第5节 物质的转化（知识点+典题解析）（无答案）

物质的转化
一、物质的转化规律
（一）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


（二）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＋3Cl2===2FeCl3
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
结论1：金属+非金属==盐或金属氧化物 结论2：某些金属氧化物+水==可溶性碱
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。
【针对练习】
1.如图，给出了三种物质可能存在的转化关系，根据所学的物质性质及化学变化规律，判断下列选项正确的是（?? ）

第1题图 第2题图
?不能一步实现转化的有①②????????????????????????????????B.?实现③转化，可通至氯化钠溶液
C.?实现⑤转化，可加入碳酸钙粉末?????????????????????????D.?实现⑥转化，可加入氢氧化钾溶液
2.?有关物质之间的部分转化关系如图所示．其中“﹣”表示物质之间能发生化学反应，“→”表示物质之间的转化关系．下列说法中正确的是（　　）
A.?物质X是一种常见的有机化合物 B.?反应②是一定有盐参加反应
C.?向Ca（OH）2溶液中加入CaO，所得溶液的溶质质量分数一定增大
D.?图中的所有反应均不属于置换反应
2.?如图所示，处于连线两端的物质，在一定的条件下都能发生化学反应的物质组别是（　　）
甲 乙 丙 丁
A C O2 H2SO4 CuO
B Fe H2SO4 CuCl2 NaOH
C NaOH CO2 KOH CuCl2
D Na2SO4 Ba（OH）2 HCl Ba（NO3）2

? A.?A????????????????????????????????B.?B????????????????????????C.?C????????????????????D.?D
3.下列实验方案能达到相应实验目的的是（?? ）
选项 实验目的 实验方案
A 除去CO2中混有的少量氯化氢气体 将气体通过足量的氢氧化钠溶液
B 测定空气中O2体积大致所占比例 用铁丝代替红磷做实验
C 证明CO2能与水反应 将CO2通入滴有无色酚酞试液的水中
D 除去氧气中混有的少量水蒸气 将气体通过盛有足量浓硫酸的洗气瓶

A.?A???????????????????????????????????????????B.?B???????????????????????????????????????????C.?C???????????????????????????????????????????D.?D
4．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
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.如图，小试管中盛放着固体乙(足量)，滴管中有液体甲，广口瓶中有少量饱和的澄清石灰水(试管底部浸没在澄清石灰水中)；当把甲溶液滴加到乙中，过一会儿可看到石灰水变浑浊了，U形管中的a液面降低、b液面升高了；请你根据以上现象分析，下列说法不正确的是(??? )
A.?甲、乙可能分别是稀硫酸和碳酸钠???????????????B.?甲、乙有可能分别是水和硝酸铵
C.?甲、乙可能分别是氧化钙和水?????????D.?石灰水变浑浊，也可能是发生了物理变化
7.X、Y、Z　三种物质，其中X为硫酸盐、Y为一种难溶性碱、Z为一种盐酸盐，有如图所示的转化关系其中

根据以上关系：
（1）写出下列物质的化学式：X________，甲________，乙________．
（2）写出乙与Z反应的化学方程式___ _____，反应类型________。
8.下列物质均为初巾化学中常见的物质，其中A、B的组成元素相同，A、B、D、E、F为氧化物，H为改良酸性土壤常用的物质，如图它们之间的转化关系，请回答：

（1）写出下列物质的化学式：F________。
（2）若J为蓝色沉淀，写出I+G→J的化学方程式：__ ______。
（3）若反前后元素的化合价发生改变，则属于氧化还原反应，请判断反应①、②、③中属于氧化还原反应的是________。
二、金属冶炼的原理和还原反应的原理概念
还原剂和还原反应的概念
还原剂和还原性：反应中夺取其他物质的氧原子的性质为还原性，具有这种性质的物质为还原剂。
（二）金属冶炼的原理：金属化合态―→金属游离态
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
（4）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
【针对练习】
1．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
2.如图，甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验，下列有关说法正确的是（ ??）

A.?乙实验只能通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生
B.?甲实验试管口向下倾斜可防止生成的水倒流，也有利于将试管内的空气完全排出
C.?甲、乙两实验中，都应先使试管、玻璃管均匀受热，再通入气体，以防止发生爆炸
D.?甲、乙两实验中，氢气和一氧化碳都将氧化铜变成游离态的铜，都发生了置换反应
3．(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
4.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4题图（提示：杂质不参加反应） 第5题图
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%
5.(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
6.甲、乙、丙和X、Y、Z都是初中化学中常见的物质，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(?? )
?甲一定是CuO?????????B.?X一定具有还原性??????????????
?Z一定是酸??????????????D.?Y和Z一定能发生反应

三、三种还原剂还原金属的原理和实验装置



图1：一氧化碳还原氧化铜 图2：碳还原氧化铜




图3：氢气还原氧化铜
【针对练习】
1.现有一份二氧化锰样品（含有杂质炭），为测定该样品中二氧化锰的质量分数，兴趣小组设计了如下实验方案：在一定量的样品中通入某气体a，使杂质炭在加热条件下反应生成CO2 ， 通过吸收气体来进行测定分析。
（1）在使用图甲装置前应先检查气密性，操作是：先用夹子夹紧橡皮管，再往仪器①中加入足量水，使长颈漏斗下端内出现一段高于锥形瓶中的液面的液柱，当观察到的现象为__ ______时，说明气密性良好。
（2）甲装置制取a气体的化学方程式为_____ ___。
（3）兴趣小组同学认为在装置②与③之间接入丙装置更加合理，若没有丙接入，则不能确定________，从而使测量值很可能偏小。
2.镁是一种银白色的金属，但实验室看到的镁条常常有一层灰黑色的“外衣”，这层灰黑色的外衣是什么物质呢？甲认为可能是MgO；乙认为可能是Mg2(OH)2CO3；丙认为可能是Mg(OH)2。
（1）丁取来一镁条，除去表面的灰黑色物质后，把镁条在氧气中点燃，燃烧后产生白色固体。由此，丁认为________的猜想是错误的。
（2）丁又按图所示的装置进行实验，发现被加热的试管内生成白色固体，且试管口有液滴出现，另一只试管内的澄清石灰水变浑浊。由此，丁认为________的猜想也是错误的。
（3）大家查阅资料后又知道：Mg(OH)2和Mg2(OH)2CO3加热后均可分解，产物均为氧化物。据此请写出Mg2(OH)2CO3受热分解的化学方程式__ ______。
3.?实验室常用亚硫酸钠（Na2SO3）固体与稀硫酸在常温下反应制取二氧化硫气体．我们知道二氧化碳能与水反应生成碳酸，那么二氧化硫与水反应是否也能生成酸呢？某实验小组对此进行探究．
作出猜想】．
【查阅资料】①二氧化硫不与浓硫酸反应；②酸能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；
③二氧化硫有毒，能与碱溶液反应生成盐和水．
【设计实验】一、验证水能否使蓝色石蕊试纸变色；
二、验证二氧化硫气体能否使干燥的蓝色石蕊试纸变色；
三、验证二氧化硫气体能否使湿润的蓝色石蕊试纸变红．
实验装置和药品如图：
（1）写出带标号仪器的名称：a________ ， b________ ．
（2）实验过程中装置C内石蕊试纸的颜色始终没有变化，这说明________?．
（3）装置D中胶头滴管中的蒸馏水在二氧化硫气体生成之前滴到蓝色石蕊试纸上，未见试纸颜色发生变化，当有二氧化硫气体通过时发现湿润的蓝色石蕊试纸变红．此现象说明________?，此过程中反应的化学方程式为________?．
（4）装置E的作用是________?．
【实验结论】根据以上实验操作和现象，原猜想________（填“成立”或“不成立”）．
【反思与拓展】是不是所有的非金属氧化物都能与H2O反应，生成相应的酸？_____（填“是”或“不是”）．





4.小明为了测定铜和氧化铜混合物中氧化铜的质量分数，设计组装了如图的实验装置：

（1）仪器识别：a?? ________ ；b?? ________? 。
（2）装置A中发生反应的化学方程式 ________ 。?
（3）能除去H2中混有少量HCl气体的装置是________（填装置序号）。
（4）装置E中硫酸铜粉末变蓝色，说明硬质试管中反应后有? ________生成。
（5）实验前硬质试管中混合物的质量为5g，实验后剩余固体质量为4.2g,求混合物中氧化铜的质量分数?? ________ %。
5.在一烧杯中盛有CaCl2和HCl的混合溶液100g，向其中逐渐滴加溶质质量分数为10%的Na2CO3溶液，混合溶液的质量与所滴入的Na2CO3溶液的质量关系图像如图所示。
（1）在实验过程中，其中出现冒气泡的是________（填“PA”或“AB”）段。
（2）逐渐滴入碳酸钠溶液的过程中，杯中溶液的PH如何变化?
（3）原溶液中HCl的质量是多少g?
（4）当滴入Na2CO3溶液至图中B点时，通过计算求烧杯中（不饱和溶液）溶质的质量分数为多少?（计算结果精确到0.1%）