2.5物质的转化（第1课时） 同步练习（含解析）

2.5物质的转化（第一课时）
一、选择题
1．春秋初期，绍兴一带是南方的一个冶铁中心，其炼铁方法是在1000℃左右的温度下，使木炭和铁矿石（主要成分为Fe2O3）发生一系列的反应生成含较多杂质的海绵铁，其中主要化学反应为：3CO+ Fe2O32Fe+3CO2，下列说法正确的是（　　）
A．海绵铁是一种纯净物
B．Fe2O3中铁元素的化合价为+3价
C．上述反应中涉及的氧化物只有2种
D．炼铁过程中，木炭只是作为燃料使用
2．在一定条件下，下列物质间的转化不能一步实现的是（　　）
A． B．
C． D．
3．各物质间通过一步反应就能实现如下图所示的转化.其中没有发生的反应类型是（　　）
A．复分解反应 B．化合反应 C．分解反应 D．置换反应
4．碳及其化合物存在如下转化关系：C→CO CO2 X（“→”表示一种物质会一步转化成另一种物质）。下列有关说法错误的是（　　）
A．由C转化为CO2的过程中碳元素的化合价依次升高
B．CO只能通过与O2反应转化为CO2
C．CO2可通过与C反应转化为CO，化学方程式为C+CO22CO
D．X可能是酸或盐
5．在如图所示氢气还原氧化铜的实验中，下列说法错误的是（　　）
A．实验开始时，应先通氢气，再点燃酒精灯
B．实验结束时，应先熄灭酒精灯，继续通氢气至试管冷却
C．实验过程中，观察到黑色固体逐渐变为红色，说明发生了反应
D．该实验中，氢气表现出氧化性
6．某气体物质可能含有H2、CO、CO2和水蒸气中的一种或几种。把该气体物质通过灼热的盛有过量CuO的玻璃管（已排尽空气），充分反应后，管内物质质量减少1.6克。将反应后的气体全部通入过量的澄清石灰水，最终得到10克白色沉淀。则气体物质的组成不可能是（　　）
A．CO B．H2、CO2
C．H2、CO、H2O D．H2、CO、CO2、H2O
7．如图为氢气还原氧化铜的微型装置图，下列有关分析错误的是（　　）
A．该反应结束后，B中的黑色固体变成红色
B．A中反应产生的氢气只有一部分参加反应
C．实验开始时应先加热，后挤压微型滴管
D．该装置显著优点是可以节约药品
8．古人会将炉甘石（）和木炭粉混合，加热到高温后可得到金属锌，实验过程中有如下反应发生：①；②。下列有关说法中错误的是（　　）
A．X的化学式为 B．反应①前后各元素化合价均不改变
C．反应②中C做氧化剂 D．反应前后锌元素质量不变
9．我国古代将炉甘石、赤铜和木炭粉混合加热到约800℃，可制得外观似金子的合金，其中发生的一个反应的化学方程式为，下列说法正确的是（　　）
A．X的化学式为CO
B．该反应体现了木炭的还原性
C．Cu2O中铜的化合价为+2价
D．Cu2O中铜元素与氧元素的质量比为64：16
10．小科利用如图所示装置进行CO和CuO反应的实验。若小科的实验操作均正确，则下列分析合理的是（　　）
A．在实验中可观察到：①中硬质玻璃管内红色粉末变黑；②中澄清石灰水变浑浊
B．此实验能说明CO具有还原性与可燃性
C．在实验中，若要制得6.4gCu，需通入2.8gCO
D．实验结束后，①中硬质玻璃管内减小的质量与②中增加的质量相等
二、填空题
11．如图是某个化学反应前后各物质的微观模拟图（反应条件已略去）。图中“”、“”、“”分别表示铜原子、碳原子和氧原子。根据图示判断该反应的基本类型是 ；反应物“”和“”的质量比是 。
12．钢铁是一种重要的工业材料，在生产、生活中有广泛的应用。
(1)工业炼铁是指在高温下，用还原剂将铁矿石还原得到生铁的生产过程。其主要原料是铁矿石（主要成分为）、焦炭、空气。焦炭的作用是提供热量并产生还原剂一氧化碳，请写出工业上炼铁的化学方程式 。
(2)还原得到的生铁中含有少量杂质碳，可判断生铁属于 （选填“单质”“化合物”或“混合物”）。
(3)生铁送入炼钢厂，高温冶炼去除生铁中的杂质和降低含碳量就可以得到钢铁，钢铁是制造船舶的主要材料，钢铁与纯铁相比，其硬度更 （选填“大”或“小”）。
13．《天工开物》记载了冶炼锌的过程：将炉甘石（主要成分为）高温煅烧可获得氧化锌，再将氧化锌还原可制得金属锌。
（1）氧化锌（ZnO）中锌的化合价是 价。
（2）高温煅烧炉甘石发生的主要反应为：，该反应类型属于 。
14．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，它能将化学知识进行系统地整合。如图是均含某非金属元素的物质价类图，其中“→”表示物质间的转化关系。
(1)写出D的化学式： ；
(2)写出一个E→C的化学方程式 ；
(3)在图示物质相互转化关系中，基本反应类型有________（填写字母）。
A．化合反应 B．分解反应
C．置换反应 D．复分解反应
15．以黄铁矿（主要成分是二硫化亚铁FeS2）为原料生产硫酸，应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用，减轻对环境的污染。其中一种流程如下图所示。
(1)二硫化亚铁中硫元素的化合价为 。
(2)由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为 。
(3)步骤①中吸收尾气的物质最好的是________。
A．氢氧化钠 B．氢氧化钙 C．蒸馏水 D．稀硫酸
16．《天工开物》中记载了古人炼锡的情景。将数百斤锡砂（主要成分：SnO2）装入洪炉，用木炭堆架起来，鼓风熔炼，火力足够时，锡便可顺畅流出。最后用铁管槽道将锡引入铺有炭末与瓷灰的炉外低池即可。
（1）SnO2中锡元素的化合价为 。
（2）其反应的化学方程式为 ↑。
（3）木炭在上述反应中可起到 （选填“还原剂”或“氧化剂”）的作用。
17．北宋沈括在《梦溪笔谈》中记载了用“苦泉水”制取铜的方法，其主要生产流程如甲所示
（1）通过②“烹”胆矾可获得铜，发生的反应是化学基本反应中的 。
（2）写出反应④的化学方程式 。
（3）若过程④前后溶液中存在的离子种类如图所示，“”“”“”表示不同种类的离子，则“●”表示 （填写离子符号）
18．气体X可能是CO、H2中的一种，小柯尝试用如图装置确定气体的成分，请回答问题：
(1)实验前发现装置中存在一定不足，请指出 。
(2)改进装置后，对A装置加热前，先通一段时间气体X，其目的是（填选项）__________。
A．排尽玻璃管中的空气，防止加热时发生爆炸
B．防止生成的铜重新被氧化
(3)若实验中，观察到A中黑色粉末变红色，B中无明显现象，C中澄清石灰水变浑浊，则气体X为 ，此时A装置中发生的化学反应是（用化学方程式表示） 。
三、探究题
19．可燃冰是甲烷与水在一定条件下形成的冰状固体，是极具发展前景的能源，可燃冰的主要成分是CH4·nH2O，由可燃冰可得到甲烷。某科学兴趣小组同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与探究。
【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质？
【猜想假设】小金同学：CO2和H2O；小华同学：CO和H2O；小徐同学：CO2、CO和H2O。
【实验探究】将甲烷在一定量的纯净氧气中燃烧产物依次通过下列装置，进行验证。
(1)A、B装置的顺序不能颠倒，原因是 。
(2)实验中用纯净O2而不用空气的原因是 。
(3)实验中若观察到A中粉末变蓝以及 ，可推断小徐同学猜想成立。
(4)装置中气球的用途是 。
20．为测定某氧化铜样品的纯度（杂质不与氢气反应），小虞同学设计了以下实验装置，准确称取15 克干燥样品进行实验。
　 装置丙 装置丁
反应前 48.8g 161.2g
反应后 46.5g 163.9g
(1)实验中，甲装置的作用是 。
(2)他通入足量H2，实验过程中准确称取完全反应前后装置丙和丁的质量如表所示：小虞根据装置丁的质量变化进行计算，请帮他求出氧化铜样品的纯度 。
小虞根据装置丙减小的质量是氧化铜中氧元素质量，求得氧化铜样品的纯度76.7%。
(3)比较两种计算结果，请分析导致这一结果的原因可能是____（填字母）。
A．装置的气密性不好
B．空气中的水分被丁处浓硫酸吸收
C．空气中的二氧化碳被丁处浓硫酸吸收
(4)针对结果，对实验装置提出你的一条改进建议： 。
试卷第1页，共3页
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《2.5物质的转化（第一课时）》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B D B D C C C B B
1．B
【详解】A．纯净物是由一种物质组成的，混合物有多种物质组成，海绵铁含有多种物质，属于混合物，故A错误。
B．在化合物中正负化合价的代数和为零，Fe2O3中，氧元素为-2价，则铁元素的化合价是+3，故B正确。
C．氧化物是由两种元素组成，其中一种是氧元素，由化学方程式看出，上述反应中涉及的氧化物有一氧化碳、氧化铁和二氧化碳，有3种，故C错误。
D．木炭不完全燃烧还可以生成一氧化碳，一氧化碳具有还原性，用于炼铁，木炭不只是作为燃料使用，故D错误。
故选B。
2．B
【详解】A、碳酸钠与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠。A物质间的转化能一步实现，不符合题意；
B、氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，不能生成氯化亚铁。B物质间的转化不能一步实现，B符合题意；
C、氧化铝与氢气加热条件下反应生成铝和水。C物质间的转化能一步实现，不符合题意；
D、碳酸钙高温条件下可分解生成氧化钙和二氧化碳；碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。D物质间的转化能一步实现，不符合题意。
综上所述：选择B。
3．D
【详解】氧化钙与水反应生成氢氧化钙，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应；
氢氧化钙与碳酸钠发生复分解反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，属于复分解反应；
碳酸钙在高温的条件下分解为氧化钙和二氧化碳气体，属于分解反应。
各物质通过一步转化的过程中没有涉及到置换反应。
故选：D。
4．B
【详解】A、C、CO、中碳元素化合价分别为0、+2、+4价，碳元素的化合价依次升高，说法正确，不符合题意；
B、CO不只是通过与O2反应转化为CO2，例如氧化铁与一氧化碳高温下反应生成铁单质和二氧化碳，说法错误，符合题意；
C、碳和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，化学方程式为，说法正确，不符合题意；
D、二氧化碳和水反应生成碳酸、碳酸分解生成二氧化碳，碳酸属于酸；二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳，碳酸钠属于盐，故X可能是酸或盐，说法正确，不符合题意。
故选B。
5．D
【详解】A、氢气具有可燃性，与空气混合加热可能会发生爆炸，实验开始时，先通氢气，排尽装置内的空气，再点燃酒精灯，防止氢气与空气混合加热发生爆炸，说法正确，不符合题意；
B、实验结束时，先熄灭酒精灯，继续通氢气至试管冷却，是为了防止生成的铜在较高温度下被空气中的氧气重新氧化成氧化铜，说法正确，不符合题意；
C、氢气还原氧化铜生成铜和水，氧化铜是黑色固体，铜是红色固体。实验过程中，观察到黑色固体逐渐变为红色，说明氧化铜被还原为铜，发生了反应，说法正确，不符合题意；
D、在氢气还原氧化铜的反应中，氢气夺取了氧化铜中的氧，使氧化铜被还原，氢气表现出还原性，而不是氧化性，说法错误，符合题意。
故选D。
6．C
【详解】氧化铜能与氢气反应生成水和铜，能与一氧化碳反应生成铜和二氧化碳，把X通入灼热的盛有过量CuO的试管，管内物质质量减少1.6g，说明气体X中至少含CO和氢气其中一种，假设只含CO，一氧化碳和氧化铜反应需要一氧化碳的质量及生成二氧化碳的质量为：，假设只含氢气，氢气和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和水，无二氧化碳生成，故此时X中一定含二氧化碳；将反应后的气体全部通入过量的澄清石灰水，二氧化碳和氢氧化钙反应：，参加反应的二氧化碳与生成碳酸钙的质量比为44:100，生成白色沉淀10g，故参加反应的二氧化碳的质量为4.4g，
A、根据分析可知，如果该气体X全部是CO，符合要求，不符合题意；
B、根据分析可知，如果该气体是氢气和二氧化碳，符合要求，不符合题意；
C、如果气体X是一氧化碳、氢气和水的混合物，氢气和一氧化碳共同还原氧化铜，使管内物质质量减少1.6g，那么生成的二氧化碳的质量将小于4.4g，通入过量的澄清石灰水中，充分反应后得到白色沉淀的质量一定小于10g，不可能是氢气、一氧化碳、水的组合，符合题意；
D、根据分析可知，如果该气体是一氧化碳、二氧化碳、氢气、水的混合物，符合要求，不符合题意。
故选C。
7．C
【分析】锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，在加热条件下氧化铜和氢气反应生成铜和水。
【详解】A、在加热条件下氧化铜和氢气反应生成铜和水，所以该反应结束后，B中的黑色固体变成红色，故分析正确；
B、在给氧化铜加热前，需滴加稀硫酸产生氢气排尽试管内的空气，所以A中反应产生的氢气只有一部分参加反应，故分析正确；
C、在给氧化铜加热前，需滴加稀硫酸产生氢气排尽试管内的空气，以防加热时发生爆炸，故分析错误；
D、该装置属于微型装置，优点是可以节约药品，故分析正确。
故选C。
8．C
【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，反应②中反应物含C、Zn、O的个数分别是1、2、2，生成物中含C、Zn、O的个数分别是0、2、0，故生成物中还应含1个C、2个O，故X的化学式为：CO2，故说法正确；
B、反应①中，锌元素反应前后的化合价都为+2，氧元素反应前后的化合价都为-2，碳元素反应前后的化合价都为+4，故说法正确；
C、氧化还原反应中，能夺取含氧化物中氧元素的物质具有还原性，作还原剂，C在反应②中夺取了氧化锌中的氧，做还原剂，故说法错误；
D、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素质量不变，因此反应前后锌元素质量不变，故说法正确。
故选C。
9．B
【详解】A．根据质量守恒定律，反应前后原子的个数和种类不变，反应前有4个Cu、2个O、1个C，反应后有4个Cu,相差1个C和2个O，则X的化学式为CO2，故A错误；
B．该反应中C夺取Cu2O中的氧，把Cu2O还原为Cu,体现了木炭的还原性，故B正确；
C．化合物中正负化合价代数和为零，Cu2O中氧元素显-2价，设铜元素的化合价为x，则2x+（-2）=0，解得x=+1，即铜元素的化合价为+1，故C错误；
D．Cu2O中铜元素和氧元素的质量比为（64×2）：16=8：1，故D错误。
故选B。
10．B
【详解】A. 一氧化碳与氧化铜反应生成铜、二氧化碳，所以在实验中可观察到：①中硬质玻璃管内粉末由黑色变为红色；②中澄清石灰水变浑浊，此选项错误；
B. 此实验中玻璃管中的固体由黑色变为红色，是氧化铜变为铜，说明CO具有还原性。尾气中含有一氧化碳、二氧化碳，二氧化碳不能燃烧，装置中最右边的酒精灯是点燃尾气中的气体，说明一氧化碳具有可燃性，此选项正确；
C. 在实验中，若要制得6.4gCu，设参加反应的一氧化碳的质量为x。
，x=2.8g，因为反应前先通入一会儿一氧化碳，反应结束后再通入一氧化碳，所以通入一氧化碳的质量>2.8g，此选项错误；
D. 实验结束后，①中硬质玻璃管内减小的质量是参加反应的氧化铜中氧元素的质量，而②中增加的质量是生成二氧化碳的质量，生成二氧化碳的质量等于参加反应的一氧化碳与参加反应的氧化铜中氧元素的质量之和，所以两者的质量不相等，此选项错误。
故选B。
11． 置换反应 3：40
【分析】由反应前后各种物质的微观模拟图可知，该反应是碳和氧化铜在一定条件下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：。
【详解】
由可知，此反应是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应 ，反应物“”和“”的质量比是12:160=3：40。
12．(1)
(2)混合物
(3)大
【详解】（1）一氧化碳在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：；
（2）生铁中含有少量杂质碳，是由多种物质组成的，属于混合物；
（3）钢铁是制造船舶的主要材料，钢铁属于铁的合金，钢铁与纯铁相比，其硬度更大。
13． +2 分解反应
【详解】（1）氧化锌（ZnO）中氧元素化合价为-2价，则锌元素的化合价为+2价；
（2）高温煅烧炉甘石发生的主要反应为：，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应。
14．(1)H2CO3
(2)
(3)ABCD
【详解】（1）酸由氢离子和酸根离子构成，碳元素为+4价的酸，该酸为碳酸，故填：；
（2）E→C反应是碳元素为+4价的盐转化成碳的+4价氧化物()，该盐可以是碳酸钠，，该反应为碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳、水和氯化钠，故填：；
（3）从图中可知，A碳和氧气反应可以生成C二氧化碳和B一氧化碳是化合反应；A碳和氧化铜高温下反应生成C二氧化碳和单质铜是置换反应；E→C可以是碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳是分解反应；D→E可以是碳酸与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，属于复分解反应，故选：ABCD。
15．(1)-1
(2)3CO+Fe2O32Fe+3CO2
(3)A
【详解】（1）二硫化亚铁（FeS2）中，铁为+2 价，设：硫元素化合价为x，根据化合物中元素化合价代数和为零，则有：(+2)+2x=0，x=-1，
（2）氧化铁与一氧化碳在高温条件下生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（3）步骤①中吸收尾气（主要含二氧化硫）的物质最好的是氢氧化钠。因为氢氧化钠的溶解度大，可制浓度较大的溶液，吸收二氧化硫的效果好。氢氧化钙的溶解度较小，溶液中的氢氧化钙浓度相对较小，吸收效果不如氢氧化钠。蒸馏水吸收二氧化硫的能力较弱，稀硫酸不与二氧化硫反应。
故选A。
16． +4价 2CO 还原剂
【详解】（1）SnO2中氧元素的化合价是－2价，根据化合物中各元素正负化合价代数和为0的规则，可求出锡元素的化合价为+4价。故填：+4价。
（2）化学方程式左边锡原子个数1个、氧原子个数2个、碳原子个数2个；化学方程式右边锡原子个数1个。根据质量守恒定律可知，化学方程式右边还应有氧原子个数2个、碳原子个数2个，即化学方程式右边应填写2CO。故填：2CO。
（3）上述反应中C使SnO2还原为Sn，具有还原性，所以木炭在上述反应中可起到还原剂的作用。故填：还原剂。
17． 分解反应
【详解】（1）通过②“烹”胆矾可获得铜，由一种化合物得到了一种单质，发生的反应是化学基本反应中的分解反应，故填：分解反应；
（2）反应④表示铁与硫酸铜反应生成了铜和硫酸亚铁，故化学方程式是：；
（3）由于铁与硫酸铜反应生成了铜和硫酸亚铁，反应前的溶液中存在的离子为和，反应后的溶液中存在的离子为和，“●”为溶液中新生成的离子即亚铁离子，故填：。
【点评】在解此类题时，首先要将题中的知识认知透，然后结合学过的知识进行解答
18．(1)没有尾气处理装置
(2)A
(3) CO CO+CuOCu+CO2
【详解】（1）由图可知，该装置没有尾气处理装置，如气体为一氧化碳，会导致一氧化碳污染空气，故填没有尾气处理装置。
（2）由于一氧化碳和氢气具有可燃性，与空气混合后点燃可能发生爆炸，因此先通一段时间气体，是为了排尽玻璃管中的空气，防止加热时发生爆炸，故填A。
（3）若B无明显现象，说明没有水生成，因此混合气体中没有氢气，而澄清的石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，则X为CO，故填CO；
A装置中的反应是一氧化碳与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，故反应的化学方程式写为： CO+CuOCu+CO2。
19．(1)若颠倒无法确定水是燃烧产生还是来自澄清石灰水
(2)空气中的水和二氧化碳会干扰检验
(3)B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色固体变黑
(4)收集尾气
【详解】（1）无水硫酸铜和石灰水分别能检验水蒸气和二氧化碳的存在，A、B装置的顺序不能颠倒，是因为若颠倒，无法确定水是燃烧产物还是来自于澄清石灰水；
（2）实验中用纯净的氧气而不用空气，是因为空气中含有二氧化碳和水蒸气，会干扰燃烧产物的检验；
（3）小徐同学猜想是甲烷燃烧后生成CO2、CO和H2O，实验中观察到A中粉末变蓝，说明存在水蒸气，B中澄清石灰水变浑浊，说明原气体中存在二氧化碳，C能吸收原气体中的二氧化碳；一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，C中红色粉末变成黑色，D中石灰水变浑浊，说明原气体中存在一氧化碳；
（4）一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，装置末端气球的作用是收集尾气，防止污染空气。
20．(1)干燥氢气
(2)丁质量的增加量为水的质量，则水的质量为163.9g-161.2g=2.7g，设氧化铜质量为x，
x=12g，
氧化铜样品的纯度为×100%=80%；
(3)B
(4)在丁的后面增加一个盛有碱石灰的干燥管（合理即可）
【详解】（1）甲中的液体是浓硫酸，具有吸水性，可知作用是吸收水蒸气，干燥气体；
（2）见答案；
（3）由计算数据可知，根据丁装置质量变化量计算的结果偏大，可能是因为丁装置吸收了空气中的水蒸气，导致测得的氧化铜的质量偏大，故答案为：B；
（4）为防止空气中的水蒸气进入装置丁，可在其之后再连接一个干燥装置，例如连接一个装有碱石灰的干燥管，或再连接一个装有浓硫酸的万能瓶。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页