專題2.5-2　物質的轉化-金屬及其化合物之間的轉化（解析版）

第2章物質轉化與材料利用2.5-2物質的轉化——金屬及其化合物之間的轉化目錄 1 3 3 4【基礎鞏固練】 4【發(fā)散思維練】 7【核心素養(yǎng)練】 12【中考提分練】 14金屬單質及其化合物之間的轉化1.實驗：鐵粉和硫黃的實驗實驗操作實驗現(xiàn)象取少量鐵粉放在白紙上，再取少量硫黃與鐵粉混合——用磁鐵接近混合物，觀察現(xiàn)象鐵粉被磁鐵吸出把混合物放進試管內(nèi)，用酒精燈加熱，觀察現(xiàn)象試管內(nèi)硫黃與鐵粉慢慢燃燒，發(fā)光發(fā)熱，且生成了黑色固體，同時放出大量的熱當反應后發(fā)出的光擴展至整支試管時，立即停止加熱，靜置，冷卻——將生成物倒在白紙上，觀察生成物的外觀，再用磁鐵靠近生成物，觀察現(xiàn)象生成了黑色固體；生成物不能被磁鐵吸引實驗分析：鐵粉與硫黃發(fā)生化學反應，生成了新物質硫化亞鐵(FeS)，不具有鐵的性質。反應的化學方程式S＋FeEQ\*jc0\*hps18\o(\s\up9(Δ),===)FeS。實驗結論：有些金屬能與非金屬反應生成鹽。2.金屬與非金屬的反應2Mg+O2EQ\*jc0\*hps18\o(\s\up9(點燃),===)2MgO(耀眼白光)3Fe+2O2EQ\*jc0\*hps18\o(\s\up9(點燃),===)Fe3O4(火星四射)Fe+SEQ\*jc0\*hps18\o(\s\up9(點燃),===)FeS(鐵粉與硫粉混合點燃后即可反應，放出大量的熱，生成黑色固體。)金屬單質和非金屬單質在一定條件下可以相互反應，生成相應的鹽：Fe+3Cl2EQ\*jc0\*hps18\o(\s\up9(點燃),===)2FeCl3Cu+ClEQ\*jc0\*hps18\o(\s\up9(點燃),===)CuCl23.金屬與水的反應實驗：生石灰與水反應實驗操作實驗現(xiàn)象在蒸發(fā)皿上放一小塊生石灰，加少量水，攪拌，觀察現(xiàn)象塊狀的生石灰粉碎成粉末狀，并放出大量的熱滴加幾滴無色酚酞試液，觀察現(xiàn)象無色酚酞試液變?yōu)榧t色實驗分析：氧化鈣與水反應生成了氫氧化鈣。實驗結論：有些金屬氧化物可以與水反應生成相應的堿。活潑金屬的氧化物與水反應生成相應的堿。氧化鋇、氧化鉀、氧化鈣、氧化鈉與反應水都生成相應的堿。CaO＋H2O===Ca(OH)2(放出大量的熱)Na2O+H2O===2NaOHK2O+H2O===2KOHBaO+H2O===Ba(OH)2MgO、FeO、Fe2O3、CuO等氧化物不溶于水，也不與水反應。4.金屬與化合物反應2Mg+CO2EQ\*jc0\*hps18\o(\s\up9(點燃),===)2MgO+C8A1+3Fe3O4EQ\*jc0\*hps18\o(\s\up9(高溫),===)9Fe+4Al2O3【?？肌空莆战饘賳钨|與其化合物的轉化規(guī)律【例1】下列實驗現(xiàn)象的描述正確的是（)A.鐵絲在空氣中燃燒，火星四射，并生成黑色固體B.把燃著的硫黃放進盛滿氧氣的集氣瓶內(nèi)，觀察到微弱的淡藍色火焰，放熱，生成有刺激性氣味的氣體C.取少量鐵粉放在白紙上，再將少量硫黃與鐵粉混合，把混合物放入試管內(nèi)，用酒精燈加熱，現(xiàn)象是生成黑色固體，同時放出大量的熱D.白磷在氧氣中燃燒，可觀察到集氣瓶中充滿白霧【答案】C【解析】A的現(xiàn)象應是鐵絲在氧氣中燃燒；B硫在氧氣中燃燒為藍紫色火焰；D為白煙。【例2】課外，小科約老師繼續(xù)探究鐵粉和硫粉反應的實驗：他們各自取一定量的鐵粉和硫粉均勻混合后堆放在石棉網(wǎng)上，在其中插入燒紅的玻璃棒，反應立即發(fā)生。拿掉玻璃棒后，反應繼續(xù)劇烈進行，反應過程中有少量刺激性氣味的氣體X產(chǎn)生。反應結束后，都得到了黑色固體。老師得到的黑色固體不會被磁鐵吸引，而小科的卻會被磁鐵吸引。（1）鐵和硫的反應是_______（填“放熱”或“吸熱”）反應。（2）氣體X的化學式為________。（3）對比老師的實驗結果，小科猜想自己得到的黑色固體可能是有剩余的鐵或有生成的四氧化三鐵。小科想驗證是否有鐵剩余。老師啟發(fā)小科：硫化亞鐵能與稀硫酸反應，產(chǎn)生硫化氫氣體，該氣體能被氫氧化鈉溶液吸收。于是，小科認為正確連接如圖所示的三個裝置并進行實驗，如果a處有水壓出，就能驗證有鐵剩余。①小科依次連接各裝置的導管口：e→_______→b→a。（填“c→d”或“d→c”）②老師指出設計不夠合理，不能就此驗證猜想。請你說出不夠合理的原因：______________________。于是小科改進了實驗設計，繼續(xù)進行探究……【答案】（1）放熱（2）SO2（3）c→d反應前裝置中有空氣存在【解析】（3）②因為反應前錐形瓶中含有空氣，加入稀硫酸時，錐形瓶中的一部分空氣會被排出，即使沒有氫氣進入盛有水的試劑瓶中，a處也會有水壓出?！痉椒w納】學習過程中應注意對知識進行系統(tǒng)化的歸納。如金屬單質及其化合物之間轉化的一般規(guī)律可歸納為：（1）有的金屬和氧氣可以反應生成金屬氧化物；（2）有的金屬和非金屬（除氧氣外）反應可以生成鹽；（3）某些金屬氧化物（只有BaO、K2O、CaO、Na2O四種）和水反應生成堿?！净A鞏固練】1.(2020?寧波)如圖為一種自熱火鍋的構件圖。該自熱火鍋的發(fā)熱包內(nèi)有鐵粉、鋁粉、炭粉、生石灰等物質，將發(fā)熱包放到水中，會放出大量的熱。有關該自熱火鍋的說法不合理的是（）A.生石灰與水反應，會放出大量的熱B.設計出氣孔的目的是避免使用時盒內(nèi)氣壓過高C.遇水能放出熱量的物質都能作為發(fā)熱包的內(nèi)容物D.使用過的發(fā)熱包即使干燥后也不能重復使用【答案】C【解析】生石灰與水反應生成了熟石灰，會放出大量的熱，A正確；設計出氣孔，能排出部分水蒸氣，目的是避免使用時盒內(nèi)氣壓過高，B正確；有些有毒、有腐蝕性物質容易造成傷害事故，不宜用作發(fā)熱包的內(nèi)容物，C不正確；使用過的發(fā)熱包內(nèi)的物質，已發(fā)生了化學變化，性質發(fā)生了改變，即使干燥后也不能重復使用，D正確。2.(2020?遵義)1839年虎門銷煙采用的方法是：在海邊挖池，放入煙土，引入海水浸泡，投入石灰，石灰遇水沸騰，煙土溶解。該過程發(fā)生的反應有CaO+H2O===Ca(OH)2。下列說法不正確的是（）A.該反應屬于化合反應B.該反應會放出熱量C.由此反應推測氧化鈣可干燥氯化氫氣體D.此反應可制備氫氧化鈣【答案】C【解析】由化學方程式可知，該反應是由兩種物質反應生成一種新物質，屬于化合反應；根據(jù)投入石灰，石灰遇水沸騰，煙土溶解，推知該反應過程中會放出大量的熱；氯化氫溶于水形成鹽酸，氧化鈣能與鹽酸反應，不能用氧化鈣來干燥氯化氫氣體；氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，此反應可制備氫氧化鈣。3.(2021?義烏期中)下列各組變化中，只有加入酸才能一步實現(xiàn)的是（）A.Zn→ZnSO4B.CuO→CuCl2C.CaCO3→CO2D.BaCl2→BaSO4【答案】B【解析】鋅能與稀硫酸或金屬活動性排在鋅后面的可溶性硫酸鹽反應生成硫酸鋅，A錯誤；氧化銅能與稀鹽酸反應生成氯化銅和水，只能與酸反應生成，B正確；碳酸鈣能與鹽酸反應或高溫分解生成二氧化碳，C錯誤；氯化鋇能與硫酸或可溶性硫酸鹽反應生成硫酸鋇沉淀，D錯誤。4.(2021?嘉興海寧南苑中學)下列物質的轉化在給定條件下均能實現(xiàn)的是（）【答案】D【解析】氯化鈣和二氧化碳不反應，A錯誤。鐵在氧氣中燃燒會生成四氧化三鐵，而不是三氧化二鐵，B錯誤。硫酸鈉和碳酸鉀混合沒有氣體、沉淀或者水生成，不符合復分解的條件，不反應，C錯誤。碳酸鈣高溫條件下分解產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳和碳在高溫條件下生成一氧化碳，D正確。5.(2020?赤峰)下列物質間的轉化只通過一步反應就能實現(xiàn)的是（）A.H2O2→H2B.NaCl→AgClC.Fe→Fe(SO4)3D.CuO→Cu(OH)2【答案】B【解析】過氧化氫分解生成了水和氧氣，轉化不能由一步反應實現(xiàn)，A不符合題意。氯化鈉與硝酸銀反應生成了氯化銀白色沉淀和硝酸鈉，轉化能由一步反應實現(xiàn)，B符合題意。鐵與稀硫酸、某些硫酸鹽等反應生成了硫酸亞鐵，不能生成硫酸鐵，轉化不能由一步反應實現(xiàn)，C不符合題意。氧化銅不能夠與水反應，轉化不能由一步反應實現(xiàn)，D不符合題意。故選B。6.(2020?湖州)小明利用稀硫酸與生銹的鐵屑反應制取硫酸亞鐵，實驗流程如下：資料：①Fe2(SO4)3+Fe===3FeSO4；②硫酸亞鐵容易被氧化為硫酸鐵等物質。(1)配制50g溶質質量分數(shù)為19.6%的稀硫酸，需溶質質量分數(shù)為98%的濃硫酸______________g。(2)寫出該實驗中的一個化學方程式(除資料①中的反應外)：____________________________。(3)稀硫酸與生銹的鐵屑充分反應后，要確保鐵有少量剩余，其目的是______________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)10(2)Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O或Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑(3)使生成的硫酸鐵完全轉化為硫酸亞鐵；防止生成的硫酸亞鐵被氧化【解析】(1)配制50g溶質質量分數(shù)為19.6%的稀硫酸，需溶質質量分數(shù)為98%的濃硫酸質量：50g×19.6%÷98%=10g。(2)該實驗中，稀硫酸和氧化鐵反應生成硫酸鐵和水，和鐵反應生成硫酸亞鐵和氫氣(3)稀硫酸與生銹的鐵屑充分反應后，要確保鐵有少量剩余，其目的是使生成的硫酸鐵完全轉化為硫酸亞鐵；防止生成的硫酸亞鐵被氧化。7.小明同學利用自制儀器模擬工業(yè)煉鐵實驗，用如圖所示微型實驗裝置制取CO，然后用CO還原Fe3O4并檢驗氣體產(chǎn)物。已知甲酸(HCOOH)具有揮發(fā)性，在熱的濃硫酸中分解生成一氧化碳和水。(1)位置4發(fā)生的化學方程式是__________________________________________。(2)位置5處的化學方程式是__________________________________________?！敬鸢浮?1)Fe3O4+4COEQ\*jc0\*hps18\o(\s\up9(高溫),===)3Fe+4CO2(2)CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O【解析】（1）Fe3O4發(fā)生反應是一氧化碳和四氧化三鐵在高溫下生成鐵和二氧化碳；（2）由于生成二氧化碳，而二氧化碳能夠使澄清石灰水變渾濁，是由于會生成碳酸鈣.8.堿式碳酸鋅[Znx(OH)y(CO3)z]是制備功能材料ZnO的原料，化學方程式為Znx(OH)y(CO3)zZnO+CO2↑+H2O(x、y、z為正整數(shù))。小金設計了圖甲所示裝置對堿式碳酸鋅的組成進行探究(裝置氣密性良好，藥品足量，實驗操作正確)：(1)圖甲中裝置Ｂ的作用是_____________________。(2)查閱資料發(fā)現(xiàn)在不同溫度條件下充分加熱等質量的堿式碳酸鋅樣品，剩余固體的質量與加熱溫度的關系如圖乙所示。實驗中加熱時，熱分解裝置的溫度至少要達到________________(填“200”“300”或“100”)℃。(3)部分實驗步驟為：“加熱前先通入N2排盡裝置內(nèi)的空氣，關閉通入N2的活塞，……控制一定溫度下加熱……”。實驗過程中可根據(jù)________________________________________________現(xiàn)象判斷堿式碳酸鋅樣品已完全分解。(4)小金取54.7g堿式碳酸鋅樣品(不含雜質)，放置于熱分解裝置內(nèi)，完全反應后測得裝置A增重5.4g，裝置B增重8.8g。則x：y：z的最簡整數(shù)比為________________.【答案】(1)吸收反應生成的CO2(2)300(3)一段時間，A裝置中的長導管管口不再有氣泡冒出(4)5：6：2【解析】(1)堿石灰能吸收二氧化碳，因此B裝置的作用是吸收反應生成的二氧化碳；(2)根據(jù)圖示乙在300℃以上時，固體質量減少最多，300℃和400℃效果一樣，即選擇熱分解裝置的溫度至少要達到300℃；(3)堿式碳酸鋅加熱分解產(chǎn)生二氧化碳和水，即加熱一段時間后堿式碳酸鋅全部分解，此時不再產(chǎn)生二氧化碳和水，因此A裝置中的長導管管口不再有氣泡冒出；(4)A裝置的作用是吸收水分，即生成水5.4g，B裝置的作用是吸收二氧化碳，即生成二氧化碳8.8g，根據(jù)質量守恒定律，生成氧化鋅的質量為54.7g-5.4g-8.8g=40.5g，比較z、y、z的個數(shù)，即比較鋅、氫、碳原子的個數(shù)即可，根據(jù)質量守恒定律，Zn、H、C的原子個數(shù)比為5：6∶2?！景l(fā)散思維練】9.(2020?東營)人類常利用化學反應得到所需要的物質。如圖是Mg(OH)2、MgCl2、Mg(NO3)2三種物質間的轉化關系，根據(jù)所學知識判斷，下列說法正確的是（）A.通過加入氯化銅溶液或稀鹽酸可實現(xiàn)①的轉化B.通過一步反應無法實現(xiàn)②的轉化C.通過一步反應可實現(xiàn)Mg(NO3)2向MgCl2的轉化D.通過加入氫氧化鈉等可溶性堿可實現(xiàn)③的轉化【答案】D【解析】氫氧化鎂難溶于水，不能與氯化銅溶液反應，A錯誤。氯化鎂能與硝酸銀溶液反應生成氯化銀沉淀和硝酸鎂，通過一步反應能實現(xiàn)②的轉化，B錯誤。Mg(NO3)2轉化為MgCl2假設能行，對應的生成物是硝酸鹽和氯化鎂，硝酸鹽和氯化鎂均易溶于水，不能發(fā)生復分解反應，C錯誤。氫氧化鈉能與硝酸鎂溶液反應生成氫氧化鎂沉淀和硝酸鈉，通過加氫氧化鈉等可溶性堿可實現(xiàn)③的轉化，D正確。10.(2020?包頭)利用廢舊電池銅帽(含Cu、Zn)制取海綿銅(Cu)，并得到硫酸鋅溶液的主要流程如下：(反應條件已略去)已知：2Cu+2H2SO4+O2EQ\*jc0\*hps18\o(\s\up9(Δ),===)2CuSO4+2H2O，下列說法正確的是（）A.步驟②中分離操作必須用到的玻璃儀器是燒杯和漏斗B.溶液A中溶質是H2SO4、CuSO4C.上述流程中物質B是鋅，物質D是鹽酸D.A~E中都含有銅、鋅兩種元素的物質有A和C【答案】D【解析】依據(jù)框圖可知步驟②后得到固體和液體，所以步驟②為過濾，用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒，A錯誤。銅與氧氣、稀硫酸反應生成硫酸銅，鋅與稀硫酸反應生成硫酸鋅，所以溶液Ａ含有溶質硫酸銅、硫酸鋅和過量的硫酸，B錯誤。若流程中加入的物質B為鋅，物質D為鹽酸，則溶液E中含有雜質氯化鋅，所以Ｄ不能用鹽酸，應該用硫酸，C錯誤。依據(jù)分析可知A為硫酸銅、硫酸鋅、稀硫酸，B為鋅，C為銅和鋅，D為硫酸，E為硫酸鋅，所以A~E中含銅、鋅兩種元素的物質有A和C，D正確。11.(2020?仙桃)A、B、C、D、E五種物質中含有同一種金屬元素，轉化關系如圖所示(圖中“→”表示物質間的轉化能一步實現(xiàn)，部分反應物、生成物和反應條件均已略去)。其中Ａ是磁鐵礦的主要成分，B是單質，C是鐵銹。請回答下列問題：(1)若A與一種氧化物反應生成單質B，則反應的化學方程式為__________________________。(2)當B作為金屬材料制成金屬制品時，防止其可能轉化為Ｃ的方法是_____________(寫一種)。(3)當D→E為化合反應時，化學方程式為__________________________。(4)若B與某鹽溶液發(fā)生置換反應生成E，其化學方程式為__________________________?！敬鸢浮?1)Fe3O4+4COEQ\*jc0\*hps18\o(\s\up9(高溫),===)3Fe+4CO2(2)刷漆(或涂油等，合理即可)(3)Fe+2FeCl3===3FeCl2(4)Fe+CuCl2===FeCl2+Cu【解析】A是磁鐵礦的主要成分，則A是四氧化三鐵，B是單質，C是鐵銹，鐵銹的主要成分是氧化鐵，則B是鐵，C是氧化鐵；氧化鐵與稀鹽酸反應生成氯化鐵和水，則Ｄ是氯化鐵，鐵能與氯化鐵反應生成氯化亞鐵，鐵能與稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，則D是氯化鐵，E是氯化亞鐵。(1)若A與一種氧化物反應生成單質B，四氧化三鐵能與一氧化碳在高溫下反應生成鐵和二氧化碳。(2)當B作為金屬材料制成金屬制品時，防止其可能轉化為Ｃ的方法，即防止生銹，可在其表面刷漆、涂油或鍍上其他金屬等覆蓋保護膜的方法，這些方法都能夠防止銹蝕的共同原理是隔絕氧氣和水。(3)D→E為化合反應時，即鐵與氯化鐵反應生成氯化亞鐵，反應的化學方程式為Fe+2FeCl3===3FeCl2。(4)B與某鹽溶液發(fā)生置換反應生成E，即鐵與氯化銅溶液反應生成氯化亞鐵溶液和銅，反應的化學方程式為Fe+CuCl2===FeCl2+Cu。12.(2020?海南)氫能是綠色的能源，如圖是制取與貯存氫氣的一種方法。下列說法正確的是（）資料：①Mg2Cu是一種貯氫合金，吸氫后生成MgH2和MgCu2合金；②MgH2和HCl反應的化學方程式為MgH2+2HCl——MgCl2+2H2↑。A.反應3的基本類型是置換反應B.循環(huán)制氫反應中需要不斷加入ZnO和Fe3O4C.反應3中氬氣作保護氣，防止金屬鎂、銅在高溫下與氧氣反應D.反應3的產(chǎn)物與足量稀鹽酸反應生成的氫氣和反應2產(chǎn)生的氫氣質量相等【答案】C【解析】反應3是氫氣和Mg2Cu在高溫的條件下、氬氣的環(huán)境中反應生成MgH2和MgCu2，生成物中有兩種化合物，不屬于置換反應，A錯誤；ZnFe2O4在反應2中逐漸消耗，在反應1中又會逐漸的合成，所以循環(huán)制氫反應中不需要不斷加入，B錯誤；鎂和氧氣反應會生成氧化鎂，銅和氧氣反應會生成氧化銅，所以反應3中氬氣作保護氣，可防止金屬鎂、銅在高溫下與氧氣反應，C正確；反應2是水在催化劑的作用下通過太陽能分解生成氫氣，反應3所得的混合物中的鎂、氫化鎂和鹽酸反應會生成氫氣，但是兩者生成的氫氣不一定相等，D錯誤。13.某白色固體可能由CaCO3、NaCl、BaCl2、NaOH、Na2SO4中的一種或幾種組成，實驗記錄如圖：下列分析中正確的是（）A.原固體中不含BaCl2、Na2SO4B.原固體中一定含有CaCO3、BaCl2、NaOHC.步驟②中得到的溶液中溶質是CaCl2D.為了確定固體中是否有NaCl，可以取無色溶液A直接滴入AgNO3溶液【答案】B【解析】白色固體甲加入過量的稀鹽酸，固體全部消失，而氯化鋇和硫酸鈉反應生成的硫酸鋇是不溶于鹽酸的沉淀，故沉淀一定不含有硫酸鋇，一定含有碳酸鈣，沒有硫酸鋇，則氯化鋇和硫酸鈉不能同時存在；無色溶液A通入二氧化碳產(chǎn)生了白色沉淀，說明一定含有氯化鋇和氫氧化鈉，故一定不能含有硫酸鈉，氯化鈉可能存在；A、一定不會含有硫酸鈉，一定含有氯化鋇，錯誤；B、原固體中一定含有CaCO3、BaCl2、NaOH，正確；C、步驟②加入的是過量的稀鹽酸，故得到的溶液中溶質是CaCl2和HCl，錯誤；D、氯化鋇中含有氯離子，不能使用加入硝酸銀溶液的方法檢驗是否含有氯化鈉，錯誤。14.(2019?臺州)金屬與酸反應屬于放熱反應，其反應速率除受反應物的性質影響外，還受溫度、酸的質量分數(shù)、固體表面積大小等因素影響?，F(xiàn)探究質量分數(shù)對反應速率的影響，實驗室提供秒表、圖甲器材和顆粒均勻的鋅粒、鐵片、銅片、2%稀鹽酸、4%稀鹽酸、2%稀硫酸、碎冰、水等藥品。(1)請選擇合適器材和藥品，設計實驗寫出步驟(可配圖說明)。(2)實驗結論：其他條件都相同時，酸的質量分數(shù)越大，反應越快。圖乙是某資料中鐵與2%稀硫酸在恒溫條件下，生成氫氣體積隨時間變化的圖像。請根據(jù)實驗結論，對曲線進行適當?shù)男薷?在圖乙上用實線畫出)，使其更合理。【答案】(1)答題要點：①檢查裝置氣密性。②控制反應恒溫進行；藥品的選擇能體現(xiàn)控制變量；選擇因變量的方法正確。③能體現(xiàn)避免實驗偶然性。④操作步驟順序合理。答案示例：①檢查氣密性：連接試管和廣口瓶，往漏斗中加水，液面不持續(xù)下降。②裝藥品：在燒杯中加入碎冰和一定量的水，往試管中裝入鋅粒，把試管放入燒杯內(nèi)的冰水中，用鐵架臺固定，連接好其他裝置。③開始反應和測量：打開止水夾，往漏斗中倒入一定量的2%稀鹽酸，記錄一定時間內(nèi)量筒中的水量(或記錄量筒中的水達到一定體積時所需的時間，合理均可)。④取等量的鋅粒與4%稀鹽酸進行反應，重復上述實驗。⑤用鐵片代替鋅粒，重復上述實驗(或“多次實驗”等能體現(xiàn)避免實驗偶然性的方式均可)。(2)如圖所示。畫圖要求：能體現(xiàn)氫氣產(chǎn)生的速度是先快后慢，最后不變且與虛線相平?！窘馕觥?1)要探究酸質量分數(shù)對反應速率的影響，需要在氣密性良好的裝置中進行，不能漏氣，要控制反應的溫度不變，選擇藥品要能體現(xiàn)控制變量，通過排水法測定收集氫氣的速率，為了避免實驗的偶然性，要注意多重復幾次實驗。(2)金屬與酸反應產(chǎn)生氫氣不是勻速的，是先快后慢。15.(2020?河南)X、Y、Z是中學化學常見的物質，三種物質均含有同一種元素，它們之間有下圖所示的轉化關系(“→”表示反應一步實現(xiàn)，部分物質和反應條件已略去)。(1)若X、Y的組成元素完全相同；Z為氣體單質，能供給呼吸，也能使帶火星的木條復燃，X轉化為Y的化學方程式為____________________________________；從微觀角度解釋X、Y性質有差異的原因是____________________________________。(2)若X為固體單質；Y可以用于滅火；Z是易與血液中血紅蛋白結合的有毒氣體，Y轉化為Z的化學方程式為____________________________________。(3)若三種物質均含有鈣元素；X可以用來改良酸性土壤；Z為難溶于水的白色固體，其中金屬元素的質量分數(shù)為40%，Y的化學式為______________?！敬鸢浮?1)2H2O2EQ\*jc0\*hps16\o(\s\up9(ＭnO2),===)2H2O+O2↑，它們的分子構成不同(2)CO2+CEQ\*jc0\*hps16\o(\s\up9(高溫),===)2CO(3)CaCl2[或Ca(NO3)2]【解析】(1)因為“Z為氣體單質，能供給呼吸，也能使帶火星的木條復燃”，所以Z是氧氣，則X是過氧化氫，Y是水，則X轉化為Y的化學方程式為2H2O2EQ\*jc0\*hps16\o(\s\up9(ＭnO2),===)2H2O+O2↑，水和過氧化氫性質存在差異的原因是它們的分子構成不同；(2)因為“X為固體單質，Y可以用于滅火，Z是易與血液中血紅蛋白結合的有毒氣體”，所以Y是二氧化碳，Z是高溫一氧化碳，則Y轉化為Z的化學方程式為CO2+CEQ\*jc0\*hps16\o(\s\up9(高溫),===)2CO；(3)“若三種物質均含有鈣元素；X可以用來改良酸性土壤，Z為難溶于水的白色固體”，則X是氫氧化鈣，Z中鈣元素的質量分數(shù)為40%，可推知Z為碳酸鈣，Y可以與Z相互轉化，且其中含有鈣元素，則Y是氯化鈣或硝酸鈣，其化學式為CaCl2[或Ca(NO3)2]。16.某興趣小組為探究錫紙中的金屬成分(錫紙中以一種金屬為主，其他成分對實驗無干擾)，開展了以下探究活動?！咎岢鰡栴}】錫紙中的金屬是什么?【建立猜想】根據(jù)錫紙有銀白色金屬光澤，并結合金屬活動性、價格等因素，猜想其中的金屬可能是鋅、鐵、鋁、錫中的一種?！咎骄窟^程】步驟活動內(nèi)容收集證據(jù)分析并得出結論步驟一①查閱資料：金屬鋅在室溫下很脆②取錫紙反復折疊錫紙未破損錫紙中金屬不是鋅步驟二用磁鐵靠近錫紙錫紙沒有被磁鐵吸引錫紙中金屬不是____________步驟三①取錫紙條放入濃度為20%的鹽酸中除去可能存在的氧化膜。當觀察到現(xiàn)象____________時，取出錫紙條并用蒸餾水清洗②將處理過的錫紙條放入試管中，加入飽和硫酸鋅溶液，靜置觀察②中錫紙條表面無明顯現(xiàn)象說明錫紙中的金屬活動性比鋅弱，則錫紙中金屬不是鋁，而是錫【交流評價】小科對實驗結論質疑：“無明顯現(xiàn)象”并不代表沒有發(fā)生反應，因為鋁與硫酸鋅反應[2Al+3ZnSO4=3Zn+Al2(SO4)3]生成的金屬鋅為銀白色，與鋁顏色相同，因此無法得出結論。請在不改變反應原理的前提下運用定量方法完善實驗方案，并根據(jù)預期結果得出相應結論：________________________________________________________________________________________________。【繼續(xù)探究】運用完善后的方案進行實驗，分析實驗結果，得出初步結論：錫紙中金屬是鋁?！敬鸢浮俊咎骄窟^程】鐵錫紙表面產(chǎn)生較多氣泡【交流評價】取一定量錫紙，用鹽酸除去可能存在的氧化膜，取出后用蒸餾水清洗并晾干，稱得質量記為m1。將錫紙放入燒杯中，加入一定量飽和ZnSO4溶液浸沒錫紙，充分反應后，取出錫紙用蒸餾水清洗并晾干，再次稱得錫紙總質量記為m2。如果m2>m1，則錫紙中金屬為鋁；如果m2=m1，則錫紙中金屬為錫【解析】本題考查物質性質的相關知識，要求具備分析、判斷問題的能力?！咎骄窟^程】用磁鐵靠近錫紙，錫紙沒有被磁鐵吸引，說明錫紙中金屬不是鐵；取錫紙條放入濃度為20%的鹽酸中除去可能存在的氧化膜。由相應結論可知錫紙中金屬是錫，則可觀察到錫紙表面產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象?！窘涣髟u價】取一定量錫紙，用鹽酸除去可能存在的氧化膜，取出后用蒸餾水清洗并且晾干，稱量質量即為m1；把錫紙放人燒杯中，加入一定量飽和硫酸鋅溶液直至浸沒錫紙，充分反應后，取出錫紙用蒸餾水清洗并且晾干，稱量質量即為m2；如果m2大于m1，則錫紙中金屬是鋁，如果m1=m2，則錫紙中金屬是錫?！竞诵乃仞B(yǎng)練】17.(證據(jù)推理與模型認知)“銅的循環(huán)”如下圖所示。其中，箭號表示能一步實現(xiàn)的物質轉化方向，X、Y、Z是初中化學常見的物質。(1)若反應①為3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO2↑+4H2O，預測該反應可能觀察到的實驗現(xiàn)象：____________________________(寫一個)。(2)反應②中，X的化學式是______________(寫一個)。(3)Y是黑色固體，反應④的化學方程式為__________________________________________。(4)利用反應⑤的轉化原理，除去FeSO4溶液中的少量CuSO。需要的藥品和分離方法分別是__________________、________________________。(5)已知：同一化學反應中，若有元素的化合價升高，則必有元素的化合價降低。銅暴露在空氣中生成銅銹[主要成分為Cu2(OH)2CO3]的過程中，空氣中參與反應的物質是_________________?！敬鸢浮?1)有氣泡產(chǎn)生(或“溶液變?yōu)樗{色”“銅片變小”“銅片溶解”等其他合理答案)(2)NaOH(或其他合理答案)(3)CuO+H2SO4===CuSO4+H2O(4)鐵粉過濾(5)O2、H2O、CO2(或“氧氣、水、二氧化碳”)【解析】(1)由反應方程式3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可觀察到產(chǎn)生氣泡，溶液變?yōu)樗{色，銅片逐漸溶解至消失；(2)根據(jù)圖示“銅的循環(huán)”可知，②中由Cu(NO3)2轉化成Cu(OH)2，Cu(NO3)2要和堿反應才能生成Cu(OH)2，同時還會生成硝酸鹽，故X是堿(如NaOH、KOH等)；(3)Cu(OH)2受熱易分解成黑色固體氧化銅和水，故Y是氧化銅，④是氧化銅和硫酸反應生成硫酸銅和水，即CuO+H2SO4===CuSO4+H2O；(4)反應⑤是用活潑金屬和硫酸銅反應置換出不活潑的金屬銅，同時生成硫酸鹽，故要除去硫酸亞鐵溶液中的少量硫酸銅，可以加入鐵粉，鐵的金屬活動性比銅強，可以置換出銅，同時生成硫酸亞鐵，不會引人新的雜質，然后再用過濾除去固體雜質即可；(5)銅暴露在空氣中生成銅銹，生成物中有銅、氫、氧、碳四種元素，且銅元素化合價由0價升到+2價，故反應物中必有元素的化合價是降低的，而反應物中銅暴露在空氣中，故空氣中的二氧化碳(含碳元素)、水(含氫元素)有參與反應，但二氧化碳和水中元素化合價在反應前后都沒有發(fā)生改變，故判斷空氣中的氧氣也有參與反應，且氧元素的化合價由0價降低到-2價，即Cu+H2O+O2+CO2===Cu2(OH)2CO3。18.(科學態(tài)度與社會責任)為測定鋼鐵中的含碳量，設計如下裝置，鋼鐵樣品在裝置A中煅燒時，氣體產(chǎn)物只有CO2和SO2。(1)鋼樣處理成粉末的主要目的是_________________________________________。鋼樣中的Fe；C煅燒時的化學方程式為Fe3C+3O2EQ\*jc2\*hps18\o\ad(\s\up9(煅燒),===)_________+CO2。(2)實驗室用KClO3和MnO2制備O2的化學方程式為__________________________。MnO2中Mn的化合價為___________。(3)裝置B的作用是_____________________________，裝置B中的現(xiàn)象是__________________。(4)裝置Ｃ的作用是___________________________。若無裝置C，則測定結果_________(填“偏大”“無影響”或“偏小”)。(5)裝置Ｄ的作用為____________________________________；裝置E的作用為___________________________________。(6)鋼樣中加入某物質可降低煅燒溫度，為不影響測定結果，該物質在組成上需滿足的條件是___________________________?！敬鸢浮?1)增大反應物接觸面積，使反應更充分Fe3O4（2）+4(3)除去CO2中SO2高錳酸鉀溶液褪色(4)吸收CO2中的水蒸氣偏大(5)吸收CO2，測定產(chǎn)生的CO2質量防止空氣中的CO2和H2O進入D裝置(6)不能含有碳元素【解析】（1）鋼樣處理成粉末的主要目的是：增大反應物的接觸面積，化學反應前后原子個數(shù)不變，反應物中有3個鐵原子，6個氧原子，1個碳原子，生成物中有1個碳原子，2個氧原子，所以空白處是Fe3O4；（2）氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下加熱生成氯化鉀和氧氣，在二氧化錳中氧元素的化合價是-2價，設錳元素的化合價為xx+（-2）×2=0x=+4所以錳元素的化合價是+4價；（3）高錳酸鉀具有強氧化性，可以將二氧化硫氧化成三氧化硫，所以裝置B的作用是除去二氧化碳中的二氧化硫，裝置B中的現(xiàn)象是紫色的高錳酸鉀溶液變淺；（4）濃硫酸具有吸水性，所以裝置C的作用是吸收水蒸氣，若無裝置C，裝置D會吸收二氧化碳和水蒸氣，測定結果偏大；（5）堿石灰可以吸收二氧化碳和水蒸氣，所以裝置D的作用是吸收二氧化碳，裝置E的作用是吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣；（6）本實驗是測定鋼鐵中的含碳量，加入某物質可降低煅燒溫度，為不影響測定結果，所以該物質在組成上需滿足的條件是不能含有碳元素，以免影響碳含量的測定。【中考提分練】19.(2020?衢州)如圖所示，是小科建構的銅及其化合物之間相互轉化的關系圖。(1)寫出圖中“?”處物質的化學式：___________________________。(2)要一步實現(xiàn)圖中“Cu→Cu2+”的轉化，可將銅加入適量的某種鹽溶液中，則該溶液的溶質是__________________。(3)根據(jù)圖中的轉化關