2021年 暑假新初三科学 第15讲 物质的转化(二)（知识讲解+针对练习）（无答案）

暑假新初三
第15讲
物质的转化(二)
【学习目标】
1.能理解并掌握三大还原剂冶炼金属的原理。
2.能掌握四大基本反应在物质的转化中的应用。
3.能掌握框图推断题的基本思路。
1、三大还原剂与金属冶炼
1．
金属在自然界中有少数的金属以
形式存在，大多数金属是以化合态的形式存在的。
2．
金属的冶炼原理与方法
（1）原理：把金属从化合态变成游离态。
（2）冶炼方法：
A木炭和氧化铜粉末在高温下的反应：
实验现象：
固体逐渐变为
，澄清石灰水变
。
B炽热的碳能在高温条件下与二氧化碳反应，生成一氧化碳。一氧化碳也会夺取金属氧化物中的氧，产生游离态的金属单质。以碳和氧化铜反应为例，该过程的化学方程式为：
、
C氢气还原氧化铜：
现象：
粉末状固体逐渐变为
，试管口有
生成。
操作注意事项：实验开始时需先
。再
，防止
；
实验停止后，要继续
，直到
为止，防止
。
氢气还原氧化铜实验装置中容易出现的典型错误：
(1)试管口高于试管底。应使试管口
试管底，防止反应生成的水倒流。
(2)试管口加了胶塞。试管口不能加胶塞，否则
，易造成试管炸裂。
(3)导管略伸入试管口。应使导管贴试管上壁伸人
。
（3）铁的冶炼
用铁矿石炼铁的主要反应原理：在高温下，用一氧化碳从铁矿石中把铁还原出来。
一氧化碳还原氧化铁的化学方程式：
操作注意事项：实验最好在通风橱中进行。实验时应该先通一会一氧化碳，以排除试管中的空气，防止一氧化碳与空气混合加热时引起爆炸。多余的一氧化碳不能直接排到空气中，应
。
（4）还原反应：
A含氧化合物里的氧被夺取的反应，叫做
；能从氧化物中夺取氧的能力叫做
性，具有还原性的物质可作
剂。
B可以作还原剂的物质主要有
、
和
。
【随堂练习】
1．炼铁的原理是利用一氧化碳还原氧化铁，化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。该反应中表现为氧化性的物质是(
)
A．Fe2O3　
B．CO
C．Fe
D．CO2
2.
实验室里，用如下图所示装置还原氧化铁的过程中，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质。
关于该实验，下列说法错误的是(
)
A．实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成
B．实验结束时，玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色，该产物不一定是铁
C．反应后，玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了，证明一定有铁生成
D．为了减少空气污染，应增加尾气处理装置
3．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
4.(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
5．(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
6.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
7.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(　　)
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%
8.
在高温下，碳、氢等会夺取金属氧化物中的____，会使金属氧化物____成金属单质，这种含氧化合物里的氧被夺取的反应，叫做
。碳、氢和一氧化碳等能从氧化铜、氧化铁中夺取氧的性质叫做
。具有还原性的物质可做
。
9.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??
________
%。
二、四大基本反应类型与物质的转化
（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
1、非金属单质与氧气生成非金属氧化物。如
H2+
O2点燃
2、金属与氧气反应生成金属氧化物。
如
Fe+
O2点燃
3、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。
4、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
5、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。
1、不溶性碳酸盐高温分解??如CaCO3高温
2、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种化合物的反应叫做置换反应。
1、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）?
3、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
【随堂练习】
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.雷雨天气时，氮气可逐步转化为硝酸盐。其关键反应为：N2＋O2
2NO。该反应属于（
）
A.
化合反应
B.
分解反应
C.
置换反应
D.
复分解反应
3.“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向，要求从根本上杜绝污染。它包括“原料绿色化”“化学反应绿色化”“产品绿色化”等内容。其中“化学反应绿色化”要求原料物质中的所有原子完全被利用，全部转入期望的产物中。下列符合“化学反应绿色化”要求的是（
）
A.
制取氢气：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
B.
制取氧气：2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
C.
制取碳酸氢铵：CO2＋H2O＋NH3===NH4HCO3
D.
制取氨气：（NH4）2SO4＋Ca（OH）2===CaSO4＋2NH3↑＋2H2O
4、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→H2CO3
B.?NaOH→NaNO3→Na2CO3→NaCl
C.?CaCO3→CaO→Ca(OH)2→NaOH
D.?Mg→H2→HCl→AlCl3
5．如图所示是将硫酸铜溶液滴入烧碱溶液中恰好完全反应的微观示意图。
(1)请写出此反应的化学方程式：__
__。
(2)反应前自由离子有_
_种，反应后有__
__种。
(3)反应后所得溶液的pH__
__(选填“＞”“＜”或“＝”)7。
(4)与反应前的烧碱溶液相比，反应后所得溶液中溶质的质量__
__(选填“增大”“减小”或“不变”)。
6、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：____
__
三、框图推断题专题训练
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：
【随堂练习】
1.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_____
_．
2.
A～I是初中化学常见的物质，他们之间的相互关系如图所示(“→”指向生成物)，其中B是红色粉末，A、C常温下是气体，H和I中含有一种相同元素，H不溶于稀硝酸。
请回答下面问题：
(1)物质I的化学式是
；物质E的化学式是
。
(2)反应②的基本反应类型是
。
(3)物质F属于____(填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”)。
(4)物质C的用途有____(写一点即可)。
(5)反应①的化学方程式为
。
3．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___________。
4.
现有A、B、C、D、E五种没有标签的无色溶液，分别是稀盐酸、碳酸钠溶液、澄清的石灰水、氢氧化钠溶液、无色酚酞溶液中的一种，为了鉴别它们进行如下实验，实验步骤及现象如下：
①先将A加入其他四种溶液中，结果只有C是无色的，其他均为红色；
②将B与剩下的两种溶液混合，B和D混合后呈现浑浊，B和E混合无现象。
根据现象回答下列问题：
(1)E物质是
。
(2)利用现有试剂如何鉴别B和D：
写出一个有关反应的化学方程式
。