第5节 物质的转化（物质的转化与制备）（含解析）

2021-2022学年浙教版科学物质的转化与制备
一．选择题（共8小题）
1．根据初中所学化学知识，下列物质间经过一步反应不能实现转化的是（　　）
A．CuSO4→Na2SO4
B．KNO3→KCl
C．Fe2O3→Fe2（SO4）3
D．CO2→CO
2．在给定条件下，下列物质间的转化能实现的是（　　）
A．CaCO3CO
B．H2SO3H2SO4
C．CuCuSO4
D．FeFeCl3
3．下列各组变化中，每一转化在一定条件下均能一步实现的是（　　）
A．①②
B．②③
C．①③
D．①②③
4．物质王国的“小朋友”在做游戏，五位“小朋友”手拉手围成一圈（如图所示），要求相邻的“小朋友”之间必须能互相“配合”（即必须能发生化学反应），他们才能将游戏进行下去。场外还有四位替补“队员”。下列有关说法不正确的是（　　）
A．圈内相邻的“小朋友”之间均未能发生置换反应
B．五位“小朋友”中Ba（OH）2和Ca（OH）2两位小朋友的位置能互相调换
C．若“CO2”小朋友玩累了，可换上场外的“H2SO4”
D．若“Ba（OH）2”小朋友玩累了，可换上场外的“KOH”
5．下列各组转化中，一定条件下均能一步实现的组合是（　　）
A．①②
B．①③
C．②③
D．①②③
6．甲、乙、丙三种物质的转化关系如图所示（“→”表示反应一步实现，部分物质和反应条件已略去）。下列选项不能实现图示转化的是（　　）
甲
乙
丙
A
CaCl2
CaCO3
CO2
B
FeCl2
FeSO4
Fe
C
Na2SO4
Na2CO3
NaOH
D
CuO
O2
H2O
A．A
B．B
C．C
D．D
7．下列物之间的转化，不能一步实现的是（　　）
A．CO→CO2→CaCO3
B．NaOH→Na2CO3→NaCl
C．Fe2O3→FeCl3→Fe（OH）3
D．H2O2→H2→H2O
8．甲、乙、丙、丁四种物质的转化关系如图所示（“→”表示反应一步实现，部分物质及条件已略去）。
下列选项能实现图示转化的是（　　）
物质选项
甲
乙
丙
丁
A
C
CO
CO2
CaCO3
B
NaCl
Na2CO3
Ca（OH）2
H2CO3
C
Ca（OH）2
CaCO3
CO2
CuO
D
H2SO4
H2
Fe
Fe3O4
A．A
B．B
C．C
D．D
　
二．填空题（共5小题）
9．自然界的矿物中有一种重晶石矿的主要成分是BaSO4，它不溶于任何酸。碱和水，纯净的硫酸钡可供医疗等方面应用，某同学用重晶石和焦炭为原料，制取纯净硫酸钡，部分流程如下（设矿物中杂质不与焦炭反应，也不溶于水）：
（1）步骤①的化学反应中，属于还原剂的是　　，
（2）步骤②中溶液A中溶质的化学式：　　；
（3）写出利用溶液A中的溶质为主要原料制取BaSO4的化学方程式：　　。
（4）步骤②产生有毒气体H2S，应加以改进，为使实验既不产生H2S又能获得纯净BaSO4，请你提出改进意见。　　。
10．某化学兴趣小组的同学想从含有Al2（SO4）3、CuSO4的废液中回收金属铜。设计流程如图：
（1）过滤操作中用到的所有玻璃仪器为　　。
（2）Ⅰ中有关反应的化学方程式为　　。
（3）溶液B中所含的溶质是　　；固体A的成分是　　。（
均填化学式）
（4）Ⅱ中有关反应的化学方程式为　　。
11．氯化钡是一种可溶性重金属盐，广泛应用于化工领域，用毒重石（主要成分为BaCO3）制备氯化钡晶体工艺流程如图。
（1）毒重石要进行粉碎的目的是　　；
（2）滤液2中可循环利用的物质除水外，还有　　；（填化学式）
（3）实验室中，若所得滤液仍然浑浊，应采取的措施是　　；
（4）洗涤氯化钡晶体最适宜的试剂是　　（填字母）。
A．30℃水
B．30℃饱和氯化钠溶液
C．30℃饱和氯化钡溶液
12．硬水受热后会产生水垢，水垢的主要成分是CaCO3和Mg（OH）2，假设其他成分不参与反应，实验室用水垢制取纯净CaCl2固体的流程如图所示：
（1）实验室软化硬水的方法是　　。
（2）过滤所得滤液中的溶质为　　。
（3）步骤③中加足量的稀盐酸的目的是　　。
13．氯化钙（CaCl2）可用作干燥剂、混凝土防冻剂等。实验室用工业大理石（含有少量Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质）制备氯化钙的主要流程如图：
请回答下列问题：
（1）配制31%的稀盐酸730g，需要36.5%的浓盐酸和　　g的水。
（2）滤渣Ⅰ的成分为　　，滤渣Ⅱ中含有Al（OH）3和　　。
（3）操作Ⅰ采用的方法是：蒸发浓缩、　　、过滤。
（4）加入试剂a的目的是中和稍过量的石灰水，该反应的化学方程式为　　。
　
三．解答题（共3小题）
14．铝土矿的主要成分是氧化铝（所含杂质不参与反应，也难溶于水），工业上用铝土矿制取金属铝的过程如下图所示，请你回答以下问题：
（1）步骤1中发生如下反应：Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+X，X的化学式是　　。
（2）操作1和操作2中均用到玻璃棒，其作用是　　。
（3）步骤2得到的氢氧化铝可以用于治疗胃酸过多，它与胃酸反应的化学方程式是　　，该反应属于　　反应（填“化合”、“分解”、“置换”、“复分解”）。
（4）步骤3中发生分解反应，除了生成氧化铝，还有一种常见的氧化物生成。请写出该反应的化学方程式　　。
15．工业制取硝酸的流程如图：
（1）步骤①是通过电解水制取氢气。写出电解水的化学方程式　　。
以水为原料生产氢气的方法有多种。我国科学家已研制出在新型高效光催化剂作用下，利用太阳能分解水制氢气。水在通过并接触催化剂表面时，分解的微观过程用示意图表示如图：（″”表示氢原子，″”表示氧原子，″”表示催化剂）。
则水分解微观过程的正确顺序是　　（填数字序号）。
（2）步骤②是利用了氮气与氧气沸点的不同进行分离，是　　变化（填“物理”或“化学”）。
（3）步骤③是化合反应，写出③的化学方程式为　　。
（4）步骤④的化学方程式为
4NH3+5O2
4NO+6X，X
的化学式为　　。
（5）流程中一定要循环使用的物质是　　（写化学式）。
16．含锌废渣和各种锌矿（如菱锌矿）都有着重要的用途．
以含锌废渣（主要成分为ZnO，杂质为FeO、CuO）为原料制备七水硫酸锌（ZnSO4?7H2O）的流程如图．
（1）粉碎的目的是　　．
（2）若实验室用质量分数为98%的硫酸配制200g
25%的硫酸，需要的玻璃仪器有胶头滴管、玻璃棒、　　和　　，此处玻璃棒的作用是　　．
（3）物质X是　　，滤渣中含有金属单质有　　，除铜时发生的反应方程式为　　．
（4）流程中获得七水硫酸锌前省略的操作是　　、冷却结晶、　　、洗涤和低温烘干．
（5）某温度下，Fe（OH）3分解得到一种铁、氧质量比为21：8的氧化物，该氧化物的化学式是　　．
　
2021-2022学年浙教版科学物质的转化与制备
参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题）
1．解：A、硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，该选项能够一步实现；
B、硝酸钾不能和其它物质通过一步反应生成氯化钾，该选项不能一步实现；
C、氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，该选项能够一步实现；
D、高温条件下二氧化碳和碳反应生成一氧化碳，该选项能够一步实现。
故选：B。
　
2．解：A、碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，物质间的转化不能一步实现，故选项错误。
B、亚硫酸与氧气反应生成硫酸，物质间的转化能一步实现，故选项正确。
C、铜的位置排在氢的后面，不能与稀硫酸反应，物质间的转化不能一步实现，故选项错误。
D、铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，物质间的转化不能一步实现，故选项错误。
故选：B。
　
3．解：①水通电分解生成氢气和氧气，过氧化氢不能通过一步反应生成氢气，故选项错误。
②碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙与稀盐酸反应生成氯化钙和水，氯化钙与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，每一转化在一定条件下均能一步实现。
③铁可以稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，硫酸亚铁与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和氯化亚铁，锌与氯化亚铁溶液反应生成氯化锌溶液和铁，每一转化在一定条件下均能一步实现。
故②③中每一转化在一定条件下均能一步实现。
故选：B。
　
4．解：A、单质与化合物生成单质与化合物的反应为置换反应，即无单质参与的反应一定不是置换反应，故A正确；
B、氢氧化钙会与碳酸钠反应，氢氧化钡会与硫酸铜反应，所以五位“小朋友”中Ba（OH）2和Ca（OH）2两位小朋友的位置能互相调换，故B正确；
C、硫酸会与氢氧化钙、氢氧化钡反应，所以若“CO2”小朋友玩累了，可换上场外的“H2SO4”，故C正确；
D、氢氧化钾不会与碳酸钠反应，所以若“Ba（OH）2”小朋友玩累了，不可换上场外的“KOH”，故D错误。
故选：D。
　
5．解：①氧化钙与水反应生成氢氧化钙，二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，每个转化在一定条件下均能一步实现。
②碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠和水，硫酸钠能与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，氯化钠转化为碳酸钠，假设能行，对应的生成物应是碳酸钠和氯化银，反应物为碳酸银和氯化钠，但碳酸银难溶于水，不能与氯化钠发生复分解反应，每个转化在一定条件下不能均一步实现。
③氯化钙与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，硝酸钙与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和硝酸钠，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，每个转化在一定条件下均能一步实现。
故①③每个转化在一定条件下均能一步实现。
故选：B。
　
6．解：A、氯化钙不能与其它物质反应生成二氧化碳，不能实现图示转化，故选项正确。
B、锌与氯化亚铁溶液反应生成氯化锌溶液和铁，硫酸亚铁溶液能与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和氯化亚铁溶液，锌与硫酸亚铁溶液反应生成硫酸锌溶液和铁，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁溶液和氢气，能实现图示转化，故选项错误。
C、硫酸钠能与氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化钠，碳酸钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，碳酸钠能与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，二氧化碳能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，能实现图示转化，故选项错误。
D、氧化铜能与硫酸反应生成硫酸铜和水，铜在氧气中加热生成氧化铜，氢气在氧气中燃烧生成水，水通电分解生成氢气和氧气，能实现图示转化，故选项错误。
故选：A。
　
7．解：A、一氧化碳和氧气转化成二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，转化能一步实现，故A正确；
B、氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠，碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠，转化能一步实现，故B正确；
C、氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，氯化铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀，转化能一步实现，故C正确；
D、过氧化氢不能一步转化成氢气，故D错误。
故选：D。
　
8．解：A、根据提供的物质和图示可以看出，若乙是一氧化碳，丁是碳酸钙，二者不能反应生成二氧化碳，错误；
B、根据提供的物质和图示可以看出，若乙是碳酸钠碳，丁是碳酸，二者不能反应生成氢氧化钙，错误；
C、根据提供的物质和图示可以看出，若乙是碳酸钙，丁是氧化铜，二者不能反应生成二氧化碳，错误；
D、根据提供的物质和图示可以看出，甲是硫酸，丙是铁，硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，乙是氢气，丁是四氧化三铁，氢气和四氧化三铁反应生成铁和水，各物质能实现相互转化，正确；
故选：D。
　
二．填空题（共5小题）
9．解：（1）碳和矿石高温生成一氧化碳、硫化钡，所以属于还原剂的是碳；
（2）硫化钡与盐酸反应生成硫化氢气体，可判断反应的化学方程式为BaS+2HCl=BaCl2+H2S↑，因此该步反应中所得溶液A中溶质为氯化钡，其化学式为BaCl2；
（3）利用氯化钡能与硫酸钠等发生复分解反应生成硫酸钡的氯化钠的转化关系，可使用氯化钡与硫酸钠反应，化学方程式为：BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl；
（4）利用硫化钡这种盐与可溶解性硫酸盐能生成硫酸钡和另一种盐，既可避免与盐酸反应放出有毒气体硫化氢又可直接转化为硫酸钡，因此可采取在步骤②中加入硫酸钠，反应后过滤并洗涤除去附在固体表面的溶液，得到较为纯净的硫酸钡，化学方程式为：BaS+Na2SO4=BaSO4↓+Na2S。
故答案为：（1）碳；
（2）BaCl2；
（3）BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl；
（4）可在步骤②中加入Na2SO4，然后过滤，洗涤后可得纯净BaSO4。
　
10．（1）过滤需要漏斗进行滤液过滤，玻璃棒引流，烧杯盛放滤液；
故答案为：漏斗、玻璃棒、烧杯。
（2）铁的金属活动性强于铜但是若与铝，因此铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜；
故答案为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
（3）铁不同硫酸铝反应，所以溶质中有硫酸铝，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁，铁过量，所以没有硫酸铜，有生成的硫酸亚铁，所以溶质为硫酸亚铁和硫酸铝；固体有置换出的铜，还有未反应的铁；
故答案为：FeSO4、Al2（SO4）3；Fe、Cu。
（4）铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，书写化学方程式注意配平及气体符号；
故答案为：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。
　
11．解：（1）毒重石要进行粉碎，粉碎的目的是增大接触面积，加快反应的进行。
（2）滤液2是由氯化钡浓溶液通过结晶过滤得到的，所以滤液2中含有水、氯化钡，可循环利用，其化学式为BaCl2。
（3）实验室中，若所得滤液仍然浑浊，应采取的措施是重新进行过滤。
（4）洗涤氯化钡晶体最适宜的洗涤剂必须能溶解杂质，但不能溶解氯化钡，所以要用30℃饱和氯化钡溶液清洗，不能溶解氯化钡，但能溶解其它杂质，所以可以将杂质洗掉。
故答案为：
（1）增大接触面积，加快反应的进行；
（2）BaCl2；
（3）重新进行过滤。
（4）C。
　
12．解：（1）实验室软化硬水的方法是蒸馏。
故填：蒸馏。
（2）过滤所得滤液中的溶质为反应生成的氯化钙和过量的氢氧化钙。
故填：CaCl2和Ca（OH）2。
（3）步骤③中加足量的稀盐酸的目的是使滤液中的氢氧化钙全部转化为氯化钙。
故填：使滤液中的氢氧化钙全部转化为氯化钙。
　
13．解：（1）溶液稀释前后，溶质质量不变，所以需要36.5%的浓盐酸
=620g，需要水的质量为：730g﹣620g=110g；
（2）金属氧化物会与酸反应生成盐和水，二氧化硅不会与酸反应，氯化铝和氢氧化钙反应生成氢氧化铝，氯化铁和氢氧化钙反应生成氢氧化铁沉淀，所以滤渣I的成分为SiO2，滤渣II中含有Al（OH）3和Fe（OH）3；
（3）操作I采用的方法是：蒸发浓缩、降温结晶、过滤；
（4）氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水，化学方程式为：Ca（OH）2+2HCl═CaCl2+2H2O。
故答案为：（1）110g；
（2）SiO2；Fe（OH）3；
（3）降温结晶；
（4）Ca
（OH）2+2HCl=CaCl2+2H2O。
　
三．解答题（共3小题）
14．解：（1）由反应的化学方程式Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+X，则：
反应前
反应后
Al原子
2
2
Na原子
2
2
O原子
5
4
H原子
2
0
根据质量守恒定律化学变化前后原子的种类、数目不变，可判断物质X的每个分子由2个H原子构成、1个氧原子构成，则物质X的化学式为H2O；
（2）操作1和操作2中均为过滤操作，用到玻璃棒，其作用是引流。
（3）步骤2得到的氢氧化铝可以用于治疗胃酸过多，它与胃酸反应的化学方程式是
3HCl+Al（OH）3═AlCl3+3H2O，该反应符合“两种化合物相互交换成分，生成另外两种化合物”的特点，属于复分解反应。
（4）步骤3中灼烧发生分解反应，根据“除了生成氧化铝，还有一种常见的氧化物生成”，根据质量守恒定律，推测“一种常见的氧化物”为水。则该反应的化学方程式为
2Al（OH）3Al2O3+3H2O。
故答案为：
（1）H2O；（2）引流；
（3）3HCl+Al（OH）3═AlCl3+3H2O；
复分解；
（4）2Al（OH）3Al2O3+3H2O
　
15．解：（1）水在通电的条件下生成氢气和氧气，化学方程式为：2H2O2H2↑+O2↑，化学反应的实质是分子分成原子，原子又结合成新的分子，水分子在太阳能的作用下，水在通过并接触催化剂表面时，分解成氢原子和氧原子，氢原子结合成氢分子，氧原子结合成氧分子，所以水分解微观过程的正确顺序是：①④②⑤③；
（2）利用了氮气与氧气沸点的不同进行分离过程中没有新物质生成，属于物理变化；
（3）氮气和氢气在催化剂、高温高压的条件下生成氨气，化学方程式为：N2+3H22NH3；
（4）化学反应前后，原子个数、元素种类不变，反应物中有4个氮原子，12个氢原子，1个氧原子，生成物中有4个氮原子、4个氧原子，所以X是H2O；
（5）既是反应物，也是生成物的物质可以循环使用，一氧化氮也有毒，所以流程中一定要循环使用的物质是NO。
故答案为：（1）2H2O2H2↑+O2↑，①④②⑤③；
（2）物理；
（3）N2+3H22NH3；
（4）H2O；
（5）NO。
　
16．解：（1）粉碎的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率．
故填：增大反应物接触面积，加快反应速率．
（2）若实验室用质量分数为98%的硫酸配制200g
25%的硫酸，需要的玻璃仪器有胶头滴管、玻璃棒、烧杯和量筒，此处玻璃棒的作用是搅拌加快散热．
故填：烧杯；量筒；搅拌加快散热．
（3）物质X是锌，锌能和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，可以把硫酸铜除去，滤渣中含有金属单质有过量的锌和反应生成的铜，除铜时发生的反应方程式为：Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu．
故填：锌；锌、铜；Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu．
（4）流程中获得七水硫酸锌前省略的操作是加热条件下制成硫酸锌的饱和溶液、冷却结晶、过滤、洗涤和低温烘干．
故填：加热条件下制成硫酸锌的饱和溶液；过滤．
（5）设铁的氧化物的化学式是FexOy，根据题意有：=，
=，
该氧化物的化学式是Fe3O4．
故填：Fe3O4．