專題06 物質的轉化相關探究（原卷版）

決勝2020年中考科學壓軸題全揭秘專題06物質的轉化相關探究【考點1】混合物識別【例1-1】.氫氧化鎂是一種重要的化工原料，某礦石由MgO、Fe2O3、CuO和SiO2組成。用它制備氫氧化鎂的流程示意圖如下，部分金屬陽離子以氫氧化物形成沉淀時溶液的pH見下表沉淀物Fe（OH）3Cu（OH）2Mg（OH）2開始沉淀1.94.29.1完全沉淀3.26.711.1（1）加入稀鹽酸反應后分離溶液A與沉淀SiO2的方法是________；（2）沉淀C含有兩種物質，按出現(xiàn)沉淀的先后順序依次是（填化學式）________你的判斷依據(jù)是________；（3）溶液B與熟石灰反應的化學方程式是________；【變式1-1】有一包固體粉末，其中含有碳酸鈉、氫氧化鈉、碳酸鈣、生石灰、氯化鈉中的四種物質。某興趣小組為確定其組成設計并進行如下實驗。（1）【實驗一】甲組同學進行如下探究。請完成表中空白。實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結論及分析Ⅰ．取少量該固體粉末于燒杯中，加入足量的水溶解、過濾粉末部分溶解，得到白色濾渣和無色濾液濾渣中一定含有________Ⅱ．向濾液中滴加無色酚酞試液溶液變紅濾液中可能含有________物質（填“酸性”“堿性”或“中性”）Ⅲ．向Ⅱ中所得溶液滴加足量稀鹽酸________原固體粉末中一定含有Na2CO3（2）【實驗二】乙組同學進行如下探究。取21．0g該固體粉末，加入160．0g10%的稀鹽酸，恰好完全反應，實驗測得產(chǎn)生8．8g二氧化碳，將反應后溶液繼續(xù)蒸發(fā)結晶，得到固體，測定所得固體中含16．0g氯元素。試綜合甲、乙兩組同學的實驗進行分析并填空。①乙組實驗中一定發(fā)生的化學反應是：①CaCO3+2HCl=CaCl2↑+H2O+CO2↑②________。②固體粉末的組成中除Na2CO3外，一定還含有的物質是________，可能含有的物質是________（均填寫化學式）?！咀兪?-2】課外探究小組對實驗教師提供的一包白色固體（可能是NaCl、Na2SO4、Na2CO3和NaNO3的一種或幾種）進行了下面的實驗，且每步實驗中均加入足量的試劑，至充分反應。實驗過程、現(xiàn)象見下圖：

請分析實驗過程并完成以下問題：（1）實驗中不能用稀鹽酸代替稀硝酸的原因是________；（2）滴加Ba(NO3)2的目的是________；（3）通過計算推斷：原白色固體的成分為________?！究键c2】還原劑和還原反應【例2-1】.現(xiàn)有一份二氧化錳樣品（含有雜質炭），為測定該樣品中二氧化錳的質量分數(shù)，興趣小組設計了如下實驗方案：在一定量的樣品中通入某氣體a，使雜質炭在加熱條件下反應生成CO2，通過吸收氣體來進行測定分析。（1）在使用圖甲裝置前應先檢查氣密性，操作是：先用夾子夾緊橡皮管，再往儀器①中加入足量水，使長頸漏斗下端內(nèi)出現(xiàn)一段高于錐形瓶中的液面的液柱，當觀察到的現(xiàn)象為________時，說明氣密性良好。（2）甲裝置制取a氣體的化學方程式為________。（3）興趣小組同學認為在裝置②與③之間接入丙裝置更加合理，若沒有丙接入，則不能確定________，從而使測量值很可能偏小?！咀兪?-1】.興趣小組同學用氧化銅與足量的炭粉利用圖甲所示的裝置進行實驗，對生成氣體的成分

進行探究。

【提出問題】生成的氣體中是否含有一氧化碳?

【實驗與討論】①打開K，緩緩通入干燥的氮氣一段時間。通入氮氣的目的是________。

②關閉K，加熱至一定溫度使之反應，用氣囊收集氣體樣品。

③除去氣體樣品中的二氧化碳，并將剩余氣體收集在集氣瓶中，下列裝置中最為合理的是________。

【實驗求證】將除盡二氧化碳后的氣體樣品干燥，仍然用圖甲所示的裝置進行實驗，若A中的固體選用CuO，B中溶液為澄清石灰水，若出現(xiàn)________現(xiàn)象，可說明氣體樣品中含有一氧化碳?！咀兪?-2】某混合氣體可能有CO2、CO、H2中的一種或幾種，某學習小組的同學為了探究氣體的組成，設計了如下裝置進行實驗（夾持裝置已省略）。實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象及在反應前后測量C、D裝置的質量（各步反應均完全）記錄如下表：

試分析回答下列問題:（1）請寫出A裝置中反應的化學方程式________。（2）能證明原混合氣體中有氫氣存在的實驗現(xiàn)象應該是________。（3）若混合氣體中含有CO，則a、b、c、d之間滿足的關系式為________?！究键c3】陌生物性質與制備【例3-1】.資料信息：超氧化鉀（KO2）固體與HCl、H2O、CO2都能發(fā)生反應，且都有O2產(chǎn)生；CO2不能溶于飽和碳酸氫鈉溶液，但HCl能溶于飽和碳酸氫鈉溶液。宇宙飛船中可用KO2。固體與人呼出的CO2，反應生成氧氣：4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2為了驗證CO2與KO2固體能反應產(chǎn)生氧氣。某小組同學以大理石和濃鹽酸反應生成的CO2來與KO2反應制取O2，設計了如圖實驗裝置：（1）C處應從A，B兩種裝置中選擇________作CO2發(fā)生裝置；（2）D裝置的足量碳酸氫鈉溶液，作用是________；（3）據(jù)資料知，水與水蒸氣也能與超氧化鉀反應生成氧氣。于是有同學提出，上述實驗能生成氧氣可能與CO2中混有的水蒸氣有關。若要確認是CO2與超氧化鉀反應生成氧氣，你對上述實驗裝置的改進方法是________;（4）為了除去O2中可能剩余的CO2，F(xiàn)中可盛放過量________溶液【變式3-1】過碳酸鈉（Na2CO4）是一種常見的漂白殺菌劑，其水溶液顯堿性，能和鹽酸發(fā)生下列反應：2Na2CO4+4HCl=4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O。工業(yè)用的過碳酸鈉往往含有少量的碳酸鈉，為了測定其純度，某小組選擇利用一部分下列儀器（包括藥品）進行實驗。請回答下列問題：（1）為完成實驗，需要測定過碳酸鈉樣品與稀鹽酸反應過程中產(chǎn)生的________（填化學式）的體積，從而推算出過碳酸鈉的純度。（2）請選取該實驗需要的裝置，并按正確連接順序排列________（填字母，儀器中的試劑皆足量）。（3）實驗進行一段時間后，不再有氣泡產(chǎn)生，此時判定過碳酸鈉樣品是否完全反應的實驗操作方法以及現(xiàn)象是________。（4）如果已知過碳酸鈉樣品已經(jīng)完全反應，那么你認為可能導致實驗誤差的原因是（一條即可）：________?！咀兪?-2】葡萄糖酸亞鐵【（C6H11O7）2Fe】是常用的補鐵劑。工業(yè)上制備葡萄糖酸亞鐵的方法之一是由剛制備的碳酸亞鐵與葡萄糖酸反應而得。其流程如圖：用下圖裝置制備FeCO3．回答下列問題：（1）為了成功制得碳酸亞鐵，實驗開始時應該________（填打開或關閉K1、K2、K3），待B中反應即將結束時再打開K2關閉K3，目的是________。（2）碳酸亞鐵過濾時需在表面保留水層的原因是________。（3）反應Ⅱ后加入葡萄糖酸調(diào)節(jié)溶液pH至5.8，其原因是________。（4）葡萄糖酸亞鐵溶液結晶、洗滌時均需加入乙醇，其目的都是________。1.某媒體題為“排污工程施工，毒氣放倒三人”的報道，引起某興趣小組同學的思考?！咎岢鰡栴}】排污管道中的毒氣有什么成分?【查閱資料】Ⅰ．排污管道中的大部分有機物在一定條件下發(fā)酵會產(chǎn)生CO、CO2、H2S、CH4等。Ⅱ．H2S氣體能與CuSO4，溶液反應生成黑色沉淀?！咎岢霾孪搿啃〗M同學對排污管道氣含有上述氣體中最少3種成分的猜想如下：猜想1：有CO、CO2、H2S；猜想2：有CO、CO2、CH4；猜想3：有CO、H2S、CH4；猜想4：有CO2、H2S、CH4；猜想5：有CO、CO2、H2S、CH4?！緦嶒灧桨浮啃〗M同學共同設計了下圖所示的裝置并進行探究(夾持儀器已省略)?！締栴}討論】（1）如果A裝置沒有明顯變化。則猜想________成立。（2）要確證猜想5中是否有CH4，某同學認為圖示裝置有不足之處．需要在裝置C與D之間加一個________裝置。改進后，若氣體燃燒，且D裝置內(nèi)壁出現(xiàn)________，證明氣體中一定含有CH4。2.實驗課上，小科發(fā)現(xiàn)一瓶久置空氣中的氫氧化鈉固體的瓶口有白色粉末。在老師指導下，小科對該白色粉末的成分進行了研究。[猜想與假設]猜想I；白色粉末是碳酸鈉。猜想Ⅱ：白色粉末是氫氧化鈉。猜想Ⅲ：白色粉末是________。

[查閱資料]CaCl2溶液、Ca（NO3）2溶液呈中性。[實驗探究]取白色粉末溶于水形成溶液A，設計如下實驗：⑴由上述實驗可知，猜想________肯定不成立。⑵適合操作③的X溶液是________（填字母序號）。A.CaCl2溶液

B.Ca(OH）2溶液

C.Ba(OH）2溶液⑶操作④需要用到的一種玻璃儀器________。3.一包白色粉末，由CuSO4、CaCO3、BaCl2、Na2SO4和NaOH中的兩種或兩種以上的物質混合而成。為探究其組成，進行如下實驗：（1）取少量白色粉末，加入足量的水，充分攪拌后過濾，得到白色沉淀和無色濾液。則原白色粉末中一定不含有________。（2）?。?）濾出的白色沉淀，加入足量的鹽酸，沉淀全部溶解，并產(chǎn)生無色氣體。根據(jù)上述實驗，如果原白色粉末中含有Na2SO4，則白色粉末的組成是________。（3）為進一步確定原白色粉末中是否含有BaCl2和NaOH，在（1）的濾液中加入一種能一次性鑒別出來的試劑，這種試劑可能是

。A.

CO2

B.

H2SO4

C.

CuSO4

D.

FeCl34.2008年初我國大部分地區(qū)遭受了幾十年不遇的雪凝災害。在抗凝凍過程中，工人在凝凍的道路上灑一種白色粉末后，冰雪開始融化了。小明想探究這種白色粉末的組成成分，他取少量帶回實驗室，并在老師的指導下和同學們一起探究。他們查閱資料、請教老師后，知道白色粉末叫“化冰鹽”，且可能由NaCl、KCl、KNO3、CaCO3、MgCl2、CuSO4中的兩種或兩種以上的物質組成。為了探究化冰鹽是由什么物質組成的，他們設計了如下方案，并進行實驗。（1）實驗過程中操作名稱：操作①為溶解，操作②為________；（2）化冰鹽中一定不存在的物質是________；（3）生成沉淀B的化學方程式為________；（4）白色沉淀D生成說明“化冰鹽”中________NaCl。（填“一定有”、“不一定有”或“一定沒有”）5.水煤氣是一種工業(yè)上常用的氣體燃料，一般用焦炭和水蒸氣在高溫下反應制得，含有少量的CO2和水蒸氣雜質。某化學興趣小組對水煤氣的主要成分進行研究?！静殚嗁Y料】⑴白色的無水硫酸銅粉末遇水變成藍色。⑵Na2CO3與少量鹽酸反應生成NaHCO3和NaCl，與過量鹽酸反應時生成NaCl、H2O、CO2。【實驗假設】①可燃氣體只是CO

②可燃氣體只是H2

③可燃氣體是CO、H2的混合氣?！緦嶒炦^程】實驗小組按以下流程進行實驗實驗中，發(fā)現(xiàn)黑色氧化銅變紅，且無水硫酸銅變藍色，還觀察到澄清石灰水變渾濁，證明水煤氣為________(填實驗假設的序號)，根據(jù)實驗現(xiàn)象寫出無水硫酸銅的一種用途________?！緦嶒灧此肌扛鶕?jù)實驗結論，甲同學認為實驗應保證安全，防止中毒，對尾氣的處理方法是________?！緦嶒炌卣埂繉嶒灪?，乙同學認為欲檢驗所用NaOH是否完全消耗，可向溶液中滴入幾滴稀鹽酸，若沒有氣體產(chǎn)生，則溶液中還有NaOH剩余，但丙同學認為乙同學的設計是錯誤的，理由是(結合化學方程式解釋)________。6.某廢液M可能含有硫酸鈉、氯化鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉中的一種或幾種，為確定其成分進行實驗。（1）反應生成氣體的化學方程式是________。（2）M中一定沒有________。（3）為進一步確定M的成分，進行實驗，步驟如下：Ⅰ重新取M樣品，滴加過量的試劑X，靜置；Ⅱ?、裰械纳蠈忧逡?，滴加酚酞；Ⅲ向Ⅱ中的溶液滴加過量的稀硝酸；Ⅳ向Ⅲ中的溶液滴加試劑Y。完成填空：試劑X是________（選填“氯化鋇”或“硝酸鋇”）溶液；試劑Y是________溶液。能確定M中含有氫氧化鈉的最主要的一個現(xiàn)象是________；能確定M中含有氯化鈉的最主要的一個現(xiàn)象是________。（需寫明現(xiàn)象對應的步驟編號）7.實驗室獲取氮氣有多種途徑，常見的3種方法如下所示。方法一：將氨氣通入灼熱的氧化銅粉末，得到氮氣和銅；方法二：將空氣通過灼熱的銅，得到較純凈的氮氣和氧化方法三：將亞硝酸鈉（NaNO2)和氯化銨的混合溶液加熱，氮元素全部轉化為氮氣。進行實驗時可選擇的實驗儀器如下圖所示（省略夾持裝置與加熱裝置）（1）方法一：制氮氣所需的氨氣可以用濃氨水滴加到生石灰中得到，此反應的發(fā)生裝置最好選用________（填標號）。生石灰在此反應中的兩個作用為①________；②________。（2）方法二：為保證所得氮氣盡可能純凈，除了使用銅外，還可以向裝置________（填標號）中加人________以除去其它雜質氣體。（3）方法三：制氮氣的化學方程式為________

。（4）在以上制取氮氣的3種方法中，聯(lián)合使用方法一和方法二與單獨使用方法三相比，具有很多優(yōu)越性，請從綠色化學的角度進行評價。________（5）實驗發(fā)現(xiàn)，采用方法二得到的氮氣在相同條件下比方法三得到的氮氣密度總是偏大。若上述實驗設計與操作均無錯誤，且氮氣已完全干燥，請介紹產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因。________8.小樂向過氧化鈉（Na2O2）與水反應的溶液中滴加酚酞試液，發(fā)現(xiàn)溶液先變紅后褪色?！咎岢鰡栴}】溶液紅色褪去的原因是什么？【查閱資料】①Na2O2和H2O反應生成NaOH和H2O2，反應放出的熱量使H2O2部分或全部分解為H2O和O2；②滴加酚酞呈現(xiàn)紅色的溶液遇到H2O2時，H2O2可以破壞酚酞的分子結構，使酚酞在堿性溶液中不能再顯紅色；③酚酞在稀堿性溶液中穩(wěn)定顯紅色，而在濃氫氧化鈉等溶液中顯紅色后又褪色?！静孪搿坎孪階:氫氧化鈉溶液與空氣中的CO2反應；猜想B:反應后的溶液中存在H2O2；猜想C：生成的氫氧化鈉溶液可能太濃?！咎骄俊浚?）小樂認為猜想A不正確，理由是________。（2）為了驗證猜想B和C，請將下列實驗操作補充完整。猜想實驗操作實驗現(xiàn)象結論B取過氧化鈉與水反應后的溶液放入試管中，________；產(chǎn)生氣泡，木條復燃猜想B符合題意C取過氧化鈉與水反應后的溶液放入試管中，________。溶液變紅，一會紅色消失

猜想C不符合題意9.鎂是一種銀白色的金屬，但實驗室看到的鎂條常常有一層灰黑色的“外衣”，這層灰黑色的外衣是什么物質呢？甲認為可能是MgO；乙認為可能是Mg2(OH)2CO3；丙認為可能是Mg(OH)2。（1）丁取來一鎂條，除去表面的灰黑色物質后，把鎂條在氧氣中點燃，燃燒后產(chǎn)生白色固體。由此，丁認為________的猜想是錯誤的。（2）丁又按圖所示的裝置進行實驗，發(fā)現(xiàn)被加熱的試管內(nèi)生成白色固體，且試管口有液滴出現(xiàn)，另一只試管內(nèi)的澄清石灰水變渾濁。由此，丁認為________的猜想也是錯誤的。（3）大家查閱資料后又知道：Mg(OH)2和Mg2(OH)2CO3加熱后均可分解，產(chǎn)物均為氧化物。據(jù)此請寫出Mg2(OH)2CO3受熱分解的化學方程式________。10.菠菜營養(yǎng)豐富，素有“蔬菜之王”的美稱。民間流傳：菠菜豆腐同食，易得結石?？茖W興趣小組對“藏菜豆腐是否不能同食”這個問題進行了探究?！静殚嗁Y料】①波菜含有本富的鐵、草酸鹽、碳酸鹽，豆腐中含有豐富的蛋白質及鈣盤：②人體結石的主要成分；草酸鈣（CaC2O4）：③醋酸不與草酸鈣反應，但能與碳酸鈣反應生成可溶性鹽等?！咎岢霾孪搿俊安げ硕垢荒芡场钡脑蚩赡苁撬岵酥械牟菟猁}與豆腐中的鈣鹽反應生成草酸鈣?！咎骄窟^程】菠菜中部分成分分析（1）步驟③中加入足量的CaCl2溶液的目的________。（2）白色沉淀B的化學式為________，由此可見液菜豆腐不能同食。（3）以下飲食觀點正確的是

A.

禁吃菠菜

B.

若同食了被某和豆腐，可以喝醋避免結石

C.

高鈣牛奶可與菠菜同食

D.

菠菜烹飪時可用開水燙，以降低草酸鹽含量11.為了確定某可燃性氣體的成分是H2、CO、還是它們的混合物，某科學興趣小組的同學設計了如圖所示的裝置，并進行實驗。將該可燃性氣體在氧氣中燃燒，把燃燒后生成的氣體依次通過裝置A、B，發(fā)現(xiàn)A質量增加，B中出現(xiàn)渾濁。試回答下列問題：（1）該可燃性氣體是________。（2）該可燃性氣體在氧氣中燃燒的化學方程式為________。12.由于大量使用一次性塑料方便袋造成的“白色污染”，已成為一個嚴重的社會問題。某科學研究小組的同學欲對某種塑料的組成分析探究（資料顯示該塑料識含有C、H兩種元素），他們設計了如圖所示的實驗裝置。目的是通過測量有關數(shù)據(jù)，推算塑料組成元素的含量。圖中字母A至G均表示裝置編號。請根據(jù)實驗裝置，回答下列問題：（1）由于發(fā)生裝置A制取的氧氣中混有CO2和水蒸氣，為使D裝置中塑料試樣在純氧中燃燒，裝置C中盛放的試劑應該是________。（2）E、F裝置是氣體的吸收裝置，該處的設計有不正確的地方，如何改進？________，理由是________。（3）堿石灰的成分是氫氧化鈉和氧化鈣，裝置連接正確進G裝置的作用是________。13.某化學興趣小組利用如圖所示裝置進行實驗，探究工業(yè)煉鐵的化學原理，試按要求填空：（1）硬質玻璃管中觀察到的現(xiàn)象是________，寫出一氧化碳和氧化鐵反應的化學方程式________。（2）實驗中先通入一氧化碳的目的是________。（3）裝置中導管末端加一點燃的酒精燈的目的是________。14.氮化鋁（AlN）是一種新型材料。某氮化鋁樣品中含有碳或氧化鋁雜質?，F(xiàn)用如圖所示中的一些裝置來進行相關實驗，根據(jù)反應中所生成氨氣的體積來測定樣品中氮化鋁的質量分數(shù)，觀察實驗現(xiàn)象并確定雜質的成分（實驗中導管體積忽略不計）。

資料：①氮化鋁和NaOH溶液能反應，其反應方程式為：

AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑

②氧化鋁也能與氫氧化鈉溶液反應而全部溶解，但不生成氣體；

③氨氣極易溶于水，且密度比空氣??；

實驗步驟：a．打開分液漏斗的活塞往錐形瓶中加入過量的濃NaOH

b．往錐形瓶中放入適量的AlN樣品

c．測定收集到水的體積

d．檢驗裝置氣密性（1）將以上實驗步驟按正確順序排列________（用a、b、c、d字母表示）。（2）選用試劑X為植物油的目的是________。（3）待量筒中水面不再變化后，發(fā)現(xiàn)錐形瓶底部殘留少量固體，則固體成分是什么?并說明判斷依據(jù)________。15.已知碳酸亞鐵在隔絕空氣的條件下，受熱易分解生成氧化亞鐵和二氧化碳；在空氣中加熱，則生成氧化鐵和二氧化碳。某化學興趣小組用如圖所示的裝置測定某樣品中碳酸亞鐵的含量（該裝置氣密性良好，B中氫氧化鈉溶液足量）實驗過程中，先打開K通人一氧化碳再加熱；裝置A中固體質量不再減少后，停止加熱，待裝置A冷卻到室溫后關閉K，實驗測得裝置A中固體質量減少了a克，裝置B中液體質量增加了b克。請回答下列問題：

（1）寫出裝置A中發(fā)生的一個反應方程式：________。（2）能判斷生成的二氧化碳全部被裝置B吸收的依據(jù)是：裝置B的質量增加且________。（3）若生成的二氧化碳全部被裝置B吸收，不考慮水的蒸發(fā)且該樣品中所含雜質不參加反應，則a________(填“>”“=”或“<”)b。（4）D處為收集尾氣的裝置，應選擇________填“甲”“乙”或“丙”）裝置。16.已知某混合氣體由H2、CO和CO2三種氣體組成。為驗證該混合氣體成分，科學研究小組的同學經(jīng)過討論，設計了如圖1所示的實驗方案。（查閱資料可知：CuO+H2Cu+H2O；CuO+COCu+CO2）根據(jù)方案回答下列問題：（1）裝置C在實驗中的作用是________。（2）若證明混合氣體中一定存在CO，那么依據(jù)的現(xiàn)象是________

。（3）小丁根據(jù)裝置E中出現(xiàn)白色硫酸銅粉末變成藍色的實驗現(xiàn)象，得出該混合氣體中有氫氣存在的結論。你認為結論是否可靠？若可靠，請說明理由；若不可靠，請對圖1實驗裝置提出改進意見。________。（4）圖1方案中B裝置可用來吸收CO2但沒有現(xiàn)象。為證明CO2和NaOH能發(fā)生反應，小丁又設計了圖2所示的方案。則圖2方案中所加試劑X應該是________。17.（2017·寧波）堿式氯化鎂[Mg(OH)Cl]受熱能分解，它分解后的產(chǎn)物是什么？小科進行了