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【培优导学案】浙教版科学九年级全册：10、物质的转化 学案（含解析）
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这是一份【培优导学案】浙教版科学九年级全册：10、物质的转化 学案（含解析），共13页。
物质的转化
【回顾】
图10－1体现了初中阶段所涉及的有关酸、碱、盐的反应，我们可以通过此图对酸、碱、盐的反应做系统的认识。
图10－1
此图就目前的知识体系而言包括：两列(金属一列和非金属一列)；四横[①金属＋非金属(不包括氧气)，②碱性氧化物＋酸性氧化物，③碱＋酸，④盐＋盐]；两交叉[①碱性氧化物＋酸和酸性氧化物＋碱，②碱＋盐和酸＋盐]；两环绕[①金属＋盐，②金属＋酸]。(酸性氧化物：能与碱作用生成盐和水的氧化物；碱性氧化物：能与酸作用生成盐和水的氧化物)
1．“八圈图”(图10－1)中的每一类反应(每个箭头)，要求都能列举出2个左右所学的实例，达到举一反三的学习效果。本书将部分重要反应的规律列举如下，其他的反应可自行总结完成。
(1)酸性氧化物＋水―→含氧酸
CO2＋H2O===H2CO3
(2)酸性氧化物＋碱―→盐＋水
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
(3)碱性氧化物＋水―→碱
CaO＋H2O===Ca(OH)2
(4)碱性氧化物＋酸―→盐＋水
CaO＋2HCl===CaCl2＋H2O
(5)酸＋碱―→盐＋水
HCl＋NaOH===NaCl＋H2O
(6)酸＋盐―→新酸＋新盐
HCl＋AgNO3===HNO3＋AgCl↓
(7)盐＋碱―→新盐＋新碱
CuCl2＋2NaOH===2NaCl＋Cu(OH)2↓
(8)盐＋盐―→新盐＋新盐
Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl
2．发生复分解反应的条件
复分解反应主要是酸、碱、盐等化合物在溶液中发生的反应，这类反应的实质是化合物电离时生成的离子在溶液中相互之间发生了反应。当两种物质在溶液中互相交换离子时，阴、阳离子结合生成难电离的物质，如沉淀、气体或水等，就会使溶液中的这些离子明显减少，反应就向着难电离的物质——沉淀、气体或水的方向进行。
复分解反应发生的条件：当没有酸作反应物时，参加反应的碱或盐必须是可溶的。产物中一般要有气体、沉淀或水等难电离的物质生成。
例1 “登高取物”游戏规则：梯子上下相邻的物质之间能发生反应的游戏者可以上升一格，最终登顶者可以获得“足球”奖励。甲同学根据规则能顺利获奖，乙同学根据规则从CaCO3、CuSO4、KNO3、BaCl2中选择合适物质填入①②两处，也能顺利获奖。
图10－2
(1)②是________。
(2)写出图中有CuO参加的一个反应的化学方程式：__________________________________。
[答案] (1)BaCl2 (2)CuO＋2HCl===
CuCl2＋H2O(或C＋
2CuO2Cu＋CO2↑)
(1)乙同学的最上边是铁，在所给的物质中与铁反应的是硫酸铜；既能与硫酸铜反应，又能与硝酸银反应，在所给的四种物质中只有氯化钡符合该条件，故①是CuSO4，②是BaCl2。(2)氧化铜与盐酸反应生成氯化铜和水，用观察法配平，化学方程式是CuO＋2HCl=== CuCl2＋H2O；碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，反应条件是高温，用观察法配平，化学方程式是C＋2CuO2Cu＋CO2↑。
[方法点拨] 先知道游戏规则(条件)，再利用物质间相互反应的规律、金属活动性等知识综合考虑本题的答案。
例2 如图10－3甲是初中化学常见物质之间的转化关系(反应条件及部分反应物、生成物已省略)。其中A、H、I、J、K是单质，A、H、D、G常温下是气体。
图10－3
请回答：
(1)B的化学式是________。
(2)反应C→B的基本反应类型是_________________________。
(3)如果反应I→J的现象是固体粉末由黑色变为红色，则反应的化学方程式为________________________。如果反应G→K的现象是固体粉末由红色变为黑色，则反应的化学方程式为____________________________________。
(4)反应E→F中可观察到有白色沉淀产生，充分反应后过滤，向滤液中滴加稀盐酸，产生气体的体积(V气)与所加稀盐酸的体积(V稀盐酸)的关系如图乙所示。由此可推知上述滤液中含有的溶质是__________________(以钠的化合物表示)。
[答案] (1)H2O (2)分解反应 (3)2CuO＋C2Cu＋CO2↑ 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 (4)碳酸钠和氢氧化钠
[方法点拨] A和H与B能相互转化，则B可能是水；B能和H互相转化，且H是气体单质，则H可能是氧气；C能转化生成水，且C能与D互相转化，D和F能互相转化，F由E和Ca(OH)2反应生成，则F可能是碳酸钙，D可能是二氧化碳，则C可能是碳酸，由氧气生成的G能与二氧化碳互相转化，则G可能是一氧化碳，二氧化碳能与E互相转化，且E能与Ca(OH)2反应生成碳酸钙，则E可能是碳酸钠，I是单质可转化为二氧化碳，则I是碳，A和I都可以转化为J，则J可能是Fe或Cu等金属单质。将各物质代入框图检验，符合。
1．下列各组变化中，每个转化在一定条件下均能一步实现的是( )
图10－4
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
2．比较归纳是科学学习中的常用方法。若以下的物质转化都由一步反应完成：(1)Zn→ZnCl2，(2)Zn(OH)2→ZnCl2，(3)ZnCO3→ZnCl2则( )
A．三种转化发生的都是复分解反应
B．三种转化都必须加入盐酸才能完成
C．只有(2)发生了中和反应
D．三种转化的生成物中都有水
3．如图10－5是物质的分类及部分转化关系图，有关说法不正确的是( )
图10－5
A．由空气制取氧气属于转化a
B．转化c一定是化学变化
C．转化c中一定有元素的化合价发生改变
D．转化b一定是化学变化
4．X、Y、Z、W、Q均为含氮的化合物，在一定条件下，将发生如下转换关系，注意反应式未配平。则这五种化合物中氮元素的化合价由高到低的顺序为( )
①X―→W＋O2
②Z＋Y＋NaOH―→H2O＋W
③Y＋SO2―→Z＋SO3
④Q＋Y―→Z＋H2O
⑤X＋Cu＋H2SO4(浓)―→Cu2＋＋Y＋SO42－
A．X、Y、Z、W、Q B．X、Z、Y、Q、W
C．X、Y、W、Z、Q D．W、X、Z、Q、Y
5．黄冈提前招生由Mg(OH)2和MgO组成的混合物，测得其中含镁元素的质量分数为48%。取该混合物10 g，将其投入110 g的稀硫酸中恰好完全反应，所得溶液中溶质的质量分数为( )
A．12% B．24% C．20% D．30%
6．黄冈模拟在氯化亚铁和氯化铜的混合溶液中加入锌粉，下列说法中不正确的是( )
A．若反应完成后锌有剩余，则溶液中有Zn2＋，无Cu2＋，可能有Fe2＋
B．若反应完成后锌有剩余，则溶液中有Zn2＋，没有Cu2＋和Fe2＋
C．若反应完成后锌无剩余，溶液中若有Cu2＋，则一定有Fe2＋
D．若反应完成后锌无剩余，溶液中若无Cu2＋，则可能有Fe2＋
7．向一定质量CaCl2和HCl的混合溶液中，逐滴加入Na2CO3溶液。反应过程中产生气体或沉淀的质量与加入的Na2CO3溶液的质量关系如图10－6所示。下列说法错误的是( )
图10－6
A．OE段发生反应的化学方程式：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
B．PF段有沉淀生成
C．G点溶液的pH>7
D．反应过程有气体和沉淀生成，不遵循质量守恒定律
8．如图10－7给出三种物质，如果按概率统计，它们之间应该有六种相互转化的可能。请回答下列问题。
图10－7
(1)不可能实现的转化关系是______(填序号)。
(2)反应④可选择反应：H2S＋CuSO4―→H2SO4＋CuS来实现。依据复分解反应的规律，生成物CuS必须具备的特性是________________________________________、
______________。
(3)其余可实现的转化关系有________(填序号)，可通过________(填反应类型)来实现，理由是________________________________________________________________________。
9．甲、乙、丙、丁是初中科学中的常见物质，它们是由H、O、Cl、Fe、Na五种元素中的一种或几种组成的，其转化关系如图10－8所示。请根据要求用化学式填空。
(1)若甲是金属单质，则乙可能为________；若甲为非金属单质，则乙可能为________。
(2)若丙和丁分别是氢氧化铁和氯化钠，甲为含氯化合物，则甲是________，乙是________。
图10－8
10．A～H是初中科学常见的物质，它们之间的关系如图10－9所示(“→”表示物质间的转化关系，“—”表示两端物质能发生化学反应)。虚线圈中的两种物质类别相同，A的浓溶液具有吸水性，在实验室常用作干燥剂；C可用来改良酸性土壤；D广泛应用于肥皂、石油、造纸、纺织和印染等工业，在生活中可用来去除油污；E的水溶液为浅绿色，F可与生石灰、水配制成具有杀菌作用的波尔多液；A的稀溶液与G发生复分解反应生成F与H。
图10－9
(1)写出化学式：B________，F________。
(2)写出C转化为D的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)写出A的稀溶液与G发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________；
F转化为E反应的基本类型是____________。
(4)分类观是化学的核心观念之一，以上8种物质没有涉及的物质类别是________。
11．有一包白色粉末，可能是氯化钠、无水硫酸铜、氯化镁、硫酸钠、碳酸钠中的若干种混合物。现做如下实验进行所含成分的判断。
(1)取少量粉末加水溶解得无色溶液，说明白色粉末中肯定不含____________。
(2)在上述溶液中加烧碱溶液看不到变化，说明____________________。
(3)另取少量固体，加入盐酸中看不到任何现象，说明____________________。
(4)若最终要判断出存在的物质，应另取少量固体，加入适量水配成溶液，再加入__________________，根据________________的现象，可以确定硫酸钠的存在；将沉淀过滤，向滤液中加入__________________，根据______________的现象，可以确定氯化钠的存在。有关反应的化学方程式为________________________________________________________
________________________________________________________________________。
12．学习科学要求熟悉物质的性质以及物质之间的相互转化。如图10－10所示框图中的物质均为初中科学中的常见物质，其中甲、乙、丙、丁、戊均为单质，常温下，丁为黑色固体，戊为紫红色金属。农业上常用F改良酸性土壤。常温下，G是一种具有刺激性气味的气体，其水溶液显碱性，工业上用甲和丙化合制备G。(部分生成物及反应条件已省略)
图10－10
(1)写出A、F和G的化学式：A__________，F________，G________。
(2)写出高温条件下B分解为C和D的化学方程式：________________________________________________________________________。
(3)写出H和E在加热条件下生成C和戊的化学方程式：________________________________________________________________________。
13．碳酸镁晶须(MgCO3·nH2O，n＝1～5的整数)广泛应用于冶金、耐火材料及化工产品等领域。为测定碳酸镁晶须中n的值，学习小组设计了如图10－11所示装置并进行了3次实验。(不考虑稀盐酸挥发)
[查阅资料]
a．碳酸镁晶须受热分解，生成3种氧化物；
b．相对分子质量：Mr(MgCO3)＝84、Mr(H2O)＝18、Mr(MgO)＝40、Mr(CO2)＝44。
图10－11
[实验步骤]
①________________________________________________________________________；
②准确称取3.45 g MgCO3·nH2O放在B装置中，连接仪器；
③打开弹簧夹a，鼓入一段时间空气，称量C装置的质量；
④关闭弹簧夹a，打开分液漏斗活塞，缓缓滴入稀盐酸至不再产生气体为止；
⑤打开弹簧夹a，________________________________________________________________________；
⑥准确称量C装置的质量(如下表)；
编号
1
2
3
实验前/g
228.00
228.00
228.00
实验后/g
229.10
229.11
229.09
⑦重复上述步骤；
⑧根据数据进行计算。
[实验分析及数据处理]
(1)A装置中盛放的溶液是______________，其目的是_________________________________。
(2)D装置的作用是______________________________________________。
(3)计算碳酸镁晶须中的n值。(要有计算过程)
[实验反思]
(4)实验结果与理论值有偏差，可以在B、C之间增加一个______________装置以减小误差。
(5)下列选项中，会造成实验结果偏大的是________；偏小的是________。
①反应结束后，没有通空气 ②称量C装置前，没有通空气 ③没有A装置 ④没有D装置
答案
1．B ①中氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜，铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，每一步转化在一定条件下均能一步实现；②中水不能与其他物质反应生成过氧化氢，过氧化氢也不能直接转化为氢气；③中一氧化碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳通过光合作用转化为氧气，碳不充分燃烧生成一氧化碳。
2．C Zn→ZnCl2，锌与稀盐酸或与氯化铜反应都可转化为氯化锌，属于置换反应。锌与氯化铜可反应生成氯化锌，不需加入盐酸。(1)中发生的反应是置换反应；(2)中氢氧化锌与稀盐酸反应可生成氯化锌，属于酸和碱的反应，是中和反应；(3)中发生的反应是碳酸锌与稀盐酸的反应，属于复分解反应。锌与稀盐酸生成氢气和氯化锌，与氯化铜溶液反应生成氯化锌和铜，没有水生成。
3．D
4．C 由①X―→W＋O2可知，氧元素化合价升高，则X中氮元素化合价降低，得出X中氮元素的化合价高于W，即氮元素化合价X＞W；由③Y＋SO2―→Z＋SO3可知，硫元素化合价升高，则Y到Z氮元素化合价必降低，即氮元素化合价Y＞Z；分析②Z＋Y＋NaOH―→H2O＋W可知，W中氮元素化合价介于Z和Y之间，结合氮元素化合价Y＞Z，所以氮元素化合价Y＞W＞Z；分析④Q＋Y―→Z＋H2O可知，Z中氮元素化合价介于Q和Y之间，结合Y＞W＞Z，所以氮元素化合价Y＞W＞Z＞Q；由⑤X＋Cu＋H2SO4(浓)―→ Cu2＋＋Y＋SO42－可知，铜元素化合价升高，则X到Y氮元素化合价必降低，则有氮元素化合价 X＞Y。所以综合上述分析，可得出结论：氮元素化合价X＞Y＞W＞Z＞Q。
5．C
6．A 若反应完成后锌有剩余，说明溶液中的Cu2＋和Fe2＋全部参加了反应，则溶液中有Zn2＋，无Cu2＋和Fe2＋。
7．D 根据反应的先后，加入的碳酸钠先与盐酸反应，把盐酸消耗完了，才开始与氯化钙反应，生成沉淀，最后到达F点说明氯化钙已经反应完了。OE段是碳酸钠和稀盐酸反应；PF段是氯化钙和碳酸钠反应，有碳酸钙沉淀生成；G点时碳酸钠过量，所以溶液的pH>7；化学反应一定遵循质量守恒定律。
8．(1)⑤⑥
(2)难溶于水 不溶于稀硫酸
(3)①②③ 复分解反应 两种化合物相互交换成分，生成了两种新的化合物
(1)酸与碱之间不可能相互转化，故⑤⑥不能实现。(2)复分解反应发生的条件是有沉淀、水或气体生成。CuS不可能是气体，也不可能是水，只可能是不溶于水也不溶于硫酸的沉淀。
9．(1)HCl(合理即可) Fe2O3
(2)FeCl3 NaOH
10．(1)HCl(合理即可) CuSO4
(2)Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH
(3)H2SO4＋CuO===CuSO4＋H2O
置换反应
(4)单质
A的浓溶液具有吸水性，因此A是H2SO4；C可用来改良酸性土壤，因此C是Ca(OH)2；D广泛应用于肥皂、石油、造纸、纺织和印染等工业，在生活中可用来去除油污，因此D是NaOH；F可与生石灰、水配制成具有杀菌作用的波尔多液，因此F是CuSO4；虚线圈中的两种物质类别相同，因此E是盐，其水溶液为浅绿色，CuSO4可转化为E，因此E是FeSO4；B是酸，硫酸可以和氯化钡反应生成盐酸，因此B是HCl，稀硫酸可以和G发生复分解反应生成CuSO4和H，H、G是不属于酸、碱、盐的化合物，因此H、G是氧化物，G是CuO，H是H2O，代入分析，均符合。
11．(1)无水硫酸铜
(2)不含氯化镁
(3)不含碳酸钠
(4)硝酸钡溶液和稀硝酸 产生白色沉淀
硝酸银溶液和稀硝酸 产生白色沉淀
Ba(NO3)2＋Na2SO4===BaSO4↓＋2NaNO3、
AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3
(1)硫酸铜在溶液中显蓝色，而粉末加入水中得到的是无色溶液，说明白色粉末中肯定不含无水硫酸铜。(2)根据氢氧化钠会与氯化镁反应生成氢氧化镁白色沉淀，加入氢氧化钠后没有现象，说明不含氯化镁。(3)碳酸盐和盐酸反应会生成气体，在固体中加入盐酸没有现象，说明不含碳酸钠。(4)检验硫酸根离子，常加入硝酸酸化的钡盐，只要出现白色沉淀，就可以证明硫酸根离子的存在；检验氯离子，常加入硝酸酸化的硝酸银，只要出现白色沉淀，就可以证明氯离子的存在。
12．(1)H2O Ca(OH)2 NH3
(2)CaCO3CaO＋CO2↑
(3)CuO＋COCu＋CO2
(1)物质G是具有刺激性气味的气体，且溶液呈碱性，可判断为氨气，则甲、丙分别为氢气和氮气；结合框图中A通电生成甲和乙可知，A为水、甲为氢气，则乙为氧气；丁为黑色单质，可推测丁为木炭或铁粉，结合框图，可推测C为二氧化碳或铁的氧化物；而C又为B高温分解的产物，则可判断C为二氧化碳、丁为木炭、B为碳酸钙、D为氧化钙、F为改良酸性土壤的氢氧化钙，戊为紫红色金属铜，则H为黑色氧化铜；E为二氧化碳在高温下与木炭生成的一氧化碳；代入框图检验，均符合。(2)碳酸钙在高温下，可分解生成二氧化碳和氧化钙。(3)H和E发生的反应为一氧化碳在加热的条件下还原氧化铜，生成铜和二氧化碳。
13．[实验步骤] ①检查装置气密性
⑤缓缓鼓入空气
[实验分析及数据处理]
(1)NaOH(浓)溶液 吸收鼓入空气中的二氧化碳
(2)防止空气中的CO2进入C装置，造成误差
(3)解：3次实验C装置增重分别为：229.10 g－228.00 g＝1.10 g；229.11 g－228.00 g＝1.11 g；229.09 g－228.00 g＝1.09 g，平均增重为＝1.1 g。
MgCO3·nH2O～CO2
84＋18n 44
3．45 g 1.1 g
＝ n＝3
答：碳酸镁晶须中n的值为3。
(4)除去氯化氢气体的 (5)① ②③④
[实验步骤] 第①步首先是检查装置的气密性，这是保证实验成功的关键；第⑤步中，打开弹簧夹a，缓缓鼓入空气，是为了把整个装置中的二氧化碳排出去。
[实验分析及数据处理]
(1)A装置中盛放的溶液是NaOH(浓)溶液，是用来吸收鼓入空气中的二氧化碳，可以减少误差。(4)实验结果与理论值有偏差，可以在B、C之间增加一个除去氯化氢气体的装置以减少误差。(5)称量C装置前，没有通空气，没有A装置，没有D装置，都会使测得的CO2质量比实际偏多，计算出n值偏小；反应结束后，没有通空气会使测得的CO2质量偏少，计算出的n值偏大。
物质的转化
【回顾】
图10－1体现了初中阶段所涉及的有关酸、碱、盐的反应，我们可以通过此图对酸、碱、盐的反应做系统的认识。
图10－1
此图就目前的知识体系而言包括：两列(金属一列和非金属一列)；四横[①金属＋非金属(不包括氧气)，②碱性氧化物＋酸性氧化物，③碱＋酸，④盐＋盐]；两交叉[①碱性氧化物＋酸和酸性氧化物＋碱，②碱＋盐和酸＋盐]；两环绕[①金属＋盐，②金属＋酸]。(酸性氧化物：能与碱作用生成盐和水的氧化物；碱性氧化物：能与酸作用生成盐和水的氧化物)
1．“八圈图”(图10－1)中的每一类反应(每个箭头)，要求都能列举出2个左右所学的实例，达到举一反三的学习效果。本书将部分重要反应的规律列举如下，其他的反应可自行总结完成。
(1)酸性氧化物＋水―→含氧酸
CO2＋H2O===H2CO3
(2)酸性氧化物＋碱―→盐＋水
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
(3)碱性氧化物＋水―→碱
CaO＋H2O===Ca(OH)2
(4)碱性氧化物＋酸―→盐＋水
CaO＋2HCl===CaCl2＋H2O
(5)酸＋碱―→盐＋水
HCl＋NaOH===NaCl＋H2O
(6)酸＋盐―→新酸＋新盐
HCl＋AgNO3===HNO3＋AgCl↓
(7)盐＋碱―→新盐＋新碱
CuCl2＋2NaOH===2NaCl＋Cu(OH)2↓
(8)盐＋盐―→新盐＋新盐
Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl
2．发生复分解反应的条件
复分解反应主要是酸、碱、盐等化合物在溶液中发生的反应，这类反应的实质是化合物电离时生成的离子在溶液中相互之间发生了反应。当两种物质在溶液中互相交换离子时，阴、阳离子结合生成难电离的物质，如沉淀、气体或水等，就会使溶液中的这些离子明显减少，反应就向着难电离的物质——沉淀、气体或水的方向进行。
复分解反应发生的条件：当没有酸作反应物时，参加反应的碱或盐必须是可溶的。产物中一般要有气体、沉淀或水等难电离的物质生成。
例1 “登高取物”游戏规则：梯子上下相邻的物质之间能发生反应的游戏者可以上升一格，最终登顶者可以获得“足球”奖励。甲同学根据规则能顺利获奖，乙同学根据规则从CaCO3、CuSO4、KNO3、BaCl2中选择合适物质填入①②两处，也能顺利获奖。
图10－2
(1)②是________。
(2)写出图中有CuO参加的一个反应的化学方程式：__________________________________。
[答案] (1)BaCl2 (2)CuO＋2HCl===
CuCl2＋H2O(或C＋
2CuO2Cu＋CO2↑)
(1)乙同学的最上边是铁，在所给的物质中与铁反应的是硫酸铜；既能与硫酸铜反应，又能与硝酸银反应，在所给的四种物质中只有氯化钡符合该条件，故①是CuSO4，②是BaCl2。(2)氧化铜与盐酸反应生成氯化铜和水，用观察法配平，化学方程式是CuO＋2HCl=== CuCl2＋H2O；碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，反应条件是高温，用观察法配平，化学方程式是C＋2CuO2Cu＋CO2↑。
[方法点拨] 先知道游戏规则(条件)，再利用物质间相互反应的规律、金属活动性等知识综合考虑本题的答案。
例2 如图10－3甲是初中化学常见物质之间的转化关系(反应条件及部分反应物、生成物已省略)。其中A、H、I、J、K是单质，A、H、D、G常温下是气体。
图10－3
请回答：
(1)B的化学式是________。
(2)反应C→B的基本反应类型是_________________________。
(3)如果反应I→J的现象是固体粉末由黑色变为红色，则反应的化学方程式为________________________。如果反应G→K的现象是固体粉末由红色变为黑色，则反应的化学方程式为____________________________________。
(4)反应E→F中可观察到有白色沉淀产生，充分反应后过滤，向滤液中滴加稀盐酸，产生气体的体积(V气)与所加稀盐酸的体积(V稀盐酸)的关系如图乙所示。由此可推知上述滤液中含有的溶质是__________________(以钠的化合物表示)。
[答案] (1)H2O (2)分解反应 (3)2CuO＋C2Cu＋CO2↑ 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 (4)碳酸钠和氢氧化钠
[方法点拨] A和H与B能相互转化，则B可能是水；B能和H互相转化，且H是气体单质，则H可能是氧气；C能转化生成水，且C能与D互相转化，D和F能互相转化，F由E和Ca(OH)2反应生成，则F可能是碳酸钙，D可能是二氧化碳，则C可能是碳酸，由氧气生成的G能与二氧化碳互相转化，则G可能是一氧化碳，二氧化碳能与E互相转化，且E能与Ca(OH)2反应生成碳酸钙，则E可能是碳酸钠，I是单质可转化为二氧化碳，则I是碳，A和I都可以转化为J，则J可能是Fe或Cu等金属单质。将各物质代入框图检验，符合。
1．下列各组变化中，每个转化在一定条件下均能一步实现的是( )
图10－4
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
2．比较归纳是科学学习中的常用方法。若以下的物质转化都由一步反应完成：(1)Zn→ZnCl2，(2)Zn(OH)2→ZnCl2，(3)ZnCO3→ZnCl2则( )
A．三种转化发生的都是复分解反应
B．三种转化都必须加入盐酸才能完成
C．只有(2)发生了中和反应
D．三种转化的生成物中都有水
3．如图10－5是物质的分类及部分转化关系图，有关说法不正确的是( )
图10－5
A．由空气制取氧气属于转化a
B．转化c一定是化学变化
C．转化c中一定有元素的化合价发生改变
D．转化b一定是化学变化
4．X、Y、Z、W、Q均为含氮的化合物，在一定条件下，将发生如下转换关系，注意反应式未配平。则这五种化合物中氮元素的化合价由高到低的顺序为( )
①X―→W＋O2
②Z＋Y＋NaOH―→H2O＋W
③Y＋SO2―→Z＋SO3
④Q＋Y―→Z＋H2O
⑤X＋Cu＋H2SO4(浓)―→Cu2＋＋Y＋SO42－
A．X、Y、Z、W、Q B．X、Z、Y、Q、W
C．X、Y、W、Z、Q D．W、X、Z、Q、Y
5．黄冈提前招生由Mg(OH)2和MgO组成的混合物，测得其中含镁元素的质量分数为48%。取该混合物10 g，将其投入110 g的稀硫酸中恰好完全反应，所得溶液中溶质的质量分数为( )
A．12% B．24% C．20% D．30%
6．黄冈模拟在氯化亚铁和氯化铜的混合溶液中加入锌粉，下列说法中不正确的是( )
A．若反应完成后锌有剩余，则溶液中有Zn2＋，无Cu2＋，可能有Fe2＋
B．若反应完成后锌有剩余，则溶液中有Zn2＋，没有Cu2＋和Fe2＋
C．若反应完成后锌无剩余，溶液中若有Cu2＋，则一定有Fe2＋
D．若反应完成后锌无剩余，溶液中若无Cu2＋，则可能有Fe2＋
7．向一定质量CaCl2和HCl的混合溶液中，逐滴加入Na2CO3溶液。反应过程中产生气体或沉淀的质量与加入的Na2CO3溶液的质量关系如图10－6所示。下列说法错误的是( )
图10－6
A．OE段发生反应的化学方程式：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
B．PF段有沉淀生成
C．G点溶液的pH>7
D．反应过程有气体和沉淀生成，不遵循质量守恒定律
8．如图10－7给出三种物质，如果按概率统计，它们之间应该有六种相互转化的可能。请回答下列问题。
图10－7
(1)不可能实现的转化关系是______(填序号)。
(2)反应④可选择反应：H2S＋CuSO4―→H2SO4＋CuS来实现。依据复分解反应的规律，生成物CuS必须具备的特性是________________________________________、
______________。
(3)其余可实现的转化关系有________(填序号)，可通过________(填反应类型)来实现，理由是________________________________________________________________________。
9．甲、乙、丙、丁是初中科学中的常见物质，它们是由H、O、Cl、Fe、Na五种元素中的一种或几种组成的，其转化关系如图10－8所示。请根据要求用化学式填空。
(1)若甲是金属单质，则乙可能为________；若甲为非金属单质，则乙可能为________。
(2)若丙和丁分别是氢氧化铁和氯化钠，甲为含氯化合物，则甲是________，乙是________。
图10－8
10．A～H是初中科学常见的物质，它们之间的关系如图10－9所示(“→”表示物质间的转化关系，“—”表示两端物质能发生化学反应)。虚线圈中的两种物质类别相同，A的浓溶液具有吸水性，在实验室常用作干燥剂；C可用来改良酸性土壤；D广泛应用于肥皂、石油、造纸、纺织和印染等工业，在生活中可用来去除油污；E的水溶液为浅绿色，F可与生石灰、水配制成具有杀菌作用的波尔多液；A的稀溶液与G发生复分解反应生成F与H。
图10－9
(1)写出化学式：B________，F________。
(2)写出C转化为D的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)写出A的稀溶液与G发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________；
F转化为E反应的基本类型是____________。
(4)分类观是化学的核心观念之一，以上8种物质没有涉及的物质类别是________。
11．有一包白色粉末，可能是氯化钠、无水硫酸铜、氯化镁、硫酸钠、碳酸钠中的若干种混合物。现做如下实验进行所含成分的判断。
(1)取少量粉末加水溶解得无色溶液，说明白色粉末中肯定不含____________。
(2)在上述溶液中加烧碱溶液看不到变化，说明____________________。
(3)另取少量固体，加入盐酸中看不到任何现象，说明____________________。
(4)若最终要判断出存在的物质，应另取少量固体，加入适量水配成溶液，再加入__________________，根据________________的现象，可以确定硫酸钠的存在；将沉淀过滤，向滤液中加入__________________，根据______________的现象，可以确定氯化钠的存在。有关反应的化学方程式为________________________________________________________
________________________________________________________________________。
12．学习科学要求熟悉物质的性质以及物质之间的相互转化。如图10－10所示框图中的物质均为初中科学中的常见物质，其中甲、乙、丙、丁、戊均为单质，常温下，丁为黑色固体，戊为紫红色金属。农业上常用F改良酸性土壤。常温下，G是一种具有刺激性气味的气体，其水溶液显碱性，工业上用甲和丙化合制备G。(部分生成物及反应条件已省略)
图10－10
(1)写出A、F和G的化学式：A__________，F________，G________。
(2)写出高温条件下B分解为C和D的化学方程式：________________________________________________________________________。
(3)写出H和E在加热条件下生成C和戊的化学方程式：________________________________________________________________________。
13．碳酸镁晶须(MgCO3·nH2O，n＝1～5的整数)广泛应用于冶金、耐火材料及化工产品等领域。为测定碳酸镁晶须中n的值，学习小组设计了如图10－11所示装置并进行了3次实验。(不考虑稀盐酸挥发)
[查阅资料]
a．碳酸镁晶须受热分解，生成3种氧化物；
b．相对分子质量：Mr(MgCO3)＝84、Mr(H2O)＝18、Mr(MgO)＝40、Mr(CO2)＝44。
图10－11
[实验步骤]
①________________________________________________________________________；
②准确称取3.45 g MgCO3·nH2O放在B装置中，连接仪器；
③打开弹簧夹a，鼓入一段时间空气，称量C装置的质量；
④关闭弹簧夹a，打开分液漏斗活塞，缓缓滴入稀盐酸至不再产生气体为止；
⑤打开弹簧夹a，________________________________________________________________________；
⑥准确称量C装置的质量(如下表)；
编号
1
2
3
实验前/g
228.00
228.00
228.00
实验后/g
229.10
229.11
229.09
⑦重复上述步骤；
⑧根据数据进行计算。
[实验分析及数据处理]
(1)A装置中盛放的溶液是______________，其目的是_________________________________。
(2)D装置的作用是______________________________________________。
(3)计算碳酸镁晶须中的n值。(要有计算过程)
[实验反思]
(4)实验结果与理论值有偏差，可以在B、C之间增加一个______________装置以减小误差。
(5)下列选项中，会造成实验结果偏大的是________；偏小的是________。
①反应结束后，没有通空气 ②称量C装置前，没有通空气 ③没有A装置 ④没有D装置
答案
1．B ①中氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜，铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，每一步转化在一定条件下均能一步实现；②中水不能与其他物质反应生成过氧化氢，过氧化氢也不能直接转化为氢气；③中一氧化碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳通过光合作用转化为氧气，碳不充分燃烧生成一氧化碳。
2．C Zn→ZnCl2，锌与稀盐酸或与氯化铜反应都可转化为氯化锌，属于置换反应。锌与氯化铜可反应生成氯化锌，不需加入盐酸。(1)中发生的反应是置换反应；(2)中氢氧化锌与稀盐酸反应可生成氯化锌，属于酸和碱的反应，是中和反应；(3)中发生的反应是碳酸锌与稀盐酸的反应，属于复分解反应。锌与稀盐酸生成氢气和氯化锌，与氯化铜溶液反应生成氯化锌和铜，没有水生成。
3．D
4．C 由①X―→W＋O2可知，氧元素化合价升高，则X中氮元素化合价降低，得出X中氮元素的化合价高于W，即氮元素化合价X＞W；由③Y＋SO2―→Z＋SO3可知，硫元素化合价升高，则Y到Z氮元素化合价必降低，即氮元素化合价Y＞Z；分析②Z＋Y＋NaOH―→H2O＋W可知，W中氮元素化合价介于Z和Y之间，结合氮元素化合价Y＞Z，所以氮元素化合价Y＞W＞Z；分析④Q＋Y―→Z＋H2O可知，Z中氮元素化合价介于Q和Y之间，结合Y＞W＞Z，所以氮元素化合价Y＞W＞Z＞Q；由⑤X＋Cu＋H2SO4(浓)―→ Cu2＋＋Y＋SO42－可知，铜元素化合价升高，则X到Y氮元素化合价必降低，则有氮元素化合价 X＞Y。所以综合上述分析，可得出结论：氮元素化合价X＞Y＞W＞Z＞Q。
5．C
6．A 若反应完成后锌有剩余，说明溶液中的Cu2＋和Fe2＋全部参加了反应，则溶液中有Zn2＋，无Cu2＋和Fe2＋。
7．D 根据反应的先后，加入的碳酸钠先与盐酸反应，把盐酸消耗完了，才开始与氯化钙反应，生成沉淀，最后到达F点说明氯化钙已经反应完了。OE段是碳酸钠和稀盐酸反应；PF段是氯化钙和碳酸钠反应，有碳酸钙沉淀生成；G点时碳酸钠过量，所以溶液的pH>7；化学反应一定遵循质量守恒定律。
8．(1)⑤⑥
(2)难溶于水 不溶于稀硫酸
(3)①②③ 复分解反应 两种化合物相互交换成分，生成了两种新的化合物
(1)酸与碱之间不可能相互转化，故⑤⑥不能实现。(2)复分解反应发生的条件是有沉淀、水或气体生成。CuS不可能是气体，也不可能是水，只可能是不溶于水也不溶于硫酸的沉淀。
9．(1)HCl(合理即可) Fe2O3
(2)FeCl3 NaOH
10．(1)HCl(合理即可) CuSO4
(2)Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH
(3)H2SO4＋CuO===CuSO4＋H2O
置换反应
(4)单质
A的浓溶液具有吸水性，因此A是H2SO4；C可用来改良酸性土壤，因此C是Ca(OH)2；D广泛应用于肥皂、石油、造纸、纺织和印染等工业，在生活中可用来去除油污，因此D是NaOH；F可与生石灰、水配制成具有杀菌作用的波尔多液，因此F是CuSO4；虚线圈中的两种物质类别相同，因此E是盐，其水溶液为浅绿色，CuSO4可转化为E，因此E是FeSO4；B是酸，硫酸可以和氯化钡反应生成盐酸，因此B是HCl，稀硫酸可以和G发生复分解反应生成CuSO4和H，H、G是不属于酸、碱、盐的化合物，因此H、G是氧化物，G是CuO，H是H2O，代入分析，均符合。
11．(1)无水硫酸铜
(2)不含氯化镁
(3)不含碳酸钠
(4)硝酸钡溶液和稀硝酸 产生白色沉淀
硝酸银溶液和稀硝酸 产生白色沉淀
Ba(NO3)2＋Na2SO4===BaSO4↓＋2NaNO3、
AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3
(1)硫酸铜在溶液中显蓝色，而粉末加入水中得到的是无色溶液，说明白色粉末中肯定不含无水硫酸铜。(2)根据氢氧化钠会与氯化镁反应生成氢氧化镁白色沉淀，加入氢氧化钠后没有现象，说明不含氯化镁。(3)碳酸盐和盐酸反应会生成气体，在固体中加入盐酸没有现象，说明不含碳酸钠。(4)检验硫酸根离子，常加入硝酸酸化的钡盐，只要出现白色沉淀，就可以证明硫酸根离子的存在；检验氯离子，常加入硝酸酸化的硝酸银，只要出现白色沉淀，就可以证明氯离子的存在。
12．(1)H2O Ca(OH)2 NH3
(2)CaCO3CaO＋CO2↑
(3)CuO＋COCu＋CO2
(1)物质G是具有刺激性气味的气体，且溶液呈碱性，可判断为氨气，则甲、丙分别为氢气和氮气；结合框图中A通电生成甲和乙可知，A为水、甲为氢气，则乙为氧气；丁为黑色单质，可推测丁为木炭或铁粉，结合框图，可推测C为二氧化碳或铁的氧化物；而C又为B高温分解的产物，则可判断C为二氧化碳、丁为木炭、B为碳酸钙、D为氧化钙、F为改良酸性土壤的氢氧化钙，戊为紫红色金属铜，则H为黑色氧化铜；E为二氧化碳在高温下与木炭生成的一氧化碳；代入框图检验，均符合。(2)碳酸钙在高温下，可分解生成二氧化碳和氧化钙。(3)H和E发生的反应为一氧化碳在加热的条件下还原氧化铜，生成铜和二氧化碳。
13．[实验步骤] ①检查装置气密性
⑤缓缓鼓入空气
[实验分析及数据处理]
(1)NaOH(浓)溶液 吸收鼓入空气中的二氧化碳
(2)防止空气中的CO2进入C装置，造成误差
(3)解：3次实验C装置增重分别为：229.10 g－228.00 g＝1.10 g；229.11 g－228.00 g＝1.11 g；229.09 g－228.00 g＝1.09 g，平均增重为＝1.1 g。
MgCO3·nH2O～CO2
84＋18n 44
3．45 g 1.1 g
＝ n＝3
答：碳酸镁晶须中n的值为3。
(4)除去氯化氢气体的 (5)① ②③④
[实验步骤] 第①步首先是检查装置的气密性，这是保证实验成功的关键；第⑤步中，打开弹簧夹a，缓缓鼓入空气，是为了把整个装置中的二氧化碳排出去。
[实验分析及数据处理]
(1)A装置中盛放的溶液是NaOH(浓)溶液，是用来吸收鼓入空气中的二氧化碳，可以减少误差。(4)实验结果与理论值有偏差，可以在B、C之间增加一个除去氯化氢气体的装置以减少误差。(5)称量C装置前，没有通空气，没有A装置，没有D装置，都会使测得的CO2质量比实际偏多，计算出n值偏小；反应结束后，没有通空气会使测得的CO2质量偏少，计算出的n值偏大。
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