料，得到关于铁的氧化物如下信息：铁的氧化物化学式Fe2O3Fe3O4FeO颜色红黑黑化学性质可溶于酸常温下不溶于稀酸可溶于酸根据以上信息，试写出乙实验试管中反应的化学方程式。经分析后，该同学试着提高反应温度后，实验出现了预期的现象。【答案】（1）还原（2）移出酒精灯、停止通氢（3）铁、氧化亚铁（4）C+6Fe2O3高温4Fe3O4+CO2↑。【解答】解：（1）氢气和木炭都得到氧是还原剂，具有还原性。（2）氢气还原氧化铜的实验结束后，为防止铜被氧化，要先移出酒精灯，再停止通氢气。（3）氧化亚铁能与酸反应，如果生成了氧化亚铁黑色粉末，一定会减少溶解，固体没有减少，说明没有氧化亚铁生成；铁能与酸反应生成氢气，试管中也未产生预期的气泡，说明反应没有发生，无铁单质生成。（4）碳与氧化铁加热反应生成四氧化三铁和二氧化碳气体。【例16】化学兴趣小组的同学为了测定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数．取一定质量的赤铁矿粉与过量的木炭粉混合后，用如图所示装置以合理的操作步骤测定（假设杂质不发生变化）．请回答下列问题：（1）装置b中发生的化学反应方程式为。（2）实验中持续通入干燥的氮气．加热前缓缓通入一段时间，其作用是．（3）反应结束后，甲同学熄灭喷灯的火焰后，马上停止通入N2，可能出现的不良后果是。如果氢氧化钠溶液是足量的，对二氧化碳的吸收是完全的，那么甲同学用氢氧化钠溶液的增重测定出氧化铁的质量分数将（填“偏大”、“偏小”或“准确”），其理由是。（5）该实验所用装置存在的缺陷是。【答案】（1）2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O（2）将装置内的空气排尽；（3）b中的NaOH溶液会倒吸入a中造成硬质玻璃管破裂．（4）偏小，氢氧化钠增重的质量因一氧化碳的生成和气体带走的水蒸气而偏小；（5）缺少尾气处理．【解答】解：（1）由装置可知，在高温条件下，碳与氧化铁反应生成的二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，所以，装置b中发生的化学反应方程式为：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O．（2）由题意实验的目的可知，由于装置内空气中的氧气能与碳反应生成二氧化碳，影响实验测定的准确性．所以，通入氮气的作用是：将装置内的空气排尽．（3）反应结束后，甲同学熄灭喷灯的火焰后，马上停止通入N2，会使玻璃管内的温度降低，压强减小，可能出现的不良后果是：b中的NaOH溶液会倒吸入a中造成硬质玻璃管破裂．（4）由于在高温条件下，碳与氧化铁也会生成一氧化碳，如果氢氧化钠溶液是足量的，对二氧化碳的吸收是完全的，那么甲同学用氢氧化钠溶液的增重测定出氧化铁的质量分数将偏小，其理由：使氢氧化钠增重的质量因一氧化碳的生成和气体带走的水蒸气而偏小；（5）由于尾气中含有一氧化碳能污染空气，所以装置存在的问题是：缺少尾气处理．【例17】常温下，新型纳米材料MFe2Ox（3＜x＜4）能使工业废气中的SO2转化为S，反应过程如下：MFe2Ox+SO2═MFe2Oy+S，其中M表示+2价的金属元素。已知MFe2Oy中Fe的化合价为+3价，M在该反应中化合价不变。下列说法错误的是（）A．MFe2Ox可用于环保B．该反应属于氧化还原反应C．y的数值为3D．该反应中硫元素的化合价发生了变化【答案】C【解答】解：A、常温下，新型纳米材料MFe2Ox（3＜x＜4）能使工业废气中的SO2转化为S，可得出MFe2Ox可用于环保，故选项说法正确。B、SO2属于化合物，氧元素显2价，硫元素显+4价；单质中元素的化合价为0，S属于单质，故硫元素的化合价为0；该反应中硫元素的化合价发生了改变，属于氧化还原反应，故选项说法正确。C、根据题意，M为+2价，Fe为+3价，O为2价，根据化合物中各元素的化合价的代数和为0，可得：（+2）+（+3）×2+（2）×y=0，y=4，故选项说法错误。D、SO2属于化合物，氧元素显2价，硫元素显+4价；单质中元素的化合价为0，S属于单质，故硫元素的化合价为0；该反应中硫元素的化合价发生了改变，故选项说法正确。【例18】初中阶段：物质得氧和失氧的反应是氧化还原反应；高中阶段：凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。元素化合价升高的为还原剂，发生氧化反应；元素化合价降低的为氧化剂，发生还原反应；氧化反应和还原反应同时发生的，这样的反应称为氧化还原反应。请回答下列问题：（1）根据化合价改变判断下列四种基本反应类型，一定不是氧化还原反应的是。（选填序号）A．化合反应B．分解反应C．置换反应D．复分解反应（2）下列反应中，氧化反应与还原反应在同一元素中进行的是。（多选，选填字母序号）A．Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2OB．4P+5O2点燃2P2O5C．Zn+CuCl2=Cu+ZnCl2D．3NO2+H2O═2HNO3+NO【答案】（1）D；（2）AD。（1）A.化合反应是两种或两种以上的物质反应生成一种新物质的反应，可能有化合价的变化，也可能不变，不一定是氧化还原反应；B.分解反应是由一种物质分解为多种物质的反应，可能有化合价变化，也可能不变，不一定是氧化还原反应；C.置换反应时单质与化合物反应生成另外的单质和化合物的反应，一定存在价态的变化，一定是氧化还原反应；D.复分解反应是由两种化合物相互交换成分，生成另外两种化合物的反应，该反应特点是化合价不变，一定不是氧化还原反应；结合以上分析知，一定不是氧化还原反应的是D；（2）A.Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O反应中，氯元素的价态既升高又降低，属于氧化反应与还原反应在同一元素中进行，故符合题意；B.4P+5O2点燃2P2O5反应中，磷元素价态升高，氧元素的价态降低，不符合题意；C.Zn+CuCl2=Cu+ZnCl2反应中，锌元素价态升高，铜元素的价态降低，不符合题意；D.3NO2+H2O═2HNO3+NO反应中，氮元素的价态既升高又降低，属于氧化反应与还原反应在同一元素中进行，故符合题意；知识点四：化合物之间的相互转化物质反应八圈图在自然界中不断发生着各种物质间的相互转化。酸、碱、盐、氧化物在一定条件下能发生相互转化。①金属→金属氧化物→碱→盐。如：Ca→CaO→Ca（OH）2→CaCO3②非金属→非金属氧化物→酸→盐。如：C→CO2→H2CO3→Na2CO3③金属+非金属→无氧酸盐。如：2Na+Cl2=2NaCl④金属氧化物+非金属氧化物→含氧酸盐。如：Na2O+CO2=Na2CO3⑤酸+碱→盐+水。如：HCl+NaOH=NaCl+H2O⑥盐+盐→新盐+新盐。如：NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3⑦金属氧化物+酸→盐+水。如：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O⑧非金属氧化物+碱→盐+水。如：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O⑨金属+盐→新全属+新盐。如：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4⑩金属+酸→盐+氢气。如：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑物质的制备：设计制取ZnSO4的4种方法（用化学方程式表示）①Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4②Zn+H2SO4=H2↑+ZnSO4③ZnO+H2SO4=H2O+ZnSO4④Zn（OH）2+H2SO4=2H2O+ZnSO4

【例题精讲】【例19】在一定条件下，下列物质间的转化能一步实现的是()①Fe→Fe3O4②S→SO3③CuCl2→Cu④CH4→CO2A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④【答案】C【解答】解：①铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，可以一步实现；②硫在氧气中燃烧生成二氧化硫而不是三氧化硫，故不能一步实现；③铁能与氯化铜溶液发生置换反应生成铜和氯化亚铁，可以一步实现；④甲烷燃烧生成二氧化碳，可以一步实现。【例20】下列从原料到制取的最终产物的实验设计中，理论上正确、操作上可行、经济上合理的是（）A．B．C．D．【答案】B【解答】解：A、铜能和硝酸银反应生成硝酸铜，硝酸铜和氢氧化钠反应能生成氢氧化铜沉淀，此项实验，理论上正确、操作上可行、但经济上不合理，因为AgNO3很贵，此项错误；B、碳酸钙高温下分解生成的氧化钙与水反应可生成氢氧化钙，氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液通过复分解反应，可以得到氢氧化钠溶液，此方案理论上正确，操作也较为简单可行，又可实验纯碱制得烧碱，经济上合理；故此项正确；C、理论上错误，因为Fe在O2里燃烧的生成物是Fe3O4，而不是Fe2O3，故此项错误；D、实验设计得不合理，因为从CuO→CuSO4只需CuO→H2SO4一步即可完成；故此项错误。【例21】如图表示了初中科学中一些常见物质的相互转化关系(部分反应条件已省略)。下列说法错误的是()A．利用反应①可制得烧碱B．圈Ⅰ中发生的反应都是分解反应C．利用反应②可用来检验二氧化碳气体D．圈Ⅱ中的化学反应说明氧气具有可燃性【答案】D【解答】解：A、反应①是氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，利用反应①可制得烧碱，故A说法正确。B、圈Ⅰ中发生的反应分别是过氧化氢分解、水分解生成氧气，反应均符合“一变多”的特征，均属于分解反应，故B说法正确。C、反应②是二氧化碳转化为碳酸钙，可通过二氧化碳与氢氧化钙反应实现，利用反应②可用来检验二氧化碳气体，故C说法正确。D、圈Ⅱ中的化学反应氧气与碳、磷、硫、铁反应，说明氧气能支持燃烧，即氧气具有助燃性，不能说明氧气具有可燃性，故D说法错误。

【例22】如图中，甲、乙、丙是初中化学中常见的物质，图中“—”表示相连的物质之闻可以在溶液中发生化学反应，“→”表示由某种物质可转化为另一种物质（部分反应物、生成物及反应条件已略去）。下列说法中不正确的是（）A．甲、乙、丙可能依次为Fe、NaOH、CO2B．当甲为一种碱时，它与硫酸铜溶液的反应可能产生两种沉淀C．当乙为NaOH时，它可由Ca（OH）2与Na2CO3反应生成D．丙物质只能是氧化物或盐【答案】D【解答】解：A、铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，当甲、乙、丙依次为Fe、NaOH、CO2时，各物质均满足转化关系，故选项说法正确。B、氢氧化钡和硫酸铜反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀，当甲氢氧化钡时，它与硫酸铜溶液的反应可能产生两种沉淀，故选项说法正确。C、氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，当乙为NaOH时，它可由Ca（OH）2和Na2CO3反应生成，故选项说法正确。D、碱能够和部分非金属氧化物、酸、盐反应，丙物质除了可能是氧化物或盐之外，还能是酸，比如盐酸，故选项说法错误。【例23】小科同学在学习了物质的转化规律后，绘制了可以通过一步反应制取ZnSO4的思维导图。下列选项中各字母所对应的物质不能达到目的的是（）A．Zn（OH）2 B．CuSO4 C．ZnO D．H2SO4【答案】A【解答】解：A.氢氧化锌不能与硫酸镁反应，故错误；B.锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜单质，故正确；C.氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水，故正确；D.氢氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水，故正确；【例24】高纯碳酸钙广泛应用于精密电子陶瓷、医药等生产。如图为模拟制备高纯碳酸钙的主要流程，已知该大理石中杂质是二氧化硅和氧化铁。下列有关说法错误的是（）A．由“酸溶”可知，二氧化硅不溶于水和稀盐酸B．“除杂”中，氨水只与溶液中的氯化铁反应C．“转化”发生的主要反应是（NH4）2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NH4ClD．操作a为组合操作，包含过滤、洗涤、干燥【答案】B【解答】解：根据流程图进行分析，大理石中杂质是二氧化硅和氧化铁，加入盐酸后，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙和水，氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，由流程图看出，过滤后杂质为二氧化硅，说明二氧化硅不溶于水和稀盐酸；在氯化钙、氯化铁和盐酸的混合溶液中加入适量氨水，盐酸与氨水反应生成氯化铵，与氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀和氯化铵；过滤后滤液中含有氯化铵和氯化钙，加入碳酸铵后，碳酸铵与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化铵；然后过滤，经过洗涤、干燥的高纯碳酸钙；据此分析；A、根据以上分析，由“酸溶”可知，二氧化硅不溶于水和稀盐酸，故正确；B、根据以上分析，“除杂”中，氨水与溶液中的氯化铁和盐酸反应，故错误；C、根据以上分析，转化”发生的主要反应是（NH4）2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NH4Cl,故正确；D、根据以上分析，操作a为组合操作，包含过滤、洗涤、干燥，故正确【例25】制取与储存氢气是氢能源利用领域的研究热点。如图是制取与储存氢气的一种方法，下列说法不正确的是（已知MgH2+2HCl═MgCl2+2H2↑）（）A．理论上，制氢过程中无需再补充ZnFe2O4B．反应Ⅲ中氩气用作保护气C．该循环制氢过程中，不断被消耗的物质是H2OD．反应Ⅱ产生的H2和反应Ⅲ所得MgH2与足量稀盐酸反应生成的H2质量相等【答案】D【解答】解：A、制氢体系中的反应原理可知，ZnFe2O4可以循环使用，无需添加，故A正确；B、氢气的化学性质比较活泼，与氧气混合加热极易发生爆炸，所以反应Ⅲ中氩气用作保护气，故B正确；C、制氢体系中的反应是水在一定条件下反应生成氢气和氧气，所以该循环制氢过程中，不断被消耗的物质是H2O，故C正确；D、由MgH2+2HCl═MgCl2+2H2↑可知，氢化镁生成的氢气的质量包括氢化镁中氢元素、盐酸中氢元素的质量之和，所以反应Ⅱ产生的H2和反应Ⅲ所得MgH2与足量稀盐酸反应生成的H2质量不相等，故D错误。【例26】小越同学学习了单质、氧化物、酸、碱、盐性质后，发现许多不同类别的物质反应时能生产盐，于是她构建了下图所示的知识网络图。铜及其化合物在工业上有重要的应用。借助网络图回答（1）写出用酸和碱生产硫酸铜的化学方程式：______________________________。

（2）请你把图中①②处补充完整，要求不能与图中已有信息重复。

①，②（3）根据网络图可制备物质。例如，某回收含铜电缆废料的工厂有下列制铜的方案①写出下列步骤中的化学方程式：

步骤Ⅲ：________________________。步骤V：_________________________。

②上述方案中可能造成空气污染的步骤是______________________

。【答案】（1）CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，Cu（OH）2+H2SO4=CuSO4+2H2O；（2）、①金属+盐；②酸+盐；（3）、①CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2↓+Na2SO4；CuO+CO=Cu+CO2；②CuSO4；③步骤Ⅰ和步骤Ⅴ【解答】解：（1）氧化铜、氢氧化铜与稀硫酸反应都可制取硫酸铜，反应的化学方程式分别是：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，H2SO4+Cu（OH）2=CuSO4+2H2O。（2）题中要求要求不能与图中已有信息重复，信息量很大，必须利用已有的网络图汇总信息，很明显给出的信息在①处是金属与酸的反应生成了盐，在②的右下方是碱、盐与盐之间的反应，所以在②处是酸与盐可以反应生成盐；（3）①由制取铜的方案可知，步骤Ⅲ是滤液中的硫酸铜和加入的氢氧化钠发生反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2↓+Na2SO4；步骤Ⅴ是氢氧化铜受热分解生成的黑色粉末CuO和CO发生反应，CuO+CO=Cu+CO2②由制取铜的方案可知，步骤Ⅱ后形成的蓝色溶液中的溶质是氧化铜与稀硫酸反应生成的硫酸铜，化学式是：CuSO4。③步骤I主要是含有的塑料等物质在燃烧过程中产生的废气污染，步骤Ⅴ主要是CO不能充分反应，会逸出污染大气。【例27】某炉渣中主要含FeO、Fe2O3，还有少量既不溶于水，也不与稀酸反应的杂质。现按如图工艺流程，用炉渣制备绿矾（FeSO4•7H2O）。请按要求回答问题：查阅资料：氧化亚铁与稀硫酸、铁与硫酸铁反应均可生成硫酸亚铁。（1）步骤一中的操作名称是。（2）步骤一中，写出其中反应的化学方程式为。（3）将滤液2蒸发浓缩、降温结晶、过滤，冰水洗涤，低温干燥后得到FeSO4•7H2O晶体，其中冰水洗涤的作用是。（4）pH大小关系：滤液1＜滤液2，造成该结果的原因是。【答案】（1）过滤；（2）FeO+H2SO4=FeSO4+H2O；Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O；（3）温度越低，溶质的溶解度越小，冰水洗涤能减少溶质的损失；（4）铁消耗了过量的稀硫酸，降低了H离子的浓度（数量），从而使溶液的酸性减弱。【解答】解：（1）步骤一将固体和液体分离，为过滤操作；（2）步骤一中氧化亚铁、氧化铁都能与硫酸反应，反应方程式为FeO+H2SO4=FeSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O；（3）用冰水洗涤时温度低，溶质的溶解度小，可减少溶质的损失；（4）铁消耗了过量的稀硫酸，降低了H离子的浓度（数量），从而使溶液的酸性减弱，酸性越弱，pH越大，所以溶液pH滤液1＜滤液2；

课堂课堂巩固下列物质间的转化不能一步完成的是（）A．NaNO3→Na2CO3B．HCl→HNO3 C．CaCO3→CaCl2 D．BaCl2→NaCl【答案】A【解答】解：A、硝酸钠和碳酸钠都是可溶性的盐，由复分解反应的条件可知，转化不能一步完成，故选项符合题意。B、HCl与硝酸银反应可生成HNO3，转化能一步完成，故选项不符合题意。C、碳酸钙和稀盐酸反应可生成氯化钙，转化能一步完成，故选项不符合题意。D、氯化钡和硫酸钠反应可生成氯化钠，转化能一步完成，故选项不符合题意。下列物质的转化在给定条件下均能实现的是（）A．AgNO3AgClCuCl2 B．BaCl2溶液BaCO3Ba（OH）2溶液 C．Na2SO4Na2CO3NaOH溶液 D．CaCO3CO2CO【答案】D【解答】解：A、硝酸银能与盐酸反应生成氯化银和硝酸，但氯化银难溶于水，不能与铜反应，故A错误；B、氯化钡溶液中通入二氧化碳不会生成碳酸钡沉淀，故B错误；C、硫酸钠和碳酸钾都是可溶性的盐，交换成分后没有沉淀生成，所以硫酸钠加入碳酸钾溶液不会转化为碳酸钠，故C错误；D、碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，二氧化碳和碳在高温下生成一氧化碳，故D正确。常温下，下列各组物质中，甲既能与乙反应又能与丙反应的是（）甲乙丙①CO2KOH溶液H2O②H2O2CuO③Ba（NO3）2溶液稀硫酸Na2CO3溶液④Fe2O3CO稀硫酸A．①② B．①③ C．①③④ D．①②③④【答案】B【解答】解：①二氧化碳能与KOH溶液反应生成碳酸钾和水，能与水反应生成碳酸，符合要求。②H2与O2常温下，不反应，且与氧化铜的反应条件是加热，不符合要求。③Ba（NO3）2溶液能与稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀和硝酸酸，能与碳酸钠溶液反应生成硫酸钡沉淀和硝酸钠，符合要求。④CO与Fe2O3在常温下不反应，不符合要求。故①③符合要求。有关物质之间的部分转化关系如图所示。其中“﹣”表示物质之间能发生化学反应，“→”表示物质之间的转化关系。下列说法中正确的是（）A．物质X是一种常见的有机化合物 B．反应②是一定有盐参加反应 C．向Ca（OH）2溶液中加入CaO，所得溶液的溶质质量分数一定增大 D．图中的所有反应均不属于置换反应【答案】D【解答】解：A、由于二氧化碳、碳酸钙之间相互转化，二氧化碳能与氢氧化钙反应，x可以为二氧化碳，二氧化碳不属于有机化合物，故A错误；B、由于氢氧化钙能与二氧化碳反应生成碳酸钙，二氧化碳不属于盐，故B错误；C、向Ca（OH）2溶液中加入CaO，如是饱和溶液，溶液的质量分数不会变大，故C错误D、由图中物质之间的反应可知，所有反应均不属于置换反应，故D正确。如图表示元素的化合价与物质类别的关系，“→”表示物质之间可以转化，甲、乙、丙、丁、戊是初中化学常见物质，它们均含有X元素。下列有关说法正确的是（）A．戊代表的物质均易溶于水 B．由X元素形成的不同单质具有相同的性质 C．“甲→乙→丙”的转化都只能通过与O2反应来实现 D．加热丁和紫色石蕊的混合液，溶液颜色由红色变紫色【答案】D【解答】解：甲、乙、丙、丁、戊是初中化学常见物质，它们均含有X元素，氧化物丙和氧化物乙可以相互转化，所以乙是一氧化碳，丙是二氧化碳，二氧化碳和酸丁可以相互转化，所以丁是碳酸，盐戊会转化成酸丁，所以戊可以是不溶性碳酸盐或可溶性碳酸盐，甲会转化成一氧化碳，所以甲是碳，经过验证，推导正确，所以A、戊代表的物质可以溶于水，也可以不溶于水，如碳酸钙，故A错误；B、由X元素形成的不同单质具有不相同的性质，如金刚石天然存在最硬，石墨较软，故B错误；C、“甲→乙→丙”的转化都只能通过与氧气、金属氧化物等反应来实现，故C错误；D、碳酸受热分解生成水和二氧化碳，所以加热丁和紫色石蕊的混合液，溶液颜色由红色变紫色，故D正确。如图给出了三种物质可能存在的转化关系，根据所学的物质性质及化学变化规律，下列选项判断正确的是（）A．三种物质彼此间均能一步实现转化 B．实现①转化，可加入碳酸溶液 C．实现④转化，只能加稀盐酸 D．实现⑥转化，可加入熟石灰【答案】D【解答】解：A、氢氧化钠与二氧化碳会发生反应，氢氧化钠与二氧化碳不会共存，所以氢氧化钠一步反应无法制备二氧化碳，同样二氧化碳也不能一步反应制备氢氧化钠，二氧化碳与氢氧化钠生成碳酸钠和水，碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳、氯化钠和水，可以相互转化，氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，两种物质可以相互转化，A不正确；B、氢氧化钠与碳酸会发生酸碱中和反应，生成碳酸钠和水，不会生成二氧化碳，B不正确；C、碳酸钠与稀盐酸、稀硫酸都可以生成盐、水和二氧化碳，不是只有加入稀盐酸就能实现，C不正确；D、熟石灰为氢氧化钙，碳酸钠与氢氧化钙发生复分解反应，生成碳酸钙和氢氧化钠，D正确。某同学利用氢气来还原氧化铜（如图所示），下列关于实验说法不正确的是（）A．此反应利用氢气的还原性 B．装置管口末端出现少量水珠 C．装置中的黑色固体变红色 D．先点燃酒精灯再挤压滴管【答案】D【解答】解：A、氢气和氧化铜在加热条件下生成铜和水，此反应利用氢气的还原性，故选项说法正确。B、氢气和氧化铜在加热条件下生成铜和水，装置管口末端出现少量水珠，故选项说法正确。C、氢气和氧化铜在加热条件下生成铜和水，装置中的黑色固体变红色，故选项说法正确。D、应先挤压滴管，产生氢气，排尽装置中的空气，再点燃酒精灯，以防止发生爆炸，故选项说法错误。如图，甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验，下列有关说法正确的是（）A．甲实验试管口向下倾斜可防止氢气逸出 B．乙实验只能通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生 C．甲、乙两实验中，都应先通入气体，再用酒精灯加热试管、玻璃管，以防止发生爆炸 D．甲、乙两实验中，氢气和一氧化碳都将氧化铜变成游离态的铜，都需尾气回收【答案】C【解答】解：A．氢气还原氧化铜生成铜和水，试管口应略向下倾斜，是为了防止冷水倒流回试管底部将试管炸裂，故选项说法错误。B．乙实验中还会观察到黑色的粉末逐渐变成红色，来判断反应的发生，故选项说法错误。C．两实验都先通入一段时间的气体，以排净装置内的空气，再进行加热，以免发生爆炸，故故选项说法正确。D．甲、乙两实验中，氢气和一氧化碳都将氧化铜变成游离态的铜，一氧化碳有毒，需尾气回收，氢气不需要尾气回收，故选项说法错误。三国时的“红脸”关云长与北宋时的“黑脸”包公本是互不相干的著名历史人物，但一首描述某一化学实验过程的诗却将两人联系在了一起。诗的内容如下：“包公静坐水晶房，轻风迎面喜洋洋，忽然一阵烈火起，烧得包公变云长，云长急令退烈火，只留轻风吹暖房。”这首诗中的“包公”“关云长”及“轻风”分别指的是（）A．C、Cu、CuO B．C、Cu、CO C．CuO、Cu、H2 D．H2、CuO、Cu【答案】C【解答】解：由题意可知，包公意指黑色粉末，轻风指氢气，关云长意指红色粉末，退烈火指移去酒精灯，题中的意思指的是黑色的粉末在通入氢气后变成了红色，所以实验指的是氢气还原氧化铜的实验，氢气还原氧化铜，氧化铜是黑色粉末，铜是红色粉末，且有水生成，由以上分析可知：“包公”“关云长”及“轻风”分别指的是CuO、Cu、H2。在给定条件下，下列所示物质间的转化不能实现的是（）A．① B．② C．③ D．④【答案】D【解答】解：A、氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，可以一步实现，不符合题意；B、硫酸铜和氢氧化钠反应氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠，可以一步实现，符合题意；C、氢氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水，可以一步实现，不符合题意；D、氯化铜和氧化铁不能反应，不可以一步实现，符合题意；某同学在学习了金属及其化合物之间的转化规律后，绘制了可以通过一步反应制取MgSO4的思维导图，其中所选用的物质错误的是（）A．①一MgB．②﹣Mg（NO3）2 C．③﹣H2SO4 D．④﹣Mg（OH）2【答案】B【解答】解：物质①是和盐反应生成硫酸镁，是镁和硫酸铜或者硫酸亚铁反应，所以①对应镁。正确；物质②是和碱反应生成硫酸镁，是由于硫酸镁不含硝酸根，所以②不能对应硝酸镁。错误；物质①是和金属氧化物生成硫酸镁，是氧化镁和硫酸反应，所以③对应硫酸。正确；物质④是和酸反应生成硫酸镁，则镁来自于④，可以是氧化镁、碳酸镁或者氢氧化镁等。所以④对应氢氧化镁可以。正确；某兴趣小组为探究“猪肝中的铁元素”，进行了以下实验：选用新鲜猪肝，如图操作，将猪肝中的铁转化为铁离子，再用硫氰化钾溶液检验（硫氰化钾溶液遇铁离子变红色）。有关该实验的说法正确的是（）A．实验研究的问题是新鲜猪肝中是否含有铁离子 B．新鲜猪肝中的铁是以游离态形式存在的 C．实验中获得的土黄色混合液属于溶液 D．新鲜猪肝中含铁元素的证据是滴加硫氰化钾溶液后溶液变红【答案】B【解答】解：A、由题干信息可知，实验研究的问题是新鲜猪肝中是否含有铁元素，故A错误；B、新鲜猪肝中的铁是以化合态形式（亚铁离子）存在的，故B错误；C、实验中获得的土黄色混合液中有难溶性物质，属于悬浊液，故C错误；D、因为硫氰化钾溶液遇铁离子变红色，则新鲜猪肝中含铁元素的证据是滴加硫氰化钾溶液后溶液变红，故D正确。城际列车的五节车厢分别乘坐了如图所示的五种物质，其中A是一种常见气体单质。“→”表示相邻车厢中物质从左至右的转化关系。请回答下列问题：（1）A是（填物质名称）。（2）写出上述2号门物质发生转化反应的化学方程式。（3）若“旅客”能上车的条件是：与门两边车厢中的物质都能反应。“旅客”稀硫酸可以从号门上车。【答案】（1）氧气；（2）2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O；（3）3。【解答】解：（1）五节车厢分别乘坐了如图所示的五种物质，其中A是一种常见气体单质，“→”表示相邻车厢中物质从左至右的转化关系，A能转化为二氧化碳，碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，则A是氧气；（2）二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O；（3）“旅客”能上车的条件是：与门两边车厢中的物质都能反应，稀硫酸能与碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，能与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，“旅客”稀硫酸可以从3号门上车。普通粉笔主要成分为CaSO4、CaCO3和少量CaO，教师使用粉笔后皮肤容易开裂。环保粉笔只含生石膏（CaSO4•2H2O）。小乐尝试将普通粉笔制成环保粉笔，操作流程如图所示：（1）普通粉笔容易造成皮肤开裂，是因为粉笔中某成分与汗液中的水反应，生成有腐蚀性的物质。该反应的化学方程式为。（2）向粉笔粉末中加入适量稀硫酸的目的是。（3）当向烧杯中加入一定量的稀硫酸后，小乐取烧杯中的上层清液2毫升于试管中，向其中滴入2滴无色酚酞试液，发现溶液仍为无色。小乐认为此时溶液的pH＝7。判断此结论是否可靠并说明理由。【答案】（1）CaO+H2O＝Ca（OH）2；（2）将碳酸钙和少量的氧化钙转化为硫酸钙；（3）不可靠；因为当溶液显酸性时，无色酚酞溶液也不变色。【解答】解：（1）普通粉笔主要成分为CaSO4、CaCO3和少量CaO，其中氧化钙与水反应生成氢氧化钙，因此普通粉笔容易造成皮肤开裂，反应的化学方程式为CaO+H2O＝Ca（OH）2；（2）普通粉笔主要成分为CaSO4、CaCO3和少量CaO，向粉笔粉末中加入适量稀硫酸的目的是将碳酸钙和少量的氧化钙转化为硫酸钙；（3）无色酚酞溶液遇酸性和中性溶液不变色，遇碱性溶液变红色；所以当向烧杯中加入一定量的稀硫酸后，小乐取烧杯中的上层清液2毫升于试管中，向其中滴入2滴无色酚酞试液，发现溶液仍为无色，并不能认为此时溶液的pH＝7，故此结论不可靠，因为当溶液显酸性时，无色酚酞溶液也不变色。某化学兴趣小组的同学做木炭还原氧化铜的实验时提出问题，木炭还原氧化铜产生的气体是什么？根据CO和CO2的性质，兴趣小组同学设计了如下实验：（1）加热前要先通一段时间气体，原因是。（2）有两种实验现象都能分别证明产生的气体中含有CO：①且F装置中出现白色沉淀的现象。②E装置中出现的现象。【答案】（1）排尽装置中的空气，防止影响实验结果；（2）①装置中澄清石灰水不变浑浊；②C装置中澄清石灰水不变浑浊。【解答】解：（1）加热前要先通一段时间气体，原因是排尽装置中的空气，防止影响实验结果；（2）有两种实验现象都能分别证明产生的气体中含有CO：①C装置中澄清石灰水不变浑浊，说明通入的气体中不含二氧化碳，F装置中出现澄清石灰水变浑浊的现象，说明有二氧化碳气体生成，是一氧化碳和氧化铜在加热的条件下反应生成的二氧化碳；②E装置中出现黑色固体变红的现象，E装置中是一氧化碳和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳。某氧化铜（CuO）粉末中混有少量氧化亚铜（Cu2O），某一课外活动小组利用下图所示装置测定其中Cu2O的含量，实验用盐酸与锌反应制得的气体作为反应原料。（碱石灰是CaO和NaOH固体的混合物，Cu2O+H22Cu+H2O）请根据图示内容回答下列问题：（1）装置B的作用是。（2）实验操作时，应。（选填字母）A．先加热，再通气体B．先通气体，再加热（3）已知反应前混合物的总质量为15.2g，完全反应后U型管内物质的质量增加了2.7g（损失忽略不计），则原混合物中Cu2O的质量为。（4）若缺少装置A，对测定的Cu2O含量相比于真实值。（选填“偏大”、“无影响”或“偏小”）【答案】（1）吸收水分，干燥气体；（2）B；（3）7.2g；（4）偏小。【解答】解：（1）浓硫酸具有吸水性，可以吸收气体中的水分，则装置B的作用是吸收水分，干燥气体；（2）实验操作时，应先通气体，再加热，因为先通氢气可以排尽装置内的空气，防止氢气和空气混合加热时发生爆炸；（3）已知反应前混合物的总质量为15.2g，完全反应后U型管内物质的质量增加了2.7g（损失忽略不计），设原混合物中Cu2O的质量为x，则CuO的质量为15.2g﹣x，+＝，则x＝7.2g，即原混合物中Cu2O的质量为7.2g；（4）若缺少装置A，对测定的Cu2O含量相比于真实值偏小，因为氢气中混有的氯化氢会被U型管中的碱石灰吸收，导致U型管内物质的质量增加，从而测定的Cu2O含量偏小。课后练习课后练习下列物质间的转化，只需通过一步反应就能实现的是（）A．BaCO3→Ba（OH）2B．Na2SO4→NaCl C．Fe→Fe2（SO4）3 D．CuO→Cu（OH）2【答案】B【解答】解：A、碳酸钡难溶于水，不能与碱溶液反应，通过一步反应不能实现，故选项错误。B、硫酸钠能与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，只需通过一步反应就能实现，故选项正确。C、铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁溶液和氢气，不能通过一步反应生成硫酸铁，故选项错误。D、氧化铜难溶于水，不能与水反应，不能通过一步反应生成氢氧化铜，故选项错误。如图物质经一步反应转化的两种途径，相关说法正确的是（）A．氧化物为SO2B．X只能是硫酸 C．②可能有沉淀生成 D．①②属于复分解反应【答案】C【解答】解：A、二氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水，氧化物应为三氧化硫，故选项说法错误。B、氢氧化钠与三氧化硫反应生成硫酸钠和水，X不一定只能是硫酸，故选项说法错误。C、氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸，②可能有沉淀生成，故选项说法正确。D、非金属氧化物与碱的反应，不属于复分解反应，故选项说法错误。总结归纳是学习科学的一种重要方法。如图，小宁归纳了初中物质之间的部分转化关系。下列说法中正确的是（）A．符合转化规律②的一个化学反应可以表示为：CuO+H2O＝Cu（OH）2 B．根据转化规律⑦和⑧，部分金属能够转化成盐，但盐都能转化成金属 C．根据转化规律④，实验室可用熟石灰和纯碱反应制取苛性钠 D．在湿法炼铜中，将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来是应用转化规律⑥【答案】C【解答】解：A、规律②是金属氧化物→碱，但是氧化铜不与水反应，故错误；B、金属可以通过与酸或盐反应转化为盐，在金属活动性顺序中只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，所以活泼金属的盐难于转化为金属，故错误；C、熟石灰和纯碱反应生成碳酸钙和氢氧化钠，可用于实验室制取苛性钠，故正确；D、转化规律⑥为金属氧化物→金属，在湿法炼铜中，将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来，属于转化规律⑧，故错误；人类常利用化学反应得到所需要的物质。如图是Mg（OH）2、MgCl2、Mg（NO3）2三种物质间的转化关系，根据所学知识判断，下列说法正确的是（）A．通过加入氯化铜溶液或稀盐酸可实现①的转化 B．通过一步反应无法实现②的转化 C．通过一步反应可实现Mg（NO3）2向MgCl2的转化 D．通过加入氢氧化钠等可溶性碱可实现③的转化【答案】D【解答】解：A、氢氧化镁难溶于水，不能与氯化铜溶液反应，故选项说法错误。B、氯化镁能与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸镁，通过一步反应能实现②的转化，故选项说法错误。C、Mg（NO3）2转化为MgCl2，假设能行，对应的生成物是硝酸盐和氯化镁，硝酸盐和氯化镁均易溶于水，不能发生复分解反应，故选项说法错误。D、氢氧化钠能与硝酸镁溶液反应生成氢氧化镁沉淀和硝酸钠，通过加氢氧化钠等可溶性碱可实现③的转化，故选项说法正确。物质之间的转化有一定规律。如图甲属于碱，乙、丙属于盐，“→”表示反应可以一步实现转化（部分物质和反应条件已省略），下面选项中符合要求的是（）选项甲乙丙AH2SO4Na2SO4H2OBNaOHNaClNaNO3CBa（OH）2Ba（NO3）2Na2CO3DCa（OH）2CaCl2CaCO3A．A B．B C．C D．D【答案】D【解答】解：A、硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，硫酸钠和水不能相互转化，故选项不符合要求。B、氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠，氢氧化钠和硝酸铜反应生成硝酸钠和氢氧化铜沉淀，硝酸钠不能转化成氯化钠，故选项不符合要求。C、氢氧化钡和硝酸铜反应生成硝酸钡和氢氧化铜沉淀，氢氧化钡不能转化成碳酸钠，故选项不符合要求。D、氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水，氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和水和二氧化碳，故选项符合要求。以化合价为纵坐标，以物质类别为横坐标绘制的图像叫“价类图”。如图是铁元素的价类图，图中物质间的转化不能一步实现的是（）A．a→f B．b→c C．d→c D．e→a【答案】D【解答】解：A、铁能与酸反应生成亚铁盐，如铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，故A正确；B、氧化铁不能一步转化为氢氧化铁，故B错误；C、铁盐能与碱反应生成氢氧化铁，如氯化铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁和氯化钠，故B正确；D、氧化亚铁能与一氧化碳在高温下反应生成铁和二氧化碳，故D正确。《天工开物》中记载金属锌的冶炼方法：取炉甘石（主要成分：碳酸锌）十斤，装载入一泥罐内，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，罐中炉甘石熔化成团。冷定，毁罐取出，即获得金属锌（已知主要发生的反应为：2C+ZnCO3Zn+3CO↑）。下列分析错误的是（）A．炉甘石属于混合物 B．该反应中一氧化碳为还原剂 C．冷却时锌由气态转化为液态需要放热 D．“冷定“后再“毁罐“取锌是为防止锌重新被氧化【答案】B【解答】解：A、炉甘石的主要成分是碳酸锌，还含有其他杂质，属于混合物，故选项说法正确。B、在还原反应中，夺取氧的物质是还原剂，所以该反应中碳为还原剂，故选项说法错误。C、物质由气态转化为液态放出热量，所以冷却时锌由气态转化为液态会放热，故选项说法正确。D、在加热条件下锌会和氧气反应，所以“冷定“后再“毁罐“取锌是为防止锌重新被氧化，故选项说法正确。芯片是电脑“智能家电”的核心部件，它是以高纯度的单质硅（Si）为材料制成的。硅及其氧化物能发生如下反应：①Si+O2SiO2②Si+2NaOH+X═Na2SiO3+2H2↑③SiO2+2CSi+2CO↑④SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑下列说法错误的是（）A．④属于氧化还原反应 B．Na2SiO3中Si的化合价为+4价 C．②中X的化学式为H2O D．Si和SiO2在一定条件下可以相互转化【答案】A【解答】解：A、④中反应前后元素化合价都不变，不属于氧化还原反应，该选项说法不正确；B、Na2SiO3中钠元素化合价是+1，氧元素化合价是﹣2，根据化合物中元素化合价代数和为零可知，Si的化合价为+4价，该选项说法正确；C、②中反应前后硅原子都是1个，钠原子都是2个，反应后氧原子是3个，反应前应该是3个，其中1个包含在X中，反应后氢原子是4个，反应前应该是4个，其中2个包含在X中，X的化学式为H2O，该选项说法正确；D、由①③可知，Si和SiO2在一定条件下可以相互转化，该选项说法正确。如图，甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验，下列有关说法正确的是（）A．甲实验试管口向下倾斜可防止氢气逸出 B．乙实验只能通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生 C．甲、乙两实验中，都应先通入气体，再用酒精灯加热试管、玻璃管，以防止发生爆炸 D．甲、乙两实验中，氢气和一氧化碳都将氧化铜变成游离态的铜，都发生了置换反应【答案】C【解答】解：A．氢气还原氧化铜生成水，为了防止冷水倒流回试管底部将试管炸裂，所以试管口应略向下倾斜，故错误；B．乙实验中还会观察到黑色的粉末慢慢变成红色，来判断反应的发生，故错误；C．两实验都先通入一段时间的气体，以排净装置内的空气，再进行加热，以免发生爆炸，故正确；D．一氧化碳与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，反应物是两种化合物，不属于置换反应，故错误。小科利用氢气还原氧化铜的原理和如图装置及药品进行试验（操作规范）来测定水的组成．假设生成的水完全被丁中碱石灰吸收，装置内空气中的水蒸气，CO2忽略不计）．下列说法错误的是（）A．洗气瓶乙中浓硫酸的作用是干燥氢气 B．丙装置中的氧化铜没有完全被还原，会影响实验结果 C．该装置存在缺陷，应该在丁装置后再连接一个盛碱石灰的干燥管 D．实验中，通过测定丙、丁装置质量的改变值，就能达到测定水的组成的目的【答案】B【解答】解：A、浓硫酸具有吸水性，故洗气瓶乙中浓硫酸的作用是干燥氢气，正确；B、C装置减轻的是氧元素的质量，D装置增加的是水的质量，与氧化铜是否完全参加反应无关，错误；C、该装置存在缺陷，若是丁装置直接与空气相连，会导致丁吸收空气中的水和二氧化碳，导致计算不准确，故应该在丁装置后再连接一个盛碱石灰的干燥管，正确；D、实验中，通过测定丙、丁装置质量的改变值，就能达到测定水的组成的目的，正确；如图为某化工企业生产流程示意图，有关说法正确的是（）A．③中氩气（Ar）作反应物 B．钛酸亚铁（FeTiO3）中钛元素为+3价 C．