内容正文:
第三篇 物资科学(二)
第36课时 元素的循环和物质的转化
一、自然界中的碳循环、氧循环
1.大气中的二氧化碳通过植物的 光合作用 转变为 有机
物 ,固定的碳以有机物的形式供给动、植物利用,同时又通过呼吸作用、微生物的分解、燃料燃烧等方式释放二氧化碳返回大气,周而复始地进行着循环。
光合作用
有机
物
1 碳、氧循环的主要途径
课前预热
2.大自然中氧气的含量会随着生物的 呼吸作用 和物质的燃烧等而减少,但又随着植物的 光合作用 而增加,周而复始地进行着循环。
3.产生氧气的主要途径:植物的光合作用。消耗氧气的主要途径:①动、植物的呼吸作用;②燃料燃烧;③微生物分解动、植物遗体;④其他氧化反应(如:生锈、食物腐败)。
呼吸作用
光合作用
1.二氧化碳的资源化利用是实现碳减排的重要途径。如图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 H2 。
(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 1∶1 。
H2
1∶1
二、物质间的相互转化
1.金属→ 金属氧化物 →碱,如:Ca→CaO→Ca(OH)2。
2.非金属→ 非金属氧化物 →酸,如C→CO2→H2CO3。
金属氧化物
非金属氧化物
3 物质之间的相互转化关系
注:(1)极少数非金属氧化物不与碱起反应,如CO等。
(2)根据物质之间的相互转化关系图可查找各类物质的主要化学性质。
(3)根据物质之间的相互转化关系图可查找各类物质的可能制法。
3.物质间的相互转化
2.(2023·台州)硫酸锌(ZnSO4)可用于治疗锌缺乏引起的食欲不振、生长发育迟缓等病症。下列选项中的两种物质,不能直接反应制得硫酸锌的是( D )
A.Zn和H2SO4
B.ZnO和H2SO4
C.ZnCO3和H2SO4
D.Zn和Na2SO4
D
3.(2023·宁波)某电厂的粉煤灰含有Al2O3,还有少量的FeO、Fe2O3和其他成分,其他成分不溶于水、不与酸反应。以该粉煤灰为原料制备Al2O3,流程如下:
(1)“酸浸”过程中,稀硫酸与Fe2O3反应的化学方程式为 3H2SO4+Fe2O3Fe2(SO4)3+3H2O 。
(2)流程图中,操作Ⅰ的名称是 过滤 。
(3)“氧化”过程发生的反应为2FeSO4+H2SO4+H2O2
Fe2(SO4)3+2H2O,其中H2O2中氧元素化合价为-1价。该化学反应中化合价升高的元素是 铁元素 。
3H2SO4+Fe2O3Fe2(SO4)3+3H2O
过滤
铁元素
★例1 (2023·山东)通过物质间相互反应可以实现物质间的相互转化。下列物质间的转化,通过一步化学反应不能实现的是( B )
A.Ca(OH)2→CaCO3→Ca(HCO3)2
B.CuO→Cu(OH)2→CuSO4
C.H2→H2O→O2
D.NaOH→Na2SO4→NaCl
B
高频点1 物质的转化与制备
课堂突破
【解析】A.氢氧化钙能与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,碳酸钙能与水、二氧化碳继续反应生成碳酸氢钙,该选项不符合题意;B.氧化铜不能转化为氢氧化铜,该选项符合题意;C.氢气燃烧生成水,水电解生成氢气和氧气,该选项不符合题意;D.氢氧化钠能与硫酸反应生成硫酸钠和水,硫酸钠能与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,该选项不符合题意。
1.下列各组物质不能实现如图所示的转化关系的是( D )
D
选项 甲 乙
A. Fe2O3 稀硫酸
B. SO3 NaOH溶液
C. 稀盐酸 Ca(OH)2溶液
D. 稀盐酸 AgNO3溶液
高频点2 常见离子的检验方法
★例2 (2022·眉山)某无色水溶液中可能含有以下离子中的几种:H+、Mg2+、Cu2+、Cl-、C、S,为确定其成分,小芳进行了以下实验:
①经测定,溶液pH=1;
②取部分未知溶液加入过量NaOH溶液,有白色沉淀产生,过滤;
③取②的部分滤液加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生。
分析上述实验,下列对溶液中含有离子的判断正确的是( B )
A.一定含有H+、Mg2+,可能含有C
B.一定含有H+、Mg2+、S,可能含有Cl-
C.一定含有H+、Mg2+,可能含有Cu2+
D.一定含有H+、Mg2+、S,可能含有Cu2+、Cl-
B
【解析】镁离子和碳酸根离子会生成溶于酸的碳酸镁沉淀,铜离子在溶液中显蓝色,镁离子和氢氧根离子会生成氢氧化镁沉淀,铜离子和氢氧根离子会生成氢氧化铜沉淀,钡离子和硫酸根离子反应生成不溶于酸的硫酸钡沉淀