物質(zhì)的轉(zhuǎn)化規(guī)律

3.金屬氧化物與水的反應(yīng)CaO＋H2O====Ca(OH)2Na2O＋H2O====2NaOHK2O＋H2O====2KOHBaO＋H2O====Ba(OH)2活潑金屬的氧化物與水反應(yīng)生成相應(yīng)的堿，且普遍有放熱現(xiàn)象。FeO、Fe2O3、CuO等氧化物不溶于水，也不與水反應(yīng)。

【知識拓展】

1.用H2還原氧化銅時，盛放CuO的試管口略向下傾斜，防止生成的水倒流入試管底部，使試管炸裂；先通H2，再加熱，防止氫氣與空氣混合加熱時發(fā)生爆炸；實驗停止后，繼續(xù)通H2，直至試管冷卻，防止灼熱的銅被空氣中的氧氣氧化成CuO。2.用CO還原金屬氧化物時，因CO有毒性，需注意在通風(fēng)的環(huán)境中進(jìn)行實驗，且應(yīng)注意尾氣處理，以免污染空氣。四、物質(zhì)轉(zhuǎn)化的規(guī)律1.反應(yīng)條件(1)置換反應(yīng)：金屬和酸、金屬和鹽溶液能否發(fā)生置換反應(yīng)的判斷依據(jù)是__________________。

①只有排在__________的金屬才能置換出酸中的氫。

②只有排在活動性順序表前面的金屬才能把排在后面的金屬從它的__________中置換出來。

(2)復(fù)分解反應(yīng)：酸、堿、鹽之間發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)必須滿足復(fù)分解反應(yīng)的條件。金屬活動性順序氫前面鹽溶液【知識拓展】

金屬氧化物與水反應(yīng)生成的堿只能是可溶性堿，否則反應(yīng)不能發(fā)生。大多數(shù)非金屬氧化物能與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸，常見的非金屬氧化物中CO、SiO2不能與水反應(yīng)。2.實驗的設(shè)計與評價推測現(xiàn)象與結(jié)論：能預(yù)測實驗現(xiàn)象，推測實驗結(jié)論。設(shè)計實驗裝置：根據(jù)題中提供的實驗裝置，能按要求進(jìn)行組合并實驗。評價與優(yōu)化過程：對實驗方案、實驗裝置、實驗步驟等用批判的思想進(jìn)行否定或指出不合理的地方，并能說明相應(yīng)的理由?！局R拓展】

實驗的設(shè)計與評價一般從以下幾個方面進(jìn)行思考：①反應(yīng)原理是什么；②是否符合探究所需的科學(xué)方法，如控制變量、重復(fù)實驗等；③實驗操作方法是否可行；④推理過程是否嚴(yán)密；⑤是否經(jīng)濟(jì)環(huán)保等。

[2025·福建]海洋蘊(yùn)含寶貴的化學(xué)資源。含碳物質(zhì)在海洋中的部分轉(zhuǎn)化如圖所示。類型一

單質(zhì)及其化合物之間的轉(zhuǎn)化

光合作用H2一定程度上可減緩溫室效應(yīng)(合理即可)跟蹤訓(xùn)練1

[2024·山海聯(lián)盟模擬]硼(B)是制造火箭耐熱合金的原料。如圖所示為鎂還原法生產(chǎn)硼的工藝流程。(1)脫水爐中硼酸分解成兩種氧化物(反應(yīng)過程中元素化合價不變)，則進(jìn)入還原爐中氧化物X的化學(xué)式為____________。

(2)酸煮罐中加入鹽酸，作用是____________________。

B2O3除去Mg和MgO

[2025·山海聯(lián)盟模擬]如圖所示是碳還原氧化銅的實驗裝置(夾持裝置未標(biāo)出)，為了探究碳和氧化銅反應(yīng)的最佳質(zhì)量比，小科按照下列步驟進(jìn)行實驗。類型二

金屬的冶煉步驟一：檢查裝置的氣密性。步驟二：將碳粉與氧化銅粉末均勻混合，用藥匙取1g混合粉末送至試管底端。步驟三：先預(yù)熱試管，然后集中加熱試管底部，觀察記錄。步驟四：結(jié)束反應(yīng)時，先關(guān)閉止水夾，再熄滅酒精燈。步驟五：改變碳和氧化銅的質(zhì)量比，重復(fù)上述實驗，并記錄現(xiàn)象如表所示。序號碳與氧化銅的質(zhì)量比實驗中現(xiàn)象實驗后現(xiàn)象①1∶8較為紅熱紅色金屬中混有少量黑色粉末②1∶10紅熱狀態(tài)紅色金屬③1∶12紅熱狀態(tài)紅色金屬中幾乎不含黑色粉末④1∶14較為紅熱紅色金屬中混有少量黑色粉末⑤1∶16微微發(fā)紅紅色金屬中混有較多黑色粉末(1)實驗步驟四中，先關(guān)閉止水夾，再熄滅酒精燈的目的是__________________________________________________________________________________。

(2)為了驗證實驗④中的殘留的黑色粉末是碳還是氧化銅，接下去的實驗操作是_____________________________________________________________________________________________________________________________________(請寫明操作方法和預(yù)期結(jié)果)。

防止試管中的氣體冷卻后，氣壓小于大氣壓，澄清石灰水被倒吸進(jìn)入試管，導(dǎo)致試管破裂

將黑色粉末加入鹽酸中觀察，若溶液變成藍(lán)色，則黑色粉末是氧化銅；若黑色粉末不溶解，且溶液無明顯顏色變化，則黑色粉末是碳(合理即可)(3)該實驗中碳與氧化銅反應(yīng)的最佳質(zhì)量比為__________。

(4)小科發(fā)現(xiàn)不同質(zhì)量比例混合的實驗反應(yīng)的劇烈程度不同。請分析以最佳質(zhì)量比混合的實驗組比其他組反應(yīng)劇烈的原因：____________________________________________________________________。

1∶10碳和氧化銅按照最佳質(zhì)量比混合，兩者接觸比較充分，所以反應(yīng)更加劇烈跟蹤訓(xùn)練2

[2024·衢州一模]我國有著悠久的鋼鐵冶煉史，如圖甲所示為明代《天工開物》中記載的“炒鋼法”，其主要過程可用圖乙表示。將鐵礦石與煤炭搗碎加入煉鐵爐中鼓入空氣，使兩者在高溫下相互作用，生成的生鐵水(含碳量4%左右)流入方塘中，撒入潮泥灰(主要成分是CaCO3)并反復(fù)攪拌形成鋼(含碳量0.1%以下)。(1)該過程中，煤炭在高溫?zé)掕F爐內(nèi)的作用是__________________________________________________________________________________(寫出一點)。

(2)向方塘中撒入潮泥灰的主要作用是利用高溫條件，將生鐵水中含有的SiO2雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣(主要成分是CaSiO3)和一種氧化物，生成爐渣的反應(yīng)中沒有化合價的改變，請寫出生成爐渣的化學(xué)反應(yīng)方程式：______________________________________________________________________________________。

作燃料提供熱量(或反應(yīng)生成一氧化碳，提供還原劑；或碳做還原，其他答案合理即可)

(3)“炒鋼”過程中，需反復(fù)攪拌翻炒方塘中的生鐵水才能獲得鋼，反復(fù)攪拌生鐵水的主要目的是__________________________________________________________。

使生鐵水中的碳與氧氣充分接觸燃燒，從而降低生鐵的含碳量

[2025·浙江多校聯(lián)考]在科學(xué)實驗課上，老師設(shè)計了“元素傳送帶”游戲，規(guī)則如下：箭頭連接的相鄰物質(zhì)需通過一步反應(yīng)轉(zhuǎn)化，每種物質(zhì)中都有一種相同的元素，當(dāng)所有箭頭均能連接時傳送帶方可運行。觀察如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖，回答下列問題。類型三

物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化(1)若所有物質(zhì)均含鉀元素，則B的化學(xué)式可能為__________________。

(2)同學(xué)們根據(jù)規(guī)則重新設(shè)計了一個“傳送帶”請?zhí)顚懼虚g物質(zhì)的化學(xué)式，讓這個傳送帶動起來：C→________→__________→CaCO3。

KCl(合理即可)CO2Na2CO3

D

[2025·浙江多校聯(lián)考]小科在實驗室利用如圖所示裝置進(jìn)行了制取CO2及其性質(zhì)研究的實驗。已知：CO2與飽和NaHCO3溶液不發(fā)生反應(yīng)。(1)儀器a的名稱是____________，裝置B的作用是________________________。

類型四

對實驗方案的設(shè)計與評價分液漏斗除去CO2中混有的HCl(2)實驗過程中，小科觀察到三朵紫色石蕊紙花均變紅，該實驗未達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的原因是__________________________，為使實驗成功，需做出的改進(jìn)是____________________________。

缺少干燥二氧化碳的步驟在裝置B后放置氣體干燥裝置跟蹤訓(xùn)練4

[2024·杭州桐廬縣一模]為了將混有硫酸鈉的氯化鈉提純得到純凈的氯化鈉固體，某小組設(shè)計了如圖所示流程：

(1)操作①中玻璃棒的作用是__________________。

攪拌，加速溶解(2)操作②結(jié)束后，如何判斷硫酸鈉已除盡：________________________________________________________________________________。

(3)此方案是否嚴(yán)謹(jǐn)？判斷并說明理由：____________________________________。

取少量上層清液于試管中，滴加氯化鋇溶液，若沒有沉淀生成，則證明硫酸鈉已除盡不嚴(yán)謹(jǐn)，因為沒有除去過量的碳酸鈉

[2024·溫州校級模擬]思維模型是依據(jù)事物發(fā)展內(nèi)在規(guī)律建立的解決問題的基本框架，能引導(dǎo)有序思維、增進(jìn)深度理解，促進(jìn)問題解決。小明建構(gòu)了“物質(zhì)除雜”的思維模型如圖所示。類型五

物質(zhì)轉(zhuǎn)化的模型分析(1)銅粉中混有少量的鐵粉，用磁鐵吸引除去。該方法屬于上述模型中的____________(選填“分離轉(zhuǎn)移”或“反應(yīng)轉(zhuǎn)化”)。

(2)上述模型中“不增不減”是除雜的一般原則，“不增”是指不增加新雜質(zhì)，“不減”是指不減少目標(biāo)物質(zhì)質(zhì)量。為除去氯化鈉中的雜質(zhì)氯化鈣，小明采用反應(yīng)轉(zhuǎn)化的方法，加入適量碳酸鈉后過濾，并滴加稀鹽酸后蒸發(fā)結(jié)晶，請判斷小明選擇的試劑是否合理并說明理由：___________________________________________________。

分離轉(zhuǎn)移合理，反應(yīng)生成易分離的沉淀，且沒有生成新的雜質(zhì)(3)不另外增加其他試劑，小明要判斷氯化鈣已經(jīng)完全除去，請寫出簡要的操作：將反應(yīng)后的溶液靜置，取上層清液少許放入試管，____________________________________________________________。

繼續(xù)滴加少量碳酸鈉，若不再產(chǎn)生沉淀說明氯化鈣已經(jīng)完全除去

跟蹤訓(xùn)練5

[2025·嘉興校級模擬]下列化學(xué)反應(yīng)中y與x的關(guān)系，可以用如圖所示的曲線表示的是(

)A.一定量的高錳酸鉀在加熱條件下分解，

x表示反應(yīng)時間，y表示固體中鉀元素的

質(zhì)量分?jǐn)?shù)B.一定量的鎂片中滴加稀鹽酸，x表示加入

稀鹽酸的質(zhì)量，y表示氫氣的質(zhì)量C.一定量的氧化鐵中加入稀鹽酸，x表示加入稀鹽酸的質(zhì)量，y

表示產(chǎn)物中溶質(zhì)的質(zhì)量D.一定量的稀鹽酸中滴加氫氧化鈉溶液，x表示加入氫氧化鈉

溶液的質(zhì)量，y表示溶液的pHB【解析】高錳酸鉀在加熱條件下發(fā)生分解反應(yīng)生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，反應(yīng)前后鉀元素的質(zhì)量不變，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，因為生成的氧氣逸出，所以剩余固體的質(zhì)量不斷減少，則鉀元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增大，至完全反應(yīng)不再發(fā)生改變。但反應(yīng)前高錳酸鉀固體中鉀元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不為零，圖像的起點位置不能從原點開始；一定量的鎂片中滴加稀鹽酸，鎂和鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和氫氣，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氫氣的質(zhì)量從0開始逐漸增加至反應(yīng)不再發(fā)生時，而后氫氣的質(zhì)量不變，能用如圖曲線表示；一定量的氧化鐵中加入稀鹽酸，氧化鐵和稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氯化鐵和水，隨著稀鹽酸的加入，溶液的總質(zhì)量逐漸增加，但完全反應(yīng)后，繼續(xù)加入稀鹽酸，雖然不再發(fā)生反應(yīng)，但是溶液的質(zhì)量始終在增加，不能用如圖曲線表示；一定量的稀鹽酸中滴加氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉和稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氯化鈉和水，隨著氫氧化鈉溶液的加入，溶液的pH的變化從小于7開始，逐漸增大到等于7、大于7，直至接近氫氧化鈉溶液的pH值故不能用如圖曲線表示?！痉椒ㄖ笇?dǎo)】物質(zhì)的轉(zhuǎn)化推斷技巧：(1)從熟悉的物質(zhì)或離子著手；(2)分析發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象(沉淀顏色、氣體、溶液顏色變化等是突破口)；(3)可以建立物質(zhì)轉(zhuǎn)化模型，與已知信息進(jìn)行“對號入座”。分析一系列反應(yīng)后溶液中存在的溶質(zhì)的方法：(1)離子角度：羅列所有反應(yīng)的陽離子與陰離子，減去結(jié)合成沉淀、氣體、水的離子，注意過量離子。重新組合成溶質(zhì)。(2)物質(zhì)角度：溶液中存在生成物、過量物質(zhì)以及不反應(yīng)物。1.學(xué)習(xí)了物質(zhì)分類與轉(zhuǎn)化規(guī)律后，某同學(xué)繪制了部分物質(zhì)間相互反應(yīng)的關(guān)系圖。圖中陰影部分表示相鄰兩類物質(zhì)的反應(yīng)，其中不能用于制取FeCl2的是(

)A.① B.②

C.③ D.④C【解析】氫氧化亞鐵和稀鹽酸反應(yīng)，生成氯化亞鐵和水；鐵單質(zhì)與稀鹽酸反應(yīng)，生成氯化亞鐵和氫氣；堿和鹽反應(yīng)時，必須是可溶性堿，而氫氧化亞鐵不溶于水，所以不能制取氯化亞鐵；鐵和氯化銅反應(yīng)，生成氯化亞鐵和銅單質(zhì)。2.[2024·杭州西湖區(qū)二模]下列用氧化銅制取氫氧化銅的系列操作中正確的是(

)A.取用藥品B.添加藥品C.加快反應(yīng)

D.滴加堿液C3.[2025·寧波校級模擬]如圖所示為我國古代窯爐的結(jié)構(gòu)示意圖，其中木炭從窯口送入燃燒室燃燒，通過反應(yīng)生成CO。在釉中加上某種氧化金屬焙燒后就會顯現(xiàn)某種固有色澤，稱為“顏色釉”，例如：以鐵為著色劑的青釉，以銅為著色劑的紅釉，以鈷為著色劑的藍(lán)釉。浙江省是青瓷故鄉(xiāng)，青釉的“翠色”是還原焰(不完全燃燒的火焰，這時窯中所產(chǎn)生的一氧化碳多)使坯體內(nèi)的高價鐵Fe2O3得到充分還原變成氧化亞鐵而變成青色。(1)為了提高窯爐內(nèi)CO的體積分?jǐn)?shù)，可采取的措施有_________(填字母)。

A.相對增加燃料用量

B.相對增加空氣鼓入C.增加排氣口數(shù)量

D.減少排氣口數(shù)量(2)請寫出青釉的“翠色”形成對應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________________。

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4.[2024·山海聯(lián)盟模擬]過氧化鈣晶體(CaO2·8H2O)較穩(wěn)定，呈白色，微溶于水，廣泛應(yīng)用于環(huán)境殺菌、消毒。以貝殼為原料制備CaO2的流程如圖所示。(1)過氧化鈣廣泛應(yīng)用于環(huán)境殺菌、消毒是利用了其________(選填“物理”或“化學(xué)”)性質(zhì)。

化學(xué)(2)將過氧化鈣晶體與溶液分離的方法是________。

(3)反應(yīng)Y的產(chǎn)物是CaO2·8H2O，請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________。

(4)氣體X釋放到空氣中既有利又有害，請寫出一個有利的例子：___________________________