第5节 物质的转化 提高篇（知识点梳理+典题训练）（无答案）

物质的转化提高篇
一、三种还原剂冶炼金属的原理
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。
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
【针对练习】
1.(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
2.小科利用氢气还原氧化铜的原理和如图装置及药品进行实验(操作规范)来测定水的组成。假设生成的水完全被丁中碱石灰所吸收，装置内空气中的水蒸气、CO2忽略不计。下列说法错误的是(?? )

第2题图 第3题图
A.?洗气瓶乙中浓硫酸的作用是干燥氢气??????B.?丙装置中的氧化铜没有完全被还原，会影响实验结果
C.?该装置存在缺陷，应该在丁装置后再连接一个盛碱石灰的干燥管?????D.?实验中，通过测定丙、丁装置
4.某化学小组利用混有少量CO2的CO气体还原CuO，并验证反应后的气体的产物。实验装置如图所示(可重复使用)。按气体从左到右的方向，装置连接顺序正确的是(? ) ?
A.?丙→甲→乙→丁??????B.?甲→丙→乙→丁?????C.?丙→乙→甲→乙→丁?????D.?乙→甲→丙→乙→丁
例2 在学习“金属的冶炼”时，某学习小组用如图所示的装置测量氧化铜样品中氧化铜的质量分数，实验所取氧化铜样品质量为10 g。（所含杂质不参加反应）

（1）该实验利用了一氧化碳的 _______性，玻璃管内观察到的现象是 ________________。
（2）甲同学的方法：先测出氢氧化钠浓溶液的质量为50 g，待反应完全后再次称量，质量为54.4 g。请你计算样品中氧化铜的质量分数。（一氧化碳不与氢氧化钠溶液反应）
（3）乙同学的方法：先称量出玻璃管及样品的总质量为m1，待反应完全后再次称量，质量为m2，利用m1－m2的值，求出样品中氧化铜的质量分数。其中m1－m2的值是指 _____________的质量。
（4）同学们查阅到CO除了具有可燃性、难溶于水等性质外，还具有毒性。因此，本实验中还需对尾气进行处理。请你提出一种处理方法: __________________________________。
6.高炉炼钢的化学方程式为：Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 ， 500吨含Fe2O380%的赤铁矿在高炉内可炼出含杂质3%的生铁多少吨？

二、推断题专题训练
1、混合物推断原理：根据复分解反应的条件，产物的颜色、状态等，反推出参加反应的物质，由此可知混合物在必定存在的物质是什么，再根据离子共存原理，推知不可能存在的物质。最后根据其他条件确定出元混合物的成分
初中阶段常见的物质的颜色及状态：
白色沉淀：
黑色物质：
无色无味气体：
刺激性气味气体：
其他颜色物质：氧化铁： 氢氧化铜： 氢氧化铁：
框图推断原理 ：逆推法、逆向思维
①找题眼：突破口 ②沿着题眼正向推断或逆向推断 ③思路：猜想—验证—应用
【针对练习】
1.实验室有一包白色固体，可能含有无水硫酸铜、硫酸钠、碳酸钾、氯化钡、氯化钾中的一种或几种。现做如下实验：
a．取少量白色固体加足量的水溶解，过滤得沉淀和无色溶液。
b．向所得的沉淀中加入足量的稀硝酸，沉淀有部分溶解，并有气体产生，再过滤，滤液无色。
回答下列问题：
（1）仅根据第一步实验现象的描述，你认为白色固体中无水硫酸铜______________。(选填“存在”、“不存在”或“不能确定”)。
（2）根据两步实验的现象，你认为该白色固体中一定不含有的物质是__________，不能确定是否含有的物质是__________，沉淀有部分溶解的化学反应方程式是_____ 。
2.有一包白色固体粉末，可能含有CuSO4、Na2SO4、Na2CO3、BaCl2、NH4Cl、KCl中的一种或几种．现做如下实验：

根据上述实验现象判断：
（1）白色固体中一定不含______，一定含有__ ____，可能含有______．
（2）写出①中化学反应方程式___ ___，
（3）写出②中化学反应方程式_____ _．
3.(宁波中考)如图表示NaCl、Na2CO3、AgNO3、BaCl2、HCl五种溶液之间的部分反应关系， 线条相连的溶液之间可以发生化学反应。
(1)图中还缺少一条连线，此线应连在两溶液之间 (填字母)。
(2) E是 溶液。
(3)A和B反应有气体生成，则C是 溶液。
4.(宁波中考)已知A~I均为初中科学常见的物质，其中组成A、C两种气体的元素相同，且C是常见的温室气体，B是铁锈的主要成分，D是单质，F是盐酸盐。根据如图所示的转化关系(图中反应条件均已略去)回答下列问题：

(1)D的化学式为 。
(2)写出反应①的化学方程式： 。
(3)若反应②在植物体内进行，这个过程中能量的转化形式是 。
5．A～G是初中科学常见的7种物质，其中至少有一种物质是无色气体，且A与G含有相同的金属元素。它们在一定条件下转化关系如下图所示，其中部分反应物或生成物已略去。请针对以下两种情况回答问题。

（1）若A中两种元素的质量比为7:3，F是一种红色金属，则F的化学式为____________________；写出反应①、③的化学方程式：①_______________________； ③_________________________。
（2）若F与C常温下可以反应，②、③属于同一种基本反应类型，则A的化学式为__________________；写出反应①的化学方程式___________________；反应②的基本反应类型是___________________。
物质转化实验探究
主要考察点：①氢氧化钠、氢氧化钙变质问题的探究

②未知新物质性质的判断

③复分解反应制备物质并探究其性质
【针对练习】
1.已知 CO2 通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，继续通 CO2 气体由浑CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2， 由此某化学兴趣小组欲探究 CO2 与 NaOH 溶液反应后的溶质组成。
【提出问题】CO2 与 NaOH 溶液反应后的溶质组成
【查阅资料】①NaHCO3+NaOH═Na2CO3+H2O
②盐酸滴入碳酸钠溶液中，实际反应分两步进行
第一步反应：NaCO3+HCl=NaCl+NaHCO3
第二步反应：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
（1）【提出猜想】猜想 1：溶质为 Na2CO3
猜想 2：溶质为____ ____（填化学式，以下同）；
猜想 3：溶质为___ _____；
猜想 4：溶质为____ ____；
（2）【实验方案】Ⅰ：甲组同学为确定 CO2 与 NaOH 溶液反应后所得溶液中溶质组成，设计如下实验方案。
①向所得溶液中加入足量的 CaCl2 溶液，若有白色沉淀生成，过滤后向溶液中加入足量的稀盐酸无气泡产生，则溶质为________。
②向所得溶液中加入足量的 CaCl2 溶液，若无白色沉淀生成，溶液中加入足量的稀盐酸有气泡产生，则溶质为________。
③向所得溶液中加入足量的 CaCl2 溶液，若有白色沉淀生成，过滤后向溶液中加入足量的稀盐酸有气泡产生，则溶质为________。
（3）乙组同学根据甲组同学的猜想，通过定量分析绘制出向所得溶液中逐滴加入稀盐酸的质量与生成二氧化碳的质量关系示意图，请根据图象确定溶质成分。







2.兴趣小组同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体是否变质及变质程度，进行了有关实验。请你与他们一起完成以下探究活动。
【对氢氧化钠固体猜想】猜想Ⅰ:该氢氧化钠固体没有变质；
猜想Ⅱ:该氢氧化钠固体部分变质；
猜想Ⅲ:该氢氧化钠固体全部变质。
【实验和推断】①小华同学取一定量该氢氧化钠固体样品加入适量水配成2mL溶液，然后向其中投入0.2g的熟石灰粉末，振荡，观察到有白色不溶物，于是小华就得出猜想Ⅰ不成立的结论。小明认为小华的实验不严密，其理由是__ ______?。
②经过同学们讨论，大家一致认为只要取一定量该氢氧化钠固体样品加入适量水配成溶液，然后向溶液中加入两种试剂就能验证三种猜想。其实验过程:取少量该溶液于试管中加入足量氯化钙溶液，静置后，在上层清液中，滴加2~3滴酚酞试液，观察现象，若实验证明猜想Ⅱ成立，则实验中观察到的实验现象是____ ____
【Na2CO3含量的测定】同学们经过实验发现该氢氧化钠固体已部分变质，该化学兴趣小组欲探究该氢氧化钠固体中Na2CO3的质量分数。
⑴该兴趣小组的同学设计了如图所示的实验装置。取10.0g氢氧化钠固体样品，进行实验。

⑵操作步骤:
①连接好装置，检查气密性；②打开弹簧夹C，在A处缓缓通入一段时间空气；③称量G的质量；④关闭弹簧夹C，慢慢滴加浓盐酸至过量，直至D中无气泡冒出；⑤打开弹簧夹C，再次缓缓通入一段时间空气；⑥再次称量G的质量，得前后两次质量差为4.4g
⑶数据计算:该氢氧化钠样品中Na2CO3的质量分数为 ________?。
⑷反思与评价:请你仔细分析此次实验并结合所求出的该氢氧化钠样品中Na2CO3的质量分数，对此次实验进行评价，并提出改进的方法 ________?。（选填“合理”或者“不合理”，如果此次实验合理，改进方法不填)
3南南同学看到“好想你”红枣袋中装有一袋防腐剂，品名为“504双吸剂”，其标签如下图所示。南南和北北对这包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇，设计如下实验进行探究。
【提出问题】久置固体的成分是什么？
【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁。
【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2和CaCO3。
【实验探究】南南同学的方案：
实验操作 实验现象 实验结论
取少量固体放于试管中，滴加足量的稀盐酸。 固体逐渐消失，有无色气体产生，得到浅绿色溶液。 固体中一定含有________，
一定不含Fe2O3。

北北同学认为南南同学的实验并不能得出一定不含Fe2O3的结论，理由是________，并设计如下实验方案继续验证。

步骤①样品用磁铁吸引前需经过研碎，其中研碎的目的是____ ____。
步骤②中固体溶解时放出大量热，由此可以判断固体中一定含________。
北北同学对滤渣B又进行探究。
实验操作 实验现象 实验结论
①取滤渣B于试管中，加入适量稀盐酸
②生成的气体通入澄清石灰水 ①固体消失________
②澄清石灰水变浑浊。 固体中一定含有CaCO3和Fe2O3





【实验结论】综合上述实验及所给数据，该久置固体中一定含有的物质是Fe、Fe2O3、CaO、CaCO3。