2.5物質的轉化

學習目錄

目錄

模塊一知識網絡....................................................................................................................................1

模塊二知識掌握....................................................................................................................................1

知識點一、物質的轉化規律..........................................................................................................1

知識點二、金屬的冶煉..................................................................................................................8

【鞏固提高】........................................................................................................................................15

知識重點

模塊一知識網絡

模塊二知識掌握

知識點一、物質的轉化規律

1、非金屬單質——化合物

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S+O2=點燃=SO2（刺激性，有毒，污染空氣）

4P+5O2=點燃=2P2O5（除去空氣中少量氧氣）

C+O2=點燃=CO2（氧氣充足）

2C+O2==2CO（氧氣不充足）

2、某些非金屬氧化物+H2O——酸

CO2+H2O=H2CO3（CO2通入紫色石蕊實驗變紅色，加熱又變紫色）

SO2+H2O=H2SO3SO3+H2O=H2SO4

3、金屬單質——化合物

2Mg+O2=點燃=2MgO（發出耀眼強光，生成白色固體）

2Cu+O2=加熱=2CuO（紅色的銅在空氣中加熱變黑色）

2Fe+2O2=點燃=Fe3O4（火星四射，生成黑色固體）

4、某些金屬氧化物+H2O——堿

CaO+H2O=Ca(OH)2

K2O+H2O=2KOH

CuO、Fe2O3不能，因為對應的堿不溶

5、金屬單質+非金屬單質——鹽或金屬氧化物

Fe+S==加熱=FeS2Fe+3Cl2=加熱=2FeCl3

6、化合物間相互轉化規律：

*任何酸和堿都能發生中和反應

*任何碳酸鹽和酸都能反應生成CO2↑

*鹽+鹽、鹽+堿的反應中，反應物必須可溶，且要滿足復分解反應的條件（生成物種有氣體，水或沉

淀）

*鹽+金屬的反應中，反應的鹽必須是可溶的。因此一些非常活潑能夠跟水發生發應的金屬（K、Ca、

Na等）不符合要求

[例題1]（2022秋?仙居縣期末）如圖是小科同學繪制的單質銅及其化合物的轉化模型圖，其中能

轉化的環節有（）

A．①②B．③④C．①③D．②④

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[例題2]（2022秋?溫州期末）茶葉蛋的蛋黃表面有一層黑色的物質（如圖甲），有人擔憂它是否能

食用。小明決定利用科學知識來揭秘。他取兩個帶有黑色物質的蛋黃開展實驗，實驗結果如圖

乙。

（1）根據實驗結果可知該黑色物質的化學性質有。

（2）小明推測黑色物質是課堂上學習過的一種含硫的化合物，其化學式是。

（3）查閱資料得知Fe2+可被人體吸收和利用。因此，小明認為蛋黃中的黑色物質不但能食用，

且能為人體補充鐵元素，他推測的理由是。

[例題3]（2022秋?平湖市期末）Ca與水可以發生劇烈反應并產生一種氣體。單質Ca的一種轉化

路線為：Ca→CaO→Ca（OH）2→CaCO3，有關說法錯誤的是（）

A．Ca與水反應產生的氣體是氫氣

B．CaO也可直接轉化為CaCO3

C．CaO和Ca（OH）2均可用于吸收SO2

D．Na與Cu也可以發生上述轉化

[例題4]（2023?寧波模擬）以太陽能為熱源分解Fe3O4，經熱化學鐵氧化合物循環分解水制氫氣的

過程如圖所示，下列敘述正確的是（）

①過程Ⅰ中能量轉化形式是太陽能轉化為化學能

一定條件

ˉ

②過程Ⅱ的化學方程式為：3FeO+H2OFe3O4+H2↑

太陽能

ˉ

③該過程總反應為：2H2OO2↑+2H2↑

催化劑

④鐵氧化合物循環制H2具有節約能源、產物易分離等優點

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A．①②B．①②③C．①②④D．①②③④

[例題5]（2023?寧波模擬）高純碳酸鈣廣泛應用于精密電子陶瓷、醫藥等生產。如圖為模擬制備高

純碳酸鈣的主要流程，已知該大理石中雜質是二氧化硅和氧化鐵。下列有關說法錯誤的是（）

A．由“酸溶”可知，二氧化硅不溶于水和稀鹽酸

B．“除雜”中，氨水只與溶液中的氯化鐵反應

C．“轉化”發生的主要反應是（NH4）2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NH4Cl

D．操作a為組合操作，包含過濾、洗滌、干燥

[例題6]（2022秋?寧海縣期末）2022年4月28日，我國科研人員通過電催化結合生物合成的方式，

將二氧化碳高效還原合成高濃度乙酸（化學式為CH3COOH），并進一步利用微生物可以合成葡

萄糖和脂肪酸。該成果可簡化為如圖所示流程。下列說法正確的是（）

一定條件

A．電催化室1內發生的反應可表示為：H2O+CO2→O2+CO

B．晶界銅作為催化劑在化學反應前后化學性質不變

C．電催化室2內CO和H2O生成CH3COOH的過程是復分解反應

D．整個過程將CO2變廢為寶，符合綠色科學，不需要消耗能量

[例題7]（2022秋?江北區校級期中）某白色粉末，可能含有硫酸鈉、硫酸銅、氯化鈉、硝酸鋇、

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碳酸鈣中的一種或幾種，某科學興趣小組為探究其成分，設計了如下實驗流程（所加試劑均足

量）

（1）操作Ⅰ、Ⅱ的名稱是；

（2）無色氣體的質量是克；

（3）固體甲的成分是；

（4）這種白色粉末中一定不含有；

（5）求白色粉末中肯定含有的物質總質量。

知識點二、金屬的冶煉

常見還原劑：C、CO、H2

C+2CuO=加熱=2Cu+CO2↑H2+CuO=加熱=Cu+H2O3CO+Fe2O3=高溫=2Fe+3CO2

C：黑色固體逐漸變為紅色，澄清石灰水變渾濁

H2：試管內黑色粉末變紅色，試管口出現水珠

步驟：實驗開始時先通入H2,一段時間后再加熱（防止氫氣與空氣混合加熱時試管爆裂）；

實驗結束后，先熄滅酒精燈，繼續通入H2，直到試管冷卻為止（防止灼熱的銅被空氣中的氧

氣氧化成氧化銅）

提示：試管口要略低于試管底，防止反應生成的水倒流。

導管貼試管上壁伸入試管底部

CO：最好在通風櫥中進行。實驗時應該先通一會CO，以排除試管中的空氣，防止CO

與空氣混合加熱時引起爆炸。多余的CO不能直接排到空氣中，應對著火焰燒掉（實驗裝置末端

設置點燃的酒精燈燃燒尾氣）

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[例題8]（2023?西湖區模擬）《天工開物》中記載金屬鋅的冶煉方法：取爐甘石（主要成分：碳酸

鋅）十斤，裝載入一泥罐內，然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發火煅紅，罐中爐甘石熔化

高溫

ˉ

成團。冷定，毀罐取出，即獲得金屬鋅（已知主要發生的反應為：2C+ZnCO3Zn+3CO↑）。

下列分析錯誤的是（）

A．爐甘石屬于混合物

B．該反應中一氧化碳為還原劑

C．冷卻時鋅由氣態轉化為液態需要放熱

D．“冷定“后再“毀罐“取鋅是為防止鋅重新被氧化

[例題9]（2023?慈溪市校級模擬）三國時的“紅臉”關云長與北宋時的“黑臉”包公本是互不相干

的著名歷史人物，但一首描述某一化學實驗過程的詩卻將兩人聯系在了一起。詩的內容如下：

“包公靜坐水晶房，輕風迎面喜洋洋，忽然一陣烈火起，燒得包公變云長，云長急令退烈火，

只留輕風吹暖房。”這首詩中的“包公”“關云長”及“輕風”分別指的是（）

A．C、Cu、CuOB．C、Cu、COC．CuO、Cu、H2D．H2、CuO、Cu

[例題10]（2023?北侖區模擬）如圖是木炭還原氧化銅反應的實驗裝置圖，下列說法正確的是（）

A．給酒精燈加網罩，目的是使火焰集中并提高溫度

B．實驗過程中，可觀察到紅棕色粉末逐漸變黑

C．木炭是使氧化銅還原為銅的物質，它具有氧化性

D．實驗結束后，應先停止加熱，再將導氣管從澄清石灰水中撤出

[例題11]（2023?西湖區模擬）如圖為CO還原CuO“微型”實驗裝置（夾持儀器等略），已知：HCOOH

熱濃硫酸

ˉ

H2O+CO↑，下列說法錯誤的是（）

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A．實驗中所需CO可現制現用

B．“微型”裝置可節約用品，污染小，現象明顯

C．“微型”裝置內空間較小，空氣易排空，危險系數小

D．該實驗中所涉及反應的基本類型有分解反應和置換反應

[例題12]（2022秋?仙居縣期末）甲圖是工業煉鐵高爐的結構，鐵礦石（主要成分Fe2O3）、焦炭（主

要成分C）、石灰石等自高爐上方加入，經高溫反應后，形成鐵水和爐渣從下方排出。

（1）原料中使用焦炭的作用是（寫一點即可）。

（2）為避免鐵水損耗，遠距離運輸鐵水需全程密封。下列有關乙圖實驗的操作與其目的相同的

是。

A.通一會兒氫氣后加熱

B.將氧化銅平鋪在試管底

C.試管底略高于試管口

D.停止加熱后繼續通氫氣

[例題13]（2022秋?德清縣期末）在學習“金屬的冶煉”時，某學習小組用如圖所示的裝置測量氧

化銅樣品中氧化銅的質量分數，實驗所取氧化銅樣品質量為10克。（所含雜質不參加反應）

（1）該實驗利用了一氧化碳的性；

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（2）甲同學的方法：先測出氫氧化鈉濃溶液的質量為50克，待反應完全后再次稱量，質量為

54.4克。請計算樣品中氧化銅的質量分數。（提示：一氧化碳不與氫氧化鈉溶液反應）

（3）乙同學的方法：先稱量出玻璃管及樣品的總質量為m1克，待反應完全后再次稱量，質量為

m2克，則樣品中氧化銅的質量分數可表示為×。

（4）本實驗的不足之處是，請提出一種處理方法。（提示：CO除了具有可

燃性、難溶于水等性質外，還具有毒性）

[例題14]（2022秋?慈溪市校級期中）有10克鋅、8克氧化銅和足量的稀硫酸，有同學想用這些鋅

和氧化銅為原料來制取銅單質時采用了如下所示的流程圖：

?2??4???

Zn→H2→Cu

（1）8克氧化銅完全反應能生成克銅。

（2）按照規范操作要求完成實驗，氧化銅被完全反應，請以加入的Zn為橫坐標，以生成的Cu

為縱坐標，畫出關系圖。

（3）利用同樣的原料，還可以用置換法來制銅單質，

相比之下，置換法的優點是（寫出一點即可）。

【鞏固提高】

1．（2023?定海區二模）通過一步化學反應實現如圖所示的X、Y、Z三種物質間轉化，表格中X、

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Y、Z對應的質能實現這種轉化的是（）

選項XYZ

ACOCO2C

BCuOCu（OH）2Cu（NO3）2

CHClBaCl2KCl

DNaOHNaNO3NaCl

2．（2023?杭州二模）鑭（La）是一種活動性比鋅更強的元素，它的氧化物的化學式為La2O3，La

（OH）3是不溶于水的堿，而LaCl3、La（NO3）3都可溶于水。由此判斷下列幾組物質，不能直

接反應制取LaCl3的是（）

A．La（OH）3和HClB．La2O3和HCl

C．La和HClD．NaCl和La（OH）3

3．（2022秋?上虞區期末）取碳和氧化銅的混合物ag在一定條件下恰好完全反應，相關量的變化如

圖，下列說法正確的是（）

A．M點對應的固體物質只有兩種

B．N點對應的固體為黑色

C．反應后產生氣體的總質量為（a﹣b）g

D．0～t2min內，固體中銅元素的質量分數不變

4．（2022秋?慈溪市期末）下列物質轉化在一定條件下可以一步實現的是（）

A．C→CO2→Na2CO3B．Cu→CuO→Cu（OH）2

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C．NaCl→KCl→AgClD．Fe→Fe2O3→FeSO4

5．（2022秋?蕭山區期中）利用化學反應合成新物質是化學對人類的巨大貢獻。如圖是Mg（OH）

2、MgCl2、Mg（NO3）2三種物質間的轉化關系，根據所學知識判斷，下列說法正確的是（）

A．通過一步反應無法實現②的轉化

B．欲實現①的轉化，加入稀鹽酸即可

C．只有加入氫氧化鈉溶液才能實現③的轉化

D．通過一步反應可實現Mg（NO3）2向MgCl2的轉化

6．（2022秋?江干區校級期中）如圖，甲和乙分別是氫氣和一氧化碳還原氧化銅的實驗，下列有關

說法正確的是（）

A．甲實驗試管口向下傾斜可防止氫氣逸出

B．乙實驗只能通過澄清石灰水是否變渾濁判斷反應是否發生

C．甲、乙兩實驗中，都應先通入氣體，再用酒精燈加熱試管、玻璃管，以防止發生爆炸

D．甲、乙兩實驗中，氫氣和一氧化碳都將氧化銅變成游離態的銅，都發生了置換反應

7．（2022春?余杭區期中）現有硫、氧化汞、氯化鉀和海水四種物質，為了區分它們，小陽參照二

歧分類檢索表制作了一個物質檢索表圖，如圖所示。下列敘述正確的是（）

A．甲表示的是氯化鉀

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B．乙表示的是氧化汞

C．圖中“▲”應該表示為黃色固體”

D．也可根據是否含有氧元素對丙、丁分類

8．（2022秋?鹿城區校級期中）下列物質的制備方案中，可行的是（）

????溶液

A．Ca（OH）2溶液→CaCl2溶液

稀?2??4溶液

B．CuO溶液→CuSO4溶液

????

C．Cu→CuCl2溶液

稀鹽酸

D．Fe→FeCl3溶液

9．（2022秋?紹興期中）在實驗室中，小明同學為了探究金屬與鹽溶液的反應規律，將一定質量的

某種金屬M的粉末放入AgNO3與Cu（NO3）2的混合溶液中，實驗過程及現象如圖所示，結合

實際現象判斷，小明同學得出的以下結論中，錯誤的是（）

A．加入的金屬M可能是單質鐵

B．濾渣中一定含有金屬單質M

C．濾渣中一定含有單質銅

D．濾液中一定沒有銀離子

10．（2021秋?武義縣期末）構建知識網絡，可以幫助我們理解知識的內在聯系。如圖是某無色溶液

X與不同類物質間反應的知識網絡，下列判斷正確的是（）

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A．若A是酚酞溶液，則Y一定是紅色溶液

B．若B為氧化鐵，則黃色溶液的溶質一定是FeCl3

C．X與C的反應一定產生氣體

D．X與D的反應可能是中和反應

二．填空題（共3小題）

11．（2023?寧波）某電廠的粉煤灰含有Al2O3，還有少量的FeO、Fe2O3和其它成分，其它成分不溶

于水、不與酸反應。以該粉煤灰為原料制備Al2O3，流程如下：

（1）“酸浸”過程中，稀硫酸與Fe2O3反應的化學方程式為。

（2）流程圖中，操作Ⅰ的名稱是。

（3）“氧化”過程發生的反應為2FeSO4+H2SO4+H2O2→Fe2（SO4）3+2H2O，其中H2O2中氧元

素化合價為﹣1價。該化學反應中化合價升高的元素是。

12．（2023春?濱江區校級月考）如圖表示五種不同類別物質間的關系。A是鐵銹的主要成分，C俗

稱苛性鈉，請結合圖示回答問題。（圖中“—”表示相連的兩種物質能發生反應，“→”表示一種

物質能轉化成另一種物質）

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（1）A物質的化學式是，B物質的化學式是。

（2）在①、②、③、④四個反應中，沒有體現酸的化學通性的是（填序號）。

（3）寫出②所發生的反應的化學方程式：。

13．（2023?秀洲區校級一模）某固體物質可能含有Na2SO4、Na2CO3、CaCl2、KCl、CuSO4、KOH

中的一種或幾種．為探究其組成，進行如下實驗，流程和現象記錄如下：（CaCl2、BaCl2、KCl三

種溶液均呈中性）固體物質中一定含有，為進一步確定可能含有的物質，采用的方

法是（寫出實驗操作）。

三．實驗探究題（共3小題）

14．（2023?湖州模擬）過氧化鈣晶體（化學式為CaO2?xH2O，其中x待實驗中測定）常溫下為白色，

能溶于酸，難溶于水、乙醇，且溫度越低，其溶解度越小，是一種溫和的氧化劑，常用于魚類長

途運輸的增氧劑等。

（1）過氧化鈣晶體可用下列方法制備：CaCl2+H2O2+NH3+H2O→CaO2?xH2O↓+NH4Cl

用如圖制取裝置可制備過氧化鈣晶體；

①裝置A中生成的氣體應為；儀器X的名稱為。

②裝置C采用冰水浴控制溫度在0℃左右，可能的原因主要有：。

I．該反應是放熱反應，而溫度低的條件有利于。

Ⅱ．該反應是放熱反應，溫度低可避免過氧化氫受熱分解變質而影響晶體的生成。

（2）為確定過氧化鈣晶體的組成，某化學興趣小組查資料發現：過氧化鈣晶體受熱時會先失去

結晶水，然后再發生分解生成氧化鈣和氧氣，于是他們稱取21.6克過氧化鈣晶體用熱分析儀對其

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進行熱分解實驗，并繪制了體質量與溫度的關系圖（如上曲線圖），由此計算可得x＝。

15．（2023?蕭山區模擬）某爐渣中主要含氧化亞鐵、氧化鐵，還含不溶于水、不與酸反應的雜質少

量；現按如圖所示工藝流程、用爐渣制備綠礬（FeSO4?7H2O）。

查閱資料：已知氧化亞鐵與稀硫酸、鐵與硫酸鐵反應均可生成硫酸亞鐵。

濾液Ⅰ中含有的溶質是稀硫酸、。

加入過量鐵粉后發生了多個反應，寫出其中一個反應的化學方程式：。

實驗測量兩種濾液的pH，結果是濾液