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2.5 物质的转化（第2课时） 分层练习
科学观念：知道碳、一氧化碳和氢气的性质和用途,并会应用其性质解释相关现象。
科学思维：会熟练计算有关物质的纯度。
探究实践：在观察实验中,学会实验的观察方法和实验的设计方法。
态度责任：通过金属的冶炼,体会物质间的转化关系。
01 金属的冶炼
1．（2023九上·洞头期中）某同学利用氢气来还原氧化铜（如图所示），下列关于实验说法不正确的是（ ）
A．此反应利用氢气的还原性
B．试管口末端出现少量水珠
C．试管中的黑色固体变红色
D．先点燃酒精灯再挤压滴管
2．（2023九上·杭州期中）如图为氢气还原氧化铜的实验装置图，下列有关分析正确的是（ ）
A．待药品完全反应后，需同时撤去酒精灯和通氢气的导管
B．在给试管内药品加热前，需先通氢气排尽试管内的空气
C．装置中试管口需略向下倾斜，主要是为了利于通入氢气
D．该实验装置也可直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验
3．（2024九下·咸安月考）关于“碳还原氧化铜”的实验，说法正确的是（ ）
A．实验中观察到红色粉末变黑
B．氢氧化钠溶液可用于检验并吸收二氧化碳
C．该实验体现了碳的还原性
D．实验结束后可先移开酒精喷灯
4．（2022九上·武义月考）下列叙述中不符含如图所示实验设计意图的是（ ）
A．说明CO具有还原性和可燃性
B．说明生成物CO2的密度比空气大
C．熄灭酒精灯后继续通CO可防止澄清石灰水倒吸
D．可以防止有毒的CO气体对空气的污染，同时又可以充分利用能源
5．（2023九上·玉环月考）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，再用酒精灯加热试管、玻璃管，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
6．（2023九上·玉环月考）钢铁厂会利用焦炭产生的还原性气体来炼铁，某同学用此原理按如图装置进行实验，下列说法不正确的是（ ）
A．该实验还需要增加尾气处理装置
B．加热前应先通入一段时间的CO，目的是排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸
C．NaOH溶液的作用是检验反应后的产物
D．反应结束后，应先停止加热，继续通入CO至固体冷却为止
02 还原反应
1．（2024九上·平湖期末）在氧化还原反应中，得到氧(即元素化合价升高)的物质是还原剂；失去氧(即元素化合价降低)的物质是氧化剂。在反应H2+CuOCu+H2O中，属于还原剂的是（ ）
A．H2 B．CuO C．Cu D．H2O
2．电脑芯片的制作要用到高纯度的硅，目前广泛采用石英砂（主要成分是 SiO2）为原料制取，其中有一步反应为：SiO2+2CSi+2CO↑ 。对该反应分析正确的是（ ）
A．该反应属于置换反应 B．碳发生了还原反应
C．碳元素化合价由0价变为＋4价 D．该反应利用了CO的还原性
03 含有杂质的反应物及生成物的相关计算
1．（2023九上·绍兴期中）工业上利用Fe2O3和CO在高温下炼制铁（3CO+Fe2O32Fe+3CO2），试通过计算回答
（1）用80吨Fe2O3和足量CO反应可炼得多少铁
（2）现在冶铁得到56吨铁需80%的赤铁矿石多少吨
1．铁制菜刀在生产时要通过“粹火”处理，具体操作是将红热的菜刀浸入水中急速冷却。此时发生反应如下：3Fe＋4H2O=Fe3O4＋4H2↑。该反应中属于还原剂的是（ ）
A．Fe B．H2O C．Fe3O4 D．H2
2．钢铁是应用最广泛的金属，冶金工业中常采用高炉法炼铁，主要存在着如下化学反应：Fe2O3+3COFe+3CO2，该反应利用了CO的（ ）
A．可燃性 B．有毒性 C．还原性 D．密度小
3．在氢气还原氧化铜的实验中，观察到的现象是（ ）
A．有红色的铜生成 B．试管底有水生成
C．有铜和水生成 D．黑色固体变成红色，试管口有水珠生成
4．一氧化碳、木炭粉分别与黑色的氧化铜粉末反应时，下列叙述错误的是（ ）
A．反应均需在加热或高温条件下进行
B．都有红色的单质铜生成
C．反应中，氧化铜都被还原，氧化铜是氧化剂
D．都是置换反应
5．制取粗硅的化学反应是SiO2+2C=Si+2CO↑，下列说法中错误的是（ ）
A．SiO2转化成Si是化学变化
B．由碳生成CO的反应是氧化反应
C．该反应中碳元素由游离态转变为化合态
D．该反应中CO作还原剂
6．我国发明的新型钛合金，为“奋斗者”号下潜万米海底、从事科考任务解决了材料难题。工业制取金属钛的主要反应式是：①；②。下列说法合理的是（ ）
A．属于氧化物 B．钛合金是一种金属单质
C．反应①中是还原剂 D．反应②属于置换反应
7．初中科学实验中，有许多涉及操作上的“先”与“后”的问题，如果把“先”与“后”顺序颠倒，就会影响实验效果或导致事故的发生。下列实验操作中“先”“后”顺序正确的是（ ）
A．实验室用高锰酸钾制取氧气，停止加热时，应先熄灭酒精灯，再把导管移出水面
B．测未知溶液pH值，应先将pH试纸浸入待测溶液中，再与标准比色卡比较
C．浓硫酸不慎溅到皮肤上，要先用大量清水冲洗，后用干布擦干，最后涂抹小苏打
D．用氢气还原氧化铜时，应先通一段时间的氢气，后点燃酒精灯进行实验
8．工业炼铁的部分反应如如图所示，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
9．如图为CO还原CuO的“微型”实验装置（夹持仪器省略），下列说法错误的是（ ）
已知：HCOOH（甲酸） H2O+CO↑
A．反应过程中会看到澄清石灰水变浑浊
B．该反应中氧化铜被还原了，还原剂是CO
C．实验时点燃酒精灯后再将甲酸滴入热浓硫酸中
D．采用“微型”实验装置可以节约药品
10．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：C+2CuO2Cu+CO2↑
11．如图装置可以一氧化碳还原氧化铁的实验并检验该反应的气体生成物，已知由一氧化碳发生装置得到的一氧化碳有杂质二氧化碳和水。下列说法正确的是（ ）
A．B装置玻璃管内发生的是置换反应
B．即使没有A装置，该实验也能达到检验气体生成物的目的
C．实验结束后先停止通一氧化碳，再熄灭B处酒精喷灯
D．去掉C装置也能证明和一氧化碳和氧化铁发生了反应
12．小科利用氢气还原氧化铜的原理和下图装置及药品进行试验(操作规范)来测定水的组成。(假设生成的水完全被D中碱石灰吸收，装置内空气中的水蒸气，CO2忽略不计)。下列说法错误的是()
A．洗气瓶B中浓硫酸的作用是干燥氢气
B．装置中的氧化铜没有完全被还原，会影响实验结果
C．该装置存在缺陷，应该在D装置后再连接一个盛碱石灰的干燥管
D．实验中，通过测定C、D装置质量的改变值，就能达到测定水的组成的目的
13．在CO和CO2的混合气体中，氧元素的质量分数为64%。将10克混合气体先通入灼热的氧化铁充分反应后，再通入足量的石灰水中，最多可得到白色沉淀物（ ）
A．5.6克 B．6克 C．10克 D．30克
14．如图是氢气和氧化铜反应的实验。
（1）点燃酒精灯前，向装有氧化铜的试管中通入一段时间的氢气是为了防止 。
（2）实验结束时，撤去酒精灯，同时停止通氢气，发现试管底部灼热的红色固体又重新变成黑色，请用化学方程式说明原因： 。
15．如图为氢气还原氧化铜的微型实验装置图，请分析回答：
（1）实验过程中，能证明氧化铜被还原的实验现象是 。
（2）为防止实验过程中可能引起爆炸，我们在实验开始时的操作应该是________（填序号）。
A．应先加热，后挤压微型滴管 B．应先挤压微型滴管，后加热
（3）反应完成后停止加热，还要继续通入氢气，直至玻璃管冷却，目的是 。
16．利用如图装置证明一氧化碳的部分性质并验证产物。
（1）加热玻璃管后，玻璃管中发生反应的化学方程式是 ，反应后玻璃管中固体的质量 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）广口瓶中盛放的液体所含的溶质是 。
（3）该实验证明了一氧化碳具有的性质是 。
17．如图是氢气与氧化铜反应的实验装置，在实验后发现所得的固体中除有一种红色光亮物质外，还有一种砖红色物质．查阅有关资料后，发现氢气还原氧化铜的反应分两步进行：（氧化亚铜为砖红色）
第一步：氢气+氧化铜氧化亚铜+水
第二步：氢气+氧化亚铜铜+水
（1）图中的实验装置有1处错误，请改正： 。
（2）实验前先通一段时间氢气，然后再加热，是为了防止氢气不纯受热爆炸。由此推测氢气具有 性。
（3）根据上面的反应步骤，请分析在这次实验中所得该砖红色物质的原因可能是 （填序号）。
①部分氧化铜没有被还原 ②反应中加热时间不够 ③通入氢气的量不足
18．《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 。其中是一氧化碳是作为 (填“氧化剂"”或“还原剂”)。
（2）“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(填“酸”“碱”或“盐")。
（3）熟铁是指用生铁精炼而成的比较纯的铁，又叫纯铁。熟铁比生铁在相同环境下更不易生锈，说明钢铁生锈与 有关。
19．氢气、木炭、一氧化碳是金属冶炼中常用的还原剂。如图甲是氢气还原氧化铜的实验，如图乙是木炭还原氧化铁的实验，如图丙是一氧化碳还原氧化铜的实验。
（1）甲实验反应后试管中出现红色固体变成黑色现象的原因 ；
（2）乙实验的冶炼效果不理想，后采用酒精喷灯代替普通酒精灯重做此实验效果较理想。由此可以推断，冶炼不理想的原因 。
（3）丙实验中为防止发生CO中毒，应先点燃 （填A或B）酒精灯。
20．用氢气还原氧化铜时，若温度不够高，氧化铜可能转化为氧化亚铜(Cu2O)，氧化亚铜可与稀硫酸发生如下反应：Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O，小金用如图装置进行实验并检验反应所得固体中是否含有氧化亚铜。
（1）装置a的名称是 ；
（2）若反应温度足够高，实验中可观察到的现象有 ；
（3）反应结束后，小金将装置B中所得固体装入试管，加入足量稀硫酸，若观察到 ，则证明有氧化亚铜生成。
21．小科利用“氢气还原氧化铜"实验验证水的组成，实验装置及药品如图所示，实验前后测定的数据如表所示。回答问题：
实验前 实验后
硬质玻璃管及其内药品的质量/克 75.6 69.2
U形管及其内药品的质量/克 110.8 118.2
（1）为了实验安全，不开后加热硬质玻璃管内氧化铜前，应先进行的实验操作是 。
（2）实验中观察到硬质玻璃管中黑色粉末逐渐变红，则发生反应的化学方程式为 。
（3）验证水的组成的原理为：根据硬质玻璃管及其内药品在反应前后的质量差m1，U形管及其内药品在反应前后的质量差m2，可计算出水中氢、氧元素的质量比为 (用m1、m2表示)。
（4）若实验过程中小科操作无误，依据实验数据，分析产生误差的可能原因 (写出1点)。
22．把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，但主要反应原理是：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
（1）氧化铁和一氧化碳反应中的还原剂是 ；
（2）200吨含Fe2O3的质量分数为80%的铁矿石中，可提炼出铁的质量多少吨
23．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。试计算该固体样品中各成分的质量。
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2.5 物质的转化（第2课时） 分层练习
科学观念：知道碳、一氧化碳和氢气的性质和用途,并会应用其性质解释相关现象。
科学思维：会熟练计算有关物质的纯度。
探究实践：在观察实验中,学会实验的观察方法和实验的设计方法。
态度责任：通过金属的冶炼,体会物质间的转化关系。
01 金属的冶炼
1．（2023九上·洞头期中）某同学利用氢气来还原氧化铜（如图所示），下列关于实验说法不正确的是（ ）
A．此反应利用氢气的还原性 B．试管口末端出现少量水珠
C．试管中的黑色固体变红色 D．先点燃酒精灯再挤压滴管
【答案】D
【解析】【分析】根据锌和稀硫酸反应生成硫酸锌溶液和氢气，氢气和氧化铜在加热条件下生成铜和水分析。
【解答】A. 氢气和氧化铜在加热条件下生成铜和水，此反应利用氢气的还原性，故正确，不符合题意；
B. 氢气和氧化铜在加热条件下生成铜和水，装置管口末端出现少量水珠，故正确，不符合题意；
C. 氢气和氧化铜在加热条件下生成铜和水，装置中的黑色固体变红色，故正确，不符合题意；
D. 应先挤压滴管，产生氢气，排尽装置中的空气，再点燃酒精灯，以防止发生爆炸，故错误，符合题意；
故答案为：D。
2．（2023九上·杭州期中）如图为氢气还原氧化铜的实验装置图，下列有关分析正确的是（ ）
A．待药品完全反应后，需同时撤去酒精灯和通氢气的导管
B．在给试管内药品加热前，需先通氢气排尽试管内的空气
C．装置中试管口需略向下倾斜，主要是为了利于通入氢气
D．该实验装置也可直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验
【答案】B
【解析】【分析】根据氢气还原氧化铜的实验现象、器材和操作分析判断。【解答】A.待药品完全反应后，需先撤去酒精灯，冷却至室温，再撤去氢气的导管，以防止生成的铜再次被氧化，故A错误；
B.在给试管内药品加热前，需先通氢气排尽试管内的空气，以防止加热时发生爆炸，故B正确；
C.装置中试管口需略向下倾斜，主要是为了防止冷凝水回流到热的试管底部，使试管炸裂，故C错误；
D.一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，该实验装置不能直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验，故D错误。
故选B。
3．（2024九下·咸安月考）关于“碳还原氧化铜”的实验，说法正确的是
A．实验中观察到红色粉末变黑
B．氢氧化钠溶液可用于检验并吸收二氧化碳
C．该实验体现了碳的还原性
D．实验结束后可先移开酒精喷灯
【答案】C
4．（2021九上·武义月考）下列叙述中不符含如图所示实验设计意图的是（ ）
A．说明CO具有还原性和可燃性
B．说明生成物CO2的密度比空气大
C．熄灭酒精灯后继续通CO可防止澄清石灰水倒吸
D．可以防止有毒的CO气体对空气的污染，同时又可以充分利用能源
【答案】B
【解析】【分析】A、根据一氧化碳与氧化铜反应及可以燃烧分析；
B、根据该实验只证明了二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的性质分析；
C、根据反应后继续通气体可防止倒吸分析；
D、根据将尾气伸入酒精处点燃的作用分析。
【解答】A.该实验一氧化碳与氧化铜反应，体现CO的还原性，将尾气伸入酒精火焰处，可证明一氧化碳的可燃性，不符合题意；
B. 该实验不能证明生成物CO2的密度比空气大 ，符合题意；
C. 熄灭酒精灯后继续通CO可防止澄清石灰水倒吸 ，炸裂玻璃管，不符合题意；
D. 将尾气导到酒精灯火焰处，可以防止有毒的CO气体对空气的污染，同时又可以充分利用能源 ，不符合题意；
故答案为：B。
5．（2023九上·玉环月考）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，再用酒精灯加热试管、玻璃管，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
【答案】C
【解析】【分析】根据对氢气和一氧化碳还原氧化铜实验的理解和认识判断即可。
【解答】A.甲实验试管口向下倾斜可防止反应生成的水流入试管底部，从而造成试管炸裂，故A错误；
B.乙实验中，黑色的氧化铜慢慢变成红色的铜单质，且生成的二氧化碳能够使澄清石灰水变浑浊，这些都能说明反应已经发生，故B错误；
C.甲、乙两实验中，都应先通入气体，从而排出装置内的空气，再用酒精灯加热试管、玻璃管，以防止发生爆炸，故C正确；
D.甲、乙两实验中，氢气和一氧化碳都将氧化铜变成单质状态的铜，但是前者为置换反应，后者不是置换反应，故D错误。
故选C。
6．（2023九上·玉环月考）钢铁厂会利用焦炭产生的还原性气体来炼铁，某同学用此原理按如图装置进行实验，下列说法不正确的是（ ）
A．该实验还需要增加尾气处理装置
B．加热前应先通入一段时间的CO，目的是排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸
C．NaOH溶液的作用是检验反应后的产物
D．反应结束后，应先停止加热，继续通入CO至固体冷却为止
【答案】C
【解析】【分析】A、根据一氧化碳有毒，会污染环境分析。
B、根据可燃性气体与空气混合加热时可能会发生爆炸分析。
C、二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水。
D、根据实验时要防止生成的铁再次被氧化分析。
【解答】A. 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，在右端导管用酒精灯点燃尾气或用气球收集，故正确，不符合题意；
B. 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，故正确，不符合题意；
C. 二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，无明显现象；NaOH溶液的作用不是检验反应后的产物，而是吸收二氧化碳，故错误，符合题意；
D. 实验结束时应先熄灭酒精灯，要继续通入一氧化碳，直至固体冷却，以防止生成的铁再次被氧化，故正确，不符合题意；
故答案为：C。
02 还原反应
1．（2024九上·平湖期末）在氧化还原反应中，得到氧(即元素化合价升高)的物质是还原剂；失去氧(即元素化合价降低)的物质是氧化剂。在反应H2+CuOCu+H2O中，属于还原剂的是（ ）
A．H2 B．CuO C．Cu D．H2O
【答案】A
【解析】【分析】在氧化还原反应里，得到氧的物质叫还原剂，失去氧的物质叫氧化剂。
【解答】 在氧化还原反应里，得到氧的物质叫还原剂。还原剂也是抗氧化剂，具有还原性，被氧化，其产物叫氧化产物。 H2 得到氧变成水，属于还原剂。
故答案为：A。
2．电脑芯片的制作要用到高纯度的硅，目前广泛采用石英砂（主要成分是 SiO2）为原料制取，其中有一步反应为：SiO2+2CSi+2CO↑ 。对该反应分析正确的是（ ）
A．该反应属于置换反应 B．碳发生了还原反应
C．碳元素化合价由0价变为＋4价 D．该反应利用了CO的还原性
【答案】A
【解析】【分析】结合置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，结合还原反应、氧化反应的概念进行分析判断即可。
【解答】A.置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，符合题意。
B.该反应中碳得到二氧化硅中的氧，发生氧化反应，不符合题意。
C.该反应中反应前碳单质化合价为0价，反应后生成的一氧化碳中碳元素化合价为＋2价，不符合题意。
D.该反应中碳得到二氧化硅中的氧，具有还原性，利用了C的还原性，不符合题意。
故答案为：A
03 含有杂质的反应物及生成物的相关计算
1．（2023九上·绍兴期中）工业上利用Fe2O3和CO在高温下炼制铁（3CO+Fe2O32Fe+3CO2），试通过计算回答
（1）用80吨Fe2O3和足量CO反应可炼得多少铁
（2）现在冶铁得到56吨铁需80%的赤铁矿石多少吨
【答案】（1）设用80吨Fe2O3和足量CO反应可炼铁的质量为x
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
160 112
80吨 x
x=56吨；
答：用80吨Fe2O3和足量CO反应可炼得56吨铁
（2）设得到56t铁需要80%的赤铁矿石质量为y，
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
160 112
80%y 56
y=100吨；
答：治铁得到56吨铁需80%的赤铁矿石100吨。
【解析】【分析】（1）（2）根据题目已知数据，列出方程式计算即可。
1．铁制菜刀在生产时要通过“粹火”处理，具体操作是将红热的菜刀浸入水中急速冷却。此时发生反应如下：3Fe＋4H2O=Fe3O4＋4H2↑。该反应中属于还原剂的是（ ）
A．Fe B．H2O C．Fe3O4 D．H2
【答案】A
【解析】【分析】根据发生氧化反应的物质具有还原性分析。
【解答】该反应中铁得氧，发生了氧化反应，为还原剂，水失氧，发生了还原反应。为氧化剂。
故选A。
2．钢铁是应用最广泛的金属，冶金工业中常采用高炉法炼铁，主要存在着如下化学反应：Fe2O3+3COFe+3CO2，该反应利用了CO的（ ）
A．可燃性 B．有毒性 C．还原性 D．密度小
【答案】C
【解析】【分析】失电子，还原剂，被氧化。
【解答】CO能从金属氧化物里面夺取氧的性质称为还原性，
故答案为：C
3．在氢气还原氧化铜的实验中，观察到的现象是（ ）
A．有红色的铜生成
B．试管底有水生成
C．有铜和水生成
D．黑色固体变成红色，试管口有水珠生成
【答案】D
【解析】【分析】根据氢气与氧化铜反应生成铜和水，有铜和水生成都属于结论的描述分析。
【解答】A、有铜生成为结论，不是现象，不符合题意；
B、有水生成为结论，不是现象，不符合题意；
C、有铜和水生成为结论，不是现象，不符合题意；
D、氢气与氧化铜反应生成铜和水，观察到 黑色固体变成红色，试管口有水珠生成 ，符合题意；
故选D。
4．一氧化碳、木炭粉分别与黑色的氧化铜粉末反应时，下列叙述错误的是（ ）
A．反应均需在加热或高温条件下进行
B．都有红色的单质铜生成
C．反应中，氧化铜都被还原，氧化铜是氧化剂
D．都是置换反应
【答案】D
【解析】【分析】根据一氧化碳和碳都具有还原性，能和氧化铜在一定条件下反应生成铜和二氧化碳分析；
【解答】A、一氧化碳和氧化铜反应条件是加热，碳和氧化铜反应条件是高温，选项正确；
B、由于两个反应都生成了铜，铜是红色的，属于由铜元素组成的纯净物即单质，选项正确；
C、氧化铜在反应中被一氧化碳或碳夺走氧元素，因此氧化铜被还原，属于氧化剂，选项正确；
D、一氧化碳和氧化铜反应，反应物都是化合物不符合一种化合物和一种单质反应生成另一种单质和化合物的反应，即不是置换反应，选项错误；
故选：D。
5．制取粗硅的化学反应是SiO2+2C=Si+2CO↑，下列说法中错误的是（ ）
A．SiO2转化成Si是化学变化
B．由碳生成CO的反应是氧化反应
C．该反应中碳元素由游离态转变为化合态
D．该反应中CO作还原剂
【答案】D
【解析】【分析】A、生成新物质的变化属于化学变化；
B、物质和氧发生的反应属于氧化反应；
C、元素以单质存在的，属于元素的游离态，元素以化合物存在的，属于元素的化合态；
D、碳、一氧化碳和氢气等物质都具有还原性，都可以用作某些反应的还原剂.
【解答】A、二氧化硅和碳在高温条件下反应生成硅和一氧化碳，属于化学变化，该选项说法正确；B、碳和氧结合生成了一氧化碳，属于氧化反应，该选项说法正确；C、该反应中，碳元素由单质形式转化成化合物形式，因此碳元素由游离态转变为化合态，该选项说法正确；D、该反应中CO是生成物，不是还原剂，碳在该反应中作还原剂，该选项说法不正确，故答案为：D。
6．我国发明的新型钛合金，为“奋斗者”号下潜万米海底、从事科考任务解决了材料难题。工业制取金属钛的主要反应式是：①；②。下列说法合理的是（ ）
A．属于氧化物 B．钛合金是一种金属单质
C．反应①中是还原剂 D．反应②属于置换反应
【答案】D
【解析】【分析】A、根据氧化物是由两种元素组成，其中一种为氧元素的化合物分析；
B、根据合金属于混合物分析；
C、根据反应中CO为被氧化产物分析；
D、根据置换反应是反应物和生成物都一种单质和一种化合物的反应分析。
【解答】A、由三种物质组成，不属于氧化物 ，不符合题意；
B、 钛合金是一种混合物，不符合题意；
C、 反应①中C是还原剂，CO是被氧化的产物 ，不符合题意；
D、 反应②的反应物和生成物都一种单质和一种化合物，属于置换反应 ，符合题意；
故答案为：D。
7．初中科学实验中，有许多涉及操作上的“先”与“后”的问题，如果把“先”与“后”顺序颠倒，就会影响实验效果或导致事故的发生。下列实验操作中“先”“后”顺序正确的是（ ）
A．实验室用高锰酸钾制取氧气，停止加热时，应先熄灭酒精灯，再把导管移出水面
B．测未知溶液pH值，应先将pH试纸浸入待测溶液中，再与标准比色卡比较
C．浓硫酸不慎溅到皮肤上，要先用大量清水冲洗，后用干布擦干，最后涂抹小苏打
D．用氢气还原氧化铜时，应先通一段时间的氢气，后点燃酒精灯进行实验
【答案】D
【解析】【分析】A、根据高锰酸钾制氧气操作步骤分收入
B、根据pH试纸的使用方法分析；
C、根据浓硫酸使用注意事项分析；
D、根据氢气与氧化铜操作步骤分析。
【解答】A、 实验室用高锰酸钾制取氧气，停止加热时，应先把导管移出水面 ，然后再熄灭酒精灯，以防止发生倒吸，不符合题意；
B、 测未知溶液pH值，应用玻璃棒蘸取少量液体滴在试纸上，不能将pH试纸浸入待测溶液中，不符合题意；
C、 浓硫酸不慎溅到皮肤上，要先用干布擦干，再用大量清水冲洗，最后涂抹小苏打 ，不符合题意；
D、 用氢气还原氧化铜时，应先通一段时间的氢气，排出装置内空气，然后点燃酒精灯进行实验 ，符合题意；
故选D。
8．工业炼铁的部分反应如如图所示，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】【分析】根据碳和CO的还原性分析，结合题中所给反应步骤，以化合物形式存在的元素为化合态，以单质形态存在的元素为游离态解答。
【解答】A、X和氧气反应生成二氧化碳，X可能是木炭或CO，符合题意；
B、X和CO都具有还原性 ，不符合题意；
C、 ③反应后的尾气中含有CO，直接排放会污染空气 ，不符合题意；
D、 Y中铁元素以化合态存在 ，不符合题意；
故选A。
9．如图为CO还原CuO的“微型”实验装置（夹持仪器省略），下列说法错误的是（ ）
已知：HCOOH（甲酸）H2O+CO↑
A．反应过程中会看到澄清石灰水变浑浊
B．该反应中氧化铜被还原了，还原剂是CO
C．实验时点燃酒精灯后再将甲酸滴入热浓硫酸中
D．采用“微型”实验装置可以节约药品
【答案】C
【解析】【分析】一氧化碳具有还原性，能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。由于一氧化碳还具有可燃性，不纯会爆炸，所以实验过程中要先通气体再点燃酒精灯。
【解答】A、一氧化碳具有还原性，能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，反应过程中会看到澄清石灰水变浑浊，故A正确；
B、该反应中氧化铜失去了氧，被还原了，还原剂是CO， 故B正确；
C、实验时将甲酸滴入热浓硫酸中，再点燃酒精灯，以排尽装置中的空气，防止发生爆炸，故C错误；
D、采用微型实验装置可以只用极少量的药品，故D正确。
故选：C。
10．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：C+2CuO2Cu+CO2↑
【答案】D
【解析】【分析】根据装置的特点及物质间反应分析，该反应是炭与二氧化碳反应生成一氧化碳，一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳。
【解答】A、该反应中有CO参与，尾气中会含有CO， 装置中气球的作用收集尾气、防止污染空气 ，不符合题意；
B、反应过程中氧化铜失氧变成铜，不符合题意；
C、反应过程中，炭与二氧化碳反应生成一氧化碳，体现出炭粉具有还原性 ，不符合题意；
D、装置中的反应为 C+2CO22CO和 CO+2CuOCu+CO2，符合题意；
故选D。
11．如图装置可以一氧化碳还原氧化铁的实验并检验该反应的气体生成物，已知由一氧化碳发生装置得到的一氧化碳有杂质二氧化碳和水。下列说法正确的是（ ）
A．B装置玻璃管内发生的是置换反应
B．即使没有A装置，该实验也能达到检验气体生成物的目的
C．实验结束后先停止通一氧化碳，再熄灭B处酒精喷灯
D．去掉C装置也能证明和一氧化碳和氧化铁发生了反应
【答案】D
【解析】【分析】根据一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，结合实验步骤、注意事项，分析。
【解答】A. 一氧化碳具有还原性，与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应物均为化合物，不属于置换反应，故错误。
B. 装置A可以除去原气体中混有的少量的二氧化碳，若没有A装置，则无法证明使澄清的石灰水变浑浊的气体是否来自于反应后新生成的，故错误。
C. 实验结束后先熄灭B处酒精喷灯，等到装置冷却至室温时再停止通一氧化碳，以防止生成的铁再次被氧化，故错误。
D. 去掉C装置也能证明和一氧化碳和氧化铁发生了反应，因为B中红棕色粉末逐渐变成黑色，可以证明CO和Fe2O3发生了反应，故正确。
故答案为：D。
12．小科利用氢气还原氧化铜的原理和下图装置及药品进行试验(操作规范)来测定水的组成。(假设生成的水完全被D中碱石灰吸收，装置内空气中的水蒸气，CO2忽略不计)。下列说法错误的是()
A．洗气瓶B中浓硫酸的作用是干燥氢气
B．装置中的氧化铜没有完全被还原，会影响实验结果
C．该装置存在缺陷，应该在D装置后再连接一个盛碱石灰的干燥管
D．实验中，通过测定C、D装置质量的改变值，就能达到测定水的组成的目的
【答案】B
【解析】【分析】A、根据浓硫酸的吸水性分析；
B、根据装置中氧化铜是否全部反应不影响实验结果分析；
C、根据空气中水和二氧化碳对实验的影响分析；
D、根据C中减少质量为生成水中氧元素质量，D装置中增加质量为生成水的质量分析。
【解答】A、浓硫酸具有吸水性，洗气瓶B中浓硫酸的作用是干燥氢气 ，不符合题意；
B、参加反应的氧化铜中氧元素质量即为生成水中氧元素质量，装置中的氧化铜没有完全被还原，不会影响实验结果 ，符合题意；
C、 空气中含有水和二氧化碳，被D装置吸收会影响实验结果，该装置存在缺陷，应该在D装置后再连接一个盛碱石灰的干燥管 ，不符合题意；
D、 C中减少质量为生成水中氧元素质量，D装置中增加质量为生成水的质量，实验中，通过测定C、D装置质量的改变值，就能达到测定水的组成的目的 ，不符合题意；
故答案为：B。
13．在CO和CO2的混合气体中，氧元素的质量分数为64%。将10克混合气体先通入灼热的氧化铁充分反应后，再通入足量的石灰水中，最多可得到白色沉淀物（ ）
A．5.6克 B．6克 C．10克 D．30克
【答案】D
【解析】【解答】CO和灼热的氧化铁充分反应后生成二氧化碳和铁，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，在CO和CO2的混合气体中，氧元素的质量分数为64%，则碳元素占36%，10克混合气体中碳元素的质量为3.6g，二氧化碳中碳元素的质量为3.6g，可计算出二氧化碳的质量是13.2g，
设生成碳酸钙的质量为X。
CO2+Ca（OH）2= CaCO3↓+H2O
44 100
13.2g x
=， x=30g；
故答案为：D。
【分析】根据质量守恒定律反应前后元素的种类、质量守恒算出碳元素的质量，根据化合物中元素质量分数的计算公式求出二氧化碳的质量，最后根据化学方程式计算出碳酸钙的质量。
14．如图是氢气和氧化铜反应的实验。
（1）点燃酒精灯前，向装有氧化铜的试管中通入一段时间的氢气是为了防止 。
（2）实验结束时，撤去酒精灯，同时停止通氢气，发现试管底部灼热的红色固体又重新变成黑色，请用化学方程式说明原因： 。
【答案】（1）氢气与空气混合加热而导致爆炸
（2）2Cu+O2 2CuO
【解析】【分析】（1）根据氢气和空气混合点燃易发生爆炸分析；
（2）根据铜与氧气反应生成氧化铜分析。
【解答】（1） 氢气与空气混合点燃易发生爆炸，点燃酒精灯前，向装有氧化铜的试管中通入一段时间的氢气是排除装置内空气，防止氢气与空气混合加热而导致爆炸 。
（2） 试管底部灼热的红色固体又重新变成黑色 ，是铜与氧气反应又生成了氧化铜，方程式为 2Cu+O2 2CuO 。
故答案为：（1） 氢气与空气混合加热而导致爆炸 ；（2） 2Cu+O2 2CuO 。
15．如图为氢气还原氧化铜的微型实验装置图，请分析回答：
（1）实验过程中，能证明氧化铜被还原的实验现象是 。
（2）为防止实验过程中可能引起爆炸，我们在实验开始时的操作应该是____（填序号）。
A．应先加热，后挤压微型滴管 B．应先挤压微型滴管，后加热
（3）反应完成后停止加热，还要继续通入氢气，直至玻璃管冷却，目的是 。
【答案】（1）黑色固体变成红色，试管口出现小水珠
（2）B
（3）防止铜重新被氧化成氧化铜
【解析】【分析】氢气还原氧化铜实验中，由于氢气具有可燃性，所以需要先通氢气，再点燃酒精灯。反应结束后先灭酒精再停止通氢气，防止铜被氧化。
【解答】(1)氢气具有还原性，能与氧化铜反应生成铜和水，能观察到该实验的现象是黑色粉末逐渐变红，试管口有水珠生成。
(2)锌与稀硫酸反应生成氢气，可燃性气体与空气混合后点燃可能发生爆炸，为防止发生爆炸，应先通入氢气排尽装置内的空气，故实验开始时应先挤压滴管，使锌与稀硫酸反应生成氢气。后加热。
(3)灼热的铜能与氧气反应生成氧化铜，氢气还原氧化铜实验结束后，先熄灭酒精灯，再继续通入氢气至试管冷却，是为了防止生成的铜被氧气氧化。
16．利用如图装置证明一氧化碳的部分性质并验证产物。
（1）加热玻璃管后，玻璃管中发生反应的化学方程式是 ，反应后玻璃管中固体的质量 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）广口瓶中盛放的液体所含的溶质是 。
（3）该实验证明了一氧化碳具有的性质是 。
【答案】（1）Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2；变小
（2）氢氧化钙
（3）可燃性，还原性、毒性
【解析】【分析】（1）根据一氧化碳和氧化铁的反应，生成二氧化碳和铁及质量守恒定律分析；
（2）根据二氧化碳利用澄清石灰水检验分析；
（3）根据一氧化碳的可燃性、还原性和毒性分析。
【解答】（1） 加热玻璃管后，玻璃管中发生一氧化碳和氧化铁的反应，生成二氧化碳和铁，方程式为 Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 ； 反应后玻璃管中固体失去氧元素，质量变小；
（2） 广口瓶中盛放的液体是为了检验生成的二氧化碳，所含的溶质是氢氧化钙；
（3）该实验通过一氧化碳和氧化铁反应体现了一氧化碳的还原性，燃烧处理尾气，体现了一氧化碳的可燃性和毒性；
故答案为：（1） Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 ；变小；（2）氢氧化钙； （3）可燃性，还原性、毒性 。
17．如图是氢气与氧化铜反应的实验装置，在实验后发现所得的固体中除有一种红色光亮物质外，还有一种砖红色物质．查阅有关资料后，发现氢气还原氧化铜的反应分两步进行：（氧化亚铜为砖红色）
第一步：氢气+氧化铜氧化亚铜+水
第二步：氢气+氧化亚铜铜+水
（1）图中的实验装置有1处错误，请改正： 。
（2）实验前先通一段时间氢气，然后再加热，是为了防止氢气不纯受热爆炸。由此推测氢气具有 性。
（3）根据上面的反应步骤，请分析在这次实验中所得该砖红色物质的原因可能是 （填序号）。
①部分氧化铜没有被还原②反应中加热时间不够③通入氢气的量不足
【答案】（1）导气管通入氧化铜上方
（2）可燃
（3）②
【解析】【分析】（1）根据氢气还原氧化铜气体要通入固体药品处分析；
（2）根据氢气的可燃性分收入
（3）根据氧化亚铜呈砖红色，时间不够或氢气量不足可能会使氧化铜生成氧化亚铜分析。
【解答】（1）氢气与氧化铜反应中，为使药品充分接触，氢气导气管要通入拉近氧化铜固体处，实验装置中导管过短，错误。
（2）氢气加热变或点燃实验中要使氢气纯净，以防止发生爆炸，由此推测氢气具有可燃性。
（3）氧化亚铜为砖红色， 氧化铜为黑色， ①部分氧化铜没有被还原，应有黑色固体剩余，错误；②反应中加热时间不够，可能是氧化铜变成氧化亚铜，正确；③通入氢气的量不足，可能会使氧化铜转化成氧化亚铜，正确。
故答案为：（1）导气管通入氧化铜上方；（2）可燃；（3）②③。
18．《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 。其中是一氧化碳是作为 (填“氧化剂"”或“还原剂”)。
（2）“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(填“酸”“碱”或“盐")。
（3）熟铁是指用生铁精炼而成的比较纯的铁，又叫纯铁。熟铁比生铁在相同环境下更不易生锈，说明钢铁生锈与 有关。
【答案】（1）Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2；还原剂
（2）盐
（3）钢铁的内部结构
【解析】【分析】 还原剂也是抗氧化剂，具有还原性，被氧化，其产物叫氧化产物。 盐是指一类金属离子或铵根离子（NH4+）与酸根离子结合的化合物。
【解答】（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 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 ， 一氧化碳是作为还原剂，具有还原性，得到氧原子。
（2） 磷酸铁由属离子与酸根离子结合的化合物，属于盐类物质。
（3） 生铁精炼降低内部碳含量，改变内部结构， 熟铁比生铁在相同环境下更不易生锈 明钢铁生锈与钢铁的内部结构有关。
19．氢气、木炭、一氧化碳是金属冶炼中常用的还原剂。如图甲是氢气还原氧化铜的实验，如图乙是木炭还原氧化铁的实验，如图丙是一氧化碳还原氧化铜的实验。
（1）甲实验反应后试管中出现红色固体变成黑色现象的原因 ；
（2）乙实验的冶炼效果不理想，后采用酒精喷灯代替普通酒精灯重做此实验效果较理想。由此可以推断，冶炼不理想的原因 。
（3）丙实验中为防止发生CO中毒，应先点燃 （填A或B）酒精灯。
【答案】（1）反应结束后未继续通入氢气 （生成的铜又被空气氧化）
（2）反应需要高温条件 （反应缺少高温条件）
（3）B
【解析】【分析】（1）炽热的铜会和空气中氧气直接反应。
（2）酒精喷灯温度更高。
（3）尾气处理可以用酒精灯点燃。
【解答】（1）先停止通入氢气后停止加热会导致生成的铜又被空气氧化。
（2）酒精喷灯可以创造高温条件。乙实验的冶炼效果不理想，反应缺少高温条件。
（3）用酒精灯直接点燃CO可以防止其污染环境。先点燃 B处酒精灯。
20．用氢气还原氧化铜时，若温度不够高，氧化铜可能转化为氧化亚铜(Cu2O)，氧化亚铜可与稀硫酸发生如下反应：Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O，小金用如图装置进行实验并检验反应所得固体中是否含有氧化亚铜。
（1）装置a的名称是 ；
（2）若反应温度足够高，实验中可观察到的现象有 ；
（3）反应结束后，小金将装置B中所得固体装入试管，加入足量稀硫酸，若观察到 ，则证明有氧化亚铜生成。
【答案】（1）长颈漏斗
（2）加热冷却后B中黑色固体变成红色固体
（3）溶液变蓝色
【解析】【分析】（1）根据常用仪器名称分析；
（2）根据氢气可与氧化铜反应生成铜和水分析；
（3）根据铜不与硫酸反应，氧化亚铜与硫酸反应生成硫酸铜溶液分析。
【解答】（1） 装置a的名称是长颈漏斗；
（2） 若反应温度足够高，氢气和氧化铜反应会生成铜和水，实验中可观察到加热冷却后B中黑色固体变成红色固体；
（3） 因铜不与硫酸反应，氧化亚铜与硫酸反应生成硫酸铜、铜和水，反应结束后，将装置B中所得固体装入试管，加入足量稀硫酸，若溶液变成蓝色则证明有氧化亚铜生成。
故答案为：（1）长颈漏斗；（2） 加热冷却后B中黑色固体变成红色固体 ；（3）溶液变蓝色。
21．小科利用“氢气还原氧化铜"实验验证水的组成，实验装置及药品如图所示，实验前后测定的数据如表所示。回答问题：
实验前 实验后
硬质玻璃管及其内药品的质量/克 75.6 69.2
U形管及其内药品的质量/克 110.8 118.2
（1）为了实验安全，不开后加热硬质玻璃管内氧化铜前，应先进行的实验操作是 。
（2）实验中观察到硬质玻璃管中黑色粉末逐渐变红，则发生反应的化学方程式为 。
（3）验证水的组成的原理为：根据硬质玻璃管及其内药品在反应前后的质量差m1，U形管及其内药品在反应前后的质量差m2，可计算出水中氢、氧元素的质量比为 (用m1、m2表示)。
（4）若实验过程中小科操作无误，依据实验数据，分析产生误差的可能原因 (写出1点)。
【答案】（1）通一段时间的氢气
（2）CuO＋H2Cu＋H2O
（3）(m2—m1)∶m1
（4）U形管中的碱石灰吸收了空气中的水和二氧化碳
【解析】【分析】 氢气还原氧化铜 ，反应后得到水和红色的铜。
【解答】（1） 为了实验安全，加热硬质玻璃管内氧化铜前，应先进行的实验操作是通一段时间的氢气，这样可以排除装置中空气，防止空气与氢气混合导致发生爆炸。
（2）实验中观察到硬质玻璃管中黑色粉末逐渐变红是由于氢气与氧化铜发生还原反应生成红色的铜。
（3）根据硬质玻璃管及其内药品在反应前后的质量差m1，U形管及其内药品在反应前后的质量差
m2 ， m2-m1 即为氢元素质量， 水中氢、氧元素的质量比为(m2-m1)∶m1 。
（4）碱石灰右端还与空气相连，这样会导致空气在水和二氧化碳进入装置，影响实验结果。
22．把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，但主要反应原理是：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
（1）氧化铁和一氧化碳反应中的还原剂是 ；
（2）200吨含Fe2O3的质量分数为80%的铁矿石中，可提炼出铁的质量多少吨
【答案】（1）CO
（2）112t
【解析】【分析】（1）根据CO的还原性分析；
（2）根据反应的氧化铁质量及方程式中物质间质量关系计算生成铁的质量分析。
【解答】（1） 氧化铁和一氧化碳反应中的还原剂是CO。
（2）设可炼出铁的质量为x
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
160 112
200t×80% x
160：112=(200t×80%)：x
x=112t.
故答案为：（1）CO；（2）112t。
23．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。试计算该固体样品中各成分的质量。
【答案】解：氧化铁和一氧化碳在高温的条件下生成铁和二氧化碳，
根据质量守恒定律可知，反应后固体减少的质量是氧化铁中氧元素的质量，
根据图片可知，氧化铁氧元素的质量为：13.6g-11.2g=2.4g，
设该固体样品中氧化铁的质量为x，
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 △m
160 112 160-112=48
x 2.4g
；
解得：y=8g；
则该固体样品中氧化铁的质量为8g，铁粉的质量为：13.6g-8g=5.6g。
【解析】【分析】根据质量守恒定律可知，反应后固体质量的减小量其实就是氧化铁中氧元素的质量，据此计算出氧元素的质量。写出氧化铁和一氧化碳反应的方程式，根据氧元素的质量计算出参加反应的氧化铁的质量，最后用固体质量减去氧化铁的质量得到其中铁粉的质量即可。
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