1、第第 13 讲讲 元素的循环和物质的转化元素的循环和物质的转化 课标要求 考试细则 【课程内容】 1.知道自然界中存在众多物质间的循环与转化。 2.了解自然界中氧、碳、氮的循环。 3.举例说出金属、金属氧化物、碱之间的转化。 4.举例说出非金属、非金属氧化物、酸之间的转 化。 【活动建议】 铜与氧化铜之间的相互转化实验。 1.自然界中的碳循环和氧循环 (1)知道自然界中碳循环的主要途径。 (2)知道自然界中氧循环的主要途径。 2.金属、金属氧化物、碱之间的转化 (1)知道一般金属、金属氧化物、碱之间的 转化关系，并举例说明。 (2)能根据金属、金属氧化物、碱之间的转 化关系设计物质制备的方案。
2、 3.非金属、非金属氧化物、酸之间的转化 (1)知道一般非金属、非金属氧化物、酸之 间的转化关系，并举例说明。 (2)能根据非金属、非金属氧化物、酸之间 的转化关系设计物质制备的方案。 一、自然界中的碳循环、氧循环 (1)碳循环含义及主要途径 碳循环的含义： 大气中的二氧化碳通过植物光合作用被消耗， 又随动植物的呼吸作用、 有机物燃烧、生物腐烂分解等过程，源源不断地重新释放出来，从而使大气中二氧化碳的含量 始终保持稳定的状态。 碳循环的主要途径 (2)氧循环含义及主要途径 氧循环的含义：氧循环是指大自然中氧气的含量会由于生物的呼吸作用和物质的燃烧 等减少，但又会随植物的光合作用而增加，周而复始
3、地进行循环。 氧循环的主要途径 (3)氧循环和碳循环的联系 在自然界中，氧循环和碳循环有着密切的联系。通过光合作用和呼吸作用，大气中氧气和 二氧化碳含量保持相对稳定，维持了整个生物圈中的碳氧平衡。 (4)疑难点：氧是一种化学元素，而氧气是一种物质，氧气只是氧元素的物质形式之一， 氧的循环里面还有二氧化碳、葡萄糖，这些物质里面都有氧元素，而不是氧气，所以不能把氧 循环称为氧气循环。 二、温室效应 (1)温室效应加剧的原因：矿物燃料的大量使用；乱砍滥伐而造成森林面积的不断减少； 温室气体(CO2、H2O、CH4等)的大量排放。 (2)减缓温室效应的措施：减少化石燃料的使用；开发新能源；大力植树造林
4、等。 三、 物质间的相互转化 (1)金属、金属氧化物、碱之间的转化关系 金属金属氧化物碱盐 以 Ca 为例，CaCaOCa(OH)2 2CaO2= 点燃 2CaO CaOH2O=Ca(OH)2 Ca(OH)22HCl=CaCl22H2O 注意：金属氧化物碱的反应，对应的碱必须是可溶性碱，否则反应不能一步实现，如 CuOCu(OH)2， CuO 不与水反应生成 Cu(OH)2， 要实现 CuOCu(OH)2的转变， 必须先加酸(如 盐酸)生成 CuCl2，再加碱(如氢氧化钠)，生成氢氧化铜沉淀。 相反，可溶性碱一般难以分解，难溶性碱受热易分解，如 Cu(OH)2= CuOH2O。 (2)非金属、
5、非金属氧化物、酸之间的转化关系 非金属非金属氧化物酸盐 以 S 为例，SSO2H2SO3 SO2= 点燃 SO2 SO2H2O=H2SO3 H2SO32NaOH=Na2SO32H2O 注意：大多数非金属氧化物能够跟水直接化合成酸，如 CO2H2O=H2CO3，但也有少数 非金属氧化物不能与水直接化合，如 SiO2、CO 等。 同时，不稳定的酸受热分解后又会重新生成非金属氧化物，如 H2CO3= CO2H2O。 (3)其他转化规律 两条折线(外围) 金属酸盐氢气 金属 1盐 1金属 2盐 2 四条横线 金属非金属无氧酸盐 金属氧化物非金属氧化物含氧酸盐 碱酸盐水 盐 1盐 2盐 3盐 4 四条交
6、叉线 金属氧化物酸盐水 非金属氧化物碱盐水 碱 1盐 1碱 2盐 2 酸 1盐 1酸 2盐 2 (4)疑难点：“无机物相互关系图”中用线连接的两类物质不一定都能发生化学反应，只 有符合有关反应条件(如复分解反应条件等)才能发生化学反应。 1. 关于生物圈中碳氧平衡的说法，错误的是( C ) A植物的光合作用对维持碳氧平衡有重要意义 B煤、石油的过量燃烧对碳氧平衡具有严重破坏作用 C碳氧平衡被破坏是导致酸雨多发的重要原因 D植树造林、低碳生活可以有效缓解碳氧平衡的破坏 【试题解析】 A绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的 有机物，并且释放出氧气的过程，叫做光合作用，绿色植
7、物通过光合作用不断消耗大气中的二 氧化碳，释放氧气(超过了自身对氧的需要)，维持了生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡。A 正确。 B煤、石油的过量燃烧会产生大量的二氧化碳，破坏碳氧平衡，B 正确。 C破坏碳氧平衡容易产生温室效应，C 错误。 D缓解碳氧平衡被破坏的有效措施是植树造林、低碳生活等，D 正确。 【命题意图】 本题以碳氧平衡为主题，考查碳循环和氧循环的主要途径和意义。 2. 比较归纳是科学学习中的常用方法。若以下的物质转化都由一步反应完成： ZnZnCl2 Zn(OH)2ZnCl2 ZnCO3ZnCl2，则( C ) A三种转换发生的都是复分解反应 B三种转化都必须加入盐酸才能完成 C
8、只有发生了中和反应 D三种转化的生成物中都有水 【试题解析】 AZnZnCl2，锌与稀盐酸或与氯化铜反应都可转化为氯化锌，属于置换 反应，故错误； B锌与氯化铜可反应生成氯化锌，不需加入盐酸，故错误； C中发生的反应是置换反应；中氢氧化锌与稀盐酸反应可生成氯化锌，属于酸和碱 的反应，是中和反应；中发生的反应是碳酸锌与稀盐酸的反应，属于复分解反应，故正确； D锌与稀盐酸生成氢气和氯化锌，与氯化铜溶液反应生成氯化锌和铜，没有水生成，故 错误。 【命题意图】 本题以金属锌及其化合物之间的转化为载体，考查物质间的转化关系的理 解和运用，对物质转化规律的实际运用能力提出要求。 3. 常温下，下列各组物质
9、中，乙既能与甲反应又能与丙反应的是( C ) 选项 物质甲 物质乙 物质丙 A HCl Zn AgCl B H2SO4 Fe2O3 NaCl C Ba(OH)2 Na2CO3 CaCl2 D H2SO4 Ba(OH)2 NaCl 【试题解析】 A锌能够和盐酸反应产生氯化锌和氢气，但不能和难溶性的氯化银 反应，故错误； B氧化铁能够溶于稀硫酸，但不能和氯化钠溶液反应，故选项错误； C碳酸钠能够和氢氧化钡反应产生碳酸钡沉淀和氢氧化钠，和氯化钙反应产生碳酸钙沉 淀和氯化钠，故选项正确； D氢氧化钡能和稀硫酸反应产生硫酸钡沉淀和水，不能和氯化钠反应，故选项错误； 【命题意图】 本题考查金属单质、金属氧
10、化物、酸、碱、盐不同类别物质间相互反应的 关系和规律，要求学生熟悉并能够灵活运用物质转化的关系和规律。 4如图中的 a、b、c、d 是初中科学中常见的四种不同类别的物质，连 线的两物质(或其水溶液)都能发生化学反应，分别生成甲、乙、丙、丁四种 物质(部分生成物已经略去)。其中甲是标准状况下密度最小的气体；乙为氯 化物，是家庭做菜时必要的调味品；a 为常见的单质，它的制品在 生 活 中 应用极广，其组成元素是合成人体血红蛋白所必需的；c 中含有三种元素，c 和 d 相混时会产 生蓝色絮状沉淀物丙。 (1)c 的化学式是_NaOH_。 (2)a 与 b 反应的化学方程式是_Fe2HCl=FeCl2H2_。 (3)c 与 d 反应的基本类型属于_复分解反应_。 【试题解析】 根据题中已知信息，甲是氢气，乙是氯化钠，丙是氢氧化铜沉淀，a 是铁， b 是盐酸，c 是氢氧化钠，d 是硫酸铜或氯化铜。c 和 d 的反应是氢氧化钠和氯化铜的反应，属 于复分解反应。 【命题意图】 本题以金属、酸、碱、盐之间的相互转化的关系为载体，要求学生能通过 物质的性质、 用途和转化规律对常见物质进行推断，并能够明确物质间转化的关系书写化学方 程式，是对物质转化规律综合运用的考查。