内容正文:
专题复习十 物质的转化和元素的循环
[见学生用书《期末复习导与练》P29]
任务一 金属和金属氧化物的转化
典例1 科学是一门研究物质的学科,我们一般从物质的存在、性质、制备、用途等方面研究一种物质或一类物质。以金属为例,请你参与其中回答下列问题:
(1)认识金属元素存在:下列矿石的主要成分属于氧化物的是__AD__(填字母)。
A.铝土矿(主要成分Al2O3)
B.钾长石(主要成分KAlSi3O8)
C.硫铁矿(主要成分FeS)
D.磁铁矿(主要成分Fe3O4)
(2)认识金属的制备:工业上用一氧化碳高温还原磁铁矿冶铁反应的化学方程式为__4CO+Fe3O43Fe+4CO2__。
(3)金属在生产生活中应用广泛。
①合金性能优于单一金属,因而被广泛应用。焊锡(主要含锡、铅)与其组成金属相比具有__熔点低__的特性,可用于焊接电子元件。
②金属是一种有限资源,需要保护和回收利用。如黄铜(铜锌合金)用作弹壳的制造。现有一批锈迹斑斑的弹壳,处理这批弹壳可以制得硫酸锌和单质铜,其主要流程如图所示。
典例1图
【收集资料】弹壳上的锈主要为Cu2(OH)2CO3,能与稀硫酸反应,使无色溶液变成蓝色,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊,另有一种常见的液态氧化物生成;弹壳中其他杂质不溶于水、也不参加反应。
a.写出弹壳上的锈与稀硫酸反应的化学方程式:__Cu2(OH)2CO3+2H2SO4===2CuSO4+CO2↑+3H2O__。
b.固体D为__Cu、Zn__。
变式11 氢冶金是指使用氢气替代煤炭冶炼金属,实现零碳排放。我们在科学实验室,可以用氢气还原氧化铜制得少量金属铜。
变式11图
(1)通氢气的导管是__c__(填字母)。
导管应伸入到试管__底__部,试管口略向下倾斜的原因是__避免冷凝水回流,导致试管破裂__。
(2)足量的氢气还原氧化铜的化学方程式为__H2+CuOCu+H2O__,反应结束立即取出固体,发现其中还混有黑色粉末,分析产生此现象的主要原因:__灼热的铜被空气中的氧气氧化为黑色的氧化铜__。
(3)为实现零碳排放,请改进上述装置,并说明理由__使用氢气燃烧替代酒精灯,因为酒精燃烧产生二氧化碳__。
变式12 金属在生产和生活中的应用极为广泛。
(1)台灯是在光线不足时常用照明用具。如图所示,灯管后面的反光片为铝箔。铝块能制成铝箔是利用了铝的__延展__性。铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化物薄膜,从而阻止铝进一步氧化,这种氧化物的化学式为__Al2O3__。
变式12图
(2)明代宋应星所著《天工开物》中记载了我国古代炼铁方法。现代工业利用高炉炼铁,其主要反应原理是一氧化碳与氧化铁的反应,该反应的化学方程式为__3CO+Fe2O32Fe+3CO2__。
(3)人们最初得到铜的方法是将孔雀石和木炭共热得到金属铜。孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜,化学式是Cu2(OH)2CO3,加热碱式碳酸铜可以得到氧化铜、水和二氧化碳,写出该反应的化学方程式:__Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑__。
【解析】 (1)由于铝具有延展性,所以铝块能制成铝箔。铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化。氧化铝化学式为Al2O3。
任务二 单质、氧化物、酸(碱)的转化
典例2 认知元素及化合物,常研究该元素的单质、氧化物、酸(或碱)、盐的性质,应用及转化关系等。如碳元素对应物质的部分转化关系如图所示。下列相关说法不正确的是( B )
典例2图
A.转化①的反应类型可以是复分解反应
B.转化②应用于糕点的发酵
C.转化③可用来检验CO2气体
D.工业上可利用转化④制备生石灰
【解析】 转化①为碳酸钠转化为碳酸钙,碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀与氢氧化钠,该反应为复分解反应;转化②为碳酸钠转化为二氧化碳,碳酸钠能与酸反应生成二氧化碳,该反应不能用于糕点的发酵;转化③为二氧化碳转化为碳酸钙,澄清的石灰水中的溶质为氢氧化钙,氢氧化钙能与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀与水,则澄清的石灰水可以用来检验二氧化碳;转化④为碳酸钙转化为二氧化碳,碳酸钙高温煅烧能生成氧化钙与二氧化碳,工业上常用高温煅烧石灰石(主要成分为碳酸钙)制取生石灰。
变式21 已知A~E是初中科学常见的5种物质,且A、C、D、E分别是酸、碱、盐、氧化物中的一种,它们之间在一定条件下有如图所示的转化关系(“→”表示物质间存在转化关系,“—”表示两端物质能相互发生化学反应)。其中,A是胃酸的主要成分,B是光合作用的原料,E常用于改良酸性土壤。下列说法不正确的是( D )
变式21图
A.C的化学式为CaCO3
B.固态B可用于人工降雨
C.A→D可通过2HCl+CuO===CuCl2+H2O实现
D.D→E的过程