2.5物质的转化 同步练习（含解析）

物质的转化
一、单选题
1.木炭还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 两个实验结束后，固体减少的质量均为生成的二氧化碳气体的质量
B. 两个实验中氧化铜均是还原剂
C. 两个实验都要排尽装置中的空气，再加热
D. 两个实验的操作中都要防止液体倒吸
2.能一次性将KOH溶液、澄清的石灰水和稀硫酸鉴别出来的试剂是（ ）
A. CuCl2溶液 B. KOH溶液 C. Ba（OH）2溶液 D. Na2CO3溶液
3.如图为氢气还原氧化铜的实验装置图，下列有关分析正确的是（ ）
A. 在给试管内药品加热前，需先通氢气排尽试管内空气
B. 装置中试管口需略向下倾斜，主要是为了利于通入氢气
C. 待药品完全反应后，需同时撤去酒精灯和通氢气的导管
D. 该实验装置也可直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验
4.某黑色固体粉末可能是Fe、FeO、CuO、C中的一种或几种。为了探究其成分，小明同学按照下图所示流程进行了实验。关于该实验有以下说法：
①若溶液甲呈浅绿色，则原黑色固体粉末中一定含有Fe；
②若步骤II中无明显现象，则固体乙中最多只能有四种物质；
③若步骤Ⅱ中有气泡产生，则原固体可能是纯净物也可能是混合物；
④若步骤Ⅱ中有红色固体析出，则固体乙中一定无CuO；
⑤若固体乙呈红色。则原固体中一定含有Fe和CuO。以上说法中正确的个数是（ ）
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
5.下列是小晨同学设计的一些实验操作，其中说法正确的是（ ）
A. 用氢气还原氧化铜
B. 用红色石蕊试纸测定氢氧化钠溶液的酸碱度
C. 不可以用来验证质量守恒定律
D. 实验室制取氧气时的发生装置
6.现有锌、氧化铜、硫酸钡和石灰石四种固体，为了区分它们，小嘉参照二歧分类检索表制作了一个物质检索表，如表所示。下列叙述错误的是（ ）
1a只含有一种物质………… 2 1b含有多种物质……………甲 2a只含有一种元素…………乙 2b含有多种元素…………… 3 3a……▲…………………… 丙 3b白色固体…………………丁
A. 甲表示的是石灰石 B. 乙表示的是锌
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和丁分类
7.下列各组物质的溶液，不用其它试剂，只利用组内溶夜，就能将它们鉴别出来的一组是（ ）
A. KOH、FeCl3、MgSO4、NaCl B. BaCl2、Na2SO4、HNO3、HCl
C. NaCl、CuSO4、NaOH、KNO3 D. Na2CO3、KNO3、H2SO4、Na2SO4
8.下列各组溶液，只用酚酞试液无法鉴别的一组是（ ）
A. NaCl、Ba(OH)2、H2SO4 B. NaOH、H2SO4、NaCl
C. HCl、Na2CO3、NaOH D. NaOH、NaCl、NaNO3
9.将a克烧碱溶液与b克硫酸铜充分混合，反应所得的混合物经过过滤得到蓝色沉淀物和无色滤液。下列说法不正确的是（ ）
A. 滤液中不含硫酸铜 B. 滤液的pH值可能大于7
C. 滤液的质量小于（a+b）克 D. 滤液中含有的溶质只有一种
10.某同学设计了四种实验方案，其中理论上正确，操作上可行的是（ ）
A. CuO CuCl2溶液 Cu B. Fe Fe2O3 Fe2（SO4）3溶液
C. Zn H2 Cu D. CaCO3（块状） CO2 Na2CO3溶液
11.下列实验 ，不能达到实验目的的是( )。
A. 用酚酞试液鉴别稀硫酸和氯化钠溶液
B. 用燃着的木条置于集气瓶口检验CO2是否集满
C. 检验未知溶液是否含有Cl- ， 先加AgNO3溶液，再加稀硝酸
D. 用锌粒和稀硫酸反应制取氢气
12.如图为CO还原CuO“微型”实验装置（夹持仪器等略），已知：HCOOH H2O+CO↑，下列说法错误的是（ ）
A. 在盛有澄清石灰水的试管中进行的化学反应的方程式是CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
B. 气球的作用是收集尾气，防止污染空气
C. 实验过程中，可以观察到黑色固体变成红色
D. 该实验中所涉及反应的基本类型有分解反应和置换反应
二、实验探究题
13.某实验小组同学用氢氧化钙溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钙溶液中加入稀盐酸，一会儿后，发现忘记了滴加指示剂。于是，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中的溶质成分进行了探究。提出问题：该烧杯内溶液中的溶质是什么？
猜想假设：猜想一：可能是CaCl2和Ca（OH）2
猜想二：可能是CaCl2和HCl；猜想三：可能是 （填化学式）；查阅资料：氯化钙溶液呈中性。
进行实验：实验步骤1：取少量烧杯内溶液于试管中，滴入几滴酚酞溶液，振荡，实验现象 。结论：猜想一不正确。
实验步骤2：取少量烧杯内溶液于另一支试管中，逐滴加入碳酸钠溶液至过量。实验过程中测得溶液的pH随滴入碳酸钠溶液质量的变化关系如图所示，则实验中出现的现象是 。结论：猜想二正确。
反思拓展：证明酸碱发生化学反应时常选用无色酚酞试液而不选紫色石蕊试液，其原因是 。
三、填空题
14.现有一包固体粉末，可能由硝酸钙、碳酸钠、硫酸钠、碳酸钙和氯化钠中的一种或几种组成，某同学想确定其组成成分，按如图所示步骤进行了如下实验（各步骤中加入的试剂均为足量）：
（1）固体粉末中肯定不存在的物质是 ， 用化学方程式表示白色沉淀部分溶解的原因是 。
（2）如何判断固体粉末中是否有“可能存在的物质”，简述实验操作步骤、现象和结论 。
15.铁的使用非常广泛，但铁较容易锈蚀。
（1）工业上炼铁的主要反应原理是： （用化学方程式表示），该反应中一氧化碳(CO)会夺取氧化铁(Fe2O3)中的氧，这说明一氧化碳具有 性。
（2）根据如图所示实验现象，可以得出铁生锈的条件之一是 。
四、解答题
16.建造“南昌舰”的特种钢材需要用富铁矿石（含铁量高于50%）来冶炼。研学实践小组为测出某地赤铁矿石（主要成分是Fe2O3）中的含铁量，进行实验；取20g赤铁矿石样品，逐渐加入稀盐酸，充分反应。实验相关数据如图所示（假设杂质不溶于水，也不与酸反应）。
（1）20g赤铁矿石样品中氧化铁的质量为 g；
（2）该样品中铁元素的质量分数为 ， 由此判断出该赤铁矿石 （填“属于”或“不属于”）富铁矿石。
（3）若赤铁矿中氧化铁的质量分数为80%（其他成分不含铁），600t这样的赤铁矿可以炼出含杂质为4%的生铁多少吨？
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 D
【解析】【分析】根据木炭与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，两实验中固体减少质量前者为二氧化碳质量，后者为氧化铜中铜元素质量，氧化铜在实验中都作氧化剂，及两个实验的操作步骤和注意事项分析。
【解答】A、一氧化碳与氧化铜反应，固体减少质量为参加反应氧化铜中氧元素质量，不是生成二氧化碳质量，不符合题意；
B、 两个实验中氧化铜均是氧化剂，不符合题意；
C、 碳与氧化铜反应不需排尽装置中的空气，再加热 ，不符合题意；
D、 两个实验的操作中为防止玻璃管炸裂，都要防止液体倒吸 ，符合题意；
故选D。
2.【答案】 D
【解析】【分析】鉴别三种物质，必须出现三种明显不同的现象才行，据此分析判断。
【解答】A.氯化铜和氢氧化钾或石灰水反应，都能生成蓝色沉淀氢氧化铜，现象相同，无法区分二者，故A错误；
B.氢氧化钾溶液与三种溶液要么不反应，要么反应没有明显现象，无法区分，故B错误；
C.氢氧化钡溶液与氢氧化钾和澄清的石灰水都不反应，无法区分二者，故C错误；
D.碳酸钠和氢氧化钾不反应，与石灰水生成白色沉淀碳酸钙，与稀硫酸反应生成二氧化碳气体，可以区分，故D正确。
故选D。
3.【答案】 A
【解析】【分析】根据对氢气还原氧化铜的实验的认识和理解分析判断。
【解答】A.在给试管内药品加热前，需先通氢气排尽试管内空气，防止发生爆炸，故A正确；
B.装置中试管口需略向下倾斜，主要是为了防止药品中的水蒸气冷凝后流回试管底部发生炸裂，故B错误；
C.待药品完全反应后，需同时先撤去酒精灯，然后再撤通氢气的导管 ，防止还原出的铜再次被氧化，故C错误；
D.一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，因此这个装置不能直接用于一氧化碳还原氧化铜，故D错误。
故选A。
4.【答案】 B
【解析】【分析】根据C不与稀硫酸反应；氧化铜可以与稀硫酸反应，生成的Cu2+在水溶液中显蓝色；Fe可以与稀硫酸反应生成气体；Fe、FeO与硫酸反应生成的Fe2+在水溶液中显浅绿色；铁的活动性大于铜，能将铜从其盐溶液中置换出来等知识进行分析。
【解答】①若溶液甲呈浅绿色，则原黑色固体粉末中不一定含有Fe，FeO也可以与稀硫酸反应生成的Fe2+在水溶液中显浅绿色，故①错误；
②若步骤Ⅱ中无明显现象，说明了溶液甲中无硫酸铜，没有剩余的硫酸。如果硫酸的量不足，则固体乙中最多可以有Fe、FeO、CuO、C、Cu五种物质，故②错误；
③若步骤Ⅱ中有气泡产生，说明了硫酸是过量的，则固体乙可能含有铜或碳中的一种或两种，原固体可能是混合物也可能是纯净物，故③正确；
④若步骤Ⅱ中有红色固体析出，说明了溶液中含有硫酸铜，能判断黑色粉末中含有CuO，不能判断固体乙中是否有CuO，故④错误；
⑤固体乙呈红色，说明是铁置换出的铜，则原固体中一定含有Fe和CuO．故⑤正确。
综合以上分析可知，B正确。
故选B。
5.【答案】 C
【解析】【分析】根据常见实验操作的规范判断。
【解答】A.用氢气还原氧化铜时，导气管应该通到试管的底部，并且试管口不需要塞橡皮塞，故A错误；
B.用红色石蕊试纸测定氢氧化钠溶液的酸碱性，但是不能检验酸碱度 ，故B错误；
C.验证质量守恒定律时，加入的物质必须能够发生化学反应，而酒精和水不能反应，故C正确；
D.实验室制取氧气时，长颈漏斗的下口应该伸入液面以下，防止生成的氧气从长颈漏斗溢出，故D错误。
故选C。
6.【答案】 D
【解析】【分析】根据锌为单质，氧化铜为黑色固体，硫酸钡为白色固体，石灰石为混合物分析。
【解答】A、甲中含有多种物质，说明为混合物，则甲为石灰石，不符合题意；
B、乙只含一种元素，为单质，所以应为锌，不符合题意；
C、丁为白色固体，则为硫酸钡，则丙为氧化铜，氧化铜为黑色固体，不符合题意；
D、丙和丁都含有氧元素，符合题意；
故选D。
7.【答案】 A
【解析】【分析】对于不加试剂的物质鉴别题，首先要掌握各物质的性质，然后根据物质的特殊性质及物质间相互反应的不同现象加以区分，鉴别题时各物质的现象必须不能相同，否则无法区分。
【解答】A、先观察溶液颜色，呈黄色的为氯化铁，将氯化铁加入其它溶液中，产生红褐色沉淀的为氢氧化钾，再将氢氧化钾加入另两种溶液中，产生白色沉淀的为硫酸镁，无明显现象的为氯化钠，符合题意；
B、溶液都呈无色，两两反应产生沉淀的为氯化钡和硫酸钠中的一种，硝酸和盐酸都无明显现象，不无法鉴别，不符合题意；
C、观察颜色，呈蓝色的为硫酸铜，将硫酸铜溶液加入另三种溶液中，产生蓝色沉淀的为氢氧化钠，但无法鉴别出氯化钠和硝酸钾，不符合题意；
D、溶液都呈无色，两两混合，产生沉淀的为碳酸钠和硫酸中的一种，硝酸钾和硫酸钠都无明显现象，不能鉴别，不符合题意；
故选A。
8.【答案】 D
【解析】【分析】对于物质鉴别题，首先要掌握各物质的性质，然后根据物质的性质选择所需物质，再利用反应的不同现象加以区分，鉴别题时各物质的现象必须不能相同，否则无法区分。
【解答】A、加入酚酞，溶液变红的为氢氧化钡，再将另两种溶液分别滴入变红的氢氧化钡溶液中，产生沉淀且红色消失为的硫酸，无明显现象的为氯化钠，可以鉴别，不符合题意；
B、加入酚酞，溶液变红的为氢氧化钠，再将另两种溶液分别滴入变红的氢氧化钠溶液中，红色消失的为硫酸，不消失的为氯化钠，可以鉴别，不符合题意；
C、加入酚酞，溶液变红的为氢氧化钠和碳酸钠，不变红的为盐酸，再将盐酸加入另两种溶液中，产生气泡的为碳酸钠，无气泡产生的为氢氧化钠，可以鉴别，不符合题意；
D、加入酚酞，溶液变红的为氢氧化钠，但无法鉴别出氯化钠和硝酸钠，符合题意；
故选D。
9.【答案】 D
【解析】【分析】（1）硫酸铜溶液呈蓝色；
（2）（4）根据烧碱和硫酸铜是否完全反应判断；
（3）溶液质量=烧碱质量+硫酸铜质量-沉淀质量。
【解答】得到的滤液无色，肯定不含硫酸铜，故A正确不合题意；
反应结束后，如果烧碱溶液有剩余，那么滤液的pH>7，故B正确不合题意；
滤液质量=烧碱质量+硫酸铜质量-沉淀质量，因此滤液质量肯定小于（a+b），故C正确不合题意；
如果烧碱和硫酸铜完全反应，那么只有一种溶质硫酸钠；如果烧碱剩余，那么溶质为硫酸钠和氢氧化钠，故D错误符合题意。
故选D。
10.【答案】 A
【解析】【分析】根据常见物质的性质分析判断。
【解答】A.氧化铜和稀盐酸反应，生成氯化铜，氯化铜与铁反应，生成氯化亚铁和铜，理论正确且经济适用，故A正确；
B.铁点燃后生成四氧化三铁，而不是三氧化二铁，反应理论错误，故B错误；
C.氢气和氢氧化铜不能反应，理论错误，故C错误；
D.二氧化碳和氢氧化钠反应，生成碳酸钠和水，理论正确，但是用氢氧化钠制取碳酸钠，成本太高，不够经济，故D错误。
故选A。
11.【答案】 A
【解析】【分析】根据酚酞遇中性和酸性溶液都不变色、二氧化碳验满方法、氯离子检验方法及氢气制取原理分析。
【解答】A、稀硫酸呈酸性，氯化钠溶液呈中性，都不能使酚酞变色，不能鉴别 ，符合题意；
B、用燃着的木条置于集气瓶口观察木条是否熄灭来检验CO2是否集满 ，不符合题意；
C、检验未知溶液是否含有Cl- ， 先加AgNO3溶液，再加稀硝酸 ，若产生不溶于硝酸的白色沉淀则含氯离子 ，不符合题意；
D、用锌粒和稀硫酸反应制取氢气 ，不符合题意；
故选A。
12.【答案】 D
【解析】【分析】根据HCOOH分解产生CO，一氧化碳能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳的检验方法及CO的毒性分析。
【解答】A、一氧化碳与氧化铜反应会有二氧化碳生成，能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，使澄清石灰水变浑浊，不符合题意；
B、该反应尾气中有CO，排入到空气中会污染空气，利用气球可收集尾气，防止污染，不符合题意；
C、氧化铜被还原后由黑色变成红色，不符合题意；
D、该实验中不涉及置换反应，符合题意；
故选D。
二、实验探究题
13.【答案】 CaCl2；溶液不变色；先产生气泡，后产生白色沉淀；无色和红色变换比较明显，而紫色、蓝色、红色变换不明显
【解析】【分析】【猜想假设】根据反应物有剩余和完全反应，对溶质的种类进行猜测；
【进行实验】酚酞试液遇到碱会变成红色，如果猜想一错误，即没有氢氧化钠，那么溶液肯定不成碱性，那么滴入酚酞试液会不变色；
【实验步骤2】如果猜想二正确，那么溶质为氯化钙和稀盐酸。加入碳酸钠后，先和稀盐酸反应，生成氯化钠、水和二氧化碳。再和氯化钙反应，生成碳酸钙沉淀和氯化钠，据此描述反应现象。
【反思拓展】根据酸碱指示剂的颜色变化是否足够明显分析解答。
【解答】【猜想假设】猜想一为反应产物和氢氧化钙过量；猜想二为反应产物和稀盐酸过量；猜想三应该为完全反应，那么只有反应产物CaCl2。
【进行实验】取少量烧杯内溶液于试管中，滴入几滴酚酞溶液，振荡，实验现象：溶液不变色，结论：猜想一不正确。
【实验步骤2】实验过程中测得溶液的pH随滴入碳酸钠溶液质量的变化关系如图所示，则实验中出现的现象是 ：先产生气泡，后产生白色沉淀。
【反思拓展】证明酸碱发生化学反应时常选用无色酚酞试液而不选紫色石蕊试液，其原因是：无色和红色变换比较明显，而紫色、蓝色、红色变换不明显。
三、填空题
14.【答案】 （1）碳酸钙、硝酸钙；BaCO3+2HNO3=Ba(NO3)2+H2O+CO2↑
（2）取澄清溶液少许，加入足量硝酸钡溶液，过滤，在滤液中加入硝酸银溶液，若能观察到沉淀产生，就可以确认固体粉末中有氯化钠存在，否则就不存在氯化钠
【解析】【分析】（1）根据流程图中各部反应的现象分析，结合碳酸钡与硝酸反应，硫酸钡与硝酸不反应分析；
（2）根据氯化钠要用硝酸银溶液验证，但验证前要先排除其它杂质的干扰分析。
【解答】（1）固体加水得到澄清溶液，说明一定没有碳酸钙，硝酸钙和碳酸钠不能同时存在，向溶液中加入氯化钡溶液，产生白色沉淀，沉淀中加入稀硝酸，沉淀部分消失，则说明既有溶于硝酸的碳酸钡沉淀，又有不溶于硝酸的硫酸钡沉淀，即固体中一定含有碳酸钠和硫酸钠，一定不含硝酸钙、碳酸钙，可能含有氯化钠，碳酸钡与硝酸反应生成硝酸钡、水和二氧化碳，方程式为 BaCO3+2HNO3=Ba(NO3)2+H2O+CO2↑ ；
（2）要判断固体中是否含有氯化钠，需利用氯化钠与硝酸银反应产生不溶于硝酸的氯化银，因硫酸钠对氯化钠验证产生干扰，所以需先将其除去，然后再加入硝酸银溶液通过是否产生沉淀来判断是否有氯化钠，操作为取澄清溶液少许，加入足量硝酸钡溶液，过滤，在滤液中加入硝酸银溶液，若能观察到沉淀产生，就可以确认固体粉末中有氯化钠存在，否则就不存在氯化钠 。
故答案为：（1）硝酸钙、碳酸钙； BaCO3+2HNO3=Ba(NO3)2+H2O+CO2↑ ；（2） 取澄清溶液少许，加入足量硝酸钡溶液，过滤，在滤液中加入硝酸银溶液，若能观察到沉淀产生，就可以确认固体粉末中有氯化钠存在，否则就不存在氯化钠。
15.【答案】 （1）3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2；还原
（2）水
【解析】【分析】（1）根据工业炼铁反应原理是利用一氧化碳将铁从其氧化物中还原出来分析；
（2）根据铁生锈是铁与氧气和水共同作用，由所给实验的变量的控制分析。
【解答】（1）工业炼铁反应原理是利用一氧化碳将铁从其氧化物中还原出来，反应方程式为 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 ；该反应体现了一氧化碳的还原性；
（2）通过左侧试管中铁钉生锈，右侧试管中因缺少水而不生锈，可得出铁生锈与水有关。
故答案为：（1） 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 ；还原；（2）水。
四、解答题
16.【答案】 （1）16
（2）56%；属于
（3）解：600t含氧化铁80%的赤铁矿石中含氧化铁的质量为600t×80%＝480t。
设理论上可炼出含杂质4%的生铁质量为x。
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
160 112
480t （1﹣4%）x

解得：x＝350t
答：可以炼出含杂质5%的生铁的质量为350t。
【解析】【分析】（1）根据质量守恒定律可知，反应前后固体的质量之差就是样品中氧化铁的质量；
（2）首先用氧化铁的质量×铁元素的质量分数计算出铁元素的质量，再根据计算出样品中铁元素的质量分数，并与富铁矿石的标准进行比较即可。
（3）用铁矿石的质量×氧化铁的质量分数计算出其中氧化铁的质量，写出氧化铁和一氧化碳反应的化学方程式，然后利用质量之间的比例关系计算出可炼出杂质为4%的生铁的质量。
【解答】（1）根据图片可知，20g铁矿石中氧化铁的质量为：20g-4g=16g；
（2）铁元素的质量：16g×=11.2g；
样品中铁元素的质量分数：；
因为56%>50%，所以该赤铁矿石属于富铁矿石。
(
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)