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第5节 物质的转化
考点一、非金属及其化合物之间的转化
（一）有的非金属可以转化为非金属氧化物(以硫黄燃烧实验为例)
实验步骤 实验现象 化学方程式
取一药匙硫黄，观察其外观 淡黄色粉末
将硫黄放到燃烧匙中，在酒精灯上点燃硫黄，观察现象 硫黄燃烧，产生淡蓝色火焰并放出热量，生成无色、有刺激性气味的气体 S+O2 点燃 SO2
把燃烧着的硫黄放进盛有氧气的集气瓶内，观察现象 燃烧更旺， 产生明亮的蓝紫色火焰， 生成无色、有刺激性气味的气体 S+O2 点燃 SO2
其他非金属在一定条件下也可以与O2发生反应，如:
4P+5O2 点燃 2P2O5 C+O2 点燃 CO2 2H2+O2 点燃 2H2O
（二）非金属氧化物可以转化生成酸，不稳定的酸受热分解后又重新生成非金属氧化物(以CO2与碳酸的转化实验为例)
实验步骤 实验现象 原因分析 反应的化学方程式
取2杯蒸馏水，向1杯吹气或通入CO2。然后向2只烧杯中滴加紫色石蕊试液 吹气或通入CO2的烧杯中滴入紫色石蕊试液后，溶液变红；另一烧杯无变化 吹气或通入CO2的烧杯中，生成了碳酸 CO2+H2O==H2CO3
从2只烧杯中分别取少量液体放入试管中，加热，观察现象 变红色的溶液又变成了原来的紫色，另一个无变化 碳酸不稳定， 受热分解生成CO2和H2O H2CO3 △ CO2↑+ H2O
其他非金属氧化物也可以与H2O反应，如:SO2+H2O = H2SO3 SO3+H2O = H2SO4
（三）非金属与其他化合物的转化
非金属 → 非金属氧化物 → 酸 → 盐
非金属 → 非金属氧化物 → 盐+水
典例1：（2022九上·北仑月考）如图是碳和碳的化合物的转化关系： ， 其各步转化的基本反应类型从左到右依次是（ ）
A.化合、分解、置换、复分解
B.置换、化合、复分解、分解
C.复分解、化合、置换、分解
D.分解、置换、化合、复分解
【答案】B
【解析】根据化合反应符合“多变一”的特点、分解反应符合“一变多”的特点、置换反应为“单化化单”、复分解反应为“双交换价不变”进行分析。
碳与氧化铜反应属于置换反应，二氧化碳与水反应生成碳酸属于化合反应，碳酸与氢氧化钙反应是中和反应，属于复分解反应，碳酸钙高温生成二氧化碳属于分解反应；
变式1：（2022九上·丽水月考）下列非金属氧化物中不能与水反应生成酸的是( )
A.二氧化碳 B.二氧化硫 C.二氧化硅 D.三氧化硫
【答案】C
【解析】根据二氧化硫、二氧化碳、三氧化硫能与水反应生成酸，二氧化硅不能与水反应生成酸分析。
A、二氧化碳与水能反应生成碳酸，不符合题意；
B、二氧化硫与水反应可生成亚硫酸，不符合题意；
C、二氧化硅不能与水反应生成酸，符合题意；
D、三氧化硫能与水反应生成硫酸，不符合题意；
变式2：下列关于碳和碳的化合物知识网络图(图中表示转化关系)的说法正确的是( )
A．“C→CO”的反应中碳发生还原反应
B．“CO→CO2”的反应类型为置换反应
C．“CO2→CaCO3”的反应可用于检验二氧化碳
D．“CO2H2CO3”的反应可用酚酞试剂验证
【答案】C
【解析】碳不充分燃烧生成一氧化碳，碳发生的是氧化反应。一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，该反应的反应物均为化合物，不属于置换反应；或一氧化碳在氧气中点燃生成二氧化碳，为化合反应。检验二氧化碳使用澄清石灰水，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水。二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸不能使酚酞试剂变色，“CO2H2CO3”的反应不能用酚酞试剂验证。
变式3：（2020九上·台州期中）含硫的物质在实验室或工业生产过程中可出现下列图示的转化：
（1）实验室中，点燃少量单质硫于充满氧气的集气瓶中燃烧，产生漂亮的蓝紫色火焰，生成物质A．A是工业排放物中一种主要的空气污染物，也是酸雨形成的主因之一．根据你学过的知识可将A转化成Na2SO3 ， 你提供的试剂是________．
（2）在硫酸工业中，将A在一定条件下与空气中的物质反应得到B，B与水结合得到硫酸．B与A的组成元素相同，B中硫元素与硫酸中硫元素化合价相同，写出A转化成B的化学方程式：________．
（3）上述物质转化过程中，属于化合反应的是________（填序号）．
（4）若回收工业排放物A 32吨，理论上可生产硫酸________ 吨．
【答案】（1）氢氧化钠
（2）2SO2+O2=2SO3
（3）①③④
（4）49
【解析】（1）根据物质在氧气中燃烧的现象判断物质A的名称。二氧化硫和氢氧化钠反应，生成亚硫酸钠和水，据此分析解答；
（2）首先根据组成元素和化合价分析物质B的组成，然后再写出转化为硫酸的方程式。
（3）两种或多种物质反应，生成一种物质，那么就是化合反应；
（4）物质A和硫酸中硫元素的质量保持不变，根据硫元素质量=物质质量×硫元素的质量分数列出方程计算即可。
【解答】（1）硫在氧气中燃烧，生成二氧化硫，因此物质A就是二氧化硫。因为二氧化硫和氢氧化钠反应，生成亚硫酸钠和水，所以将A转化为亚硫酸钠，需要的试剂为氢氧化钠。
（2）因为B和A的组成元素相同，所以B也是由硫和氧元素组成。在硫酸H2SO4中，硫元素的化合价为+6价，所以B中硫元素的化合价也是+6价。设B的化学式为SxOy，根据正负化合价代数和为零得到：（+6）x+（-2）y=0，解得：x：y=1：3，那么B的化学式为SO3。二氧化硫和氧气反应，生成三氧化硫，反应的方程式为：2SO2+O2=2SO3。
（3）①硫和氧气反应，生成二氧化硫，为化合反应；②二氧化硫和氢氧化钠反应，生成亚硫酸钠和水，肯定不是化合反应；③二氧化硫和氧气反应，生成三氧化硫，为化合反应；
故选①③④。
（4）设理论上可生成硫酸的质量为x，
； ；
解得：x=49吨。
考点二、金属及其化合物之间的转化
（一）有的金属与非金属可以发生反应，转化成化合物(以铁粉和硫黄反应的实验为例)
(1)实验药品:铁粉(黑色)，硫黄。
(2)实验步骤、实验现象、反应的化学方程式
实验步骤 实验现象、反应的化学方程式
取少量铁粉放在白纸上，再取少量硫黄与铁粉混合。用磁铁接近混合物，观察现象 铁粉能被磁铁吸引
把混合物放进试管内，用酒精灯加热，观察现象 铁粉和硫黄反应发光，生成黑色固体，同时放出大量的热，反应的化学方程式为Fe+S △ FeS
将生成物倒在白纸上，观察生成物的外观，再用磁铁靠近生成物，观察磁铁能否吸引生成物 生成物呈块状，不能被磁铁吸引
其他一些金属与非金属也可以发生反应，如:
2Na+Cl2 点燃 2NaCl
2Fe+3Cl2 点燃 2FeC13
Cu+Cl2 点燃 CuCl2
(3)实验解释:反应前是单质铁，可以被磁铁吸引，反应后生成物不再是铁，而是硫化亚铁，所以不能被磁铁吸引。充分说明单质铁转化成了相应的化合物。
（二）某些金属氧化物可以与水反应生成碱（活泼性较强的金属）
实验步骤 实验现象 反应的化学方程式
在蒸发皿中放1小块生石灰，加少量水，搅拌，观察现象 生石灰与水反应放出大量的热 CaO+H2O= Ca(OH)2
向反应后的蒸发皿中滴加几滴无色酚酞试液，观察现象 无色酚酞试液变红 无
其他一些金属氧化物也可以与水反应生成碱，如:Na2O+H2O = 2NaOH
BaO+H2O = Ba(OH)2 K2O+H2O=2KOH
（三）金属与其化合物的转化
金属 + 氧气 → 金属氧化物，
金属 + 非金属单质 → 盐（除O2，N2，C外）；
金属氧化物 + 水→ 碱(只有BaO、K2O、CaO、Na2O能与水反应)；
碱 + 酸 → 盐
金属氧化物 + 酸 → 盐和水。
用化学方程式表示下列物质间的转化：“钙→氧化钙→氢氧化钙→碳酸钙”，
①2Ca＋O2===2CaO，
②CaO＋H2O===Ca(OH)2，
③Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O。
写出相应的转化规律：金属→金属氧化物→碱→盐。
典例1：（2022·浙江舟山·中考真题）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。
【答案】2Mg+O22MgO（合理即可） 二
【解析】(1)转化规律①是金属转化为金属氧化物，如镁在氧气中燃烧生成氧化镁，反应的化学方程式为：；
(2)转化规律⑧是盐转化为金属，铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，是盐转化为金属，故填：二。
变式1：（2022九上·衢江期末）如图为三种物质可能存在的转化关系，根据所学物质的性质及化学变化规律，判断下列说法中正确的是（ ）
A．不能一步实现转化的有①②
B．实现③转化，可通至氯化钠溶液
C．实现⑤转化，可加入碳酸钙粉末
D．实现⑥转化，可加入氢氧化钾溶液
【答案】A
【解析】根据二氧化碳、氢氧化钠、碳酸钠的转化关系，结合三种物质的性质及复分解反应条件进行解答。
A、二氧化碳不能一步形成氢氧化钠，氢氧化钠也不能一步形成二氧化碳，二氧化碳和碳酸钠可一步相互转化，氢氧化钠和碳酸钠也可一步相互转化，符合题意；
B、二氧化碳转化为碳酸钠需与氢氧化钠反应，而与氯化钠不能反应，不符合题意；
C、氢氧化钠转化为碳酸钠可与二氧化碳反应，碳酸钙不溶，不能与氢氧化钠反应，不符合题意；
D、碳酸钠转化为氢氧化钠可与氢氧化钙或氢氧化钡反应，与氢氧化钾不能反应，不符合题意；
变式2：（2022九上·新昌月考）酸性氧化物有对应的酸，碱性氧化物有对应的碱，如下表：
酸性氧化物CO2 对应的酸H2CO3
碱性氧化物CaO 对应的碱Ca(OH)2
请用化学式写出：
（1）与K2O对应的碱________；
（2）与HNO3对应的酸性氧化物________。
【答案】（1）KOH（2）N2O5
【解析】根据酸性氧化物与对应的酸，碱性氧化物与对应的碱中元素化合价相同分析。
（1）与K2O对应的碱为氢氧化钾，化学式为 KOH ；
（2）HNO3中氮元素化合价为+5价，与HNO3对应的酸性氧化物为 N2O5 ；
变式3：（2020·衢州）如图所示，是小科建构的铜及其化合物之间相互转化的关系图。
（1）写出图中“？”处物质的化学式________。
（2）要一步实现图中“Cu→Cu2”的转化，可将铜加入适量的某种盐溶液中，则该溶液的溶质是________。
（3）根据图中的转化关系，利用硝酸铜溶液制备纯净的硫酸铜晶体。请设计一个实验方案，要求写出主要操作步骤及所需要的试剂________。
【答案】（1）CuO
（2）硝酸银（AgNO3 ，）或硝酸汞[Hg（NO3）2]
（3）方案一：在硝酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液，沉淀后过滤、洗涤，并将适量稀硫酸加入到固体中，充分反应后并结晶。方案二：在硝酸铜溶液中加入适量铁粉，反应后过滤、洗涤，取所得固体在空气中充分加热，再将适量稀硫酸加入该固体中，充分反应后并结晶。
【解析】（1）只由两种元素组成，且其中一种是氧元素的化合物叫氧化物；
（2）在金属活动性顺序表中，只有排在前面的金属才能将后面的金属从盐溶液中置换出来；
（3）方案一：硝酸铜溶液先与碱反应生成不溶性的氢氧化铜，再与酸反应生成硫酸铜；
方案二：先通过置换反应得到铜单质，再通过加热得到氧化铜，最后与酸反应生成硫酸铜。
【解答】（1）图中“？”处物质为铜的氧化物，肯定由铜元素和氧元素组成，那么化学式为：CuO；
（2）在金属活动性顺序表中，银和汞都排在铜的后面，因此可以用它们的可溶性盐溶液与铜单质发生置换反应，因此该溶液的溶质是：硝酸银（AgNO3 ， ）或硝酸汞[Hg（NO3）2]；
（3）根据图中的转化关系，利用硝酸铜溶液制备纯净的硫酸铜晶体。
方案一：在硝酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液，沉淀后过滤、洗涤，并将适量稀硫酸加入到固体中，充分反应后并结晶。
方案二：在硝酸铜溶液中加入适量铁粉，反应后过滤、洗涤，取所得固体在空气中充分加热，再将适量稀硫酸加入该固体中，充分反应后并结晶。
考点三、金属的冶炼
（一）金属在自然界中的存在
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。
（二）金属的冶炼原理与方法
(1)冶炼原理:金属冶炼就是要把金属从化合态变成游离态。
(2)冶炼方法:用C、CO、H2等还原剂与金属氧化物反应，夺取金属氧化物中的氧，得到金属单质，如C+2CuO高温 CO2↑+2Cu CO+CuO高温 CO2↑+Cu H2+CuO = H2O+Cu
（三）氢气与氧化铜反应
(1)实验器材:试管、酒精灯、铁架台(带铁夹)。
(2)实验装置:如图所示。
(3)实验步骤:检(检验氢气的纯度)、通(通氢气)、点(点燃酒精灯加热)、熄(实验完毕，先熄灭酒精灯)冷(继续通氢气，直到试管完全冷却)。
(4)实验现象:黑色固体逐渐变为红色，同时试管口出现小水珠。
(5)注意事项
①试管口应略向下倾斜，且试管口不能塞塞子。向下倾斜的目的是避免反应中生成的水倒流而炸裂试管。
②氧化铜要铺在试管底部，目的是增大反应物的受热面积，加快反应速率。
③通氢气的导管应插到试管底部的氧化铜上方，一是为了避免氧化铜粉末堵塞导管口，二是易把试管里
的空气排净，加热后不易发生危险。
④实验之前先通氢气后加热，目的是排出试管内的空气，防止氢气和空气混合加热时发生爆炸。实验结束后先熄灭酒精灯，继续通氢气，直至试管冷却为止。目的是防止生成的铜在温度较高时再次被氧气氧化成氧化铜，使实验失败。
⑤因为要先通氢气，实验结束后还要通氢气，所以实际所用氢气的量要远大于理论用量。
（四）还原反应
(1)还原反应:含氧化合物里的氧被夺取的反应，叫做还原反应。如CuO中的氧被C、H2、CO等夺取，CuO发生了还原反应。
(2)还原性:能从含氧化合物中夺取氧的性质叫做还原性。
(3)还原剂:具有还原性的物质可做还原剂。C、H2、CO是常见的还原剂。
（五）铁的冶炼
(1)反应原理:在高温下，用还原剂(主要是一氧化碳 )从铁矿石中把铁还原出来。
(2)反应方程式:3CO+Fe2O3 高温2Fe+3CO2
(3)实验现象:红色的固体逐渐变为黑色(铁粉),同时产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。
(4)尾气处理:一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，可将尾气点燃或收集。
（六）有关纯度问题的计算
纯度 = 纯物质的质量/不纯物质的质量 x 100%
(1)根据混合物的质量及纯度，计算纯净物的质量。纯净物的质量=混合物的质量x纯度。
(2)根据纯净物的质量，求其中组成元素的质量。
组成元素的质量=纯净物的质量x纯净物中某组成元素的质量分数。
(3)求工业产品中含杂质的物质的质量，即求混合物的质量。
混合物的质量=纯净物的质量/纯度
典例1：（2022·浙江高照实验学校九年级阶段练习）如图所示装置是一种改进的用一氧化碳还原氧化铜的实验装置。
（1）根据B装置中出现的现象，可以判断反应是否开始，则装置B中发生反应的化学方程式为______。
（2）加热过程中装置A中出现的现象是______。
【答案】 黑色粉末变为红色
【解析】（1）氧化铜在高温条件下可以被一氧化碳还原为红色的铜，同时生成二氧化碳气体，根据B装置中出现的现象，可以判断反应是否开始，因此B装置中药品为澄清石灰水，氢氧化钙溶液能用于检验二氧化碳气体，是因为氢氧化钙能与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，使溶液浑浊，反应的化学方程式为：。
（2）黑色的氧化铜在高温条件下可以被一氧化碳还原为红色的铜，因此加热过程中装置A中出现的现象是：黑色粉末变为红色。
变式1：（2022·浙江杭州·一模）小乐利用如图所示装置和药品进行实验。实验时，先加热炭粉，一段时间后，将酒精喷灯移至CuO处加热，最终CuO变为紫红色固体。下列分析错误的是（ ）
A．装置中气球的作用：收集尾气、防止污染空气
B．反应过程中，CuO变为Cu
C．反应过程中，体现出炭粉具有还原性
D．装置中发生的反应：
【答案】D
【解析】A、由于在高温条件下碳和二氧化碳反应生成了一氧化碳，气球可以收集尾气一氧化碳，防止污染空气，故说法正确；
B、反应过程中，在高温条件下，一氧化碳还原氧化铜生成了铜和二氧化碳，故说法正确；
C、在高温条件下碳和二氧化碳反应生成了一氧化碳，此反应过程中碳夺去了二氧化碳中的氧，被氧化，说明碳具有还原性，故说法正确；
D、由于碳和氧化铜不接触，不能发生反应，发生的反应是二氧化碳和碳在高温下反应生成一氧化碳，一氧化碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳，故说法错误。故选D
变式2：（2022·浙江杭州·九年级期末）现有一份质量为m1的氧化铜样品，小金想要测定该样品中氧化铜的质量分数，进行了如图所示实验（样品中的杂质不参加反应）。
（1）写出反应后装置A中的现象___________；
（2）停止加热后，继续通CO的目的是___________。
（3）完全反应后，甲同学称得装置B增重m2，则样品中氧化铜的质量分数为______（用实验所得数据表示）；
（4）小胡觉得该装置存在不足，需改进之处是________。
【答案】黑色固体变红 防止Cu被空气氧化，防止氢氧化钠溶液倒吸 在B装置后加尾气处理装置
【解析】（1）装置A中氧化铜被CO还原成铜，观察到的现象为黑色固体变红；
（2）停止加热后，为防止Cu被空气氧化，防止氢氧化钠溶液倒吸 ，需继续通CO；
（3）完全反应后，甲同学称得装置B增重m2，说明反应生成二氧化碳质量为m2，设样品中氧化铜的质量分数为x，则
解得，即样品中氧化铜的质量分数为。
（4）该实验的尾气中含有CO，该装置没有尾气处理装置，会污染空气，应在B装置之后加尾气处理装置。
变式3：（2022·浙江杭州·二模）利用如图所示装置探究一氧化碳的有关性质，实验步骤如下：
步骤Ⅰ：关闭K2、打开K1缓缓通入氮气一段时间再关闭K1；
步骤Ⅱ：点燃装置B、D两处的酒精灯；
步骤Ⅲ：打开K2，通入纯净的一氧化碳；
步骤Ⅳ：待装置B玻璃管中固体全部变色时，停止加热；
步骤Ⅴ：……
（1）步骤Ⅴ的相关操作是___________。
（2）装置A中的澄清石灰水不变浑浊，B中有红色物质生成，而C中澄清石灰水变浑浊，这个现象体现了一氧化碳的性质是___________。
（3）实验结束，称得铜12.8g，则参加反应的氧化铜的质量是___________g。
【答案】关闭K2、打开K1，通入氮气至玻璃管冷却为止 还原性 16
【解析】（1）分析实验步骤可知，步骤Ⅴ为关闭K2打开K1通入氮气至玻璃管冷却为止（或继续通入一氧化碳至玻璃管冷却为止）；
（2）一氧化碳与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，B中有红色物质生成，而C中澄清石灰水变浑浊，能够证明一氧化碳具有还原性；
（3）设参加反应的氧化铜的质量是x
x=16g 则参加反应的氧化铜的质量是16g。
考点四、化合物之间的相互转化
（一）金属在自然界中的存在
1.化合物相互转化的普遍性
在自然界中不断发生着各种物质间的相互转化。石灰岩岩洞里的钟乳石和石笋就是岩石中的碳酸钙经过复杂的化学反应转化而成的。发生反应的化学方程式为
CaCO3 + H2O +CO2 = Ca(HCO3)2
Ca(HCO3)2 △ CaCO3+H2O+CO2↑。
2.物质相互转化的规律
研究表明:酸、碱盐、氧化物在一定条件下能发生相互转化。
(1)两条纵线(两列)
a.金属 → 金属氧化物 → 碱 → 盐:
金属+氧气 → 金属氧化物， 金属氧化物+水 → 碱， 碱+酸 → 盐+水
b.非金属 → 非金属氧化物酸盐:
非金属+氧气 → 非金属氧化物，
非金属氧化物+水 → 酸, 酸+碱 → 盐+水
(2)两条折线(两外围)
a.金属+酸→盐+氢气
b.金属1+盐1→金属2+盐2
(3)四条横线(四横)
a.金属+非金属 → 无氧酸盐
b.金属氧化物+非金属氧化物 → 含氧酸盐
c.碱+酸 → 盐+水
d.盐1+盐2 → 盐3+盐4
(4)四条交叉线(四交叉)
a. 金属氧化物+酸 → 盐+水
b. 非金属氧化物+碱 → 盐+水
c.碱1+盐1 → 碱2+盐2
d.酸1+盐1 → 酸2+盐2
典例1：（2022九上·余姚期末）小科在下五子棋时受到启发，设计了一款“物质推断"版的五子棋，游戏规则为：在同一条直线上的相邻物质之间能够发生化学反应(如右图)。现假设这五种物质分别是盐酸、氢氧化钡、碳酸钠、二氧化碳和金属铁，请回答下列问题：
（1）写出上述物质中发生置换反应的化学方程式： 。
（2）C处的物质是 (写化学式) 。
【答案】（1）Fe+ 2HCl=FeCl2+ H2↑
（2）Na2CO3 (写Ba(OH)2也给分)
【解析】根据置换反应是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，由所给几种物质的化学性质，确定出相关反应情况，从而推导各字母代表物质，结合方程式书写解答。
（1）置换反应是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，所给各物质中铁与盐酸反应属于置换反应，方程式为Fe+ 2HCl=FeCl2+ H2↑ ；、
（2）若A为铁，则B为盐酸，C为碳酸钠，D为氢氧化钡，E为二氧化碳，若A为二氧化碳，则B为氢氧化钡，C为碳酸钠，D为盐酸，E为铁，所以C处物质为碳酸钠。
变式1：（2022九上·越城期末）下列物质间的转化不能一步完成的是（ ）
A．NaNO3→Na2CO3 B．HCl→HNO3
C．CaCO3→CaCl2 D．BaCl2→NaCl
【答案】A
【解析】根据所给物质的性质分析，由各物质性质结合复分解反应条件判断反应是否可一步实现。
A、硝酸钠不能一步形成碳酸钠，符合题意；
B、盐酸与硝酸银反应可转化为硝酸，不符合题意；
C、碳酸钙与盐酸反应可一步转化为氯化钙，不符合题意；
D、氯化钡与硫酸钠反应可一步转化为氯化钠，不符合题意；
变式2：（2022九上·丽水期末）A、B、C、D是初中科学常见的四种物质，其中A、B属于相同物质类别的化合物，C、D物质类别不同，它们之间的转化和反应关系如图。图中“→“表示某一种物质经步反应可转化为另一种物质，“一”表示相连两物质能发生化学反应，部分反应物、生成物及反应条件已略去。请回答：
（1）若B是硫酸、C是碳酸钠，则B和C反应的化学方程式是 ；
（2）若C是二氧化碳，则D可能的化学式是 (填物质类别不同的两种) ”
【答案】（1）Na2CO3+H2SO4 = Na2SO4+CO2↑+H2O （2）FeCl3、HCl ( 合理即可)
【解析】根据酸和碱的化学性质分析，结合框图中物质间的转化关系、方程式书写解答。
（1）若B是硫酸，C是碳酸钠，碳酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，化学方程式为Na2CO3+H2SO4 = Na2SO4+CO2↑+H2O ；
（2） 若C是二氧化碳，则A和B属于碱，B可生成A，则B可以是氢氧化钙，A可以是氢氧化钠，D可与A和B反应且不属于氧化物，则D可能酸或盐，如氯化铁或盐酸等，化学式是FeCl3、HCl等；
变式3：（2021九上·宁波期中）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）。
【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。
1．（2022·浙江杭州·九年级期末）如图是氢气还原氧化铜的实验，下列说法错误的是（ ）
A．点燃酒精灯之前，应先通入氢气一段时间 B．反应后，铜元素的化合价升高了
C．本实验体现了氢气具有还原性 D．该反应属于置换反应
【答案】B
【解析】A、氢气还原氧化铜实验时，为防止点燃氢气与空气的混合气体发生爆炸，点燃酒精灯前先通一会氢气，以排除装置内空气，不符合题意；
B、反应后，铜元素化合价由+2价下降至0价，符合题意；
C、该实验氢气发生氧化反应，体现了其还原性，不符合题意；
D、该反应中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，不符合题意；故选：B。
2．（2022·浙江绍兴·中考真题）春秋初期，绍兴一带是南方的一个冶铁中心，其炼铁方法是在1000℃左右的温度下，使木炭和铁矿石（主要成分为Fe2O3）发生一系列的反应生成含较多杂质的海绵铁，其中主要化学反应为：3CO+ Fe2O32Fe+3CO2，下列说法正确的是（ ）
A．海绵铁是一种纯净物 B．Fe2O3中铁元素的化合价为+3价
C．上述反应中涉及的氧化物只有2种 D．炼铁过程中，木炭只是作为燃料使用
【答案】B
【解析】A．纯净物是由一种物质组成的，混合物有多种物质组成，海绵铁含有多种物质，属于混合物，故A错误。
B．在化合物中正负化合价的代数和为零，Fe2O3中，氧元素为-2价，则铁元素的化合价是+3，故B正确。
C．氧化物是由两种元素组成，其中一种是氧元素，由化学方程式看出，上述反应中涉及的氧化物有一氧化碳、氧化铁和二氧化碳，有3种，故C错误。
D．木炭不完全燃烧还可以生成一氧化碳，一氧化碳具有还原性，用于炼铁，木炭不只是作为燃料使用，故D错误。
3．（2022·浙江·平阳县九年级期末）用Zn、CuO、稀H2SO4作原料制取Cu，有两种途径：
①ZnH2Cu
②CuOCuSO4Cu，
若用这两种方法制得的铜的质量相等，下列叙述符合实验结果的是（ ）
A．消耗相同质量的氧化铜 B．消耗相同质量的锌
C．消耗相同质量的稀硫酸 D．生成硫酸锌的质量相同
【答案】A
【解析】因为整个制备过程中，所有Cu元素都能形成单质Cu，而都来自CuO，没有损失，所以①②氧化铜质量相同。
①Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，H2+CuO H2O+Cu 生成1份Cu需要1份CuO和1份H2SO4和1份Zn
②CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，CuSO4+Zn=Cu+ZnSO4 生成1份Cu需要1份CuO和1份H2SO4和1份Zn
看上去都是相同的。特别注意用H2还原氧化铜的时候，需要先通H2然后加热，以将空气从玻璃管中排出。如果不排出，会引起爆炸，所以H2的量要多一些。自然H2SO4的量也要多。因为H2是从硫酸中得来的。
4．（2022·浙江台州·中考真题）《天工开物》中介绍了用碳和氧化锌在高温条件下冶炼锌的方法，化学方程式为：。该反应中具有还原性的反应物是___________，ZnO中锌元素的化合价为___________价。
【答案】C ＋2
【解析】碳夺取了氧化锌中的氧，具有还原性。在ZnO中氧元素一般显﹣2价，设锌元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：x+（﹣2）＝0，则x＝+2，即ZnO中锌元素的化合价为+2价。
5．（2022·浙江·温州市九年级开学考试）小柯和小雪打算做氢气还原氧化铜实验。
（1）小柯用图甲装置还原氧化铜，他观察到的实验现象是___________ 。
（2）小雪则设计了图乙的氢气还原氧化铜微型实验，微型滴管内装有稀硫酸，实验开始时应先挤压滴管还是先点燃酒精灯？___________。
（3）小雪的方案比小柯的方案除了节省药品外，还有什么优点？___________。
【答案】黑色粉末变红，试管口出现小水珠 先挤压滴管 操作方便、更安全或其它合理答案
【解析】（1）氢气具有还原性，与氧化铜反应生成铜和水，会观察到黑色粉末变红，试管口出现小水珠；
（2）氢气具有可燃性，点燃混有空气的氢气会产生危险，故点燃可燃性气体前要验纯，实验时需先通入氢气排出装置内的空气，然后再加热，以确保实验的安全性，所以图乙中装置进行时需先挤压滴管，使锌与硫酸反应产生氢气，用氢气流排空导管中原有的空气，然后再点燃酒精灯；
（3）甲装置没有排除空气的干扰，使氢气中混有空气，点燃时可能发生危险，乙装置在点燃酒精灯前，排除了空气的干扰，使氢气更纯，更安全，此外通过操作滴管可以控制氢气产生的速率，操作较方便。
6．（2022·浙江温州·九年级期末）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）甲装置中盛放的液体是________ 。
（2）实验过程中观察到无水硫酸铜不变色，澄清石灰水变浑浊，则原气体中一定含有________ （填化学式），同时乙装置中黑色固体变________色。
【答案】浓硫酸（或浓H2SO4） CO； 红
【解析】根据一氧化碳和氢气都有还原性，一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳，氢气还原氧化铜生成铜和水，由此判断气体成分。
（1）甲装置为检验和吸收水蒸气的装置，则盛放液体为浓硫酸；
（2）实验过程中观察到无水硫酸铜不变色，则说明没有水生成，即原气体中没有氢气，澄清石灰水变浑浊，则说明有二氧化碳生成，即原气体含有CO，一氧化碳有还原性，能使氧化铜还原成铜，乙装置现象为黑色固体变成红色。
7．（2022·浙江绍兴·九年级期末）有一包粉末，可能含有碳酸钙、氧化铁、氧化铜、木炭粉中的一种或几种，现做实验如下：
（1）高温加热混合物，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体；
（2）向剩余残渣中加入足量稀盐酸，残渣全部溶解且放出可燃性气体。
由此推断：原混合物中一定含有___________，可能含有___________；
若要确认可能含有物质是否存在，可设计如下实验：___________。
【答案】氧化铁、碳粉 碳酸钙##CaCO3 取原粉末少量，加入足量稀盐酸，若有气泡生成，说明有碳酸钙,反之没有碳酸钙
【解析】（1）高温加热混合物，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，说明混合物受热可生成二氧化碳气体，碳酸钙分解可产生二氧化碳，碳与氧化铁或氧化铜反应可生成二氧化碳；
（2）向剩余残渣中加入足量稀盐酸，残渣全部溶解且放出可燃性气体 ，说明残渣中不能有铜，一定有铁，则粉末成分中一定有木炭粉和氧化铁，一定没有氧化铜，可能有碳酸钙。
由分析可知，原混合物中一定含有氧化铁、碳粉；可能含有碳酸钙；
碳酸钙可以与稀盐酸反应产生二氧化碳气体，若要确定碳酸钙的存在，可直接取粉末加入盐酸，观察是否有气泡产生，若有，则含碳酸钙，若没有，则不含碳酸钙。
8．（2021九上·江北期末）H2、CO和CO2都是初中化学常见的气体。
（1）可燃性气体与空气混合点燃可能会爆炸，所以可燃性气体点燃前应先 。
（2）某无色气体X可能含有上述3种气体中的一种或几种。为了确认气体X的组成，同学们按下图装置进行实验。（小资料：碱石灰的主要成分是CaO和NaOH）
①装置C、D中盛放的试剂依次是 。（填序号）
a．烧碱溶液 b．浓硫酸
②若取一定质量的气体X进行实验（假设每步反应都完全），发现装置A中无明显变化，装置C和装置D质量均增加。则气体X的组成是 。
【答案】（1）验纯 （2）ba；H2、CO
【解析】根据可燃性气体与空气混合点燃易发生爆炸，浓硫酸的吸水性，氢氧化钠与二氧化碳反应的性质及气体燃烧的产物判断气体的组成分析。
（1）可燃性气体与空气混合点燃易发生爆炸，为防止爆炸的发生，点燃可燃性气体前需先验纯；
（2）由题中所给信息可知，要验证气体成分，先通入A中澄清石灰水，验证是否含二氧化碳，再通过碱石灰除去水蒸气和二氧化碳，将气体燃烧，通过燃烧生是否生成水和二氧化碳验证是否含氢气和一氧化碳，则C为验证水的装置，D为验证二氧化碳的装置， 装置C、D中盛放的试剂依次是浓硫酸和烧碱溶液； 装置A中无明显变化，说明不含二氧化碳，装置C和装置D质量均增加，说明气体燃烧有水和二氧化碳生成，则X的组成是 H2、CO 。
9．（2022·浙江温州·九年级期末）小明利用如图的实验装置开展氢气还原氧化铜的实验。
（1）小明将铜丝在酒精灯上加热至表面完全变黑，趁热立即放入集气瓶中，“趁热”是因为________。
（2）氢气还原氧化铜的本质是氢气夺取氧化铜中的氧生成水。如果与氢气反应前、后铜丝的质量分别为m1和m2，则参加反应的氢气质量为________。
【答案】反应需要加热（或高温）才能进行
【解析】（1）氢气与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和水，题文中“趁热”是因为反应需要加热才能进行，故填反应需要加热才能进行。
（2）由题文可知，m1 m2是参加反应的氧化铜中氧元素的质量，也是反应后生成的水中氧元素的质量，由水的化学式可知，水中氢、氧元素的质量比为1：8，则水中氢元素的质量= ，故填。
10．（2022九上·西湖期末）现有一份质量为m1的氧化铜样品，小金想要测定该样品中氧化铜的质量分数，进行了如图所示实验（样品中的杂质不参加反应）。
（1）写出反应后装置A中的现象 ；
（2）停止加热后，继续通CO的目的是 。
（3）完全反应后，甲同学称得装置B增重m2，则样品中氧化铜的质量分数为 （用实验所得数据表示）；
（4）小胡觉得该装置存在不足，需改进之处是 。
【答案】（1）黑色固体变红 （2）防止Cu被空气氧化，防止氢氧化钠溶液倒吸
（3）20m2/11m1 （4）B装置后加尾气处理装置
【解析】根据一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，实验结束后需防止铜再被氧化，由氢氧化钠溶液增重质量为产生二氧化碳质量，利用二氧化碳质量和方程式中物质间质量关系计算氧化铜质量分数及CO对空气的污染分析。
（1）A中氧化铜被一氧化碳还原成铜，观察到黑色固体变红；
（2）停止加热后，为防止Cu被空气氧化，防止氢氧化钠溶液倒吸 ，需继续通CO；
（3）完全反应后，甲同学称得装置B增重m2，说明反应生成二氧化碳m2克，设样品中氧化铜的质量分数为 x
CuO+CO=Cu+CO2
80 44
m2x m2
80：44=m2x ：m2 x= 20m2/11m1
（4）该实验的尾气中含有CO，该装置没有尾气处理装置，会污染空气，应在B装置之后加尾气处理装置。
11．（2022·浙江·宁波市九年级阶段练习）实验室可用如下图所示的装置制取纯净、干燥的 CO，然后用 CO 还原 Fe2O3并检验气体产物。
（1）A装置中草酸（H2C2O4）在浓硫酸和加热的条件下发生分解反应生成CO、H2O和另一种氧化物，请写出反应的化学方程式：___________。
（2）为达到实验目的，正确的装置连接顺序依次为A___________。（用大写字母依次表示）
（3）该实验装置有不足之处，请给出改进措施___________。
【答案】H2C2O4H2O+CO↑+CO2↑ EBCD 增加尾气处理装置
【解析】（1）A装置中草酸（H2C2O4）在浓硫酸和加热的条件下发生分解生成CO、H2O和另一种氧化物，由质量守恒定律可知氧化物应为二氧化碳，反应化学方程式：H2C2O4H2O+CO↑+CO2↑；
（2）由题意可知，在制取的气体中含有二氧化碳、一氧化碳和水蒸气，为了制取纯净、干燥的CO，应先利用氢氧化钠除去二氧化碳，再利用浓硫酸干燥，即可得到纯净、干燥的一氧化碳，一氧化碳还原氧化铁得到的二氧化碳可用澄清的石灰水检验，所以达到实验目的，正确的接口连接顺序为：AEBCD；
（3）由于尾气中含有一氧化碳能污染空气，所以该实验装置有不足之处，改进措施为：在f处连接尾气处理装置。
12．（2022·浙江·宁波市九年级阶段练习）某氧化铜（CuO）粉末中混有少量氧化亚铜（Cu2O），现有一课外活动小组利用下图装置测定其中Cu2O含量，请根据图示内容和相关资料回答下列问题：
相关资料：a．氧化铜和氧化亚铜都能在加热条件下与氢气反应生成铜和水；b．氯化钙固体可以吸收水分。
（1）装置B中应放的试剂为_______。
（2）E装置的作用是_______。
（3）已知反应前混合物的总质量为15.2g，完全反应后U型管内物质的质量增加了2.7g（损失忽略不计），则原混合物中Cu2O的质量为_______g。
【答案】浓硫酸 防止空气中的H2O进入D装置中 7.2
完全反应后U型管内物质的质量增加了2.7g，则氢气还原氧化铜和氧化亚铜生成的水为2.7g，假设氧化亚铜质量为x，氧化铜质量为y，根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素质量不变，氧化铜和氧化亚铜中氧元素质量等于水中氧元素质量，为：，则根据氧化铜和氧化亚铜总质量为15.2g可列方程：x+y=15.2g，氧化铜和氧化亚铜中氧元素质量等于水中氧元素质量可列方程：，联立两个方程得x=7.2g，故原混合物中Cu2O的质量为7.2g。
【解析】氯化钙固体可以吸收水分，通过增加的质量可以知道还原氧化亚铜生成的水质量，故需要除去氢气中的水分，故装置B中应放的试剂为浓硫酸；
空气中有水蒸气E装置中的碱石灰可以吸收水分，防止空气中的H2O进入D装置中；
13.（2021·吴兴模拟）小科利用图示装置进行“一氧化碳还原氧化铜”的实验。实验步骤如下：
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。
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。
步骤4：当B中出现 现象时，可熄灭酒精灯；待装置完全冷却后，再进行整理。
（1）步骤2中是利用浓硫酸的脱水性（将有机物中的氢氧元素脱出，结合成水被浓硫酸吸收）来制取CO，该反应属于________反应。（填基本反应类型）
（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4中的现象是________。
【答案】（1）分解
（2）排尽W形管内的空气，防止点燃酒精灯进行加热时发生爆炸
（3）黑色固体变红色
【解析】（1）一种物质生成两种或多种物质的反应叫分解反应；
（2）一氧化碳为可燃性气体，如果其中混有空气，那么在加热时可能发生爆炸；
（3）氧化铜为黑色固体，铜单质为红色固体；当B中没有黑色固体存在时，就可以熄灭酒精灯了。
【解答】（1）在步骤2中，甲酸生成一氧化碳和水，由于反应物只有一种，因此属于分解反应；
（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：排尽W形管内的空气，防止点燃酒精灯进行加热时发生爆炸。
（3）步骤4中的现象是黑色固体变红色。
14．（2022·浙江杭州·九年级期末）小乐查阅资料发现：氢气还原氧化铜的一些实验中，得到的固体产物是铜和氧化亚铜（Cu2O）组成的混合物。于是她对反应产物的变化情况进行了如下探究：利用图甲所示实验装置，称取若干份质量均为0.6000g的氧化铜，在相同条件下分别用氢气还原不同时间并检测固体中氧化亚铜的质量。
（1）实验装置中通入氢气的导管末端应位于试管______（选填“①”“②”或“③”）处；在加热氧化铜前，需要先通一段时间的氢气，其目的是_____________________________。
（2）在相同条件下分别用氢气还原不同时间（t），检测所得固体中氧化亚铜的质量（m），结果如图乙所示。为确保反应所得固体中氧化亚铜尽可能少，可采取的措施是____________________。
（3）小乐对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设：经历2CuO+H2Cu2O+H2O，H2+Cu2O2Cu+H2O两个反应，且在同一条件下两个反应同时进行。试根据图乙所示的探究结果计算分析，假设中“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据_____________________________________。
【答案】① 除去试管内的空气，防止加热时发生爆炸 加热条件下通入氢气足够长时间（合理即可） 如果分步进行，氧化亚铜最大质量应该是0.5400g，而不是0.3218g（合理即可）
【解析】（1）为使氢气与氧化铜充分接触，实验装置中通入氢气的导管末端应位于试管①处，因氢气与空气混合气体点燃易发生爆炸，为除去试管内的空气，防止加热时发生爆炸，在加热氧化铜前，需要先通一段时间的氢气；
（2）由图乙变化趋势可知，生成氧化亚铜随时间的延长逐渐减小，所以要确保反应所得固体中氧化亚铜尽可能少，可加热条件下通入氢气足够长时间；
（3）设氧化铜完全转化为氧化亚铜质量为x，
x=0.5400g
如果分步进行，氧化亚铜最大质量应该是0.5400g，而不是0.3218g，说明在同一条件下两个反应能同时进行。
15.（2021·金华）思维模型的建构既方便于问题的解决，又能促进深度学习。某科学研究小组同学，在研究了气体检验专题内容后，认为气体检验的关键是干扰气体的界定，判断标准是对后续实验是否会产生干扰。于是在老师的指导下对解决“气体检验”类问题建构了如下思维模型：
【模型应用】同学们为检验天然气燃烧后的气体产物成分，应用思维模型设计了如图甲实验方案（固定装置未画出），将天然气在氧气中燃烧后得到的混合气体通过该方案进行实验。
（1）实验过程中观察到A装置中的无水硫酸铜变蓝，B、F装置中的澄清石灰水均变浑浊，D装置中的澄清石灰水不变浑浊，由此可得出该气体产物的成分为________；
（2）图甲实验方案中，装置C和D归属于上述思维模型中的________环节；
（3）【改进创新】小金同学认为，原气体产物中的CO2对CO的检验不会产生干扰，于是从简约装置、节约实验药品的角度出发，对图甲方案进行了改进与创新，去掉B、C、D装置，替换F、G装置，改用图乙所示的装置对该气体产物的成分进行探究。在实验中，小金先从A处通一段时间混合气体，再点燃E处酒精灯加热，观察现象，也实现了气体产物成分的检验。
实验中，小金在加热前先通一段时间的混合气体，其目的是________；
（4）实验中，判断E中玻璃管内空气已排净的实验现象是________。
【答案】（1）H2O、CO2、CO
（2）气体净化
（3）防止加热时发生爆炸，检验CO2
（4）H装置中澄清石灰水变浑浊
【解析】根据水能使无水硫酸铜变蓝，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，一氧化碳与氧化铜反应后生成二氧化碳分析。
（1）实验过程中观察到A装置中的无水硫酸铜变蓝，说明含有水，B装置中的澄清石灰水均变浑浊，说明含有二氧化碳，D装置中的澄清石灰水不变浑浊，F石灰水变浑浊，说明将原二氧化碳除去，经过反应又生成了二氧化碳，即原气体中含有一氧化碳；
（2）装置C和D是除去原有二氧化碳，归属于上述思维模型中的气体净化 ；
（3）加热CO与空气的混合气体时易发生爆炸，且为验证气体中有二氧化碳，需在CO反应前检验，所以小金在加热前先通一段时间的混合气体，目的是防止加热时发生爆炸，并检验CO2；
（4）H装置中澄清石灰水变浑浊，则说明有通入气体进入H，装置内空气已排净；
16．（2022·浙江·舟山市定海区阶段练习）秸秆用于制沼气可以解决农村的燃料短缺问题。沼气的主要成分是CH4，可能含有CO2、CO。小张采集了某沼气池中的气体样品，探究该找其中是否含有CO2和CO。
资料①CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O； CuO+COCu+CO2 ②CH4不与碱溶液、浓硫酸发生反应。
小张设计并进行了如图所示的实验：
（1）用装置F收集尾气，导管口的连接顺序是a接________（填“b”或“c”）。
（2）实验前要先通一会儿气体样品，然后再点燃D处酒精灯，其目的是________。
（3）小张想通过装置E和装置F增加的质量来判断混合气体中是否含有CO。实验停止加热后，继续通入一会儿气体样品，充分排除装置D内反应生成的残留气体。反应结束后，测得数据如下表，请通过计算判断沼气中是否含有CO________。
装置 原来总质量/克 完全吸收气体后总质量/克 增加的质量/克
装置E 115.2 118.8
装置F 111.5 115.9
【答案】c 排尽装置内空气，防止爆炸 不含CO，计算过程见解析
【解析】（1）分析F装置的特点可知，用排水法收集气体导管口的连接顺序是a接c。
（2）因为甲烷具有可燃性，点燃不纯的甲烷会发生爆炸，实验前要先通一会儿气体样品，然后再点燃D处的酒精灯，其目的是排尽装置内空气，防止爆炸。
（3）装置E的增加量等于反应生成水的质量，为118.8g-115.2g=3.6g，
装置F的增加量等于反应生成二氧化碳的质量，为115.9g-111.5g=4.4g。
设生成3.6g水同时生成二氧化碳的质量为x
x=4.4g
则反应生成的二氧化碳全部来自于甲烷和氧化铜反应生成，故沼气中不含CO。
17．（2022·浙江杭州·九年级阶段练习）某校化学兴趣小组的同学用如图装置进行木炭还原氧化铜的实验并进行相关探究实验。假定实验产生的二氧化碳全部被澄清石灰水吸收。将试管b中的混浊液过滤、洗涤、干燥、称量，理论上得固体物质2.00g。实验完毕后，发现试管a中仍有黑色固体物质。
【提出猜想】
李华同学：黑色固体物质是木炭
刘明同学：黑色固体物质是氧化铜
王军同学：黑色固体物质是木炭和氧化铜的混合物
【查阅资料】
木炭、铜都不溶于水也不能与稀硫酸发生反应；CuO、Fe2O3等能与稀硫酸反应生成盐和水。
【实验设计】
①将反应后试管a中的固体物质全部转入小烧杯c中，加入足量稀硫酸，用玻璃棒充分搅拌后，过滤，得到蓝色滤液e和固体物质f。
②将f全部转入坩埚中充分灼烧，看到燃烧现象，完全反应后，冷却、称量，理论上得固体物质4.80g。
(1)【实验结论】________同学的猜想正确。
(2)【结果应用】①根据实验相关数据，写出试管a中反应的化学方程式________；
②请对上述实验装置提出改进意见________。
(3)【实验拓展】请你设计一个实验方案，证明滤液e中含H+（酸）________。
【答案】王军 2C+3CuO3Cu+CO2↑+CO↑ 增加尾气处理装置 取溶液e少许，加入活泼金属锌，有气泡出现，证明滤液e中含有酸
【解析】（1）将反应后试管a中的固体物质全部转入小烧杯c中，加入足量稀硫酸，用玻璃棒充分搅拌后，过滤，得到蓝色滤液e和固体物质f，所以混合物中含有氧化铜；将f全部转入坩埚中充分灼烧，看到燃烧现象，所以混合物中含有碳，所以王军同学的猜想正确；
（2）①黑色固体即CuO的质量算出m Cu=4.8g×64÷80=3.84g，根据试管b中所得固体质量 即CaCO3的质量算出CO2的质量为0.88g，则反应过程中氧化铜与二氧化碳的个数比：，若只生成二氧化碳，根据质量守恒定律可知反应过程中氧化铜与二氧化碳的个数比=2:1，所以反应中有一氧化碳生成，故反应的化学方程式为：2C+3CuO3Cu+CO2↑+CO↑；
②根据①可知反应中有一氧化碳生成，为了防止污染空气，所以对实验装置提出改进意见是：增加尾气处理装置更好；
（3）酸会与活泼金属反应生成氢气，所以证明滤液e中含H+（酸）的方法是：取溶液e少许，加入，活泼金属锌，有气泡出现，证明滤液e中含有酸。
18．（2022·浙江杭州·二模）小明利用如图所示的装置可进行一氧化碳还原氧化铁的实验，其中，氮气可用作本实验的保护气；盛放氧化铁的是一支带有支管的试管，其支管可用于导出试管内的气体；酒精灯带网罩；整套装置的气密性良好。实验前，弹簧夹a、b均处于关闭状态，开始实验时，打开a，通入氮气一段时间后点燃酒精灯，再关闭a，打开b、请联系所学知识回答下列问题：
（1）该实验过程中可以观察到的现象有：___________。
（2）有同学指出，实验开始时，应该先打开弹簧夹b通入一氧化碳一段时间后再点燃酒精灯，你认为是否正确，请说明你的理由：___________。
（3）实验结束时，应先打开a通入氮气，再关闭b，熄灭酒精灯，继续通氮气直至装置冷却；待试管冷却后，把生成的黑色粉末倒在白纸上后；用磁铁靠近黑色粉末，黑色粉末全部被吸引；再取少量黑色粉末放入足量硫酸铜溶液中，搅拌后发现黑色粉末部分变红。
（提出问题）炼出来的黑色粉末的成分是什么呢？
（查阅资料）在铁的氧化物中只有氧化铁是红棕色，其余都是黑色；只有氧化亚铁在空气中会很快被氧化成氧化铁；只有四氧化三铁有磁性。
（综合探讨）同学们得出此次炼铁得到的生成物是___________。
【答案】红棕色粉末变黑，澄清石灰水变浑浊 不正确，若先通入一氧化碳却没有被酒精灯燃烧，会污染空气 铁##四氧化三铁
【解析】（1）一氧化碳与氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，观察到试管中的红棕色粉末变黑，生成的二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，观察到澄清石灰水变浑浊，故填红棕色粉末变黑，澄清石灰水变浑浊。
（2）若先通入一氧化碳，没有被酒精灯燃烧，会排放到空气中污染空气，故填不正确，若先通入一氧化碳却没有被酒精灯燃烧，会污染空气。
（3）用磁铁靠近黑色粉末，黑色粉末全部被吸引，即黑色粉末都能够被磁铁吸引，取少量黑色粉末放入足量硫酸铜溶液中，搅拌后发现黑色粉末部分变红，黑色粉末变红是铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，即黑色粉末中含有铁，不变红的黑色粉末不能与硫酸铜反应，则该部分黑色粉末为四氧化三铁，所以此次炼铁得到的生成物是铁和四氧化三铁，故填铁和四氧化三铁。
19．（2022·浙江杭州·中考真题）小金通过实验研究一氧化碳和氧化铜的反应，其操作步骤及观察到的现象如下：
步骤1：连接装置并检查装置气密性。
步骤2：按图甲所示向双具支试管内加入木炭粉和氧化铜，用向上排空气法使双具支试管内集满二氧化碳后塞上带有导管和德气球的橡皮塞。
步骤3：按图乙所示将双具支试管固定在铁架台上，并使木炭粉平铺于试管底部：用酒精喷灯加热氧化铜一段时间，未观察到明显现象。
步骤4：将酒精喷灯移至木炭粉处，加热一段时间，观察到气球明显胀大；再次将酒精喷灯移至氧化铜处，加热一段时间，观察到黑色粉末变为紫红色固体。
（1）步骤2中，可用燃着的木条检验二氧化碳是否集满，燃着的木条应___________（选填“放置在双具支试管口”或“伸入到双具支试管内”）。
（2）小金设计步骤3的目的是___________。
（3）实验中能表明一氧化碳具有还原性的实验现象是___________。
【答案】放置在双具支试管口 证明二氧化碳不能与氧化铜反应 黑色粉末变为紫红色固体
【解析】（1）用燃着的木条检验二氧化碳是否集满时，燃着的木条应应该放在双具支试管口，若木条熄灭，则证明二氧化碳收集满；
（2）步骤3中，双具支试管内装满二氧化碳，用酒精喷灯加热氧化铜一段时间，未观察到明显现象，说明二氧化碳不能与氧化铜反应，再由步骤4中的现象，证明一氧化碳能与氧化铜发生反应；
（3）步骤4中，观察到黑色粉末变为紫红色固体，说明一氧化碳与氧化铜反应生成了铜，证明一氧化碳具有还原性，故答案为：黑色粉末变为紫红色固体。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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第5节 物质的转化
考点一、非金属及其化合物之间的转化
（一）有的非金属可以转化为非金属氧化物(以硫黄燃烧实验为例)
实验步骤 实验现象 化学方程式
取一药匙硫黄，观察其外观 淡黄色粉末
将硫黄放到燃烧匙中，在酒精灯上点燃硫黄，观察现象 硫黄燃烧，产生淡蓝色火焰并放出热量，生成无色、有刺激性气味的气体 S+O2 点燃 SO2
把燃烧着的硫黄放进盛有氧气的集气瓶内，观察现象 燃烧更旺， 产生明亮的蓝紫色火焰， 生成无色、有刺激性气味的气体 S+O2 点燃 SO2
其他非金属在一定条件下也可以与O2发生反应，如:
4P+5O2 点燃 2P2O5 C+O2 点燃 CO2 2H2+O2 点燃 2H2O
（二）非金属氧化物可以转化生成酸，不稳定的酸受热分解后又重新生成非金属氧化物(以CO2与碳酸的转化实验为例)
实验步骤 实验现象 原因分析 反应的化学方程式
取2杯蒸馏水，向1杯吹气或通入CO2。然后向2只烧杯中滴加紫色石蕊试液 吹气或通入CO2的烧杯中滴入紫色石蕊试液后，溶液变红；另一烧杯无变化 吹气或通入CO2的烧杯中，生成了碳酸 CO2+H2O==H2CO3
从2只烧杯中分别取少量液体放入试管中，加热，观察现象 变红色的溶液又变成了原来的紫色，另一个无变化 碳酸不稳定， 受热分解生成CO2和H2O H2CO3 △ CO2↑+ H2O
其他非金属氧化物也可以与H2O反应，如:SO2+H2O = H2SO3 SO3+H2O = H2SO4
（三）非金属与其他化合物的转化
非金属 → 非金属氧化物 → 酸 → 盐
非金属 → 非金属氧化物 → 盐+水
典例1：（2022九上·北仑月考）如图是碳和碳的化合物的转化关系： ， 其各步转化的基本反应类型从左到右依次是（ ）
A.化合、分解、置换、复分解
B.置换、化合、复分解、分解
C.复分解、化合、置换、分解
D.分解、置换、化合、复分解
变式1：（2022九上·丽水月考）下列非金属氧化物中不能与水反应生成酸的是( )
A.二氧化碳 B.二氧化硫 C.二氧化硅 D.三氧化硫
变式2：下列关于碳和碳的化合物知识网络图(图中表示转化关系)的说法正确的是( )
A．“C→CO”的反应中碳发生还原反应 B．“CO→CO2”的反应类型为置换反应
C．“CO2→CaCO3”的反应可用于检验二氧化碳 D．“CO2H2CO3”的反应可用酚酞试剂验证
变式3：（2020九上·台州期中）含硫的物质在实验室或工业生产过程中可出现下列图示的转化：
（1）实验室中，点燃少量单质硫于充满氧气的集气瓶中燃烧，产生漂亮的蓝紫色火焰，生成物质A．A是工业排放物中一种主要的空气污染物，也是酸雨形成的主因之一．根据你学过的知识可将A转化成Na2SO3 ， 你提供的试剂是________．
（2）在硫酸工业中，将A在一定条件下与空气中的物质反应得到B，B与水结合得到硫酸．B与A的组成元素相同，B中硫元素与硫酸中硫元素化合价相同，写出A转化成B的化学方程式：________．
（3）上述物质转化过程中，属于化合反应的是________（填序号）．
（4）若回收工业排放物A 32吨，理论上可生产硫酸________ 吨．
考点二、金属及其化合物之间的转化
（一）有的金属与非金属可以发生反应，转化成化合物(以铁粉和硫黄反应的实验为例)
(1)实验药品:铁粉(黑色)，硫黄。
(2)实验步骤、实验现象、反应的化学方程式
实验步骤 实验现象、反应的化学方程式
取少量铁粉放在白纸上，再取少量硫黄与铁粉混合。用磁铁接近混合物，观察现象 铁粉能被磁铁吸引
把混合物放进试管内，用酒精灯加热，观察现象 铁粉和硫黄反应发光，生成黑色固体，同时放出大量的热，反应的化学方程式为Fe+S △ FeS
将生成物倒在白纸上，观察生成物的外观，再用磁铁靠近生成物，观察磁铁能否吸引生成物 生成物呈块状，不能被磁铁吸引
其他一些金属与非金属也可以发生反应，如:
2Na+Cl2 点燃 2NaCl 2Fe+3Cl2 点燃 2FeC13 Cu+Cl2 点燃 CuCl2
(3)实验解释:反应前是单质铁，可以被磁铁吸引，反应后生成物不再是铁，而是硫化亚铁，所以不能被磁铁吸引。充分说明单质铁转化成了相应的化合物。
（二）某些金属氧化物可以与水反应生成碱（活泼性较强的金属）
实验步骤 实验现象 反应的化学方程式
在蒸发皿中放1小块生石灰，加少量水，搅拌，观察现象 生石灰与水反应放出大量的热 CaO+H2O= Ca(OH)2
向反应后的蒸发皿中滴加几滴无色酚酞试液，观察现象 无色酚酞试液变红 无
其他一些金属氧化物也可以与水反应生成碱，如:Na2O+H2O = 2NaOH
BaO+H2O = Ba(OH)2 K2O+H2O=2KOH
（三）金属与其化合物的转化
金属 + 氧气 → 金属氧化物，
金属 + 非金属单质 → 盐（除O2，N2，C外）；
金属氧化物 + 水→ 碱(只有BaO、K2O、CaO、Na2O能与水反应)；
碱 + 酸 → 盐
金属氧化物 + 酸 → 盐和水。
用化学方程式表示下列物质间的转化：“钙→氧化钙→氢氧化钙→碳酸钙”，
①2Ca＋O2===2CaO，
②CaO＋H2O===Ca(OH)2，
③Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O。
写出相应的转化规律：金属→金属氧化物→碱→盐。
典例1：（2022·浙江舟山·中考真题）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。
变式1：（2022九上·衢江期末）如图为三种物质可能存在的转化关系，根据所学物质的性质及化学变化规律，判断下列说法中正确的是（ ）
A．不能一步实现转化的有①②
B．实现③转化，可通至氯化钠溶液
C．实现⑤转化，可加入碳酸钙粉末
D．实现⑥转化，可加入氢氧化钾溶液
变式2：（2022九上·新昌月考）酸性氧化物有对应的酸，碱性氧化物有对应的碱，如下表：
酸性氧化物CO2 对应的酸H2CO3
碱性氧化物CaO 对应的碱Ca(OH)2
请用化学式写出：
（1）与K2O对应的碱________；
（2）与HNO3对应的酸性氧化物________。
变式3：（2020·衢州）如图所示，是小科建构的铜及其化合物之间相互转化的关系图。
（1）写出图中“？”处物质的化学式________。
（2）要一步实现图中“Cu→Cu2”的转化，可将铜加入适量的某种盐溶液中，则该溶液的溶质是________。
（3）根据图中的转化关系，利用硝酸铜溶液制备纯净的硫酸铜晶体。请设计一个实验方案，要求写出主要操作步骤及所需要的试剂________。
考点三、金属的冶炼
（一）金属在自然界中的存在
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。
（二）金属的冶炼原理与方法
(1)冶炼原理:金属冶炼就是要把金属从化合态变成游离态。
(2)冶炼方法:用C、CO、H2等还原剂与金属氧化物反应，夺取金属氧化物中的氧，得到金属单质，如C+2CuO高温 CO2↑+2Cu CO+CuO高温 CO2↑+Cu H2+CuO = H2O+Cu
（三）氢气与氧化铜反应
(1)实验器材:试管、酒精灯、铁架台(带铁夹)。
(2)实验装置:如图所示。
(3)实验步骤:检(检验氢气的纯度)、通(通氢气)、点(点燃酒精灯加热)、熄(实验完毕，先熄灭酒精灯)冷(继续通氢气，直到试管完全冷却)。
(4)实验现象:黑色固体逐渐变为红色，同时试管口出现小水珠。
(5)注意事项
①试管口应略向下倾斜，且试管口不能塞塞子。向下倾斜的目的是避免反应中生成的水倒流而炸裂试管。
②氧化铜要铺在试管底部，目的是增大反应物的受热面积，加快反应速率。
③通氢气的导管应插到试管底部的氧化铜上方，一是为了避免氧化铜粉末堵塞导管口，二是易把试管里
的空气排净，加热后不易发生危险。
④实验之前先通氢气后加热，目的是排出试管内的空气，防止氢气和空气混合加热时发生爆炸。实验结束后先熄灭酒精灯，继续通氢气，直至试管冷却为止。目的是防止生成的铜在温度较高时再次被氧气氧化成氧化铜，使实验失败。
⑤因为要先通氢气，实验结束后还要通氢气，所以实际所用氢气的量要远大于理论用量。
（四）还原反应
(1)还原反应:含氧化合物里的氧被夺取的反应，叫做还原反应。如CuO中的氧被C、H2、CO等夺取，CuO发生了还原反应。
(2)还原性:能从含氧化合物中夺取氧的性质叫做还原性。
(3)还原剂:具有还原性的物质可做还原剂。C、H2、CO是常见的还原剂。
（五）铁的冶炼
(1)反应原理:在高温下，用还原剂(主要是一氧化碳 )从铁矿石中把铁还原出来。
(2)反应方程式:3CO+Fe2O3 高温2Fe+3CO2
(3)实验现象:红色的固体逐渐变为黑色(铁粉),同时产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。
(4)尾气处理:一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，可将尾气点燃或收集。
（六）有关纯度问题的计算
纯度 = 纯物质的质量/不纯物质的质量 x 100%
(1)根据混合物的质量及纯度，计算纯净物的质量。纯净物的质量=混合物的质量x纯度。
(2)根据纯净物的质量，求其中组成元素的质量。
组成元素的质量=纯净物的质量x纯净物中某组成元素的质量分数。
(3)求工业产品中含杂质的物质的质量，即求混合物的质量。
混合物的质量=纯净物的质量/纯度
典例1：（2022·浙江高照实验学校九年级阶段练习）如图所示装置是一种改进的用一氧化碳还原氧化铜的实验装置。
（1）根据B装置中出现的现象，可以判断反应是否开始，则装置B中发生反应的化学方程式为______。
（2）加热过程中装置A中出现的现象是______。
变式1：（2022·浙江杭州·一模）小乐利用如图所示装置和药品进行实验。实验时，先加热炭粉，一段时间后，将酒精喷灯移至CuO处加热，最终CuO变为紫红色固体。下列分析错误的是（ ）
A．装置中气球的作用：收集尾气、防止污染空气
B．反应过程中，CuO变为Cu
C．反应过程中，体现出炭粉具有还原性
D．装置中发生的反应：
变式2：（2022·浙江杭州·九年级期末）现有一份质量为m1的氧化铜样品，小金想要测定该样品中氧化铜的质量分数，进行了如图所示实验（样品中的杂质不参加反应）。
（1）写出反应后装置A中的现象___________；
（2）停止加热后，继续通CO的目的是___________。
（3）完全反应后，甲同学称得装置B增重m2，则样品中氧化铜的质量分数为______（用实验所得数据表示）；
（4）小胡觉得该装置存在不足，需改进之处是________。
变式3：（2022·浙江杭州·二模）利用如图所示装置探究一氧化碳的有关性质，实验步骤如下：
步骤Ⅰ：关闭K2、打开K1缓缓通入氮气一段时间再关闭K1；
步骤Ⅱ：点燃装置B、D两处的酒精灯；
步骤Ⅲ：打开K2，通入纯净的一氧化碳；
步骤Ⅳ：待装置B玻璃管中固体全部变色时，停止加热；
步骤Ⅴ：……
（1）步骤Ⅴ的相关操作是___________。
（2）装置A中的澄清石灰水不变浑浊，B中有红色物质生成，而C中澄清石灰水变浑浊，这个现象体现了一氧化碳的性质是___________。
（3）实验结束，称得铜12.8g，则参加反应的氧化铜的质量是___________g。
考点四、化合物之间的相互转化
（一）金属在自然界中的存在
1.化合物相互转化的普遍性
在自然界中不断发生着各种物质间的相互转化。石灰岩岩洞里的钟乳石和石笋就是岩石中的碳酸钙经过复杂的化学反应转化而成的。发生反应的化学方程式为
CaCO3 + H2O +CO2 = Ca(HCO3)2
Ca(HCO3)2 △ CaCO3+H2O+CO2↑。
2.物质相互转化的规律
研究表明:酸、碱盐、氧化物在一定条件下能发生相互转化。
(1)两条纵线(两列)
a.金属 → 金属氧化物 → 碱 → 盐:
金属+氧气 → 金属氧化物， 金属氧化物+水 → 碱， 碱+酸 → 盐+水
b.非金属 → 非金属氧化物酸盐:
非金属+氧气 → 非金属氧化物，
非金属氧化物+水 → 酸, 酸+碱 → 盐+水
(2)两条折线(两外围)
a.金属+酸→盐+氢气
b.金属1+盐1→金属2+盐2
(3)四条横线(四横)
a.金属+非金属 → 无氧酸盐
b.金属氧化物+非金属氧化物 → 含氧酸盐
c.碱+酸 → 盐+水
d.盐1+盐2 → 盐3+盐4
(4)四条交叉线(四交叉)
a. 金属氧化物+酸 → 盐+水
b. 非金属氧化物+碱 → 盐+水
c.碱1+盐1 → 碱2+盐2
d.酸1+盐1 → 酸2+盐2
典例1：（2022九上·余姚期末）小科在下五子棋时受到启发，设计了一款“物质推断"版的五子棋，游戏规则为：在同一条直线上的相邻物质之间能够发生化学反应(如右图)。现假设这五种物质分别是盐酸、氢氧化钡、碳酸钠、二氧化碳和金属铁，请回答下列问题：
（1）写出上述物质中发生置换反应的化学方程式： 。
（2）C处的物质是 (写化学式) 。
变式1：（2022九上·越城期末）下列物质间的转化不能一步完成的是（ ）
A．NaNO3→Na2CO3 B．HCl→HNO3
C．CaCO3→CaCl2 D．BaCl2→NaCl
变式2：（2022九上·丽水期末）A、B、C、D是初中科学常见的四种物质，其中A、B属于相同物质类别的化合物，C、D物质类别不同，它们之间的转化和反应关系如图。图中“→“表示某一种物质经步反应可转化为另一种物质，“一”表示相连两物质能发生化学反应，部分反应物、生成物及反应条件已略去。请回答：
（1）若B是硫酸、C是碳酸钠，则B和C反应的化学方程式是 ；
（2）若C是二氧化碳，则D可能的化学式是 (填物质类别不同的两种) ”
变式3：（2021九上·宁波期中）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）。
1．（2022·浙江杭州·九年级期末）如图是氢气还原氧化铜的实验，下列说法错误的是（ ）
A．点燃酒精灯之前，应先通入氢气一段时间 B．反应后，铜元素的化合价升高了
C．本实验体现了氢气具有还原性 D．该反应属于置换反应
2．（2022·浙江绍兴·中考真题）春秋初期，绍兴一带是南方的一个冶铁中心，其炼铁方法是在1000℃左右的温度下，使木炭和铁矿石（主要成分为Fe2O3）发生一系列的反应生成含较多杂质的海绵铁，其中主要化学反应为：3CO+ Fe2O32Fe+3CO2，下列说法正确的是（ ）
A．海绵铁是一种纯净物 B．Fe2O3中铁元素的化合价为+3价
C．上述反应中涉及的氧化物只有2种 D．炼铁过程中，木炭只是作为燃料使用
3．（2022·浙江·平阳县九年级期末）用Zn、CuO、稀H2SO4作原料制取Cu，有两种途径：
①ZnH2Cu
②CuOCuSO4Cu，
若用这两种方法制得的铜的质量相等，下列叙述符合实验结果的是（ ）
A．消耗相同质量的氧化铜 B．消耗相同质量的锌
C．消耗相同质量的稀硫酸 D．生成硫酸锌的质量相同
4．（2022·浙江台州·中考真题）《天工开物》中介绍了用碳和氧化锌在高温条件下冶炼锌的方法，化学方程式为：。该反应中具有还原性的反应物是___________，ZnO中锌元素的化合价为___________价。
5．（2022·浙江·温州市九年级开学考试）小柯和小雪打算做氢气还原氧化铜实验。
（1）小柯用图甲装置还原氧化铜，他观察到的实验现象是___________ 。
（2）小雪则设计了图乙的氢气还原氧化铜微型实验，微型滴管内装有稀硫酸，实验开始时应先挤压滴管还是先点燃酒精灯？___________。
（3）小雪的方案比小柯的方案除了节省药品外，还有什么优点？___________。
6．（2022·浙江温州·九年级期末）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）甲装置中盛放的液体是________ 。
（2）实验过程中观察到无水硫酸铜不变色，澄清石灰水变浑浊，则原气体中一定含有________ （填化学式），同时乙装置中黑色固体变________色。
7．（2022·浙江绍兴·九年级期末）有一包粉末，可能含有碳酸钙、氧化铁、氧化铜、木炭粉中的一种或几种，现做实验如下：
（1）高温加热混合物，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体；
（2）向剩余残渣中加入足量稀盐酸，残渣全部溶解且放出可燃性气体。
由此推断：原混合物中一定含有___________，可能含有___________；
若要确认可能含有物质是否存在，可设计如下实验：___________。
8．（2021九上·江北期末）H2、CO和CO2都是初中化学常见的气体。
（1）可燃性气体与空气混合点燃可能会爆炸，所以可燃性气体点燃前应先 。
（2）某无色气体X可能含有上述3种气体中的一种或几种。为了确认气体X的组成，同学们按下图装置进行实验。（小资料：碱石灰的主要成分是CaO和NaOH）
①装置C、D中盛放的试剂依次是 。（填序号）
a．烧碱溶液 b．浓硫酸
②若取一定质量的气体X进行实验（假设每步反应都完全），发现装置A中无明显变化，装置C和装置D质量均增加。则气体X的组成是 。
9．（2022·浙江温州·九年级期末）小明利用如图的实验装置开展氢气还原氧化铜的实验。
（1）小明将铜丝在酒精灯上加热至表面完全变黑，趁热立即放入集气瓶中，“趁热”是因为________。
（2）氢气还原氧化铜的本质是氢气夺取氧化铜中的氧生成水。如果与氢气反应前、后铜丝的质量分别为m1和m2，则参加反应的氢气质量为________。
10．（2022九上·西湖期末）现有一份质量为m1的氧化铜样品，小金想要测定该样品中氧化铜的质量分数，进行了如图所示实验（样品中的杂质不参加反应）。
（1）写出反应后装置A中的现象 ；
（2）停止加热后，继续通CO的目的是 。
（3）完全反应后，甲同学称得装置B增重m2，则样品中氧化铜的质量分数为 （用实验所得数据表示）；
（4）小胡觉得该装置存在不足，需改进之处是 。
11．（2022·浙江·宁波市九年级阶段练习）实验室可用如下图所示的装置制取纯净、干燥的 CO，然后用 CO 还原 Fe2O3并检验气体产物。
（1）A装置中草酸（H2C2O4）在浓硫酸和加热的条件下发生分解反应生成CO、H2O和另一种氧化物，请写出反应的化学方程式：___________。
（2）为达到实验目的，正确的装置连接顺序依次为A___________。（用大写字母依次表示）
（3）该实验装置有不足之处，请给出改进措施___________。
12．（2022·浙江·宁波市九年级阶段练习）某氧化铜（CuO）粉末中混有少量氧化亚铜（Cu2O），现有一课外活动小组利用下图装置测定其中Cu2O含量，请根据图示内容和相关资料回答下列问题：
相关资料：a．氧化铜和氧化亚铜都能在加热条件下与氢气反应生成铜和水；b．氯化钙固体可以吸收水分。
（1）装置B中应放的试剂为_______。
（2）E装置的作用是_______。
（3）已知反应前混合物的总质量为15.2g，完全反应后U型管内物质的质量增加了2.7g（损失忽略不计），则原混合物中Cu2O的质量为_______g。
13.（2021·吴兴模拟）小科利用图示装置进行“一氧化碳还原氧化铜”的实验。实验步骤如下：
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。
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。
步骤4：当B中出现 现象时，可熄灭酒精灯；待装置完全冷却后，再进行整理。
（1）步骤2中是利用浓硫酸的脱水性（将有机物中的氢氧元素脱出，结合成水被浓硫酸吸收）来制取CO，该反应属于________反应。（填基本反应类型）
（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4中的现象是________。
14．（2022·浙江杭州·九年级期末）小乐查阅资料发现：氢气还原氧化铜的一些实验中，得到的固体产物是铜和氧化亚铜（Cu2O）组成的混合物。于是她对反应产物的变化情况进行了如下探究：利用图甲所示实验装置，称取若干份质量均为0.6000g的氧化铜，在相同条件下分别用氢气还原不同时间并检测固体中氧化亚铜的质量。
（1）实验装置中通入氢气的导管末端应位于试管______（选填“①”“②”或“③”）处；在加热氧化铜前，需要先通一段时间的氢气，其目的是_____________________________。
（2）在相同条件下分别用氢气还原不同时间（t），检测所得固体中氧化亚铜的质量（m），结果如图乙所示。为确保反应所得固体中氧化亚铜尽可能少，可采取的措施是____________________。
（3）小乐对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设：经历2CuO+H2Cu2O+H2O，H2+Cu2O2Cu+H2O两个反应，且在同一条件下两个反应同时进行。试根据图乙所示的探究结果计算分析，假设中“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据_____________________________________。
15.（2021·金华）思维模型的建构既方便于问题的解决，又能促进深度学习。某科学研究小组同学，在研究了气体检验专题内容后，认为气体检验的关键是干扰气体的界定，判断标准是对后续实验是否会产生干扰。于是在老师的指导下对解决“气体检验”类问题建构了如下思维模型：
【模型应用】同学们为检验天然气燃烧后的气体产物成分，应用思维模型设计了如图甲实验方案（固定装置未画出），将天然气在氧气中燃烧后得到的混合气体通过该方案进行实验。
（1）实验过程中观察到A装置中的无水硫酸铜变蓝，B、F装置中的澄清石灰水均变浑浊，D装置中的澄清石灰水不变浑浊，由此可得出该气体产物的成分为________；
（2）图甲实验方案中，装置C和D归属于上述思维模型中的________环节；
（3）【改进创新】小金同学认为，原气体产物中的CO2对CO的检验不会产生干扰，于是从简约装置、节约实验药品的角度出发，对图甲方案进行了改进与创新，去掉B、C、D装置，替换F、G装置，改用图乙所示的装置对该气体产物的成分进行探究。在实验中，小金先从A处通一段时间混合气体，再点燃E处酒精灯加热，观察现象，也实现了气体产物成分的检验。
实验中，小金在加热前先通一段时间的混合气体，其目的是________；
（4）实验中，判断E中玻璃管内空气已排净的实验现象是________。
16．（2022·浙江·舟山市定海区阶段练习）秸秆用于制沼气可以解决农村的燃料短缺问题。沼气的主要成分是CH4，可能含有CO2、CO。小张采集了某沼气池中的气体样品，探究该找其中是否含有CO2和CO。
资料①CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O； CuO+COCu+CO2 ②CH4不与碱溶液、浓硫酸发生反应。
小张设计并进行了如图所示的实验：
（1）用装置F收集尾气，导管口的连接顺序是a接________（填“b”或“c”）。
（2）实验前要先通一会儿气体样品，然后再点燃D处酒精灯，其目的是________。
（3）小张想通过装置E和装置F增加的质量来判断混合气体中是否含有CO。实验停止加热后，继续通入一会儿气体样品，充分排除装置D内反应生成的残留气体。反应结束后，测得数据如下表，请通过计算判断沼气中是否含有CO________。
装置 原来总质量/克 完全吸收气体后总质量/克 增加的质量/克
装置E 115.2 118.8
装置F 111.5 115.9
17．（2022·浙江杭州·九年级阶段练习）某校化学兴趣小组的同学用如图装置进行木炭还原氧化铜的实验并进行相关探究实验。假定实验产生的二氧化碳全部被澄清石灰水吸收。将试管b中的混浊液过滤、洗涤、干燥、称量，理论上得固体物质2.00g。实验完毕后，发现试管a中仍有黑色固体物质。
【提出猜想】
李华同学：黑色固体物质是木炭
刘明同学：黑色固体物质是氧化铜
王军同学：黑色固体物质是木炭和氧化铜的混合物
【查阅资料】
木炭、铜都不溶于水也不能与稀硫酸发生反应；CuO、Fe2O3等能与稀硫酸反应生成盐和水。
【实验设计】
①将反应后试管a中的固体物质全部转入小烧杯c中，加入足量稀硫酸，用玻璃棒充分搅拌后，过滤，得到蓝色滤液e和固体物质f。
②将f全部转入坩埚中充分灼烧，看到燃烧现象，完全反应后，冷却、称量，理论上得固体物质4.80g。
(1)【实验结论】________同学的猜想正确。
(2)【结果应用】①根据实验相关数据，写出试管a中反应的化学方程式________；
②请对上述实验装置提出改进意见________。
(3)【实验拓展】请你设计一个实验方案，证明滤液e中含H+（酸）________。
18．（2022·浙江杭州·二模）小明利用如图所示的装置可进行一氧化碳还原氧化铁的实验，其中，氮气可用作本实验的保护气；盛放氧化铁的是一支带有支管的试管，其支管可用于导出试管内的气体；酒精灯带网罩；整套装置的气密性良好。实验前，弹簧夹a、b均处于关闭状态，开始实验时，打开a，通入氮气一段时间后点燃酒精灯，再关闭a，打开b、请联系所学知识回答下列问题：
（1）该实验过程中可以观察到的现象有：___________。
（2）有同学指出，实验开始时，应该先打开弹簧夹b通入一氧化碳一段时间后再点燃酒精灯，你认为是否正确，请说明你的理由：___________。
（3）实验结束时，应先打开a通入氮气，再关闭b，熄灭酒精灯，继续通氮气直至装置冷却；待试管冷却后，把生成的黑色粉末倒在白纸上后；用磁铁靠近黑色粉末，黑色粉末全部被吸引；再取少量黑色粉末放入足量硫酸铜溶液中，搅拌后发现黑色粉末部分变红。
（提出问题）炼出来的黑色粉末的成分是什么呢？
（查阅资料）在铁的氧化物中只有氧化铁是红棕色，其余都是黑色；只有氧化亚铁在空气中会很快被氧化成氧化铁；只有四氧化三铁有磁性。
（综合探讨）同学们得出此次炼铁得到的生成物是___________。
19．（2022·浙江杭州·中考真题）小金通过实验研究一氧化碳和氧化铜的反应，其操作步骤及观察到的现象如下：
步骤1：连接装置并检查装置气密性。
步骤2：按图甲所示向双具支试管内加入木炭粉和氧化铜，用向上排空气法使双具支试管内集满二氧化碳后塞上带有导管和德气球的橡皮塞。
步骤3：按图乙所示将双具支试管固定在铁架台上，并使木炭粉平铺于试管底部：用酒精喷灯加热氧化铜一段时间，未观察到明显现象。
步骤4：将酒精喷灯移至木炭粉处，加热一段时间，观察到气球明显胀大；再次将酒精喷灯移至氧化铜处，加热一段时间，观察到黑色粉末变为紫红色固体。
（1）步骤2中，可用燃着的木条检验二氧化碳是否集满，燃着的木条应___________（选填“放置在双具支试管口”或“伸入到双具支试管内”）。
（2）小金设计步骤3的目的是___________。
（3）实验中能表明一氧化碳具有还原性的实验现象是___________。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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