專題36　元素的循環(huán)和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化（原卷版）

專題36元素的循環(huán)和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化【思維導(dǎo)圖】【知識點回顧】一、自然界中的碳循環(huán)、氧循環(huán)eq\a\vs4\al(考點1知道自然界中碳循環(huán)的主要途徑)大氣中的二氧化碳通過植物的________轉(zhuǎn)變?yōu)開_______，固定的碳以有機(jī)物的形式供給動、植物利用，同時又通過呼吸作用、微生物的分解、燃料燃燒等方式釋放二氧化碳返回大氣，周而復(fù)始地進(jìn)行著循環(huán)。eq\a\vs4\al(考點2知道自然界中氧循環(huán)的主要途徑)大自然中氧氣的含量會隨著生物的________和物質(zhì)的________等而減少，但又隨著植物的________而增加，周而復(fù)始地進(jìn)行著循環(huán)。產(chǎn)生氧氣的主要途徑：________。消耗氧氣的主要途徑：①動、植物的呼吸作用；②燃料燃燒；③微生物分解動、植物遺體；④其他氧化反應(yīng)(如：生銹、食物腐敗)。二、物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化考點3說明金屬、金屬氧化物、堿之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系；說明非金屬、非金屬氧化物、酸之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系1．金屬→________→堿，如：Ca→CaO→Ca(OH)2。2．非金屬→________→酸，如：C→CO2→H2CO3。3．物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化注意：(1)極少數(shù)非金屬氧化物不與堿起反應(yīng)，如CO等。(2)根據(jù)物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可查找各類物質(zhì)的主要化學(xué)性質(zhì)。(3)根據(jù)物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可查找各類物質(zhì)的可能制法。【例題精析】（2022?麗水）某興趣小組為探究“豬肝中的鐵元素”，進(jìn)行了以下實驗：選用新鮮豬肝，如圖操作，將豬肝中的鐵轉(zhuǎn)化為鐵離子，再用硫氰化鉀溶液檢驗（硫氰化鉀溶液遇鐵離子變紅色）。有關(guān)該實驗的說法正確的是（）A．實驗研究的問題是新鮮豬肝中是否含有鐵離子 B．新鮮豬肝中的鐵是以游離態(tài)形式存在的 C．實驗中獲得的土黃色混合液屬于溶液 D．新鮮豬肝中含鐵元素的證據(jù)是滴加硫氰化鉀溶液后溶液變紅（2021?湖州）工業(yè)煉鐵的部分反應(yīng)如下所示，則（）O2→①+XCO2→②A．X可以是木炭 B．X與CO都具有氧化性 C．③反應(yīng)后的尾氣可直接排放 D．Y中鐵元素以游離態(tài)存在（2021?浙江）如圖所示為小嘉構(gòu)建的甲、乙、丙、丁四種不同物質(zhì)的關(guān)系圖，“﹣”表示相鄰的兩種物質(zhì)能發(fā)生反應(yīng)。若甲為鐵，乙、丙、丁分別是稀H2SO4、CuCl2溶液、NaOH溶液中的任意一種，則下列判斷錯誤的是（）A．乙可能是CuCl2溶液 B．丙一定是NaOH溶液 C．丁一定是稀H2SO4 D．丙不可能是稀H2SO4（2022?舟山）小舟歸納了金屬及其化合物之間的部分轉(zhuǎn)化關(guān)系，如圖所示。（1）請寫出符合圖中轉(zhuǎn)化規(guī)律①的化學(xué)方程式（寫一個即可）。（2）我國古代勞動人民最早發(fā)明使用濕法煉銅，其原理是：第一步用硫酸將銅礦中的銅轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘牧蛩徙~，第二步將鐵放入硫酸銅溶液中把銅置換出來。其中利用了圖中轉(zhuǎn)化規(guī)律⑧的是第步。（2022?麗水）價類圖是以元素化合價為縱坐標(biāo)物質(zhì)類別為橫坐標(biāo)繪制的圖像，它能將散亂的科學(xué)知識聯(lián)系在一起，有助于對科學(xué)問題的理解和整體認(rèn)知。如圖是含碳元素物質(zhì)的價類圖，其中“→”表示物質(zhì)聞的轉(zhuǎn)化關(guān)系。（1）寫出物質(zhì)B的化學(xué)式。（2）寫一個C→E的化學(xué)方程式。（3）如圖的物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化關(guān)系中，反應(yīng)類型有（填字母）。A.化合反應(yīng)B.分解反應(yīng)C.置換反應(yīng)D.復(fù)分解反應(yīng)（2021?金華）學(xué)習(xí)了物質(zhì)推斷專題內(nèi)容后，科學(xué)研究小組同學(xué)設(shè)計了如下實驗方案進(jìn)行探究。步驟如下：①往鎂粉和氧化銅的混合物中加入過量稀硫酸，充分反應(yīng)并過濾，得到濾渣甲和濾液A；②往滴有無色酚酞的氫氧化鈉和硝酸鋇的混合溶液中，加入一定量的稀硫酸，充分反應(yīng)并過濾，得到沉淀乙和無色濾液B；③將濾液A和B充分混合后，得到沉淀丙和濾液C；④往濾液C中滴加氯化鋇溶液，沒有沉淀產(chǎn)生。回答下列問題：（1）步驟②中沉淀乙的化學(xué)式為；（2）濾液C中除酚酞外，一定含有的溶質(zhì)是。（2021?寧波）有一包白色粉末，可能由BaCl2、NaOH、Na2CO3、Na2SO4中的一種或幾種組成。為確定其成分，某興趣小組做了如圖所示實驗。則：（1）無色溶液A中一定含有的溶質(zhì)是。（2）白色粉末的成分是。（2021?紹興）取敞口放置的氫氧化鈉溶液于燒杯中，倒入一定量的稀硫酸充分反應(yīng)。為探究反應(yīng)后所得溶液X的成分，興趣小組進(jìn)行了如圖實驗（所加試劑均足量）：（1）過濾中玻璃棒的作用是。（2）產(chǎn)生的無色氣體是。（3）溶液X的溶質(zhì)是。（4）計算濾液A中氯化鈉的質(zhì)量。（2021?麗水）物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，物質(zhì)性質(zhì)決定用途，反應(yīng)本質(zhì)決定變化現(xiàn)象。如圖是小科構(gòu)建的氫氧化鈣部分知識網(wǎng)絡(luò)，其中“—”表示相連物質(zhì)能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，X與圖中所給物質(zhì)的類別不同。請回答：（1）酚酞試液在Ca（OH）2溶液中顯紅色，能使酚酞試液變紅的離子是；（2）列舉熟石灰[Ca（OH）2]在工農(nóng)業(yè)上的一種用途；（3）X溶液能與Ca（OH）2溶液反應(yīng)并產(chǎn)生藍(lán)色絮狀沉淀，寫出產(chǎn)生該實驗現(xiàn)象的一個化學(xué)方程式。（2021?麗水）“價類圖”是以化合價為縱坐標(biāo)、物質(zhì)類別為橫坐標(biāo)繪制的圖像，它能將散亂的科學(xué)知識聯(lián)合系在一起，有助于對科學(xué)問題的理解和整體認(rèn)知。如圖是含氯元素的物質(zhì)的價類圖，其中“→”表示物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。請回答：（1）A和氫氧化鉀反應(yīng)得到D和水，則該反應(yīng)屬于基本反應(yīng)類型中的；（2）物質(zhì)C的化學(xué)式為；（3）E在一定條件下得到D的化學(xué)方程式為。

【習(xí)題鞏固】一．選擇題（共12小題）1．（2022?定海區(qū)校級模擬）下列選項所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能一步實現(xiàn)的是（）A．Cu→稀硫酸CuSO4→氫氧化鈉溶液Cu（OH）B．S→氧氣SO2→蒸餾水H2SOC．Fe→稀硫酸FeCl3→硝酸銀溶液D．C→氧氣CO2→澄清石灰水2．（2022?西湖區(qū)校級一模）甲、乙、丙有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系（“→”表示反應(yīng)能一步實現(xiàn)，部分反應(yīng)物和反應(yīng)條件略去）下列各組物質(zhì)按照甲、乙、丙的順序符合要求的是（）A．Fe（NO3）3、FeCl3、Fe（OH）3 B．C、CO2、CO C．CaCO3、Ca（OH）2、CaO D．CuO、Cu（OH）2、CuCl23．（2022?溫州模擬）甲，乙，丙，丁四種物質(zhì)有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系（部分反應(yīng)物和產(chǎn)物已略去），則甲，乙，丙，丁依次是（）A．C，CO，CO2，H2CO3 B．CO，CO2，C，H2CO3 C．CaO，Ca（OH）2，CaCl2，CaCO3 D．CaCO3，Ca（OH）2，CaCl2，CaO4．（2022?鎮(zhèn)海區(qū)二模）甲、乙、丙、丁四種溶液中，分別含有Ba2+、Mg2+、Na+、H+、Cl﹣、OH﹣、CO32﹣、SO42﹣中的一種陽離子和一種陰離子。為確定四種溶液中分別含有哪種陽離子或陰離子，進(jìn)行了如下實驗：①將甲溶液分別與其他三種溶液混合，都觀察到白色沉淀生成②將乙、丁溶液混合，有氣泡產(chǎn)生③向丙溶液中滴入AgNO3溶液，可明顯觀察到白色沉淀，加稀硝酸后，沉淀不消失分析實驗得到的以下結(jié)論中錯誤的是（）A．甲溶液中一定含有Ba2+ B．乙溶液中可能含有SO42﹣ C．丙溶液中一定含有Cl﹣ D．丁溶液中一定含有Na+5．（2022?西湖區(qū)校級二模）實驗室有一瓶標(biāo)簽脫落的固體試劑，現(xiàn)分別取少量的該固體進(jìn)行下列實驗，根據(jù)實驗現(xiàn)象判斷，該固體最可能是（）實驗操作實驗現(xiàn)象取該固體于試管中，加水、振蕩固體不溶解取該固體于試管中，加鹽酸、振蕩固體溶解，無氣泡產(chǎn)生一氧化碳通過熾熱的該固體，稱固體質(zhì)量、檢測尾氣固體質(zhì)量減輕，尾氣中只檢測到CO與CO2A．堿 B．鹽 C．金屬單質(zhì) D．金屬氧化物6．（2022?杭州二模）某同學(xué)在學(xué)習(xí)了金屬及其化合物之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律后，繪制了可以通過一步反應(yīng)制取ZnSO4的思維導(dǎo)圖，其中所選用的物質(zhì)錯誤的是（）A．①一Zn B．②﹣Zn（NO3）2 C．③﹣H2SO4 D．④﹣Zn（OH）27．（2022?嘉善縣一模）在實驗室里，區(qū)分下列各組物質(zhì)的兩種方法不完全正確的是（）待區(qū)分的物質(zhì)方法一方法二A水和雙氧水放入二氧化錳加熱B氮氣和二氧化碳用點燃的木條伸入集氣瓶通入澄清石灰水C氯酸鉀和二氧化錳觀察顏色加水溶解D木炭粉和鐵粉用磁鐵吸引在空氣中點燃A．A B．B C．C D．D8．（2022?溫州二模）如圖所示，其中甲、乙、丙、丁、戊分別是鐵、氫氧化鈣、碳酸鈉、氯化鋇、鹽酸中的一種。圖中相連的兩圓表示相應(yīng)物質(zhì)能發(fā)生反應(yīng)，已知乙是鐵。下列說法正確的是（）A．五種物質(zhì)以及各反應(yīng)的生成物中，只有鐵是單質(zhì) B．甲是碳酸鈉 C．戊是氯化鋇 D．圖中發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)個數(shù)為39．（2022?鄞州區(qū)模擬）如圖是A、B、C、D、E五種不同類別物質(zhì)卡片組成的“化學(xué)拼圖”，相鄰兩張卡片所標(biāo)的物質(zhì)（或其溶液）間能發(fā)生反應(yīng)或轉(zhuǎn)化。下列有關(guān)說法正確的是（）A．C+E發(fā)生置換反應(yīng) B．若B為氫氣，與E反應(yīng)可生成新的單質(zhì) C．A+C、C+D、A+D兩兩反應(yīng)一定能生成鹽和水 D．若E能與D發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則E一定是CO210．（2022?溫州模擬）現(xiàn)有鐵粉、二氧化錳、硫酸鋇和鐵礦石四種固體，為了區(qū)分它們，某同學(xué)參照二歧分類法，制作了如圖的檢索表。下列敘述錯誤的是（）1a只含一種物質(zhì)21b含有多種物質(zhì)甲2a只含一種元素乙2b含有多種元素33a▲丙3b白色固體丁A．甲表示的是鐵礦石 B．乙表示的是鐵粉 C．表中“▲”應(yīng)該表示為“黑色固體” D．也可根據(jù)是否含有氧元素對丙、丁分類11．（2022?慈溪市校級模擬）芯片是電腦“智能家電”的核心部件，它是以高純度的單質(zhì)硅（Si）為材料制成的。硅及其氧化物能發(fā)生如下反應(yīng)：①Si+O2△ˉSiO②Si+2NaOH+X═Na2SiO3+2H2↑③SiO2+2C高溫ˉ④SiO2+Na2CO3高溫ˉNa2SiO3+CO2下列說法錯誤的是（）A．④屬于氧化還原反應(yīng) B．Na2SiO3中Si的化合價為+4價 C．②中X的化學(xué)式為H2O D．Si和SiO2在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化12．（2022?鄞州區(qū)模擬）實驗室有一黑色粉末（含氧化銅、碳粉、鐵粉中的一種或幾種）和未知溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀硫酸。某同學(xué)進(jìn)行了如下探究：將14.6g黑色粉末加入盛有100g該稀硫酸的燒杯中，充分反應(yīng)后，稱得燒杯內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量為114.2g。該同學(xué)的以下推斷中正確的是（）①若反應(yīng)后燒杯中有固體存在，則原黑色粉末中一定含有碳粉②黑色固體粉末可能由鐵粉和碳粉組成③黑色固體中一定有鐵，且其質(zhì)量不低于11.2g④反應(yīng)后可能得到紅色固體⑤該稀硫酸的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19.6%A．①③④ B．②③④ C．②③⑤ D．③④⑤二．填空題（共6小題）13．（2022?舟山模擬）鐵的化合物有廣泛用途，如碳酸亞鐵（FeCO3）可作補(bǔ)血劑。某硫酸廠產(chǎn)生的爐渣中除了有Fe2O3、FeO，還有一定量的SiO2．興趣小組利用爐渣嘗試制備FeCO3，其流程如圖：【已知：Fe+Fe2（SO4）3═3FeSO4；SiO2不溶于水，也不與稀硫酸反應(yīng)】（1）操作①的名稱是。（2）溶液A中的溶質(zhì)除H2SO4外，還存在。（3）上述流程中生成固體c的化學(xué)方程式。14．（2022?鄞州區(qū)模擬）某小組通過如下四組實驗對稀硫酸部分化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行驗證：①Mg和稀硫酸；②MgO和稀硫酸；③Ba（NO3）2溶液和稀硫酸；④NaOH溶液和稀硫酸。實驗結(jié)束后將所有反應(yīng)后的溶液混合進(jìn)行了如圖操作，請分析并回答下列問題：（1）操作①的名稱為。（2）實驗④無明顯現(xiàn)象，再將打磨過的鐵絲浸入該實驗后的溶液中，仍無明顯現(xiàn)象，據(jù)此（填“能”或“不能”）驗證NaOH溶液和H2SO4發(fā)生反應(yīng)。（3）濾液b的成分中一定含有。（用化學(xué)式表示）15．（2022?溫州模擬）在學(xué)習(xí)“金屬的冶煉”時，某學(xué)習(xí)小組用如圖所示的裝置測量氧化銅樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（1）寫出該實驗玻璃管內(nèi)出現(xiàn)的現(xiàn)象是。（2）實驗時，先稱量出玻璃管及樣品的總質(zhì)量為m1，待反應(yīng)完全后再次稱量其質(zhì)量為m2，利用m1﹣m2的值，求出樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。其中m1﹣m2的值是指的質(zhì)量。（3）同學(xué)們查閱到CO除了具有可燃性、難溶于水等性質(zhì)外，還具有毒性。因此，本實驗中需對尾氣進(jìn)行處理，請你提出一種處理方法。16．（2022?寧波三模）氯化鋇是一種可溶性重金屬鹽。廣泛應(yīng)用于化工領(lǐng)域，其水溶液呈中性。工業(yè)上用毒重石（主要成分是碳酸鋇）制備氨化銅晶體。某實驗小組模擬工業(yè)上制備氯化鋇晶體的流程，設(shè)計了實驗室中制備氯化鋇晶體的方案。實驗流程如圖所示（該毒重石樣品所含雜質(zhì)難溶于水且不與酸反應(yīng)）。（1）步驟①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。（2）濾液Ⅱ是30℃時氯化鋇的飽和溶液，請說明原因：。（3）關(guān)于上述實驗方案的相關(guān)內(nèi)容，下列說法正確的是（填字母）。A．氯化鋇是一種有毒的物質(zhì)，使用時應(yīng)注意安全B．該實驗流程中得到的副產(chǎn)品二氧化碳是重要的化工原料C．可用重晶石（主要成分是硫酸鋇）代替該實驗流程中的毒重石制備氯化鋇晶體D．步驟②將濾渣進(jìn)行水洗，既能提高氯化鋇晶體的產(chǎn)率，又能減少Ba2+對環(huán)境的污染17．（2022?溫州模擬）某溶液中可能含有氫氧化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉、氯化鈉、硝酸鈉中的一種或幾種，小晨同學(xué)為測定其成分，進(jìn)行如下實驗。首先她取了一定樣品，先后逐滴加入氯化鋇溶液、稀硝酸。0～t1時刻表示加入的氯化鋇過程；t1時刻之后表示加入的稀硝酸的過程，她將產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量與時間的關(guān)系繪制成了如圖所示的圖像?；卮鹣铝袉栴}：（1）由上述實驗可知，原溶液中一定含；（2）BD之間（不包括B、D端點）對應(yīng)的溶液中的一定存在的離子有；（用離子符號表示）18．（2022?婺城區(qū)模擬）現(xiàn)有一包固體樣品，可能由CaCO3、CaO、NaOH、Na2CO3、Na2SO4中的一種或幾種組成。為確定其組成，進(jìn)行了如下實驗：Ⅰ.取樣于燒杯中，加足量水充分溶解，過濾得到白色沉淀物A和濾液；Ⅱ.往濾液中加入過量的呈中性的氯化鋇溶液，發(fā)現(xiàn)有白色沉淀B生成。待濁液澄清后，往上層清液中滴加酚酞試液，發(fā)現(xiàn)溶液呈無色；Ⅲ.取白色沉淀B，加入足量稀硝酸，發(fā)現(xiàn)有無色氣體產(chǎn)生且沉淀全部消失。請回答下列問題：（1）寫出白色沉淀與稀硝酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。（2）根據(jù)現(xiàn)象判斷，固體樣品中一定不存在的成分是。三．實驗探究題（共1小題）19．（2022?海曙區(qū)模擬）某固體混合物中可能含有氫氧化鈉、硝酸鈉、氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鈉。為了研究該混合物的成分，某同學(xué)按下列流程進(jìn)行了實驗（各步均恰好完全反應(yīng)）：根據(jù)流程圖回答問題：（1）寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式：。（2）根據(jù)實驗現(xiàn)象推斷該混合物中一定含有的物質(zhì)是（填化學(xué)式）。（3）該同學(xué)為了進(jìn)一步確定固體混合物的組成，取樣品20.9g（其中含鈉元素的質(zhì)量為6.9g），按上述流程圖進(jìn)行實驗，產(chǎn)生11.65g白色沉淀A，產(chǎn)生2.2g氣體W。通過計算，判斷并確定該混合物樣品中所含物質(zhì)的成分及其質(zhì)量。四．解答