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第一章　物质及其变化
第一节　物质的分类及转化
第2课时　物质的转化
目
录
知识点二　物质的转化
课时作业
知识点一　酸、碱、盐的性质
即时演练
1.宏观辨识与微观探析:认识同类物质具有相似的化学性质,能对酸、碱、盐、氧化物及它们之间的反应进行描述和符号表征。2.证据推理与模型认知:通过归纳相关物质之间的反应关系,建立物质转化模型,认识物质的变化规律。
核心素养发展目标
一
知识点一　酸、碱、盐的性质
1.酸的通性(以H2SO4为例)
(1)使酸碱指示剂变色:紫色石蕊溶液遇酸变__。
(2)与活泼金属(Zn)反应:____________________________,反应类型为________。
(3)与碱(NaOH)反应:______________________________,反应类型为__________。
(4)与碱性氧化物(CuO)反应:_____________________________。
(5)与某些盐(Na2CO3)反应:_______________________________________,反应类型为__________。
红
Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑
置换反应
2NaOH+H2SO4 Na2SO4+2H2O
复分解反应
CuO+H2SO4 CuSO4+H2O
H2SO4+Na2CO3 Na2SO4+CO2↑+H2O
复分解反应
2.碱的通性(以NaOH为例)
(1)使酸碱指示剂变色:无色酚酞溶液遇碱变__,紫色石蕊溶液遇碱变__。
(2)与酸性氧化物(如CO2)反应:_____________________________________ _______________。
(3)与酸(如HCl)反应:______________________________。
(4)与某些盐(如MgCl2)反应:_____________________________________,反应类型为__________。
红
蓝
2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O
(合理即可)
NaOH+HCl NaCl+H2O
MgCl2+2NaOH Mg(OH)2↓+2NaCl
复分解反应
3.盐的通性
(1)与酸反应生成新盐与新酸。如醋酸钠与盐酸反应:_________________ _____________________________。
(2)与碱反应生成新盐与新碱。如氯化铜与氢氧化钠反应:______________ ______________________。
(3)与盐反应,如NaCl+AgNO3 AgCl↓+NaNO3。
HCl+CH3COONa
NaCl+CH3COOH
CuCl2+2NaOH
Cu(OH)2↓+2NaCl
实验室有以下试剂:
问题探究
盐酸 硫酸 NaOH Ca(OH)2
(1)以上物质中,能与Na2CO3在溶液中发生反应生成气体的物质是什么(用化学式回答,下同) 能与CuSO4在溶液中生成沉淀的物质是什么 能与镁发生置换反应的物质是什么
提示:HCl、H2SO4;NaOH、Ca(OH)2;HCl、H2SO4。
(2)为什么酸、碱都各自具有相似的化学性质
提示:酸的化学性质相似是因为不同的酸溶液中都含有H+;碱的化学性质相似是因为不同的碱溶液中都含有OH-。
(3)SO2属于酸性氧化物,SO2的实验室制法与CO2的实验室制法具有许多相似之处,试写出H2SO4和Na2SO3反应制取SO2的化学方程式。
提示:H2SO4+Na2SO3 Na2SO4+SO2↑+H2O。
D
1.下列关于酸、碱、盐的说法不正确的是(　 　)
A.酸具有的化学通性是由酸溶液中的H+体现的
B.碱具有的化学通性是由碱溶液中的OH-体现的
C.Na2CO3、K2CO3溶液中都含有C,故Na2CO3、K2CO3具有相似的化学性质
D.NH4Cl的水溶液中不含金属阳离子,故NH4Cl不属于盐
解析:酸溶液中都含有H+,使其具有酸的通性,如与活泼金属反应、与碱发生中和反应等,A正确;碱溶液中都含有OH-,使其具有碱的通性,如与酸发生中和反应等,B正确;Na2CO3、K2CO3溶液中都含有C,则Na2CO3、K2CO3具有相似的化学性质,如与酸反应等,C正确;盐是由金属阳离子(或N)与酸根离子构成的,故NH4Cl属于铵盐,D错误。
2.下列说法不正确的是 (　 　)
A.①中的酚酞溶液变红
B.②中与盐酸反应的化学方程式为Ca(OH)2+2HCl CaCl2+2H2O
C.③中与NaNO3溶液能发生反应
D.④可解释久置的澄清石灰水变质
C
解析:①中Ca(OH)2能使酚酞溶液变红,A正确;②中Ca(OH)2与盐酸反应的
化学方程式为Ca(OH)2+2HCl CaCl2+2H2O,B正确;③中NaNO3溶液与Ca(OH)2不反应,C不正确;④可解释久置的澄清石灰水变质:Ca(OH)2 +CO2 CaCO3↓+H2O,D正确。
3.X、Y、Z、W各代表一种物质,若反应X+Y Z+W能发生,下列说法错误的是 (　 　)
A.该反应可能是盐和盐的反应
B.该反应可能是碱性氧化物和水的反应
C.该反应可能是酸和碱的反应
D.该反应可能是酸性氧化物和碱的反应
解析:盐和盐反应能生成两种新盐,A项不符合题意;部分碱性氧化物和水反应生成相应的碱,只生成一种物质,属于化合反应,B项符合题意;酸和碱反应生成盐和水,C项不符合题意;酸性氧化物和碱反应生成一种盐和水,D项不符合题意。
B
水溶液中酸、碱、盐发生复分解反应的规律与反应条件
方法规律
规律 反应条件
酸+碱→盐+水 酸、碱至少有一种可溶,有水生成
酸+盐→新盐+新酸 酸可溶,有沉淀、气体或更弱的酸生成
碱+盐→新碱+新盐 反应物都可溶于水,生成物中要有沉淀、气体或水
盐+盐→新盐+新盐 一般反应物都可溶于水,生成物中要有沉淀
小结:酸、碱、盐之间能否发生反应取决于是否符合复分解反应发生的条件
二
知识点二　物质的转化
1.基本依据:在化学变化过程中,____不会发生改变。
2.由单质到盐的转化关系
(1)金属单质到盐的转化
如Ca CaO Ca(OH)2 CaSO4
写出上述物质转化反应的化学方程式:
①__________________;
②_______________________;
③____________________________________。
元素
2Ca+O2 2CaO
CaO+H2O Ca(OH)2
Ca(OH)2+H2SO4 CaSO4+2H2O
(2)非金属单质到盐的转化
如
写出上述物质转化反应的化学方程式:
①_________________;
②_____________________________;
③___________________________________;
④_____________________________________________________。
C+O2 CO2
CO2+H2O H2CO3
CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O
H2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+2H2O(以上各空合理即可)
(3)规律总结
3.物质转化的应用——物质制备
(1)考虑因素:反应进行的可能性,原料的来源、________和设备要求等。
(2)实例——工业上制取NaOH
①一般不采用Na2O与H2O反应的原因为___________________________;
②主要采用____________________;
③过去曾采用盐(如________)与碱[如_________]反应的方法。
成本高低
Na2O作为原料,来源少、成本高
电解饱和食盐水的方法
Na2CO3
Ca(OH)2
中国古诗词中蕴含着丰富的化学知识,《石灰吟》是明代政治家、文学家于谦创作的一首七言绝句。此诗托物言志,表现了诗人高洁的理想。
问题探究
(1)上述诗句中涉及哪些化学物质 它们分别属于哪类物质
提示:诗句中涉及CaO、Ca(OH)2和CaCO3,它们分别属于氧化物、碱和盐。
(2)请用化学方程式表示上述诗句中涉及物质间的转化关系。
提示:CaCO3 CaO+CO2↑;CaO+H2O Ca(OH)2;Ca(OH)2+CO2
CaCO3↓+H2O。
1.盐是一类常见的物质,下列物质通过一步反应可直接形成盐的是(　 　)
①金属单质　②酸　③碱性氧化物　④酸性氧化物　⑤碱
A.⑤ B.①③⑤
C.②④ D.①②③④⑤
D
解析:①金属单质与酸或某些盐溶液反应可直接生成盐,如Fe与盐酸反应生成FeCl2,正确;②酸能与碱、某些盐、碱性氧化物等反应生成盐,如盐酸与NaOH反应生成NaCl,正确;③碱性氧化物与酸性氧化物或酸反应可直接生成盐,如Na2O和CO2反应生成Na2CO3,Na2O与盐酸反应可直接生成NaCl,正确;④酸性氧化物能与碱或碱性氧化物反应生成盐,如CO2与KOH反应生成K2CO3,正确;⑤碱能与酸、酸性氧化物、某些盐等反应生成盐,如NaOH与CO2反应可直接生成Na2CO3,正确。综上所述,①②③④⑤都可以一步反应形成盐。
2. X、Y、Z有如图所示的转化关系(“→”表示反应一步实现,部分物质和反应条件已略去),则符合要求的X、Y、Z依次为 (　 　)
A.Cu、CuO、Cu(OH)2
B.C、CO、H2CO3
C.CaO、Ca(OH)2、CaCO3
D.H2O2、H2、H2O
C
解析:Cu在加热条件下生成CuO,CuO难溶于水,不与水反应,不能通过一步反应生成Cu(OH)2,A错误;C不充分燃烧生成CO,CO不与水反应,不能通过一步反应生成H2CO3,B错误;CaO与水反应生成Ca(OH)2,Ca(OH)2与CO2反应生成CaCO3沉淀和水,CaCO3高温分解生成CaO和CO2,符合要求,C正确;H2O2溶液分解生成水和氧气,不能生成氢气,D错误。
3.牙膏中的摩擦剂CaCO3可以用石灰石来制备。某化学兴趣小组设计的甲、乙两种实验方案如下(部分反应物或反应条件略)。下列说法错误的是(　 　)
A.X可以是K2CO3
B.③和④属于同种基本反应类型
C.与方案甲相比,方案乙有流程简单、反应步骤少,节约能源等优点
D.若每一步均完全转化,则反应相同质量的石灰石,放出气体的量:甲>乙
D
解析:由题图可知,两个方案中①~⑤五个反应依次是CaCO3分解生成CaO和CO2;CaO和H2O发生化合反应生成Ca(OH)2;Ca(OH)2和可溶性碳酸盐溶液反应生成CaCO3;CaCO3和HCl反应生成CaCl2、H2O和CO2;CaCl2和可溶性碳酸盐溶液反应生成CaCO3。五个反应分别为分解反应、化合反应、复分解反应、复分解反应、复分解反应。反应③为Ca(OH)2和可溶性碳酸盐溶液反应生成CaCO3,K2CO3是可溶性碳酸盐,则X可以是K2CO3,故A正确;反应③和反应④基本反应类型相同,都是复分解反应,故B正确;方案乙只需两步就能完成CaCO3的制备,且不需要加热,而方案甲需要三步才能制得CaCO3,且反应①需要高温,所以与方案甲相比,方案乙有流程简单、反应步骤少,节约能源等优点,故C正确;若每一步均完全转化,则由质量守恒定律可知,反应相同质量的石灰石时,方案乙和方案甲CO2排放量一样多,故D错误。
思维建模
单质、氧化物、酸、碱和盐之间的转化关系
三
即时演练
D
1.类推是化学学习中常用的思维方法。下列类推正确的是(　 　)
A.某些金属与酸反应有气体产生,则与酸反应产生气体的一定是金属
B.酸与碱发生中和反应生成盐和水,则生成盐和水的反应一定是中和反应
C.单质一定是由同种元素组成的物质,则由同种元素组成的物质一定是单质
D.碱性溶液能使酚酞溶液变红,则能使酚酞溶液变红的溶液一定是碱性溶液
解析:无色酚酞溶液遇酸性溶液不变色,遇碱性溶液变红,则能使酚酞溶液变红的溶液一定是碱性溶液。
D
2.根据物质的组成和性质,以及物质之间的转化关系,可以确定制取某类物质的可能方法。下列制取MgCl2的方法中不可行的是 (　 　)
A.镁与盐酸 B.MgO与盐酸
C.Mg(OH)2与盐酸 D.MgSO4与食盐水
解析:镁与盐酸反应的化学方程式为Mg+2HCl MgCl2+H2↑,可以制得MgCl2,A正确;MgO与盐酸反应的化学方程式为MgO+2HCl MgCl2 +H2O,可以制得MgCl2,B正确;Mg(OH)2与盐酸反应的化学方程式为Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O,可以制得MgCl2,C正确;MgSO4与食盐水不反应,不能制得MgCl2,D错误。
3.下列物质间的转化不能通过一步反应实现的是(　 　)
A.H2O2→H2O→O2
B.H2SO4→HCl→HNO3
C.CuO→CuSO4→Cu(OH)2
D.Na2O→NaNO3→Na2CO3
D
解析:H2O2在MnO2催化下分解生成H2O和O2,H2O通电分解生成O2,都能一步实现,A不符合题意;H2SO4与BaCl2反应生成BaSO4和HCl,HCl与AgNO3反应生成HNO3和AgCl,都能一步实现,B不符合题意;CuO与H2SO4反应生成CuSO4和水,CuSO4与NaOH反应生成Na2SO4和Cu(OH)2,都能一步实现,C不符合题意;Na2O与HNO3反应生成NaNO3和水,但NaNO3不能通过一步反应转化为Na2CO3,D符合题意。
4.铜器久置于空气中会和空气中的水蒸气、CO2、O2作用产生“绿锈”,“绿锈”俗称“铜绿”[化学式为Cu2(OH)2CO3],“铜绿”能跟酸反应生成铜盐、CO2和H2O,某同学利用下述系列反应实现了“铜→铜绿→……→铜”的转化。
回答下列问题。
(1)上述转化过程中,属于化合反应的有____(填序号,下同),属于分解反应的有____。
解析:反应①是铜在空气中和O2、CO2、H2O发生化合反应产生铜绿,故化合反应是①;反应④是Cu(OH)2受热分解生成CuO和H2O,故分解反应是④。
(2)“铜绿”与盐酸反应的化学方程式为__________________________ ________________________。
解析:铜绿与盐酸反应产生CuCl2、H2O、CO2,化学方程式为Cu2(OH)2CO3
+4HCl 2CuCl2+CO2↑+3H2O
①
Cu2(OH)2CO3+4HCl 2CuCl2+CO2↑+3H2O。
④
(3)现有Cu、CuO、CuCl2、CuSO4四种物质,其中A可以是__________________,B的化学式为______。
解析:A为铜盐,则A可以是CuCl2或CuSO4;B是氧化物,B的化学式为CuO。
(4)以Fe、CuO、H2SO4三种物质为原料,设计制取Cu的路线:______ ______________________________(仿照上述流程,并在“→”上注明试剂和反应条件)。
解析:先利用CuO和H2SO4反应生成CuSO4,再利用CuSO4和铁单质发生置换反应生成铜单质,故路线为CuO CuSO4 Cu。
CuCl2(或CuSO4)
CuO
CuO
CuSO4
Cu
四
课时作业2
D
(选择题1~12题,每题3分,13~14题,每题12分)
1.下列有关酸、碱、盐的认识正确的是(　 　)
A.宏观:复分解反应一定有气体、沉淀和水生成
B.微观:盐的溶液中一定含有金属离子
C.变化:等质量的稀盐酸和NaOH溶液充分反应,所得溶液一定呈中性
D.实验:用湿润的pH试纸测定NaOH溶液的pH,结果会偏小
解析:复分解反应有气体或沉淀或水生成,A错误;盐溶液中不一定含金属离子,也可能含N,B错误;溶质中HCl、NaOH量的关系未知,所得溶液不一定呈中性,C错误;用湿润的pH试纸测定NaOH溶液的pH,相当于稀释了NaOH溶液,测定结果会偏小,D正确。
D
2.H2SO4在下列反应中,不是表现酸的通性的是(　 　)
A.H2SO4+2NaOH Na2SO4+2H2O
B.H2SO4+MgO MgSO4+H2O
C.H2SO4+Na2CO3 Na2SO4+CO2↑+H2O
D.C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O
解析:酸的通性包括①与碱性氧化物反应、②与碱反应、③与某些盐反应、④与活泼金属反应。故选D。
3.碱类物质有一些共同的性质。下列关于Ca(OH)2性质的描述中,不属于碱的共同性质的是 (　 　)
A.能使酚酞溶液变红
B.能与盐酸反应生成盐和水
C.能与Na2SO4溶液反应生成CaSO4沉淀
D.能与CO2反应生成碳酸盐和水
C
解析:Ca(OH)2能使酚酞溶液变红,其他的碱也具有这个性质,A项不符合题意;Ca(OH)2能与盐酸反应生成盐和水,其他的碱也具有这个性质,B项不符合题意;Ca(OH)2能与Na2SO4溶液反应生成CaSO4沉淀,不属于碱的共同性质,如NaOH不能与Na2SO4反应,C项符合题意;Ca(OH)2能与CO2反应生成碳酸盐和水,其他的碱也具有这个性质,D项不符合题意。
B
4.甲物质与强碱溶液反应只生成盐和水,甲一定不属于(　 　)
A.酸 B.金属单质
C.盐 D.酸性氧化物
解析:酸与碱反应只生成盐和水,甲可能为酸,故不选A;甲可能为盐,如NaHSO4与NaOH溶液反应生成盐和水,故不选C;甲可能为酸性氧化物,如CO2与NaOH溶液反应生成盐和水,故不选D。
5.如下图所示,物质甲能分别和不同物质通过一步反应转化为物质乙或物质丙,下列选项中不符合该转化关系的是 (　 　)
A.甲为NaOH,乙为NaCl,丙为NaNO3
B.甲为CuO,乙为Cu(OH)2,丙为CuCl2
C.甲为Na2CO3,乙为CO2,丙为CaCO3
D.甲为H2SO4,乙为BaSO4,丙为Na2SO4
B
解析:NaOH与HCl反应生成NaCl,与HNO3反应生成NaNO3,均能一步转化,A不符合题意;CuO与HCl反应生成CuCl2,但CuO不溶于水且不能与水直接反应生成Cu(OH)2,需先与酸反应生成铜盐,再与碱反应生成Cu(OH)2,无法一步转化,B符合题意;Na2CO3与HCl反应生成CO2,与Ca(OH)2反应生成CaCO3,均能一步转化,C不符合题意;H2SO4与BaCl2反应生成BaSO4,与NaOH反应生成Na2SO4,均能一步转化,D不符合题意。
B
6.在Zn、ZnO、ZnCO3、HCl溶液和CaCl2溶液五种物质中,每两种物质反应能生成ZnCl2的组合有(　 　)
A.2种 B.3种
C.4种 D.5种
解析:每两种物质反应能生成ZnCl2的反应有Zn+2HCl ZnCl2+H2↑、ZnO+2HCl ZnCl2+H2O、ZnCO3+2HCl ZnCl2+H2O+CO2↑,共3种,B项正确。
7.以下表示的是碳及其化合物的转化关系,其中涉及的基本反应类型依次是 (　 　)
A.化合反应、置换反应、分解反应、复分解反应
B.置换反应、复分解反应、化合反应、分解反应
C.置换反应、化合反应、分解反应、复分解反应
D.置换反应、化合反应、复分解反应、分解反应
D
解析:碳和CuO反应生成铜和CO2,该反应由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应;CO2和水反应生成H2CO3,该反应由两种物质反应生成一种物质,属于化合反应;H2CO3和Ca(OH)2反应生成CaCO3和H2O,该反应由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;CaCO3在高温的条件下生成CaO和CO2,该反应由一种物质反应生成两种物质,属于分解反应。故选D。
8.下列关于物质转化规律:“单质 (酸性或碱性)氧化物 酸或碱→盐”的说法正确的是 (　 　)
A.若单质为碳,氧化物可以为CO
B.“Ca→CaO→Ca(OH)2→CaCO3”符合该转化规律
C.若钠元素可实现转化,则碱为Na2CO3
D.单质铁能实现上述物质间的转化
B
解析:CO不是酸性氧化物,不能与水反应生成酸,A错误;钙与氧气反应生成CaO,CaO与水反应生成Ca(OH)2,Ca(OH)2与CO2反应可转化为CaCO3,B正确;Na2CO3属于盐,不是碱,C错误;铁与氧气反应生成Fe3O4,Fe3O4不是碱性氧化物且Fe3O4不能与水反应生成碱,D错误。
9.在给定条件下,下列各组物质之间的转化关系均可一步实现的是(　 　)
A.Fe2O3 Fe FeCl3
B.MgO MgCl2 Mg(OH)2
C.CaCl2 CaCO3 CO2
D.Cu CuO Cu(OH)2
B
解析:Fe与盐酸反应生成FeCl2,FeCl2再与Cl2反应生成FeCl3,无法一步实现,A不符合题意;MgO与盐酸反应生成MgCl2,MgCl2与NaOH溶液反应生成Mg(OH)2沉淀,均可一步实现,B符合题意;CaCl2无法直接与CO2反应生成CaCO3,无法一步实现,C不符合题意;CuO不溶于水,无法直接与H2O反应生成Cu(OH)2,无法一步实现,D不符合题意。
10.磷纳米材料在光电领域应用广泛。一种利用液态铋催化白磷制备针状黑磷纳米棒的工艺如图所示(s表示固态,l表示液态,g表示气态),下列说法错误的是(　 　)
A.该工艺涉及磷的三种同素异形体
B.该工艺需要在隔绝空气的条件下进行
C.黑磷可与氧气反应生成五氧化二磷
D.变化Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均属于化学变化
D
解析:红磷、白磷、黑磷均为磷元素形成的单质,互为同素异形体,工艺中三者均出现,A正确;白磷易燃,工艺需隔绝空气防止自燃,B正确;黑磷作为磷单质,燃烧生成五氧化二磷,C正确;变化Ⅱ为液态白磷→气态白磷,属于物理变化,D错误。
11.氢能是绿色的能源,如图是制取与储存氢气的一种方法。下列说法正确的是(　 　)
资料:①Mg2Cu是一种储氢合金,吸氢后生成MgH2和MgCu2合金。
②MgH2和HCl反应的化学方程式为MgH2+2HCl MgCl2+2H2↑。
C
A.反应3的基本类型是置换反应
B.循环制氢反应中需要不断加入ZnO和Fe3O4
C.反应3中氩气作保护气,防止金属镁、铜在高温下与氧气反应
D.反应3的产物与足量稀盐酸反应生成的氢气和反应2产生的氢气质量相等
解析:反应3是氢气和Mg2Cu在高温的条件下、氩气的环境中反应生成MgH2和MgCu2合金,不属于置换反应,故A错误;ZnO和Fe3O4在反应2中逐渐被消耗,在反应1中又会逐渐生成,所以循环制氢反应中不需要不断加入ZnO和Fe3O4,故B错误;高温条件下,镁和氧气反应会生成MgO,铜和氧气反应会生成CuO,所以反应3中氩气作保护气,防止金属镁、铜在高温下与氧气反应,故C正确;根据题意和质量守恒定律可知,反应2生成的氢气中氢元素质量等于反应3生成的MgH2中氢元素质量,反应3的产物之一MgH2与足量稀盐酸反应生成的氢气质量比反应2产生的氢气质量大,而另一种产物MgCu2中的Mg也能与稀盐酸反应产生氢气,所以反应3的产物与足量稀盐酸反应生成的氢气比反应2产生的氢气要多得多,故D错误。
12.小明利用中学化学常见的五种物质之间的相互反应关系,整理出如图的反应“☆”图,图中“—”两端的物质能相互反应。下列说法不正确的是(　 　)
A.乙与C反应的生成物是不成盐氧化物
B.图中反应只涉及两种基本反应类型
C.甲与稀硫酸反应可能得到蓝色溶液
D.甲与C反应后,固体总质量减小
B
解析:由题图可知,甲能与C反应,也能与H2SO4反应,所以甲为金属氧化物,与C反应生成CO2和金属单质;乙可以与Ca(OH)2反应,也可以与C反应,推测乙为CO2,CO2与C高温下反应生成CO,CO2与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀和水。CO2与C高温下反应生成CO,CO属于不成盐氧化物,A正确;图中H2SO4和Ca(OH)2反应为复分解反应,C和甲(金属氧化物)反应为置换反应,CO2和C高温反应为化合反应,涉及3种基本反应类型,B错误;甲(金属氧化物)与稀硫酸反应,若甲为CuO,CuO与H2SO4反应生成CuSO4和水,CuSO4在溶液中显示蓝色,所以甲与稀硫酸反应可能得到蓝色溶液,C正确;甲与C反应生成CO2和金属单质,根据质量守恒定律,生成的CO2逸出,剩余固体的总质量减小,D正确。
13.(12分)稀硫酸、澄清石灰水、纯碱溶液、二氧化碳和铁粉五种物质存在如下关系,连线的两种物质间能发生反应。
回答下列问题。
(1)写出酸③的化学式:______,碱④的化学式:____________。
解析:按物质分类方法、转化关系、结合题图可知,①为Fe、②为CO2、③为H2SO4、④为Ca(OH)2、⑤为Na2CO3。
(2)写出反应Ⅰ的化学方程式:______________________________。
解析:反应Ⅰ为铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑。
H2SO4
Ca(OH)2
Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑
(3)反应Ⅲ属于__________(填“化合反应”“分解反应”“置换反应”或“复分解反应”)。
解析:反应Ⅲ为H2SO4和Ca(OH)2发生的中和反应,属于复分解反应。
(4)其中氧化物有如图所示的分类:
该分类方法是__________(填“树状分类法”或“交叉分类法”)。
解析:由题图可知,对氧化物按其性质进行进一步分类得到酸性氧化物、碱性氧化物,则该分类方法是树状分类法。
复分解反应
树状分类法
14.(12分)牙膏是常见的日用化学品。摩擦剂是牙膏的主体原料,在牙膏中最重要的作用就是去除牙垢,减轻牙结石。
(1)下表列出了牙膏中常见的摩擦剂,写出它们所属的物质类别(填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”)。
摩擦剂成分 Mg(OH)2 CaCO3 SiO2
物质类别 ①__ ②__ ③______
碱
盐
氧化物
解析:Mg(OH)2由金属离子和OH-构成,属于碱,CaCO3由金属离子和酸根离子构成,属于盐,SiO2由两种元素组成且其中一种是氧元素,属于氧化物。
(2)用作牙膏摩擦剂的轻质碳酸钙,工业上常用石灰石来制备,主要生产流程如下:
①在“煅烧炉”中发生反应的化学方程式是_______________________。
解析:①“煅烧炉”中石灰石高温分解,生成生石灰和CO2,化学方程式为CaCO3 CaO+CO2↑。
②在“沉淀池”中生石灰与水反应的化学方程式是_______________ ________________。
解析:生石灰进入“沉淀池”,与水反应生成石灰乳,化学方程式为CaO+H2O Ca(OH)2。
CaCO3 CaO+CO2↑
CaO+H2O
Ca(OH)2
③投入“反应池”中的石灰乳是不均一、不稳定的混合物,属于______(填“溶液”“悬浊液”或“乳浊液”)。
解析:石灰乳是Ca(OH)2的悬浊液(固体小颗粒分散在液体中,不均一、不稳定)。
④“反应池”中发生的化学反应是Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓ +2NaOH,若在化学实验室里分离出“反应池”中的沉淀物,该操作的名称是____。
解析: “反应池”中的沉淀物是CaCO3,分离固体沉淀与溶液的操作是过滤。
悬浊液
过滤
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本课结束第2课时　物质的转化
1.宏观辨识与微观探析:认识同类物质具有相似的化学性质,能对酸、碱、盐、氧化物及它们之间的反应进行描述和符号表征。2.证据推理与模型认知:通过归纳相关物质之间的反应关系,建立物质转化模型,认识物质的变化规律。
知识点一　酸、碱、盐的性质
1.酸的通性(以H2SO4为例)
(1)使酸碱指示剂变色:紫色石蕊溶液遇酸变红。
(2)与活泼金属(Zn)反应:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,反应类型为置换反应。
(3)与碱(NaOH)反应:2NaOH+H2SO4Na2SO4+2H2O,反应类型为复分解反应。
(4)与碱性氧化物(CuO)反应:CuO+H2SO4CuSO4+H2O。
(5)与某些盐(Na2CO3)反应:H2SO4+Na2CO3Na2SO4+CO2↑+H2O,反应类型为复分解反应。
2.碱的通性(以NaOH为例)
(1)使酸碱指示剂变色:无色酚酞溶液遇碱变红,紫色石蕊溶液遇碱变蓝。
(2)与酸性氧化物(如CO2)反应:2NaOH+CO2Na2CO3+H2O(合理即可)。
(3)与酸(如HCl)反应:NaOH+HClNaCl+H2O。
(4)与某些盐(如MgCl2)反应:MgCl2+2NaOHMg(OH)2↓+2NaCl,反应类型为复分解反应。
3.盐的通性
(1)与酸反应生成新盐与新酸。如醋酸钠与盐酸反应:HCl+CH3COONaNaCl+CH3COOH。
(2)与碱反应生成新盐与新碱。如氯化铜与氢氧化钠反应:CuCl2+2NaOHCu(OH)2↓+2NaCl。
(3)与盐反应,如NaCl+AgNO3AgCl↓+NaNO3。
实验室有以下试剂:
盐酸 硫酸 NaOH Ca(OH)2
(1)以上物质中,能与Na2CO3在溶液中发生反应生成气体的物质是什么(用化学式回答,下同) 能与CuSO4在溶液中生成沉淀的物质是什么 能与镁发生置换反应的物质是什么
提示:HCl、H2SO4;NaOH、Ca(OH)2;HCl、H2SO4。
(2)为什么酸、碱都各自具有相似的化学性质
提示:酸的化学性质相似是因为不同的酸溶液中都含有H+;碱的化学性质相似是因为不同的碱溶液中都含有OH-。
(3)SO2属于酸性氧化物,SO2的实验室制法与CO2的实验室制法具有许多相似之处,试写出H2SO4和Na2SO3反应制取SO2的化学方程式。
提示:H2SO4+Na2SO3Na2SO4+SO2↑+H2O。
1.下列关于酸、碱、盐的说法不正确的是(　D　)
A.酸具有的化学通性是由酸溶液中的H+体现的
B.碱具有的化学通性是由碱溶液中的OH-体现的
C.Na2CO3、K2CO3溶液中都含有C,故Na2CO3、K2CO3具有相似的化学性质
D.NH4Cl的水溶液中不含金属阳离子,故NH4Cl不属于盐
解析:酸溶液中都含有H+,使其具有酸的通性,如与活泼金属反应、与碱发生中和反应等,A正确;碱溶液中都含有OH-,使其具有碱的通性,如与酸发生中和反应等,B正确;Na2CO3、K2CO3溶液中都含有C,则Na2CO3、K2CO3具有相似的化学性质,如与酸反应等,C正确;盐是由金属阳离子(或N)与酸根离子构成的,故NH4Cl属于铵盐,D错误。
2.下列说法不正确的是 (　C　)
A.①中的酚酞溶液变红
B.②中与盐酸反应的化学方程式为Ca(OH)2+2HClCaCl2+2H2O
C.③中与NaNO3溶液能发生反应
D.④可解释久置的澄清石灰水变质
解析:①中Ca(OH)2能使酚酞溶液变红,A正确;②中Ca(OH)2与盐酸反应的化学方程式为Ca(OH)2+2HClCaCl2+2H2O,B正确;③中NaNO3溶液与Ca(OH)2不反应,C不正确;④可解释久置的澄清石灰水变质:Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O,D正确。
3.X、Y、Z、W各代表一种物质,若反应X+YZ+W能发生,下列说法错误的是 (　B　)
A.该反应可能是盐和盐的反应
B.该反应可能是碱性氧化物和水的反应
C.该反应可能是酸和碱的反应
D.该反应可能是酸性氧化物和碱的反应
解析:盐和盐反应能生成两种新盐,A项不符合题意;部分碱性氧化物和水反应生成相应的碱,只生成一种物质,属于化合反应,B项符合题意;酸和碱反应生成盐和水,C项不符合题意;酸性氧化物和碱反应生成一种盐和水,D项不符合题意。
水溶液中酸、碱、盐发生复分解反应的规律与反应条件
规律 反应条件
酸+碱→ 盐+水 酸、碱至少有一种可溶,有水生成
酸+盐→ 新盐+新酸 酸可溶,有沉淀、气体或更弱的酸生成
碱+盐→ 新碱+新盐 反应物都可溶于水,生成物中要有沉淀、气体或水
盐+盐→ 新盐+新盐 一般反应物都可溶于水,生成物中要有沉淀
小结:酸、碱、盐之间能否发生反应取决于是否符合复分解反应发生的条件
知识点二　物质的转化
1.基本依据:在化学变化过程中,元素不会发生改变。
2.由单质到盐的转化关系
(1)金属单质到盐的转化
如CaCaOCa(OH)2CaSO4
写出上述物质转化反应的化学方程式:
①2Ca+O22CaO;
②CaO+H2OCa(OH)2;
③Ca(OH)2+H2SO4CaSO4+2H2O。
(2)非金属单质到盐的转化
如
写出上述物质转化反应的化学方程式:
①C+O2CO2;
②CO2+H2OH2CO3;
③CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O;
④H2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2H2O(以上各空合理即可)。
(3)规律总结
3.物质转化的应用——物质制备
(1)考虑因素:反应进行的可能性,原料的来源、成本高低和设备要求等。
(2)实例——工业上制取NaOH
①一般不采用Na2O与H2O反应的原因为Na2O作为原料,来源少、成本高;
②主要采用电解饱和食盐水的方法;
③过去曾采用盐(如Na2CO3)与碱[如Ca(OH)2]反应的方法。
中国古诗词中蕴含着丰富的化学知识,《石灰吟》是明代政治家、文学家于谦创作的一首七言绝句。此诗托物言志,表现了诗人高洁的理想。
(1)上述诗句中涉及哪些化学物质 它们分别属于哪类物质
提示:诗句中涉及CaO、Ca(OH)2和CaCO3,它们分别属于氧化物、碱和盐。
(2)请用化学方程式表示上述诗句中涉及物质间的转化关系。
提示:CaCO3CaO+CO2↑;CaO+H2OCa(OH)2;Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O。
1.盐是一类常见的物质,下列物质通过一步反应可直接形成盐的是(　D　)
①金属单质　②酸　③碱性氧化物　④酸性氧化物　⑤碱
A.⑤ B.①③⑤
C.②④ D.①②③④⑤
解析:①金属单质与酸或某些盐溶液反应可直接生成盐,如Fe与盐酸反应生成FeCl2,正确;②酸能与碱、某些盐、碱性氧化物等反应生成盐,如盐酸与NaOH反应生成NaCl,正确;③碱性氧化物与酸性氧化物或酸反应可直接生成盐,如Na2O和CO2反应生成Na2CO3,Na2O与盐酸反应可直接生成NaCl,正确;④酸性氧化物能与碱或碱性氧化物反应生成盐,如CO2与KOH反应生成K2CO3,正确;⑤碱能与酸、酸性氧化物、某些盐等反应生成盐,如NaOH与CO2反应可直接生成Na2CO3,正确。综上所述,①②③④⑤都可以一步反应形成盐。
2. X、Y、Z有如图所示的转化关系(“→”表示反应一步实现,部分物质和反应条件已略去),则符合要求的X、Y、Z依次为 (　C　)
A.Cu、CuO、Cu(OH)2
B.C、CO、H2CO3
C.CaO、Ca(OH)2、CaCO3
D.H2O2、H2、H2O
解析:Cu在加热条件下生成CuO,CuO难溶于水,不与水反应,不能通过一步反应生成Cu(OH)2,A错误;C不充分燃烧生成CO,CO不与水反应,不能通过一步反应生成H2CO3,B错误;CaO与水反应生成Ca(OH)2,Ca(OH)2与CO2反应生成CaCO3沉淀和水,CaCO3高温分解生成CaO和CO2,符合要求,C正确;H2O2溶液分解生成水和氧气,不能生成氢气,D错误。
3.牙膏中的摩擦剂CaCO3可以用石灰石来制备。某化学兴趣小组设计的甲、乙两种实验方案如下(部分反应物或反应条件略)。下列说法错误的是(　D　)
A.X可以是K2CO3
B.③和④属于同种基本反应类型
C.与方案甲相比,方案乙有流程简单、反应步骤少,节约能源等优点
D.若每一步均完全转化,则反应相同质量的石灰石,放出气体的量:甲>乙
解析:由题图可知,两个方案中①~⑤五个反应依次是CaCO3分解生成CaO和CO2;CaO和H2O发生化合反应生成Ca(OH)2;Ca(OH)2和可溶性碳酸盐溶液反应生成CaCO3;CaCO3和HCl反应生成CaCl2、H2O和CO2;CaCl2和可溶性碳酸盐溶液反应生成CaCO3。五个反应分别为分解反应、化合反应、复分解反应、复分解反应、复分解反应。反应③为Ca(OH)2和可溶性碳酸盐溶液反应生成CaCO3,K2CO3是可溶性碳酸盐,则X可以是K2CO3,故A正确;反应③和反应④基本反应类型相同,都是复分解反应,故B正确;方案乙只需两步就能完成CaCO3的制备,且不需要加热,而方案甲需要三步才能制得CaCO3,且反应①需要高温,所以与方案甲相比,方案乙有流程简单、反应步骤少,节约能源等优点,故C正确;若每一步均完全转化,则由质量守恒定律可知,反应相同质量的石灰石时,方案乙和方案甲CO2排放量一样多,故D错误。
单质、氧化物、酸、碱和盐之间的转化关系
1.类推是化学学习中常用的思维方法。下列类推正确的是(　D　)
A.某些金属与酸反应有气体产生,则与酸反应产生气体的一定是金属
B.酸与碱发生中和反应生成盐和水,则生成盐和水的反应一定是中和反应
C.单质一定是由同种元素组成的物质,则由同种元素组成的物质一定是单质
D.碱性溶液能使酚酞溶液变红,则能使酚酞溶液变红的溶液一定是碱性溶液
解析:无色酚酞溶液遇酸性溶液不变色,遇碱性溶液变红,则能使酚酞溶液变红的溶液一定是碱性溶液。
2.根据物质的组成和性质,以及物质之间的转化关系,可以确定制取某类物质的可能方法。下列制取MgCl2的方法中不可行的是 (　D　)
A.镁与盐酸 B.MgO与盐酸
C.Mg(OH)2与盐酸 D.MgSO4与食盐水
解析:镁与盐酸反应的化学方程式为Mg+2HClMgCl2+H2↑,可以制得MgCl2,A正确;MgO与盐酸反应的化学方程式为MgO+2HClMgCl2+H2O,可以制得MgCl2,B正确;Mg(OH)2与盐酸反应的化学方程式为Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O,可以制得MgCl2,C正确;MgSO4与食盐水不反应,不能制得MgCl2,D错误。
3.下列物质间的转化不能通过一步反应实现的是(　D　)
A.H2O2→H2O→O2
B.H2SO4→HCl→HNO3
C.CuO→CuSO4→Cu(OH)2
D.Na2O→NaNO3→Na2CO3
解析:H2O2在MnO2催化下分解生成H2O和O2,H2O通电分解生成O2,都能一步实现,A不符合题意;H2SO4与BaCl2反应生成BaSO4和HCl,HCl与AgNO3反应生成HNO3和AgCl,都能一步实现,B不符合题意;CuO与H2SO4反应生成CuSO4和水,CuSO4与NaOH反应生成Na2SO4和Cu(OH)2,都能一步实现,C不符合题意;Na2O与HNO3反应生成NaNO3和水,但NaNO3不能通过一步反应转化为Na2CO3,D符合题意。
4.铜器久置于空气中会和空气中的水蒸气、CO2、O2作用产生“绿锈”,“绿锈”俗称“铜绿”[化学式为Cu2(OH)2CO3],“铜绿”能跟酸反应生成铜盐、CO2和H2O,某同学利用下述系列反应实现了“铜→铜绿→……→铜”的转化。
回答下列问题。
(1)上述转化过程中,属于化合反应的有①(填序号,下同),属于分解反应的有④。
(2)“铜绿”与盐酸反应的化学方程式为Cu2(OH)2CO3+4HCl2CuCl2+CO2↑+3H2O。
(3)现有Cu、CuO、CuCl2、CuSO4四种物质,其中A可以是CuCl2(或CuSO4),B的化学式为CuO。
(4)以Fe、CuO、H2SO4三种物质为原料,设计制取Cu的路线:CuOCuSO4Cu(仿照上述流程,并在“→”上注明试剂和反应条件)。
解析:(1)反应①是铜在空气中和O2、CO2、H2O发生化合反应产生铜绿,故化合反应是①;反应④是Cu(OH)2受热分解生成CuO和H2O,故分解反应是④。(2)铜绿与盐酸反应产生CuCl2、H2O、CO2,化学方程式为Cu2(OH)2CO3+4HCl2CuCl2+CO2↑+3H2O。(3)A为铜盐,则A可以是CuCl2或CuSO4;B是氧化物,B的化学式为CuO。(4)先利用CuO和H2SO4反应生成CuSO4,再利用CuSO4和铁单质发生置换反应生成铜单质,故路线为CuOCuSO4Cu。
课时作业2
(总分:60分)
(选择题1~12题,每题3分,13~14题,每题12分)
1.下列有关酸、碱、盐的认识正确的是(　D　)
A.宏观:复分解反应一定有气体、沉淀和水生成
B.微观:盐的溶液中一定含有金属离子
C.变化:等质量的稀盐酸和NaOH溶液充分反应,所得溶液一定呈中性
D.实验:用湿润的pH试纸测定NaOH溶液的pH,结果会偏小
解析:复分解反应有气体或沉淀或水生成,A错误;盐溶液中不一定含金属离子,也可能含N,B错误;溶质中HCl、NaOH量的关系未知,所得溶液不一定呈中性,C错误;用湿润的pH试纸测定NaOH溶液的pH,相当于稀释了NaOH溶液,测定结果会偏小,D正确。
2.H2SO4在下列反应中,不是表现酸的通性的是 (　D　)
A.H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O
B.H2SO4+MgOMgSO4+H2O
C.H2SO4+Na2CO3Na2SO4+CO2↑+H2O
D.C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
解析:酸的通性包括①与碱性氧化物反应、②与碱反应、③与某些盐反应、④与活泼金属反应。故选D。
3.碱类物质有一些共同的性质。下列关于Ca(OH)2性质的描述中,不属于碱的共同性质的是 (　C　)
A.能使酚酞溶液变红
B.能与盐酸反应生成盐和水
C.能与Na2SO4溶液反应生成CaSO4沉淀
D.能与CO2反应生成碳酸盐和水
解析:Ca(OH)2能使酚酞溶液变红,其他的碱也具有这个性质,A项不符合题意;Ca(OH)2能与盐酸反应生成盐和水,其他的碱也具有这个性质,B项不符合题意;Ca(OH)2能与Na2SO4溶液反应生成CaSO4沉淀,不属于碱的共同性质,如NaOH不能与Na2SO4反应,C项符合题意;Ca(OH)2能与CO2反应生成碳酸盐和水,其他的碱也具有这个性质,D项不符合题意。
4.甲物质与强碱溶液反应只生成盐和水,甲一定不属于 (　B　)
A.酸 B.金属单质
C.盐 D.酸性氧化物
解析:酸与碱反应只生成盐和水,甲可能为酸,故不选A;甲可能为盐,如NaHSO4与NaOH溶液反应生成盐和水,故不选C;甲可能为酸性氧化物,如CO2与NaOH溶液反应生成盐和水,故不选D。
5.如下图所示,物质甲能分别和不同物质通过一步反应转化为物质乙或物质丙,下列选项中不符合该转化关系的是 (　B　)
A.甲为NaOH,乙为NaCl,丙为NaNO3
B.甲为CuO,乙为Cu(OH)2,丙为CuCl2
C.甲为Na2CO3,乙为CO2,丙为CaCO3
D.甲为H2SO4,乙为BaSO4,丙为Na2SO4
解析:NaOH与HCl反应生成NaCl,与HNO3反应生成NaNO3,均能一步转化,A不符合题意;CuO与HCl反应生成CuCl2,但CuO不溶于水且不能与水直接反应生成Cu(OH)2,需先与酸反应生成铜盐,再与碱反应生成Cu(OH)2,无法一步转化,B符合题意;Na2CO3与HCl反应生成CO2,与Ca(OH)2反应生成CaCO3,均能一步转化,C不符合题意;H2SO4与BaCl2反应生成BaSO4,与NaOH反应生成Na2SO4,均能一步转化,D不符合题意。
6.在Zn、ZnO、ZnCO3、HCl溶液和CaCl2溶液五种物质中,每两种物质反应能生成ZnCl2的组合有(　B　)
A.2种 B.3种
C.4种 D.5种
解析:每两种物质反应能生成ZnCl2的反应有Zn+2HClZnCl2+H2↑、ZnO+2HClZnCl2+H2O、ZnCO3+2HClZnCl2+H2O+CO2↑,共3种,B项正确。
7.以下表示的是碳及其化合物的转化关系,其中涉及的基本反应类型依次是 (　D　)
A.化合反应、置换反应、分解反应、复分解反应
B.置换反应、复分解反应、化合反应、分解反应
C.置换反应、化合反应、分解反应、复分解反应
D.置换反应、化合反应、复分解反应、分解反应
解析:碳和CuO反应生成铜和CO2,该反应由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应;CO2和水反应生成H2CO3,该反应由两种物质反应生成一种物质,属于化合反应;H2CO3和Ca(OH)2反应生成CaCO3和H2O,该反应由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;CaCO3在高温的条件下生成CaO和CO2,该反应由一种物质反应生成两种物质,属于分解反应。故选D。
8.下列关于物质转化规律:“单质(酸性或碱性)氧化物酸或碱→盐”的说法正确的是 (　B　)
A.若单质为碳,氧化物可以为CO
B.“Ca→CaO→Ca(OH)2→CaCO3”符合该转化规律
C.若钠元素可实现转化,则碱为Na2CO3
D.单质铁能实现上述物质间的转化
解析:CO不是酸性氧化物,不能与水反应生成酸,A错误;钙与氧气反应生成CaO,CaO与水反应生成Ca(OH)2,Ca(OH)2与CO2反应可转化为CaCO3,B正确;Na2CO3属于盐,不是碱,C错误;铁与氧气反应生成Fe3O4,Fe3O4不是碱性氧化物且Fe3O4不能与水反应生成碱,D错误。
9.在给定条件下,下列各组物质之间的转化关系均可一步实现的是(　B　)
A.Fe2O3FeFeCl3
B.MgOMgCl2Mg(OH)2
C.CaCl2CaCO3CO2
D.CuCuOCu(OH)2
解析:Fe与盐酸反应生成FeCl2,FeCl2再与Cl2反应生成FeCl3,无法一步实现,A不符合题意;MgO与盐酸反应生成MgCl2,MgCl2与NaOH溶液反应生成Mg(OH)2沉淀,均可一步实现,B符合题意;CaCl2无法直接与CO2反应生成CaCO3,无法一步实现,C不符合题意;CuO不溶于水,无法直接与H2O反应生成Cu(OH)2,无法一步实现,D不符合题意。
10.磷纳米材料在光电领域应用广泛。一种利用液态铋催化白磷制备针状黑磷纳米棒的工艺如图所示(s表示固态,l表示液态,g表示气态),下列说法错误的是 (　D　)
A.该工艺涉及磷的三种同素异形体
B.该工艺需要在隔绝空气的条件下进行
C.黑磷可与氧气反应生成五氧化二磷
D.变化Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均属于化学变化
解析:红磷、白磷、黑磷均为磷元素形成的单质,互为同素异形体,工艺中三者均出现,A正确;白磷易燃,工艺需隔绝空气防止自燃,B正确;黑磷作为磷单质,燃烧生成五氧化二磷,C正确;变化Ⅱ为液态白磷→气态白磷,属于物理变化,D错误。
11.氢能是绿色的能源,如图是制取与储存氢气的一种方法。下列说法正确的是(　C　)
资料:①Mg2Cu是一种储氢合金,吸氢后生成MgH2和MgCu2合金。
②MgH2和HCl反应的化学方程式为MgH2+2HClMgCl2+2H2↑。
A.反应3的基本类型是置换反应
B.循环制氢反应中需要不断加入ZnO和Fe3O4
C.反应3中氩气作保护气,防止金属镁、铜在高温下与氧气反应
D.反应3的产物与足量稀盐酸反应生成的氢气和反应2产生的氢气质量相等
解析:反应3是氢气和Mg2Cu在高温的条件下、氩气的环境中反应生成MgH2和MgCu2合金,不属于置换反应,故A错误;ZnO和Fe3O4在反应2中逐渐被消耗,在反应1中又会逐渐生成,所以循环制氢反应中不需要不断加入ZnO和Fe3O4,故B错误;高温条件下,镁和氧气反应会生成MgO,铜和氧气反应会生成CuO,所以反应3中氩气作保护气,防止金属镁、铜在高温下与氧气反应,故C正确;根据题意和质量守恒定律可知,反应2生成的氢气中氢元素质量等于反应3生成的MgH2中氢元素质量,反应3的产物之一MgH2与足量稀盐酸反应生成的氢气质量比反应2产生的氢气质量大,而另一种产物MgCu2中的Mg也能与稀盐酸反应产生氢气,所以反应3的产物与足量稀盐酸反应生成的氢气比反应2产生的氢气要多得多,故D错误。
12.小明利用中学化学常见的五种物质之间的相互反应关系,整理出如图的反应“☆”图,图中“—”两端的物质能相互反应。下列说法不正确的是(　B　)
A.乙与C反应的生成物是不成盐氧化物
B.图中反应只涉及两种基本反应类型
C.甲与稀硫酸反应可能得到蓝色溶液
D.甲与C反应后,固体总质量减小
解析:由题图可知,甲能与C反应,也能与H2SO4反应,所以甲为金属氧化物,与C反应生成CO2和金属单质;乙可以与Ca(OH)2反应,也可以与C反应,推测乙为CO2,CO2与C高温下反应生成CO,CO2与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀和水。CO2与C高温下反应生成CO,CO属于不成盐氧化物,A正确;图中H2SO4和Ca(OH)2反应为复分解反应,C和甲(金属氧化物)反应为置换反应,CO2和C高温反应为化合反应,涉及3种基本反应类型,B错误;甲(金属氧化物)与稀硫酸反应,若甲为CuO,CuO与H2SO4反应生成CuSO4和水,CuSO4在溶液中显示蓝色,所以甲与稀硫酸反应可能得到蓝色溶液,C正确;甲与C反应生成CO2和金属单质,根据质量守恒定律,生成的CO2逸出,剩余固体的总质量减小,D正确。
13.(12分)稀硫酸、澄清石灰水、纯碱溶液、二氧化碳和铁粉五种物质存在如下关系,连线的两种物质间能发生反应。
回答下列问题。
(1)写出酸③的化学式:H2SO4,碱④的化学式:Ca(OH)2。
(2)写出反应Ⅰ的化学方程式:Fe+H2SO4FeSO4+H2↑。
(3)反应Ⅲ属于复分解反应(填“化合反应”“分解反应”“置换反应”或“复分解反应”)。
(4)其中氧化物有如图所示的分类:
该分类方法是树状分类法(填“树状分类法”或“交叉分类法”)。
解析:(1)按物质分类方法、转化关系、结合题图可知,①为Fe、②为CO2、③为H2SO4、④为Ca(OH)2、⑤为Na2CO3。(2)反应Ⅰ为铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为Fe+H2SO4FeSO4+H2↑。(3)反应Ⅲ为H2SO4和Ca(OH)2发生的中和反应,属于复分解反应。(4)由题图可知,对氧化物按其性质进行进一步分类得到酸性氧化物、碱性氧化物,则该分类方法是树状分类法。
14.(12分)牙膏是常见的日用化学品。摩擦剂是牙膏的主体原料,在牙膏中最重要的作用就是去除牙垢,减轻牙结石。
(1)下表列出了牙膏中常见的摩擦剂,写出它们所属的物质类别(填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”)。
摩擦剂成分 Mg(OH)2 CaCO3 SiO2
物质类别 ①碱 ②盐 ③氧化物
(2)用作牙膏摩擦剂的轻质碳酸钙,工业上常用石灰石来制备,主要生产流程如下:
①在“煅烧炉”中发生反应的化学方程式是CaCO3CaO+CO2↑。
②在“沉淀池”中生石灰与水反应的化学方程式是CaO+H2OCa(OH)2。
③投入“反应池”中的石灰乳是不均一、不稳定的混合物,属于悬浊液(填“溶液”“悬浊液”或“乳浊液”)。
④“反应池”中发生的化学反应是Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH,若在化学实验室里分离出“反应池”中的沉淀物,该操作的名称是过滤。
解析:(1)Mg(OH)2由金属离子和OH-构成,属于碱,CaCO3由金属离子和酸根离子构成,属于盐,SiO2由两种元素组成且其中一种是氧元素,属于氧化物。(2)①“煅烧炉”中石灰石高温分解,生成生石灰和CO2,化学方程式为CaCO3CaO+CO2↑。②生石灰进入“沉淀池”,与水反应生成石灰乳,化学方程式为CaO+H2OCa(OH)2。③石灰乳是Ca(OH)2的悬浊液(固体小颗粒分散在液体中,不均一、不稳定)。④“反应池”中的沉淀物是CaCO3,分离固体沉淀与溶液的操作是过滤。

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