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2.5.2物质的转化
科学观念：能熟练掌握物质转化的规律，能利用物质转化的规律寻找制取物质的途径。科学观念：能设计实验鉴别物质并知道反应现象，能根据物质的特征反应进行物质的鉴别。
科学思维：归纳物质转化的规律，理清物质间反应的条件。归纳物质鉴别的一般题型和方法。
探究实践：学会有关制取物质的方法能正确进行实验操作，观察实验现象。能正确进行实验操作，观察实验现象，能根据物质的特征反应进行物质的鉴别。
态度责任：通过梳理物质间的转化规律，体会物质间是普遍联系的。通过梳理物质间的转化规律，体会物质间是普遍联系的。
1.石灰岩岩洞里的钟乳石和石笋的形成发生反应的化学方程式为 ，在自然界中不断发生着各种物质间的相互转化。
2.鸡蛋壳与盐酸反应实验方程式 。
3.物质的鉴别就是根据几种物质的不同特性，用实验方法将它们一一区别。
（1）物理方法：根据特性（如 、 、 进行观察、分析、判断，得出 ）（2）化学方法：操作步骤一般为: 。
4.物质的鉴别题型
（1）不限试剂和方法的鉴别，选择最优的，优先方便损耗少绿色环保的。
（2）用一种试剂鉴别
类型1:用 鉴别酸性、中性、碱性溶液
类型2:加一种试剂与各待测物可出现不同现象而加以鉴别
类型3:用一种试剂和待测物之间 而加以鉴别
（3）不用试剂鉴别：两两混合，产生 等特征性现象。
【探究一】探究金属的冶炼
【活动】1．观察氧化铜的颜色：__________。
2．在一支试管中加入少量氧化铜，如图 2-41 所示，通入氢气，过一会儿，再给氧化铜加热，注意观察试管中的氧化铜有什么变化。
3．反应完成后停止加热，继续通入氢气，直到试管冷却。试管中氧化铜与氢气反应的化学方程式为：_______________________________________________。
【思考与讨论】1．由氧化铜制取铜，还可用其他什么方法？
2．为什么在氢气还原氧化铜的实验开始时，要先通氢气，后给氧化铜加热？
3．铜在空气中加热很容易氧化变成氧化铜，在实验过程中要注意什么？
【探究二】探究化合物之间的相互转化
【活动】1．将一只生鸡蛋（或螺蛳壳）放到盛有稀盐酸的容器中，如图 2-45 所示，观察实验现象：___________________________________________。
2．2 分钟后，将生鸡蛋从酸中取出，用水冲 图2-45 蛋壳的变化洗干净，蛋壳发生了什么变化？ ______________。
3．将鸡蛋继续放置在稀盐酸中，10 分钟后取出，用水冲洗干净，蛋壳又发生了什么变化？ _________。 解释上述变化的原因：______________________________________。
【思考与讨论】
根据图解，说出两条纵线、两条拆线、四条横线、细条交叉线所表达的含义？
【探究三】探究物质的鉴别
【实验】物质的鉴别
1.鉴别下表中的各对物质
被检物质 所用试剂 现象与结论 有关化学方程式
稀硫酸与稀盐酸
食盐水与稀盐酸
烧碱溶液与石灰水
2．现有4包白色粉末，编号为 A、B、C、D，它们是硫酸铜、氯化钠、硝酸钾、氢氧化钠，请通过实验，一一加以区别。
（1）设计实验方案：依据物质的性质特征，设计相应的实验方案，区别物质。
（2）按实验方案进行实验，并记录实验现象。
（3）根据实验现象，得出结论。
A 是 _________，B 是 _________，C 是 _________，D 是 _________。
（4）写出实验过程中所发生反应的化学方程式。
讨 论
1．以上物质的鉴别方法是否只有一种？还可以用其他方法加以鉴别吗？
2．你的实验结果是否与其他组的同学不同？请找出原因。
总结本节的概念，梳理概念之间的联系，画出思维导图。
1.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
2.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
3.通过一步化学反应实现如图所示的X、Y、Z三种物质间转化，表格中X、Y、Z对应的物质能实现这种转化的是（ ）
选项 X Y Z
A CO CO2 C
B CuO Cu(OH)2 Cu(NO3)2
C HCl BaCl2 KCl
D NaOH NaNO3 NaCl
4.工业上用氨气（NH3）制取硝酸（HNO3），工业流程中核心化学反应依次为：①4NH3+5O2=4NO+6H2O②2NO+O2=2NO2③3NO2+H2O=2HNO3+NO下列判断不正确的是（ ）
A．①的生成物均为氧化物
B．三个反应均不属于基本反应类型
C．通常情况下一氧化氮不与水反应
D．制取硝酸过程中产生的NO可回收使用
5.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
6.下列各组物质的溶液，不另加试剂就能鉴别出来的一组是（ ）
A．Na2CO3、HCl、H2SO4 B．KCl、NaCl、Na2SO4
C．FeCl3、NaOH、KNO3 D．HCl、NaOH、Ca(OH)2
7.如图所示是氢气还原氧化铜的实验，回答下列问题：
（1）该实验装置存在的一处不足之处是： 。
（2）改进后，实验过程中氧化铜先变成亮红色，后又变成了黑色，从实验操作上分析造成这种结果的原因是 。
8.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)。
9.如图是铁、盐酸、氢氧化钙、硫酸铜和氯化镁五种物质的反应与转化关系，“一”表示两种物质之间能发生化学反应，“→”表示在一定条件下的物质转化。
（1）A物质是 （填化学式）。
（2）C与E反应的基本类型是 。
（3）从物质反应规律分析，在单质、氧化物、酸、碱和盐中，能与B反应生成D的物质有 （填序号）。
①2类 ②3类 ③4类 ④5类
10.某固体粉末可能含有氯化镁、硫酸钠、硝酸钠、硫酸铜和碳酸钙中的一种或几种，为确定其成分，某化学实验小组同学进行了如下实验。
回答下列问题：
（1）白色沉淀C是 (填化学式)。
（2）反应①的化学方程式为 。
（3）原固体粉末中一定含有的物质是 (填化学式)，一定不含的物质是 (填化学式)。
11.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： 。
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2.5.2物质的转化
科学观念：能熟练掌握物质转化的规律，能利用物质转化的规律寻找制取物质的途径。科学观念：能设计实验鉴别物质并知道反应现象，能根据物质的特征反应进行物质的鉴别。
科学思维：归纳物质转化的规律，理清物质间反应的条件。归纳物质鉴别的一般题型和方法。
探究实践：学会有关制取物质的方法能正确进行实验操作，观察实验现象。能正确进行实验操作，观察实验现象，能根据物质的特征反应进行物质的鉴别。
态度责任：通过梳理物质间的转化规律，体会物质间是普遍联系的。通过梳理物质间的转化规律，体会物质间是普遍联系的。
1.石灰岩岩洞里的钟乳石和石笋的形成发生反应的化学方程式为CaCO3+H2O+CO2=Ca（HCO3）2，Ca（HCO3）2CaCO3↓+H2O+CO2↑，在自然界中不断发生着各种物质间的相互转化。
2.鸡蛋壳与盐酸反应实验方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
3.物质的鉴别就是根据几种物质的不同特性，用实验方法将它们一一区别。
（1）物理方法：根据特性（如颜色、气味、溶解性进行观察、分析、判断，得出结论）（2）化学方法：操作步骤一般为:①分别取少量待鉴别的溶液于试管中；②分别加入试剂充分反应（离子特性需牢记）:③观察反应现象；④根据反应现象分析、判断，得出结论。
4.物质的鉴别题型
（1）不限试剂和方法的鉴别，选择最优的，优先方便损耗少绿色环保的。
（2）用一种试剂鉴别
类型1:用酸碱指示剂鉴别酸性、中性、碱性溶液
类型2:加一种试剂与各待测物可出现不同现象而加以鉴别
类型3:用一种试剂和待测物之间两两反应而加以鉴别
（3）不用试剂鉴别：两两混合，产生气体、沉淀等特征性现象。
【探究一】探究金属的冶炼
【活动】1．观察氧化铜的颜色：__________。
2．在一支试管中加入少量氧化铜，如图 2-41 所示，通入氢气，过一会儿，再给氧化铜加热，注意观察试管中的氧化铜有什么变化。
3．反应完成后停止加热，继续通入氢气，直到试管冷却。试管中氧化铜与氢气反应的化学方程式为：_______________________________________________。
【答案】黑色 黑色固体逐渐变为红色,同时试管口出现小水珠。CuO+H2H2O+Cu
【思考与讨论】1．由氧化铜制取铜，还可用其他什么方法？
2．为什么在氢气还原氧化铜的实验开始时，要先通氢气，后给氧化铜加热？
3．铜在空气中加热很容易氧化变成氧化铜，在实验过程中要注意什么？
【答案】1.方法一:氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜，再将硫酸铜与铁反应置换出铜。
方法二:氧化铜与碳或一氧化碳反应。C+2CuO2Cu+CO2↑，CO+CuOCu+CO2
操作 目的
试管口应略向下倾斜，且不能塞塞子 避免反应中生成的水倒流入试管底部引起试管炸裂,防止压强增大炸裂试管
氧化铜要铺在试管底部 增大反应物的受热面积、加快反应速率
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;二是易把试管里的空气赶尽,避免加热时发生危险
实验之前先通氢气后加热 排出试管内的空气,避免空气与氢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 防止生成的铜在高温时被氧气氧化为氧化铜
【探究二】探究化合物之间的相互转化
【活动】1．将一只生鸡蛋（或螺蛳壳）放到盛有稀盐酸的容器中，如图 2-45 所示，观察实验现象：___________________________________________。
2．2 分钟后，将生鸡蛋从酸中取出，用水冲 图2-45 蛋壳的变化洗干净，蛋壳发生了什么变化？ ______________。
3．将鸡蛋继续放置在稀盐酸中，10 分钟后取出，用水冲洗干净，蛋壳又发生了什么变化？ _________。 解释上述变化的原因：______________________________________。
【答案】1.鸡蛋壳表面产生大量气泡，而且鸡蛋不断上浮、下沉；2.鸡蛋壳表面变得凹凸不平3.鸡蛋壳变软,成了软蛋壳 CaCO3+2HCl-CaCl2+H2O+CO2↑，一开始，鸡蛋的重力大于鸡蛋受到的浮力，所以鸡蛋下沉，但鸡蛋壳中 CaC0,与盐酸反应产生的大量气泡附着在鸡蛋壳的表面，使浮力变大，当浮力大于重力时，鸡蛋上浮接近液面时，气泡破裂，二氧化碳气体逸散到空气中，浮力又减小，鸡蛋又下沉，再产生气泡，再上浮，如此循环。当时间足够长后，鸡蛋壳中的碳酸钙反应完全，鸡蛋壳也就变成软蛋壳了
【思考与讨论】
根据图解，说出两条纵线、两条拆线、四条横线、细条交叉线所表达的含义？
（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+酸一盐+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
【探究三】探究物质的鉴别
【实验】物质的鉴别
1.鉴别下表中的各对物质
被检物质 所用试剂 现象与结论 有关化学方程式
稀硫酸与稀盐酸
食盐水与稀盐酸
烧碱溶液与石灰水
2．现有4包白色粉末，编号为 A、B、C、D，它们是硫酸铜、氯化钠、硝酸钾、氢氧化钠，请通过实验，一一加以区别。
（1）设计实验方案：依据物质的性质特征，设计相应的实验方案，区别物质。
（2）按实验方案进行实验，并记录实验现象。
（3）根据实验现象，得出结论。
A 是 _________，B 是 _________，C 是 _________，D 是 _________。
（4）写出实验过程中所发生反应的化学方程式。
讨 论
1．以上物质的鉴别方法是否只有一种？还可以用其他方法加以鉴别吗？
2．你的实验结果是否与其他组的同学不同？请找出原因。
【答案】
被检物质 所用试剂 现象与结论 有关化学方程式
稀硫酸与稀盐酸 BaCl2 溶液 若产生白色沉淀,则为稀硫酸,若没有沉淀产生,则为稀盐酸 H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl
食盐水与稀盐酸 紫色石蕊试液 若紫色石蕊试液变红，则为稀盐酸,若不变红，则为食盐水
烧碱溶液与石灰水 Na2CO3溶液 若有沉淀产生，则为石灰水,若无现象,则为烧碱溶液 Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH。
被检物质 A、B、C、D
方法步骤 各取A、B、C、D少许粉末于4支试管中,各加人少量蒸馏水振荡,溶解 另取 B、C、D溶液,各滴人1~2滴酚酞试液 另取2支试管，分别加人少量C、D溶液,再滴人硝酸银溶液和稀硝酸
现象和结论 有一支试管中的溶液显蓝色(设为A),则对应白色粉末是硫酸铜 其中一支试管中的溶液显红色(设为B)，则对应白色粉末是氢氧化钠 其中一支试管中的溶液出现白色沉淀(设为C)，则对应白色粉末是氯化钠,剩下的白色粉末为硝酸钾
化学方程式 AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3
鉴别方法不止一种，其他方法:鉴别稀硫酸和稀盐酸还可以用氢氧化钡溶液或硝酸钡溶液。
总结本节的概念，梳理概念之间的联系，画出思维导图。
1.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。
2.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。
3.通过一步化学反应实现如图所示的X、Y、Z三种物质间转化，表格中X、Y、Z对应的物质能实现这种转化的是（ ）
选项 X Y Z
A CO CO2 C
B CuO Cu(OH)2 Cu(NO3)2
C HCl BaCl2 KCl
D NaOH NaNO3 NaCl
【答案】C
【解答】A、一氧化碳与氧气或氧化铜等反应生成二氧化碳，二氧化碳不能一步转化为碳，不符合题意；B、氧化铜不能一步转化为氢氧化铜，不符合题意；C、盐酸与氢氧化钡反应生成氯化钡，氯化钡与硫酸钾反应可生氯化钾，盐酸与氢氧化钾反应生成氯化钾，符合题意；D、氢氧化钠与硝酸反应生成硝酸钠，硝酸钠不能一步转化为氯化钠，不符合题意；故选C。
4.工业上用氨气（NH3）制取硝酸（HNO3），工业流程中核心化学反应依次为：①4NH3+5O2=4NO+6H2O②2NO+O2=2NO2③3NO2+H2O=2HNO3+NO下列判断不正确的是（ ）
A．①的生成物均为氧化物
B．三个反应均不属于基本反应类型
C．通常情况下一氧化氮不与水反应
D．制取硝酸过程中产生的NO可回收使用
【答案】B
【解答】A、①的生成物是一氧化氮和水，均为氧化物是正确的，正确但不符合题意，错误；B、三个反应均不属于基本反应类型是错误的，因为②属于化合反应，符合题意，正确；C、通常情况下一氧化氮不与水反应是正确的，正确但不符合题意，错误；D、该三步反应后的生成物中一氧化氮又可在第②步中进行重复使用，所以可以进行物质的重复使用，不可以回收使用是错误的，错误符合题意，正确；故答案为：B。
5.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；
6.下列各组物质的溶液，不另加试剂就能鉴别出来的一组是（ ）
A．Na2CO3、HCl、H2SO4 B．KCl、NaCl、Na2SO4
C．FeCl3、NaOH、KNO3 D．HCl、NaOH、Ca(OH)2
【答案】C
【解答】A、所给物质没有特殊颜色的溶液，两两反应时只能鉴别出硫酸，而碳酸钠与盐酸无法鉴别，不符合题意；B、所给物质没有特殊颜色且两两间都不发生反应，无法鉴别，不符合题意；C、先利用溶液颜色找出黄色溶液氯化铁，再将氯化铁滴入到另两种溶液中，产生红褐色沉淀的为氢氧化钠，无明显现象的为硝酸钾，符合题意；D、所给物质没有特殊颜色且两两反应都没有明显现象，无法鉴别，不符合题意；故选C。
7.如图所示是氢气还原氧化铜的实验，回答下列问题：
（1）该实验装置存在的一处不足之处是： 。
（2）改进后，实验过程中氧化铜先变成亮红色，后又变成了黑色，从实验操作上分析造成这种结果的原因是 。
【答案】（1）通氢气的导管没有伸入到试管底部
（2）实验结束时，没有先撤去酒精灯，继续通氢气防止铜再次被氧化（合理即可）
【解析】（1）根据氢气还原氧化铜操作的注意事项分析。
（2）铜与氧气在加热下反应生成氧化铜。
【解答】（1）氢气还原氧化铜，导管应伸入试管的底部、氧化铜的上方，图中导管没有伸入试管的底部、氧化铜的上方。
（2）改进后，实验过程中氧化铜先变成亮红色，后又变成了黑色，可能是因为实验结束后，先停止通氢气，后停止加热，导致生成的铜再次被氧化.
8.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】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。
9.如图是铁、盐酸、氢氧化钙、硫酸铜和氯化镁五种物质的反应与转化关系，“一”表示两种物质之间能发生化学反应，“→”表示在一定条件下的物质转化。
（1）A物质是 （填化学式）。
（2）C与E反应的基本类型是 。
（3）从物质反应规律分析，在单质、氧化物、酸、碱和盐中，能与B反应生成D的物质有 （填序号）。
①2类 ②3类 ③4类 ④5类
【答案】（1）Fe
（2）复分解反应
（3）③
【解析】（1）由各物质的性质及转化关系推导出各物质，再由铁的化学式书写分析；
（2）根据酸碱盐间的反应都是复分解反应分析；
（3）根据酸的化学性质分析。
【解答】（1）由图示可知，E能与三种物质发生反应，则E为氢氧化钙，B能生成D，则B为盐酸，D为氯化镁，A能与B、C反应，则A为铁，C为硫酸铜，A的化学式为Fe。
（2） C与E为硫酸铜和氢氧化钙的反应，基本类型是复分解反应。
（3） 在单质、氧化物、酸、碱和盐中，能与B（盐酸）反应生成D（氯化镁）的物质有金属单质、氧化物、碱、盐4类，故选 ③ 。
故答案为：（1）Fe；（2）复分解反应；（3） ③ 。
10.某固体粉末可能含有氯化镁、硫酸钠、硝酸钠、硫酸铜和碳酸钙中的一种或几种，为确定其成分，某化学实验小组同学进行了如下实验。
回答下列问题：
（1）白色沉淀C是 (填化学式)。
（2）反应①的化学方程式为 。
（3）原固体粉末中一定含有的物质是 (填化学式)，一定不含的物质是 (填化学式)。
【答案】（1）Mg(OH)2
（2）Na2SO4+BaCl2=BasO4↓+2NaCl
（3）CaCO3、Na2SO4、MgCl2；CuSO4
【解析】【分析】根据硫酸铜溶液呈蓝色，氢氧化钠与氯化镁反应产生氢氧化镁沉淀，氯化钡与硫酸钠反应产生不溶于酸的硫酸钡沉淀，结合各步反应的现象分析。
【解答】固体粉末加足量水产生白色沉淀A和无色溶液，硫酸铜溶液呈蓝色，则一定不含硫酸铜，所给物质中碳酸钙为白色深沉，由一定含碳酸钙，无色溶液中加氢氧化钠溶液产生白色沉淀C，加足量稀盐酸，沉淀消失，则白色沉淀C为氢氧化镁，粉末中含有氯化镁，无色溶液中加氯化钡溶液产生白色沉淀B，B加过量稀硝酸不消失，说明为硫酸钡沉淀，则粉末中一定含硫酸钠。
（1）白色沉淀C化学式为 Mg(OH)2 。
（2） 反应①为氯化钡和硫酸钠生成硫酸钡沉淀和氯化钠的反应，化学方程式为 Na2SO4+BaCl2=BasO4↓+2NaCl 。
（3） 原固体粉末中一定含有的物质是 CaCO3、Na2SO4、MgCl2 ；一定不含 CuSO4 。
故答案为：（1） Mg(OH)2 ；（2） Na2SO4+BaCl2=BasO4↓+2NaCl ；（3） CaCO3、Na2SO4、MgCl2 ； CuSO4 。
11.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。
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