資源簡介

物質的轉化和元素的循環
一、考點解讀：
1.金屬的氧化和金屬氧化物的還原：
①從得失氧的角度理解金屬的氧化及金屬氧化物的還原
②知道氫氣還原氧化銅的實驗原理、方法
2．金屬、金屬氧化物、堿之間的轉化
①舉例說出金屬、金屬氧化物、堿之間的轉化關系
②能根據金屬、金屬氧化物、堿之間相互關系設計物質制備的方案
③進行簡單的物質鑒別
3．非金屬、非金屬氧化物、酸之間的轉化
①舉例說出非金屬、非金屬氧化物、酸之間的轉化關系
②能根據非金屬、非金屬氧化物、酸之間相互關系設計物質制備的方案
③會進行簡單的物質鑒別
4.根據化學方程式的簡單計算：
①化學方程式表示的意義：
質的方面：表示該反應的反應物（或原料）和生成物（或產品）
量的方面：表示該反應中各物質的質量關系。
②根據化學方程式進行生成物和反應物之間的計算
5．自然界中的碳循環和氧循環
①知道自然界中的碳循環
②知道自然界中的氧循環
③增強環境保護的意識與責任感
6.自然界中的氮循環：
①知道常見的化學肥料的分類及它們對農作物的作用
②知道自然界中的氮循環的幾種途徑
二、重難點突破：
1、金屬的氧化與金屬氧化物的還原
（1）理解氧化、還原反應的實質：金屬獲得氧的過程稱為金屬的氧化，金屬氧化物失去氧的過程稱為金屬氧化物的還原。
注：①這里的氧指氧元素而不是氧氣，范圍更大，如鐵也會和濃硫酸、濃硝酸中的氧結合發生氧化。
②金屬的氧化有利也有弊：一方面形成了氧化膜，對金屬起保護作用，如鋁；另一方面使金屬銹蝕，如鐵。關鍵是看形成氧化膜的致密程度。
③金屬氧化物的還原實質上就是金屬的冶煉，利用還原劑把氧元素脫去。
（2）氫氣還原氧化銅實驗的注意事項：①實驗前應先通氫氣后加熱，目的是排盡試管內空氣以防爆炸。②實驗后應先停止加熱直到銅冷卻到室溫再斷氫氣，為了防止銅在高溫下重新被氧化?？捎洖椋簹錃庠绯鐾須w，酒精燈遲到早退。
2、金屬、金屬氧化物、堿之間的轉化：
（1） 金屬金屬氧化物可溶性堿 鹽
例：以鈣為例完成各物質之間轉化的化學方程式
①2Ca ＋O2 ?2CaO ②CaO ＋H2O ＝Ca(OH)2
③Ca(OH)2 ＋H2CO3 ＝CaCO3 ↓＋H2O ④CaCO3 ?CaO ＋CO2 ↑
（2）不溶性堿金屬氧化物＋水
Cu(OH)2 ?CuO ＋H2O
3．非金屬、非金屬氧化物、酸之間的轉化
非金屬非金屬氧化物酸鹽
注：一氧化碳、二氧化硅不能和水反應得到酸
例：以碳為例完成各物質之間轉化的化學方程式
4、根據化學方程式的簡單計算
計算要領：寫準物質化學式，化學方程要配平；關系式對關系量，計算單位不能忘；
關系量間成正比，解設比答要完整。
5．自然界中的碳循環和氧循環
注：
①釋放二氧化碳消耗氧氣的途徑：呼吸作用，燃料燃燒，微生物的分解作用等
②消耗二氧化碳產生氧氣的途徑：植樹的光合作用
③自然界自發進行的碳循環在很長的時期內始終處于一種均衡的狀態，使地球環境基本保持不變，人類的活動破壞了這種平衡，造成大氣中二氧化碳的濃度升高，導致溫室效應。
④保護碳循環平衡的方法：開發新能源，利用太陽能，減少化石燃料的燃燒，限制汽車數量或尾氣的排放，多植樹造林等。
6.自然界中的氮循環：
（1）、常見的化學肥料：
氮肥：含氮元素的化肥。如CO(NH2)2 、NH4Cl 等，有促進植物的莖葉生長、葉色濃綠等作用。
磷肥：含磷元素的化肥。如Ca3(PO4)2 、Ca(H2PO4)2 等，能促進植物的根系發達，使作物提前成熟。
鉀肥：含鉀元素的化肥。如K2CO3 、KCl 等，能使植物生長健壯，莖桿粗壯。
復合肥：含兩種或兩種以上的營養元素。如磷酸二氫銨。
化肥對農作物的作用可簡記為：氮鉀磷、葉莖根。
三、易錯點分析 ：
本部分容易錯的內容有：氫氣還原氧化銅的操作順序問題、各種物質之間相互轉化的條件、根據物質間的轉化規律和物質的性質進行的判斷題、物質的制備等。
例1、某學生在實驗室還原8g氧化銅，需耗氫氣的質量為（ ）
（A）8g (B)大于0.2g (C)小于0.2g (D)0.2g
解析：此題考查的是學生對實驗室中氫氣還原氧化銅操作順序的理解和掌握情況。
在做氫氣還原氧化銅實驗時，其正確順序為先通氫氣后加熱。反應結束時，先移走酒精燈，再通一段時間的氫氣直至冷卻。因此，要還原8g氧化銅所需消耗的氫氣的量，要大于根據化學方程式計算的參加反應的氫氣的質量0.2g。此題正確答案應為(B)，而許多同學因考慮問題不周，沒注意到“實驗室中氫氣還原氧化銅”而錯選為（D）。
例2、將H2通入10g灼熱的氧化銅中，過一段時間后，得到8.4g固體，下列說法正確的是( )。
(A)有8.4g銅生成 (B)有8g氧化銅參加反應
(C)有1.6g水生成 (D)有10g氧化銅被還原
解析：此題考查的是學生對題意的理解，題目中“過一段時間后”，并沒有說明反應進行的程度。因此，氧化銅有可能并沒有反應完全，得到的8.4g固體可能是剩余氧化銅和新生成銅的混合物。此題有兩種解法，答案為(B)。
解法一：設未參加反應的氧化
銅的質量為x
CuO+H2?Cu+H2O
64
10g-x 8.4g-x
x=2g
參加反應的CuO 10g－2g＝8g
此題的錯誤主要是一些同學把8.4g固體當做反應生成的銅，而錯選（A）。
還有一些同學雖然注意到了8.4g不是反應生成的銅，但是把10g與8.4g的差量1.6g當做了水的質量，實際上是減少的氧元素的質量，錯選（C）。
例3、 下列反應不能一步實現的是（ ）
A. CuO →Cu(OH)2 B. NaCl →NaNO3
C. Fe →FeCl2 D. CaCO3→CaO
解析：解此題應以熟悉反應規律和反應條件為基礎。因為Cu(OH)2 難溶于水，CuO 不能直接與水化合生成Cu(OH)2；NaCl可與AgNO3 反應生成NaNO3的同時產生AgCl沉淀，符合復分解反應規律；Fe 可通過置換反應變為FeCl2；CaCO3可以通過高溫分解產生CaO。 答：選A。
例4、 現有石灰石、水、碳酸鈉，怎樣制取燒堿（不能引入其他物質），寫出化學方程式。
解析：此題是物質的制備題。在具備單質、氧化物、酸、堿、鹽的相互關系，各種物質的制備規律和條件時，還要掌握酸、堿、鹽的溶解性，就可以考慮解題方法了。本題應采用倒推法，即從產品燒堿出發向原料推。在考慮過程中應注意燒堿是一種可溶性堿，制備時應用鹽+堿—新鹽+新堿這一規律，此規律的條件是反應物都是可溶于水的物質且生成物必有一種物質是難溶于水時，此復分解反應才能發生，而且能把燒堿分離出來。再考慮給出的物質有Na2CO3 ，還缺少可溶性的一種堿，必須從石灰石和水兩種物質中制備，由于氧化鈣溶于水可得氫氧化鈣，水已給出。最后再考慮如何制得氧化鈣，我們已很熟悉煅燒石灰石這一反應，因此，該題用倒推法解題。
化學方程式：
（1）CaCO3 ?CaO +CO2 ↑ （2）CaO +H2O ?Ca(OH)2
（3）Ca(OH)2 +Na2CO3 =CaCO3 ↓+2NaOH
例5 、今年年初，我國南方出現了大面積的冰雪災害，在除雪過程中，融雪劑發揮了很大的作用。某公司生產的融雪劑是由氯化鈉、硝酸鈉、氯化鎂、硫酸銅中的兩種或兩種以上的物質組成的。小佳同學為探究其成分，設計并完成了以下實驗：
請你根據以上設計過程，完成下列空白：
①該融雪劑中一定含有 (寫化學式，下同)，一定不含有 ，可能含有 ；
②加入硝酸銀溶液發生反應的化學方程式是 。
解析：加水溶解得到無色溶液，可判斷肯定不含CuSO4 ，能和NaOH 反應產生白色沉淀的只能是MgCl2 ，同時生成 NaCl ，與AgNO3 反應產生白色沉淀的可能就是新生成的NaCl ，這一點學生容易判斷錯誤，認為融雪劑中一定含有NaCl的錯誤結論 。 答案：①MgCl2 ，CuSO4 ，NaCl 、NaNO3 ②NaCl ＋AgNO3 ＝AgCl ↓＋NaNO3
四、社會熱點透視
本部分內容與社會熱點聯系緊密，如：近年冰雪等災害性氣候給交通帶來很大的危害，融雪劑應運而生，有關融雪劑成分的探究是常見的題目，參見例5；CO2 過量排放引起的溫室效應，嚴重影響了整個環境，已經引起全世界的關注；三聚氰胺給中國牛奶企業造成毀滅性地打擊，這些都是出題很好的材料。
練習：
1、衢州日報報道： 3月10日，浙江巨化股份有限公司（下稱“巨化股份”）迎來了JMD跨國公司，無償幫助巨化股份進行環保技改，并把減少的二氧化碳廢氣排放權統統買走。該項目是迄今為止世界上最大的一筆二氧化碳排放權交易。為了保護人類賴以生存的地球，根據“京都議定書”有關要求，世界各地紛紛采用多種措施和新技術，限制CO2的排放量，以控制日趨嚴重的溫室效應。請回答下列問題：
（1）科學家把工業上排出的二氧化碳氣體采用“組分轉化”技術，將CO2和H2以一定比例混合，在一定條件下反應生成一種重要的化工原料和水，化學方程式為2CO2+6H2＝X+4H2O。請寫出X的化學式_________。
（2）為了減緩大氣中CO2含量的增加，下列建議中，目前可行的是 ___________（填序號）。
①大量植樹造林，禁止亂砍濫伐
②公交車上推廣使用壓縮天然氣[主要成分是甲烷（CH4）]作燃料，使用天然氣作燃料能從根本上避免溫室效應的發生
③更多地利用核能、太陽能、風能、地熱能等
④禁止使用煤、石油等礦物能源
2、中國爆發三鹿奶粉幼兒奶粉受污染事件，導致食用了受污染奶粉的嬰幼兒產生了結石病癥，其原因是奶粉中含有三聚氰胺（C3N6H6）
（1）添加三聚氰胺的目的是為了使牛奶中哪種成分檢查合格（ ）
A、糖類 B、脂肪 C、蛋白質 D、以上都是
（2）三聚氰胺的相對分子質量是______，其含氮量的質量分數為_________。
參考答案：1、C2H4，①③ 2、C，126，66.7％
同步測試題（45分鐘 100分）
相對原子質量：H=1 C=12 N=14 O=16 Na=23 S=32 Cl=35.5 Ca=40 Cu=64
一、選擇題：（每題2分，共40分）
1．溫室效應主要是由于大氣中哪種氣體含量增加所致 （ ）
A．NO2 B．CO2 C．SO2 D．氟利昂
2．關于下列物質的轉化過程：H2→H2O，CO →CO2 ，C→ CO2說法不正確的是 （ ）
A．都能通過化合反應實現 B．都能通過置換反應實現
C．都能通過和單質反應實現 D．變化前后都有元素化合價改變
3．自然界中以二氧化碳形式進行的碳循環開始于 （ ）
A．二氧化碳在大氣圈和水圈之間的擴散作用 B．各種生物對現成有機物的獲取
C．綠色植物固定大氣中二氧化碳的光合作用 D．生物分解有機物呼吸作用
4．下列化肥是常見的是氮肥，含氮質量分數最高的是（ ）
A.NH4HCO3 B.CO(NH2)2 C．NH4NO3 D.NH4Cl
5. 下列物質間的轉化，不能一步實現的是（ ）
A．CO2→H2CO3 B．CuO→Cu(OH)2 C．H2CO3→CO2 D．Cu(OH)2→CuO
6. 用二氧化碳的水溶液澆灌鹽堿地的植物，其主要作用除改良堿性土壤外，還能 ( )
A.促進植物的呼吸作用 B.加速植物的光合作用
C.增加植物生長所需的微量元素 D.代替碳酸氫銨等作氮肥施用
7.食鹽、食醋、純堿等均為家庭廚房中的常用物質，利用這些物質，你能做成功的家庭小實驗是 ( )
①檢驗自來水中的氯離子 ②鑒別食鹽和純堿
③探究雞蛋殼是否含有碳酸鹽 ④除去熱水瓶中的水垢
A.①②③④ B.①③ C.②④ D.②③④
8. 美國首顆“嗅碳”衛星在2009年2月24日在發射升空過程中因運載火箭出現故障墜毀，這顆衛星的主要任務是繪制全球二氧化碳循環地理分布圖。下面關于二氧化碳的敘述不正確的是( )
A．二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁 B．二氧化碳是植物進行光合作用必不可少的原料C．自然界中的二氧化碳主要消耗途徑是植物的呼吸作用 .
D．固態二氧化碳俗稱干冰，升華時可吸收大量熱，因而用作制冷劑
9.某工廠擬選用下列物質處理含硫酸的廢水。現花最少的錢中和等量的廢水應選擇 ( )
A.NaCl B.CaCO3 C.Ca(OH)2 D.NaOH
物 質 NaCl CaCO3 Ca(OH)2 NaOH
市場參考價(元/kg) 1.2 1.8 2.0 11.5
10.右圖是一種化肥包裝袋上的部分說明，該化肥屬于 ( )
A.氮肥 B.磷肥
C.鉀肥 D.復合肥料
11.氫氣還原氧化銅的實驗中，還原劑是 ( )
A.．H2 B． CuO C．Cu D．H2 O
12.家用堿面的主要成分是Na2CO3。其物質類別屬于 ( )
A.酸 B.鹽 C.堿 D.氧化物
13.鐵、稀硫酸、石灰水和氯化銅溶液之間的反應關系如圖所示，圖中兩圓相交部分(A、B、C、D)表示物質間反應的類型或主要實驗現象。下列說法錯誤的是 ( )
A.A處發生置換反應 B.B處發生復分解反應
C.C處產生氣泡 D.D處生成白色沉淀
14.對反應X+3NaOH=3Y+Fe(OH)3↓的分析，錯誤的是 ( )
A.X中含有三價元素 B.X可能是Fe2(SO4)3
C.Y中一定含有Na元素 D.Y可能是NaNO3
15. 把6克碳在24克氧氣中充分燃燒，生成二氧化碳的質量是 （ ）
A．30克 B．22克 C．32克 D．44克
16．把足量的鐵粉分別投入到各組物質的溶液中，充分反應后過濾，濾液中只有一種溶質的是（ ）
A．Na2SO4 和CuSO4 B．H2SO4 和 CuSO4
C．HCl 和H2SO4 D．CuCl2 和 Cu(NO3)2
17.下列物質的轉化能實現的是 ( )
A.H2SO4 HCl B.CO Na2CO3
C.Cu(OH)2 NaOH D.NaNO3 Ba(NO3)2
18. 取四朵用石蕊試劑染成紫色的干燥紙花進行如下操作，能夠觀察到紙花變紅的是【 】
A．噴石灰水 B．直接噴水
C．直接放入CO2中 D．噴水后放入CO2中
19．相同質量的下列物質分別溶于等質量的水中，所得溶液中溶質的質量分數最大的是（ ）
A、Na2O B、NaOH C、CuSO4·5H2O D、H2SO4
20．有一種氣態物質，當依次通過灼熱的氧化銅、無水硫酸銅和澄清石灰水時，發現依次出現變紅、變藍、變渾濁的現象，這種氣體可能是 （ ）
A、二氧化碳 B、氫氣 C、一氧化碳 D、氫氣和一氧化碳的混合氣體
二、填空與探究(每空2分，共54分)
21.2009年11月首屆“世界低碳與生態大會暨技術博覽會”將在江西南昌市舉行。低碳經濟是一種以低能耗和高效能等為主要特征，以較少的溫室氣體排放獲得較大產出的新經濟發展模式。請問：
(1) 近年來大氣中二氧化碳含量不斷上升的主要原因是 ，自然界中消耗二氧化碳的主要途徑是 ；
(2)科學家正在研究將二氧化碳加氫轉化成甲烷（CH4）、甲醇（CH3OH）、甲酸（CH3COOH）等化工原料，這些化工原料屬于 （填“無化合機物”或 “有機化合物”）；
(3)下列做法中不符合“低碳經濟”理念的是（填序號） ；
①改造或淘汰高能耗、高污染產業；②大力發展火力發電；③研制和開發新能源替代傳統能源；④ 優化建筑設計，增強室內自然采光，減少照明用電。
(4) 請你另舉一例在日常生活中符合“節能減排”的做法 。
22.將紫紅色的銅絲放在酒精燈外焰上加熱，會發現紫紅色的銅絲表面變成了 色，立刻把上述灼熱的銅絲放入酒精中，銅絲表面又變成了 色。
23．將鐵粉和氧化銅粉的混合物投入到稀硫酸中,微熱,充分反應后過濾,發現濾紙上有鐵粉剩余,由此推斷,濾紙上還應有的物質是 ，濾液中的溶質是 。
24．已知：化合物甲 + 單質乙 化合物丙 + 單質丁，試回答：
（1）此反應的基本反應類型為 ；
（2）寫出兩個符合此表達式化學方程式（要求：甲在不同的化學方程式中所屬類別不能相同）：
① ；② ；
25.碳和部分碳的化合物間轉化關系如圖5所示。
(1)物質X的化學式為 。
(2)在物質的分類中，CO屬于 。(填標號)
A．酸 B．堿 C．鹽 D．氧化物
(3)從圖中任選一種物質，它的一種用途 。
(4)寫出圖中轉化關系中屬于化合反應的一個化學方程式 。
26.為確定木炭還原氧化銅后的固體成份，請你與興趣小組的同學完成以下探究。
【對固體猜想】
猜想I：全部是金屬銅； 猜想Ⅱ：除銅外，還含有氧化銅；
猜想Ⅲ：除銅外，還含有木炭； 猜想Ⅳ：除銅外，還含有氧化銅、 。
【進行實驗】實驗流程見下圖：
【問題與討論】
(1)步驟②包括溶解、 兩步操作，它們共同用到的玻璃儀器是燒杯、 。
(2)C的化學式為 ，D的化學式為 ，由此推出固體B中含有
(寫化學式)，步驟④發生反應的化學方程式為 。
(3)結合(2)的結論推斷：如果溶液A顯藍色，則溶液A的溶質的化學式為 ，說明樣品
中含有 ，則證明猜想 成立；如果溶液A無色，則證明猜想 成立。
三、分析與計算：（6分）
27.長久使用的熱水瓶底部有一層水垢，主要成分是CaCO3 和Mg(OH)2,某學?；瘜W研究小組的同學通過實驗測定水垢中CaCO3 的含量:取200g水垢，加入過量的稀鹽酸，同時測量5分鐘內生成氣體的質量，結果如下表：
時間/min 1 2 3 4 5
質量/g 30 50 60 66 66
試回答下列問題：
(1)4分鐘后，水垢中CaCO3 (填已或未)反應完全？你的理由是___________________
(2)該水垢中CaCO3 的質量分數是多少？
參考答案：
一、選擇題：
1．B
2．B （H2 CO CO2 都能和O2 反應，所以A C是正確的，其中CO不能通過置換反應生成CO2 ，B選項是錯誤的）
3．C
4．B
5. B（金屬氧化物與水反應能生成可溶性的堿，Cu(OH)2 是不溶性堿，所以CuO 不能一步生成Cu(OH)2 ）
6. B
7.D（利用食醋能與碳酸鹽反應并產生氣泡的現象，②③④都能做成功。檢驗氯離子需用AgNO3 故①不能做成功）
8.C（植物的呼吸消耗的是氧氣而不是二氧化碳）
9.C（NaCl 不能中和硫酸；計算可知中和98千克的硫酸需要CaCO3 100千克、Ca(OH)2 74千克、NaOH 80千克，花錢分別為180元、148元和920元）
10.A（含有氮元素）
11.A
12.B
13.D（石灰水與氯化銅反應會產生藍色沉淀氫氧化銅而不是白色）
14.B（X若是Fe2(SO4)3 ，Fe(OH)3 前應加2，否則化學方程式沒有配平）
15. B（不能簡單地6克加24克，6克碳充分燃燒只需16克氧氣，生成二氧化碳的質量是22克）
16．B（根據置換反應規律可知，A中剩的溶質為Na2SO4 和FeSO4 ，B中為FeSO4 ，C中FeCl2和FeSO4 ，D中為FeCl2 和Fe(NO3)2 ）
17.A（CO不能與堿反應，Cu(OH)2 和BaCO3 均為不溶性物質，不能與鹽反應）
18. D（能使石蕊試劑變紅的是酸性物質，CO2 遇水生成酸）
19．A（Na2O 與水反應后使溶質質量增加，CuSO4·5H2O溶于水后結晶水不能算溶質，使溶質質量減少，故選A）
20．D（氫氣和一氧化碳能使氧化銅還原成紅色的銅、同時產生水和二氧化碳）
二、
21.（1）礦物燃料的燃燒；植物的光合作用（或海水吸收）
（2）有機化合物（3）② （4）隨手關燈（或步行代替乘車等）
22黑 紫紅
23銅 硫酸亞鐵（氧化銅與硫酸反應產生硫酸銅，硫酸銅再與鐵粉反應生成銅和硫酸亞鐵）
24置換反應， H2 + CuO 加熱 Cu + H2O，
Fe + H2SO4 === FeSO4 + H2↑， Fe + CuSO4 === FeSO4 + Cu （其它合理的也可以）
25 (1)CO2 （CO2 在高溫下能與C反應生成CO） (2 )D (3)CO可作燃料(合理答案均可) (4)C+O2CO2 (合理答案均可)
26猜想IV： 木炭 （氧化銅與木炭都是黑色的，可能它們沒反應完，都有剩余）(1)過濾 玻璃棒 (2) CO2 CuO C和Cu CuO+ H2SO4===CuSO4+ H2O（經過步驟2粉末中的CuO 被硫酸溶解了，固體B中只能有木炭或氧化銅，木炭灼燒能生成CO2 銅灼燒能生成CuO ）
(3)CuSO4 氧化銅(或CuO) IV Ⅲ
三、27. (1)已(2分)，產生的CO2 不再增加(1分)
(2)(3分)75%（根據產生的CO2 的質量66克，計算出CaCO3 的質量，再算出CaCO3 的質量分數）
鈣
氧化鈣
氫氧化鈣
碳酸鈣
①
②
③
④
③
⑦
⑥
一氧化碳
⑤
碳
二氧化碳
碳酸
碳酸鈣
①
②
⑧
④
④Ca(OH)2 + H2CO3==== CaCO3↓+ 2H2O
①C + O2====== CO2
點燃
②CO2 + H2O====H2CO3
③H2CO3==== H2O +CO2↑
⑤2C + O2====== 2CO
點燃
⑥2CO + O2====== 2CO2
點燃
⑦Ca(OH)2 + CO2==== CaCO3↓+ H2O
⑧CaCO3====== CaO+ CO2↑
高溫
CO2⑥2CO + O2====== 2CO2
點燃
光合作用
①③H2CO3==== H2O +CO2↑
作用
呼吸作用
植物
動物
呼吸作用
微生物
煤和石油等
燃料的燃燒
分解作用
解法二：（差量法）由方程式可知，每80份質量的CuO 反應都會生成64份質量的銅，固體質量會減少16份，設參加反應的氧化銅的質量為x
CuO+ H2?Cu+ H2O 少
80 64 16
x 10g-8.4g x=8g
同理可算出有6.4g銅生成，同時有1.8g水生成。
+NaCl
+BaCl2
+NaOH
+BaCO3
圖5

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