第2章物质转化及材料利用（物质的转化）期中复习（含解析）

第二章物质的转化期中复习
一．选择题（共10小题）
1．下列物质间的转化，不能一步实现的是（　　）
A．NaHCO3→CO2 B．KNO3→K2CO3
C．CO2→CaCO3 D．CaO→CaCl2
2．如图为氢气还原氧化铜的实验装置，下列有关说法错误的是（　　）
A．药品需平铺在试管底部，使反应更加充分
B．试管口需略向下倾斜，防止冷凝水倒流引起试管破裂
C．试管内药品加热前需先通氢气排尽试管内空气
D．反应结束后，先停止通氢气、再撤去并熄灭酒精灯
3．敦煌壁画中的蓝色源于孔雀石，主要成分是碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]，它能与酸发生反应。某同学利用以下反应实现物质间转化，分析正确的是（　　）
碱式碳酸铜CuCl2Cu（OH）2CuOCu
A．碱式碳酸铜属于碱
B．转化④中观察到红色固体变为黑色
C．转化③是置换反应
D．转化①可选用HCl溶液
4．构建知识网络是化学学习中的重要方法。小宁同学以同一元素为主题构建的知识网络如图所示，其中甲～丁分别代表不同的物质，“→”表示可以一步转化。在下列关于甲～丁所代表的物质中，错误的是（　　）
A．甲：氢气 B．乙：水
C．丙：氢氧化钙 D．丁：氧化铜
5．下列物质的转化中，只有加入酸才能一步实现的是（　　）
A．CaCO3→CaCl2 B．Fe→FeSO4
C．NaOH→NaCl D．Ag→AgCl
6．中国科学家已实现由CO2到淀粉的全人工合成，其中一步重要反应的物质转化如图所示（反应a中，各物质分子个数比为1：1：1：1）。下列说法不正确的是（　　）
A．O2是反应a、b中可循环利用的物质
B．反应a、b中均有元素化合价的改变
C．由反应a可推测甲醛中含氢量高于甲醇
D．为使甲醇持续转化为甲醛，反应b需补充H2O2
7．下列转化能一步完成的是（　　）
①CH4→CO2 ②CaO→Ca（OH）2 ③HNO3→HCl
④Ba（OH）2→NaOH ⑤CO→Cu
A．①②③④ B．②③④⑤ C．①②④⑤ D．①②③⑤
8．以化合价为纵坐标，以物质类别为横坐标绘制的图像叫“价类图”。如图是铁元素的价类图，图中物质间的转化不能一步实现的是（　　）
A．a→f B．b→c C．d→c D．e→a
9．高纯碳酸钙广泛应用于精密电子陶瓷、医药等生产。如图为模拟制备高纯碳酸钙的主要流程，已知该大理石中杂质是二氧化硅和氧化铁。下列有关说法错误的是（　　）
A．由“酸溶”可知，二氧化硅不溶于水和稀盐酸
B．“除杂”中，氨水只与溶液中的氯化铁反应
C．“转化”发生的主要反应是（NH4）2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NH4Cl
D．操作a为组合操作，包含过滤、洗涤、干燥
10．小临在学习了物质的转化规律后，绘制了可以通过一步反应制ZnSO4的思维导图。下列选项中各字母所对应的物质不能达到目的是（　　）
A．A﹣﹣﹣﹣Zn（OH）2
B．B﹣﹣﹣﹣CuSO4
C．C﹣﹣﹣﹣H2SO4
D．D﹣﹣﹣﹣ZnO
二．填空题（共8小题）
11．小丽以化合价为纵坐标、物质类别为横坐标绘制如图。A、B、C、D、E是初中常见物质，且都含氧元素，各物质中均有某种组成元素的化合价与纵坐标的数值相对应。“→”表示物质间的转化关系，其中B通常为无色无味气体且能使澄清石灰水变浑浊，D的水溶液呈蓝色。请回答：
（1）物质C的化学式为 　 　 。
（2）写出一个D→E的化学方程式 　 　 。
12．我国古代纺织业常用氢氧化钾作漂洗的洗涤剂。古人将贝壳（主要成分是碳酸钙）灼烧成贝壳灰（主要成分是氧化钙），再与碳酸钾溶液（可从草木灰中获得）反应制得氢氧化钾，生产流程如图所示：
（1）物质X的化学式为 　 　 。
（2）写出反应④中发生的化学方程式 　 　 。
（3）为了减少碳排放，流程中的物质Y可以来源于反应 　 　 （选填“①”“②”或“③”）。
13．某科学兴趣小组本着“在游戏中学习，在学习中成长”的理念，开发了一款名为“化学跑得快”的纸牌游戏。游戏规则是：每张牌对应一种物质，按顺序抽完牌，上家出牌后，下家所出牌中的物质能与上家所出牌中的物质反应，或者能由上家所出牌中的物质转化而来。如图是某五位同学出的牌，请根据游戏规则回答：
（1）写出反应④的化学方程式　 　 。
（2）以上四个反应中，反应前后各种元素的化合价均无变化的是　 　 （ 填序号①②③④）。
14．A、B、C、D、E是科学学习中常见的五种物质，如图中“—”表示相连两种物质能发生反应（部分生成物及反应条件已略去）。已知A是由两种元素组成的挥发性酸，B、C为黑色固体，E俗称熟石灰。请根据所学知识推断：
（1）A物质是 　 　 ；
（2）A与B反应的基本反应类型为 　 　 ；
（3）D与E反应的化学方程式为 　 　 。
15．“复兴号”科学动车组五节车厢A～E分别代表五种常见物质，且都有一种相同的元素。如图所示“→”表示相邻车厢的物质间转化关系。其中A是用于医疗急救的气体，B是黑色固体，D、E是显碱性的不同类别物质，且D广泛用于生产玻璃和洗涤剂的碳酸钠。
（1）C的化学式 　 　 ；
（2）写出D到E反应的化学方程式：　 　 ；
（3）只有能与门两边的“车厢”都反应的“旅客”才可从此门上车，则“旅客”氢氧化钙可以从 　 　 上车。
A．门1 B．门2 C．门3 D．门4
16．物质王国举行击鼓传花的游戏。某学习小组由铜、氧化铁、氯化铜、稀硫酸、氢氧化钠、硝酸银六名成员组成。游戏的规则是：相互之间能发生反应就可以进行传递。请你把上述成员安排在A～F的相应位置上，使花束能从A传到F。
若A是铁锈的主要成分，请写出E物质是 　 　 （写化学式）。
请写出A与B反应的化学方程式 　 　 。
17．物质王国举行一场趣味篮球赛。某队由铁、二氧化碳、稀硫酸、澄清石灰水、氯化铜溶液五名“队员”组成，比赛中，由氯化铜溶液“队员”发球，“队员”间传接球，最后由D位置“队员”投篮进球完成有效进攻。传接球“队员”间物质必须能相互反应，场上“队员”位置及传球路线如图。
（1）已知D位置上投篮的“队员”是个灭火“能手”，写出B位置“队员”所代表的物质的一种用途 　 　 。
（2）为实现“快速进攻”，氯化铜溶液除了把球传给A位置“队员”外，还能直接传球给 　 　 “队员”（填化学式）。
18．城际列车的五节车厢分别乘坐了如图所示的五种物质，其中A是一种常见气体单质。“→”表示相邻车厢中物质从左至右的转化关系。请回答下列问题：
（1）A是 　 　 （填物质名称）。
（2）写出上述2号门物质发生转化反应的化学方程式 　 　 。
（3）若“旅客”能上车的条件是：与门两边车厢中的物质都能反应。“旅客”稀硫酸可以从 　 　 号门上车。
三．实验探究题（共3小题）
19．某研究小组利用如图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响（固定装置略）。
信息1：难溶的碳酸盐受热易分解为氧化物和二氧化碳。
信息2：二氧化碳能与锌反应生成一氧化碳气体。
信息3：酒精灯的加热温度为400～500℃，酒精喷灯的火焰温度可达1000℃左右。
（1）装置B里发生的反应属于氧化还原反应，其中锌的化合价 　 　 。（选填升高、降低或不变）
（2）装置E的作用是 　 　 ，从实验安全或环保角度考虑，上述实验装置可采取的改进措施是 　 　 。
（3）若D装置硬质玻璃管中氧化铁全部还原成铁，冷却后称量铁的质量比反应前氧化铁的质量减少了2.4克，则加入a管中氧化铁的质量是 　 　 克。
20．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） 　 　 。
21．某校微型实验项目组以“C还原CuO”为主题开展项目式学习。
【任务一】探究C与CuO反应后的气体产物
步骤Ⅰ：按如图1所示连接装置，检查装置气密性后，先通了一段时间的N2，再点燃丙处酒精灯，发现丙处固体未变色。
（1）实验前先通N2的目的是 　 　 ；
步骤Ⅱ：完成上述操作后，再点燃甲处酒精灯，反应开始后甲中固体变红。
（2）若观察到 　 　 现象，说明反应产生了CO和CO2；
【任务二】探究不同温度下C与CuO反应后的固体产物
查阅资料：
①碳与氧化铜在不同温度下反应，可能会生成铜、氧化铜、氧化亚铜（Cu2O）中的一种或几种；②XRD图谱用于判断某种固体是否存在。
（3）小组成员取了5份等质量的CuO，在不同温度下与C反应，利用分析软件得到固体物质的XRD图谱图像（如图2）。为确保反应后的固体产物中不含Cu2O，据图分析温度应如何控制？　 　
【任务三】评价与改进
（4）项目组成员从环保性维度对【任务一】的实验装置图进行评价，认为该实验装置应当改进，请写出一条改进措施 　 　 。
第二章物质的转化期中复习
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D D A A C C B B A
一．选择题（共10小题）
1．【分析】由一步实现的物质间的转化，要求源反应通过一个反应即可转化生成目标物质，若源物质需要通过两个或更多反应转化生成目标物质则不符合“一步实现”的要求；据此，利用各组内物质的性质、变化规律，找出可实现源物质生成目标物质的反应，完成对转化的判断．
【解答】解：A、可以由碳酸氢钠和盐酸一步反应制得NaHCO3+HCl═NaCl+CO2↑+H2O（转化合理即可），故A不可选；
B、硝酸钾因与不能其它任何物质生成沉淀、气体或水，所以不能与任何物质发生复分解反应，故B可选；
C、可以由二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙，方程式为Ca（OH）2+CO2═CaCO3+H2O，故C不可选；
D、可以由氧化钙和盐酸一步反应制得：制备：CaO+2HCl＝CaCl2+H2O，故D不可选。
故选：B。
2．【分析】根据氢气具有还原性和可燃性，结合氢气还原氧化铜的实验注意事项，进行分析判断。
【解答】解：A、药品需平铺在试管底部，增大反应物之间的接触面积，使反应更加充分，故A正确；
B、试管口需略向下倾斜，防止冷凝水倒流引起试管破裂，故B正确；
C、试管内药品加热前需先通氢气排尽试管内空气，以防氢气不纯，加热时发生爆炸，故C正确；
D、反应结束后，需先撤去酒精灯，停止加热，等装置冷却至室温，再停止通入氢气，以防止生成的铜再次被氧化，故D错误。
故选：D。
3．【分析】A、根据碱是由金属离子和氢氧根离子构成的化合物，而Cu2（OH）2CO3由铜离子、氢氧根离子和碳酸根离子构成来分析；
B、根据转化④是氧化铜转化为铜的过程，该反应可以是氧化铜和一氧化碳在加热的条件下生成铜和二氧化碳来分析；
C、根据转化③是氢氧化铜在加热的条件下生成氧化铜和水，该反应符合一变多的特点，属于分解反应来分析；
D、根据转化①是碱式碳酸铜转化为氯化铜的过程，该反应可以是碱式碳酸铜和盐酸反应会生成氯化铜、水和二氧化碳来分析。
【解答】解：A、碱是由金属离子和氢氧根离子构成的化合物，Cu2（OH）2CO3由铜离子、氢氧根离子和碳酸根离子构成，它属于盐而不是碱，故选项说法不正确。
B、转化④是氧化铜转化为铜的过程，该反应可以是氧化铜和一氧化碳在加热的条件下生成铜和二氧化碳，可以观察到黑色固体变为红色，故选项说法不正确。
C、转化③是氢氧化铜在加热的条件下生成氧化铜和水，该反应符合一变多的特点，基本反应类型属于分解反应，而不是置换反应，故选项说法不正确。
D、转化①是碱式碳酸铜转化为氯化铜的过程，该反应可以是碱式碳酸铜和盐酸反应会生成氯化铜、水和二氧化碳，即转化①可选用HCl溶液，故选项说法正确。
故选：D。
4．【分析】A、根据过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，水和氧气能相互转化来分析；
B、根据盐酸和铁反应生成氯化亚铁和氢气，盐酸和氧化铜反应生成氯化铜和水，氢气和水能相互转化来分析；
C、根据碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水来分析；
D、根据硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜，铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜来分析。
【解答】解：A、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，水和氧气能相互转化，则甲是水，故选项错误。
B、盐酸和铁反应生成氯化亚铁和氢气，盐酸和氧化铜反应生成氯化铜和水，氢气和水能相互转化，则乙是水，故选项正确。
C、碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，则丙是氢氧化钙，故选项正确。
D、硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜，铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜，则丁是氧化铜，故选项正确。
故选：A。
5．【分析】A、根据碳酸钙是难溶于水的盐，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳来分析；
B、根据铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜来分析；
C、根据氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠来分析；
D、根据硝酸钡和硫酸反应生成硫酸钡沉淀和硝酸，硝酸钡和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和硝酸钠来分析。
【解答】解：A、碳酸钙是难溶于水的盐，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，该反应只有加入酸才能一步实现，故A正确；
B、铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，该反应加入硫酸铜也能一步实现，硫酸铜属于盐类，故B错误；
C、氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，该反应加入氯化镁也能一步实现，故C错误；
D、Ag在金属活动顺序中排在氢之后，Ag转化为AgCl，加入酸不能实现，故D错误；
故选：A。
6．【分析】A、根据转化过程进行分析；
B、根据化合物中化合价的代数和为0，进行分析；
C、根据反应a为甲醇和氧气反应生成甲醛和过氧化氢进行分析；
D、根据反应a方程式为CH3OH+O2＝CH2O+H2O2，反应b为过氧化氢分解生成水和氧气，方程式为2H2O2＝2H2O+O2↑，进行分析。
【解答】解：A、由图可知：反应a参与化学反应，反应b为过氧化氢分解生成水和氧气的过程，所以O2是反应a、b中可循环利用的物质，故A正确；
B、根据化合物中化合价的代数和为0，过氧化氢中氢元素的化合价为+1价，可得氧元素的化合价为﹣1价，同理在水、甲醇和甲醛中氧元素的化合价为﹣2价，O2是单质，氧元素的化合价为0，反应a、b中氧元素化合价的改变，故B正确；
C、反应a为甲醇和氧气反应生成甲醛和过氧化氢，根据题中条件反应a中四种物质的化学计量数均为1，故反应a方程式为：CH3OH+O2＝CH2O+H2O2，反应前有1个碳原子，4个氢原子，3个氧原子，反应后有2个氢原子和2个氧原子，根据反应前后原子的种类、数目不变，故甲醛的化学式为 CH2O，故甲醇含氢量为：12.5%，甲醛含氢量为：6.67%，故甲醛中含氢量低于甲醇，故C错误；
D、由图可知：反应a方程式为：CH3OH+O2＝CH2O+H2O2，反应b为过氧化氢分解生成水和氧气，方程式为：2H2O2＝2H2O+O2，反应b中每两个过氧化氢分子分解才能得到一个氧分子，而反应a中，每消耗一个氧分子只能生成一个过氧化氢分子，需要另外补充一个过氧化氢分子才能使甲醇持续转化为甲醛，故D正确；
故选：C。
7．【分析】一步反应实现即原物质只发生一个反应即可转化为目标物质，根据所涉及物质的性质，分析能否只通过一个反应而实现即可。
【解答】解：①甲烷和氧气在点燃的条件下生成水和二氧化碳，可以一步转化，故正确；
②氧化钙和水反应生成氢氧化钙，可以一步转化，故正确；
③硝酸不能一步转化成盐酸，故错误；
④氢氧化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钡，可以一步转化，故正确；
⑤一氧化碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳，可以一步转化，故正确。
故选：C。
8．【分析】a属于单质，则a为铁，b属于氧化物，且b中铁元素显+3价，则b为氧化铁，e属于氧化物，且铁元素显+2价，则e为FeO，c属于碱，且铁元素显+3价，则c为氢氧化铁，d属于盐，且铁元素显+3价，则d为铁盐，f属于盐，且铁元素显+2价，则f属于亚铁盐。
【解答】解：A、铁能与酸反应生成亚铁盐，如铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，故A正确；
B、氧化铁不能一步转化为氢氧化铁，故B错误；
C、铁盐能与碱反应生成氢氧化铁，如氯化铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁和氯化钠，故B正确；
D、氧化亚铁能与一氧化碳在高温下反应生成铁和二氧化碳，故D正确。
故选：B。
9．【分析】根据流程图进行分析，大理石中杂质是二氧化硅和氧化铁，加入盐酸后，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙和水，氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，由流程图看出，过滤后杂质为二氧化硅，说明二氧化硅不溶于水和稀盐酸；在氯化钙、氯化铁和盐酸的混合溶液中加入适量氨水，盐酸与氨水反应生成氯化铵，与氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀和氯化铵；过滤后滤液中含有氯化铵和氯化钙，加入碳酸铵后，碳酸铵与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化铵；然后过滤，经过洗涤、干燥的高纯碳酸钙；据此分析。
【解答】解：根据流程图进行分析，大理石中杂质是二氧化硅和氧化铁，加入盐酸后，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙和水，氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，由流程图看出，过滤后杂质为二氧化硅，说明二氧化硅不溶于水和稀盐酸；在氯化钙、氯化铁和盐酸的混合溶液中加入适量氨水，盐酸与氨水反应生成氯化铵，与氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀和氯化铵；过滤后滤液中含有氯化铵和氯化钙，加入碳酸铵后，碳酸铵与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化铵；然后过滤，经过洗涤、干燥的高纯碳酸钙；据此分析；
A、根据以上分析，由“酸溶”可知，二氧化硅不溶于水和稀盐酸，故正确；
B、根据以上分析，“除杂”中，氨水与溶液中的氯化铁和盐酸反应，故错误；
C、根据以上分析，转化”发生的主要反应是（NH4）2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NH4Cl，故正确；
D、根据以上分析，操作a为组合操作，包含过滤、洗涤、干燥，故正确；
故选：B。
10．【分析】根据酸碱盐的化学性质，进行分析判断。
【解答】解：A、氢氧化锌难溶于水，不能与硫酸镁发生复分解反应，不能达到目的，故选项正确；
B、CuSO4能与锌反应生成硫酸锌和铜，能达到目的，故选项错误；
C、氧化锌和硫酸反应生成硫酸锌和水，能达到目的，故选项错误；
D、氢氧化锌和硫酸反应生成硫酸锌和水，能达到目的，故选项错误；
故选：A。
二．填空题（共8小题）
11．【分析】根据A、B、C、D、E是初中常见物质，且都含氧元素，B通常为无色无味气体且能使澄清石灰水变浑浊，所以B是二氧化碳；D为盐，水溶液呈蓝色，可以是硫酸铜；A属于单质，应为氧气，然后将推出的物质验证即可。
【解答】解：（1）A、B、C、D、E是初中常见物质，且都含氧元素，B通常为无色无味气体且能使澄清石灰水变浑浊，则B是二氧化碳；D为盐，水溶液呈蓝色，可以是硫酸铜；A属于单质，应为氧气，经过验证，推导正确，所以物质C属于酸，含有氧元素，且其中一种元素的化合价为+6价，可以是硫酸，化学式为H2SO4；
（2）D→E，E属于碱，且金属元素的化合价为+2价，可以是硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，化学方程式为：2NaOH+CuSO4═Na2SO4+Cu（OH）2↓（合理即可）。
故答案为：（1）H2SO4；
（2）2NaOH+CuSO4═Na2SO4+Cu（OH）2↓（合理即可）。
12．【分析】碳酸钙高温分解为氧化钙和二氧化碳，氧化钙与水反应得到氢氧化钙（X），氢氧化钙与碳酸钾反应得到碳酸钙和氢氧化钾，氢氧化钾与二氧化碳反应得到碳酸钾和水，据以上分析解答。
【解答】解：（1）结合以上分析，物质X的化学式为Ca（OH）2；
（2）结合以上分析可知，氢氧化钾与二氧化碳反应得到碳酸钾和水，反应④中发生的化学方程式为：CO2+2KOH＝K2CO3+H2O；
（3）为了减少碳排放，流程中的物质Y可以来源于反应①中碳酸钙高温分解产生的二氧化碳。
故答案为：
（1）Ca（OH）2；
（2）CO2+2KOH＝K2CO3+H2O；
（3）①。
13．【分析】根据游戏规则是：每张牌对应一种物质，按顺序抽完牌，上家出牌后，下家所出牌中的物质能与上家所出牌中的物质反应，或者能由上家所出牌中的物质转化而来，戊能使澄清石灰水变浑浊，所以戊是二氧化碳，常见的无色液体丁会与二氧化碳反应，所以丁是水，丙是能供给呼吸的气体，所以丙是氧气，非金属氧化物会与氧气反应，所以乙是一氧化碳，一氧化碳会与黑色的金属氧化物反应，所以A可以是氧化铜，然后将推出的物质进行验证即可。
【解答】解：（1）游戏规则是：每张牌对应一种物质，按顺序抽完牌，上家出牌后，下家所出牌中的物质能与上家所出牌中的物质反应，或者能由上家所出牌中的物质转化而来，戊能使澄清石灰水变浑浊，所以戊是二氧化碳，常见的无色液体丁会与二氧化碳反应，所以丁是水，丙是能供给呼吸的气体，所以丙是氧气，非金属氧化物会与氧气反应，所以乙是一氧化碳，一氧化碳会与黑色的金属氧化物反应，所以A可以是氧化铜，经过验证，推导正确，所以④是水和二氧化碳反应生成碳酸，化学方程式为：CO2+H2O＝H2CO3；
（2）①中铜元素的化合价从+2变成0，②中氧元素的化合价从0变成﹣2，③中氧元素的化合价从0变成﹣2，④中各物质的化合价不变，所以以上四个反应中，反应前后各种元素的化合价均无变化的是④；
故答案为：（1）CO2+H2O＝H2CO3；
（2）④。
14．【分析】A、B、C、D、E是科学学习中常见的五种物质。A是由两种元素组成的挥发性酸，则A是盐酸；E俗称熟石灰，则E是氢氧化钙；B、C为黑色固体，能相互反应，C和D、D和氢氧化钙都能相互反应，氧化铜和碳在高温下生成铜和二氧化碳，氧化铜能和盐酸反应，碳和二氧化碳高温下生成一氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，则B是氧化铜，C是碳，D是二氧化碳；据此分析解答。
【解答】解：（1）由分析可知，A物质是盐酸。
（2）A是盐酸，B是氧化铜，A与B的反应是盐酸和氧化铜反应生成氯化铜和水，该反应符合双交换、价不变的特点，基本反应类型属于复分解反应。
（3）D是二氧化碳，E是氢氧化钙，D与E的反应是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。
故答案为：
（1）盐酸；
（2）复分解反应；
（3）CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。
15．【分析】根据A～E分别代表初中化学教材中五种常见物质，A是用于医疗急救的气体，所以A是氧气；D、E是显碱性的不同类别物质，且D广泛用于玻璃和洗涤剂生产，所以D是碳酸钠，E会转化成碳酸钠，碳酸钠与氢氧化钙反应生成氢氧化钠和碳酸钙的沉淀，所以E可以是氢氧化钠；C会转化成碳酸钠反应，氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，所以C可以是二氧化碳，A能转化为B，B是黑色固体，B会转化成二氧化碳，氧气与铁在点燃条件下生成黑色的四氧化三铁，与铜加热时生成黑色氧化铜，一氧化碳与四氧化三铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，与氧化铜加热时生成铜和二氧化碳，所以B是四氧化三铁或氧化铜，然后将推出的物质验证即可。
【解答】解：（1）A～E分别代表初中化学教材中五种常见物质，A是用于医疗急救的气体，所以A是氧气；D、E是显碱性的不同类别物质，且D广泛用于玻璃和洗涤剂生产，所以D是碳酸钠，E会转化成碳酸钠，碳酸钠与氢氧化钙反应生成氢氧化钠和碳酸钙的沉淀，所以E可以是氢氧化钠；C会转化成碳酸钠反应，氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，所以C可以是二氧化碳，A能转化为B，B是黑色固体，B会转化成二氧化碳，氧气与铁在点燃条件下生成黑色的四氧化三铁，与铜加热时生成黑色氧化铜，一氧化碳与四氧化三铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，与氧化铜加热时生成铜和二氧化碳，所以B是四氧化三铁或氧化铜，经过验证，推导正确，所以C可以是二氧化碳，化学式为：CO2；
（2）D到E发生的反应是碳酸钠与氢氧化钙反应生成氢氧化钠和碳酸钙的沉淀，化学方程式为：Na2CO3+Ca（OH）2 ＝ CaCO3↓+2NaOH；
（3）氢氧化钙与碳酸钠反应生成氢氧化钠和碳酸钙的沉淀，与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，只有能与门两边的“车厢”都反应的“旅客”才可从此门上车，则“旅客”氢氧化钙可以从门3上车。
故选：C。
故答案为：（1）CO2；
（2）Na2CO3+Ca（OH）2 ＝ CaCO3↓+2NaOH；
（3）C。
16．【分析】根据学习小组由铜、氧化铁、氯化铜、稀硫酸、氢氧化钠、硝酸银六名成员组成，游戏的规则是：相互之间能发生反应就可以进行传递，若A是铁锈的主要成分，氧化铁会与硫酸反应，所以B是硫酸，铜只会与硝酸银反应，所以F是铜，E是硝酸银，硝酸银会与氯化铜反应，所以D是氯化铜，C是氢氧化钠，然后将推出的物质验证即可。
【解答】解：学习小组由铜、氧化铁、氯化铜、稀硫酸、氢氧化钠、硝酸银六名成员组成，游戏的规则是：相互之间能发生反应就可以进行传递，若A是铁锈的主要成分，氧化铁会与硫酸反应，所以B是硫酸，铜只会与硝酸银反应，所以F是铜，E是硝酸银，硝酸银会与氯化铜反应，所以D是氯化铜，C是氢氧化钠，经过验证，推导正确，所以E物质是AgNO3；A与B的反应是氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，化学方程式为：Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O。
故答案为：AgNO3；Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O。
17．【分析】某队由铁、二氧化碳、稀硫酸、澄清石灰水、氯化铜溶液五名“队员”组成，传接球“队员”间物质能相互反应。已知D位置上投篮的“队员”是个灭火“能手”，则D是二氧化碳；澄清石灰水的主要成分是氢氧化钙，氯化铜能和铁、氢氧化钙反应，铁能和稀硫酸反应，稀硫酸能和氢氧化钙反应，氢氧化钙能和二氧化碳反应，则A是铁，B是稀硫酸，C是氢氧化钙；据此分析解答。
【解答】解：（1）由分析可知，B位置“队员”所代表的物质是稀硫酸，稀硫酸的一种用途是处铁锈。
（2）氢氧化钙能和二氧化碳反应，则为实现“快速进攻”，氯化铜溶液除了把球传给A位置“队员”外，还能直接传球给Ca（OH）2“队员”。
故答案为：
（1）除铁锈；
（2）Ca（OH）2。
18．【分析】（1）根据五节车厢分别乘坐了如图所示的五种物质，其中A是一种常见气体单质，“→”表示相邻车厢中物质从左至右的转化关系，A能转化为二氧化碳，进行分析解答。
（2）二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，进行分析解答。
（3）根据题意，“旅客”能上车的条件是：与门两边车厢中的物质都能反应，进行分析解答。
【解答】解：（1）五节车厢分别乘坐了如图所示的五种物质，其中A是一种常见气体单质，“→”表示相邻车厢中物质从左至右的转化关系，A能转化为二氧化碳，碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，则A是氧气；
（2）二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O；
（3）“旅客”能上车的条件是：与门两边车厢中的物质都能反应，稀硫酸能与碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，能与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，“旅客”稀硫酸可以从3号门上车。
故答案为：
（1）氧气；
（2）2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O；
（3）3。
三．实验探究题（共3小题）
19．【分析】（1）根据化合价的规则分析；
（2）根据装置的特点，一氧化碳有毒分析；
（3）根据一氧化碳与氧化铁在高温条件下生成铁和氧气分析。
【解答】解：（1）难溶的碳酸盐受热易分解为氧化物和二氧化碳，碳酸镁受热分解生成氧化镁和二氧化碳，二氧化碳能与锌反应生成一氧化碳气体，同时生成氧化锌，锌属于单质，化合价为零，氧化锌中，氧元素显﹣2价，根据化合物中元素的化合价代数和为零，锌的化合价为+2价，装置B里发生的反应属于氧化还原反应，其中锌的化合价升高；
（2）若D处停止加热后，装置内的气压降低，F中液体易倒吸入D中引起玻璃管炸裂，所以E装置的作用是防倒吸；一氧化碳有毒，不能直接排放出空气中，一氧化碳在空气中燃烧生成二氧化碳，所以需要在装置后面接尾气处理装置，进行尾气处理，如F装置后接一燃着的酒精灯；
（3）装置D中发生的反应是一氧化碳与氧化铁在高温条件下生成铁和氧气，该反应后固体质量减少的质量即为氧化铁中氧元素的质量，氧化铁中氧元素质量为2.4g时，氧化铁的质量＝24g÷（）＝8g。
故答案为：（1）升高；
（2）防倒吸；F装置后接一燃着的酒精灯（合理即可）；
（3）8。
20．【分析】一氧化碳、氢气均具有还原性、可燃性；氢气与氧化铜反应得到铜和水，水可用无水硫酸铜来检验；一氧化碳与氧化铜反应得到铜液二氧化碳，二氧化碳可用澄清的石灰水来检验，一氧化碳有毒，尾气需要处理，据以上分析解答。
【解答】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；
（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，故选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；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，反应的化学方程式写为：CO+CuOCu+CO2。
故答案为：
（1）没有尾气处理装置；
（2）A；
（3）CO；CO+CuOCu+CO2。
21．【分析】（1）根据先通N2可以排尽装置内的空气，防止空气中的成分对实验产生干扰来分析解答；
（2）根据二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，一氧化碳与氧化铜在加热时生成铜和二氧化碳来分析解答；
（3）根据温度为500℃时，反应后的固体产物中只有Cu来分析解答；
（4）根据一氧化碳具有毒性，不能直接排放到空气中来分析解答。
【解答】解：（1）实验前先通N2的目的是排尽装置内的空气，防止空气中的成分对实验产生干扰；
（2）二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，常用澄清石灰水检验二氧化碳，一氧化碳与氧化铜在加热时生成铜和二氧化碳，若观察到乙处澄清石灰水变浑浊，丙处黑色固体变红现象，说明反应产生了CO和CO2；
（3）根据固体物质的XRD图谱图像可知，温度为500℃时，反应后的固体产物中只有Cu，则为确保反应后的固体产物不含Cu2O，可以采取的措施是将反应的温度控制在500℃；
（4）一氧化碳具有毒性，不能直接排放到空气中，改进措施是在装置的末端添加尾气处理装置，如点燃尾气或用气球收集尾气，以防止一氧化碳污染空气。
故答案为：（1）排尽装置内的空气，防止空气中的成分对实验产生干扰；
（2）乙处澄清石灰水变浑浊，丙处黑色固体变红；
（3）将反应的温度控制在500℃及以上；
（4）增加尾气处理装置，如点燃尾气或用气球收集尾气（合理即可）。
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