实验：物质的鉴别
知识点 1 物质的鉴别
1．下列各组物质，仅用水无法鉴别的是( )
A．CuSO4、Na2SO4 B．KCl、NaCl
C．CaCO3、Na2CO3 D．NH4NO3、NaNO3
2．在化学实验室，对某种化合物的溶液进行了以下实验：
①取少量该溶液加入适量K2SO4溶液，产生白色沉淀，再加入稀硝酸，沉淀不溶解。
②另取少量该溶液加入适量AgNO3溶液，产生白色沉淀，再加入稀硝酸，沉淀不溶解。
则溶液中的物质一定是( )
A．BaCl2 B．CuCl2
C．Na2CO3 D．Ba(NO3)2
3．有甲、乙、丙、丁四种无色溶液，它们分别是HCl、H2SO4、BaCl2、Na2CO3溶液中的一种。为区分这四种溶液，现将它们两两混合并得到下列现象：
溶液
甲＋乙
乙＋丙
丙＋丁
甲＋丁
现象
无明显现象
白色沉淀
白色沉淀
无色气体
根据上述现象，可推知甲、乙、丙、丁四种溶液依次是( )
A．HCl、BaCl2、H2SO4、Na2CO3
B．H2SO4、HCl、BaCl2、Na2CO3
C．HCl、H2SO4、BaCl2、Na2CO3
D．H2SO4、Na2CO3、HCl、BaCl2
4．借助括号内的试剂，不能将组内物质鉴别出来的是( )
A. 固体：铁粉 氧化铜 木炭粉 (稀硫酸)
B. 固体：NaCl NaOH NH4NO3 (水)
C．溶液：NaOH Ca(OH)2 盐酸 (CO2气体)
D．溶液：KNO3 MgCl2 盐酸 (AgNO3溶液)
知识点 2 实验的设计与评价
5. 甲、乙两个化工厂分布在如图A2－S－1所示的位置，箭头所指为工厂排水渠中的水流方向，如果在a处取得的水样经检测只含少量NaOH和Na2SO4；调整两厂废水流量，在c处取得的水样其外观呈红褐色浑浊，经化验，溶液中溶质只含有NaCl。则b处取得的水样所含的物质是( )
图A2－S－1
A．Fe(OH)3、NaCl B．Fe(NO3)3、BaCl2 C．FeCl3、BaCl2 D．FeCl3、HCl
6．某同学对下列四个实验都设计了两种方案，其中方案1合理、方案2不合理的是( )
A．除去氢氧化钠中少量的碳酸钠。方案1：加水溶解；方案2：加稀硫酸
B．清洗铁制品表面的铁锈。方案1：加适量稀盐酸；方案2：用水洗涤
C．鉴别氯化钠溶液和稀盐酸。方案1：加锌粒；方案2：加石蕊试液
D．检验一氧化碳中是否混有二氧化碳。方案1：点燃；方案2：通入澄清石灰水
7．2018·哈尔滨 区分下列各组物质的两种方法都正确的是( )
选项
A
B
C
D
需区分
的物质
磷矿粉
和碳铵
酒精和水
呼出气体
和空气
黄金和
黄铜
方法一
加水，搅
拌，观察
测pH
滴入氢氧
化钠溶液
加入氯化
铝溶液
方法二
闻气味
观察颜色
滴入酚
酞试液
加入稀
盐酸
8.下列各组物质的溶液不用其他试剂无法鉴别的是 ( )
A．H2SO4 NaCl Na2CO3 CaCl2
B．HCl NaOH CuSO4 MgSO4
C．Na2CO3 K2SO4 BaCl2 HCl
D．NaNO3 HCl CaCl2 KOH
9．2018·湖州现有4种试剂：①紫色石蕊试液，②稀硫酸，③碳酸钾溶液，④氯化钡溶液。能用来一次性鉴别稀盐酸、氢氧化钡溶液、碳酸钠溶液的试剂是( )
A．② B．②③ C．①②③ D．②③④
10．2018·台州 某固体由Ba2＋、Cu2＋、Na＋、Cl－、CO32－、SO42－中的几种离子构成，取一定质量的该固体样品，进行如下实验：
①将固体溶于水得无色透明溶液，加入足量BaCl2溶液，过滤后得到5 g白色沉淀；
②在沉淀中加入过量稀硝酸，仍有3 g白色沉淀；
③在滤液中滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀。则该固体中一定含有( )
A．Na＋、CO32－、SO42－ B．Cu2＋、CO32－、SO42－
C．Cl－、CO32－、SO42－ D．Na＋、Ba2＋、Cl－
11．2016·丽水 小科同学对实验室中已经变质的NaOH固体进行探究。
[提出问题] NaOH是否完全变质？
[猜想与假设]
①部分变质，固体是NaOH和Na2CO3的混合物；
②全部变质，固体是Na2CO3。
[查阅资料]
①NaOH溶液与FeCl3溶液会发生反应，有红褐色絮状沉淀等现象出现；
②NaCl溶液和BaCl2溶液均呈中性。
[进行实验]
步骤
实验操作
实验现象
1
取少量固体于小烧杯中，加水充分溶解
固体全
部溶解
2
取少量烧杯中的溶液于试管中，加入过量的BaCl2溶液
产生白
色沉淀
3
取__________________________________________________________________
________________于另一试管中，再加入少量FeCl3溶液
产生红褐色
絮状沉淀
[解释与结论]
(1)请将步骤3实验操作补充完整。
(2)步骤2加入过量BaCl2溶液的目的是__________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)根据实验现象，可确定该固体是NaOH和Na2CO3的混合物。
[交流与评价] 小科同学把步骤3中的FeCl3溶液改为无色酚酞试液，若无色酚酞试液变红，也可以确定该固体是NaOH和Na2CO3的混合物。你认为是否合理？__________。
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12．下列能一次性鉴别(NH4)2SO4、NH4NO3、K2SO4、NaCl四种溶液的试剂是( )
A．KOH B．Ba(NO3)2 C．Ba(OH)2 D．AgNO3
13．某溶液可能含CuSO4、HCl、MgCl2、Na2CO3中的几种，向其中加质量分数为34.2%的Ba(OH)2溶液，反应中产生沉淀的质量与加入Ba(OH)2溶液质量的关系如图A2－S－2。下列说法正确的是( )
图A2－S－2
A．原溶液含CuSO4和HCl
B．产生的沉淀可能是BaCO3
C．a点溶液只有一种溶质
D．b点溶液中含溶质41.6 g
14．某溶液含有Na＋、H＋、Ba2＋、OH－、Cl－、CO32－、SO42－中的几种，进行如下实验：
①取少量溶液于试管中，加入足量氯化钡溶液，产生白色沉淀，过滤后得到滤渣和滤液；
②向滤渣中加入稀硝酸，滤渣全部溶解并产生气泡；
③向滤液中滴入无色酚酞试液，溶液呈红色。
根据上述实验判断该溶液中：
(1)一定含有的离子是__________________。
(2)一定不含的离子是__________________。
(3)不能确定的离子是______，欲确定其是否存在，方法是：另取少量原溶液于试管中，________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，若看到____________________________________________________________，说明溶液中含有该离子。
教师详解详析
1．B [解析] 硫酸铜溶于水形成蓝色溶液，硫酸钠溶于水形成无色溶液，可以鉴别。氯化钾、氯化钠均易溶于水形成无色溶液，且溶于水温度均无明显变化，不能鉴别。碳酸钙难溶于水，碳酸钠易溶于水形成无色溶液，可以鉴别。硝酸铵溶于水吸热，温度降低；硝酸钠溶于水温度几乎无变化，可以鉴别。
2．A [解析] 所有的钾盐都溶于水，加入硫酸钾后生成了不溶于硝酸的白色沉淀只能是硫酸钡，所以原化合物提供了钡离子；加入硝酸银也出现了不溶于硝酸的白色沉淀，只能是氯化银沉淀，所以原溶液提供了氯离子。
3．C
4．D [解析] 铁粉与稀硫酸反应有气泡产生且溶液变为浅绿色，氧化铜与稀硫酸反应溶液变为蓝色，木炭粉与稀硫酸不反应，可以鉴别；NaOH、NH4NO3溶于水分别放热、吸热，使温度分别升高、降低，氯化钠溶于水温度几乎无变化，可以鉴别；二氧化碳能使氢氧化钙溶液变浑浊，盐酸能使变浑浊的氢氧化钙溶液变澄清，氢氧化钠不能使变浑浊的氢氧化钙溶液变澄清，可以鉴别；氯化镁和盐酸都能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，不可以鉴别。
5．C [解析] a处取得的水样经检测只含NaOH和Na2SO4，在c处取得的水样其外观呈红褐色浑浊，说明在c处生成了氢氧化铁沉淀，而溶液中只有氯化钠存在，说明硫酸根也被沉淀下来，则b处水样含有FeCl3和BaCl2。
6．B
7．A [解析] A中磷矿粉难溶于水，碳铵易溶于水；磷矿粉无气味，碳铵有刺激性气味，两种区分方法都可行。B中酒精和水的pH＝7，都是无色液体，两种方法都不能区分。C中向呼出的气体和空气中滴入氢氧化钠溶液，均无现象；二者都不能使酚酞试液变色，两种方法都不能区分。D中黄铜是锌和铜的合金，黄金和黄铜都不与氯化铝溶液反应，无现象；黄铜与稀盐酸反应有气泡产生，黄金与稀盐酸不反应，无现象，第一种方法不能区分。
8．D [解析] A项中组内四种物质的溶液两两混合时，有一种溶液与其他三种溶液混合时出现一次白色沉淀和一次放出气体，该溶液为Na2CO3溶液；与Na2CO3溶液混合产生气体的溶液为H2SO4，产生白色沉淀的为CaCl2；与Na2CO3溶液混合无任何现象的为NaCl溶液。B项中CuSO4溶液是蓝色的，能与CuSO4溶液反应产生蓝色沉淀的是NaOH溶液，能与NaOH溶液反应产生白色沉淀的是MgSO4溶液，无明显变化的是HCl，不加其他试剂可以鉴别。C项中组内四种物质的溶液两两混合时，其中有一种溶液与其他三种溶液混合时出现一次白色沉淀和一次放出气体，该溶液为Na2CO3溶液；与Na2CO3溶液混合产生气体的溶液为HCl，产生白色沉淀的为BaCl2溶液；与Na2CO3溶液混合无任何现象的为K2SO4溶液。D项中组内四种物质的溶液两两混合时，盐酸能与氢氧化钾反应生成氯化钾和水，但无明显现象，其余两两混合均不反应，故不加其他试剂无法鉴别。
9．B [解析] ①紫色石蕊试液加入到稀盐酸中，溶液变红；加入氢氧化钡和碳酸钠溶液中都变蓝，无法区分。②稀硫酸加入稀盐酸中无明显现象；加入氢氧化钡溶液中会出现白色沉淀；加入到碳酸钠溶液中会出现气泡；出现三种不同的现象，可以鉴别。③碳酸钾溶液加入到稀盐酸中会出现气泡；加入到氢氧化钡溶液中会出现白色沉淀；加入到碳酸钠溶液中无现象；出现三种不同的现象，可以鉴别。④氯化钡溶液加入到稀盐酸中无现象；加入到氢氧化钡溶液中无现象；加入到碳酸钠溶液中出现白色沉淀；只有两种现象，无法鉴别。
10．A [解析] 含Cu2＋的溶液是蓝色的，将固体溶于水得无色透明溶液，说明溶液中无Cu2＋；加入足量BaCl2溶液，过滤后得到5 g白色沉淀，在沉淀中加入过量稀硝酸，仍有3 g白色沉淀，说明固体中含有CO32－、SO42－。因为碳酸钡、硫酸钡是白色沉淀，将固体溶于水得无色透明溶液，所以固体中无Ba2＋。固体中无Ba2＋、Cu2＋，则一定含有阳离子Na＋。因为加入BaCl2溶液时引入了Cl－，所以在滤液中滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，不能说明固体中一定含有Cl－，因此一定含有的离子是Na＋、CO32－、SO42－。
11．[解释与结论] (1)步骤2试管静置后的少量上层清液
(2)除去Na2CO3，排除后续对NaOH检验的干扰
[交流与评价] 合理
12．C [解析] 四种溶液中的有效离子是NH4＋、SO42－，用OH－和Ba2＋分别与之反应产生气体和沉淀，故选用Ba(OH)2，四种溶液中的现象分别是有刺激性气味气体和白色沉淀产生、有刺激性气味气体产生、生成白色沉淀、无现象。
13．D [解析] 氢氧化钡溶液加到50 g时才产生沉淀，故原溶液含HCl，而不含硫酸铜，也不含碳酸钠，含氯化镁；a点溶液中含有盐酸与氢氧化钡反应生成的氯化钡和没反应的氯化镁两种溶质；因为氯化镁和氢氧化钡反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钡，故b点的溶质只有氯化钡，且是100 g 34.2%的Ba(OH)2溶液完全反应生成的，利用钡元素质量守恒可得b点溶液中溶质的质量为100 g×34.2%××100%÷＝41.6 g。
14．(1)CO32－、OH－、Na＋ (2)SO42－、Ba2＋、H＋
(3)Cl－ 加入适量硝酸银溶液和过量稀硝酸 有白色沉淀产生
[解析] 根据题干提供的信息结合物质的性质可以知道，能够和氯化钡反应生成白色沉淀的有CO32－和SO42－，Ba2＋能与SO42－结合产生不溶于水和稀硝酸的沉淀，根据②中滤渣全部溶解可以知道该沉淀为碳酸钡沉淀，从而可以判断该溶液中一定含有CO32－，一定不含SO42－；而①所得的滤液能够使酚酞试液变红，说明该溶液为碱性，所以可以判断该溶液中含有OH－；由于CO32－能够和Ba2＋结合生成沉淀，所以一定不含Ba2＋，而OH－和H＋能够反应生成水，所以一定不含H＋；根据溶液中电荷守恒可以判断在溶液中一定含有的阳离子为Na＋；而Cl－在实验中没有涉及，所以不能判断是否含有Cl－。由于Cl－能够和Ag＋反应生成沉淀，且生成的氯化银沉淀难溶于稀硝酸，所以可以用稀硝酸和硝酸银来进行检验。
第5节 物质的转化
第1课时 单质及其化合物的转化
知识点 1 非金属及其化合物之间的转化
1．在酒精灯上点燃硫黄，可观察到的现象是____________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
把燃着的硫黄放进盛满氧气的集气瓶内，可观察到的现象是________________________________________________________________；待集气瓶冷却后，向瓶内滴入几滴紫色石蕊试液，振荡，呈现的颜色是______________。后者发生反应的化学方程式为____________________________。
2．非金属单质转化为氧化物的常用方法是( )
A．与酸反应 B．与金属氧化物反应
C．与氧气反应 D．与碱反应
3．以下表示的是碳及其化合物的相互转化关系：C→CO2→H2CO3→CaCO3→CO2，其中涉及的基本反应类型依次为( )
A．化合 化合 复分解 分解
B．化合 化合 分解 复分解
C．化合 置换 复分解 分解
D．置换 化合 分解 分解
4．2018·安徽 为实现二氧化碳的绿色利用，科学家用固碳酶作催化剂设计了如图B2－5－1所示的转化过程。下列有关说法正确的是( )
图B2－5－1
A．反应①的化学方程式为CO2＋C===CO
B．固碳酶在反应前后化学性质发生变化
C．X的化学式为CH2
D．该过程实现了无机物向有机物的转化
知识点 2 金属及其化合物之间的转化
5．下列哪种金属氧化物不能通过与水反应得到相应的碱( )
A．Na2O B．CaO
C．K2O D．CuO
6．如图B2－5－2 所示是某同学对“铁粉和硫反应”所做的改进实验，用烧红的玻璃棒接触后，混合物剧烈反应，移开玻璃棒后反应继续进行直至底部，由此可知该反应是一个________(填“吸热”或“放热”)反应。将生成物冷却后得到一种黑色无磁性的固态物质，该物质在物质分类上属于________(填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”)。为确保冷却后的生成物不能被磁铁吸引，实验中的硫粉要稍微过量，目的是________________________________________________________________________。
图B2－5－2
7．铁可以转化为多种含铁化合物，请写出如图B2－5－3所示的转化过程中相对应的化学方程式。
图B2－5－3
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
反应②表明：金属和非金属可以相互反应，生成相应的________；③④两个反应表明：铁和酸或盐溶液发生置换反应后，铁的化合价通常为________。
8．许多物质都能与水发生反应，下列物质中不能通过某种物质直接与水反应制取的是( )
A．H2SO3 B．NaOH
C．H2CO3 D．Fe(OH)3
9．2018·台州 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
10．在AgNO3 和Cu(NO3)2 的混合溶液中，加入一定量铁粉，充分反应后，发现有少量新的金属析出；向过滤后的溶液中加盐酸有白色沉淀产生，则析出的少量金属是( )
A．Fe B．Cu C．Ag D．Cu和Ag
11.2018·嘉兴 某同学在学习了金属及其化合物之间的转化规律后，绘制了可以通过一步反应制取MgSO4的思维导图(如图B2－5－4所示)，其中所选用的物质错误的是( )
图B2－5－4
A．①—Mg B．②—MgCl2
C．③—H2SO4 D．④—Mg(OH)2
12．2018·杭州 CO2的转化和利用是一个热门的研究课题。回答下列相关问题。
(1)2016年我国科研人员研制出一种“可呼吸CO2”的电池，放电时该电池“吸收CO2”，充电时该电池“放出CO2”。放电时，金属钠和CO2发生置换反应生成一种非金属单质和一种常见的盐，写出此反应的化学方程式：___________________________________。
(2)2018年5月，某杂志介绍了我国的一项研究成果：在一种新催化剂的作用下可实现二氧化碳高效转化为甲醇，相关反应如图B2－5－5所示，则参加反应的甲和乙的分子个数比为________。
图B2－5－5
13．2018·衢州 科学家尝试通过多种途径减少CO2的排放，或将CO2转化为有用的物质。其中一种途径是利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，并将CO2储存或利用，反应流程如图B2－5－6所示。
图B2－5－6
(1)反应分离室中分离物质的操作是________。
(2)上述反应流程中，可以循环利用的物质是____________________。
(3)若反应分离室中有溶质质量分数为10.6%的Na2CO3溶液100 kg，求完全反应后，理论上可生成CaCO3的质量。(要求根据化学方程式计算)
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14.实验室用纯净的N2和H2合成NH3(N2＋3H22NH3)时，是先将分别制得的含水蒸气的N2和H2通过如图B2－5－7所示的装置。下面是对该装置作用的几种叙述：①干燥气体；②混合气体；③观察气体的流速。其中正确的是( )
图B2－5－7
A．只有① B．只有①和② C．只有①和③ D．①②③
15．温州中学自主招生在实验室里进行物质制备，下列用原料及有关试剂分别制取相应的最终产物的设计中，理论上正确、操作上可行、经济上合理的是( )
A．CCOCO2Na2CO3溶液
B．CuCu(NO3)2溶液Cu(OH)2
C．FeFe2O3Fe2(SO4)3溶液
D．CaOCa(OH)2溶液NaOH溶液
教师详解详析
1．固体先熔化，然后燃烧产生微弱的淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体 继续燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰，继续有刺激性气味的气体产生
红色 SO2＋H2O===H2SO3
2．C
3．A [解析] 碳能与氧气发生化合反应生成二氧化碳，也能与金属氧化物发生置换反应生成二氧化碳；二氧化碳能与水发生化合反应生成碳酸；碳酸能与氢氧化钙发生复分解反应生成碳酸钙；碳酸钙能分解生成二氧化碳，也能与盐酸发生复分解反应生成二氧化碳。
4．D [解析] 反应①的化学方程式缺少反应条件且没有配平；固碳酶是催化剂，故反应前后的质量和化学性质不变；由图可知，X的化学式为C2H4。
5．D
6．放热 盐 确保铁粉完全参加反应
[解析] 根据题中描述“移开玻璃棒后反应继续进行直至底部”，可以判断反应放出热量。反应后的物质不被磁铁吸引说明铁粉已经完全参与反应，因此硫粉必须过量。
7．①3Fe＋2O2Fe3O4
②Fe＋SFeS
③Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑(合理即可)
④Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu(合理即可)
盐 ＋2
8．D [解析] 亚硫酸可以由二氧化硫与水反应制取；氢氧化钠可以用氧化钠和水反应制取；碳酸可以用二氧化碳和水反应制取；氢氧化铁则不能直接用氧化物与水反应制取。
9．D [解析] Fe2O3不能与水反应生成Fe(OH)3；CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O，CuSO4与稀盐酸不反应；S＋O2SO2，SO2＋H2O===H2SO3；2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，符合题意。
10．C
11．B [解析] 镁能和硫酸铜(或其他比镁的活动性弱的金属的可溶性硫酸盐)反应生成硫酸镁；碱和盐反应生成新的碱和新的盐，碱和氯化镁反应生成的是氢氧化镁沉淀，不可能生成硫酸镁；氧化镁和硫酸反应生成硫酸镁和水；硫酸和氢氧化镁反应生成硫酸镁和水。
12．(1)3CO2＋4Na===2Na2CO3＋C
(2)1∶3
[解析] (1)分析化合价的变化，钠元素价态升高，所以得到的一种非金属单质的价态要降低，只有两种非金属，一种是氧气，另一种是碳，但是如果得到氧气，则氧元素化合价升高，不符合价态变化，所以得到的非金属是碳，另外一种常见的盐由碳、氢、氧三种元素组成，即碳酸钠。
13．(1)过滤
(2)氢氧化钠溶液和氧化钙
(3)解：100 kg 10.6%的Na2CO3溶液中溶质的质量为100 kg×10.6%＝10.6 kg，设生成CaCO3的质量为x。
Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH
106 100
10.6 kg x
＝
x＝10 kg
答：理论上可生成CaCO3的质量为10 kg。
14．D [解析] 浓硫酸具有吸水性，能除去氮气和氢气中的水蒸气；氮气和氢气都通过浓硫酸再出来，可将两种气体混合，同时可通过两种气体冒出气泡的速率观察气体的流速。
15．D [解析] C在空气中点燃生成的CO有毒；使用AgNO3溶液制Cu(NO3)2成本高；Fe点燃生成Fe3O4，缓慢氧化才生成Fe2O3。
第2课时 金属的冶炼
1．以下是氢气还原氧化铜实验的主要实验步骤，其正确的顺序为____________(填序号)。
①点燃酒精灯给氧化铜加热
②检验氢气的纯度后先通一会儿氢气
③继续通氢气，直到试管完全冷却
④实验完毕后，先熄灭酒精灯
2．金属冶炼是把金属化合物转变成金属单质，如炼铜的方法有：
(1)湿法炼铜：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4，这是利用铁的活动性比铜________。
(2)干法炼铜：CO＋CuOCu＋CO2，这是利用CO的________性。
3．工业上用480 t含氧化铁80%的赤铁矿石为原料炼铁，得到含杂质4%的生铁，据此填写图A2－5－1 中有关物质的质量。
图A2－5－1
4．2018·杭州 图A2－5－2为氢气还原氧化铜的实验装置图，下列有关分析正确的是( )
图A2－5－2
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
5．一氧化碳还原氧化铜的实验装置如图A2－5－3所示，下列有关说法错误的是( )
图A2－5－3
A．实验时应该先通入一会儿一氧化碳气体后加热，防止发生爆炸
B．可以通过观察黑色固体颜色的变化判断反应是否发生
C．因为一氧化碳有毒，所以需处理尾气
D．该反应中一氧化碳发生了还原反应
6．2018·台州 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，其中的一步反应为SiO2＋2CSi＋2CO↑。对该反应分析正确的是( )
A．该反应属于置换反应
B．碳发生了还原反应
C．碳元素的化合价由0变为＋4
D．该反应利用了一氧化碳的还原性
7．2018·巴中 用“W”形管进行微型实验，如图A2－5－4所示，下列说法错误的是( )
图A2－5－4
A．a处红棕色粉末变为黑色
B．a处实验结束时先停止通入CO，后停止加热
C．b处澄清石灰水变浑浊证明有二氧化碳生成
D．可利用点燃的方法进行尾气处理
8．2016·杭州 如图A2－5－5所示为铜片A的一系列变化，据图回答问题。
图A2－5－5
(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中发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(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_______________________________________________。
9．2016·金华 某混合气体可能有CO2、CO、H2中的一种或几种，某学习小组的同学为了探究气体的组成，设计了如图A2－5－6所示的装置进行实验(夹持装置已省略)。实验后发现A装置中溶液变浑浊，C中的固体由黑色变为红色，D中的固体由白色变为蓝色，F装置中有水流入烧杯。
图A2－5－6
在反应前后对C、D装置进行了质量的测量(各步反应均完全)，测量结果如下表：
反应前
反应后
C装置中的硬质玻璃管与固体
的总质量/g
a
c
D装置中的U形管与固体的总质量/g
b
d
(1)请写出A装置中反应的化学方程式：_________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)一定能证明原混合气体中有氢气存在的实验现象是____________________________。
(3)F装置的作用：①“抽气”；②_______________________________________________。
(4)证明原混合气体中有CO存在的定量关系式是__________________(用字母a、b、c、d表示)。
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10．资料显示碳还原氧化铁的过程如下：
Fe2O3Fe3O4FeOFe
红棕色 黑色 黑色 黑色
如图A2－5－7所示的实验中，反应前氧化铁和碳粉的质量分别为32 g和1.2 g，反应后得到气体A和28.8 g黑色固体B。
图A2－5－7
(1)求白色沉淀的质量。
(2)推断黑色固体B的化学式。(要求写出推断过程)
11．将适量黄色的草酸亚铁(FeC2O4·2H2O)粉末加入试管中，在酒精灯上边加热边摇动，发生剧烈反应，产生的气体可使燃着的木条熄灭，生成黑色粉末。反应即将结束时，用橡皮塞塞好试管，稍冷却后，打开塞子将所得的黑色粉末撒在石棉网上，便会立即自燃起来。试回答下列问题。
(1)黑色粉末是什么物质？为什么在空气中自燃？_________________
________________________________________________________________________。
(2)反应即将结束时，用橡皮塞塞好试管有何作用？_________________________。
(3)化学反应的快慢与反应物的表面积有何关系？______________________________。
(4)写出草酸亚铁受热分解的化学方程式：
________________________________________________________________________。
教师详解详析
1．②①④③
2．(1)强 (2)还原
3．480 t 384 t 268.8 t 280 t
4．B [解析] 氢气还原氧化铜会生成水，为防止反应生成的水倒流，引起试管炸裂，所以试管口应略向下倾斜；氢气不纯时，加热可能发生爆炸，所以加热前，要把试管内的空气除净；铜和氧气加热生成氧化铜，所以应先熄灭酒精灯，待装置冷却后停止通入氢气，防止灼热的铜再次被氧化；一氧化碳有毒，该实验装置不能直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验。
5．D [解析] 该反应中CO发生了氧化反应。
6．A [解析] 由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物的反应是置换反应，该反应属于置换反应；碳得到氧，所以碳发生了氧化反应；碳元素的化合价由0变为＋2；该反应利用了碳的还原性。
7．B [解析] a处实验结束时先停止加热，后停止通入CO，直至“W”形管冷却，以防止生成的铁再次被氧化。
8．(1)H2
(2)CuO＋H2SO4=== CuSO4＋H2O
(3)mA＝mB>mC
9．(1)CO2＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋H2O
(2)D中的固体由白色变为蓝色
(3)收集尾气(或储存气体)
(4)(a－c)>
[解析] (4)氢气与氧化铜反应生成铜和水，一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，C装置中减少的质量即为氧化铜中氧元素的质量，D装置中增加的质量为水的质量，水中氧元素的质量为(d－b)g×＝g，若(a－c)>，说明除了氢气与氧化铜反应，还有一氧化碳与氧化铜反应，能证明原混合气体中有一氧化碳存在。
10．解：(1)生成二氧化碳的质量为32 g＋1.2 g－28.8 g＝4.4 g。
设生成白色沉淀的质量为x。
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
44 100
4．4 g x
＝ x＝10 g
(2)根据现象判断黑色固体中没有铁和碳，其中
铁元素的质量为32 g××100%＝22.4 g，
氧元素的质量为28.8 g－22.4 g＝6.4 g，
设固体B的化学式为 FexOy。
则x∶y＝∶＝1∶1，
故固体B的化学式为 FeO。
答：(1)白色沉淀的质量为10 g；(2)黑色固体B的化学式为FeO。
11．(1)铁粉；由于生成的铁粉很细，极易氧化并产生热量，使铁粉达到着火点引起自燃
(2)防止铁粉被氧化
(3)反应物的表面积越大，反应越快
(4)FeC2O4·2H2OFe＋2CO2↑＋2H2O
[解析] FeC2O4·2H2O加热的实验一般在试管中密闭进行，产物是二氧化碳、水和铁粉，中间产物一氧化碳有还原性，最后得到单质铁，得到的铁呈粉末状，黑色，还原性强，在空气中极易被氧化。
第3课时 化合物之间的相互转化
知识点 1 物质间转化的规律和反应发生的条件
1．写出下列转化的化学方程式，并完成填空。
(1)CaCaOCa(OH)2CaCO3
①________________________________________________________________________。
金属＋氧气―→金属氧化物
②________________________________________________________________________。
金属氧化物＋________―→________
③________________________________________________________________________。
________＋________―→________＋________
(2)CCO2H2CO3Na2CO3
①________________________________________________________________________。
非金属＋氧气―→非金属氧化物
②________________________________________________________________________。
非金属氧化物＋________―→________
③________________________________________________________________________。
________＋________―→________＋________
2．下列物质可直接反应生成盐的是( )
①金属 ②金属氧化物 ③碱 ④非金属 ⑤非金属氧化物 ⑥酸
A．只有①②③ B．只有①④⑥
C．只有②⑤⑥ D．全部
3．我们可以利用物质与物质间的反应制造出新的物质。下列物质间的转化，不能一步实现的是( )
A．CuCl2→Cu B．Ba(OH)2→NaOH
C．H2SO4→HCl D．NaNO3→NaCl
4．(1)实验室提供CuO、H2O、NaOH溶液和稀硫酸四种物质，请写出制备Cu(OH)2时有关反应的化学方程式：____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)写出既能跟硫酸铜溶液反应又能跟稀硫酸反应的三种不同类别物质的化学式：________________________________。
5．图B2－5－8是物质相互转化的知识网络图，“—”表示相连的两种物质能发生反应，“→”表示一种物质转化成另一种物质。
图B2－5－8
(1)用单质、氧化物、酸、碱、盐五种不同类别物质的化学式填空，完善这个知识网络。
(2)写出由C→D反应的化学方程式：____________________________。
知识点 2 物质的共存
6．下列各组物质在溶液中能大量共存的是( )
A．FeCl3 、Na2SO4 、HCl
B．NaOH、NaCl、HNO3
C．MgSO4 、NaNO3、KOH
D．Na2CO3 、KNO3 、HCl
7．分别将下列各组物质同时加入水中，得到无色、透明溶液的是( )
A．HNO3、NaCl、K2SO4
B．KCl、NaOH、CuSO4
C．BaCl2、NaOH、H2SO4
D．FeCl3、Na2SO4、KCl
8．下列离子能在pH＝12的水溶液中大量共存的是( )
A．SO42－、NO3－、K＋、H＋
B．Na＋、Cl－、OH－、Al3＋
C．Cl－、NO3－、K＋、Na＋
D．Ag＋、Cl－、CO32－、K＋
9．将O2、C、CO、CuO、Na2CO3、稀硫酸六种物质两两混合，在一定条件下能发生的化学反应有( )
A．4个 B．5个 C．6个 D．7个
10．在Mg、MgO、Mg(OH)2、H2SO4和CuSO4溶液中，能生成MgSO4的方法有( )
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
11．2018·绍兴 如图B2－5－9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( )
图B2－5－9
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
12.2018·金华 A、B、C、D是初中科学常见的四种物质，其中A、B属于相同物质类别的化合物，C、D物质类别不同，它们之间的转化和反应关系如图B2－5－10所示。图中“→”表示某一种物质经一步反应可转化为另一种物质，“－”表示相连两物质能发生化学反应，部分反应物、生成物及反应条件已略去。请回答：
图B2－5－10
(1)若C是二氧化碳，B是氢氧化钙，则B→A的化学方程式是________________________________________________________________________。
(2)若C是锌，A和B都属于酸，写出D可能的化学式：__________________(物质类别不同的两种即可)。
13．2018·宁波 图B2－5－11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，“—”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。
图B2－5－11
(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
拓| 展| 培| 优
14．2016·绍兴 现有10 g CuO和ZnO的混合物，下列实验方案不能确定CuO质量分数的是( )
A．将混合物与足量H2充分反应，冷却后测出剩余固体质量
B．将混合物与足量CO充分反应，反应后的气体通入足量的NaOH溶液中，测出NaOH溶液增加的质量
C．将混合物完全溶于稀硫酸，加入足量铁粉，充分反应后，过滤、洗涤、干燥，测出剩余固体质量
D．将混合物完全溶于稀硫酸，加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤、干燥，测出所得固体质量
15．某溶液由NaOH、HCl、H2SO4和MgCl2中的一种或几种组成，向该溶液中滴加Ba(OH)2溶液，产生沉淀的质量与加入Ba(OH)2溶液质量的关系如图B2－5－12所示。下列说法正确的是( )
图B2－5－12
A．HCl和H2SO4一定存在
B．NaOH、H2SO4和MgCl2一定不存在
C．HCl和MgCl2一定存在
D．HCl一定存在，NaOH、H2SO4一定不存在，MgCl2可能存在
教师详解详析
1．(1)①2Ca＋O2===2CaO
②CaO＋H2O===Ca(OH)2 水 碱
③Ca(OH)2＋Na2CO3===2NaOH＋CaCO3↓[或Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O] 碱
盐 新碱 新盐(或碱 非金属氧化物 盐 水)
(2)①C＋O2CO2
②CO2＋H2O===H2CO3 水 酸
③H2CO3＋2NaOH===Na2CO3＋2H2O 酸 碱 盐 水
2．D
3．D [解析] NaNO3若作为复分解反应的反应物，生成物一定没有气体、沉淀或水生成。
4．(1)CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O，CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4
(2)Fe、NaOH、BaCl2(合理即可)
5．(1)
(合理即可)
(2)2HCl＋Fe===FeCl2＋H2↑[要与(1)中对应]
6．A
7．A [解析] B选项中有蓝色沉淀生成；C选项中有白色沉淀生成；D选项中溶液颜色为黄色。
8．C [解析] pH＝12的溶液中存在大量的氢氧根离子，A中氢离子会与氢氧根离子反应生成水而不能共存；B中铝离子会与氢氧根离子反应生成氢氧化铝沉淀而不能共存；D中银离子会和氯离子及碳酸根离子反应分别生成氯化银沉淀及碳酸银沉淀，不能共存。
9．C [解析] 碳在氧气中充分燃烧生成二氧化碳；一氧化碳在氧气中燃烧生成二氧化碳；碳、一氧化碳均具有还原性，均能与氧化铜反应，生成铜和二氧化碳；氧化铜属于金属氧化物，与稀硫酸反应生成硫酸铜和水；碳酸钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳。
10．B [解析] Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑；MgO＋H2SO4===MgSO4＋H2O；Mg(OH)2＋H2SO4===MgSO4＋2H2O；Mg＋ CuSO4===MgSO4＋Cu。
11．A
12．(1)Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH
(2)Na2CO3、CuO、NaOH(或其他碳酸盐、金属氧化物、碱的化学式)三种中的任意两种
[解析] (1)若C是二氧化碳，B为氢氧化钙，D为酸或可溶性的铜盐或铁盐等，B→A的反应是氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，化学方程式是：Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH。(2)若C是锌，A和B都属于酸，A可为盐酸，B可为硫酸，则D为碳酸盐或碱或金属氧化物。
13．(1)Fe
(2)复分解反应
(3)③
[解析] 五种物质中能两两发生反应且能与三种物质反应的是Ca(OH)2，所以E是Ca(OH)2。所给物质中，不能与Ca(OH)2反应的是Fe，则A是Fe。既能与Fe反应又能与Ca(OH)2反应的是HCl、CuSO4，则D是MgCl2，HCl能转化为MgCl2，故B是HCl，C是CuSO4。(2)C与E反应的化学方程式是：CuSO4＋Ca(OH)2===Cu(OH)2↓＋CaSO4，由两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应是复分解反应。(3)能与HCl反应生成MgCl2的物质有单质(镁)、氧化物(氧化镁)、碱(氢氧化镁)、盐(碳酸镁)。
14．C [解析] 氧化铜、氧化锌与稀硫酸反应分别生成硫酸铜、硫酸锌溶液，加入足量铁粉，铁能与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜，铁不与硫酸锌溶液反应，但铁粉足量，反应后有剩余，不能确定最终生成铜的质量，故不能确定氧化铜的质量分数。
15．C [解析] 开始没有沉淀生成，说明无硫酸而一定含有盐酸，有盐酸则不含有氢氧化钠，反应一段时间后产生沉淀，说明有氯化镁。
