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第2章　物质转化与材料利用
第5节　物质的转化
第2课时　金属的冶炼
基础过关全练
1.(2022浙江湖州中考)我国是最早使用湿法炼铜的国家,湿法炼铜涉及的主要化学方程式是:。这一化学反应的类型是 (　　)
A.化合反应　　B.分解反应
C.置换反应　　D.复分解反应
2.(2023浙江东阳期末)某研究性学习小组利用如图所示的装置进行CO还原Fe2O3的实验,并检验该反应的气体生成物,已知一氧化碳发生装置产生的气体中混有杂质CO2和水蒸气。下列说法正确的是 (　　)
A.B装置玻璃管内发生的是置换反应
B.该实验结束后,应先停止通CO,再熄灭B处酒精喷灯
C.若去掉C装置,则无法证明CO和Fe2O3发生了反应
D.若无A装置,该实验无法达到检验气体生成物的目的
3.(2022浙江台州中考)《天工开物》中介绍了用碳和氧化锌在高温条件下冶炼锌的方法,化学方程式为2ZnO+C2Zn+CO2↑。该反应中具有还原性的反应物是　　　　,ZnO中锌元素的化合价为　　　　价。
4.【新题型·微型实验】(2022浙江温州模拟)如图所示是实验室用W型玻璃管进行的微型实验。
(1)a处发生的化学反应中,氧化铁是　　　　(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(2)b处发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)该实验中尾气处理的方法可以为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
能力提升全练
5.(2022浙江金华中考,25,★★☆)某混合气体X由CO2、CO、H2O(水蒸气)、H2中的两种或两种以上组成,X气体依次通过如图1装置(假定每步反应均完全),现象分别为:A中溶液变浑浊;B中固体变为红色;C中粉末变为蓝色;D中溶液变浑浊。
图1
图2
完成下列问题:
(1)该实验能得出CO气体一定存在的证据是　　　　　　　　　　　　　;
(2)只要在图1中加装一个图2装置,就能确定原混合气体X中是否含有H2。
①写出图2装置中试剂名称　　　　;
②该装置连接在图1中哪两个装置之间　　　　　　　(用字母表示)。
6.(2021浙江杭州中考,29,★★☆)小金为了探究氧化铜与氢气的反应和反应产物,用如图所示装置进行实验。注射器内装满氢气,并将注射器针头扎入橡皮塞中。将少许氧化铜粉末送入长柄U形石英玻璃管内并平铺于管底。将少量白色的无水硫酸铜粉末送入长柄U形石英玻璃管中并平铺于直管中部。然后将一个气球套在长柄U形石英玻璃管的直管出口处,连接好整个实验装置并检查装置气密性……
(1)为确保实验安全,在点燃酒精灯加热前的操作是　　　　　　　　　　　　。
(2)装置末端连接的气球的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)实验过程中,当观察到　　　　　　　　现象时可判断一定有产物水生成。
(4)实验开始时加入a克纯氧化铜粉末,实验结束后取出U形管底的固体称量为b克,当b为　　　　　(用含有a式子表示)时,可判断氧化铜已完全转化为铜。
7.【新题型·创新实验】(2022浙江杭州中考,28,★★☆)小金通过实验研究一氧化碳和氧化铜的反应,其操作步骤及观察到的现象如下:
甲
乙
步骤1:连接装置并检查装置气密性。
步骤2:按图甲所示向双具支试管内加入木炭粉和氧化铜,用向上排空气法使双具支试管内集满二氧化碳后塞上带有导管和瘪气球的橡皮塞。
步骤3:按图乙所示将双具支试管固定在铁架台上,并使木炭粉平铺于试管底部;用酒精喷灯加热氧化铜一段时间,未观察到明显现象。
步骤4:将酒精喷灯移至木炭粉处,加热一段时间,观察到气球明显胀大;再次将酒精喷灯移至氧化铜处,加热一段时间,观察到黑色粉末变为紫红色固体。
(1)步骤2中,可用燃着的木条检验二氧化碳是否集满,燃着的木条应　　　　　　　　　　(选填“放置在双具支试管口”或“伸入到双具支试管内”)。
(2)小金设计步骤3的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)实验中能表明一氧化碳具有还原性的实验现象是　　　　　　　　　　　。
8.(2021浙江金华中考,30,★★☆)思维模型的建构既方便于问题的解决,又能促进深度学习。某科学研究小组同学,在研究了气体检验专题内容后,认为气体检验的关键是干扰气体的界定,判断标准是对后续实验是否会产生干扰。于是在老师的指导下对解决“气体检验”类问题建构了如下思维模型:
气体检验→气体净化→气体转化→
气体检验→尾气处理
【模型应用】同学们为检验天然气燃烧后的气体产物成分,应用思维模型设计了如图甲实验方案(固定装置未画出),将天然气在氧气中燃烧后得到的混合气体通过该方案进行实验。
甲
(1)实验过程中观察到A装置中的无水硫酸铜变蓝,B、F装置中的澄清石灰水均变浑浊,D装置中的澄清石灰水不变浑浊,由此可得出该气体产物的成分为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
(2)图甲实验方案中,装置C和D归属于上述思维模型中的　　　　　环节;
【改进创新】小金同学认为,原气体产物中的CO2对CO的检验不会产生干扰,于是从简约装置、节约实验药品的角度出发,对图甲方案进行了改进与创新,去掉B、C、D装置,替换F、G装置,改用图乙所示的装置对该气体产物的成分进行探究。在实验中,小金先从A处通一段时间混合气体,再点燃E处酒精灯加热,观察现象,也实现了气体产物成分的检验。
乙
(3)实验中,小金在加热前先通一段时间的混合气体,其目的是　　　　　　　　;
(4)实验中,判断E中玻璃管内空气已排净的实验现象是　　　　　　　　　　。
素养探究全练
9.【学科素养·科学思维】(2022浙江绍兴中考)下图是人类对氧化还原反应的认识过程中的三个阶段。
【阶段Ⅰ】得失氧说:物质跟氧发生的反应叫氧化反应,含氧化合物中的氧被夺取的反应叫还原反应。
【阶段Ⅱ】化合价升降说:凡是出现元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应,化合价升高的反应叫氧化反应,化合价降低的反应叫还原反应。
【阶段Ⅲ】电子转移说:化合价升降的原因是电子的转移。凡有电子转移发生的化学反应都是氧化还原反应,失电子的反应叫氧化反应,得电子的反应叫还原反应。
(1)根据得失氧说,在H2+CuOCu+H2O化学变化中,H2发生了　　　　反应。
(2)电子转移是元素化合价改变的本质原因。失电子后,元素的化合价会　　　　(选填“升高”或“降低”)。
(3)根据化合价升降说,化学反应的四种基本类型与氧化还原反应之间的关系如图所示,其中乙是　　　　反应。
(4)关于氧化还原反应的认识,下列理解正确的是　　　　。
A.氧化和还原是相互对立又辩证统一的关系
B.电子转移说是从微观视角来探析和建构氧化还原反应的概念
C.自然界中发生的氧化还原反应对人类的生活和生产都是有利的
D.人类对氧化还原反应的认识过程是一个逐步发展、延伸和完善的过程
答案全解全析
基础过关全练
1.C　由一种单质和一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应,故选C。
2.D　一氧化碳和氧化铁反应,反应物都是化合物,不属于置换反应,A错误;实验结束后,应先熄灭酒精喷灯,等到冷却至室温时再停止通一氧化碳,B错误;B中红色粉末逐渐变为黑色,可以证明一氧化碳和氧化铁发生了反应,C错误;装置A可以除去原气体中混有的二氧化碳和水蒸气,排除对检验生成的二氧化碳气体的干扰,D正确。
3.C(或碳)　+2
解析　碳夺取了氧化锌中的氧,具有还原性。在ZnO中,氧元素显-2价,根据在化合物中各元素正负化合价的代数和为零,可得锌元素的化合价为+2价。
4.(1)氧化剂
(2)CO2+ Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O
(3)点燃(或用气球收集,合理即可)
解析　(1)一氧化碳具有还原性,能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,此反应中,氧化铁提供氧元素,是氧化剂。(2)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,即二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水。(3)一氧化碳有毒,为防止其污染空气,需进行尾气处理。一氧化碳具有可燃性,可利用点燃的方法进行尾气处理,也可以用气球收集等。
能力提升全练
5.( 1)D中澄清石灰水变浑浊　(2)①浓硫酸　②A与B之间
解析　(1)一氧化碳与氧化铜反应后生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。因此在A中去除二氧化碳后,D中溶液变浑浊,说明有二氧化碳生成,从而说明混合气体存在一氧化碳。(2)为了确定是否含有氢气,需要通过氢气与氧化铜反应生成水来确定氢气是否存在,因此先将混合气体干燥,去除水蒸气,而浓硫酸具有吸水性,故图2装置中试剂为浓硫酸;为了确保干燥气体进入B中,所以在A和B之间连接图2装置。
6.(1)通入氢气　(2)收集尾气(或防止空气中的水蒸气进入)　(3) U形石英玻璃管的直管中部白色粉末变蓝　 (4)0.8a
解析　(1)氢气还原氧化铜时,要先通氢气排净U形石英玻璃管内的空气防止发生爆炸;(2)气球能收集尾气,并能防止空气中水蒸气进入装置,干扰生成物水的检验;(3)水能使无水硫酸铜粉末由白色变为蓝色,所以当观察到U形石英玻璃管的直管中部白色粉末变为蓝色,说明一定有产物水生成;
(4)氢气与氧化铜完全反应,生成的固体物质只有铜,
H2　+　CuO 　Cu　+　H2O
　　 80　　　　 64
a g b g
解得:b=0.8a g。
7.(1)放置在双具支试管口　(2)证明二氧化碳不能与氧化铜反应　(3)黑色粉末变为紫红色固体
解析　(1)用燃着的木条检验二氧化碳是否集满时,燃着的木条应该放在双具支试管口,若木条熄灭,则证明二氧化碳收集满;(2)步骤3中,双具支试管内装满二氧化碳,用酒精喷灯加热氧化铜一段时间,未观察到明显现象,说明二氧化碳不能与氧化铜反应;(3)步骤4中,观察到黑色粉末变为紫红色固体,说明一氧化碳与氧化铜反应生成了铜,证明一氧化碳具有还原性。
8.(1)H2O、CO2、CO　(2)气体净化　(3)防止加热时发生爆炸,检验CO2　 (4)H装置中澄清石灰水变浑浊
解析　(1)A装置中的无水硫酸铜变蓝,说明混合气体中有水;B中澄清石灰水变浑浊,说明混合气体中有二氧化碳;D中澄清石灰水不变浑浊、F中澄清石灰水变浑浊,说明混合气体中有一氧化碳。(2)C、D装置的作用是吸收二氧化碳,防止混合气体中的二氧化碳对一氧化碳的检验出现干扰,所以属于思维模型中的气体净化环节。(3)若混合气体中有可燃性气体,可燃性气体与空气混合加热会发生爆炸,在加热前先通一段时间的混合气体可以防止加热时发生爆炸,且还可以检验混合气体中是否有二氧化碳。(4)H装置中澄清石灰水变浑浊可以证明装置中的空气已经被完全排出。
素养探究全练
9.(1)氧化　(2)升高　(3)置换　(4)ABD
解析　(1)根据得失氧说,在H2+CuOCu+H2O化学变化中,H2跟氧发生反应,发生了氧化反应。(2)元素的原子失去电子后,其化合价会升高。(3)因为氧化还原反应在反应前后有元素化合价发生变化,置换反应一定有化合价变化,乙是置换反应。(4)氧化和还原是相互对立又辩证统一的关系,A正确;电子转移说是从电子得失(微观)视角来探析和建构氧化还原反应的概念,B正确;自然界中发生的氧化还原反应对人类的生活和生产不一定是有利的,例如金属的锈蚀等,故C错误;由题干信息可知,人类对氧化还原反应的认识过程是一个逐步发展、延伸和完善的过程,D正确。第2章　物质转化与材料利用
第5节　物质的转化
第3课时　化合物之间的相互转化
基础过关全练
1.(2022浙江湖州中考)下列物质间的转化不能实现的是 (　　)
A.CO2H2CO3　　B.Fe2O3Fe
C.SFeS　 　D.CuOCu
2.(2023浙江东阳月考)下列变化,能通过加盐酸一步反应实现的是 (　　)
①AgNO3→HNO3　 　②Fe2O3→FeCl2
③Cu(NO3)2→CuCl2　　④Cu(OH)2→CuCl2
A.①④　　B.②④　　C.①②　　D.③④
3.(2019浙江台州中考)某同学对Fe2O3做了如图所示探究活动,已知氯气在水溶液中能将Fe2+转变为Fe3+,且每一步都充分反应。下列分析正确的是 (　　)
A.无色气体可以使澄清石灰水变浑浊
B.黑色粉末是Fe3O4
C.①过程Fe2O3中的氧元素全部转入无色气体中
D.②过程中有置换反应发生
4.(2021浙江湖州中考)某科学兴趣小组在课余时间做了“开门大吉”的游戏,其规则是:每把钥匙代表一种试剂,每扇门代表需要鉴别的两种溶液,如图所示。如果钥匙代表的试剂能够鉴别出门上代表的两种溶液,钥匙就能把门打开(每把钥匙只能使用一次),下列能够依次将四扇门打开的钥匙顺序是 (　　)
A.①②③④　　B.④②③① C.④③②①　　D.①③②④
5.(2020浙江湖州中考)除去下列物质中混有的少量杂质,下列方案不可行的是 (　　)
选项 物质 杂质 方案
A Cu粉 Zn粉 加入足量CuCl2溶液后过滤、洗涤、干燥
B CO气体 CO2 气体 通过足量的氢氧化钠溶液后干燥
C NaCl固体 Na2CO3 固体 加入足量的稀盐酸后蒸发
D BaCO3固体 BaCl2 固体 加水溶解再通入足量的二氧化碳后蒸发
6.(2021浙江金华中考)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　　　　　　　　　　　　　　　　　。
7.(2023浙江兰溪育才中学月考)物质王国举行一场趣味篮球赛。某队由铁、二氧化碳、稀盐酸、氢氧化钙、氯化铜五名“队员”组成。比赛中,由“氯化铜队员”发球,“队员”间传接球,最后由C位置“队员”投篮进球完成有效进攻。传接球“队员”间必须能相互反应,场上“队员”位置及传球路线如图。
(1)A位置“队员”所代表的物质是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)连接③代表的物质发生的化学反应基本类型是　　　　　　反应。
(3)“队员”A将球传给B时,两种物质间发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
能力提升全练
8.(2022浙江丽水中考,23,★★★)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“→”表示物质间的转化关系。
(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,涉及反应前后元素化合价有改变的反应类型有　　　(填字母)。
A.化合反应　　B.分解反应
C.置换反应　　D.复分解反应
9.(2020浙江宁波中考,22,★★☆)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,其流程如下:
【已知:Fe+Fe2(SO4)33FeSO4;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的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。
10.(2020浙江湖州中考,31,★★☆)一水硫酸四氨合铜的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,是一种高效、安全的杀菌剂。它在乙醇——水混合溶剂中的溶解度随乙醇体积分数的变化曲线如图甲所示。小明在实验室以氧化铜为主要原料合成该物质,他设计的合成路线如图乙所示:
图甲
CuO溶液A悬浊液
溶液B产物晶体
图乙
(1)溶液A中一定存在的溶质为　　　　　。
(2)溶液B中含硫酸四氨合铜,“一系列操作”是指向溶液B中加入适量　　　　　　、过滤、洗涤、干燥等。
(3)得到的产物是一种晶体,与非晶体相比,晶体具有一定的　　　　　　　　和特定的形状。
11.(2021浙江宁波中考,23,★★☆)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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
12.(2020浙江温州中考,29,★★☆)小明利用稀硫酸与生锈的铁屑反应制取硫酸亚铁,实验流程如下:
资料:①Fe2(SO4)3+Fe3FeSO4;②硫酸亚铁容易被氧化为硫酸铁等物质。
(1)配制50克溶质质量分数为19.6%的稀硫酸,需溶质质量分数为98%的浓硫酸　　　克。
(2)写出该实验中的一条化学方程式(除资料①中的反应外)　　　　　　　　　。
(3)稀硫酸与生锈的铁屑充分反应后,要确保铁有少量剩余,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　。
13.(2020浙江杭州中考,29,★★☆)一种制备氢氧化镁的生产流程如图所示,MgCl2和NaOH按恰好完全反应的比例加料。
(1)写出步骤c中发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)x=　　　　　。
(3)过滤得到的粗产品还要经过洗涤,洗涤时主要除去的杂质是　　　　　　　　　。
(4)上述流程中若用下列物质代替氢氧化钠,也能制得氢氧化镁的是　　　　　　。
①盐酸　②氯化钙　③氨水　④硫酸镁
14.(2021浙江宁波中考,26,★★☆)有一瓶气体,可能由O2、CO、CO2中的一种或几种组成。为确定其组成,在老师的指导下,实验小组对该瓶气体进行了如下探究:
【查阅资料】脱氧剂(还原铁粉)能够吸收氧气和水蒸气。
【实验设计】用下图所示的装置进行实验(已略去夹持装置)。
【实验步骤】①检查装置气密性;②通入一定量氮气;③通入该气体,点燃酒精灯。
【实验现象】步骤③实验过程中,A装置无现象,B和F装置出现白色沉淀,E装置中出现光亮的红色物质。
【实验结论】该气体由　　　　　　　　组成。
【实验反思】
(1)C装置的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)步骤②通入一定量氮气的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)E装置中氧化铜粉末发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。
素养探究全练
15.【学科素养·探究实践】(2022浙江杭州中考)同学们用4%的NaOH溶液和8%的CuSO4溶液制备Cu,有同学并未得到预期的蓝色沉淀,而是得到浅绿色沉淀(经测定为碱式硫酸铜);还有同学观察到一段时间后蓝色沉淀中出现黑色物质(经测定为氧化铜)。针对这些异常现象,小金在室温下进行了以下探究:
探究1:生成沉淀颜色与反应物的质量比的关系
两种溶液取用的质量及实验现象如表所示(两种溶液混合后充分振荡试管);
编号 ① ② ③
4%的NaOH溶液的质量/g 2 4 6
8%的CuSO4溶液的质量/g 2 待填 2
沉淀 颜色 浅绿色 蓝色中混 有浅绿色 蓝色
出现黑色物质所 等待的时间/min 不出现 5 3
(1)根据探究目的及相关实验现象,②中8%的CuSO4溶液的质量应为　　　g(选填“2”“4”或“6”)。
(2)③中生成蓝色沉淀的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　 。
探究2:Cu分解难易与溶液碱性强弱的关系
按探究1中③的方法制备5份含蓝色沉淀的混合物,处理方式和实验结果如表所示:
编号 处理方式 出现黑色物质所等待的时间/min
① 不做处理 3
② 直接向试管中加8 mL水 11
③ 直接向试管中加16 mL水 17
④ 滤出蓝色沉淀,洗涤至中性后放入洁净试管,加8 mL水 不出现
⑤ 滤出蓝色沉淀,洗涤至中性后放入洁净试管,加8 mL 4%的Na2SO4溶液 不出现
(3)判断④中的蓝色沉淀已洗涤至中性的操作是　　　　　　　　　　　　　。
(4)分析实验结果,可得出Cu分解难易与溶液碱性强弱的关系是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案全解全析
基础过关全练
1.D　二氧化碳与水反应生成碳酸;一氧化碳与氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳;铁和硫在加热条件下反应生成硫化亚铁;氧化铜不能与水反应。故选D。
2.A　硝酸银和盐酸反应生成氯化银沉淀和硝酸;氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水;硝酸铜不能和盐酸反应;氢氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水。能通过加盐酸一步反应实现的是①④。
3.B　由于氧化铁不含碳元素,且是高温隔绝空气加热,所以不会生成二氧化碳,无色气体为氧气,所以不能使澄清石灰水变浑浊,A错误;由于是每一步都充分反应,所以氧化铁不会剩余,根据铁元素守恒,可得黑色粉末中铁原子和氧原子的个数比为∶=3∶4,所以黑色粉末是Fe3O4,B正确;根据B分析可知,氧元素部分转移到了黑色粉末中,C错误;②过程中四氧化三铁和盐酸反应,不存在置换反应,D错误。
4.B　经分析可知,④稀盐酸只能用于鉴别碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液,盐酸与碳酸钠反应有气泡生成,与氢氧化钠反应无现象;②碳酸钠溶液只能用于鉴别氢氧化钠溶液与氢氧化钙溶液,碳酸钠溶液与氢氧化钙反应有沉淀生成,与氢氧化钠不反应;根据题意,鉴别氢氧化钙溶液和氯化钙溶液,应该选择③二氧化碳,二氧化碳与氢氧化钙溶液反应有沉淀生成,与氯化钙不反应;鉴别稀盐酸和稀硫酸应该选择①氯化钡溶液,氯化钡与硫酸反应有沉淀生成,与盐酸不反应;故选B。
5.D　Zn粉能与足量CuCl2溶液反应生成氯化锌溶液和铜,再过滤、洗涤、干燥,能除去杂质且没有引入新的杂质,A符合除杂原则;CO2能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,CO不与氢氧化钠溶液反应,再干燥,能除去杂质且没有引入新的杂质,B符合除杂原则;Na2CO3固体能与足量的稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,盐酸具有挥发性,再蒸发结晶得到NaCl固体,能除去杂质且没有引入新的杂质,C符合除杂原则;BaCl2不能与二氧化碳反应,不能把杂质除去,D不符合除杂原则。故选D。
6.(1) BaSO4　 (2)HNO3、Mg(NO3)2、NaNO3
解析　(1)步骤②中硫酸及硫酸和氢氧化钠反应生成的硫酸钠,均能和硝酸钡反应产生不溶于酸的硫酸钡沉淀,沉淀乙的化学式为BaSO4。(2)步骤①中往镁粉和氧化铜的混合物中加入过量稀硫酸,发生的反应有:稀硫酸和镁粉反应生成硫酸镁和氢气,稀硫酸和氧化铜反应生成硫酸铜和水,镁粉和硫酸铜反应生成硫酸镁和铜,所得滤液A中一定含有硫酸和硫酸镁;依据步骤②中无色滤液B可知,氢氧化钠和硫酸已经完全反应;步骤④往滤液C中滴加氯化钡溶液,没有沉淀产生,说明滤液C中不含硫酸根离子,综合推知,滤液C中除酚酞外,一定含有的溶质是过量的硫酸和硝酸钡反应生成的硝酸、硫酸镁和硝酸钡反应生成的硝酸镁以及硫酸钠和硝酸钡反应生成的硝酸钠。
7.(1)铁　(2)复分解　(3)Fe+2HClFeCl2+H2↑
解析　五种物质中,氯化铜能与铁反应,氢氧化钙能与二氧化碳、稀盐酸反应,铁能和稀盐酸反应,由题图转化关系推知,A是铁,B是稀盐酸,C是二氧化碳。盐酸和氢氧化钙反应的基本类型属于复分解反应。
能力提升全练
8.(1)CO　(2)2NaOH+CO2Na2CO3+H2O(合理即可)　(3)AC
解析　(1)B中碳元素为+2价,所以物质B为一氧化碳,其化学式是CO。(2)C→E的反应可以是氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水。(3)从题图中可知,涉及反应前后元素化合价有改变的反应类型有化合反应和置换反应。
9.(1)过滤　(2)Fe2(SO4)3、FeSO4
(3)Na2CO3+FeSO4Na2SO4+FeCO3↓
解析　(1)操作①是将不溶性固体与溶液分离,是过滤操作;(2)Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O,FeO+H2SO4FeSO4+H2O,溶液A中的溶质除H2SO4外,还存在反应生成的Fe2(SO4)3、FeSO4;(3)根据Fe+Fe2(SO4)33FeSO4可知,溶液B为FeSO4溶液,生成固体c的化学方程式为Na2CO3+FeSO4Na2SO4+FeCO3↓
10.(1)CuSO4　(2)乙醇　(3)熔化温度(熔点)
解析　(1)溶液A中一定存在的溶质有稀硫酸和氧化铜反应生成的硫酸铜;(2)由题图可知,一水硫酸四氨合铜不溶于乙醇,溶液B中含硫酸四氨合铜,因此“一系列操作”是指向溶液B中加入适量乙醇、过滤、洗涤、干燥等;(3)晶体具有一定的熔点。
11.(1)氯化钠(或NaCl)　(2)氯化钡和碳酸钠(或BaCl2和Na2CO3)
解析　白色粉末溶于水,得到白色沉淀和无色溶液A,白色沉淀与稀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钡沉淀,一定不含硫酸钡沉淀,则白色粉末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)白色粉末的成分是氯化钡和碳酸钠(或BaCl2和Na2CO3) 。
12.(1)10　(2)Fe2O3+3H2SO4 Fe2(SO4)3+3H2O或Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑　(3)使生成的硫酸铁完全转化为硫酸亚铁;防止生成的硫酸亚铁被氧化
解析　(1)配制50克溶质质量分数为19.6%的稀硫酸,需溶质质量分数为98%的浓硫酸质量:50 g×19.6%÷98%=10 g。(2)该实验中,稀硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水,和铁反应生成硫酸亚铁和氢气。(3)稀硫酸与生锈的铁屑充分反应后,要确保铁有少量剩余,其目的是使生成的硫酸铁完全转化为硫酸亚铁;防止生成的硫酸亚铁被氧化。
13.(1)MgCl2+2NaOH Mg(OH)2↓+2NaCl　(2)280　(3)氯化钠(或NaCl)　(4)③
解析　(1)步骤c中氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,发生反应的化学方程式:MgCl2+2NaOH Mg(OH)2↓+2NaCl。
(2)每分钟反应的氯化镁质量:332.5 g/L×0.1 L=33.25 g。
MgCl2+2NaOH Mg(OH)2↓+2NaCl
95　　　80
33.25 g x g/L×0.1 L
=
x=280
(3)过滤得到的粗产品还要经过洗涤,洗涤时主要除去的杂质是反应生成的氯化钠。
(4)氢氧化钠能用氨水代替,因为氨水是碱溶液,能和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化铵。
14.【实验结论】一氧化碳和二氧化碳(或CO和CO2)　【实验反思】(1)除去CO2气体　(2)排尽装置中原有的空气　(3)CO+CuO Cu+CO2
解析　【实验结论】步骤③实验过程中,A装置中无现象,表明该气体一定不含氧气;B装置中出现白色沉淀,表明该气体一定含有二氧化碳;该气体经C装置除去CO2,干燥后与CuO反应,由F装置中出现白色沉淀推知,该气体由一氧化碳和二氧化碳组成。【实验反思】(1)C装置的作用是除去CO2气体。(2)步骤②通入一定量氮气的目的是排尽装置中原有的空气。(3)E装置中氧化铜粉末与一氧化碳反应,生成铜单质和二氧化碳气体,反应的化学方程式为 CO+CuO Cu+CO 。
素养探究全练
15.(1)2
(2)2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4
(3)取最后一次洗涤液,滴入1~2滴无色酚酞试液,观察到无色酚酞试液不变色
(4)溶液的碱性越强,Cu(OH)2越易分解
解析　(1)根据控制变量法可知氢氧化钠溶液质量是变量,那么硫酸铜溶液的质量应为2 g;(4)分析实验结果可知,Cu(OH)2分解难易与溶液碱性强弱的关系是碱性越强,氢氧化铜越容易分解。第2章　物质转化与材料利用
第5节　物质的转化
第1课时　单质及其化合物的转化
基础过关全练
1.(2020浙江绍兴中考)与图示微观变化相符的化学反应是 (　　)
A.2CO+O22CO2
B.H2+CuOH2O+Cu
C.2H2+O22H2O
D.H2CO3H2O+CO2↑
2.(2022江苏常州中考)在指定条件下,下列物质转化能实现的是 (　　)
A.FeFe2O3　　B.FeFeCl3
C.Fe2O3Fe　　D.Fe2O3FeSO4
3.(2020浙江杭州中考)工业上可通过如下反应制取氧化钠:2NaNO3+10Na6Na2O+N2↑,下列相关说法正确的是 (　　)
A.反应物NaNO3属于氧化物
B.生成物N2的化学性质由氮气分子(N2)保持
C.该反应属于复分解反应
D.反应前后只有氮元素化合价发生了变化
4.(2022重庆中考B卷)一定条件下物质间可以转化。结合如下转化过程和初中知识,下列说法不正确的是 (　　)
C→CO→CO2→H2CO3→CaCO3→CaO
A.CO是有毒气体
B.CO2不是空气污染物
C.H2CO3受热易分解
D.CaCO3可直接转化为Ca(OH)2
5.【新题型·框图推断】(2018浙江宁波中考)如图所示是铁、盐酸、氢氧化钙、硫酸铜和氯化镁五种物质的反应与转化关系,“—”表示两种物质之间能发生化学反应,“→”表示在一定条件下的物质转化。
(1)A物质是　　　　　(填化学式)。
(2)C与E反应的基本类型是　　　　　　。
(3)从物质反应规律分析,在单质、氧化物、酸、碱和盐中,能与B反应生成D的物质有　　　　(填序号)。
①2类　　②3类　　③4类　　④5类
6.(2022浙江舟山中考)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。
7.(2018浙江金华中考)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所示。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)。
能力提升全练
8.(2022内蒙古包头中考,5,★★☆)某同学绘制了含铁元素的部分物质转化关系图(图中“”表示一种物质可以转化为另一种物质,部分反应物、生成物及反应条件已略去),下列说法正确的是 (　　)
A. 铁丝能在空气中剧烈燃烧实现转化①
B. 转化②可通过Fe3O4与CO发生置换反应实现
C. 氧气和水同时存在是实现转化③的主要条件
D. 通过Fe与ZnSO4溶液反应可实现转化④
9.(2021浙江嘉兴中考,13,★★☆)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
10.【新题型·创新实验】(2020浙江宁波中考,19,★★☆)如图所示是某科学老师设计的一氧化碳还原氧化铁的实验装置。
(1)在B装置的液面下降到安全线之前,不能加热氧化铁,这是因为　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)反应结束后停止加热,继续通CO,此时B装置的作用是　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
11.(2021浙江丽水中考,35,★★☆)学校组织春游,小科准备了一份“自热火锅”(图甲),他撕开包装看到了内部结构(图乙),并了解到相关信息(图丙)。
甲
乙
(
相关信息
食盒材料
:
无污染
,
可再生
发热包主要成分
:
氧化钙、铝粉、碳酸钠
铝粉作用
:
在碱性热水中能发生反应产生氢气
,
缓慢放热
)
丙
小科按食用方法进行如下操作:①加热盒中倒入适量冷水,将发热包放入冷水中;②放上食盒,加入食材并倒入适量的饮用水,扣紧盒盖。在等待食物煮熟过程中,小科发现加热盒逐渐变烫、盒内传出“嘶嘶”的声音、盒盖小孔的上方有水汽。请结合火锅“自热”过程解释盒盖上小孔的作用。
12.(2020浙江衢州中考,36,★★★)如图所示,是小科建构的铜及其化合物之间相互转化的关系图。
(1)写出图中“ ”处物质的化学式　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)要一步实现图中“CuCu2+”的转化,可将铜加入适量的某种盐溶液中,则该溶液的溶质是　　　　　　。
(3)根据图中的转化关系,利用硝酸铜溶液制备纯净的硫酸铜晶体。请设计一个实验方案,要求写出主要操作步骤及所需要的试剂:　　　　　　　　 　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
素养探究全练
13.【学科素养·探究实践】(2019浙江舟山中考)小明发现某食品包装袋中有一个小袋,上面标有“成分:生石灰、铁粉;作用:防潮、防氧化”等字样。他想了解袋内粉末是否已失效,取少量粉末在水中充分溶解,滴入无色酚酞发现不变色。通过查阅资料获知,常温下铁在空气中不能反应生成Fe3O4和FeO。于是对粉末成分做出如下猜想:
猜想一:可能是CaCO3和Fe;
猜想二:可能是CaCO3和Fe2O3;
猜想三:可能是　　　　　　　　　。
【实验设计】小明设计了如图所示的实验:
【实验与分析】
(1)向A装置中加入稀盐酸,B装置中出现浑浊现象,证明样品中含有CaCO3。
(2)若粉末中含有Fe,装置E中应观察到的现象是　　　　　　　　。
【评价与反思】
上述实验中,如果将E装置去掉,是否还能验证粉末中含有Fe,请说明理由　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案全解全析
基础过关全练
1.A　根据微观示意图可知,该反应是由一种化合物与一种单质生成一种化合物的化合反应。故选A。
2.C　铁与氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁;铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁(FeCl2)和氢气;Fe2O3与CO在高温条件下生成Fe和CO2;Fe2O3与稀硫酸反应生成Fe2(SO4)3和水。故选C。
3.B　氧化物是指由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物,NaNO3含有三种元素,所以不是氧化物,A错误;对由分子构成的物质,分子是保持物质化学性质的最小粒子,B正确;复分解反应是由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,该反应的反应物和生成物中,Na、N2是单质,C错误;反应前后钠元素的化合价也发生了变化,D错误。
4.D　碳酸钙属于不溶性盐类物质,不能直接转化为氢氧化钙。
5.(1)Fe　(2)复分解反应　(3)③
解析　由题图可知,B能转化为D,说明B和D中至少含有一种相同的元素,则B为盐酸、D为氯化镁;D和E可发生化学反应,E为氢氧化钙;铁不与氢氧化钙反应,所以C为硫酸铜,A为铁。把五种物质代入关系图中,符合各反应与转化关系。(1)A物质为铁。(2)硫酸铜与氢氧化钙的反应为复分解反应。(3)由盐酸制取氯化镁的方法有:镁(单质)与盐酸反应,氧化镁(氧化物)与盐酸反应,碳酸镁(盐)与盐酸反应,氢氧化镁(碱)与盐酸反应,共4类,故选③。
6.(1)2Mg+O22MgO(合理即可)　(2)二
解析　(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,即铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,应选第二步。
7.(1)Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+2NaOH(合理即可)　(2)Na2CO3、CuO、NaOH(或其他碳酸盐、金属氧化物、碱三种中的任意两种)
解析　(1)C与B可反应,A与C也能反应,且A、B属于相同类别的化合物,若C是二氧化碳,B是氢氧化钙,A、B属于碱,且B物质能转化为A物质,则A可能为氢氧化钠,即B→A的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+2NaOH;(2)若C是锌,A、B都属于酸,能与酸反应的物质,可以是碱、碳酸盐、金属氧化物,例如NaOH、Na2CO3、CuO。
能力提升全练
8.C　铁丝在空气中不能燃烧,铁丝可在氧气中燃烧生成四氧化三铁,A错误;转化②可通过Fe3O4与CO在一定条件下发生反应实现,但反应物均为化合物,不属于置换反应,B错误;铁转化为铁锈是铁与氧气和水共同作用导致的,C正确;铁的金属活动性比锌弱,铁不能与硫酸锌发生置换反应,D错误。
9.C　若甲为铁,铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铁能与氯化铜反应生成氯化亚铁和铜,铁与氢氧化钠不反应,故丙一定为氢氧化钠,乙、丁是氯化铜和稀硫酸中任意一种,故选C。
10.(1)CO和空气混合,加热可能会发生爆炸　(2)收集CO,防止污染空气
解析　(1)在B装置的液面下降到安全线之前,不能加热氧化铁,因为一氧化碳和空气混合,加热可能会发生爆炸;(2)一氧化碳有毒,需要尾气处理,所以反应结束后B装置的作用是收集一氧化碳,防止污染空气。
11.氧化钙和水反应生成氢氧化钙,并产生大量的热。铝粉在碱性热水中能发生反应产生氢气,缓慢放热。氢气和水汽化产生的水蒸气使盒内气压变大。盒内的空气、氢气、水蒸气在受热后,体积膨胀,也使盒内气压变大。盒盖上的小孔便于气体排出,避免盒内气压过大,造成危险。(答案合理即可)
解析　根据火锅中因气体体积膨胀,盒内气压过大,造成危险进行分析。
12.(1)CuO　(2)硝酸银(AgNO3)(答案合理即可)
(3)方案一:在硝酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液,沉淀后过滤、洗涤,并将适量稀硫酸加入固体中,充分反应后结晶
方案二:在硝酸铜溶液中加入适量铁粉,反应后过滤、洗涤,取所得固体在空气中充分加热,再将适量稀硫酸加入该固体中,充分反应后结晶
解析　(1)根据题图可知,“ ”处物质是铜的氧化物,且其中铜元素的化合价为+2价,所以该物质是氧化铜,其化学式为CuO。(2)金属活动性强的金属可以与活动性比其弱的金属的盐溶液反应,所以实现图中“Cu→Cu2+”的转化,可将铜加入适量硝酸银溶液中,反应后生成硝酸铜和银。(3)方案一:在硝酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液,沉淀后过滤、洗涤,并将适量稀硫酸加入固体中,充分反应后结晶可得纯净的硫酸铜晶体。方案二:在硝酸铜溶液中加入适量铁粉,反应后过滤、洗涤,取所得固体在空气中充分加热,再将适量稀硫酸加入该固体中,充分反应后结晶可得纯净的硫酸铜晶体。
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13.猜想三:CaCO3、Fe2O3、Fe
【实验与分析】(2)无水硫酸铜变蓝
【评价与反思】能,因为仍能够通过D中的CuO的颜色变化来判断
解析　猜想三:可能是三者的混合物,即可能是CaCO3、Fe、Fe2O3;【实验与分析】(2)若粉末中含有Fe,铁能与稀盐酸反应生成氢气,氢气能与氧化铜反应生成铜和水,无水硫酸铜遇水变蓝,则会观察到无水硫酸铜变蓝;【评价与反思】氢气具有还原性,在加热条件下能与氧化铜反应生成铜和水,D中会观察到黑色粉末逐渐变红,因此即便将E装置去掉,仍可通过D中CuO的颜色变化判断出粉末中含有Fe。

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