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专题11 物质的转化和循环
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 物质间的转化 ☆☆☆ ①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②知道自然界中的碳氧循环的主要途径
考点2 自然界中的碳循环和氧循环 ☆
■考点一 物质间的转化
1．非金属单质与氧气反应
S＋O2SO2 (硫黄是一种淡黄色粉末，在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，产生有刺激性气味的气体)
C＋O2CO2 4P＋5O22P2O5(白色固体)
N2＋O22NO 2NO＋O2===2NO2
非金属单质在一定条件下可以转化为相应的化合物。
2．非金属氧化物与水反应
CO2＋H2O===H2CO3 H2CO3 △ CO2↑＋H2O
SO2＋H2O===H2SO3(形成酸雨的原因)
SO3＋H2O===H2SO4 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3．金属与非金属的反应
2Mg＋O22MgO(耀眼白光)
3Fe＋2O2Fe3O4(火星四射)
Fe＋S △ FeS(铁粉与硫粉混合加热后即可反应，放热，生成黑色固体)
金属单质和某些非金属单质在一定条件下可以相互反应，生成相应的盐：
2Fe＋3Cl22FeCl3 Cu＋Cl2CuCl2
4．金属与氧化物反应
2Mg＋CO22MgO＋C 8Al＋3Fe3O49Fe＋4Al2O3
5．金属氧化物与水的反应
CaO＋H2O===Ca(OH)2(放出大量的热) Na2O＋H2O===2NaOH
K2O＋H2O===2KOH BaO＋H2O===Ba(OH)2
活泼金属的氧化物与水反应生成相应的碱。MgO、FeO、Fe2O3、CuO等氧化物不溶于水，也不与水反应。
6.金属的冶炼：金属氧化物与还原剂(C、CO、H2等)在高温下反应，还原剂夺取金属氧化物中的氧，使其还原成金属单质。
C＋2CuO2Cu＋CO2↑
C＋CO22CO
CO＋CuO△Cu＋CO2
H2＋CuO△Cu＋H2O
(盛放CuO的试管口略向下倾斜，防止生成的水流入试管底部，使试管炸裂；先通H2，再加热，防止氢气与空气混合加热时发生爆炸；实验停止后，继续通H2，直至试管冷却，防止灼热的铜被空气中的氧气氧化成CuO)
■考点二 自然界中的碳循环和氧循环
氧循环是指大自然中氧气的含量会随着生物的呼吸作用和物质的燃烧等减少，但又会随植物的光合作用而增加，这样周而复始地进行循环，使大气中氧气的含量保持相对恒定的过程。
碳循环：①CO2光合作用→有机物→植物呼吸作用→CO2
②CO2光合作用→有机物→动物呼吸作用―→体内氧化→CO2
③CO2光合作用→有机物→动植物残体→微生物的分解作用→CO2
④CO2光合作用→有机物→动植物残体→地下漫长反应→煤、石油、天然气→CO2
■考点一 物质间的转化
◇典例1：（2024九下·余姚模拟）下列从原料到制取较纯的最终产物的实验设计中，理论上正确，操作上可行，经济上合理的是（ ）
A．CaCO3CaOCa（OH）2溶液NaOH溶液
B．CuCu（NO3）2溶液Cu（OH）2
C．FeFe2O3Fe2（SO4）3溶液
D．CuOCuCl2溶液Cu（OH）2
【答案】D
【解析】需要加热操作时，要消耗燃料，会导致成本升高。【解答】A、第一步需要高温，成本较高，第三步用Ca（OH）2转化成NaOH不合理，因为Ca（OH）2微溶，转化效率很低，不适合生产，故A错误；
B、方案中采用Cu与AgNO3溶液反应不合理，成本过高，故B错误；
C、方案中，Fe在O2中燃烧只能得到Fe3O4，不能得到Fe2O3，故C错误；
D、氧化铜能够与稀盐酸反应生成氯化铜和水，氯化铜能够与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钠，不消耗能源，且反应不生成污染物，故D正确。
故答案为：D。
◆变式训练1：（2023·杭州模拟）垃圾的分类回收再利用越来越受社会的关注。下图是某工厂处理含铜垃圾的生产流程：
（1）根据相关现象可知加入的A单质可能是 。
（2）若在含铜垃圾中发现有金属铝，它 (填“会”或“不会"”)出现在最终得到的红色粉末中。
【答案】（1）Fe
（2）不会
【解析】（1）根据铁与硫酸铜反应生成浅绿色硫酸亚铁溶液和铜分析；
（2）根据铝的活动性大于铁分析。
【解答】（1）由流程图示可知，含铜垃圾灼烧，铜与氧气反应生成氧化铜，加入硫酸，得硫酸铜溶液，加入A得红色沉淀物及浅绿色溶液，说明A为铁；
（2）若在含铜垃圾中发现有金属铝，因铁的活动性小于铝，铝不会出现在最终的红色粉末中。
故答案为：（1）Fe；（2）不会。
◆变式训练2：（2022·宁波）如图是初中化学常见物质间的转化关系(反应条件和部分产物已略去)，其中A为钠盐，X、Y均为黑色粉末，D为红色金属单质，F在常温下为液态，试回答下列问题。
（1）若A含三种元素，则A的俗名是 ；若A含四种元素，则A的化学式为 。
（2）写出B→C的化学方程式： ；指出C的一种用途： 。
（3）若E→F为中和反应，则E的化学式是 。
（4）写出上述物质转化过程中属于分解反应的化学方程式： 。
【答案】（1）纯碱(或苏打)；NaHCO
（2）；冶炼金属
（3）NaOH
（4）
【解析】本题的突破口是D是红色金属单质铜，可推出Y是黑色粉末CuO，回忆课本将氧化铜变为红色铜的物质常见的是CO、氢气，可进一步推出C和G是CO和H2中的一种；在根据F常温下为液体即水，可确定C和G；由C推出B是CO2，进而推出A是碳酸盐或碳酸氢盐。
【解答】（1）根据D是单质铜 黑色粉末Y是氧化铜 C和G是CO和H2
由F是液态水 G是氢气，C是CO；
由C是CO和X是黑色粉末 B是CO2；
由A是钠盐，A+酸→B可推出A是碳酸钠或碳酸氢钠．
故答案为 纯碱或苏打； NaHCO3
（2）因为B是CO2，X是C，C是CO，
故答案为：； 冶炼金属或作燃料等
（3）由A+碱→E，根据复分解发生的条件知E为碳酸盐或氢氧化钠，由题意E→F为中和反应，所以E为NaOH
（4）分解反应是有一种物质反应生成多种物质的反应，题中只有水分解制氢气的反应．
故答案为：
◆变式训练3：（2024九下·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。
故答案为：（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 。
■考点二 自然界中的碳循环和氧循环
◇典例1：（2023·舟山模拟）如图是两组物质之间在一定的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；
故选C
◆变式训练1：（2023九下·庆元模拟）“碳捕捉技术”是指通过一定的方法，将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用。在实际生产中，经常用NaOH溶液来“捕捉”CO2，流程如下图所示（部分条件及物质未标出）。下列说法错误的是
A．高温反应炉中涉及的基本反应类型是分解反应
B．反应、分离环节中，分离采用的操作方法是过滤
C．NaOH和CO2反应的化学方程式是NaOH+CO2 =NaCO3+H2O
D．捕捉到的CO2可制备其他化工产品，减少了温室气体的排放
【答案】C
【解析】A、根据“一变多”的反应为分解反应分析；
B、根据过滤原理分析；
C、根据方程式书写原则分析；
D、根据反应中消耗二氧化碳减少温室效应分析。
【解答】A、 高温反应炉中为碳酸钙高温分解，涉及的基本反应类型是分解反应 ，不符合题意；
B、 反应、分离环节中，分离得到的碳酸钙固体，采用的操作方法是过滤 ，不符合题意；
C、 NaOH和CO2反应的化学方程式是2NaOH+CO2 =Na2CO3+H2O ，符合题意；
D、 捕捉到的CO2可制备其他化工产品，减少了温室气体的排放 ，不符合题意；
故选 C。
◆变式训练2：（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。
◆变式训练3：（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。
1．（2020·金华·丽水）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．装置中试管口需略向下倾斜，主要是为了利于通入氢气
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．待药品完全反应后，需同时撤去酒精灯和通氢气的导管
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】该题考查了氢气还原氧化铜过程中，相关的操作及实验安全问题；
【解答】A、试管略微向下倾斜是为了防止冷凝水倒流，导致试管炸裂；故A错误；
B.氢气是可燃性气体，所以在加热前要提前通入氢气一段时间；故B正确；
C.炽热的铜会与空气中的氧气反应生成氧化铜，所以要在撤离酒精灯后，继续通入氢气一段时间；故C错误；
D.一氧化碳是一种有毒性气体，需要通风设置，故D错误；
2.（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；
3．（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。
4．（2023·绍兴）小敏对妈妈说：“你说菠菜中富含铁，为什么我用磁铁无法把菠菜吸起来呢？”
（1）小敏认为的“铁”，是指 （选填“铁元素”或“铁单质”）。
（2）通过 可以把铁矿石中的铁元素转变成铁单质，此反应利用了CO的 性。
【答案】（1）铁单质（2）还原
【解析】还原性是指在化学反应中原子、分子或离子失去电子的能力。物质含有的粒子失电子能力越强，物质本身的还原性就越强；反之越弱，而其还原性就越弱。
【解答】（1）能够被磁铁吸引的是铁单质；故答案为：铁单质；（2）把金属氧化物转换为金属单质，是利用反应物的还原性；故答案为：还原；
5．（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 。
5.（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；
6．（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中的一种或两种组成，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.
7．（2020·金华·丽水）小金利用图示装置进行“一氧化碳还原氧化铁”及产物检验的实验。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(反应原理：HCOOH CO↑+H2O)；
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，当W型管右侧弯管处的氧化铁全部变为黑色时，继续加热2分钟后熄灭酒精灯；
步骤4：撤去酒精灯和盛热水的烧杯，用磁铁吸引黑色物质至W型管左侧弯管处进行固体产物的检验。
（1）进行气密性检査时，可在万用瓶中盛适量水，然后推注射器活塞，当观察到 (填写现象)，说明装置气密性良好。
（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3后，W型管左侧弯管处为反应后得到的稀硫酸，若固体产物全部是铁，步骤4中能观察到的现象是
【答案】（1）万用瓶中的水会进入导管并形成一段稳定的水柱
（2）排尽W型管内的空气，防止点燃酒精灯进行加热时发生爆炸
（3）有气泡产生，固体有溶解，且溶液呈浅绿色(写出有气泡产生即可)
【解析】（1）在注射器活塞的推力作用下，万用瓶中的水会进入导管。如果装置的气密性良好，那么装置内的压强不会改变，因此在外界大气压强作用下托住的水柱长度会保持不变；
（2）一氧化碳中如果混入空气，一旦点燃很容易发生爆炸。利用一氧化碳的压力，将装置内的空气完全排放出去，可以保证加热时的安全性。
（3）铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，且含有2价铁离子的溶液呈浅绿色。
【解答】（1）进行气密性检査时，可在万用瓶中盛适量水，然后推注射器活塞，当观察到万用瓶中的水会进入导管并形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好。
（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型管内的空气，防止点燃酒精灯进行加热时发生爆炸；
（3）步骤3后，W型管左侧弯管处为反应后得到的稀硫酸，若固体产物全部是铁，步骤4中能观察到的现象是：有气泡产生，固体有溶解，且溶液呈浅绿色。
1.（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。
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．（2024·临平模拟）如图是小科同学的学习笔记，其中“→”表示物质之间能转化， “一”表示物质之间能发生化学反应。关于该图，下列说法中不正确的是()
A．该图中的X 可以是CO2
B．反应①是一个放热反应
C．反应②的转化中必须有盐类物质参加
D．反应⑤不一定属于分解反应
【答案】C
【解析】碳酸钙能和盐酸反应生成氯化钙和二氧化碳和水；高温煅烧碳酸钙生成氧化钙和水；氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水；氧化钙加水生成氢氧化钙，并放出大量的热；
【解答】A. 该图中的X 可以是CO2 ，正确，因为碳酸钙分解可以得到二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应可以生成碳酸钙，A正确；
B. 氧化钙加水生成碳酸钙，反应①是一个放热反应 ，B正确；
C. 反应②的转化中必须有盐类物质参加是错误，氢氧化钙可以和碳酸反应生成碳酸钙和水，C错误；
D. 反应⑤不一定属于分解反应 ，正确，碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳X，此时属于复分解反应，D正确；
故答案为：C
4．（2023·舟山模拟）华为使中国的芯片技术领先于世界。芯片是电脑、智能家电的核心部件，它是以高纯度的单质硅（Si）为材料制成的。硅及其氧化物能发生如下反应：
①Si+O2SiO2②SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
③SiO2+2CSi+2CO↑④Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑
下列说法不正确的是（ ）
A．上述反应中共生成三种可燃性气体
B．反应③属于置换反应
C．Na2SiO3中Si 为+4价
D．Si和SiO2在一定条件下可以相互转化
【答案】A
【解析】根据所给各反应，确定反应物生成物，结合置换反应中反应物和生成物都是一种单质和一种化合物，化合物中元素化合价代数和为分析。
【解答】A、所给反应中生成的可燃性气体有氢气和一氧化碳两种，符合题意；
B、 反应③中反应物和生成物都一种单质和一种化合物，属于置换反应 ，不符合题意；
C、 Na2SiO3中钠元素为+1价，氧元素为－2价，根据化合物中元素化合价代数和为0可知，Si 为+4价 ，不符合题意；
D、由所给反应可知， Si和SiO2在一定条件下可以相互转化 ，不符合题意；
故选A。
5．（2024·浙江模拟）如图是部分含硫物质及硫元素的化合价。根据图中信息正确的选项是 ( )
A．A物质可以与水反应生成D B．B物质可以生成E
C．C是常见的一种大气污染物 D．D物质是酸雨的一种成分
【答案】B
【解析】根据图片确定物质的名称，结合化合物之间的转化关系判断即可。
【解答】A.A为氧化物，且S的化合价为-2价，则A为H2S。D为H2SO4，二者之间没有转化关系，故A错误；
B.B中S的化合价为+6，则为SO3，E为Na2SO4，即三氧化硫与氢氧化钠反应，生成硫酸钠和水，故B正确；
C.C中S的化合价为+4，则C为SO2，它不受常见的大气污染物，故C错误；
D.D中S的化合价为+4，则D为H2SO3，不是酸雨的成分，故D错误。
故选B。
5．（2024·杭州模拟）下图同一圆圈上的物质中铁元素化合价相同，同一条直线上的物质类别相同，下列说法不正确的是
A．b物质在分类上属于盐
B．FeO生成Fe的反应一定属于置换反应
C．用等质量的Fe2O3、FeO与足量CO反应炼铁，FeO生成的铁多
D．Fe在潮湿空气中容易被氧化为Fe2O3
【答案】B
【解析】同一条直线上的物质类别相同，同一圆圈上的物质中铁元素化合价相同，结合铁及化合物的性质，转化规律进行分析。
【解答】A、氯化铁是一种盐，b物质与氯化铁在一条直线上，因此在分类上属于盐，选项说法正确；
B、FeO与一氧化碳在高温的条件下也能生成铁，该反应不属于置换反应，选项说法错误；
C、Fe2O3中，铁元素的质量分数为，FeO中，铁元素的质量分数为，则用等质量的Fe2O3、FeO与足量CO反应炼铁，FeO生成的铁多，选项说法正确；
D、铁与氧气、水蒸气共存时会发生锈蚀，因此Fe在潮湿空气中容易被氧化为Fe2O3，选项说法正确。
故选：B。
6．（2024·滨江模拟）下列物质的转化中，不能一步实现的是（ ）
A．NaOH→NaCl B．Fe→FeSO4
C．Na2CO3→CaCl2 D．Ba(NO3)2→BaSO4
【答案】C
【解析】根据各选项所给物质的化学性质分析，由此确定各物质能否转化成对应物质。
【解答】A、氢氧化钠与盐酸反应可生成氯化钠，不符合题意；
B、铁与硫酸反应可生成硫酸亚铁，不符合题意；
C、碳酸钠不能一步转化为氯化钙，符合题意；
D、硝酸钡与硫酸钠反应可转化为硫酸钡，不符合题意；
故选C。
7．（2024·鹿城模拟）下列各组变化中，每个转化一定条件下均能一步实现的是（ ）
A．①②③④ B．①②④ C．①④ D．①③④
【答案】C
【解析】根据题目给出的信息可知：①中铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，氧化铜和硫酸生成硫酸铜和水，硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜；②中氢气和氧气点燃会生成水，水不能与其它物质反应生成双氧水；③铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，硫酸亚铁和其他物质不会生成氢氧化铁；④二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠，碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳进行分析．
【解答】解：①中铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，氧化铜和硫酸生成硫酸铜和水，硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜，每一步转化在一定条件下均能一步实现，故①正确；
②中氢气和氧气点燃会生成水，水不能与其它物质反应生成双氧水，在一定条件下不能一步实现，故②错误；
③中铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，硫酸亚铁和其他物质不会生成氢氧化铁，在一定条件下不能一步实现，故③错误；
④中二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠，碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳，每一步转化在一定条件下均能一步实现，故④正确．
故选：C．
8．（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．FeFeCl3 硝酸银→AgCl
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；
故选A。
9．（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；
故选C。
10．（2023·舟山模拟）比较归纳是化学学习中常用的一种方法。以下是C、CH4、CO三种物质转化为CO2的转化关系，①C→CO2；②CH4→CO2；③CO→CO2，对它们的比较归纳正确的是（ ）
A．三种转化发生的都是化合反应
B．三种转化的过程中都放出热量
C．三种物质都只能跟氧气反应才能转化为二氧化碳
D．三种物质都可以在点燃条件下发生反应转化为二氧化碳
【答案】D
【解析】①C→CO2，C在氧气中燃烧或与金属氧化物发生氧化还原反应都可转化为二氧化碳；
②CH4→CO2，CH4甲烷燃烧生成二氧化碳和水，水在常温下为液体；
③CO→CO2，CO在氧气中燃烧或与金属氧化物发生氧化还原反应都可转化为二氧化碳．
【解答】A.三种转化中 ②CH4→CO2在氧气中燃烧生成两种物质二氧化碳和水，不属于化合反应，故选项错误。
B.三种转化的过程中 ①C→CO2 ，如果用碳高温还原金属氧化物属需要吸收热量，故选项错误。
C.三种物质中 ①C→CO2 ，和 ③CO→CO2 ，如果用碳和一氧化碳高温还原金属氧化物也可知产生二氧化碳，故选项错误。
D.三种物质都可以在点燃条件下发生反应转化为二氧化碳，故选项正确。
故选D。
11．（2022·浙江模拟）某无色气体可能由 H2、CO、HCl中的一种或几种组成。为确定其成分，某同学从下图中选用了适当的实验装置，设计一个实验来验证。
实验中观察到的现象有：①中黑色固体变红；⑤中澄清石灰水变浑浊；⑦中白色固体变蓝色。根据实验目的及现象，下列判断不正确的是 ( )
A．该同学实验选用的装置正确的顺序为④①⑦⑤
B．装置④的作用是验证 HCl的存在
C．该混合气体一定有 H2和CO
D．该实验缺少尾气处理装置，会对大气造成污染
【答案】A
【解析】根据氯离子会与银离子生成沉淀，浓硫酸具有吸水性，氢气和一氧化碳具有还原性，二氧化碳会使澄清石灰水变浑浊，水会使无水硫酸铜变蓝进行分析。
【解答】A、应该首先通过硝酸银检验氯化氢气体，然后通过浓硫酸将水蒸气除去，一氧化碳和氢气具有还原性，通过氧化铜生成水和二氧化碳，无水硫酸铜可以检验水的生成，澄清石灰水可以检验二氧化碳的生成，所以该同学实验选用的装置正确的顺序为④⑥①⑦⑤，故A错误；
B、氯离子会与银离子生成沉淀，所以装置④的作用是验证HCl的存在，故B正确；
C、该混合气体一定有H2和CO，故C正确；
D、一氧化碳有毒，所以该实验缺少尾气处理装置，会对大气造成污染，故D正确。
故答案为：A。
12．（2024·舟山模拟）小科学习了物质的性质后，梳理单质、氧化物、酸、碱、盐与X之间的转化关系如图所示。“→”表示某一种物质经一步反应可转化为另一种物质，部分反应物、生成物及反应条件已略去。
（1）若X是氯化钠，图中碱的化学式为： 。
（2）若X是水，则能实现图中物质转化的基本反应类型有____（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）NaOH
（2）A；B；C；D
【解析】（1）根据氢氧化钠与盐酸反应可生成氯化钠分析；
（2）根据置换反应、化合反应、复分解反应、分解反应都可生成水分析。
【解答】（1）若X是氯化钠，图中碱应为氢氧化钠，化学式为 NaOH 。
（2）若X是水，则单质转化可能是氢气与氧气发生化合反应，或氢气与氧化铜发生置换反应生成，可能是碳酸钠、氧化铜、氢氧化钠、硫酸等发生复分解反应生成，也可能是碳酸发生分解反应生成，故ABCD。
故答案为：（1）NaOH ；（2）ABCD。
13．（2023·滨江模拟）现有Ca（OH）2、Cu、CaO、CO、CaCl2、CuO、CO2、CaCO3八种物质，平均分成A、B二组（即每组4种物质不重复），“→”表示一步即能发生物质转化，根据如图所示的转化关系（图中反应条件均已略去），请回答：
（1）若A组的甲为CO2，写出将丁加入到稀盐酸中产生的实验现象： 。
（2）若B组的丁为CaCl2，写出丙加入到FeCl3溶液中，与FeCl3溶液发生反应的化学方程式： 。
【答案】（1）黑色固体逐渐溶解，溶液由无色变成蓝色
（2）3Ca（OH）2+2FeCl3═2Fe（OH）3↓+3CaCl2
【解析】根据所给各物质的性质分析，结合框图中物质间转化关系，推导出各物质，再按要求进行填空。
【解答】（1）若A组的甲为CO2，则乙为CO，丙为Cu，丁为CuO，将丁加入到稀盐酸中即氧化铜 与盐酸的反应，产生的实验现象黑色固体逐渐溶解，溶液由无色变成蓝色；
（2）若B组的丁为CaCl2，则甲为CaCO3，乙为CaO ，丙为 Ca（OH）2 ，丙加入到FeCl3溶液中，氢氧化钙与FeCl3反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钙，化学方程式为3Ca（OH）2+2FeCl3═2Fe（OH）3↓+3CaCl2 。
故答案为：（1）黑色固体逐渐溶解，溶液由无色变成蓝色 ；（2）3Ca（OH）2+2FeCl3═2Fe（OH）3↓+3CaCl2 。
14．（2024·湖州模拟）工业上可以用食盐和石灰石为原料制取纯碱(Na2CO3)，生产的关键是在沉淀池中让NaCl、NH3、CO2和 H2O 尽可能多地转化成NaHCO3(固体沉淀物) 和 NH4Cl(溶液) 。主要生产流程如图所示： (已知：
（1）若在实验室里分离“设备1”中 的混合物，用到的操作的名称是 。
（2）“沉淀池”中的反应是在加压的条件下不断向食盐水和饱和氨水溶液中通入二氧化碳气体，试分析该流程需要加压条件的原因是： 。
（3）对“设备2”中的母液处理后，除水以外可在本流程中再利用的物质有 (填写化学式)。
【答案】（1）过滤
（2）增加二氧化碳的溶解度，使反应更充分
（3）NaCl、NH3
【解析】根据碳酸钙高温分解的化学性质回答；根据过滤的原理和适用范围回答；根据氧化钙的化学性质书写方程式，根据化合反应的定义和特点判断反应类型。
【解答】（1）“设备(I)”中的混合物 分离成为为碳酸氢钠固体和母液，因此操作的名称为过滤；
（2）该流程需要加压条件的原因是：增加二氧化碳的溶解度，使反应更充分。
（3）进入“设备（Ⅱ）”的物质有氧化钙、氯化钠、氯化铵及水，发生的反应有H2O+CaO=Ca（OH）2、Ca（OH）2+2NH4Cl=2NH3↑+2H2O+CaCl2， 最终产物有氯化钠、氯化钙、氨气，其中氯化钠、氨气可再利用。
15．（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。
16．（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。
17．（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；
故答案为：（1）A（2）收集CO， 防止污染空气（3）0.7a
18．（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。
19．（2022·浙江模拟）如图表示某些物质间转化关系。A、D为固体且组成元素相同，A为紫黑色；X、F为液体且组成元素相同，X具有消毒杀菌作用；E为产生温室效应的常见气体。Y是一种红色的金属。请回答下列问题。
（1）D的化学式为 ，F的化学式为 。
（2）写出有关反应的化学方程式：② ；⑤ 。
（3）反应⑥在催化反应室中进行，且发生多个反应，请推断完成反应(d)的化学方程式：
（d）CH4+ = +3H2
（4）利用合成气在一定条件下可合成化工产品乙醇(C2H6O)，请写出该反应的化学方程式： ；结合反应②⑥，可看出CH4 不仅可作燃料，而且是重要的 原料。
【答案】（1）K2MnO4；H2O
（2）；
（3）H2O；CO
（4）；化工
【解析】根据A、D为固体且组成元素相同，A为紫黑色，所以A是高锰酸钾，高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，所以D是锰酸钾，因为B与甲烷能反应，甲烷和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水，所以B是氧气，C是二氧化锰；X、F为液体且组成元素相同，X具有消毒杀菌作用，所以X是过氧化氢，F是水，过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气；E为产生温室效应的常见气体，Y是一种红色的金属，所以E是二氧化碳，Y是铜；铜和氧气和二氧化碳生锈得到绿色的碱式碳酸铜，碱式碳酸铜在加热的条件下生成氧化铜和二氧化碳和水．根据质量守恒定律可知，甲烷和水在高温和有催化剂的条件下生成一氧化碳和氢气，配平即可；利用合成气在一定条件下可合成化工产品乙醇（C2H6O），即一氧化碳和氢气反应生成乙醇和水，由此可看出CH4不仅可作燃料，而且是重要的化工原料．
【解答】（1）A、D为固体且组成元素相同，A为紫黑色，所以A是高锰酸钾，高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，所以D是锰酸钾，因为B与甲烷能反应，甲烷和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水，所以B是氧气，C是二氧化锰；X、F为液体且组成元素相同，X具有消毒杀菌作用，所以X是过氧化氢，F是水，过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气；E为产生温室效应的常见气体，Y是一种红色的金属，所以E是二氧化碳，Y是铜；铜和氧气和二氧化碳生锈得到绿色的碱式碳酸铜，碱式碳酸铜在加热的条件下生成氧化铜和二氧化碳和水．根据质量守恒定律可知，甲烷和水在高温和有催化剂的条件下生成一氧化碳和氢气，配平即可；利用合成气在一定条件下可合成化工产品乙醇（C2H6O），即一氧化碳和氢气反应生成乙醇和水，由此可看出CH4不仅可作燃料，而且是重要的化工原料，经过验证，推导正确，所以D是K2MnO4，F是H2O；
（2））②是甲烷和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水，⑤是碱式碳酸铜在加热的条件下生成氧化铜和二氧化碳和水，
化学方程式为：
②；
⑤；
（3）根据质量守恒定律可知，甲烷和水在高温和有催化剂的条件下生成一氧化碳和氢气，配平即可，故答案为：H2O；CO；
（4）利用合成气在一定条件下可合成化工产品乙醇（C2H6O），即一氧化碳和氢气反应生成乙醇和水，由此可看出CH4不仅可作燃料，而且是重要的化工原料，
化学方程式为：。
20．（2024·拱墅模拟）我国炼铜历史悠久，不少古籍中有古代劳动人民炼铜方法的记载。如：西汉《淮南万毕术》中记载了“曾青得铁则化为铜”这一“湿法炼铜”方法。
南宋《大冶赋》中记载了“利用孔雀石和木炭置于炼铜炉煅烧”这一“火法炼铜”方法。
如图甲所示为以孔雀石【主要成分 Cu2 (OH)2CO3，杂质不参与反应】为主要原料模拟上述两种炼铜方法的流程。 湿法炼铜
物质 反应前质量/g 反应后质量/g
一氧化碳 0 14
二氧化碳 0 11
铜 0 64
（1）湿法炼铜：孔雀石与稀硫酸反应的化学方程式为：
。则“蓝色滤液”中的溶质是 (填写化学式)，铁与“蓝色滤液”生成铜的反应属于 (填写化学反应的基本类型)反应。
（2）火法炼铜：若孔雀石煅烧后得到80g氧化铜，将其与9g木炭充分混合后隔绝空气高温加热，得到的生成物质量如表所示，则发生反应的化学方程式为
（3）现代，炼铜方法在不断发展，如“生物浸出法”炼铜。其中以黄铜矿(主要成分 CuS)为原料得到CuSO4 的机理如图乙所示，FeSO4 的酸性溶液在 T-f 菌的帮助下，只需少量的( 可转化为Fe2 (SO4 )3， 同时释放的能量还能供给 T-f 菌生长， 如此循环。T-f 菌在此过程中起到 (选填“催化) “氧化”或“还原”)作用。实验表明，温度较高或酸性过强时金属离子的浸出率均偏低，原因可能是 。
【答案】（1）CuSO4、H2SO4；置换
（2）4CuO+3C4Cu+CO2↑+2CO↑
（3）催化；温度较高或酸性过强时，微生物（T﹣f菌）的活性可能降低甚至失活性。
【解析】（1）根据过量的硫酸与简式碳酸铜反应的原理及置换反应特点进行分析；
（2）根据表格中的数据及质量守恒定律进行分析；
（3）根据反应的机理及催化剂的催化作用进行分析。
【解答】（1）孔雀石与稀硫酸反应的化学方程式为：
Cu2（OH）2CO3+2H2SO4═2CuSO4+CO2↑+3H2O，由于硫酸过量，则“蓝色滤液”中的溶质是CuSO4、H2SO4；铁与硫酸铜反应得到铜和硫酸亚铁，满足“单换单”反应特点，因此铁与“蓝色滤液”生成铜的反应属于置换反应；
（2）氧化铜中铜元素质量为，
氧元素质量是80g-64g=16g，
反应的碳的质量是；
生成物中与铜元素结合的氧元素质量是16g-（14g-6g）-（11g-3g）=0，即高温条件下氧化铜和碳反应生成铜、一氧化碳和二氧化碳，氧化铜、碳、铜、二氧化碳、一氧化碳的化学计量数之比是；
方程式是4CuO+3C4Cu+CO2↑+2CO↑；
（3）根据“FeSO4的酸性溶液在T-f菌的帮助下，只需少量的O2可转化为Fe2（SO4）3，同时释放的能量还能供给T-f菌生长，如此循环”可知，T-f菌在整个过程中起催化作用；温度较高或酸性过强时金属离子的浸出率均偏低，原因可能是温度较高或酸性过强时，微生物（T-f菌）的活性可能降低甚至失活性。
1．（2023·杭州模拟）反应物的质量比不同可能会影响生成物的种类，为探究碳和氧化铜反应生成的气体种类，小科设计了如下实验装置和方案（B、C装置中药品足量，且所有反应均充分进行）：
【提出问题】碳和氧化铜反应生成的气体是什么？
【作出猜想】猜想①：CO；猜想②：CO2；猜想③：CO和CO2。
从定性观察角度判断
（1）实验时，若A处黑色粉末变红，则说明碳具有 （填写性质）；
（2）若观察到 （填写现象），则可排除猜想①。
从定量计算角度判断用电子天平测定表格中的四个数据：
反应前的质量 反应后的质量
A（试管+固体） m1 m2
B+C（广口瓶+溶液） m3 m4
（3）若猜想②成立，则理论上（m4-m3） （m1-m2）（选填“＜”“＞”或“=”），此时A中发生反应的化学方程式是 。
【答案】（1）acbd
（2）B中澄清的石灰水变浑浊
（3）=；C+2CuO2Cu+CO2↑
【解析】（1）根据实验现象推断反应物性质。氧化铜黑色，铜红色，粉末由黑色变为红色，说明氧化铜被还原为铜，推断碳有还原性。
（2）A装置中反应产生的气体不同，通过装置B、C、D时会出现不同实验现象，所以可以根据猜想的气体推断实验现象
（3）装置A中的反应物都是固体，反应后减小的质量就是产生气体的质量；若只产生二氧化碳，则装置B+C增加的质量就是吸收二氧化碳的质量。所以若两者质量相等，猜想②成立。然后根据质量守恒定律书写化学方程式。
【解答】（1）氧化铜黑色，铜红色，粉末由黑色变为红色，说明氧化铜被还原为铜。使氧化铜还原的物质是碳，所以答案为：还原性
（2）若猜想①错误，那么气体中有 CO2 ， CO2 能使澄清石灰水变浑浊。所以答案为：B中澄清石灰水变浑浊。
（3）若猜想②成立，装置A减小的质量= m1-m2 ，就是产生的CO2 的质量； 装置B+C增加的质量= m4-m3 ，就是吸收二氧化碳的质量。所以第一空答案为“=”。第二空答案为C+2CuO2Cu+CO2↑
2.（2022·南湖模拟）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 。
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专题11 物质的转化和循环
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 物质间的转化 ☆☆☆ ①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②知道自然界中的碳氧循环的主要途径
考点2 自然界中的碳循环和氧循环 ☆
■考点一 物质间的转化
1．非金属单质与氧气反应
S＋O2SO2 (硫黄是一种淡黄色粉末，在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，产生有刺激性气味的气体)
C＋O2CO2 4P＋5O22P2O5(白色固体)
N2＋O22NO 2NO＋O2===2NO2
非金属单质在一定条件下可以转化为相应的化合物。
2．非金属氧化物与水反应
CO2＋H2O===H2CO3 H2CO3 △ CO2↑＋H2O
SO2＋H2O===H2SO3(形成酸雨的原因)
SO3＋H2O===H2SO4 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3．金属与非金属的反应
2Mg＋O22MgO(耀眼白光)
3Fe＋2O2Fe3O4(火星四射)
Fe＋S △ FeS(铁粉与硫粉混合加热后即可反应，放热，生成黑色固体)
金属单质和某些非金属单质在一定条件下可以相互反应，生成相应的盐：
2Fe＋3Cl22FeCl3 Cu＋Cl2CuCl2
4．金属与氧化物反应
2Mg＋CO22MgO＋C 8Al＋3Fe3O49Fe＋4Al2O3
5．金属氧化物与水的反应
CaO＋H2O===Ca(OH)2(放出大量的热) Na2O＋H2O===2NaOH
K2O＋H2O===2KOH BaO＋H2O===Ba(OH)2
活泼金属的氧化物与水反应生成相应的碱。MgO、FeO、Fe2O3、CuO等氧化物不溶于水，也不与水反应。
6.金属的冶炼：金属氧化物与还原剂(C、CO、H2等)在高温下反应，还原剂夺取金属氧化物中的氧，使其还原成金属单质。
C＋2CuO2Cu＋CO2↑
C＋CO22CO
CO＋CuO△Cu＋CO2
H2＋CuO△Cu＋H2O
(盛放CuO的试管口略向下倾斜，防止生成的水流入试管底部，使试管炸裂；先通H2，再加热，防止氢气与空气混合加热时发生爆炸；实验停止后，继续通H2，直至试管冷却，防止灼热的铜被空气中的氧气氧化成CuO)
■考点二 自然界中的碳循环和氧循环
氧循环是指大自然中氧气的含量会随着生物的呼吸作用和物质的燃烧等减少，但又会随植物的光合作用而增加，这样周而复始地进行循环，使大气中氧气的含量保持相对恒定的过程。
碳循环：①CO2光合作用→有机物→植物呼吸作用→CO2
②CO2光合作用→有机物→动物呼吸作用―→体内氧化→CO2
③CO2光合作用→有机物→动植物残体→微生物的分解作用→CO2
④CO2光合作用→有机物→动植物残体→地下漫长反应→煤、石油、天然气→CO2
■考点一 物质间的转化
◇典例1：（2024九下·余姚模拟）下列从原料到制取较纯的最终产物的实验设计中，理论上正确，操作上可行，经济上合理的是（ ）
A．CaCO3CaOCa（OH）2溶液NaOH溶液
B．CuCu（NO3）2溶液Cu（OH）2
C．FeFe2O3Fe2（SO4）3溶液
D．CuOCuCl2溶液Cu（OH）2
◆变式训练1：（2023·杭州模拟）垃圾的分类回收再利用越来越受社会的关注。下图是某工厂处理含铜垃圾的生产流程：
（1）根据相关现象可知加入的A单质可能是 。
（2）若在含铜垃圾中发现有金属铝，它 (填“会”或“不会"”)出现在最终得到的红色粉末中。
◆变式训练2：（2022·宁波）如图是初中化学常见物质间的转化关系(反应条件和部分产物已略去)，其中A为钠盐，X、Y均为黑色粉末，D为红色金属单质，F在常温下为液态，试回答下列问题。
（1）若A含三种元素，则A的俗名是 ；若A含四种元素，则A的化学式为 。
（2）写出B→C的化学方程式： ；指出C的一种用途： 。
（3）若E→F为中和反应，则E的化学式是 。
（4）写出上述物质转化过程中属于分解反应的化学方程式： 。
◆变式训练3：（2024九下·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。
■考点二 自然界中的碳循环和氧循环
◇典例1：（2023·舟山模拟）如图是两组物质之间在一定的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
◆变式训练1：（2023九下·庆元模拟）“碳捕捉技术”是指通过一定的方法，将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用。在实际生产中，经常用NaOH溶液来“捕捉”CO2，流程如下图所示（部分条件及物质未标出）。下列说法错误的是
A．高温反应炉中涉及的基本反应类型是分解反应
B．反应、分离环节中，分离采用的操作方法是过滤
C．NaOH和CO2反应的化学方程式是NaOH+CO2 =NaCO3+H2O
D．捕捉到的CO2可制备其他化工产品，减少了温室气体的排放
◆变式训练2：（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。
◆变式训练3：（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）。
1．（2020·金华·丽水）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．装置中试管口需略向下倾斜，主要是为了利于通入氢气
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．待药品完全反应后，需同时撤去酒精灯和通氢气的导管
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.（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
3．（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
4．（2023·绍兴）小敏对妈妈说：“你说菠菜中富含铁，为什么我用磁铁无法把菠菜吸起来呢？”
（1）小敏认为的“铁”，是指 （选填“铁元素”或“铁单质”）。
（2）通过 可以把铁矿石中的铁元素转变成铁单质，此反应利用了CO的 性。
5．（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 。
5.（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。
6．（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中的一种或两种组成，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 。
7．（2020·金华·丽水）小金利用图示装置进行“一氧化碳还原氧化铁”及产物检验的实验。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(反应原理：HCOOH CO↑+H2O)；
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，当W型管右侧弯管处的氧化铁全部变为黑色时，继续加热2分钟后熄灭酒精灯；
步骤4：撤去酒精灯和盛热水的烧杯，用磁铁吸引黑色物质至W型管左侧弯管处进行固体产物的检验。
（1）进行气密性检査时，可在万用瓶中盛适量水，然后推注射器活塞，当观察到 (填写现象)，说明装置气密性良好。
（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3后，W型管左侧弯管处为反应后得到的稀硫酸，若固体产物全部是铁，步骤4中能观察到的现象是
1.（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
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．（2024·临平模拟）如图是小科同学的学习笔记，其中“→”表示物质之间能转化， “一”表示物质之间能发生化学反应。关于该图，下列说法中不正确的是()
A．该图中的X 可以是CO2
B．反应①是一个放热反应
C．反应②的转化中必须有盐类物质参加
D．反应⑤不一定属于分解反应
4．（2023·舟山模拟）华为使中国的芯片技术领先于世界。芯片是电脑、智能家电的核心部件，它是以高纯度的单质硅（Si）为材料制成的。硅及其氧化物能发生如下反应：
①Si+O2SiO2②SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
③SiO2+2CSi+2CO↑④Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑
下列说法不正确的是（ ）
A．上述反应中共生成三种可燃性气体
B．反应③属于置换反应
C．Na2SiO3中Si 为+4价
D．Si和SiO2在一定条件下可以相互转化
5．（2024·浙江模拟）如图是部分含硫物质及硫元素的化合价。根据图中信息正确的选项是 ( )
A．A物质可以与水反应生成D B．B物质可以生成E
C．C是常见的一种大气污染物 D．D物质是酸雨的一种成分
5．（2024·杭州模拟）下图同一圆圈上的物质中铁元素化合价相同，同一条直线上的物质类别相同，下列说法不正确的是
A．b物质在分类上属于盐
B．FeO生成Fe的反应一定属于置换反应
C．用等质量的Fe2O3、FeO与足量CO反应炼铁，FeO生成的铁多
D．Fe在潮湿空气中容易被氧化为Fe2O3
6．（2024·滨江模拟）下列物质的转化中，不能一步实现的是（ ）
A．NaOH→NaCl B．Fe→FeSO4
C．Na2CO3→CaCl2 D．Ba(NO3)2→BaSO4
7．（2024·鹿城模拟）下列各组变化中，每个转化一定条件下均能一步实现的是（ ）
A．①②③④ B．①②④ C．①④ D．①③④
8．（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．FeFeCl3 硝酸银→AgCl
D．KOHK2CO3KCl溶液
9．（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
10．（2023·舟山模拟）比较归纳是化学学习中常用的一种方法。以下是C、CH4、CO三种物质转化为CO2的转化关系，①C→CO2；②CH4→CO2；③CO→CO2，对它们的比较归纳正确的是（ ）
A．三种转化发生的都是化合反应
B．三种转化的过程中都放出热量
C．三种物质都只能跟氧气反应才能转化为二氧化碳
D．三种物质都可以在点燃条件下发生反应转化为二氧化碳
11．（2022·浙江模拟）某无色气体可能由 H2、CO、HCl中的一种或几种组成。为确定其成分，某同学从下图中选用了适当的实验装置，设计一个实验来验证。
实验中观察到的现象有：①中黑色固体变红；⑤中澄清石灰水变浑浊；⑦中白色固体变蓝色。根据实验目的及现象，下列判断不正确的是 ( )
A．该同学实验选用的装置正确的顺序为④①⑦⑤
B．装置④的作用是验证 HCl的存在
C．该混合气体一定有 H2和CO
D．该实验缺少尾气处理装置，会对大气造成污染
12．（2024·舟山模拟）小科学习了物质的性质后，梳理单质、氧化物、酸、碱、盐与X之间的转化关系如图所示。“→”表示某一种物质经一步反应可转化为另一种物质，部分反应物、生成物及反应条件已略去。
（1）若X是氯化钠，图中碱的化学式为： 。
（2）若X是水，则能实现图中物质转化的基本反应类型有____（填字母）。
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应
13．（2023·滨江模拟）现有Ca（OH）2、Cu、CaO、CO、CaCl2、CuO、CO2、CaCO3八种物质，平均分成A、B二组（即每组4种物质不重复），“→”表示一步即能发生物质转化，根据如图所示的转化关系（图中反应条件均已略去），请回答：
（1）若A组的甲为CO2，写出将丁加入到稀盐酸中产生的实验现象： 。
（2）若B组的丁为CaCl2，写出丙加入到FeCl3溶液中，与FeCl3溶液发生反应的化学方程式： 。
14．（2024·湖州模拟）工业上可以用食盐和石灰石为原料制取纯碱(Na2CO3)，生产的关键是在沉淀池中让NaCl、NH3、CO2和 H2O 尽可能多地转化成NaHCO3(固体沉淀物) 和 NH4Cl(溶液) 。主要生产流程如图所示： (已知：
（1）若在实验室里分离“设备1”中 的混合物，用到的操作的名称是 。
（2）“沉淀池”中的反应是在加压的条件下不断向食盐水和饱和氨水溶液中通入二氧化碳气体，试分析该流程需要加压条件的原因是： 。
（3）对“设备2”中的母液处理后，除水以外可在本流程中再利用的物质有 (填写化学式)。
15．（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 。
16．（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）
17．（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。
18．（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
19．（2022·浙江模拟）如图表示某些物质间转化关系。A、D为固体且组成元素相同，A为紫黑色；X、F为液体且组成元素相同，X具有消毒杀菌作用；E为产生温室效应的常见气体。Y是一种红色的金属。请回答下列问题。
（1）D的化学式为 ，F的化学式为 。
（2）写出有关反应的化学方程式：② ；⑤ 。
（3）反应⑥在催化反应室中进行，且发生多个反应，请推断完成反应(d)的化学方程式：
（d）CH4+ = +3H2
（4）利用合成气在一定条件下可合成化工产品乙醇(C2H6O)，请写出该反应的化学方程式： ；结合反应②⑥，可看出CH4 不仅可作燃料，而且是重要的 原料。
20．（2024·拱墅模拟）我国炼铜历史悠久，不少古籍中有古代劳动人民炼铜方法的记载。如：西汉《淮南万毕术》中记载了“曾青得铁则化为铜”这一“湿法炼铜”方法。
南宋《大冶赋》中记载了“利用孔雀石和木炭置于炼铜炉煅烧”这一“火法炼铜”方法。
如图甲所示为以孔雀石【主要成分 Cu2 (OH)2CO3，杂质不参与反应】为主要原料模拟上述两种炼铜方法的流程。 湿法炼铜
物质 反应前质量/g 反应后质量/g
一氧化碳 0 14
二氧化碳 0 11
铜 0 64
（1）湿法炼铜：孔雀石与稀硫酸反应的化学方程式为：
。则“蓝色滤液”中的溶质是 (填写化学式)，铁与“蓝色滤液”生成铜的反应属于 (填写化学反应的基本类型)反应。
（2）火法炼铜：若孔雀石煅烧后得到80g氧化铜，将其与9g木炭充分混合后隔绝空气高温加热，得到的生成物质量如表所示，则发生反应的化学方程式为
（3）现代，炼铜方法在不断发展，如“生物浸出法”炼铜。其中以黄铜矿(主要成分 CuS)为原料得到CuSO4 的机理如图乙所示，FeSO4 的酸性溶液在 T-f 菌的帮助下，只需少量的( 可转化为Fe2 (SO4 )3， 同时释放的能量还能供给 T-f 菌生长， 如此循环。T-f 菌在此过程中起到 (选填“催化) “氧化”或“还原”)作用。实验表明，温度较高或酸性过强时金属离子的浸出率均偏低，原因可能是 。
1．（2023·杭州模拟）反应物的质量比不同可能会影响生成物的种类，为探究碳和氧化铜反应生成的气体种类，小科设计了如下实验装置和方案（B、C装置中药品足量，且所有反应均充分进行）：
【提出问题】碳和氧化铜反应生成的气体是什么？
【作出猜想】猜想①：CO；猜想②：CO2；猜想③：CO和CO2。
从定性观察角度判断
（1）实验时，若A处黑色粉末变红，则说明碳具有 （填写性质）；
（2）若观察到 （填写现象），则可排除猜想①。
从定量计算角度判断用电子天平测定表格中的四个数据：
反应前的质量 反应后的质量
A（试管+固体） m1 m2
B+C（广口瓶+溶液） m3 m4
（3）若猜想②成立，则理论上（m4-m3） （m1-m2）（选填“＜”“＞”或“=”），此时A中发生反应的化学方程式是 。
2.（2022·南湖模拟）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 。
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