2.5 物質(zhì)的轉(zhuǎn)化（解析版）

2.5物質(zhì)的轉(zhuǎn)化

學習目錄

目錄

模塊一知識網(wǎng)絡....................................................................................................................................1

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

知識點一、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化規(guī)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(wǎng)絡

模塊二知識掌握

知識點一、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化規(guī)律

1、非金屬單質(zhì)——化合物

第1頁共29頁

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(zhì)——化合物

2Mg+O2=點燃=2MgO（發(fā)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(zhì)+非金屬單質(zhì)——鹽或金屬氧化物

Fe+S==加熱=FeS2Fe+3Cl2=加熱=2FeCl3

6、化合物間相互轉(zhuǎn)化規(guī)律：

*任何酸和堿都能發(fā)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(fā)生發(fā)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(zhì)銅及其化合物的轉(zhuǎn)化模型圖，其中能

轉(zhuǎn)化的環(huán)節(jié)有（）

A．①②B．③④C．①③D．②④

第2頁共29頁

【解答】解：①銅能和氧氣在加熱的條件下生成氧化銅，則①能轉(zhuǎn)化；

②氧化銅不能和水反應生成氫氧化銅，則②不能轉(zhuǎn)化；

③氫氧化銅和和酸反應生成銅鹽和水，則③能轉(zhuǎn)化；

④在金屬活動性順序中，銅排在氫的后面，銅不能和稀硫酸、鹽酸反應，則④不能轉(zhuǎn)；

其中能轉(zhuǎn)化的環(huán)節(jié)有①③，故選：C。

[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(zhì)（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(zhì)的蛋黃開展實驗，實驗結(jié)果如圖

乙。

（1）根據(jù)實驗結(jié)果可知該黑色物質(zhì)的化學性質(zhì)有。

（2）小明推測黑色物質(zhì)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(zhì)不但能食用，

且能為人體補充鐵元素，他推測的理由是。

【解答】解：（1）由題干信息可知，該物質(zhì)難溶于水，能與稀鹽酸反應，該黑色物質(zhì)的化學性質(zhì)

是能與稀鹽酸反應；故答案為：能與稀鹽酸反應；

（2）該黑色物質(zhì)與鹽酸反應生成FeCl2和H2S，由復分解反應的特點可知，該黑色物質(zhì)是FeS；

故答案為：FeS；

2+

（3）由于人體胃液中含有稀鹽酸，能與FeS反應生成FeCl2，F(xiàn)eCl2溶液中的Fe可被人體吸收

和利用，所以蛋黃中的黑色物質(zhì)不但能食用，且能為人體補充鐵元素；故答案為：人體胃液中含

有稀鹽酸，能與FeS反應生成可被人體吸收的Fe2+。

[例題3]（2022秋?平湖市期末）Ca與水可以發(fā)生劇烈反應并產(chǎn)生一種氣體。單質(zhì)Ca的一種轉(zhuǎn)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(chǎn)生的氣體是氫氣

B．CaO也可直接轉(zhuǎn)化為CaCO3

C．CaO和Ca（OH）2均可用于吸收SO2

第3頁共29頁

D．Na與Cu也可以發(fā)生上述轉(zhuǎn)化

【解答】解：A、Ca與水可以發(fā)生劇烈反應并產(chǎn)生一種氣體，由質(zhì)量守恒定律，反應前后元素種

類不變，產(chǎn)生的氣體是氫氣，故選項說法正確。

B、氧化鈣不能與二氧化碳反應，不能直接轉(zhuǎn)化為CaCO3，故選項說法錯誤。

C、CaO和Ca（OH）2均能與二氧化硫反應，均可用于吸收SO2，故選項說法正確。

D、鈉的金屬活動性較強，與鉀相似；可以發(fā)生上述轉(zhuǎn)化；Cu不能發(fā)生上述轉(zhuǎn)化，銅與氧氣在加

熱條件下生成氧化銅，氧化銅難溶于水，不能與反應生成氫氧化銅，氫氧化銅難溶于水，不能與

鹽反應生成碳酸銅，故選項說法錯誤。

故選：BD。

[例題4]（2023?寧波模擬）以太陽能為熱源分解Fe3O4，經(jīng)熱化學鐵氧化合物循環(huán)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(zhuǎn)化形式是太陽能轉(zhuǎn)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(huán)制H2具有節(jié)約能源、產(chǎn)物易分離等優(yōu)點

A．①②B．①②③C．①②④D．①②③④

【解答】解：①過程Ⅰ中四氧化三鐵分解反應生成氧化亞鐵和氧氣，能量轉(zhuǎn)化形式是太陽能轉(zhuǎn)化

為化學能，故說法正確。

②過程Ⅱ是氧化亞鐵和水在一定條件下生成四氧化三鐵和氫氣，反應的化學方程式為：3FeO+H2O

一定條件

ˉ

Fe3O4+H2↑，故說法正確。

③過程Ⅰ中四氧化三鐵分解反應生成氧化亞鐵和氧氣，過程Ⅱ是氧化亞鐵和水在一定條件下生成

第4頁共29頁

四氧化三鐵和氫氣，整個反應可看做水在催化劑的催化作用下、在太陽能作用下分解為氫氣和氧

太陽能

ˉ

氣，該過程總反應為：2H2OO2↑+2H2↑，故說法正確。

催化劑

④鐵氧化合物循環(huán)制H2，四氧化三鐵循環(huán)往復，整個反應可看做水在太陽能作用下分解為氫氣

和氧氣，且氫氣和氧氣在不同階段生成，其具有節(jié)約能源、產(chǎn)物易分離等優(yōu)點，故說法正確。

故①②③④說法均正確。

故選：D。

[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(yī)藥等生產(chǎn)。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(zhì)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(zhuǎn)化”發(fā)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

【解答】解：根據(jù)流程圖進行分析，大理石中雜質(zhì)是二氧化硅和氧化鐵，加入鹽酸后，碳酸鈣與

鹽酸反應生成氯化鈣和水，氧化鐵與鹽酸反應生成氯化鐵和水，由流程圖看出，過濾后雜質(zhì)為二

氧化硅，說明二氧化硅不溶于水和稀鹽酸；在氯化鈣、氯化鐵和鹽酸的混合溶液中加入適量氨水，

鹽酸與氨水反應生成氯化銨，與氯化鐵反應生成氫氧化鐵沉淀和氯化銨；過濾后濾液中含有氯化

銨和氯化鈣，加入碳酸銨后，碳酸銨與氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化銨；然后過濾，經(jīng)過洗

滌、干燥的高純碳酸鈣；據(jù)此分析；

A、根據(jù)以上分析，由“酸溶”可知，二氧化硅不溶于水和稀鹽酸，故正確；

B、根據(jù)以上分析，“除雜”中，氨水與溶液中的氯化鐵和鹽酸反應，故錯誤；

C、根據(jù)以上分析，轉(zhuǎn)化”發(fā)生的主要反應是（NH4）2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NH4Cl，故正確；

D、根據(jù)以上分析，操作a為組合操作，包含過濾、洗滌、干燥，故正確；

故選：B。

第5頁共29頁

[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(jié)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(nèi)發(fā)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(zhì)不變

C．電催化室2內(nèi)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

一定條件

【解答】解：A、根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應前后元素的種類不變，由H2O+CO2→O2+CO可

知，反應物是水和二氧化碳，其中含有碳、氫、氧三種元素，而反應后的物質(zhì)是氧氣和一氧化碳，

只含有碳、氧兩種元素，缺少氫元素，故選項說法錯誤。

B、催化劑能改變化學反應速率，但本身的質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應前后不變，則晶界銅作為催化

劑在化學反應前后化學性質(zhì)不變，故選項說法正確。

C、復分解反應是兩種化合物互相交換成分生成另外兩種化合物的反應，電催化室2內(nèi)CO和H2O

生成CH3COOH和O2，則該過程不是復分解反應，故選項說法錯誤。

D、化學反應一定伴隨著能量變化，整個過程將CO2變廢為寶，符合綠色科學，需要消耗能量，

故選項說法錯誤。

故選：B。

[例題7]（2022秋?江北區(qū)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、

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）

第6頁共29頁

（1）操作Ⅰ、Ⅱ的名稱是；

（2）無色氣體的質(zhì)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(zhì)總質(zhì)量。

【解答】解：硫酸銅在溶液中顯藍色，碳酸鈣在高溫的條件下分解生成氧化鈣和二氧化碳，硫酸

根離子和鋇離子反應會生成硫酸鋇沉淀。

（1）白色固體加水溶解經(jīng)過操作I，得到了固體甲和溶液A，加入硝酸鋇后經(jīng)過操作II得到了溶

液B和固體丙，所以操作Ⅰ、Ⅱ的名稱是過濾；

（2）7.33g的固體甲，充分灼燒得到了5.13g的固體乙和無色氣體，所以無色氣體的質(zhì)量是：7.33g

﹣5.13g＝2.2g；

（3）固體甲加過經(jīng)過加熱灼燒，得到了固體乙和無色氣體，所以固體甲中一定含有碳酸鈣和硫

酸鋇；

（4）白色固體加水溶解，過濾后，得到無色溶液，所以這種白色粉末中一定不含有硫酸銅；

（5）依據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計算碳酸鈣的質(zhì)量和生成氧化鈣的質(zhì)量，

設參加反應的碳酸鈣質(zhì)量為x，生成二氧化碳質(zhì)量為y，

高溫

ˉ

CaCO3CaO+CO2↑

1005644

xy2.2g

1005644

==

??2.2?

x＝5g

y＝2.8g

所以固體乙中含有硫酸鋇的質(zhì)量為：5.13g﹣2.8g＝2.33g，

設樣品中參加反應的硫酸鈉的質(zhì)量為m，硝酸鋇的質(zhì)量為n

Na2SO4+Ba（NO3）2＝BaSO4↓+2NaNO3，

142261233

mn2.33g

第7頁共29頁

142261233

==

??2.33?

m＝1.42g

n＝2.61g

第二次加硝酸鋇后參加反應的硫酸鈉的質(zhì)量為z

Na2SO4+Ba（NO3）2＝BaSO4↓+2NaNO3，

142233

z4.66g

142233

=

?4.66?

z＝2.84g

（5）白色粉末中肯定含有的物質(zhì)總質(zhì)量為：5g+2.61g+2.84g+1.42g＝11.87g。

故答案為：（1）過濾；

（2）2.2；

（3）硫酸鋇、碳酸鈣；

（4）硫酸銅；

（5）11.87g。

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?yōu)榧t色，澄清石灰水變渾濁

H2：試管內(nèi)黑色粉末變紅色，試管口出現(xiàn)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(jié)束后，先熄滅酒精燈，繼續(xù)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）

第8頁共29頁

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）

[例題8]（2023?西湖區(qū)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(nèi)，然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)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(fā)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(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)需要放熱

D．“冷定“后再“毀罐“取鋅是為防止鋅重新被氧化

【解答】解：A、爐甘石的主要成分是碳酸鋅，還含有其他雜質(zhì)，屬于混合物，故選項說法正確。

B、在還原反應中，奪取氧的物質(zhì)是還原劑，所以該反應中碳為還原劑，故選項說法錯誤。

C、物質(zhì)由氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)放出熱量，所以冷卻時鋅由氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)會放熱，故選項說法正確。

D、在加熱條件下鋅會和氧氣反應，所以“冷定“后再“毀罐“取鋅是為防止鋅重新被氧化，故

選項說法正確。

故選：B。

[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(lián)系在了一起。詩的內(nèi)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?！边@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

【解答】解：由題意可知，包公意指黑色粉末，輕風指氫氣，關云長意指紅色粉末，退烈火指移

去酒精燈，題中的意思指的是黑色的粉末在通入氫氣后變成了紅色，所以實驗指的是氫氣還原氧

第9頁共29頁

化銅的實驗，氫氣還原氧化銅，氧化銅是黑色粉末，銅是紅色粉末，且有水生成，由以上分析可

知：“包公”“關云長”及“輕風”分別指的是CuO、Cu、H2。

故選：C。

[例題10]（2023?北侖區(qū)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(wǎng)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(zhì)，它具有氧化性

D．實驗結(jié)束后，應先停止加熱，再將導氣管從澄清石灰水中撤出

【解答】解：A、給酒精燈加網(wǎng)罩，目的是使火焰集中并提高溫度，故選項說法正確。

B、實驗過程中，可觀察到黑色粉末逐漸變紅，故選項說法錯誤。

C、木炭是使氧化銅還原為銅的物質(zhì)，它具有還原性，故選項說法錯誤。

D、實驗結(jié)束后，應先將導氣管從澄清石灰水中撤出，再停止加熱，以防止燒杯中的石灰水倒流，

炸裂試管，故選項說法錯誤。

故選：A。

[例題11]（2023?西湖區(qū)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（）

A．實驗中所需CO可現(xiàn)制現(xiàn)用

B．“微型”裝置可節(jié)約用品，污染小，現(xiàn)象明顯

第10頁共29頁

C．“微型”裝置內(nèi)空間較小，空氣易排空，危險系數(shù)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

【解答】解：A.實驗中所需CO可以通過膠頭滴管加入甲酸的方法來制取一氧化碳，可現(xiàn)制現(xiàn)用，

故正確；

B.該套裝置比較小，節(jié)約藥品，產(chǎn)生的污染物也比較少，現(xiàn)象明顯，故正確；

C.此裝置內(nèi)空間較小，空氣易排空，危險系數(shù)小，故正確；

D.甲酸在熱的濃硫酸的作用下分解產(chǎn)生水和一氧化碳，屬于分解反應；一氧化碳在加熱的條件下

與氧化銅反應生成銅和二氧化碳，反應物是兩種化合物，不符合置換反應的特征，故錯誤；

故選：D。

[例題12]（2022秋?仙居縣期末）甲圖是工業(yè)煉鐵高爐的結(jié)構(gòu)，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(jīng)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(xù)通氫氣

【解答】解：（1）焦炭與氧氣反應生成二氧化碳，放出熱量，二氧化碳繼續(xù)與焦炭反應生成一氧

化碳，一氧化碳與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，因此焦炭的作用是為反應提供熱量，產(chǎn)生還原

劑一氧化碳；

第11頁共29頁

（2）A.通一會兒氫氣后加熱，其目的是防止氫氣與空氣混合爆炸，不符合題意；

B.將氧化銅平鋪在試管底，增大反應面積，加快反應速率，不符合題意；

C.試管底略高于試管口，防止生成的水倒流回試管，引起試管炸裂，不符合題意；

D.停止加熱后繼續(xù)通氫氣，防止生成的銅和空氣中氧氣接觸再被氧化為氧化銅，減少了生成物銅

的損失，符合題意；故選：D。

故答案為：

（1）提供熱量（合理即可）；

（2）D。

[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(zhì)量分數(shù)，實驗所取氧化銅樣品質(zhì)量為10克。（所含雜質(zhì)不參加反應）

（1）該實驗利用了一氧化碳的性；

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

54.4克。請計算樣品中氧化銅的質(zhì)量分數(shù)。（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(zhì)量為m1克，待反應完全后再次稱量，質(zhì)量為

m2克，則樣品中氧化銅的質(zhì)量分數(shù)可表示為×。

（4）本實驗的不足之處是，請?zhí)岢鲆环N處理方法。（提示：CO除了具有可

燃性、難溶于水等性質(zhì)外，還具有毒性）

【解答】解：（1）該實驗的反應是一氧化碳和氧化銅在加熱的條件下生成銅和二氧化碳，反應中

一氧化碳奪取了氧，則該實驗利用了一氧化碳的還原性。

（2）根據(jù)甲同學的方法，反應生成二氧化碳的質(zhì)量為：54.4g﹣50g＝4.4g，

設樣品中氧化銅的質(zhì)量為x，

△

ˉ

CuO+COCu+CO2

80????????????44

第12頁共29頁

x????????????4.4g

80?

=

444.4?

x＝8g

8?

則樣品中氧化銅的質(zhì)量分數(shù)為：×100%＝80%。

10?

答：樣品中氧化銅的質(zhì)量分數(shù)為80%。

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

量為m2克，減少的質(zhì)量是氧化銅中氧元素的質(zhì)量，則氧化銅中氧元素的質(zhì)量為：（m1﹣m2）g，

16

由此得到氧化銅的質(zhì)量為：（m﹣m）g÷=5（m﹣m）g，所以樣品中氧化銅的質(zhì)量分數(shù)可

128012

5(??)?

12?1?2

表示為：×100%=×100%。

10?2

（4）一氧化碳有毒，直接排放會污染空氣，所以本實驗的不足之處是缺少尾氣處理裝置；一氧

化碳具有可燃性，則一種處理方法是點燃尾氣。

故答案為：

（1）還原性；

（2）80%；

?1?2

（3）×100%；

2

（4）缺少尾氣處理裝置；點燃尾氣。

[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(zhì)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(guī)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(zhì)，

相比之下，置換法的優(yōu)點是（寫出一點即可）。

第13頁共29頁

【解答】解：（1）設當8克氧化銅完全反應能生成單質(zhì)銅的質(zhì)量為x。

△

ˉ

CuO+H2H2O+Cu

80????????????64

8g????????x

808?

=

64?

x＝6.4g

64

（或8克氧化銅完全反應能生成單質(zhì)銅的質(zhì)量為8g××100%＝6.4g）

6416

△

ˉ

（3）根據(jù)Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑和CuO+H2H2O+Cu

可得關系式Zn∽∽∽∽Cu

???65????64

開始是先通入了氫氣，所以當6.5g鋅反應時得不到6.4g的銅，得到6.4g銅時應該消耗更多的鋅，

且開始通入氫氣時是排空裝置內(nèi)的空氣的，所以開始沒有銅生成，得圖如下：

；

第14頁共29頁

?2??4???

（3）因Zn與稀硫酸反應生成氫氣，氫氣能與氧化銅反應生成銅，則方案一為Zn→H2→Cu；

因氧化銅能與硫酸反應生成硫酸銅，鋅與硫酸銅發(fā)生金屬之間的置換反應生成銅，則方案二為

?2??4??

CuO→CuSO4→Cu；

且在方案一中氫氣還原氧化銅時需要加熱及氣體的驗純，實驗操作復雜，儀器多，且方案一氫氣

還原CuO需通更多（過量）的氫氣，而實驗二只需要試管即可，則方案二操作簡單。

故答案為：（1）6.4；

（2）；

（3）操作簡單或節(jié)約能源或節(jié)約藥品等。

【鞏固提高】

1．（2023?定海區(qū)二模）通過一步化學反應實現(xiàn)如圖所示的X、Y、Z三種物質(zhì)間轉(zhuǎn)化，表格中X、

Y、Z對應的質(zhì)能實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的是（）

選項XYZ

ACOCO2C

BCuOCu（OH）2Cu（NO3）2

CHClBaCl2KCl

DNaOHNaNO3NaCl

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【解答】解：A、X（一氧化碳）不能直接轉(zhuǎn)化成Z（碳），故選項錯誤。

B、X（氧化銅）不能直接轉(zhuǎn)化成Y（氫氧化銅），故選項錯誤。

C、X（鹽酸）和氫氧化鋇反應能生成Y（氯化鋇），X（鹽酸）和氫氧化鉀反應能生成Z（氯化

鉀），Y（氯化鋇）和碳酸鉀反應能生成Z（氯化鉀），故選項正確。

D、Y（硝酸鈉）不能直接轉(zhuǎn)化成Z（氯化鈉），故選項錯誤。

故選：C。

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(zhì)，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

【解答】解：A、La（OH）3和HCl能直接反應生成LaCl3和水，故A正確；

B、La2O3和HCl能直接反應生成LaCl3和水，故B正確；

C、La和HCl能直接反應生成LaCl3和氫氣，故C正確；

D、La（OH）3是不溶于水的物質(zhì)，不能與氯化鈉反應，故D錯誤。

故選：D。

3．（2022秋?上虞區(qū)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(zhì)只有兩種

B．N點對應的固體為黑色

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C．反應后產(chǎn)生氣體的總質(zhì)量為（a﹣b）g

D．0～t2min內(nèi)，固體中銅元素的質(zhì)量分數(shù)不變

【解答】解：A、碳與氧化銅在高溫條件下生成銅和二氧化碳，隨著反應的進行，固體的總質(zhì)量

逐漸減少，至完全反應不再發(fā)生改變，至N點恰好完全反應，則M點對應的固體物質(zhì)有碳、氧

化銅、銅三種，故選項說法錯誤。

B、N點對應的固體為銅，為紅色，故選項說法錯誤。

C、碳與氧化銅在高溫條件下生成銅和二氧化碳，由質(zhì)量守恒定律，反應后產(chǎn)生氣體的總質(zhì)量為

（a﹣b）g，故選項說法正確。

D、反應前后銅元素的質(zhì)量不變，但固體的質(zhì)量逐漸減小，0～t2min內(nèi)，固體中銅元素的質(zhì)量分

數(shù)增大，故選項說法錯誤。

故選：C。

4．（2022秋?慈溪市期末）下列物質(zhì)轉(zhuǎn)化在一定條件下可以一步實現(xiàn)的是（）

A．C→CO2→Na2CO3B．Cu→CuO→Cu（OH）2

C．NaCl→KCl→AgClD．Fe→Fe2O3→FeSO4

【解答】解：A、碳和氧氣在點燃的條件下生成二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉

和水，故選項符合題意。

B、銅和氧氣在加熱的條件下生成氧化銅，氧化銅無法一步轉(zhuǎn)化成氫氧化銅，故選項不符合題意。

C、鈉鹽、鉀鹽都能溶于水，氯化鈉無法一步轉(zhuǎn)化成氯化鉀，故選項不符合題意。

D、根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應前后元素種類不變，鐵可以與氧氣反應一步轉(zhuǎn)化為氧化鐵，氧化鐵

與硫酸反應不能生成硫酸亞鐵，故選項不符合題意。

故選：A。

5．（2022秋?蕭山區(qū)期中）利用化學反應合成新物質(zhì)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(zhì)間的轉(zhuǎn)化關系，根據(jù)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(xiàn)②的轉(zhuǎn)化

B．欲實現(xiàn)①的轉(zhuǎn)化，加入稀鹽酸即可

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C．只有加入氫氧化鈉溶液才能實現(xiàn)③的轉(zhuǎn)化

D．通過一步反應可實現(xiàn)Mg（NO3）2向MgCl2的轉(zhuǎn)化

【解答】解：A、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(zhuǎn)化，故A說法錯誤。

B、氫氧化鎂難溶于水，能與鹽酸反應生成氯化鎂和水，故B說法正確。

C、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，氫氧化鈣也能與硝酸鎂溶液反應

生成氫氧化鎂沉淀和硝酸鈣，故C說法錯誤。

D、Mg（NO3）2轉(zhuǎn)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，故選項說法錯誤。

故選：B。

6．（2022秋?江干區(qū)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(fā)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(fā)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(tài)的銅，都發(fā)生了置換反應

【解答】解：A．氫氣還原氧化銅生成水，為了防止冷水倒流回試管底部將試管炸裂，所以試管

口應略向下傾斜，故錯誤；

B．乙實驗中還會觀察到黑色的粉末慢慢變成紅色，來判斷反應的發(fā)生，故錯誤；

C．兩實驗都先通入一段時間的氣體，以排凈裝置內(nèi)的空氣，再進行加熱，以免發(fā)生爆炸，故正

確；

D．一氧化碳與氧化銅在加熱的條件下反應生成銅和二氧化碳，反應物是兩種化合物，不屬于置

換反應，故錯誤。

故選：C。

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

歧分類檢索表制作了一個物質(zhì)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

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(jù)是否含有氧元素對丙、丁分類

【解答】解：A、甲中含有多種物質(zhì)，說明甲是混合物，所以甲是海水，故A錯誤；

B、乙中只含有一種元素，硫中只含有一種元素，所以乙表示的是硫，故B錯誤；

C、丙和丁中含有多種元素，丁是白色固體，氧化汞、氯化鉀中含有多種元素，氯化鉀是白色固

體，氧化汞是紅色固體，所以表中“▲”應該表示為“紅色固體”，故C錯誤；

D、氧化汞中含有氧元素，氯化鉀中不含氧元素，所以能根據(jù)是否含有氧元素對丙、丁分類，故

D正確。

故選：D。

8．（2022秋?鹿城區(qū)校級期中）下列物質(zhì)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

【解答】解：A、氫氧化鈣不能和氯化鈉反應，該選項不正確。

B、氧化銅和稀硫酸反應生成硫酸銅和水，該選項正確。

C、氯化銀不溶于水，銅不能和氯化銀反應，該選項不正確。

D、鐵和稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，該選項不正確。

故選：B。

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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(guī)律，將一定質(zhì)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(xiàn)象如圖所示，結(jié)合

實際現(xiàn)象判斷，小明同學得出的以下結(jié)論中，錯誤的是（）

A．加入的金屬M可能是單質(zhì)鐵

B．濾渣中一定含有金屬單質(zhì)M

C．濾渣中一定含有單質(zhì)銅

D．濾液中一定沒有銀離子

【解答】解：根據(jù)題意向濾渣中加入稀鹽酸產(chǎn)生了無色氣體，而銀和銅都不能和稀鹽酸反應，說

明在濾渣存在著活潑金屬，進而可以判斷加入的M比銅和銀都活潑，且排在順序表中氫的前面，

從而可以判斷濾液中的銀離子和銅離子已被完全置換出來：

A、鐵在發(fā)生置換反應時生成的是淺綠色的亞鐵鹽溶液，而題中得到的是無色溶液，所以不可能

為鐵，故A錯誤；

B、加入稀鹽酸產(chǎn)生氣體，所以可以判斷在濾渣中一定含有金屬M，選項B正確；

C、根據(jù)B的解答可以知道，活潑金屬是過量的，所以濾渣中一定含有金屬銅，選項C正確；

D、由于活潑金屬是過量的，所以濾液中一定沒有銀離子，選項D正確；

故選：A。

10．（2021秋?武義縣期末）構(gòu)建知識網(wǎng)絡，可以幫助我們理解知識的內(nèi)在聯(lián)系。如圖是某無色溶液

X與不同類物質(zhì)間反應的知識網(wǎng)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(zhì)一定是FeCl3

C．X與C的反應一定產(chǎn)生氣體

D．X與D的反應可能是中和反應

【解答】解：無色溶液X和C反應生成淺綠色溶液，和D生成藍色溶液，和B反應生成黃色溶

液，所以X可能是鹽酸或硫酸，C是鐵或氧化亞鐵，D是氧化銅或氫氧化銅，B是氧化鐵，經(jīng)過

驗證，推導正確，

A、若A是酚酞溶液，酸不能使酚酞變色，所以Y一定是無色溶液，故A錯誤；

B、若B為氧化鐵，則黃色溶液的溶質(zhì)可以是氯化鐵或硫酸鐵，故B錯誤；

C、氧化亞鐵和鹽酸反應生成氯化亞鐵和水，所以X與C的反應不一定產(chǎn)生氣體，故C錯誤；

D、X與D的反應可以是氫氧化銅和鹽酸或硫酸反應生成氯化銅或硫酸銅和水，可能是中和反應，

故D正確。

故選：D。

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(fā)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。

第21頁共29頁

【解答】解：（1）“酸浸”過程中，稀硫酸與Fe2O3反應生成硫酸鐵和水，反應的化學方程式為：

3H2SO4+Fe2O3＝Fe2（SO4）3+3H2O。

（2）流程圖中，操作Ⅰ將固體和液體分離，則操作Ⅰ的名稱是過濾。

（3）“氧化”過程發(fā)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，反應前FeSO4中鐵元素的化合價為+2，反應后Fe2（SO4）3

中鐵元素的化合價為+3，則化合價升高的元素是鐵元素。

故答案為：

（1）3H2SO4+Fe2O3＝Fe2（SO4）3+3H2O；

（2）過濾；

（3）鐵元素。

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

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

物質(zhì)能轉(zhuǎn)化成另一種物質(zhì)）

（1）A物質(zhì)的化學式是，B物質(zhì)的化學式是。

（2）在①、②、③、④四個反應中，沒有體現(xiàn)酸的化學通性的是（填序號）。

（3）寫出②所發(fā)生的反應的化學方程式：。

【解答】解：（1）A是鐵銹的主要成分，則是氧化鐵，其化學性是Fe2O3；B能與稀硫酸反應，

能生成氧化鐵，則B為鐵。

（2）在①、②、③、④四個反應中，不能體現(xiàn)酸的化學通性的是④，溶液稀鹽酸不能與氯化

鋇溶液反應。

（3）②是氧化鐵與硫酸反應生成硫酸鐵和水，反應的化學方程式是：Fe2O3+3H2SO4═Fe2

（SO4）3+3H2O。

故答案為：（1）Fe2O3；鐵；

（2）④；

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（3）Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O。

13．（2023?秀洲區(qū)校級一模）某固體物質(zhì)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(xiàn)象記錄如下：（CaCl2、BaCl2、KCl三

種溶液均呈中性）固體物質(zhì)中一定含有，為進一步確定可能含有的物質(zhì)，采用的方

法是（寫出實驗操作）。

【解答】解：硫酸銅在溶液中顯藍色，硫酸鈉和氯化鋇會生成不溶于酸的硫酸鋇沉淀，碳酸鈉和

氯化鋇反應會生成溶于酸的碳酸鋇沉淀，氫氧化鉀、碳酸鈉在溶液中顯堿性．

固體物質(zhì)加水溶解，得到無色溶液，所以固體物質(zhì)中一定不含硫酸銅，無色溶液A中加入氯化鋇

會生成白色沉淀和pH＞7的溶液B，所以固體物質(zhì)中一定含有氫氧化鉀，白色沉淀中加入稀硝酸，

沉淀全部溶解，得到無色溶液，所以固體物質(zhì)中一定含有碳酸鈉，一定不含硫酸鈉，固體中一定

含有碳酸鈉，由于第一步固體全部溶解，因此固體不含氯化鈣，所以固體物質(zhì)中一定含有

Na2CO3、KOH，可能含有KCl，為進一步確定可能含有的物質(zhì)，采用的方法是：取少量無色溶

液A于試管中，加入足量的稀硝酸，然后滴加硝酸銀溶液．

故答案為：Na2CO3、KOH；取少量無色溶液A于試管中，加入足量的稀硝酸，然后滴加硝酸銀

溶液．

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?shù)脑鲅鮿┑取?/p>

（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；

第23頁共29頁

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(zhì)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(fā)現(xiàn)：過氧化鈣晶體受熱時會先失去

結(jié)晶水，然后再發(fā)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

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

【解答】解：（1）①制備過氧化鈣晶體需要氨氣，故裝置A屬于加熱固體制取氣體的裝置，所

以A中生成的氣體為氨氣，由圖示可知，儀器X是分液漏斗。

②溫度高時，過氧化氫容易分解，故裝置C采用冰水浴控制溫度在0℃左右，還能防止過氧化氫

分解。

I．該反應是放熱反應，而溫度低的條件有利于提高CaO2?xH2O產(chǎn)率；

（2）過氧化鈣晶體受熱時會先失去結(jié)晶水，故失去的水的質(zhì)量為：21.6g﹣7.2g＝14.4g，故過氧

7.2?14.4?

化鈣和水的分子個數(shù)比為：：=1：8，故x＝8。

7218

故答案為：（1）①氨氣，分液漏斗；

②防止過氧化氫分解；I．提高CaO2?xH2O產(chǎn)率；

（2）8。

15．（2023?蕭山區(qū)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(zhì)少

量；現(xiàn)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。

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濾液Ⅰ中含有的溶質(zhì)是稀硫酸、。

加入過量鐵粉后發(fā)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(jié)果是濾液Ⅱ的pH比濾液Ⅰ的大，造成該結(jié)果的原因

是。

【解答】解：由于過量的稀硫酸能與氧化鐵反應生成了硫酸鐵和水，與氧化亞鐵反應生成了硫酸

亞鐵和水，所以

濾液Ⅰ中含有的溶質(zhì)是稀硫酸、硫酸亞鐵、硫酸鐵。

加入過量鐵粉后發(fā)生了多個反應，其中鐵能與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣等，化學方程式：

Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑等。

實驗測量兩種濾液的pH，結(jié)果是濾液Ⅱ的pH比濾液Ⅰ的大，造成該結(jié)果的原因是：濾液I中稀

硫酸過量，而濾液II中稀硫酸已轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵（合理即可）。

故答案為：（1）硫酸亞鐵、硫酸鐵；

（2）Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑（合理即可）；

（3）濾液I中稀硫酸過量，而濾液II中稀硫酸已轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵（合理即可）。

16．（2022秋?平湖市期末）某課外小組利用如圖裝置進行氫氣還原氧化銅的實驗。

（1）補畫出虛線框內(nèi)的導管。

（2）按圖連接好裝置，經(jīng)檢查氣密性良好，加入藥品，打開分液漏斗活塞加入一定體積稀硫酸，

關閉活塞，經(jīng)過什么操作后，方可點燃酒精燈？（請寫出具體操作）

（3）實驗結(jié)束，得到7.68g紅色固體。小明同學查閱資料后發(fā)現(xiàn)，銅的另外一種氧化物Cu2O也

是紅色的固體，可與稀硫酸反應：Cu2O+H2SO4＝Cu↓+CuSO4+H2O。

①寫出生成Cu2O的化學方程式：。

②為測定還原所得產(chǎn)品中單質(zhì)Cu的質(zhì)量，小明同學將所得產(chǎn)品溶于稀硫酸中，充分反應后過濾、

洗滌、干燥，得到固體6.88g，還原產(chǎn)品中單質(zhì)Cu的質(zhì)量為g。

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【解答】解：（1）稀硫酸與鋅反應生成氫氣，氫氣中混有水蒸氣，為了不影響氫氣與氧化銅的反

應，水蒸氣需要除去，因此進入濃硫酸試劑瓶的導氣管應左側(cè)長進，右側(cè)短出，圖示如下：

；

（2）按圖連接好裝置，經(jīng)檢查氣密性良好，加入藥品，打開分液漏斗活塞加入一定體積稀硫酸，

關閉活塞，從裝置右側(cè)用排水法用收集一試管氣體，移進酒精燈火焰，聽到“噗”的一聲，說明

氫氣已經(jīng)純凈，裝置內(nèi)空氣已經(jīng)排凈，這時方可點燃酒精燈；

△

ˉ

（3）①氫氣與氧化銅加熱反應生成Cu2O和水，反應的化學方程式：H2+2CuOCu2O+H2O；

②為測定還原所得產(chǎn)品中單質(zhì)Cu的質(zhì)量，小明同學將所得產(chǎn)品溶于稀硫酸中，充分反應后過濾、

洗滌、干燥，得到固體6.88g，該固體為銅的質(zhì)量；設產(chǎn)品中銅的質(zhì)量為x，氧化亞銅的質(zhì)量為

y，氧化亞銅與稀硫酸反應生成銅的質(zhì)量為z，

Cu2O+H2SO4＝Cu↓+CuSO4+H2O

14464

yz

144?64?64?

=，所以z