第九单元专题特训(五)　物质的转化、推断与制备-2024-2025学年九年级化学鲁教版（2024）下册

第九单元　金　属 专题特训(五)　物质的转化、推断与制备 类型一　物质的转化、推断 1. (2023·广西)下列物质间的转化均能通过一步反应实现的是 (　　) A. Cu→Cu(NO3)2→KNO3 B. Fe→Fe2O3→FeCl2 C. Na2SO4→NaNO3→NaCl D. KOH→Ba(OH)2→NaOH A 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 [解析] 铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜,硝酸铜与氢氧化钾反应生成硝酸钾和氢氧化铜,均能通过一步反应实现,A正确;铁生锈能生成氧化铁,氧化铁与盐酸反应生成氯化铁,不能通过一步反应生成氯化亚铁,B不正确;硫酸钠与硝酸钡反应生成硝酸钠和硫酸钡,硝酸钠不能通过一步反应生成氯化钠,C不正确;氢氧化钾不能通过一步反应生成氢氧化钡,氢氧化钡与硫酸钠反应生成硫酸钡和氢氧化钠,D不正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 2. (2023·成都)甲、乙、丙、丁均为常见物质,甲、乙是金属单质,甲、丙、丁均含同一种元素,转化关系如图(“→”表示一步转化)。下列判断错误的是 (　　) A. 甲的金属活动性强于乙 B. 乙不能与酸反应 C. 若丙、丁类别不同,则一定为氧化物和盐 D. 转化中的基本反应类型一定有置换反应 B 1 2 3 4 5 6 7 8 [解析] 甲、乙是金属单质,且甲能转化为乙,说明甲的金属活动性强于乙,A正确。甲可以是铝、锌、铁等金属,乙可以是锌、铁、铜等金属,若甲是铝,乙可以是铁,丙可以是硫酸铝,丁可以是氧化铝,铁能与酸发生反应,B错误。由于只有金属氧化物和盐能与对应金属相互转化(如甲是铁,乙是铜,丙是硫酸亚铁,丁是四氧化三铁),所以若丙、丁类别不同,则一定为氧化物和盐,C正确。甲、乙是金属单质,甲能转化为乙,该转化属于置换反应,则转化中的基本反应类型一定有置换反应,D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 3. (2024·天津)如图所示为甲、乙、丙、丁四种物质间的相互关系,涉及的反应均为初中化学常见反应(“—”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 (　　) D 选　项 甲 乙 丙 丁 A. CuO H2 H2SO4 Mg B. HCl Fe Fe3O4 O2 C. O2 CO CO2 C D. Ca(OH)2 CO2 Na2CO3 HCl 1 2 3 4 5 6 7 8 [解析] 由图示可知,甲能和乙、丙反应,丙能和丁反应,丁能转化成乙,乙能和丙相互转化。氢气不能通过一步反应转化成硫酸,A不符合题意。四氧化三铁不能和氧气反应,B不符合题意。氧气不能和二氧化碳反应,C不符合题意。氢氧化钙能和二氧化碳、碳酸钠反应,碳酸钠能和盐酸反应,盐酸能转化为二氧化碳,二氧化碳能与碳酸钠相互转化,D符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 4. ★(2023·金昌)A、B、C均含同一种元素,A为单质,B有毒,D为红棕色粉末,M是一种常见的酸,I俗称生石灰。它们之间存在如下转化关系,根据以上信息回答下列问题。 (1) 写出物质F的化学式:　　 　　,H溶液中的金属阳离子的离子符号为 　　　　。  CaCO3 Fe3+ 1 2 3 4 5 6 7 8 (2) 反应②属于　　　　　　　(填基本反应类型)。  (3) 写出反应①的化学方程式:　　　　 　　　　　　　　。  (4) 用简洁的语言描述E→G反应的现象: 　　　　　　　　　　　。  (5) 写出物质J在生活、生产中一种常见的用途: 　　　　　　　　　　　　　 。 复分解反应 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 固体逐渐溶解,有气泡产生,溶液 由无色逐渐变为浅绿色 配制农药波尔多液(或改 良酸性土壤等合理答案均可) 1 2 3 4 5 6 7 8 [解析] 根据题目信息,D为红棕色粉末,则D是氧化铁;B能与氧化铁反应且有毒,则B为一氧化碳;氧化铁与一氧化碳在高温的条件下反应生成二氧化碳和铁,C能转化为一氧化碳,则C为二氧化碳,E为铁;A、B、C均含同一种元素,且A为单质,则A可以是碳或氧气;I俗称生石灰,则I为氧化钙;F在高温的条件下会生成氧化钙,则F是碳酸钙;碳酸钙与酸反应生成二氧化碳,因此M可以是盐酸;氧化铁与盐酸反应会生成氯化铁,则H可以是氯化铁;氧化钙能转化为J,H与J反应生成红褐色沉淀(氢氧化铁),则J为氢氧化钙。代入图中验证,推断合理。(1) 根据推断可知,F是碳酸钙,其化学式为CaCO3,H溶液中的金属阳离子为铁离子(Fe3+)。(2) 反应②是碳酸钙与酸 1 2 3 4 5 6 7 8 的反应,该反应属于复分解反应。(3) B为一氧化碳,D为氧化铁,C为二氧化碳,E为铁,因此反应①为一氧化碳和氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳,该反应的化学方程式为3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2。(4) E为铁,M可以为盐酸,铁与盐酸反应生成氢气和氯化亚铁,该反应的现象为固体逐渐溶解,有气泡产生,溶液由无色逐渐变为浅绿色。(5) J为氢氧化钙,氢氧化钙在生活、生产中可以用于配制农药波尔多液,或改良酸性土壤,或作建筑材料等。 推断题的解题方法 推断类试题的形式通常有文字描述推断、文字描述与反应式结合推断和框图推断等。解推断类试题的步骤:首先,读审——仔细读题、审清题意,即弄清题意和要求,明确已知条件和未知条件,找出明显条件和隐藏条件。其次,找突破口或“题眼”——通过分析结构特征、性质特征、反应特征和现象特征及特征数据等,确定某一物质或成分的存在,以此作为解题突破口。再次,推理——从突破口向外扩展,通过顺推法、逆推法、假设法得出初步结论。最后,做全面检查,验证推论是否符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 5. (2023·天津)某氯化钠固体样品中可能含有硫酸钠、硝酸钡、氯化镁、硫酸铜和碳酸钙中的一种或几种。为确定其成分,取40g该固体样品,按如图流程进行实验。回答下列问题: 1 2 3 4 5 6 7 8 (1) 白色沉淀A的化学式为　　　　。  (2) 写出生成白色沉淀B的化学方程式: 　　　　 。  (3) 该固体样品中除氯化钠外,还一定存在　　　　　　　　　　　　　。 (4) 已知实验中得到2g白色沉淀A,2.33g白色沉淀B,5.8g白色沉淀C,则该固体样品中氯化钠的质量分数为　　　　。 CaCO3 BaCl2+Na2SO4 2NaCl+ BaSO4↓ CaCO3、Na2SO4、MgCl2 67.7% [解析] 根据题给信息,分析如图所示。 1 2 3 4 5 6 7 8 (1) 白色沉淀A是碳酸钙,化学式为CaCO3。(2) 白色沉淀B是该固体样品中的硫酸钠和加入的氯化钡反应生成的硫酸钡,该反应的化学方程式为BaCl2+Na2SO4 2NaCl+BaSO4↓。(3) 据分析可知,该固体样品中除氯化钠外,还一定存在碳酸钙、硫酸钠和氯化镁。(4) 2g白色沉淀A是碳酸钙,2.33g白色固体B是硫酸钡,设40g该固体样品中硫酸钠的质量为x。 BaCl2+ 2NaCl+↓ =　x=1.42g 1 2 3 4 5 6 7 8 5.8g白色沉淀C是氢氧化镁,设40g该固体样品中氯化镁的质量为y。 2NaOH+ ↓+2NaCl =　y=9.5g 所以40g该固体样品中氯化钠的质量为40g-2g-1.42g-9.5g=27.08g,该固体样品中氯化钠的质量分数为×100%=67.7%。 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 类型二　物质的制备(工业流程题) 6. (2024·连云港)一种以黄铜渣(含Zn、Cu、ZnO、CuO)为原料获取Cu和ZnSO4溶液的实验流程如图。下列说法正确的是 (　　) A. 加入稀硫酸生成H2的化学方程式为Cu+H2SO4 CuSO4+H2↑ B. 根据流程可以判断Zn的金属活动性比Cu的强 C. 判断加入的Zn已过量的依据是溶液中有固体剩余 D. 流程中涉及的化学反应类型均为置换反应 B [解析] 在金属活动性顺序中,铜位于氢之后,铜与稀硫酸不反应,A错误;由实验流程可知,向含硫酸锌和硫酸铜的溶液中加入过量锌,过滤,得到铜、锌混合物和硫酸锌溶液,据此可判断Zn的金属活动性比Cu的强,B正确;铜与稀硫酸不反应而锌与稀硫酸反应,判断加入的Zn已过量的依据是向固体中加入稀硫酸,有气体产生,C错误;黄铜渣(含Zn、Cu、ZnO、CuO)中加入稀硫酸,氧化锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和水、氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,这两个反应为复分解反应,D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 7. ★(2024·宜宾)二水合氯化钙(CaCl2·2H2O)可用于食品加工、制药等领域。工业上以石灰石(主要成分为CaCO3,含少量Fe2O3和MgCO3等杂质)为原料生产CaCl2·2H2O的主要流程如图。回答下列问题: 已知:pH>9.5时,Fe3+和Mg2+完全转化为沉淀。 (1) 将石灰石粉碎的目的是 　　　。  增大反应物间的接触面积,使反应更快、更 充分 1 2 3 4 5 6 7 8 (2) “酸溶”时,CaCO3发生的反应属于　　 　　(填基本反应类型)。  (3) “滤渣”的成分有Mg(OH)2和　　 　　(填化学式)。  (4) “系列操作”依次为蒸发浓缩、　　 　　、过滤,得到CaCl2·2H2O晶体。  (5) 若用10t36.5%的浓盐酸制得6.615tCaCl2·2H2O,则浓盐酸中HCl的利用率是　　　　%(CaCl2·2H2O的相对分子质量为147)。 复分解反应 Fe(OH)3 降温结晶 90 [解析] (1) 将石灰石粉碎的目的是增大反应物间的接触面积,使反应更快、更充分。(2) “酸溶”时,CaCO3发生的反应是碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应符合两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的特征,属于复分解反应。(3) 石灰石的主要成分为CaCO3,含少量Fe2O3和MgCO3等杂质,加入浓盐酸,碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,碳酸镁和盐酸反应生成氯化镁、二氧化碳和水,加入石灰乳,氯化铁和氢氧化钙反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钙,氯化镁和氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,故“滤渣”的成分有Mg(OH)2和Fe(OH)3。(4) 通过“系列操作”将氯化钙溶液 1 2 3 4 5 6 7 8 转化为CaCl2·2H2O晶体,应通过降温结晶的方法,则“系列操作”依次为蒸发浓缩、降温结晶、过滤,得到CaCl2·2H2O晶体。(5) 根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,则制得6.615tCaCl2·2H2O需要消耗HCl的质量为=3.285t,则浓盐酸中HCl的利用率为×100%=90%。 1 2 3 4 5 6 7 8 工业流程题的解题方法 工业流程题的考法一般包括两个方面:一是以实验为目的的流程题,主要是对混合物的除杂、分离和提纯;二是以制备某物质为目的的流程题。 解答以实验为目的的流程题一定要认真从题目中找出要得到的主要物质是什么,混有的杂质有哪些,认真分析加入某一试剂后,能与什么物质发生反应,生成了什么物质,要用什么方法才能将杂质除去,只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。解答以制备某物质为目的的流程题,应明确要制取什么物质,从题干或问题中获取有用信息,了解产物的性质,题目中的信息往往是制备该物质的关键所在。另外,解答流程题时还应注意流程中所加试剂的量的多少及流程中涉及的物质有哪些可以循环利用等。 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 8. (2023·武汉)硫酸锌可用于制备各种含锌材料,在防腐、医学上有很多应用。菱锌矿的主要成分是ZnCO3,还含有少量的二氧化硅和氧化铁。以菱锌矿为原料制备ZnSO4·7H2O 的工艺流程如图所示,据图回答下列问题:(二氧化硅难溶于水,也不与稀硫酸反应) (1) 菱锌矿属于　　　　(填“纯净物”或“混合物”)。  混合物 1 2 3 4 5 6 7 8 (2) “酸浸”中观察到的现象是 　　　　。  (3) 滤液1中含有的阳离子是　　 　　(填离子符号)。  (4) “转化”中加入足量锌粉,反应的化学方程式有Zn+Fe2(SO4)3 ZnSO4 +2FeSO4和　　　　　　　　　 　　　　　(写一个即可)。  固体部分溶解,有气泡产生,溶液由无色变 为黄色 H+、Zn2+、Fe3+ Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑(或Zn+FeSO4 Fe+ZnSO4) 1 2 3 4 5 6 7 8 (5) 下列说法正确的是　　　　(填字母)。  A. “粉碎”是为了使菱锌矿在“酸浸”中与稀硫酸充分反应 B. 在“转化”中加入锌粉,若无气泡冒出,则说明锌粉已足量 C. 滤渣甲、滤渣乙均能与稀硫酸反应产生气体 D. 滤液2的质量一定比滤液1的质量大 AD 1 2 3 4 5 6 7 8 [解析] (1) 菱锌矿中含有多种物质,是混合物。(2) “酸浸”中,发生的反应为稀硫酸和碳酸锌反应生成硫酸锌、水和二氧化碳,稀硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水,所以“酸浸”中观察到的现象是有气泡产生,溶液由无色变为黄色。(3) 滤液1中含有的阳离子是过量的硫酸中的H+、反应生成的硫酸锌、硫酸铁中的Zn2+、Fe3+。(4) “转化”中加入足量锌粉,除了题中已给出的反应外,还有锌与过量的稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气、锌与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌,反应的化学方程式分别为Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑、Zn+FeSO4 Fe+ZnSO4。(5) “粉碎”是为了增大反应物之间的接触面积,使菱锌矿在“酸浸”中与稀硫酸充分反应,A选项说法正确。在“转化”中加入锌粉,锌先将硫酸铁转化为硫酸亚铁,之后和过量的稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,加入锌粉无气泡冒出,只能说明硫酸铁、硫酸 1 2 3 4 5 6 7 8 已完全反应,但生成的硫酸亚铁是否被锌完全转化为硫酸锌,无法通过无气泡冒出作出判断,所以在“转化”中加入锌粉,若无气泡冒出,不能说明锌粉已足量,B选项说法错误。滤渣甲中的主要成分是二氧化硅,二氧化硅不能与稀硫酸发生反应,滤渣乙中含有锌和铁,它们都能与稀硫酸反应产生气体,C选项说法错误。加入锌粉后,锌先和硫酸铁反应生成硫酸亚铁和硫酸锌,加入固体物质反应后无气体、沉淀生成,溶液质量增大;然后锌和过量的稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,参加反应的锌的质量比生成氢气的质量大,溶液质量增大;锌最后和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,由于锌的相对原子质量大于铁,且硫酸锌和硫酸亚铁中锌和铁的化合价都为+2,反应后溶液质量也增大,所以滤液2的质量一定比滤液1的质量大,D选项说法正确。 $$