資源簡介

2.2物質(zhì)轉(zhuǎn)化的規(guī)律(1)
一、知識(shí)要點(diǎn)
1．非金屬單質(zhì)及其化合物的轉(zhuǎn)化
(1)非金屬在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的化合物，如：
S+ O2 SO2 C+ O2CO2
C+2S CS2
(2)某些非金屬氧化物可以跟水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸，如：CO2+H2O=H2CO3
O2 H2O
(3)規(guī)律：非金屬單質(zhì) 非金屬氧化物 酸
2．金屬單質(zhì)及其化合物的轉(zhuǎn)化
(1)金屬+非金屬→鹽(或金屬氧化物)。如：
Fe+S FeS
2Fe+3C122FeCl3
3Fe+2O2Fe3O4
(2)金屬氧化物+水→堿。如：
CaO+H2O=Ca(OH) 2 Na2O+H2O=2NaOH K2O+H2O=2KOH BaO+H2O=Ba(OH) 2
O2 H2O
(3)規(guī)律：金屬 金屬氧化物 堿
二、重要提示
1．大部分的非金屬氧化物可溶于水，生成對(duì)應(yīng)的酸；可與堿反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽和水。少數(shù)非金屬氧化物(如二氧化硅)不能跟水反應(yīng)；也有少數(shù)非金屬氧化物不跟堿反應(yīng)，如一氧化碳、一氧化氮等。
2．一般情況下，僅可溶性堿(如氫氧化鈉、氫氧化鉀、 氫氧化鋇、氫氧化鈣)可由對(duì)應(yīng)的金屬氧化物和水化合生成。
科學(xué)廣場
為什么銅器時(shí)代要比鐵器時(shí)代早
在宇宙大爆炸中，元素誕生了。迄今為止，科學(xué)家在地球上找到了93種元素，其中金屬元素占五分之四。然而，除金(Au)等極少數(shù)金屬元素能以單質(zhì)存在于自然界外，絕大多數(shù)金屬元素都逃脫不了被氧化的命運(yùn)，從而以化合物的形式存在。
使用銅器、鐵器是人類文明發(fā)展中兩個(gè)重要的里程碑，標(biāo)志著人類掌握了冶煉銅、鐵的技術(shù)，即運(yùn)用還原劑(如碳等)還原金屬化合物獲取單質(zhì)銅、鐵。由于鐵比銅的金屬活潑性強(qiáng)，決定了冶煉鐵比冶煉銅更難，生產(chǎn)技術(shù)要求更高。因此，我們的祖先獲取銅比鐵的年代要早，盡管自然界中鐵的含量比銅豐富。
同理，自然界中鋁的含量居金屬元素之首，由于其活潑性很強(qiáng)，直到近代才被人們利用。目前，人類能得到幾乎所有的金屬單質(zhì)，使其在多種領(lǐng)域中大顯身手。
解題指導(dǎo)
【例題】下列物質(zhì)間轉(zhuǎn)化，不可能通過一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的是 ( )
A．CaCO3→CaO B．K2CO3→KCl
C．CuO→Cu(OH)2 D．C→CO2
【解析】CaCO3高溫煅燒即可得到CaO，K2CO3可與鹽酸反應(yīng)生成KCl，C在O2中燃燒就可以得到CO2。可溶性堿可由對(duì)應(yīng)的金屬氧化物和水化合生成，不溶性的堿可以分解產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的金屬氧化物和水。Cu(OH)2是不溶性的堿，可以分解產(chǎn)生CuO和H2O，而不能由CuO和H2O化合生成。
【答案】C
同步訓(xùn)練 A組
1．非金屬單質(zhì)轉(zhuǎn)化為氧化物的常用方法是 ( )
A．與氧氣反應(yīng)
B．與金屬氧化物反應(yīng)
C．與酸反應(yīng)
D．與堿反應(yīng)
2．《美國化學(xué)會(huì)雜志》報(bào)道了中國科學(xué)家以二氧化碳和鈉在一定條件下制得金剛石，其化學(xué)
470℃
方程式為3CO2+4Na 2X+C(金剛石)。則X的化學(xué)式為 ( )
80 MPa
A．Na2O2 B．Na2CO3 C．Na2O D．Na4C2O6
3．多數(shù)食品易吸收空氣中的水分而變得潮濕，并與空氣中的氧氣反應(yīng)而腐敗。以前多在食品中放入一小包CaO粉末，使食品保持干燥。現(xiàn)在則改為在食品中放人一小包鐵粉(包裹在多孔泡沫中)，鐵粉吸收水分和氧氣變成鐵銹，從而保存食品。下列說法不正確的是 ( )
A．兩種干燥劑袋上都要有明顯的“勿食”字樣
B．CaO干燥劑保存食品的效果比鐵粉干燥劑好
C．鐵粉干燥劑能與水和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
D．生成鐵銹的主要成分是氧化鐵
4．某些物質(zhì)在空氣中會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并伴隨顏色變化。下列現(xiàn)象中，主要是因?yàn)榭諝庵械亩趸家痤伾兓氖? ( )
A．切開的蘋果變成咖啡色
B．紫色石蕊試液變成紅色
C．銀白色的鐵釘變成紅棕色
D．白色硫酸銅粉末變成藍(lán)色
5．把鐵粉和硫粉以適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量比均勻混合，堆放在石棉網(wǎng)上，然后用燒紅的玻璃棒的一端接觸混合物。這時(shí)部分混合物迅速變成紅熱狀態(tài)，移開玻璃棒后，反應(yīng)繼續(xù)劇烈進(jìn)行，全部 混合物呈紅熱狀態(tài)，冷卻后得到黑色的固體化合物——硫化亞鐵。
(1)這一變化的化學(xué)方程式是 。
(2)怎樣可以證實(shí)反應(yīng)中鐵已從游離態(tài)變成化合態(tài)? 。
6．碳和部分碳的化合物問的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。
(1)物質(zhì)X的化學(xué)式為 。
(2)在物質(zhì)的分類中，CO屬于 。(填字母)
A．酸 B．堿 C．鹽 D．氧化物
(3)從圖中任選一種物質(zhì)，說出它的一種用途。 。
(4)寫出圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系中屬于化合反應(yīng)的一個(gè)化學(xué)方程式： 。
7．已知A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)是初中科學(xué)常見的物質(zhì)。A、B是單質(zhì)，C、D、E都是氧化物。A、B、C轉(zhuǎn)化為F的過程較為復(fù)雜，F(xiàn)的成分也較復(fù)雜，其主要成分是一種紅色的固體。請(qǐng)根據(jù)如圖所示各物質(zhì)問的轉(zhuǎn)化關(guān)系完成下列各題。(題中除反應(yīng)條件未給出外，反廊物和產(chǎn)物均已給出。
(1)寫出F中主要成分的化學(xué)式： 。
(2)寫出下列物質(zhì)轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式：
E→B+C： ；
A+B→D： 。

同步訓(xùn)練 B組
8．下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化能一步實(shí)現(xiàn)的是 ( )
A．CO2→CaCO3 B．C→H2CO3
C．ZnSO4→CuSO4 D．Ca(OH)2→CaO
9．氯氣和氧氣一樣，都是活潑的非金屬單質(zhì)。在一定條件下甲烷和充足的氯氣反應(yīng)，預(yù)測其產(chǎn)物是 ( )
A．C和HCl B．CCl4和HCl
C．CCl3和HCl D．CCl4和H2
10．單質(zhì)、氧化物、酸、堿和鹽的相互關(guān)系，可以用下圖簡單表示。僅限選擇鐵、碳、氧氣、鹽酸、氧化鈣、氫氧化鈣、二氧化碳、水八種物質(zhì)作為反應(yīng)物，將圖中指定序號(hào)的轉(zhuǎn)變過程用化學(xué)方程式表示(所寫化學(xué)方程式不得重復(fù))。

例：①C+O 2CO2
② ；
③ ；
④ ；
⑤ ；
⑥ ；
⑦ 。
2.2 物質(zhì)轉(zhuǎn)化的規(guī)律(1)
1．A 2．B 3．B 4．B 5．(1)Fe+SFeS (2)反應(yīng)后的物質(zhì)不能被磁鐵吸引 6．(1)CO2 (2)D (3)CO可作燃料(合理均可) (4)C+O2CO2 (合理均可)
7．(1)Fe2O3 (2)2H2O2 MnO2 2H2O+O2↑3Fe+2O2Fe3O4 8．A 9．B[解析：類比甲烷與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物是CO2和H2O，則甲烷與氯氣反應(yīng)的產(chǎn)物是CCl4和HCl。] 10．②CO2+H2O=H2CO2 ③Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ ④CaO+2HCl=CaCl2+H2O ⑤Ca(OH) 2+2HCl=CaCl2+2H2O ⑥CaO+H2O=Ca(OH) 2 ⑦3Fe+2O2Fe3O4
2.2物質(zhì)轉(zhuǎn)化的規(guī)律(2)
學(xué)習(xí)指要
一、知識(shí)要點(diǎn)
1．金屬冶煉主要是指將金屬氧化物轉(zhuǎn)化為金屬的過程。在金屬氧化物中加入還原劑，奪取金屬氧化物中的氧，從而使其還原成金屬單質(zhì)。
2．用作還原劑的物質(zhì)：碳(C)、一氧化碳(CO)和氫氣(H 2)。
(1)木炭還原氧化銅
C+2CuOCO 2↑+2Cu
現(xiàn)象：黑色粉末狀固體逐漸變?yōu)榧t色，產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體。
(2)氫氣還原氧化銅
H 2+CuOH 2O+Cu
現(xiàn)象：黑色粉末狀固體逐漸變?yōu)榧t色，試管口有水珠生成。
操作注意事項(xiàng)：H2在通入之前要先檢驗(yàn)純度。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)需先通一會(huì)氫氣，再加熱氧化銅，目的是趕走試管中殘留的空氣，防止氫氣與空氣混合加熱導(dǎo)致試管爆裂；實(shí)驗(yàn)停止后，要繼續(xù)通入氫氣，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。
(操作順口溜：先通氫，再點(diǎn)燈；先撤燈，再停氫)
(3)一氧化碳還原氧化鐵
3CO+Fe2O33CO2+2Fe
現(xiàn)象：紅色的鐵銹變黑，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體。
操作注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)最好在通風(fēng)櫥中進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該先通一會(huì)一氧化碳，以排除試管中的空氣，防止一氧化碳與空氣混合加熱時(shí)引起爆炸。多余的一氧化碳不能直接排到空氣中污染大氣，應(yīng)對(duì)著火焰燒掉。
3．含氧化合物里的氧被奪取的反應(yīng)，叫做還原反應(yīng)。能從氧化物中奪取氧的能力叫做還原性，具有還原性的物質(zhì)可作還原劑。如碳、一氧化碳和氫氣等。具有氧化性的物質(zhì)可作氧化劑。如CuO、Fe2O3等。
4．有關(guān)純度問題的計(jì)算
(1)根據(jù)混合物的質(zhì)量及其純度，計(jì)算純凈刨的質(zhì)量：
純凈物質(zhì)量=混合物質(zhì)量×純度
(2)根據(jù)純凈物的質(zhì)量，求出其中某組成元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：
組成元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=某組成元素的質(zhì)量／純凈物的質(zhì)量
(3)求工業(yè)產(chǎn)品中含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量(即混合物質(zhì)量)：
混合物質(zhì)量=純凈物質(zhì)量／純度
二、重要提示
1．自然界中僅有少量金屬以單質(zhì)形式存在，大多數(shù)都是以化合物形式存在。金屬冶煉最常用的方法就是從金屬氧化物中奪取氧元素。
2．碳、一氧化碳和氫氣都是常見的還原劑，與空氣或氧氣混合后遇到明火都有可能發(fā)生爆炸。一氧化碳還有較強(qiáng)的毒性，因此在使用時(shí)一要注意安全，二要進(jìn)行尾氣處理。
 科學(xué)廣場
我國古代的煉銅技術(shù)
我國古代的煉銅技術(shù)有火法和水法(又稱濕法)兩種。火法煉銅顯然更早，在最早的火法煉銅中，用來煉銅的礦石為孔雀石[主要成分為CuCO 3·Cu(OH) 2]之類的氧化礦，以木炭為燃料和還原劑。其原理是CuCO3·Cu(OH)2 2CuO+CO2↑+H2O，CuO+C Cu+CO↑，C+2CuO2Cu+CO2↑，CuO+COCu+CO2。主要工藝是煅燒冶煉。
濕法煉銅的原理是CuSO4+Fe=Cu+FeSO4，其生產(chǎn)過程主要包括兩個(gè)方面。一是浸銅，就是把鐵放在膽礬(化學(xué)式為CuSO4·5H2O)溶液(俗稱膽水)中，使膽礬中的銅離子被金屬置換成單質(zhì)銅沉積下來；二是收集，即將置換出的銅粉收集起來，再加以熔煉、鑄造。宋代對(duì)該法中浸銅時(shí)間的控制，已有比較明確的了解，知道膽水越濃，浸銅時(shí)間越短。可以說在宋代已經(jīng)有了從浸銅方式、取銅方法到浸銅時(shí)間的控制等一套比較完善的工藝。
古代的濕法煉銅與火法煉銅相比具有如下優(yōu)越性：一是選用的銅礦更廣泛；二是所制得銅的純度和品質(zhì)有所提高；三是生產(chǎn)環(huán)境得到改善，設(shè)備簡單、操作容易，在常溫下就可提取銅，只要有膽水的地方，都可應(yīng)用這種方法生產(chǎn)銅。此后，火法煉銅與濕法煉銅并存直至現(xiàn)在。
同步訓(xùn)練 A組
【例題】某校科學(xué)課外活動(dòng)小組的同學(xué)們?cè)诶蠋煹膸椭拢骄坑贸噼F礦(主要成分是Fe 2O 3)煉鐵的主要反應(yīng)原理。他們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。據(jù)圖回答下列問題：
(1)寫出用一氧化碳還原氧化鐵的化學(xué)方程式 。
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，在澄清石灰水中觀察到的現(xiàn)象是 。
(3)圖2—1中，設(shè)計(jì)第②個(gè)酒精燈的目的是 。實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃第 個(gè)酒精燈。
(4)圖2—2與圖2—1相比，它的主要優(yōu)點(diǎn)是 。
【解析】由于一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)生成二氧化碳和鐵，所以澄清石灰水變渾濁；實(shí)驗(yàn)過程中的尾氣含有未反應(yīng)完的有毒氣體一氧化碳，逸散到空氣中會(huì)造成污染，所以設(shè)計(jì)第②個(gè)酒精燈，實(shí)驗(yàn)時(shí)也應(yīng)先點(diǎn)燃第②個(gè)酒精燈；兩圖比較，圖2—2省去了第②個(gè)酒精燈，既節(jié)約了酒精，又巧妙利用了未反應(yīng)的CO燃燒放出的熱量。
【答案】(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 (2)變渾濁、有氣泡 (3)除去尾氣中的CO，防止污染空氣② (4)節(jié)省能源(或充分利用未反應(yīng)的CO燃燒放出的熱量)
同步訓(xùn)練 A組
1．氫氣、一氧化碳、炭粉分別與黑色的氧化銅反應(yīng)，下列敘述不正確的是 ( )
A．都屬于置換反應(yīng) B．都有紅色物質(zhì)(銅)生成
C．反應(yīng)時(shí)都需要加熱 D．反應(yīng)中三者都作還原劑
2．下列反應(yīng)中一氧化碳不是還原劑的是 ( )
A．CuO+COCu+CO2
B．CO2+C2CO
C．Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2
D．Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
3．在如圖所示裝置中通入X氣體，并在管口P處點(diǎn)燃，結(jié)果澄清石灰水變渾濁，則X可能是( )
A．H 2 B．CO C．CO 2 D．O 2
4．某鐵礦石中鐵元素均以Fe2O3的形式存在，若該鐵礦石中含鐵元素35％，則該鐵礦石中含F(xiàn)e2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ( )
A．35％ B．70％ C．50％ D．100％
5．水煤氣的主要成分是H2、CO、N2、CO2和水蒸氣，把該混合氣體依次通過足量的燒堿溶液、灼熱的氧化銅、澄清石灰水和濃硫酸，最后剩余的氣體是 。
6．在實(shí)驗(yàn)室里，可以利用下圖所示裝置制得鐵。
(1)A處玻璃管內(nèi)所發(fā)生高溫反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(2)B處可觀察到的現(xiàn)象是 ；C處酒精燈的作用是 。
(3)待四氧化三鐵完全反應(yīng)后，停止加熱A處，在斷開A、B之前應(yīng)繼續(xù)通入一氧化碳至A處玻璃管冷卻。若不繼續(xù)通入一氧化碳，則可能出現(xiàn)的后果是 。
7．如圖甲是氫氣和氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，圖乙是木炭和氧化鐵反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，氫氣和木炭表現(xiàn)出的相同化學(xué)性質(zhì)是 性。
(2)實(shí)驗(yàn)步驟的先后次序非常重要，例如甲實(shí)驗(yàn)中，反應(yīng)前必須先通氫氣后點(diǎn)燃酒精燈，否則易發(fā)生 ；反應(yīng)結(jié)束后必須先后 ，否則生成的紅色的銅會(huì)變成黑色。
(3)某同學(xué)正確操作完成乙實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)澄清石灰水變渾濁，試管中粉末全部變?yōu)楹谏Ｈ∩倭亢谏勰尤胱懔肯×蛩岢浞终袷帲@訝地發(fā)現(xiàn)黑色粉末沒有溶解，試管中也未產(chǎn)生預(yù)期的氣泡，這說明該反應(yīng)并沒有生成 。
(4)該同學(xué)查閱資料，得到關(guān)于鐵的氧化物的信息
如下表所示。
鐵的氧化
物化學(xué)式
Fe2O3
Fe3O4
FeO
顏色
紅
黑
黑
化學(xué)性質(zhì)
可溶于酸
常溫下不溶于稀酸
可溶于酸
根據(jù)以上信息，試寫出乙實(shí)驗(yàn)試管中反應(yīng)的化學(xué)方程式 。經(jīng)分析后，該同學(xué)試著提高反應(yīng)溫度，實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了預(yù)期的現(xiàn)象。
同步訓(xùn)練 B組
8．畫上的白色含鉛顏料經(jīng)過一段時(shí)間后會(huì)變?yōu)楹谏牧蚧U(PbS)，使其恢復(fù)白色的方法是蘸涂雙氧水(H2O2)。已知發(fā)生了如下反應(yīng)：PbS+4H2O2=PbSO4+4H2O，其中作為還原劑的是( )
A．PbS B．H2O2 C PbSO4 D．H2O
9．木炭作為還原劑用于金屬冶煉已有幾千年的歷史，某科學(xué)興趣小組的同學(xué)為了探究木炭在高溫條件下還原氧化銅所生成的氣體產(chǎn)物，提出了以下猜想：
a．氣體產(chǎn)物可能是二氧化碳；
b．氣體產(chǎn)物可能是一氧化碳；
c．氣體產(chǎn)物可能是二氧化碳和一氧化碳的混合氣體。
(1)如果猜想a成立，寫出氣體產(chǎn)物通入澄清石灰水反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(2)如果猜想b成立，寫出木炭還原氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(3)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲所示裝置(鐵架臺(tái)已略去)，通過實(shí)驗(yàn)探究氣體產(chǎn)物的成分。
實(shí)驗(yàn)過程中觀察到A、E裝置中的澄清石灰水均變渾濁，C裝置中的澄清石灰水不變渾濁由此可得出氣體產(chǎn)物的成分為 。
(4)有同學(xué)提出：從簡約裝置、節(jié)約實(shí)驗(yàn)藥品的角度出發(fā)，甲圖裝置可進(jìn)行改進(jìn)，去掉A、B、C裝置，用圖乙所示的裝置同樣可以探究出該氣體產(chǎn)物的成分。
請(qǐng)你寫出其實(shí)驗(yàn)操作過程(寫出操作步驟，不需要寫出現(xiàn)象和結(jié)論)
。
10．為了測定某些磁鐵礦中四氧化三鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，甲、乙兩組同學(xué)根據(jù)磁鐵礦與一氧化碳反應(yīng)的原理，分別利用兩種方法測定了磁鐵礦樣品中四氧化三鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。已知磁鐵礦與一氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式如下(假設(shè)磁鐵礦中的雜質(zhì)不參加Fe3O4+4CO3Fe+4CO2。請(qǐng)計(jì)算回答(最終結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位)：
(1)甲組同學(xué)取該磁鐵礦樣品10克，與足量的一氧化碳充分反應(yīng)，并將產(chǎn)生的氣體通入足量的氫氧化鈉溶液中，溶液的質(zhì)量增加了5.5克。根據(jù)甲組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，磁鐵礦樣品中四氧化三鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少?
(2)乙組同學(xué)取該磁鐵礦樣品10克，與足量的一氧化碳充分反應(yīng)，測得反應(yīng)后固體物質(zhì)的質(zhì)量為8克。根據(jù)乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，磁鐵礦樣品中四氧化三鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少?
2.2 物質(zhì)轉(zhuǎn)化的規(guī)律(2)
1．A 2．B 3．B 4．C 5．N2 6．(1) Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 (2)石灰水變渾濁點(diǎn)燃多余的一氧化碳，避免污染空氣 (3)石灰水回流至A處玻璃管中，導(dǎo)致玻璃管炸裂 7．(1)還原 (2)爆炸撤酒精燈停止通氫氣 (3)Fe (4)C+6Fe2O34Fe3O4+CO2↑ 8．A 9．(1)CO2+Ca(OH) 2=CaCO3↓+H2O (2)C+CuOCu+CO↑ (3)CO2和CO (4)先通入氣體產(chǎn)物，觀察澄清石灰水是否變渾濁，然后加熱，再觀察黑色粉末是否變成紅色[解析：A裝置中的澄清石灰水變渾濁說明產(chǎn)物中含有CO2氣體，C中澄清石灰水不變渾濁說明產(chǎn)物中的CO2都已經(jīng)被NaOH溶液吸收，E中澄清石灰水變渾濁說明CO還原CuO生成CO2氣體，故氣體產(chǎn)物的成分為CO2和CO。若只用D、E裝置檢驗(yàn)產(chǎn)物成分，可根據(jù)加熱前后通入氣體產(chǎn)物的不同現(xiàn)象來判斷。] 10． (1)72.5％ (2)72.5％
2.2物質(zhì)轉(zhuǎn)化的規(guī)律(3)
學(xué)習(xí)指要
知識(shí)要點(diǎn)
1．雞蛋外殼與稀鹽酸的反應(yīng)
CaCO 3+2HCl=CaCl 2+CO2↑+H 2O
現(xiàn)象：一會(huì)兒下沉，一會(huì)兒又上浮，不斷地上下沉浮。
2．物質(zhì)轉(zhuǎn)化的規(guī)律(如圖2—3)

(1)兩條縱線
①金屬→金屬氧化物→堿→鹽， 如Ca→CaO→Ca(OH) 2→CaCO3
②非金屬→非金屬氧化物→酸→鹽，如C→CO2→H2CO3→Na2CO3
(2)四條橫線
①金屬+非金屬→無氧酸鹽，如2Na+C122NaCl
②金屬氧化物+非金屬氧化物→含氧酸鹽，如Na2O+CO2=Na2CO3
③酸+堿→鹽+水，如HCl+NaOH=NaCl+H2O
④鹽+鹽→新鹽+新鹽，如NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3
(3)四條交叉線
①金屬氧化物+酸→鹽+水，如Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
②非金屬氧化物+堿→鹽+水，如SO2+2NaOH=Na 2SO3+H2O
③酸+鹽→新酸+新鹽，如H 2SO 4+BaCl 2=2HCl+BaSO4↓
④堿+鹽一新堿+新鹽，如3NaOH+FeCl 3=Fe(OH)3↓+3NaCl
(4)兩條彎線
①金屬+鹽→新金屬+新鹽，如Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
②金屬+酸→鹽+氫氣，如Fe+2HCl=FeCl 2+H2↑
(只有排在氫前的金屬才可以與酸反應(yīng)放出氫氣)
二、重要提示
1．從物質(zhì)轉(zhuǎn)化的規(guī)律圖可以得出各類物質(zhì)的主要化學(xué)性質(zhì)及制取某類物質(zhì)的可能方法。
2．鹽跟金屬的反應(yīng)，要求參加反應(yīng)的鹽必須是可溶的，反應(yīng)的金屬比所生成的金屬要活潑，由于鹽跟金屬的反應(yīng)一般都在水溶液中進(jìn)行，因此一些非常活潑能夠跟水發(fā)生反應(yīng)的金屬(如鉀、鈣、鈉等)不符合要求。
3．鹽與鹽的反應(yīng)、鹽與堿的反應(yīng)除必須滿足復(fù)分解反應(yīng)的條件(生成物中有氣體、水或沉淀)外，其反應(yīng)物必須都可溶。
科學(xué)廣場
松花蛋的制作原理
松花蛋又稱皮蛋，它不僅味道可口、營養(yǎng)豐富，而且其表面的朵朵“松花”特別誘人。據(jù)說，我國勞動(dòng)人民早在明朝以前，就已經(jīng)發(fā)明出將鮮蛋加工成松花蛋的方法了。
制作松花蛋的關(guān)鍵是配制包在鮮蛋外面的料灰。如果按100只鴨蛋(或雞蛋)計(jì)算，所需的配料是：純堿(即蘇打)115克，食鹽l50克，生石灰400克，柴草灰1350克，開水2100克。具體配制與制作方法是先將純堿和食鹽放人小瓷缸中，沖人開水，待兩者充分溶解后，再分批加入生石灰和柴草灰，當(dāng)生石灰全部“化”開時(shí)，料灰就配制好了。最后，把料灰(適當(dāng)加入一些稻殼或麥糠)均勻地涂在鮮蛋上，經(jīng)過大約兩個(gè)月的時(shí)間，一個(gè)個(gè)變成茶色膠凍狀而又有一朵朵美麗“松花”的松花蛋即可供人享用了。
在鮮蛋變成松花蛋的過程中，包含著復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。首先，生石灰的主要成分是氧化鈣，它遇水后就會(huì)轉(zhuǎn)化成熟石灰——?dú)溲趸}：CaO+H 2O=Ca(OH) 2；然后，氫氧化鈣與純堿在溶液中相互反應(yīng)：Ca(OH) 2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH，同時(shí)，草木灰里的可溶性成分(主要是碳酸鉀)也與氫氧化鈣相互反應(yīng)：Ca(OH) 2+K2CO3=CaCO3↓+2KOH。
上述兩個(gè)反應(yīng)都生成了具有強(qiáng)烈腐蝕性的苛性堿——NaOH和KOH，這兩種強(qiáng)堿漸漸地透過蛋竟使蛋白質(zhì)凝固，并殺死會(huì)導(dǎo)致鮮蛋腐敗的各種細(xì)菌，同時(shí)在氫氧化鈉的作用下，一部分蛋白質(zhì)發(fā)生分解，這些分解物從蛋白質(zhì)中結(jié)晶出來，就形成了一朵朵“松花”。
解題指導(dǎo)
【例l】 圖2—4中兩圓相交部分(A、B、C、D)可表示鐵、稀硫酸、燒堿溶液、硫酸銅溶液間的反應(yīng)關(guān)系，請(qǐng)按下列要求填空：
(1)A處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 其反應(yīng)類型是 。
(2)B處發(fā)生反應(yīng)的類型是 。
(3)D處反應(yīng)產(chǎn)生的現(xiàn)象是 。
【解析】本題考查金屬與酸堿鹽之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系：鐵與硫酸銅能夠發(fā)生置換反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵；燒堿與稀硫酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)(中和反應(yīng))；硫酸銅與氫氧化鈉反應(yīng)生成藍(lán)色的氫氧化銅沉淀和硫酸鈉，現(xiàn)象是出現(xiàn)藍(lán)色沉淀。
【答案】(1)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu置換反應(yīng)(2)復(fù)分解反應(yīng)(或中和反應(yīng)) (3)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀
【例2】設(shè)計(jì)用銅泥(含雜質(zhì)的銅)來制取氧化銅的實(shí)驗(yàn)方案，寫出有關(guān)的化學(xué)方程式。
【解析】銅泥中的主要成分是銅屑，還含有其他雜質(zhì)。用銅泥制取氧化銅，必須用化學(xué)方法將雜質(zhì)分離除去。
第一步：灼燒銅泥，使雜質(zhì)(有機(jī)物)分解除去，Cu轉(zhuǎn)化為CuO，經(jīng)洗滌、過濾分離出CuO(其他少量金屬被氧化)。2Cu+O22CuO
第二步：用稀硫酸溶解CuO，結(jié)晶分離出CuSO4·5H2O(其他少量金屬氧化物溶解后，不會(huì)結(jié)晶出來)。CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
第三步：把CuSO4·5H2O溶于水，用NaOH與CuSO4反應(yīng)，得到Cu(OH)2。
CuSO4+2NaOH=Cu(OH) 2↓+Na2SO4
第四步：灼燒Cu(OH) 2得到CuO。Cu((OH) 2CuO+H2O
【答案】見解析
同步訓(xùn)練 A組
1．如圖各組變化中，每一轉(zhuǎn)化在一定條件下均能一步實(shí)現(xiàn)的是 ( )
A．①② B．②③ C．①③ D．①②③
+HCl +NaOH △
2．有如下化學(xué)反應(yīng)過程：X Y Z X。其中X代表的物質(zhì)是 ( )
A．Cu B．AgNO3 C．Na2O D．Fe2O3
3．在稀鹽酸中加入下列物質(zhì)，溶液的pH幾乎不變的是 ( )
A．CaCO3固體 B．AgNO3溶液
C．KOH溶液 D．生石灰
4．如圖表示了初中科學(xué)中一些常見物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分反應(yīng)條件已省略)。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．利用反應(yīng)①可制得燒堿
B．圈I中發(fā)生的反應(yīng)都是分解反應(yīng)
C．利用反應(yīng)②可用來檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w
D．圈Ⅱ中的化學(xué)反應(yīng)說明氧氣具有可燃性
5．某探究小組設(shè)計(jì)了下列四種制備物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方案，其中不能實(shí)現(xiàn)的是 ( )
A ．Fe2O3 Fe2(SO4)3 Fe(OH)3
B．CuO CuCl2溶液 Cu
C．Fe Fe2O3 Fe2(SO4) 3溶液
D．CaCO3 CO2 Na2CO3溶液
6．有一包白色粉末，可能是由硫酸銅、氯化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉中的一種或幾種組成，為檢驗(yàn)其中的成分，經(jīng)實(shí)驗(yàn)得到下表，請(qǐng)完成相關(guān)內(nèi)容。
實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象
結(jié)論
①將少許白色粉末溶于水得到無色溶液A
白色粉末中一定沒有
②在A中加入足量硝酸鋇溶液，生成白色沉淀B，過濾得濾液C
③在白色沉淀B中加入足量稀硝酸，
④在濾液C中加入硝酸銀溶液，生成的白色沉淀不溶于稀硝酸
白色粉末中一定有硫酸鈉、碳酸鈉和氯化鈉
7．查閱資料可知，雞蛋殼的主要成分是碳酸鈣。某 同學(xué)為了驗(yàn)證雞蛋殼的主要成分是碳酸鈣，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。
(1)實(shí)驗(yàn)過程中看到的現(xiàn)象是 。
(2)小明認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)方案不完整，還需驗(yàn)證雞蛋殼的主要成分屬于鈣鹽，方法是取反應(yīng)后的上層清液加入 。
A．Na2CO3溶液 B．AgNO3溶液
C．NaCl溶液 D．Ca(OH) 2溶液
(3)雞蛋殼與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
8．如果以碳酸鈣和水為原料制取氫氧化鈉，可設(shè)計(jì)如下反應(yīng)過程：碳酸鈣 氧化鈣 氫氧化鈣 氧化鈉。
如果以鋅、稀硫酸和氧化銅為原料制取單質(zhì)銅，可有兩種設(shè)計(jì)方案，請(qǐng)你按照上面的設(shè)計(jì)格式，完成以下設(shè)計(jì)方案。
方案一： ；
方案二： 。
在以上兩個(gè)設(shè)計(jì)方案中，方案 操作更合理、更簡便。
同步訓(xùn)練 B組
9．在AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量，發(fā)生如下反應(yīng)：3NaOH+A1C13=Al(OH)3↓+3NaCl，Al(OH) 3+NaOH=NaAlO2+2H2O，NaAlO2易溶于水。下列圖象不正確的是( )
10．在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，我們要走發(fā)展與環(huán)保并重的可持續(xù)發(fā)展道路。某化工廠有甲、乙兩個(gè)車間，排出的廢水澄清透明，分別含有三種不同的離子，它們可能是K+、Ba2+、Cu2+、OH一、NO3一、CO一中的三種。已知甲車間廢水明顯顯堿性，則乙車間廢水中肯定含有的陰離子是 ；將甲、乙兩車間的廢水按適當(dāng)?shù)谋壤旌希梢宰儚U為寶，既可以使廢水中的Ba2+、Cu2+、OH一等離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去，又可以用上層清液來澆灌農(nóng)田。則清液中含有的溶質(zhì)主要是 (填化學(xué)式)。
11．某氣體可能由氫氣、一氧化碳、二氧化碳、水蒸氣、氯化氫中的一種或幾種組成，為確定其成分，進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：
氣體通過有關(guān)裝置時(shí)觀察到的現(xiàn)象記錄在下表中：
裝置編號(hào)
A
B
C
D
E
現(xiàn)象
無明顯變化
變渾濁
變紅色
無明顯變化
變藍(lán)色
請(qǐng)回答問題：
(1)該氣體中一定含有 。
(2)該氣體中一定沒有 ，理由是 。
2.2 物質(zhì)轉(zhuǎn)化的規(guī)律(3)
1．C 2．D 3．B 4．D 5．C 6．CuSO4沉淀部分溶解 7．(1)固體減少，有氣泡放出，澄清石灰水變渾濁 (2)A (3)CaCO3+2HCl=CaCl 2+H 2O+CO2↑ 8．Zn
H2 Cu Cuo CuSO4 Cu 二 9．A 10．NO3一
加熱
KNO3 [解析：甲車間廢水顯堿性，說明甲中一定有OH一，則乙車間一定有Ba2+、Cu2+。因?yàn)槿芤褐幸欢扔嘘栯x子又有陰離子，故乙車間含有的陰離子是NO3一。兩者反應(yīng)后，則生成BaCO3 沉淀、Cu(OH) 2沉淀，所以溶質(zhì)為KNO3。] 11．(1)CO 2和H 2 (2)HCl和CO HCl遇硝酸銀溶液反應(yīng)生成氯化銀白色沉淀，與A中現(xiàn)象不符；CO還原氧化銅后生成的氣體能使澄清石灰水變渾濁，與D中現(xiàn)象不符

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