1-1-2 物质的转化（解析版）

1.1.2物质的转化考点精讲考点1：物质的转化1．单质、氧化物、酸、碱和盐的转化关系注意事项：（1）金属与酸反应的条件：金属为金属活动性顺序表中氢前面的金属。（2）金属与盐反应的条件：活泼金属置换出不活泼金属。（3）盐与酸反应的条件：强酸制取弱酸。（4）盐与盐反应的条件：反应物两可溶；生成物至少有一沉淀。（5）盐与碱反应的条件：反应物两可溶，生成物有一难溶物。2．无机基本反应类型（1）化合反应：A＋B＋……→C；（2）分解反应：A→B＋C＋……；（3）置换反应：A＋BC→AC＋B；（4）复分解反应：AB＋CD→AD＋CB。【注意】（1）常见的置换反应有①金属与酸、盐的置换反应；②H2还原某些金属氧化物(如CuO)；③碳与H2O(g)反应制取水煤气等。（2）复分解反应一般是酸、碱、盐之间的反应。【例1】（2021·云南师大附中高一专题练习）如图中X、Y、Z是初中化学常见物质，箭头表示物质之间可以向箭头方向一步转化，下列说法中不正确的是A．若X是SO2，则Z可能是O2B．若X是H2O，则Z可能是O2C．若X是O2，则Z可能是CO2D．若X是CO2，则Z可能是H2CO3【答案】B【详解】A．若X是SO2，则Z可能是O2，氧气和硫点燃生成二氧化硫，二氧化硫和氢氧化钠反应生成水，水通电生成氢气和氧气，可以实现转化，故A正确；B．若X是H2O，则Z可能是O2，氢气和氧气点燃生成水，水无法转化为一种物质，且能生成氧气，故B错误；C．若X是O2，则Z可能是CO2，二氧化碳与水通过光合作用可得氧气，碳与氧气不完全燃烧生成一氧化碳，一氧化碳燃烧可得二氧化碳，故C正确；D．若X是CO2，则Z可能是H2CO3，二氧化碳和氢氧化钙反应生成水，水和二氧化碳反应生成碳酸，碳酸分解生成水和二氧化碳，可以实现转化，故D正确；【例2】（2021·江苏南通市·高一月考）下列属于置换反应的是A．Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 B．TiCl4+4NaTi+4NaClC．CH4+H2O3H2+CO D．4NH3+5O24NO+6H2O【答案】B【分析】一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和化合物的反应是置换反应，据此判断。【详解】A．Fe2O3+3CO2Fe+3CO2不是置换反应，属于氧化还原反应，A不符合；B．TiCl4+4NaTi+4NaCl属于置换反应，B符合；C．CH4+H2O3H2+CO不是置换反应，属于氧化还原反应，C不符合；D．4NH3+5O24NO+6H2O不是置换反应，属于氧化还原反应，D不符合；【例3】有关物质之间的部分转化关系如图所示，其中“——”表示物质之间能发生化学反应，“→”表示物质之间的转化关系。下列说法中正确的是()A．物质X是一种常见的有机化合物B．反应②一定有盐参加反应C．CaCO3与NaOH反应可生成Ca(OH)2D．图中的所有反应均不属于置换反应【答案】D【解析】由于CO2、CaCO3之间能相互转化，CO2与Ca(OH)2能反应，X可以为CO2，它不属于有机化合物，A错误。Ca(OH)2能与CO2反应生成CaCO3，但CO2不属于盐，B错误。由于CaCO3难溶，不能与NaOH反应，C错误。【举一反三】（1）根据物质的类别不同，写出②的可能化学方程式。（2）反应③的反应类型是什么？【提示】（1）Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O(或Ca(OH)2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaOH等)。（2）分解反应1．（2021·洮南市第一中学高一月考）有些古文或谚语包含了丰富的化学知识，下列解释正确的是A．“日照香炉生紫烟”是因为发生了碘的升华现象B．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”该过程发生了置换反应C．“绳锯木断，水滴石穿”发生的均为物理变化D．“玉不琢不成器”，“百炼方能成钢”发生的均为化学变化【答案】B【详解】A．日照香炉生紫烟”描述的现象中，“烟”此处实为雾，雾在太阳光的照射下产生的丁达尔效应象是紫烟，与碘的升华无关，故A错误；B．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”该过程发生了硫酸铜和铁的置换反应，生成硫酸亚铁和单质铜，故B正确；C．绳锯木断是属于形状变化是物理变化，水滴石穿过程中，水中的碳酸与碳酸钙发生化学变化，所以涉及化学变化，故C错误；D．“玉不琢不成器”只描述了玉石的形状发生改变，属于物理变化，故D错误；故选B。2．（2020·南京市第十三中学高一月考）下列性质中，不属于碱的通性的是A．能与酸反应生成盐和水 B．能与酸性氧化物反应生成盐和水C．能与某些盐反应生成新碱和新盐 D．能与金属反应放出氢气【答案】D【详解】A．能与酸反应生成盐和水，属于碱的通性，故A不符合；B．能与酸性氧化物反应生成盐和水，属于碱的通性，故B不符合；C．能与某些盐反应生成新碱和新盐，属于碱的通性，故C不符合；D．能与金属反应放出氢气，不属于碱的通性，故D符合；答案选D。3．盐是一类常见的物质，下列物质通过一步反应可直接形成盐的是()①金属单质②碱性氧化物③碱④非金属单质⑤酸性氧化物⑥酸A．①②③ B．①④⑥C．②⑤⑥ D．全部【答案】D【详解】题中所列物质均可通过一步反应直接形成盐。如：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，Na2O＋CO2=Na2CO3，NaOH＋HCl=NaCl＋H2O，Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。4．如图所示，“——”表示相连的物质间在一定条件下可以反应，“→”表示丁在一定条件下可以转化为乙。下面四组选项中，符合图示要求的是()甲乙丙丁AH2SO4Na2SO4NaOHNaClBKClK2CO3KOHHClCO2COCCuODFeCuCl2ZnHCl【答案】D【详解】A中甲和乙、乙和丙、丙和丁、丁和甲均不能反应，丁也不能转化为乙；B中甲和乙、乙和丙、丁和甲之间均不能反应，丁也不能转化为乙，故A、B不符合题意。C中反应依次为甲和乙：2CO＋O2eq\o(=,\s\up10(点燃))2CO2；乙和丙不发生反应；丙和丁：2CuO＋Ceq\o(=,\s\up10(高温))2Cu＋CO2↑；甲和丁不反应，丁→乙：CuO＋Ceq\o(=,\s\up10(高温))Cu＋CO↑，故C不符合题意。D中，反应依次为甲和乙：Fe＋CuCl2=FeCl2＋Cu；乙和丙：Zn＋CuCl2=Cu＋ZnCl2；丙和丁：Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑；丁和甲：Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑；丁→乙：CuO＋2HCl=CuCl2＋H2O，D符合题意。5．“探险队员”——盐酸，不小心走进了化学迷宫，不知怎样走出来，因为迷宫有许多“吃人的野兽”(即能与盐酸反应的物质或者是水溶液)，盐酸必须避开它们，否则就无法通过。（1）请你帮助它走出迷宫(请用图中物质的序号先后连接起来表示所走的路线)________________。（2）迷宫内12种物质中属于碱性氧化物的有________，写出其中一种与盐酸反应的化学方程式：______________________________________________________________________________________________。（3）迷宫内12种物质中，金属单质按活动性顺序由强到弱是________，试写一个相互置换的化学方程式：___________________________________________________________________________________________。【答案】(1)③⑥⑩⑦⑪⑫(2)⑤⑨Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O(或MgO＋2HCl=MgCl2＋H2O)(3)①⑦⑫Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu(其他合理答案均可)【详解】(1)要让盐酸走出迷宫，所经过的物质都不能跟盐酸反应，CO2、NaCl、CO、Cu、H2SO4、Ag都不能跟盐酸反应，故盐酸所走的路线是③⑥⑩⑦⑪⑫。(2)能与酸反应生成盐和水的氧化物称为碱性氧化物，Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O，MgO＋2HCl=MgCl2＋H2O，故Fe2O3和MgO属于碱性氧化物。(3)根据金属活动性顺序，越靠前的金属越活泼，因此活动性由强到弱的顺序是Zn>Cu>Ag，即活动性由强到弱的顺序是①⑦⑫，它们之间发生置换反应的化学方程式有：Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu，Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2＋2Ag(任写一个即可)。1．（2021·吉林白城市·白城一中高一月考）下列各组物质中，满足图所示物质一步转化关系的是选项XYZ1COCO2H2CO32CuCuOCu(OH)23CaOCa(OH)2CaCO34CuSO4CuOCu(OH)2A．1 B．2 C．3 D．4【答案】C【详解】A．CO与氧气反应得到CO2，CO2与水反应可以得到H2CO3，H2CO3不能转化得到CO，故A不符合；B．铜燃烧得到氧化铜，氧化铜不能与水反应生成氢氧化铜，故B不符合；C．氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与二氧化碳反应得到碳酸钙，碳酸钙分解得到氧化钙，故C符合；D．用CuSO4不能一步制得CuO，故D不符合。故选：C。2．（2020·华中师范大学潜江附属中学高一月考）有CuO、Fe、H2、Ba(OH)2溶液、K2CO3溶液、NaOH溶液、稀硫酸七种物质,在常温下物质两两间能发生反应最多有（）A．4个 B．5个 C．6个 D．7个【答案】C【详解】由题目中的信息可以知道：两种物质之间分别验证，则CuO与H2反应需要加热，而题目要求“在常温下”进行，故此反应不能进行；CuO与稀硫酸反应；Fe与稀硫酸反应；Ba(OH)2溶液和K2CO3溶液反应生成沉淀；Ba(OH)2溶液与稀硫酸反应生成沉淀；K2CO3溶液与稀硫酸反应生成气体；NaOH溶液与稀硫酸反应，生成盐和水；故共6个化学反应。C选项是正确的。故选C。3．（2021·全国高一专题练习）下列物质有给定条件下的转化均能一步实现的是A．Fe2O3FeFeCl3B．H2O2H2H2OC．CaCl2溶液CaCO3CO2D．CuSO4溶液CuCuO【答案】D【详解】A.铁与稀盐酸反应生成的是氯化亚铁，不是氯化铁，不能一步实现，A错误；B.过氧化氢分解生成的是氧气和水，不能生成氢气，B错误；C.由于盐酸的酸性大于碳酸，所以氯化钙溶液中通入二氧化碳，不能生成碳酸钙沉淀，C错误；D.铁比铜活泼，故铁可以与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，铜可以与氧气反应生成氧化铜，D正确；答案选D。4．（2021·福建省武平县第一中学高一月考）构建知识网络是一种重要的学习方法．如图是关于硫酸化学性质的知识网络：“﹣”表示相连的两种物质能发生反应，“→”表示一种物质能转化为另一种物质，A，B，C分别属于不同类别的化合物，则A，B，C可能是A．NaOH，CuSO4，Na2CO3 B．KOH，HNO3，K2CO3C．Ba(OH)2，CuSO4，CuO D．NaOH，HCl，Ba(NO3)2【答案】B【详解】A．CuSO4和Na2CO3都属于盐，属于相同类别的化合物，故A不符合题意；B．KOH和HNO3能反应，HNO3和K2CO3能反应，硫酸和KOH、K2CO3、Zn也能反应，硫酸可以与硝酸钡反应生成硝酸，故B符合题意；C．CuSO4和CuO不能反应，故C不符合题意；D．HCl与Ba(NO3)2不能反应，故D不符合题意；故选：B。5．（2021·福建省武平县第一中学高一月考）如图表示初中化学常见物质的相互转化关系(反应条件已省略)，下列说法错误的是A．图I中物质都由分子构成B．图II中的化学反应说明氧气具有可燃性C．反应①和②可能是同一反应D．图中涉及物质的类别不包含酸【答案】B【详解】A．图I中物质是H2O、H2O2、O2都由分子构成，正确；B．图Ⅱ中的化学反应，是物质与氧气反应，说明氧气能支持燃烧，不能说明氧气具有可燃性，错误；C．反应①和②可能是CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，正确；D．酸是电离时生成的阳离子全部为氢离子的化合物。图中涉及物质的类别不包含酸，正确。故选B。6．（2020·云南民族大学附属中学高一月考）2020年9月20日是第32个“全国爱牙日”。为了防止龋齿，正确的刷牙方式和选用适宜的牙膏很重要。对牙膏中的物质的探究要用到许多化学知识。下表列出了三种牙膏中的摩擦剂：牙膏×××牙膏×××牙膏××牙膏摩擦剂氢氧化铝碳酸钙二氧化硅(1)三种牙膏的摩擦剂中，氢氧化铝是碱，碳酸钙和二氧化硅分别是___________、___________(填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”)。(2)根据你的推测，牙膏摩擦剂的溶解性___________(填“易溶”和“难溶”)。(3)牙膏中的摩擦剂碳酸钙可以用石灰石来制备。某同学设计了一种实验室制备碳酸钙的实验方案，其流程图为：请写出上述方案中反应③的化学方程式：___________。(4)请你仍用石灰石作为原料(其他试剂自选)，设计实验室制备碳酸钙的另一种实验方案，依照(3)所示，将你的实验方案用流程图表示出来：→___________________你设计的方案的优点为___________。【答案】盐氧化物难溶Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH不需要高温条件，条件温和、节能；实验步骤少，操作简单。【详解】(1)三种牙膏的摩擦剂中，氢氧化铝是碱；碳酸钙是由金属阳离子与酸根离子组成的化合物，属于盐；二氧化硅是由氧与硅两种元素组成的化合物，属于氧化物；(2)牙膏摩擦剂氢氧化铝、碳酸钙和二氧化硅都难溶于水，因此牙膏摩擦剂属于难溶性物质；(3)石灰水主要成分是Ca(OH)2，Ca(OH)2与Na2CO3发生复分解反应产生CaCO3沉淀和NaOH，所以反应③的化学方程式为：Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH；(4)另一种以石灰石为原料制备CaCO3的方案是：CaCO3与HCl发生复分解反应产生CaCl2、H2O、CO2，反应产生的CaCl2与Na2CO3在溶液中反应产生CaCO3沉淀和NaCl。反应方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O；CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl，实验方案用流程图表示出来为：该方案与第一种实验方案比较优点是：不需要高温条件，条件温和、节能；实验步骤少，操作简单。7．（2020·山西太原市·太原十二中高一月考）单质、氧化物、酸、碱和盐的相互关系，可以用图简单表示。限选择铁、碳、氧气、盐酸、氧化钙、二氧化碳、水、氢氧化钙8种物质作为反应物，将图中指定序号的转变用化学方程式表示(所写化学方程式不得重复)。①；②____________________________________________________________；③_____________________________________________________________；④_____________________________________________________________；⑤______________________________________________________________；⑥______________________________________________________________；⑦_____________________________________________________________。【答案】CO2+H2O=H2CO3CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2OFe+2HCl=FeCl2+H2↑CaO+2HCl=CaCl2+H2OCa(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2OCaO+H2O=Ca(OH)2【分析】属于同一类的物质必定符合同一标准，就会有某一共同的性质，利用一类物质和另一类物质之间的关系，就可以找出物质之间转化的方法：非金属酸性氧化物；金属碱性氧化物，该题对各类物质之间的转化限定了8种物质，从这8种物质中选出符合条件的物质进行各类物质间的转化。【详解】②酸性氧化物+水→酸，CO2属于酸性氧化物，该反应为:CO2+H2O=H2CO3；③酸性氧化物+碱→盐和水，CO2属于酸性氧化物，Ca(OH)2属于碱，该反应为：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；④金属+酸→盐+H2↑，Fe属于金属，HCl属于酸，该反应为：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；⑤碱性氧化物+酸→盐+水，CaO属于碱性氧化物，HCl属于酸，该反应为：CaO+2HCl=CaCl2+H2O；⑥碱+酸→盐+水，Ca(OH)2属于碱，HCl属于酸，该反应为：Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O；⑦碱性氧化物+水→碱，CaO属于碱性氧化物，该反应为：CaO+H2O=Ca(OH)2。8．（2021·沈阳市第八十三中学高一开学考试）I、硫酸和盐酸既是实验室常用的试剂，也是重要的化工原料。它们既有相似之处，又有不同之点。（1）它们水溶液的pH都___________7(填“大于”、“小于”或“等于”)。（2）它们都能除铁锈，写出盐酸与铁锈主要成分反应的化学方程式___________。（3）它们都能与碱反应生成盐和水，该类反应叫___________反应。（4）打开两瓶分别盛有浓硫酸和浓盐