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2.5 物质的转化（较难）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．小虞同学为了探究某种铁的氧化物（纯净物）FexOy的组成，将 m克 FexOy和 n克碳置
于密闭容器中在高温下发生反应。反应开始至某时刻，测得容器中部分物质的质量变化关系
如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．a表示反应生成的铁的质量变化 B．碳的质量 n=3克
C．FexOy中 x∶y=2∶3 D．m 11.6
2．某白色固体可能由 CaCO3、NaCl、BaCl2、NaOH、Na2SO4中的一种或几种组成，九年级
某科学兴趣小组进行了实验，实验记录如下图所示：下列分析正确的是（ ）
A．原固体中一定不含 BaCl2、Na2SO4，可能含有 NaCl
B．原固体中一定含有 CaCO3、BaCl2、NaOH
C．步骤②中得到的溶液中溶质只有 CaCl2
D．确定固体中是否有 NaCl可以取无色溶液 A直接滴入 AgNO3溶液
二、填空题
3．现代循环经济要求综合考虑环境污染和经济效益。高纯氧化铁（Fe2O3）又称“引火铁”，
可作催化剂，在现代工业上有广泛应用前景。如图是以硫铁矿烧渣（主要成分为 Fe2O3、FeO、
SiO2）为原料制备高纯氧化铁的生产流程示意图。
已知：（NH4）2CO3溶液呈碱性，40℃以上易分解。请回答：
（1）写出硫铁矿烧渣中的 Fe2O3与 CO在高温条件下反应的化学方程式 。
（2）滤液Ⅰ中主要的阳离子有 （填离子符号）。向滤液Ⅰ中加适量氨水的目的
是 。
（3）加入（NH4）2CO3后，该反应必须控制的条件是 。滤液Ⅱ中可回收的产品是
（填化学式）。
（4）用蒸馏水洗涤 FeCO3是为了除去表面附着的杂质。洗涤干净的标志是： 。
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4．工业上用大理石（主要成分 A）和赤铁矿（主要成分 F）为原料制取 B和 G，其转化关
系如图所示：已知 D为非单质，G为金属单质，H为常见的氧化物。
(1)写出工业制取的两种物质的化学式；B ；G 。
(2)写出下列反应的化学方程式：反应②； ；反应③； 。
5．已知 A、B、C、D、E、F分别是氢氧化钠溶液、硝酸钠溶液、稀盐酸、碳酸钾溶液、氯
化钡溶液、氯化铁溶液中的一种。小科为鉴别这六种物质，进行如下实验：
观察颜色：发现只有 E溶液呈黄色，其余为无色。
将无色溶液两两混合：F与 D有气体生成，D与 B有白色沉淀生成。请问：
（1）E的溶质是 （写化学式）。
（2）写出 B与 D反应的化学方程式： 。
6．有一包白色粉末，可能含有氢氧化钡、硝酸钾、氯化铁、碳酸钠、硫酸钠中的一种或几
种。为了确定其成分，进行如下实验：(答案用化学式表示)
①取一定量的白色粉末加入足量的水，振荡，静置，得白色沉淀，上层清液为无色。
②过滤，在白色沉淀中加入足量稀盐酸，白色沉淀全部溶解，且有气泡产生。
（1）据此推断，该白色粉末中一定含有 ；可能含有 ；一定不含有 。
（2）写出步骤②中发生反应的化学方程式： 。
三、探究题
7．“绿水青山，就是金山银山！”在习总书记的号召下，绿色环保意识早就深入我们的生活。
小组同学对某工厂排放的气体成分进行探究，猜想可能含有 CO2、CO、H2、H2O这四种气
体中的一种或几种，该小组的同学为了探究气体的组成，结合“气体检验一气体净化一气体
转化一气体检验一尾气处理”的思维模型，设计了如下装置进行实验（夹持装置已省略）。
【实验操作】拉动注射器，让废气依次通过装置。
【实验分析】
(1)装置 D体现的是上述思维模型中的 。
(2)能证明废气中有水蒸气存在的现象是 。
(3)小衢在进行探究废气组成的方案设计中提出：将上图 B瓶中的澄清石灰水更换为氢氧化
钠溶液，可实现废气中二氧化碳气体的完全吸收。你认为小衢的观点是否可行，请说出理由？
(4)【反思评价】小柯根据 D中的粉末由黑色变为红色，得出废气中存在一氧化碳。小溪认
为该结论不够严密，若废气中存在氢气也会出现上述现象。为了检验氢气是否存在，还应在
上图什么位置添加一个怎样的实验装置 。
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8．某混合气体由CO、CO2、SO2三种气体组成，某兴趣小组对此进行了如下的实验探究：
【查阅资料】①SO2能使品红溶液褪色；②SO2易与高锰酸钾溶液反应而被吸收，并能使其
褪色；③SO2能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊；④CO和CO2均不能使品红溶液褪色，
也不能与高锰酸钾溶液反应；⑤CO2能使氢氧化钡溶液变浑浊。
【实验探究】为验证这三种气体，同学们进行了如图实验：
【事实与结论】通过实验验证了以上三种气体都存在。
(1)装置 A的作用是
(2)E中发生反应的化学方程式为
【反思与评价】
(3)小雨同学提出：去除上述装置中的 D装置也能达到实验目的，你认为小雨同学的说法
（填“有”或“没有”）道理，理由是 。
(4)从环保角度分析，指出上述装置中的不足之处并改进 。
9．工业铁红的主要成分是 Fe2O3，还含有少量的 FeO、Fe3O4为了测定铁红中铁的质量分数，
兴趣小组的同学利用草酸晶体（H2C2O4 3H2O）分解产生的气体产物进行了如下的实验，请
你参与过程分析。
【资料】草酸晶体（H2C2O4 3H2O）在浓硫酸作用下受热分解，化学方程式为：
浓硫酸
H2C2O4 3H O 2 CO2↑+CO↑+4H OΔ 2
【问题探究】用如图所示装置进行实验：
(1)进入 D中的气体是纯净、干燥的 CO，则 A、C中的试剂依次是 和 。
a.浓硫酸 b.澄清石灰水 c.氢氧化钠溶液
(2)对 D装置加热前和停止加热后，都要通入过量的 CO，停止加热后要通入过量 CO的作用
是 。
(3)装置 B的作用是
(4)称取铁红样品 100g，用上述装置进行实验，测定铁红中铁的质量分数。若实验前后称得
E装置增重 6.6g，则此铁红中铁元素的质量分数是 。
【实验反思】
反思 1：本实验中如果缺少 C装置（不考虑其它因素），则测得样品中铁元素的质量分数会
（填“偏小”、“不变”或“偏大”）。
反思 2：请指出实验装置的一个明显缺陷 。
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10．．某科学兴趣小组的同学为了测定某不纯氧化铁试样（其中的杂质不参与反应）中氧化
铁的质量分数，设计了如下图的实验装置： 试回答下列问题：
（1）A发生装置的优点是 ；
（2）出 C中硬质玻管内发生的化学方程式 ；
（3）10克不纯氧化铁试样放入 C中硬质玻管内，称得 U形管和氯化钙干燥剂的质量为 23.4
克，按上述装置进行实验，经过充分反应后称得 U形管和氯化钙干燥剂的质量为 26.1克，
则试样中氧化铁的质量分数为 ；
（4）同学设计的这个实验方案有不完善之处，你的建议是 。
11．某同学进行了《从自然界中的铜到纪念币中的铜》的项目学习。在查阅资料时，发现有
以下三种炼铜的方法：
方法①湿法炼铜。具体流程如下：
方法②干法炼铜。先用高温煅烧孔雀石得到氧化铜，再利用氢气来还原氧化铜得到单质铜。
如图为制取干燥氢气并用其还原氧化铜的装置。
方法③生物炼铜。“吃岩石的细菌”利用空气中的氧气把硫化铜转化为硫酸铜，再进一步转变
为单质铜。具体流程如下：
请回答问题：
(1)写出方法①中步骤 2的化学方程式是 。
(2)方法②中制取干燥氢气并能还原氧化铜的部分操作正确的顺序是 （填字母）。
A .打开甲处分液漏斗活塞 B .点燃丙处的酒精灯
(3)方法③中生物炼铜的优点有 （写出一点即可）。经测定某岩石由硫化铜（CuS）
和其他不含铜元素的物质组成。现用该岩石制得 3.2g铜，若不考虑铜元素的损耗，则该岩
石中硫化铜（CuS）的质量为 g。
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12．某混合气体可能由CH4 、CO2、CO、H2O（水蒸气）中的两种或两种以上组成，某小
组同学为确定该气体成分，设计了如图所示的装置进行探究（A为储气罐，存放混合气体）。

【查阅资料】CO+CuO Cu+CO 2 CH4+4CuO 4Cu+CO2+2H2O
请回答：
(1)该系列装置还缺少尾气处理装置，写出一种你认为可行的尾气处理方法： 。
(2)请你设计完成如图方框内的实验方案： （选用下列装置，按连接顺序填写）。
(3)若要证明原混合气体中有CH4 ，则实验中必需观察到的现象是 。
(4)老师认为以上设计仍有缺陷，不能确定 CO气体是否存在。请你说明理由： 。
13．实验课上，同学们在氢氧化钡溶液中滴加碳酸钠溶液后，探究试管中溶液的溶质成分有
哪些离子：
（1）小郑同学的猜想是：Na+、OH ；
小吴同学的猜想是：Na+、OH-、Ba2+；
还有的猜想是： ；
同学们在老师帮助下，经过讨论提出了一般离子检验的流程图（如图）：
上述流程图，甲实验小组设计了以下实验方案（如下图）
（2）甲实验小组设计的方案中的“？”是 ；
（3）甲实验小组设计的方案中的结论 3是 ；
（4）乙实验小组在验证上述三个猜想时，只用了一种试剂，就能一次性地验证溶液中溶质
离子的成分，这种试剂是 。
14．在某次实验课上，老师向同学们展示了一瓶久置的氢氧化钠溶液，为探究该溶液是否变
质，取样并向其中滴入少量的稀盐酸，振荡，未观察到有明显现象。
【提出问题】氢氧化钠是否变质？
【猜想与假设】
（1）猜想一：氢氧化钠溶液未变质，溶质为 NaOH
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猜想二：氢氧化钠溶液部分变质，溶质为
猜想三：氢氧化钠溶液完全变质，溶质为 Na2CO3
请用化学方程式表示氢氧化钠变质的原因 。
【实验探究】
（2）方案一：取样，向样品中滴加无色酚酞试液，观察到溶液变红，则证明猜想一成立，
经小组讨论后得出上述结论不一定成立，理由是 。
方案二：为探究其成分，同学们查阅相关资料后进行了如下实验：
步骤 现象 结论
无白色沉淀生成，溶液变红。 猜想一成立
取样，并向其中加入过量的 BaCl2溶液，
静置一段时间后再向上层清液滴加无色 猜想二成立
酚酞试液。
有白色沉淀生成，溶液不变色。 猜想三成立
【反思与评价】
（3）加入过量 BaCl2溶液的目的是 。
（4）向部分变质的氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸在刚开始一段时间不会产生气泡的原因
是 。
【拓展实验】方案二中所加的无色酚酞试剂替换为下列 操作，也可以实现相同
的目的。
A．测溶液的 pH B．滴加MgSO4溶液 C．通入 CO2D．.滴加稀盐酸
15．图一、图二是某兴趣小组探究金属、酸的化学性质时所做的两组实验。实验结束后、将
两组实验试管中的物质分别全部倒入甲、乙两个洁净的烧杯中，据图回答：
（1）甲烧杯中的物质完全反应后，发现红色固体物质明显增多。下列说法正确的
是 。
A．试管②反应后的固体中一定不含铁
B．完全反应后，甲烧杯中的固体一定含有铁
C．完全反应后，甲烧杯的溶液中可能含有Cu2+
D．完全反应后，甲烧杯的溶液中一定含有Mg2+、Fe2+
（2）乙烧杯中的物质充分反应后，仅观察到有白色沉淀，无其他现象。则试管③反应后的
溶液中的溶质所有可能组合是 （写化学式）。
（3）将乙烧杯内的物质进行过滤，对所得滤液中溶质成分进行了如下探究：
实验操作 实验现象 实验结论
步骤 1：取少量滤液于试管中，向其中滴加足量硝酸钡 有白色沉淀生 滤液中的溶质
溶液 成
是
步骤 2：静置，向上层清液中滴加无色酚酞溶液 溶液变红
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16．氯离子插层镁铝水滑石 Mg2Al(OH)6Cl XH2O 是一种新型离子交换材料，其在高温下
完全分解为MgO、Al2O3、HCl和H2O（气体），现用下图装置进行试验确定其化学式（固
定装置略去）。已知：浓硫酸不能吸收HCl气体。
（1） Mg2Al(OH)6Cl XH2O 热分解的化学方程式为 。
（2）若只通过测定装置 C、D的增重来确定X，则装置的连接顺序为 （按气流方向，
用接口字母 a、b、 c、d、 e表示）。其中装置C的作用是 。装置连接后，首先要进
行的操作是 。
（3）加热前先通过N2排尽装置中的空气。反应开始后仍持续通入N2的两个作用
是 、 。
（4）完全分解后测得装的C增重3.65g、装置D增重9.90g，则X 。
17．某兴趣小组发现实验室有一瓶忘了塞瓶塞的氢氧化钠溶液。为探究该 NaOH溶液的变
质程度并测定溶液中各成分的质量分数，进行了如下实验：
Ⅰ、取 20.00克该溶液，加入过量的氯化钡溶液，过滤，得到滤渣和滤液。将滤渣洗涤、干
燥后称量，其质量为 1.97克。
Ⅱ、向滤液中逐滴加入溶质质量分数为 5%的硫酸镁溶液，生成沉淀的质量与加入硫酸镁溶
液的质量关系如图所示。
（1）过滤时玻璃棒的作用是 。
（2）滤液中一定含有的溶质成分是 （填化学式）。
（3）加入过量的氯化钡溶液的目的是 。
（4）分析讨论该溶液部分变质和全部变质时 m的值。
18．有一包白色粉末，可能含有硫酸铜、氯化钠、氯化钡、硫酸钠中的一种或几种物质，实
验小组设计如下实验方案，探究白色粉末的成分。
请回答：
（1）操作 a的名称： ，白色沉淀 A的化学式： 。
（2）由步骤 1的现象判断，原白色粉末一定不含 。
（3）无色溶液 b中溶质的成分是 。
（4）由以上实验可知，原白色粉末一定含有 。
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四、解答题
19．九年级同学进行了《从自然界的铜到纪念币中的铜》的项目化学习课程。在课堂上，同
学们设计了湿法炼铜和火法炼铜两种方案，如下：
【方案一】湿法炼铜。孔雀石 硫 酸 溶液 ,步骤 1 硫酸铜溶液 金 属 铁,步 骤2 单质铜
(1)上述步骤 2中，实际操作时，将粗铁棒锻打成薄铁片，目的是 ；
【方案二】火法冶炼。如下图为氢气还原氧化铜的装置，据此图回答下列问题：
(2)开始反应时，应先进行的操作是___________（填字母编号）；
A．先打开甲处分液漏斗活塞 B．先点燃丙处的酒精灯
(3)实验结束后甲、乙两装置中质量共减少 4克，丙中氧化铜固体粉末减少 1.6克，则实验中
生成铜的质量为 克；
(4)项目小组同学将实验装置改成如图丁的简易装置，其中铜制燃烧匙可以在试管M中上下
移动，虚线框中的装置需从图戊中选取。图戊中的细铜丝一端绕成螺旋状，先在酒精灯上加
热，变黑后再迅速地伸到制得的氢气中。在图丁的虚线框中，应选用图戊中的 （填
“A”或“B”）装置。
20．有三份不同质量比的氧化铜与炭粉的混合物样品①、②、③。甲、乙、丙三位同学各取
一种样品，加强热充分反应，测定各样品中氧化铜的量。[已知
3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2NO 4H2 2O，炭粉不与稀硝酸反应]
(1)甲同学取样品①隔绝空气加强热，恰好完全反应，生成的气体能被氢氧化钠溶液完全吸
收。将所得固体，置于足量的稀硝酸中微热，产生 1.2克气体，则样品①中氧化铜的质量为
克。
(2)乙同学取样品②a克隔绝空气加强热，生成的气体不能使澄清石灰水变浑浊，请写出加强
热反应的化学方程式 。再将反应后的固体与足量的稀硝酸微热，充分反应后，有 b
克固体剩余。样品②中氧化铜质量为 克（以含 a、b的代数式表示）。
(3)丙同学称量样品③隔绝空气加强热后剩余的固体，质量比原样品减小了 c克，若该固体
为纯金属铜，求样品③中氧化铜质量（m）的取值范围 。
(4)其中一位同学用上述实验中收集到的 CO气体用如图所示装置进行模拟炼铁。反应前大玻
璃管中加入铁的某种氧化物 FexOy 试样的质量为 15.2克。加热前，应先往大玻璃管中通入
CO气体的原因是 。实验结束后，继续通入 CO气体，直至大玻璃管冷却。此时 NaOH
溶液的质量增加了 11克。推算该铁的氧化物的化学式中 x、y的比为 （填最简整数
比）。
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《2.5 物质的转化 9（较难）》参考答案
题号 1 2
答案 C B
高温
3． 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 H +、Fe2+ 中和过量的 H2SO4 控制溶液的
温度在 40 ℃以下（合理即可） （NH4）2SO4 取最后一次洗涤液，向其中加入适
量的 BaCl2 溶液，若无白色沉淀产生，即为洗涤干净（合理即可）
4．(1) CaCl2 Fe
高温 高温
(2) C+CO2 2CO 。 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。
5． FeCl3 K2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2KCl
6．（1）Ba(OH)2、Na2CO3 ； KNO3 ； FeCl3、Na2SO4
（2）BaCO3+2HCl = BaCl2+H2O+CO2↑
7．(1)气体转化
(2)白色的无水硫酸铜固体变成蓝色
(3)不可行；二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，没有明显现象，不能验证废气
中二氧化碳的存在（合理即可）
(4)在 DE之间增加一个 A装置（合理即可）
8．(1)检验并除去二氧化硫气体
加热
(2)CO+CuO Cu+CO2
(3) 有 这是因为省略 D装置后，如果 E装置中黑色固体变成红色固体，说明气体
中含有一氧化碳，不影响一氧化碳的检验（合理即可）
(4)缺少尾气处理装置，应该在 E装置末端添加一个燃着的酒精灯（合理即可）
9．(1) c a
(2)驱赶装置中滞留的二氧化碳，使其全部被 E装置中碱石灰全部吸收（合理即可）
(3)检验二氧化碳是否被 A装置完全吸收
(4) 76% 偏小 缺少尾气处理装置
Δ
10． 随开随用，随关随停 Fe2O3+3H2 2Fe+3H2O 80% 在 BC之间加个
干燥装置
11．(1)Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu
(2)AB
(3) 成本低、污染小、反应条件温和等 4.8
12．(1)点燃
(2)②①③
(3)D中无水硫酸铜变蓝
(4)甲烷也能和氧化铜反应生成铜和二氧化碳
13 Na+ OH- CO2-． 、 、 3 稀盐酸 小吴同学的猜想错误 稀硫酸
答案第 1页，共 2页
14． NaOH和 Na2CO3 2NaOH+CO2= Na2CO3+H2O 氢氧化钠和碳酸钠的溶液
都呈碱性，都能使酚酞试液变红 白色沉淀生成，溶液变红 检验并除去碳酸钠
氢氧化钠先与稀盐酸发生中和反应生成氯化钠和水 AB
15． ACD BaCl2/Ba（OH）2、BaCl2 氯化钠、氢氧化钠和碳酸钠
高温
16． 2[Mg 2Al（OH）6Cl xH 2O ]4 MgO+Al2O3+2HCl +（5+ 2x ）H 2 O
a→e→d→b 吸收 HCl气体 检查装置的气密性 将分解产生的气体全部带入装
置 C、D中完全吸收 防止产生倒吸 3
17． 引流 BaCl2、NaCl、NaOH 完全除去溶液中的碳酸钠 当全部变质
后，则碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，剩余的氯化钡与硫酸镁反应生成硫酸
钡沉淀，
BaCl2 +MgSO4＝BaSO4 +MgCl2
120 233
24g 5% m
m = 233
24g 5% 120
m=2.33g，
当部分变质时，生成硫酸钡质量为 x，生成氢氧化镁的质量为 y，根据质量守恒定律可知，
硫酸钡中硫酸根来自于硫酸镁中硫酸根，氢氧化镁中镁离子全部来自于硫酸镁中镁离子，需
96 96
要硫酸镁质量=24g×5%=1.2g，1.2g× ×100%=x× ×100%，x=2.33g，
120 233
24 24
1.2g× ×100%=y× ×100%，y=0.58g，m=2.33g+0.58g=2.91g。
120 58
18． 过滤 BaSO4 硫酸铜 氯化钠、硝酸钡、硝酸钠 氯化钡、硫酸
钠
19．(1)增大接触面积，加快反应速率
(2)A
(3)6.4
(4)B
20．(1)4.8
Δ
CuO C Cu CO 20(2) a b
23
(3)2.86c克≤m≤3.64c克
(4) 排净装置内的空气，避免加热混合气体引起爆炸 4 :5
答案第 2页，共 2页

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