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【重難點突破】 物質的轉化——八圈圖 小專題復習
一、知識梳理
1.各類物質轉化關系圖（俗稱八圈圖，此圖只是列出主要的基本關系和轉變規律，不可以用幾條規律來包羅萬象。）

2、20條規律須牢記：
兩條縱線通到底（8條規律）1∽8
五條橫線相聯系（5條規律）9∽13
七條交叉成網絡（7條規律）14∽20
縱向：
（1）金屬+氧氣→金屬氧化物
4K+O2 2K2O
2Ca+O2 2CaO
4Na+O2 2Na2O
2Ba+O2 2BaO
2Cu+O2 ? 2CuO，銅絲表面逐漸變為黑色。（常溫下，在干燥的空氣中，幾乎不與氧氣反應。）
2Mg + O2 點燃 2MgO，點燃時，劇烈燃燒，發出耀眼的白光，生成一種白色固體氧化鎂。
（常溫下，銀白色鎂條在空氣中表面會逐漸變暗，生成白色固體氧化鎂。）
3Fe + 2O2 點燃 Fe3O4 ，劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成一種黑色固體。
2Al + 3O2 點燃 2Al2O3，劇烈燃燒，放出大量的熱，生成一種白色固體。
（常溫下，銀白色鋁的表面逐漸變暗，生成一層致密的薄膜氧化鋁。）
堿性氧化物是指能與水反應生成堿的氧化物。金屬氧化物不一定是堿性氧化物，但堿性氧化物肯定是金屬氧化物。
（2）某些金屬氧化物+水堿
K2O+H2O 2KOH
Na2O+H2O 2NaOH
CaO+H2O Ca(OH)2，現象：放出大量的熱。用途：生石灰易與水反應，可以做干燥劑。Ca(OH)2有腐蝕性，不能食用。
BaO+H2O Ba(OH)2
（不是所有的金屬氧化物都能與水反應，如氧化銅與水不反應。）
（3）難溶性堿 金屬氧化物+水
Cu(OH)2 ? CuO+H2O
2Fe(OH)3 ? Fe2O3+3H2O
（4）酸+堿鹽+水
Ｃu(OH)2+H2SO4 CuSO4+2H2O
HCl + NaOH NaCl +H2O
2HCl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2H2O
3HCl + Al(OH)3 AlCl3 + 3H2O，用途：治療胃酸過多。
H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O
H2CO3 + Ca(OH)2 CaCO3↓+ 2H2O （第5冊 課本P25頁）
（5）非金屬+氧氣非金屬氧化物
C + O2 點燃 CO2，（碳在氧氣中充分燃燒。）；現象：發出白光，放出熱量。
2C + O2 點燃 2CO，（碳在氧氣中不充分燃燒。）
4P+ 5O2 點燃 2P2O5，產生大量的白煙，放出熱量。
2H2+O2 點燃2H2O，在空氣中安靜地燃燒，產生淡藍色火焰，放出大量的熱，生成無色無味的液體。
S + O2 點燃 SO2，在空氣中燃燒產生微弱的淡藍色火焰；在氧氣中燃燒，發出明亮的藍紫色火焰，放出熱量，并產生有刺激性氣味的氣體。
（6）某些非金屬氧化物非金屬+非金屬
水電解 2H2O 通電 2H2↑＋O2↑
（7）某些非金屬氧化物+水酸
CO2+H2O H2CO3
SO2+H2O H2SO3
SO3+H2O H2SO4
（8）酸非金屬氧化物+水
H2CO3 CO2↑+H2O
橫向：
（9）金屬+非金屬鹽
2Na+Cl2 點燃 2NaCl
2Fe+Cl2 ? 2FeCl3
Cu+Cl2 ? CuCl2
Fe+S ? FeS （為了使反應更充分，硫粉可過量，一般以7：5比例效果較好。）
（10）某些金屬氧化物+某些非金屬氧化物鹽（或金屬和非金屬氧化物）
CO+CuO ? Cu+CO2
CaO+SiO2 高溫 CaSiO3
CaO＋H2O Ca(OH)2 （放出大量的熱量）
3CO+Fe2O3 高溫 2Fe+3CO2 （第5冊 P62頁）
（11）含氧酸鹽某些金屬氧化物+某些非金屬氧化物
CaCO3 高溫 CaO+CO2↑
（12）酸＋堿→鹽＋水
NaOH +HCl NaCl+H2O
Cu(OH)2+2HCl CuCl2+2H2O；藍色粉末逐漸溶解，溶液由無色變成藍綠色。
Ba(OH)2+2HCl BaCl2+2H2O
Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O；白色固體逐漸溶解
2NaOH+H2SO4 Na2SO4+2H2O
Cu(OH)2+H2SO4 CuSO4+2H2O
藍色粉末逐漸溶解，溶液由無色變成藍色。
Ba(OH)2+H2SO4 BaSO4↓+2H2O
溶液中有白色沉淀產生
Mg(OH)2+H2SO4 MgSO4+2H2O
白色固體逐漸溶解
（13）可溶性鹽+可溶性鹽兩種新鹽
NaCl + AgNO3 NaNO3 + 2AgCl↓
Na2SO4 + BaCl2 BaSO4↓ + 2NaCl
交叉：
（14）非金屬+金屬氧化物→金屬+非金屬氧化物
C+2CuO 高溫 2Cu+CO2↑
H2+CuO 高溫 Cu+H2O↑ （黑色粉末變紅）
（15）酸+某些金屬氧化物鹽+水
Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O，現象：鐵銹逐漸消失，溶液變黃色。應用于除銹。
Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O
CuO + 2HCl CuCl2 + H2O
CuO＋H2SO4 H2O＋CuSO4，現象：黑色粉未逐漸消失，溶液變藍色。
（16）堿+某些非金屬氧化物鹽+水
CO2+2NaOH Na2CO3+H2O，用于除去二氧化碳。氫氧化鈉在空氣中變質。
2NaOH + SO2 Na2SO3（亞硫酸鈉） + H2O，用于吸收二氧化硫。（第5冊 P16頁）
2NaOH + SO3 Na2SO4 + H2O
Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 ↓+ H2O，用于檢驗二氧化碳。
Ca(OH)2 + SO2 CaSO3 ↓+ H2O
（17）可溶性堿+可溶性鹽新堿+新鹽
2NaOH+CuSO4 Na2SO4+Cu(OH)2↓
Ca(OH)2 + Na2CO3 CaCO3↓+ 2NaOH
3NaOH + FeCl3 3NaCl+ Fe(OH)3↓
Ba(OH)2 + Cu2SO4 BaSO4↓+ Cu(OH)2↓，有兩種沉淀生成的復分解反應。
（18）酸+鹽新酸+新鹽
Na2CO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+CO2↑
CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2↑，用途：實驗室制取二氧化碳氣體、清除水垢、雞蛋殼與鹽酸反應。
Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2↑
H2SO4 + BaCl2 BaSO4 ↓+ 2HCl
HCl + AgNO3 AgCl↓+ HNO3
（19）某些金屬+酸鹽+氫氣
Mg + H2SO4 MgSO4 + H2↑，劇烈反應，產生大量氣泡，溶液仍為無色，試管壁發熱。
Mg+ 2HCl MgCl2 + H2↑
2Al +3H2SO4 Al2(SO4)3 +3H2↑
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2↑
Zn+ H2SO4 ZnSO4 + H2↑
Zn + 2HCl ZnCl2 + H2↑
Fe + H2SO4 FeSO4 + H2↑，反應緩慢，有氣泡產生，溶液由無色逐漸變為淺綠色。
Fe + 2HCl FeCl2 + H2↑
（20）某些金屬+可溶性鹽新鹽+新金屬
Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu，古代濕法煉銅的原理
Cu + Hg(NO3)2 Cu(NO3)2 + Hg
2、其他物質之間的相互轉化
高錳酸鉀受熱分解 2KMnO4 △ K2MnO4＋MnO2＋O2↑
鐘乳石和石筍的形成 Ca（HCO3）2 △CaCO3↓＋H2O＋CO2↑
甲烷燃燒 CH4＋2O2 點燃 CO2＋2H2O
工業上用酸與氨氣反應制取氮肥
NH3+H2O+CO2 NH4HCO3 （碳酸氫銨） （第5冊 課本P29頁）
NH3?H2O+CO2 NH4HCO3 （碳酸氫銨） （第5冊 課本P19頁）
2NH3+H2SO4 （NH4）2SO4 （硫酸銨） （第5冊 課本P29頁）
二、鞏固練習
1．[2018年1月期末]物質在一定條件下能發生相互轉化，如C→CO2→H2CO3→Na2CO3表示了四種物質之間的轉化情況，若每一轉化都是由一步反應實現，則上述化學反應中肯定不包括（ ）
A．化合反應 B．分解反應 C．置換反應 D．復分解反應
2．[2017·湖州·15]通過一步化學反應實現如圖所示的x、y、z三種物質間轉化，表格中x、y、z對應的物質不能實現這種轉化的是（ ）
3．[2018年1月期末]有ABCD四種物質的稀溶液，已知它們分別是K2CO3、BaCl2、HCl、AgNO3中的某一種溶液。下圖為常溫時上述溶液兩兩混合的部分實驗現象，其中“↓”表示生成沉淀，“↑”表示生成氣體，“-”表示無明顯現象。
A
B
-
C
↑
①
D
②
↓
↓
（1）請判斷A物質是 。
（2）請用“↓”、“↑”或“-”將圖中②處的現象表示出來 。
（3）★★請寫出B與D反應生成的沉淀的化學式 。
4．[2018·溫州·21]人類發現二氧化碳經歷了多個世紀，下列是其過程中的部分資料。
資料一：1630年，海爾蒙特發現在一些洞穴處，有一種能使燃著的蠟燭熄滅的氣體，后來被證實是CO2。
資料二：1754年，布萊克將石灰石鍛燒首次制得CO2，并完成了如下所示的物質轉化研究。
資料三：1766年，卡文迪許通過實驗測得，室溫下1體積水大約能溶解解1體積二氧化碳氣體。
（1）根據海爾蒙特的發現，可推測二氧化碳的化學性質： 。
（2）寫出布萊克實驗中反應③的化學方程式： 。
（3）如圖，在室溫下將容積為200毫升的廣口瓶注滿蒸餾水，通過導管緩慢通入300毫升CO2。如果卡文迪許的結論是正確的，則在量筒中收集到的水約為 毫升。
5．[2018·衢州·35]科學家嘗試通過多種途徑減少CO2的排放，或將CO2轉化為有用的物質。其中一種途徑是利用NaOH溶液來“捕捉”CO2，并將CO2儲存或利用，反應流程如圖所示。
（1）反應分離室中分離物質的操作是_____________。
（2）上述反應流程中，可循環利用的物質是____________。
（3）若反應分離室中有溶質質量分數為10.6%的Na2CO3溶液100千克。求完全反應后，理論上可生成CaCO3的質量(要求根據化學方程式計算)。
6．[2018·金華麗水·23]A、B、C、D是初中科學常見的四種物質，其中A、B屬于相同物質類別的化合物，C、D物質類別不同，它們之間的轉化和反應關系如圖。
圖中“→”表示某一種物質經一步反應可轉化為另一種物質，“—”表示相連兩物質能發生化學反應，部分反應物、生成物及反應條件已略去，請回答：
（1）若C是二氧化碳，B是氫氧化鈣，則B→A的化學方程式是 ；
（2）若C是鋅，A和B都屬于酸，寫出D可能的化學式 （物質類別不同的兩種即可）。
參考答案
1．B 2．B
3．（1）BaCl2；（2）↓；（3）AgCl
4．（1）不燃燒也不支持燃燒；（2）Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O；（3）100
5．
（1）過濾 （2）NaOH和CaO （3）10kg。
解析：
（1）反應分離室中發生的化學反應是：CaO+H2O=Ca(OH)2， Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH，分離碳酸鈣固體與氫氧化鈉溶液的操作是過濾。
（2）①在“CO2捕捉室”用去了NaOH：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；但在“反應分離室”又生成了NaOH：Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH。②在“反應分離室”消耗了生石灰：CaO+H2O=Ca(OH)2；但在“高溫反應爐”又生成了生石灰：CaCO3 CaO+CO2↑。所以，可循環利用的物質是NaOH和CaO。
（3）Na2CO3溶液中所含的Na2CO3質量是：100千克×10.6%=10.6千克，
設理論上可生成CaCO3的質量為x。
Ca(OH)2+Na2CO3====CaCO3↓+2NaOH
106 100
10.6千克 x 106:100=10.6千克:x，解之，x=10千克。
答：理論上可生成CaCO3的質量是10kg。
6．
（1）Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH（合理即可）
（2）Na2CO3、CuO、NaOH（或其它碳酸鹽、金屬氧化物、堿的化學式）三種中的任意兩種

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