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第 12 讲 物质的转化
知识讲解
一、 金属的冶炼
金属冶炼是指将金属从化合态变成游离态的过程。
通常在金属氧化物中加入还原剂，夺取金属氧化物中的氧，从而使其还原成全属单质。 可以作还原剂的物质主要有 碳 、一氧化碳 和氢气 。
铜的冶炼
2277745278765481076095250木炭和氧化铜粉末在高温下的反应：
原理： 高温
C + 2CuO ===== 2Cu + CO2 ↑
实验现象：黑色固体逐渐变为红色，澄清石灰水变浑浊。
氢气还原氧化铜
【实验】
原理：H2 + CuO△Cu + H2O
现象：黑色粉末状固体逐渐变为红色，试管口有水珠生成。 注意事项：
a 试管口应略向下倾斜，为了避免反应中生成的水倒流而炸裂试管。
b 氧化铜要铺在试管底部，为了增大反应物的受热面积，加快反应速率。
c 通氢气的导管应插到试管底部的氧化铜上方，一是为了避免氧化铜粉末堵塞导管口，二是易把试管里的空气赶净，加热后不致发生危险。
d 实验之前先通氢气再加热，为了排除试管内的空气，防止氢气与空气混合加热时发生爆炸。实验结束后先熄灭酒精灯，继续通氢气，直到试管冷却为止，为了防止生成的铜在温度较高时再次被 氧气氧化成氧化铜，使实验失败。即气体通入顺序：早出晚归；酒精灯点燃顺序：迟到早退。
e 在进行计算时，因为要先通氢气，实验结束后还要通氢气，实际所用氢气的量要远大于理论用量。
铁的冶炼
4556760657860铁矿石的冶炼是一个复杂的过程,但它的主要反应原理是在高温下，用还原剂（主要是一氧化碳） 从铁矿石里把铁还原出来
【实验】
3260725-43815一氧化碳还原氧化铁：3CO+Fe2O3 2Fe + 3CO2
特别提醒：实验最好在通风橱中进行。 实验时应该先通—会一氧化碳，以排除试管中的空气，防止一氧化碳与空气混合加热时引起爆炸。多余的一氧化碳不能直接排到空气中，应对着火焰烧掉。
还原反应与还原剂
含氧化合物里的氧被夺取的反应，叫做还原反应；
能从氧化物中夺取氧的能力叫做还原性，具有还原性的物质可作还原剂。如碳、一氧化碳和氢气。
有关纯度问题的汁算
根据混合物质量及其纯度，计算纯净物质量： 纯净物质量 = 混合物质量 × 纯度
根据纯净物的质量，求出其中组成元素的质量分数。
组成元素的质量分数 = 某组成元素的质量 ÷ 纯净物的质量
求工业产品中的含杂质的物质的质量（即混合物质量） 混合物质量 = 纯净物质量 ÷ 纯度
碱+盐
酸+盐
盐+2盐
盐+氢气
盐
盐+水
二、各物质间转化
2610485-3752852629535197485金属
+
盐
非金属单质与其化合物的转化
非金属在一定条件下可以转化为相应的化合物,如：
S+O2 点燃 SO2；C+O2 点燃 CO2；C+2S△ CS2。
某些非金属氧化物可以与水反应生成对应的酸,如：
CO2+H2O= H2CO3；SO2+H2O= H2SO3；SO3+H2O= H2SO4。
金属单质与其化合物的转化
金属单质和非金属单质在一定条件下可以相互反应,生成相应的盐或金属氧化物。如：
Fe+S△ FeS；2Fe+3Cl2△ 2FeCl3；3Fe+2O2 点燃 Fe3O4。
某些金属氧化物与水反应可以生成相应的碱。如：
CaO+H2O= Ca(OH)2；Na2O+H2O= 2NaOH；K2O+H2O= 2KOH。
单质、氧化物、酸、碱、盐相互之间转化的规律
金属→金属氧化物→碱→盐。如:Ca→CaO→Ca(OH)2→CaCO3。
非金属→非金属氧化物→酸→盐。如:C→CO2→H2CO3→Na2CO3。
金属+非金属→无氧酸盐。如:2Na+Cl2 点燃 2NaCl。
金属氧化物+非金属氧化物→含氧酸盐。如:Na2O+CO2= Na2CO3。
酸+碱→盐+水。
如:HCl+NaOH= NaCl+H2O。
盐+盐→新盐+新盐。
如:NaCl+AgNO3= AgCl↓+NaNO3。
金属氧化物+酸→盐+水。如:Fe2O3+6HCl= 2FeCl3+3H2O。
非金属氧化物+碱→盐+水。如:SO2+2NaOH= Na2SO3+H2O。
金属+盐→新金属+新盐。如:Fe+CuSO4= Cu+FeSO4。
金属+酸→盐+氢气。如 Fe+2HCl= FeCl2+H2↑。










常见的转化关系




课堂精讲
题型一：金属冶炼
【例 1】科学兴趣小组成员就一氧化碳还原氧化铁实验作了绿色化改进后制取单质铁如图
关闭 K1、开启 K2，可以验证 CO 还原 Fe2O3 的产物。
①在装置连接完成后，实验的第一个步骤是 。
②老师指出装置存在安全隐患，应如何改进？ 。
①关闭 K2 开启 K1，将 d 连接 a，①已知 c 瓶装浓硫酸，b 瓶中应装 （填序号）。
A．澄清石灰水 B．氢氧化钠溶液 C．石蕊溶液 D．碳酸钠溶液
1741805294005②d 连接 a 的目的 。
【答案】（1）①气密性检验②d 后加一个燃着的酒精灯
（2）①B ②防止一氧化碳排放到空气中
【变式训练】
图甲是氢气和氧化铜反应的实验,图乙是木炭和氧化铁反应的实验。
268478089535
在上述两个实验中,氢气和木炭表现出相同的化学性质是 性。
实验步骤的先后次序非常重要,比如甲实验中,反应前必须先通氢气然后点燃酒精灯,否则易发生爆炸；反应结束后必须先 后 ,否则生成的红色的铜会变成黑色。
某同学正确操作做完乙实验后,发现澄清石灰水变浑浊,试管中粉末全部变为黑色,取少量黑色粉末,加入足量稀硫酸充分振荡,但她惊讶地发现黑色粉末没有溶解,试管中也未产生预期的气泡,这说 明该反应并没有生成 。
该同学查阅资料,得到关于铁的氧化物的信息如下表所示：
铁的氧化物化学式
Fe2O3
Fe3O4
FeO
颜色
红
黑
黑
化学性质
可溶于酸
常温下不溶于稀酸
可溶于酸
根据以上信息,试写出乙实验试管中发生反应的化学方程式： 。经分析后,该同学试着提高反应温度,实验出现了预期的现象。
【答案】（1）还原 （2）移去酒精灯 停止通氢气 （3）铁(Fe) （4）C+6Fe2O △ 4Fe3O4+CO2↑
1170305540385某校课外活动小组的同学在老师的帮助下，探究用赤铁矿（主要成分是 Fe2O3）炼铁的主要反应原理。他们设计的实验装置如下图所示。回答下列问题：
写出用一氧化碳还原氧化铁的化学反应方程式： 。
实验中澄清石灰水作用是 。
图甲中第①个酒精灯上网罩的作用是 。实验时应先点燃第 个酒精灯。
图乙与图甲相比，它的主要优点是 。
【答案】（1）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；（2）检验有二氧化碳生成；（3）提高温度；②
（4）节省能源
2066290567055【例 2】金属冶炼就是要把金属从化合态变成游离态，使金属氧化物还原成金属单质，如图为有关实验室用一氧化碳还原氧化铜的实验装置，装置乙中的溶液为澄清石灰水，请回答与该实验有关的问题：
实验时，从甲装置的玻璃管中观察到的现象是 。
装置乙中发生反应的化学方程式是 。

反应前
氧化铜完全反应后
Ⅰ组
洗气瓶和石灰水的质量为 185g
洗气瓶和瓶内物质的总质量为 187g
现有含杂质的氧化铜样品 10g（假设杂质不参加反应），为测定该样品中氧化铜的质量分数，某同学用如图所示的装置进行实验，得到下列两组数据：
Ⅱ组
玻璃管和氧化铜样品的质量为 57.9g
玻璃管和玻璃管内物质的质量为 56.1g
关于这两组数据，下列说法不正确的是 （选填相关的字母）
A、玻璃管中固体减少的质量即为氧化铜中氧元素的质量 B、利用这两个数据都可以计算出样品中氧化铜的质量分数
C、装置乙中石灰水增重的质量与反应产生二氧化碳的质量不相等
D、如果实验称量很准确，则玻璃管中固体减少的质量应等于装置乙中石灰水增重的质量
通过计算该样品中氧化铜的质量分数为 。
【答案】（1）黑色固体变成红色；（2）CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；（3）BD；（4）90%
【变式训练】
2107565451485用氢气还原氧化铜的方法测定某氧化铜样品的纯度(杂质不与氢气反应)，同学们设计了以下实验装置。 准确称取 15g 干燥样品进行实验。





该实验中，装置乙的作用是
准确称取完全反应前后装置丙和丁的质量如表：
装置丙
装置丁
反应前
48.8g
161.2g
反应后
46.5g
163.9g
小明根据装置丙减少的质量就是氧元素质量，求得氧化铜的质量为 g，氧化铜的纯度为 %。
小丽想根据装置丁的质量变化进行计算，请帮小丽求出氧化铜样品的纯度。（写出计算过程）
比较小明和小丽的计算结果，请分析导致这一结果的原因可能是 。
A. 装置的气密性不好 B. 空气中的水分被丁处浓硫酸吸收
C. 通入的氢气量不足 D. 空气中的二氧化碳被丁处浓硫酸吸收
【答案】（1）检验氢气中的水是否除尽（2）11.5g；76.7（3）80%（4）B
某化学小组的同学们对一份固体样品进行了探究．通过实验已确定该样品由氧化铁和铁粉混合而成。 他们取了 7.2g 固体样品，用图 1 所示的装置继续实验，测定的部分数据如图 2 所示。
请计算：
该样品中铁粉的质量分数。（计算结果精确到 0.1%）
该样品中铁元素与氧元素的质量比。
【答案】（1）44.4%（2）5:1 题型二：气体成分推断
【例 3】现有 CO、CO2、H2、水蒸气四种气体组成的混合气体，按如图装置进行实验。（已知：无水硫酸铜遇水变蓝色）
若只验证混合气体中的 CO 和 H2 请回答：
①使用装置 A 的目的是 ，其中发生的化学方程式是 。
②使用装置 B 的目的是 。
③若 A、B 装置顺序对调，造成的后果是 。
④若 A、E 装置顺序对调，造成的后果是 。
⑤F 装置的作用是 。
学习中编顺口溜或打油诗，是帮助记忆的好方法．现有如下打油诗：
水晶宫中卧包公，阵阵清风吹进宫； 忽有烈火烧过来，竟把包公变关公； 烈火退去清风在，吹得关公好轻松．
根据这首打油诗的描述，你认为这首打油诗描写的实验可能是
①一氧化碳还原氧化铜 ②氧气和铜的反应 ③氢气还原氧化铜 ④木炭还原二氧化碳
某混合气体中可能含有氢气、一氧化碳、二氧化碳的一种或几种．把混合气体通入灼热的盛有足 量氧化铜的试管（已排尽空气），充分反应后，管内固体物质质量减少 1.6 克，将反应完全后的气
体全部通入过量的澄清石灰水，充分反应后，得到 10 克白色沉淀，则混合气体的组成可能的是 。
A．一氧化碳 B．氢气和二氧化碳
一氧化碳、氢气 D．氢气、一氧化碳、二氧化碳
【答案】（1）①除二氧化碳，CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O；②除水蒸气；③不能确认氢气的存在；④ 不能检验一氧化碳的存在 ⑤防止尾气污染空气（2）①③；（3）ABD
【变式训练】
某混合气体可能含有一氧化碳、二氧化碳、氢气、氯化氢中的一种或几种。进行如下实验，下列推断正确的是（ ）




①澄清石灰水不变浑浊，说明原气体中一定不含二氧化碳
②黑色固体变红色说明原气体中至少含有一氧化碳或氢气中一种
③无水硫酸铜固体变蓝，说明原气体中一定含有氢气
④最后的石灰水变浑浊说明原气体中一定含有一氧化碳
⑤原混合气体中一定含有氯化氢
A．①②③ B．②③④ C．②④ D．①②④
【答案】C
1331595281305某化学兴趣小组根据图 1 所示进行模拟炼铁的实验，并对产物成分及含量进行探究。
【提出问题】无色气体 A 有哪些成分？黑色固体 B 可能是什么？
【查阅资料】（1）常温下，一氧化碳能与氯化钯（PdCl2）溶液反应生成钯（不溶于水）、二氧化碳和氯化氢。
（2）铁的氧化物都能与稀盐酸、稀硫酸反应，其中氧化铁为红棕色，其余都为黑色，并且只有四氧化三铁能被磁铁吸引。
【提出猜想】猜想 1：无色气体 A 一定是 CO2，原因是 （用化学方程式表示）。猜想 2：黑色固体 B 全部是铁。
【交流与讨论】小华认为猜想 1 不一定正确，无色气体中除了 CO2 外，可能含有 CO。
【探究反思】（1）为验证小华的猜想，大家按图 2 所示进行实验，过程与现象如下：
①当 X 现象为 时，可以确定猜想 1 是错误的，写出产生该现象的化学方程式： 。
②Ⅱ中无明显现象，但可以往Ⅱ中滴加足量 （填试剂名称或化学式）证明气体在Ⅱ中确实已发生了反应。
（2）为验证猜想 2，大家称取 7g 黑色固体 B，按图 3 所示进行实验探究，过程与现象如下：
①经过分析，大家确定猜想 2 是错误的，理由是 。
②为了进一步确定黑色固体 C 的成分，你的方法是 （写出实验操作、现象及结论）。
③实验结束后，称得红色固体的质量为 6.4g，则黑色固体 B 中铁单质的质量分数为 。
【答案】【提出猜想】Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。【探究反思】产生黑色沉淀；PdCl2+CO+H2O═Pd+CO2+2HCl。
②CaCl2。（2）①铁和足量硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，不能产生黑色固体。②实验操作：把磁铁靠近黑色固体；实验现象：黑色固体被吸引；实验结论：黑色固体是四氧化三铁。实验操作：把适量黑色固体置于试管中，加入适量的稀硫酸；实验现象：溶液变成浅绿色；实验结论：黑色固体是氧化亚铁。③80%。
题型三：物质转化关系的应用
【例 4】下列物质间转化（“→”表示反应一步实现，部分物质和反应条件已略去）能够通过一步反应实现的是（ ）
A．①②③ B．①② C．②③ D．①③
【答案】A
【变式训练】
4064000501015现有铁、氧化铁、稀盐酸、氢氧化钙溶液、碳酸钠溶液五种物质。存在如图所示的相互反应和转化关系。图中“--”表示两端的物质间可以发生化学反应。“→”表示物质问存在相应的转化关系。下列判断合理的是（ ）
一定是碳酸钠溶液
一定是碳酸钠
C．N 转化为铁的反应都属于置换反应
X、Y、M 两两之间都可以发生复分解反应
【答案】D
选项
甲
乙
丙
A
H2SO4
H2
H2O
B
NaOH
NaCl
NaNO3
C
Na2O
NaOH
Na2CO3
D
Ca（OH）2
CaCl2
CaCO3
4762500899795乙、丙三种物质的转化关系见下面如图所示，“→”表示反应可以一步实现（部分物质和反应条件已省略），下面选项中不能按图示转化关系实现的是（ ）
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
通过物质间相互反应可以实现物之间的相互转化。下列物质间的转化，通过一步化学反应不能实现的
是（ ）
A．KNO3→NaNO3 B．Fe2O3→Fe C．CuO→CuCl2 D．H2SO4→HCl
【答案】A
1275080577215【例 5】高纯氧化铁可作为现代电子工业的材料。以下是用硫铁矿烧渣（主要成分为 Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2）为原料制备高纯氧化铁（软磁 a﹣Fe2O3）的生产流程示意图
【资料卡】I．Fe3O4+8HCl═2FeCl3+ +4H2O； II．Fe+Fe2（SO4）3═3FeSO4
（ 1 ） 步骤Ⅰ 中过滤所得滤渣的主要成分是 ； 步骤Ⅰ 中盐酸与氧化亚铁反应的方程式： 。
步骤Ⅱ中加入铁粉的目的是 。
步骤Ⅲ中可选用 试剂调节溶液的 pH（填标号）；
A．稀硝酸 B．双氧水 C．氨水 D．高锰酸钾溶液
写出在空气中煅烧 FeCO3，制备高纯氧化铁的化学方程式 ；
检验滤液 C 中阳离子的方法是： 。
【答案】FeCl2；（1）SiO2； FeO+2HCl＝FeCl2+H2O。（2）将氯化铁转变为氯化亚铁。（3）C； （4） 4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2↑；（5）取样，加入氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若变蓝，则样品中含有铵根离子。
【变式训练】
硫酸是一种重要的化工原料，也是实验室常用的化学试剂。工业上常常以黄铁矿（主要成分是 FeS2） 为原料生产硫酸。现欲测定某黄铁矿中 FeS2 的含量（杂质不参与反应），某兴趣小组的同学在老师的指导下，查阅资料：
①4FeS2+11O2═2Fe2O3+8SO2②Na2SO3+H2O2＝Na2SO4+H2O
并进行了如下实验：
称取 1.60 g 黄铁矿样品放入如图所示装置（夹持装置省略）的石英管中，从 a 处不断地缓缓通入空气、高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至完全反应；
1066800241935反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如图处理。
甲瓶内 NaOH 溶液的作用是 。
甲、乙两瓶内发生的化学反应类似，请写出乙瓶内发生反应的化学方程式 。
操作 A 使用的玻璃仪器除烧杯外，还有 。
最终得到的 4.66 g 固体是 （写化学式）。
该黄铁矿样品中 FeS2 的质量分数为 。
如果缺少甲装置，则最终测得样品中 FeS2 的质量分数将会 （填“偏大”“偏小”“不变”）。
【答案】（1）吸收空气中的 CO2，防止干扰后续实验；（2）2NaOH+SO2 ＝Na2SO3 +H2O；（3）漏斗、玻璃棒； （4）BaSO4 ；（5）75%；（6）偏大。
以孔雀石为原料制取胆矾（CuSO4 ? 5H2O）的部分工艺流程如图所示。
859155100330
【查阅资料】
孔雀石主要成分为 Cu2（OH）2CO3，还有少量 SiO2（难溶于水、不与稀硫酸反应）、Fe2O3 等杂质。 Ⅱ．胆矶是一种蓝色晶体，受热易分解。
Ⅲ．在该实验条件下，Fe（OH）3、Cu（OHI）2 沉淀的 pH 如下表：
Fe（OH）3
Cu（OH）2
开始沉淀的 pH
1.14
4.2
完全沉淀的 pH
3.0
6.7
操作 1 的名称为 ，实验室进行该操作时玻璃棒的作用是 。
气体 a 生成 CaCO3 的同时还生成 NH4C1，该反应的化学方程式为 。
溶液 c 中的溶质有：CuSO4、H2SO4 和 （写化学式）
为将溶液中的 Fe3+全部转化为 Fe（OH）3，沉淀而 Cu2+不转化为 Cu（OH）2 沉淀，应调节 pH＝ m，m 的范围是 。
获得胆矾晶体时采用降温结晶而不用蒸发结晶的主要原因是 。
【答案】（1）过滤； 引流。（2）CaCl2+CO2+H2O+2NH3═CaCO3↓+2NH4Cl。（3）Fe2（SO4）3。
（4）3.0≤m＜4.2。（5）防止胆矾受热分解。
碘酸钾(KIO3)主要用作食盐加碘剂。小李为了测定碘含量,做了以下实验：查阅资料知道：
①碘酸钾与碘化钾反应的方程式为：KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3H2O+3I2。
②淀粉溶液遇碘显色时,碘浓度越大颜色越深。
③扬州作为轻度缺碘地区,食盐中碘含量(以 I 计)应为 18～33mg/kg。
步骤 1：配制以下各种试剂：100g/L 食盐溶液、2.14×10-3g/L 的 KIO3 溶液、测试液(含 10g/L 的淀粉、
196g/L 的 H2SO4、1.66g/L 的 KI)。
试管编号
1
2
3
4
5
KIO3 溶液滴数
30
25
20
15
10
测试液滴数
10
10
10
10
10
蒸馏水滴数
0
5
10
15
20
步骤 2：取 5 支相同规格的小试管,贴上编号标签,按下表要求分别依次加入步骤 1 中配制的 KIO3 溶液、测试液、蒸馏水,塞上橡皮塞,混合后有序的放置在试管架上(各试管中 KIO3 完全反应)。(一滴为 1mL)
步骤 3：另取一支小试管,依次加入步骤 1 中配制的食盐溶液 10 滴、测试液 10 滴和蒸馏水 20 滴,混合
后与步骤 2 中各试管内颜色对照。
所得溶液呈 色,则说明该食盐是含碘盐。
步骤 2 的实验目的是 ,步骤 2 中测试液滴数保持一致的原因是
。
若步骤 3 所得溶液的颜色与 3 号试管一致,则 100mL 该食盐溶液中含有碘酸钾 mg。该食盐中碘含量为 mg/kg, (填“符合”或“不符合”)扬州地区要求。
【答案】(1)蓝 (2)得到不同浓度碘液的显示标准 保证各组实验中测试液浓度一致 (3)0.428 25.4 符合
课后练习
下列物质间的转化不能一步实现的是（ B ）
A．SO2→Na2SO3 B．KNO3→KCl
C．Fe3O4→Fe D．Ca（OH）2→NH3
MnO2 是一种重要的无机功能材料。已知粗 MnO2 中含有少量 MnCO3，某化学兴趣小 组在实验室中模拟提纯粗 MnO2 的工业流程（如图所示）。
1236980107315
下列有关该流程的说法中，正确的是（ C ）
操作 A 和操作 B 都是蒸发
每一步反应中均有元素化合价发生变化C．可以循环利用的物质是 H2SO4 和 NaClO3
D．理论上经提纯得到的 MnO2 质量等于粗 MnO2 样品中的 MnO2 质量
各物质间有着一定的转化关系，下列各组物质间可以按图所示的关系实现一步转化的是（ A ）
2150745126365
A．HCl→CuCl2→BaCl2→HCl B．CO→CO2→H2CO3→CO
C．NaOH→NaCl→Na2CO3→NaOH D．Fe→Fe2O3→FeSO4→Fe
下列各组变化中，每个转化在一定条件下均能一步实现的是（ A ）
1181100115570
A．①④ B．①②④ C．①③④ D．①②③④
氨基钠（NaNH2）是合成维生素 A 的原料。工业上将钠于 97～100℃熔融，向反应容器中缓慢通入无水的液氨（NH3），再加热至 350～360℃生成氨基钠和氢气。下列说法中，不正确的是（ C ） A．钠可能与水反应
钠的熔点比铁的熔点低
维生素 A 中一定含有钠元素
反应的化学方程式为：2Na+2NH3 2NaNH2+H2↑
海水晒盐可得到大量粗盐，某氯碱厂用电解精制饱和食盐水法制取 NaOH，H2 和 Cl2 还可用于制盐酸， 工艺流程如图所示。下列说法不正确的是（ B ）
A．H2 和 C12 制盐酸，发生的化学反应为：H2+Cl2 2HCl
B．精制时去除粗盐中的 Ca2+、Mg2+、SO42﹣，依次加入的试剂顺序为：NaOH、Na2CO3、BaCl2、HCl C．电解时的反应为 2NaC1+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，该过程电能转化为化学能
D．脱盐工序是利用 NaC1 和 NaOH 在溶解度上的差异，通过蒸发结晶、趁热过滤分离得到 NaC1 晶体和 NaOH 溶液
1799590548005一定温度下，在如图所示装置中，固体 X 与气体 Y 反应．生成气态产物，当改变温度时该气态产物发生逆向反应，重新生成 X 和 Y．
利用上述反应原理和装置，对含杂质的固体 Co 进行提纯（杂质不参加反应），发生的化学反应为：
Co（固）+2HCl（气） CoCl2（气）+H2（气）．下列说法正确的是（ B ）
容器 1 中的温度为 600℃
容器 2 中的固体是纯净的 Co
该装置最终导出的气体是 CoCl2 和 H2
固体 Co 从容器 1 到容器 2 的过程为物理变化
1409700574040近年来有人提出了利用处理后的海水（主要成份是氯化钠溶液）吸收含二氧化硫的废气，该方法的流程如图所示。下列说法正确的是（ C ）
A．反应中硫元素的化合价发生变化B．图中反应①属于分解反应
C．反应③中，反应前后分子数目没有变化D．反应④中的反应物是两种酸
我们常用原子利用率来衡量化学反应过程的原子经济性，其计算公式为：
下面是联合工艺法制备新型自来水消毒剂 ClO2 的反应原理：
①电解氯化钠溶液 NaCl+3H2ONaC1O3+3H2↑
②氢气与氯气合成氯化氢
③生成二氧化氯 2NaClO3+4HCl＝2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O
此方法的原子利用率最大为（ D ）
A．37.6% B．53.6% C．62.2% D．94.4%
甲醛（CH2O）是室内主要的空气污染物，打开人造板家具门时，闻到的刺激性气味就是甲醛的气味。 硅藻泥因其粒子表面有无数微小的孔穴，可以净化空气。纳米级 TiO2 是一种新型光触媒材料，光照射下，其自身不变，却能促使甲醛转化为 CO2 和 H2O．下列说法不正确的是（ A ）
A．由上述材料可以归纳出甲醛的物理性质有：易挥发、有刺激性气味、有毒 B．硅藻泥净化空气的原理是：通过吸附污染物净化空气，与活性炭功能相似
C．纳米级 TiO2 作为光触媒材料净化空气的原理是：催化分解甲醛生成 CO2 和 H2O D．吸收、转化、降低室内污染物的浓度都可以改善室内空气质量
下列物质的转化（“→”表示一种物质转化为另一种物质）中，每次转化只通过一步反应，不可能全部实 现的是（ B ）
A．H2O2→O2→CO2→H2CO3
B．NaOH→NaNO3→Na2CO3→NaCl C．CaCO3→CaO→Ca（OH）2→KOH D．Mg→H2→HCl→AlCl3
为实现二氧化碳的绿色利用，科学家用固碳酶作催化剂设计如下转化过程。下列说法正确的是
（ D ）
A．反应①的化学方程式为 CO2+C＝CO B．固碳酶在反应前后化学性质发生变化
C．X 的化学式为 CH2
D．该过程实现了无机物向有机物的转化
氨气是一种密度比空气小，有刺激性气味的气体。加热条件下，氨气能将氧化铜还原成铜，反应的化
学方程式为：2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O，如图所示，挤压鼓气球把空气鼓入盛有浓氨水的集气瓶中，使氨气进入试管，用酒精灯给试管加热，既可以达到实验目的，关于实验有下列几种说法：
①实验中，试管口应略向下倾斜；
②反应一段时间后可以看到试管内有红色固体生成；
③反应结束后，先撤出导管，再熄灭酒精灯，以免液体倒流；
④装置没有对尾气进行处理，会污染环境。以上说法正确的是（ C ）
A．①②③④ B．②③④ C．①②④ D．只有①②
1257300283210下列图象中有关量的变化趋势与对应叙述关系正确的是（ D ）
一定质量的木炭和氧化铜在高温条件下反应，残留固体的质量与加热时间的关系
向一定量盐酸和氯化铁混合溶液中滴加过量氢氧化钠溶液，生成沉淀质量与加入氢氧化钠质量的 关系
表示向足量的稀 CuCl2 中加入少量 Fe，溶液质量与时间的关系图
胃酸（盐酸）过多可服用氢氧化镁．在氢氧化镁与胃酸作用的过程中，胃液 pH 值与服药时间的变化关系
将 mgCuO 装入玻璃管中，先通入一会儿 CO，再加热，当大部分固体变为红色铜时停止加热，并同时停止通 CO 气体．在空气中冷却后，称量，残留物的质量为 ng．在实验中共用去 wgCO，生成 agCO2， 则最终得到的铜的质量为（ A ）
A．4（m﹣n）g B． wg C． ag D． mg
CO 和 C 分别跟 CuO 反应，若生成等质量的 Cu，则反应中消耗的 CO 和 C 的质量比为（假定 CO 全部用于还原 CuO）（ C ）
A．1：1 B．7：3 C．14：3 D．1：2
用 Zn、CuO、稀 H2SO4 作原料制取 Cu，有两种途径：
18745201593853695700159385①Zn H2 Cu ②CuO CuSO4 Cu，若用这两种方法制得的铜的质量相等，下列叙述符合实验结果的是（ A ）
A．消耗相同质量的氧化铜 B．消耗相同质量的锌
C．消耗相同质量的稀硫酸 D．生成硫酸锌的质量相同
1019175465455某工厂产生的铜屑中含有少最铁屑。现要回收利用其中的铜，需除去其中的铁屑，张山同学设计了甲、 乙两个实验方案：
描述铁粉加入硫酸铜溶液中的实验现象 。
两个方案中都有过滤操作，该操作中必须用到的玻璃仪器有 。
写出两个实验方案中有关反应的化学方程式：
方案甲 ；方案乙 。
（3）你能否再设计一个不同原理的方案？写出你的方案 。
【答案】（1）蓝色溶液变为浅绿色同时会有红色固体出现；（2）漏斗、烧杯、玻璃棒；
（3）Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；（4）用磁铁吸引；
3800475283210某气体由氢气、一氧化碳、水蒸气中的一种或几种组成．把该气体依次通过下列装置后，测得装有浓 硫酸的装置质量增加，装有氢氧化钠溶液的装
置质量不变．
该气体一定不存在 。
若实验中观察到
现象，就可证明原气体中存在氢气。
【答案】（1）CO；（2）玻璃管内有红色物质生成
有限的元素可组成种类繁多的物质，甲、乙、丙、丁、戊五种物质均由 H、O、Cl、Mn、Fe 中的一种或几种元素组成。
甲溶液在黑色固体乙的作用下生成无色气体丙，丙与生命活动息息相关。甲溶液中的溶质是
（用化学式表示）。
为了进一步探究物质间的相互反应，小明进行了如下实验：
①将固体丁放入过量戊溶液中，得到浅绿色溶液和无色气体。
②向所得浅绿色溶液中加入适量甲溶液生成氯化铁和水，则该反应的反应物是 。
【答案】（1）H2O2 （2）氯化亚铁、双氧水、盐酸（或 FeCl2、H2O2、HCl）
下面是某实验小组的同学进行研究性学习的过程，请你参与并协助他们完成相关任务
【研究课题】探究草酸晶体受热分解的产物
【查阅资料】（1）该小组同学通过网络查询，获得草酸及草酸晶体的一些相关知识：
名称
分子式
颜色、状态
溶解性
熔点（°C）
密度（g/cm3）
草酸
H2C2O4
--
易溶于水
189.5
1.900
草酸晶体
H2C2O4?2H2O
无色晶体
--
101.5
1.650
（2）白色的无水硫酸铜遇水蒸气会变蓝色
【作出猜想】第一种：草酸分解产物 CO2 和 H2 第二种：草酸分解产物是 CO2、CO 和 H2O 第三种：
草酸的分解产物是 、 （你猜想的产物化学式）
1593850298450【设计实验】
【实验操作】甲同学按其设计的实验装置（如图 1）实验时观察到澄清的石灰水变浑浊了，乙同学按图 2 的装置实验也观察到澄清的石灰水变浑浊了，这些现象证明产物中一定有 ；无水 CuSO4 变蓝，证明产物中还有 若产物中有 CO，则乙的对应实验现象是证明 CO 生成的化学反应方程式是 。
【得出结论】若第二种猜想是正确的，请你写出草酸分解的反应方程式 。
【反思评价】乙认为甲设计的实验装置有缺陷：由于试管口向下倾斜，草酸晶体熔点较低，加热到 182℃ 便开始熔化，因此实验中会出现熔融的草酸流进导管而影响后续实验．请你谈谈装置 2 的至少两点优
于装置 1 的优点： 。
利用乙设计的装置证明产物中没有 H2 的方法是： 。
【交流讨论】丙同学继续查阅相关资料发现：草酸是一种酸，在受热分解过程中有少量升华；草酸钙 和草酸氢钙均为白色不溶物。丙同学通过进一步研究，对实验中 CO2 的检验提出质疑，并提出实验的改进措施，他提出的措施是 。
【答案】【作出猜想】CO2、H2O（或 CO、H2O 等）
【实验操作】CO2 H2O 点燃干燥管上方的气体，可以燃烧，烧杯内壁的澄清石灰水变浑浊；
2CO+O2=2CO2 CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O
【得出结论】H2C2O4═CO2↑+CO↑+H2O
【反思评价】（优点）：防止熔化的草酸流出；图 2 装置可以检验出生成物中是否有水蒸气；图 2
装置可以检验出生成物中是否有一氧化碳；图 2 装置可以检验出生成物中是否有氢气；
（方法）：在干燥管上方罩一干冷烧杯，点燃气体，观察烧杯内壁无水珠出现．
【交流讨论】在弯曲的试管和盛澄清石灰水的装置之间加一个冷却装置（塞有双孔橡皮塞的试管 或广口瓶等）或盛有水的洗气瓶．
某无色气体中可能含有甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氮气中的一种或几种，现将该气体依次通过下图所示装置，观察到：①A 装置内未见浑浊出现；②D 装置内无水硫酸铜变蓝（无水硫酸铜遇水变蓝）； 最终收集到一定量干燥气体（假设每步反应都是完全的）。
请回答下列问题：
由①可知原混合气体中肯定不含 ；
由②可知原混合气体中一定含有 ；
最终收集到的气体是 。
实验过程中记录的实验数据如下：
D 装置总质量
E、F 装置总质量
反应前
156.6g
356.8g
反应后
158.4g
359.0g
685800264795则该气体的成分为： 。
【答案】（1）二氧化碳；（2）甲烷；（3）氮气（4）甲烷、氮气
1418590247650某化工厂用废硫酸制备 K2SO4 的流程如图：
（l）生产上将 CaCO3 研成粉末的目的是 ；写出反应①的化学方程式： ，操作 I 的名称是 。
上述流程中，除可综合利用 CO2 外，还可循环使用的物质是 （写化学式）。
物质
KCl
K2SO4
NH4Cl
（NH4）2SO4
溶解度/g（20℃
） 34.2
11.1
37.2
75.4
写出反应③的化学方程式： ，反应③在常温下能实现的原因是 。（反应③中相关物质的溶解度见如表）
洗涤反应③所得晶体不用水而用饱和 K2SO4 溶液的目的是 。
【答案】（1）增大接触面积，加快反应速率；CaCO3+H2SO4═CaSO4+H2O+CO2↑；过滤；（2）CaCO3；
（3）（NH4）2SO4+2KCl═K2SO4↓+NH4Cl；K2SO4 在常温下溶解度最低，先从溶液中析出晶体；
（4）防止 K2SO4 溶于水，损失样品。
1351280785495金属蚀刻加工过程中，常用盐酸对其表面氧化物进行清洗，会产生酸洗废水。pH 在 1.5 左右的某酸洗废水中含铁元素质量分数约 3%，其他金属元素如铜、镍、锌、铬浓度较低，工业上综合利用酸洗废水可制备六水合氯化铁。制备过程如下
【査阅资料】Ⅰ．相关金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH 如表所示：
氢氧化物
Fe（OH） 3
Cu（OH）2
Ni（OH）2
Zn（OH）2
Cr（OH） 2
Fe（OH）2
开始沉淀的 pH
1.5
4.2
7.1
5.4
4.3
7.6
沉淀完全的 pH
3.7
6.7
9.2
8.0
5.6
9.6
Ⅱ．已知 FeC13 溶液加热过程中会与水反应生成 Fe（OH） 3
请回答下列问题：
“中和”时，发生反应的化学方程式为 。
加入熟石灰调节溶液 pH 至 范围，有利于将酸洗废水中的铁元素完全沉淀并制备纯度较高的产品。
“ 氧 化 ” 时 ， 利 用 氧 化 剂 X 将 FeCl2 氧 化 成 FeCl3， 其 反 应 方 程 式 为 2FeCl2+X+2HCl＝2FeCl3+2H2O， X 的化学式是 ，其优点是 。
将得到的 FeCl3 溶液在 HCl 气氛中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得 FeCl3?6H2O 晶体。其中“蒸发浓缩”时玻璃棒的作用是 。
FeCl3 溶液在 HCl 气氛中结晶的目的是 。
【答案】（1）Ca（OH）2+2HCl═CaCl2+2H2O。
（2）3.7∽4.2。
（3 ） H2O2； 生成物无污染。
（4）搅拌，使受热均匀，防止液体迸溅。 防止 FeC13 溶液加热过程中会与水反应生成 Fe（OH） 3。
1304290270510下图所示为实验室中常见的气体制备和收集装置。
请回答下列问题：
图中标有①的仪器名称是 。
实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用发生装置 （填字母序号），反应的化学方程式为 ；实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，若选用 C 做发生装置，你认为选用 C 的优点是 。
欲使用 E 装置用排空气法收集二氧化碳，则气体应从 （填“a”或“b”）端通入；欲使用装置 E 用排水法收集氧气，先将瓶中装满水，再将气体从 （填“a”或“b”）端通入。
某无色气体 X 可能含有氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷四种气体中的一种或两种。为确认其组成，某同学取一定量该气体按下图所示装置进行实验（假设每步都充分反应或吸收），结果装置①中无明显变化，装置③增重 1.8g，装置④增重 2.2g 。
下列关于气体 X 成分的分析中，正确的是 ．
A．一定没有二氧化碳 B．可能含有甲烷和氢气
C．可能只有甲烷 D．可能含有氢气和一氧化碳
【答案】（1）酒精灯；长颈漏斗；（2）A；2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑；节约药品；可以控制滴加液体的速度，进而控制反应速率；（3）a；b；（4）ACD
1494790432435如图 A 装置瓶内气体中可能含有水蒸气、一氧化碳、氢气中的一种或几种，假设气体量足够，反应充分进行，且无有毒气体排出。
为确定瓶内气体成分，装置最好连接顺序为 A→ →E（装置可重复选择）。
实验开始后打开 E 装置的止水夹，发现瓶内的水沿导管流至下方的烧杯中，此时 E 装置的作用是 。
为了减少空气中二氧化碳和水蒸气对实验的影响，A 装置处的玻璃管应伸入瓶内的 （选填“a”、“b”、“c”）点，理由是
【答案】（1）D→B→D→C；（2）储气；（3）c；有利于排出原有的气体
兴趣小组对“一氧化碳还原氧化铁”的实验进行拓展研究。
【查阅资料】I．MgCO3+Zn MgO+ZnO+CO↑
Ⅱ．用氯化亚铜溶液吸收 CO 时，产生红色固体：2CuCl+2CO+2H2O═Cu2C12（CO）2?2H2O↓
【设计方案】根据上述资料设计如图实验装置（固固定装置路，装置气密性良好）：
【实验步骤】①打开弹簧夹，通入适量氮气；②关闭弹簧夹，点燃 A、B 两处酒精灯；③观察实验现象；④熄灭两只酒精灯。
【实验分析】（1）步骤①的目的是 ；
步骤③时，B 处玻璃管中红棕色粉末变黑，该反应的化学方程式为 ，
C 处现象是 ，D 处出现红色固体。
下列关于该实验的说法正确的是 ；
A．B 处固体质量逐渐减小 B．D 处现象证明 A、B 处发生了反应
C．必须在 E 处加一只点燃的酒精灯 D．步骤④后，应继续通氮气至玻璃管冷却
已知 A 处参加反应的 MgCO3 质量为 1.68g，C 处得到沉淀质量为 1g。从环保角度考虑 D 中 CuCl
质量最少需 g．（精确到 0.001）
【答案】（1）排尽装置内的空气，防止加热混合气体引起爆炸；（2）Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2，石灰水变浑浊；（3）AD；（4）0.995
根据气体的性质不同，可以对混合气体的成分进行判断．
991870543560水煤气是将水蒸气通过灼热的焦炭而生成的气体，主要成分是一氧化碳、氢气及少量的二氧化碳和水蒸气．某课题组同学为验证水煤气的成分，设计的实验装置如图所示．
请分析上面信息后回答：
①你认为验证水煤气中各成分的顺序依次是 ；
②装置 C 的目的是 ，装置 D 的作用是 ；
③装置 E 内观察到的现象是 ；
④实验中两次用到装置 A，其目的分别是 ， ；
⑤请你设计一种尾气处理方案： ．
某无色气体 X 可能含有氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷四种气体中的一种或两种。为确定其组成，某同学取一定量该气体按下图所示装置进行实验（假设每步都充分反应或吸收），结果装置①中
无明显变化，装置③增重 1.8g，装置④增重 2.2g。
127508093980
下列关于气体 X 成分的分析中，正确的是 A．一定没有二氧化碳 B．可能只有甲烷
C．可能含有甲烷和氢气 D．可能含有氢气和一氧化碳E．可能含有甲烷和一氧化碳
【答案】（1）①H2O、CO2、H2、CO；②吸收二氧化碳气体；除去水蒸气；③反应物由黑色变成红色；
④验证水煤气含有水蒸气；通过验证生成物中有水蒸气来证明水煤气中含有氢气；
⑤将玻璃管改成尖嘴点燃或用气球收集（2）ABD

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