专题分析： 物质的转化——八圈图 学案（含答案）

【重难点突破】 物质的转化——八圈图 小专题复习
一、知识梳理
1.各类物质转化关系图（俗称八圈图，此图只是列出主要的基本关系和转变规律，不可以用几条规律来包罗万象。）

2、20条规律须牢记：
两条纵线通到底（8条规律）1∽8
五条横线相联系（5条规律）9∽13
七条交叉成网络（7条规律）14∽20
纵向：
（1）金属+氧气→金属氧化物
4K+O2 2K2O
2Ca+O2 2CaO
4Na+O2 2Na2O
2Ba+O2 2BaO
2Cu+O2 ? 2CuO，铜丝表面逐渐变为黑色。（常温下，在干燥的空气中，几乎不与氧气反应。）
2Mg + O2 点燃 2MgO，点燃时，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成一种白色固体氧化镁。
（常温下，银白色镁条在空气中表面会逐渐变暗，生成白色固体氧化镁。）
3Fe + 2O2 点燃 Fe3O4 ，剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体。
2Al + 3O2 点燃 2Al2O3，剧烈燃烧，放出大量的热，生成一种白色固体。
（常温下，银白色铝的表面逐渐变暗，生成一层致密的薄膜氧化铝。）
碱性氧化物是指能与水反应生成碱的氧化物。金属氧化物不一定是碱性氧化物，但碱性氧化物肯定是金属氧化物。
（2）某些金属氧化物+水碱
K2O+H2O 2KOH
Na2O+H2O 2NaOH
CaO+H2O Ca(OH)2，现象：放出大量的热。用途：生石灰易与水反应，可以做干燥剂。Ca(OH)2有腐蚀性，不能食用。
BaO+H2O Ba(OH)2
（不是所有的金属氧化物都能与水反应，如氧化铜与水不反应。）
（3）难溶性碱 金属氧化物+水
Cu(OH)2 ? CuO+H2O
2Fe(OH)3 ? Fe2O3+3H2O
（4）酸+碱盐+水
Ｃu(OH)2+H2SO4 CuSO4+2H2O
HCl + NaOH NaCl +H2O
2HCl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2H2O
3HCl + Al(OH)3 AlCl3 + 3H2O，用途：治疗胃酸过多。
H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O
H2CO3 + Ca(OH)2 CaCO3↓+ 2H2O （第5册 课本P25页）
（5）非金属+氧气非金属氧化物
C + O2 点燃 CO2，（碳在氧气中充分燃烧。）；现象：发出白光，放出热量。
2C + O2 点燃 2CO，（碳在氧气中不充分燃烧。）
4P+ 5O2 点燃 2P2O5，产生大量的白烟，放出热量。
2H2+O2 点燃2H2O，在空气中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量的热，生成无色无味的液体。
S + O2 点燃 SO2，在空气中燃烧产生微弱的淡蓝色火焰；在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，并产生有刺激性气味的气体。
（6）某些非金属氧化物非金属+非金属
水电解 2H2O 通电 2H2↑＋O2↑
（7）某些非金属氧化物+水酸
CO2+H2O H2CO3
SO2+H2O H2SO3
SO3+H2O H2SO4
（8）酸非金属氧化物+水
H2CO3 CO2↑+H2O
横向：
（9）金属+非金属盐
2Na+Cl2 点燃 2NaCl
2Fe+Cl2 ? 2FeCl3
Cu+Cl2 ? CuCl2
Fe+S ? FeS （为了使反应更充分，硫粉可过量，一般以7：5比例效果较好。）
（10）某些金属氧化物+某些非金属氧化物盐（或金属和非金属氧化物）
CO+CuO ? Cu+CO2
CaO+SiO2 高温 CaSiO3
CaO＋H2O Ca(OH)2 （放出大量的热量）
3CO+Fe2O3 高温 2Fe+3CO2 （第5册 P62页）
（11）含氧酸盐某些金属氧化物+某些非金属氧化物
CaCO3 高温 CaO+CO2↑
（12）酸＋碱→盐＋水
NaOH +HCl NaCl+H2O
Cu(OH)2+2HCl CuCl2+2H2O；蓝色粉末逐渐溶解，溶液由无色变成蓝绿色。
Ba(OH)2+2HCl BaCl2+2H2O
Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O；白色固体逐渐溶解
2NaOH+H2SO4 Na2SO4+2H2O
Cu(OH)2+H2SO4 CuSO4+2H2O
蓝色粉末逐渐溶解，溶液由无色变成蓝色。
Ba(OH)2+H2SO4 BaSO4↓+2H2O
溶液中有白色沉淀产生
Mg(OH)2+H2SO4 MgSO4+2H2O
白色固体逐渐溶解
（13）可溶性盐+可溶性盐两种新盐
NaCl + AgNO3 NaNO3 + 2AgCl↓
Na2SO4 + BaCl2 BaSO4↓ + 2NaCl
交叉：
（14）非金属+金属氧化物→金属+非金属氧化物
C+2CuO 高温 2Cu+CO2↑
H2+CuO 高温 Cu+H2O↑ （黑色粉末变红）
（15）酸+某些金属氧化物盐+水
Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O，现象：铁锈逐渐消失，溶液变黄色。应用于除锈。
Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O
CuO + 2HCl CuCl2 + H2O
CuO＋H2SO4 H2O＋CuSO4，现象：黑色粉未逐渐消失，溶液变蓝色。
（16）碱+某些非金属氧化物盐+水
CO2+2NaOH Na2CO3+H2O，用于除去二氧化碳。氢氧化钠在空气中变质。
2NaOH + SO2 Na2SO3（亚硫酸钠） + H2O，用于吸收二氧化硫。（第5册 P16页）
2NaOH + SO3 Na2SO4 + H2O
Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 ↓+ H2O，用于检验二氧化碳。
Ca(OH)2 + SO2 CaSO3 ↓+ H2O
（17）可溶性碱+可溶性盐新碱+新盐
2NaOH+CuSO4 Na2SO4+Cu(OH)2↓
Ca(OH)2 + Na2CO3 CaCO3↓+ 2NaOH
3NaOH + FeCl3 3NaCl+ Fe(OH)3↓
Ba(OH)2 + Cu2SO4 BaSO4↓+ Cu(OH)2↓，有两种沉淀生成的复分解反应。
（18）酸+盐新酸+新盐
Na2CO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+CO2↑
CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2↑，用途：实验室制取二氧化碳气体、清除水垢、鸡蛋壳与盐酸反应。
Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2↑
H2SO4 + BaCl2 BaSO4 ↓+ 2HCl
HCl + AgNO3 AgCl↓+ HNO3
（19）某些金属+酸盐+氢气
Mg + H2SO4 MgSO4 + H2↑，剧烈反应，产生大量气泡，溶液仍为无色，试管壁发热。
Mg+ 2HCl MgCl2 + H2↑
2Al +3H2SO4 Al2(SO4)3 +3H2↑
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2↑
Zn+ H2SO4 ZnSO4 + H2↑
Zn + 2HCl ZnCl2 + H2↑
Fe + H2SO4 FeSO4 + H2↑，反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色。
Fe + 2HCl FeCl2 + H2↑
（20）某些金属+可溶性盐新盐+新金属
Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu，古代湿法炼铜的原理
Cu + Hg(NO3)2 Cu(NO3)2 + Hg
2、其他物质之间的相互转化
高锰酸钾受热分解 2KMnO4 △ K2MnO4＋MnO2＋O2↑
钟乳石和石笋的形成 Ca（HCO3）2 △CaCO3↓＋H2O＋CO2↑
甲烷燃烧 CH4＋2O2 点燃 CO2＋2H2O
工业上用酸与氨气反应制取氮肥
NH3+H2O+CO2 NH4HCO3 （碳酸氢铵） （第5册 课本P29页）
NH3?H2O+CO2 NH4HCO3 （碳酸氢铵） （第5册 课本P19页）
2NH3+H2SO4 （NH4）2SO4 （硫酸铵） （第5册 课本P29页）
二、巩固练习
1．[2018年1月期末]物质在一定条件下能发生相互转化，如C→CO2→H2CO3→Na2CO3表示了四种物质之间的转化情况，若每一转化都是由一步反应实现，则上述化学反应中肯定不包括（ ）
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应
2．[2017·湖州·15]通过一步化学反应实现如图所示的x、y、z三种物质间转化，表格中x、y、z对应的物质不能实现这种转化的是（ ）
3．[2018年1月期末]有ABCD四种物质的稀溶液，已知它们分别是K2CO3、BaCl2、HCl、AgNO3中的某一种溶液。下图为常温时上述溶液两两混合的部分实验现象，其中“↓”表示生成沉淀，“↑”表示生成气体，“-”表示无明显现象。
A
B
-
C
↑
①
D
②
↓
↓
（1）请判断A物质是 。
（2）请用“↓”、“↑”或“-”将图中②处的现象表示出来 。
（3）★★请写出B与D反应生成的沉淀的化学式 。
4．[2018·温州·21]人类发现二氧化碳经历了多个世纪，下列是其过程中的部分资料。
资料一：1630年，海尔蒙特发现在一些洞穴处，有一种能使燃着的蜡烛熄灭的气体，后来被证实是CO2。
资料二：1754年，布莱克将石灰石锻烧首次制得CO2，并完成了如下所示的物质转化研究。
资料三：1766年，卡文迪许通过实验测得，室温下1体积水大约能溶解解1体积二氧化碳气体。
（1）根据海尔蒙特的发现，可推测二氧化碳的化学性质： 。
（2）写出布莱克实验中反应③的化学方程式： 。
（3）如图，在室温下将容积为200毫升的广口瓶注满蒸馏水，通过导管缓慢通入300毫升CO2。如果卡文迪许的结论是正确的，则在量筒中收集到的水约为 毫升。
5．[2018·衢州·35]科学家尝试通过多种途径减少CO2的排放，或将CO2转化为有用的物质。其中一种途径是利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，并将CO2储存或利用，反应流程如图所示。
（1）反应分离室中分离物质的操作是_____________。
（2）上述反应流程中，可循环利用的物质是____________。
（3）若反应分离室中有溶质质量分数为10.6%的Na2CO3溶液100千克。求完全反应后，理论上可生成CaCO3的质量(要求根据化学方程式计算)。
6．[2018·金华丽水·23]A、B、C、D是初中科学常见的四种物质，其中A、B属于相同物质类别的化合物，C、D物质类别不同，它们之间的转化和反应关系如图。
图中“→”表示某一种物质经一步反应可转化为另一种物质，“—”表示相连两物质能发生化学反应，部分反应物、生成物及反应条件已略去，请回答：
（1）若C是二氧化碳，B是氢氧化钙，则B→A的化学方程式是 ；
（2）若C是锌，A和B都属于酸，写出D可能的化学式 （物质类别不同的两种即可）。
参考答案
1．B 2．B
3．（1）BaCl2；（2）↓；（3）AgCl
4．（1）不燃烧也不支持燃烧；（2）Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O；（3）100
5．
（1）过滤 （2）NaOH和CaO （3）10kg。
解析：
（1）反应分离室中发生的化学反应是：CaO+H2O=Ca(OH)2， Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH，分离碳酸钙固体与氢氧化钠溶液的操作是过滤。
（2）①在“CO2捕捉室”用去了NaOH：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；但在“反应分离室”又生成了NaOH：Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH。②在“反应分离室”消耗了生石灰：CaO+H2O=Ca(OH)2；但在“高温反应炉”又生成了生石灰：CaCO3 CaO+CO2↑。所以，可循环利用的物质是NaOH和CaO。
（3）Na2CO3溶液中所含的Na2CO3质量是：100千克×10.6%=10.6千克，
设理论上可生成CaCO3的质量为x。
Ca(OH)2+Na2CO3====CaCO3↓+2NaOH
106 100
10.6千克 x 106:100=10.6千克:x，解之，x=10千克。
答：理论上可生成CaCO3的质量是10kg。
6．
（1）Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH（合理即可）
（2）Na2CO3、CuO、NaOH（或其它碳酸盐、金属氧化物、碱的化学式）三种中的任意两种