专题36　元素的循环和物质的转化（原卷版）

专题36元素的循环和物质的转化【思维导图】【知识点回顾】一、自然界中的碳循环、氧循环eq\a\vs4\al(考点1知道自然界中碳循环的主要途径)大气中的二氧化碳通过植物的________转变为________，固定的碳以有机物的形式供给动、植物利用，同时又通过呼吸作用、微生物的分解、燃料燃烧等方式释放二氧化碳返回大气，周而复始地进行着循环。eq\a\vs4\al(考点2知道自然界中氧循环的主要途径)大自然中氧气的含量会随着生物的________和物质的________等而减少，但又随着植物的________而增加，周而复始地进行着循环。产生氧气的主要途径：________。消耗氧气的主要途径：①动、植物的呼吸作用；②燃料燃烧；③微生物分解动、植物遗体；④其他氧化反应(如：生锈、食物腐败)。二、物质间的相互转化考点3说明金属、金属氧化物、碱之间的转化关系；说明非金属、非金属氧化物、酸之间的转化关系1．金属→________→碱，如：Ca→CaO→Ca(OH)2。2．非金属→________→酸，如：C→CO2→H2CO3。3．物质间的相互转化注意：(1)极少数非金属氧化物不与碱起反应，如CO等。(2)根据物质之间的相互转化关系图可查找各类物质的主要化学性质。(3)根据物质之间的相互转化关系图可查找各类物质的可能制法。【例题精析】（2022•丽水）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（2021•湖州）工业炼铁的部分反应如下所示，则（）O2→①+XCO2→②A．X可以是木炭 B．X与CO都具有氧化性 C．③反应后的尾气可直接排放 D．Y中铁元素以游离态存在（2021•浙江）如图所示为小嘉构建的甲、乙、丙、丁四种不同物质的关系图，“﹣”表示相邻的两种物质能发生反应。若甲为铁，乙、丙、丁分别是稀H2SO4、CuCl2溶液、NaOH溶液中的任意一种，则下列判断错误的是（）A．乙可能是CuCl2溶液 B．丙一定是NaOH溶液 C．丁一定是稀H2SO4 D．丙不可能是稀H2SO4（2022•舟山）小舟归纳了金属及其化合物之间的部分转化关系，如图所示。（1）请写出符合图中转化规律①的化学方程式（写一个即可）。（2）我国古代劳动人民最早发明使用湿法炼铜，其原理是：第一步用硫酸将铜矿中的铜转变为可溶性的硫酸铜，第二步将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来。其中利用了图中转化规律⑧的是第步。（2022•丽水）价类图是以元素化合价为纵坐标物质类别为横坐标绘制的图像，它能将散乱的科学知识联系在一起，有助于对科学问题的理解和整体认知。如图是含碳元素物质的价类图，其中“→”表示物质闻的转化关系。（1）写出物质B的化学式。（2）写一个C→E的化学方程式。（3）如图的物质相互转化关系中，反应类型有（填字母）。A.化合反应B.分解反应C.置换反应D.复分解反应（2021•金华）学习了物质推断专题内容后，科学研究小组同学设计了如下实验方案进行探究。步骤如下：①往镁粉和氧化铜的混合物中加入过量稀硫酸，充分反应并过滤，得到滤渣甲和滤液A；②往滴有无色酚酞的氢氧化钠和硝酸钡的混合溶液中，加入一定量的稀硫酸，充分反应并过滤，得到沉淀乙和无色滤液B；③将滤液A和B充分混合后，得到沉淀丙和滤液C；④往滤液C中滴加氯化钡溶液，没有沉淀产生。回答下列问题：（1）步骤②中沉淀乙的化学式为；（2）滤液C中除酚酞外，一定含有的溶质是。（2021•宁波）有一包白色粉末，可能由BaCl2、NaOH、Na2CO3、Na2SO4中的一种或几种组成。为确定其成分，某兴趣小组做了如图所示实验。则：（1）无色溶液A中一定含有的溶质是。（2）白色粉末的成分是。（2021•绍兴）取敞口放置的氢氧化钠溶液于烧杯中，倒入一定量的稀硫酸充分反应。为探究反应后所得溶液X的成分，兴趣小组进行了如图实验（所加试剂均足量）：（1）过滤中玻璃棒的作用是。（2）产生的无色气体是。（3）溶液X的溶质是。（4）计算滤液A中氯化钠的质量。（2021•丽水）物质结构决定性质，物质性质决定用途，反应本质决定变化现象。如图是小科构建的氢氧化钙部分知识网络，其中“—”表示相连物质能发生化学反应，X与图中所给物质的类别不同。请回答：（1）酚酞试液在Ca（OH）2溶液中显红色，能使酚酞试液变红的离子是；（2）列举熟石灰[Ca（OH）2]在工农业上的一种用途；（3）X溶液能与Ca（OH）2溶液反应并产生蓝色絮状沉淀，写出产生该实验现象的一个化学方程式。（2021•丽水）“价类图”是以化合价为纵坐标、物质类别为横坐标绘制的图像，它能将散乱的科学知识联合系在一起，有助于对科学问题的理解和整体认知。如图是含氯元素的物质的价类图，其中“→”表示物质间的转化关系。请回答：（1）A和氢氧化钾反应得到D和水，则该反应属于基本反应类型中的；（2）物质C的化学式为；（3）E在一定条件下得到D的化学方程式为。

【习题巩固】一．选择题（共12小题）1．（2022•定海区校级模拟）下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是（）A．Cu→稀硫酸CuSO4→氢氧化钠溶液Cu（OH）B．S→氧气SO2→蒸馏水H2SOC．Fe→稀硫酸FeCl3→硝酸银溶液D．C→氧气CO2→澄清石灰水2．（2022•西湖区校级一模）甲、乙、丙有如图所示的转化关系（“→”表示反应能一步实现，部分反应物和反应条件略去）下列各组物质按照甲、乙、丙的顺序符合要求的是（）A．Fe（NO3）3、FeCl3、Fe（OH）3 B．C、CO2、CO C．CaCO3、Ca（OH）2、CaO D．CuO、Cu（OH）2、CuCl23．（2022•温州模拟）甲，乙，丙，丁四种物质有如图所示的转化关系（部分反应物和产物已略去），则甲，乙，丙，丁依次是（）A．C，CO，CO2，H2CO3 B．CO，CO2，C，H2CO3 C．CaO，Ca（OH）2，CaCl2，CaCO3 D．CaCO3，Ca（OH）2，CaCl2，CaO4．（2022•镇海区二模）甲、乙、丙、丁四种溶液中，分别含有Ba2+、Mg2+、Na+、H+、Cl﹣、OH﹣、CO32﹣、SO42﹣中的一种阳离子和一种阴离子。为确定四种溶液中分别含有哪种阳离子或阴离子，进行了如下实验：①将甲溶液分别与其他三种溶液混合，都观察到白色沉淀生成②将乙、丁溶液混合，有气泡产生③向丙溶液中滴入AgNO3溶液，可明显观察到白色沉淀，加稀硝酸后，沉淀不消失分析实验得到的以下结论中错误的是（）A．甲溶液中一定含有Ba2+ B．乙溶液中可能含有SO42﹣ C．丙溶液中一定含有Cl﹣ D．丁溶液中一定含有Na+5．（2022•西湖区校级二模）实验室有一瓶标签脱落的固体试剂，现分别取少量的该固体进行下列实验，根据实验现象判断，该固体最可能是（）实验操作实验现象取该固体于试管中，加水、振荡固体不溶解取该固体于试管中，加盐酸、振荡固体溶解，无气泡产生一氧化碳通过炽热的该固体，称固体质量、检测尾气固体质量减轻，尾气中只检测到CO与CO2A．碱 B．盐 C．金属单质 D．金属氧化物6．（2022•杭州二模）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ZnSO4的思维导图，其中所选用的物质错误的是（）A．①一Zn B．②﹣Zn（NO3）2 C．③﹣H2SO4 D．④﹣Zn（OH）27．（2022•嘉善县一模）在实验室里，区分下列各组物质的两种方法不完全正确的是（）待区分的物质方法一方法二A水和双氧水放入二氧化锰加热B氮气和二氧化碳用点燃的木条伸入集气瓶通入澄清石灰水C氯酸钾和二氧化锰观察颜色加水溶解D木炭粉和铁粉用磁铁吸引在空气中点燃A．A B．B C．C D．D8．（2022•温州二模）如图所示，其中甲、乙、丙、丁、戊分别是铁、氢氧化钙、碳酸钠、氯化钡、盐酸中的一种。图中相连的两圆表示相应物质能发生反应，已知乙是铁。下列说法正确的是（）A．五种物质以及各反应的生成物中，只有铁是单质 B．甲是碳酸钠 C．戊是氯化钡 D．图中发生复分解反应个数为39．（2022•鄞州区模拟）如图是A、B、C、D、E五种不同类别物质卡片组成的“化学拼图”，相邻两张卡片所标的物质（或其溶液）间能发生反应或转化。下列有关说法正确的是（）A．C+E发生置换反应 B．若B为氢气，与E反应可生成新的单质 C．A+C、C+D、A+D两两反应一定能生成盐和水 D．若E能与D发生化学反应，则E一定是CO210．（2022•温州模拟）现有铁粉、二氧化锰、硫酸钡和铁矿石四种固体，为了区分它们，某同学参照二歧分类法，制作了如图的检索表。下列叙述错误的是（）1a只含一种物质21b含有多种物质甲2a只含一种元素乙2b含有多种元素33a▲丙3b白色固体丁A．甲表示的是铁矿石 B．乙表示的是铁粉 C．表中“▲”应该表示为“黑色固体” D．也可根据是否含有氧元素对丙、丁分类11．（2022•慈溪市校级模拟）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+O2△¯SiO②Si+2NaOH+X═Na2SiO3+2H2↑③SiO2+2C高温¯④SiO2+Na2CO3高温¯Na2SiO3+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12．（2022•鄞州区模拟）实验室有一黑色粉末（含氧化铜、碳粉、铁粉中的一种或几种）和未知溶质质量分数的稀硫酸。某同学进行了如下探究：将14.6g黑色粉末加入盛有100g该稀硫酸的烧杯中，充分反应后，称得烧杯内物质质量为114.2g。该同学的以下推断中正确的是（）①若反应后烧杯中有固体存在，则原黑色粉末中一定含有碳粉②黑色固体粉末可能由铁粉和碳粉组成③黑色固体中一定有铁，且其质量不低于11.2g④反应后可能得到红色固体⑤该稀硫酸的溶质的质量分数为19.6%A．①③④ B．②③④ C．②③⑤ D．③④⑤二．填空题（共6小题）13．（2022•舟山模拟）铁的化合物有广泛用途，如碳酸亚铁（FeCO3）可作补血剂。某硫酸厂产生的炉渣中除了有Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2．兴趣小组利用炉渣尝试制备FeCO3，其流程如图：【已知：Fe+Fe2（SO4）3═3FeSO4；SiO2不溶于水，也不与稀硫酸反应】（1）操作①的名称是。（2）溶液A中的溶质除H2SO4外，还存在。（3）上述流程中生成固体c的化学方程式。14．（2022•鄞州区模拟）某小组通过如下四组实验对稀硫酸部分化学性质进行验证：①Mg和稀硫酸；②MgO和稀硫酸；③Ba（NO3）2溶液和稀硫酸；④NaOH溶液和稀硫酸。实验结束后将所有反应后的溶液混合进行了如图操作，请分析并回答下列问题：（1）操作①的名称为。（2）实验④无明显现象，再将打磨过的铁丝浸入该实验后的溶液中，仍无明显现象，据此（填“能”或“不能”）验证NaOH溶液和H2SO4发生反应。（3）滤液b的成分中一定含有。（用化学式表示）15．（2022•温州模拟）在学习“金属的冶炼”时，某学习小组用如图所示的装置测量氧化铜样品中氧化铜的质量分数。（1）写出该实验玻璃管内出现的现象是。（2）实验时，先称量出玻璃管及样品的总质量为m1，待反应完全后再次称量其质量为m2，利用m1﹣m2的值，求出样品中氧化铜的质量分数。其中m1﹣m2的值是指的质量。（3）同学们查阅到CO除了具有可燃性、难溶于水等性质外，还具有毒性。因此，本实验中需对尾气进行处理，请你提出一种处理方法。16．（2022•宁波三模）氯化钡是一种可溶性重金属盐。广泛应用于化工领域，其水溶液呈中性。工业上用毒重石（主要成分是碳酸钡）制备氨化铜晶体。某实验小组模拟工业上制备氯化钡晶体的流程，设计了实验室中制备氯化钡晶体的方案。实验流程如图所示（该毒重石样品所含杂质难溶于水且不与酸反应）。（1）步骤①中发生反应的化学方程式为：。（2）滤液Ⅱ是30℃时氯化钡的饱和溶液，请说明原因：。（3）关于上述实验方案的相关内容，下列说法正确的是（填字母）。A．氯化钡是一种有毒的物质，使用时应注意安全B．该实验流程中得到的副产品二氧化碳是重要的化工原料C．可用重晶石（主要成分是硫酸钡）代替该实验流程中的毒重石制备氯化钡晶体D．步骤②将滤渣进行水洗，既能提高氯化钡晶体的产率，又能减少Ba2+对环境的污染17．（2022•温州模拟）某溶液中可能含有氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠、氯化钠、硝酸钠中的一种或几种，小晨同学为测定其成分，进行如下实验。首先她取了一定样品，先后逐滴加入氯化钡溶液、稀硝酸。0～t1时刻表示加入的氯化钡过程；t1时刻之后表示加入的稀硝酸的过程，她将产生沉淀的质量与时间的关系绘制成了如图所示的图像。回答下列问题：（1）由上述实验可知，原溶液中一定含；（2）BD之间（不包括B、D端点）对应的溶液中的一定存在的离子有；（用离子符号表示）18．（2022•婺城区模拟）现有一包固体样品，可能由CaCO3、CaO、NaOH、Na2CO3、Na2SO4中的一种或几种组成。为确定其组成，进行了如下实验：Ⅰ.取样于烧杯中，加足量水充分溶解，过滤得到白色沉淀物A和滤液；Ⅱ.往滤液中加入过量的呈中性的氯化钡溶液，发现有白色沉淀B生成。待浊液澄清后，往上层清液中滴加酚酞试液，发现溶液呈无色；Ⅲ.取白色沉淀B，加入足量稀硝酸，发现有无色气体产生且沉淀全部消失。请回答下列问题：（1）写出白色沉淀与稀硝酸发生反应的化学方程式。（2）根据现象判断，固体样品中一定不存在的成分是。三．实验探究题（共1小题）19．（2022•海曙区模拟）某固体混合物中可能含有氢氧化钠、硝酸钠、氯化钠、硫酸钠、碳酸钠。为了研究该混合物的成分，某同学按下列流程进行了实验（各步均恰好完全反应）：根据流程图回答问题：（1）写出反应③的化学方程式：。（2）根据实验现象推断该混合物中一定含有的物质是（填化学式）。（3）该同学为了进一步确定固体混合物的组成，取样品20.9g（其中含钠元素的质量为6.9g），按上述流程图进行实验，产生11.65g白色沉淀A，产生2.2g气体W。通过计算，判断并确定该混合物样品中所含物质的成分及其质量。四．解答