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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：（2023·杭州模拟）据报道，杭州亚运会火炬“薪火”将以生物质燃气为燃料。生物质燃气是以农作物秸秆、禽畜粪便等含有生物质体的物质为原料，在一定条件下制成含有氢气、一氧化碳、甲烷等的生物质燃气。其中的一个反应是水气和碳在高温条件产生一氧化碳和氢气。下列有关叙述中，正确的是（ ）
A．生物质燃气中只有无机物 B．生物质燃气中的物质都是化合物
C．产生一氧化碳的反应中，碳具有还原性 D．生物质燃气燃烧是吸热反应
【答案】C
【解析】燃烧的定义：燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟现象。化学反应中，反应物中化合价升高的物质是还原剂，化合价降低的物质是氧化剂，还原剂具有还原性；有机物是含碳化合物（碳氧化物、碳硫化物、碳酸、碳酸盐、碳酸氢盐、金属碳化物、氰化物、硫氰化物、碳硼烷等除外）或碳氢化合物及其常见衍生物的总称。有机物是生命产生的物质基础。无机化合物很多为不含碳元素的化合物，但某些含碳元素的化合物，如二氧化碳、一氧化碳等不具有有机物的性质，因此这类物质也属于无机物。单质的概念是指有同种元素组成的纯净物；
【解答】A. 生物质燃气中的甲烷是有机物，所以A错误；
B. 物质燃气中的物质氢气是单质，B错误；
C. 化学反应中，反应物中化合价升高的物质是还原剂，化合价降低的物质是氧化剂，还原剂具有还原性，氧化剂具有氧化性，所以产生一氧化碳的反应中，碳是还原剂，具有还原性，C正确；
D. 生物质燃气燃烧是放热反应，D错误；
变式1：（2023·绍兴）小敏在鉴别氢气、氮气、氧气、二氧化碳四瓶无色气体时，对它们的部分性质进行归纳梳理并编制了检索表(如图)。检索表中S代表的是（ ）
检索表
1a具有可燃性...............P
1b不具有可燃性...............2
2a能使澄清石灰水变浑........Q
2b不能使澄清石灰水变浑.......3
3a能使带火星的木条复......R
3b不能使带火星的木条复..... S
A．氢气 B．氮气 C．氧气 D．二氧化碳
【答案】B
【解析】根据氢气具有可燃性，氧气具有助燃性，氮气和二氧化碳不支持燃烧，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊分析。
【解答】S代表不具有可燃性、不能使澄清石灰水变浑浊、不能使带火星木条复燃，则为氮气；
变式2：（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3：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：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。
变式1：（2023·定海模拟）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是（ ）
A．CuCuOCuSO4溶液
B．Fe2O3FeFeCl2溶液
C．FeFeCl3AgCl
D．KOHK2CO3KCl溶液
【答案】A
【解析】根据各物质性质分析，由各物质的性质确定各步转化是否可以实现。
【解答】A、铜在氧气中加热生成氧化铜，氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，转化可以实现，符合题意；
B、氧化铁和一氧化碳高温反应生成铁，铁与氯化锌不能发生反应，转化不能实现，不符合题意；
C、铁与盐酸反应生成氯化亚铁， 不能生成氯化铁，转化不能实现，不符合题意；
D、氢氧化钾与二氧化碳反应生成碳酸钾，碳酸钾与氯化钠不能反应，转化不能实现，不符合题意；
变式2：（2023·湖州）袋装食品中一般会放置一包干燥剂，干燥剂种类各不相同，氧化钙是比较常见的一种。
（1）氧化钙吸水的过程会 (选填“吸收”或 者“释放")热量。
（2）取少量氧化钙放入水中，所得溶液呈 (选填“酸性”、“碱性"或者“中性")。
（3）暴露在空气中的氧化钙，可能会转变成 。
【答案】（1）释放 （2）碱性 （3）Ca(OH)2 或CaCO3或Ca(OH)2和CaCO3
【解析】（1）根据氧化钙与水化合放热分析；
（2）根据氢氧化钙溶液呈碱性分析；
（3）根据氧化钙吸水生成氢氧化钙，氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙分析。
【解答】（1）氧化钙吸水是氧化钙与水发生化合反应生成氢氧化钙，同时释放热量 。
（2） 取少量氧化钙放入水中，氧化钙与水发生化合反应生成氢氧化钙，所得溶液为氢氧化钙溶液，呈碱性。
（3） 暴露在空气中的氧化钙，可能会与水反应变成氢氧化钙，氢氧化钙与二氧化碳反应变成碳酸钙。
变式3：（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。
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：（2023·上城模拟）小金进行了模拟炼铁实验。选用CO和氧化铁粉末进行反应，实验步骤如下：
I.连接好装置，并检查装置的气密性；
II装好药品，先通一会儿CO，再点燃酒精喷灯；
III.实验结束， 。
（1）步骤Ⅲ中缺少的操作应为 。（填序号)
A．先撤酒精喷灯，再继续通CO B．先停止通CO，再撤酒精喷灯
（2）装置B的作用除吸收、检验CO2外，还起到的作用是 。
（3）实验开始时加入a克纯氧化铁粉末，实验结束后取出玻璃管内的固体称量为b克，当b为 (用含有a式子表示)时，可判断氧化铁已完全转化为铁。
【答案】（1）A
（2）收集CO， 防止污染空气
（3）0.7a
【解析】金属冶炼是把金属从化合态变为游离态的过程。用碳、一氧化碳、氢气等还原剂与金属氧化物在高温下发生还原反应，获得金属单质。
【解答】（1）实验结束后，应该先撤酒精喷灯，再继续通CO，防止生成的铁在高温的环境下和氧气反应重新变成氧化铁；选A；
（2）CO是有毒气体，装置B的作用除吸收、检验CO2外，还起到的作用是收集CO， 防止污染空气；
（3）氧化铁全部转化为铁，氧化铁中铁的质量分数=112/160；所以铁的质量b=a×=0.7a；
变式1：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2：某兴趣小组的同学们利用如图所示的装置对CO还原Fe2O3粉末的实验进行探究（固定装置略）。
【查阅资料】CO能溶于铜液。铜液：醋酸二氨合铜和氨水的混合液
（1）按如图连接装置A﹣E，在装入试剂前，先 。
（2）装置C中玻璃管的作用： 。
（3）反应一段时间后，能证明CO与Fe2O3反应的实验现象： 。
（4）某同学认为该装置有缺陷，需在装置E后再连接装置F，装置E、F的接口连接顺序：a连接 （填“b”或“c”）。
【答案】（1）检查装置的气密性
（2）调节压强
（3）D中玻璃管内红色固体变成黑色，E中澄清的石灰水变浑浊
（4）c
【解析】（1）根据密闭装置中进行的实验加药品前要先检查装置气密性分析；
（2）根据有气体参与的装置要注意压强的变化分析；
（3）根据一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳分析；
（4）根据吸收气体装置要使气体与药品充分接触分析。
【解答】（1）该反应需在密闭装置中进行， 按如图连接装置A﹣E，在装入试剂前，要先检查装置的气密性 ；
（2） 装置C中玻璃管连接外界，其作用是调节压强。
（3）一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应一段时间，观察到D中玻璃管内红色固体变成黑色，E中澄清的石灰水变浑浊 ，可证明一氧化碳与氧化铁发生了反应。
（4） CO能溶于铜液 ， 在装置E后再连接装置F，是为了吸收尾气中的CO，防止污染空气，为使药品充分接触，则a连接c。
变式3：（2023·杭州模拟）如图所示是木炭还原氧化铜的实验，小科对碳与氧化铜反应生成的气体成分进行探究。[提出问题]碳燃烧时可能生成CO2，也可能生成CO，那么碳与氧化铜反应生成的气体是否也有多种可能
[作出猜想]猜想①：CO； 猜想②：CO2； 猜想③：CO和CO2。
[设计方案]打开K，缓缓通入干燥的氮气一段时间，关闭K，点燃酒精喷灯和酒精灯，充分反应后，熄灭酒精喷灯和酒精灯，打开K，再通一段时间氮气。
方案一：从定性观察角度判断
（1）若观察到B中澄清石灰水变浑浊，则可排除猜想 。
（2）实验结束后，需要先熄灭（选填“A”或“D”） 酒精灯。
（3）方案二：从定量计算角度判断取一定量炭粉和4g氧化铜的混合物进行实验，并测定表格中的四个数据：
反应前的质量 反应后的质量
A（玻璃管+固） m1 m2
B+C+（广口瓶+混合液） m3 m4
若猜想②成立，则理论上(m4-m3) (m1-m2)(填“>”“=”或“<”)。
（4）若猜想③成立且CuO全部转化成Cu，则参加反应碳的质量m的取值范围是 。
【答案】（1）① （2）A （3）= （4）0.3g＜m＜0.6g
【解析】（1）根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊分析；
（2）根据两处酒精灯的作用分析；
（3）根据质量守恒定律分析；
（4）根据方程式中物质质量关系计算分别生成一氧化碳、二氧化碳时m的值，由此确定生成混合气体m范围分析。
【解答】（1） 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，若观察到B中澄清石灰水变浑浊，说明气体中一定有二氧化碳，则可排除猜想 ① 。
（2） D处酒精灯是为了处理尾气，防止空气污染，实验结束后，需要先熄灭A处酒精灯。
（3）A玻璃管减少质量即为生成气体质量，BC增重质量为生成二氧化碳质量，若 理论上(m4-m3) ＝ (m1-m2) ，则可证明猜想②成立 。
（4）设生成气体全部为CO，则
CuO + C＝Cu+CO
80 12
4g m
m＝0.6g
设生成气体全部为CO2，则
2CuO + C＝2Cu+CO2
160 12
4g m
m=0.3g
若猜想③成立且CuO全部转化成Cu，则参加反应碳的质量m的取值范围是 0.3g＜m＜0.6g 。
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：（2023九下·庆元模拟）小丽以化合价为纵坐标、物质类别为横坐标绘制如图。A、B、C、D、E是初中常见物质，且都含氧元素，各物质中均有某种组成元素的化合价与纵坐标的数值相对应。“→”表示物质间的转化关系，其中B通常为无色无味气体且能使澄清石灰水变浑浊，D的水溶液呈蓝色。请回答：
（1）B→A可以通过植物的某一生理过程加以实现，这一生理过程指的是 ；
（2）物质C的化学式为 ；
（3）写出一个D→E的化学方程式 。
【答案】（1）光合作用
（2）H2SO4
（3）CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
【解析】B是CO2；绿色植物利用太阳的光能，同化二氧化碳和水制造有机物质并释放氧气的过程，称为光合作用；C是酸，里面有一种元素的化合价为+6价，C的化学式是 H2SO4 ；
【解答】（1）B是CO2；A是O2，绿色植物利用太阳的光能，同化二氧化碳和水制造有机物质并释放氧气的过程，称为光合作用； 所以B→A可以通过植物的某一生理过程加以实现，这一生理过程指的是光合作用；
（2）C是酸，里面有一种元素的化合价为+6价，所以C的化学式是 H2SO4 ；
（3）D的水溶液呈蓝色，D是CuSO4；生成物E是碱为Cu(OH)2↓ ，所以可能的化学方程式：CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
变式1：（2023·宁波）有一包固体样品，可能含氯化铁、硫酸钠、氢氧化钡、氢氧化钠中的一种或几种。小宁进行了如下实验.根据实验现象，下列判断错误的是（ ）
A．滤液丙中含有氯化铁
B．沉淀乙为氢氧化铁、硫酸钡
C．滤液甲中一定不存在氢氧化钠
D．样品中一定有氯化铁、硫酸钠、氢氧化钡
【答案】C
【解析】根据氢氧化钡与氯化铁反应产生氢氧化铁沉淀和氯化钡，氯化钡与硫酸反应会产生硫酸钡沉淀，硫酸钡沉淀不能溶于盐酸，氢氧化铁可溶于盐酸产生氯化铁黄色溶液分析。
【解答】固体样品加足量水过滤，得滤液甲，甲加入足量稀硫酸，产生沉淀，说明滤液甲中含钡离子，固体样品中含氢氧化钡，沉淀乙加足量稀盐酸得黄色滤液丙和沉淀，则沉淀乙中含氢氧化铁和硫酸钡，固体样品中含氯化铁、硫酸钠；
A、滤液丙中含有氯化铁，不符合题意；
B.沉淀乙为氢氧化铁、硫酸钡 ，不符合题意；
C.滤液甲中可能存在氢氧化钠 ，符合题意；
D.样品中一定有氯化铁、硫酸钠、氢氧化钡 ，不符合题意；
变式2：（2023·宁波模拟） A~H为初中常见的化学物质，它们之间的转化关系如图所示(部分生成物已略去)。已知A是黑色固体，B是人体胃酸的主要成分，C是红棕色固体，D、F是由相同元素组成的两种气体，K是食用调味品。请按要求回答下列问题：
（1）物质甲是 (填化学式)
（2）请写出反应①的化学方程式 。
（3）请写出G的一种用途 。
【答案】（1）NaOH （2）Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl （3）制作电线
【解析】先由题中所给信息及框图中物质的转化关系推导出各物质，再由化学式、化学方程式书写进行解答。
【解答】 B是人体胃酸的主要成分，B为盐酸，C是红棕色固体，C为氧化铁，D、F是由相同元素组成的两种气体，D能与氧化铁反应生成F，则D为一氧化碳，F为二氧化碳，E为铁，二氧化碳与甲反应生成I，I与氯化钙反应生成K，K是食用调味品，K为氯化钠，则I为碳酸钠，甲为氢氧化钠，J能电生成L，则L为氧气或氢气，L与G反应生成A，H和铁反应生成G，A是黑色固体，则A为氧化铜，L为氧气，G为铜。
（1）物质甲为氢氧化钠，化学式为 NaOH 。
（2） 反应①为碳酸钠与氯化钙的反应，化学方程式 Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl；
（3）G为铜，可制作电线、炊具等。
变式3：为进一步确定湖边收集的气体的组成，同学们进行了以下探究过程，请你参与并协助他们完成相关学习任务。
【提出猜想】收集的气体中可能含有CH4、CO2、CO和H2O。
【查阅资料】CO+CuOCu+CO2 CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O
【设计方案】：学习小组的同学经过讨论，设计了如图所示的装置进行“猜想”的实验探究。已知：A为储气罐，存放湖边收集的气体；B中装有浓硫酸；C中装有CuO；D中盛装无水硫酸铜白色粉末；E中装有氢氧化钙溶液。
【讨论与交流】
（1）该系列装置还缺少尾气处理装置，写出一种你认为可行的尾气处理方法 。
（2）请你设计完成如图方框内的实验方案(选用下列装置，按连接顺序填写) 。
（3）原气体中若含有CH4，则D中的现象是 。
（4）老师认为以上设计仍有缺陷，不能确定CO气体是否存在。小王同学和小李同学想通过定量实验的方法进行检验，于是对实验方案进行了改进，E装置中的试剂改为足量的氢氧化钠溶液，同时对D、E装置在实验前后的质量进行称量，数据计入下表中：
反应前 反应后
D装置 100g 103.6g
E装置 120g 125.5g
你认为根据上述数据计算后能否得出原气体中含有CO的结论，并简要分析： 。
【答案】（1）点燃处理或用气球收集处理等
（2）2、1、3
（3）白色固体变成蓝色
（4）能，由方程式可知，D装置增重质量为甲烷与氧化铜反应产生水的质量，同时生成二氧化碳质量为4.4克，而E装置增重质量为吸收二氧化碳质量，为5.5克。
1．（2023·杭州模拟）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．实验中所需CO可现制现用
B．“微型”装置可节约用品，污染小，现象明显
C．“微型”装置内空间较小，空气易排空，危险系数小
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
【答案】D
【解析】根据图示装置的特点，一氧化碳与氧化铜反应的注意事项及分解反应、置换反应定义分析，置换反应要求反应物和生成物都一种单质和一种化合物。
【解答】A.实验中所需CO利用HCOOH分解制得，可现制现用 ，不符合题意；
B.“微型”装置可节约用品，污染小，现象明显，便于观察 ，不符合题意；
C.“微型”装置内空间较小，空气易排空，物质存留少，危险系数小 ，不符合题意；
D、该实验中HCOOH发生分解反应，CO与氧化铜、二氧化碳与氢氧化钙反应都不属于基本反应类型，没有置换反应发生，符合题意；
2．（2023·杭州模拟）有一包白色固体，可能由硫酸钾、氢氧化钾、碳酸钙、氯化钡中的一种或几种物质组成。为探究该白色固体的组成，某小组取样溶于水，有白色沉淀产生，过滤后向该沉淀加适量稀盐酸，沉淀全部溶解；同时往滤液中通入CO2气体，滤液变浑浊。由此推断该白色固体中（ ）
A．可能存在硫酸钾 B．一定存在氢氧化钾
C．可能存在氯化钡 D．有且仅有两种物质构成
【答案】B
【解析】根据硫酸钾和氯化钡反应产生难溶于酸的硫酸钡沉淀，碳酸钙是溶于盐酸的白色沉淀，氢氧化钾与二氧化碳反应产生碳酸钾，碳酸钾与氯化钡或氯化钙反应产生碳酸盐沉淀分析。
【解答】取样溶于水，有白色沉淀产生，过滤后向该沉淀加适量稀盐酸，沉淀全部溶解，说明沉淀为碳酸钙，一定不含氯化钡与硫酸钾反应生成的硫酸钡沉淀，即硫酸钾和氯化钡不能同时存在；同时往滤液中通入CO2气体，滤液变浑浊，二氧化碳与氢氧化钾反应生成碳酸钾，碳酸钾与氯化钙或氯化钡反应产生碳酸钙或碳酸钡沉淀，由此可知，固体中一定含有碳酸钙、氢氧化钾、氯化钡，不含硫酸钾；
3．（2023八下·义乌期中）某物质充分燃烧的产物是CO2和H2O，为了确定该物质的组成，某小组设计了如图3-12-7所示实验（其中浓硫酸、无水CaCl2均为常用干燥剂，部分固定装置省略）。称取0.84g待测物完全燃烧后，称得D装置增重1.08g，E装置增重2.64g。则下列推断正确的是（ ）
A．该物质一定含有C，H元素，没有氧元素
B．该物质一定含有C，H，O元素
C．用空气球代替装置A，B更有利于实验的进行
D．B装置的有无对实验结果没有影响
【答案】A
【解析】质量守恒：反应物的质量和生成物的总质量相等；反应前后元素的种类和质量不变。
【解答】A. D装置的吸收反应产生的水，因此反应产生了1.08g的水，E装置是吸收反应产生的二氧化碳，因此产生了2.64g的二氧化碳，根据质量守恒可以得出消耗的氧气质量为：1.08g+2.64g-0.84g=2.88g，根据反应前后元素的种类不变可以确定待测物中一定含有C，H两种元素；反应后2.64gCO2中氧元素的质量为：2.64g×=1.92g，1.08gH2O中氧元素的质量为：1.08g×=0.96g，因此反应后氧元素的总质量为：1.92g+0.96g=2.88g，与消耗的氧气质量相等，说明待测物中没有氧元素，A正确
B. 通过A可以得出，B错误
C. 空气中含有水蒸气和二氧化碳，对测量反应产生的水和二氧化碳会产生干扰，因此不能用空气球代替，C错误
D. B装置是用来干燥反应产生的氧气的，通过过氧化氢溶液分解产生的氧气中会带有水蒸气，如果没有B装置，产生的氧气中的水会对测量反应产生的水产生干扰，D错误。
4．（2023·杭州模拟）兴趣小组同学设计了如图所示实验，探究碳酸钠的性质，实验结束后，把①③两支试管中的物质倒入同一洁净的烧杯中（如图1），充分混合后发现白色沉淀明显增加。下列说法错误的是（ ）
A．试管③中出现了白色沉淀
B．试管①②中都是碳酸根离子和氢离子反应
C．图1操作中出现的白色沉淀主要是BaSO4
D．试管③中一定含有NaCl，一定含有BaCl2
【答案】C
【解析】（1）试管③中氯化钡溶液和碳酸钠溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠；
（2）试管①②中稀盐酸、稀硫酸均能与碳酸钠溶液反应生成二氧化碳气体；
（3）根据碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，氯化钡溶液和碳酸钠溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠；
（4）根据充分混合后发现白色沉淀明显增加，进行分析。【解答】A.试管③中氯化钡溶液和碳酸钠溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，试管③中出现白色沉淀，故A正确不合题意；
B.试管①②中稀盐酸、稀硫酸均能与碳酸钠溶液反应生成水和二氧化碳气体，试管①②中都是碳酸根离子和氢离子反应，故B正确不合题意；
C.①中碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，③中氯化钡溶液和碳酸钠溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠；把①③两支试管中的物质倒入同一洁净的烧杯中，充分混合后发现白色沉淀明显增加，说明①中剩余的碳酸钠和③中剩余的氯化钡溶液反应生成了碳酸钡沉淀，故C错误符合题意；
D.根据C选项的分析，试管③中氯化钡溶液有剩余，则试管③中一定含有NaCl和BaCl2，故D正确不合题意。
5．（2023·杭州）《天工开物》记载的“生铁、熟铁连续生成工艺”，处于当时世界领先地位，是现代冶金工艺的雏形。其流程图如下所示：
（1）熔炼过程中，氧化铁与一氧化碳在高温下反应的化学方程式为 。
（2）通过搅拌向生铁中“充氧”可降低生铁的含碳量，此过程体现了氧气的 （选填“氧化性”或“还原性”）。“黑色湿泥”（有效成分为磷酸铁FePO4）作为熔剂可加快反应，磷酸铁属于 类物质（选填“酸”“碱”或“盐”）。
【答案】（1）Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
（2）氧化性；盐
【解析】（1）根据氧化铁与一氧化碳在高温下反应生成铁和二氧化碳分析；（2）根据氧气的氧化性，盐是由金属离子和酸根离子形成的化合物分析。
【解答】（1） 氧化铁与一氧化碳在高温下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 ；
（2）通过搅拌向生铁中“充氧”可降低生铁的含碳量，此过程体现了氧气的氧化性， 磷酸铁由金属离子和酸根离子构成，属于盐。
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．（2023·慈溪模拟）从盐湖中提取的某种矿物主要含有KCl，还有少量MgSO4、CaCl2及不溶性杂质SiO2.从该矿物中提取KCl的流程如图：回答下列问题：
（1）滤渣Ⅰ的主要成分是 。
（2）Y溶液中溶质的化学式为 。
（3）向滤液Ⅱ中加入过量盐酸的目的是 。
【答案】（1）硫酸钡、氢氧化镁
（2）K2CO3
（3）除去溶液中氢氧化钾和碳酸钾
【解析】KCl，MgSO4，CaCl2，三种物质中加入Ba（OH）2，能与Ba（OH）2反应的是MgSO4。Ba（OH）2+MgSO4=Mg（OH）2 ↓ +BaSO4 ↓ ，滤液I是KCl，CaCl2以及过量的Ba（OH）2，根据实验目的加入的Y溶液要能与CaCl2，Ba（OH）2反应除去钙离子和钡离子还要能生成KCl，所以Y选择碳酸钾，分别反应生成碳酸钙，碳酸钡和氢氧化钾以及氯化钾。最后要得到氯化钾，还需要除去生成氢氧化钾和过量的碳酸钾。
【解答】（1）X溶液是KCl，MgSO4，CaCl2的混合液，加入过量氢氧化钡后，硫酸镁与氢氧化钡反应生成了氢氧化镁和硫酸钡沉淀，所以滤渣I为硫酸钡和氢氧化镁。
（2）滤液I中含有氯化钾，氯化钙以及过量的氢氧化钡，加入Y溶液的目的是除去氯化钙和氢氧化钡，加入的试剂既能与钙离子和钡离子反应产生沉淀又不能引入新的杂质。所以加碳酸钾溶液。
（3）滤液II为氯化钾、过量的碳酸钾、以及氢氧化钡与碳酸钾反应产生的氢氧化钾，所以加入过量盐酸胡目的是为了除去溶液中胡氢氧化钾和碳酸钾。
8．（2023·浦江模拟）某白色固体可能含有氧化钙、碳酸钠、氢氧化钠、硫酸钠和氯化钡中的一种或多种，某兴趣小组设计了实验对该固体成分进行研究，如下图所示：
请回答下列问题：
（1）由上述实验过程，可确定一定存在的物质是 。
（2）加入足量的水，溶解过程中放出大量热，能确定存在哪种物质吗 若能，请写出具体物质：若不能，请说明理由。 。
【答案】（1）碳酸钠
（2）不能，氧化钙和氢氧化钠溶于水都会放出大量热
【解析】碳酸钙，碳酸钡都是不溶于水的白色沉淀，二者可以与酸反应生成二氧化碳气体。硫酸钡也是白色沉淀，但是它不与酸反应，据此分析解答。
【解答】白色固体加水后生成了白色沉淀，在沉淀中加入过量的稀硝酸后，沉淀全部溶解，那么沉淀应该为碳酸钙或碳酸钡，即固体中肯定存在碳酸钠，可能存在氧化钙或氯化钡。在无色溶液中加入二氧化碳后生成了白色沉淀，可能是氧化钙溶于水生成氢氧化钙，再与二氧化碳反应生成的碳酸钙沉淀，也可能是二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠，再与氯化钡反应生成的碳酸钡沉淀。
（1）由上述实验过程，可确定一定存在的物质是碳酸钠。
（2）加入足量的水，溶解过程中放出大量热，不能确定存在哪种物质，理由是：氧化钙和氢氧化钠溶于水都会放出大量热。
9．（2023九下·金华月考）某碳酸钠固体样品中可能含有氢氧化钠、氯化钠、硫酸钠、碳酸钾、硝酸钡、氯化钙中的一种或几种。为了确定样品的组成，兴趣小组进行如下探究：
步骤一：取适量固体样品于烧杯中，加足量的水溶解，得无色溶液X；
步骤二：在无色溶液X中加入过量的氯化钡溶液，过滤得到白色沉淀A和无色滤液B；
步骤三：在白色沉淀A中加入足量的稀硝酸，产生大量气泡，沉淀部分消失；
步骤四：将无色溶液B分成两等份，一份通入二氧化碳，产生白色沉淀；另一份加入过量的稀硝酸，再加入适量的硝酸银溶液，产生白色沉淀。
（1）步骤二中的无色滤液B 中一定含有的溶质是 ；
（2）通过以上实验，仍无法确定原固体样品中是否存在的物质是 。
【答案】（1）氯化钡、氢氧化钠、氯化钠、氯化钾
（2）氯化钠
【解析】碳酸钡，碳酸钙是白色沉淀，但是可以与酸反应生成二氧化碳气体；硫酸钡和氯化银也是白色沉淀，但是它们都不能溶于酸，据此分析判断。
【解答】根据步骤二可知，加入氯化钡溶液得到的白色沉淀在加入稀硝酸后部分溶解，那么沉淀肯定是碳酸钡和硫酸钡，即样品中肯定存在硫酸钠和碳酸钾。
碳酸钾和硝酸钡，碳酸钾和氯化钙反应，都会生成白色沉淀。根据步骤一可知，溶液中肯定不存在硝酸钡和氯化钙；
在无色溶液B中加入二氧化碳，生成了白色沉淀，肯定是碳酸钡，应该是二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠，再与氯化钡反应生成碳酸钡，即样品中肯定存在氢氧化钠。
（1）步骤二中的无色滤液B中，硫酸钠和氯化钡反应，生成硫酸钡沉淀和氯化钠，碳酸钾和氯化钡反应，生成碳酸钡和氯化钾，则一定含有的溶质为：反应产物氯化钠、氯化钾，过量的氯化钡和没有反应的氢氧化钠；
（2）通过以上实验，仍然不能确定的是氯化钠。
10．（2023九下·永康模拟）一包白色固体粉末，可能由氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠、氢氧化钙中的一种或几种组成，为了探究这包粉末的组成，进行以下实验：
①取少量样品，加水溶解成无色溶液，无其他现象。加入足量的稀盐酸，有气泡产生。
②另取少量样品，加水溶解，滴加无色酚酞试液，溶液变红色。
③取第②步红色溶液，进行了如下实验。请回答下列问题：
（1）根据步骤①可以确定粉末中一定没有 。
（2）同学们另取步骤②后的红色溶液并向其中加入CaCl2，溶液仍然红色，证明原粉末中还有NaOH。
根据实验③可知，混合物中有氯化钠，X溶液的溶质是 。
【答案】（1）氢氧化钙（2）硝酸（合理即可）
【解析】利用常见离子的鉴别对物质进行分析。碳酸根离子与酸反应会产生使澄清石灰水变浑浊的气体，氯离子与银离子反应产生不容易酸的白色沉淀。
【解答】①取少量样品，加水溶解成无色溶液，无其他现象。加入足量的稀盐酸，有气泡产生。说明此时溶液中存在碳酸钠，一定不存在氢氧化钙。
②另取少量样品，加水溶解，滴加无色酚酞试液，溶液变红色。无色酚酞变红说明溶液中可能存在氢氧化钠，因为碳酸钠的水溶液也是呈碱性。
取第②步红色溶液，进行实验，由于加入X后，红色液体变为无色，说明溶液变成了中性或者酸性，因此加入的X为某种酸，同时白色固体可能存在氯化钠、硫酸钠，因此不能引入氯离子和硫酸根离子，所以加入的X为硝酸。
11．（2023·杭州模拟）现有一包白色固体混合物，可能由硫酸铜、碳酸钙、碳酸钾、硫酸钠、氯化钡中的一种或几种混合而成，为确定其组成进行如图所示的实验： 试推断：
（1）气体B是 （填化学式）
（2）混合物中一定含有的物质是 （填化学式）。
【答案】（1）CO2（2）BaCl2
【解析】根据碳酸盐沉淀可溶于酸且产生二氧化碳，硫酸钡和氯化银沉淀不溶于酸，硫酸铜溶液呈蓝色，结合各步反应的现象分析。
【解答】（1）气体B为白色沉淀A与盐酸反应制得，由所给物质可知，白色沉淀一定是碳酸盐沉淀，则B为二氧化碳，化学式为 CO2 。
（2）白色固体加足量水得沉淀A和无色溶液，硫酸铜溶液呈蓝色，则一定不含硫酸铜，A加盐酸全部溶解，有气体生成，说明沉淀A中一定不含硫酸钡，可能是碳酸钙或碳酸钡中的一种或两种，无色滤液加硝酸银和硝酸得白色沉淀C，则混合物中一定有氯化钡，一定不含硫酸钠，碳酸钙、碳酸钾至少含一种。
12．（2023·慈溪模拟）某科学兴趣小组的同学对一份固体样品进行了探究。通过实验已确定该样品由氧化铁和铁粉混合而成。他们称取了13.6g固体样品，用图甲所示的装置继续实验，测定的部分数据如图乙所示。
（1）请写出玻璃管内发生的化学方程式 。
（2）固体样品中氧化铁的质量是 克。
【答案】（1）
（2）8
【解析】（1）根据CO和Fe2O3在高温条件下反应生成CO2和Fe进行分析。
（2）利用A中固体减少的质量是Fe2O3中氧元素的质量（13.6-11.2克=2.4克）计算Fe2O3的质量。
【解答】（2）氧化铁中氧元素的质量分数是。
所以氧化铁的质量是。
13．（2023·绍兴模拟）实验室可用如图所示的装置模拟炼铁过程。
（1）加热前，先往大玻璃管中通入一氧化碳气体的目的是 。
（2）若玻璃管中氧化铁全部还原成铁，冷却后称量管内固体质量，比反应前减少了2.4克，则玻璃管中加入的氧化铁质量是 克。
（3）B装置除了吸收反应生成的二氧化碳外，还具有的作用是 避免污染
【答案】（1）防止加热时可能发生爆炸
（2）8
（3）收集气体
【解析】一氧化碳能够还原氧化铁，生成物为二氧化碳和单质铁，再利用B中的氢氧化钠来吸收产生的二氧化碳，通过吸收的二氧化碳的质量来计算生成的铁的质量。
【解答】（1）一氧化碳纯度高时易在空气中爆炸，故在实验前先通入一氧化碳排出其中的气体，避免其发生爆炸；
（2）
160 M=56*2+16*3-2*56=48
X 2.4
故
（3）一氧化碳属于污染性气体，故应避免排放到空气中，故B还可以收集一氧化碳。
14．（2023九下·金华月考）某气体X可能是由H2、CO、CO2中的一种或几种组成，为了解其组成情况，小金设计了如下装置进行实验。
请回答下列问题：
（1）写出CO还原CuO的化学方程式： ；
（2）如果省略B装置，对实验结果的影响是： ；
（3）气体X通过整套装置时，A中液体不浑浊，C中黑色粉末变成光亮的红色，D中液体变浑浊，则气体X的组成情况是 ；
（4）若要检验H2的存在，则应对该装置作何改进 。
【答案】（1）CO+CuO Cu+CO2
（2）无法验证原混合气体中是否含有CO气体
（3）CO或CO、H2
（4）BC之间增加浓硫酸装置，CD之间增加无水硫酸铜装置
【解析】（1）根据反应物、反应条件和生成物，写出反应的化学方程式。
（2）氢氧化钠溶液用于吸收气体中的二氧化碳气体，只有B将其中的二氧化碳气体全部吸收，才能不对后面的验证产生影响。即如果后面D中石灰水变浑浊，则说明反应有二氧化碳产生，即一氧化碳和氧化铜发生了反应，即原来气体含有一氧化碳气体。
（3）A中澄清的石灰水不浑浊，则说明气体中肯定没有二氧化碳。而C中黑色粉末变成光亮的红色，说明氧化铜被还原，则原来气体可能存在一氧化碳或氢气。而D中变浑浊，则说明肯定存在一氧化碳，据此分析解答。
（4）氢气还原氧化铜生成铜和水，因此检验是否有水生成是检验存在氢气的关键。则在反应前要利用浓硫酸的吸水性去掉水分，在反应装置后加入无水硫酸铜检验水的生成，据此分析解答。
【解答】（1）一氧化碳和氧化铜反应，生成铜单质和二氧化碳，则反应的方程式为： CO+CuO Cu+CO2 。
（2）如果省略B装置，对实验结果的影响是：无法验证原混合气体中是否含有CO气体；
（3）气体X通过整套装置时，A中液体不浑浊，C中黑色粉末变成光亮的红色，D中液体变浑浊，则气体X的组成情况是：CO或CO、H2。
（4）若要检验H2的存在，则应对该装置的改进如下：BC之间增加浓硫酸装置，CD之间增加无水硫酸铜装置。
15．（2023九上·黄岩期中）实验室中有一包由KCl、MgSO4和CaCl2组成的固体混合物，某校研究性学习小组的同学为了除去其中的MgSO4和CaCl2，得到纯净的KCl，设计如下实验方案。
请你回答下列问题：
（1）X溶液与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式是 。
（2）Y溶液中溶质的化学式是 。
（3）该实验中盐酸的作用是 。
（4）原固体样品中含KClm1g，最后得到KCl的固体m2g，则m1 m2。（填“＞”、“＜”或“＝”）
【答案】（1）Ba(OH)2+MgSO4=BaSO4↓+Mg(OH)2↓
（2）K2CO3
（3）把KOH和K2CO3转化为KCl
（4）＜
【解析】（1）根据硫酸镁与氢氧化钡反应生成氢氧化镁沉淀和硫酸钡沉淀分析；
（2）根据加入Y为了除去氯化钙和氢氧化钡杂质分析；
（3）根据滤夜II中含有氢氧化钾和碳酸钾杂质分析；
（4）根据转化过程中生成了氯化钾分析。
【解答】（1） 加入氢氧化钡溶液，混合物中硫酸镁与氢氧化钡反应生成氢氧化镁沉淀和硫酸钡沉淀，反应的化学方程式是 Ba(OH)2+MgSO4=BaSO4↓+Mg(OH)2↓ 。
（2）加入Y溶液为了除去氯化钙和氢氧化钡，钙离子、钡离子可与碳酸根离子结合生成碳酸盐沉淀，则Y为 K2CO3 。
（3）因加入氢氧化钡、碳酸钾均过量，使得滤夜II中含有氢氧化钾和碳酸钾杂质，加入盐酸的为了 把KOH和K2CO3转化为KCl 。
（4）因除杂过程中生成了氯化钾，则最后得到的氯化钾质量大于原样品中氯化钾质量，即 m1 < m2。
16.（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。
17．（2023·宁波模拟）水煤气是一种工业上常用的气体燃料，一般用焦炭和水蒸气在高温下反应制得，含有少量的CO2和水蒸气杂质。某化学兴趣小组对水煤气的主要成分进行研究。
【查阅资料】
⑴白色的无水硫酸铜粉末遇水变成蓝色；
⑵Na2CO3与少量盐酸反应生成NaHCO3和NaCl，与过量盐酸反应时生成NaCl，H2O，CO2
【实验假设】①可燃气只是CO ②可燃气体只是H2 ③可燃气体是CO和H2的混合气。
【实验过程】实验小组按以下流程进行实验（水煤气中CO2，H2O已被充分吸收）；
（1）实验中，发现黑色氧化铜变红，且无水硫酸铜变蓝色，还观察到澄清石灰水变浑浊，则上述假设 成立。
（2）【实验拓展】 实验后，甲同学认为欲检验所用NaOH是否完全消耗，可向溶液中滴入几滴稀盐酸，若没有气体产生，则溶液中还有NaOH剩余，但乙同学认为甲同学的设计是错误的，理由是 。
（3）丙同学通过本次实验，结合查阅的资料发现，不用任何其它试剂，只用试管和胶头滴管就可以鉴别稀盐酸和碳酸钠两种无色溶液。正确的鉴别方案及结论是 。
【答案】（1）③
（2）如果氢氧化钠被完全消耗，生成的Na2CO3与少量盐酸反应生成NaHCO3和NaCl，也没有气体产生
（3）把两种溶液分别加入两支试管中，用胶头滴管吸取其中的一种溶液，向另一只试管中滴加，如果开始时没有气泡产生，滴加一会儿后产生气泡，说明胶头滴管中的溶液是稀盐酸，另一种是碳酸钠溶液
【解析】本题考查的是盐的性质及用途的探究实验。
（1）无水硫酸铜变蓝色，说明有水产生；石灰水变浑浊，说明有二氧化碳产生；
（2）如果实验设计不合理，可能会得出错误的结论；
（3）根据物质的性质可以判断鉴别物质的方法。
【解答】（1）实验中，发现黑色氧化铜变红，且无水硫酸铜变蓝色，证明水煤气含有H2；还观察到澄清石灰水变浑浊，证明水煤气含有另一可燃气体为一氧化碳，故选③；
（2）如果氢氧化钠被完全消耗，生成的Na2CO3与少量盐酸反应生成NaHCO3和NaCl，也没有气体产生，所以丙同学认为乙同学的设计是错误的；
（3）正确的鉴别方案及结论是：把两种溶液分别加入两支试管中，用胶头滴管吸取其中的一种溶液，向另一支试管中滴加，如果开始时没有气泡产生，滴加一会儿后产生气泡，说明胶头滴管中的溶液是稀盐酸，另一种是碳酸钠溶液；因为向碳酸钠溶液中滴加稀盐酸时，开始时稀盐酸较少，碳酸钠和稀盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠，没有二氧化碳产生，当滴加的稀盐酸较多时，碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，这时有气泡产生，如果一开始就有气泡产生，说明胶头滴管中的溶液是碳酸钠溶液，另一种是稀盐酸；因为碳酸钠溶液和较多的稀盐酸反应时，碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，这时有气泡产生；
18．（2023九下·永康模拟）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对干扰气体的鉴定，其判断标准是对后续实验是否会产生干扰。于是通过讨论研究小组同学对解决“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（甲烷已完全反应）成分，应用思维模型设计了如图实验方案，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，则该气体燃烧后的产物成分有 ；
（2）实验中小阳同学发现B中黑色CuO变红，C中澄清石灰水变浑浊，得出了天然气燃烧后的气体产物中有CO2和CO结论。小莲认为该结论不严谨，理由是 ；
（3）交流时，小莲提出，只要先从a处通一段时间混合气体，观察现象，再点燃B处酒精灯加热，继续观察现象，就可顺利完成气体产物成分的检验。小莲提出在加热前先通一段时间的混合气体，其目的是 ；
（4）实验方案中，装置C可归属于上述思维模型中的 环节。
【答案】（1）H2O
（2）CO和CuO反应也会产生CO2 ，对CO2检验形成干扰
（3）排尽装置中的空气，防止气体不纯发生爆炸；检验气体中是否含有二氧化碳气体。
（4）气体检验、尾气处理
【解析】（1）无水硫酸铜遇水变蓝，二氧化碳会会使澄清石灰水变浑浊。
（2）甲烷、一氧化碳等可燃性气体与空气混合后加热，如果气体不纯可能会发生爆炸。
【解答】（1）无水硫酸铜变蓝说明有水，因此说明气体燃烧后的产物成分有水。
（2）C中澄清石灰水变浑浊，说明进入C装置的气体为二氧化碳。但是由于黑色CuO变红，说明CuO发生了氧化还原反应，CuO与CO反应也会产生二氧化碳。所以无法确定原气体中是否有二氧化碳。
（3）小莲提出在加热前先通一段时间的混合气体，是由于甲烷、一氧化碳等可燃性气体与空气混合后加热，如果气体不纯可能会发生爆炸，因此其目的是为了防止发生爆炸。同时当还未加热时，氧化铜不会发生氧化还原反应，因此当C中澄清石灰水变浑浊时，说明气体中存在着二氧化碳。
（4）实验方案中，装置C既可以检验生成的二氧化碳，又可以收集未完全反应的一氧化碳，则装置C可归属于上述思维模型中的气体检验、尾气处理环节。
19．（2023·宁波模拟）某化学实验小组为了除去混在N2中的O2，将混合气体通过红热的铜丝网后，发现铜丝网变黑。在研究如何除去黑色物质，回收再利用铜丝网的讨论中，制定了下列方案。
请根据以上方案回答：
（1）混合气体通过红热的铜丝网后，铜丝网变黑的原因 （用化学方程式解释）。
（2）两种方案相比较，甲方案明显的不足之处是 。
（3）若采用甲、乙两种方案处理此黑色铜丝网，则回收的铜丝网a的质量 （填“＜”、“＞”或“＝”）铜丝网b的质量。
（4）实验小组的同学发现，反应后烧杯中的液体有腐蚀性，应加以适当的处理。他们采取加入过量的铁粉的方案处理废液。加入足量的铁粉充分搅拌，最后得到的溶液中溶质为 。（填物质名称）
【答案】（1）
（2）没有处理尾气
（3）＞
（4）硫酸亚铁
【解析】 混合气体通过红热的铜丝网后，发现铜丝网变黑。 铜丝网变黑的原因：铜和氧气反应生成氧化铜。甲方案是利用CO来还原氧化铜，。乙方案中，B溶液可以是稀硫酸，因为氧化铜能和稀硫酸反应生成硫酸铜和水。
【解答】(1)铜丝网变黑的原因：铜和氧气反应生成氧化铜，反应的化学方程式为
(2)甲方案是利用CO来还原氧化铜，CO是有毒气体，需要进行尾气处理。乙方案中，可以用稀硫酸处理氧化铜，这是因为氧化铜能和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，两种方案相比较，甲方案明显的不足之处是没有处理尾气。
(3)甲方案中：，可以将氧化成的氧化铜全部还原成铜单质。乙方案中：，氧化铜中的铜元素转化成了硫酸铜，若采用甲、乙两种方案处理此黑色铜丝网，则回收的铜丝网a的质量>铜丝网b的质量。
(4)实验小组的同学发现，反应后烧杯中的液体有腐蚀性，是因为溶液中含有硫酸铜和硫酸，加入过量的铁粉时，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，因此最后得到的溶液中溶质为硫酸亚铁。
20．（2023·金华）研究小组同学在完成”酸的性质”实验①②后，将①②实验后试管中的物质全部倒入各自废液缸③中(如图甲)，结果出现了不同现象，部分小组同学的实验现象记录如下表。
组别 废液缸中现象 现象解释
第1小组 无沉淀、有气泡产生
第2小组 无沉淀、无气泡产生
第3小组 ……
…… ……
[原理分析]小组同学在老师指导下讨论后认为：任何一个化学反应，反应物的用量不同，反应后物质的组成成分就会不同，这是最终导致各组废液缸中出现不同现象的原因。
[交流讨论]
（1）为分析第1小组废液缸中溶液的溶质成分，用玻璃棒蘸取溶液测得pH=3，则该小组废液中的溶质组成成分为 (写化学式)；
（2）第2小组废液缸中无沉淀、无气泡产生，从反应物用量的角度分析实验①②，可以得出该小组的实验②中反应物盐酸的用量应该是 ；
（3）如果其他小组实验所用反应物的用量都不一样，除了上面第1、2小组出现的现象外，还会出现的现象是 。
（4） [实验拓展]取第1小组废液缸中的溶液于试管中，逐滴溶加入碳酸钠溶液，并振荡，产生的气体全部逸出。图乙表示”溶液质量”随加入”碳酸钠溶液质量”的变化情况。
解释图中AB段和BC段溶液质量呈现不同增重趋势的原因 。
【答案】（1）NaCl CaCl2 HCI
（2）稀盐酸过量或恰好完全反应
（3）①有沉淀、无气泡；②有沉淀、有气泡
（4）等质量的碳酸钠依次与盐酸和氯化钙反应过程中，AB段逸出的二氧化碳的质量小于BC段生成的碳酸钙沉淀的质量(合理即可)
【解析】（1）根据pH=3，溶液显酸性，说明盐酸过量来分析；
（2）根据废液缸中无沉淀、无气泡产生，说明实验②中碳酸钠完全反应来分析；
（3）根据碳酸钠和氢氧化钙、氯化钙反应能生成碳酸钙沉淀来分析；
（4）根据AB段是盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体，BC段是氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，二氧化碳的相对分子质量比碳酸钙小，等质量的碳酸钠完全反应，生成气体的质量比沉淀的质量小，所以AB段溶液质量增大得快，BC段溶液质量增大得慢来分析。
【解答】（1）①中的反应是盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水，②中的反应是盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳。用玻璃棒蘸取溶液测得pH=3，溶液显酸性，说明盐酸过量。当稀盐酸过量时，氢氧化钙和碳酸钠都会完全反应，肯定没有剩余，则则该小组废液中的溶质组成成分为生成的氯化钙、氯化钠和过量的盐酸，化学式为：CaCl2、NaCl、HCl。
（2）第2小组废液缸中无沉淀、无气泡产生，则实验②中的碳酸钠肯定完全反应没有剩余，那么可以得出该小组的实验②中反应物盐酸的用量应该是恰好完全反应或者过量。
（3）若①中盐酸完全反应，溶液中有生成的氯化钙和可能过量的氢氧化钙，②中碳酸钠有剩余，那么碳酸钠和氢氧化钙、氯化钙反应能生成碳酸钙沉淀，即此时有沉淀，无气泡；若①中稀盐酸有剩余，而②中碳酸钠有剩余。碳酸钠和稀盐酸反应，生成二氧化碳气体。如果此时碳酸钠还有剩余，会和氯化钙反应生产沉淀，即此时有沉淀，有气泡。
（4）第1小组废液缸中的溶液中含有生成的氯化钙、氯化钠和过量的盐酸，将碳酸钠滴入该溶液，盐酸先和碳酸钠反应，盐酸反应完后，氯化钙再和碳酸钠反应，则图中AB段和BC段溶液质量呈现不同增重趋势的原因是：AB段是盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体，BC段是氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，二氧化碳的相对分子质量比碳酸钙小，等质量的碳酸钠完全反应，生成气体的质量比沉淀的质量小，所以AB段溶液质量增大得快，BC段溶液质量增大得慢。
21．（2023·浦江模拟）俄乌冲突导致欧洲天然气断供，欧洲居民争相囤积煤炭。但在使用煤炭的过程中，却发生了中毒事件，这是灼热的煤炭与水反应所生成的气体导致的。那么生成的气体中有哪些成分呢 同学们进行了以下探究。
【查阅资料】煤炭主要成分是碳，遇水或氧气不足时会生成有毒气体一氧化碳。
【建立猜想】同学们对生成的气体成分做了以下猜想：
猜想1：有CO、CO2
猜想2：有CO、H2
猜想3：有CO、CO2和 H2
猜想4：有CO、H2、CO2和 H2O
【初步分析】
（1）小组讨论后，很快否定了猜想1，理由是 。
（2）【实验操作】他们利用下列实验装置进行探究。
如何连接组装实验装置，同学们意见不一。某同学按照C→A→C→B→B→D→B→C的顺序连接装置，将生成的气体通过该装置，请评价该方案是否可行，理由是
（3）同学们最终选择了下图的实验装置进行实验，假设C、D装置内的反应都完全。
①该实验中判断氢气存在的关键现象是 。
②在该实验探究过程中，G装置的作用是 。
【答案】（1）违背质量守恒定律(合理即可)
（2）不可行，无法检验原气体中是否含有水蒸气
（3）F中的无水硫酸铜变蓝；检验CO2，收集尾气
【解析】质量守恒： 1.反应前后物质总质量不变 2.元素的种类不变 3.各元素的总质量不变
【解答】（1）根据质量守恒：反应前后元素种类不变，反应前有C、H、O三种元素，反应后也应有这三种，猜想1中没有H元素，故填：违背了质量守恒定律。
（2）装置A的作用：吸收CO2 装置B的作用：检验水蒸气，装置C的作用：检验CO2，当气体通过溶液后会带出一部分的水蒸气，对检验原气体中是否含有水蒸气会产生干扰，因此需要先检验是否含有水蒸气。故填： 不可行，无法检验原气体中是否含有水蒸气
（3）①H2能与E装置的CuO发生反应：H2+CuOH2O+Cu 现象为黑色固体变红色，且产生的H2O能使F装置中的无水CuSO4变蓝，故填：F中的无水硫酸铜变蓝。
②G装置中澄清石灰水可以用来检验CO2，且该实验中尾气含有CO，CO难溶于水，可以利用该装置收集CO尾气，故填：检验CO2，收集尾气。
22．（2022·萧山模拟）如图装置是检验CO及CO被氧化后氧化产物的化学性质。通入的气体主要含有CO，所含杂质在此条件下不参与任何反应。玻瑞管中的黑色粉末主要含氧化钢，杂质在此条件下不参与任何反应。所有反应充分发生，反应生成的气体全部被澄清石灰水吸收。
（1）在实验前，出于安全考虑，正确的操作是 ，当玻璃管中黑色粉末变成光亮的红色后，仅凭此现象能否说明CO具有还原性？请说明理由 。
（2）该实验装置的不足之处是 （写出一条即可）。
（3）已知下列数据：反应前通入的气体总质量为m1，反应前黑色粉末的质量m2，玻璃管质量为m3，充分反应后玻璃管及物质总质量为m4，根据以上已知条件，通过计算，能测出的科学量有 。
A．气体中的CO的质量分数 B．CO被氧化后的氧化产物的质量
C．黑色粉末中氧化铜的质量分数 D．黑色粉末中氧元素的质量分数
【答案】（1）先通足量的一氧化碳再点燃酒精灯加热；不能，可能是氧化铜在此条件下分解
（2）CO有毒，未进行尾气处理
（3）B；C
【解析】（1）一氧化碳在空气中点燃会爆炸；
（2）反应的一氧化碳为污染性气体；
（3）利用一氧化碳和氧化铜的反应，可求得相应的生成物或反应物的质量。
【解答】（1） 出于安全考虑，正确的操作是先通足量的一氧化碳再点燃酒精灯加热；
氧化铜自然分解产生的铜也是红色的，故不能，可能是氧化铜在此条件下分解；
（2）反应的一氧化碳为污染性气体，故不足之处为： CO有毒，未进行尾气处理 ；
（3）co的氧化产物为二氧化碳。m（二氧化碳）=m1+m2+m3-m4；
氧化铜和一氧化碳反应生成铜和二氧化碳，故可通过二氧化碳的量求得氧化铜的质量。
故BC正确。
23．（2020九上·黄岩期中）我国不少地方有端午吃“灰水粽”的习俗。所谓“灰水粽”是指用草木灰的浸出液浸泡糯米做成的粽子，清香软糯。小柯对制作“灰水粽”的草木灰展开了如下探究：
【查阅资料】①糯米中加入食用碱可起到中和微生物生成的酸、软化食物纤维等作用；
②草木灰中富含钾盐，主要成分是K2CO3，还含有少量K2SO4和KCl。
【实验探究】检验草木灰的成分，并测定草木灰中K2CO3的质量分数。
（1）取适量草木灰于烧杯中，加足量水浸泡，过滤得到草木灰的浸出液；取少量浸出液于试管中，滴加几滴酚酞试液，观察到酚酞试液变 色，则说明草木灰的浸出液呈碱性。
（2）为了检验草木灰的浸出液中存在Cl ，请写出实验方法： 。
（3）小柯用图示装置测定草木灰中K2CO3的质量分数，通过测定丙装置质量的增加量来计算K2CO3的质量(草木灰中其他成分遇稀盐酸不产生气体)，实验过程中需持续缓缓通入空气，其作用除搅拌乙、丙中的反应物外，还可以 。
（4）有同学认为通过丙装置质量增加量来计算K2CO3的质量结果会偏大，为了更精确的测量，该同学建议在乙丙之间增加两个吸收装置，你认为装置中从左到右按顺序应盛放的两种试剂是 。
A.NaOH溶液 B.浓H2SO4 C.NaHCO3饱和溶液 D.酸化的硝酸银溶液
【答案】（1）红
（2）向足量的浸出液中加入足量硝酸酸化的硝酸钡，过滤后取滤液加入硝酸银，若有白色沉淀，证明有氯离子
（3）使反应产生的二氧化碳被全部吸收
（4）DB
【解析】氯离子与银离子结合会产生不溶于酸的白色沉淀，故检验氯离子的方法是加入硝酸酸化的硝酸银，加入硝酸的目的是为了排除CO32-的干扰（Ag2CO3也是白色沉淀，但它可以溶于酸）；
气体除杂时，如果用溶液除杂，气体通过溶液后会带出水蒸气，故如果杂质中有水蒸气，那么水蒸气需要放到最后除去
【解答】（1）酚酞遇酸性和中性时呈无色，遇碱性变红色，故观察到酚酞试液变红色，则说明草木灰的浸出液呈碱性
（2）由于草木灰中含有少量的K2SO4 ，Ag2SO4微溶于水，可能也会产生沉淀，为了排除SO42-和CO32-的干扰，故应先加入硝酸酸化的硝酸钡，过滤后再在滤液中加入硝酸银，如果出现沉淀，则说明有氯离子
（3）乙中产生的二氧化碳可能会残留在装置中，没有被丙中的氢氧化钠溶液吸收，故持续缓缓通入空气可以使反应产生的二氧化碳被全部吸收。
（4）由于盐酸具有挥发性，会挥发出HCl气体，且产生的二氧化碳从溶液中出来会带出部分水蒸气，故产生的二氧化碳中会含有水蒸气和HCl气体杂质，除HCl气体如果用NaOH溶液，会将产生的二氧化碳也吸收了，A错误；如果用NaHCO3饱和溶液，NaHCO3会与HCl反应产生二氧化碳，对测量二氧化碳的质量产生干扰，C错误，酸化的硝酸银可以将HCl吸收，水蒸气可以通过浓H2SO4吸收，故装置中从左到右按顺序应盛放的两种试剂是DB
24．（2020九上·黄岩期中）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。
（2）甲同学的方法：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。
（3）乙同学的方法：先测出氢氧化钠浓溶液的质量为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。
【答案】（1）还原
（2）氧化铜中氧元素
（3）解：设氧化铜质量为x，
反应生成二氧化碳质量为：54.4g-50g=4.4g，
CuO+COCu+CO2，
80 44
X 4.4g
，
样品中氧化铜的质量分数为：。
【解析】（1）根据一氧化碳的还原性分析；
（2）根据质量守恒定律分析；
（3）根据生成二氧化碳质量及方程式中物质间质量关系计算氧化铜质量，从而计算氧化铜质量分数分析。
【解答】（1）一氧化碳与氧化铜反应利用了一氧化碳的还原性。
（2）由反应前后物质质量总和不变可知， m1 m2的值是指参加反应的氧化铜中氧元素质量；
25．（2023·宁波模拟）某混合溶液由硫酸和硫酸铜溶液组成。小宁进行了如下实验；取200克该混合溶液于烧杯中，然后将240克20%的NaOH溶液分6次加入其中，每次充分反应后称量所得溶液的质量，所测数据如表所示。
第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 第6次
加入NaOH溶液的质量/g 40 40 40 40 40 40
反应后溶液的质量/g 240 280 315.1 345.3 375.5 415.5
每次产生沉淀的质量/g 0 0 4.9 m 9.8 0
（1）上述表格中m＝ ；第二次混合液中的硫酸 （填“被”或“未被”）反应完。
（2）求混合溶液中硫酸的质量。
（3）第5次加入NaOH溶液充分反应后所得溶液中溶质的质量分数。（计算结果精确到0.1%）
（4）画出上述过程中产生沉淀的质量与加入NaOH溶液质量的关系图。
【答案】（1）9.8；未被
（2）解：与硫酸反应的氢氧化钠溶液的质量为40g+40g+20g＝100g，
设200g的混合溶液中硫酸的质量为x。
2NaOH+H2SO4＝2H2O+Na2SO4
80 98
100g×20%x x＝24.5g
（3）解：设第五次加入NaOH溶液充分反应后所得溶液中溶质的质量分数为y
根据钠元素守恒可得关系为
2NaOH ～ Na2SO4
80 142
200g×20% 375.5g y
y≈18.9%
（4）
【解析】(1)根据表中数据结合质量守恒定律可得：第四次产生沉淀的质量=315.1g+40g-345.3g=9.8g；依据第3次产生的沉淀4.9g，第4次产生的沉淀9.8g，说明第3次中还含有硫酸来分析解答；
(2)根据表中数据可知：40g氢氧化钠与硫酸铜完全反应产生沉淀9.8g，所以第三次实验加入的40g氢氧化钠与硫酸反应了20g，所以跟硫酸的氢氧化钠共有100g。依据硫酸与氢氧化钠溶液反应的化学方程式来分析解答；
(3)氢氧化钠与硫酸反应产生硫酸钠和水，氢氧化钠与硫酸铜反应产生氢氧化铜沉淀和硫酸钠，两个反应都只生成硫酸钠溶液。所以依据氢氧化钠的质量和元素质量守恒来分析解答
(4)依据表中数据来分析解答。第1次，第2次加入的氢氧化钠都全部与硫酸反应了，从第4、5次实验可知：40g氢氧化钠完全反应会产生9.8g氢氧化铜沉淀，第3 次实验产生沉淀4.9g，需要氢氧化钠20g，所以与硫酸反应的氢氧化钠总共有100g，硫酸铜全部反应完需要氢氧化钠100g，产生沉淀（9.8g+9.8g+4.9g=24.5g）。所以起点是（0，0），转折点在硫酸反应完的时刻（100，0）到第5次实验结束时，溶液中的硫酸铜恰好完全反应（200，24.5）。
26．（2023·镇海模拟）初三某班利用稀硫酸与氧化铜粉末反应探究稀硫酸的化学性质，实验后废液集中在一个废液缸中。为了探究废液的成分，同学们又进行了如下实验：取上层废液于烧杯中，加入一定溶质质量分数的氢氧化钠溶液。下表为生成沉淀总质量与所加氢氧化钠溶液总质量的关系。
氢氧化钠溶液总质量/g 20 40 60 80 100 120
生成沉淀总质量/g 0.49 2.94 5.39 m n 9.8
（1）表中n= 。
（2）所取的废液中溶质是 。
（3）所加氢氧化钠溶液溶质的质量分数是多少
【答案】（1）9.8
（2）硫酸铜、硫酸（CuSO4、H2SO4）
（3）解：设所加氢氧化钠溶液溶质的质量分数为a
2NaOH +CuSO4=Na2SO4 +Cu(OH)2↓
80 98
20g×a 2.45g
a=10%
答：所加氢氧化钠溶液溶质的质量分数为10%
【解析】（1）分析n值时，先判断每20g的氢氧化钠可以生成多少克氢氧化铜沉淀；
（2）一开始的沉淀只有0.49g，故溶液还有酸过量；
（3） 求氢氧化钠溶液溶质的质量分数，只需在表格中找出氢氧化钠什么时候反应完即可。由表中数据可知，每20g的氢氧化钠溶液可生成（5.39-2.94）=2.45g沉淀。
【解答】（1）每20g的氢氧化钠溶液可生成（5.39-2.94）=2.45g沉淀，故m=7.84g，若在增加2.45g则大于9.8了，故在100g时硫酸铜反应完了，所以n=9.8g；
（2）一开始氢氧化钠20g沉淀只有0.49，故有一部分与酸反应了，废液中的溶质为：硫酸铜、硫酸（CuSO4、H2SO4）
27．（2023·鄞州模拟）为测定某镁矿石中镁元素的质量分数，兴趣小组的同学取了5g该镁矿石粉末，加入过量的稀硫酸，充分反应后过滤、除杂，得到只含有MgSO4和H2SO4两种溶质的混合溶液100g，将该100g混合溶液放于烧杯中，然后取40g氢氧化钠溶液，分4次加入到盛有100g混合溶液的烧杯中，充分反应，测得的实验数据如下表所示：
实验编号 第一次 第二次 第三次 第四次
加入氢氧化钠溶液质量/g 10 10 10 10
烧杯中生成沉淀的总质量/g 0.464 1.044 1.160 1.160
请计算：
（1）100g混合液中硫酸镁的质量。
（2）该镁矿石中镁元素的质量分数。(假设5g镁矿石中的镁元素全部转化为100g混合溶液中MgSO4中的镁元素)
（3）加入的氢氧化钠溶液的溶质质量分数。
【答案】（1）解：设100混合溶液中含MgSO4的质量为x
2NaOH+MgSO4＝Na2SO4+Mg（OH）2↓
120 58
x 1.160g
x＝2.4g
答：100混合溶液中含MgSO4的质量为2.4g
（2）根据质量守恒定律，化学变化前后元素的质量不变，因此MgSO4中的镁元素的质量即为5g镁矿石中的镁元素，由题意得：镁矿石中镁元素的质量分数为2.4g× ×100%÷5g×100%＝9.6%
答：镁矿石中镁元素的质量分数为9.6%
（3）由实验一、二可知每消耗10.0gNaOH溶液生成氢氧化镁沉淀1.044g-0.464g＝0.580g，第三次再增加10.0gNaOH溶液沉淀增加的质量为1.160g-1.044g＝0.116g，说明此时硫酸镁完全反应，氢氧化钠已过量，
设10g氢氧化钠溶液中溶质的质量为y
2NaOH+MgSO4＝Na2SO4+Mg（OH）2↓
80 58
y 0.58g
加入的氢氧化钠溶液的溶质质量分数为： ×100%＝8%
答：加入的氢氧化钠溶液的溶质质量分数8%。
【解析】【解答】
（1）MgSO4和H2SO4的混合溶液的烧杯中滴加NaOH溶液时，氢氧化钠先与硫酸反应，后与硫酸镁反应生成氢氧化镁沉淀和硫酸钠，根据生成沉淀的总质量结合化学方程式计算；
（2）根据质量守恒定律，化学变化前后元素的质量不变分析。
（3）根据计算氢氧化钠溶液的溶质质量分数，氢氧化钠应完全反应，MgSO4和H2SO4的混合溶液的烧杯中滴加NaOH溶液时，氢氧化钢先与硫酸反应，后与硫酸镁反应生成氢氧化镁沉淀和硫酸钠，因此第一次是氢氧化钠先与硫酸反应，然后再与硫酸镁反应，虽然完全反应，但计算复杂。第二次加入10g氢氧化钠溶液只与硫酸镁反应，且完全反应生成沉淀质量为1.044g-0.464g=0.580g；第三次再加入10g氢氧化钠溶液继续生成沉淀，说明第二次介入的氢氧化钠完全反应，因此可根据第二次生成氢氧化镁的质量求出10g氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量，从而求出加入的氢氧化钠溶液的溶质质量分数。
解表格题注意：
①计算依据总体较为基础，多数为直接给出，少数用质量守恒定律求出气体或沉淀的质量；
②判断表格中的哪一组数据表示反应已经完成或过量，关键看数据是否成比例，不成比例即所加试剂已过量；
③求的每一种物质，都要求是该物质已经反应完全；
④若给溶液，使用相关数据进行计算时，要注意溶质质量＝溶液质量 x 溶质％。
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：（2023·杭州模拟）据报道，杭州亚运会火炬“薪火”将以生物质燃气为燃料。生物质燃气是以农作物秸秆、禽畜粪便等含有生物质体的物质为原料，在一定条件下制成含有氢气、一氧化碳、甲烷等的生物质燃气。其中的一个反应是水气和碳在高温条件产生一氧化碳和氢气。下列有关叙述中，正确的是（ ）
A．生物质燃气中只有无机物 B．生物质燃气中的物质都是化合物
C．产生一氧化碳的反应中，碳具有还原性 D．生物质燃气燃烧是吸热反应
变式1：（2023·绍兴）小敏在鉴别氢气、氮气、氧气、二氧化碳四瓶无色气体时，对它们的部分性质进行归纳梳理并编制了检索表(如图)。检索表中S代表的是（ ）
检索表
1a具有可燃性...............P
1b不具有可燃性...............2
2a能使澄清石灰水变浑........Q
2b不能使澄清石灰水变浑.......3
3a能使带火星的木条复......R
3b不能使带火星的木条复..... S
A．氢气 B．氮气 C．氧气 D．二氧化碳
变式2：（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3：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：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________。
变式1：（2023·定海模拟）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是（ ）
A．CuCuOCuSO4溶液
B．Fe2O3FeFeCl2溶液
C．FeFeCl3AgCl
D．KOHK2CO3KCl溶液
变式2：（2023·湖州）袋装食品中一般会放置一包干燥剂，干燥剂种类各不相同，氧化钙是比较常见的一种。
（1）氧化钙吸水的过程会 (选填“吸收”或 者“释放")热量。
（2）取少量氧化钙放入水中，所得溶液呈 (选填“酸性”、“碱性"或者“中性")。
（3）暴露在空气中的氧化钙，可能会转变成 。
变式3：（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。
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：（2023·上城模拟）小金进行了模拟炼铁实验。选用CO和氧化铁粉末进行反应，实验步骤如下：
I.连接好装置，并检查装置的气密性；
II装好药品，先通一会儿CO，再点燃酒精喷灯；
III.实验结束， 。
（1）步骤Ⅲ中缺少的操作应为 。（填序号)
A．先撤酒精喷灯，再继续通CO B．先停止通CO，再撤酒精喷灯
（2）装置B的作用除吸收、检验CO2外，还起到的作用是 。
（3）实验开始时加入a克纯氧化铁粉末，实验结束后取出玻璃管内的固体称量为b克，当b为 (用含有a式子表示)时，可判断氧化铁已完全转化为铁。
变式1：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2：某兴趣小组的同学们利用如图所示的装置对CO还原Fe2O3粉末的实验进行探究（固定装置略）。
【查阅资料】CO能溶于铜液。铜液：醋酸二氨合铜和氨水的混合液
（1）按如图连接装置A﹣E，在装入试剂前，先 。
（2）装置C中玻璃管的作用： 。
（3）反应一段时间后，能证明CO与Fe2O3反应的实验现象： 。
（4）某同学认为该装置有缺陷，需在装置E后再连接装置F，装置E、F的接口连接顺序：a连接 （填“b”或“c”）。
变式3：（2023·杭州模拟）如图所示是木炭还原氧化铜的实验，小科对碳与氧化铜反应生成的气体成分进行探究。[提出问题]碳燃烧时可能生成CO2，也可能生成CO，那么碳与氧化铜反应生成的气体是否也有多种可能
[作出猜想]猜想①：CO； 猜想②：CO2； 猜想③：CO和CO2。
[设计方案]打开K，缓缓通入干燥的氮气一段时间，关闭K，点燃酒精喷灯和酒精灯，充分反应后，熄灭酒精喷灯和酒精灯，打开K，再通一段时间氮气。
方案一：从定性观察角度判断
（1）若观察到B中澄清石灰水变浑浊，则可排除猜想 。
（2）实验结束后，需要先熄灭（选填“A”或“D”） 酒精灯。
（3）方案二：从定量计算角度判断取一定量炭粉和4g氧化铜的混合物进行实验，并测定表格中的四个数据：
反应前的质量 反应后的质量
A（玻璃管+固） m1 m2
B+C+（广口瓶+混合液） m3 m4
若猜想②成立，则理论上(m4-m3) (m1-m2)(填“>”“=”或“<”)。
（4）若猜想③成立且CuO全部转化成Cu，则参加反应碳的质量m的取值范围是 。
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：（2023九下·庆元模拟）小丽以化合价为纵坐标、物质类别为横坐标绘制如图。A、B、C、D、E是初中常见物质，且都含氧元素，各物质中均有某种组成元素的化合价与纵坐标的数值相对应。“→”表示物质间的转化关系，其中B通常为无色无味气体且能使澄清石灰水变浑浊，D的水溶液呈蓝色。请回答：
（1）B→A可以通过植物的某一生理过程加以实现，这一生理过程指的是 ；
（2）物质C的化学式为 ；
（3）写出一个D→E的化学方程式 。
变式1：（2023·宁波）有一包固体样品，可能含氯化铁、硫酸钠、氢氧化钡、氢氧化钠中的一种或几种。小宁进行了如下实验.根据实验现象，下列判断错误的是（ ）
A．滤液丙中含有氯化铁
B．沉淀乙为氢氧化铁、硫酸钡
C．滤液甲中一定不存在氢氧化钠
D．样品中一定有氯化铁、硫酸钠、氢氧化钡
变式2：（2023·宁波模拟） A~H为初中常见的化学物质，它们之间的转化关系如图所示(部分生成物已略去)。已知A是黑色固体，B是人体胃酸的主要成分，C是红棕色固体，D、F是由相同元素组成的两种气体，K是食用调味品。请按要求回答下列问题：
（1）物质甲是 (填化学式)
（2）请写出反应①的化学方程式 。
（3）请写出G的一种用途 。
变式3：为进一步确定湖边收集的气体的组成，同学们进行了以下探究过程，请你参与并协助他们完成相关学习任务。
【提出猜想】收集的气体中可能含有CH4、CO2、CO和H2O。
【查阅资料】CO+CuOCu+CO2 CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O
【设计方案】：学习小组的同学经过讨论，设计了如图所示的装置进行“猜想”的实验探究。已知：A为储气罐，存放湖边收集的气体；B中装有浓硫酸；C中装有CuO；D中盛装无水硫酸铜白色粉末；E中装有氢氧化钙溶液。
【讨论与交流】
（1）该系列装置还缺少尾气处理装置，写出一种你认为可行的尾气处理方法 。
（2）请你设计完成如图方框内的实验方案(选用下列装置，按连接顺序填写) 。
（3）原气体中若含有CH4，则D中的现象是 。
（4）老师认为以上设计仍有缺陷，不能确定CO气体是否存在。小王同学和小李同学想通过定量实验的方法进行检验，于是对实验方案进行了改进，E装置中的试剂改为足量的氢氧化钠溶液，同时对D、E装置在实验前后的质量进行称量，数据计入下表中：
反应前 反应后
D装置 100g 103.6g
E装置 120g 125.5g
你认为根据上述数据计算后能否得出原气体中含有CO的结论，并简要分析： 。
1．（2023·杭州模拟）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．实验中所需CO可现制现用
B．“微型”装置可节约用品，污染小，现象明显
C．“微型”装置内空间较小，空气易排空，危险系数小
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
2．（2023·杭州模拟）有一包白色固体，可能由硫酸钾、氢氧化钾、碳酸钙、氯化钡中的一种或几种物质组成。为探究该白色固体的组成，某小组取样溶于水，有白色沉淀产生，过滤后向该沉淀加适量稀盐酸，沉淀全部溶解；同时往滤液中通入CO2气体，滤液变浑浊。由此推断该白色固体中（ ）
A．可能存在硫酸钾 B．一定存在氢氧化钾
C．可能存在氯化钡 D．有且仅有两种物质构成
3．（2023八下·义乌期中）某物质充分燃烧的产物是CO2和H2O，为了确定该物质的组成，某小组设计了如图3-12-7所示实验（其中浓硫酸、无水CaCl2均为常用干燥剂，部分固定装置省略）。称取0.84g待测物完全燃烧后，称得D装置增重1.08g，E装置增重2.64g。则下列推断正确的是（ ）
A．该物质一定含有C，H元素，没有氧元素
B．该物质一定含有C，H，O元素
C．用空气球代替装置A，B更有利于实验的进行
D．B装置的有无对实验结果没有影响
4．（2023·杭州模拟）兴趣小组同学设计了如图所示实验，探究碳酸钠的性质，实验结束后，把①③两支试管中的物质倒入同一洁净的烧杯中（如图1），充分混合后发现白色沉淀明显增加。下列说法错误的是（ ）
A．试管③中出现了白色沉淀
B．试管①②中都是碳酸根离子和氢离子反应
C．图1操作中出现的白色沉淀主要是BaSO4
D．试管③中一定含有NaCl，一定含有BaCl2
5．（2023·杭州）《天工开物》记载的“生铁、熟铁连续生成工艺”，处于当时世界领先地位，是现代冶金工艺的雏形。其流程图如下所示：
（1）熔炼过程中，氧化铁与一氧化碳在高温下反应的化学方程式为 。
（2）通过搅拌向生铁中“充氧”可降低生铁的含碳量，此过程体现了氧气的 （选填“氧化性”或“还原性”）。“黑色湿泥”（有效成分为磷酸铁FePO4）作为熔剂可加快反应，磷酸铁属于 类物质（选填“酸”“碱”或“盐”）。
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．（2023·慈溪模拟）从盐湖中提取的某种矿物主要含有KCl，还有少量MgSO4、CaCl2及不溶性杂质SiO2.从该矿物中提取KCl的流程如图：回答下列问题：
（1）滤渣Ⅰ的主要成分是 。
（2）Y溶液中溶质的化学式为 。
（3）向滤液Ⅱ中加入过量盐酸的目的是 。
8．（2023·浦江模拟）某白色固体可能含有氧化钙、碳酸钠、氢氧化钠、硫酸钠和氯化钡中的一种或多种，某兴趣小组设计了实验对该固体成分进行研究，如下图所示：
请回答下列问题：
（1）由上述实验过程，可确定一定存在的物质是 。
（2）加入足量的水，溶解过程中放出大量热，能确定存在哪种物质吗 若能，请写出具体物质：若不能，请说明理由。 。
9．（2023九下·金华月考）某碳酸钠固体样品中可能含有氢氧化钠、氯化钠、硫酸钠、碳酸钾、硝酸钡、氯化钙中的一种或几种。为了确定样品的组成，兴趣小组进行如下探究：
步骤一：取适量固体样品于烧杯中，加足量的水溶解，得无色溶液X；
步骤二：在无色溶液X中加入过量的氯化钡溶液，过滤得到白色沉淀A和无色滤液B；
步骤三：在白色沉淀A中加入足量的稀硝酸，产生大量气泡，沉淀部分消失；
步骤四：将无色溶液B分成两等份，一份通入二氧化碳，产生白色沉淀；另一份加入过量的稀硝酸，再加入适量的硝酸银溶液，产生白色沉淀。
（1）步骤二中的无色滤液B 中一定含有的溶质是 ；
（2）通过以上实验，仍无法确定原固体样品中是否存在的物质是 。
10．（2023九下·永康模拟）一包白色固体粉末，可能由氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠、氢氧化钙中的一种或几种组成，为了探究这包粉末的组成，进行以下实验：
①取少量样品，加水溶解成无色溶液，无其他现象。加入足量的稀盐酸，有气泡产生。
②另取少量样品，加水溶解，滴加无色酚酞试液，溶液变红色。
③取第②步红色溶液，进行了如下实验。请回答下列问题：
（1）根据步骤①可以确定粉末中一定没有 。
（2）同学们另取步骤②后的红色溶液并向其中加入CaCl2，溶液仍然红色，证明原粉末中还有NaOH。
根据实验③可知，混合物中有氯化钠，X溶液的溶质是 。
11．（2023·杭州模拟）现有一包白色固体混合物，可能由硫酸铜、碳酸钙、碳酸钾、硫酸钠、氯化钡中的一种或几种混合而成，为确定其组成进行如图所示的实验： 试推断：
（1）气体B是 （填化学式）
（2）混合物中一定含有的物质是 （填化学式）。
12．（2023·慈溪模拟）某科学兴趣小组的同学对一份固体样品进行了探究。通过实验已确定该样品由氧化铁和铁粉混合而成。他们称取了13.6g固体样品，用图甲所示的装置继续实验，测定的部分数据如图乙所示。
（1）请写出玻璃管内发生的化学方程式 。
（2）固体样品中氧化铁的质量是 克。
13．（2023·绍兴模拟）实验室可用如图所示的装置模拟炼铁过程。
（1）加热前，先往大玻璃管中通入一氧化碳气体的目的是 。
（2）若玻璃管中氧化铁全部还原成铁，冷却后称量管内固体质量，比反应前减少了2.4克，则玻璃管中加入的氧化铁质量是 克。
（3）B装置除了吸收反应生成的二氧化碳外，还具有的作用是 避免污染
14．（2023九下·金华月考）某气体X可能是由H2、CO、CO2中的一种或几种组成，为了解其组成情况，小金设计了如下装置进行实验。
请回答下列问题：
（1）写出CO还原CuO的化学方程式： ；
（2）如果省略B装置，对实验结果的影响是： ；
（3）气体X通过整套装置时，A中液体不浑浊，C中黑色粉末变成光亮的红色，D中液体变浑浊，则气体X的组成情况是 ；
（4）若要检验H2的存在，则应对该装置作何改进 。
15．（2023九上·黄岩期中）实验室中有一包由KCl、MgSO4和CaCl2组成的固体混合物，某校研究性学习小组的同学为了除去其中的MgSO4和CaCl2，得到纯净的KCl，设计如下实验方案。
请你回答下列问题：
（1）X溶液与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式是 。
（2）Y溶液中溶质的化学式是 。
（3）该实验中盐酸的作用是 。
（4）原固体样品中含KClm1g，最后得到KCl的固体m2g，则m1 m2。（填“＞”、“＜”或“＝”）
16.（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________。
17．（2023·宁波模拟）水煤气是一种工业上常用的气体燃料，一般用焦炭和水蒸气在高温下反应制得，含有少量的CO2和水蒸气杂质。某化学兴趣小组对水煤气的主要成分进行研究。
【查阅资料】
⑴白色的无水硫酸铜粉末遇水变成蓝色；
⑵Na2CO3与少量盐酸反应生成NaHCO3和NaCl，与过量盐酸反应时生成NaCl，H2O，CO2
【实验假设】①可燃气只是CO ②可燃气体只是H2 ③可燃气体是CO和H2的混合气。
【实验过程】实验小组按以下流程进行实验（水煤气中CO2，H2O已被充分吸收）；
（1）实验中，发现黑色氧化铜变红，且无水硫酸铜变蓝色，还观察到澄清石灰水变浑浊，则上述假设 成立。
（2）【实验拓展】 实验后，甲同学认为欲检验所用NaOH是否完全消耗，可向溶液中滴入几滴稀盐酸，若没有气体产生，则溶液中还有NaOH剩余，但乙同学认为甲同学的设计是错误的，理由是 。
（3）丙同学通过本次实验，结合查阅的资料发现，不用任何其它试剂，只用试管和胶头滴管就可以鉴别稀盐酸和碳酸钠两种无色溶液。正确的鉴别方案及结论是 。
18．（2023九下·永康模拟）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对干扰气体的鉴定，其判断标准是对后续实验是否会产生干扰。于是通过讨论研究小组同学对解决“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（甲烷已完全反应）成分，应用思维模型设计了如图实验方案，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，则该气体燃烧后的产物成分有 ；
（2）实验中小阳同学发现B中黑色CuO变红，C中澄清石灰水变浑浊，得出了天然气燃烧后的气体产物中有CO2和CO结论。小莲认为该结论不严谨，理由是 ；
（3）交流时，小莲提出，只要先从a处通一段时间混合气体，观察现象，再点燃B处酒精灯加热，继续观察现象，就可顺利完成气体产物成分的检验。小莲提出在加热前先通一段时间的混合气体，其目的是 ；
（4）实验方案中，装置C可归属于上述思维模型中的 环节。
19．（2023·宁波模拟）某化学实验小组为了除去混在N2中的O2，将混合气体通过红热的铜丝网后，发现铜丝网变黑。在研究如何除去黑色物质，回收再利用铜丝网的讨论中，制定了下列方案。
请根据以上方案回答：
（1）混合气体通过红热的铜丝网后，铜丝网变黑的原因 （用化学方程式解释）。
（2）两种方案相比较，甲方案明显的不足之处是 。
（3）若采用甲、乙两种方案处理此黑色铜丝网，则回收的铜丝网a的质量 （填“＜”、“＞”或“＝”）铜丝网b的质量。
（4）实验小组的同学发现，反应后烧杯中的液体有腐蚀性，应加以适当的处理。他们采取加入过量的铁粉的方案处理废液。加入足量的铁粉充分搅拌，最后得到的溶液中溶质为 。（填物质名称）
20．（2023·金华）研究小组同学在完成”酸的性质”实验①②后，将①②实验后试管中的物质全部倒入各自废液缸③中(如图甲)，结果出现了不同现象，部分小组同学的实验现象记录如下表。
组别 废液缸中现象 现象解释
第1小组 无沉淀、有气泡产生
第2小组 无沉淀、无气泡产生
第3小组 ……
…… ……
[原理分析]小组同学在老师指导下讨论后认为：任何一个化学反应，反应物的用量不同，反应后物质的组成成分就会不同，这是最终导致各组废液缸中出现不同现象的原因。
[交流讨论]
（1）为分析第1小组废液缸中溶液的溶质成分，用玻璃棒蘸取溶液测得pH=3，则该小组废液中的溶质组成成分为 (写化学式)；
（2）第2小组废液缸中无沉淀、无气泡产生，从反应物用量的角度分析实验①②，可以得出该小组的实验②中反应物盐酸的用量应该是 ；
（3）如果其他小组实验所用反应物的用量都不一样，除了上面第1、2小组出现的现象外，还会出现的现象是 。
（4） [实验拓展]取第1小组废液缸中的溶液于试管中，逐滴溶加入碳酸钠溶液，并振荡，产生的气体全部逸出。图乙表示”溶液质量”随加入”碳酸钠溶液质量”的变化情况。
解释图中AB段和BC段溶液质量呈现不同增重趋势的原因 。
21．（2023·浦江模拟）俄乌冲突导致欧洲天然气断供，欧洲居民争相囤积煤炭。但在使用煤炭的过程中，却发生了中毒事件，这是灼热的煤炭与水反应所生成的气体导致的。那么生成的气体中有哪些成分呢 同学们进行了以下探究。
【查阅资料】煤炭主要成分是碳，遇水或氧气不足时会生成有毒气体一氧化碳。
【建立猜想】同学们对生成的气体成分做了以下猜想：
猜想1：有CO、CO2
猜想2：有CO、H2
猜想3：有CO、CO2和 H2
猜想4：有CO、H2、CO2和 H2O
【初步分析】
（1）小组讨论后，很快否定了猜想1，理由是 。
（2）【实验操作】他们利用下列实验装置进行探究。
如何连接组装实验装置，同学们意见不一。某同学按照C→A→C→B→B→D→B→C的顺序连接装置，将生成的气体通过该装置，请评价该方案是否可行，理由是
（3）同学们最终选择了下图的实验装置进行实验，假设C、D装置内的反应都完全。
①该实验中判断氢气存在的关键现象是 。
②在该实验探究过程中，G装置的作用是 。
22．（2022·萧山模拟）如图装置是检验CO及CO被氧化后氧化产物的化学性质。通入的气体主要含有CO，所含杂质在此条件下不参与任何反应。玻瑞管中的黑色粉末主要含氧化钢，杂质在此条件下不参与任何反应。所有反应充分发生，反应生成的气体全部被澄清石灰水吸收。
（1）在实验前，出于安全考虑，正确的操作是 ，当玻璃管中黑色粉末变成光亮的红色后，仅凭此现象能否说明CO具有还原性？请说明理由 。
（2）该实验装置的不足之处是 （写出一条即可）。
（3）已知下列数据：反应前通入的气体总质量为m1，反应前黑色粉末的质量m2，玻璃管质量为m3，充分反应后玻璃管及物质总质量为m4，根据以上已知条件，通过计算，能测出的科学量有 。
A．气体中的CO的质量分数 B．CO被氧化后的氧化产物的质量
C．黑色粉末中氧化铜的质量分数 D．黑色粉末中氧元素的质量分数
23．（2020九上·黄岩期中）我国不少地方有端午吃“灰水粽”的习俗。所谓“灰水粽”是指用草木灰的浸出液浸泡糯米做成的粽子，清香软糯。小柯对制作“灰水粽”的草木灰展开了如下探究：
【查阅资料】①糯米中加入食用碱可起到中和微生物生成的酸、软化食物纤维等作用；
②草木灰中富含钾盐，主要成分是K2CO3，还含有少量K2SO4和KCl。
【实验探究】检验草木灰的成分，并测定草木灰中K2CO3的质量分数。
（1）取适量草木灰于烧杯中，加足量水浸泡，过滤得到草木灰的浸出液；取少量浸出液于试管中，滴加几滴酚酞试液，观察到酚酞试液变 色，则说明草木灰的浸出液呈碱性。
（2）为了检验草木灰的浸出液中存在Cl ，请写出实验方法： 。
（3）小柯用图示装置测定草木灰中K2CO3的质量分数，通过测定丙装置质量的增加量来计算K2CO3的质量(草木灰中其他成分遇稀盐酸不产生气体)，实验过程中需持续缓缓通入空气，其作用除搅拌乙、丙中的反应物外，还可以 。
（4）有同学认为通过丙装置质量增加量来计算K2CO3的质量结果会偏大，为了更精确的测量，该同学建议在乙丙之间增加两个吸收装置，你认为装置中从左到右按顺序应盛放的两种试剂是 。
A.NaOH溶液 B.浓H2SO4 C.NaHCO3饱和溶液 D.酸化的硝酸银溶液
24．（2020九上·黄岩期中）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。
（2）甲同学的方法：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。
（3）乙同学的方法：先测出氢氧化钠浓溶液的质量为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。
25．（2023·宁波模拟）某混合溶液由硫酸和硫酸铜溶液组成。小宁进行了如下实验；取200克该混合溶液于烧杯中，然后将240克20%的NaOH溶液分6次加入其中，每次充分反应后称量所得溶液的质量，所测数据如表所示。
第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 第6次
加入NaOH溶液的质量/g 40 40 40 40 40 40
反应后溶液的质量/g 240 280 315.1 345.3 375.5 415.5
每次产生沉淀的质量/g 0 0 4.9 m 9.8 0
（1）上述表格中m＝ ；第二次混合液中的硫酸 （填“被”或“未被”）反应完。
（2）求混合溶液中硫酸的质量。
（3）第5次加入NaOH溶液充分反应后所得溶液中溶质的质量分数。（计算结果精确到0.1%）
（4）画出上述过程中产生沉淀的质量与加入NaOH溶液质量的关系图。
26．（2023·镇海模拟）初三某班利用稀硫酸与氧化铜粉末反应探究稀硫酸的化学性质，实验后废液集中在一个废液缸中。为了探究废液的成分，同学们又进行了如下实验：取上层废液于烧杯中，加入一定溶质质量分数的氢氧化钠溶液。下表为生成沉淀总质量与所加氢氧化钠溶液总质量的关系。
氢氧化钠溶液总质量/g 20 40 60 80 100 120
生成沉淀总质量/g 0.49 2.94 5.39 m n 9.8
（1）表中n= 。
（2）所取的废液中溶质是 。
（3）所加氢氧化钠溶液溶质的质量分数是多少
27．（2023·鄞州模拟）为测定某镁矿石中镁元素的质量分数，兴趣小组的同学取了5g该镁矿石粉末，加入过量的稀硫酸，充分反应后过滤、除杂，得到只含有MgSO4和H2SO4两种溶质的混合溶液100g，将该100g混合溶液放于烧杯中，然后取40g氢氧化钠溶液，分4次加入到盛有100g混合溶液的烧杯中，充分反应，测得的实验数据如下表所示：
实验编号 第一次 第二次 第三次 第四次
加入氢氧化钠溶液质量/g 10 10 10 10
烧杯中生成沉淀的总质量/g 0.464 1.044 1.160 1.160
请计算：
（1）100g混合液中硫酸镁的质量。
（2）该镁矿石中镁元素的质量分数。(假设5g镁矿石中的镁元素全部转化为100g混合溶液中MgSO4中的镁元素)
（3）加入的氢氧化钠溶液的溶质质量分数。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
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典例分析
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典例分析
举一反三
课后巩固
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