资源简介

第19讲物质的循环与转化
一、选择题：本大题共15小题，共60分。
1.在给定条件下，下列选项中的物质转化不能实现的是（）
A. CuFe B. P P2O5
C. CO2 O2 D. NaOH溶液 NaCl溶液
2.学习了物质分类与转化规律后，某同学绘制了部分物质间相互反应的关系图。图中阴影部分表示相邻两类物质的反应，其中不能用于制取FeCl2的是（ ）
A. ① B. ② C. ③ D. ④
3.有四种澄清透明的溶液：①MgCl2溶液，②Cu(NO3)2溶液，③Na2SO4溶液，④NaOH溶液。不用其他试剂就可将它们一一鉴别出来，其被鉴别出来的先后顺序是（ ）
A. ②④①③ B. ④①②③ C. ③②①④ D. ②①③④
4.在“甲＋乙→丙＋丁”的反应中，下列说法正确的是( )
A. 若甲、丙为单质，则该反应一定是置换反应
B. 若丙、丁为化合物，则该反应一定是复分解反应
C. 若丙、丁中有沉淀，则甲、乙中一定有碱
D. 若丙、丁为盐和水，则甲、乙一定是酸和碱
5.物质的鉴别是重要的实验技能。鉴别下列各组物质所用试剂或方法选择错误的是（）
选项 需鉴别物质 试剂或方法
A 铁粉、木炭粉 磁铁吸引
B 盐酸、氯化钠溶液 硝酸银溶液
C 氧气、二氧化碳气体 用燃着的木条
D 氢氧化钠固体、氯化钠固体 水
A. A B. B C. C D. D
6.要除去物质中的少量杂质(括号内为杂质)，下列实验方案设计不合理的是( )
A. CO(CO2)：将气体先缓缓通过NaOH溶液，再通过浓硫酸
B. NaCl溶液(NaOH)：加入适量的H2SO4溶液
C. CaCO3(CaCl2)：加水溶解→过滤→洗涤→干燥
D. KCl溶液(K2CO3)：加入适量的稀盐酸
7.下列各组转化关系中，一定条件下不能一步实现的是 ( )
A. 　 B.
C. 　　 D.
8.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.如图所示，给出了三种物质可能存在的转化关系，根据所学的物质性质及化学变化规律，判断下列说法正确的是( )
A. 不能一步实现转化的有①② B. 实现③转化，可通入氯化钠溶液中
C. 实现⑤转化，可加入碳酸钙粉末 D. 实现⑥转化，可加入氢氧化钾溶液
10.如图所示甲、乙、丙、丁四种物质间相互关系中的反应，均为初中科学常见反应(“－”表示相连的两种物质能反应，“→”表示通过一步反应能实现转化)，下列选项符合图示关系的是( )
选项 甲 乙 丙 丁
A. H2O O2 CaO Ca(OH)2
B. H2SO4 HCl MgCl2 Mg(OH)2
C. HCl CO2 CaCO3 H2O
D. FeSO4 FeCl2 Cu CuO
A. A B. B C. C D. D
11.如图所示是某航天飞行器座舱内空气更新过程示意图，下列关于飞行器座舱内空气更新过程的说法错误的是（）
A. 装置Ⅰ的作用是将空气和CO2、H2O分离
B. 装置Ⅱ中氢气和二氧化碳发生了化学反应
C. 装置Ⅲ可以为座舱不断地提供氧气
D. 整个过程中可以循环利用的物质是CO2和H2O
12.如图是自然界中碳、氧循环简图（X为H2CO3，Y为C6H12O6）。下列说法错误的是 （ ）
A. 图1中X溶液显酸性，是形成酸雨的主要原因
B. 图2转化1实现了无机化合物到有机化合物的转化
C. 图1、图2对比说明，反应物相同，反应条件不同，产物不同
D. 碳循环和氧循环有利于维持大气中二氧化碳和氧气含量的相对稳定
13.化学学习小组对某工业废水进行实验探究，部分过程如下：
下列有关说法正确的是 （ ）
A. 步骤①置换出Fe、Ag两种单质 B. 操作a需要漏斗、酒精灯等仪器
C. 实验能探明三种金属活动性强弱 D. 步骤④加盐酸是为了除去Cu粉
14.铜元素有多种氧化物，如CuO、Cu2O。称取14.4 g仅含Cu、O两种元素的固体样品，采用如下装置实验（夹持装置省略）。测得实验前后装置B增重4.4 g。下列说法正确的是 （ ）
A. 装置B的作用是吸收反应生成的H2O和CO2
B. 实验开始前应先关闭K2，打开K1，让CO通一段时间
C. 根据实验数据进行计算，可以确定该固体为Cu2O
D. 若缺少装置C，则实验所得Cu、O个数比偏高
15.如图曲线能正确反映下列化学变化中y与x变化关系的是 （ ）
A. 锌粒中滴入稀硫酸：y代表氢气的质量
B. CaCl2溶液中通入CO2气体：y代表沉淀的质量
C. 氢氧化钠溶液中滴入稀盐酸：y代表混合溶液的pH
D. CuSO4和HCl的混合溶液中加入NaOH溶液：y代表沉淀的质量
二、填空题：本大题共8小题，共48分。
16.归纳总结是学习科学的重要方法。在学习了酸、碱、盐等物质的知识后，小科同学从物质的逻辑关系如图甲所示与物质转化关系如图乙所示两方面，对所学知识进行了归纳总结。
完成下列问题：
（1）酸和盐的相互关系，是图甲中的 关系。
（2）图乙表示几种物质通过一步反应转化为M的示意图。写出一个能完成①转化的化学反应方程式： 。
17.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。
18.构建思维导图是一种重要的学习方法。请根据酸和碱的化学性质思维导图，回答下列问题。
（“——”表示相连的两类物质之间可以发生化学反应）
（1）请写出图中甲表示的物质类别：___________。
（2）酸与碱作用生成盐和水的反应，叫做中和反应。请写出一个中和反应的化学方程式______________________________________________________________________________。
（3）酸和碱能与指示剂反应，而使指示剂显示不同的颜色。如NaOH溶液能使无色酚酞变成___________色。
19.下图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“Cu→Cu2＋”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____(填一种物质的名称)。
20.我国自主研发的“液态太阳燃料合成项目”技术路线如图甲所示，其中将二氧化碳和氢气高效转化为液体燃料甲醇（CH3OH）的微观示意如图乙所示。回答有关问题：
（1）据图甲所示的技术路线，写出获得氢气的化学方程式： 。
（2）在图乙所示的微观示意图中，二氧化碳和氢气先转化为 、氢和氧等中间产物，然后再进一步作用生成甲醇和水。
21.某未知溶液，可能含有Na+、Cu2+、Ba2+、、Cl-中的几种。为确定溶液中含有的离子，实验如下：
①取未知溶液2～3 mL于试管中，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，静置；
②取①中上层清液，滴加AgNO3溶液，有白色沉淀生成；
③另取未知溶液2～3 mL于试管中，滴加NaOH溶液，有蓝色沉淀生成。
分析实验过程，回答：
（1）溶液中一定存在的离子是___________。
（2）溶液中一定不存在的离子是___________。
（3）溶液中可能存在的离子是___________。
22.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。
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）。
23.化学产品制备正向着绿色、低碳、可持续的方向发展。
（1）工业制备硫酸铜的两种方案原理如下：
Ⅰ：Cu+2H2SO4（浓）＝CuSO4+SO2↑+2H2O
Ⅱ：2Cu+O22CuO
CuO+H2SO4＝__________（完成化学方程式）
（2）某兴趣小组三名同学探究制备硫酸铜的新方案，原理如下：
Ⅲ：Cu+H2O2+H2SO4＝CuSO4+2H2O
将反应物混合，观察到：开始有少量气泡，而后反应剧烈产生大量气泡，溶液呈蓝色，试管发热。逸出气体能使带火星木条复燃，该气体为__________。他们对反应产生大量气泡非常好奇，推测是某些因素导致了H2O2分解。
甲同学认为是反应生成的CuSO4所导致，乙同学认为是反应放热使温度升高所导致。于是设计了如表实验进行探究。
编号 试剂 温度 现象
① 10 mL 30% H2O2、1 mL 10% CuSO4 30℃ 产生少量气泡
② 10 mL 30% H2O2、__________ 30℃ 无明显现象
③ 10 mL 30% H2O2、1 mL 10% CuSO4 80℃ 产生较多气泡
甲同学对比实验①②认为自己的推测正确，请将表中实验②补充完整。
乙同学对比实验__________（填编号）认为自己的推测正确。
丙同学认为，甲、乙同学的结论都不严谨，其理由是______________________________________________________________________________。
（3）综合评价制备CuSO4的方案Ⅲ，下列说法正确的是__________（填序号）。
A．Ⅲ比Ⅰ更环保、比Ⅱ更节能
B．消耗等质量铜，Ⅲ生成CuSO4最多
C．Ⅲ中有原料发生分解，造成试剂浪费
三、实验探究题：本大题共4小题，共32分。
24.如图Ⅰ所示，小瑾将反应后试管中的物质全部倒入烧杯时，发现烧杯内白色沉淀明显增多。为了探究烧杯内物质的成分，她立即向其中逐滴加入稀硝酸，并不断搅拌，烧杯内沉淀的质量随加入稀硝酸的质量变化如图Ⅱ所示。
回答下列问题：
（1）如图Ⅰ所示，烧杯内的白色沉淀是 （填化学式）。
（2）图ⅡA点处，烧杯内的溶液中一定大量含有的离子为 （填离子符号）。
25.思维模型是依据事物发展内在规律建立的解决问题的基本框架，能引导有序思维、增进深度理解，促进问题解决。小明建构了“物质除杂”的思维模型如图所示。
（1）铜粉中混有少量的铁粉，用磁铁吸引除去。该方法属于上述模型中的 （选填“分离转移”或“反应转化”）。
（2）上述模型中“不增不减”是除杂的一般原则，“不增”是指不增加新杂质，“不减”是指不减少目标物质质量。为除去氯化钠中的杂质氯化钙，小明采用反应转化的方法，加入适量碳酸钠后过滤，并滴加稀盐酸后蒸发结晶，请判断小明选择的试剂是否合理并说明理由： 。
（3）不另外增加其他试剂，小明要判断氯化钙已经完全除去，请写出简要的操作：将反应后的溶液静置，取上层清液少许放入试管， 。
26.如图所示是“铁粉和硫黄反应”的改进实验，将铁粉和硫黄混合物置于两块石英玻璃片之间，并固定。在酒精灯上加热，产生红色火星，固体由棕灰色变为黑色。
（1）铁粉和硫黄在两块玻璃片之间，反应时几乎接触不到氧气，减少了 （填化学式）气体的生成，更加环保。
（2）向反应后的黑色固体滴入稀硫酸，有臭鸡蛋气味的硫化氢（H2S）气体产生，说明铁粉和硫黄发生反应。H2S中硫元素的化合价为 。
（3）反应后的黑色固体加入CuSO4溶液中，生成红色物质，说明黑色固体中有 剩余。
27.在研究碱的性质时，向充满 CO2的矿泉水瓶里加入少量 Ca(OH)2溶液，拧紧瓶盖并振荡，瓶变瘪，但溶液中并未出现浑浊，那么Ca(OH)2溶液是否与 CO2反应呢？于是同学们进行了猜想和实验：
猜想一：Ca(OH)2溶液与CO2不反应，是CO2溶于水导致瓶内气压变小而变瘪。
猜想二：Ca(OH)2溶液与CO2反应，生成了可溶性物质。
实验 步骤与操作 实验现象与结果 结论
一 ① 取2个相同的软塑料瓶，分别集满CO2气体，编号为 A、B 两瓶内气体无色透明、瓶子形状正常
②分别向A、B两瓶中加入等量的饱和Ca(OH)2溶液和 ？ ，立即拧紧瓶盖并振荡 两瓶内液体未出现浑浊；两瓶均变瘪，A瓶变瘪程度更大 a(OH)2溶液与CO2发生了反应
二 ① 测出反应前Ca(OH)2溶液的pH 大于7
②测出反应后 A 瓶内液体的pH 小于7
(1)将表中“？”处的内容补充完整： 。
(2)能判断“Ca(OH)2溶液与CO2发生化学反应”的依据是 。
(3)查阅资料得知A瓶中未出现浑浊是因为过量的CO2与H2O和CaCO3反应生成可溶性的Ca(HCO3)2。有人提出，只要利用现有装置和试剂，对实验一稍作补充或改进就能观察到浑浊现象，请简要说明你的做法： 。

四、分析计算题：本大题共1小题，共8分。
28.为了保护生态环境，针对全球气候变化，中国政府向全球承诺，力争于2060年前实现“碳中和”。“碳中和”是指在一定时间内，使二氧化碳的排放总量与吸收总量平衡，实现“零排放”。实现“碳中和”通常可采取如下措施：
Ⅰ.碳转化：指二氧化碳的资源化利用。
Ⅱ.碳减排：减少人类生产和生活中二氧化碳的排放量。
(1)下列做法不能实现“碳减排”的是____。
A．加高烟囱排放工业废气
B．推进新能源汽车使用
C．废弃物分类投放并回收利用
D．养成节约用水、用电的习惯
(2)Ⅲ.碳吸收：①利用植物光合作用，这是自然界消耗二氧化碳的最重要途径；②利用“碳捕捉与封存技术”，即通过一定的方法，将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存。在实际生产中，经常用NaOH溶液来“捕捉”CO2，流程如图所示(部分条件及物质未标出)。
用该技术进行“碳捕获”有效利用了原材料，该过程中被循环利用的物质有_____。
(3)分离器中发生的反应：①CaO＋H2O═Ca(OH)2，②Ca(OH)2＋Na2CO3═CaCO3↓＋2NaOH。现有溶质质量分数为10.6%的Na2CO3溶液100千克，求完全反应后，理论上可生成CaCO3的质量(要求根据化学方程式计算)。
五、解答题：本大题共2小题，共20分。
29.(本小题10分)
二氧化碳的资源化利用是实现碳减排的重要途径。如图所示是一种实现二氧化碳转化为重要原料二甲醚（化学式为C2H6O）的途径：
（1）转化①是二氧化碳与一种常见单质反应生成甲醇和水，这种单质的化学式为 。
（2）转化②是甲醇发生分解反应生成二甲醚和水，反应中生成二甲醚和水的分子数之比为 。
30.(本小题10分)
硼（B）是制造火箭耐热合金的原料。如图所示为镁还原法生产硼的工艺流程。
（1）脱水炉中硼酸分解成两种氧化物（反应过程中元素化合价不变），则进入还原炉中氧化物X的化学式为 。
（2）酸煮罐中加入盐酸，作用是 。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】略
2.【答案】C
【解析】略
3.【答案】A
【解析】略
4.【答案】A
【解析】略
5.【答案】B
【解析】略
6.【答案】B
【解析】略
7.【答案】A
【解析】略
8.【答案】C
【解析】略
9.【答案】A
【解析】略
10.【答案】C
【解析】略
11.【答案】D
【解析】略
12.【答案】A
【解析】略
13.【答案】C
【解析】略
14.【答案】B
【解析】略
15.【答案】D
【解析】略
16.【答案】并列
ZnSO4＋Mg＝Zn＋MgSO4（合理即可）
【解析】略
17.【答案】（1）2Mg+O22MgO（合理即可） （2）二
【解析】略
18.【答案】（1）金属氧化物 （2）HCl+NaOH＝NaCl+H2O （3）红
【解析】略
19.【答案】（1）Cu(OH)2；
（2）硝酸银或硝酸铜。
【解析】【分析】
（1）根据物质的种类以及元素的化合价来分析；
（2）根据金属的活动性顺序以及化学反应的原理来分析。
本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。
【解答】
（1）图中“？”处的物质是一种碱，其中铜元素显+2价，在化合物中氢氧根显-1价，则此处的物质是氢氧化铜，其化学式为Cu(OH)2；故答案为：Cu(OH)2；
（2）铜的活动性大于银，因此铜能与硝酸银发生置换反应生成硝酸铜和银，化学方程式为Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2，此反应可以一步实现图中“Cu→Cu2+”的转化，若加入铜较少，硝酸银没有完全反应，则溶液中溶质是生成的硝酸铜和剩余的硝酸银；若加入铜过量，硝酸银完全反应，则溶液中溶质是生成的硝酸铜；故答案为：硝酸银或硝酸铜。
20.【答案】
CO（或一氧化碳）
【解析】略
21.【答案】（1）Cu2+、 （2）Ba2+ （3）Na+、Cl-
【解析】略
22.【答案】（1）澄清石灰水变浑浊 （2）浓硫酸 A与B之间
【解析】略
23.【答案】（1）CuSO4+H2O （2）氧气 1 mL水 ①③ 可能是硫酸或铜加快了过氧化氢的分解 （3）AC
【解析】略
24.【答案】BaSO4、BaCO3
Na＋、Cl-、
【解析】略
25.【答案】分离转移
合理，反应生成易分离的沉淀，且没有生成新的杂质
继续滴加少量碳酸钠，若不再产生沉淀说明已经完全除去
【解析】略
26.【答案】SO2
-2价
铁（或Fe）
【解析】略
27.【答案】(1)蒸馏水
(2)A、B两瓶均变瘪且A瓶的变瘪程度更大[或Ca(OH)2溶液与CO2混合后，溶液pH变小]
(3)重新实验，将足量的饱和Ca(OH)2溶液加入集满CO2的软塑料瓶中(或继续向A瓶内加入足量的饱和澄清石灰水)
【解析】略
28.【答案】(1)A
(2)NaOH、CaO
(3)解：设生成碳酸钙的质量为x。
Na2CO3＋Ca(OH)2═══CaCO3↓＋2NaOH
106 100
100千克×10.6% x
＝
解得x＝10千克
答：完全反应后，理论上可生成CaCO3的质量为10千克。
【解析】略
29.【答案】H2
1︰1
【解析】略
30.【答案】B2O3
除去Mg和MgO
【解析】略

展开更多......

收起↑