浙教版2022-2023学年上学期九年级科学精讲精练（七）：物质的转化【word，含答案】

一、金属的冶炼
常见还原剂：C、CO、H2
C+2CuO2Cu+CO2↑ H2+CuOCu+H2O 3CO+Fe2O32Fe+3CO2
C：黑色固体逐渐变为红色，澄清石灰水变浑浊
H2：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
CO：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）
物质转化规律
（一）非金属及其化合物之间的转化
1.某些非金属可以转化为非金属氧化物
4P+5O22P2O5 C+O2 CO2 2H2+O2 2H2O
2.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
SO2+H2O = H2SO3 SO3+H2O = H2SO4 CO2+H2O==H2CO3 H2CO3CO2↑+ H2O
3.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
（二）金 属及其化合物之间的转化
1.某些金属与非金属发生反应，转化成化合物
2Na+Cl2 2NaCl 2Fe+3Cl2 2FeC13 Cu+Cl2 CuCl2
2.某些金属氧化物可以与水反应生成碱
Na2O+H2O = 2NaOH BaO+H2O = Ba(OH)2 K2O+H2O=2KOH
例1、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
例2、如图，甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验，下列有关说法正确的是(　　)
A．甲实验试管口向下倾斜可防止氢气逸出
B．乙实验只能通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生
C．甲、乙两实验中，都应先通入气体，再使试管、玻璃管均匀受热，以防止发生爆炸
D．甲、乙两实验中，氢气和一氧化碳都将氧化铜变成游离态的铜，都发生了置换反应
例3、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。
1．现有铁、氧化铁、稀硫酸、氢氧化钙、碳酸钠溶液等五种物质，存在着如图所示的相互反应或转化关系（图中“﹣”表示两端物质间可以发生化学反应．“→”表示物质间存在相应的转化关系．）下列判断合理的是（　　）
A．丙可能是碳酸钠溶液
B．丁可能是氢氧化钙溶液
C．乙必须通过置换反应转化为铁
D．甲和丁的反应一定是中和反应
2．下列物质的转变，不能一步实现的是（　　）
A．CO2→CO B．H2O2→H2 C．CaCO3→CO2 D．S→SO2
3.如图是CO还原氧化铁的“微型”实验装置（夹持仪器等略）。已知：HCOOHH2O+CO↑，下列说法不正确的是（ ）
A.实验中所需CO可现制现用
B.此装置可节约用品，污染小，现象明显
C.实验时先挤压软塑料滴瓶，再点燃酒精喷灯
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
4.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
5．中和反应是放热反应吗？甲同学取10mL 10%的NaOH溶液于试管中，逐滴加入10%的稀硫酸，随着硫酸的加入，烧杯中溶液温度与加入硫酸体积之间的变化关系如甲图所示。当加入硫酸至10mL时，试管中溶液的温度最高，其根本原因是________________________。
乙同学按乙图装置实验，澄清的饱和石灰水的作用是_______________________。
丙同学按丙图实验，根据______________________现象也能证明中和反应是放热的。
请说明原理：____________________________________________。
甲 乙 丙
6．氢化钙(CaH2)是一种常用的储氢材料，是登山运动员常用的能源提供剂，但它要密封保存，一旦接触水就发生反应生成氢氧化钙并放出氢气。小明在实验室里利用氢气和金属钙加热制取氢化钙，制取装置如图所示：
资料：金属钙的活动性很强，遇水即可剧烈反应生成氢氧化钙，同时产生氢气。
回答下列问题：
(1)图甲中要确认经过装置B后的氢气是干燥的，需在B、C间接入图乙装置，而且观察到的现象为__________________________。
(2)实验结束后，小明在图甲C装置玻璃管中取少量物质加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加酚酞后显红色，小明据此判断：上述实验确有CaH2生成。但小东同学认为小明判断不正确，你认为小东的理由是：___________________________________________。
(3)开始实验时，先打开漏斗阀门通一段时间反应生成的氢气，再加热酒精灯的目的是__________________________________。
7．在学习“金属的冶炼”时，某学习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；
（4）同学们查阅到CO除了具有可燃性、难溶于水等性质外，还具有有毒性，因此，本实验中还需对尾气进行处理，请你提出一种处理方法　 　。
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
2.如图为一氧化碳还原氧化铜的实验装置。下列说法正确的是（ ）
A.实验中可观察到玻璃管中的黑色固体变红色
B.该实验说明一氧化碳具有还原性，没有可燃性
C.该实验只能通过澄清石灰水是否变浑浊来判断反应是否发生
D.为防止发生爆炸，实验前应先加热玻璃管，再通入CO气体
3．“碳中和”是指一定时间内CO2的排放量与吸收量基本相当。CO2的捕集、利用是实现“碳中和”的重要途径我国力争在2060年前实现“碳中和”，体现了中国对解决气候问题的大国担当。CO2与H2在一定条件下转化为CH4（反应过程如图所示，虚线处部分中间产物略去），可实现CO2的再利用。以下说法合理的是（　　）
A．二氧化碳会造成空气严重污染
B．MgO在上述转化中质量不变
C．上述反应中的产物只有CH4
D．参加该反应的CO2与H2分子个数之比是1：2
4．如图为一氧化碳还原氧化铁实验。下列说法中正确的是(　　)
A．开始时应先预热玻璃管，后通入一氧化碳
B．实验中玻璃管里粉末由黑色逐渐变成红棕色
C．参加反应的氧化铁和一氧化碳的质量比为40∶7
D．将尾气点燃或收集，可防止一氧化碳污染空气
5．某学习小组拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2)，查阅资料可知Mg、Mg3N2能发生如下反应：
①2Mg＋O22MgO ②3Mg＋N2Mg3N2 ③2Mg＋CO22MgO＋C
④Mg＋H2OMgO＋H2↑ ⑤Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2 ↓＋2NH3↑
(NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝)
(1)制取氮化镁的实验设计思路：用镁和氮气反应。反应之前必须将空气中的O2、CO2、H2O除去制得干燥纯净的N2。装置B灼烧铁粉为了除去空气中的___________。
(2)气流流经装置的顺序是D→C→_____________(选填“B→A”或“A→B”)。
(3)通入空气后，应先点燃B装置的酒精灯，如果同时点燃A、B装置的酒精灯，对实验结果可能产生影响是_______________________________。
(4)设计一个实验，验证A中产物是氮化镁，方案
________________________________________(写出操作和现象)。
6.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________。
答案及解析
例1、C
【解析】①铜在空气中加热生成氧化铜，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜，每一转化在一定条件下均能一步实现。②氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水，氯化钠转化为碳酸钠，假设能实现，生成物应是碳酸钠和氯化银沉淀，但碳酸银难溶于水，不能与氯化钠发生复分解反应，这一转化在一定条件下不能一步实现。③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。故①和③每一转化在一定条件下均能一步实现。
例2、C
【解析】A．氢气还原氧化铜生成水，为了防止冷水倒流回试管底部将试管炸裂，所以试管口应略向下倾斜，故错误；B．乙实验中还会观察到黑色的粉末慢慢变成红色，来判断反应的发生，故错误；C．两实验都先通入一段时间的气体，以排净装置内的空气，再进行加热，以免发生爆炸，故正确；D．一氧化碳与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，反应物是两种化合物，不属于置换反应，故错误。
例3、（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；
1.A
解：铁、氧化铁会与稀硫酸反应，氧化铁会转化成铁，因此乙是氧化铁，丁是稀硫酸；硫酸会与碳酸钠和氢氧化钙反应，碳酸钠和氢氧化钙可以相互反应，因此甲和丙是氢氧化钙、碳酸钠中的一种，因此：
A、根据推断，丙可能是碳酸钠，故判断合理；
B、丁是稀硫酸，故判断错误；
C、氧化铁可以和一氧化碳反应产生铁，不是置换反应，故判断错误；
D、甲和丁的反应可以是稀硫酸和氢氧化钙或碳酸钠的反应，因此不一定是中和反应，故判断错误；
故选：A。
2．B
【解答】解：A、二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，能一步实现，故选项错误。
B、过氧化氢分解生成水和氧气，不能一步实现，故选项正确。
C、碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，能一步实现，故选项错误。
D、硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，能一步实现，故选项错误。
故选：B。
3.D
【解析】A、该实验中利用甲酸与浓硫酸制取CO，所需CO可现制现用 ，不符合题意；
B、此装置为微型装置，可节约用品，污染小，现象明显，不符合题意；
C、实验时要先制取CO，排除装置内空气，所以先挤压软塑料滴瓶，使药品接触产生CO，通入CO后再点燃酒精喷灯 ，不符合题意；
D、该实验中没有涉及置换反应 ，符合题意；
4.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。
5．此时二者恰好完全反应，放出的热量最多 证明氢氧化钠与硫酸反应能放热 烧杯内的导管口有气泡产生 反应若放出热量，则会使烧瓶中的气体受热而膨胀，从而烧杯内的导管口有气泡产生
【解析】（1）据图可以看出，当加入盐酸至10mL时烧杯中溶液的温度最高，说明此时二者恰好完全反应，放出的热量最多；（2）氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低，饱和石灰水变浑浊，说明氢氧化钠与盐酸反应能放出热量；（3）反应若放出热量，则会使烧瓶中的气体受热而膨胀，所以若观察到烧杯内的导管口有气泡产生，则说明中和反应放热。
6．（1）无水硫酸铜不变色 （2）钙也能与水反应生成氢氧化钙和氢气，既有气泡产生，又能使酚酞试液变红 （3）除去玻璃管中的空气，防止发生爆炸
【解析】（1）无水硫酸铜遇到水变为蓝色的五水硫酸铜，要确认经过装置B后的氢气是干燥的，只要观察到无水硫酸铜的颜色没有变化即可；（2）钙也能与水反应生成氢氧化钙和氢气，既有气泡产生，又能使酚酞试液变红．（3）根据装置特点和氢化钙与水反应生成氢气，氢气和氧气的混合气点燃，可能发生爆炸。
7．解：（1）一氧化碳具有还原性，可以将金属氧化物还原成金属，一氧化碳和氧化铜加热生成氧化铜是二氧化碳，所以玻璃管内观察到的现象是：黑色粉末变成红色；
（2）生成二氧化碳的质量为：54.4g﹣50g＝4.4g，
设样品中氧化铜的质量为x，
CuO+COCO2+Cu
80 44
x 4.4g
x＝8g
100%＝80%；
（3）化学反应前后原子个数不变，所以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的值是指氧元素的质量；
（4）一氧化碳具有可燃性，可以将一氧化碳进行点燃处理。
故答案为：（1）还原性，黑色粉末变成红色；（2）80%；（3）氧元素；（4）将尾气点燃。
1．A
【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。
2.A
【解析】根据一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，以及操作步骤分析，CO的实验用点燃方法处理尾气，可证明物质的可燃性。
A、CO与氧化铜反应生成铜，玻璃管内黑色固体变成红色，符合题意；
B、该实验尾气点燃处理，可说明一氧化碳的可燃性，不符合题意；
C、该实验也可通过玻璃内固体颜色变化证明反应发生，不符合题意；
D、为防止发生爆炸，应先通入纯净CO，再加热玻璃管，不符合题意；
3．B
【解答】解：A、二氧化碳不是空气污染物，A说法错误；
B、在反应过程中，氧化镁的作用是催化作用，故质量和化学性质均未改变，B说法正确；
C、由流程图可知，该反应中，除CH4外另一种生成物为H2O，C说法错误；
D、根据流程图可以知道，该反应的化学方程式为：CO2+4H2CH4+2H2O，所得CO2与H2分子的分子个数之比为1：4，D说法错误；
故选：B。
4．D
【解析】A、实验开始先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再点燃酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁，先通入一氧化碳后加热的原因是排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸，故选项说法错误。B、一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象是红棕色粉末逐渐变黑，故选项说法错误。C、反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为160：（28×3）=40：21，故选项说法错误。D、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，本实验的缺陷是没有设计尾气处理装置，可将玻璃管改成尖嘴点燃或用气球收集，故选项说法正确。
5．（1）氧气 （2）B→A （3）制取的氮化镁中会混有氧化镁 （4）将产物取少量置于试管中，加入适量水，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，能够看到湿润的红色石蕊试纸变蓝
【解析】（1）根据题中信息可知Mg在空气中点燃可以和O2、CO2、H2O反应，所以镁和氮气反应必须将空气中的O2、CO2、H2O除去制得干燥纯净的N2，浓硫酸作用是除去水蒸气，浓氢氧化钠是除去空气中二氧化碳，灼热的铁粉为了除去空气中氧气；
（2）除去水蒸气选用浓硫酸，除去氧气用能与空气中氧气反应的物质即可，除去二氧化碳用氢氧化钙溶液吸收，但要先除去二氧化碳再干燥然后除去氧气，故答案为：D→C→B→A；
（3）通气后，应向点燃B装置的酒精灯，如果同时点燃A、B装置的酒精灯，A没有排完空气就加热会让空气中的氧气、氮气和水与镁反应生成其他物质，制得的氮化镁不纯；
（4）依据氮化镁和水反应生成氨气，方程式为 Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2+2NH3↑，将产物取少量置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝，则说明产物是氮化镁。
6.（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。
2022-2023学年上学期浙教版科学九年级“精讲精练”讲义（七）
物质的转化
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