第5节 物质的转化(第1课时)
一、非金属单质与其化合物的转化
1．非金属在一定条件下可以转化为相应的_______________，如：S＋O2________；C＋O2________。
2．某些非金属氧化物可以跟水反应生成对应的酸，如：CO2＋H2O===________；SO2＋H2O===________；SO3＋H2O===________。
提示：SiO2、CO、NO不能跟水反应得到酸。
3．某些酸受热可以分解为相应的氧化物和水。
H2CO3CO2↑＋H2O
二、金属单质与其化合物的转化
1．金属单质和非金属单质在一定条件下可以相互反应，生成相应的________或________。
Fe＋SFeS 2Fe＋3Cl22FeCl3
3Fe＋2O2Fe3O4 2Ca＋O2===2CaO
2．某些金属氧化物和水反应可以生成相应的碱。
CaO＋H2O===________
Na2O＋H2O===________
K2O＋H2O===________
提示：仅限于可溶性碱。
A组 基础训练
1．(巴中中考)下列物质的变化中，只有加酸才能一步实现的是( )
A．CaCO3→CO2 B．Zn→ZnSO4
C．CuO→CuCl2 D．KOH→KCl
2．常温下，某反应M＋N→盐＋水，其中M、N的类别不可能是( )
A．酸、碱 B．单质、氧化物
C．氧化物、酸 D．氧化物、碱
3．下列哪个金属氧化物不能溶于水得到相应的碱( )
A．Na2O B．CaO
C．K2O D．CuO
4．镍氢充电电池有着广泛应用，镍及其化合物能发生下列反应：
①Ni＋2HCl===NiCl2＋H2↑ ②NiO＋2HCl===NiCl2＋H2O ③NiO2＋4HCl===NiCl2＋Cl2↑＋2H2O[注：Ni(OH)2不溶于水]
对上述反应的分析判断错误的是( )
A．镍能与氯化铜溶液发生置换反应
B．反应②和③都是复分解反应
C．NiCl2能与NaOH溶液发生复分解反应
D．反应①、③中Ni的化合价都发生了变化
5．甲、乙、丙、丁是初中科学中常见的四种物质，它们有如下关系：①甲＋乙→H2O；②乙＋丁→CO2；③丙＋乙→CO2＋H2O。则丙物质可能为( )
A．C2H5OH B．CO C．H2 D．C
6.下列物质转化(“→”表示一种物质转化为另一种物质)中，每次转化只通过一步反应，不可能全部实现的是( )
A．H2O2→O2→CO2→H2CO3
B．NaOH→NaNO3→Na2CO3→NaCl
C．CaCO3→CaO→Ca(OH)2→NaOH
D．Mg→H2→HCl→AlCl3
7.下列实验能达到相应目的的是( )
A．分离Zn和Cu的固体混合物：加适量的Cu(NO3)2溶液，过滤
B．除去CaCl2溶液中少量的HCl：加过量Ca(OH)2固体，过滤
C．验证BaSO4中含有BaCO3：取样，加适量稀盐酸，有气泡产生
D．制备Cu(OH)2：将CuSO4溶液和适量Ba(OH)2溶液混合，过滤
8．如图为物质的转化关系，其中“→”表示某种物质可一步反应生成另一种物质，则下列各组物质按照甲、乙、丙的顺序不符合对应“转化关系”的是( )
第8题图
A．H2O2、O2、H2O
B．NaOH、NaCl、NaNO3
C．CuO、Cu、Cu(NO3)2
D．Na2CO3、CO2、CaCO3
9．有如下化学反应过程：XYZX。其中X代表的物质是( )
A．Mg B．AgNO3
C．Na2O D．Fe2O3
10.为从废铜屑中得到较纯的单质铜，某探究小组设计了如下方案。有关说法正确的是( )
第10题图
A．若X是铁，第③步反应还会生成氯化铁
B．X还可以是Zn，但不能是Ag
C．仅用第②③步操作也能达到实验目的
D．向第②步反应后的溶液中加入硝酸银溶液，若产生白色沉淀即证明稀盐酸过量
第11题图
11．如图为一些物质的相互转化关系图。“→”表示相邻两种物质的反应。下列说法不正确的是( )
A．酸一定为H2SO4
B．盐X可能是BaCO3
C．反应①一定属于复分解反应
D．反应④可以是Ba(OH)2＋Na2SO4===BaSO4↓＋2NaOH
12．碳和部分碳的化合物间的转化关系如图所示，请回答：
第12题图
(1)物质X的化学式为__________________。
(2)在物质的分类中，CO属于________。
A．酸 B．碱 C．盐 D．氧化物
(3)从图中任选一种物质，写出它的一种用途：______________________。
(4)写出图中转化关系中属于分解反应的一个化学方程式：
________________________________________________________________________。
13．每到冬天，市场上便有一种“热宝”出售，它是一个装有化学药品的小袋。使用时，撕去它的保护膜贴在身体上，不久便会产生热量。已知小袋中装有铁粉、碳粉和少量氯化钠。
(1)取小袋内物质，加入稀盐酸中，发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(2)将袋内物质放在足量O2中燃烧，写出反应的化学方程式：
①__________________________
②__________________________。
B组 自主提高
14.氯化镁在化工、冶金、食品、医药等领域都有广泛的应用，是一种重要的原材料。某学习小组在学习了相关知识后，对生成氯化镁的方法加以归纳和整理，如图所示，其中A、B、C、D、均为含镁元素的不同类的物质，都能与X溶液反应生成氯化镁。A为单质，B为氧化物，D与硫酸镁、氯化镁属同一类物质。下列回答不正确的是( )
第14题图
A．①、③发生的反应类型分别是置换反应和复分解反应
B．X是盐酸，A是镁，B是氧化镁
C．如果D、Y是常见的同类物质，Y可能是NaCl
D．C是氢氧化镁，所以③的化学方程式为Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
15.(嘉兴、舟山中考)某同学利用初中科学物质间相互转化的知识，设计了如图所示的3条铜的“旅行路线”，每条路线中的每次转化都是通过一步化学反应来实现的。那么，每条路线中可能都有的化学反应类型是( )
第15题图
A．化合反应 B．分解反应
C．置换反应 D．复分解反应
16.某工厂的废水中含有MgSO4和FeCl3，技术人员逐渐加入NaOH溶液调节废水的pH，先后分离出两种沉淀，并通过系列处理得到有价值的产品。操作流程如下图所示。
第16题图
(1)固体A与某酸反应的化学方程式为________________________。操作②时，当______________________即可停止加热。
(2)固体B加热的产物是两种常见氧化物，则另一种氧化物的化学式为________。
(3)溶液a除了可能含有NaOH外，还一定含有的溶质是______________(填化学式)。
17．某班同学在做完“二氧化碳的制取和性质”实验后，废液缸中盛有大量的盐酸与氯化钙的混合溶液(不考虑其他杂质)。为了对废液进行处理，某同学做了如下实验：取废液缸上层清液20.0g于烧杯中，逐滴滴入溶质质量分数为5.3%的碳酸钠溶液直至过量，滴入碳酸钠溶液的质量与生成沉淀的质量的变化关系如图所示。
第17题图
请回答下列问题：
(1)当加入碳酸钠溶液20.0g时，溶液中的溶质为________。
(2)当废液中盐酸完全反应时，生成的二氧化碳的质量为________。
(3)实验过程中实际参加反应的碳酸钠溶液的质量为________。
(4)当废液中两种物质刚好消耗完毕时，所得溶液中氯化钠的质量分数为________。
参考答案
【课堂笔记】
一、1.非金属氧化物 SO2 CO2 2.H2CO3 H2SO3 H2SO4
二、1.盐 金属氧化物 2.Ca(OH)2 2NaOH 2KOH
【课时训练】
1—5.CBDBA 6—10.BCBDB 11.B
12．(1)CO2 (2)D (3)CO可作燃料(合理即可)
(4)H2CO3H2O＋CO2↑
13．(1)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ (2)①C＋O2CO2 ②3Fe＋2O2Fe3O4
14—15.CC
16．(1)H2SO4＋Mg(OH)2===MgSO4＋2H2O 析出大量晶体 (2)H2O (3)NaCl、Na2SO4
17．(1)CaCl2和NaCl (2)0.44g (3)40g (4)4.0%
第5节 物质的转化(第2课时)
金属的冶炼
1．冶炼原理
金属冶炼主要是指将__________转化为________的过程。在金属氧化物中加入________，夺取金属氧化物中的氧，从而使其还原成金属单质。
2．常用还原剂和常见还原反应
常见还原剂有：碳、一氧化碳和氢气。
(1)木炭和氧化铜粉末在高温下的反应：
C＋2CuO______________
(2)一氧化碳还原氧化铁：
3CO＋Fe2O3______________
(3)氢气还原氧化铜实验
现象：黑色粉末逐渐变为________，试管口有________生成。
操作步骤：通—点—撤—通。
A组 基础训练
1．氢气、一氧化碳、碳粉都分别与黑色的氧化铜反应，下列叙述错误的是( )
A．氢气、一氧化碳、碳粉都发生了氧化反应
B．都属于置换反应
C．反应都要加热
D．反应最终都有红色物质生成
2．在氢气还原氧化铜的反应中，进行如下操作：①加热；②停止加热；③通入氢气；④停止通氢气。下列操作顺序正确的是( )
A．③①②④ B．③①④② C．①③②④ D．①③④②
3．下列物质中，在加热或高温条件下不能还原氧化铁的是( )
A．氢气 B．木炭 C．二氧化碳 D．一氧化碳
4．在冶炼钢铁过程中发生的一个主要反应是：3CO＋Fe2O33CO2＋2Fe。关于这个反应的理解不正确的是( )
A．反应需在高温的条件下进行
B．CO发生了氧化反应
C．Fe2O3是氧化剂
D．这个反应既是氧化还原反应又是置换反应
5．如图所示，用“W”型玻璃管进行微型实验。下列说法正确的是( )
第5题图
A．a处黑色粉末变为红色
B．a处的反应属于置换反应
C．b处澄清石灰水变浑浊，证明有CO2生成
D．该装置的药用量很少，所以尾气可以不需要处理
6．由下列实验现象可知，黑色粉末是( )
黑色粉末
第6题图
A．CuO B．C C．CuO和C D．Fe2O3和C
7．(南通中考)下面是摘录了某些同学实验记录本中的有关实验现象描述的一部分内容，其中正确的是( )
A．将带有铜绿的铜丝在酒精灯火焰上灼烧，铜丝表面变黑
B．镁带在空气中点燃，发出耀眼的白光，同时生成氧化镁
C．点燃一氧化碳气体，看到蓝紫色火焰，同时放出热量
D．氢气还原氧化铜的实验，可以看到有铜生成
8．如图是对CO还原氧化铁的实验装置进行的改进，已知HCOOHH2O＋CO↑，下列说法错误的是( )
A．试管1中可以加入甲酸(HCOOH)和浓硫酸，CO可以现制现用
B．为了节约时间，实验开始前先点燃酒精喷灯，过一段时间后再点燃酒精灯
C．实验过程中可以看到试管2中红色粉末变成黑色，具支试管3中澄清石灰水变浑浊
D．该实验中涉及的基本反应类型只有分解反应
第8题图
第9题图
9.(眉山中考)某同学用如图装置进行CO与Fe2O3的反应。下列说法错误的是( )
A．该实验装置应增加尾气处理装置
B．加热前应先通入一段时间的CO以排尽装置内的空气
C．NaOH溶液应改为Ca(OH)2溶液以检验产生的CO2气体
D．反应后的固体是Fe和Fe2O3的混合物，可以采用加入盐酸并过滤的方法得到Fe
第10题图
10．用如图装置完成 CO 还原 Fe2O3 的实验。缓慢通入一定量的 CO。点燃酒精喷灯，继续通入 CO。一段时间后，当粉末全部变为黑色时，停止通入 CO，熄灭酒精喷灯。
(1)CO 与 Fe2O3 反应的化学方程式是____________________________。
(2)在冷却过程中，为防止管中黑色粉末表面因与空气接触而变为红色，应补充的操作是__________________________________________。
(3)有同学提出黑色粉末中还可能含有 Fe3O4。资料：Fe3O4 不与 CuSO4 溶液反应。为验证黑色粉末成分。该同学取少量样品于烧杯中，加过量 CuSO4 溶液，充分反应。证明黑色粉末中含 Fe 和 Fe3O4 的现象是________________。
11.小章同学准备在实验室用下图所示装置模拟工业炼铁。请你据此回答下列问题：
第11题图
(1)实验中产生的现象主要有：____________________、__________________。
(2)实验中两个酒精灯的作用各是什么？左边：____________；右边：__________。
(3)当Fe2O3反应完全后，应先熄灭________(填“左边”或“右边”)的酒精灯。
(4)某同学实验完成后，发现过量的澄清石灰水增重0.44g，则该同学通入装置的CO气体质量________(填“大于”、“小于”或“等于”)0.28g。
12．要制得含Fe 96%的生铁210吨，至少需要含Fe2O380%的铁矿石(杂质不含铁)多少吨？
B组 自主提高
第13题图
13.含杂质的Fe2O3固体样品20g，高温下用足量的CO完全还原(杂质不与CO反应)，将生成的CO2气体用足量的澄清石灰水充分吸收后，产生30g白色沉淀。则下列说法正确的是( )
A．通入的CO质量为8.4g
B．还原后的固体质量为11.2g
C．样品中氧化铁的质量分数为80%
D．样品中氧元素质量分数一定为24%
14.将CO通入盛有12gFe2O3的试管内，加热反应一段时间后，停止加热，继续通入CO至试管冷却，此时试管内残留固体的质量为9.6g，则反应生成铁的质量为( )
A．2.4g B．5.6g C．8.4g D．9.6g
15.如图为铜片A的系列变化，据图回答问题：
第15题图
(1)若方法1中的X物质为常见气体，则X可能是________(填化学式)。
(2)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的大小关系为____________。
第16题图
16.(江西中考)为测定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数，小龙和他的同学用足量的一氧化碳与10g赤铁矿石样品充分反应(杂质不参与反应)，并将生成的气体用一定量的氢氧化钠溶液完全吸收，该溶液总质量与反应时间的变化关系如图。
(1)上述反应产生二氧化碳的质量为________g。
(2)计算该赤铁矿石中氧化铁的质量分数。
(3)若上述反应后剩余固体质量为m克，写出计算该赤铁矿石中氧化铁质量分数的表达式：______________(用含m的代数式表示)。
参考答案
【课堂笔记】
1．金属氧化物 金属 还原剂 2.(1)2Cu＋CO2↑
(2)2Fe＋3CO2 (3)红色 水
【课时训练】
1－5.BACDC 6－9.CABD
10．(1)3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 (2)继续通CO至玻璃管冷却或用弹簧夹夹住气球 (3)黑色粉末部分变红
11．(1)粉末由红色变为黑色 澄清石灰水变浑浊 (2)加热氧化铁粉末 尾气处理，防止污染空气 (3)左边 (4)大于
12．360吨 13－14.CB
15．(1)CO (2)mA＝mB＞mC
16．(1)6.6 (2)80% (3)×100%
第5节 物质的转化(第3课时)
化合物之间的转化
(1)金属→______________→碱→盐
如Ca→CaO→Ca(OH)2→CaCO3
(2)非金属→______________→酸→盐
如C→CO2→H2CO3→Na2CO3
(3)金属＋非金属→无氧酸盐
如2Na＋Cl2===2NaCl
(4)金属氧化物＋________―→________
如Na2O＋CO2===Na2CO3
(5)酸＋碱→______________
如HCl＋NaOH===NaCl＋H2O
(6)盐＋盐→______________
如NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3
(7)金属氧化物＋酸→______________
如Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
(8)非金属氧化物＋碱→______________
如SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
(9)金属＋盐→______________
如Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4
(10)金属＋酸→______________
如Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
A组 基础训练
1．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，其中所选用的物质错误的是( )
A．①－Mg
B．②－MgCl2
C．③－H2SO4
D．④－Mg(OH)2
第1题图
第2题图
2．根据如图甲、乙、丙三种物质的转化关系，推测丙可能为( )
A．碳酸钙 B．氧化钙 C．氢氧化钙 D．碳酸钠
3．下列是某同学设计的制备CuCl2溶液的四种方法，你认为可行的是( )
A．Cu放入稀盐酸溶液中充分搅拌
B．Cu(OH)2放入FeCl2溶液中充分搅拌
C．CuO放入稀盐酸中充分搅拌
D．CuSO4放入NaCl溶液中充分搅拌
4．将空气依次通过盛有固体氢氧化钠的干燥管、灼热的铜网、盛有浓硫酸的洗气瓶，并充分接触和反应(假设反应完全)，最终剩余的气体主要是( )
A．N2、O2 B．N2、CO2
C．N2、稀有气体 D．稀有气体和水蒸气
5.(泰安中考)某同学设计了以下四个实验方案，理论上正确，操作上可行，经济上合理的是( )
A．CuCuCl2Cu(OH)2
B．H2OO2MgO
C．CaCO3CaOCa(OH)2NaOH溶液
D．MgCl2Mg(OH)2Mg
6．甲、乙、丙、丁四种物质之间转化关系如图所示，则物质甲可能是( )
第6题图
A．Fe2O3
B．CuO
C．Mg
D．Cu
7．下列物质间的转化不能一步实现的是( )
A．CaCO3→CaCl2 B．MgO→MgSO4
C．H2SO4→BaSO4 D．CuO→Cu(OH)2
8.小科总结了三幅无机物之间的相互转化关系图。图中的每个转化在一定条件下均能一步实现的是( )
第8题图
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
9.利用实验室提供的七种物质作为原料：H2SO4、Na2CO3、Zn、CuCl2、KOH、CaO、H2O，使用仪器不限，通过一系列变化，下列实验无法完成的是( )
A．制Cu
B．使H2SO4与KOH恰好完全反应
C．制NaOH
D．制CuSO4
10.(绥化中考)某小组同学在实验室中欲从含有硫酸亚铁、硫酸铜的废液中回收金属铜，过程如下：
第10题图
(1)写出操作Ⅰ、操作Ⅱ的名称：____________。
(2)固体X中含有______________。
(3)溶液B中的溶质的化学式为______________________________________________。
第11题图
11．如图是包含物质A、B、C、D和盐酸卡片的“化学拼图”，相邻两张卡片所标的物质(或其溶液)间能发生反应。
(1)A不可能是________(填标号)。
a．Mg b．Fe c．Ag d．Zn
(2)若B为铁锈的主要成分，B与盐酸反应的化学方程式为________________________。
(3)若C为碳酸盐，写出一个C与D反应的化学方程式：________________________。
12.工业烟气通常含有二氧化硫，在排放前需经脱硫处理。如图是两种常用脱硫工艺中含硫物质的转化路径(部分产物已略)。请回答下列问题：
双碱法：
钠碱法：
第12题图
(1)反应Ⅰ的化学方程式是___________________________________________________。
(2)反应Ⅱ所属的基本反应类型是__________，CaSO3中Ca、S、O元素的质量比是________。
(3)已知原料NaOH的价格为2.9元/kg、Ca(OH)2的价格为0.36元/kg。两种工艺中，处理相同质量的SO2，双碱法所需的原料成本更低，其原因是__________________________。
B组 自主提高
13.甲、乙、丙、丁四种物质的转化关系如图所示(“→”表示反应一步实现，部分物质及条件已略去)。下列选项能实现图示转化的是( )
第13题图
选项 物质 甲 乙 丙 丁
A. C CO CO2 CaCO3
B. Na2CO3 NaOH NaCl CuCl2
C. Ca(OH)2 CaCO3 CO2 H2CO3
D. H2SO4 H2 Fe Fe3O4
14.小文同学利用如图实验装置测定某赤铁矿石样品中Fe2O3的质量分数，取10g样品与足量CO充分反应后，测得剩余固体的质量为7.6g，下列说法正确的是( )
第14题图
(温馨提示：杂质不参加反应)
A．玻璃管中的固体由黑色逐渐变成红色
B．实验中通入CO的质量为4.2g
C．生成CO2的质量为2.4g
D．赤铁矿石样品中Fe2O3的质量分数为80%
15．小明发现一种胃药，并对其中的成分氢氧化镁的性质进行了如下探究。
【提出问题】胃药为什么嚼碎后服用？
【查阅资料】氢氧化镁治疗胃酸过多的化学反应方程式是_________________________。
【设计实验】
实验一：将一片完整的药片放入试管中，加入10mL 5%的稀盐酸，记录固体消失时间。
实验二：将药品进行________处理后放入试管中，加入10mL 5%的稀盐酸，记录固体消失时间。
【现象与结论】
(1)实验二比实验一反应快。
(2)要加快化学反应的速率，可以采用________________________的方法。
第15题图
【知识拓展】探究氢氧化镁的受热分解：
氢氧化镁分解过程中温度与剩余固体的质量关系如图所示，已知氢氧化镁分解可生成两种氧化物。400℃时剩余固体的成分是__________，将该剩余固体做治疗胃酸过多的药物是否可行？________(填“可行”或“不可行”)。
【知识应用】氢氧化镁还是一种良好的阻燃剂，能防止火灾。根据以上探究请写出氢氧化镁能做阻燃剂的原因：________________________________________________________
_______________________________________________________________(写出一点即可)。
16.实验室现有硫酸镁和硫酸钠的固体混合物样品，小明同学想测定样品中硫酸镁的质量分数，先称取该混合物样品20g，完全溶于100g水中。然后取用了一定溶质质量分数的氢氧化钠溶液100g平均分四次加入其中，充分振荡，实验所得数据见下表，请你分析并进行有关计算：
次数 1 2 3 4
加入氢氧化钠溶液的质量/g 25 25 25 25
生成沉淀的质量/g 2.9 x 8.7 8.7
(1)上表中x的数值为________；原固体混合物样品中硫酸镁的质量分数是________。
(2)求恰好完全反应时，溶液中溶质的质量分数。(结果精确到0.1%)
(3)请在下图中画出在20g样品中加氢氧化钠溶液的质量与产生沉淀质量变化关系的示意图。
第16题图
(4)若用氢氧化钡溶液代替氢氧化钠溶液来测定样品中硫酸镁的质量分数，是否可行？并说明理由。
参考答案
【课堂笔记】
(1)金属氧化物 (2)非金属氧化物 (4)非金属氧化物 含氧酸盐 (5)盐＋水 (6)新盐＋新盐 (7)盐＋水 (8)盐＋水 (9)新金属＋新盐 (10)盐＋氢气
【课时训练】
1—5.BCCCC 6—9.BDBB
10．(1)过滤 (2)Fe、Cu (3)H2SO4、FeSO4
11．(1)c (2)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
(3)Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH
12．(1)SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O (2)复分解反应
5∶4∶6 (3)通过反应Ⅱ实现了NaOH的循环利用，减少了NaOH的用量，所以成本降低
13－14.DD
15．【查阅资料】Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O 【设计实验】研磨 【现象与结论】(2)增大反应物间的接触面积 【知识拓展】氧化镁和氢氧化镁 可行 【知识应用】分解过程吸收大量的热，使可燃物的温度降到着火点以下(生成的氧化镁是一种耐高温材料，也可以隔绝易燃物与氧气的接触)
16．(1)5.8 90% (2)12.5%
(3)
(4)不可行，氢氧化钡也会与杂质硫酸钠反应，导致测定结果偏大
