2.5 物质的转化 讲练-2025-2026学年浙教版科学九年级上册

浙教版九上科学第二章 物质的转化与材料运用 2.5物质的转化 ( 思维导图 ) 考点一、非金属及其化合物之间的转化 （一）有的非金属可以转化为非金属氧化物(以硫黄燃烧实验为例) 实验步骤 实验现象 化学方程式 取一药匙硫黄，观察其外观 淡黄色粉末 将硫黄放到燃烧匙中，在酒精灯上点燃硫黄，观察现象 硫黄燃烧，产生淡蓝色火焰并放出热量，生成无色、有刺激性气味的气体 S+O2 点燃 SO2 把燃烧着的硫黄放进盛有氧气的集气瓶内，观察现象 燃烧更旺， 产生明亮的蓝紫色火焰， 生成无色、有刺激性气味的气体 S+O2 点燃 SO2 其他非金属在一定条件下也可以与O2发生反应，如: 4P+5O2 点燃 2P2O5 C+O2 点燃 CO2 2H2+O2 点燃 2H2O （二）非金属氧化物可以转化生成酸，不稳定的酸受热分解后又重新生成非金属氧化物(以CO2与碳酸的转化实验为例) 实验步骤 实验现象 原因分析 反应的化学方程式 取2杯蒸馏水，向1杯吹气或通入CO2。然后向2只烧杯中滴加紫色石蕊试液 吹气或通入CO2的烧杯中滴入紫色石蕊试液后，溶液变红；另一烧杯无变化 吹气或通入CO2的烧杯中，生成了碳酸 CO2+H2O==H2CO3 从2只烧杯中分别取少量液体放入试管中，加热，观察现象 变红色的溶液又变成了原来的紫色，另一个无变化 碳酸不稳定， 受热分解生成CO2和H2O H2CO3 △ CO2↑+ H2O 其他非金属氧化物也可以与H2O反应，如:SO2+H2O = H2SO3 SO3+H2O = H2SO4 （三）非金属与其他化合物的转化 非金属 → 非金属氧化物 → 酸 → 盐 非金属 → 非金属氧化物 → 盐+水 ( 典例分析 ) 典例1：含硫的物质在实验室或工业生产过程中可出现下列图示的转化： （1）实验室中，点燃少量单质硫于充满氧气的集气瓶中燃烧，产生漂亮的蓝紫色火焰，生成物质A．A是工业排放物中一种主要的空气污染物，也是酸雨形成的主因之一．根据你学过的知识可将A转化成Na2SO3 ， 你提供的试剂是________． （2）在硫酸工业中，将A在一定条件下与空气中的物质反应得到B，B与水结合得到硫酸．B与A的组成元素相同，B中硫元素与硫酸中硫元素化合价相同，写出A转化成B的化学方程式：________． （3）上述物质转化过程中，属于化合反应的是________（填序号）． （4）若回收工业排放物A 32吨，理论上可生产硫酸________  吨． ( 举一反三 ) 变式1：（2024·舟山模拟）如图是初中四种常见物质之间的常见反应关系图，图中“—”表示相连的两种物质能反应，“→”表示两端的物质通过一步反应能转化。下列说法不正确的是（　　） A．X一定是Ca（OH）2 B．X与Y反应能生成NaOH C．X与Y不可能都是盐 D．Y可能是钠盐 变式2：（2024九上·温州期中）下表所列各组物质中，物质之间按箭头所示方向的转化通过一步反应就能实现的是（　　） 选项 物质 甲 乙 丙 丁 A CO2 CaCO3 H2O O2 B NaOH NaCl CO2 Na2CO3 C H2O2 H2O O2 MgO D CaO Ca(OH)2 H2O CaCl2 A．A B．B C．C D．D 变式3：如图为三种物质可能存在的转化关系，根据所学物质的性质及化学变化规律，判断下列说法中正确的是（　　） A．不能一步实现转化的有①② B．实现③转化，可通至氯化钠溶液 C．实现⑤转化，可加入碳酸钙粉末 D．实现⑥转化，可加入氢氧化钾溶液 考点二、金属及其化合物之间的转化 （一）有的金属与非金属可以发生反应，转化成化合物(以铁粉和硫黄反应的实验为例) (1)实验药品:铁粉(黑色)，硫黄。 (2)实验步骤、实验现象、反应的化学方程式 实验步骤 实验现象、反应的化学方程式 取少量铁粉放在白纸上，再取少量硫黄与铁粉混合。用磁铁接近混合物，观察现象 铁粉能被磁铁吸引 把混合物放进试管内，用酒精灯加热，观察现象 铁粉和硫黄反应发光，生成黑色固体，同时放出大量的热，反应的化学方程式为Fe+S △ FeS 将生成物倒在白纸上，观察生成物的外观，再用磁铁靠近生成物，观察磁铁能否吸引生成物 生成物呈块状，不能被磁铁吸引 其他一些金属与非金属也可以发生反应，如: 2Na+Cl2 点燃 2NaCl 2Fe+3Cl2 点燃 2FeC13 Cu+Cl2 点燃 CuCl2 (3)实验解释:反应前是单质铁，可以被磁铁吸引，反应后生成物不再是铁，而是硫化亚铁，所以不能被磁铁吸引。充分说明单质铁转化成了相应的化合物。 （二）某些金属氧化物可以与水反应生成碱（活泼性较强的金属） 实验步骤 实验现象 反应的化学方程式 在蒸发皿中放1小块生石灰，加少量水，搅拌，观察现象 生石灰与水反应放出大量的热 CaO+H2O= Ca(OH)2 向反应后的蒸发皿中滴加几滴无色酚酞试液，观察现象 无色酚酞试液变红 无 其他一些金属氧化物也可以与水反应生成碱，如:Na2O+H2O = 2NaOH BaO+H2O = Ba(OH)2 K2O+H2O=2KOH （三）金属与其化合物的转化 金属 + 氧气 → 金属氧化物， 金属 + 非金属单质 → 盐（除O2，N2，C外）； 金属氧化物 + 水→ 碱(只有BaO、K2O、CaO、Na2O能与水反应)； 碱 + 酸 → 盐 金属氧化物 + 酸 → 盐和水。 用化学方程式表示下列物质间的转化：“钙→氧化钙→氢氧化钙→碳酸钙”， ①2Ca＋O2===2CaO， ②CaO＋H2O===Ca(OH)2， ③Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O。 写出相应的转化规律：金属→金属氧化物→碱→盐。 ( 典例分析 ) 典例1：（2023九上·联合月考）如图是小科同学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（　　） A．①② B．②③ C．①③ D．②④ ( 举一反三 ) 变式1：（2024九上·江北期末）下列物质间的转化不能实现的是（　　） A． B． C． D． 变式2：（2023九上·台州月考）硫酸铜在工农业上有广泛应用。下列是某兴趣小组同学设计的利用铜制取硫酸铜的方案，可行的是（　　） A． B． C． D． 变式3：（2023九上·义乌月考）通过一步化学反应实现如图所示的X、Y、Z三种物质间转化，表格中X、Y、Z对应的物质能实现这种转化的是（　　） 选项 X Y Z A CO CO2 C B CuO Cu(OH)2 Cu(NO3)2 C HCl BaCl2 KCl D NaOH NaNO3 NaCl A．A B．B C．C D．D 考点三、金属的冶炼 （一）金属在自然界中的存在 在自然界中，仅有少数金属(化学性质非常稳定)是以游离态(即单质)的形式存在的，大多数金属(化学性质活泼)是以化合态的形式存在的。 （二）金属的冶炼原理与方法 (1)冶炼原理:金属冶炼就是要把金属从化合态变成游离态。 (2)冶炼方法:用C、CO、H2等还原剂与金属氧化物反应，夺取金属氧化物中的氧，得到金属单质，如C+2CuO高温 CO2↑+2Cu CO+CuO高温 CO2↑+Cu H2+CuO = H2O+Cu （三）氢气与氧化铜反应 (1)实验器材:试管、酒精灯、铁架台(带铁夹)。 (2)实验装置:如图所示。 (3)实验步骤:检(检验氢气的纯度)、通(通氢气)、点(点燃酒精灯加热)、熄(实验完毕，先熄灭酒精灯)冷(继续通氢气，直到试管完全冷却)。 (4)实验现象:黑色固体逐渐变为红色，同时试管口出现小水珠。 (5)注意事项 ①试管口应略向下倾斜，且试管口不能塞塞子。向下倾斜的目的是避免反应中生成的水倒流而炸裂试管。 ②氧化铜要铺在试管底部，目的是增大反应物的受热面积，加快反应速率。 ③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 的空气排净，加热后不易发生危险。 ④实验之前先通氢气后加热，目的是排出试管内的空气，防止氢气和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，直至试管冷却为止。目的是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。 ⑤因为要先通氢气，实验结束后还要通氢气，所以实际所用氢气的量要远大于理论用量。 （四）还原反应 (1)还原反应:含氧化合物里的氧被夺取的反应，叫做还原反应。如CuO中的氧被C、H2、CO等夺取，CuO发生了还原反应。 (2)还原性:能从含氧化合物中夺取氧的性质叫做还原性。 (3)还原剂:具有还原性的物质可做还原剂。C、H2、CO是常见的还原剂。 （五）铁的冶炼 (1)反应原理:在高温下，用还原剂(主要是一氧化碳 )从铁矿石中把铁还原出来。 (2)反应方程式:3CO+Fe2O3 高温2Fe+3CO2 (3)实验现象:红色的固体逐渐变为黑色(铁粉),同时产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。 (4)尾气处理:一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，可将尾气点燃或收集。 （六）有关纯度问题的计算 纯度 = 纯物质的质量/不纯物质的质量 x 100% (1)根据混合物的质量及纯度，计算纯净物的质量。纯净物的质量=混合物的质量x纯度。 (2)根据纯净物的质量，求其中组成元素的质量。 组成元素的质量=纯净物的质量x纯净物中某组成元素的质量分数。 (3)求工业产品中含杂质的物质的质量，即求混合物的质量。 混合物的质量=纯净物的质量/纯度 ( 典例分析 ) 典例1：（2024九上·绍兴期末）如图所示是氢气还原氧化铜的实验，回答下列问题： （1）该实验装置存在的一处不足之处是：　 　。 （2）改进后，实验过程中氧化铜先变成亮红色，后又变成了黑色，从实验操作上分析造成这种结果的原因是　 　。 ( 举一反三 ) 变式1：（2024九上·温州期中）小明设计了如图甲所示的实验装置，进行一氧化碳还原氧化铜的实验。为分离A装置中反应排出的一氧化碳和二氧化碳，他又设计了如图乙所示的装置（铁架台、铁夹等固定用装置已略去，a、b为活塞）。请回答： （1）实验前先要检查装置的气密性，并检验气体的纯度，再对图甲装置进行加热，加热前还要进行的一步操作是　 　。 （2）为分离得到CO和CO2，应该对图乙装置进行怎样的操作？　 　。 （3）对A装置中反应后得到的红色固体（此时氧化铜全部反应完），小明又进行了以下探究： 【查阅资料】：①氧化铜经一氧化碳还原不仅能生成铜，还可能生成中间产物氧化亚铜（Cu2O）； ②Cu2O是不溶于水的红色固体，能与酸发生反应，生成Cu2＋和Cu。 【提出猜想】：氧化铜经一氧化碳还原所得到的红色固体中除Cu外还可能含有Cu2O。 【进行实验】：小明设计了一个最简单的实验方案： 实验步骤 取少量该红色固体放入盛有稀盐酸的试管中，振荡 实验现象及结论 　 　 变式2：（2024九上·绍兴期末）天然气的主要成分为甲烷，燃烧可能会产生CO，为了检验天然气燃烧后的气体产物成分，进行如下实验： （1）实验开始时，点燃D处酒精灯之前，先通一会儿N2，其目的是　 　。 （2）A中无水CuSO4变蓝，说明气体产物中含有水；B中澄清石灰水变浑浊，证明气体产物中含有　 　 (填化学式)。 （3）实验中观察到　 　现象，说明气体产物中还有CO。 （4）F处为尾气处理装置，下列装置中合理的是　 　。 变式3：（2024九上·余杭期末）小科利用“氢气还原氧化铜"实验验证水的组成，实验装置及药品如图所示，实验前后测定的数据如表所示。回答问题： 实验前 实验后 硬质玻璃管及其内药品的质量/克 75.6 69.2 U形管及其内药品的质量/克 110.8 118.2 （1）为了实验安全，不开后加热硬质玻璃管内氧化铜前，应先进行的实验操作是　 　。 （2）实验中观察到硬质玻璃管中黑色粉末逐渐变红，则发生反应的化学方程式为　 　。 （3）验证水的组成的原理为：根据硬质玻璃管及其内药品在反应前后的质量差m1，U形管及其内药品在反应前后的质量差m2，可计算出水中氢、氧元素的质量比为　 　(用m1、m2表示)。 （4）若实验过程中小科操作无误，依据实验数据，分析产生误差的可能原因　 　(写出1点)。 考点四、化合物之间的相互转化 （一）金属在自然界中的存在 1.化合物相互转化的普遍性 在自然界中不断发生着各种物质间的相互转化。石灰岩岩洞里的钟乳石和石笋就是岩石中的碳酸钙经过复杂的化学反应转化而成的。发生反应的化学方程式为 CaCO3 + H2O +CO2 = Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 △ CaCO3+H2O+CO2↑。 2.物质相互转化的规律 研究表明:酸、碱盐、氧化物在一定条件下能发生相互转化。 (1)两条纵线(两列) a.金属 → 金属氧化物 → 碱 → 盐: 金属+氧气 → 金属氧化物， 金属氧化物+水 → 碱， 碱+酸 → 盐+水 b.非金属 → 非金属氧化物酸盐: 非金属+氧气 → 非金属氧化物， 非金属氧化物+水 → 酸, 酸+碱 → 盐+水 (2)两条折线(两外围) a.金属+酸→盐+氢气 b.金属1+盐1→金属2+盐2 (3)四条横线(四横) a.金属+非金属 → 无氧酸盐 b.金属氧化物+非金属氧化物 → 含氧酸盐 c.碱+酸 → 盐+水 d.盐1+盐2 → 盐3+盐4 (4)四条交叉线(四交叉) a. 金属氧化物+酸 → 盐+水 b. 非金属氧化物+碱 → 盐+水 c.碱1+盐1 → 碱2+盐2 d.酸1+盐1 → 酸2+盐2 ( 典例分析 ) 典例1：（2023九上·柯桥）如图是铁、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，“一”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　 　。 （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 ( 举一反三 ) 变式1：（2023·宁波）有一包固体样品，可能含氯化铁、硫酸钠、氢氧化钡、氢氧化钠中的一种或几种。小宁进行了如下实验.根据实验现象，下列判断错误的是（　　） A．滤液丙中含有氯化铁 B．沉淀乙为氢氧化铁、硫酸钡 C．滤液甲中一定不存在氢氧化钠 D．样品中一定有氯化铁、硫酸钠、氢氧化钡 变式2：（2023九上·浙江月考）科比学习了物质的性质后，梳理单质、氧化物、酸、碱、盐与X之间的转化关系如图所示。“→”表示某一种物质经一步反应可转化为另一种物质，部分反应物，生成物及反应条件已略去。 （1）若X是氯化钠，酸→X的化学方程式　 　，图中碱的化学式为　 　； （2）若X是水，则能实现图中物质转化的基本反应类型有____(填字母)。 A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应 变式3：（2023·宁波模拟） A~H为初中常见的化学物质，它们之间的转化关系如图所示(部分生成物已略去)。已知A是黑色固体，B是人体胃酸的主要成分，C是红棕色固体，D、F是由相同元素组成的两种气体，K是食用调味品。请按要求回答下列问题： （1）物质甲是　 　(填化学式) （2）请写出反应①的化学方程式　 　。 （3）请写出G的一种用途　 　。 ( 课后巩固 ) 1．（2024九上·拱墅期末）下列物质间的转化，不能通过一步化学反应实现的是（　　） A．CO2→CO B．HCl→AgCl C．NaNO3→NaOH D．Cu（OH）2→CuCl2 2．（2023·杭州模拟）如图为CO还原CuO“微型”实验装置（夹持仪器等略），已知：HCOOH H2O+CO↑，下列说法错误的是（　　） A．实验中所需CO可现制现用 B．“微型”装置可节约用品，污染小，现象明显 C．“微型”装置内空间较小，空气易排空，危险系数小 D．该实验中所涉及反应的基本类型有分解反应和置换反应 3．（2024九上·余杭期末）下列物质的转化中，只有加入酸才能一步实现的是（　　） A．CaCO3→CaCl2 B．Fe→FeSO4 C．NaOH→NaCl D．Ba(NO3)2→BaSO4 4．（2023九上·金华月考）下列物质间的转化可以实现的是（　　） A． B． C． D． 5．小乐利用如图所示装置和药品进行实验。实验时，先加热炭粉，一段时间后，将酒精喷灯移至CuO处加热，最终CuO变为紫红色固体。下列分析错误的是（　　） A．装置中气球的作用：收集尾气、防止污染空气 B．反应过程中，CuO变为Cu C．反应过程中，体现出炭粉具有还原性 D．装置中发生的反应：C+2CuO2Cu+CO2↑ 6．（2023九上·玉环月考）钢铁厂会利用焦炭产生的还原性气体来炼铁，某同学用此原理按如图装置进行实验，下列说法不正确的是（　　） A．该实验还需要增加尾气处理装置 B．加热前应先通入一段时间的，目的是排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸 C．溶液的作用是检验反应后的产物 D．反应结束后，应先停止加热，继续通入至固体冷却为止 7．（2023九上·杭州月考）Fe2O3、ZnO、CuO的固体混合粉末ag，在加热条件下用足量CO还原，得到三种金属单质的混合物4.82g，将生成的CO2气体用足量的澄清石灰水吸收后，产生10.0g白色沉淀，则a的数值为多少？（　　） A．6.42 B．7.62 C．9.22 D．无法计算 8．（2022·浙江温州·九年级期末）某气体可能由CO、H2、水蒸气中的一种或几种组成。小科利用下图的装置探究其成分，已知无水硫酸铜遇水会变蓝色。 （1）甲装置中盛放的液体是________ 。        （2）实验过程中观察到无水硫酸铜不变色，澄清石灰水变浑浊，则原气体中一定含有________ （填化学式），同时乙装置中黑色固体变________色。 9．（2024九上·余杭期末）《天工开物》记载的“生铁、熟铁连续生成工艺”，处于当时世界领先地位，是现代冶金工艺的雏形。其流程图如下所示： （1）熔炼过程中，氧化铁与一氧化碳在高温下反应的化学方程式为　 　。其中是一氧化碳是作为　 　(填“氧化剂"”或“还原剂”)。 （2）“黑色湿泥”(有效成分为磷酸铁FePO4)作为熔剂可加快反应，磷酸铁属于　 　类物质(填“酸”“碱”或“盐")。 （3）熟铁是指用生铁精炼而成的比较纯的铁，又叫纯铁。熟铁比生铁在相同环境下更不易生锈，说明钢铁生锈与　 　有关。 10．（2023·慈溪模拟）从盐湖中提取的某种矿物主要含有KCl，还有少量MgSO4、CaCl2及不溶性杂质SiO2.从该矿物中提取KCl的流程如图：回答下列问题： （1）滤渣Ⅰ的主要成分是　 　。 （2）Y溶液中溶质的化学式为　 　。 （3）向滤液Ⅱ中加入过量盐酸的目的是　 　。 11．（2023九上·金华月考）某次实验后，废液缸中残留物由稀硫酸、氢氧化钠、碳酸钠和氯化钡等试剂混合而成。同学们讨论后得到共识：上层溶液中一定含有Na+、Cl-，但对于其它离子还不能确认。为了确定该溶液中所含有的离子，同学们将残留物进行过滤，所做的实验和现象如下： ①取少量滤渣于试管中，滴加足量稀盐酸，有气泡产生； ②取少量滤液于试管中，滴加几滴酚酞试液，滤液变红色； ③取少量滤液于试管中，滴加几滴稀硫酸，有白色沉淀产生； ④取少量滤液于试管中，滴加几滴氯化钡溶液，没有白色沉淀产生。 （1）仅通过步骤①的实验现象，可以确定该废液缸的液体中一定没有的离子是　 　。 （2）小组同学对上述4个实验进行分析讨论，一致认为可以简化，只要实验　 　（填实验序号）即可达到实验目的。 12．（2023·杭州模拟）现有一包白色固体混合物，可能由硫酸铜、碳酸钙、碳酸钾、硫酸钠、氯化钡中的一种或几种混合而成，为确定其组成进行如图所示的实验： 试推断： （1）气体B是　 　（填化学式） （2）混合物中一定含有的物质是　 　（填化学式）。 13．（2023·绍兴模拟）实验室可用如图所示的装置模拟炼铁过程。 （1）加热前，先往大玻璃管中通入一氧化碳气体的目的是　 　。 （2）若玻璃管中氧化铁全部还原成铁，冷却后称量管内固体质量，比反应前减少了2.4克，则玻璃管中加入的氧化铁质量是　 　克。 （3）B装置除了吸收反应生成的二氧化碳外，还具有的作用是　 　避免污染 14．（2024九上·金华月考）大理石中含有少量硫化物，使制得的CO2中混有H2S气体。欲获取纯净、干燥的CO2，需对发生装置中产生的气体进行除杂，实验装置如图所示。 查阅资料： I．H2S能与NaOH等碱溶液、CuSO4溶液反应。 Ⅱ．CO2中混有的HCl气体可用饱和NaHCO3溶液吸收。 （1）图1装置甲中所盛试剂应选用____（填字母）。 A．浓硫酸 B．NaOH溶液 C．澄清石灰水 D．CuSO4溶液 （2）图1装置丙的作用是　 　。 （3）二氧化碳气体的收集装置可以选用图2中的　 　。 （4）为证明CO2和NaOH能发生反应，小高重新设计了如图所示的方案。则图3方案中所加试剂X应该是　 　。 15.（2023·上城模拟）小金进行了模拟炼铁实验。选用CO和氧化铁粉末进行反应，实验步骤如下： I.连接好装置，并检查装置的气密性； II装好药品，先通一会儿CO，再点燃酒精喷灯； III.实验结束， 。 （1）步骤Ⅲ中缺少的操作应为 。（填序号) A．先撤酒精喷灯，再继续通CO B．先停止通CO，再撤酒精喷灯 （2）装置B的作用除吸收、检验CO2外，还起到的作用是　 　。 （3）实验开始时加入a克纯氧化铁粉末，实验结束后取出玻璃管内的固体称量为b克，当b为　 　(用含有a式子表示)时，可判断氧化铁已完全转化为铁。 16．（2023九下·金华月考）某气体X可能是由H2、CO、CO2中的一种或几种组成，为了解其组成情况，小金设计了如下装置进行实验。 请回答下列问题： （1）写出CO还原CuO的化学方程式：　 　； （2）如果省略B装置，对实验结果的影响是：　 　； （3）气体X通过整套装置时，A中液体不浑浊，C中黑色粉末变成光亮的红色，D中液体变浑浊，则气体X的组成情况是　 　； （4）若要检验H2的存在，则应对该装置作何改进　 　。 17．（2024九上·瓯海期中）小科利用图示装置进行“一氧化碳还原氧化铜”实验。实验步骤如下： 步骤1：连接装置并检查装置的气密性，在确保装置气密性良好的基础上，按图示在各装置中添加药品。 步骤2：缓慢推注射器活塞，利用甲酸（一种无色溶液，溶质为）与浓硫酸在80℃水浴的条件下制备一氧化碳。 步骤3：待万用瓶中澄清水下降至安全线以下后再点燃酒精灯。 步骤4：当中出现 ▲ 现象时，可熄灭酒精灯；待装置完全冷却后，再进行整理。 （1）步骤2中是利用浓硫酸的脱水性（将有机物中的氢氧元素脱出，结合成水被浓硫酸吸收）来制取，该反应属于　 　反应。（填基本反应类型） （2）点燃酒精灯前，需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是　 　。 （3）步骤4中的现象是　 　。 18.为进一步确定湖边收集的气体的组成，同学们进行了以下探究过程，请你参与并协助他们完成相关学习任务。 【提出猜想】收集的气体中可能含有CH4、CO2、CO和H2O。 【查阅资料】CO+CuOCu+CO2 CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O 【设计方案】：学习小组的同学经过讨论，设计了如图所示的装置进行“猜想”的实验探究。已知：A为储气罐，存放湖边收集的气体；B中装有浓硫酸；C中装有CuO；D中盛装无水硫酸铜白色粉末；E中装有氢氧化钙溶液。 【讨论与交流】 （1）该系列装置还缺少尾气处理装置，写出一种你认为可行的尾气处理方法　 　。 （2）请你设计完成如图方框内的实验方案(选用下列装置，按连接顺序填写)　 　。 （3）原气体中若含有CH4，则D中的现象是　 　。 （4）老师认为以上设计仍有缺陷，不能确定CO气体是否存在。小王同学和小李同学想通过定量实验的方法进行检验，于是对实验方案进行了改进，E装置中的试剂改为足量的氢氧化钠溶液，同时对D、E装置在实验前后的质量进行称量，数据计入下表中： 反应前 反应后 D装置 100g 103.6g E装置 120g 125.5g 你认为根据上述数据计算后能否得出原气体中含有CO的结论，并简要分析：　 　。 19．（2023九上·杭州月考）小明发现某食品包装袋中有一个小袋，上面标有“成分：生石灰、铁粉；作用：防潮、防氧化”等字样。他想了解袋内粉末是否已失效，取少量粉末在水中充分溶解，滴入无色酚酞发现不变色。通过查阅资料获知，常温下铁在空气中不能反应生成Fe3O4和FeO，于是对粉末成分做出如下猜想： 猜想一：可能是CaCO3和Fe；猜想二：可能是CaCO3和Fe2O3；猜想三：可能是　 　。 【实验设计】小明设计了如图所示的实验： 【实验与分析】 ⑴向A装置中加入稀盐酸，B装置中出现浑浊现象，证明样品中含有CaCO3。 ⑵若粉末中含有Fe，装置E中应观察到的现象是　 　。 【评价与反思】 上述实验中，C装置的作用是　 　；如果将E装置去掉，是否还能验证粉末中含有Fe，请说明理由　 　。 20．（2024九上·瓯海期中）某混合气体可能有、、中的一种或几种，某学习小组的同学为了探究气体的组成，设计了如下装置进行实验（夹持装置已省略）。实验后发现A装置中溶液变浑浊，C中的固体由黑色变红色，D中的固体由白色变蓝色，F装置中的水流入烧杯。 在反应前后对C、D装置进行了质量的测量（各步反应均完全），测量结果如下表： 反应前后 反应前 反应后 C装置中玻璃管与固体的总质量g a c D装置中U形管与固体的总质量/g b d 请分析回答下列问题： （1）一定能证明原混合气体中有氢气存在的实验现象是　 　。 （2）F装置的作用：①“抽气”；②　 　。 （3）证明原混合气体中有CO存在的定量关系式子是　 　（用字母a、b、c、d表示）。 21．（2023九上·黄岩期中）实验室中有一包由KCl、MgSO4和CaCl2组成的固体混合物，某校研究性学习小组的同学为了除去其中的MgSO4和CaCl2，得到纯净的KCl，设计如下实验方案。 请你回答下列问题： （1）X溶液与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式是　 　。 （2）Y溶液中溶质的化学式是　 　。 （3）该实验中盐酸的作用是　 　。 （4）原固体样品中含KClm1g，最后得到KCl的固体m2g，则m1　 　m2。（填“＞”、“＜”或“＝”） 22．（2023九下·永康模拟）思维模型的建构既方便于问题的解决，又能促进深度学习。某科学研究小组同学在研究了气体检验专题内容后，认为气体检验的关键是对干扰气体的鉴定，其判断标准是对后续实验是否会产生干扰。于是通过讨论研究小组同学对解决“气体检验”类问题建构了如下思维模型： 【模型应用】同学们为检验天然气燃烧后的气体产物（甲烷已完全反应）成分，应用思维模型设计了如图实验方案，将天然气在氧气中燃烧后得到的混合气体通过该方案进行实验。 （1）实验过程中观察到A装置中的无水硫酸铜变蓝，则该气体燃烧后的产物成分有　 　 ； （2）实验中小阳同学发现B中黑色CuO变红，C中澄清石灰水变浑浊，得出了天然气燃烧后的气体产物中有CO2和CO结论。小莲认为该结论不严谨，理由是　 　； （3）交流时，小莲提出，只要先从a处通一段时间混合气体，观察现象，再点燃B处酒精灯加热，继续观察现象，就可顺利完成气体产物成分的检验。小莲提出在加热前先通一段时间的混合气体，其目的是　 　； （4）实验方案中，装置C可归属于上述思维模型中的　 　环节。 23．（2023·宁波模拟）某化学实验小组为了除去混在N2中的O2，将混合气体通过红热的铜丝网后，发现铜丝网变黑。在研究如何除去黑色物质，回收再利用铜丝网的讨论中，制定了下列方案。 请根据以上方案回答： （1）混合气体通过红热的铜丝网后，铜丝网变黑的原因　 　（用化学方程式解释）。 （2）两种方案相比较，甲方案明显的不足之处是　 　。 （3）若采用甲、乙两种方案处理此黑色铜丝网，则回收的铜丝网a的质量　 　（填“＜”、“＞”或“＝”）铜丝网b的质量。 （4）实验小组的同学发现，反应后烧杯中的液体有腐蚀性，应加以适当的处理。他们采取加入过量的铁粉的方案处理废液。加入足量的铁粉充分搅拌，最后得到的溶液中溶质为　 　。（填物质名称） 24．（2023九上·玉环月考）某校甲、乙两个兴趣小组对实验室一瓶敞口放置的氢氧化钠固体进行探究： 探究一：氢氧化钠固体是否变质：兴趣小组同学取少量氢氧化钠固体样品于试管中，加适量水溶解，滴加稀盐酸，产生大量气泡。同答下列问题： 探究二：氢氧化钠固体变质程度 【设计实验】：甲、乙两兴趣小组同学分别称取2g氢氧化钠样品与足量稀盐酸反应，通过测定产生二氧化碳的量进行计算。甲小组同学设计了如图所示的方案一测定二氧化碳的质量。（注：不考虑稀盐酸中气体的挥发） （1）【交流讨论】 乙小组同学认为方案一的C装置气管水面上应覆盖一层植物油，防止二氧化碳溶于水，由此提出了方案二，但甲小组同学认为方案二的装置也存在缺陷，会对实验结果产生影响。请你指出产生影响的原因：　 　（写一点）。 （2）【拓展探究】：经过交流讨论，甲、乙两小组同学共同设计了如图所示的实验方案来测定固体样品中氢氧化钠的质量分数： “操作1”的名称是　 　； （3）在获得以上数据后，小金经过计算得到固体样品中氢氧化钠的质量分数为　 　；如果沉淀N没有经过洗涤，就直接烘干称量，则导致测得的样品中氢氧化钠的质量分数　 　（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 25．（2023九上·金华月考）在学习“金属的冶炼”时，某学习小组用如图所示的装置测量氧化铜样品中氧化铜的质量分数，实验所取氧化铜样品质量为10克。（所含杂质不参加反应) （1）玻璃管内观察到的现象是　 　。 （2）甲同学的方法：先测出氢氧化钠浓溶液的质量为50克，待反应完全后再次称量，质量为54.4克。请你计算样品中氧化铜的质量分数　 　。 （3）乙同学的方法：先称量出玻璃管及样品的总质量为m1，待反应完全后再次称量，质量为m2，氧化铜的质量分数　 　。 （4）同学们查阅到CO除了具有可燃性、难溶于水等性质外，还具有毒性。因此，本实验中最大的不足是　 　。 26．（2024九上·江北期末）有一瓶标签无法辨认的试剂，是碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液中的一种。 （1）仅用下列一种试剂就可以进行鉴别的是____。 A．硫酸钾溶液 B．酚酞试液 C．氯化钠溶液 D．硝酸钡溶液 （2）选择合适的器材，利用第（1）题选择的试剂，设计实验方案，写出实验步骤、预期现象和对应结论。 27．（2024九上·温州期中）铁常用的是合金生铁和钢，通常通过金属冶炼制的。 （1）赤铁矿的主要成分为氧化铁，可用于炼铁。某地出产一种赤铁矿，其中氧化铁的质量分数为 64%，90 吨该赤铁矿经过充分冶炼，最多可生产含铁 96%的生铁多少吨？ （2）实验室常用还原剂还原氧化铁。某学生小组对过量碳粉与氧化铁反应产物中气体成分进行研究。 ①提出假设：该反应的气体产物全部是二氧化碳。 ②设计方案：将一定量的氧化铁在隔绝氧气条件下与过量炭粉完全反应（如图），测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。 ③查阅资料：氮气不与碳、氧化铁发生反应，可用来隔绝氧气。 ④实验操作： Ⅰ称取 3.2g 氧化铁与 2g 碳粉均匀混合，放入 48.48g 的玻璃管中，按如图装置连接； Ⅱ加热前，先通一段时间纯净、干燥的氮气，其目的是　 　； Ⅲ夹紧 T 处弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水变浑浊； Ⅳ完全反应后，冷却至室温，称得玻璃管和固体的总质量为 52.24g。 ⑤数据处理：经计算，参加反应的碳元素质量为 0.48g，氧元素质量为 0.96g。 ⑥得到结论：根据数据处理结果，得出原假设不成立，理由是　 　。 28．（2023·金华）研究小组同学在完成”酸的性质”实验①②后，将①②实验后试管中的物质全部倒入各自废液缸③中(如图甲)，结果出现了不同现象，部分小组同学的实验现象记录如下表。 组别 废液缸中现象 现象解释 第1小组 无沉淀、有气泡产生 　 第2小组 无沉淀、无气泡产生 　 第3小组 …… 　 …… …… 　 [原理分析]小组同学在老师指导下讨论后认为：任何一个化学反应，反应物的用量不同，反应后物质的组成成分就会不同，这是最终导致各组废液缸中出现不同现象的原因。 [交流讨论] （1）为分析第1小组废液缸中溶液的溶质成分，用玻璃棒蘸取溶液测得pH=3，则该小组废液中的溶质组成成分为 　 　(写化学式)； （2）第2小组废液缸中无沉淀、无气泡产生，从反应物用量的角度分析实验①②，可以得出该小组的实验②中反应物盐酸的用量应该是　 　； （3）如果其他小组实验所用反应物的用量都不一样，除了上面第1、2小组出现的现象外，还会出现的现象是　 　。 （4） [实验拓展]取第1小组废液缸中的溶液于试管中，逐滴溶加入碳酸钠溶液，并振荡，产生的气体全部逸出。图乙表示”溶液质量”随加入”碳酸钠溶液质量”的变化情况。 解释图中AB段和BC段溶液质量呈现不同增重趋势的原因　 　。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 学科网（北京）股份有限公司 $$ 浙教版九上科学第二章 物质的转化与材料运用 2.5物质的转化 ( 思维导图 ) 考点一、非金属及其化合物之间的转化 （一）有的非金属可以转化为非金属氧化物(以硫黄燃烧实验为例) 实验步骤 实验现象 化学方程式 取一药匙硫黄，观察其外观 淡黄色粉末 将硫黄放到燃烧匙中，在酒精灯上点燃硫黄，观察现象 硫黄燃烧，产生淡蓝色火焰并放出热量，生成无色、有刺激性气味的气体 S+O2 点燃 SO2 把燃烧着的硫黄放进盛有氧气的集气瓶内，观察现象 燃烧更旺， 产生明亮的蓝紫色火焰， 生成无色、有刺激性气味的气体 S+O2 点燃 SO2 其他非金属在一定条件下也可以与O2发生反应，如: 4P+5O2 点燃 2P2O5 C+O2 点燃 CO2 2H2+O2 点燃 2H2O （二）非金属氧化物可以转化生成酸，不稳定的酸受热分解后又重新生成非金属氧化物(以CO2与碳酸的转化实验为例) 实验步骤 实验现象 原因分析 反应的化学方程式 取2杯蒸馏水，向1杯吹气或通入CO2。然后向2只烧杯中滴加紫色石蕊试液 吹气或通入CO2的烧杯中滴入紫色石蕊试液后，溶液变红；另一烧杯无变化 吹气或通入CO2的烧杯中，生成了碳酸 CO2+H2O==H2CO3 从2只烧杯中分别取少量液体放入试管中，加热，观察现象 变红色的溶液又变成了原来的紫色，另一个无变化 碳酸不稳定， 受热分解生成CO2和H2O H2CO3 △ CO2↑+ H2O 其他非金属氧化物也可以与H2O反应，如:SO2+H2O = H2SO3 SO3+H2O = H2SO4 （三）非金属与其他化合物的转化 非金属 → 非金属氧化物 → 酸 → 盐 非金属 → 非金属氧化物 → 盐+水 ( 典例分析 ) 典例1：含硫的物质在实验室或工业生产过程中可出现下列图示的转化： （1）实验室中，点燃少量单质硫于充满氧气的集气瓶中燃烧，产生漂亮的蓝紫色火焰，生成物质A．A是工业排放物中一种主要的空气污染物，也是酸雨形成的主因之一．根据你学过的知识可将A转化成Na2SO3 ， 你提供的试剂是________． （2）在硫酸工业中，将A在一定条件下与空气中的物质反应得到B，B与水结合得到硫酸．B与A的组成元素相同，B中硫元素与硫酸中硫元素化合价相同，写出A转化成B的化学方程式：________． （3）上述物质转化过程中，属于化合反应的是________（填序号）． （4）若回收工业排放物A 32吨，理论上可生产硫酸________  吨． 【答案】（1）氢氧化钠 （2）2SO2+O2=2SO3 （3）①③④ （4）49 【解析】（1）根据物质在氧气中燃烧的现象判断物质A的名称。二氧化硫和氢氧化钠反应，生成亚硫酸钠和水，据此分析解答； （2）首先根据组成元素和化合价分析物质B的组成，然后再写出转化为硫酸的方程式。 （3）两种或多种物质反应，生成一种物质，那么就是化合反应； （4）物质A和硫酸中硫元素的质量保持不变，根据硫元素质量=物质质量×硫元素的质量分数列出方程计算即可。 【解答】（1）硫在氧气中燃烧，生成二氧化硫，因此物质A就是二氧化硫。因为二氧化硫和氢氧化钠反应，生成亚硫酸钠和水，所以将A转化为亚硫酸钠，需要的试剂为氢氧化钠。 （2）因为B和A的组成元素相同，所以B也是由硫和氧元素组成。在硫酸H2SO4中，硫元素的化合价为+6价，所以B中硫元素的化合价也是+6价。设B的化学式为SxOy，根据正负化合价代数和为零得到：（+6）x+（-2）y=0，解得：x：y=1：3，那么B的化学式为SO3。二氧化硫和氧气反应，生成三氧化硫，反应的方程式为：2SO2+O2=2SO3。 （3）①硫和氧气反应，生成二氧化硫，为化合反应；②二氧化硫和氢氧化钠反应，生成亚硫酸钠和水，肯定不是化合反应；③二氧化硫和氧气反应，生成三氧化硫，为化合反应； 故选①③④。 （4）设理论上可生成硫酸的质量为x， ； ； 解得：x=49吨。 ( 举一反三 ) 变式1：（2024·舟山模拟）如图是初中四种常见物质之间的常见反应关系图，图中“—”表示相连的两种物质能反应，“→”表示两端的物质通过一步反应能转化。下列说法不正确的是（　　） A．X一定是Ca（OH）2 B．X与Y反应能生成NaOH C．X与Y不可能都是盐 D．Y可能是钠盐 【答案】A 【解析】碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，碳酸钠、氢氧化 钙都能转化成氢氧化钠，都能和硫酸反应，则X、Y分别是碳酸钠、氢氧化钙中的一种，据此分析判断。 【解答】A.由分析可知，X可能是Ca（OH）2，也可能是碳酸钠，故A错误符合题意； B.由图可知，X与Y反应能生成NaOH，故B正确不合题意； C.X、Y都能转化成碱，碱和盐反应生成新碱和新盐，则X与Y不可能都是盐，故C正确不合题意； D.Y能转化成氢氧化钠，则Y可能是钠盐，故D正确不合题意。故选A。 变式2：（2024九上·温州期中）下表所列各组物质中，物质之间按箭头所示方向的转化通过一步反应就能实现的是（　　） 选项 物质 甲 乙 丙 丁 A CO2 CaCO3 H2O O2 B NaOH NaCl CO2 Na2CO3 C H2O2 H2O O2 MgO D CaO Ca(OH)2 H2O CaCl2 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】根据各项中所给物质的性质分析，由各物质的性质判断转化是否能实现。 【解答】A、二氧化碳与氢氧化钙反应可生成碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应可生成水，水分解可生成氧气，氧气与碳反应生成二氧化碳，符合题意； B、氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠，氯化钠无法一步转化为二氧化碳，不符合题意； C、过氧化氢分解生成水，水分解生成氧气，氧气与镁反应生成氧化镁，氧化镁不能一步转化为过氧化氢，不符合题意； D、氧化钙与水化合生成氢氧化钙，氢氧化钙与盐酸反应可生成水，水不能一步转化为氯化钙，不符合题意；故选A。 变式3：如图为三种物质可能存在的转化关系，根据所学物质的性质及化学变化规律，判断下列说法中正确的是（　　） A．不能一步实现转化的有①② B．实现③转化，可通至氯化钠溶液 C．实现⑤转化，可加入碳酸钙粉末 D．实现⑥转化，可加入氢氧化钾溶液 【答案】A 【解析】根据二氧化碳、氢氧化钠、碳酸钠的转化关系，结合三种物质的性质及复分解反应条件进行解答。 A、二氧化碳不能一步形成氢氧化钠，氢氧化钠也不能一步形成二氧化碳，二氧化碳和碳酸钠可一步相互转化，氢氧化钠和碳酸钠也可一步相互转化，符合题意； B、二氧化碳转化为碳酸钠需与氢氧化钠反应，而与氯化钠不能反应，不符合题意； C、氢氧化钠转化为碳酸钠可与二氧化碳反应，碳酸钙不溶，不能与氢氧化钠反应，不符合题意； D、碳酸钠转化为氢氧化钠可与氢氧化钙或氢氧化钡反应，与氢氧化钾不能反应，不符合题意； 考点二、金属及其化合物之间的转化 （一）有的金属与非金属可以发生反应，转化成化合物(以铁粉和硫黄反应的实验为例) (1)实验药品:铁粉(黑色)，硫黄。 (2)实验步骤、实验现象、反应的化学方程式 实验步骤 实验现象、反应的化学方程式 取少量铁粉放在白纸上，再取少量硫黄与铁粉混合。用磁铁接近混合物，观察现象 铁粉能被磁铁吸引 把混合物放进试管内，用酒精灯加热，观察现象 铁粉和硫黄反应发光，生成黑色固体，同时放出大量的热，反应的化学方程式为Fe+S △ FeS 将生成物倒在白纸上，观察生成物的外观，再用磁铁靠近生成物，观察磁铁能否吸引生成物 生成物呈块状，不能被磁铁吸引 其他一些金属与非金属也可以发生反应，如: 2Na+Cl2 点燃 2NaCl 2Fe+3Cl2 点燃 2FeC13 Cu+Cl2 点燃 CuCl2 (3)实验解释:反应前是单质铁，可以被磁铁吸引，反应后生成物不再是铁，而是硫化亚铁，所以不能被磁铁吸引。充分说明单质铁转化成了相应的化合物。 （二）某些金属氧化物可以与水反应生成碱（活泼性较强的金属） 实验步骤 实验现象 反应的化学方程式 在蒸发皿中放1小块生石灰，加少量水，搅拌，观察现象 生石灰与水反应放出大量的热 CaO+H2O= Ca(OH)2 向反应后的蒸发皿中滴加几滴无色酚酞试液，观察现象 无色酚酞试液变红 无 其他一些金属氧化物也可以与水反应生成碱，如:Na2O+H2O = 2NaOH BaO+H2O = Ba(OH)2 K2O+H2O=2KOH （三）金属与其化合物的转化 金属 + 氧气 → 金属氧化物， 金属 + 非金属单质 → 盐（除O2，N2，C外）； 金属氧化物 + 水→ 碱(只有BaO、K2O、CaO、Na2O能与水反应)； 碱 + 酸 → 盐 金属氧化物 + 酸 → 盐和水。 用化学方程式表示下列物质间的转化：“钙→氧化钙→氢氧化钙→碳酸钙”， ①2Ca＋O2===2CaO， ②CaO＋H2O===Ca(OH)2， ③Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O。 写出相应的转化规律：金属→金属氧化物→碱→盐。 ( 典例分析 ) 典例1：（2023九上·联合月考）如图是小科同学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（　　） A．①② B．②③ C．①③ D．②④ 【答案】C 【解析】根据铜能和氧气在加热的条件下生成氧化铜，氧化铜不能和水反应生成氢氧化铜，氢氧化铜能和酸反应生成铜盐和水，铜不能和稀硫酸、盐酸反应来分析。 【解答】①铜能和氧气在加热的条件下生成氧化铜，则①能转化； ②氧化铜不能和水反应生成氢氧化铜，则②不能转化； ③氢氧化铜和和酸反应生成铜盐和水，则③能转化； ④在金属活动性顺序中，铜排在氢的后面，铜不能和稀硫酸、盐酸反应，则④不能转化； 其中能转化的环节有①③； 故ABD错误，C正确。 故答案为：C。 ( 举一反三 ) 变式1：（2024九上·江北期末）下列物质间的转化不能实现的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A、根据二氧化碳的性质分析； B、根据氧化铁发生还原反应可生成铁分析； C、根据硫与铁能发生反应分析； D、根据氧化铜不能与水反应分析。 【解答】A、二氧化碳与水反应可生成碳酸，不符合题意； B、一氧化碳与氧化铁反应可生成铁，不符合题意； C、硫与铁反应可生成硫化亚铁，不符合题意； D、氧化铜不能与水反应生成氢氧化铜，符合题意； 故选D。 变式2：（2023九上·台州月考）硫酸铜在工农业上有广泛应用。下列是某兴趣小组同学设计的利用铜制取硫酸铜的方案，可行的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】根据各选项中所给物质的化学性质分析，由物质的化学性质确定各步反应是否能实现。 【解答】A、铜与稀硫酸不能发生反应，不符合题意； B、铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜，符合题意； C、铜不能与硫酸亚铁反应，不符合题意； D、铜与硝酸银反应生成硝酸铜，但硝酸铜不能与硫酸钠反应，不符合题意； 故答案为：B。 变式3：（2023九上·义乌月考）通过一步化学反应实现如图所示的X、Y、Z三种物质间转化，表格中X、Y、Z对应的物质能实现这种转化的是（　　） 选项 X Y Z A CO CO2 C B CuO Cu(OH)2 Cu(NO3)2 C HCl BaCl2 KCl D NaOH NaNO3 NaCl A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】根据各选项中所给物质化学性质分析，由各物质化学性质确定各步转化是否可实现。 【解答】A一氧化碳与氧气或氧化铜等反应生成二氧化碳，二氧化碳不能一步转化为碳，不符合题意； B、氧化铜不能一步转化为氢氧化铜，不符合题意； C、盐酸与氢氧化钡反应生成氯化钡，氯化钡与硫酸钾反应可生氯化钾，盐酸与氢氧化钾反应生成氯化钾，符合题意； D、氢氧化钠与硝酸反应生成硝酸钠，硝酸钠不能一步转化为氯化钠，不符合题意； 考点三、金属的冶炼 （一）金属在自然界中的存在 在自然界中，仅有少数金属(化学性质非常稳定)是以游离态(即单质)的形式存在的，大多数金属(化学性质活泼)是以化合态的形式存在的。 （二）金属的冶炼原理与方法 (1)冶炼原理:金属冶炼就是要把金属从化合态变成游离态。 (2)冶炼方法:用C、CO、H2等还原剂与金属氧化物反应，夺取金属氧化物中的氧，得到金属单质，如C+2CuO高温 CO2↑+2Cu CO+CuO高温 CO2↑+Cu H2+CuO = H2O+Cu （三）氢气与氧化铜反应 (1)实验器材:试管、酒精灯、铁架台(带铁夹)。 (2)实验装置:如图所示。 (3)实验步骤:检(检验氢气的纯度)、通(通氢气)、点(点燃酒精灯加热)、熄(实验完毕，先熄灭酒精灯)冷(继续通氢气，直到试管完全冷却)。 (4)实验现象:黑色固体逐渐变为红色，同时试管口出现小水珠。 (5)注意事项 ①试管口应略向下倾斜，且试管口不能塞塞子。向下倾斜的目的是避免反应中生成的水倒流而炸裂试管。 ②氧化铜要铺在试管底部，目的是增大反应物的受热面积，加快反应速率。 ③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 的空气排净，加热后不易发生危险。 ④实验之前先通氢气后加热，目的是排出试管内的空气，防止氢气和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，直至试管冷却为止。目的是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。 ⑤因为要先通氢气，实验结束后还要通氢气，所以实际所用氢气的量要远大于理论用量。 （四）还原反应 (1)还原反应:含氧化合物里的氧被夺取的反应，叫做还原反应。如CuO中的氧被C、H2、CO等夺取，CuO发生了还原反应。 (2)还原性:能从含氧化合物中夺取氧的性质叫做还原性。 (3)还原剂:具有还原性的物质可做还原剂。C、H2、CO是常见的还原剂。 （五）铁的冶炼 (1)反应原理:在高温下，用还原剂(主要是一氧化碳 )从铁矿石中把铁还原出来。 (2)反应方程式:3CO+Fe2O3 高温2Fe+3CO2 (3)实验现象:红色的固体逐渐变为黑色(铁粉),同时产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。 (4)尾气处理:一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，可将尾气点燃或收集。 （六）有关纯度问题的计算 纯度 = 纯物质的质量/不纯物质的质量 x 100% (1)根据混合物的质量及纯度，计算纯净物的质量。纯净物的质量=混合物的质量x纯度。 (2)根据纯净物的质量，求其中组成元素的质量。 组成元素的质量=纯净物的质量x纯净物中某组成元素的质量分数。 (3)求工业产品中含杂质的物质的质量，即求混合物的质量。 混合物的质量=纯净物的质量/纯度 ( 典例分析 ) 典例1：（2024九上·绍兴期末）如图所示是氢气还原氧化铜的实验，回答下列问题： （1）该实验装置存在的一处不足之处是：　 　。 （2）改进后，实验过程中氧化铜先变成亮红色，后又变成了黑色，从实验操作上分析造成这种结果的原因是　 　。 【答案】（1）通氢气的导管没有伸入到试管底部 （2）实验结束时，没有先撤去酒精灯，继续通氢气防止铜再次被氧化（合理即可） 【解析】（1）根据氢气还原氧化铜操作的注意事项分析。 （2）铜与氧气在加热下反应生成氧化铜。 【解答】（1）氢气还原氧化铜，导管应伸入试管的底部、氧化铜的上方，图中导管没有伸入试管的底部、氧化铜的上方。 （2）改进后，实验过程中氧化铜先变成亮红色，后又变成了黑色，可能是因为实验结束后，先停止通氢气，后停止加热，导致生成的铜再次被氧化. ( 举一反三 ) 变式1：（2024九上·温州期中）小明设计了如图甲所示的实验装置，进行一氧化碳还原氧化铜的实验。为分离A装置中反应排出的一氧化碳和二氧化碳，他又设计了如图乙所示的装置（铁架台、铁夹等固定用装置已略去，a、b为活塞）。请回答： （1）实验前先要检查装置的气密性，并检验气体的纯度，再对图甲装置进行加热，加热前还要进行的一步操作是　 　。 （2）为分离得到CO和CO2，应该对图乙装置进行怎样的操作？　 　。 （3）对A装置中反应后得到的红色固体（此时氧化铜全部反应完），小明又进行了以下探究： 【查阅资料】：①氧化铜经一氧化碳还原不仅能生成铜，还可能生成中间产物氧化亚铜（Cu2O）； ②Cu2O是不溶于水的红色固体，能与酸发生反应，生成Cu2＋和Cu。 【提出猜想】：氧化铜经一氧化碳还原所得到的红色固体中除Cu外还可能含有Cu2O。 【进行实验】：小明设计了一个最简单的实验方案： 实验步骤 取少量该红色固体放入盛有稀盐酸的试管中，振荡 实验现象及结论 　 　 【答案】（1）先通一会一氧化碳 （2）先闭合b打开a，得到一氧化碳；再闭合a打开b，通入稀硫酸得到二氧化碳 （3）若溶液变蓝则含有氧化亚铜；若溶液不变蓝则无氧化亚铜 【解析】金属冶炼是把金属从化合态变为游离态的过程。用碳、一氧化碳、氢气等还原剂与金属氧化物在高温下发生还原反应，获得金属单质。一氧化碳还原氧化铜生成二氧化碳和铜； 【解答】（1） 实验前先要检查装置的气密性，并检验气体的纯度，再对图甲装置进行加热，加热前还要进行的一步操作是先通一会一氧化碳，防止加热前排尽空气防止爆炸； （2）先闭合b打开a，CO2和NaOH反应生成Na2CO3和H2O，得到一氧化碳；再闭合a打开b，通入稀硫酸，稀硫酸和碳酸钠反应得到二氧化碳； （3） 因为氧化铜经一氧化碳还原不仅能生成铜，还可能生成中间产物氧化亚铜（Cu2O）；Cu2O能与酸反应生成 Cu2＋ ，Cu不与酸反应。所以若溶液变蓝则含有氧化亚铜；若溶液不变蓝则无氧化亚铜 故答案为：（1） 先通一会一氧化碳 （2） 先闭合b打开a，得到一氧化碳；再闭合a打开b，通入稀硫酸得到二氧化碳 （3） 若溶液变蓝则含有氧化亚铜；若溶液不变蓝则无氧化亚铜 变式2：（2024九上·绍兴期末）天然气的主要成分为甲烷，燃烧可能会产生CO，为了检验天然气燃烧后的气体产物成分，进行如下实验： （1）实验开始时，点燃D处酒精灯之前，先通一会儿N2，其目的是　 　。 （2）A中无水CuSO4变蓝，说明气体产物中含有水；B中澄清石灰水变浑浊，证明气体产物中含有　 　 (填化学式)。 （3）实验中观察到　 　现象，说明气体产物中还有CO。 （4）F处为尾气处理装置，下列装置中合理的是　 　。 【答案】（1）将装置的空气排尽，防止加热时发生爆炸 （2）CO2 （3）D中黑色固体变红，E中澄清的石灰水变浑浊（只写出其中一项即可得分） （4）①②④ 【解析】（1）根据一氧化碳具有可燃性，与空气混合遇明火可能会发生爆炸分析。 （2）根据A中无水CuSO4变蓝，说明气体产物中含有水；B中澄清石灰水变浑浊，证明气体产物中含有CO2分析。 （3）根据一氧化碳在加热的条件下会与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊分析。 （4）根据一氧化碳有毒，会污染环境，一氧化碳具有可燃性分析。 【解答】（1）一氧化碳具有可燃性，与空气混合遇明火可能会发生爆炸，所以实验开始时，点燃D处酒精灯之前，先通一会儿N2，其目的是将装置的空气排尽，防止加热时发生爆炸。 （2）A中无水CuSO4变蓝，说明气体产物中含有水；B中澄清石灰水变浑浊，证明气体产物中含有CO2。 （3）在加热的条件下一氧化碳会与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，所以实验中观察到D装置中黑色固体变红，E装置中澄清的石灰水变浑浊，则说明气体产物中还有CO。 （4）由于一氧化碳有毒，会污染环境，一氧化碳具有可燃性，F处为尾气处理装置，可以用①气球收集，也可以用④点燃尾气（一氧化碳点燃生成无毒的二氧化碳），也可以用②排水法收集（长管进长管出才能排出水），而③短管出无法排出水，由于一氧化碳难溶于水，短管会排出一氧化碳，故不合理，故装置中合理的是①②④。 变式3：（2024九上·余杭期末）小科利用“氢气还原氧化铜"实验验证水的组成，实验装置及药品如图所示，实验前后测定的数据如表所示。回答问题： 实验前 实验后 硬质玻璃管及其内药品的质量/克 75.6 69.2 U形管及其内药品的质量/克 110.8 118.2 （1）为了实验安全，不开后加热硬质玻璃管内氧化铜前，应先进行的实验操作是　 　。 （2）实验中观察到硬质玻璃管中黑色粉末逐渐变红，则发生反应的化学方程式为　 　。 （3）验证水的组成的原理为：根据硬质玻璃管及其内药品在反应前后的质量差m1，U形管及其内药品在反应前后的质量差m2，可计算出水中氢、氧元素的质量比为　 　(用m1、m2表示)。 （4）若实验过程中小科操作无误，依据实验数据，分析产生误差的可能原因　 　(写出1点)。 【答案】（1）通一段时间的氢气 （2）CuO＋H2Cu＋H2O （3）(m2—m1)∶m1 （4）U形管中的碱石灰吸收了空气中的水和二氧化碳 【解析】氢气还原氧化铜 ，反应后得到水和红色的铜。 【解答】（1） 为了实验安全，加热硬质玻璃管内氧化铜前，应先进行的实验操作是通一段时间的氢气，这样可以排除装置中空气，防止空气与氢气混合导致发生爆炸。 （2）实验中观察到硬质玻璃管中黑色粉末逐渐变红是由于氢气与氧化铜发生还原反应生成红色的铜。 （3）根据硬质玻璃管及其内药品在反应前后的质量差m1，U形管及其内药品在反应前后的质量差 m2 ， m2-m1 即为氢元素质量， 水中氢、氧元素的质量比为(m2-m1)∶m1 。 （4）碱石灰右端还与空气相连，这样会导致空气在水和二氧化碳进入装置，影响实验结果。 考点四、化合物之间的相互转化 （一）金属在自然界中的存在 1.化合物相互转化的普遍性 在自然界中不断发生着各种物质间的相互转化。石灰岩岩洞里的钟乳石和石笋就是岩石中的碳酸钙经过复杂的化学反应转化而成的。发生反应的化学方程式为 CaCO3 + H2O +CO2 = Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 △ CaCO3+H2O+CO2↑。 2.物质相互转化的规律 研究表明:酸、碱盐、氧化物在一定条件下能发生相互转化。 (1)两条纵线(两列) a.金属 → 金属氧化物 → 碱 → 盐: 金属+氧气 → 金属氧化物， 金属氧化物+水 → 碱， 碱+酸 → 盐+水 b.非金属 → 非金属氧化物酸盐: 非金属+氧气 → 非金属氧化物， 非金属氧化物+水 → 酸, 酸+碱 → 盐+水 (2)两条折线(两外围) a.金属+酸→盐+氢气 b.金属1+盐1→金属2+盐2 (3)四条横线(四横) a.金属+非金属 → 无氧酸盐 b.金属氧化物+非金属氧化物 → 含氧酸盐 c.碱+酸 → 盐+水 d.盐1+盐2 → 盐3+盐4 (4)四条交叉线(四交叉) a. 金属氧化物+酸 → 盐+水 b. 非金属氧化物+碱 → 盐+水 c.碱1+盐1 → 碱2+盐2 d.酸1+盐1 → 酸2+盐2 ( 典例分析 ) 典例1：（2023九上·柯桥）如图是铁、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，“一”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　 　。 （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 【答案】（1）Fe （2）复分解反应 （3）③ 【解析】（1）由各物质的性质及转化关系推导出各物质，再由铁的化学式书写分析； （2）根据酸碱盐间的反应都是复分解反应分析； （3）根据酸的化学性质分析。 【解答】（1）由图示可知，E能与三种物质发生反应，则E为氢氧化钙，B能生成D，则B为盐酸，D为氯化镁，A能与B、C反应，则A为铁，C为硫酸铜，A的化学式为Fe。 （2） C与E为硫酸铜和氢氧化钙的反应，基本类型是复分解反应。 （3） 在单质、氧化物、酸、碱和盐中，能与B（盐酸）反应生成D（氯化镁）的物质有金属单质、氧化物、碱、盐4类，故选 ③ 。 故答案为：（1）Fe；（2）复分解反应；（3） ③ 。 ( 举一反三 ) 变式1：（2023·宁波）有一包固体样品，可能含氯化铁、硫酸钠、氢氧化钡、氢氧化钠中的一种或几种。小宁进行了如下实验.根据实验现象，下列判断错误的是（　　） A．滤液丙中含有氯化铁 B．沉淀乙为氢氧化铁、硫酸钡 C．滤液甲中一定不存在氢氧化钠 D．样品中一定有氯化铁、硫酸钠、氢氧化钡 【答案】C 【解析】根据氢氧化钡与氯化铁反应产生氢氧化铁沉淀和氯化钡，氯化钡与硫酸反应会产生硫酸钡沉淀，硫酸钡沉淀不能溶于盐酸，氢氧化铁可溶于盐酸产生氯化铁黄色溶液分析。 【解答】固体样品加足量水过滤，得滤液甲，甲加入足量稀硫酸，产生沉淀，说明滤液甲中含钡离子，固体样品中含氢氧化钡，沉淀乙加足量稀盐酸得黄色滤液丙和沉淀，则沉淀乙中含氢氧化铁和硫酸钡，固体样品中含氯化铁、硫酸钠； A、滤液丙中含有氯化铁，不符合题意； B.沉淀乙为氢氧化铁、硫酸钡 ，不符合题意； C.滤液甲中可能存在氢氧化钠 ，符合题意； D.样品中一定有氯化铁、硫酸钠、氢氧化钡 ，不符合题意； 变式2：（2023九上·浙江月考）科比学习了物质的性质后，梳理单质、氧化物、酸、碱、盐与X之间的转化关系如图所示。“→”表示某一种物质经一步反应可转化为另一种物质，部分反应物，生成物及反应条件已略去。 （1）若X是氯化钠，酸→X的化学方程式　 　，图中碱的化学式为　 　； （2）若X是水，则能实现图中物质转化的基本反应类型有____(填字母)。 A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应 【答案】（1）HCl+NaOH=NaCl+H2O；NaOH （2）A；B；C；D 【解析】（1）根据氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水分析； （2）根据化合反应、置换反应、分解反应、复分解反应的生成物中都可能有水分析。 【解答】（1） 若X是氯化钠，酸→X可以是氢氧化钠与盐酸的反应，方程式为 HCl+NaOH=NaCl+H2O ，图中碱为氢氧化钠，化学式为NaOH。 （2）若X是水，氢气与氧气发生化合反应可生成水，A正确；碳酸分解可生成水，B正确；氢气与氧化铜发生置换反应可生成水，C正确；氢氧化钠与盐酸发生复分解反应可生成水，D正确。 故答案为：（1） HCl+NaOH=NaCl+H2O ；NaOH；（2）ABCD。 变式3：（2023·宁波模拟） A~H为初中常见的化学物质，它们之间的转化关系如图所示(部分生成物已略去)。已知A是黑色固体，B是人体胃酸的主要成分，C是红棕色固体，D、F是由相同元素组成的两种气体，K是食用调味品。请按要求回答下列问题： （1）物质甲是　 　(填化学式) （2）请写出反应①的化学方程式　 　。 （3）请写出G的一种用途　 　。 【答案】（1）NaOH （2）Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl （3）制作电线 【解析】先由题中所给信息及框图中物质的转化关系推导出各物质，再由化学式、化学方程式书写进行解答。 【解答】 B是人体胃酸的主要成分，B为盐酸，C是红棕色固体，C为氧化铁，D、F是由相同元素组成的两种气体，D能与氧化铁反应生成F，则D为一氧化碳，F为二氧化碳，E为铁，二氧化碳与甲反应生成I，I与氯化钙反应生成K，K是食用调味品，K为氯化钠，则I为碳酸钠，甲为氢氧化钠，J能电生成L，则L为氧气或氢气，L与G反应生成A，H和铁反应生成G，A是黑色固体，则A为氧化铜，L为氧气，G为铜。 （1）物质甲为氢氧化钠，化学式为 NaOH 。 （2） 反应①为碳酸钠与氯化钙的反应，化学方程式 Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl； （3）G为铜，可制作电线、炊具等。 ( 课后巩固 ) 1．（2024九上·拱墅期末）下列物质间的转化，不能通过一步化学反应实现的是（　　） A．CO2→CO B．HCl→AgCl C．NaNO3→NaOH D．Cu（OH）2→CuCl2 【答案】C 【解析】A、根据二氧化碳和碳在高温的条件下生成一氧化碳来分析； B、根据盐酸和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸来分析； C、根据钠盐、硝酸盐都能溶于水，硝酸钠不能通过一步化学反应转化成氢氧化钠来分析； D、根据氢氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水来分析。 【解答】A、二氧化碳和碳在高温的条件下生成一氧化碳，该反应能一步实现，故选项不合题意。 B、盐酸和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸，该反应能一步实现，故选项不合题意。 C、钠盐、硝酸盐都能溶于水，硝酸钠不能通过一步化学反应转化成氢氧化钠，故选项符合题意。 D、氢氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水，该反应能一步实现，故选项不合题意。 故选：C。 2．（2023·杭州模拟）如图为CO还原CuO“微型”实验装置（夹持仪器等略），已知：HCOOH H2O+CO↑，下列说法错误的是（　　） A．实验中所需CO可现制现用 B．“微型”装置可节约用品，污染小，现象明显 C．“微型”装置内空间较小，空气易排空，危险系数小 D．该实验中所涉及反应的基本类型有分解反应和置换反应 【答案】D 【解析】根据图示装置的特点，一氧化碳与氧化铜反应的注意事项及分解反应、置换反应定义分析，置换反应要求反应物和生成物都一种单质和一种化合物。 【解答】A.实验中所需CO利用HCOOH分解制得，可现制现用 ，不符合题意； B.“微型”装置可节约用品，污染小，现象明显，便于观察 ，不符合题意； C.“微型”装置内空间较小，空气易排空，物质存留少，危险系数小 ，不符合题意； D、该实验中HCOOH发生分解反应，CO与氧化铜、二氧化碳与氢氧化钙反应都不属于基本反应类型，没有置换反应发生，符合题意； 3．（2024九上·余杭期末）下列物质的转化中，只有加入酸才能一步实现的是（　　） A．CaCO3→CaCl2 B．Fe→FeSO4 C．NaOH→NaCl D．Ba(NO3)2→BaSO4 【答案】A 【解析】根据各组物质的性质分析，由各物质性质确定各转化方法。 【解答】A、碳酸钙为沉淀的盐，生成氯化钙只能与盐酸反应，符合题意； B、铁与硫酸或硫酸铜反应都会生成硫酸亚铁，不符合题意； C、氢氧化钠与氯化铜、盐酸等反应都能生成氯化钠，不符合题意； D、硝酸钡与硫酸、硫酸钠等反应都能生成硫酸钡，不符合题意； 故选A。 4．（2023九上·金华月考）下列物质间的转化可以实现的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】根据不同物质的性质和转化规律分析判断。 【解答】A.铜和稀硫酸不反应，故A错误； B.二氧化碳和水反应生成碳酸，故B正确； C.氧化铁和稀盐酸反应，生成氯化铁，而不是氧化亚铁，故C错误； D.硫酸钡为白色沉淀，不能与氯化钾反应，故D错误。 故选B。 5．小乐利用如图所示装置和药品进行实验。实验时，先加热炭粉，一段时间后，将酒精喷灯移至CuO处加热，最终CuO变为紫红色固体。下列分析错误的是（　　） A．装置中气球的作用：收集尾气、防止污染空气 B．反应过程中，CuO变为Cu C．反应过程中，体现出炭粉具有还原性 D．装置中发生的反应：C+2CuO2Cu+CO2↑ 【答案】D 【解析】根据装置的特点及物质间反应分析，该反应是炭与二氧化碳反应生成一氧化碳，一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳。 【解答】A、该反应中有CO参与，尾气中会含有CO， 装置中气球的作用收集尾气、防止污染空气 ，不符合题意； B、反应过程中氧化铜失氧变成铜，不符合题意； C、反应过程中，炭与二氧化碳反应生成一氧化碳，体现出炭粉具有还原性 ，不符合题意； D、装置中的反应为 C+2CO22CO和 CO+2CuOCu+CO2，符合题意； 故选D。 6．（2023九上·玉环月考）钢铁厂会利用焦炭产生的还原性气体来炼铁，某同学用此原理按如图装置进行实验，下列说法不正确的是（　　） A．该实验还需要增加尾气处理装置 B．加热前应先通入一段时间的，目的是排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸 C．溶液的作用是检验反应后的产物 D．反应结束后，应先停止加热，继续通入至固体冷却为止 【答案】C 【解析】A、根据一氧化碳有毒，会污染环境分析。 B、根据可燃性气体与空气混合加热时可能会发生爆炸分析。 C、二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水。 D、根据实验时要防止生成的铁再次被氧化分析。 【解答】A.一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，本实验的缺陷是没有设计尾气处理装置，在右端导管用酒精灯点燃尾气或用气球收集，故正确，不符合题意； B.实验开始先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再点燃酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁，先通入一氧化碳后加热的原因是排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸，故正确，不符合题意； C.二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，无明显现象；NaOH溶液的作用不是检验反应后的产物，而是吸收二氧化碳，故错误，符合题意； D.实验结束时应先熄灭酒精灯，要继续通入一氧化碳，直至固体冷却，以防止生成的铁再次被氧化，故正确，不符合题意； 故答案为：C。 7．（2023九上·杭州月考）Fe2O3、ZnO、CuO的固体混合粉末ag，在加热条件下用足量CO还原，得到三种金属单质的混合物4.82g，将生成的CO2气体用足量的澄清石灰水吸收后，产生10.0g白色沉淀，则a的数值为多少？（　　） A．6.42 B．7.62 C．9.22 D．无法计算 【答案】A 【解析】考查金属氧化物的氧化还原反应过程以及质量守恒定律的内容 【解答】设生成二氧化碳的质量为x克 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 44 100 x 10g = 解得 x=4.4g 本题中共发生了三个反应，分别为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，ZnO+COZn+CO2，CuO+COCu+CO2，将三个反应看成一个整体，由质量守恒定律得：金属氧化物与一氧化碳的质量等于金属混何物与二氧化碳的质量，而m()：m()=28：44，由此得一氧化碳质量为2.8g，因此a=4.82+4.4-2.8=6.42g 故选：A. 8．（2022·浙江温州·九年级期末）某气体可能由CO、H2、水蒸气中的一种或几种组成。小科利用下图的装置探究其成分，已知无水硫酸铜遇水会变蓝色。 （1）甲装置中盛放的液体是________ 。        （2）实验过程中观察到无水硫酸铜不变色，澄清石灰水变浑浊，则原气体中一定含有________ （填化学式），同时乙装置中黑色固体变________色。 【答案】浓硫酸（或浓H2SO4）     CO；     红 【解析】根据一氧化碳和氢气都有还原性，一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳，氢气还原氧化铜生成铜和水，由此判断气体成分。 （1）甲装置为检验和吸收水蒸气的装置，则盛放液体为浓硫酸； （2）实验过程中观察到无水硫酸铜不变色，则说明没有水生成，即原气体中没有氢气，澄清石灰水变浑浊，则说明有二氧化碳生成，即原气体含有CO，一氧化碳有还原性，能使氧化铜还原成铜，乙装置现象为黑色固体变成红色。 9．（2024九上·余杭期末）《天工开物》记载的“生铁、熟铁连续生成工艺”，处于当时世界领先地位，是现代冶金工艺的雏形。其流程图如下所示： （1）熔炼过程中，氧化铁与一氧化碳在高温下反应的化学方程式为　 　。其中是一氧化碳是作为　 　(填“氧化剂"”或“还原剂”)。 （2）“黑色湿泥”(有效成分为磷酸铁FePO4)作为熔剂可加快反应，磷酸铁属于　 　类物质(填“酸”“碱”或“盐")。 （3）熟铁是指用生铁精炼而成的比较纯的铁，又叫纯铁。熟铁比生铁在相同环境下更不易生锈，说明钢铁生锈与　 　有关。 【答案】（1）Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2；还原剂 （2）盐 （3）钢铁的内部结构 【解析】还原剂也是抗氧化剂，具有还原性，被氧化，其产物叫氧化产物。 盐是指一类金属离子或铵根离子（NH4+）与酸根离子结合的化合物。 【解答】（1） 熔炼过程中，氧化铁与一氧化碳在高温下反应的化学方程式为 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 ， 一氧化碳是作为还原剂，具有还原性，得到氧原子。 （2） 磷酸铁由属离子与酸根离子结合的化合物，属于盐类物质。 （3） 生铁精炼降低内部碳含量，改变内部结构， 熟铁比生铁在相同环境下更不易生锈 明钢铁生锈与钢铁的内部结构有关。 10．（2023·慈溪模拟）从盐湖中提取的某种矿物主要含有KCl，还有少量MgSO4、CaCl2及不溶性杂质SiO2.从该矿物中提取KCl的流程如图：回答下列问题： （1）滤渣Ⅰ的主要成分是　 　。 （2）Y溶液中溶质的化学式为　 　。 （3）向滤液Ⅱ中加入过量盐酸的目的是　 　。 【答案】（1）硫酸钡、氢氧化镁 （2）K2CO3 （3）除去溶液中氢氧化钾和碳酸钾 【解析】KCl，MgSO4，CaCl2，三种物质中加入Ba（OH）2，能与Ba（OH）2反应的是MgSO4。Ba（OH）2+MgSO4=Mg（OH）2 ↓ +BaSO4 ↓ ，滤液I是KCl，CaCl2以及过量的Ba（OH）2，根据实验目的加入的Y溶液要能与CaCl2，Ba（OH）2反应除去钙离子和钡离子还要能生成KCl，所以Y选择碳酸钾，分别反应生成碳酸钙，碳酸钡和氢氧化钾以及氯化钾。最后要得到氯化钾，还需要除去生成氢氧化钾和过量的碳酸钾。 【解答】（1）X溶液是KCl，MgSO4，CaCl2的混合液，加入过量氢氧化钡后，硫酸镁与氢氧化钡反应生成了氢氧化镁和硫酸钡沉淀，所以滤渣I为硫酸钡和氢氧化镁。 （2）滤液I中含有氯化钾，氯化钙以及过量的氢氧化钡，加入Y溶液的目的是除去氯化钙和氢氧化钡，加入的试剂既能与钙离子和钡离子反应产生沉淀又不能引入新的杂质。所以加碳酸钾溶液。 （3）滤液II为氯化钾、过量的碳酸钾、以及氢氧化钡与碳酸钾反应产生的氢氧化钾，所以加入过量盐酸胡目的是为了除去溶液中胡氢氧化钾和碳酸钾。 11．（2023九上·金华月考）某次实验后，废液缸中残留物由稀硫酸、氢氧化钠、碳酸钠和氯化钡等试剂混合而成。同学们讨论后得到共识：上层溶液中一定含有Na+、Cl-，但对于其它离子还不能确认。为了确定该溶液中所含有的离子，同学们将残留物进行过滤，所做的实验和现象如下： ①取少量滤渣于试管中，滴加足量稀盐酸，有气泡产生； ②取少量滤液于试管中，滴加几滴酚酞试液，滤液变红色； ③取少量滤液于试管中，滴加几滴稀硫酸，有白色沉淀产生； ④取少量滤液于试管中，滴加几滴氯化钡溶液，没有白色沉淀产生。 （1）仅通过步骤①的实验现象，可以确定该废液缸的液体中一定没有的离子是　 　。 （2）小组同学对上述4个实验进行分析讨论，一致认为可以简化，只要实验　 　（填实验序号）即可达到实验目的。 【答案】（1）H （2）②③ 【解析】（1）因为若液体中有H+，则滤渣会被溶解，因为氢离子与碳酸根离子不共存，滤渣加盐酸有气泡产生，说明滤渣中有碳酸根离子即有难溶于水的碳酸钡存在； （2）经过分析，加酚酞滤液变红说明上层溶液中可能有氢氧化钠或碳酸钠或是两者的混合物，也说明原溶液中没有氢离子；滤液中加稀硫酸有白色沉淀，则证明滤液中有Ba2+，无SO42- ，CO32-。因为钡离子与它们都不共存；而加入氯化钡也是证明无SO42- ，CO32-，也说明滤液中一定有OH-。 【解答】（1）仅通过步骤①的实验现象，可以确定该废液缸的液体中一定没有H+。 （2）小组同学对上述4个实验进行分析讨论，一致认为可以简化，只要实验②③即可达到实验目的。 12．（2023·杭州模拟）现有一包白色固体混合物，可能由硫酸铜、碳酸钙、碳酸钾、硫酸钠、氯化钡中的一种或几种混合而成，为确定其组成进行如图所示的实验： 试推断： （1）气体B是　 　（填化学式） （2）混合物中一定含有的物质是　 　（填化学式）。 【答案】（1）CO2（2）BaCl2 【解析】根据碳酸盐沉淀可溶于酸且产生二氧化碳，硫酸钡和氯化银沉淀不溶于酸，硫酸铜溶液呈蓝色，结合各步反应的现象分析。 【解答】（1）气体B为白色沉淀A与盐酸反应制得，由所给物质可知，白色沉淀一定是碳酸盐沉淀，则B为二氧化碳，化学式为 CO2 。 （2）白色固体加足量水得沉淀A和无色溶液，硫酸铜溶液呈蓝色，则一定不含硫酸铜，A加盐酸全部溶解，有气体生成，说明沉淀A中一定不含硫酸钡，可能是碳酸钙或碳酸钡中的一种或两种，无色滤液加硝酸银和硝酸得白色沉淀C，则混合物中一定有氯化钡，一定不含硫酸钠，碳酸钙、碳酸钾至少含一种。 13．（2023·绍兴模拟）实验室可用如图所示的装置模拟炼铁过程。 （1）加热前，先往大玻璃管中通入一氧化碳气体的目的是　 　。 （2）若玻璃管中氧化铁全部还原成铁，冷却后称量管内固体质量，比反应前减少了2.4克，则玻璃管中加入的氧化铁质量是　 　克。 （3）B装置除了吸收反应生成的二氧化碳外，还具有的作用是　 　避免污染 【答案】（1）防止加热时可能发生爆炸 （2）8 （3）收集气体 【解析】一氧化碳能够还原氧化铁，生成物为二氧化碳和单质铁，再利用B中的氢氧化钠来吸收产生的二氧化碳，通过吸收的二氧化碳的质量来计算生成的铁的质量。 【解答】（1）一氧化碳纯度高时易在空气中爆炸，故在实验前先通入一氧化碳排出其中的气体，避免其发生爆炸； （2） 160 M=56*2+16*3-2*56=48 X 2.4 故 （3）一氧化碳属于污染性气体，故应避免排放到空气中，故B还可以收集一氧化碳。 14．（2024九上·金华月考）大理石中含有少量硫化物，使制得的CO2中混有H2S气体。欲获取纯净、干燥的CO2，需对发生装置中产生的气体进行除杂，实验装置如图所示。 查阅资料： I．H2S能与NaOH等碱溶液、CuSO4溶液反应。 Ⅱ．CO2中混有的HCl气体可用饱和NaHCO3溶液吸收。 （1）图1装置甲中所盛试剂应选用____（填字母）。 A．浓硫酸 B．NaOH溶液 C．澄清石灰水 D．CuSO4溶液 （2）图1装置丙的作用是　 　。 （3）二氧化碳气体的收集装置可以选用图2中的　 　。 （4）为证明CO2和NaOH能发生反应，小高重新设计了如图所示的方案。则图3方案中所加试剂X应该是　 　。 【答案】（1）D （2）吸收水分，干燥气体 （3）戊 （4）氯化钡 【解析】（1）装置甲中所盛试剂应除去硫化氢气体，但是不能吸收二氧化碳气体； （2）装置丙的作用是：吸水干燥作用； （3）根据二氧化碳的密度比空气大来分析； （4）根据钡离子遇碳酸根离子会产生碳酸钡沉淀分析作答。 【解答】（1）装置甲中所盛试剂应选用CuSO4溶液，用来吸收硫化氢气体，故选D； （2）装置丙在收集气体前，那么它的作用是： 吸收水分，干燥气体 ； （3）二氧化碳的密度比空气大，可用向上排空气法来收集二氧化碳，即装置戊； （4）二氧化碳与氯化钡溶液不反应，能与氢氧化钠反应生成碳酸钠，而钡离子遇碳酸根离子会产生碳酸钡沉淀，则图3方案中所加试剂X应该是氯化钡。 15.（2023·上城模拟）小金进行了模拟炼铁实验。选用CO和氧化铁粉末进行反应，实验步骤如下： I.连接好装置，并检查装置的气密性； II装好药品，先通一会儿CO，再点燃酒精喷灯； III.实验结束， 。 （1）步骤Ⅲ中缺少的操作应为 。（填序号) A．先撤酒精喷灯，再继续通CO B．先停止通CO，再撤酒精喷灯 （2）装置B的作用除吸收、检验CO2外，还起到的作用是　 　。 （3）实验开始时加入a克纯氧化铁粉末，实验结束后取出玻璃管内的固体称量为b克，当b为　 　(用含有a式子表示)时，可判断氧化铁已完全转化为铁。 【答案】（1）A （2）收集CO， 防止污染空气 （3）0.7a 【解析】金属冶炼是把金属从化合态变为游离态的过程。用碳、一氧化碳、氢气等还原剂与金属氧化物在高温下发生还原反应，获得金属单质。 【解答】（1）实验结束后，应该先撤酒精喷灯，再继续通CO，防止生成的铁在高温的环境下和氧气反应重新变成氧化铁；选A； （2）CO是有毒气体，装置B的作用除吸收、检验CO2外，还起到的作用是收集CO， 防止污染空气； （3）氧化铁全部转化为铁，氧化铁中铁的质量分数=112/160；所以铁的质量b=a×=0.7a； 16．（2023九下·金华月考）某气体X可能是由H2、CO、CO2中的一种或几种组成，为了解其组成情况，小金设计了如下装置进行实验。 请回答下列问题： （1）写出CO还原CuO的化学方程式：　 　； （2）如果省略B装置，对实验结果的影响是：　 　； （3）气体X通过整套装置时，A中液体不浑浊，C中黑色粉末变成光亮的红色，D中液体变浑浊，则气体X的组成情况是　 　； （4）若要检验H2的存在，则应对该装置作何改进　 　。 【答案】（1）CO+CuO Cu+CO2 （2）无法验证原混合气体中是否含有CO气体 （3）CO或CO、H2 （4）BC之间增加浓硫酸装置，CD之间增加无水硫酸铜装置 【解析】（1）根据反应物、反应条件和生成物，写出反应的化学方程式。 （2）氢氧化钠溶液用于吸收气体中的二氧化碳气体，只有B将其中的二氧化碳气体全部吸收，才能不对后面的验证产生影响。即如果后面D中石灰水变浑浊，则说明反应有二氧化碳产生，即一氧化碳和氧化铜发生了反应，即原来气体含有一氧化碳气体。 （3）A中澄清的石灰水不浑浊，则说明气体中肯定没有二氧化碳。而C中黑色粉末变成光亮的红色，说明氧化铜被还原，则原来气体可能存在一氧化碳或氢气。而D中变浑浊，则说明肯定存在一氧化碳，据此分析解答。 （4）氢气还原氧化铜生成铜和水，因此检验是否有水生成是检验存在氢气的关键。则在反应前要利用浓硫酸的吸水性去掉水分，在反应装置后加入无水硫酸铜检验水的生成，据此分析解答。 【解答】（1）一氧化碳和氧化铜反应，生成铜单质和二氧化碳，则反应的方程式为： CO+CuO Cu+CO2 。 （2）如果省略B装置，对实验结果的影响是：无法验证原混合气体中是否含有CO气体； （3）气体X通过整套装置时，A中液体不浑浊，C中黑色粉末变成光亮的红色，D中液体变浑浊，则气体X的组成情况是：CO或CO、H2。 （4）若要检验H2的存在，则应对该装置的改进如下：BC之间增加浓硫酸装置，CD之间增加无水硫酸铜装置。 17．（2024九上·瓯海期中）小科利用图示装置进行“一氧化碳还原氧化铜”实验。实验步骤如下： 步骤1：连接装置并检查装置的气密性，在确保装置气密性良好的基础上，按图示在各装置中添加药品。 步骤2：缓慢推注射器活塞，利用甲酸（一种无色溶液，溶质为）与浓硫酸在80℃水浴的条件下制备一氧化碳。 步骤3：待万用瓶中澄清水下降至安全线以下后再点燃酒精灯。 步骤4：当中出现 ▲ 现象时，可熄灭酒精灯；待装置完全冷却后，再进行整理。 （1）步骤2中是利用浓硫酸的脱水性（将有机物中的氢氧元素脱出，结合成水被浓硫酸吸收）来制取，该反应属于　 　反应。（填基本反应类型） （2）点燃酒精灯前，需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是　 　。 （3）步骤4中的现象是　 　。 【答案】（1）分解 （2）排尽W型管内的空气，防止点燃酒精灯进行加热时发生爆炸 （3）红色固体全部变黑 【解析】甲酸在浓硫酸加热的条件下发生分解反应生成一氧化碳和水，实验前需要用一氧化碳排净装置内空气，纯净的一氧化碳与氧化铜加热反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳可用澄清的石灰水进行检验，据此分析。 【解答】（1）由一种物质生成两种或多种物质的反应，为分解反应；步骤2中是利用浓硫酸的脱水性（将有机物中的氢氧元素脱出，结合成水被浓硫酸吸收）来制取CO，即甲酸分解为一氧化碳和水，该反应属于分解反应； （2）一氧化碳具有可燃性，与空气混合受热可能会发生爆炸；点燃酒精灯前，需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是排尽W型管内的空气，防止点燃酒精灯进行加热时发生爆炸； （3）步骤4中的现象是红色固体全部变黑现象时，可熄灭酒精灯；待装置完全冷却后，再进行整理。 故答案为：（1）分解；（2）排尽W型管内的空气，防止点燃酒精灯进行加热时发生爆炸；（3）红色固体全部变黑。 18.为进一步确定湖边收集的气体的组成，同学们进行了以下探究过程，请你参与并协助他们完成相关学习任务。 【提出猜想】收集的气体中可能含有CH4、CO2、CO和H2O。 【查阅资料】CO+CuOCu+CO2 CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O 【设计方案】：学习小组的同学经过讨论，设计了如图所示的装置进行“猜想”的实验探究。已知：A为储气罐，存放湖边收集的气体；B中装有浓硫酸；C中装有CuO；D中盛装无水硫酸铜白色粉末；E中装有氢氧化钙溶液。 【讨论与交流】 （1）该系列装置还缺少尾气处理装置，写出一种你认为可行的尾气处理方法　 　。 （2）请你设计完成如图方框内的实验方案(选用下列装置，按连接顺序填写)　 　。 （3）原气体中若含有CH4，则D中的现象是　 　。 （4）老师认为以上设计仍有缺陷，不能确定CO气体是否存在。小王同学和小李同学想通过定量实验的方法进行检验，于是对实验方案进行了改进，E装置中的试剂改为足量的氢氧化钠溶液，同时对D、E装置在实验前后的质量进行称量，数据计入下表中： 反应前 反应后 D装置 100g 103.6g E装置 120g 125.5g 你认为根据上述数据计算后能否得出原气体中含有CO的结论，并简要分析：　 　。 【答案】（1）点燃处理或用气球收集处理等 （2）2、1、3 （3）白色固体变成蓝色 （4）能，由方程式可知，D装置增重质量为甲烷与氧化铜反应产生水的质量，同时生成二氧化碳质量为4.4克，而E装置增重质量为吸收二氧化碳质量，为5.5克。 19．（2023九上·杭州月考）小明发现某食品包装袋中有一个小袋，上面标有“成分：生石灰、铁粉；作用：防潮、防氧化”等字样。他想了解袋内粉末是否已失效，取少量粉末在水中充分溶解，滴入无色酚酞发现不变色。通过查阅资料获知，常温下铁在空气中不能反应生成Fe3O4和FeO，于是对粉末成分做出如下猜想： 猜想一：可能是CaCO3和Fe；猜想二：可能是CaCO3和Fe2O3；猜想三：可能是　 　。 【实验设计】小明设计了如图所示的实验： 【实验与分析】 ⑴向A装置中加入稀盐酸，B装置中出现浑浊现象，证明样品中含有CaCO3。 ⑵若粉末中含有Fe，装置E中应观察到的现象是　 　。 【评价与反思】 上述实验中，C装置的作用是　 　；如果将E装置去掉，是否还能验证粉末中含有Fe，请说明理由　 　。 【答案】CaCO3，Fe，Fe2O3；无水硫酸铜变蓝；排除澄清石灰水的水分蒸发对实验的干扰；可以，通过观察D中的CuO的颜色变化 20．（2024九上·瓯海期中）某混合气体可能有、、中的一种或几种，某学习小组的同学为了探究气体的组成，设计了如下装置进行实验（夹持装置已省略）。实验后发现A装置中溶液变浑浊，C中的固体由黑色变红色，D中的固体由白色变蓝色，F装置中的水流入烧杯。 在反应前后对C、D装置进行了质量的测量（各步反应均完全），测量结果如下表： 反应前后 反应前 反应后 C装置中玻璃管与固体的总质量g a c D装置中U形管与固体的总质量/g b d 请分析回答下列问题： （1）一定能证明原混合气体中有氢气存在的实验现象是　 　。 （2）F装置的作用：①“抽气”；②　 　。 （3）证明原混合气体中有CO存在的定量关系式子是　 　（用字母a、b、c、d表示）。 【答案】（1）D中固体由白色变为蓝色 （2）收集尾气 （3） 【解析】（1）根据氢气能与氧化铜反应生成铜和水蒸气，无水硫酸铜遇水蒸气变蓝色进行分析； （2）根据F装置的作用：收集尾气进行分析； （3）根据一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能被碱石灰吸收，C装置中减少的质量即为氧化铜中氧元素的质量，D装置中增加的质量为水的质量进行分析。 【解答】（1）氢气能与氧化铜反应生成铜和水蒸气，无水硫酸铜遇水蒸气变蓝色，则一定能证明混合气体中有氢气存在的实验现象是：D中固体由白色变为蓝色； （2）F装置的作用：“抽气”；还能收集尾气； （3）一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能被碱石灰吸收，C装置中减少的质量即为氧化铜中氧元素的质量，D装置中增加的质量为水的质量，水中氧元素的质量为，说明除了氢气与氧化铜反应，还有一氧化碳与氧化铜反应，能证明原混合气体中有CO存在。 故答案为：（1）D中固体由白色变为蓝色；（2）收集尾气；（3）。 21．（2023九上·黄岩期中）实验室中有一包由KCl、MgSO4和CaCl2组成的固体混合物，某校研究性学习小组的同学为了除去其中的MgSO4和CaCl2，得到纯净的KCl，设计如下实验方案。 请你回答下列问题： （1）X溶液与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式是　 　。 （2）Y溶液中溶质的化学式是　 　。 （3）该实验中盐酸的作用是　 　。 （4）原固体样品中含KClm1g，最后得到KCl的固体m2g，则m1　 　m2。（填“＞”、“＜”或“＝”） 【答案】（1）Ba(OH)2+MgSO4=BaSO4↓+Mg(OH)2↓ （2）K2CO3 （3）把KOH和K2CO3转化为KCl （4）＜ 【解析】（1）根据硫酸镁与氢氧化钡反应生成氢氧化镁沉淀和硫酸钡沉淀分析； （2）根据加入Y为了除去氯化钙和氢氧化钡杂质分析； （3）根据滤夜II中含有氢氧化钾和碳酸钾杂质分析； （4）根据转化过程中生成了氯化钾分析。 【解答】（1） 加入氢氧化钡溶液，混合物中硫酸镁与氢氧化钡反应生成氢氧化镁沉淀和硫酸钡沉淀，反应的化学方程式是 Ba(OH)2+MgSO4=BaSO4↓+Mg(OH)2↓ 。 （2）加入Y溶液为了除去氯化钙和氢氧化钡，钙离子、钡离子可与碳酸根离子结合生成碳酸盐沉淀，则Y为 K2CO3 。 （3）因加入氢氧化钡、碳酸钾均过量，使得滤夜II中含有氢氧化钾和碳酸钾杂质，加入盐酸的为了 把KOH和K2CO3转化为KCl 。 （4）因除杂过程中生成了氯化钾，则最后得到的氯化钾质量大于原样品中氯化钾质量，即 m1 < m2。 22．（2023九下·永康模拟）思维模型的建构既方便于问题的解决，又能促进深度学习。某科学研究小组同学在研究了气体检验专题内容后，认为气体检验的关键是对干扰气体的鉴定，其判断标准是对后续实验是否会产生干扰。于是通过讨论研究小组同学对解决“气体检验”类问题建构了如下思维模型： 【模型应用】同学们为检验天然气燃烧后的气体产物（甲烷已完全反应）成分，应用思维模型设计了如图实验方案，将天然气在氧气中燃烧后得到的混合气体通过该方案进行实验。 （1）实验过程中观察到A装置中的无水硫酸铜变蓝，则该气体燃烧后的产物成分有　 　 ； （2）实验中小阳同学发现B中黑色CuO变红，C中澄清石灰水变浑浊，得出了天然气燃烧后的气体产物中有CO2和CO结论。小莲认为该结论不严谨，理由是　 　； （3）交流时，小莲提出，只要先从a处通一段时间混合气体，观察现象，再点燃B处酒精灯加热，继续观察现象，就可顺利完成气体产物成分的检验。小莲提出在加热前先通一段时间的混合气体，其目的是　 　； （4）实验方案中，装置C可归属于上述思维模型中的　 　环节。 【答案】（1）H2O （2）CO和CuO反应也会产生CO2 ，对CO2检验形成干扰 （3）排尽装置中的空气，防止气体不纯发生爆炸；检验气体中是否含有二氧化碳气体。 （4）气体检验、尾气处理 【解析】（1）无水硫酸铜遇水变蓝，二氧化碳会会使澄清石灰水变浑浊。 （2）甲烷、一氧化碳等可燃性气体与空气混合后加热，如果气体不纯可能会发生爆炸。 【解答】（1）无水硫酸铜变蓝说明有水，因此说明气体燃烧后的产物成分有水。 （2）C中澄清石灰水变浑浊，说明进入C装置的气体为二氧化碳。但是由于黑色CuO变红，说明CuO发生了氧化还原反应，CuO与CO反应也会产生二氧化碳。所以无法确定原气体中是否有二氧化碳。 （3）小莲提出在加热前先通一段时间的混合气体，是由于甲烷、一氧化碳等可燃性气体与空气混合后加热，如果气体不纯可能会发生爆炸，因此其目的是为了防止发生爆炸。同时当还未加热时，氧化铜不会发生氧化还原反应，因此当C中澄清石灰水变浑浊时，说明气体中存在着二氧化碳。 （4）实验方案中，装置C既可以检验生成的二氧化碳，又可以收集未完全反应的一氧化碳，则装置C可归属于上述思维模型中的气体检验、尾气处理环节。 23．（2023·宁波模拟）某化学实验小组为了除去混在N2中的O2，将混合气体通过红热的铜丝网后，发现铜丝网变黑。在研究如何除去黑色物质，回收再利用铜丝网的讨论中，制定了下列方案。 请根据以上方案回答： （1）混合气体通过红热的铜丝网后，铜丝网变黑的原因　 　（用化学方程式解释）。 （2）两种方案相比较，甲方案明显的不足之处是　 　。 （3）若采用甲、乙两种方案处理此黑色铜丝网，则回收的铜丝网a的质量　 　（填“＜”、“＞”或“＝”）铜丝网b的质量。 （4）实验小组的同学发现，反应后烧杯中的液体有腐蚀性，应加以适当的处理。他们采取加入过量的铁粉的方案处理废液。加入足量的铁粉充分搅拌，最后得到的溶液中溶质为　 　。（填物质名称） 【答案】（1） （2）没有处理尾气 （3）＞ （4）硫酸亚铁 【解析】 混合气体通过红热的铜丝网后，发现铜丝网变黑。 铜丝网变黑的原因：铜和氧气反应生成氧化铜。甲方案是利用CO来还原氧化铜，。乙方案中，B溶液可以是稀硫酸，因为氧化铜能和稀硫酸反应生成硫酸铜和水。 【解答】(1)铜丝网变黑的原因：铜和氧气反应生成氧化铜，反应的化学方程式为 (2)甲方案是利用CO来还原氧化铜，CO是有毒气体，需要进行尾气处理。乙方案中，可以用稀硫酸处理氧化铜，这是因为氧化铜能和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，两种方案相比较，甲方案明显的不足之处是没有处理尾气。 (3)甲方案中：，可以将氧化成的氧化铜全部还原成铜单质。乙方案中：，氧化铜中的铜元素转化成了硫酸铜，若采用甲、乙两种方案处理此黑色铜丝网，则回收的铜丝网a的质量>铜丝网b的质量。 (4)实验小组的同学发现，反应后烧杯中的液体有腐蚀性，是因为溶液中含有硫酸铜和硫酸，加入过量的铁粉时，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，因此最后得到的溶液中溶质为硫酸亚铁。 24．（2023九上·玉环月考）某校甲、乙两个兴趣小组对实验室一瓶敞口放置的氢氧化钠固体进行探究： 探究一：氢氧化钠固体是否变质：兴趣小组同学取少量氢氧化钠固体样品于试管中，加适量水溶解，滴加稀盐酸，产生大量气泡。同答下列问题： 探究二：氢氧化钠固体变质程度 【设计实验】：甲、乙两兴趣小组同学分别称取2g氢氧化钠样品与足量稀盐酸反应，通过测定产生二氧化碳的量进行计算。甲小组同学设计了如图所示的方案一测定二氧化碳的质量。（注：不考虑稀盐酸中气体的挥发） （1）【交流讨论】 乙小组同学认为方案一的C装置气管水面上应覆盖一层植物油，防止二氧化碳溶于水，由此提出了方案二，但甲小组同学认为方案二的装置也存在缺陷，会对实验结果产生影响。请你指出产生影响的原因：　 　（写一点）。 （2）【拓展探究】：经过交流讨论，甲、乙两小组同学共同设计了如图所示的实验方案来测定固体样品中氢氧化钠的质量分数： “操作1”的名称是　 　； （3）在获得以上数据后，小金经过计算得到固体样品中氢氧化钠的质量分数为　 　；如果沉淀N没有经过洗涤，就直接烘干称量，则导致测得的样品中氢氧化钠的质量分数　 　（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）D装置产生的带出来水蒸气被E装置的碱石灰吸收（碱石灰能吸收空气中的水蒸气和） （2）过滤 （3）47%；偏小 25．（2023九上·金华月考）在学习“金属的冶炼”时，某学习小组用如图所示的装置测量氧化铜样品中氧化铜的质量分数，实验所取氧化铜样品质量为10克。（所含杂质不参加反应) （1）玻璃管内观察到的现象是　 　。 （2）甲同学的方法：先测出氢氧化钠浓溶液的质量为50克，待反应完全后再次称量，质量为54.4克。请你计算样品中氧化铜的质量分数　 　。 （3）乙同学的方法：先称量出玻璃管及样品的总质量为m1，待反应完全后再次称量，质量为m2，氧化铜的质量分数　 　。 （4）同学们查阅到CO除了具有可燃性、难溶于水等性质外，还具有毒性。因此，本实验中最大的不足是　 　。 【答案】（1）黑色固体变红色 （2）80% （3）(m1-m2)/2*100% （4）没有尾气处理装置 【解析】（1）根据玻璃管内发生的是一氧化碳与氧化铜生成铜和二氧化碳的反应分析； （2）根据氢氧化钠溶液增重质量为生成二氧化碳质量，由二氧化碳质量利用方程式中物质间质量关系计算氧化铜质量及质量分数分析； （3）根据玻璃管反应后减少质量为氧化铜中氧元素质量，由此计算出氧化铜质量，再计算氧化铜质量分数分析； （4）根据实验尾气中有CO会污染空气分析。 【解答】（1）玻璃管内发生的是一氧化碳与氧化铜生成铜和二氧化碳的反应，现象为黑色固体变成红色。 （2）氢氧化钠溶液增重质量为生成二氧化碳质量，设样品中氧化铜质量分数为x CO+CuOCu＋ CO2 80 44 10gx 4.4g 80：44=10gx：4.4g x=80%. （3）玻璃管反应后减少质量为氧化铜中氧元素质量， 先称量出玻璃管及样品的总质量为m1，待反应完全后再次称量，质量为m2，氧化铜的质量分数=. （4）该实验尾气中含CO，排放到空气中会污染空气，实验中最大不足是没有尾气处理装置 。 故答案为：（1）黑色固体变成红色；（2）80%；（3）；（4） 没有尾气处理装置 。 26．（2024九上·江北期末）有一瓶标签无法辨认的试剂，是碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液中的一种。 （1）仅用下列一种试剂就可以进行鉴别的是____。 A．硫酸钾溶液 B．酚酞试液 C．氯化钠溶液 D．硝酸钡溶液 （2）选择合适的器材，利用第（1）题选择的试剂，设计实验方案，写出实验步骤、预期现象和对应结论。 【答案】（1）D （2）实验步骤：取未知溶液于试管中，滴加少量硝酸钡溶液。预期现象和对应结论：若产生白色沉淀，则该未知溶液为碳酸钠溶液。若没有明显现象，则该未知溶液为氢氧化钠溶液。 【解析】（1）根据各选项所给物质与碳酸钠和氢氧化钠反应情况及现象分析，鉴别题要利用不同现象加以区别； （2）根据（1）中所选择试剂，分别取样品进行验证，碳酸钠与硝酸钡反应产生白色沉淀，氢氧化钠与硝酸钡不反应，无明显现象分析。 【解答】（1）硫酸钾与碳酸钠和氢氧化钠都不反应，不能鉴别，A错误；碳酸钠和氢氧化钠溶液都呈碱性，加入酚酞溶液都变红色，B错误；氯化钠与碳酸钠和氢氧化钠都不反应，C错误；硝酸钡与碳酸钠反应产生碳酸钡沉淀，与氢氧化钠不反应，可以鉴别，D正确； 故答案为：（1）D；（2） 取未知溶液于试管中，滴加少量硝酸钡溶液。预期现象和对应结论：若产生白色沉淀，则该未知溶液为碳酸钠溶液。若没有明显现象，则该未知溶液为氢氧化钠溶液。 27．（2024九上·温州期中）铁常用的是合金生铁和钢，通常通过金属冶炼制的。 （1）赤铁矿的主要成分为氧化铁，可用于炼铁。某地出产一种赤铁矿，其中氧化铁的质量分数为 64%，90 吨该赤铁矿经过充分冶炼，最多可生产含铁 96%的生铁多少吨？ （2）实验室常用还原剂还原氧化铁。某学生小组对过量碳粉与氧化铁反应产物中气体成分进行研究。 ①提出假设：该反应的气体产物全部是二氧化碳。 ②设计方案：将一定量的氧化铁在隔绝氧气条件下与过量炭粉完全反应（如图），测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。 ③查阅资料：氮气不与碳、氧化铁发生反应，可用来隔绝氧气。 ④实验操作： Ⅰ称取 3.2g 氧化铁与 2g 碳粉均匀混合，放入 48.48g 的玻璃管中，按如图装置连接； Ⅱ加热前，先通一段时间纯净、干燥的氮气，其目的是　 　； Ⅲ夹紧 T 处弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水变浑浊； Ⅳ完全反应后，冷却至室温，称得玻璃管和固体的总质量为 52.24g。 ⑤数据处理：经计算，参加反应的碳元素质量为 0.48g，氧元素质量为 0.96g。 ⑥得到结论：根据数据处理结果，得出原假设不成立，理由是　 　。 【答案】（1）解：设生产含铁 96%的生铁的质量为 x。 Fe2O3+3CO 2Fe + 3CO2 160 112 90t×64% x×96% x=42t （2）排出装置内的氧气（或空气），防止对实验产生干扰；据⑤计算，反应后气体中 C、O 原子的个数之比为 2：3，与二氧化碳实际构成不符合 【解析】根据碳与氧化铁反应的过程及数据分析；根据化学方程式计算分析，利用方程式进行计算时，要先写出有关反应方程式，根据方程式量的关系找出相关物质的相对质量比，再从题中找出已知物质的质量，利用相对质量比与实际质量比相等利出比例式求解。 【解答】（2）空气中含有二氧化碳干扰实验的结果，所以加热前，先通一段时间纯净、干燥的氮气，以排出装置内的空气；根据⑤计算，反应后气体中 C、O 原子的个数之比为，与二氧化碳实际构成不符合，所以原假设不成立。 28．（2023·金华）研究小组同学在完成”酸的性质”实验①②后，将①②实验后试管中的物质全部倒入各自废液缸③中(如图甲)，结果出现了不同现象，部分小组同学的实验现象记录如下表。 组别 废液缸中现象 现象解释 第1小组 无沉淀、有气泡产生 　 第2小组 无沉淀、无气泡产生 　 第3小组 …… 　 …… …… 　 [原理分析]小组同学在老师指导下讨论后认为：任何一个化学反应，反应物的用量不同，反应后物质的组成成分就会不同，这是最终导致各组废液缸中出现不同现象的原因。 [交流讨论] （1）为分析第1小组废液缸中溶液的溶质成分，用玻璃棒蘸取溶液测得pH=3，则该小组废液中的溶质组成成分为 　 　(写化学式)； （2）第2小组废液缸中无沉淀、无气泡产生，从反应物用量的角度分析实验①②，可以得出该小组的实验②中反应物盐酸的用量应该是　 　； （3）如果其他小组实验所用反应物的用量都不一样，除了上面第1、2小组出现的现象外，还会出现的现象是　 　。 （4） [实验拓展]取第1小组废液缸中的溶液于试管中，逐滴溶加入碳酸钠溶液，并振荡，产生的气体全部逸出。图乙表示”溶液质量”随加入”碳酸钠溶液质量”的变化情况。 解释图中AB段和BC段溶液质量呈现不同增重趋势的原因　 　。 【答案】（1）NaCl CaCl2 HCI （2）稀盐酸过量或恰好完全反应 （3）①有沉淀、无气泡；②有沉淀、有气泡 （4）等质量的碳酸钠依次与盐酸和氯化钙反应过程中，AB段逸出的二氧化碳的质量小于BC段生成的碳酸钙沉淀的质量(合理即可) 【解析】（1）根据pH=3，溶液显酸性，说明盐酸过量来分析； （2）根据废液缸中无沉淀、无气泡产生，说明实验②中碳酸钠完全反应来分析； （3）根据碳酸钠和氢氧化钙、氯化钙反应能生成碳酸钙沉淀来分析； （4）根据AB段是盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体，BC段是氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，二氧化碳的相对分子质量比碳酸钙小，等质量的碳酸钠完全反应，生成气体的质量比沉淀的质量小，所以AB段溶液质量增大得快，BC段溶液质量增大得慢来分析。 【解答】（1）①中的反应是盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水，②中的反应是盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳。用玻璃棒蘸取溶液测得pH=3，溶液显酸性，说明盐酸过量。当稀盐酸过量时，氢氧化钙和碳酸钠都会完全反应，肯定没有剩余，则则该小组废液中的溶质组成成分为生成的氯化钙、氯化钠和过量的盐酸，化学式为：CaCl2、NaCl、HCl。 （2）第2小组废液缸中无沉淀、无气泡产生，则实验②中的碳酸钠肯定完全反应没有剩余，那么可以得出该小组的实验②中反应物盐酸的用量应该是恰好完全反应或者过量。 （3）若①中盐酸完全反应，溶液中有生成的氯化钙和可能过量的氢氧化钙，②中碳酸钠有剩余，那么碳酸钠和氢氧化钙、氯化钙反应能生成碳酸钙沉淀，即此时有沉淀，无气泡；若①中稀盐酸有剩余，而②中碳酸钠有剩余。碳酸钠和稀盐酸反应，生成二氧化碳气体。如果此时碳酸钠还有剩余，会和氯化钙反应生产沉淀，即此时有沉淀，有气泡。 （4）第1小组废液缸中的溶液中含有生成的氯化钙、氯化钠和过量的盐酸，将碳酸钠滴入该溶液，盐酸先和碳酸钠反应，盐酸反应完后，氯化钙再和碳酸钠反应，则图中AB段和BC段溶液质量呈现不同增重趋势的原因是：AB段是盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体，BC段是氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，二氧化碳的相对分子质量比碳酸钙小，等质量的碳酸钠完全反应，生成气体的质量比沉淀的质量小，所以AB段溶液质量增大得快，BC段溶液质量增大得慢。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 学科网（北京）股份有限公司 $$