第13课时 物质的转化规律 [学生用书P70]
一、非金属单质与其化合物的转化(b)
1．非金属单质与氧气反应
S＋O2SO2
(硫黄是一种淡黄色粉末，在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，产生有刺激性气味的气体)
C＋O2CO2
4P＋5O22P2O5(白色固体)
N2＋O22NO
2NO＋O2===2NO2
非金属单质在一定条件下可以转化为相应的化合物。
2．非金属氧化物与水反应
CO2＋H2O===H2CO3
H2CO3CO2↑＋H2O
SO2＋H2O===H2SO3(形成酸雨的原因)
SO3＋H2O===H2SO4
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
二、金属单质与其化合物的转化(b)
1．金属与非金属的反应
2Mg＋O22MgO(耀眼白光)
3Fe＋2O2Fe3O4(火星四射)
Fe＋SFeS(铁粉与硫粉混合加热后即可反应，放热，生成黑色固体)
金属单质和某些非金属单质在一定条件下可以相互反应，生成相应的盐：
2Fe＋3Cl22FeCl3
Cu＋Cl2CuCl2
2．金属与氧化物反应
2Mg＋CO22MgO＋C
8Al＋3Fe3O49Fe＋4Al2O3
3．金属氧化物与水的反应
CaO＋H2O===Ca(OH)2(放出大量的热)
Na2O＋H2O===2NaOH
K2O＋H2O===2KOH
BaO＋H2O===Ba(OH)2
活泼金属的氧化物与水反应生成相应的碱。MgO、FeO、Fe2O3、CuO等氧化物不溶于水，也不与水反应。
三、金属的冶炼(b)
金属氧化物与还原剂(C、CO、H2等)在高温下反应，还原剂夺取金属氧化物中的氧，使其还原成金属单质。
C＋2CuO2Cu＋CO2↑
C＋CO22CO
CO＋CuOCu＋CO2
H2＋CuOCu＋H2O
(盛放CuO的试管口略向下倾斜，防止生成的水流入试管底部，使试管炸裂；先通H2，再加热，防止氢气与空气混合加热时发生爆炸；实验停止后，继续通H2，直至试管冷却，防止灼热的铜被空气中的氧气氧化成CuO)
四、物质转化的规律(b)
单质、氧化物、酸、碱、盐之间的相互关系历来是中考的重点。将它们的知识网络化、熟练掌握尤为重要。对其进行总结归纳的方法多种多样，如图为归纳物质转化规律常见的“八圈图”。
图13－1
图中每一条线都表示各种物质间的相互关系。从一种物质出发就是这种物质的主要性质，箭头的指向就是这种物质的制备。图中横向表明了不同类物质间的相互转化关系，这些反应都生成盐这类共同产物，由此可得出十种生成盐的
方法：
金属＋非金属―→无氧酸盐
碱性氧化物＋酸性氧化物―→含氧酸盐
金属＋盐―→新盐＋新金属
金属＋酸―→盐＋氢气
酸性氧化物＋盐―→盐＋水
碱性氧化物＋酸―→盐＋水
酸＋碱―→盐＋水
酸＋盐―→新酸＋新盐
碱＋盐―→新碱＋新盐
盐＋盐―→新盐＋新盐
图中纵向表明了由单质到盐的转化关系，如：
Na―→Na2O―→NaOH―→NaCl
C―→CO2―→H2CO3―→Na2CO3
类型一 非金属及其化合物之间的转化
典例
下列关于碳和碳的化合物知识网络图(图中表示转化关系)的说法正确的是( C )
图13－2
A．“C→CO”的反应中碳发生还原反应
B．“CO→CO2”的反应类型为置换反应
C．“CO2→CaCO3”的反应可用于检验二氧化碳
D．“CO2H2CO3”的反应可用酚酞试剂验证
【解析】
碳不充分燃烧生成一氧化碳，碳发生的是氧化反应。一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，该反应的反应物均为化合物，不属于置换反应；或一氧化碳在氧气中点燃生成二氧化碳，为化合反应。检验二氧化碳使用澄清石灰水，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水。二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸不能使酚酞试剂变色，“CO2H2CO3”的反应不能用酚酞试剂验证。
跟踪训练
下列物质间的转化关系正确的是( B )
①S→SO2→H2SO4→MgSO4
②P→P2O5→H3PO4
③Fe→Fe2O3→Fe2(SO4)3
A．①②
B．②③
C．①③
D．①②③
【解析】
SO2与水反应只能得到亚硫酸。磷在氧气中点燃可得五氧化二磷，五氧化二磷与水结合得磷酸。铁在常温下生锈得氧化铁，氧化铁与硫酸反应可得硫酸铁。
类型二 金属及其化合物之间的转化
典例
[2018·嘉兴舟山]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( B )
图13－3
A．①—Mg
B．②—MgCl2
C．③—H2SO4
D．④—Mg(OH)2
【解析】
镁和硫酸铜(或其他比镁的活动性弱的金属的可溶性硫酸盐)反应生成硫酸镁和铜；碱和盐反应生成新的碱和新的盐，碱和MgCl2生成的是氢氧化镁沉淀；氧化镁与硫酸反应生成硫酸镁和水；硫酸与氢氧化镁反应生成硫酸镁
和水。
跟踪训练
如图所示是某同学对“铁粉和硫反应”所做的改进实验，用烧红的玻璃棒接触后混合物剧烈反应，玻璃棒移开后反应继续进行直至底部，由此
可知：
图13－4
(1)该反应是一个__放热__(选填“吸热”或“放热”)反应。
(2)该黑色无磁性的固态物质在物质分类上属于_盐__(选填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”)。
(3)为确保冷却后的生成物不能被磁铁吸引，实验中的硫粉要稍微过量，目的是__确保铁粉完全反应__。
类型三 金属的冶炼
典例
[杭州中考]小金利用图示装置进行甲、乙对比实验，探究温度对CO和Fe2O3反应的影响(固定装置略)。
图13－5
(1)从实验安全角度考虑，图示装置还应采取的改进措施是__导管后放点燃的酒精灯或在导管后扎气球(合理即可)__。
(2)完全反应后，两组的生成物均为黑色粉末(纯净物)，分别用两组生成物进行以下实验：
步骤
操作
甲组现象
乙组现象
1
称量黑色粉末质量(g)
m1
m2
2
取黑色粉末，用磁铁吸引
能被吸引
能被吸引
3
取黑色粉末，加入稀盐酸
全部溶解，有大量气泡
无明显现象
4
取黑色粉末，加入足量CuSO4溶液
有红色物质生成
无明显现象
①甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是__Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑__。
②小金查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应，故猜想乙组的生成物为Fe3O4。他又发现m2恰好为__4.64__g，这可成为支持上述猜想的新证据。
(3)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响，且均体现出CO的
__还原性__(填写化学性质)。
【解析】
(1)一氧化碳是有毒的气体，排放到空气中会污染空气，利用一氧化碳的可燃性采用点燃的方法处理一氧化碳或在导管后扎气球收集一氧化碳，可以防止污染空气。(2)①由在甲中，黑色粉末能被磁铁吸引，能全部与稀盐酸反应且有气泡产生，加入足量CuSO4溶液，有红色物质生成可知，甲组的固体物质是Fe。②一氧化碳和氧化铁反应的固体产物为黑色，可能是铁粉或Fe3O4，在乙组中，生成物能被磁铁吸引，取黑色粉末加入稀盐酸和足量CuSO4溶液，均无明显现象，说明生成物是Fe3O4，m2＝4.8g×÷×100%＝4.64g。
跟踪训练
[2018·苏州模拟]金属在日常生活、工农业生产和科学研究方面应用广泛。
(1)铜可用来制作导线，是因为其具有良好的延展性和__导电性__。
(2)在空气中，铝表面生成一层致密的氧化膜，氧化膜的主要成分是__氧化铝(或Al2O3)__。
(3)我国古代掌握了多种金属冶炼技术。春秋时期，发明了冶铁技术，其方法是将赤铁矿(主要成分为Fe2O3)与木炭交错堆积，利用自然风力进行燃烧，木炭不完全燃烧产生的CO将矿石中的Fe2O3还原成铁，该反应的化学方程式为__3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2__。如图为铁制品循环利用的示意图，根据图示回答：
从“①”“②”“③”中，选出一定发生化学变化的是__①③__(填序号)。
图13－6
(4)不能用铁制容器盛放硫酸铜溶液的原因是__CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu__(用化学方程式表示)。废旧金属“循环利用”的意义是__节约金属资源等(合理
即可)__。(写一点即可)
(5)2015年，海昏侯墓出土了大量的青铜器，其表面有绿色的铜锈，其主要成分为碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]。试推测铜生锈是铜与氧气、水、_二氧化碳_共同作用的结果。
类型四 化合物之间的相互转化
典例
[2018·长春]如图表示物质间的转化关系(图中“→”表示某种物质转化成另一种物质)。
图13－7
(1)转化①的基本反应类型是__分解反应__反应。
(2)向澄清石灰水中通入CO2能够实现转化②，反应的化学方程式为__CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O__。
(3)若转化③、④、⑤都是与同种物质反应生成CaCl2，则该物质是__稀盐酸(或HCl)__。
【解析】
根据物质间的转化关系图判断：(1)①CaCO3CaO＋CO2↑，属于分解反应。(3)③CaO＋2HCl===CaCl2＋H2O，④CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，⑤Ca(OH)2＋2HCl===CaCl2＋2H2O，该物质是稀盐酸。
跟踪训练
从你熟悉的酸、碱、盐中任意选出四种物质，使其符合图中的关系：图中连线的物质间均能发生化学反应，请将物质的化学式填在相应的方框内。
图13－8
【解析】
从图框中可以看出要选择的物质为酸、碱、盐，它们两两之间的反应是复分解反应，根据复分解反应的条件可以知道，在生成物中必须有沉淀、气体或水产生，其中对于碱和盐、盐和盐的反应要求碱和盐必须可以溶于水，才能发生复分解反应。如果酸为盐酸，碱为氢氧化钠，那么与盐酸反应的盐可以是碳酸盐，也可以是硝酸银，若选择和盐酸反应的盐为硝酸银，那么能够和硝酸银反应的盐就可以是氯化铁，而氯化铁可以和氢氧化钠反应生成红褐色沉淀，满足题给的图框。
1．[2018·天门]如图中“－”表示相连的物质之间可以发生反应，“→”表示一种物质可以转化成另一种物质，下列各组物质按甲、乙、丙的顺序不符合图示要求的是
( B )
A．C、CO、O2
B．Mg、MgCl2、ZnSO4
(
图13－9
)C．Ca(OH)2、CaCl2、Na2CO3
D．BaCl2、BaCO3、H2SO4
【解析】
碳不充分燃烧生成CO，CO能与氧气反应生成CO2。镁能与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，但氯化镁不能与硫酸锌溶液反应。Ca(OH)2能与稀盐酸反应生成氯化钙和水，氯化钙和Ca(OH)2均能与碳酸钠溶液反应。氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，碳酸钡和氯化钡均能与稀硫酸反应。
2．[遵义中考改编]下列各组转化中，一定条件下均能一步实现的组合是( D )
图13－10
A．①②
B．②③
C．①③
D．①②③
3．实验室利用Fe2O3、H2O、NaOH、Ca(OH)2和H2SO4等几种试剂、药品来制Fe(OH)3，在最佳制备过程中一定要用到的化学方程式为
( B )
①Fe2O3＋3H2O===2Fe(OH)3
②Fe2(SO4)3＋6NaOH===2Fe(OH)3↓＋3Na2SO4
③Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O
④Fe2(SO4)3＋3Ca(OH)2===2Fe(OH)3↓＋3CaSO4↓
A．①②
B．②③
C．③④
D．①④
【解析】
Fe2O3与水不能直接化合生成Fe(OH)3；Fe2(SO4)3和Ca(OH)2反应的副产物CaSO4是一种微溶性物质，不易与Fe(OH)3分离。可以用Fe2O3先与H2SO4反应，生成Fe2(SO4)3，再用Fe2(SO4)3与NaOH反应即可得到红褐色沉淀Fe(OH)3。
4．实验室用铁、氧化铜、硫酸为原料制取铜，某同学设计了两个实验方案：
①FeH2Cu
②CuOCuSO4Cu
若用这两种方法制得质量相同的铜，下列说法中与实验事实相符的是( A )
A．消耗相同质量的氧化铜
B．消耗相同质量的铁
C．消耗相同质量的硫酸
D．生成相同质量的硫酸亚铁
【解析】
方案①：铁与稀硫酸反应先制得氢气，再用氢气还原氧化铜，此法在第二步须加热，且氢气还原氧化铜的效率低，只有部分氢气参加还原反应，因此需要消耗更多的铁和稀硫酸反应产生较多的氢气，这样才能制得和方案②相同质量的铜。
5．[2018·杭州]如图为氢气还原氧化铜的实验装置图，下列有关分析正确的是
( B )
A．装置中试管口需略向下倾斜，主要是为了利于通入氢气
(
图13－11
)B．在给试管内药品加热前，需先通氢气排尽试管内的空气
C．待药品完全反应后，需同时撤去酒精灯和通氢气的导管
D．该实验装置也可直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验
【解析】
氢气还原氧化铜，生成铜和水，为防止反应生成的水倒流引起试管炸裂，试管口应略向下倾斜；氢气不纯时，非常容易发生爆炸，所以加热前，要把试管内空气排尽；铜和氧气加热会生成氧化铜，所以应先熄灭酒精灯，然后停止通入氢气，防止铜在加热条件下再次被氧化；一氧化碳有毒，必须进行尾气处理。
6．N2中混有一定量的H2、CO2、CO和水蒸气，欲得干燥纯净的N2，可将混合气体通过下列试剂：①浓H2SO4；②灼热的CuO；③NaOH溶液；④澄清石灰水，气体经过的最佳顺序是
( B )
A．①②③④
B．②③④①
C．④③②①
D．①③②④
【解析】
将混合气体先通过②灼热的CuO，可将其中的H2、CO
转化为H2O和CO2；其次通过③NaOH溶液吸收CO2，然后通过④澄清的石灰水检验CO2是否被吸收干净；最后通过①浓H2SO4进行干燥得到干燥纯净的N2。注意干燥环节必须放在最后，否则得不到干燥的N2。
7．[2018·南京]图中A～M是初中化学常见的物质，且分别由H、C、O、Na、S、Cl、K、Fe中的一种或几种元素组成。B、C、E、F、M均由两种元素组成，B中两种元素质量之比为7∶3，固态E叫做“干冰”；A、D、H均由三种元素组成，H在实验室可用于制取氧气；G是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一。图中“－”表示两端的物质间能发生化学反应；“→”表示物质间存在转化关系；部分反应物、生成物或反应条件已略去。
图13－12
(1)写出化学式：G__NaHCO3__，B__Fe2O3__。
(2)写出H→I反应的化学方程式：__2KClO32KCl＋3O2↑__。
(3)写出A与D反应的化学方程式：__K2CO3＋H2SO4===K2SO4＋H2O＋CO2↑__。
【解析】
B、C、E、F、M均由两种元素组成，B中两种元素质量之化为7∶3，B是氧化铁；固态E叫做“干冰”，E是二氧化碳，F是一氧化碳；A、D、H均由三种元素组成，A是硫酸，D是碳酸钾，H在实验室可用于制取氧气，H是氯酸钾，I是氧气，C是氯化钾；G是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一，G是碳酸氢钠，M是水。
8．小明同学学习了单质、氧化物、酸、碱、盐性质后，发现许多不同类别的物质反应时能生成盐，于是他构建了甲图所示的知识网络图。
图13－13
(1)请你把甲图中①②处补充完整，要求不能与图中已有信息重复。
①__金属＋非金属__；②__金属氧化物＋非金属氧化物__。
(2)乙图中A～H都是初中化学中常见的物质，已知A、B为黑色固体，D为红色固体单质，F为红色粉末，它们的转化关系如乙图所示。请回答：
①物质B的化学式为__CuO__。
②写出E＋F→G的化学方程式：__3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2__。
③写出一个能实现G＋H→D的化学方程式：__Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4__。
【解析】
A、B为黑色固体，可能为碳和CuO，且其产物C、D应为CO2和Cu；D为红色固体单质，可知D为Cu；CO2与碳在高温条件下可生成CO，则A为碳，B为CuO；F为红色粉末，应为Fe2O3，Fe2O3与CO在高温条件下反应生成Fe；Fe能与CuSO4发生置换反应生成Cu。代入框图检验，合理。(共29张PPT)
第13课时
物质的转化规律
一、非金属单质与其化合物的转化(b)
1．非金属单质与氧气反应
(硫黄是一种淡黄色粉末，在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，产生有刺激性气味的气体)
2NO＋O2===2NO2
非金属单质在一定条件下可以转化为相应的化合物。
2．非金属氧化物与水反应
CO2＋H2O===H2CO3
SO2＋H2O===H2SO3(形成酸雨的原因)
SO3＋H2O===H2SO4
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
二、金属单质与其化合物的转化(b)
1．金属与非金属的反应
金属单质和某些非金属单质在一定条件下可以相互反应，生成相应的盐：
2．金属与氧化物反应
3．金属氧化物与水的反应
CaO＋H2O===Ca(OH)2(放出大量的热)
Na2O＋H2O===2NaOH
K2O＋H2O===2KOH
BaO＋H2O===Ba(OH)2
活泼金属的氧化物与水反应生成相应的碱。MgO、FeO、Fe2O3、CuO等氧化物不溶于水，也不与水反应。
三、金属的冶炼(b)
金属氧化物与还原剂(C、CO、H2等)在高温下反应，还原剂夺取金属氧化物中的氧，使其还原成金属单质。
(盛放CuO的试管口略向下倾斜，防止生成的水流入试管底部，使试管炸裂；先通H2，再加热，防止氢气与空气混合加热时发生爆炸；实验停止后，继续通H2，直至试管冷却，防止灼热的铜被空气中的氧气氧化成CuO)
四、物质转化的规律(b)
单质、氧化物、酸、碱、盐之间的相互关系历来是中考的重点。将它们的知识网络化、熟练掌握尤为重要。对其进行总结归纳的方法多种多样，如图为归纳物质转化规律常见的“八圈图”。
图
13－1
图中每一条线都表示各种物质间的相互关系。从一种物质出发就是这种物质的主要性质，箭头的指向就是这种物质的制备。图中横向表明了不同类物质间的相互转化关系，这些反应都生成盐这类共同产物，由此可得出十种生成盐的方法：
金属＋非金属―→无氧酸盐
碱性氧化物＋酸性氧化物―→含氧酸盐
金属＋盐―→新盐＋新金属
金属＋酸―→盐＋氢气
酸性氧化物＋盐―→盐＋水
碱性氧化物＋酸―→盐＋水
酸＋碱―→盐＋水
酸＋盐―→新酸＋新盐
碱＋盐―→新碱＋新盐
盐＋盐―→新盐＋新盐
图中纵向表明了由单质到盐的转化关系，如：
Na―→Na2O―→NaOH―→NaCl
C―→CO2―→H2CO3―→Na2CO3
类型一 非金属及其化合物之间的转化
典例
下列关于碳和碳的化合物知识网络图(图中表示转化关系)的说法正确的是
(
)
图
13－2
C
A．“C→CO”的反应中碳发生还原反应
B．“CO→CO2”的反应类型为置换反应
C．“CO2→CaCO3”的反应可用于检验二氧化碳
D．“CO2
H2CO3”的反应可用酚酞试剂验证
跟踪训练
下列物质间的转化关系正确的是
(
)
①S→SO2→H2SO4→MgSO4
②P→P2O5→H3PO4
③Fe→Fe2O3→Fe2(SO4)3
A．①②
B．②③
C．①③
D．①②③
【解析】
SO2与水反应只能得到亚硫酸。磷在氧气中点燃可得五氧化二磷，五氧化二磷与水结合得磷酸。铁在常温下生锈得氧化铁，氧化铁与硫酸反应可得硫酸铁。
B
类型二 金属及其化合物之间的转化
典例
[2018·嘉兴舟山]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
图
13－3
B
【解析】
镁和硫酸铜(或其他比镁的活动性弱的金属的可溶性硫酸盐)反应生成硫酸镁和铜；碱和盐反应生成新的碱和新的盐，碱和MgCl2生成的是氢氧化镁沉淀；氧化镁与硫酸反应生成硫酸镁和水；硫酸与氢氧化镁反应生成硫酸镁和水。
跟踪训练
如图所示是某同学对“铁粉和硫
反应”所做的改进实验，用烧红的玻璃棒
接触后混合物剧烈反应，玻璃棒移开后
反应继续进行直至底部，由此可知：
(1)该反应是一个________(选填“吸热”
或“放热”)反应。
(2)该黑色无磁性的固态物质在物质分类上属于______(选填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”)。
(3)为确保冷却后的生成物不能被磁铁吸引，实验中的硫粉要稍微过量，目的是____________________。
图
13－4
放热
盐
确保铁粉完全反应
类型三 金属的冶炼
典例
[杭州中考]小金利用图示装置进行甲、乙对比实验，探究温度对CO和Fe2O3反应的影响(固定装置略)。
图
13－5
(1)从实验安全角度考虑，图示装置还应采取的改进措施是_________________________________________________。
导管后放点燃的酒精灯或在导管后扎气球(合理即可)
(2)完全反应后，两组的生成物均为黑色粉末(纯净物)，分别用两组生成物进行以下实验：
步骤
操作
甲组现象
乙组现象
1
称量黑色粉末质量(g)
m1
m2
2
取黑色粉末，用磁铁吸引
能被吸引
能被吸引
3
取黑色粉末，加入稀盐酸
全部溶解，有大量气泡
无明显现象
4
取黑色粉末，加入足量CuSO4溶液
有红色物质生成
无明显现象
①甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是____________
__________________。
②小金查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应，故猜想乙组的生成物为Fe3O4。他又发现m2恰好为________g，这可成为支持上述猜想的新证据。
(3)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响，且均体现出CO的__________(填写化学性质)。
Fe＋2HCl
===FeCl2＋H2↑
4.64
还原性
跟踪训练
[2018·苏州模拟]金属在日常生活、工农业生产和科学研究方面应用广泛。
(1)铜可用来制作导线，是因为其具有良好的延展性和_____
。
(2)在空气中，铝表面生成一层致密的氧化膜，氧化膜的主要成分是___________________。
(3)我国古代掌握了多种金属冶炼技术。春秋时期，发明了冶铁技术，其方法是将赤铁矿(主要成分为Fe2O3)与木炭交错堆积，利用自然风力进行燃烧，木炭不完全燃烧产生的CO将矿石中的Fe2O3还原成铁，该反应的化学方程式为
导电性
氧化铝(或Al2O3)
______________________________。如图为铁制品循环利用的示意图，根据图示回答：
从“①”“②”“③”中，选出一定发生化学变化的是________(填序号)。
图
13－6
①③
(4)不能用铁制容器盛放硫酸铜溶液的原因是________________
_________________(用化学方程式表示)。废旧金属“循环利用”的意义是____________________________。(写一点即可)
(5)2015年，海昏侯墓出土了大量的青铜器，其表面有绿色的铜锈，其主要成分为碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]。试推测铜生锈是铜与氧气、水、____________共同作用的结果。
CuSO4＋Fe
===FeSO4＋Cu
节约金属资源等(合理即可)
二氧化碳
类型四 化合物之间的相互转化
典例
[2018·长春]如图表示物质间的转化关系(图中“→”表示某种物质转化成另一种物质)。
图
13－7
(1)转化①的基本反应类型是____________反应。
分解反应
(2)向澄清石灰水中通入CO2能够实现转化②，反应的化学方程式为____________________________________。
(3)若转化③、④、⑤都是与同种物质反应生成CaCl2，则该物质是__________________。
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓
＋H2O
稀盐酸(或HCl)
跟踪训练
从你熟悉的酸、碱、盐中任意选出四种物质，使其符合图中的关系：图中连线的物质间均能发生化学反应，请将物质的化学式填在相应的方框内。
图
13－8
【解析】
从图框中可以看出要选择的物质为酸、碱、盐，它们两两之间的反应是复分解反应，根据复分解反应的条件可以知道，在生成物中必须有沉淀、气体或水产生，其中对于碱和盐、盐和盐的反应要求碱和盐必须可以溶于水，才能发生复分解反应。如果酸为盐酸，碱为氢氧化钠，那么与盐酸反应的盐可以是碳酸盐，也可以是硝酸银，若选择和盐酸反应的盐为硝酸银，那么能够和硝酸银反应的盐就可以是氯化铁，而氯化铁可以和氢氧化钠反应生成红褐色沉淀，满足题给的图框。
当堂测评
高分作业第二篇
物质科学(化学部分)
第13课时 物质的转化规律
1．下列物质间的转化能一步实现的是(多选)
( AD )
A．Na2CO3―→NaOH
B．CaCO3―→Ca(OH)2
C．NaNO3―→NaCl
D．CuSO4―→FeSO4
【解析】
Na2CO3与Ba(OH)2、Ca(OH)2等反应可一步生成NaOH；CuSO4溶液与Fe反应可生成FeSO4。
2．[泰安中考]某化工厂按如下步骤进行生产：(1)以煤为燃料煅烧石灰石；(2)用饱和碳酸钠溶液充分吸收(1)中产生的二氧化碳(Na2CO3＋CO2＋H2O===
2NaHCO3)；(3)使步骤(1)中产生的氧化钙跟水反应；(4)熟石灰与碳酸钠溶液反应。该厂生产过程中所涉及的物质有①石灰石；②碳酸钠；③碳酸氢钠；④烧碱；⑤二氧化碳；⑥熟石灰。下列说法正确的是
( D )
A．起始原料是①③
B．起始原料是②⑥
C．最终产品是⑤⑥
D．最终产品是③④
【解析】
由工艺流程可知，该化工厂主要生产氢氧化钠，同时利用碳酸钠溶液吸收二氧化碳得到碳酸氢钠，因此起始原料是石灰石和碳酸钠溶液，最终产品是碳酸氢钠和氢氧化钠。
3．下列从原料到制取较纯的最终产物的实验设计中，理论上正确，操作上可行，经济上合理的是
( D )
A．CaCO3CaOCa(OH)2溶液NaOH溶液
B．CuCu(NO3)2溶液Cu(OH)2
C．FeFe2O3Fe2(SO4)3溶液
D．CuOCuCl2溶液Cu(OH)2
【解析】
A方案中第一、二步没问题，第三步用Ca(OH)2转化成NaOH不合理，因为Ca(OH)2微溶，转化效率很低，不适合生产；B方案中采用Cu与AgNO3溶液反应不合理，成本过高；C方案中，Fe在O2中燃烧只能得到Fe3O4，不能得到Fe2O3，理论上不合理。
(
图13－1
)4．[2018·绍兴义乌]如图所示，围棋棋盘上有五枚棋子，代表铁、稀盐酸、氢氧化钡、碳酸钙、硝酸银五种物质，相邻棋子间的连线表示物质间可以反应。已知与戊的反应中：甲——戊的反应类型不同于其他几个反应；丙——戊反应能产生一种气体，且该气体还能与丁反应生成沉淀。则下列对应关系正确的是( A )
选项
甲
乙
丙
丁
戊
A
铁
硝酸银
碳酸钙
氢氧化钡
稀盐酸
B
硝酸银
铁
稀盐酸
氢氧化钡
碳酸钙
C
硝酸银
铁
碳酸钙
氢氧化钡
稀盐酸
D
铁
氢氧化钡
碳酸钙
硝酸银
稀盐酸
【解析】
由图可知戊与其他四种物质都能发生反应，分析题目中所给物质只有稀盐酸符合该条件，即戊代表稀盐酸；分析稀盐酸与其他四种物质的反应可知，稀盐酸与铁发生置换反应，与其他三种物质发生复分解反应，可推出甲代表铁；丙与稀盐酸反应可生成一种气体，已知甲代表铁，可推出丙代表碳酸钙，与稀盐酸反应生成的气体为二氧化碳；二氧化碳与丁反应生成沉淀，二氧化碳与氢氧化钡可反应生成碳酸钡沉淀，二氧化碳与硝酸银不反应，由此可推出丁代表氢氧化钡，乙代表硝酸银。
5．[2018·杭州上城区二模]小陈在进行CO与Fe2O3
反应的实验时，观察到如下现象：红色粉末变黑，澄清石灰水变浑浊，待反应结束，装置冷却后称量，发现硬质玻璃管内固体质量减小，装有澄清石灰水的装置质量增加。对于上述实验现象的分析错误的是
( D )
图13－2
A．一氧化碳具有还原性
B．生成的黑色物质能被磁铁吸引
C．本实验如果要制得5.6gFe，则通入CO的质量要远大于4.2g
D．硬质玻璃管内减小的质量等于装有澄清石灰水装置增加的质量
【解析】
CO能将Fe2O3还原成Fe单质，Fe单质能被磁铁吸引。由于反应前要通一段时间CO以排尽管内空气，所以本实验如果要制得5.6gFe，则通入CO的质量要远大于4.2g；硬质玻璃管内减小的质量是氧化铁中减少的氧元素的质量，装有澄清石灰水装置增加的质量是参加反应的一氧化碳和氧化铁中减少的氧元素的质量之和，两者不相等。
6．[2018·杭州]小金做了如下实验：将4.2g铁粉和4.0g氧化铜粉末均匀混合，然后一次性投入盛有200g
9.8%稀硫酸的大烧杯中。观察到如下现象：立即出现红色固体，前阶段没有明显的气泡产生，后阶段产生大量无色气泡，充分反应后上层清液呈浅绿色。由此小金作出下列判断，其中不合理的是( D )
A．“立即出现红色固体”是由于很快发生了如下转化：CuOCuSO4Cu
B．“产生大量无色气泡”是由于发生了如下反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
C．该实验条件下，硫酸铜比稀硫酸更容易跟铁粉发生反应
D．在不同浓度的硫酸铜和稀硫酸的混合溶液中投入铁粉，都是硫酸铜先跟铁粉反应
【解析】
出现红色固体则说明生成了铜单质；结合题干分析，能产生气体的化学反应，只有铁粉与稀硫酸生成氢气与硫酸亚铁；根据反应现象可知，该条件下铁粉先与硫酸铜反应，后与硫酸反应；题目中没有对不同浓度下的反应情况进行实验探究，无法得到普遍规律。
7．[2018·淮安]某课外活动小组进行测定水中氢氧元素的质量比的实验探究，已知H2＋CuOCu＋H2O。根据图示进行实验，反应后测得甲中玻璃管(含药品)质量减少a
g，乙中U形管(含药品)质量增加b
g。
图13－3
(1)水中氢、氧元素的质量比是__(b－a)∶a__(用含a、b的式子表示)。
(2)下列因素中，对测定结果有影响的是__AC__(填字母)。
A．CuO粉末不干燥
B．CuO没有完全转化为Cu
C．没有丙装置
【解析】
(1)反应后测得甲中玻璃管(含药品)质量减少a
g，减少的是生成的水中的氧元素，而乙中U形管(含药品)质量增加b
g，是生成的水的质量。所以水中氢、氧元素的质量比是
(b－a)∶a。(2)由(1)可知氢氧元素的质量比为
(b－a)∶a，若CuO粉末不干燥或没有丙装置，都会使乙中U形管质量增加量b的值偏大，影响测定结果。
8．[绍兴义乌中考]以粗盐(含杂质Na2SO4、MgCl2、CaCl2、泥沙)为原料制备精盐。
(1)加水溶解后，用如图装置除去粗盐中的泥沙，玻璃棒的作用是__引流__。
(
图13－4
)(2)为除去Na2SO4、MgCl2、CaCl2，并得到中性的食盐溶液，下列所加试剂和操作：①加过量的Na2CO3溶液，②过滤，③加过量的NaOH溶液，④加适量的稀HCl，⑤加过量的BaCl2溶液，能达到目的的顺序是__C__。
A．⑤③②①④
B．③⑤①④②
C．③⑤①②④
(3)用pH试纸检验溶液是否呈中性的操作是__用洁净的玻璃棒蘸取少量溶液，滴在pH试纸上，显示的颜色与标准比色卡对照__。
【解析】
(2)除粗盐中的Na2SO4、MgCl2、CaCl2、泥沙杂质时，NaOH溶液用于除掉MgCl2，BaCl2溶液用于除掉Na2SO4，Na2CO3溶液用于除掉CaCl2和过量的BaCl2，稀HCl用于除掉过量的NaOH和Na2CO3。
9．[2018·德阳]氢氧化镁是一种重要的化工原料，某矿石由MgO、Fe2O3、CuO和SiO2组成。用它制备氢氧化镁的流程示意图如下：
图13－5
部分金属阳离子以氢氧化物形成沉淀时溶液的pH见下表：
沉淀物
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Mg(OH)2
开始沉淀
1.9
4.2
9.1
完全沉淀
3.2
6.7
11.1
(1)熟石灰主要成分的化学式是__Ca(OH)2__。
(2)溶液A中的阳离子是__Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋、H＋__(填离子符号)。
(3)沉淀C的成分是__Fe(OH)3、Cu(OH)2__。
(4)溶液B与熟石灰反应的化学方程式是__MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2____。
【解析】
熟石灰的主要成分是氢氧化钙，化学式为Ca(OH)2；矿石中加入稀盐酸，可以与氧化镁、氧化铁和氧化铜反应分别生成氯化镁、氯化铁和氯化铜，由于盐酸过量，故也含有稀盐酸，则溶液中的阳离子有Mg2＋、Fe3＋、
Cu2＋、H＋；pH控制在7～9时，溶液中的铁离子和铜离子会生成氢氧化铁沉淀和氢氧化铜沉淀；溶液B中的主要成分是氯化镁，氯化镁与氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙。
10．[2018·扬州]某工厂产生的废渣主要成分是含钙的化合物(杂质为Fe2O3)。用该废渣制取CaCl2晶体(CaCl2·xH2O)并进行组成测定，其制取的流程如图
所示：
图13－6
已知：NH4Cl溶液显酸性，且浓度越高酸性越强。
(1)XRD图谱可用于判断某固态物质是否存在。甲图为煅烧前后废渣的XRD图谱。写出煅烧时发生的化学反应方程式：__Ca(OH)2CaO＋H2O__。
图13－7
(2)浸取时需连续搅拌，其目的是__使氧化钙与水充分反应生成氢氧化钙，再与氯化铵反应__；生成的NH3能使湿润的红色石蕊试纸变__蓝__色。
(3)若使用过量浓度较高的NH4Cl溶液，则所得CaCl2溶液中会含有NH4Cl、__FeCl3__(填化学式)等杂质。
(4)过滤得到的Fe2O3在高温下可与CO反应，写出该反应的化学方程式：__Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2__。
(5)测定晶体(CaCl2·xH2O)的组成：
a．称取14.7000g
CaCl2晶体于锥形瓶内，加入适量蒸馏水，使其全部溶解。
b．再向其中加入足量的Na2CO3溶液，静置。
c．过滤、洗涤、干燥、称量，得到10.0000g固体。
①通过计算，确定x的值(写出计算过程)。
②判断步骤b中沉淀完全的方法是：静置，向上层清液中滴加__碳酸钠，没有沉淀产生__，则说明已沉淀完全；若沉淀不完全，则测得的x值比实际值__偏大__(选填“偏大”“偏小”或“
不变”)。
【答案】
(5)①设生成10.0000g沉淀需要氯化钙的质量为y则：
CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl
111 100
y 10g
＝，解得y＝11.1g，
所以结晶水的质量＝14.7000g－11.1g＝3.6g，14.7g××100%＝3.6g，解得x＝2。
【解析】
(1)根据煅烧前后废渣的XRD图谱可知，煅烧时发生的化学反应是氢氧化钙分解生成氧化钙和水。(2)浸取时需连续搅拌，其目的是使氧化钙与水充分反应生成氢氧化钙，再与氯化铵反应；氨气溶于水形成氨水显碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。(3)若使用过量浓度较高的NH4Cl溶液，溶液的酸性较强，可能与氧化铁反应，生成氯化铁，所得CaCl2溶液中可能会含有NH4Cl、FeCl3等杂质。(5)②沉淀完全说明溶液中不含有氯化钙，可用碳酸钠溶液检验。如果向上层清液中滴加碳酸钠，没有沉淀产生，说明已沉淀完全，若沉淀不完全，计算所得的氯化钙质量偏小，水的质量偏大，x值偏大。
11．[扬州中考]碱式碳酸镁[Mg2(OH)2CO3]和过氧化镁(MgO2)都是重要化工原料。以Mg2(OH)2CO3为原料，制备产品MgO2的步骤如下：
(1)煅烧：煅烧Mg2(OH)2CO3得到三种氧化物，其中一种常温下是气体，且能使澄清石灰水变浑浊，煅烧时反应的化学方程式为__Mg2(OH)2CO32MgO＋H2O＋CO2↑__。
(2)转化：向所得固体中加双氧水充分搅拌，发生反应MgO＋H2O2===MgO2＋H2O。
(3)分离：得到产品。
(4)测定：假设产品中仅混有少量MgO，某小组设计如图装置，通过测定生成O2体积，计算MgO2的质量分数。已知：
a．MnO2与稀盐酸不反应
b．MgO2＋2HCl===MgCl2＋H2O2
c．2MgO22MgO＋O2↑
d．MgO＋CMg＋CO↑
图13－8
①相同条件下，__装置A__(选填“装置A”或“装置B”)能使测定结果更
准确。
②经讨论，该小组又设计了下列3种方案，分别取5.0g产品进行实验，能确定MgO2质量分数的是__ABC__(填字母)。
A．加热，使MgO2完全分解，测出剩余固体的质量
B．与足量炭粉在高温下充分反应，测出生成Mg的质量
C．先加足量稀盐酸，再加足量NaOH溶液，充分反应，测出Mg(OH)2质量
【解析】
(4)①相同条件下，装置A中盐酸的体积是在体系之内的，所以加入盐酸时不会影响生成的氧气的体积测定，而装置B盐酸的加入会导致量气管内液面明显下降，所以装置A能使测定结果更准确。②A.加热，使MgO2完全分解，测出剩余固体的质量，可以根据质量差为生成的氧气求算MgO2质量，进而确定MgO2质量分数。B.设过氧化镁的质量为x，氧化镁的质量为y，则x＋y＝5.0g；根据质量守恒可知过氧化镁中的镁元素质量和氧化镁中的镁元素质量之和等于反应生成镁元素的质量；由此可求出过氧化镁的质量，继而可求出过氧化镁的质量分数。C.设过氧化镁的质量为x，氧化镁的质量为y，则x＋y＝5.0g；根据质量守恒，可知过氧化镁中的镁元素质量和氧化镁中的镁元素质量之和等于反应生成氢氧化镁中镁元素的质量；由此可求出过氧化镁的质量，继而可求出过氧化镁的质量分数。
