1、第 13 讲 元素的循环和物质的转化 1下列四组物质中会发生化学反应的是( B ) A铜和稀硫酸 B铁和硫酸铜溶液 C烧碱溶液和氯化钾溶液 D氧化铜和水 2下列各组转化中，一定条件下均能一步实现的组合是( D ) A B C D 【解析】 氧化铜能与硫酸发生反应生成硫酸铜，硫酸铜又能与金属铁等发生置换反 应而得到铜，铜与氧气反应则可得到氧化铜，因此该转化关系中的三种物质均可实现一 步转化； 碳酸钙在高温条件下分解可一步转化为氧化钙， 氧化钙再与水反应又可一步转化为氢 氧化钙，氢氧化钙与碳酸钠可一步转化为碳酸钙，因此该转化关系中的三种物质均可实 现一步转化； 碳酸钠与硫酸可一步生成硫酸钠、硫酸钠
2、可与氢氧化钡反应生成氢氧化钠，氢氧化钠 与二氧化碳反应生成碳酸钠，因此该转化中的三种物质都能实现一步转化。 3如图，给出了三种物质可能存在的转化关系，根据所学的物质性质及化学变化规律， 判断下列选项正确的是( A ) A不能一步转化的有 B实现转化，可通至氯化钠溶液 C实现转化，可加入碳酸钙粉末 D实现转化，可加入氢氧化钾溶液 4如图是小柯同学在复习科学时，构建酸通性的“手掌图”，其中五个手指表示能与 酸发生化学反应的五类物质。 (1)无名指上漏填的一类物质是 _碱_。 (2)若利用铜来制取硫酸铜，常用的方法是：铜 步骤氧化铜 步骤硫酸铜。请你写出步 骤反应的化学方程式_CuOH_2SO4_=
3、CuSO4H2O_。 【解析】 (1)碱能与酸反应生成盐和水。(2)氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水。 5某同学设计了一套验证碳酸具有酸性而二氧化碳没有酸性的实验。他首先用紫色石 蕊试液浸泡滤纸，晒干后折成纸花，然后按下图所示分别进行实验： (1)往紫色石蕊纸花上喷稀醋酸，紫色石蕊纸花显_红_色。 (2)在 B 实验中，当加入水后，紫色石蕊纸花显_紫(或不变色)_色，B 实验的作用是_ 作对比实验_。 (3)在 C 实验中，紫色石蕊纸花变_红_色，这一实验结果说明_C 中有碳酸(酸)使紫色 石蕊变成红色_。 (4)通过以上实验，尚未达到验证的目的，若要达到验证的目的，你的方法是_在 A 装 置中
4、通二氧化碳_。 【解析】 (1)酸能使石蕊变红色，碱能使石蕊变蓝色，中性的物质不能使石蕊变色，水 呈中性，不能使石蕊试纸变红色。 (2)二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使石蕊变红色。 (3)B 实验验证了水不能使石蕊试纸变红色， C 实验验证了二氧化碳和水反应生成的碳酸 使石蕊试纸变红色，A 验证了空气的成分不能使石蕊试纸变红色但空气中二氧化碳的含 量较少，故没有验证二氧化碳能否使石蕊变红色。 6如图为生物圈中“碳氧平衡”示意图。请据图回答： (1)图中代表光合作用的生理过程是_A_(填“A”或“B”)。 (2)能够消耗大气中氧气的生理过程是_B_(填“A”或“B”)。 (3)下列叙述不符合事
5、实的是_C_。 A碳氧平衡是指生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡 B植物的光合作用吸收二氧化碳，有利于生物圈中的碳氧平衡 C生物圈中二氧化碳和氧气的含量各占 50%并保持不变 D人类生活和工业生产加剧了生物圈中二氧化碳的排放 (4)在维持生物圈“碳氧平衡”方面，我们可以做些什么？_多植树造林_。 【解析】 (1)图中 A 是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，是光合作用的过程；绿色植物通过光合作用不断 消耗大气中的二氧化碳，维持了生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡。 (2)图中 B 是细胞内的有机物在氧气的参与下被分解成二氧化碳和水，同时释放
6、出能量 的过程，是呼吸作用的过程。 (3)A.绿色植物不断地进行光合作用，消耗大气中的二氧化碳，产生的氧又以气体的形式 进入大气，这样就使得生物圈中的氧气和二氧化碳的浓度处于相对的平衡状态，简称碳 氧平衡。 所以说， 是光合作用维持了大气中的氧气和二氧化碳的平衡。 故 A 说法正确。 B植物的光合作用吸收二氧化碳，有利于生物圈中的碳氧平衡，故 B 说法正确。 C大气中的氧气占空气体积的 21%，二氧化碳占 0.03%，所以碳氧平衡是指生物圈 中二氧化碳和氧气各占 50%是错误的。 D工业生产使用大量的化石燃料，造成二氧化碳排放加剧，故 D 说法正确。 (4)绿色植物通过光合作用不断消耗大气中的
7、二氧化碳， 维持了生物圈中二氧化碳和氧气 的相对平衡，所以在维持生物圈碳氧平衡方面，人类可以多植树造林。 7右图表示 NaCl、Na2CO3、AgNO3、BaCl2、HCl 五种溶液之间的部分反应关系，线 条相连的溶液之间可以发生化学反应。 (1)图中还缺少一条连线，此线应连在_DB_(填字母)两溶液之间。 (2)E 是_NaCl_溶液。 (3)A 和 B 反应有气体生成，则 C 是_BaCl2_溶液。 【解析】 根据酸、碱、盐的性质可知，所给物质两两反应，氯化钠只能与硝酸银反应 为突破口，故 E 为氯化钠；D 为硝酸银；A 为盐酸；B 为碳酸钠；C 为氯化钡； (1)图中还缺少一条连线，此线
8、应连在 B、D 两溶液之间； (2)E 是氯化钠溶液； (3)A 和 B 反应有气体生成，则 C 是氯化钡。 8对知识的及时整理与归纳是学习科学的重要方法。某同学在学习了硫酸的化学性质 后，初步归纳出稀硫酸与其他物质相互反应的关系如图所示(“”表示相连的两种物 质能发生反应，五个圈中的物质属于不同的类别)。 (1)已知 X 是金属单质，则 X 可以是_Zn、Fe 等活泼金属_(填一种即可)。 (2)请写出稀硫酸与 Y 反应的一个化学方程式_H2SO4BaCl2=BaSO42HCl_。 【解析】 (1)酸能与活泼金属反应，已知 X 是金属单质，则 X 可以是锌、铁等金属。(2) 由题意，五个圈中
9、的物质属于不同的类别，氧化铜属于金属氧化物，氢氧化钠属于碱， X 为金属，则 Y 应为盐，硫酸能与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和盐酸，反应的化学 方程式为 BaCl2H2SO4=BaSO42HCl(合理即可)。 9已知 AI 均为初中科学常见的物质，其中组成 A、C 两种气体的元素相同，且 C 是 常见的温室气体，B 是铁锈的主要成分，D 是单质，F 是盐酸盐。根据如图所示的转化 关系(图中反应条件均已略去)回答下列问题： (1)D 的化学式为_Fe_。 (2)写出反应的化学方程式_Fe2O36HCl=2FeCl33H2O_。 (3)若反应在植物体内进行，这个过程中能量的转化形式是_光能转化为
10、化学能_。 【解析】 组成 A、C 两种气体的元素相同，且 C 是常见的温室气体，则 C 为二氧化碳， 则 A 为一氧化碳；B 是铁锈的主要成分，则 B 为氧化铁，一氧化碳与氧化铁在高温下 反应生成铁和二氧化碳，则 D 为铁；氧化铁与 E 反应生成的 F 是盐酸盐，结合金属氧 化物能与酸反应，则 E 为稀盐酸，G 为水；二氧化碳与水发生光合作用生成葡萄糖和氧 气。 (1)D 的化学式为 Fe。 (2)反应，即氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水，反应的化学方程式为：Fe2O3 6HCl=2FeCl33H2O。 (3)反应在植物体内进行，即二氧化碳与水发生光合作用生成葡萄糖和氧气，这个 过程中能量的
11、转化形式为光能转化为化学能。 10如图为酸、碱的化学性质知识网络，A、B、C、D 是四种常见的不同类别的无机化 合物，图中短线表示两种物质在一定条件下可以发生化学反应。请你据图回答。 (1)A、 B、 C 三种物质中， 能用来鉴别稀硫酸与氢氧化钙溶液的物质是_Cu(OH)2、 CO2(或 相应名称，或“A、B”)_。 (2)能同时实现反应和的物质可以是_Na2CO3(碳酸钠)_， 反应的实验现象为_ 有气泡(气体)产生_。 【解析】 (1)A、B、C 三种物质中，Cu(OH)2能与稀硫酸反应形成蓝色溶液而与氢氧化 钙溶液不发生反应； CO2通入氢氧化钙溶液能生成白色沉淀而与稀硫酸不发生反应；
12、HCl 与氢氧化钙溶液发生反应无明显现象，与稀硫酸不反应；故能用来鉴别稀硫酸与氢氧化 钙溶液的物质是 Cu(OH)2、CO2。 (2)碳酸钠既可与稀硫酸反应又可与氢氧化钙溶液反应， 所以能同时实现反应和的物 质可以是 Na2CO3(碳酸钠)；碳酸钠与稀硫酸反应会生成二氧化碳气体，所以反应的实 验现象为有气泡(气体)产生。 11小科以化合价为纵坐标，以物质类别为横坐标绘制了右图，每种物质中都有一种元 素的化合价与纵坐标的数值对应，图中字母均表示初中科学中的常见物质，其中“” 表示物质间的转化关系。已知 A 中氧元素的质量分数为 60%，C、D、E、F 均含有铜元 素。请回答： (1)“AH2O=
13、B”的反应属于基本反应类型中的_化合反应_。 (2)写出 B 和 D 反应得到 C 和水的化学方程式为_Cu(OH)2H2SO4=CuSO4 2H2O_。 (3)列举 3 种能与 E 反应得到 F 的物质_C、H2、CO(或写名称)_。 【解析】 (1)图中字母均表示初中科学中的常见物质，A 中氧元素的质量分数为 60%， 且其中一种元素的化合价为6，所以 A 可能是三氧化硫，三氧化硫能转化生成 B，且 硫元素的化合价不变，所以 B 可能是硫酸，C、D、E、F 均含有铜元素，硫酸能转化生 成 C，所以 C 可能是硫酸铜，B 和 D 能反应生成硫酸铜和水，所以 D 可能是氢氧化铜， 氢氧化铜能转
14、化生成氧化铜，所以 E 可能是氧化铜，F 中铜元素的化合价为 0，所以 F 是铜，经过验证，推导正确，所以：“AH2O=B”的反应为三氧化硫与水反应生成 硫酸，该反应是两种物质生成一种物质的化合反应； (2)物质 B 和 D 反应得到 C 和水的反应是氢氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，化学方 程式为 H2SO4Cu(OH)2=CuSO42H2O； (3)由氧化铜转化为铜，可以用还原剂还原，所以可以是碳、氢气或一氧化碳。 1某废液中只含有 Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、Ba(NO3)2三种溶质。为了回收金属、保护环 境，小科设计了如图方案(所加试剂均过量)。下列判断正确的是( C ) A固
15、体 a 是铜 BX 一定是 Na2SO4 C溶液 B 中含有的盐有 Ba(NO3)2和 NaNO3 D若回收得到 6.4g 固体 a，则加入铁屑的质量为 5.6g 【解析】 A固体 a 是铜，因为加入的铁屑是过量的，所以 a 中肯定有过量的铁屑，A 错误； BX 不一定是 Na2SO4，X 溶液要将钡离子沉淀出来也可以用 Na2CO3，B 错误； C溶液 B 中含有的盐有 Ba(NO3)2和 NaNO3，溶液 A 是 Fe(NO3)2、Ba(NO3)2，加入过 量 NaOH，Fe(NO3)2被反应完，生成 NaNO3，所以 C 正确； D若回收得到 6.4g 固体 a，则加入铁屑的质量为 5.
16、6g，6.4g 如果全是生成的铜，计算 可得加入了 5.6g 铁屑，但因为 6.4 g 包含了过量的铁屑，所以加入的铁屑不是 5.6 g，D 错误。 2小金通过图示装置验证 CO2能与 NaOH 发生化学反应。推注射器活塞向充满 CO2的 集气瓶中注入过量 20%的 NaOH 溶液，振荡集气瓶后打开止水夹。 (1)打开止水夹后观察到的现象是_CaCl2溶液通过导管进入集气瓶，且集气瓶原有溶 液中出现白色沉淀_。 (2)反应后将集气瓶中混合物过滤，所得溶液中除 CaCl2外，还存在的溶质有 _NaClNaOH、Ca(OH)2等_。 【解析】 (1)因为二氧化碳与氢氧化钠溶液反应，造成集气瓶中的气
17、压减小，打开止水 夹右侧集气瓶中的氯化钙溶液，倒吸入集气瓶中与反应生成的碳酸钠反应产生白色沉 淀； (2)根据发生的两个反应，讨论反应物的过量问题，反应后将集气瓶中混合物过滤，所得 溶液中除 CaCl2外，还存在的溶质有 NaClNaOH、Ca(OH)2等。 3A、B、C 为初中科学常见的三种无机物，它们之间有如图所示的转化关系(“”表 示某一种物质经一步反应可转化为另一种物质，部分反应物、生成物及反应条件已略 去)。请回答： (1)若 C 是气体，它能使带火星的木条复燃，A、B 所属的物质类别和组成元素都相同， 则 AB 的化学方程式为_2H2O2= MnO22H 2OO2 _。 (2)若
18、A 为光合作用的原料之一，A 与 B 属于不同物质类别，B 和 C 属于同种物质类别， A、B、C 三种物质中都含有相同的两种元素，则 C 可能的物质类别是_酸或碱或盐_。 【解析】 (1)若 C 是气体，它能使带火星的木条复燃，则 C 是氧气，A、B 所属的物质 类别和组成元素都相同， 则 A 是双氧水， B 是水， 则 AB 的化学方程式为 2H2O2= MnO2 2H2OO2； (2)若 A 为光合作用的原料之一，A 可能是二氧化碳或水，A 与 B 属于不同物质类别，A 是二氧化碳，A、B、C 三种物质中都含有相同的两种元素，B 可能是碳酸或碳酸钠，若 A 是水，B 可能是氢氧化钠，B
19、和 C 属于同种物质类别，则 C 可能的物质类别是酸或碱 或盐。 4A、B、C、D 为初中科学常见的四种物质，它们之间有如图所示的转化关系和反应 关系(“”表示一种物质经一步反应转化为另一种物质，“”表示相连两物质能发 生化学反应。部分反应物、生成物及反应条件已略去，有些反应是在溶液中进行的)。 (1)若 A、B、C、D 中均含有一种相同的元素，常温下，A 为无色液体，C 为黑色固体， 则 BC 的化学方程式为_2CuO2= 2CuO_， B 与 D 反应的实验现象为_气体燃 烧，产生蓝色火焰，放热_。 (2)若 A、B、C、D 为四种不同类别的化合物，B 和 C 都可以用于造纸、纺织等工业。
20、 则 A 为_二氧化碳_，B 转化为 A 是否属于基本反应类型_属于(填“属于”或“不属 于”)。 【解析】 (1)A、B、C、D 为初中化学常见的四种物质，A、B、C、D 中均含有一种相 同的元素，常温下，A 为无色液体，C 为黑色固体，A 和 B 会相互转化，B 会生成 C， 所以 A 是水，B 是氧气，C 是氧化铜，D 是一氧化碳，经过验证，推导正确，所以 A 是 H2O，BC 的反应是氧气和铜在加热的条件下生成氧化铜，化学方程式为：2Cu O2= 2CuO。B 与 D 的反应是氧气与一氧化碳在点燃条件下反应，实验现象为气体燃 烧，产生蓝色火焰，放热。 (2)若 A、B、C、D 为四种不
21、同类别的化合物，B 和 C 都可以用于造纸、纺织等工业， 所以 A 为二氧化碳，B 可以是碳酸钠，C 是氢氧化钠，D 为盐酸，经过验证，推导正确， 则 A 为二氧化碳，B 转化为 A，即碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳、水和氯化钠，该反 应为基本反应类型中的复分解反应。 5常见的食品脱氧剂多为无机铁系脱氧剂，其主要成分为活性铁粉。脱氧中的一步主 要反应为 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(红褐色固体)。 (1)Fe(OH)2读作_氢氧化亚铁_；此反应的基本类型是_化合反应_。 (2)某同学自制脱氧剂(2g 铁粉、0.5g 活性炭、0.5g 食盐)进行如下两个实验： 实验：如图 1 ,
22、图 1) 请回答：操作的名称是_过滤_，乙在净水中用作_吸附剂_；溶液丙中含有的溶质 是_FeSO4_、NaCl、H2SO4_(写化学式)。 实验：如图 2，将乙烘干后进行如下实验，物质之间的转化关系如图(部分产物略去)。 ,图 2) 反应的条件是_高温_； 金属 A 与 B 的活动性：A_B(填“”“”或“”)； 区别溶液C与溶液D的方法是_观察溶液颜色， 浅绿色为FeSO4溶液， 蓝色为CuSO4 溶液(或分别取两种溶液，分别加入 NaOH 溶液，最后有红褐色沉淀的是 FeSO4溶液， 有蓝色沉淀的是 CuSO4溶液)_； 反应的化学方程式为_CuSO42NaOH_=Cu(OH)2_Na2
23、SO4_，向溶 液 C 中加入 BaCl2溶液， 有白色沉淀产生， 其化学方程式为_CuSO4BaCl2=BaSO4 CuCl2_。 【解析】 (1)铁元素显2 价时读作亚铁，故 Fe(OH)2读作氢氧化亚铁；此反应中，反应 物是多种，生成物是一种，属于化合反应。 (2)实验：将固体和液体分离的操作叫做过滤，乙在净水中用作吸附剂；溶液丙中含有 的溶质有：反应生成的硫酸亚铁、原来的氯化钠、反应过量的硫酸。 实验： 碳还原氧化铁的条件是高温。 金属 A 能将金属 B 从它的盐溶液中置换出来，故活动性：AB。 区别溶液 C 与溶液 D 的方法是： 观察溶液颜色， 浅绿色为 FeSO4溶液， 蓝色为
24、CuSO4 溶液。 反应是硫酸铜和氢氧化钠反应的化学方程式。硫酸铜和氯化钡反应能生成硫酸钡 沉淀和氯化铜，反应的化学方程式为 CuSO4BaCl2=BaSO4CuCl2。 6硅钢可用于制造变压器的铁芯，某化学兴趣小组的同学为了验证硅钢(主要含有 Fe、 C、Si)，设计了如图的实验流程(有些反应的部分反应物和生成物已省略)。查阅资料发 现：常温下，单质硅(Si)不能与盐酸反应，但能与氢氧化钠溶液反应(Si2NaOH H2O=Na2SiO32H2)。 根据以上信息，回答下列问题： (1)固体 A 的成分为_C、Si_，滤液 B 中的金属阳离子为_Fe2_。 (2)写出步骤中发生反应的化学方程式_
25、3C2Fe2O3= 高温 4Fe3CO2_；其基本反 应类型为_置换反应_。 (3)在过滤操作时，若发现滤液浑浊，应_再过滤一次_。 (4)步骤中发生的是化合反应，尝试写出其化学方程式_4Fe(OH)2O2 2H2O=4Fe(OH)3_。 【解析】 (1)硅钢中主要含有 Fe、C、Si，只有 Fe 能与稀盐酸反应生成氯化亚铁，故剩 余的固体 A 的成分中含有 C、Si，滤液 B 中的金属阳离子为 Fe2 ； (2)碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为 3C2Fe2O3= 高温 4Fe 3CO2；该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应， 属于置换反应； (3)过滤后发现滤液仍浑浊，先查找原因后根据原因调整改进后再重新过滤； (4)反应物是 Fe(OH)2、氧气和水，写在等号的左边，生成物是氢氧化铁，写在等号的右 边，用观察法配平即可，所以方程式是 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。