专题15 物质的分类、转化、循环
【命题重点】区别纯净物与混合物，根据物质的组成对常见物质进行分类，知道自然界中的碳氧循环的主要途径，说明金属、金属氧化物、碱之间的转化关系，非金属、非金属氧化物、酸之间的转化关系，题型较分散:选择、填空、计算等都会出现。
高频考点1：单质、化合物、纯净物、混合物的区别和联系
考点解读：
纯净物 混合物
宏观 由一种物质组成 由多种物质组成
微观 由同种分子构成 由不同种分子构成
特征 一定条件下，有固定的熔点、沸点及密度 无固定的熔点、沸点
表示 可用化学式表示 不能用化学式表示
单质 化合物
区别 同种元素组成的纯净物 不同种元素组成的纯净物
相同点 都是纯净物
【典例1】（1）现有A、B、C三种元素，A为地壳中含量最多的元素，B的单质是常温下呈液态的金属，C的原子核内通常没有中子。请写出它们的元素名称：A ；B ；C 。
（2）写出下列物质的名称：由两种元素组成的、生活中不可缺少的、呈液态的化合物是 。
（3）一瓶气体经过检验得知其中只有一种元素，则该气体是 (填字母)。
A．一种单质
B．单质和化合物的混合物
C．一种化合物
D．既可能是一种单质，也可能是几种单质组成的混合物
【答案】（1）氧元素；汞元素；氢元素（2）水（3）D
【解析】（1）根据地壳中的元素分布，以及原子结构的知识分析解答。
（2）由不同元素组成的纯净物叫化合物；
（3）根据物质分类的知识判断。
【解答】（1）地壳中含量最多的元素是氧元素，则A为氧元素。常温下呈液态的金属是汞元素，则B为汞元素。原子核内通常没有中子，那么它的原子序数为1，也就是氢元素，则C为氢元素。
（2）水是生活和生产不可缺少的物质，它只由氢元素和氧元素组成，在常温下呈液态，属于化合物。
（3）化合物中至少有两种元素，则这瓶气体肯定不是化合物，故B、C错误；一种元素可以组成不同物质，例如氧元素可以组成氧气和臭氧，因此这瓶气体可能是单质，也可能是几种单质组成的混合物，故D正确，而A错误。
高频考点2：物质的分类
考点解读：物质的性质、用途与其组成有密切的联系，科学家常常根据它来给物质分类。氧化物是由两种元素组成，其中一种为氧元素的化合物。根据组成元素的不同，氧化物又分为金属氧化物和非金属氧化物。
物质
【典例2】如图所示的容器中，所盛物质属于单质的是 ，属于化合物的是 ，属于纯净物的是 ，属于混合物的是 （均填容器下的代号）
【答案】A；B、D；A、B、D；C、E、F
【解析】纯净物是由一种物质组成的物质，混合物是由多种物质组成的物质，单质是由同种元素组成的纯净物，化合物是由不同种元素组成的纯净物，氧化物是由两种元素组成并且一种元素是氧元素的化合物。
【解答】氧气和液氧是一种物质，属于纯净物，只含一种元素，是单质；氧化铜是由铜元素与氧元素组成的纯净物，属于化合物；二氧化碳和一氧化碳是两种不同的物质，是混合物；冰和水是水的不同状态，只含有一种物质，也是化合物；石灰水是氢氧化钙的水溶液，含有氢氧化钙和水两种物质，属于混合物。所以第1空、A。第2空、B、D。第3空、A、B、D。第4空、C、E、F。
高频考点3：非金属及其化合物之间的转化
考点解读：非金属单质可以与氧气反应生成相对应的非金属氧化物，某些非金属氧化物又可以与水反应转化生成相对应的酸，不稳定的酸受热分解后又重新生成非金属氧化物。用化学方程式表示下列物质间的转化：“碳→二氧化碳→碳酸→碳酸钙”，①C＋O2==CO2，②H2O＋CO2===H2CO3，③H2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2H2O。写出相应的转化规律非金属→非金属氧化物→酸→盐。
【典例3】（2023·湖州）工业炼铁的部分反应如图所示，则（ ）
A．X可以是木炭 B．X与CO都具有氧化性
C．③反应后的尾气可直接排放 D．Y中铁元素以游离态存在
【答案】A
【解析】根据碳、一氧化碳、二氧化碳间的转化关系分析，结合CO的毒性及元素的存在形态解答。
【解答】A.X与氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳与X反应生成一氧化碳，X为碳 ，符合题意；
B.X与CO都具有还原性，不具有氧化性 ，不符合题意；
C.③反应后的尾气中含有CO，不可直接排放 ，不符合题意；
D.Y为铁的氧化物，铁元素以化合态存在 ，不符合题意；
高频考点4：金属及其化合物之间的转化
考点解读：金属可以转化为金属氧化物，金属氧化物又可以转化生成碱。金属和氧气反应生成金属氧化物；金属和非金属反应生成盐；金属氧化物和水反应生成碱(只有氧化钡、氧化钾、氧化钙、氧化钠能与水反应)；金属氧化物和酸反应生成盐和水。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4】（2023·宁波模拟）总结归纳是学习科学的一种重要方法。如图，小宁归纳了初中物质之间的部分转化关系。下列说法中正确的是（ ）
A．符合转化规律②的一个化学反应可以表示为：CuO+ H2O=Cu(OH)2
B．根据转化规律⑦和⑧，部分金属能够转化成盐，但盐都能转化成金属
C．根据转化规律④，实验室可用熟石灰和纯碱反应制取苛性钠
D．在湿法炼铜中，将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来是应用转化规律⑥
【答案】C
【解析】根据各步转化及转化的条件分析，结合具体物质的性质进行判断。
【解答】A、氧化铜不能与水反应生成氢氧化铜，不符合题意；
B、金属与盐反应时钾、钠等金属除外，所以盐不一定能转化为金属，不符合题意；
C、实验室可利用熟石灰和纯碱制氢氧化钠，符合题意；
D.将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来是应用转化规律⑦ ，不符合题意；
高频考点5：自然界中的碳循环和氧循环
考点解读：
【典例5】（2023·湖州）”碳达峰”指CO2排放量不再增加，”碳中和”指CO2排放量与减少低相策，我国科研人员利用二氧化碳、氢气等物质合成了葡萄糖和脂肪酸，大致原理如下图所示。
这一技术如果能应用和推广，将”工厂化”地吸收和利用二氧化碳，有效助力”碳达峰”、”碳中和”目标的实现。完成下列问题：
（1）利用二氧化碳最终合成葡萄糖和脂肪酸的过程类似于绿色植物的 (选填”呼吸作用”“光合作用”或”蒸腾作用”)；
（2）下列做法有助于实现”碳达峰”和”碳中和”目标的是 。
A．植树造林 B．少用一次性筷子 C．提倡绿色出行
【答案】（1）光合作用 （2）A；B；C
【解析】 光合作用是植物通过叶绿体吸收太阳能，将二氧化碳和水转化为有机物，并将太阳能转化为生物能储存在有机物中。呼吸作用是植物利用在线粒体中将有机物分解，释放出其中的能量，供植物生长需要，过程和光合作用相反。
【解答】（1）光合作用是植物通过叶绿体吸收太阳能，将二氧化碳和水转化为有机物，并将太阳能转化为生物能储存在有机物中。所以利用二氧化碳最终合成葡萄糖和脂肪酸的过程类似于绿色植物的光合作用；
（2）”碳达峰”指CO2排放量不再增加，”碳中和”指CO2排放量与减少低相策，ABC的做法都有利于实现”碳达峰”和”碳中和”目标；
高频考点6：物质间的相互转化
考点解读：
【典例6】（2020·金华·丽水）如图，给出了三种物质可能存在的转化关系，根据所学的物质性质及化学变化规律，判断下列选项正确的是（ ）
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】（1）复分解反应发生的条件：有沉淀生成；有气体生成；有水或弱酸弱碱生成；
（2）酸性氧化物只能和碱反应生成盐；碱性氧化物只能和酸反应生成盐，据此解答。
【解答】A.由于酸性氧化物只能和碱反应生成盐，而不能生成碱，所以CO2与NaOH不能直接转化，故A正确；
B.二氧化碳和氯化钠溶液不能反应，因此③不可以直接转化，故B错误；
C.由于碳酸钙不溶于水，因此和NaOH无法反应，故C错误；
D.Na2CO3如果和氢氧化钾反生复分解反应，生成物中既没有沉淀，也没有气体，更没有水生成，因此它们不能反应，故D错误。
高频考点7：混合物的分离——过滤、结晶
考点解读：结晶：从饱和溶液中析出固态溶质的过程叫结晶，获得晶体的两种方法：①蒸发溶剂：一般用于溶解度受温度影响不大的物质，如氯化钠。②冷却热饱和溶液：适用于溶解度受温度影响大的物质，如硝酸钾。过滤：可以将不溶性的物质从溶液中分离出来，过滤的注意事项：一贴二低三靠。一贴：滤纸紧贴漏斗内壁，中间不留气泡；二低：滤纸边缘低于漏斗边缘，液面低于滤纸边缘；三靠：烧杯口紧靠玻璃棒，玻璃棒末端轻轻斜靠三层滤纸处，漏斗下端管口紧靠烧杯内壁。玻璃棒在整个过滤操作中的作用：引流。过滤结果：滤纸上留有固体，下面烧杯中的为溶液。
【典例7】（2023·金华）豆腐是我国的传统食物之一。从大豆到豆腐需经历磨浆、凝固等过程。
（1）如图所示，将大豆研磨后倒入纱布，豆渣留在纱布上，豆乳流入下方容器。该过程相当于物质分离方法中的 。
（2）豆乳凝固过程中需要加入硫酸钙（）等凝固剂。按物质的组成分类，属于纯净物中的 。
【答案】（1）过滤（2）化合物（盐）
【解析】（1）过滤指利用多孔性介质截留悬浮液中的固体粒子，进而使固、液分离的方式；
（2）纯净物可根据其元素组成种类分为化合物和单质。
【解答】（1）固液分离，该过程属于分离方法中的过滤；
（2）硫酸钙中有是那种元素，故其为化合物（盐）；
一、选择题
1.如果符号“●”表示氧原子，符号“○”表示氢原子，则下列模型表示化合物的是( )
【答案】A
【解析】A图中每一个粒子(水分子)都是由一个氧原子和两个氢原子构成，表示化合物。B图表示水和氢气的混合物。C图表示氢气和氧气的混合物。D图表示氢气单质。
2.（2023·杭州模拟）氧气在自然界中存在非常广泛，并不断循环转化，如图是自然界中氧元素的部分循环示意图，下列与氧循环有关的说法正确的是（）
A．空气中的氧气的含量是稳定不变的
B．图中参与氧循环的各途径都是化学变化
C．氧元素在自然界中既有游离态，又有化合态
D．空气中氧气的浓度越高越有利于生物生存
【答案】C
【解析】空气中的氧气处于动态平衡，且氧气既有利也有弊，要一分为二的看待问题；
【解答】A. 空气中的氧气的含量是基本不变，所以A错误；
B. 图中参与氧循环的各途径都是化学变化 ，错误，氧气溶解在水中是物理变化，B错误；
C. 氧元素在自然界中既有游离态，又有化合态，正确；
D. 空气中氧气的浓度越高越有利于生物生存 ，错误，空气中的氧气浓度太高也会使人和动物中毒，D错误；
3.（2023·杭州模拟）汽车开动和人的生命活动都需要能量，能量是各种运动的量度。给汽车开动和人的生命活动提供能量的两个过程如图所示，下列分析错误的是（ ）
A．都通过氧化反应释放出能量
B．都将其他形式的能转化为化学能
C．都参与自然界的碳循环和氧循环
D．都遵循能量的转化和守恒定律
【答案】B
【解析】（1）根据氧化反应的分类来分析；
（2）根据化学反应中的能量变化来分析；
（3）根据燃烧与呼吸作用来分析；
（4）根据能量守恒来分析。【解答】A.人的呼吸作用是缓慢氧化，汽油的燃烧是剧烈氧化，都属于氧化反应释放能量，故A正确不合题意；
B.燃烧和呼吸作用都是将化学能转化为其他形式的能，故B错误符合题意；
C.含碳燃烧可将氧气转化为二氧化碳，呼吸作用将氧气转化为二氧化碳，因此这两个过程都参与自然界的碳循环和氧循环，故C正确不合题意；
D.化学变化都遵循能量的转化和守恒定律，故D正确不合题意。
4．（2022·台州模拟）一定条件下，下列物质间的转化均能一步实现的是（ ）
A．S→SO3→H2SO4 B．Fe2O3→Fe→FeSO4
C．NaNO3→NaOH→Na2CO3 D．Cu→CuO→Cu(OH)2
【答案】B
【解析】根据各选项中物质的性质分析，由各物质的性质确定各步转化是否能实现。
【解答】A、硫燃烧生成二氧化硫，不能直接生成三氧化硫，不符合题意；
B、氧化铁与氢气、一氧化碳等反应生成铁，铁与硫酸或硫酸铜溶液等反应生成硫酸亚铁，符合题意；
C、硝酸钠不能与其它物质反应生成氢氧化钠，不符合题意；
D、铜与氧气加热生成氧化铜，氧化铜不能直接生成氢氧化铜，不符合题意；
5．（2023·舟山模拟）如图是两组物质之间在一定条件下相互转化的过程。下列说法不正确的是（ ）
A．物质X是O2
B．绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能
C．C6H12O6是氧化物
D．C6H12O6与X反应生成CO2和H2O属于氧化反应
【答案】C
【解析】根据光合作用是二氧化碳和水在光照、叶绿素条件下生成葡萄糖和氧气，是太阳能转化为化学能，氧化物由两种元素组成，氧化反应为物质与氧发生的反应分析。
【解答】A、光合作用是二氧化碳和水在光照、叶绿素条件下生成葡萄糖和氧气，则X为O2，不符合题意；
B.绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能 ，不符合题意；
C.C6H12O6由三种元素组成，不属于氧化物 ，符合题意；
D.C6H12O6与X反应生成CO2和H2O属于氧化反应 ，不符合题意；
6．（2022·桐乡模拟）构建元素单质及其化合物的“价态—类别”二维图是科学学习一种有效方法。如图是铜元素的“价态—类别”二维图，下列说法正确的是（ ）
A．① ~ ⑥的转化都能一步实现
B．④的反应可能是 CuCl2+ Mg(OH)2 = MgCl2 + Cu(OH)2↓
C．⑦的反应可能是 Cu +2HCl = H2↑+ CuCl2
D．⑥的反应可能是置换反应
【答案】D
【解析】根据铜、氧化铜、氢氧化铜、铜盐的性质分析，由各类物质性质判断转化方法。
【解答】A、氧化铜到氢氧化铜不能一步实现 ，不符合题意；
B、氢氧化镁为沉淀，不能与氯化铜反应，不符合题意；
C、铜不与盐酸反应，不符合题意；
D、⑥为氧化铜生成铜的转化，若利用氢气或碳还原，则属于置换反应 ，若与一氧化碳反应，则不属于置换反应，符合题意；
7．（2023·杭州模拟）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；
8．（2023·宁波模拟）水循环、氧循环和碳循环是自然界存在的三大重要循环。请结合下图回答问题：
（1）从物质变化及分子角度看，三种循环中有一种与另外两种在变化上有本质的区别，它是 （填水循环、氧循环或碳循环）。
（2）图中①②代表各种生物参与碳循环的部分生理过程，其中过程①是 作用。
【答案】（1）水循环（2）光合
【解析】物理变化与化学变化的本质区别是有无新的物质产生。分子角度分析是分子有没有发生变化。参与碳循环的过程有光合作用和呼吸作用。光合作用是利用二氧化碳和水转化成有机物和氧气。呼吸作用是消耗氧气分解有机物，产生二氧化碳和水。
【解答】（1）水循环是水的三态之间的变化，没有新的物质生成，属于物理变化。氧循环和碳循环中都涉及到了氧气与二氧化碳之间的转化，产生了新的物质，属于化学变化。所以与其他两种不同的是水循环。
（2） ① 是植物利用二氧化碳和水作为原料反应产生氧气和有机物的过程，是光合作用
9．（2023·鄞州模拟）近年来“全球变暖”正成为人们热议的话题。有人说，地球的温度就像一辆失控狂飙的汽车，如果不设法让它降下来，就会有灾难性的后果。
（1）把地球及其大气层作为一个整体来看，碳元素的总质量 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
（2）有人认为，全球气候变暖是二氧化碳等温室气体过度排放所造成的。从较长的历史时期来看，情况如右图所示。分析图中数据可以得出的观点有 。
A．目前二氧化碳浓度低于历史大部分时候
B．气温上升与二氧化碳浓度不成正比
C．二氧化碳不是造成气温上升的唯一原因
【答案】（1）不变（2）A；B；C
【解析】碳循环的过程指的是绿色植物从空气中获得二氧化碳，经过光合作用转化为葡萄糖，再综合成为植物体的碳化合物，经过食物链的传递，成为动物体的碳化合物。植物和动物的呼吸作用把摄入体内的一部分碳转化为二氧化碳释放入大气，另一部分则构成生物的机体或在机体内贮存。动、植物死后，残体中的碳，通过微生物的分解作用也成为二氧化碳而最终排入大气。根据图中的信息可以知道：二氧化碳浓度的变化情况与气温情况不是同高同低的。
【解答】（1）大气中的二氧化碳（CO2）被陆地和海洋中的植物吸收，然后通过生物或地质过程以及人类活动，又以二氧化碳的形式返回大气中。由碳循环可知，如果把地球看成一个整体，其中的碳元素总质量是不会变的；
(2)A、由二氧化碳浓度变化曲线可知，目前二氧化碳浓度比历史大多时候都要低；故A正确；
B、图中二氧化碳浓度的变化情况与气温情况不是同高同低的；故B正确；
C、二氧化碳浓度变化不与气温变化成正比，因此气温上升的主要原因不是二氧化碳导致的；故C正确；所以选ABC。
10．（2023·湖州）如图是某科学老师设计的一氧化碳还原氧化铁的实验装置。
（1）在B装置的液面下降到安全线之前，不能加热氧化铁，这是因为 。
（2）反应结束后停止加热，继续通CO，此时B装置的作用是 。
【答案】（1）CO和空气混合，加热可能会发生爆炸（2）收集CO，防止污染空气
【解析】根据CO与氧化铁反应要先通CO然后再加热，以防止加热CO与空气混合气发生爆炸及CO实验要有尾气处理装置以防止污染空气分析。
【解答】（1）因 CO和空气混合，加热可能会发生爆炸 ，所以一氧化碳还原氧化铁实验要先通入CO，然后再加热，所以 在B装置的液面下降到安全线之前，不能加热氧化铁 ；
（2）一氧化碳有毒，排放到空气中会污染空气，B装置可收集一氧化碳，防止污染空气；
故答案为：（1） CO和空气混合，加热可能会发生爆炸 ；（2） 收集CO，防止污染空气 。
11.（2022·丽水）价类图是以元素化合价为纵坐标物质类别为横坐标绘制的图像，它能将散乱的科学知识联系在一起，有助于对科学问题的理解和整体认知。如图是含碳元素物质的价类图，其中“→”表示物质闻的转化关系。
（1）室出物质B的化学式 。
（2）写一个C→E的化学方程式 。
（3）如图的物质相互转化关系中，反应类型有 (填字母)。
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应
【答案】（1）CO
（2）2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
（3）A；B；C；D
【解析】先由图示中碳元素化合价及各物质类别推导出各物质，再由物质的性质确定转化关系，结合各反应类型的特点解答。
【解答】（1）B为+2价碳元素的氧化物，化学式为CO；
（2）C为+4价碳的氧化物 ，为二氧化碳，E为二氧化碳转化的碳酸盐，可以是碳酸钠，C→E的化学方程式可以为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；
（3）A为碳，B为一氧化碳，C为二氧化碳，D为碳酸，E为碳酸钠或碳酸钙等，A →C可以通过化合反应或置换反应转化，A→B通过化合反应转化，D→C可通过分解反应转化，D → E，E → C可通过复分解反应转化；
12.（2023·杭州模拟）金属钛(Ti）的硬度大、熔点高、常温下耐酸碱腐蚀，是航海、医疗等不可缺少的材料。钛铁矿（主要成分FeTiO3）是工业冶炼金属钛的主要原料，制备金属钛的工艺流程如图所示。
（1）②反应方程式为CO+H2OCO2+H2；从氧化还原角度，这个反应体现了CO 性。
（2）写出③中制取金属钛的化学反应方程式 .
【答案】（1）还原（2）2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2
【解析】（1）根据CO得氧体现还原性分析；
（2）根据流程图中反应物和生成物书写反应方程式分析。
【解答】（1）由方程式可知，该反应是一氧化碳得氧转化成二氧化碳，体现了CO的还原性。
（2） ③中制取金属钛是利用 Mg和TiCl4反应生成 Ti和MgCl2 ，反应方程式为2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2 。
13．（2023·鄞州模拟）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；
故答案为：（1）A（2） 收集CO， 防止污染空气 （3） 0.7a
14．（2022·萧山模拟）“水循环”、“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的三大重要循环。请结合如图回答问题：
（1）图中水循环的过程②水在蒸发时将 （填“吸收”或“放出”）热量。
（2）保持自然界的碳～氧平衡离不开植物光合作用的进行，请写出光合作用的文字表达式 。
（3）关于碳循环和氧循环，说法正确的是 （填字母序号）。
A．变化观：每个人都在参与碳、氧循环
B．守恒观：碳、氧循环过程中各元素守恒，其化合价不变
C．平衡观：碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
D．微粒观：绿色植物的作用是使自然界中的氧原子总数增加
（4）自然界中的碳循环主要是通过二氧化碳来实现的，图中消耗二氧化碳的途径有 （填数字序号）。近年来，大气中的二氧化碳不断增加，导致温室效应加剧。因此人类要积极采取措施以维持循环体系中的二氧化碳的相对平衡，请你说出降低二氧化碳排放量的具体措施 （列举两项）。
【答案】（1）吸收
（2）二氧化碳+水 有机物（存储能量）+氧气
（3）A；C
（4）16；少开私家车、植树造林等。
【解析】地球表面的“水循环”主要是由水分子的运动引起的，发生的是物理变化；
自然界“碳循环”中的“碳”是指二氧化碳发生的化学变化；"氧循环”是指氧气发生的化学变化；
结合水循环和碳循环的特点分析解答。
【解答】(1)图中水循环的过程②水在蒸发时将吸收热量。
(2)光合作用的文字表达式： 二氧化碳+水 有机物（存储能量）+氧气 。
(3) A：变化观：每个人都需要呼吸作用，故每个人都在参与碳、氧循环，A正确。
B：守恒观：碳、氧循环过程中各元素守恒，其化合价改变，B错误。
C：平衡观：碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，C正确。
D：微粒观：绿色植物的作用不会让自然界中的氧原子总数增加，D错误。
15．（2020·金华·丽水）除H2、CO能还原氧化铜外，CH4及其它一些具有还原性的气体也能与氧化铜发生反应。如：加热时，CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O。某拓展小组同学设计了如图所示实验装置(夹持装置省略)，分别对有关气体问题进行探究。请按要求回答相关问题。
（1）【探究Ⅰ】对已知气体性质的探究。
将CH4气体按如图所示装置进行规范实验，可观察到的实验现象有 (填序号)；
①A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质
②B装置中的固体由白色变蓝色
③C装置中溶液变浑浊
（2）【探究Ⅱ】对气体组成的探究。
气体X可能由H2、CH4中一种或两种组成，同学们按如图所示实验装置对其组成进行探究。
①C装置中溶液变浑浊，可证明气体X中含有 ；
②根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象，得出气体X中含有H2的结论，请对此结论作出评价，并说明理由 。
（3）【探究Ⅲ】对未知气体的探究。
将某火箭燃料X通过如图所示装置，观察到A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质；B装置中的固体由白色变蓝色，C装置中溶液不变浑浊。C中导出的气体是空气中含量最多的物质。已知燃料X是由2种元素组成的纯净物，其相对分子质量为32。根据现象及信息推断并写出：A装置中发生反应的化学方程式为 。
【答案】（1）①②③
（2）CH4；不合理，因为CH4与氧化铜反应后也生成了水
（3）N2H4+2CuO 2Cu+N2+2H2O
【解析】（1）氧化铜为黑色固体，铜单质为红色固体；无水硫酸铜粉末为白色，而一旦吸水会变成蓝色的五水硫酸铜晶体；二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀，根据甲烷和氧化铜的反应产物分析即可；
（2）①氢氧化钙溶液变浑浊，说明有二氧化碳气体产生。氢气中不含碳元素，而甲烷中含有碳元素，因此肯定有甲烷存在；
②固体由白色变成蓝色，说明硫酸铜粉末吸收了水，即反应中有水生成。由于氧化铜中只含有氧元素，所以水中的氢元素肯定来自于气体X，由于氢气和甲烷中都含有氢元素，所以无法判断是否有氢气的存在。
（3）根据反应现象分析火箭燃料X与氧化铜反应的产物，然后根据质量守恒定律确定X的元素组成，并对它的化学式进行推断，最后写出反应的化学方程式。
【解答】（1） 加热时，CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O ， 那么将CH4气体按如图所示装置进行规范实验，可观察到的实验现象有： A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质 ； B装置中的固体由白色变蓝色 ； C装置中溶液变浑浊 ，故选①②③。
（2）① C装置中溶液变浑浊，可证明气体X中含有CH4；
② 根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象，得出气体X中含有H2的结论， 我认为这个结论不合理，理由是： CH4与氧化铜反应后也生成了水 。
（3）A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质，肯定有铜单质生成；B装置中的固体由白色变蓝色，肯定有水生成；C装置中溶液不变浑浊，肯定没有二氧化碳产生。C中导出的气体是空气中含量最多的物质，肯定有氮气生成。据此可知，反应产物是Cu、H2O和N2。由于氧化铜中只含有Cu和O元素，而X只由两种元素组成，根据质量守恒定律可知，那么X肯定有N和H元素组成。设它的化学式为NxHy，根据它的相对分子质量为32得到：14x+1y=32，解得：x=2，y=4，因此X的化学式为N2H4，那么反应的化学方程式为：N2H4+2CuO 2Cu+N2+2H2O.
16.（2022·海曙模拟）某气体可能由CO2、CO、H2中的一种或几种组成。小宁利用如图的装置探究其成分。
（1）为探究气体组成，C装置中应加入的试剂是 。
（2）实验过程中，氧化铜粉末变成红色，氧化铜发生 (填“氧化"或“还原")反应。
（3）经过一段时间后，小宁发现A装置中澄清石灰水变浑浊，E装置中无水硫酸铜变蓝，其余装置无明显变化，则气体组成成分为 。
【答案】（1）浓硫酸（2）还原（3）CO2 H2
【解析】根据二氧化碳利用澄清石灰水检验，一氧化碳和氢气需利用与氧化铜反应后的产物检验，在检验一氧化碳和氢气前需除去原有水和二氧化碳，然后由实验现象判断气体成分分析。
【解答】（1）为探究气体组成，A装置是验证二氧化碳，B装置除去二氧化碳，因一氧化碳和氢气需通过与氧化铜反应后的产物验证，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，所以要确保通入氧化铜前气体中不含二氧化碳和水，故C中为除去水的装置，药品为浓硫酸；
（2） 实验过程中，氧化铜粉末变成红色，氧化铜失氧发生还原反应；
（3） A装置中澄清石灰水变浑浊，说明气体中含有二氧化碳，E装置中无水硫酸铜变蓝，说明气体通过D后有水生成，则气体中否定还含有氢气，故气体成分为CO2 H2 。
17．（2021·台州）工业上常用碳酸镁矿石（主要成分是难溶于水的碳酸镁，杂质不溶于水也不与酸反应）与稀硫酸反应来制备硫酸镁。硫酸在不同温度时的溶解度如表所示。制备流程如图。
温度（℃） 60 80 90 100
硫酸镁溶解度（克） 54.6 55.8 52.9 50.4
（1）用150千克溶质质量分数为98％的浓硫酸配制9.8％的稀硫酸，需要水 千克。
（2）小明模拟工业制备硫酸镁晶体，将碳酸镁矿石和稀硫酸充分反应后过滤，发现滤液中含有硫酸。为了测定所得滤液中硫酸镁和硫酸的质量比，他取少量滤液倒入烧杯，将溶质质量分数为10％的氢氧化钠溶液逐渐加入。除要知道实验前氢氧化钠溶液质量外，实验中还要通过测量获取哪两个数据，才可计算硫酸镁与硫酸的质量比？ 。
（硫酸镁与氢氧化钠反应的化学方程式：MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2↓+Na2SO4）
（3）小明将除去杂质后的滤液加热至90℃，得到硫酸镁浓溶液，继续加热，观察到晶体快速析出。其原因可能是 。
【答案】（1）1350
（2）刚出现沉淀时剩余氢氧化钠溶液的质量；不再出现沉淀时剩余氢氧化钠溶液的质量(其它合理答案也可)
（3）继续加热温度升高，硫酸镁溶解度减小，且溶剂快速蒸发
【解析】（1）根据溶液稀释前后溶质质量不变及加水质量是稀溶液与浓硫酸差值分析；
（2）根据要计算硫酸和硫酸镁的质量需测定分别与硫酸和硫酸镁反应的氢氧化钠溶液质量分析；
（3）根据硫酸镁的溶解度随温度变化规律分析。
【解答】 （1）用150千克溶质质量分数为98％的浓硫酸配制9.8％的稀硫酸，所得稀硫酸质量为150kg×98%9.8%=1500kg，则需要水的质量为1500kg-150kg=1350kg;
（2）实验是利用反应的氢氧化钠质量计算硫酸镁和硫酸的质量比，所以除要知道实验前氢氧化钠溶液质量外，还需测得刚出现沉淀时剩余氢氧化钠溶液质量；不再出现沉淀时剩余氢氧化钠溶液的质量；
（3）由所给硫酸镁的溶解度可知，硫酸镁溶解度随温度升高先增大后减小，滤液加热至90℃， 得到硫酸镁浓溶液，继续加热， 温度升高，硫酸镁溶解度减小，且溶剂快速蒸发，所以晶体快速析出；
18.（2023·湖州） 2021年3月，中央财经会议明确把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，争取在2060年前实现碳中和。“碳中和”是指在一定时间内产生的二氧化碳排放总量，通过二氧化碳去除手段来抵消掉这部分碳排放，达到“净零排放”的目的。
（1）二氧化碳是引起温室效应的主要气体，根据图甲回答支持这一结论的信息是： 。
（2）科学家已经研究出多种方式来实现二氧化碳的转化。
①浙江大学研发的“二氧化碳烟气微藻减排技术”，利用微型藻类吸收二氧化碳实现固碳。微型藻类是 (选填“真核”或“原核”)生物，该技术的本质是利用微藻的 作用实现固碳。
②固碳的另一种方法是将收集的二氧化碳和水混合后注入地下玄武岩中，最终与岩石中的矿物质作用形成固态的石头碳酸盐。这种固碳方式属于 变化(选填“物理”或“化学”)。
③我国研发的“液态太阳燃料合成技术”(乙)，甲醇(CH3OH)等液体燃料被形象地称为“液态阳光”。甲醇制取过程中能量转化是太阳能→电能→ 能。
甲醇合成时，若碳元素全部来自于二氧化碳，则制取10吨甲醇需要消耗二氧化碳 吨。
(二氧化碳转化成甲醇的方程式为：CO2+3H2 CH3OH+H2O)
（3）交通领域的“以电代油”可以来实现“减碳”目标。图丙为某纯电动汽车与某燃油汽车的相关数据，请回答：
①与燃油汽车相比，纯电动汽车每行驶100km会向空气减少排放 kg的二氧化碳。
(ρ汽油=0.7×103kg/m3，结果精确到0.1)
②从获取电能的各种方式看，相对于燃煤发电，符合“减碳”理念的是 发电。
【答案】（1）大气中二氧化碳浓度升高，全球平均气温也升高，且趋势相同(合理即可)
（2）真核；光合；化学；化学；13.75
（3）11.3；光伏(水力、风力等合理即可)
【解析】碳中和是指企业、团体或个人测算在一定时间内，直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放，实现二氧化碳的“零排放”。化学变化是指相互接触的分子间发生原子或电子的转换或转移，生成新的分子并伴有能量的变化的过程，其实质是旧键的断裂和新键的生成。
【解答】（1）图甲中显示大气中二氧化碳浓度升高时，大气温度也在升高，可以说明二氧化碳是引起温室效应的主要气体；
（2） ① 藻类具有成形的细胞核，属于真核生物；微藻能够通过光合作用吸收二氧化碳；
② 二氧化碳加水与矿物质作用形成碳酸盐，有新物质的生成，因此该过程属于化学变化；
③ 二氧化碳和氢气在一定条件下生成甲醇，其中涉及的能量转化是把太阳能最终转化为甲醇中的化学能储存；
设消耗CO2X吨
CO2+3H2 CH3OH+H2O
44 32
X 10t
X=13.75t；
（3）由图可知，电动车每行驶100km会释放20×0.785kg=15.7kgCO2；
而燃油车每行驶100km会释放10×10-3m3×0.7×10kg/m3×3.857= 26.99kgCO2，
则少释放CO226.999kg-15.7kg=11.299kg=11.3kg；
符合减碳的理念，则说明新的发电方式没有产生二氧化碳，如光伏发电、水力发电、风力发电、地热能发电等等；
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9专题15 物质的分类、转化、循环
【命题重点】区别纯净物与混合物，根据物质的组成对常见物质进行分类，知道自然界中的碳氧循环的主要途径，说明金属、金属氧化物、碱之间的转化关系，非金属、非金属氧化物、酸之间的转化关系，题型较分散:选择、填空、计算等都会出现。
高频考点1：单质、化合物、纯净物、混合物的区别和联系
考点解读：
纯净物 混合物
宏观 由一种物质组成 由多种物质组成
微观 由同种分子构成 由不同种分子构成
特征 一定条件下，有固定的熔点、沸点及密度 无固定的熔点、沸点
表示 可用化学式表示 不能用化学式表示
单质 化合物
区别 同种元素组成的纯净物 不同种元素组成的纯净物
相同点 都是纯净物
【典例1】（1）现有A、B、C三种元素，A为地壳中含量最多的元素，B的单质是常温下呈液态的金属，C的原子核内通常没有中子。请写出它们的元素名称：A ；B ；C 。
（2）写出下列物质的名称：由两种元素组成的、生活中不可缺少的、呈液态的化合物是 。
（3）一瓶气体经过检验得知其中只有一种元素，则该气体是 (填字母)。
A．一种单质
B．单质和化合物的混合物
C．一种化合物
D．既可能是一种单质，也可能是几种单质组成的混合物
高频考点2：物质的分类
考点解读：物质的性质、用途与其组成有密切的联系，科学家常常根据它来给物质分类。氧化物是由两种元素组成，其中一种为氧元素的化合物。根据组成元素的不同，氧化物又分为金属氧化物和非金属氧化物。
物质
【典例2】如图所示的容器中，所盛物质属于单质的是 ，属于化合物的是 ，属于纯净物的是 ，属于混合物的是 （均填容器下的代号）
高频考点3：非金属及其化合物之间的转化
考点解读：非金属单质可以与氧气反应生成相对应的非金属氧化物，某些非金属氧化物又可以与水反应转化生成相对应的酸，不稳定的酸受热分解后又重新生成非金属氧化物。用化学方程式表示下列物质间的转化：“碳→二氧化碳→碳酸→碳酸钙”，①C＋O2==CO2，②H2O＋CO2===H2CO3，③H2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2H2O。写出相应的转化规律非金属→非金属氧化物→酸→盐。
【典例3】（2023·湖州）工业炼铁的部分反应如图所示，则（ ）
A．X可以是木炭 B．X与CO都具有氧化性
C．③反应后的尾气可直接排放 D．Y中铁元素以游离态存在
高频考点4：金属及其化合物之间的转化
考点解读：金属可以转化为金属氧化物，金属氧化物又可以转化生成碱。金属和氧气反应生成金属氧化物；金属和非金属反应生成盐；金属氧化物和水反应生成碱(只有氧化钡、氧化钾、氧化钙、氧化钠能与水反应)；金属氧化物和酸反应生成盐和水。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4】（2023·宁波模拟）总结归纳是学习科学的一种重要方法。如图，小宁归纳了初中物质之间的部分转化关系。下列说法中正确的是（ ）
A．符合转化规律②的一个化学反应可以表示为：CuO+ H2O=Cu(OH)2
B．根据转化规律⑦和⑧，部分金属能够转化成盐，但盐都能转化成金属
C．根据转化规律④，实验室可用熟石灰和纯碱反应制取苛性钠
D．在湿法炼铜中，将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来是应用转化规律⑥
高频考点5：自然界中的碳循环和氧循环
考点解读：
【典例5】（2023·湖州）”碳达峰”指CO2排放量不再增加，”碳中和”指CO2排放量与减少低相策，我国科研人员利用二氧化碳、氢气等物质合成了葡萄糖和脂肪酸，大致原理如下图所示。
这一技术如果能应用和推广，将”工厂化”地吸收和利用二氧化碳，有效助力”碳达峰”、”碳中和”目标的实现。完成下列问题：
（1）利用二氧化碳最终合成葡萄糖和脂肪酸的过程类似于绿色植物的 (选填”呼吸作用”“光合作用”或”蒸腾作用”)；
（2）下列做法有助于实现”碳达峰”和”碳中和”目标的是 。
A．植树造林 B．少用一次性筷子 C．提倡绿色出行
高频考点6：物质间的相互转化
考点解读：
【典例6】（2020·金华·丽水）如图，给出了三种物质可能存在的转化关系，根据所学的物质性质及化学变化规律，判断下列选项正确的是（ ）
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
高频考点7：混合物的分离——过滤、结晶
考点解读：结晶：从饱和溶液中析出固态溶质的过程叫结晶，获得晶体的两种方法：①蒸发溶剂：一般用于溶解度受温度影响不大的物质，如氯化钠。②冷却热饱和溶液：适用于溶解度受温度影响大的物质，如硝酸钾。过滤：可以将不溶性的物质从溶液中分离出来，过滤的注意事项：一贴二低三靠。一贴：滤纸紧贴漏斗内壁，中间不留气泡；二低：滤纸边缘低于漏斗边缘，液面低于滤纸边缘；三靠：烧杯口紧靠玻璃棒，玻璃棒末端轻轻斜靠三层滤纸处，漏斗下端管口紧靠烧杯内壁。玻璃棒在整个过滤操作中的作用：引流。过滤结果：滤纸上留有固体，下面烧杯中的为溶液。
【典例7】（2023·金华）豆腐是我国的传统食物之一。从大豆到豆腐需经历磨浆、凝固等过程。
（1）如图所示，将大豆研磨后倒入纱布，豆渣留在纱布上，豆乳流入下方容器。该过程相当于物质分离方法中的 。
（2）豆乳凝固过程中需要加入硫酸钙（）等凝固剂。按物质的组成分类，属于纯净物中的 。
一、选择题
1.如果符号“●”表示氧原子，符号“○”表示氢原子，则下列模型表示化合物的是( )
2.（2023·杭州模拟）氧气在自然界中存在非常广泛，并不断循环转化，如图是自然界中氧元素的部分循环示意图，下列与氧循环有关的说法正确的是（）
A．空气中的氧气的含量是稳定不变的
B．图中参与氧循环的各途径都是化学变化
C．氧元素在自然界中既有游离态，又有化合态
D．空气中氧气的浓度越高越有利于生物生存
3.（2023·杭州模拟）汽车开动和人的生命活动都需要能量，能量是各种运动的量度。给汽车开动和人的生命活动提供能量的两个过程如图所示，下列分析错误的是（ ）
A．都通过氧化反应释放出能量
B．都将其他形式的能转化为化学能
C．都参与自然界的碳循环和氧循环
D．都遵循能量的转化和守恒定律
4．（2022·台州模拟）一定条件下，下列物质间的转化均能一步实现的是（ ）
A．S→SO3→H2SO4 B．Fe2O3→Fe→FeSO4
C．NaNO3→NaOH→Na2CO3 D．Cu→CuO→Cu(OH)2
5．（2023·舟山模拟）如图是两组物质之间在一定条件下相互转化的过程。下列说法不正确的是（ ）
A．物质X是O2
B．绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能
C．C6H12O6是氧化物
D．C6H12O6与X反应生成CO2和H2O属于氧化反应
6．（2022·桐乡模拟）构建元素单质及其化合物的“价态—类别”二维图是科学学习一种有效方法。如图是铜元素的“价态—类别”二维图，下列说法正确的是（ ）
A．① ~ ⑥的转化都能一步实现
B．④的反应可能是 CuCl2+ Mg(OH)2 = MgCl2 + Cu(OH)2↓
C．⑦的反应可能是 Cu +2HCl = H2↑+ CuCl2
D．⑥的反应可能是置换反应
7．（2023·杭州模拟）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
8．（2023·宁波模拟）水循环、氧循环和碳循环是自然界存在的三大重要循环。请结合下图回答问题：
（1）从物质变化及分子角度看，三种循环中有一种与另外两种在变化上有本质的区别，它是 （填水循环、氧循环或碳循环）。
（2）图中①②代表各种生物参与碳循环的部分生理过程，其中过程①是 作用。
9．（2023·鄞州模拟）近年来“全球变暖”正成为人们热议的话题。有人说，地球的温度就像一辆失控狂飙的汽车，如果不设法让它降下来，就会有灾难性的后果。
（1）把地球及其大气层作为一个整体来看，碳元素的总质量 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
（2）有人认为，全球气候变暖是二氧化碳等温室气体过度排放所造成的。从较长的历史时期来看，情况如右图所示。分析图中数据可以得出的观点有 。
A．目前二氧化碳浓度低于历史大部分时候
B．气温上升与二氧化碳浓度不成正比
C．二氧化碳不是造成气温上升的唯一原因
10．（2023·湖州）如图是某科学老师设计的一氧化碳还原氧化铁的实验装置。
（1）在B装置的液面下降到安全线之前，不能加热氧化铁，这是因为 。
（2）反应结束后停止加热，继续通CO，此时B装置的作用是 。
11.（2022·丽水）价类图是以元素化合价为纵坐标物质类别为横坐标绘制的图像，它能将散乱的科学知识联系在一起，有助于对科学问题的理解和整体认知。如图是含碳元素物质的价类图，其中“→”表示物质闻的转化关系。
（1）室出物质B的化学式 。
（2）写一个C→E的化学方程式 。
（3）如图的物质相互转化关系中，反应类型有 (填字母)。
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应
12.（2023·杭州模拟）金属钛(Ti）的硬度大、熔点高、常温下耐酸碱腐蚀，是航海、医疗等不可缺少的材料。钛铁矿（主要成分FeTiO3）是工业冶炼金属钛的主要原料，制备金属钛的工艺流程如图所示。
（1）②反应方程式为CO+H2OCO2+H2；从氧化还原角度，这个反应体现了CO 性。
（2）写出③中制取金属钛的化学反应方程式 .
13．（2023·鄞州模拟）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。
14．（2022·萧山模拟）“水循环”、“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的三大重要循环。请结合如图回答问题：
（1）图中水循环的过程②水在蒸发时将 （填“吸收”或“放出”）热量。
（2）保持自然界的碳～氧平衡离不开植物光合作用的进行，请写出光合作用的文字表达式 。
（3）关于碳循环和氧循环，说法正确的是 （填字母序号）。
A．变化观：每个人都在参与碳、氧循环
B．守恒观：碳、氧循环过程中各元素守恒，其化合价不变
C．平衡观：碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
D．微粒观：绿色植物的作用是使自然界中的氧原子总数增加
（4）自然界中的碳循环主要是通过二氧化碳来实现的，图中消耗二氧化碳的途径有 （填数字序号）。近年来，大气中的二氧化碳不断增加，导致温室效应加剧。因此人类要积极采取措施以维持循环体系中的二氧化碳的相对平衡，请你说出降低二氧化碳排放量的具体措施 （列举两项）。
15．（2020·金华·丽水）除H2、CO能还原氧化铜外，CH4及其它一些具有还原性的气体也能与氧化铜发生反应。如：加热时，CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O。某拓展小组同学设计了如图所示实验装置(夹持装置省略)，分别对有关气体问题进行探究。请按要求回答相关问题。
（1）【探究Ⅰ】对已知气体性质的探究。
将CH4气体按如图所示装置进行规范实验，可观察到的实验现象有 (填序号)；
①A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质
②B装置中的固体由白色变蓝色
③C装置中溶液变浑浊
（2）【探究Ⅱ】对气体组成的探究。
气体X可能由H2、CH4中一种或两种组成，同学们按如图所示实验装置对其组成进行探究。
①C装置中溶液变浑浊，可证明气体X中含有 ；
②根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象，得出气体X中含有H2的结论，请对此结论作出评价，并说明理由 。
（3）【探究Ⅲ】对未知气体的探究。
将某火箭燃料X通过如图所示装置，观察到A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质；B装置中的固体由白色变蓝色，C装置中溶液不变浑浊。C中导出的气体是空气中含量最多的物质。已知燃料X是由2种元素组成的纯净物，其相对分子质量为32。根据现象及信息推断并写出：A装置中发生反应的化学方程式为 。
16.（2022·海曙模拟）某气体可能由CO2、CO、H2中的一种或几种组成。小宁利用如图的装置探究其成分。
（1）为探究气体组成，C装置中应加入的试剂是 。
（2）实验过程中，氧化铜粉末变成红色，氧化铜发生 (填“氧化"或“还原")反应。
（3）经过一段时间后，小宁发现A装置中澄清石灰水变浑浊，E装置中无水硫酸铜变蓝，其余装置无明显变化，则气体组成成分为 。
17．（2021·台州）工业上常用碳酸镁矿石（主要成分是难溶于水的碳酸镁，杂质不溶于水也不与酸反应）与稀硫酸反应来制备硫酸镁。硫酸在不同温度时的溶解度如表所示。制备流程如图。
温度（℃） 60 80 90 100
硫酸镁溶解度（克） 54.6 55.8 52.9 50.4
（1）用150千克溶质质量分数为98％的浓硫酸配制9.8％的稀硫酸，需要水 千克。
（2）小明模拟工业制备硫酸镁晶体，将碳酸镁矿石和稀硫酸充分反应后过滤，发现滤液中含有硫酸。为了测定所得滤液中硫酸镁和硫酸的质量比，他取少量滤液倒入烧杯，将溶质质量分数为10％的氢氧化钠溶液逐渐加入。除要知道实验前氢氧化钠溶液质量外，实验中还要通过测量获取哪两个数据，才可计算硫酸镁与硫酸的质量比？ 。
（硫酸镁与氢氧化钠反应的化学方程式：MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2↓+Na2SO4）
（3）小明将除去杂质后的滤液加热至90℃，得到硫酸镁浓溶液，继续加热，观察到晶体快速析出。其原因可能是 。
18.（2023·湖州） 2021年3月，中央财经会议明确把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，争取在2060年前实现碳中和。“碳中和”是指在一定时间内产生的二氧化碳排放总量，通过二氧化碳去除手段来抵消掉这部分碳排放，达到“净零排放”的目的。
（1）二氧化碳是引起温室效应的主要气体，根据图甲回答支持这一结论的信息是： 。
（2）科学家已经研究出多种方式来实现二氧化碳的转化。
①浙江大学研发的“二氧化碳烟气微藻减排技术”，利用微型藻类吸收二氧化碳实现固碳。微型藻类是 (选填“真核”或“原核”)生物，该技术的本质是利用微藻的 作用实现固碳。
②固碳的另一种方法是将收集的二氧化碳和水混合后注入地下玄武岩中，最终与岩石中的矿物质作用形成固态的石头碳酸盐。这种固碳方式属于 变化(选填“物理”或“化学”)。
③我国研发的“液态太阳燃料合成技术”(乙)，甲醇(CH3OH)等液体燃料被形象地称为“液态阳光”。甲醇制取过程中能量转化是太阳能→电能→ 能。
甲醇合成时，若碳元素全部来自于二氧化碳，则制取10吨甲醇需要消耗二氧化碳 吨。
(二氧化碳转化成甲醇的方程式为：CO2+3H2 CH3OH+H2O)
（3）交通领域的“以电代油”可以来实现“减碳”目标。图丙为某纯电动汽车与某燃油汽车的相关数据，请回答：
①与燃油汽车相比，纯电动汽车每行驶100km会向空气减少排放 kg的二氧化碳。
(ρ汽油=0.7×103kg/m3，结果精确到0.1)
②从获取电能的各种方式看，相对于燃煤发电，符合“减碳”理念的是 发电。
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