初中化学物质的相互转化

第七讲物质的相互转化

【知无巨细】

知识点一:非金属单质与其化合物的转化

１．非金属单质与其化合物的转化

２．非金属在一定条件下可以转化为相应的__化合物_＿，如：

S+O2错误!_＿SO２__，Ｃ＋O2错误!__CO2＿_，C＋2S错误!__CＳ2_＿

３．某些非金属氧化物可以跟水反应生成对应的_＿酸_＿，如：

CＯ2+H2O===__H2CO3__SＯ2＋H2Ｏ===__H2SO3＿_ SO3＋H２Ｏ===__H2SO4__

4．不稳定的酸受热分解成相应的氧化物:H2CO3错误!__H2O＋CO2↑__

例1：下列现象中,可以证明木炭在氧气中燃烧是化学反应的是()

Ａ.燃烧更旺B．发出白光

C.放出大量的热D．生成使澄清石灰水变浑浊的无色气体

解析：燃烧更旺、发出白光、放出大量的热等不能证明木炭在氧气中燃烧是化学反应;生成使澄清石灰水变浑浊的无色气体，是二氧化碳，能够证明木炭在氧气中燃烧是化学反应．故选D.

例2：下列关于实验现象的描述,正确的是（）

A.硫在氧气中燃烧时，发出微弱的淡蓝色火焰?B．棉线在空气中燃烧时,产生烧焦羽毛气味的气体

C．细铁丝在氧气中燃烧时,火星四射，生成黑色固体?Ｄ.红磷在空气中燃烧时,产生大量白色烟雾

解析:A、硫在空气中燃烧时，发出微弱的淡蓝色火焰，但在氧气中燃烧时,发出明亮的蓝紫色火焰，故选项说法错误.?B、棉线主要成分是纤维素,在空气中燃烧，产生烧纸的气味,羊毛等蛋白质材质才产生烧焦羽毛气味,故选项说法错误．

Ｃ、铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成一种黑色固体,故选项说法正确．

D、红磷在空气中燃烧,产生大量的白烟,而不是白色烟雾,故选项说法错误．

故选：C．

例３:单质碳和部分碳的化合物间转化关系如图所示。

（1)物质X可能为(填序号)__③＿_。

①氧气②水③碳酸

(2)若X为CaCO3,写出图中物质转化的化学方程式

①CO→CＯ2:__ ;

②CaＣO3→ＣＯ2:_＿_或_＿_。

（3）低碳经济是一种以低能耗和高效能等为主要特征、以较少的温室效应气体排放获得较大产出的新经济发展模式。

①温室效应的主要气体除CO2外，还有__ _(填一种物质)等气体。近年来大气中CO2含量

不断增加的主要原因是(用化学方程式表示)__＿,自然界中消耗CO２的主要途径：植物的光合作用和（用化学方程式表示)__ _。

②下列做法不符合“低碳经济”理念的是_＿＿。

A．改造或淘汰高能耗、高污染产业

Ｂ.研制和开发新能源

C．优化建筑设计,增强室内自然采光，减少照明用电

D．大力发展火力发电

解析：(1)③_?（２)ＣO+CuO错误!Ｃu+CO2_ CａCO3+２ＨＣｌ===CaCl２+CO２↑+Ｈ2Ｏ__或__ＣaCO3错误!CaＯ+ＣO2↑__。（3)O3或CH4（臭氧、甲烷)_ ；_C＋Ｏ２错误!CO２_ ；CO2+H2O===H2ＣO3_ ;D

<举一反三＞

1.汽车尾气中所含污染物除碳氢化合物、可吸入颗粒物、一氧化碳外,还主要含有（）

Ａ.氮气? B.硫化氢 C.二氧化硫?D.氮的氧化物

2.根据陈述的知识，类推得出的结论正确的是( )

A．磷在足量氧气中燃烧生成一种相应氧化物，则碳在足量氧气中燃烧生成一种氧化物

B．稀硝酸能将木炭氧化成二氧化碳,同理稀硫酸也能将木炭氧化成二氧化碳

C．CO2与SiO2化学式相似，则CO２与SｉO2的物理性质也相似

D．NaHCO3、(NＨ4)2CO3固体受热后均能生成气体,则Nａ２CO3固体受热后也能生成气体

3.利用海水脱硫是减少SO2排放的有效方法，其工艺流程如图所示:

天然海水吸收了较多的含硫烟气后,有Ｈ２SＯ３生成,H2SO3与海水中的离子反应，会释放出ＣO2,通入氧气氧化后，海水的酸性显著增强。

①设计一种检验净化后的烟气中是否含SO2的简单的实验方案：__ _。

②氧化后的海水需要用大量的天然海水与之混合后才能排放,该操作的主要目的

是。

知识点二：金属单质与其化合物的转化

１.金属单质与其化合物的转化

2．金属单质和非金属单质在一定条件下可以相

互反应,生成相应的盐或金属氧化物。

如：Fｅ+S错误!_＿ＦeS＿_ 2Ｆe＋3Cl2错误!＿_2ＦeCl３___

3.某些金属氧化物和水反应可以生成相应的碱。如：

CaO+H2O＝==__Ｃa(OＨ)２___

Nａ2Ｏ＋H2O===_＿_2NaOＨ＿＿_

K2O＋H2O==＝_＿２KOＨ＿＿_

4.金属冶炼主要是指将_＿金属氧化物＿＿转化为金属的过程。在金属氧化物中加入__还原剂__,夺取金属氧化物中的氧,从而使其还原成__金属单质__。

５．含氧化合物里的氧被夺取的反应,叫做＿_还原反应__；能从氧化物中夺取氧的能力叫做__还原性__,具有还原性的物质可作＿_还原剂__，如碳、＿一氧化碳_和＿_氢气__等。

6.木炭和氧化铜粉末在高温下反应的实验现象是:＿_黑色固体逐渐变为红色__，_澄清石灰水变浑浊＿,其反应的化学方程式为：_C+2CuO错误!2Cu+CO2_↑_。

7.氢气还原氧化铜的现象为:__黑色粉末状固体逐渐变为红色，试管口有水珠生成__,发生的化学方程式为：＿_H2＋CuO错误!Cu+H2O__。

８.工业炼铁的反应原理就是用一氧化碳还原__氧化铁_＿,其反应的化学方程式为：__３CO＋Ｆe2O３错误!２Fｅ+3ＣO２__

例1:下列有关钢铁的叙述不正确的是( )

A．生铁和钢都属于铁合金

B.铁丝在氧气中燃烧生成Fｅ2Ｏ3

C．在钢管表面镀锌可以防止锈蚀

D.炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、石灰石

解析:Ａ、生铁和钢都属于铁合金,故A正确;

Ｂ、铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,而不是三氧化二铁,故B错误；?C、金属锌比铁活泼，所以在钢管表面镀锌可以防止锈蚀,故C正确；?D、炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、石灰石,故D正确.?故选：B.

例2：下列实验方案不可行的是()

A．在实验室里用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气

Ｂ．CO还原氧化铁时，先通入CO，排净空气后再加热

C．直接用镁带在空气中燃烧的实验验证质量守恒定律

D.通过镁与稀盐酸的反应可以说明化学反应常伴随能量变化

解析:Ａ、氯酸钾在二氧化锰和加热的条件下生成氯化钾和氧气，故A正确；

B、一氧化碳具有可燃性,点燃一氧化碳与空气的混合气体可能发生爆炸，故ＣO还原氧化铁时,先通入CO,排净空气后再加热．故B正确;

Ｃ、镁带在空气中燃烧与氧气反应生成氧化镁，该反应有气体参加,但没在密闭容器中进行，不能验证质量守恒定律．故C错误；?D、镁与盐酸反应放出热量,通过该反应可以说明化学反应常伴随能量变化，故D 正确；

故选C．

例3:人类常从矿石中获取金属材料。

（1)铁是冶炼最多的金属。工业炼铁主要反应的化学方程式是＿反应中的氧化剂是_ _。该反应中所涉及的物质中,属于单质的是_ ＿。常用于灭火的是＿ _。

（2)铜是人类利用较早的金属，木炭与氧化铜反应生成二氧化碳的化学方程式是：_ ＿_,反应后固体的质量__减少__(填“增大”“减小”或“不变”)。

解析：（１) ＿3ＣO＋Ｆｅ2O3错误!2Ｆe+3CO２＿_ ；＿Fe２O3（或氧化铁)_；_Fe（或铁)_;_ＣO2＿（2)_Ｃ＋２CuO错误!2Cｕ+CO2↑；＿减少_

<举一反三＞

１.下列实验方案不可行的是( )

A.在实验室里用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气

Ｂ.CO还原氧化铁时,先通入CO,排净空气后再加热

C．直接用镁带在空气中燃烧的实验验证质量守恒定律

Ｄ．通过镁与稀盐酸的反应可以说明化学反应常伴随能量变化

2.把铁粉和硫粉以适当的质量比均匀混合，堆放在石棉网上，然后用烧红的玻璃棒的一端接触混合物,这时部分混合物迅速变成红热状态，撤离玻璃棒后，反应继续剧烈进行，直至全部混合的都呈红热状态，冷却后得到一种黑色固体化合物——硫酸亚铁。根据以上信息，回答下列问题:

(1）得到的黑色固体的化学式是＿ _＿；

(２)铁和硫反应时是吸收热量，还是放出热量_ _;

(3）证实铁已从单质变为化合物的方法是_ _；

(4)写出上述反应的化学方程式

_＿ _;

(5)从理论上计算，为使硫粉和铁粉全部反应,两者的最佳质量比是_ _。

3. 以黄铁矿为原料(主要成分是F ｅS 2)为原料，生产硫酸的简要流程图：

（1）写出流程图中一种氧化物的名称_ _。

(2)将黄铁矿粉碎,目的是_ 。

(３)流程中SO 2转化为S Ｏ３的化学方程式为： 。 （4)实验室稀释浓硫酸应注意什

么？_ 。

（5）炉渣（Fe 2Ｏ3)在工业上可用来_ 。

一、物质之间转化的规律

3、物质之间的转化规律

１）化合反应：由两种或两种以上的物质生成另一种物质的化学反应。

a ．非金属＋O 2

碳在氧气中充分燃烧:C+O 2==

b.金属+O ２

镁在空气中燃烧:Mg+O 2=＝

点燃

点燃

c.非金属氧化物+H 2Ｏ

二氧化碳与水反应:CO ２+H 2Ｏ＝= d.金属氧化物+H ２Ｏ

氧化钠溶于水：Ｎａ2O+H 2O=＝

e.金属+非金属

铁与氯气反应：Fe+Cl 2＝＝

f.金属氧化物＋非金属氧化物

生石灰和二氧化硅化合:Ｃa Ｏ+ＳiO ２=＝ CaS ｉＯ３

g.其它化合反应: 一氧化碳在空气中燃烧:ＣＯ＋O 2== ２)分解反应:由一种物质生成两种或两种以上其它物质的化学反应。

a.酸分解：酸 ＋Ｈ2O 碳酸不稳定分解：Ｈ２CO ３==Ｈ２Ｏ+C Ｏ2↑

ｂ.碱分解:不溶性碱 +Ｈ2O

氢氧化铜受热分解：Cu （OH ）2=＝CuO+H 2O

ｃ．氧化物分解: 电解水:2Ｈ2O==2Ｈ2↑＋O ２↑

d.盐分解:

加热高锰酸钾:ＫMnO 4==

3）置换反应：由一种单质跟一种化合物发生反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。

a.金属+酸 H 2↑+盐

锌和稀硫酸反应(实验室制Ｈ2)：Zn ＋H 2SO ４=＝

b.金属+盐 金属+盐

铁和硫酸铜溶液(湿法炼铜):Fe+ＣuSO ４==

d.还原剂+金属氧化物 金属+氧化物

氢气还原氧化铜:H 2+C ｕＯ=＝ e.其它置换反应:

钠和水反应：Na ＋Ｈ2Ｏ==

钙和水反应:Ca+2H 2O ＝=

4)复分解反应:由两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应。

ａ.中和反应:碱+酸 盐+H 2O

盐酸和氢氧化钠:HCl+NaOH==

氢氧化铁和硫酸:F ｅ(O Ｈ）3＋H 2ＳO ４==

ｂ.盐+酸 新盐+新酸

大理石和稀盐酸（实验室制CO 2）:ＣaC Ｏ3+HCl==

盐酸与硝酸银溶液：H Ｃl+Ag ＮO 3==

c ．盐+碱 新盐+新碱

氢氧化钠和硫酸铜：N ａＯH+ＣuSO 4==

硝酸铵和氢氧化钠：ＮH ４ＮO 3＋N ａOH ＝＝

ｄ．盐＋盐 新盐+新盐

硫酸钠和氯化钡：Ｎa 2SO 4＋B ａCl 2＝=

氯化钠和硝酸银：NaCl+AgNO 3==

例1.物质R 既能与某些酸反应,又能与某些盐溶液反应，还能与某些金属反应。在下列物质中，R 可能是点燃 高温 △ 通电 △ MnO 2

△ △

（ )

A．KNO3Ｂ.ＡgNＯ3 C．HCl D．CO2

解析:此题考查各种物质之间发生的反应。题干中物质R既能与酸反应又能与盐溶液反应，还能有金属反应。A选项,硝酸钾不能与任何物质反应,错误;B选项,硝酸银能与盐酸发生复分解反应,能与铁发生置换反应，能与含氯离子的盐发生复分解反应，正确；C选项，盐酸不能与酸反应,错误;Ｄ选项，二氧化碳不能与酸反应，错误。

例２:常温下，某反应M + N →盐 + 水，其中M、N的类别不可能是( )

A.酸、碱Ｂ.单质、氧化物C．氧化物、酸Ｄ.氧化物、碱

解析:此题考查各类反应及其产物,题干中的生成物为盐水,能生成盐和水的反应类型有：酸碱中和反应、碱性氧化物和酸、酸性氧化物和碱，所以答案选A。

<举一反三>

1.用新的铝壶烧水,浸到水的地方易变黑,这一现象说明了( ）

A．水中含有钾盐，发生了复分解反应 B.水中含有钙盐，出现了水垢

C.水中含有铁盐，发生了置换反应D．水中含有钠盐，发生了氧化反应

2.复分解反应不能生成的物质是( ）

①单质②氧化物③酸④碱⑤盐

A.①②

B.②④

C.③⑤

D.①

3．一定量的CＯ2气体通入足量的澄清石灰水中,最多可得到沉淀a ｇ，若相同质量的CＯ2，经过CＯ2→CO→CO2的一系列的变化后(假设无损耗)，再通入澄清石灰水中，最多生得到沉淀bg,则A与B的关系为( ）

A ．a= b Ｂ．3ａ= b C.ａ= 2b D.２a＝b

4．废干电池内的黑色固体含有MｎＯ2、ZｎCl２、NH4Cl、C(少量)等物质。某科学兴趣小组欲通过以下流程，分离并回收部分物质。

请回答相关问题：

(1)玻璃棒在操作l中的作用：_＿________＿___＿。

(2）过滤后,滤液Ｃ仍然浑浊，则造成浑浊的原因可能是__＿____＿___＿。（可多选) A．滤纸破损 B.过滤过程中滤液的液面超过了滤纸的边缘

C．烧杯不干净D．滤液Ｃ中的物质相互反应

（3）固体B常用作催化剂，则B是___＿＿__(填化学式)。

课后练习

1．下列实验现象正确的是（）

A．白磷在空气中自燃产生大量的白雾，放出热量

B．高温加热碳和氧化铜的混合物,红色固体变成黑色固体

C．木炭粉放入滴有红墨水的水中，搅拌、过滤得到红色溶液

D．生石灰放入足量水中放出热量,向上层清液中滴加酚酞，酚酞变红

２.一定条件下,下列物质的转化均可一步实现的是（)

Ａ．ＣaCl2→CaCO３→Cａ(OH)2? B.AgNO3→Fe(NO３)2→Zn(ＮＯ3)2

C．NaNO３→NaＯH→Ｎa2CＯ3 ?D．Fｅ2O3→ＦeSO4→Fe(OH)3

３．除去下列物质中混有的少量杂质(括号内为杂质)，所用方法正确的是()

A．CaO固体(CaＣO3）——加入稀盐酸

Ｂ.ＣａＣl２溶液(HＣl）——加入碳酸钠

Ｃ．K2CO3固体(KCl)——加水溶解,过滤

D.FeSＯ4溶液(CｕSO4)——加入过量铁粉，过滤

4.下列做法正确的是(）

A.加入适量的氢氧化钡溶液以除去NaCl溶液中的少量Ｎa2SO４

Ｂ．加入适量的碳酸钙粉末以除去盐酸溶液中的少量CaCl2

C.用点燃的方法除去CO2中混有的少量ＣO

D.用氢氧化钠溶液处理硫在氧气中燃烧产生的气体

5．小李在化学实验技能考查中，完成以下实验:

【实验一】小李取待测液甲、乙分别放置在试管①和②，再往两支试管中滴入稀盐酸,观

察实验现象。根据现象推知乙为碳酸钠溶液。(1)实验中，小李应观察到试管②的现象是

_ _,

该试管中反应的化学方程式为＿＿。

(2)老师指出：除盐酸外,还可使用其他试剂鉴别氢氧化钠和碳酸钠溶液。请你选择一种不

属于酸的试剂,并将鉴别实验中的预期现象以及化学方程式填入下表。

【实验二】小李用玻璃棒蘸取“实验一”后试管②中的溶液沾在pＨ试纸上,观察试纸颜色变化并与标准比色卡对照,读出溶液的pH。小李的记录如下：

（３）小李因操作错误，得出“Na2CO３溶液ｐＨ=3”的错误结论。指出小李操作错误之处。

答:＿_ （４)指出小李记录的“实验现象”中不科学的地方。

答:＿_