資源簡介

一、金屬的冶煉
1、金屬冶煉是指將金屬從化合態變成游離態的過程。
通常在金屬氧化物中加入還原劑，奪取金屬氧化物中的氧，從而使其還原成全屬單質。
可以作還原劑的物質主要有 碳 、一氧化碳 和氫氣 。
2、銅的冶煉
（1）木炭和氧化銅粉末在高溫下的反應：
原理：C + 2CuO 2Cu + CO2 ↑
實驗現象：黑色固體逐漸變為紅色，澄清石灰水變渾濁。
氫氣還原氧化銅
【實驗】
原理：H2 + CuO△Cu + H2O
現象：黑色粉末狀固體逐漸變為紅色，試管口有水珠生成。
注意事項：
a試管口應略向下傾斜，為了避免反應中生成的水倒流而炸裂試管。
b氧化銅要鋪在試管底部，為了增大反應物的受熱面積，加快反應速率。
c通氫氣的導管應插到試管底部的氧化銅上方，一是為了避免氧化銅粉末堵塞導管口，二是易把試管里的空氣趕凈，加熱后不致發生危險。
d實驗之前先通氫氣再加熱，為了排除試管內的空氣，防止氫氣與空氣混合加熱時發生爆炸。實驗結束后先熄滅酒精燈，繼續通氫氣，直到試管冷卻為止，為了防止生成的銅在溫度較高時再次被氧氣氧化成氧化銅，使實驗失敗。
小結：氫氣早出晚歸；酒精燈遲到早退。
e在進行計算時，因為要先通氫氣，實驗結束后還要通氫氣，實際所用氫氣的量要遠大于理論用量。
3、鐵的冶煉
鐵礦石的冶煉是一個復雜的過程,但它的主要反應原理是在高溫下，用還原劑（主要是一氧化碳）從鐵礦石里把鐵還原出來
【實驗】
一氧化碳還原氧化鐵：3CO+Fe2O3 2Fe + 3CO2
特別提醒：實驗最好在通風櫥中進行。 實驗時應該先通—會一氧化碳，以排除試管中的空氣，防止一氧化碳與空氣混合加熱時引起爆炸。多余的一氧化碳不能直接排到空氣中，應對著火焰燒掉。
3、還原反應與還原劑
含氧化合物里的氧被奪取的反應，叫做還原反應；
能從氧化物中奪取氧的能力叫做還原性，具有還原性的物質可作還原劑。如碳、一氧化碳和氫氣。
4、有關純度問題的汁算
（1）根據混合物質量及其純度，計算純凈物質量： 純凈物質量 = 混合物質量 × 純度
（2）根據純凈物的質量，求出其中組成元素的質量分數。
組成元素的質量分數 = 某組成元素的質量 ÷ 純凈物的質量
（3）求工業產品中的含雜質的物質的質量（即混合物質量）
混合物質量 = 純凈物質量 ÷ 純度
二、各物質間轉化
1、非金屬單質與其化合物的轉化
（1）非金屬在一定條件下可以轉化為相應的化合物,如：
S+O2點燃 SO2；C+O2點燃 CO2；C+2S△ CS2。
（2）某些非金屬氧化物可以與水反應生成對應的酸,如：
CO2+H2O= H2CO3；SO2+H2O= H2SO3；SO3+H2O= H2SO4。
2、金屬單質與其化合物的轉化
（1）金屬單質和非金屬單質在一定條件下可以相互反應,生成相應的鹽或金屬氧化物。如：
Fe+S△ FeS；2Fe+3Cl2△ 2FeCl3；3Fe+2O2點燃 Fe3O4。
（2）某些金屬氧化物與水反應可以生成相應的堿。如：
CaO+H2O= Ca(OH)2；Na2O+H2O= 2NaOH；K2O+H2O= 2KOH。
3、單質、氧化物、酸、堿、鹽相互之間轉化的規律
（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。
（3）金屬+非金屬→無氧酸鹽。如:2Na+Cl2點燃2NaCl。
（4）金屬氧化物+非金屬氧化物→含氧酸鹽。如:Na2O+CO2= Na2CO3。
（5）酸+堿→鹽+水。如:HCl+NaOH= NaCl+H2O。
（6）鹽+鹽→新鹽+新鹽。如:NaCl+AgNO3= AgCl↓+NaNO3。
（7）金屬氧化物+酸→鹽+水。如:Fe2O3+6HCl= 2FeCl3+3H2O。
（8）非金屬氧化物+堿→鹽+水。如:SO2+2NaOH= Na2SO3+H2O。
（9）金屬+鹽→新金屬+新鹽。如:Fe+CuSO4= Cu+FeSO4。
（10）金屬+酸→鹽+氫氣。如Fe+2HCl= FeCl2+H2↑。
4、常見的轉化關系
碳三角
金屬三角
酸堿鹽三角
例1、氨氣是一種密度比空氣小，有刺激性氣味的氣體。加熱條件下，氨氣能將氧化銅還原成銅，反應的化學方程式為：2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O，如圖所示，擠壓鼓氣球把空氣鼓入盛有濃氨水的集氣瓶中，使氨氣進入試管，用酒精燈給試管加熱，既可以達到實驗目的，關于實驗有下列幾種說法：
①實驗中，試管口應略向下傾斜；②反應一段時間后可以看到試管內有紅色固體生成；
③反應結束后，先撤出導管，再熄滅酒精燈，以免液體倒流；④裝置沒有對尾氣進行處理，會污染環境。以上說法正確的是（　　）
A．①②③④ B．②③④ C．①②④ D．只有①②
例2、下列各組變化中，每個轉化在一定條件下均能一步實現的是（　　）
A．①④ B．①②④ C．①③④ D．①②③④
例3、某校課外活動小組的同學在老師的幫助下，探究用赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）煉鐵的主要反應原理。他們設計的實驗裝置如下圖所示。回答下列問題：
（1）寫出用一氧化碳還原氧化鐵的化學反應方程式：　 　。
（2）實驗中澄清石灰水作用是　 　。
（3）圖甲中第①個酒精燈上網罩的作用是　 　。實驗時應先點燃第　 　個酒精燈。
（4）圖乙與圖甲相比，它的主要優點是　 　。
例4、現有CO、CO2、H2、水蒸氣四種氣體組成的混合氣體，按如圖裝置進行實驗。（已知：無水硫酸銅遇水變藍色）
（1）若只驗證混合氣體中的CO和H2 請回答：
①使用裝置A的目的是　 　，其中發生的化學方程式是　 　。
②使用裝置B的目的是　 　。
③若A、B裝置順序對調，造成的后果是　 　 。
④若A、E裝置順序對調，造成的后果是　 　。
⑤F裝置的作用是　 　。
（2）學習中編順口溜或打油詩，是幫助記憶的好方法．現有如下打油詩：
水晶宮中臥包公，陣陣清風吹進宮； 忽有烈火燒過來，竟把包公變關公；
烈火退去清風在，吹得關公好輕松．
根據這首打油詩的描述，你認為這首打油詩描寫的實驗可能是　 　
①一氧化碳還原氧化銅 ②氧氣和銅的反應 ③氫氣還原氧化銅 ④木炭還原二氧化碳
（3）某混合氣體中可能含有氫氣、一氧化碳、二氧化碳的一種或幾種．把混合氣體通入灼熱的盛有足量氧化銅的試管（已排盡空氣），充分反應后，管內固體物質質量減少1.6克，將反應完全后的氣體全部通入過量的澄清石灰水，充分反應后，得到10克白色沉淀，則混合氣體的組成可能的是　 　。
A．一氧化碳 B．氫氣和二氧化碳C．一氧化碳、氫氣 D．氫氣、一氧化碳、二氧化碳
1、下列物質間轉化（“→”表示反應一步實現，部分物質和反應條件已略去）能夠通過一步反應實現的是（　　）
A．①②③ B．①② C．②③ D．①③
2有鐵、氧化鐵、稀鹽酸、氫氧化鈣溶液、碳酸鈉溶液五種物質。存在如圖所示的相互反應和轉化關系。圖中“--”表示兩端的物質間可以發生化學反應。“→”表示物質問存在相應的轉化關系。下列判斷合理的是（　　）
A．X一定是碳酸鈉溶液
B．Y一定是碳酸鈉
C．N轉化為鐵的反應都屬于置換反應
D．X、Y、M兩兩之間都可以發生復分解反應
3、乙、丙三種物質的轉化關系見下面如圖所示，“→”表示反應可以一步實現（部分物質和反應條件已省略），下面選項中不能按圖示轉化關系實現的是（　　）
選項 甲 乙 丙
A H2SO4 H2 H2O
B NaOH NaCl NaNO3
C Na2O NaOH Na2CO3
D Ca（OH）2 CaCl2 CaCO3
A．A B．B C．C D．D
4、通過物質間相互反應可以實現物之間的相互轉化。下列物質間的轉化，通過一步化學反應不能實現的是（　　）
A．KNO3→NaNO3 B．Fe2O3→Fe C．CuO→CuCl2 D．H2SO4→HCl
5、將mgCuO 裝入玻璃管中，先通入一會兒CO，再加熱，當大部分固體變為紅色銅時停止加熱，并同時停止通CO氣體．在空氣中冷卻后，稱量，殘留物的質量為ng．在實驗中共用去wgCO，生成agCO2，則最終得到的銅的質量為（　　）
A．4（m﹣n）g B．wg C．ag D．mg
6、CO和C分別跟CuO反應，若生成等質量的Cu，則反應中消耗的CO和C的質量比為（假定CO全部用于還原CuO）（　　）
A．1：1 B．7：3 C．14：3 D．1：2
7、圖甲是氫氣和氧化銅反應的實驗,圖乙是木炭和氧化鐵反應的實驗。
（1）在上述兩個實驗中,氫氣和木炭表現出相同的化學性質是 性。
（2）實驗步驟的先后次序非常重要,比如甲實驗中,反應前必須先通氫氣然后點燃酒精燈,否則易發生爆炸；反應結束后必須先 后 ,否則生成的紅色的銅會變成黑色。
（3）某同學正確操作做完乙實驗后,發現澄清石灰水變渾濁,試管中粉末全部變為黑色,取少量黑色粉末,加入足量稀硫酸充分振蕩,但她驚訝地發現黑色粉末沒有溶解,試管中也未產生預期的氣泡,這說明該反應并沒有生成 。
（4）該同學查閱資料,得到關于鐵的氧化物的信息如下表所示：
鐵的氧化物化學式 Fe2O3 Fe3O4 FeO
顏色 紅 黑 黑
化學性質 可溶于酸 常溫下不溶于稀酸 可溶于酸
根據以上信息,試寫出乙實驗試管中發生反應的化學方程式： 。
經分析后,該同學試著提高反應溫度,實驗出現了預期的現象。
8、金屬冶煉就是要把金屬從化合態變成游離態，使金屬氧化物還原成金屬單質，如圖為有關實驗室用一氧化碳還原氧化銅的實驗裝置，裝置乙中的溶液為澄清石灰水，請回答與該實驗有關的問題：
（1）實驗時，從甲裝置的玻璃管中觀察到的現象是　 　 。
（2）裝置乙中發生反應的化學方程式是　 　。
（3）現有含雜質的氧化銅樣品10g（假設雜質不參加反應），為測定該樣品中氧化銅的質量分數，某同學用如圖所示的裝置進行實驗，得到下列兩組數據：
反應前 氧化銅完全反應后
Ⅰ組 洗氣瓶和石灰水的質量為185g 洗氣瓶和瓶內物質的總質量為187g
Ⅱ組 玻璃管和氧化銅樣品的質量為57.9g 玻璃管和玻璃管內物質的質量為56.1g
關于這兩組數據，下列說法不正確的是　 　（選填相關的字母）
A、玻璃管中固體減少的質量即為氧化銅中氧元素的質量
B、利用這兩個數據都可以計算出樣品中氧化銅的質量分數
C、裝置乙中石灰水增重的質量與反應產生二氧化碳的質量不相等
D、如果實驗稱量很準確，則玻璃管中固體減少的質量應等于裝置乙中石灰水增重的質量
（4）通過計算該樣品中氧化銅的質量分數為　 　。
9、根據氣體的性質不同，可以對混合氣體的成分進行判斷．
（1）水煤氣是將水蒸氣通過灼熱的焦炭而生成的氣體，主要成分是一氧化碳、氫氣及少量的二氧化碳和水蒸氣．某課題組同學為驗證水煤氣的成分，設計的實驗裝置如圖所示．
請分析上面信息后回答：
①你認為驗證水煤氣中各成分的順序依次是　 　；
②裝置C的目的是　 　，裝置D的作用是　 　；
③裝置E內觀察到的現象是　 　；
④實驗中兩次用到裝置A，其目的分別是　 　，　 　；
⑤請你設計一種尾氣處理方案：　 　．
（2）某無色氣體X可能含有氫氣、一氧化碳、二氧化碳和甲烷四種氣體中的一種或兩種。為確定其組成，某同學取一定量該氣體按下圖所示裝置進行實驗（假設每步都充分反應或吸收），結果裝置①中無明顯變化，裝置③增重1.8g，裝置④增重2.2g。
下列關于氣體X成分的分析中，正確的是　 　
A．一定沒有二氧化碳 B．可能只有甲烷
C．可能含有甲烷和氫氣 D．可能含有氫氣和一氧化碳
E．可能含有甲烷和一氧化碳
10、以孔雀石為原料制取膽礬（CuSO4?5H2O）的部分工藝流程如圖所示。
【查閱資料】
I．孔雀石主要成分為Cu2（OH）2CO3，還有少量SiO2（難溶于水、不與稀硫酸反應）、Fe2O3等雜質。
Ⅱ．膽磯是一種藍色晶體，受熱易分解。
Ⅲ．在該實驗條件下，Fe（OH）3、Cu（OHI）2沉淀的pH如下表：
Fe（OH）3 Cu（OH）2
開始沉淀的pH 1.14 4.2
完全沉淀的pH 3.0 6.7
（1）操作1的名稱為　 　，實驗室進行該操作時玻璃棒的作用是　 　。
（2）氣體a生成CaCO3的同時還生成NH4C1，該反應的化學方程式為　 　。
（3）溶液c中的溶質有：CuSO4、H2SO4和　 　（寫化學式）
（4）為將溶液中的Fe3+全部轉化為Fe（OH）3，沉淀而Cu2+不轉化為Cu（OH）2沉淀，應調節pH＝m，m的范圍是　 　。
（5）獲得膽礬晶體時采用降溫結晶而不用蒸發結晶的主要原因是　 　。
1、下列物質間的轉化不能一步實現的是（　　）
A．SO2→Na2SO3 B．KNO3→KCl C．Fe3O4→Fe D．Ca（OH）2→NH3
2、MnO2 是一種重要的無機功能材料。已知粗 MnO2 中含有少量 MnCO3，某化學興趣小 組在實驗室中模擬提純粗 MnO2 的工業流程（如圖所示）。
下列有關該流程的說法中，正確的是（　　）
A．操作 A 和操作 B 都是蒸發
B．每一步反應中均有元素化合價發生變化
C．可以循環利用的物質是H2SO4 和 NaClO3
D．理論上經提純得到的MnO2 質量等于粗MnO2 樣品中的MnO2 質量
3、各物質間有著一定的轉化關系，下列各組物質間可以按圖所示的關系實現一步轉化的是（　　）
A．HCl→CuCl2→BaCl2→HCl B．CO→CO2→H2CO3→CO
C．NaOH→NaCl→Na2CO3→NaOH D．Fe→Fe2O3→FeSO4→Fe
4、氨基鈉（NaNH2）是合成維生素A的原料。工業上將鈉于97～100℃熔融，向反應容器中緩慢通入無水的液氨（NH3），再加熱至350～360℃生成氨基鈉和氫氣。下列說法中，不正確的是（　　）
A．鈉可能與水反應 B．鈉的熔點比鐵的熔點低
C．維生素A中一定含有鈉元素
D．反應的化學方程式為：2Na+2NH32NaNH2+H2↑
5、海水曬鹽可得到大量粗鹽，某氯堿廠用電解精制飽和食鹽水法制取NaOH，H2和Cl2還可用于制鹽酸，工藝流程如圖所示。下列說法不正確的是（　　）
A．H2和C12制鹽酸，發生的化學反應為：H2+Cl22HCl
B．精制時去除粗鹽中的Ca2+、Mg2+、SO42﹣，依次加入的試劑順序為：NaOH、Na2CO3、BaCl2、HCl
C．電解時的反應為2NaC1+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，該過程電能轉化為化學能
D．脫鹽工序是利用NaC1和NaOH在溶解度上的差異，通過蒸發結晶、趁熱過濾分離得到NaC1晶體和NaOH溶液
6、一定溫度下，在如圖所示裝置中，固體X與氣體Y反應．生成氣態產物，當改變溫度時該氣態產物發生逆向反應，重新生成X和Y．
利用上述反應原理和裝置，對含雜質的固體Co進行提純（雜質不參加反應），發生的化學反應為：Co（固）+2HCl（氣）CoCl2（氣）+H2（氣）．下列說法正確的是（　　）
A．容器1中的溫度為600℃ B．容器2中的固體是純凈的Co
C．該裝置最終導出的氣體是CoCl2和H2 D．固體Co從容器1到容器2的過程為物理變化
7、近年來有人提出了利用處理后的海水（主要成份是氯化鈉溶液）吸收含二氧化硫的廢氣，該方法的流程如圖所示。下列說法正確的是（　　）
A．反應中硫元素的化合價發生變化 B．圖中反應①屬于分解反應
C．反應③中，反應前后分子數目沒有變化 D．反應④中的反應物是兩種酸
8、下列物質的轉化（“→”表示一種物質轉化為另一種物質）中，每次轉化只通過一步反應，不可能全部實現的是（　　）
A．H2O2→O2→CO2→H2CO3 B．NaOH→NaNO3→Na2CO3→NaCl
C．CaCO3→CaO→Ca（OH）2→KOH D．Mg→H2→HCl→AlCl3
9、下列圖象中有關量的變化趨勢與對應敘述關系正確的是（　　）
一定質量的木炭和氧化銅在高溫條件下反應，殘留固體的質量與加熱時間的關系
向一定量鹽酸和氯化鐵混合溶液中滴加過量氫氧化鈉溶液，生成沉淀質量與加入氫氧化鈉質量的關系
表示向足量的稀CuCl2中加入少量Fe，溶液質量與時間的關系圖
D．胃酸（鹽酸）過多可服用氫氧化鎂．在氫氧化鎂與胃酸作用的過程中，胃液pH值與服藥時間的變化關系
10、科學興趣小組成員就一氧化碳還原氧化鐵實驗作了綠色化改進后制取單質鐵如圖
（1）關閉K1、開啟K2，可以驗證CO還原Fe2O3的產物。
①在裝置連接完成后，實驗的第一個步驟是　 　。
②老師指出裝置存在安全隱患，應如何改進？　 　。
（2）①關閉K2開啟K1，將d連接a，①已知c瓶裝濃硫酸，b瓶中應裝　 　（填序號）。
A．澄清石灰水 B．氫氧化鈉溶液 C．石蕊溶液 D．碳酸鈉溶液
②d連接a的目的　 　。
11、某化工廠用廢硫酸制備K2SO4的流程如圖：
（l）生產上將CaCO3研成粉末的目的是　 　；寫出反應①的化學方程式：　 　，操作I的名稱是　 　。
（2）上述流程中，除可綜合利用CO2外，還可循環使用的物質是　 　（寫化學式）。
（3）寫出反應③的化學方程式：　 　，反應③在常溫下能實現的原因是　 　。（反應③中相關物質的溶解度見如表）
物質 KCl K2SO4 NH4Cl （NH4）2SO4
溶解度/g（20℃） 34.2 11.1 37.2 75.4
（4）洗滌反應③所得晶體不用水而用飽和K2SO4溶液的目的是　 　。
參考答案
例1、C
例2、A
例3、（1）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；（2）檢驗有二氧化碳生成；（3）提高溫度；②（4）節約省能源
例4、（1）①除二氧化碳，CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O；②除水蒸氣；③不能確認氫氣的存在；④不能檢驗一氧化碳的存在 ⑤防止尾氣污染空氣（2）①③；（3）ABD
1、A 2、D 3、B 4、A 5、A 6、C
7、（1）還原 （2）移去酒精燈 停止通氫氣 （3）鐵(Fe) （4）C+6Fe2O3△ 4Fe3O4+CO2↑
8、（1）黑色固體變成紅色；（2）CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；（3）BD；（4）90%
9、（1）①H2O、CO2、H2、CO；②吸收二氧化碳氣體；除去水蒸氣；③反應物由黑色變成紅色；
④驗證水煤氣含有水蒸氣；通過驗證生成物中有水蒸氣來證明水煤氣中含有氫氣；
⑤將玻璃管改成尖嘴點燃或用氣球收集（2）ABD
10、（1）過濾； 引流。（2）CaCl2+CO2+H2O+2NH3═CaCO3↓+2NH4Cl。（3）Fe2（SO4）3。（4）3.0≤m＜4.2。（5）防止膽礬受熱分解。
1、B 2、C 3、A 4、C 5、B 6、B 7、C 8、B 9、D
10、（1）①氣密性檢驗②d后加一個燃著的酒精燈
（2）①B ②防止一氧化碳排放到空氣中
11、（1）增大接觸面積，加快反應速率；CaCO3+H2SO4═CaSO4+H2O+CO2↑；過濾；（2）CaCO3；
（3）（NH4）2SO4+2KCl═K2SO4↓+NH4Cl；K2SO4在常溫下溶解度最低，先從溶液中析出晶體；（4）防止K2SO4溶于水，損失樣品。

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