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专题36　元素的循环和物质的转化
【知识点回顾】
一、自然界中的碳循环、氧循环
大气中的二氧化碳通过植物的________转变为________，固定的碳以有机物的形式供给动、植物利用，同时又通过呼吸作用、微生物的分解、燃料燃烧等方式释放二氧化碳返回大气，周而复始地进行着循环。
大自然中氧气的含量会随着生物的________和物质的________等而减少，但又随着植物的________而增加，周而复始地进行着循环。
产生氧气的主要途径：________。
消耗氧气的主要途径：①动、植物的呼吸作用；②燃料燃烧；③微生物分解动、植物遗体；④其他氧化反应(如：生锈、食物腐败)。
二、物质间的相互转化
考点3　说明金属、金属氧化物、碱之间的转化关系；说明非金属、非金属氧化物、酸之间的转化关系　
1．金属→________→碱，如：Ca→CaO→Ca(OH)2。
2．非金属→________→酸，如：C→CO2→H2CO3。
3．物质间的相互转化
注意：(1)极少数非金属氧化物不与碱起反应，如CO等。
(2)根据物质之间的相互转化关系图可查找各类物质的主要化学性质。
(3)根据物质之间的相互转化关系图可查找各类物质的可能制法。
考点1　光合作用　有机物
考点2　呼吸　燃烧　光合作用　植物光合作用
考点3　1.金属氧化物　2.非金属氧化物
【例题精析】
（2022 丽水）某兴趣小组为探究“猪肝中的铁元素”，进行了以下实验：选用新鲜猪肝，如图操作，将猪肝中的铁转化为铁离子，再用硫氰化钾溶液检验（硫氰化钾溶液遇铁离子变红色）。有关该实验的说法正确的是（　　）
A．实验研究的问题是新鲜猪肝中是否含有铁离子
B．新鲜猪肝中的铁是以游离态形式存在的
C．实验中获得的土黄色混合液属于溶液
D．新鲜猪肝中含铁元素的证据是滴加硫氰化钾溶液后溶液变红
【解答】解：A、由题干信息可知，实验研究的问题是新鲜猪肝中是否含有铁元素，故A错误；
B、新鲜猪肝中的铁是以化合态形式（亚铁离子）存在的，故B错误；
C、实验中获得的土黄色混合液中有难溶性物质，属于悬浊液，故C错误；
D、因为硫氰化钾溶液遇铁离子变红色，则新鲜猪肝中含铁元素的证据是滴加硫氰化钾溶液后溶液变红，故D正确。
故选：D。
（2021 湖州）工业炼铁的部分反应如下所示，则（　　）
O2CO2COFe
A．X可以是木炭
B．X与CO都具有氧化性
C．③反应后的尾气可直接排放
D．Y中铁元素以游离态存在
【解答】解：A、碳与氧气反应生成二氧化碳，木炭的主要成分是碳，可以是木炭，故选项说法正确。
B、碳与氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，X是碳，碳与CO都具有还原性，故选项说法错误。
C、③是一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，反应后的尾气不能直接排放，故选项说法错误。
D、Y是氧化铁，铁元素以化合态存在，故选项说法错误。
故选：A。
（2021 浙江）如图所示为小嘉构建的甲、乙、丙、丁四种不同物质的关系图，“﹣”表示相邻的两种物质能发生反应。若甲为铁，乙、丙、丁分别是稀H2SO4、CuCl2溶液、NaOH溶液中的任意一种，则下列判断错误的是（　　）
A．乙可能是CuCl2溶液 B．丙一定是NaOH溶液
C．丁一定是稀H2SO4 D．丙不可能是稀H2SO4
【解答】解：A、铁能和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，氯化铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钠，氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水，稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，因此乙可能是CuCl2溶液或稀硫酸，该选项说法正确；
B、铁不能和氢氧化钠反应，因此丙一定是NaOH溶液，该选项说法正确；
C、丁可以是氯化铜溶液，该选项说法不正确；
D、如果丙是稀硫酸，则乙、丁的其中一种是氢氧化钠，氢氧化钠不能和铁反应，因此丙不可能是稀H2SO4，该选项说法正确。
故选：C。
（2022 舟山）小舟归纳了金属及其化合物之间的部分转化关系，如图所示。
（1）请写出符合图中转化规律①的化学方程式 　2Mg+O22MgO　（写一个即可）。
（2）我国古代劳动人民最早发明使用湿法炼铜，其原理是：第一步用硫酸将铜矿中的铜转变为可溶性的硫酸铜，第二步将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来。其中利用了图中转化规律⑧的是第 　二　步。
【解答】（1）转化规律①是金属转化为金属氧化物，如镁在氧气中燃烧生成氧化镁，反应的化学方程式为：
2Mg+O2＝2MgO；故答案为2Mg+O22MgO；
（2）转化规律⑧是盐转化为金属，铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，是盐转化为金属，故填：二。
（2022 丽水）价类图是以元素化合价为纵坐标物质类别为横坐标绘制的图像，它能将散乱的科学知识联系在一起，有助于对科学问题的理解和整体认知。如图是含碳元素物质的价类图，其中“→”表示物质闻的转化关系。
（1）写出物质B的化学式 　CO　。
（2）写一个C→E的化学方程式 　CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O　。
（3）如图的物质相互转化关系中，反应类型有 　ABCD　（填字母）。
A.化合反应
B.分解反应
C.置换反应
D.复分解反应
【解答】解：（1）如图是含碳元素物质的价类图，所以A是碳，碳会转化成氧化物B、C，所以B是一氧化碳，C是二氧化碳，二氧化碳和酸D可以相互转化，所以D是碳酸，E会与二氧化碳相互转化，所以E是碳酸钠或碳酸钙等，经过验证，推导正确，所以物质B的化学式是CO；
（2）C→E的反应可以是氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
（3）如图的物质相互转化关系中，碳和氧化铜转化成铜和二氧化碳的反应属于置换反应，二氧化碳和碳生成一氧化碳的反应属于化合反应，碳酸生成水和二氧化碳的反应属于分解反应，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳的反应属于复分解反应，属于反应类型有：化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应，故选：ABCD。
故答案为：（1）CO；
（2）CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
（3）ABCD。
（2021 金华）学习了物质推断专题内容后，科学研究小组同学设计了如下实验方案进行探究。步骤如下：
①往镁粉和氧化铜的混合物中加入过量稀硫酸，充分反应并过滤，得到滤渣甲和滤液A；
②往滴有无色酚酞的氢氧化钠和硝酸钡的混合溶液中，加入一定量的稀硫酸，充分反应并过滤，得到沉淀乙
和无色滤液B；
③将滤液A和B充分混合后，得到沉淀丙和滤液C；
④往滤液C中滴加氯化钡溶液，没有沉淀产生。
回答下列问题：
（1）步骤②中沉淀乙的化学式为 　BaSO4　；
（2）滤液C中除酚酞外，一定含有的溶质是 　硝酸钠，硝酸镁和硝酸　。
【解答】解；（1）往滴有无色酚酞的氢氧化钠和硝酸钡的混合溶液中，加入一定量的稀硫酸，硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，和硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀和硝酸，所以步骤②中沉淀乙为硫酸钡，化学式为BaSO4，故答案为：BaSO4；
（2）由步骤①可知，往镁粉和氧化铜的混合物中加入过量稀硫酸，稀硫酸和氧化铜反应生成硫酸铜和水，和镁反应生成硫酸镁和氢气，镁与硫酸铜反应生成硫酸镁和铜，则滤渣甲是铜，滤液A为硫酸镁和过量的硫酸；由步骤②可知，滤液B为无色，则一定不含氢氧化钠，步骤③将滤液A和B充分混合后，得到沉淀丙和滤液C可知，步骤②中的无色滤液B中一定含有硝酸钡和硝酸钠；④往滤液C中滴加氯化钡溶液，没有沉淀产生，说明C中一定不含硫酸根，一定含有的阳离子是钠离子、镁离子和氢离子，一定含有的阴离子为硝酸根离子，所以滤液C一定含有硝酸钠，硝酸镁和硝酸，故答案为：硝酸钠、硝酸镁和硝酸。
（2021 宁波）有一包白色粉末，可能由BaCl2、NaOH、Na2CO3、Na2SO4中的一种或几种组成。为确定其成分，某兴趣小组做了如图所示实验。
则：（1）无色溶液A中一定含有的溶质是 　氯化钠（或NaCl）　。
（2）白色粉末的成分是 　氯化钡和碳酸钠（或BaCl2、Na2CO3）　。
【解答】解：白色固体溶于水，得到白色沉淀和无色溶液A，白色沉淀与硝酸反应会生成无色气体和无色溶液B，说明白色沉淀为碳酸盐沉淀，一定不含硫酸钡沉淀，根据提供的物质、氯化钡与碳酸钠溶液反应生成碳酸钡白色沉淀，则白色固体中一定含有碳酸钠和氯化钡，一定不含硫酸钠；无色溶液A测得pH＝7，说明显中性，一定不存在氢氧化钠。且碳酸钠在反应中不能过量。
（1）氯化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，所以无色溶液A中一定含有的溶质是氯化钠；
（2）通过前边的分析可知白色粉末的成分是氯化钡和碳酸钠（或BaCl2、Na2CO3）。
故答案为：（1）氯化钠（或NaCl）；
（2）氯化钡和碳酸钠（或BaCl2、Na2CO3）。
（2021 绍兴）取敞口放置的氢氧化钠溶液于烧杯中，倒入一定量的稀硫酸充分反应。为探究反应后所得溶液X的成分，兴趣小组进行了如图实验（所加试剂均足量）：
（1）过滤中玻璃棒的作用是 　引流　。
（2）产生的无色气体是 　二氧化碳　。
（3）溶液X的溶质是 　氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠　。
（4）计算滤液A中氯化钠的质量。
【解答】解：（1）过滤中玻璃棒的作用是引流。
故填：引流。
（2）产生的无色气体是碳酸钡和稀硝酸反应生成的二氧化碳。
故填：二氧化碳。
（3）滴加酚酞试液，溶液变红色，说明滤液A中含有氢氧化钠，即溶液X中含有氢氧化钠，说明稀硫酸不足，即不足以和氢氧化钠反应，加入氯化钡后得到12.54g沉淀，加入足量稀硝酸后剩余沉淀质量是4.66g，说明固体甲中含有碳酸钡和硫酸钡，即溶液X中含有硫酸钠和碳酸钠。
故填：氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠。
（4）设硫酸钠和氯化钡反应生成氯化钠质量为x，碳酸钠和氯化钡反应生成氯化钠质量为y，
硫酸钡质量是4.66g，碳酸钡质量：12.54g﹣4.66g＝7.88g，
BaCl2+Na2SO4═BaSO4↓+2NaCl，
233 117
4.66g x
BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl，
197 117
7.88g y
，，
x＝2.34g，y＝4.68g，
滤液A中氯化钠的质量是：2.34g+4.68g＝7.02g，
答：滤液A中氯化钠的质量是7.02g。
（2021 丽水）物质结构决定性质，物质性质决定用途，反应本质决定变化现象。如图是小科构建的氢氧化钙部分知识网络，其中“—”表示相连物质能发生化学反应，X与图中所给物质的类别不同。请回答：
（1）酚酞试液在Ca（OH）2溶液中显红色，能使酚酞试液变红的离子是 　OH﹣　；
（2）列举熟石灰[Ca（OH）2]在工农业上的一种用途 　中和酸性土壤　；
（3）X溶液能与Ca（OH）2溶液反应并产生蓝色絮状沉淀，写出产生该实验现象的一个化学方程式 　CuSO4+Ca（OH）2＝Cu（OH）2↓+CaSO4　。
【解答】解：（1）酚酞试液在Ca（OH）2溶液中显红色，能使酚酞试液变红的离子是OH﹣；
（2）熟石灰[Ca（OH）2]具有碱性，在农业上的一种用途是中和酸性土壤；
（3）X溶液能与Ca（OH）2溶液反应并产生蓝色絮状沉淀，故可以是氢氧化钙和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钙，化学方程式为：CuSO4+Ca（OH）2＝Cu（OH）2↓+CaSO4。
故答案为：（1）OH﹣；
（2）中和酸性土壤；
（3）CuSO4+Ca（OH）2＝Cu（OH）2↓+CaSO4。
（2021 丽水）“价类图”是以化合价为纵坐标、物质类别为横坐标绘制的图像，它能将散乱的科学知识联合系在一起，有助于对科学问题的理解和整体认知。如图是含氯元素的物质的价类图，其中“→”表示物质间的转化关系。请回答：
（1）A和氢氧化钾反应得到D和水，则该反应属于基本反应类型中的 　复分解反应　；
（2）物质C的化学式为 　ClO2　；
（3）E在一定条件下得到D的化学方程式为 　2KClO32KCl+3O2↑　。
【解答】解：（1）A是酸，含有﹣1价的氯元素，为盐酸，盐酸与氢氧化钾反应生成氯化钾和水，该反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应，属于复分解反应。
（2）物质C属于氧化物，氯元素显+4价，氧元素显﹣2价，其化学式为ClO2。
（3）E属于盐，氯元素显+5价，D为氯化钾，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下在加热条件下生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为：2KClO32KCl+3O2↑。
故答案为：
（1）复分解反应；
（2）ClO2；
（3）2KClO32KCl+3O2↑。
【习题巩固】
一．选择题（共12小题）
1．（2022 定海区校级模拟）下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是（　　）
A．CuCuSO4Cu（OH）2
B．SSO2H2SO4
C．FeFeCl3AgCl
D．CCO2CaCO3
【解答】解：A、铜与稀硫酸不反应，故选项错误。
B、硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，二氧化硫与水反应生成亚硫酸，不能一步反应生成硫酸，故选项错误。
C、铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁溶液和氢气，不能生成氯化铁，故选项错误。
D、碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，转化均能一步实现，故选项正确。
故选：D。
2．（2022 西湖区校级一模）甲、乙、丙有如图所示的转化关系（“→”表示反应能一步实现，部分反应物和反应条件略去）下列各组物质按照甲、乙、丙的顺序符合要求的是（　　）
A．Fe（NO3）3、FeCl3、Fe（OH）3
B．C、CO2、CO
C．CaCO3、Ca（OH）2、CaO
D．CuO、Cu（OH）2、CuCl2
【解答】解：
A、硝酸铁不能直接转化为氯化铁，所以不能实现转化；
B、碳燃烧或者体现还原性都会生成二氧化碳，二氧化碳和碳在高温下生成一氧化碳。可以实现转化；
C、碳酸钙不能直接转化为氢氧化钙，所以不能实现转化；
D、氧化铜不能一步转化为氢氧化铜，所以不能实现转化；
故选：B。
3．（2022 温州模拟）甲，乙，丙，丁四种物质有如图所示的转化关系（部分反应物和产物已略去），则甲，乙，丙，丁依次是（　　）
A．C，CO，CO2，H2CO3
B．CO，CO2，C，H2CO3
C．CaO，Ca（OH）2，CaCl2，CaCO3
D．CaCO3，Ca（OH）2，CaCl2，CaO
【解答】解：
A、碳会转化成一氧化碳，一氧化碳会转化成二氧化碳，二氧化碳会转化成碳酸，但是碳酸不会转化成碳，故A错误；
B、一氧化碳会转化成二氧化碳，二氧化碳会转化成碳，碳不会转化成碳酸，故B错误；
C、氧化钙和水生成氢氧化钙，氢氧化钙和盐酸生成氯化钙，氯化钙和碳酸钠生成碳酸钙，碳酸钙高温生成氧化钙，故C正确；
D、碳酸钙不会生成氢氧化钙，故D错误。
故选：C。
4．（2022 镇海区二模）甲、乙、丙、丁四种溶液中，分别含有Ba2+、Mg2+、Na+、H+、Cl﹣、OH﹣、CO32﹣、SO42﹣中的一种阳离子和一种阴离子。为确定四种溶液中分别含有哪种阳离子或阴离子，进行了如下实验：
①将甲溶液分别与其他三种溶液混合，都观察到白色沉淀生成
②将乙、丁溶液混合，有气泡产生
③向丙溶液中滴入AgNO3溶液，可明显观察到白色沉淀，加稀硝酸后，沉淀不消失
分析实验得到的以下结论中错误的是（　　）
A．甲溶液中一定含有Ba2+
B．乙溶液中可能含有SO42﹣
C．丙溶液中一定含有Cl﹣
D．丁溶液中一定含有Na+
【解答】解：甲、乙、丙、丁四种溶液中，分别含有Ba2+、Mg2+、Na+、H+、Cl﹣、CO32﹣、SO42﹣、OH﹣中的一种阳离子和一种阴离子，可以组成的物质有BaCl2、Ba（OH）2、MgCl2、MgSO4、HCl、H2SO4、NaCl、NaOH、Na2CO3、Na2SO4；
①将甲溶液分别与其他三种溶液混合，都观察到白色沉淀生成，能形成沉淀的离子组合是CO32﹣和Ba2+、Ba2+和SO42﹣、Mg2+和OH﹣；故甲可以是氢氧化钡；
②将乙、丁溶液混合，有气泡产生，则乙、丁溶液中分别含有H+和CO32﹣中的一种；乙、丁可以分别是硫酸和碳酸钠中的一种，无法具体判断分别是谁；
③向丙溶液中滴入AgNO3溶液，可明显观察到白色，加稀硝酸后，沉淀不消失，则丙溶液中含有Cl﹣，丙可以是氯化镁；
代入题干，推断合理；
A、甲溶液中一定含有Ba2+，说法正确；
B、乙溶液可能是硫酸溶液，也可能是碳酸钠溶液，因此可能含有SO42﹣，说法正确；
C、丙溶液是氯化镁溶液，一定含有Cl﹣，说法正确；
D、丁溶液可能是硫酸溶液，也可能是碳酸钠溶液，因此可能含有Na+，说法错误；
故选：D。
5．（2022 西湖区校级二模）实验室有一瓶标签脱落的固体试剂，现分别取少量的该固体进行下列实验，根据实验现象判断，该固体最可能是（　　）
实验操作 实验现象
取该固体于试管中，加水、振荡 固体不溶解
取该固体于试管中，加盐酸、振荡 固体溶解，无气泡产生
一氧化碳通过炽热的该固体，称固体质量、检测尾气 固体质量减轻，尾气中只检测到CO与CO2
A．碱 B．盐 C．金属单质 D．金属氧化物
【解答】解：取该固体于试管中，加水、振荡，固体不溶解，说明该固体难溶于水；取该固体于试管中，加盐酸、振荡，固体溶解，无气泡产生，说明该固体能与稀盐酸反应，且没有气体生成；一氧化碳通过炽热的该固体，称固体质量、检测尾气，说明该固体能与一氧化碳反应，一氧化碳夺取了固体中的氧，应为金属氧化物，因为金属氧化物能与盐酸反应生成盐和水，能与一氧化碳反应生成金属和二氧化碳。
A、碱不一氧化碳反应，故选项错误。
B、盐不与一氧化炭反应，故选项错误。
C、能与稀盐酸反应的金属单质，与稀盐酸反应会生成氢气，故选项错误。
D、由上述分析，该固体最可能是金属氧化物，故选项正确。
故选：D。
6．（2022 杭州二模）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ZnSO4的思维导图，其中所选用的物质错误的是（　　）
A．①一Zn B．②﹣Zn（NO3）2 C．③﹣H2SO4 D．④﹣Zn（OH）2
【解答】解：A、锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，该选项选择正确；
B、可溶性的碱与硝酸锌反应生成了氢氧化锌沉淀，不能得到硫酸锌，该选项选择不正确；
C、氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水，该选项选择正确；
D、稀硫酸和氢氧化锌反应生成硫酸锌和水，该选项选择正确。
故选：B。
7．（2022 嘉善县一模）在实验室里，区分下列各组物质的两种方法不完全正确的是（　　）
待区分的物质 方法一 方法二
A 水和双氧水 放入二氧化锰 加热
B 氮气和二氧化碳 用点燃的木条伸入集气瓶 通入澄清石灰水
C 氯酸钾和二氧化锰 观察颜色 加水溶解
D 木炭粉和铁粉 用磁铁吸引 在空气中点燃
【解答】解：A、分别加入二氧化锰，水中加入二氧化锰，无明显现象，双氧水中加入二氧化锰，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，产生气泡，现象不同，可以区分；过氧化氢受热易分解生成水和氧气，产生气泡，水受热不分解，无明显现明；现象不同，可以用加热方法区分；故A不符合题意；
B、氮气和二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，能使燃着的木条熄灭；氮气都不能使澄清石灰水变浑浊，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，现象不同，可用澄清石灰水区分；故B符合题意；
C、氯酸钾是白色的，二氧化锰是黑色的，观察颜色，可以区分；氯酸钾能溶于水形成溶液，二氧化锰难溶于水，加水、溶解可以区分，故C不符合题意；
D、铁粉能被磁铁吸引，木炭粉不能被磁铁吸引，用磁铁吸引可以区分，在空气中点燃，木炭燃烧生成二氧化碳，逐渐减少，铁粉在空气中不能燃烧，现象不同，可以区分，故C不符合题意。
故选：B。
8．（2022 温州二模）如图所示，其中甲、乙、丙、丁、戊分别是铁、氢氧化钙、碳酸钠、氯化钡、盐酸中的一种。图中相连的两圆表示相应物质能发生反应，已知乙是铁。下列说法正确的是（　　）
A．五种物质以及各反应的生成物中，只有铁是单质
B．甲是碳酸钠
C．戊是氯化钡
D．图中发生复分解反应个数为3
【解答】解：铁能和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气；
氢氧化钙和碳酸钠反应生成白色沉淀碳酸钙和氢氧化钠，和盐酸反应生成氯化钙和水；
碳酸钠和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡和氯化钠，和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，因此甲是氢氧化钙，乙是铁，丙是盐酸，丁是碳酸钠，戊是氯化钡；
A、铁属于单质，铁和盐酸反应生成的氢气属于单质，该选项说法不正确；
B、甲是氢氧化钙，该选项说法不正确；
C、戊是氯化钡，该选项说法正确；
D、氢氧化钙和碳酸钠反应生成白色沉淀碳酸钙和氢氧化钠，和盐酸反应生成氯化钙和水，都属于复分解反应，碳酸钠和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡和氯化钠，和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，都属于复分解反应，因此图中发生复分解反应个数为4，该选项说法不正确。
故选：C。
9．（2022 鄞州区模拟）如图是A、B、C、D、E五种不同类别物质卡片组成的“化学拼图”，相邻两张卡片所标的物质（或其溶液）间能发生反应或转化。下列有关说法正确的是（　　）
A．C+E发生置换反应
B．若B为氢气，与E反应可生成新的单质
C．A+C、C+D、A+D两两反应一定能生成盐和水
D．若E能与D发生化学反应，则E一定是CO2
【解答】解：A、C与E反应是氧化物和酸反应，生成盐和水，两种化合物相互交换成分，生成两种新的化合物，属于复分解反应，故A错；
B、若B为氢气，与E反应可生成新的单质，例如氢气与氧化铜在加热的条件下，反应生成铜和水，故B正确；
C、A+C反应生成新酸和新盐、C+D反应生成盐和水、A+D反应生成新碱和新盐，故C错；
D、若E能与D发生化学反应，则E不一定是CO2，可以是二氧化硫等物质，故D错。
故选：B。
10．（2022 温州模拟）现有铁粉、二氧化锰、硫酸钡和铁矿石四种固体，为了区分它们，某同学参照二歧分类法，制作了如图的检索表。下列叙述错误的是（　　）
1a只含一种物质 2 1b含有多种物质 甲 2a只含一种元素 乙 2b含有多种元素 3 3a▲ 丙 3b白色固体 丁
A．甲表示的是铁矿石
B．乙表示的是铁粉
C．表中“▲”应该表示为“黑色固体”
D．也可根据是否含有氧元素对丙、丁分类
【解答】解：A、甲中含有多种物质，说明其是混合物，四种固体中铁矿石属于混合物，所以甲表示的是铁矿石，故A正确；
B、乙中只含有一种元素，铁粉中只含有一种元素，所以乙表示的是铁粉，故B正确；
C、丙和丁中含有多种元素，丁是白色固体，二氧化锰、硫酸钡中含有多种元素，硫酸钡是白色固体，二氧化锰是黑色固体，所以表中“▲”应该表示为“黑色固体”，故C正确；
D、二氧化锰、硫酸钡中均含有氧元素，不能根据是否含有氧元素对丙、丁分类，故D错误。
故选：D。
11．（2022 慈溪市校级模拟）芯片是电脑“智能家电”的核心部件，它是以高纯度的单质硅（Si）为材料制成的。硅及其氧化物能发生如下反应：
①Si+O2SiO2
②Si+2NaOH+X═Na2SiO3+2H2↑
③SiO2+2CSi+2CO↑
④SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
下列说法错误的是（　　）
A．④属于氧化还原反应
B．Na2SiO3中Si的化合价为+4 价
C．②中X的化学式为H2O
D．Si和SiO2在一定条件下可以相互转化
【解答】解：A、④中反应前后元素化合价都不变，不属于氧化还原反应，该选项说法不正确；
B、Na2SiO3中钠元素化合价是+1，氧元素化合价是﹣2，根据化合物中元素化合价代数和为零可知，Si的化合价为+4 价，该选项说法正确；
C、②中反应前后硅原子都是1个，钠原子都是2个，反应后氧原子是3个，反应前应该是3个，其中1个包含在X中，反应后氢原子是4个，反应前应该是4个，其中2个包含在X中，X的化学式为H2O，该选项说法正确；
D、由①③可知，Si和SiO2在一定条件下可以相互转化，该选项说法正确。
故选：A。
12．（2022 鄞州区模拟）实验室有一黑色粉末（含氧化铜、碳粉、铁粉中的一种或几种）和未知溶质质量分数的稀硫酸。某同学进行了如下探究：将14.6g黑色粉末加入盛有100g该稀硫酸的烧杯中，充分反应后，称得烧杯内物质质量为114.2g。该同学的以下推断中正确的是（　　）
①若反应后烧杯中有固体存在，则原黑色粉末中一定含有碳粉
②黑色固体粉末可能由铁粉和碳粉组成
③黑色固体中一定有铁，且其质量不低于11.2g
④反应后可能得到红色固体
⑤该稀硫酸的溶质的质量分数为19.6%
A．①③④ B．②③④ C．②③⑤ D．③④⑤
【解答】解：①碳粉不与酸反应，也不溶于水，若反应后烧杯中有固体存在，但黑色粉末中不一定含有碳粉，还可能为剩余的氧化铜或铁粉或二者混合物，故①错误；
②将14.6g黑色粉末加入盛有100g该稀硫酸的烧杯中，充分反应后，称得烧杯内物质质量为114.2g。说明生成氢气0.4g，说明一定含有铁粉，可能含有碳，故②正确；
③设生成氢气0.4g需要铁的质量为x。
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 2
x 0.4g
x＝11.2g
生成氢气0.4g需要铁的质量是11.2g，铁还能与硫酸铜反应，
因为还可能混有碳粉或氧化铜，所以铁质量不低于11.2g，故③正确；
④如果样品中含有氧化铜时，氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，铁能和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，因此反应中可能得到红色固体，故④正确；
⑤设生成氢气0.4g需要硫酸的质量为y。
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
98 2
y 0.4g
y＝19.6g
该稀硫酸中溶质的质量分数最小为：100%＝19.6%，
如果稀硫酸只和铁反应，则反应的硫酸质量是9.8g，此时稀硫酸质量分数是19.6%，如果再和氧化铜反应时，则稀硫酸的质量分数大于19.6%，因此该稀H2SO4的溶质质量分数不低于19.6%，故⑤错误。
故选：B。
二．填空题（共6小题）
13．（2022 舟山模拟）铁的化合物有广泛用途，如碳酸亚铁（FeCO3）可作补血剂。某硫酸厂产生的炉渣中除了有Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2．兴趣小组利用炉渣尝试制备FeCO3，其流程如图：
【已知：Fe+Fe2（SO4）3═3FeSO4；SiO2不溶于水，也不与稀硫酸反应】
（1）操作①的名称是　过滤　。
（2）溶液A中的溶质除H2SO4外，还存在　硫酸铁、硫酸亚铁　。
（3）上述流程中生成固体c的化学方程式　FeSO4+Na2CO3＝Na2SO4+FeCO3↓　。
【解答】解：（1）操作①的名称是过滤，通过过滤把液体和固体分离。
故填：过滤。
（2）溶液A中的溶质除H2SO4外，还存在硫酸铁和硫酸亚铁，是因为加入的是过量的稀硫酸，即完全反应后硫酸有剩余，稀硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水，和氧化亚铁反应生成硫酸亚铁和水，因此溶液中还含有硫酸铁和硫酸亚铁。
故填：硫酸铁、硫酸亚铁。
（3）上述流程中生成固体c是碳酸亚铁，是因为硫酸亚铁和碳酸钠反应生成碳酸亚铁沉淀和硫酸钠，反应的化学方程式：FeSO4+Na2CO3＝Na2SO4+FeCO3↓。
故填：FeSO4+Na2CO3＝Na2SO4+FeCO3↓。
14．（2022 鄞州区模拟）某小组通过如下四组实验对稀硫酸部分化学性质进行验证：①Mg和稀硫酸；②MgO和稀硫酸；③Ba（NO3）2溶液和稀硫酸；④NaOH溶液和稀硫酸。实验结束后将所有反应后的溶液混合进行了如图操作，请分析并回答下列问题：
（1）操作①的名称为　过滤　。
（2）实验④无明显现象，再将打磨过的铁丝浸入该实验后的溶液中，仍无明显现象，据此　能　（填“能”或“不能”）验证NaOH溶液和H2SO4发生反应。
（3）滤液b的成分中一定含有　Ba（NO3）2、NaNO3、Ba（OH）2　。（用化学式表示）
【解答】解：（1）操作①将沉淀和溶液分离的操作为过滤，故填：过滤；
（2）实验四无明显现象，再将打磨过的铁丝浸入该实验后的溶液中，仍无明显现象，说明稀硫酸被反应了，据此能验证NaOH溶液和H2SO4发生反应，故填：能。
（3）实验一反应后的溶液中一定含有硫酸镁，可能含有硫酸；实验二反应后的溶液中一定含有硫酸镁，可能含有硫酸；实验三反应后的溶液中一定含有硝酸，可能含有硝酸钡、硫酸中的一种； 实验四反应后的溶液中一定含有硫酸钠，可能含有氢氧化钠、硫酸中的一种，实验结束后将所有反应后的溶液混合，滤液a中一定有Na+和NO3﹣，可能含有氢离子、氢氧根离子、钡离子、硫酸根离子中的一种或几种，根据加稀硫酸无明显现象，可知滤液a中不含有Ba2+，根据加过量的Ba（OH）2溶液后产生白色沉淀B，且白色沉淀B完全溶于稀硝酸，可知滤液a中一定有Mg2+，则滤液a一定没有SO42﹣和OH﹣，综上所述滤液a成分为一定有NaNO3、Mg（NO3）2，可能有HNO3，再向其中加入过量氢氧化钡后，Ba（OH）2与
Mg（NO3）2反应生成Mg（OH）2沉淀和Ba（NO3）2，若溶液中有HNO3，则Ba（OH）2与HNO3反应生成硝酸钡和水，因此溶液中一定含有硝酸钡，还有不参与反应的硝酸钠，由于加入过量的氢氧化钡，因此溶液中还含有氢氧化钡，故填：Ba（NO3）2、NaNO3、Ba（OH）2。
15．（2022 温州模拟）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。
（1）写出该实验玻璃管内出现的现象是 　黑色粉末变成红色　。
（2）实验时，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其质量为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 　氧化铜中氧元素　的质量。
（3）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，本实验中需对尾气进行处理，请你提出一种处理方法 　将尾气点燃　。
【解答】解：（1）一氧化碳可以还原氧化铜为铜，氧化铜为黑色粉末，铜为红色，所以可以看到固体粉末由黑色变为红色；
故答案为：黑色粉末变成红色。
（2）反应前后氧化铜变为铜，减少的为氧元素的质量，所以此时m1﹣m2表示氧化铜中氧元素质量；
故答案为：氧化铜中氧元素。
（3）一氧化碳具有可燃性，可以燃烧变为二氧化碳，因此可以进行点燃处理；
故答案为：将尾气点燃。
16．（2022 宁波三模）氯化钡是一种可溶性重金属盐。广泛应用于化工领域，其水溶液呈中性。工业上用毒重石（主要成分是碳酸钡）制备氨化铜晶体。某实验小组模拟工业上制备氯化钡晶体的流程，设计了实验室中制备氯化钡晶体的方案。实验流程如图所示（该毒重石样品所含杂质难溶于水且不与酸反应）。
（1）步骤①中发生反应的化学方程式为：　BaCO3+2HCl＝BaCl2+H2O+CO2↑　。
（2）滤液Ⅱ是30℃时氯化钡的饱和溶液，请说明原因：　滤液Ⅱ是过滤晶体得到的溶液　。
（3）关于上述实验方案的相关内容，下列说法正确的是 　ABD　（填字母）。
A．氯化钡是一种有毒的物质，使用时应注意安全
B．该实验流程中得到的副产品二氧化碳是重要的化工原料
C．可用重晶石（主要成分是硫酸钡）代替该实验流程中的毒重石制备氯化钡晶体
D．步骤②将滤渣进行水洗，既能提高氯化钡晶体的产率，又能减少Ba2+对环境的污染
【解答】解：（1）步骤①中发生反应是碳酸钡和盐酸反应生成氯化钡、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：BaCO3+2HCl＝BaCl2+H2O+CO2↑；故答案为：BaCO3+2HCl＝BaCl2+H2O+CO2↑；
（2）滤液Ⅱ是过滤晶体得到的溶液，所以是30℃时氯化钡的饱和溶液；故答案为：滤液Ⅱ是过滤晶体得到的溶液；
（3）A．氯化钡是一种可溶性重金属盐，能使蛋白质变性，是一种有毒的物质，使用时应注意安全，故选项A正确；
B．该实验流程中碳酸钡和盐酸反应生成氯化钡、水和二氧化碳，二氧化碳是重要的化工原料，故选项B正确；
C．由于硫酸钡不溶于水也不和酸反应，所以不可用重晶石（主要成分是硫酸钡）代替该实验流程中的毒重石，制备氯化钡晶体，故选项C不正确；
D．步骤②将滤渣进行水洗，其主要目的是将滤渣表面可溶性的钡离子除去，既能提高氯化钡晶体的产率，又能减少Ba2+环境的污染，故选项D正确。
故答案为：ABD。
17．（2022 温州模拟）某溶液中可能含有氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠、氯化钠、硝酸钠中的一种或几种，小晨同学为测定其成分，进行如下实验。首先她取了一定样品，先后逐滴加入氯化钡溶液、稀硝酸。0～t1时刻表示加入的氯化钡过程；t1时刻之后表示加入的稀硝酸的过程，她将产生沉淀的质量与时间的关系绘制成了如图所示的图像。回答下列问题：
（1）由上述实验可知，原溶液中一定含 　硫酸钠、碳酸钠、氢氧化钠　；
（2）BD之间（不包括B、D端点）对应的溶液中的一定存在的离子有 　Na+、Ba2+、OH﹣、Cl﹣、NO3﹣　；（用离子符号表示）
【解答】解：（1）某溶液中可能含有氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠、氯化钠、硝酸钠中的一种或几种，取了一定样品，先后逐滴加入氯化钡溶液、稀硝酸，0～t1时刻表示加入的氯化钡过程，沉淀的质量逐渐增加，后不变；t1时刻之后表示加入的稀硝酸的过程，沉淀的质量先不变，后不断减少，最终沉淀的质量为一定值后不再发生改变，说明沉淀中存在难溶于稀硝酸的硫酸钡，还存在能与稀硝酸反应的碳酸钡，则原溶液中一定含有硫酸钠、碳酸钠；硫酸钠、碳酸钠与氯化钡溶液反应，分别生成硫酸钡沉淀和氯化钠、碳酸钡沉淀和氯化钠，至A点恰好完全反应，故A至D点时沉淀质量不再发生改变。t1时刻之后表示加入的稀硝酸的过程，D至B，沉淀的质量先不变，是因为加入的稀硝酸先与溶液中的氢氧化钠反应，生成硝酸钠和水，氢氧化钠反应完，碳酸钡与稀硝酸反应生成硝酸钡、水和二氧化碳，沉淀的质量不断减少，至C点，碳酸钡完全反应，沉淀的质量不再发生改变；由上述实验可知，原溶液中一定含硫酸钠、碳酸钠、氢氧化钠。
（2）BD之间（不包括B、D端点），发生的反应是稀硝酸与溶液中的氢氧化钠反应，生成硝酸钠和水，氢氧化钠有剩余，对应的溶液中一定存在的溶质是氢氧化钠、氯化钠、氯化钡（过量的）、硝酸钠，一定存在的离子有Na+、Ba2+、OH﹣、Cl﹣、NO3﹣。
故答案为：
（1）硫酸钠、碳酸钠、氢氧化钠；
（2）Na+、Ba2+、OH﹣、Cl﹣、NO3﹣。
18．（2022 婺城区模拟）现有一包固体样品，可能由CaCO3、CaO、NaOH、Na2CO3、Na2SO4中的一种或几种组成。为确定其组成，进行了如下实验：
Ⅰ.取样于烧杯中，加足量水充分溶解，过滤得到白色沉淀物A和滤液；
Ⅱ.往滤液中加入过量的呈中性的氯化钡溶液，发现有白色沉淀B生成。待浊液澄清后，往上层清液中滴加酚酞试液，发现溶液呈无色；
Ⅲ.取白色沉淀B，加入足量稀硝酸，发现有无色气体产生且沉淀全部消失。
请回答下列问题：
（1）写出白色沉淀与稀硝酸发生反应的化学方程式 　CaCO3+2HNO3＝Ca（NO3）2+CO2↑+H2O、BaCO3+2HNO3＝Ba（NO3）2+CO2↑+H2O　。
（2）根据现象判断，固体样品中一定不存在的成分是 　CaO、NaOH、Na2SO4　。
【解答】解：（1）固体样品有白色沉淀物A产生，符合此要求的只有碳酸钙，其不溶于水，会形成沉淀，而加入过量氯化钡后还产生沉淀B，且能溶于硝酸，则为碳酸钡，因此白色沉淀A为碳酸钙，B为碳酸钡，碳酸钙与硝酸反应生成硝酸钙、水和二氧化碳，碳酸钡和硝酸反应硝酸钡、水和二氧化碳，书写化学方程式注意配平及气体符号，所以化学方程式为CaCO3+2HNO3＝Ca（NO3）2+CO2↑+H2O，BaCO3+2HNO3＝Ba（NO3）2+CO2↑+H2O；
故答案为：CaCO3+2HNO3＝Ca（NO3）2+CO2↑+H2O、BaCO3+2HNO3＝Ba（NO3）2+CO2↑+H2O。
（2）加入足量氯化钡后，上层清液加入酚酞不变色，说明不含有氢氧化钠，而白色沉淀B都溶解，说明不含有硫酸钠，若存在氧化钙，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与碳酸钠反应会生成氢氧化钠，溶液会先显碱性，所以此时氧化钙也不存在；
故答案为：CaO、NaOH、Na2SO4。
三．实验探究题（共1小题）
19．（2022 海曙区模拟）某固体混合物中可能含有氢氧化钠、硝酸钠、氯化钠、硫酸钠、碳酸钠。为了研究该混合物的成分，某同学按下列流程进行了实验（各步均恰好完全反应）：
根据流程图回答问题：
（1）写出反应③的化学方程式：　CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O　。
（2）根据实验现象推断该混合物中一定含有的物质是 　Na2SO4、Na2CO3　（填化学式）。
（3）该同学为了进一步确定固体混合物的组成，取样品20.9g（其中含钠元素的质量为6.9g），按上述流程图进行实验，产生11.65g白色沉淀A，产生2.2g气体W。通过计算，判断并确定该混合物样品中所含物质的成分及其质量。
【解答】解：硫酸钠和氯化钡反应生成不溶于酸的硫酸钡沉淀，碳酸钠和氯化钡反应生成溶于酸的碳酸钡沉淀，碳酸钠和酸反应会生成二氧化碳，氯离子和银离子反应生成氯化银沉淀，二氧化碳和氢氧化钙反应生成白色的碳酸钙沉淀，
固体混合物加入足量的水溶解，溶液中加入稀盐酸，生成的气体W能使澄清石灰水变浑浊，所以W是二氧化碳，样品中一定含有碳酸钠，溶液中加入硝酸和氯化钡，生成的白色沉淀，所以样品中一定含有硫酸钠，溶液中加入硝酸银会生成白色沉淀，加入的氯化钡会引入氯离子，所以样品中可能含有氯化钠。
（1）反应③是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。
（2）根据实验现象推断该混合物中一定含有的物质是：Na2SO4、Na2CO3。
（3）该同学为了进一步确定固体混合物的组成，取样品20.9g（其中含钠元素质量为6.9g），按上述流程图进行实验，产生11.65g白色沉淀A，产生2.2g气体W。
设碳酸钠的质量为x，硫酸钠的质量为y，
Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
x 2.2g
x＝5.3g
Na2SO4+BaCl2＝BaSO4↓+2NaCl
142 233
y 11.65g
y＝7.1g
设混合物的平均相对分子质量为Mr，
2.3g8.5g
Mr＝85，
由于氢氧化钠的相对分子质量为40，氯化钠的相对分子质量为58.5，氢氧化钠和氯化钠的相对分子质量都小于85，且硝酸钠的相对分子质量刚好为85，所以混合物中还含有的物质只可能且仅有硝酸钠。
通过计算，确定该混合物中还含有的物质是NaNO3，其质量为20.9g﹣7.1g﹣5.3g＝8.5g。
故答案为：
（1）CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
（2）Na2SO4、Na2CO3；
（3）NaNO3，8.5。
四．解答题（共3小题）
20．（2022 西湖区校级二模）某炉渣中主要含FeO、Fe2O3，还有少量既不溶于水，也不与稀酸反应的杂质。现按如图工艺流程，用炉渣制备绿矾（FeSO4 7H2O）。请按要求回答问题：
查阅资料：氧化亚铁与稀硫酸、铁与硫酸铁反应均可生成硫酸亚铁。
（1）步骤一中的操作名称是 　过滤　。
（2）步骤一中，写出其中反应的化学方程式为 　FeO+H2SO4＝FeSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O　。
（3）将滤液2蒸发浓缩、降温结晶、过滤，冰水洗涤，低温干燥后得到FeSO4 7H2O晶体，其中冰水洗涤的作用是 　温度越低，溶质的溶解度越小，冰水洗涤能减少溶质的损失　。
（4）pH大小关系：滤液1＜滤液2，造成该结果的原因是 　铁消耗了过量的稀硫酸，降低了H离子的浓度（数量），从而使溶液的酸性减弱　。
【解答】解：（1）步骤一将固体和液体分离，为过滤操作；
（2）步骤一中氧化亚铁、氧化铁都能与硫酸反应，反应方程式为 FeO+H2SO4＝FeSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O；
（3）用冰水洗涤时温度低，溶质的溶解度小，可减少溶质的损失；
（4）铁消耗了过量的稀硫酸，降低了H离子的浓度（数量），从而使溶液的酸性减弱，酸性越弱，pH越大，所以溶液pH 滤液1＜滤液2；
故答案为：
（1）过滤；
（2）FeO+H2SO4＝FeSO4+H2O；Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O；
（3）温度越低，溶质的溶解度越小，冰水洗涤能减少溶质的损失；
（4）铁消耗了过量的稀硫酸，降低了H离子的浓度（数量），从而使溶液的酸性减弱。
21．（2022 西湖区校级二模）丢弃的废铜屑（其中混有少量铁屑），活动小组的同学欲利用其制取硫酸铜晶体（CuO4 5H2O），硫酸铜晶体（CuO4 5H2O），在加热过程中容易逐步失去结晶水，最终生成CuSO4。他们设计了下面的两种制取流程。已知：
①Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O
②2Cu+2H2SO4（稀）+O22CuSO4+2H2O
请回答：
（1）操作①名称是 　过滤　。
（2）溶液A的溶质有 　H2SO4、FeSO4　（写化学式）。
（3）比较上述两种方法，符合绿色化学要求的是方法 　Ⅱ　（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
【解答】解：（1）操作①把固体和液体分离，名称是过滤。
故答案为：过滤。
（2）溶液A的溶质有过量的硫酸和反应生成的硫酸亚铁。
故答案为：H2SO4、FeSO4。
（3）比较上述两种方法，符合绿色化学要求的是方法Ⅱ，是因为方法Ⅱ中不产生有害气体，方法Ⅰ中产生有害气体二氧化硫。
故答案为：Ⅱ。
22．（2022 金华模拟）某未知溶液X，溶质可能是硫酸钠、碳酸钠、硝酸镁、氯化钠中的一种或两种。为确定溶质成分，拓展性学习小组同学进行图示操作：
（1）根据实验可得出的结论是 　原溶液中一定含有硫酸钠，一定不含碳酸钠、硝酸镁，可能含有氯化钠　。
（2）请写出在上述实验中无法确定物质的鉴定方法是（在上述实验基础上进行后续操作，写出具体的
操作、预期的现象与对应的结论） 　取C溶液少许于试管中，先加入足量的硝酸钡溶液，再滴加少量的硝酸银溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中含有氯化钠。若不产生白色沉淀，则不含有氯化钠　。
【解答】解：（10）某未知溶液X，溶质可能是硫酸、碳酸钠、硝酸镁中的一种或两种。向溶液中滴加氢氧化钡溶液，过滤，向沉淀B中加入足量的稀硝酸，沉淀无变化，说明沉淀是硫酸钡，没有氢氧化镁沉淀和碳酸钡沉淀；则原溶液中一定含有硫酸钠，一定不含碳酸钠、硝酸镁，可能含有氯化钠。
（2）由于加入少量的氢氧化钡溶液不一定将硫酸钠除净，氯化钠能与硝酸银反应生成了不溶于稀硝酸的白色沉淀，要验证是否含有氯化钠的方法是：取C溶液少许于试管中，先加入足量的硝酸钡，再滴加少量的硝酸银溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中含有氯化钠。若不产生白色沉淀，则不含有氯化钠。
故答案为：（1）原溶液中一定含有硫酸钠，一定不含碳酸钠、硝酸镁，可能含有氯化钠；
（2）取C溶液少许于试管中，先加入足量的硝酸钡溶液，再滴加少量的硝酸银溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中含有氯化钠。若不产生白色沉淀，则不含有氯化钠。专题36　元素的循环和物质的转化
【知识点回顾】
一、自然界中的碳循环、氧循环
大气中的二氧化碳通过植物的________转变为________，固定的碳以有机物的形式供给动、植物利用，同时又通过呼吸作用、微生物的分解、燃料燃烧等方式释放二氧化碳返回大气，周而复始地进行着循环。
大自然中氧气的含量会随着生物的________和物质的________等而减少，但又随着植物的________而增加，周而复始地进行着循环。
产生氧气的主要途径：________。
消耗氧气的主要途径：①动、植物的呼吸作用；②燃料燃烧；③微生物分解动、植物遗体；④其他氧化反应(如：生锈、食物腐败)。
二、物质间的相互转化
考点3　说明金属、金属氧化物、碱之间的转化关系；说明非金属、非金属氧化物、酸之间的转化关系　
1．金属→________→碱，如：Ca→CaO→Ca(OH)2。
2．非金属→________→酸，如：C→CO2→H2CO3。
3．物质间的相互转化
注意：(1)极少数非金属氧化物不与碱起反应，如CO等。
(2)根据物质之间的相互转化关系图可查找各类物质的主要化学性质。
(3)根据物质之间的相互转化关系图可查找各类物质的可能制法。
【例题精析】
（2022 丽水）某兴趣小组为探究“猪肝中的铁元素”，进行了以下实验：选用新鲜猪肝，如图操作，将猪肝中的铁转化为铁离子，再用硫氰化钾溶液检验（硫氰化钾溶液遇铁离子变红色）。有关该实验的说法正确的是（　　）
A．实验研究的问题是新鲜猪肝中是否含有铁离子
B．新鲜猪肝中的铁是以游离态形式存在的
C．实验中获得的土黄色混合液属于溶液
D．新鲜猪肝中含铁元素的证据是滴加硫氰化钾溶液后溶液变红
（2021 湖州）工业炼铁的部分反应如下所示，则（　　）
O2CO2COFe
A．X可以是木炭
B．X与CO都具有氧化性
C．③反应后的尾气可直接排放
D．Y中铁元素以游离态存在
（2021 浙江）如图所示为小嘉构建的甲、乙、丙、丁四种不同物质的关系图，“﹣”表示相邻的两种物质能发生反应。若甲为铁，乙、丙、丁分别是稀H2SO4、CuCl2溶液、NaOH溶液中的任意一种，则下列判断错误的是（　　）
A．乙可能是CuCl2溶液 B．丙一定是NaOH溶液
C．丁一定是稀H2SO4 D．丙不可能是稀H2SO4
（2022 舟山）小舟归纳了金属及其化合物之间的部分转化关系，如图所示。
（1）请写出符合图中转化规律①的化学方程式 　 　（写一个即可）。
（2）我国古代劳动人民最早发明使用湿法炼铜，其原理是：第一步用硫酸将铜矿中的铜转变为可溶性的硫酸铜，第二步将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来。其中利用了图中转化规律⑧的是第 　 　步。
（2022 丽水）价类图是以元素化合价为纵坐标物质类别为横坐标绘制的图像，它能将散乱的科学知识联系在一起，有助于对科学问题的理解和整体认知。如图是含碳元素物质的价类图，其中“→”表示物质闻的转化关系。
（1）写出物质B的化学式 　 　。
（2）写一个C→E的化学方程式 　 　。
（3）如图的物质相互转化关系中，反应类型有 　 　（填字母）。
A.化合反应
B.分解反应
C.置换反应
D.复分解反应
（2021 金华）学习了物质推断专题内容后，科学研究小组同学设计了如下实验方案进行探究。步骤如下：
①往镁粉和氧化铜的混合物中加入过量稀硫酸，充分反应并过滤，得到滤渣甲和滤液A；
②往滴有无色酚酞的氢氧化钠和硝酸钡的混合溶液中，加入一定量的稀硫酸，充分反应并过滤，得到沉淀乙
和无色滤液B；
③将滤液A和B充分混合后，得到沉淀丙和滤液C；
④往滤液C中滴加氯化钡溶液，没有沉淀产生。
回答下列问题：
（1）步骤②中沉淀乙的化学式为 　 　；
（2）滤液C中除酚酞外，一定含有的溶质是 　 　。
（2021 宁波）有一包白色粉末，可能由BaCl2、NaOH、Na2CO3、Na2SO4中的一种或几种组成。为确定其成分，某兴趣小组做了如图所示实验。
则：（1）无色溶液A中一定含有的溶质是 　 　。
（2）白色粉末的成分是 　 　。
（2021 绍兴）取敞口放置的氢氧化钠溶液于烧杯中，倒入一定量的稀硫酸充分反应。为探究反应后所得溶液X的成分，兴趣小组进行了如图实验（所加试剂均足量）：
（1）过滤中玻璃棒的作用是 　 　。
（2）产生的无色气体是 　 　。
（3）溶液X的溶质是 　 　。
（4）计算滤液A中氯化钠的质量。
（2021 丽水）物质结构决定性质，物质性质决定用途，反应本质决定变化现象。如图是小科构建的氢氧化钙部分知识网络，其中“—”表示相连物质能发生化学反应，X与图中所给物质的类别不同。请回答：
（1）酚酞试液在Ca（OH）2溶液中显红色，能使酚酞试液变红的离子是 　 　；
（2）列举熟石灰[Ca（OH）2]在工农业上的一种用途 　 　；
（3）X溶液能与Ca（OH）2溶液反应并产生蓝色絮状沉淀，写出产生该实验现象的一个化学方程式 　 　。
（2021 丽水）“价类图”是以化合价为纵坐标、物质类别为横坐标绘制的图像，它能将散乱的科学知识联合系在一起，有助于对科学问题的理解和整体认知。如图是含氯元素的物质的价类图，其中“→”表示物质间的转化关系。请回答：
（1）A和氢氧化钾反应得到D和水，则该反应属于基本反应类型中的 　 　；
（2）物质C的化学式为 　 　；
（3）E在一定条件下得到D的化学方程式为 　 　。
【习题巩固】
一．选择题（共12小题）
1．（2022 定海区校级模拟）下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是（　　）
A．CuCuSO4Cu（OH）2
B．SSO2H2SO4
C．FeFeCl3AgCl
D．CCO2CaCO3
2．（2022 西湖区校级一模）甲、乙、丙有如图所示的转化关系（“→”表示反应能一步实现，部分反应物和反应条件略去）下列各组物质按照甲、乙、丙的顺序符合要求的是（　　）
A．Fe（NO3）3、FeCl3、Fe（OH）3
B．C、CO2、CO
C．CaCO3、Ca（OH）2、CaO
D．CuO、Cu（OH）2、CuCl2
3．（2022 温州模拟）甲，乙，丙，丁四种物质有如图所示的转化关系（部分反应物和产物已略去），则甲，乙，丙，丁依次是（　　）
A．C，CO，CO2，H2CO3
B．CO，CO2，C，H2CO3
C．CaO，Ca（OH）2，CaCl2，CaCO3
D．CaCO3，Ca（OH）2，CaCl2，CaO
4．（2022 镇海区二模）甲、乙、丙、丁四种溶液中，分别含有Ba2+、Mg2+、Na+、H+、Cl﹣、OH﹣、CO32﹣、SO42﹣中的一种阳离子和一种阴离子。为确定四种溶液中分别含有哪种阳离子或阴离子，进行了如下实验：
①将甲溶液分别与其他三种溶液混合，都观察到白色沉淀生成
②将乙、丁溶液混合，有气泡产生
③向丙溶液中滴入AgNO3溶液，可明显观察到白色沉淀，加稀硝酸后，沉淀不消失
分析实验得到的以下结论中错误的是（　　）
A．甲溶液中一定含有Ba2+
B．乙溶液中可能含有SO42﹣
C．丙溶液中一定含有Cl﹣
D．丁溶液中一定含有Na+
5．（2022 西湖区校级二模）实验室有一瓶标签脱落的固体试剂，现分别取少量的该固体进行下列实验，根据实验现象判断，该固体最可能是（　　）
实验操作 实验现象
取该固体于试管中，加水、振荡 固体不溶解
取该固体于试管中，加盐酸、振荡 固体溶解，无气泡产生
一氧化碳通过炽热的该固体，称固体质量、检测尾气 固体质量减轻，尾气中只检测到CO与CO2
A．碱 B．盐 C．金属单质 D．金属氧化物
6．（2022 杭州二模）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ZnSO4的思维导图，其中所选用的物质错误的是（　　）
A．①一Zn B．②﹣Zn（NO3）2 C．③﹣H2SO4 D．④﹣Zn（OH）2
7．（2022 嘉善县一模）在实验室里，区分下列各组物质的两种方法不完全正确的是（　　）
待区分的物质 方法一 方法二
A 水和双氧水 放入二氧化锰 加热
B 氮气和二氧化碳 用点燃的木条伸入集气瓶 通入澄清石灰水
C 氯酸钾和二氧化锰 观察颜色 加水溶解
D 木炭粉和铁粉 用磁铁吸引 在空气中点燃
A．A B．B C．C D．D
8．（2022 温州二模）如图所示，其中甲、乙、丙、丁、戊分别是铁、氢氧化钙、碳酸钠、氯化钡、盐酸中的一种。图中相连的两圆表示相应物质能发生反应，已知乙是铁。下列说法正确的是（　　）
A．五种物质以及各反应的生成物中，只有铁是单质
B．甲是碳酸钠
C．戊是氯化钡
D．图中发生复分解反应个数为3
9．（2022 鄞州区模拟）如图是A、B、C、D、E五种不同类别物质卡片组成的“化学拼图”，相邻两张卡片所标的物质（或其溶液）间能发生反应或转化。下列有关说法正确的是（　　）
A．C+E发生置换反应
B．若B为氢气，与E反应可生成新的单质
C．A+C、C+D、A+D两两反应一定能生成盐和水
D．若E能与D发生化学反应，则E一定是CO2
10．（2022 温州模拟）现有铁粉、二氧化锰、硫酸钡和铁矿石四种固体，为了区分它们，某同学参照二歧分类法，制作了如图的检索表。下列叙述错误的是（　　）
1a只含一种物质 2 1b含有多种物质 甲 2a只含一种元素 乙 2b含有多种元素 3 3a▲ 丙 3b白色固体 丁
A．甲表示的是铁矿石
B．乙表示的是铁粉
C．表中“▲”应该表示为“黑色固体”
D．也可根据是否含有氧元素对丙、丁分类
11．（2022 慈溪市校级模拟）芯片是电脑“智能家电”的核心部件，它是以高纯度的单质硅（Si）为材料制成的。硅及其氧化物能发生如下反应：
①Si+O2SiO2
②Si+2NaOH+X═Na2SiO3+2H2↑
③SiO2+2CSi+2CO↑
④SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
下列说法错误的是（　　）
A．④属于氧化还原反应
B．Na2SiO3中Si的化合价为+4 价
C．②中X的化学式为H2O
D．Si和SiO2在一定条件下可以相互转化
12．（2022 鄞州区模拟）实验室有一黑色粉末（含氧化铜、碳粉、铁粉中的一种或几种）和未知溶质质量分数的稀硫酸。某同学进行了如下探究：将14.6g黑色粉末加入盛有100g该稀硫酸的烧杯中，充分反应后，称得烧杯内物质质量为114.2g。该同学的以下推断中正确的是（　　）
①若反应后烧杯中有固体存在，则原黑色粉末中一定含有碳粉
②黑色固体粉末可能由铁粉和碳粉组成
③黑色固体中一定有铁，且其质量不低于11.2g
④反应后可能得到红色固体
⑤该稀硫酸的溶质的质量分数为19.6%
A．①③④ B．②③④ C．②③⑤ D．③④⑤
二．填空题（共6小题）
13．（2022 舟山模拟）铁的化合物有广泛用途，如碳酸亚铁（FeCO3）可作补血剂。某硫酸厂产生的炉渣中除了有Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2．兴趣小组利用炉渣尝试制备FeCO3，其流程如图：
【已知：Fe+Fe2（SO4）3═3FeSO4；SiO2不溶于水，也不与稀硫酸反应】
（1）操作①的名称是　 　。
（2）溶液A中的溶质除H2SO4外，还存在　 　。
（3）上述流程中生成固体c的化学方程式　 　。
14．（2022 鄞州区模拟）某小组通过如下四组实验对稀硫酸部分化学性质进行验证：①Mg和稀硫酸；②MgO和稀硫酸；③Ba（NO3）2溶液和稀硫酸；④NaOH溶液和稀硫酸。实验结束后将所有反应后的溶液混合进行了如图操作，请分析并回答下列问题：
（1）操作①的名称为　 　。
（2）实验④无明显现象，再将打磨过的铁丝浸入该实验后的溶液中，仍无明显现象，据此　 　（填“能”或“不能”）验证NaOH溶液和H2SO4发生反应。
（3）滤液b的成分中一定含有　 　。（用化学式表示）
15．（2022 温州模拟）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。
（1）写出该实验玻璃管内出现的现象是 　 　。
（2）实验时，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其质量为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。
（3）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，本实验中需对尾气进行处理，请你提出一种处理方法 　 　。
16．（2022 宁波三模）氯化钡是一种可溶性重金属盐。广泛应用于化工领域，其水溶液呈中性。工业上用毒重石（主要成分是碳酸钡）制备氨化铜晶体。某实验小组模拟工业上制备氯化钡晶体的流程，设计了实验室中制备氯化钡晶体的方案。实验流程如图所示（该毒重石样品所含杂质难溶于水且不与酸反应）。
（1）步骤①中发生反应的化学方程式为：　 　。
（2）滤液Ⅱ是30℃时氯化钡的饱和溶液，请说明原因：　 　。
（3）关于上述实验方案的相关内容，下列说法正确的是 　 　（填字母）。
A．氯化钡是一种有毒的物质，使用时应注意安全
B．该实验流程中得到的副产品二氧化碳是重要的化工原料
C．可用重晶石（主要成分是硫酸钡）代替该实验流程中的毒重石制备氯化钡晶体
D．步骤②将滤渣进行水洗，既能提高氯化钡晶体的产率，又能减少Ba2+对环境的污染
17．（2022 温州模拟）某溶液中可能含有氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠、氯化钠、硝酸钠中的一种或几种，小晨同学为测定其成分，进行如下实验。首先她取了一定样品，先后逐滴加入氯化钡溶液、稀硝酸。0～t1时刻表示加入的氯化钡过程；t1时刻之后表示加入的稀硝酸的过程，她将产生沉淀的质量与时间的关系绘制成了如图所示的图像。回答下列问题：
（1）由上述实验可知，原溶液中一定含 　 　；
（2）BD之间（不包括B、D端点）对应的溶液中的一定存在的离子有 　 　；（用离子符号表示）
18．（2022 婺城区模拟）现有一包固体样品，可能由CaCO3、CaO、NaOH、Na2CO3、Na2SO4中的一种或几种组成。为确定其组成，进行了如下实验：
Ⅰ.取样于烧杯中，加足量水充分溶解，过滤得到白色沉淀物A和滤液；
Ⅱ.往滤液中加入过量的呈中性的氯化钡溶液，发现有白色沉淀B生成。待浊液澄清后，往上层清液中滴加酚酞试液，发现溶液呈无色；
Ⅲ.取白色沉淀B，加入足量稀硝酸，发现有无色气体产生且沉淀全部消失。
请回答下列问题：
（1）写出白色沉淀与稀硝酸发生反应的化学方程式 　 　。
（2）根据现象判断，固体样品中一定不存在的成分是 　 　。
三．实验探究题（共1小题）
19．（2022 海曙区模拟）某固体混合物中可能含有氢氧化钠、硝酸钠、氯化钠、硫酸钠、碳酸钠。为了研究该混合物的成分，某同学按下列流程进行了实验（各步均恰好完全反应）：
根据流程图回答问题：
（1）写出反应③的化学方程式：　 　。
（2）根据实验现象推断该混合物中一定含有的物质是 　 　（填化学式）。
（3）该同学为了进一步确定固体混合物的组成，取样品20.9g（其中含钠元素的质量为6.9g），按上述流程图进行实验，产生11.65g白色沉淀A，产生2.2g气体W。通过计算，判断并确定该混合物样品中所含物质的成分及其质量。
四．解答题（共3小题）
20．（2022 西湖区校级二模）某炉渣中主要含FeO、Fe2O3，还有少量既不溶于水，也不与稀酸反应的杂质。现按如图工艺流程，用炉渣制备绿矾（FeSO4 7H2O）。请按要求回答问题：
查阅资料：氧化亚铁与稀硫酸、铁与硫酸铁反应均可生成硫酸亚铁。
（1）步骤一中的操作名称是 　 　。
（2）步骤一中，写出其中反应的化学方程式为 　 　。
（3）将滤液2蒸发浓缩、降温结晶、过滤，冰水洗涤，低温干燥后得到FeSO4 7H2O晶体，其中冰水洗涤的作用是 　 　。
（4）pH大小关系：滤液1＜滤液2，造成该结果的原因是 　 　。
21．（2022 西湖区校级二模）丢弃的废铜屑（其中混有少量铁屑），活动小组的同学欲利用其制取硫酸铜晶体（CuO4 5H2O），硫酸铜晶体（CuO4 5H2O），在加热过程中容易逐步失去结晶水，最终生成CuSO4。他们设计了下面的两种制取流程。已知：
①Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O
②2Cu+2H2SO4（稀）+O22CuSO4+2H2O
请回答：
（1）操作①名称是 　 　。
（2）溶液A的溶质有 　 　（写化学式）。
（3）比较上述两种方法，符合绿色化学要求的是方法 　 　（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
22．（2022 金华模拟）某未知溶液X，溶质可能是硫酸钠、碳酸钠、硝酸镁、氯化钠中的一种或两种。为确定溶质成分，拓展性学习小组同学进行图示操作：
（1）根据实验可得出的结论是 　 　。
（2）请写出在上述实验中无法确定物质的鉴定方法是（在上述实验基础上进行后续操作，写出具体的
操作、预期的现象与对应的结论） 　 　。

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