◆变式训练
例1-1.在物质分类中，一些概念存在或包含或并列的关系。如图表示的是纯净物、单质、化合物、含氧化合物、氧化物、碱之间关系，若整个大圆圈代表纯净物，则在下列选项中，能正确表示出①②③④⑤所属物质类别的是（ ）
A．③氧化物、④含氧化合物 B．④碱、⑤含氧化合物
C．②碱、⑤氧化物 D．①单质、⑤化合物
例1-2.现有10种物质：铜、锌、木炭、CuO、CaCO3、H2SO4、Ba（OH）2、Fe（OH）3、NaNO3、MgCl2．（1）有人根据不同的标准进行如下分类，请在表中相应的位置指出分类的标准。
分 类 分类标准
类别一：铜、锌、木炭 类别二：CuO、CaCO3、H2SO4、Ba（OH）2、Fe（OH）3、NaNO3、MgCl2 从单质和化合物分类
类别一：铜、锌、木炭、CuO、CaCO3、Fe（OH）3 类别二：H2SO4、Ba（OH）2、NaNO3、MgCl2
（2）请你从上述10种物质中任选反应物，写出符合条件的化学方程式。
能产生白色沉淀的复分解反应的化学方程式 。
能产生可燃性气体的反应的化学方程式 。
（3）向CuO固体中加入稀硫酸，观察到的实验现象是 ，反应的化学方程式为 。
◆变式训练
1.下列物质的名称、俗名、化学式和所属的物质类别都正确的一组是（ ）
名称 俗名 化学式 物质类别
A 氧化钙 熟石灰 CaO 金属氧化物
B 碳酸氢钠 小苏打 NaHCO3 酸
C 碳酸钠 纯碱 NaCO3 盐
D 氢氧化钠 苛性钠 NaOH 碱
A．A B．B C．C D．D
1a 只含一种物质………2 1b 含有多种物质………甲 2a 只含一种元素………乙 2b 含有多种元素………3 3a ________……………丙 3b 白色固体……………丁
2．（2021·嘉兴、舟山·7）现有锌、氧化铜、硫酸钡和石灰石四种固体，为了区分它们，小煦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（ ）
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、丁分类
3.如图表示的是纯净物、单质、化合物、含氧化合物、氧化物之间的包含与不包含关系，若整个大圆代表纯净物，下列物质：①澄清石灰水 ②铁粉 ③金刚石 ④冰水混合物 ⑤液氧 ⑥VD钙奶 ⑦高锰酸钾 ⑧四氧化三铁中应放到A区域的是 （填序号，下同）应放到D区域的是 ．
例2-1.某气体可能含有水蒸气、CO、H2中的一种或几种。为了确定其成分，最佳的实验方案是将气体依次通过装置（ ）
A．甲、乙、丙 B．丙、乙、甲
C．丙、甲、乙、丙 D．丙、甲、丙、乙
例2-2.用以下装置进行实验，确证乙醇燃烧产物中有CO、CO2和H2O。
请回答下列问题：
(1)能确证产物中有水的现象是________________________________；能确证产物中有一氧化碳的现象是________________________________________。
(2)实验时，可以观察到装置B中石灰水变浑浊，D中石灰水无变化。B装置的作用是________________________________________________；
C装置的作用是________________________________________________；
D装置的作用是________________________________________________。
(3)若乙醇燃烧产物中一氧化碳和二氧化碳的质量之和是25.2g，其中碳、氧元素质量比为2︰5，则参加反应的乙醇质量为________g，产物中水的质量是________g。
(4)科学家发现海底蕴藏着大量的“可燃冰”——甲烷的水合物。质量相等的甲烷和乙醇在氧气充足的条件下完全燃烧，产生二氧化碳质量较多的是________。
例2-3.（2021·金华·28）科学学习小组同学在完成盐酸除铁锈实验时，发现生锈的铁钉表面有气泡生成。同学们对此现象感到很好奇，针对“气体是由什么反应生成的”这一问题，设计实验进行探究。
【设计实验】小组同学经过认真分析思考，提出了自己的假设，并设计了图甲所示的实验A和B进行探究。实验时，观察到试管A中有气泡，试管B中没有气泡，从而验证了自己的假设是成立的。
（1）小组同学设计图甲所示实验基于的假设是________；
（2）小煦同学认为图甲实验A和B对照设置不够严谨，溶液中的水可能会对气体生成产生影响。于是在图甲实验基础上补充设计了如图乙对照实验。但小王同学认为对照实验D的设置没有必要，他提出这一观点的理由是________。
【反思提高】设置对照实验首要问题是找准找全影响因素，通过控制变量，来进行对照实验的设置，实现对照实验组设置的有效性和完整性。
【迁移应用】一次课外实验的意外现象：镁条放入Na2CO3溶液中，快速产生气泡。
请结合设置对照实验的思想，完成“气体是由什么反应生成的”问题探究。
【实验探究】查阅资料：①镁能与水缓慢反应生成氢气；②Na2CO3溶液呈碱性，其溶液中除了Na＋、CO32－、水分子外，还有OH－。
小组同学设计了如图丙对照试验E、F和G。
（3）往镁条中分别加入等量的水、Na2CO3溶液、x溶液进行实验。一段时间后，观察到试管E、G中有气体产生，但缓慢且少，试管F中产生气体既快又多。从对照实验设置的角度分析，实验G所加“x溶液”应该是________；
（4）分析图丙实验可知，镁条放入Na2CO3溶液中，气体是由镁与水反应生成的。试管F中快速产生气体，是因为Na2CO3溶液中存在能促进镁与水反应的离子，该离子是________。
◆变式训练
1.某化学小组的同学利用混有少量CO2的CO气体还原氧化铁，并验证反应后的气体产物.实验室现有如图所示实验装置（可重复使用）。按气体从左到右的方向，装置连接顺序正确的是（ ）
A. 甲→乙→丙→丁 B. 甲→丙→乙→丁
C. 乙→甲→丙→甲→丁 D. 乙→甲→丙→乙→丁
2.（2021·宁波·26）有一瓶气体，可能由O2、CO、CO2中的一种或几种组成。为确定其组成，在老师的指导下，实验小组对该瓶气体进行了如下探究：
【查阅资料】脱氧剂（还原铁粉）能够吸收氧气和水蒸气。
【实验设计】用下图所示的装置进行实验（已略去夹持装置）。
【实验步骤】①检查装置气密性；②通入一定量氮气；③通入该气体，点燃酒精灯。
【实验现象】步骤③实验过程中，A装置无现象，B和F装置出现白色沉淀，E装置中出现光亮的红色物质。
【实验结论】该气体由________组成。
【实验反思】
（1）C装置的作用是________。
（2）步骤②通入一定量氮气的目的是________。
（3）E装置中氧化铜粉末发生反应的化学方程式为________。
3．（2020 杭州）小金利用图示装置进行“一氧化碳还原氧化铁”及产物检验的实验。实验步骤如图：
步骤1：连接装置并检查装置的气密性，在确保装置气密性良好的基础上，按图示在各装置中添加药品；
步骤2：缓慢推注射器活塞，利用甲酸（一种无色溶液，溶质为 HCOOH）与浓硫酸在80℃水浴的条件下制备一氧化碳（反应原理：HCOOHCO↑+H2O）；
步骤3：待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下后再点燃酒精灯，当W型管右侧弯管处的氧化铁全部变为黑色时，继续加热2分钟后熄灭酒精灯；
步骤4：撤去酒精灯和盛热水的烧杯，用磁铁吸引黑色物质至W型管左侧弯管处进行固体产物的检验。
（1）进行气密性检査时，可在万用瓶中盛适量水，然后推注射器活塞，当观察到 （填写现象），说明装置气密性良好。
（2）点燃酒精灯前，需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是 。
（3）步骤3后，W型管左侧弯管处为反应后得到的稀硫酸，若固体产物全部是铁，步骤4中能观察到的现象是 。
例3-1.（2021·温州）铕（Eu）是非常活泼的金属，能与冷水反应，应保存在氩气中。铕与水反应的化学方程式为：Eu+2H2O=Eu(OH)2↓+H2↑。该反应属于（ ）
A. 化合反应 B. 分解反应 C. 置换反应 D. 复分解反应
例3-2.（2021·绍兴）我国发明的新型钛合金,为“奋斗者”号下潜万米海底、从事科考任务解决了材料难题。工业制取金属钛的主要反应式是: ① 2FeTiO3+6C+7Cl2 一定条件 2FeCl3+2TiCl4+6CO；②2Mg+TiCl4高温2MgCl2+Ti 下列说法合理的是（ ）
A. FeTiO3属于氧化物 B. 钛合金是一种金属单质
C. 反应②属于置换反应 D. TiCl4中钛元素和氯元素的质量比为96:71
◆变式训练
1.（2020 宁波）某化学反应的反应物和生成物的微观示意图及反应前后的质量如下表所示。
下列有关该反应的说法正确的是（ ）
A.甲物质由碳原子和氢原子直接构成 B.该反应属于置换反应
C.参加反应的反应物分子个数比为1:1 D.x+y+z=233
2.（2020 绍兴）与图示微观变化相符的化学反应是（ ）
A.2CO+O2 2CO2
B.H2+CuO H2O+Cu
C.2H2+O2 2H2O
D.H2CO3 H2O+CO2
例4-1.（2021·嘉兴、舟山·13）如图所示为小煦构建的甲、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
例4-2.（2020 嘉兴）学习了物质分类与转化规律后，某同学绘制了部分物质间相互反应的关系图。图中阴影部分表示相邻两类物质的反应，其中不能用于制取ZnCl2的是 ( )
A.① B.② C.③ D.④
例4-3.（2020 金华 丽水）“飞花令”是中国诗词的一种接龙游戏。科学兴趣小组模仿“飞花令”游戏规则，进行物质间转化的接龙比赛，其比赛规则是：从同一物质开始进行转化，接龙物质不能重复且必须含有指定元素，以转化路径长且正确者为比赛胜者。某两场比赛的过程记录如下(“→”表示某一种物质经一步反应可转化为另一种物质)。
（1）指定元素：氢元素 起始物质：HCl 比赛胜者：乙同学
甲同学：HCl→H2O
乙同学：HCl→H2O→
乙同学在方框中应填物质的化学式是________。(写一种即可)；
（2）指定元素：钡元素 起始物质：BaO 比赛胜者：丁同学
丙同学：BaO→Ba(OH)2→BaSO4
下列能使丁同学获胜的方案有 (填字母)。
A.BaO→BaSO4→Ba(OH)2→BaCO3
B.BaO-BaCl2→Ba(NO3)2→BaSO4
C.BaO→Ba(OH)2→BaCO3→BaCl2→Ba(NO3)2→BaSO4
D.BaO→BaCl2→BaCO3→Ba(NO3)2→Ba(OH)2→BaSO4
例4-4.（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________。
◆变式训练
1．（2021·湖州·16）某科学兴趣小组在课余时间做了“开门大吉”的游戏，其规则是：每把钥匙代表一种试剂，每扇门代表需要鉴别的两种溶液，见下图。如果钥匙代表的试剂能够鉴别出门上代表的两种溶液，钥匙就能把门打开（每把钥匙只能使用一次），下列能够依次将四扇门打开的钥匙顺序是（ ）
A．①②③④ B．④②③① C．④③②① D．①③②④
2.下列物质在给定条件下的转化均能一步实现的是（ ）
A．Fe3O4Fe→FeCl3
B．H2O2H2 H2O
C．CaCl2溶液CaCO3CO2
D．CuSO4溶液Cu CuO
3．（2019·丽水） A、B、C 为初中科学常见的三种无机物，它们之间有如图所示的转化关系（“→”表示某一种物质经一步反应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）。请回答：
（1）若C是气体，它能使带火星的木条复燃，A、B所属的物质类别和组成元素都相同，则A→ B的化学方程式为_______________；
（2）若A为光合作用的原料之一，A与B属于不同物质类别，B和C属于同种物质类别，A、B、C 三种物质中都含有相同的两种元素，则C可能的物质类别是_______。
4．（2018·金华）有一包白色固体可能含有碳酸钠、硫酸钠、硝酸钡、氢氧化钠中的一种或几种。某科学兴趣小组为探究其成分做了以下实验：
①取少量固体于烧杯中，加足量的水溶解，烧杯内有固体残留并得到无色溶液甲；
②取少量无色溶液甲于试管中，滴加酚酞溶液，溶液不变色；
③继续向①的烧杯中滴加稀硝酸并不断搅拌，烧杯内固体的质量随加入的稀硝酸质量的变化如图所示。
（1）仅通过①可以得出的结论是：原白色固体中一定有__________。
（2）无色溶液甲中一定不存在的物质是__________（填字母）。
A、碳酸钠 B、硫酸钠 C、硝酸钡 D、氢氧化钠
2◆变式训练
例1-1.在物质分类中，一些概念存在或包含或并列的关系。如图表示的是纯净物、单质、化合物、含氧化合物、氧化物、碱之间关系，若整个大圆圈代表纯净物，则在下列选项中，能正确表示出①②③④⑤所属物质类别的是（ ）
A．③氧化物、④含氧化合物 B．④碱、⑤含氧化合物
C．②碱、⑤氧化物 D．①单质、⑤化合物
【解答】解：如图表示的是纯净物、单质、化合物、含氧化合物、氧化物和碱之间的包含与不包含关系，若整个大圆圈代表纯净物，则：①为单质，②为化合物，⑤含氧化合物，③和④是并列关系的碱或氧化物。A、氧化物属于含氧化合物，含氧化合物包含氧化物。故选项错误；
B、碱中的氢氧根离子含有氧元素，属于含氧化合物，属于包含关系。故选项正确；
C、碱和氧化物都含有氧元素，都属于含氧化合物，二者属于并列关系。故选项错误；
D、纯净物分为单质和化合物，单质和化合物属于并列关系。故选项错误 答案：B。
例1-2.现有10种物质：铜、锌、木炭、CuO、CaCO3、H2SO4、Ba（OH）2、Fe（OH）3、NaNO3、MgCl2．（1）有人根据不同的标准进行如下分类，请在表中相应的位置指出分类的标准。
分 类 分类标准
类别一：铜、锌、木炭 类别二：CuO、CaCO3、H2SO4、Ba（OH）2、Fe（OH）3、NaNO3、MgCl2 从单质和化合物分类
类别一：铜、锌、木炭、CuO、CaCO3、Fe（OH）3 类别二：H2SO4、Ba（OH）2、NaNO3、MgCl2
（2）请你从上述10种物质中任选反应物，写出符合条件的化学方程式。
能产生白色沉淀的复分解反应的化学方程式 。
能产生可燃性气体的反应的化学方程式 。
（3）向CuO固体中加入稀硫酸，观察到的实验现象是 ，反应的化学方程式为 。
【解答】解：（1）根据给出的物质的可以看出，锌、铜、木炭、氧化铜、碳酸钙氢氧化铁都是不溶于水的，而硫酸、氢氧化钡、硝酸钠和氯化镁都是易溶于水的，故分类标准是物质是否溶于水，故填：物质是否溶于水；（2）氢氧化钡与硫酸反应生成硫酸钡白色沉淀和水，方程式是：Ba（OH）2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O；
锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，氢气属于可燃性气体，方程式是Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；
（3）氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，硫酸铜是蓝色溶液，氧化铜属于黑色固体，所以实验现象是：黑色固体溶解，溶液颜色由无色变为蓝色；方程式是：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O。
答案：（1）从是否可溶于水分类；（2）Ba（OH）2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O；Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；
（3）黑色固体溶解，溶液颜色由无色变为蓝色；CuO+H2SO4=CuSO4+H2O。
◆变式训练
1.下列物质的名称、俗名、化学式和所属的物质类别都正确的一组是（ ）
名称 俗名 化学式 物质类别
A 氧化钙 熟石灰 CaO 金属氧化物
B 碳酸氢钠 小苏打 NaHCO3 酸
C 碳酸钠 纯碱 NaCO3 盐
D 氢氧化钠 苛性钠 NaOH 碱
A．A B．B C．C D．D
【解答】解：A．氧化钙的俗称是生石灰，熟石灰是氢氧化钙的俗称，故错误；
B．碳酸氢钠是由金属离子和酸根离子构成的化合物，属于盐，故错误；
C．碳酸钠中，钠元素显+1价，碳酸根显﹣2价，其化学式为Na2CO3，故错误；
D．氢氧化钠俗称苛性钠，化学式为NaOH，属于碱，故正确。
答案：D。
1a 只含一种物质………2 1b 含有多种物质………甲 2a 只含一种元素………乙 2b 含有多种元素………3 3a ________……………丙 3b 白色固体……………丁
2．（2021·嘉兴、舟山·7）现有锌、氧化铜、硫酸钡和石灰石四种固体，为了区分它们，小煦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（ ）
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、丁分类
解析：根据物质分类的知识分析判断。
A.甲中含有多种物质，那么它应该是混合物，而石灰石的主要成分为碳酸钙，同时含有其它杂质，应该是混合物，故A正确不合题意；
B.乙中只含有一种元素，那么它应该是单质，而锌就是单质，故B正确不合题意；
C.硫酸钡为白色固体，故丁是硫酸钡，而丙为黑色固体氧化铜，故C正确不合题意；
D.硫酸钡和氧化铜中都含有氧元素，无法利用是否含有氧元素对二者分类，故D错误符合题意。
故选D。
3.如图表示的是纯净物、单质、化合物、含氧化合物、氧化物之间的包含与不包含关系，若整个大圆代表纯净物，下列物质：①澄清石灰水 ②铁粉 ③金刚石 ④冰水混合物 ⑤液氧 ⑥VD钙奶 ⑦高锰酸钾 ⑧四氧化三铁中应放到A区域的是 （填序号，下同）应放到D区域的是 ．
【解答】解：由图中信息可知，A属于单质；B属于化合物；C属于含氧化合物；D属于氧化物．
①澄清的石灰水是氢氧化钙的水溶液，属于混合物；
②铁粉是由一种物质组成的，属于纯净物，且只含有一种元素，属于单质；
③金刚石是由一种物质组成的，属于纯净物，且只含有一种元素，属于单质；
④冰是水的固体，冰水混合物中含有一种物质﹣﹣水，属于纯净物，且有氢、氧两种元素组成，属于氧化物；⑤液氧是由一种物质组成的，属于纯净物，且只含有一种元素，属于单质；
⑥VD钙奶是蛋白质与水等混合而成，属于混合物；
⑦高锰酸钾是由一种物质组成的，属于纯净物；且有钾、锰、氧三种元素组成，属于含氧化合物；
⑧四氧化三铁由一种物质组成的，属于纯净物，且有铁、氧两种元素组成，属于氧化物；
答案：②③⑤；④⑧
D、乙和丙之间发生置换反应，故D错误。答案：A。
例2-1.某气体可能含有水蒸气、CO、H2中的一种或几种。为了确定其成分，最佳的实验方案是将气体依次通过装置（ ）
A．甲、乙、丙 B．丙、乙、甲
C．丙、甲、乙、丙 D．丙、甲、丙、乙
答案：D 由于气体从水溶液中出来的时候都带有水蒸气，氢气还原氧化铜也会生成水，为了排除这些干扰因素，首先应将气体通过丙检验是否含有水蒸气；然后将气体通过甲，再检验气体还原氧化铜后的气体产物，氢气还原氧化铜生成水，可用丙来检验，为了排除干扰，先通过丙，检验是否有水蒸气生成，再通过乙检验是否有二氧化碳生成，从而判断气体中是否含有一氧化碳和氢气。
例2-2.用以下装置进行实验，确证乙醇燃烧产物中有CO、CO2和H2O。
请回答下列问题：
(1)能确证产物中有水的现象是________________________________；能确证产物中有一氧化碳的现象是________________________________________。
(2)实验时，可以观察到装置B中石灰水变浑浊，D中石灰水无变化。B装置的作用是________________________________________________；
C装置的作用是________________________________________________；
D装置的作用是________________________________________________。
(3)若乙醇燃烧产物中一氧化碳和二氧化碳的质量之和是25.2g，其中碳、氧元素质量比为2︰5，则参加反应的乙醇质量为________g，产物中水的质量是________g。
(4)科学家发现海底蕴藏着大量的“可燃冰”——甲烷的水合物。质量相等的甲烷和乙醇在氧气充足的条件下完全燃烧，产生二氧化碳质量较多的是________。
答案：(1)A中的无水硫酸铜由白色变为蓝色E的玻璃管中黑色氧化铜变为红色F中的澄清石灰水变浑浊
(2)验证乙醇燃烧产物中的有CO2气体；除去乙醇燃烧产物中剩余CO2气体；检验CO2气体是否除净；
(3)13.816.2(4)甲烷
解析：反应物中C的质量与生成物C的质量是相等的。生成物中C的质量为25.2g*2/(2+5)=7.2g ，然后用C的质量比乙醇中碳的质量分数就可以了，乙醇质量为：7.2/(24/46)=13.8g ；由于氧气充足，则有机物中C元素全部被转化为CO2，那么依据C元素的守恒，C越多，则CO2也越多。等质量的CH4与C2H6O，前者C质量百分数为12/16*100%=75%；后者质量百分数为24/46*100%=52.1%，因此同质量的情况下，CH4产生CO2较多。
例2-3.（2021·金华·28）科学学习小组同学在完成盐酸除铁锈实验时，发现生锈的铁钉表面有气泡生成。同学们对此现象感到很好奇，针对“气体是由什么反应生成的”这一问题，设计实验进行探究。
【设计实验】小组同学经过认真分析思考，提出了自己的假设，并设计了图甲所示的实验A和B进行探究。实验时，观察到试管A中有气泡，试管B中没有气泡，从而验证了自己的假设是成立的。
（1）小组同学设计图甲所示实验基于的假设是________；
（2）小煦同学认为图甲实验A和B对照设置不够严谨，溶液中的水可能会对气体生成产生影响。于是在图甲实验基础上补充设计了如图乙对照实验。但小王同学认为对照实验D的设置没有必要，他提出这一观点的理由是________。
【反思提高】设置对照实验首要问题是找准找全影响因素，通过控制变量，来进行对照实验的设置，实现对照实验组设置的有效性和完整性。
【迁移应用】一次课外实验的意外现象：镁条放入Na2CO3溶液中，快速产生气泡。
请结合设置对照实验的思想，完成“气体是由什么反应生成的”问题探究。
【实验探究】查阅资料：①镁能与水缓慢反应生成氢气；②Na2CO3溶液呈碱性，其溶液中除了Na＋、CO32－、水分子外，还有OH－。
小组同学设计了如图丙对照试验E、F和G。
（3）往镁条中分别加入等量的水、Na2CO3溶液、x溶液进行实验。一段时间后，观察到试管E、G中有气体产生，但缓慢且少，试管F中产生气体既快又多。从对照实验设置的角度分析，实验G所加“x溶液”应该是________；
（4）分析图丙实验可知，镁条放入Na2CO3溶液中，气体是由镁与水反应生成的。试管F中快速产生气体，是因为Na2CO3溶液中存在能促进镁与水反应的离子，该离子是________。
答案：（1）气体是铁和稀盐酸反应生成的（2）稀盐酸溶液中含有水，铁锈在稀盐酸中无气泡（3）NaOH（4）CO32-
解析：根据铁与盐酸反应产生氢气及对比实验的设计要求分析，设计对比实验时要注意药品的选择，证明对实验产生影响的粒子除可直接证明外还可用排除法间接证明。
（1） 小组同学设计图甲所示实验基于气体是铁和稀盐酸反应生成的假设；
（2） 稀盐酸溶液中含有水，铁锈在稀盐酸中无气泡，所以对照实验D的设置没有必要 ；
（3）碳酸钠溶液中含有钠离子、碳酸根离子、水分子和氢氧根离子，向镁中加碳酸钠溶液快速产生气泡，而加水和X溶液则产生气泡很少，从而得出碳酸根离子对实验的影响，则说明X溶液可以排除钠离子和氢氧根离子的作用，X为氢氧化钠；（4）由上述分析可知， 促进镁与水反应的离子是 CO32- ；
◆变式训练
1.某化学小组的同学利用混有少量CO2的CO气体还原氧化铁，并验证反应后的气体产物.实验室现有如图所示实验装置（可重复使用）。按气体从左到右的方向，装置连接顺序正确的是（ ）
A. 甲→乙→丙→丁 B. 甲→丙→乙→丁
C. 乙→甲→丙→甲→丁 D. 乙→甲→丙→乙→丁
答案：C 首先应除去混合气体中的CO2，避免造成对反应后生成气体中CO2检验的影响，因此混合气体先通入盛有氢氧化钠溶液的乙装置；通过装置乙的混合气体再通过甲装置的澄清石灰水，检验二氧化碳是否被完全吸收，然后通入装置丙进行还原氧化铁的反应，最后再通过甲装置检验二氧化碳的生成进而确定一氧化碳的存在，因反应后的气体中还含有未完全反应的有毒气体CO，应用气囊收集，防止污染空气。
2.（2021·宁波·26）有一瓶气体，可能由O2、CO、CO2中的一种或几种组成。为确定其组成，在老师的指导下，实验小组对该瓶气体进行了如下探究：
【查阅资料】脱氧剂（还原铁粉）能够吸收氧气和水蒸气。
【实验设计】用下图所示的装置进行实验（已略去夹持装置）。
【实验步骤】①检查装置气密性；②通入一定量氮气；③通入该气体，点燃酒精灯。
【实验现象】步骤③实验过程中，A装置无现象，B和F装置出现白色沉淀，E装置中出现光亮的红色物质。
【实验结论】该气体由________组成。
【实验反思】
（1）C装置的作用是________。
（2）步骤②通入一定量氮气的目的是________。
（3）E装置中氧化铜粉末发生反应的化学方程式为________。
（1）一氧化碳和二氧化碳(CO和CO2)
（2）除去CO2气体
（3）排尽装置中原有的空气
（4）CO+CuO Cu+CO2
解析：（1）B中澄清的石灰水变浑浊，说明气体中含有二氧化碳；F中澄清的石灰水变浑浊，E装置中出现红色物质，说明气体与氧化铜反应，生成了二氧化碳和铜单质，那么该气体应该是一氧化碳。
（2）二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，因此C中的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化碳，避免对后面的实验产生影响。
（3）实验中要验证是否存在二氧化碳气体，而空气中含有二氧化碳，因此必须在实验前将装置中的空气排出去。
（4）确定反应物、反应条件和生成物，进而写出反应的方程式。
3．（2020 杭州）小金利用图示装置进行“一氧化碳还原氧化铁”及产物检验的实验。实验步骤如图：
步骤1：连接装置并检查装置的气密性，在确保装置气密性良好的基础上，按图示在各装置中添加药品；
步骤2：缓慢推注射器活塞，利用甲酸（一种无色溶液，溶质为 HCOOH）与浓硫酸在80℃水浴的条件下制备一氧化碳（反应原理：HCOOHCO↑+H2O）；
步骤3：待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下后再点燃酒精灯，当W型管右侧弯管处的氧化铁全部变为黑色时，继续加热2分钟后熄灭酒精灯；
步骤4：撤去酒精灯和盛热水的烧杯，用磁铁吸引黑色物质至W型管左侧弯管处进行固体产物的检验。
（1）进行气密性检査时，可在万用瓶中盛适量水，然后推注射器活塞，当观察到 （填写现象），说明装置气密性良好。
（2）点燃酒精灯前，需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是 。
（3）步骤3后，W型管左侧弯管处为反应后得到的稀硫酸，若固体产物全部是铁，步骤4中能观察到的现象是 。
【解答】 （1）检验装置气密性，利用装置内外的压强差检验，所以当观察到万用瓶中的水进入导管并形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好；
（2）一氧化碳具有可燃性，和空气混合，加热时可能发生爆炸，所以点燃酒精灯前，需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是：排尽W型管内的空气，防止点燃酒精灯进行加热时发生爆炸；
（3）铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，所以步骤4中能观察到的现象是：有气泡产生，固体溶解，溶液变成浅绿色。
故答案为：（1）万用瓶中的水进入导管并形成一段稳定的水柱；
（2）排尽W型管内的空气，防止点燃酒精灯进行加热时发生爆炸；
（3）有气泡产生，固体溶解，溶液变成浅绿色。
例3-1.（2021·温州）铕（Eu）是非常活泼的金属，能与冷水反应，应保存在氩气中。铕与水反应的化学方程式为：Eu+2H2O=Eu(OH)2↓+H2↑。该反应属于（ ）
A. 化合反应 B. 分解反应 C. 置换反应 D. 复分解反应
解析：根据置换反应是由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分析。
由反应方程式可知，该反应反应物和生成物都是一种单质和一种化合物，属于置换反应，C正确；故选C。
例3-2.（2021·绍兴）我国发明的新型钛合金,为“奋斗者”号下潜万米海底、从事科考任务解决了材料难题。工业制取金属钛的主要反应式是: ① 2FeTiO3+6C+7Cl2 一定条件 2FeCl3+2TiCl4+6CO；②2Mg+TiCl4高温2MgCl2+Ti 下列说法合理的是（ ）
A. FeTiO3属于氧化物 B. 钛合金是一种金属单质
C. 反应②属于置换反应 D. TiCl4中钛元素和氯元素的质量比为96:71
解析：A、根据氧化物由两种元素组成其中一种为氧元素的化合物分析；
B、根据合金属于混合物分析；
C、根据置换反应反应物和生成物都一种单质和一种化合物分析；
D、根据元素质量比为相对原子质量×原子个数之比分析。
A、 FeTiO3由三种元素组成，不属于氧化物 ，不符合题意；
B、 钛合金是混合物，不符合题意；
C、 反应②属于置换反应反应物和生成物都一种单质和一种化合物，属于置换反应，符合题意；
D、 TiCl4中钛元素和氯元素的质量比为48：142 ，不符合题意；故选C。
◆变式训练
1.（2020 宁波）某化学反应的反应物和生成物的微观示意图及反应前后的质量如下表所示。
下列有关该反应的说法正确的是（ ）
A.甲物质由碳原子和氢原子直接构成 B.该反应属于置换反应
C.参加反应的反应物分子个数比为1:1 D.x+y+z=233
【答案】D
【考点】模型与符号，质量守恒定律及其应用
【解析】A、甲物质为甲烷，由分子构成，其分子由碳原子和氢原子构成，不符合题意；
B、该反应中生成物中没有单质，不属于置换反应，不符合题意；
C、该反应方程式为CH4+2O2=CO2+2H2O，参加反应的分子个数比为1：2，不符合题意；
D、由反应前后质量关系可知，x+y+z＝32+200+1＝233，符合题意。
2.（2020 绍兴）与图示微观变化相符的化学反应是（ ）
A.2CO+O2 2CO2
B.H2+CuO H2O+Cu
C.2H2+O2 2H2O
D.H2CO3 H2O+CO2↑
【答案】 A
【考点】模型与符号，化合反应及其应用
【解析】由变化示意图可知，该反应中反应物是单质和化合物，生成一种化合物的过程，且单质、化合物化学计量数之比为1：2；故A符合题意；
故答案为：A。
例4-1.（2021·嘉兴、舟山·13）如图所示为小煦构建的甲、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
解析：根据金属和盐的性质分析判断。
铁和稀硫酸反应，生成硫酸亚铁和氢气；铁和氯化铜反应，生成氯化亚铁和铜单质。如果甲为铁，那么乙和丁为稀硫酸和氯化铜，但是无法判断谁是稀硫酸；剩下的丙肯定是氢氧化钠，故C错误符合题意，而A、B、D正确不合题意。故选C。
例4-2.（2020 嘉兴）学习了物质分类与转化规律后，某同学绘制了部分物质间相互反应的关系图。图中阴影部分表示相邻两类物质的反应，其中不能用于制取ZnCl2的是 ( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】 C
【考点】酸的化学性质，碱的化学性质
【解析】A.氢氧化锌和稀盐酸反应，生成氯化锌和水，故A不合题意；
B.锌单质与稀盐酸反应，生成氯化锌和氢气，故B不合题意；
C.碱和盐反应时，必须是可溶性碱，而氢氧化锌不溶于水，所以不能制取氯化锌，故C符合题意；
D.锌和氯化铜反应，生成氯化锌和铜单质，故D不合题意。
例4-3.（2020 金华 丽水）“飞花令”是中国诗词的一种接龙游戏。科学兴趣小组模仿“飞花令”游戏规则，进行物质间转化的接龙比赛，其比赛规则是：从同一物质开始进行转化，接龙物质不能重复且必须含有指定元素，以转化路径长且正确者为比赛胜者。某两场比赛的过程记录如下(“→”表示某一种物质经一步反应可转化为另一种物质)。
（1）指定元素：氢元素 起始物质：HCl 比赛胜者：乙同学
甲同学：HCl→H2O
乙同学：HCl→H2O→
乙同学在方框中应填物质的化学式是________。(写一种即可)；
（2）指定元素：钡元素 起始物质：BaO 比赛胜者：丁同学
丙同学：BaO→Ba(OH)2→BaSO4
下列能使丁同学获胜的方案有 (填字母)。
A.BaO→BaSO4→Ba(OH)2→BaCO3
B.BaO-BaCl2→Ba(NO3)2→BaSO4
C.BaO→Ba(OH)2→BaCO3→BaCl2→Ba(NO3)2→BaSO4
D.BaO→BaCl2→BaCO3→Ba(NO3)2→Ba(OH)2→BaSO4
【答案】（1）H2(或NaOH或H2CO3合理即可)
（2）B,C
【考点】金属、金属氧化物、碱之间的转化，非金属、非金属氧化物、酸之间的转化
【解析】（1）①水分解可以生成氢气，因此乙同学方框内可以是H2；
②水和钠反应生成氢氧化钠和水，因此方框内可以是NaOH；
③水和二氧化碳反应生成碳酸，银方框内可以是 H2CO3 。
（2）A. BaSO4 为不溶于水和酸的白色沉淀，因此无法直接转化为 Ba(OH)2 ，故A错误；
B.氧化钡和稀盐酸反应生成氯化钡，氯化钡和硝酸银反应生成硝酸钡，硝酸钡和稀硫酸反应生成硫酸钡，故B正确；
C.氧化钡和水反应生成氢氧化钡，氢氧化钡和二氧化碳反应生成碳酸钡，碳酸钡和稀盐酸反应生成氯化钡，氯化钡和硝酸银反应生成硝酸钡，硝酸钡和稀硫酸反应生成硫酸钡，故C正确；
D.硝酸钡无法直接转化为氢氧化钡，故D错误。
例4-4.（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________。
（1）BaSO4
（2）HNO3、Mg(NO3)2、NaNO3
解析：根据各步物质间的反应分析，确定反应后成分时要注意反应物的用量，若反应物过量，则反应后物质中一定存在过量的物质，结合钡离子与硫酸根离子能生成硫酸钡沉淀解答。
①往镁粉和氧化铜的混合物中加入过量稀硫酸，镁和氧化铜分别与硫酸反应生成硫酸镁和硫酸铜，镁能与硫酸铜反应生成硫酸镁和铜，充分反应并过滤，得到滤渣甲和滤液A，甲成分为铜，A的溶质一定有硫酸镁和硫酸，可能有硫酸铜；
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，沉淀乙为硫酸钡，B溶质一定有硝酸钠，可能有硫酸钠或硝酸钡或硫酸；
③将滤液A和B充分混合后，得到沉淀丙和滤液C；说明B中有硝酸钠、硝酸钡；
④往滤液C中滴加氯化钡溶液，没有沉淀产生，说明C中不含硫酸根离子，则一定含有溶质为 HNO3、Mg(NO3)2、NaNO3 。
故答案为：（1） BaSO4 ；（2） HNO3、Mg(NO3)2、NaNO3 。
◆变式训练
1．（2021·湖州·16）某科学兴趣小组在课余时间做了“开门大吉”的游戏，其规则是：每把钥匙代表一种试剂，每扇门代表需要鉴别的两种溶液，见下图。如果钥匙代表的试剂能够鉴别出门上代表的两种溶液，钥匙就能把门打开（每把钥匙只能使用一次），下列能够依次将四扇门打开的钥匙顺序是（ ）
A．①②③④ B．④②③① C．④③②① D．①③②④
解析：根据各门中两种物质的性质分析，由所加物质与各门中两物质是否反应及反应现象是否不完全相同确定能否鉴别。 A、 ④ 无法区别盐酸和硫酸，第四道门打不开，不符合题意；
B、各组物质均可鉴别 ，符合题意；
C、 ② 不能鉴别氢氧化钙和氯化钙，第三道门打不开，不符合题意；
D、② 不能鉴别氢氧化钙和氯化钙，第三道门打不开，不符合题意； 故选B。
2.下列物质在给定条件下的转化均能一步实现的是（ ）
A．Fe3O4Fe→FeCl3
B．H2O2H2 H2O
C．CaCl2溶液CaCO3CO2
D．CuSO4溶液Cu CuO
【解答】解：A、四氧化三铁在高温下与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁溶液和氢气，不能生成氯化铁，故选项错误。B、过氧化氢分解生成水和氧气，不能生成氢气，故选项错误。
C、氯化钙溶液与二氧化碳不反应，故选项错误。
D、铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜，铜与氧气在加热条件下生成氧化铜，转化均能一步实现，故选项正确。答案：D。
3．（2019·丽水） A、B、C 为初中科学常见的三种无机物，它们之间有如图所示的转化关系（“→”表示某一种物质经一步反应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）。请回答：
（1）若C是气体，它能使带火星的木条复燃，A、B所属的物质类别和组成元素都相同，则A→ B的化学方程式为_______________；
（2）若A为光合作用的原料之一，A与B属于不同物质类别，B和C属于同种物质类别，A、B、C 三种物质中都含有相同的两种元素，则C可能的物质类别是_______。
（1）2H2O22H2O+O2↑ （2）酸或碱或盐
4．（2018·金华）有一包白色固体可能含有碳酸钠、硫酸钠、硝酸钡、氢氧化钠中的一种或几种。某科学兴趣小组为探究其成分做了以下实验：
①取少量固体于烧杯中，加足量的水溶解，烧杯内有固体残留并得到无色溶液甲；
②取少量无色溶液甲于试管中，滴加酚酞溶液，溶液不变色；
③继续向①的烧杯中滴加稀硝酸并不断搅拌，烧杯内固体的质量随加入的稀硝酸质量的变化如图所示。
（1）仅通过①可以得出的结论是：原白色固体中一定有__________。
（2）无色溶液甲中一定不存在的物质是__________（填字母）。
A、碳酸钠 B、硫酸钠 C、硝酸钡 D、氢氧化钠
（1）Ba（NO3）2 （2）ABD
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