第5节 物质的转化 同步练习

第5节　物质的转化

　非金属及其化合物之间的转化
非金属单质在氧气中燃烧可生成非金属氧化物。大部分的非金属氧化物可溶于水，生成对应的酸；也可与碱反应生成相应的盐和水。少数非金属氧化物(如二氧化硅)不能跟水反应生成相应的酸(如硅酸)；也有少数非金属氧化物不能跟碱反应，如一氧化碳、一氧化氮等。
1．非金属＋氧气―→非金属氧化物
S＋O2________，4P＋5O2________，C＋O2________
2．非金属氧化物＋H2O―→酸
CO2＋H2O===__________，SO2＋H2O===________，N2O5＋H2O===2HNO3，P2O5＋3H2O===2H3PO4
　金属及其化合物之间的转化
金属游离态―→金属化合态
1．金属＋非金属(不包括氧)―→盐
Fe＋S________，2Na＋Cl2________，2Fe＋3Cl22FeCl3
2．金属＋氧气―→金属氧化物
2Ca＋O2===________
3．某些金属氧化物＋水―→碱
CaO＋H2O===________
Na2O＋H2O===2NaOH
CuO＋H2O不反应
不是所有的金属氧化物都能跟水反应。一般情况下，仅可溶性的碱(如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙)可由对应的氧化物和水化合生成。
例1　(威海中考)氢能源是理想能源，氢能源开发一直是前沿科学研究的课题之一，科学家研发出一种以铝镓合金(镓：Ga)和水为原料制取氢气的新工艺，流程如图所示：

(1)从物质分类的角度看，铝镓合金属于________(填“纯净物”或“混合物”)，用该合金与铝片相互刻画，发现铝片上有划痕，说明________________________________。
(2)氢气是一种能源，它在空气中燃烧的化学方程式是________________________，氢气被称为“绿色能源”的主要原因是________________。
(3)反应①中镓的作用是____________，该反应的化学方程式是________________________，属于四种基本反应类型中的______________。
与电解水制取氢气相比，用铝镓合金和水为原料制取氢气的优点是(答出一点即可)________________。
例2　某元素A的氧化物化学式为AO2，在此氧化物的水溶液中滴加紫色石蕊试液后变红色，则元素A是(　　)
A．氢　　　　B．钠　　　　C．硫　　　　D．硅
例3　多数食品容易吸收空气中的水分变潮湿，并吸收空气中的氧气而腐败。生产上多在食品、茶叶中放入一小包CaO粉末，可使食品保持干燥。CaO作干燥剂的原理是__________________(写化学方程式)。经研究表明在食品中放入一小包铁粉来代替CaO作干燥剂，效果则更好。请说明用铁粉代替CaO粉末的优点是________________________。
　金属冶炼
金属化合态―→金属游离态
1．在金属氧化物中加入________剂，夺取金属氧化物中的氧，从而使其还原成金属单质。可以作还原剂的物质主要有：碳、________和氢气。
(1)碳与金属氧化物在高温下反应，碳能夺取金属氧化物中的氧。
C＋2CuO________＋2Cu
(2)CO能夺取金属氧化物中的氧。
CO＋CuOCu＋________
(3)氢气也能将金属氧化物变成游离态金属。
CuO＋H2________＋H2O
2．金属冶炼主要是指将金属氧化物转化为金属的过程。生铁的冶炼就是用CO还原氧化铁。
3CO＋Fe2O32Fe＋________(铁矿石炼铁的主要反应原理)
3．含氧化合物里的氧被夺取的反应，叫做________反应。碳、氢气和一氧化碳等能从氧化铜、氧化铁中夺取氧的能力叫还原性，具有还原性的物质可作还原剂。
4．一氧化碳还原氧化铜的实验。
(1)装置如图

仪器的作用：酒精喷灯的作用是加热氧化铜和一氧化碳使反应发生；澄清石灰水的作用是证明反应生成二氧化碳，并且把二氧化碳吸收掉；酒精灯的作用是燃烧掉残余的一氧化碳，防止污染空气。
(2)实验步骤：
先通入纯净的一氧化碳排尽玻璃管内的空气，然后点燃酒精喷灯加热；实验结束后，先停止加热，继续通入一氧化碳至冷却。原因是一氧化碳具有可燃性，如果刚开始通入一氧化碳没等排尽空气就加热，容易引起爆炸。实验结束后为防止热的铜被氧化，应继续通入一氧化碳至冷却。
(3)现象：黑色粉末逐渐变为________色，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊，证明为CO2。
(4)化学方程式：CO＋CuO______＋CO2
从化学反应的角度看，反应类型属于氧化还原反应。CuO发生了还原反应，被还原为Cu，CO发生了氧化反应，被氧化成CO2。
例4　如图是某同学设计的一氧化碳还原氧化铁的实验装置。

(1)实验开始时先通入____________，然后点燃酒精喷灯。
(2)玻璃管内发生反应的化学方程式为____________________________；石灰水的作用是____________________。
(3)只要有CO参加或有CO生成的实验，一定要有尾气处理装置。酒精灯的作用是__________。
例5　(济南中考)在一硬质玻璃管中盛放着8gFe2O3，通入CO气体高温加热一段时间，冷却后，测得玻璃管内固体物质的质量减少了1.2g，则此时玻璃管内固体物质中铁元素的质量为下列的(　　)
A．6.8g　　　　B．5.6g　　　　C．2.8g　　　　D．1.2g
　化合物之间的相互转化

说明　物质转化规律图的分析：
1．两条纵线
(1)金属→金属氧化物→碱→盐，例如Ca→CaO→Ca(OH)2→CaCO3。
(2)非金属→非金属氧化物→酸→盐，例如C→CO2→H2CO3→Na2CO3。
2．四条横线
(1)金属＋非金属→无氧酸盐，例如2Fe＋3Cl22FeCl3。
(2)金属氧化物＋非金属氧化物→含氧酸盐，例如CaO＋SiO2CaSiO3。
(3)酸＋碱→盐＋水，例如HCl＋NaOH===NaCl＋H2O。
(4)盐＋盐→新盐＋新盐，例如AgNO3＋NaCl===NaNO3＋AgCl↓。
3．四条交叉线
(1)金属氧化物＋酸→盐＋水，例如Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O。
(2)非金属氧化物＋碱→盐＋水，例如SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。
(3)酸＋盐→新酸＋新盐，例如CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O。
(4)碱＋盐→新碱＋新盐，例如2NaOH＋CuSO4===Na2SO4＋Cu(OH)2↓。
4．两条弯线
(1)金属＋盐→新金属＋新盐，例如Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4。
(2)金属＋酸→盐＋氢气，例如Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。
5．八圈图可用下列口诀加以记忆：两条纵线通到底(6条规律)，四条横线相联系(4条规律)，六条交叉成网络(6条规律)。
例6　(西宁中考)下表中，除去物质中所含的杂质，选用的试剂正确的是(　　)
选项 物质 所含杂质 除去杂质的方法
A. CaO CaCO3 加入稀盐酸至不再产生气泡
B. CO2气体 HCl气体 通入NaOH溶液
C. CO2气体 CO气体 通过灼热的CuO
D. NaCl溶液 Na2CO3 加入稀硫酸至不再产生气泡


例7　甲、乙、丙是初中化学常见的物质，它们的关系如图。短线“－”两端的物质能发生化学反应，“→”表示物质间的转化关系和转化方向。不能满足图示关系的甲、乙、丙是(　　)
A．氧气、一氧化碳、铜
B．氯化钡溶液、硫酸钠溶液、氢氧化钡溶液
C．盐酸、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液
D．铁、稀硫酸、硫酸铜溶液

　金属冶炼
例8　(沈阳中考)如图是“一氧化碳与氧化铁反应”的部分实验装置，关于该实验说法正确的是(　　)

A．充分反应后，向固体中加稀盐酸会产生气泡
B．在实验过程中，黑色的粉末会逐渐变成红色
C．该实验的反应原理为FeO＋COFe＋CO2
D．在实验过程中，产生的尾气可以直接排放到空气中

例9　(宣汉中考)金属在生产和生活中有广泛的应用。
(1)下列金属制品中，利用金属导电性的是________(填字母)。

(2)铁制品在沙漠地区不易锈蚀的原因是__________________。
(3)工业上用一氧化碳和赤铁矿炼铁反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
(4)某厂排放的废水中含有硫酸铜，将废水处理可得到铜和铁红(氧化铁)两种产品，过程如下图所示(废水中的其他物质不参与反应)：

过程①中发生反应的化学方程式是__________________________________________
________________________________________________________________________。
A～G七种物质中含铁元素的物质有________(填字母代号)。

1．下列物质间的转化，在一定条件下均能一步实现的是(　　)
①C→CO→CO2　　②Al→Al2O3→AlCl3
③Na2CO3→NaCl→NaNO3
④CaCO3→CaO→Ca(OH)2
A．①②③　　　B．①③④　　　C．①②④　　　D．①②③④
2．有一无色溶液X，分别加入氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液，出现的现象如图所示，则溶液X是(　　)

第2题图
A．H2SO4溶液　　　　B．(NH4)2SO4溶液
C．NH4Cl溶液　　　　D．Na2CO3溶液

第3题图
3．(镇江中考)向一定量稀硫酸中加入一定量铜粉，无气泡冒出，用导管向稀硫酸中通入空气并加热，铜粉逐渐减少，溶液由无色变为蓝色，测得溶液质量与实验时间的关系如图，下列说法错误的是(　　)
A．ab段说明Cu不能转换出硫酸中的氢
B．从b点到c点，溶液的pH逐渐增大
C．从c点到d点，溶液中的溶质只可能有一种
D．bc段发生的反应为2Cu＋2H2SO4＋O22CuSO4＋2H2O
4．如图是向一定量澄清石灰水中通入过量二氧化碳的反应过程。[已知：CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2]。下列说法不正确的是(　　)

第4题图
A．O点时的溶质是氢氧化钙
B．a点时溶液的质量大于原石灰水的质量
C．b点表示Ca(OH)2与CO2恰好完全反应
D．c点时溶质为碳酸氢钙
5．有一包白色固体可能含碳酸钠、硫酸钠、氯化钾、硝酸钡、氢氧化钠中的一种或几种。某化学兴趣小组为探究其成分做了以下实验：
Ⅰ.取少量固体于烧杯中，逐渐加水并不断搅拌，烧杯内固体的质量随加入水的质量的变化如图1所示；
Ⅱ.取少量B点时的清液于试管中，滴加酚酞溶液，酚酞溶液不变色；
Ⅲ.继续向烧杯中滴加稀硝酸并不断搅拌，烧杯内固体的质量随加入稀硝酸的质量的变化如图2所示。

第5题图
请回答下列问题：
(1)BC段可观察到的现象是____________________________，从C到D液体的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)原白色固体中一定含有______________________，可能含有________________。
(3)D点时，溶液中一定含有的溶质是____________________。
(4)为进一步探究该白色固体的成分，该组同学取少量原固体样品于试管中，加足量水溶解，加__________，过滤；再向滤液中加__________，观察现象。

参考答案
【要点详解】知识点1：SO2　2P2O5
CO2　H2CO3　H2SO3　知识点2：FeS　2NaCl　2CaO　Ca(OH)2　例1　(1)混合物　合金的硬度大
(2)2H2＋O22H2O　燃烧的生成物只有水，不污染环境　(3)催化作用　2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑　置换反应　常温下反应，节约能源　例2　C　例3 CaO＋H2O===Ca(OH)2　既能除去氧气又能除去水分　知识点3：还原　一氧化碳
CO2↑　CO2　Cu　3CO2　还原　红
Cu　例4　(1)一氧化碳　(2)3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2　检验生成物中有CO2　(3)处理尾气　例5　B　知识点4：例6　C　例7　B
【易错点拨】例8　A
【综合应用】例9　(1)C　(2)空气干燥，少有水分　(3)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2　(4)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　ABCEG
【巩固提升】1.D　2.B　3.C　4.B　5.(1)固体部分溶解，有气泡产生　减小　(2)碳酸钠、硫酸钠、硝酸钡　氯化钾　(3)硝酸钠、硝酸钡、硝酸
(4)过量稀硝酸　硝酸银溶液