2.5 物质的转化(1)
1．从反应原理和产物纯度两个角度考虑，下列制取Fe2(SO4)3溶液的方案中，最佳方案是( )
A. 过量的Fe2O3与稀硫酸反应，过滤
B. 过量的稀硫酸与Fe2O3反应
C. 过量的Fe粉与稀硫酸反应，过滤
D. 过量的Fe粉与CuSO4溶液反应，过滤
2．下列物质间的转化，不能通过一步反应实现的是( )
A. Cu→Cu(NO3)2 B. K2SO4→KNO3
C. Ba(OH)2→NaOH D. Fe2O3→Fe(OH)3
3．在实验室里，用铜粉制取氢氧化铜，有如下实验步骤：①加入稀盐酸；②加入氢氧化钠溶液；③在空气中灼烧；④洗涤；⑤过滤；⑥干燥。其操作顺序正确的是( )
A. ①②⑤⑥③④ B. ③②①⑤④⑥
C. ①②③④⑤⑥ D. ③①②⑤④⑥
4．下列各组转化中，一定条件下均能一步实现的组合是( )
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②③
5．我国每年报废的手机超过1亿部。废旧手机的电路板中含有多种金属，随意丢弃会造成资源浪费并污染土壤和水体。某手机电路板中含有Fe、Sn、Cu、Ag、Au等金属，如图是某工厂回收其中部分金属的流程图。(其中Sn、Au在化合物中的化合价分别为＋2和＋3)
(第5题)
(1)过程Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ均涉及的操作是 ，该操作需要用到一种金属材料制成的仪器是 。
(2)写出过程Ⅱ中反应的化学方程式： 。
(3)写出过程Ⅲ中反应的化学方程式： 。
(4)滤液4的主要成分(水除外)是 。
6．2017年5月第五届中国(湖南)国际矿物宝石博览会在郴州正式开幕，向国内外展现郴州“矿晶之都”的魅力。
(1)郴州市有色金属蕴藏丰富，开采出来的矿物属于 (填“纯净物”或“混合物”)。尽管金属资源丰富，但仍需有效保护，措施有 (任写一条)。
(2)某中学科学兴趣小组的同学收集到一桶含有FeSO4、CuSO4的废液，他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体，设计了如图所示的实验方案：
,(第6题))
①步骤Ⅰ中，金属X是__ __，该反应化学方程式为 。
②步骤Ⅱ中，加入过量稀硫酸的目的是 ，该反应的化学方程式为 。
7．超细碳酸钙可用于生产钙片、牙膏等产品。利用碳化法生产超细碳酸钙的主要流程如图所示：
(第7题)
(1)石灰石主要成分的化学式为 。
(2)乳化池中，生石灰与水发生反应会__ __(填“放热”或“吸热”)，其化学方程式为 。
(3)过筛的目的是拦截__ __(填“大于”或“小于”)筛孔直径的颗粒。
(4)碳化塔中反应的化学方程式为 。
8．下列选项所示的物质转化均能一步实现的是( )
A. FeFe2O3Fe(OH)3
B. CuOCuSO4CuCl2
C. SSO2H2SO4
D. CO2Na2CO3NaOH
9．实验室进行氮气的制取。
(1)实验室利用如图装置制备氮气。
方法一：甲处通入空气，乙处玻璃管放入的物质可以是__ __。
方法二：有同学为了方便，将“乙”处装置改进利用，放入 NH4NO3 进行实验(2NH4NO32N2↑＋4H2O＋O2↑)，该方法可能造成的后果是 。
(第9题)
(2)两种方法，得到的氮气密度总是不相等的原因是 。两者相比较，方法一的优点是 ，方法二的优点是 。
10．某同学在学习中建构了“氮及其化合价的价类关系图”。
(第10题)
(1)图中A点对应的物质化学式为__ __，它对应的物质类别X是__ __。
(2)图中B点对应的物质为大气污染物之一，其化学式为__ __。
(3)浓氨水有挥发性，会挥发出氨气(NH3), NH3中氮元素化合价为__ __。
(4)氮气的化学性质十分稳定，但在一定条件下能与氢气反应生成氨气。有3克氢气参加反应，理论上生成氨气的质量是多少？
11．2017年12月28日，全球首段承载式太阳能光伏发电公路试验段在山东省建成通车。高纯硅是光伏发电的重要材料，生产高纯硅的流程图如图所示：
(第11题)
(1)生产高纯硅需要对普通石英砂(含有少量Fe2O3杂质)进行提纯，其中酸洗是一个重要的步骤。请写出用盐酸除去Fe2O3的反应的化学方程式： 。
(2)整个生产过程中必须控制无氧、无水。如果在SiHCl3与H2反应的过程中若混入了O2，可能引起的后果是__ __。SiHCl3遇水能剧烈反应生成H2SiO3、H2与HCl，该反应的化学方程式为 。
(3)为了节约资源，上述生产流程中可循环利用的物质是__ __(填化学式)。
参考答案
2.5 物质的转化(1)
1．从反应原理和产物纯度两个角度考虑，下列制取Fe2(SO4)3溶液的方案中，最佳方案是(A)
A. 过量的Fe2O3与稀硫酸反应，过滤
B. 过量的稀硫酸与Fe2O3反应
C. 过量的Fe粉与稀硫酸反应，过滤
D. 过量的Fe粉与CuSO4溶液反应，过滤
2．下列物质间的转化，不能通过一步反应实现的是(D)
A. Cu→Cu(NO3)2 B. K2SO4→KNO3
C. Ba(OH)2→NaOH D. Fe2O3→Fe(OH)3
3．在实验室里，用铜粉制取氢氧化铜，有如下实验步骤：①加入稀盐酸；②加入氢氧化钠溶液；③在空气中灼烧；④洗涤；⑤过滤；⑥干燥。其操作顺序正确的是(D)
A. ①②⑤⑥③④ B. ③②①⑤④⑥
C. ①②③④⑤⑥ D. ③①②⑤④⑥
4．下列各组转化中，一定条件下均能一步实现的组合是(B)
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②③
5．我国每年报废的手机超过1亿部。废旧手机的电路板中含有多种金属，随意丢弃会造成资源浪费并污染土壤和水体。某手机电路板中含有Fe、Sn、Cu、Ag、Au等金属，如图是某工厂回收其中部分金属的流程图。(其中Sn、Au在化合物中的化合价分别为＋2和＋3)
(第5题)
(1)过程Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ均涉及的操作是过滤，该操作需要用到一种金属材料制成的仪器是铁架台。
(2)写出过程Ⅱ中反应的化学方程式：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑、Fe＋SnSO4===Sn＋FeSO4。
(3)写出过程Ⅲ中反应的化学方程式：2Cu＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O。
(4)滤液4的主要成分(水除外)是FeSO4。
6．2017年5月第五届中国(湖南)国际矿物宝石博览会在郴州正式开幕，向国内外展现郴州“矿晶之都”的魅力。
(1)郴州市有色金属蕴藏丰富，开采出来的矿物属于混合物(填“纯净物”或“混合物”)。尽管金属资源丰富，但仍需有效保护，措施有合理地开采矿物(任写一条)。
(2)某中学科学兴趣小组的同学收集到一桶含有FeSO4、CuSO4的废液，他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体，设计了如图所示的实验方案：
,(第6题))
①步骤Ⅰ中，金属X是__铁__，该反应化学方程式为Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
②步骤Ⅱ中，加入过量稀硫酸的目的是除去金属混合物中的铁，该反应的化学方程式为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。
7．超细碳酸钙可用于生产钙片、牙膏等产品。利用碳化法生产超细碳酸钙的主要流程如图所示：
(第7题)
(1)石灰石主要成分的化学式为CaCO3。
(2)乳化池中，生石灰与水发生反应会__放热__(填“放热”或“吸热”)，其化学方程式为CaO＋H2O===Ca(OH)2。
(3)过筛的目的是拦截__大于__(填“大于”或“小于”)筛孔直径的颗粒。
(4)碳化塔中反应的化学方程式为Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O。
8．下列选项所示的物质转化均能一步实现的是(D)
A. FeFe2O3Fe(OH)3
B. CuOCuSO4CuCl2
C. SSO2H2SO4
D. CO2Na2CO3NaOH
【解析】 A选项，铁生锈生成的铁锈主要成分是Fe2O3，Fe2O3不能与水反应生成Fe(OH)3，不符合题意；B选项，CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O，CuSO4与稀盐酸不反应；C选项，S＋O2SO2，SO2与H2O不能一步反应得到H2SO4；D选项，2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH。
9．实验室进行氮气的制取。
(1)实验室利用如图装置制备氮气。
方法一：甲处通入空气，乙处玻璃管放入的物质可以是__铜粉__。
方法二：有同学为了方便，将“乙”处装置改进利用，放入 NH4NO3 进行实验(2NH4NO32N2↑＋4H2O＋O2↑)，该方法可能造成的后果是产物中有水生成，易造成试管破裂。
(第9题)
(2)两种方法，得到的氮气密度总是不相等的原因是方法一中获得的氮气中含有稀有气体等其他物质。两者相比较，方法一的优点是原料易得，方法二的优点是获得的氮气较纯净。
【解析】 (1)铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，所以方法一：甲处通入空气，乙处玻璃管放入的物质可以是铜；硝酸铵在加热的条件下会生成氮气、水和氧气，产物中有水生成，易造成试管破裂。(2)装置一中的澄清石灰水吸收二氧化碳，铜吸收氧气，但是稀有气体等杂质不能除去，所以两者相比较，方法一的优点是原料易得，方法二的优点是获得的氮气较纯净。
10．某同学在学习中建构了“氮及其化合价的价类关系图”。
(第10题)
(1)图中A点对应的物质化学式为__N2__，它对应的物质类别X是__单质__。
(2)图中B点对应的物质为大气污染物之一，其化学式为__NO2__。
(3)浓氨水有挥发性，会挥发出氨气(NH3), NH3中氮元素化合价为__－3__。
(4)氮气的化学性质十分稳定，但在一定条件下能与氢气反应生成氨气。有3克氢气参加反应，理论上生成氨气的质量是多少？
【解】 (4)设理论上生成氨气的质量为 x。
3H2＋N22NH3
6 34
3克 x
＝ x＝17克
理论上生成氨气的质量为17克。
11．2017年12月28日，全球首段承载式太阳能光伏发电公路试验段在山东省建成通车。高纯硅是光伏发电的重要材料，生产高纯硅的流程图如图所示：
(第11题)
(1)生产高纯硅需要对普通石英砂(含有少量Fe2O3杂质)进行提纯，其中酸洗是一个重要的步骤。请写出用盐酸除去Fe2O3的反应的化学方程式：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O。
(2)整个生产过程中必须控制无氧、无水。如果在SiHCl3与H2反应的过程中若混入了O2，可能引起的后果是__爆炸__。SiHCl3遇水能剧烈反应生成H2SiO3、H2与HCl，该反应的化学方程式为SiHCl3＋3H2O===H2SiO3＋H2↑＋3HCl↑。
(3)为了节约资源，上述生产流程中可循环利用的物质是__HCl__(填化学式)。
【解析】 (1)用盐酸除去Fe2O3是盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水。(2)整个生产过程中必须控制无氧、无水。在SiHCl3与H2反应过程中若混入O2，由于氢气具有可燃性，H2与O2的混合气体高温易发生爆炸。(3)由于开始HCl是反应物，而结束为生成物，所以可循环利用的物质是HCl。
2.5 物质的转化(2)
1．我们中华民族的祖先在世界冶金史上曾谱写过辉煌的篇章。早在距今2000余年前的西汉时期，就有“曾青得铁则化为铜”的记述，此乃现代湿法冶金之先驱。从现代科学观点理解，“曾青”应赋予的最恰当含义为( )
A. 铜(单质) B. 硫酸铜(溶液)
C. 铜的化合物 D. 可溶性铜盐(溶液)
2．用“W”形玻璃管进行微型实验，如图所示。下列说法中，不正确的是( )
,(第2题))
A. a处红棕色粉末变为黑色
B. a处的反应为CO＋Fe2O3===2Fe＋CO2
C. b处澄清石灰水变浑浊证明有CO2生成
D. 可利用点燃的方法进行尾气处理
3．在一定条件下，钛由四氯化钛(TiCl4)和金属镁反应而制得：TiCl4＋2Mg===Ti＋2MgCl2。下列关于该反应的说法错误的是( )
A. 该反应是制取金属钛的一种途径
B. 反应前后镁元素的化合价发生了改变
C. 氯原子数在反应前后发生了改变
D. 反应前后分子种类发生改变
4．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，其中一步反应为SiO2＋2CSi＋2CO2。下列对该反应的分析正确的是( )
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
5．某气体可能含有水蒸气、CO、H2中的一种或几种。为了确定其成分，最佳的实验方案是将气体依次通过装置( )
A. 甲、乙、丙 B. 丙、乙、甲
C. 丙、甲、乙、丙 D. 丙、甲、丙、乙
(第6题)
6．如图所示为用铜丝绕成的锥形螺旋罩，置于酒精灯火焰上方。随着铜丝罩的垂直下移，可观察到酒精灯火焰越来越小，最终完全熄灭。
(1)铜丝在空气中受热，表面会产生黑色的__ __(填化学式)。
(2)表面变黑的铜丝下移过程中遇到酒精蒸气，又会变成光亮的红色，这是因为黑色物质发生了__ __(填“氧化”或“还原”)反应。
(3)铜丝具有良好的导热性，能将热量很快散失，使酒精蒸气的温度低于 ，从而使酒精灯火焰熄灭。
7．某科学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探讨工业炼铁的原理，装置如图所示。
,(第7题))
(1)为避免一氧化碳污染空气，并回收纯净的一氧化碳，方框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序为a→ →e。
(2)回收的CO被储存在装置__ __(填字母)中。
(3)实验开始时，应 (填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”)，目的是 。
(4)实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象为 ，反应的化学方程式为 。
8．如图所示为铜片A的一系列变化，据图回答问题：
(1)若方法1中的X物质为常见气体，且发生置换反应，则X是__ __(填化学式)。
(2)写出方法2的化学方程式： 。
(3)铜片A、铜片B、铜片C的质量分别为mA、mB、mC。其中方法1和方法2均完全反应。则mA、mB、mC三者的大小关系为 。
9．某地出产一种赤铁矿，其中Fe2O3的质量分数为64%，试计算：
(1)Fe2O3中铁元素的质量分数为 。
(2)用100吨该赤铁矿经过充分冶炼，最多可以生产出含铁96%的生铁 吨。(工业炼铁是利用CO的还原性，将Fe从矿石中还原出来)
10．已知反应：3H2＋Fe2O32Fe＋3H2O；3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。H2和CO在这两个反应中均将Fe2O3还原为Fe，均作还原剂。
(1)请你分析上述反应中还原剂各元素的化合价在化学反应前后的变化情况，归纳出化学反应中还原剂所含元素化合价的变化规律： 。
(2)请根据你得出的规律，判断反应Mg＋CuCl2===MgCl2＋Cu中的还原剂是__ __。
(3)在化学反应中与还原剂中元素化合价变化规律相反的物质称为氧化剂，则化学反应：Cl2＋2NaBr===Br2＋2NaCl中的氧化剂是__ __。
11．“章丘手工铁锅制造需要历经十二道工序，再过十八遍火候，一千度高温锤炼，经受三万六千次锻打，直到锅如明镜。”其炉渣中主要含FeO、Fe2O3，还有一定量既不溶于水，也不与稀酸反应的杂质。现按如图工艺流程，用炉渣制备绿矾(FeSO4·7H2O)。请回答下列问题：
(第11题)
查阅资料：氧化亚铁与稀硫酸、铁与硫酸铁反应均可生成硫酸亚铁。
(1)步骤一中发生反应的化学方程式为 、
。
(2)步骤一中的操作名称是__ __，为提高步骤一中反应的反应速率，可以增大硫酸的浓度、升高反应物的温度，还可以 (写1 条，不考虑“搅拌”和“使用催化剂”)。
(3)步骤二中无气体生成的反应的化学方程式为 ，测得滤液2的pH明显大于滤液1，其原因是 。
(4)滤液2得到绿矾可以采取的方法是 。
(5)某科学兴趣小组在实验室中利用该炉渣按照上述工艺流程制取绿矾。现取100克炉渣，得到干燥杂质5克，步骤二中加入15.6克铁粉，得到滤渣5.6克。要计算理论上制得绿矾的质量，除要利用上述给定的全部数据外，在实验过程中，还需测定的一个数据是 。
12．小金利用如图所示装置进行甲、乙对比实验，探究温度对CO和Fe2O3反应的影响(固定装置略)。
,(第12题))
(1)从实验安全角度考虑，图示装置还应采取的改进措施是 。
(2)完全反应后，两组的生成物均为黑色粉末(纯净物)，分别用两组生成物进行以下实验：
步骤
操作
甲组现象
乙组现象
1
称量黑色粉末质量/克
m1
m2
2
取黑色粉末，用磁铁吸引
能被吸引
能被吸引
3
取黑色粉末，加入稀盐酸
全部溶解，有大量气泡
无明显现象
4
取黑色粉末，加入足量CuSO4溶液
有红色物质生成
无明显现象
①甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是 。
②小金查阅资料后发现：Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应，故猜想乙组的生成物为Fe3O4。之后他又发现m2恰好为__ _克，这正好支持上述猜想。
(3)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响，且均体现出CO的 (填写化学性质)。
参考答案
2.5 物质的转化(2)
1．我们中华民族的祖先在世界冶金史上曾谱写过辉煌的篇章。早在距今2000余年前的西汉时期，就有“曾青得铁则化为铜”的记述，此乃现代湿法冶金之先驱。从现代科学观点理解，“曾青”应赋予的最恰当含义为(D)
A. 铜(单质) B. 硫酸铜(溶液)
C. 铜的化合物 D. 可溶性铜盐(溶液)
2．用“W”形玻璃管进行微型实验，如图所示。下列说法中，不正确的是(B)
,(第2题))
A. a处红棕色粉末变为黑色
B. a处的反应为CO＋Fe2O3===2Fe＋CO2
C. b处澄清石灰水变浑浊证明有CO2生成
D. 可利用点燃的方法进行尾气处理
3．在一定条件下，钛由四氯化钛(TiCl4)和金属镁反应而制得：TiCl4＋2Mg===Ti＋2MgCl2。下列关于该反应的说法错误的是(C)
A. 该反应是制取金属钛的一种途径
B. 反应前后镁元素的化合价发生了改变
C. 氯原子数在反应前后发生了改变
D. 反应前后分子种类发生改变
4．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，其中一步反应为SiO2＋2CSi＋2CO2。下列对该反应的分析正确的是(A)
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
5．某气体可能含有水蒸气、CO、H2中的一种或几种。为了确定其成分，最佳的实验方案是将气体依次通过装置(D)
A. 甲、乙、丙 B. 丙、乙、甲
C. 丙、甲、乙、丙 D. 丙、甲、丙、乙
(第6题)
6．如图所示为用铜丝绕成的锥形螺旋罩，置于酒精灯火焰上方。随着铜丝罩的垂直下移，可观察到酒精灯火焰越来越小，最终完全熄灭。
(1)铜丝在空气中受热，表面会产生黑色的__CuO__(填化学式)。
(2)表面变黑的铜丝下移过程中遇到酒精蒸气，又会变成光亮的红色，这是因为黑色物质发生了__还原__(填“氧化”或“还原”)反应。
(3)铜丝具有良好的导热性，能将热量很快散失，使酒精蒸气的温度低于着火点，从而使酒精灯火焰熄灭。
7．某科学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探讨工业炼铁的原理，装置如图所示。
,(第7题))
(1)为避免一氧化碳污染空气，并回收纯净的一氧化碳，方框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序为a→d→b→e。
(2)回收的CO被储存在装置__C__(填字母)中。
(3)实验开始时，应先通CO再加热(填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”)，目的是赶尽玻璃管内的空气，防止加热时发生爆炸。
(4)实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象为有黑色铁粉生成，反应的化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。
8．如图所示为铜片A的一系列变化，据图回答问题：
(1)若方法1中的X物质为常见气体，且发生置换反应，则X是__H2__(填化学式)。
(2)写出方法2的化学方程式：CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O。
(3)铜片A、铜片B、铜片C的质量分别为mA、mB、mC。其中方法1和方法2均完全反应。则mA、mB、mC三者的大小关系为mA＝mB>mC。
9．某地出产一种赤铁矿，其中Fe2O3的质量分数为64%，试计算：
(1)Fe2O3中铁元素的质量分数为70%。
(2)用100吨该赤铁矿经过充分冶炼，最多可以生产出含铁96%的生铁46.67吨。(工业炼铁是利用CO的还原性，将Fe从矿石中还原出来)
10．已知反应：3H2＋Fe2O32Fe＋3H2O；3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。H2和CO在这两个反应中均将Fe2O3还原为Fe，均作还原剂。
(1)请你分析上述反应中还原剂各元素的化合价在化学反应前后的变化情况，归纳出化学反应中还原剂所含元素化合价的变化规律：还原剂在化学反应中元素化合价升高。
(2)请根据你得出的规律，判断反应Mg＋CuCl2===MgCl2＋Cu中的还原剂是__Mg__。
(3)在化学反应中与还原剂中元素化合价变化规律相反的物质称为氧化剂，则化学反应：Cl2＋2NaBr===Br2＋2NaCl中的氧化剂是__Cl2__。
【解析】 (1)在题干的两个反应中，H2和CO作还原剂，且反应后氢元素和碳元素的化合价都升高，所以还原剂在化学反应中元素化合价升高。(2)根据化学方程式可知，镁的化合价由0变成了＋2，化合价升高，说明镁是这一反应的还原剂。(3)由定义可知，氧化剂在化学反应中化合价会降低，分析化学方程式可知，氯元素的化合价由0变成了－1，所以Cl2是这一反应的氧化剂。
11．“章丘手工铁锅制造需要历经十二道工序，再过十八遍火候，一千度高温锤炼，经受三万六千次锻打，直到锅如明镜。”其炉渣中主要含FeO、Fe2O3，还有一定量既不溶于水，也不与稀酸反应的杂质。现按如图工艺流程，用炉渣制备绿矾(FeSO4·7H2O)。请回答下列问题：
(第11题)
查阅资料：氧化亚铁与稀硫酸、铁与硫酸铁反应均可生成硫酸亚铁。
(1)步骤一中发生反应的化学方程式为FeO＋H2SO4===FeSO4＋H2O、Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O。
(2)步骤一中的操作名称是__过滤__，为提高步骤一中反应的反应速率，可以增大硫酸的浓度、升高反应物的温度，还可以将炉渣粉碎(写1 条，不考虑“搅拌”和“使用催化剂”)。
(3)步骤二中无气体生成的反应的化学方程式为Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4，测得滤液2的pH明显大于滤液1，其原因是铁消耗过量的硫酸，溶液的酸性减弱。
(4)滤液2得到绿矾可以采取的方法是蒸发溶剂。
(5)某科学兴趣小组在实验室中利用该炉渣按照上述工艺流程制取绿矾。现取100克炉渣，得到干燥杂质5克，步骤二中加入15.6克铁粉，得到滤渣5.6克。要计算理论上制得绿矾的质量，除要利用上述给定的全部数据外，在实验过程中，还需测定的一个数据是氢气的质量。
【解析】 (1)步骤一中，氧化亚铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和水，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水。
(2)步骤一反应将不溶性杂质分离，应进行的操作是过滤，为提高步骤一的反应速率，可将炉渣粉碎。
(3)步骤二中无气体生成的化学反应是铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁，滤液2的pH明显大于滤液1，是因为铁消耗了过量的硫酸，溶液的酸性减弱。
(4)滤液2得到绿矾可以采取蒸发溶剂的方法。
(5)最终制得的FeSO4来源有三个：①炉渣中的FeO与稀硫酸反应得到FeSO4；②炉渣中的Fe2O3与稀硫酸反应得到Fe2(SO4)3再与Fe反应得到FeSO4；③步骤一中过量的H2SO4与加入的Fe反应得到。取100克炉渣，步骤一得到干燥杂质5克，即炉渣中FeO、Fe2O3的总质量为95克；步骤二中加入15.6克铁粉，得到滤渣5.6克，这5.6克滤渣是未反应的铁粉，则参加反应的铁粉质量为10克，这部分铁粉最终全部转化为FeSO4，但炉渣中的Fe元素质量无法得出，因此炉渣中的铁元素的转化必须将二价铁和三价铁分开计算。所以可以计算通过步骤二中参与反应的Fe分别与H2SO4和Fe2(SO4)3反应的质量，即测量生成的氢气的质量入手。
12．小金利用如图所示装置进行甲、乙对比实验，探究温度对CO和Fe2O3反应的影响(固定装置略)。
,(第12题))
(1)从实验安全角度考虑，图示装置还应采取的改进措施是在装置末端导管处放置一盏点燃的酒精灯(或在装置末端导管处扎气球)。
(2)完全反应后，两组的生成物均为黑色粉末(纯净物)，分别用两组生成物进行以下实验：
步骤
操作
甲组现象
乙组现象
1
称量黑色粉末质量/克
m1
m2
2
取黑色粉末，用磁铁吸引
能被吸引
能被吸引
3
取黑色粉末，加入稀盐酸
全部溶解，有大量气泡
无明显现象
4
取黑色粉末，加入足量CuSO4溶液
有红色物质生成
无明显现象
①甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。
②小金查阅资料后发现：Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应，故猜想乙组的生成物为Fe3O4。之后他又发现m2恰好为__4.64__克，这正好支持上述猜想。
(3)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响，且均体现出CO的还原性(填写化学性质)。
【解析】 (1)一氧化碳是有毒的气体，排放到空气中会污染空气，利用一氧化碳的可燃性可在装置末端导管处放一盏点燃的酒精灯或在导管后扎气球收集进行处理。(2)一氧化碳和氧化铁反应的固体产物为黑色，能被磁铁吸引，故可能是铁粉、四氧化三铁或二者的混合物。①在实验甲中，黑色粉末能全部与盐酸反应，且有气泡产生，加入足量CuSO4溶液，有红色物质生成，可知甲组的黑色粉末是Fe。②在实验乙中，黑色粉末不与稀盐酸和CuSO4反应，说明黑色粉末中没有铁粉，生成物全部是四氧化三铁，m2＝4.8克×÷×100%＝4.64克。
分组实验：物质的鉴别
1．只用水无法鉴别的一组物质是( )
A. 炭粉、二氧化锰 B. 淀粉、氯化钠
C. 冰糖粉、硫酸铜 D. 碳酸钙、氯化钙
2．常温下，某种无色溶液加入少量镁粉，有无色气体放出。若另取少量该溶液，加入适量氯化钡溶液充分反应后，有白色沉淀产生，过滤，将滤液蒸干结果得到一种与氯化钠成分相同的晶体。由此推断该溶液可能是( )
A. 碳酸钠和硫酸 B. 稀盐酸和碳酸钠
C. 稀盐酸和硫酸钠 D. 氯化钠和稀盐酸
3．有一无色溶液X，分别加入BaCl2溶液、NaOH溶液和NaCl溶液，出现的现象如图所示，则溶液X是( )
,(第3题))
A. H2SO4溶液 B. (NH4)2SO4溶液
C. NH4Cl溶液 D. Na2CO3溶液
(第4题)
4．如图所示，甲、乙、丙、丁、戊五种物质分别是铁、盐酸、氢氧化钙、硫酸铜、碳酸钠中的一种。连线两端的物质间能发生化学反应，甲与戊反应产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，丙溶液为蓝色。下列能替代图中丁物质的是( )
A. Ag B. BaCl2
C. CuO D. NaOH
5．区分下列各组物质所用的方法都正确的是( )
选项
需要区分的物质
方法一
方法二
A
氯化铵与硝酸铵
分别与熟石灰混合研磨
观察颜色
B
食盐和纯碱
加食醋
溶解，滴加氯化钙溶液
C
硝酸钠与亚硝酸钠
溶解，滴加酚酞试液
尝味道
D
羊毛与涤纶
点燃，闻气味
观察色泽
6．某混合溶液可能含Na2SO4、Na2CO3、NaOH中的一种或几种溶质，为验证其组成进行如图实验：
,(第6题))
(1)混合溶液的溶质中一定有 ，产生该气体的反应的化学方程式为 。
(2)按该加入试剂的顺序，不能验证所有的物质，原因是 ，改变上述三步中所用三种试剂的滴加顺序，就能验证所有物质的有无，则这三种试剂滴加的顺序依次为 (填序号)。
7．小明制作了图甲所示的简易酸碱灭火器装置，进行图乙所示的灭火操作后，对瓶中残留液体做了如下实验：
,(第7题))
①取少量残留液于试管中，滴加2滴紫色石蕊试液，变红色。
②另取少量残留液于试管中，滴加适量氯化钡溶液，有白色沉淀。
(1)步骤①现象说明 。
(2)写出步骤②中反应的化学方程式： (写出一个)。
(3)残留液中溶质是 (填化学式)。
8．有一包粉末可能含有CaCO3、Na2CO3、Na2SO4、CuSO4、NaNO3中的一种或几种，某学生为了确定其组成，做了如下实验，请根据实验现象进行推断，把相应物质的化学式填在空格内。
(1)在试管中加入少量粉末，注入足量的蒸馏水充分振荡，溶液无色透明，没有沉淀物，原粉末中肯定不含的物质是 。
(2)取少量上述溶液滴入盐酸，有气泡产生，原粉末中肯定有的物质是 。
(3)另取(1)中少量溶液滴入BaCl2溶液，有白色沉淀产生。再滴加稀硝酸，沉淀部分溶解，并有气泡产生，原粉末中肯定还有的物质是 ，可能有的物质是 。
9．下列A～D是初中科学常见的物质，其中A为含三种元素的钠盐，C为大理石的主要成分，B是两种元素组成的纯净物，它们之间存在如图所示的关系(连线表示会发生化学反应，箭头表示通过反应可以生成某物质)：
(第9题)
(1)A的化学式为 。
(2)D溶液中所有可能的溶质组成情况有__ __种。
(第10题)
10．甲、乙、丙和X、Y、Z都是初中科学中常见的物质，甲、乙、丙都是氧化物，且常温下甲是固体，乙是气体，丙是液体。在一定条件下，甲、乙、丙之间存在如图所示的转化关系(反应条件和部分生成物已略去)。下列判断正确的是( )
A. 甲一定是氧化铜
B. X一定具有还原性
C. Z一定是酸
D. Y和Z一定能发生反应
(第11题)
11．如图所示，围棋棋盘上有五枚棋子，代表铁、稀盐酸、氢氧化钡、碳酸钙、硝酸银五种物质，相邻棋子间的连线表示物质间可以反应。已知与戊的反应中：甲－戊的反应类型不同于其他几个反应；丙－戊反应能产生一种气体，且该气体还能与丁反应生成沉淀。则下列对应关系正确的是( )
选项
甲
乙
丙
丁
戊
A
铁
硝酸银
碳酸钙
氢氧化钡
稀盐酸
B
硝酸银
铁
稀盐酸
氢氧化钡
碳酸钙
C
硝酸银
铁
碳酸钙
氢氧化钡
稀盐酸
D
铁
氢氧化钡
碳酸钙
硝酸银
稀盐酸
12．在实验室里，某同学看到氢氧化钠试剂瓶的瓶口有白色粉末。他对白色粉末的成分作出了以下几种猜测：
猜测一：可能是氢氧化钠。
猜测二：可能是碳酸钠。
猜测三：可能是氢氧化钠和碳酸钠。
为探究白色粉末的成分，他将该粉末溶于水，得到无色溶液，再进行了如图所示实验：
,(第12题))
(1)根据实验现象推测，无色气体是 。
(2)在溶液2中滴加过量氯化钡溶液的目的是 。
(3)由实验现象可知，猜测__ __是正确的。
13．如图是小敏在鉴别纯碱溶液和氢氧化钙溶液时所进行的系列实验：
,(第13题))
(1)若把废液A逐渐倒入废液B中时，仅产生白色沉淀，则废液A中的溶质是 。
(2)若把废液A逐渐倒入废液B中时，刚开始有气泡冒出，后产生白色沉淀，则废液B中的溶质是 。
(3)若把废液A逐渐倒入废液B中时，无任何明显现象，则废液A中的溶质可能存在__ __种情况，废液B中的溶质可能存在__ __种情况。
(4)向废液C中滴入无色酚酞试液，发现溶液仍为无色。由此推断废液C中的溶质是 。
参考答案
分组实验：物质的鉴别
1．只用水无法鉴别的一组物质是(A)
A. 炭粉、二氧化锰 B. 淀粉、氯化钠
C. 冰糖粉、硫酸铜 D. 碳酸钙、氯化钙
2．常温下，某种无色溶液加入少量镁粉，有无色气体放出。若另取少量该溶液，加入适量氯化钡溶液充分反应后，有白色沉淀产生，过滤，将滤液蒸干结果得到一种与氯化钠成分相同的晶体。由此推断该溶液可能是(C)
A. 碳酸钠和硫酸 B. 稀盐酸和碳酸钠
C. 稀盐酸和硫酸钠 D. 氯化钠和稀盐酸
3．有一无色溶液X，分别加入BaCl2溶液、NaOH溶液和NaCl溶液，出现的现象如图所示，则溶液X是(B)
,(第3题))
A. H2SO4溶液 B. (NH4)2SO4溶液
C. NH4Cl溶液 D. Na2CO3溶液
(第4题)
4．如图所示，甲、乙、丙、丁、戊五种物质分别是铁、盐酸、氢氧化钙、硫酸铜、碳酸钠中的一种。连线两端的物质间能发生化学反应，甲与戊反应产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，丙溶液为蓝色。下列能替代图中丁物质的是(D)
A. Ag B. BaCl2
C. CuO D. NaOH
5．区分下列各组物质所用的方法都正确的是(B)
选项
需要区分的物质
方法一
方法二
A
氯化铵与硝酸铵
分别与熟石灰混合研磨
观察颜色
B
食盐和纯碱
加食醋
溶解，滴加氯化钙溶液
C
硝酸钠与亚硝酸钠
溶解，滴加酚酞试液
尝味道
D
羊毛与涤纶
点燃，闻气味
观察色泽
6．某混合溶液可能含Na2SO4、Na2CO3、NaOH中的一种或几种溶质，为验证其组成进行如图实验：
,(第6题))
(1)混合溶液的溶质中一定有Na2CO3、Na2SO4，产生该气体的反应的化学方程式为2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋CO2↑＋H2O。
(2)按该加入试剂的顺序，不能验证所有的物质，原因是若有NaOH会被试剂①中和，试剂③不能检出，改变上述三步中所用三种试剂的滴加顺序，就能验证所有物质的有无，则这三种试剂滴加的顺序依次为②③①(填序号)。
7．小明制作了图甲所示的简易酸碱灭火器装置，进行图乙所示的灭火操作后，对瓶中残留液体做了如下实验：
,(第7题))
①取少量残留液于试管中，滴加2滴紫色石蕊试液，变红色。
②另取少量残留液于试管中，滴加适量氯化钡溶液，有白色沉淀。
(1)步骤①现象说明酸过量(或溶液显酸性)。
(2)写出步骤②中反应的化学方程式：H2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl(写出一个)。
(3)残留液中溶质是H2SO4、Na2SO4(填化学式)。
8．有一包粉末可能含有CaCO3、Na2CO3、Na2SO4、CuSO4、NaNO3中的一种或几种，某学生为了确定其组成，做了如下实验，请根据实验现象进行推断，把相应物质的化学式填在空格内。
(1)在试管中加入少量粉末，注入足量的蒸馏水充分振荡，溶液无色透明，没有沉淀物，原粉末中肯定不含的物质是CaCO3、CuSO4。
(2)取少量上述溶液滴入盐酸，有气泡产生，原粉末中肯定有的物质是Na2CO3。
(3)另取(1)中少量溶液滴入BaCl2溶液，有白色沉淀产生。再滴加稀硝酸，沉淀部分溶解，并有气泡产生，原粉末中肯定还有的物质是Na2SO4，可能有的物质是NaNO3。
9．下列A～D是初中科学常见的物质，其中A为含三种元素的钠盐，C为大理石的主要成分，B是两种元素组成的纯净物，它们之间存在如图所示的关系(连线表示会发生化学反应，箭头表示通过反应可以生成某物质)：
(第9题)
(1)A的化学式为Na2CO3。
(2)D溶液中所有可能的溶质组成情况有__3__种。
(第10题)
10．甲、乙、丙和X、Y、Z都是初中科学中常见的物质，甲、乙、丙都是氧化物，且常温下甲是固体，乙是气体，丙是液体。在一定条件下，甲、乙、丙之间存在如图所示的转化关系(反应条件和部分生成物已略去)。下列判断正确的是(B)
A. 甲一定是氧化铜
B. X一定具有还原性
C. Z一定是酸
D. Y和Z一定能发生反应
【解析】 结合图，可推测甲可能为氧化铜或氧化铁等，乙可能为二氧化碳，丙可能为水，X可能为碳或一氧化碳，Y可能为氢氧化钙或氢氧化钠，Z可能为氢气或酸，代入图中验证，满足转化关系。所以甲可能为氧化铜或氧化铁等，X一定具有还原性，Z可能为氢气或酸，Y和Z可能能发生反应。
(第11题)
11．如图所示，围棋棋盘上有五枚棋子，代表铁、稀盐酸、氢氧化钡、碳酸钙、硝酸银五种物质，相邻棋子间的连线表示物质间可以反应。已知与戊的反应中：甲－戊的反应类型不同于其他几个反应；丙－戊反应能产生一种气体，且该气体还能与丁反应生成沉淀。则下列对应关系正确的是(A)
选项
甲
乙
丙
丁
戊
A
铁
硝酸银
碳酸钙
氢氧化钡
稀盐酸
B
硝酸银
铁
稀盐酸
氢氧化钡
碳酸钙
C
硝酸银
铁
碳酸钙
氢氧化钡
稀盐酸
D
铁
氢氧化钡
碳酸钙
硝酸银
稀盐酸
【解析】 丙－戊反应能产生一种气体，且该气体能与丁反应生成沉淀，所以丙－戊反应只能是盐酸与碳酸钙反应；甲－戊的反应类型不同于其他几个反应，只有铁与盐酸的反应属于置换反应，其他反应都是复分解反应，所以戊是盐酸，甲是铁，丙是碳酸钙，丁是氢氧化钡，剩下的乙是硝酸银。
12．在实验室里，某同学看到氢氧化钠试剂瓶的瓶口有白色粉末。他对白色粉末的成分作出了以下几种猜测：
猜测一：可能是氢氧化钠。
猜测二：可能是碳酸钠。
猜测三：可能是氢氧化钠和碳酸钠。
为探究白色粉末的成分，他将该粉末溶于水，得到无色溶液，再进行了如图所示实验：
,(第12题))
(1)根据实验现象推测，无色气体是二氧化碳。
(2)在溶液2中滴加过量氯化钡溶液的目的是除尽溶液中的碳酸钠。
(3)由实验现象可知，猜测__三__是正确的。
【解析】 (1)溶液1产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，说明气体是二氧化碳，即原物质中有碳酸钠。(2)溶液2中先加入过量的氯化钡溶液，是为了除尽溶液中的碳酸钠，过滤后，向滤液中滴加氯化铜溶液，生成氢氧化铜蓝色沉淀，说明滤液中有氢氧根离子，即原物质中有氢氧化钠。(3)由实验现象可知，既有碳酸钠，又有氢氧化钠，即猜想三成立。
13．如图是小敏在鉴别纯碱溶液和氢氧化钙溶液时所进行的系列实验：
,(第13题))
(1)若把废液A逐渐倒入废液B中时，仅产生白色沉淀，则废液A中的溶质是碳酸钠、氯化钠。
(2)若把废液A逐渐倒入废液B中时，刚开始有气泡冒出，后产生白色沉淀，则废液B中的溶质是氯化钙、氯化氢。
(3)若把废液A逐渐倒入废液B中时，无任何明显现象，则废液A中的溶质可能存在__2__种情况，废液B中的溶质可能存在__2__种情况。
(4)向废液C中滴入无色酚酞试液，发现溶液仍为无色。由此推断废液C中的溶质是氯化钠；氯化钠、氯化钙；氯化钠、氯化氢；氯化钠、氯化氢、氯化钙。
【解析】 废液A与废液B中溶质各有三种可能，将废液A逐渐倒入废液B中，现象如表所示，据此回答第(1)～(3)小题：
纯碱溶液＋稀盐酸（废液A）
氢氧化钙溶液＋稀盐
酸（废液B）
恰好完全反应
纯碱过量
稀盐酸过量
NaCl
Na2CO3、NaCl
NaCl、HCl
恰好完全反应
CaCl2
无明显现象
白色沉淀
无明显现象
氢氧化钙过量
CaCl2、Ca(OH)2
无明显现象
白色沉淀
试管发热
稀盐酸过量
CaCl2、HCl
无明显现象
先有气体，后有白色沉淀
无明显现象
向废液C中滴入无色酚酞试液，发现溶液仍为无色，可知溶液不显碱性，即不含Ca(OH)2和Na2CO3，由上表分析可知，废液C中溶质一定有NaCl，可能有CaCl2和HCl。
