第5节 物质的转化（四大基本反应类型与物质的转化）（知识点梳理+典题训练）（无答案）

四大基本反应类型与物质的转化
四大基本反应类型
（一）化合反应：由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应，叫化合反应
非金属单质与氧气生成非金属氧化物。如 H2+ O2点燃
金属与氧气反应生成金属氧化物。 如 Fe+ O2点燃
金属氧化物与水反应，生成相应的碱。如 CaO+ H2O=?
注：K2O、Na2O、BaO、CaO能与水反应，生成相应的碱，其他不能。
非金属氧化物与水反应，生成相应的酸。如CO2＋ H2O=?
注：能发生此反应的非金属氧化物有CO2、SO2、SO3
其它如 CO+? O2点燃
（二）分解反应：由一种物质生成两种或两种以上其他物质的化学反应叫做分解反应。
不溶性碳酸盐高温分解??如CaCO3高温
不溶性碱受热分解??如Cu（OH）2? △
注：除KOH、NaOH、Ba（OH）2之外，都能分解生成相应的氧化物和水
3、某些酸式盐受热分解（了解）如?2NaHCO3=====Na2CO3+CO2↑+H2O??
4、某些碱式盐受热分解（了解）如??Cu2（OH）2CO3? △ 2CuO+CO2↑+H2O??
其它如：水的电解、双氧水分解、高锰酸钾受热分解、氯酸钾受热分解
（三）置换反应：一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。

活泼金属与酸反应（金属为金属活动顺序中氢以前的金属，酸不包括浓硫酸和硝酸）
例如：Fe＋ HCl= Mg+? HCl??=? ????????
H2SO4?+?Zn?=??
注：这里的酸，一般只稀盐酸和稀硫酸。硝酸与金属反应不生成氢气。
?2、金属与盐反应，生成新盐与新金属。盐（含较不活泼金属）＋金属（较活泼）——金属（较不活泼）＋盐（含较活泼金属）?
例如 ：Fe＋ CuSO4=== ??AgNO3?＋? Cu=
注：反应物中的盐须溶于水，金属须比盐中金属活泼，钾、钙、钠三种金属不跟盐溶液发生置换反应。
3、氢气还原金属氧化物。例如：H2?＋ CuO △
4、碳还原金属氧化物。例如： C＋ Fe2O3?高温
四、复分解反应：两种化合物相互交换成分，生成另外两种化合物的反应，叫复分解反应。
?1、酸＋金属氧化物 ==== 盐＋水?
如 Fe2O3＋? HCl=? ???????????? H2SO4??+?? Fe2O3?=?
2、酸＋碱 === 盐＋水（中和反应）?
如 HCl?＋ KOH== ??? ??H2SO4??+ ?NaOH?==
HCl?＋ Al(OH)3=== ??（用Al(OH)3?治疗胃酸过多的原理）?
酸＋盐 ==== 新酸＋新盐???????
?注：反应物中的盐，除碳酸盐之外，必须是溶于水的盐。??????????????????????????????????????????
如 HCl??＋? AgNO3= (用于：检验Cl- ；除去HNO3中的HCl)?????
H2SO4?＋?BaCl2?=? ?(用于：检验SO42－；除去HCl中的H2SO4)??
HCl?＋?CaCO3?=?
用于：a、实验室制CO2； b、除去盛石灰水瓶壁上的白色固体（CaCO3）；
c、证明CaO中是否含有未完全分解的CaCO3； d、食用墨鱼骨粉（含有CaCO3）补钙的原理
4、?碱＋盐===新碱＋新盐??? 注：反应物必须都溶于水?
??如NaOH?＋?CuSO4?=? (现象：蓝色沉淀)?
NaOH?＋?FeCl3=? (现象：红褐色沉淀)?
Ca(OH)2?＋?Na2CO3=? ?（工业制少量NaOH原理；检验NaOH是否变质（Na2CO3） ；）
5、盐a＋盐b====新盐c＋新盐d????注：反应物必须都溶于水?
如 NaCl?＋?AgNO3?=?? （用于：除去NaNO3中的NaCl）?
Na2SO4?＋?BaCl2?=? （用于：除去NaNO3中的Na2SO4）?
Na2CO3?＋?BaCl2?=?BaCO3?↓+2?NaCl（用于：除去NaCl中的Na2CO3）?
注；??碱＋酸性氧化物======盐＋水，不属于复分解反应。?
如 NaOH?＋?CO2?= （NaOH在空气中变质的原因）?
NaOH?＋?SO2?=? （利用NaOH?溶液可吸收污染空气的SO2）?
Ca(OH)2?＋?CO2?=?
用于：a、检验CO2； b、除去CO中混有少量的CO2；
c、用石灰浆抹墙会变硬的原因； d、石灰水放到空气中会产生一层白膜
物质转化规律
1、非金属之间的转化



金属之间的转化
金属+非金属 盐或金属氧化物 某些金属氧化物+水 可溶性碱
3、满足物质的转化过程：A B C D E F
钠元素：


钙元素：


铁元素：


碳元素：


硫元素：


4、金属的冶炼：
碳与金属氧化物（氧化铁为例）在高温下反应，碳能夺取金属氧化物中的氧：
(2)CO能夺取金属氧化物（氧化铁为例）中的氧：
(3)氢气也能将金属氧化物（氧化铜为例）变成游离态金属：
（4）生铁的冶炼就是用CO还原氧化铁： (铁矿石炼铁的主要反应原理)
特别注意：不能用氢气还原氧化镁、氧化铝等金属氧化物制取金属单质
物质转化基本题型
题型一：四大基本反应类型物质的转化规律
1、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；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
2、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→H2CO3B.?NaOH→NaNO3→Na2CO3→NaCl
C.?CaCO3→CaO→Ca(OH)2→NaOH D.?Mg→H2→HCl→AlCl3
3．现有铁、氧化铁、稀硫酸、氢氧化钙、碳酸钠溶液等五种物质，存在着如图所示的相互反应或转化关系（图中“-”表示物质间可以发生化学反应，“→”表示物质间存在相应的转化关系）．下列判断合理的是（　　）

A．丙可能是碳酸钠溶液　　　　　　B．丁可能是氢氧化钙溶液
C．乙必须通过置换反应转化为铁　　D．甲和丁的反应一定是中和反应
4、（湖北恩施）酸雨的危害很大，硫酸型酸雨的形成一有以下两种途径：

（1）正常雨水略显酸性，主要原因是______．
（2）pH＜5.6的降水称为酸雨，它会使土壤酸化，施用适量______可改良土壤酸性．
（3）SO2通入碘水（I2的水溶液）会生成硫酸（H2SO4）和氢碘酸（HI），我们可利用此原理来测定空气中SO2的含量．SO2的变化过程可表示为：请写出该反应的化学方程式：____ __ ．
题型二：金属冶炼和溶液的相关计算
5．现有铁和另一种金属组成的混合物，在5.6g该混合物中加入100g一定溶质质量分数的稀盐酸，两者恰好完全反应，产生氢气的质量为m．下列说法正确的是(　　)
A．若混合物为Fe、Mg，m可能是0.2g
B．若混合物为Fe、Zn，m大于0.2g
C．若混合物为Fe、Zn，m可能是0.1g，则该混合物中铁的质量分数为50%
D．若混合物为Fe、Mg，则稀盐酸中溶质质量分数一定大于7.3%
6．一块质量为3克的合金与足量的稀硫酸反应，产生0.1克氢气，则该合金的组成不可能是（　A　）
A．铁、铝、镁 B．铁、铜、铝 C．锌、镁、铁 D．铝、碳、镁
7 现有铁与另一种金属组成的混合物1.2g，与足量稀硫酸反应生成H2 0.1g，则混合物中的另一种金属可能是(　　)
A．Mg B．Al C．Zn D．Na
8.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(　　)
（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%
9. 向一定质量的AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入m g Zn，充分反应后过滤，将滤渣洗涤、干燥后再称量，得到的质量为m g．下列说法不正确的是（　 　）
A．滤渣中的物质至少有两种 B．取滤渣滴加稀硫酸，可能有气泡产生
C．取反应后的滤液观察，滤液可能呈蓝色 D．取反应后的滤液滴加稀盐酸，有白色沉淀产生
10.碱式碳酸锌[ Znx(OH)y(CO3 )z ]是制备功能材料ZnO原料，化学反应表达式为Znx(OH)y(CO3 )z焙烧 ZnO+CO↑+H2O（x、y、z 为整数）。小金设计了图甲所示装置对碱式碳酸锌的组成进行探究（装置气密性良好，药 品足量，实验操作正确）：

（1）图甲中装置 B 的作用是 。
（2）查阅资料发现，在不同温度条件下充分加热等质量的碱式碳酸锌样品，剩余固体的质量与加热温度的如图乙所示。实验中加热时，热分解装置的温度至少要达到 ℃（选填 “200”“300”或“400”）。
（3）部分实验步骤为：“……加热前先通入N2排尽装置内的空气，关闭通入N2的活塞，……控制一定温度下加热……”。实验过程中可根据 现象来判断碱式碳酸锌样品已完全分解。
（4）小金取54.7g碱式碳酸锌样品（不含杂质），放置于热分解装置内，完全反应后测得装置A增重 5.4g，装置B增重8.8g。则 x：y：z 的最简整数比为 。
11.某科学探究小组的同学取来一小块生铁（表面有铝粉涂层）片，用砂纸打磨除净涂层。为测定此样品中铁的质量分数，他们将样品放入烧杯中，再加入“足量”的稀盐酸，称量数据见下表：
请回答下列问题：
(1)在实验中如何确保所加入的稀盐酸为“足量”?________。
(2)计算该生铁样品中铁的质量分数（写出计算步骤，计算结果精确到0.1%）。
(3)按以上测定方法，则以下操作中会使该样品中铁的质量分数测定值偏小的是?? ?。
A.加入的稀盐酸不足量?? B.换用溶质质量分数更高的盐酸进行实验
C.未将样品表面涂层（已完全氧化）打磨干净 ?D.将表面涂层打磨干净的生铁样品磨成粉末











题型三：盐类的实验探究与计算
12.镁条在空气中久置表面会变黑。某小组同学设计并进行实验，探究镁条变黑的条件。
【查阅资料】常温下，亚硫酸钠（Na2SO3）可与O2发生化合反应。
【猜想与假设】常温下，镁条变黑可能与O2、CO2、水蒸气有关。
【进行实验】通过控制与镁条接触的物质，利用右上图装置（镁条长度为3cm，试管容积为20mL），分别进行下列5个实验，并持续观察20天。
编号 主要实验操作 实验现象
1 先充满用NaOH浓溶液洗涤过的空气,再加入2mL浓硫酸 镁条始终无明显变化
2 加入2mL NaOH浓溶液 镁条始终无明显变化
3 先加入2mL浓硫酸,再通入约4mL CO2 镁条始终无明显变化
4 先加入4mL饱和Na2SO3溶液,再充满CO2 镁条始终无明显变化
5 先加入2mL蒸馏水,再通入约4mL CO2 镁条第3天开始变黑至第20天全部变黑

【解释与结论】
（1）实验1和2中，NaOH浓溶液的作用是______ __（用化学方程式表示）。
（2）实验1的目的是___ _____。
（3）得出“镁条变黑一定与CO2有关”结论，依据的两个实验是________（填编号）。
（4）由上述实验可推知，镁条变黑的条件是___ _____。
（5）【反思与评价】在猜想与假设时，同学们认为镁条变黑与N2无关，其理由是___ _____。
（6）欲进一步证明镁条表面的黑色物质中含有碳酸盐，所需要的试剂是________。
13.一般不用K、Ca、Na等活泼金属来置换盐溶液中的其他金属元素，这是教科书上的一句话。小科对此进行了思考，并查阅资料，对金属钠和硫酸铜溶液的反应进行探究。
【查阅资料】钠常温下就能与水发生剧烈反应，反应方程式为2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑。
【提出猜想】猜想一：金属钠和硫酸铜溶液反应会有铜生成。
猜想二：金属钠和硫酸铜溶液反应，生成的沉淀只有氢氧化铜。
【实验及现象】切取不同大小的钠块分别投入到两种不同浓度的硫酸铜溶液中，有关产生沉淀的现象如表所示：
实验编号 钠块大小 硫酸铜溶液 实验中产生沉淀的现象
① 绿豆大小 稀溶液10毫升 产生蓝绿色沉淀
② 绿豆大小 浓溶液10毫升 产生蓝色絮状沉淀
③ 豌豆大小 稀溶液10毫升 产生蓝色絮状沉淀
④ 豌豆大小 浓溶液10毫升 产生蓝色絮状沉淀，并出现黑色固体

小科咨询老师后得知蓝绿色沉淀为碱式铜盐。
（1）【实验结论】
a.上述实验中均未观察到________色固体生成，由此判断猜想一错误。
b.实验①中观察到的沉淀是蓝绿色的，由此判断猜想二也错误。
（2）【实验反思】a.实验中生成氢氧化铜沉淀的原理是________。
b.由上述实验可知，导致钠和硫酸铜溶液反应的产物不同的因素有____ ____。
c.为了用钠置换硫酸铜中的铜元素，小科设计了如下实验方案：
方案一：把钠块和无水硫酸铜直接混合，在干燥的空气中加热。
方案二：把钠块和无水硫酸铜直接混合，隔绝空气加热。
两个方案中，更合理的方案是________，理由是_ _______。



14.某科学兴趣小组的同学用如图装置，进行木炭还原CuO的探究实验，生成物是红色固体和无色气体。他们查阅资料后得知氧化亚铜（Cu2O）为红色固体，猜测反应物比例不同，产物也会不同。生成物中有CO2、CO和Cu，固体还可能有Cu2O，?Cu2O能和常见的酸（HNO3除外）反应生成Cu2+和Cu，微量的CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。为此，请你和他们一起进行如下探究。

（1）该兴趣小组同学设计的木炭还原CuO实验装置有何不足之处？
（2）为验证产生的气体是CO2和CO的混合物，将混合气体进行如下操作：

实验中观察到________现象，则证明是CO2和CO的混合气体。
实验步骤 向剩余固体中加入稀盐酸反应后，静置
实验现象与结论 现象：________；结论：红色固体中有Cu2O
化学反应方程式 ________





探究红色固体中是否有Cu2O。设计一个简便的实验方案，如下表所示。
15.小洲同学在学习 “石笋和钟乳石的形成”时，发现难溶于水的CaCO3遇到溶有CO2的水时，反应生成溶解性较大的Ca(HCO3)2【CaCO3+CO2+H2O= Ca(HCO3)2】。联想到实验室检验CO2时，是将气体 通入澄清石灰水中。若长时间往澄清石灰水中通入CO2会产生什么样的现象呢？他决定用小烧杯盛装一定量的氢氧化钠溶液并不断通入二氧化碳气体进行探究。
【提出问题】氢氧化钠溶液中通入二氧化碳一段时间后，溶液中会有什么溶质？
【查阅资料】
⑴通入少量的二氧化碳时，NaOH与CO2反应生成Na2CO3；
⑵通入过量的二氧化碳时，反应的化学方程式为Na2CO3+CO2+H2O= 2NaHCO3；
⑶碳酸氢盐都能溶于水，BaCO3难溶于水且是白色固体；
⑷Na2CO3、NaHCO3的溶液呈碱性、BaCl2呈中性；
⑸NaHCO3与盐酸能反应，与BaCl2不能反应。
【提出猜想】
⑴溶质有NaOH、Na2CO3；?????????? ⑵溶质为Na2CO3；
⑶溶质是________（填化学式）； ?⑷溶质全部是NaHCO3
【设计实验方案】
实验步骤 实验现象 实验结论
①用试管取少量小烧杯中反应后的溶液，滴加几滴酚酞试液 溶液变红色 该溶液显碱性
②将小烧杯中反应后剩下的溶液进行称量，然后滴加过量的BaCl2溶液 ________ 猜想（4）不成立
③取步骤②静置后的上层清液，滴入稀盐酸 有气泡冒出 猜想（1）和（2）不成立

【得出结论】猜想（3）成立
【讨论交流】有同学提出实验步骤①是多余的。你认为该实验设计是否需要？并说明理由________。
【反思应用】验证二氧化碳性质时，如果长时间向澄清石灰水中通入二氧化碳会看到什么样的现象呢？请你描述一下：_____ ___。
16.已知某混合气体由H2、CO和CO2三种气体组成。为验证该混合气体成分，科学研究小组的同学经过讨论，设计了如图1所示的实验方案。

（查阅资料可知：CuO+H2Cu+H2O；CuO+COCu+CO2 ）
根据方案回答下列问题：
（1）装置C在实验中的作用是___ _____。
（2）若证明混合气体中一定存在CO，那么依据的现象是_____ ___?。
（3）小丁根据装置E中出现白色硫酸铜粉末变成蓝色的实验现象，得出该混合气体中有氢气存在的结论。你认为结论是否可靠？若可靠，请说明理由；若不可靠，请对图1实验装置提出改进意见。______ __。
（4）图1方案中B装置可用来吸收CO2但没有现象。为证明CO2和NaOH能发生反应，小丁又设计了图2所示的方案。则图2方案中所加试剂X应该是________。