内容正文:
物质的转化
思维导图
1. 非金属单质与其化合物的转化。
2. 金属单质与其化合物的转化。
3. 单质、氧化物、酸、碱、盐相互之间转化的规律。
一、非金属单质与其化合物的转化
1. 非金属在一定条件下可以转化为相应的化合物,如:
S+O2SO2;C+O2CO2;2H2+O22H2O。
2. 某些非金属氧化物与水反应可以生成对应的酸,如:
CO2+H2OH2CO3;SO2+H2OH2SO3;SO3+H2OH2SO4。
二、金属单质与其化合物的转化
1. 金属单质和非金属单质在一定条件下可以反应,生成相应的盐
或金属氧化物,如:
Fe+SFeS;2Fe+3Cl22FeCl3;3Fe+2O2Fe3O4。
2. 某些金属氧化物与水反应可以生成相应的碱,如:
CaO+H2OCa(OH)2;Na2O+H2O2NaOH;K2O+H2O2KOH。
三、单质、氧化物、酸、碱、盐相互之间转化的规律
1. 金属→金属氧化物→碱→盐,如:Ca→CaO→Ca(OH)
2→CaCO3。
2. 非金属→非金属氧化物→酸→盐,如:
C→CO2→H2CO3→Na2CO3。
3. 金属+非金属→无氧酸盐,如:2Na+Cl22NaCl。
4. 金属氧化物+非金属氧化物→含氧酸盐,如:
Na2O+CO2Na2CO3。
5. 酸+碱→盐+水,如:HCl+NaOHNaCl+H2O。
6. 盐+盐→新盐+新盐,如:NaCl+AgNO3AgCl↓+NaNO3。
7. 金属氧化物+酸→盐+水,如:Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O。
8. 非金属氧化物+碱→盐+水,如:SO2+2NaOHNa2SO3+H2O。
9. 碱+盐→新碱+新盐,如Ca(OH)2+Na2CO32NaOH+CaCO3↓。
10. 盐+酸→新盐+新酸,如BaCl2+H2SO4BaSO4↓+2HCl。
11. 金属+盐→新金属+新盐,如:Fe+CuSO4Cu+FeSO4。
12. 金属+酸→盐+氢气,如:Fe+2HClFeCl2+H2↑。
知识点一:非金属单质与其化合物的转化
如图所示为部分含碳物质的转化关系图。
(1)能通过化合反应实现的转化有 (填序号)。
(2)反应④无明显现象,要检验生成物,可加入的试剂
是 。
(3)进行⑥的转化,实验室常用物质的化学式为 。
(4)实验室常用⑦来制取CO2,写出该反应的化学方程式:
。
依据反应流程图写出各转化的化学方程式,再进行解答。
(1)①④⑧只能通过化合反应实现,②③不仅可通过化
合反应实现,还能分别通过一氧化碳与氧化铜在加热条件下生成铜和二
氧化碳、碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳等来实现;⑥既可
以通过化合反应实现,又可以通过二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙
和水等来实现。(2)二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊
溶液变红色。(3)二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水。
(4)实验室常用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳。
(1)①②③④⑥⑧ (2)紫色石蕊溶液 (3)Ca
(OH)2 (4)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
熟练掌握二氧化碳、一氧化碳、碳的化学性质与实验室制
取CO2的反应原理等是解题的关键。
比较归纳是化学学习中常用的一种方法。以下是C、CH4、
CO三种物质转化为CO2的转化关系:①C→CO2;②CH4→CO2;③
CO→CO2。下列对它们的比较归纳正确的是( D )
A. 三种转化发生的都是化合反应
B. 三种转化中所有的生成物在常温下都是气体
C. 三种物质都只能跟氧气反应才能转化为二氧化碳
D. 三种物质都可以在点燃的条件下发生反应转化为二氧化碳
D
知识点二:金属单质与其化合物的转化
小舟归纳了金属及其化合物之间的部分转化关系,如图
所示。
(1)请写出符合图中转化规律①的化学方程
式: (写一个即可)。
(2)我国古代劳动人民最早发明湿法炼铜技术,其原理是:第一步用
硫酸将铜矿中的铜转变为可溶性的硫酸铜,第二步将铁放入硫酸铜溶液
中把铜置换出来。其中利用了图中转化规律⑧的是第 步。
金属与氧气反应生成金属氧化物,金属氧化物可与水反应
生成碱,碱与酸反应生成盐,盐与金属反应可以生成新的金属,金属与
酸反应生成盐,根据以上规律分析解答。
(1)转化规律①是金属转化为金属氧化物,符合条件即
可。(2)第一步将铜转变为硫酸铜是将金属转化为盐,对应图中转化
规律⑦;第二步将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来,铁与硫酸铜反应
生成硫酸亚铁和铜,是盐转化为金属,对应图中转化规律⑧。
(1)2Mg+O22MgO (2)二
本题考查金属、金属氧化物、碱、盐之间的转化关系,掌
握每步转化对应的化学方程式是解题的关键。
如图所示为铁、盐酸、氢氧化钙、硫酸铜和氯化
镁五种物质的反应与转化关系,“ ”表示两种物质之间能发生化学反
应,“ ”表示在一定条件下的物质转化。
(1)A物质是 (填化学式)。
(2)C与E反应的基本类型是 。
Fe
复分解反应
(3)从物质反应规律分析,在单质、氧化物、酸、碱和盐中,能与B反
应生成D的物质有 (填序号)。
①2类 ②3类 ③4类 ④5类
③
知识点三:酸、碱、盐之间的相互转化
如图所示,小金分别向含有Ba(NO3)2、Na2CO3溶液的甲、乙两
支试管中滴加稀硫酸,并将两支试管中反应后的物质倒入干净的烧杯
中,对烧杯内的物质进行处理。下列说法中正确的是 ( )
A. 无色滤液b一定呈中性
B. 白色沉淀a为硫酸钡沉淀
C. 反应后的甲试管中稀硫酸过量
D. 反应后的乙试管中稀硫酸过量
根据盐和酸的化学性质、硫酸钡和碳酸钡的性质及沉淀的
组成进行分析。
酚酞溶液在显酸性和中性的溶液中都不变色,而加过量的
稀硝酸后白色沉淀a部分溶解,说明白色沉淀a为硫酸钡和碳酸钡,有碳
酸钡生成,说明甲试管中硝酸钡过量,乙试管中碳酸钠过量,所以反应
后的甲、乙两支试管中均不含稀硫酸,而在无色滤液b中加入稀硫酸无
气体、沉淀产生,说明碳酸钠和硝酸钡都没有剩余,所以无色滤液b中
只含有硝酸钠,所以它显中性。
A
在解此类题时,首先要将题中的信息掌握完全,根据实验
现象逐步推理出生成物以及反应物的量的关系,然后结合学过的知识进
行解答。
以下是三种制备硫酸亚铁的方法:①Fe→FeSO4;②Fe
(OH)2→FeSO4;③FeO→FeSO4。若这些转化都由一步反应完成,则下列分析中正确的是( A )
A. ①转化中发生的不一定是置换反应
B. ①②③转化中反应前后铁元素的化合价都不变
C. 三种转化都必须加入硫酸才能完成
D. 三种转化的生成物中一定有水
A
我国将力争2060年前实现碳中和,CO2的捕捉是减少碳排
放的措施之一。
(1)一种利用NaOH溶液捕捉回收CO2的过程如图甲所示。
①捕捉室中NaOH溶液常喷成雾状,优点是 。
②“反应、分离”环节发生的复分解反应是 (填化学方程
式)。
③“反应、分离”环节分离物质采用的方法是 。
(2)CaO固体也可以捕捉回收CO2。研究表明,CaC2O4·H2O热分解制得的CaO疏松多孔,具有良好的CO2捕捉性能。取1.46 g CaC2O4·H2O进行加热,固体的质量随温度的变化如图乙所示。(CaC2O4·H2O的相对分子质量为146)
①写出400~600℃范围内分解反应的化学方程式: 。
②据图分析,CaO捕捉CO2的反应温度应 (填“高于”或“低于”)
800℃。
(1)分析流程图每一步骤的目的并注意箭头的指向。
(2)分析图中信息知道质量变化的原因,0~200℃范围内CaC2O4·H2O失去结晶水,400~600℃范围内CaC2O4分解生成CaCO3、CO。
(1)①捕捉室中NaOH溶液常喷成雾状,优点是能增大反
应物的接触面积,使反应更快、更充分。②“反应、分离”环节发生的复
分解反应:碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠。③“反
应、分离”环节分离物质采用的方法是过滤。(2)①由图中信息可知,
0~200℃范围内CaC2O4·H2O失去结晶水,400~600℃范围内CaC2O4
分解生成CaCO3、CO。②据图分析,CaO捕捉CO2的反应温度应低于
800℃,因为当温度高于800℃时,碳酸钙发生分解反应,只有低于此温度,
才有利于氧化钙与二氧化碳化合。
(1)①能增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分
②Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH ③过滤 (2)①
CaC2O4CaCO3+CO↑ ②低于
本题通过流程图考查CO2的捕捉与综合利用,同时考查学
生对图像的分析与计算能力,读懂图中信息是解题的关键。
1. 某单质能实现如图所示的物质类别间的直接转化,这种单质是
( D )
A. 氢气 B. 铜 C. 铁 D. 钙
D
2. 下列制取MgSO4的四种方法中不可行的是( D )
A. Mg+H2SO4MgSO4+H2↑
B. MgCO3+H2SO4MgSO4+H2O+CO2↑
C. MgO+H2SO4MgSO4+H2O
D. Mg(OH)2+CuSO4Cu(OH)2↓+MgSO4
D
3. 下列物质间的转化通过一步反应不能实现的是( C )
A. CuO→CuCl2→Cu(OH)2 B. H2SO4→HCl→HNO3
C. NaCl→NaNO3→Na2SO4 D. K2CO3→K2SO4→KOH
C
4. 如图所示为一种物质经一步反应转化的两种途径,下列说法中正确的
是( C )
A. 氧化物为SO2 B. X只能是硫酸
C. ②可能有沉淀生成 D. ①②均属于复分解反应
C
5. 如图所示,甲、乙、丙、丁、戊分别是Fe2O3、H2SO4、Ba(OH)2溶
液、Na2CO3溶液、CO2中的一种,图中“——”表示相邻物质可以相互反
应,丙与甲、乙、丁均能反应生成白色沉淀,甲、丙产生的白色沉淀能
和丁溶液反应。下列说法中正确的是( B )
A. 甲一定是Na2CO3溶液
B. 丁和戊反应后溶液一定呈黄色
C. 乙与戊一定都是氧化物
D. 丙与丁反应生成的沉淀一定溶于稀硝酸
B
6. 类推的思维方法在化学学习中应用广泛。例如:水(H2O)→过氧化
氢(H2O2);氧化钠(Na2O)→过氧化钠(Na2O2)。由此可推断过氧
化钙的化学式为( C )
A. Ca2O B. Ca2O2 C. CaO2 D. CaO3
C
7. 如图所示,甲、乙、丙是初中常见的物质,“ ”表示转化关系。
(1)若甲是单质,乙、丙为由两种相同元素组成的液态物质,则甲可
以是 。
(2)若甲加水后溶液能使酚酞溶液变红,在一定条件下甲能与
CO2通过化合反应生成乙,乙是石灰石的主要成分,丙是纯碱。
①写出一个符合“丙→乙”转化关系的化学方程式:
。
②若一包白色粉末由甲、乙、丙中的一种或多种物质组成,加水溶解后
发现有白色沉淀,过滤,在上层清液中滴入盐酸,发现有气泡产生,则
原样品中一定含有 。
氢气(或氧气)
Na2CO3+Ca(OH)
2
CaCO3↓+2NaOH
碳酸钠
8. 如图所示为小科绘制的单质铜及其化合物的转化模型图,其中能转化
的环节有( C )
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
C
9. 如图所示,X、Y、Z三种物质的类别不同,连线两端的物质常温下均
能反应。下列说法中正确的是( C )
A. X和Z可以是CuO和CaCl2
B. X、Y、Z可以是CuSO4、Ca(OH)2和H2SO4
C. Y和Z可以是K2CO3和Ca(OH)2
D. X和Y可以是NaCl和NaOH
C
10. 由Mg(OH)2和MgO组成的混合物,测得其中镁元素的质量分数为
48%。取该混合物10 g,将其放入110 g稀硫酸中恰好完全反应,所得溶
液中溶质的质量分数为( C )
A. 12% B. 24% C. 20% D. 30%
C
【解析】混合物中镁元素的质量为10 g×48%=4.8 g,设恰好完全反应后
溶液中硫酸镁的质量为x,由镁元素守恒可知,
Mg~MgSO4
24 120
4.8 g x
,解得x=24 g,
反应后溶液的质量为10 g+110 g=120 g,
则溶液中溶质的质量分数为×100%=20%。
11. 某工厂产生的工业废料中主要含氧化铜和氧化铁,如果不
处理,任意排放会造成环境污染,经过处理后可回收铜和硫酸亚铁(不
考虑其他杂质对流程的影响),过程①、过程③中所加试剂相同。根据
如图所示的流程图回答下列问题:[已知Fe+Fe2(SO4)33FeSO4]
(1)写出过程①中发生反应的化学方程式:
(任写其中一个即可)。
(2)过程②的实验步骤是 。
(3)固体B的成分是 。
(4)过程③中可观察到的现象有
。
CuO+H2SO4
+3H2O]
加入过量的铁粉,并过滤
铜、铁
固体部分溶解,产生气泡,溶
液由无色变成浅绿色
12. 根据“绿色化学”的思想,某化学家设计了下列化学反应步骤:①
CaBr2+H2OCaO+2HBr;②2HBr+HgHgBr2+H2↑;③
HgBr2+CaOHgO+CaBr2;④2HgO2Hg+O2↑。该方案的主要目的是制备( C )
A. HBr B. CaO C. H2 D. Hg
C
【解析】“绿色化学”的要求:在获取新物质的化学反应中充分利用参
与反应的每个原料,每一个反应的生成物只要能是其他反应的反应物,
则就可循环使用,分析知反应①的两种生成物可为②③提供反应物,反
应②的生成物溴化汞可为③提供反应物,氢气未被重新利用,反应③的
两种生成物可为①④提供反应物,反应④的生成物汞可为②提供反应
物,氧气没有被重新利用,故在整个的反应中最后剩余的物质是氢气与
氧气,分析选项可得答案。
13. 某炉渣中主要含FeO、Fe2O3,还有少量既不溶于水,也不与稀硫酸
反应的杂质。现按如图所示的工艺流程,用炉渣制备绿矾
(FeSO4·7H2O)。查阅资料:氧化亚铁与稀硫酸、铁与硫酸铁反应均可生成硫酸亚铁。
(1)步骤一中的操作名称是 。
(2)步骤一中发生反应的化学方程式为
。
过滤
FeO+H2SO4
(3)将滤液2蒸发浓缩、降温结晶、过滤,用冰水洗涤,低温干
燥后得到FeSO4·7H2O晶体,其中用冰水洗涤的作用是
。
(4)pH的大小关系:滤液1<滤液2,造成该结果的原因是
。
减少溶质的损
失
铁消
耗了过量的稀硫酸,降低了溶液中H+的浓度(数量),从而使溶液的酸
性减弱
$$