浙教版科学2022-2023学年上学期九年级“冲刺重高”讲义（十六）：物质的转化（2）【word，含解析】

一、金属的冶炼
在自然界中，仅有少数金属(化学性质非常稳定)是以游离态(即单质)的形式存在的，大多数金属(化学性质活泼)是以化合态的形式存在的。
常见还原剂：C、CO、H2
C+2CuO2Cu+CO2↑ 黑色固体逐渐变为红色，澄清石灰水变浑浊
H2+CuOCu+H2O 试管内黑色粉末变红色，试管口出现水珠
步骤：实验开始时先通入H2, 一段时间后再加热（防止氢气与空气混合加热时试管爆裂）；实验结束后，先熄灭酒精灯，继续通入H2， 直到试管冷却为止（防止灼热的铜被空气中的氧气氧化成氧化铜）
提示：试管口要略低于试管底，防止反应生成的水倒流。导管贴试管上壁伸入试管底部
3CO+Fe2O32Fe+3CO2最好在通风橱中进行。实验时应该先通一会CO，以排除试管中的空气，防止CO
与空气混合加热时引起爆炸。多余的CO不能直接排到空气中，应对着火焰烧掉（实验装置末端设置点燃的酒精灯燃烧尾气）
二、物质转化规律
例1、下列转化能一步完成的是（　　）
①CO2→CO②HNO3→HCl ③Cu（OH）2→CuO④Ca（OH）2→NaOH ⑤Cl2→NaCl
A．①③④⑤ B．②③④⑤ C．①②④ D．②③④
例2、某气体可能由CO、H2、水蒸气中的一种或几种组成。小科利用下图的装置探究其成分，已知无水硫酸铜遇水会变蓝色。
（1）实验过程中，氧化铜粉末变成红色，这时因为氧化铜发生________(填“氧化”或“还原”)反应。
（2）甲装置中浓硫酸的作用________。
（3）实验过程应先点燃________处(填“乙”或“丙")酒精灯。
例3、在学习“金属的冶炼”时，某科学兴趣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，实验所取氧化铜样品质量为10克。（所含杂质不参加反应）
（1）该实验利用了一氧化碳的________性，玻璃管内观察到的现象是________；
（2）甲同学的方法：先测出氢氧化钠溶液的质量为50克，待反应完全后再次称量，质量为54.4克，请你计算样品中氧化铜的质量分数；（一氧化碳不与氢氧化钠溶液反应）
（3）乙同学的方法：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，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。
1．下列物质间的转化不能通过一步反应实现的是（　　）
A．Fe→FeS B．AgNO3→Ag
C．CaCl2→CaCO3 D．Cu→Cu（OH）2
2．火柴头原本是一种不被磁铁吸引的物体，但火柴烧过后，却能被磁铁吸引，原因是很多火柴头用氧化铁着色，点燃后会与木棒中的碳反应产生四氧化三铁和二氧化碳，由此作出的推断不合理的是（　　）
A．Fe3O4与Fe2O3磁性不同，体现他们物理性质不同
B．Fe3O4中铁的质量分数大于Fe2O3
C．火柴头燃烧的方程式为C+O2+6Fe2O34Fe3O4+CO2
D．火柴头不被磁铁吸引的是因为不易被磁化
3.关于氮的变化关系示意图如图所示，则下列说法中不正确的是( )
路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C. 上述所有变化都是化学变化
D. 上述反应中①②③均属于氮的固定
3.如图表示某些物质之间的转化关系（反应条件和部分产物均已省略）。其中 A、E 为固体氧化物，A 为黑色粉末:B、D 是由相同元素组成，B 溶液与 D 均为无色液体，且 B 具有消毒杀菌作用，C 为无色气体，X 是最常见的金属。请回答下列问题:
（1）反应①中 A 物质的作用是________;
（2）反应③的化学方程式：________；
（3）在日常生活中为防止②的发生，可采取的指施是________（写一点即可）。
4.如图是常见物质间的相互转化关系，A与C都是由相同两种元素组成的液体，A、C、E、G为化合物，G为红色粉末，F为常见金属单质，其余反应条件、反应物和生成物均已省略。
（1）B的化学式________；
（2）反应②的基本反应类型是________反应；
（3）在反应①中需要加入MnO2作为催化剂，反应前后MnO2的质量和________不变。
5.某混合气体可能是 CO、CO2、H2O、H2 中的一种或几种，为确定成分，将 8 克混合气体通入如图装置中（假设每步吸收和反应均完全）。
实验测定的部分实验装置数据如下表：
装置 A B C F
实验前装置和药品总质量/g 100.0 100.0 100.0 100.0
实验后装置和药品总质量/g 100.8 104.2 100.2 104.4
则（1）混合气体中含有的气体成分为________；
（2）E、F 中的实验现象分别是________。
1．NSR技术通过BaO和Ba（NO3）2的相互转化实现NOx（氮氧化物）的储存和还原，能有效降低柴油发动机在空气中过量条件下的NOx排放。工作原理如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．吸收 NOx（如NO、NO2等）的物质是BaO
B．CO2过多排放会引起温室效应
C．上述工作图中共有3种氧化物
D．该技术实现了NOx（如NO）气体通过NSR技术转化为N2，减少了对空气的污染
2.某同学利用如图装置测定 CuO样品中氧化铜的质量分数，已知实验中 CuO样品的质量为 15g，样品中 CuO反应完全，杂质不参与反应，U形管中干燥剂足量且吸收完全，该小组经过规范的实验操作后得到了如表所示的实验数据：
有关该实验的说法中正确的是( )
反应前 反应后
①B 装置的质量/g 45.5 43.9
②C 装置的质量/g 100.5 103.2
A. 实验时应先点燃酒精灯，再通入H2
B. 该实验缺少尾气处理装置
C. 完全反应后 B 中减少的质量等于反应生成水的质量
D. 选用第①组数据计算氧化铜的质量分数得到的结果更准确
3.某混合气体可能含有CO、CO2、CH4和HCl中的一种或几种，为了确定其成分，将混合气体按如图所示装置进行实验（假设各步均充分反应或吸收），结果装置A中的石灰水不变浑浊，但混合气体的体积明显减小；装置D增重1.8g；装置E增重2.4g，下列分析正确的是（ ）
A.装置A中石灰水不变混浊，所以气体中一定不含二氧化碳
B.装置C对实验结果不产生影响，所以可以去掉装置C以简化实验方案
C.后续装置的目的是阻止空气中的二氧化碳进入装置E中，干扰CO的检验
D.该混合气体成分可能是CH4 和CO
4.半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是 H2、CO、CO2、N2和水蒸气。某科学兴趣小组为检验半水煤气的某些成分，设计的实验方案如图所示。
查阅资料可知碱石灰是 CaO 和 NaOH 的混合物。回答下列问题：
（1）A瓶中产生白色沉淀，其反应的化学方程式是________。
（2）D装置中“冰水”的作用是________。
（3）实验结果证明有H2、CO、CO2存在，根据实验装置回答，证明CO存在，只需观察到的现象是________。
（4）为了测定半水煤气中 H2、CO 质量的实验方案如下：
若步骤Ⅳ中浓硫酸质量增加a 克，步骤Ⅴ的KOH溶液质量增加b 克，则半水煤气中H2与CO的质量比为________（用含字母a、b的代数式表示）。
5.水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体有哪些成分？某化学兴趣小组在老师的指导下，对此进行了实验探究。
【提出猜想】①该混合气体只含有一氧化碳、氢气
②该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气
③该混合气体只含有二氧化碳、氢气和水蒸气
④该混合气体只含有一氧化碳、二氧化碳和氢气
【查阅资料】a．无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。
b．碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。
c．浓硫酸具有强烈的吸水性，常用作某些气体的干燥剂
【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置，并进行了实验(部分夹持仪器已略去)。
（1）装置A中无水硫酸铜变蓝，装置B中澄清石灰水变浑浊，由此得出的结论为混合气体中有________。
（2）装置C中的药品为________。
（3）E中氧化铜变红、F中无水硫酸铜变蓝、G中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中还存在的气体是________。
答案及解析
例1、【解答】解：①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；
②硝酸不能通过一步反应生成盐酸，该选项不能一步实现；
③加热条件下，氢氧化铜分解生成氧化铜和水，该选项能够一步实现；
④氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，该选项能够一步实现；
⑤钠在氯气中燃烧生成氯化钠，该选项能够一步实现。
故选：A。
例2、【答案】（1）还原 （2）吸收和检验水 （3）丙
【解析】（1）氧化铜粉末为黑色，变成红色，说明发生了还原反应，生成了铜；
（2）浓硫酸具有吸水性，甲装置中浓硫酸作用是吸收和检验水；
（3）因一氧化碳或氢气还原氧化铜要先通入气体排除装置内空气，而一氧化碳有毒，不能排放到空气中，所以实验时要先点燃丙处酒精灯；
例3、【答案】（1）还原；黑色固体变红色
（2）m二氧化碳=54.4g-50g=4.4g
设样品中氧化铜的质量为x
CuO+CO=Cu+ CO2
80 44
m 4.4g
x=8g
P%=8g÷10g=80%
（3）氧化铜中氧元素
【解析】（1）在实验过程中，一氧化碳夺取氧化铜中的氧元素，生成了二氧化碳，因此被氧化，具有还原性。氧化铜为黑色固体，而铜单质为红色固体；
（2）氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳气体，因此反应前后氢氧化钠溶液的质量之差为生成的二氧化碳的质量。写出氧化铁和一氧化碳反应的方程式，利用二氧化碳的质量计算出参加反应的氧化铁的质量，最后根据计算即可；
（3）反应前玻璃管中的固体都是氧化铜，反应后的固体都是生成的铜单质，而二者差的就是氧化铜中氧元素的质量，据此解答即可。
1．【解答】解：A、一定条件下，铁和硫反应生成硫化亚铁，该选项能够一步实现；
B、硝酸银和铁反应生成硝酸亚铁和银，该选项能够一步实现；
C、氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，该选项能够一步实现；
D、铜不能和其它物质通过一步反应生成氢氧化铜，该选项不能一步实现。
故选：D。
2．【解答】解：A、磁性属于物理性质，Fe3O4与Fe2O3磁性不同，体现他们的物理性质不同，故选项说法正确。
B、在Fe2O3、Fe3O4中，将化学式变形得FeO1.5、FeO1.3，其它原子的相对质量之和越小的，在该化合物中铁元素的质量分数就越大，变形后FeO1.3中其它原子的相对质量之和越小，则Fe3O4中铁的质量分数大于Fe2O3，故选项说法正确。
C、很多火柴头用氧化铁着色，点燃后会与木棒中的碳反应产生四氧化三铁和二氧化碳，反应的化学方程式为C+6Fe2O34Fe3O4+CO2，故选项说法错误。
D、火柴头原本是一种不被磁铁吸引的物体，火柴头不被磁铁吸引的是因为不易被磁化，故选项说法正确。
故选：C。
3.【答案】 D
【解析】根据氮的固体及硝酸的生产过程分析。
【解答】氮的固定是指空气中游离态的氮转化为化合态的氮的过程，D说法不正确；
故选D。
3.【答案】（1）催化作用
（2）Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
（3）涂防锈油
【解析】①F为黄色溶液，那么肯定含有Fe3+。由于三氧化二铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水，因此F为氯化铁，而E为三氧化二铁；
②二氧化锰为黑色固体氧化物，而过氧化氢为无色溶液且具有消毒作用，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水氢气，因此A为二氧化锰、B为过氧化氢、C为氧气，D为水。
③铁、水和氧气共同作用生成铁锈三氧化二铁，所以X为铁单质，据此分析解答。
【解答】（1）反应①为过氧化氢分解制取氧气和水，其中A物质二氧化锰的作用是催化作用；
（2）反应③为三氧化二铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水，反应的方程式为： e2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O ；
（3）反应②就是铁生锈的过程，因此日常生活种防止②的措施为：涂防锈油。
4.【答案】（1）O2 （2）分解 （3）化学性质
【解析】根据过氧化氢和水的组成元素相同及水通电分解先推导出A和C，再由氧气和氢气的化学性质及其它物质间的转化关系推导出其他物质，结合催化剂的定义进行解答。
A与C都是由相同两种元素组成的液体，A能生成C，C通电可分解，说明A为过氧化氢，C为水，B为氧气，A、C、E、G为化合物，G为红色粉末，F为常见金属单质， E为一氧化碳，G为氧化铁，F为铁，D为氢气；
（1）B的化学式为 O2 ；
（2） 反应②为电解水的反应，基本反应类型为分解反应；
（3）二氧化锰催化过氧化氢时，其质量和化学性质不变；
5.【答案】（1）CO、CO2、H2O、H2 （2）E 中白色粉末变为蓝色、F 中溶液变浑浊
【解析】将混合气体通过A中硫酸铜粉末，A装置的质量增加，说明它吸收了水蒸气，即混合气体肯定含有H2O；再通过B中氢氧化钠溶液，B的质量增加，说明它吸收了二氧化碳，即混合气体中肯定含有CO2；将混合气体通过浓硫酸，去除其中剩余的水蒸气，与D中的氧化铜反应后，得到的气体通入E中的硫酸铜粉末，因为E的质量增大，说明有水生成，因此混合气体中肯定含有H2；再将得到的气体通过F中的Ba（OH）2溶液，F质量增大，说明有二氧化碳产生，即混合气体肯定含有CO，据此解答即可。
【解答】（1）混合气体中含有的气体成分为：CO、CO2、H2O、H2；
（2）E中的白色硫酸铜粉末吸收水后变成蓝色，F中的Ba（OH）2溶液吸收二氧化碳后生成碳酸钡白色沉淀，使溶液变浑浊。
1．【解答】解：A、通过分析图中生成的硝酸钡可知，吸收NOx（如NO、NO2）的物质是BaO，故A正确；
B、CO2过多排放会引起温室效应，故B正确；
C、上述工作图中共有氧化钡、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳5种氧化物，故C错误；
D、通过分析转化流程控制，该技术实现了由NOx到N2的转化，减少了对空气的污染，故D正确。
故选：C。
2.【答案】 D
【解析】根据氢气与氧化铜反应的操作步骤、玻璃管内固体减少质量是氧元素质量及氢气未经干燥对实验的影响分析。
【解答】A、点燃氢气和空气的混合气体易发生爆炸，所以实验时要先通氢气排除装置内空气，然后再加热，不符合题意；
B、 该反应尾气中不含有害气体，不需要尾气处理，不符合题意；
C、 完全反应后 B 中减少的质量等于反应生成水中的氧元素质量 ，不符合题意；
D、因氢气中可能含有水蒸气，所以通过C装置增重质量计算会有误差，选用第①组数据计算氧化铜的质量分数得到的结果更准确 ，符合题意；
故选D。
3.【答案】C
【解析】A.如果混合气体中含有HCl，那么其中二氧化碳就能使装置A中澄清的石灰水不变浑浊，故A错误；
B.C装置中的浓硫酸对从B装置中出来气体进行干燥，防止干扰其他气体的检测，故B错误；
C.后续装置的目的是阻止空气中的二氧化碳进入装置E中，干扰CO的检验，故C正确；
D.装置D增重1.8g，是生成水的质量；装置E增2.4g，生成二氧化碳的质量为2.4g。
设生成1.8g水，同时生成二氧化碳质量为x
CH4+2O2 CO2+2H2O
44 36
x 1.8g
解得：x=2.2g＜2.4g；
因此多余的二氧化碳肯定是一氧化碳燃烧生成的，
则该混合气体一定含有CO和CH4 ， 故D错误。
4.【答案】（1）CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
（2）验证气体通过灼热的氧化铜后是否有水生成
（3）E中的澄清石灰水变浑浊
（4）
【解析】（1）根据二氧化碳与氢氧化钙的反应生成碳酸钙和水分析；
（2）根据冰水可降温的作用分析；
（3）根据氢气与氧化铜反应生成铜和水，一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳分析；
（4）根据质量守恒定律通过生成水和二氧化碳的质量计算氢气和一氧化碳质量分析。
【解答】（1）A中为二氧化碳与氢氧化钙的反应，方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O ；
（2） D装置中“冰水”是降温，验证气体通过灼热的氧化铜后是否有水生成；
（3）因氢气和一氧化碳都能使氧化铜还原成铜，但氢气与氧化铜反应生成铜和水，一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，所以要验证CO只需观察E中的澄清石灰水变浑浊即可；
（4）浓硫酸质量增加a 克，即生成水a克，水中氢元素即为氢气质量， KOH溶液质量增加b 克， 即生成二氧化碳质量为b克，二氧化碳中碳元素即为一氧化碳中碳元素质量，故氢气和一氧化碳质量比为（）:()= .
5.【答案】（1）水蒸气和二氧化碳
（2）NaOH 溶液
（3）氢气和一氧化碳
【解析】本题以实验探究的形式考查常见气体氢气、一氧化碳、二氧化碳和水蒸气的性质，同学们要具有综合的化学知识才能做好此题。（1）根据无水硫酸铜遇水变蓝和澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊，判断混合气体中的气体；并根据记忆写出石灰水与二氧化碳的反应式；（2）CD装置应是除去（1）中所验证的气体；（3）根据E中氧化铜变红、F中无水硫酸铜变蓝、G中澄清石灰水变浑浊，判断混合气体中其余气体；
【解答】（1）由无水硫酸铜遇水变蓝和澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊的特点可知，混合气体中有水蒸气和二氧化碳；
（2）C装置中应是氢氧化钠溶液，目的是吸收混合气体中的二氧化碳；
（3）E中氧化铜变红，说明有一氧化碳气体或氢气或二者的混合气体；F中无水硫酸铜变蓝，说明有氢气，因为氢气还原氧化铜可生成水；G中澄清石灰水变浑浊，说明有一氧化碳气体，因为一氧化碳还原氧化铜可生成二氧化碳；
2022-2023学年上学期浙教版科学九年级“冲刺重高”讲义（十六）
物质的转化（2）