資源簡介

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第二十一講：物質的循環和轉化
自然界中的氧循環：
大氣中的氧氣來源于植物的 光合 作用。大氣中的氧氣消耗的主要途徑
是動植物的 呼吸 作用、微生物分解動植物遺體、燃料的 燃燒 、其他 氧化 反應(如鐵生銹、食物的腐敗)等。
光合作用方程式：6CO2+6H2O C6H12O6+6O2
呼吸作用方程式：C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O
自然界中的碳循環：
大氣中的二氧化碳通過植物的 光合作用 轉變為 有機物 ，固定的碳以有機物的形式供給動、植物利用，同時呼吸作用、微生物的分解、燃料燃燒等方式釋放二氧化碳返回大氣，周而復始進行循環。
自然界中氧循環和碳循環的意義：使氧氣和二氧化碳保持著相對平衡，從而使它們在空氣中的含量保持相對穩定，維持整個生物圈中的碳氧平衡。
【典例1】（2023寧波模擬）自然界中碳循環、氧循環如圖，下列說法正確的是（　　）
A．植物呼吸作用放出氧氣
B．氧氣只有通過燃燒才能參與碳循環
C．植物光合作用可以將大氣中CO2全部吸收
D．碳、氧循環失衡會導致人類生存環境惡化
【答案】D
【解析】【分析】綠色植物的光合作用吸收二氧化碳，放出氧氣；人和動植物的呼吸、化石燃料的燃燒等消耗氧氣，產生二氧化碳。通過氧循環和碳循環，保持了大氣中氧氣和二氧化碳含量的相對恒定，維持了整個生物圈中的氧—碳平衡。
【解答】A.光合作用放出氧氣，A錯誤；
B.氧氣通過呼吸、燃燒等參與氧循環，B錯誤；
C.植物光合作用吸收大氣中部分CO2，C錯誤；
D.碳、氧循環失衡會使“溫室效應”加劇等，導致全球性氣候變暖，并引起一系列惡果，D正確；
故答案為：D
【對點訓練1】（2023杭州模擬）氧氣在自然界中存在非常廣泛，并不斷循環轉化，如圖是自然界中氧元素的部分循環示意圖，下列與氧循環有關的說法正確的是（）
A．空氣中的氧氣的含量是穩定不變的
B．圖中參與氧循環的各途徑都是化學變化
C．氧元素在自然界中既有游離態，又有化合態
D．空氣中氧氣的濃度越高越有利于生物生存
【答案】C
【解析】【分析】空氣中的氧氣處于動態平衡，且氧氣既有利也有弊，要一分為二的看待問題；
【解答】A. 空氣中的氧氣的含量是基本不變，所以A錯誤；
B. 圖中參與氧循環的各途徑都是化學變化 ，錯誤，氧氣溶解在水中是物理變化，B錯誤；
C. 氧元素在自然界中既有游離態，又有化合態，正確；
D. 空氣中氧氣的濃度越高越有利于生物生存 ，錯誤，空氣中的氧氣濃度太高也會使人和動物中毒，D錯誤；
故答案為：C.
1. 金屬→金屬氧化物→堿：如(
2. 非金屬→非金屬氧化物→酸：如(
一、兩條縱線
1.金屬、金屬氧化物、堿之間的轉化
(1)反應①通常是金屬（部分）與氧氣在一定條件下反應生成相應的金屬氧化物。
(2)反應②通常是金屬氧化物和還原劑 在一定條件下反應，生成金屬和非金屬氧化物(金屬的冶煉)。
H 還原CuO CO還原CuO C還原CuO
化學方程式 H +CuOCu+H O CO+CuOCu+CO C+2CuO2Cu+CO ↑
裝置圖
裝置特點 A．試管口略向 下 傾斜;B．通H 的導管伸至試管底部于CuO上方 因CO有 毒性 ，增加對尾氣處理裝置， 防止CO污染空氣 A．試管口略向下傾斜； B. 反應需高溫；
操作步驟 反應前需檢驗 氣體純度 。還原過程分四步：一通，二點，三撤， 四停 A.檢查氣密性；B.裝藥品固定試管; C.點燃;D.移導管,熄滅酒精燈。
實驗現象 A.黑色CuO變成_ 紅 色; B.試管口有_ 水珠 生成 A.黑色CuO變成_紅 色; B.生成的氣體使澄清石灰水變渾濁 A.黑色固體逐漸減少； B.有光亮紅色固體生成； C.生成的氣體使澄清石灰水變渾濁
(3)反應③通常是某些金屬氧化物與水 反應生成相應的可溶性堿 。
如:
(4)反應④通常是不溶性堿受熱分解 生成金屬氧化物 和水 。
如:
2.非金屬、非金屬氧化物、酸之間的轉化
反應⑥通常是非金屬與氧氣 在一定條件下反應。
如:
反應⑦通常是非金屬氧化物與水 發生化合反應，生成相應的酸 (二氧化硅不溶于水)。
如:
反應⑧通常是不穩定的酸分解生成相應的非金屬氧化物 和水 。
如：
二、四條橫線
1. 金屬+非金屬→無氧酸鹽， 反應⑨
2. 金屬氧化物+非金屬氧化物→含氧酸鹽， 反應⑩
3. 酸+堿→鹽+水, 反應⑤
4. 鹽+鹽→新鹽+新鹽, 反應
三、四條交叉斜線
1. 金屬氧化物+酸→鹽+水， 反應
2. 非金屬氧化物+堿—→鹽+水， 反應
3. 酸+鹽→新酸+新鹽, 反應
4. 堿+鹽→新堿+新鹽, 反應
四、兩條彎線
1. 金屬+鹽→新金屬+新鹽， 反應
2. 金屬+酸→鹽+氫氣, 反應
3. 其他物質間的相互轉化
氧氣、氧化物、酸、氫氣、水：
碳與碳的化合物：
氫氧化鈉、碳酸鈉、氯化鈉：
鐵、銅及其化合物：
【典例2.1】（2023湖北宜昌真題）如圖所示，“—”表示相連的兩種物質能發生反應，“→”表示一種物質能轉化成另一種物質，部分反應物、生成物及反應條件未標出。下列說法與圖示關系不符的是（ ）
A. 甲不能是堿 B. 丙不能是單質
C. 甲乙可以都是氧化物 D. 甲乙丙可以是不同類別的物質
【答案】B
【解析】A、鹽酸可以生成甲物質，因為鹽酸可以和堿發生反應，所以甲不可能是堿，選項正確；
B、丙可以和鹽酸發生反應，丙可以是活潑的金屬單質，鹽酸能生成甲，鹽酸可以和硝酸銀發生反應生成硝酸，所以甲可以是硝酸，乙是金屬氧化物，硝酸可以和金屬氧化物發生反應，金屬氧化物和金屬單質可以互相轉化，所以丙可以是單質，選項錯誤；
C、甲乙可以都是氧化物，因為鹽酸能生成甲，甲又是氧化物，所以甲是水，乙可以和水發生反應，乙可以是二氧化碳，丙可以是碳酸鈉，碳酸鈉既可以和鹽酸發生反應，又可以和二氧化碳相互轉化，碳酸鈉與鹽酸生成二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉，故甲乙可以都是氧化物，選項正確；
D、甲乙丙可以是不同類別的物質，比如B選項所分析的，甲可以是硝酸，乙是金屬氧化物，丙是金屬單質，選項正確。
故選B。
【對點訓練2.1】（2023陜西真題）下圖是初中四種常見物質之間的常見反應關系圖，圖中“——”表示相連的兩種物質能反應，“→”表示兩端的物質通過一步反應能轉化。下列說法不正確的是（ ）
A. X一定是 B. Y可能是鈉鹽
C. X與Y不可能都是鹽 D. X與Y反應能生成NaOH
【答案】A
【解析】A、X能生成氫氧化鈉同時也能和硫酸、Y發生反應的物質，可以是碳酸鈉，碳酸鈉可以和氫氧化鈣反應生成氫氧化鈉，也可以和硫酸發生反應生成二氧化碳，所以不一定是氫氧化鈣，選項錯誤；
B、Y、X均是能生成氫氧化鈉同時也能和硫酸、Y（X）發生反應的物質，所以X、Y可以是碳酸鈉和氫氧化鈣（順序可互換），所以Y可能是鈉鹽，選項正確；
C、因為XY均要能生成氫氧化鈉，同時可以和硫酸發生反應，若兩者都是鹽，則XY均為鈉鹽，才能在復分解反應中生成氫氧化鈉，符合復分解反應定義，要同時生成沉淀，能與金屬離子反應生成沉底的酸根離子為硫酸根和碳酸根，則XY應該為硫酸鈉和碳酸鈉，但硫酸鈉無法與硫酸發生反應，所以X與Y不可能都是鹽，選項正確；
D、因為X、Y可以是碳酸鈉和氫氧化鈣（順序可互換），XY反應可以生成氫氧化鈉和碳酸鈣，選項正確。
故選A。
【典例2.2】（2023云南真題）碳及其化合物存在如下轉化關系：（“→”表示一種物質會一步轉化成另一種物質）。下列有關說法錯誤的是（ ）
A. 由C轉化為的過程中碳元素的化合價依次升高
B. 只能通過與反應轉化
C. 通過與C反應轉化為，化學方程式為
D. X可能是酸或鹽
【答案】B
【解析】A、C、CO、中碳元素化合價分別為0、+2、+4價，碳元素的化合價依次升高，不符合題意；
B、氧化鐵與一氧化碳高溫下反應生成鐵單質和二氧化碳，符合題意；
C、碳和二氧化碳在高溫下反應生成一氧化碳，化學方程式為，不符合題意；
D、二氧化碳和水反應生成碳酸、碳酸分解生成二氧化碳，碳酸屬于酸；二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水，碳酸鈉和稀鹽酸反應生成氯化鈉、水、二氧化碳，碳酸鈉屬于鹽，故X可能是酸或鹽，不符合題意；
故選B。
【對點訓練2.2】（2022黑龍江龍東中考）下列物質間的轉化關系，不能實現的是（ ）
A. H2O2→H2O→H2CO3
B. Mg→MgO→MgSO4
C. KCl→KNO3→K2SO4
D. Cu(OH)2→CuSO4→CuCl2
【答案】C
【解析】A、過氧化氫在二氧化錳的催化下分解為水和氧氣，二氧化碳與水反應生成碳酸，不符合題意；
B、鎂在氧氣中燃燒生成氧化鎂，氧化鎂和硫酸反應生成硫酸鎂和水，不符合題意；
C、氯化鉀和硝酸銀反應生成氯化銀和硝酸鉀，鉀鹽和硝酸鹽都是可溶的，硝酸鉀不能轉化為硫酸鉀，符合題意；
D、氫氧化銅和硫酸反應生成硫酸銅和水，硫酸銅和氯化鋇反應生成硫酸鋇和氯化銅，不符合題意。
故選C。
【典例2.3】（2023湖南邵陽真題） 已知A~H為初中化學常見的8種物質，已知A是無色無味的氣體，且能使澄清石灰水變渾濁，C的溶液為藍色；從物質類別來看，A和B屬于同一類別，C和D屬于同一類別，F和G屬于同一類別，他們的相互關系如圖所示。（物質類別是指：單質、氧化物、酸、堿、鹽；“→”表示一種物質可以通過一步反應轉化為另一種物質，“—”表示相連的兩種物質之間可以發生反應；反應條件、部分反應物和生成物已略去）
（1）物質A的化學式______；
（2）B→C反應所屬的基本反應類型是______；
（3）D→E反應的化學方程式______。
【答案】（1）CO2 （2）復分解反應 （3）BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl
【解析】已知A是無色無味的氣體，且能使澄清石灰水變渾濁，A是二氧化碳，而C的溶液為藍色，含有銅離子的鹽溶液一般都是藍色，C可以為硫酸銅，因為氧化銅與稀硫酸反應生成硫酸銅和水，氧化銅和一氧化碳在高溫條件下生成銅和二氧化碳，A和B屬于同一類別都屬于氧化物，故B為氧化銅；C和D屬于同一類別都屬于鹽，D可為氯化鋇，硫酸銅與氯化鋇反應生成白色的硫酸鋇沉淀和氯化銅，D和E可以相互轉化，E可以是鹽酸，鹽酸和碳酸鋇反應生成氯化鋇、水和二氧化碳，氯化鋇與硫酸反應生成白色的硫酸鋇沉淀和鹽酸，H可以是硝酸（或氫氣），鹽酸與硝酸銀反應生成白色的氯化銀沉淀和硝酸，硝酸與氧化銅反應生成硝酸銅和水（或鋅與稀鹽酸反應生成氯化鋅和氫氣，氫氣與氧化銅在加熱條件下生成銅和水）；F和G屬于同一類別可以是堿，F可為氫氧化鈣，G可為氫氧化鈉，二氧化碳與氫氧化鈣、氫氧化鈉都反應，氫氧化鈣與碳酸鈉反應生成白色的碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，氫氧化鈣與鹽酸反應生成氯化鈣和水。
（1）由分析可知，物質A為二氧化碳，化學式為CO2；
（2）由分析可知，B為氧化銅，C為硫酸銅，B→C反應為氧化銅與稀硫酸反應生成硫酸銅和水，是由兩種物質相互交換成分生成另外兩種物質，屬于復分解反應；
（3）由分析可知，D可為氯化鋇，E可以是鹽酸，D→E反應為氯化鋇與硫酸反應生成白色的硫酸鋇沉淀和鹽酸，化學方程式為BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl。
【對點訓練2.3】（2023甘肅白銀真題） A~G是初中化學常見的物質，其相互反應及轉化關系如下圖所示（部分反應條件省略）。已知A是易與人體血紅蛋白結合的有毒氣體，B是赤鐵礦的主要成分，C是相對分子質量最小的氧化物，F是最輕的氣體。
（1）G的化學式為_______。
（2）反應③的實驗現象為_______。
（3）寫出反應①的化學方程式_______。
（4）寫出反應②的化學方程式_______，其基本反應類型是_______。
【答案】（1）
（2）劇烈燃燒，火星四射，放熱，生成黑色固體
（3）
（4）①. ②. 分解反應
【解析】A是易與人體血紅蛋白結合的有毒氣體，A是一氧化碳；
B是赤鐵礦的主要成分，B是氧化鐵；
C是相對分子質量最小的氧化物，C是水；
F是最輕的氣體，F是氫氣；
一氧化碳和氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，鐵能夠在氧氣中燃燒，生成四氧化三鐵；水分解能生成氫氣和氧氣，推測D是鐵，E是氧氣，G是四氧化三鐵；
綜上分析：A是一氧化碳，B是氧化鐵，C是水，D是鐵，E是氧氣，F是氫氣，G是四氧化三鐵。
（1）根據分析可知，G是四氧化三鐵，故填：Fe3O4；
（2）反應③是鐵絲在氧氣中燃燒，會火星四射，生成黑色固體，故填：劇烈燃燒，火星四射，放熱，生成黑色固體；
（3）反應①是一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下反應生成鐵和二氧化碳，故填：；
（4）反應②是電解水產生氫氣和氧氣，故填：；
一種物質生成兩種物質，屬于分解反應，故填：分解反應；
真題演練
（2022杭州模擬）汽車開動和人的生命活動都需要能量，能量是各種運動的量度。給汽車開動和人的生命活動提供能量的兩個過程如圖所示，下列分析錯誤的是（　　）
A．都通過氧化反應釋放出能量
B．都將其他形式的能轉化為化學能
C．都參與自然界的碳循環和氧循環
D．都遵循能量的轉化和守恒定律
【答案】B
【解析】【分析】（1）根據氧化反應的分類來分析；
（2）根據化學反應中的能量變化來分析；
（3）根據燃燒與呼吸作用來分析；
（4）根據能量守恒來分析。【解答】A.人的呼吸作用是緩慢氧化，汽油的燃燒是劇烈氧化，都屬于氧化反應釋放能量，故A正確不合題意；
B.燃燒和呼吸作用都是將化學能轉化為其他形式的能，故B錯誤符合題意；
C.含碳燃燒可將氧氣轉化為二氧化碳，呼吸作用將氧氣轉化為二氧化碳，因此這兩個過程都參與自然界的碳循環和氧循環，故C正確不合題意；
D.化學變化都遵循能量的轉化和守恒定律，故D正確不合題意。
故選B。
（2022杭州）在利用黃銅（一種合金）制作機器零件的過程中會產生黃銅屑，經測定黃銅屑主要含Zn、ZnO、Cu和CuO。下列分析錯誤的是（　　）
A．將黃銅屑加入足量稀硫酸中，會有氣泡產生
B．將黃銅屑加入足量稀硫酸中，黃銅屑會全部溶解
C．根據黃銅屑的成分，可確定黃銅中含有鋅和銅兩種金屬
D．根據黃銅屑與足量稀硫酸反應的現象，可比較鋅和銅的金屬活動性強弱
【答案】B
【解析】黃銅屑中含有銅，不能與酸反應，故不能全部溶解，所以選B
（2022·湖州）下列物質間的轉化不能實現的是（　　）
A．CO2 H2CO3 　 B．Fe2O3 Fe
C．S FeS D．CuOCu(OH)2
【答案】D
【解析】CuO不會溶于水，不能與水反應生成可溶性的堿，故選D
（2022紹興模擬）如圖所示是自然界中一個簡單的碳循環過程，對于該過程理解正確的是（　　）
A．動植物的呼吸作用為地球大氣提供了所有的二氧化碳
B．植物通過光合作用將大氣中的碳元素轉移到植物體內
C．植物體內的有機物只能通過自身的呼吸作用轉化為二氧化碳
D．我國北方的冬天，許多樹葉掉落，會導致大氣中的二氧化碳明顯增加
【答案】B
【解析】【分析】 碳循環主要通過二氧化碳來進行。它主要可分為三種形式： 第一種形式是綠色植物經光合作用將大氣中的二氧化碳和水轉化成碳水化合物；在植物呼吸過程中，吸入氧氣呼出二氧化碳，使二氧化碳返回大氣中被植物再度利用。 第二種形式是植物被動物或人采食后，碳水化合物（如糖類）經食物鏈傳遞，被人或動物吸收，又成為人、動物和微生物的一部分，在體內氧化生成二氧化碳，并通過動物或人的呼吸釋放回到大氣中又可被植物利用。 第三種形式是微生物在生命活動中對動植物遺體及糞便中的有機物進行分解，不斷向大氣中釋放二氧化碳。除此之外，煤、石油、天然氣等燃燒時，生成二氧化碳，它返回大氣中后重新進入生物圈的碳循環；氧循環：氧元素也是生物體的主要組成元素，它在地殼和人體中的含量也最高。在生物圈，氧元素主要存在于水、二氧化碳和氧氣等物質中。氧氣對生物的生命活動是不可或缺的，生物圈中的氧氣主要存在空氣中，約占空氣體積的21%。當空氣中氧的含量下降到7%-8%時，人就會昏迷、窒息，甚至死亡，但空氣中的氧的含量也始終保持平衡。
【解答】A. 動植物的呼吸作用為地球大氣提供了大部分的二氧化碳，二氧化碳的產生還有微生物的分解作用和化石燃料的燃燒等，A錯誤；
B. 植物通過光合作用將大氣中的碳元素轉移到植物體內，B正確；
C. 植物體內的有機物能通過自身的呼吸作用轉化為二氧化碳，還能通過分解作用產生二氧化碳，C正確；
D. 我國北方的冬天，許多樹葉掉落，不會導致大氣中的二氧化碳明顯提高，因為南方的綠植旺盛，會吸收大量的二氧化碳，而且二氧化碳在大氣中實現動態平衡，D錯誤；
故答案為：B
（2023天津真題）下圖所示為甲、乙、丙、丁四種物質間的相互關系，涉及的反應均為初中化學常見反應(“—”表示相連的兩種物質能反應，“→”表示通過一步反應能實現轉化)，下列選項符合圖示關系的是（ ）
選項 甲 乙 丙 丁
A
B
C
D
【答案】D
【解析】A、氫氧化鈉和硫酸生成硫酸鈉和水，硫酸和鋅生成硫酸鋅和氫氣，鋅和硫酸銅生成硫酸鋅和銅，硫酸銅和氫氧化鈉生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉，但氫氧化鈉無法轉化為鋅，選項錯誤；
B、氫氧化鈣和鹽酸生成氯化鈣和水，鹽酸和氫氧化鈉生成氯化鈉和水，氫氧化鈉和碳酸鈣不反應，碳酸鈣和氫氧化鈣不反應，氫氧化鈣和和碳酸鈉可生成碳酸鈣和氫氧化鈉，選項錯誤；
C、碳酸鈉和氫氧化鈣生成碳酸鈣和氫氧化鈉，氫氧化鈣和硫酸生成硫酸鈣和水，硫酸和氯化鋇生成硫酸鋇和鹽酸，氯化鋇和碳酸鈉生成碳酸鋇和氯化鈉，碳酸鈉無法轉化為硫酸，選項錯誤；
D、碳和不充足氧氣點燃生成一氧化碳，碳能轉化為一氧化碳，氧氣和一氧化碳點燃生成二氧化碳，一氧化碳和氧化銅加熱生成二氧化碳和銅，氧化銅和碳高溫生成銅和二氧化碳，選項正確。
故選D。
（2022湖北宜昌中考） 甲、乙、丙是初中化學常見的物質，且類別相同（單質、氧化物、酸、堿、鹽）。圖中“→”表示一種物質一步轉化成另一種物質，部分反應物、生成物及反應條件未標出。下列說法與圖示關系不符的是（ ）
A. 甲可以是硫酸
B. 甲可以是氫氧化鈣
C. ①②③都可以是分解反應
D. ①②③都可以是置換反應
【答案】C
【解析】A、甲為硫酸，硫酸和氯化鋇反應生成硫酸鋇和鹽酸，則乙可以是鹽酸，鹽酸和硝酸銀反應生成氯化銀和硝酸，則丙可以是硝酸，硫酸和硝酸鋇反應得到硫酸鋇沉淀和硝酸，說法正確，不符合題意；
B、甲為氫氧化鈣，氫氧化鈣和碳酸鉀反應生成碳酸鈣和氫氧化鉀，乙可以是氫氧化鉀，氫氧化鉀和氯化銨反應生成氯化鉀、氨氣和水，氨氣溶于水得到氨水，丙可以是氨水，氫氧化鈣和氯化銨反應得到氯化鈣、氨氣和水，也可得到氨水，說法正確，不符合題意；
C、若①②③都可以是分解反應，因甲可分解生成乙和丙，則甲不可能為單質、酸、堿、氧化物，若為鹽，則甲分解得到乙和丙，而乙又分解生成丙，不存在這樣的鹽，說法不正確，符合題意；
D、甲可以是鐵，鐵和硫酸銅反應得到硫酸亞鐵和銅，乙為銅，銅和硝酸銀反應生成硝酸銅和銀，故丙為銀，鐵和硝酸銀反應得到銀和硝酸亞鐵，說法正確，不符合題意。
故選C。
（2022河南中考）甲、乙、丙的轉化關系如圖所示（“→”表示反應能一步實現，部分物質和反應條件已略去），則符合要求的甲、乙、丙依次為（ ）
A. CaO、Ca（OH）2、CaCO3
B. H2、H2O、H2O2
C. CuO、Cu（OH）2、CuSO4
D. C、CO2、H2CO3
【答案】A
【解析】A、CaO+H2O==Ca(OH)2，CO2 + Ca(OH)2 == CaCO3 ↓+ H2O ，CaCO3 CaO+CO2↑，
符合題意；
B、2H2+O22H2O ，H2O無法反應生成H2O2，H2O2無法反應生成H2，不符合題意；
C、CuO無法反應生成Cu(OH)2、 Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O，CuSO4無法反應生成CuO，不符合題意；
D、C +O2CO2、CO2 + H2O = H2CO3，H2CO3無法反應生成C，不符合題意；
故選A。
（2023黑龍江齊齊哈爾真題）A~E是初中化學常見的物質，它們之間的關系如圖所示。圖中“一”表示兩種物質間能發生化學反應，“→”表示兩種物質間的轉化關系（其中反應條件、部分反應物及生成物已略去）。
請回答下列問題：
（1）若A、B、C、D、E中都含有一種相同元素，A和B是組成元素相同的液體，D是黑色固體，寫出A→B的基本反應類型_________________，D與E反應的化學方程式_________________（答一個即可）。
（2）若A、B、C、D、E為五種不同類別的物質，C廣泛用于玻璃、造紙、紡織和洗滌劑的生產。寫出D物質的化學式_________________，C與E反應的實驗現象_________________，B物質的用途_________________（答一點即可）。
【答案】（1）①. 分解反應 ②. ##
（2）①. NaOH ②. 有大量氣泡產生，固體逐漸溶解，形成無色溶液 ③. 人工降雨；滅火；制冷劑；氣體肥料；化工產品的原料（合理即可）
【解析】（1）若A、B、C、D、E中都含有一種相同元素，A和B是組成元素相同的液體，且A能生成B，則A為過氧化氫、B為水；則物種物質中都含氧元素或氫元素，D是黑色固體，且B能轉化為C，C能轉化為D，E與C、D均能反應，而電解水生成氫氣和氧氣，氧氣能轉化為黑色的氧化銅或四氧化三鐵，一氧化碳能還原氧化銅或四氧化三鐵，且一氧化碳能與氧氣反應，則C為氧氣、D為氧化銅或四氧化三鐵、E為一氧化碳。
A→B的反應為過氧化氫在二氧化錳催化作用下生成水和氧氣，該反應為一種物質生成多種物質的反應，屬于分解反應；
D與E反應為一氧化碳還原氧化銅或四氧化三鐵的反應，反應的化學方程式為或。
（2）若A、B、C、D、E為五種不同類別的物質，C廣泛用于玻璃、造紙、紡織和洗滌劑的生產，則為碳酸鈉，屬于鹽；C能轉化為D，且C、D均能與E反應，而碳酸鈉能與氫氧化鈣反應生成氫氧化鈉和碳酸鈣沉淀，氫氧化鈉屬于堿，且碳酸鈉、氫氧化鈉均能與酸反應，則D為氫氧化鈉，E為酸；則A、B分別為氧化物和單質，碳燃燒生成二氧化碳，二氧化碳能與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，則A為碳或氧氣、B為二氧化碳。
D的化學式為NaOH；
C與E的反應為碳酸鈉和酸反應生成鈉鹽、水和二氧化碳，則現象為有大量氣泡產生，固體逐漸溶解，形成無色溶液；
B為二氧化碳，可用于滅火、人工降雨、制冷劑、氣體肥料、化工產品的原料等。
（2023河南真題）弘揚紅旗渠精神，走強國富民之路。20世紀60年代，河南林縣(今林州市)人民在太行山上修成了“人工天河”紅旗渠。他們就地取材，利用石灰石燒制生石灰，A~D是生石灰燒制和使用過程中涉及的部分物質，它們之間的轉化關系如右圖所示(“→”表示反應能一步實現，部分物質和反應條件已略去)，其中D在農業生產中常用于改良酸性土壤。
（1）C的化學式為_____；反應②所屬的基本反應類型為_____。
（2）反應③的化學方程式為_____；B在生產或生活中的一種用途為_____。
【答案】（1）①. CaO ②. 化合反應（2）①. Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O ②. 作氣體肥料或滅火等
【解析】A~D是生石灰燒制和使用過程中涉及的部分物質，A反應后生成B、C，C反應生成D，D能夠與B反應重新生成A，則A為碳酸鈣，B為二氧化碳，C為氧化鈣，D為氫氧化鈣。
（1）由分析可知，C為氧化鈣，其化學式為CaO，故填CaO；
由分析可知MC為氧化鈣，D為氫氧化鈣，則反應②是氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，是兩種物質生成一種新物質的反應，符合化合反應的特點，屬于化合反應，故填化合反應。
（2）由分析可知，B為二氧化碳，D為氫氧化鈣，則反應③是氫氧化鈣與二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀和水，故反應的化學方程式寫為：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；
由分析可知，B為二氧化碳，二氧化碳能夠參與光合作用合成有機物，能夠提高農作物的產量，可用作氣體肥料，二氧化碳不燃燒也不支持燃燒，可用來滅火，故填作氣體肥料或滅火等。
（2023湖南益陽真題）科學家通過移走硅原子構成了兩個漢字——“中國”。小明同學將初中常見的八種物質（A~H）連接成“中”字。其中 B 是常見的堿，俗稱熟石灰，在農業上可與硫酸銅等配制波爾多液；A、B、C、D、E、F是六種不同類別的物質（物質類別包括單質、氧化物、酸、堿、鹽、有機物）。（“→”表示一種物質可以通過一步反應轉化為另一種物質，“—”表示相連的兩種物質之間可以發生反應。反應條件、部分反應物和生成物已略去。）
（1）請寫出 B 物質的化學式___________；
（2）請寫出 F 轉化為 E 的化學方程式_________________________________。
【答案】（1）Ca(OH)2
（2）（合理即可）
【解析】B 是常見的堿，俗稱熟石灰，則B是氫氧化鈣（堿）；A、B、C、D、E、F各是單質、氧化物、酸、堿、鹽、有機物之一，B氫氧化鈣能產生C，則C是碳酸鈣（鹽）；G與B氫氧化鈣能反應，則G可以是二氧化碳；C碳酸鈣反應產生H，H產生E，初中階段碳酸鈣能產生的產物主要是氯化鈣、氧化鈣、水和二氧化碳，四者之一能產生的E物質，屬于單質、氧化物、酸、有機物之一，水能電解產生氫氣，氫氣屬于單質，則H可以是水，E可以是氫氣（單質）；F能產生G二氧化碳、E氫氣，則F可以是鹽酸（酸）；則AD屬于氧化物、有機物之一，A產生G二氧化碳，則A可以是甲烷（有機物）；D氧化物產生H水，則D可以是氧化銅；帶入驗證，推斷正確。
（1）根據分析，B是Ca(OH)2；
（2）根據分析，F可以是鹽酸，E是氫氣，則鹽酸和鐵反應產生氯化亞鐵和氫氣，方程式是（合理即可）。
知識梳理
燃燒
分解者分解
大氣中
庫
細胞呼吸
光合作用
細胞呼吸
煤、石油、天然氣
枯枝落葉、
攝
植物
動物
尸體、糞便
等化石燃料
食
鹽
堿
非金屬氧化物
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第二十一講：物質的循環和轉化
自然界中的氧循環：
大氣中的氧氣來源于植物的 作用。大氣中的氧氣消耗的主要途徑
是動植物的 作用、微生物分解動植物遺體、燃料的 、其他 反應(如鐵生銹、食物的腐敗)等。
光合作用方程式：6CO2+6H2O C6H12O6+6O2
呼吸作用方程式：C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O
自然界中的碳循環：
大氣中的二氧化碳通過植物的 轉變為 ，固定的碳以有機物的形式供給動、植物利用，同時呼吸作用、微生物的分解、燃料燃燒等方式釋放二氧化碳返回大氣，周而復始進行循環。
自然界中氧循環和碳循環的意義：使氧氣和二氧化碳保持著相對平衡，從而使它們在空氣中的含量保持相對穩定，維持整個生物圈中的碳氧平衡。
【典例1】（2023寧波模擬）自然界中碳循環、氧循環如圖，下列說法正確的是（　　）
A．植物呼吸作用放出氧氣
B．氧氣只有通過燃燒才能參與碳循環
C．植物光合作用可以將大氣中CO2全部吸收
D．碳、氧循環失衡會導致人類生存環境惡化
【對點訓練1】（2023杭州模擬）氧氣在自然界中存在非常廣泛，并不斷循環轉化，如圖是自然界中氧元素的部分循環示意圖，下列與氧循環有關的說法正確的是（）
A．空氣中的氧氣的含量是穩定不變的
B．圖中參與氧循環的各途徑都是化學變化
C．氧元素在自然界中既有游離態，又有化合態
D．空氣中氧氣的濃度越高越有利于生物生存
1. 金屬→金屬氧化物→堿：如(
2. 非金屬→非金屬氧化物→酸：如(
一、兩條縱線
1.金屬、金屬氧化物、堿之間的轉化
(1)反應①通常是金屬（部分）與氧氣在一定條件下反應生成相應的金屬氧化物。
(2)反應②通常是金屬氧化物和 在一定條件下反應，生成金屬和非金屬氧化物(金屬的冶煉)。
H 還原CuO CO還原CuO C還原CuO
化學方程式 H +CuOCu+H O CO+CuOCu+CO C+2CuO2Cu+CO ↑
裝置圖
裝置特點 A．試管口略向 傾斜;B．通H 的導管伸至試管底部于CuO上方 因CO有 ，增加對尾氣處理裝置， 防止CO污染空氣 A．試管口略向下傾斜； B. 反應需高溫；
操作步驟 反應前需檢驗 。還原過程分四步：一通，二點，三撤， 四停 A.檢查氣密性；B.裝藥品固定試管; C.點燃;D.移導管,熄滅酒精燈。
實驗現象 A.黑色CuO變成_ 色; B.試管口有_ 生成 A.黑色CuO變成_ 色; B.生成的氣體使澄清石灰水變渾濁 A.黑色固體逐漸減少； B.有光亮紅色固體生成； C.生成的氣體使澄清石灰水變渾濁
(3)反應③通常是某些金屬氧化物與 反應生成相應的可溶性 。
如:
(4)反應④通常是不溶性堿 生成 和 。
如:
2.非金屬、非金屬氧化物、酸之間的轉化
反應⑥通常是非金屬與 在一定條件下反應。
如:
反應⑦通常是非金屬氧化物與 發生化合反應，生成相應的 (二氧化硅不溶于水)。
如:
反應⑧通常是不穩定的酸分解生成相應的 和 。
如：
二、四條橫線
1. 金屬+非金屬→無氧酸鹽， 反應⑨
2. 金屬氧化物+非金屬氧化物→含氧酸鹽， 反應⑩
3. 酸+堿→鹽+水, 反應⑤
4. 鹽+鹽→新鹽+新鹽, 反應
三、四條交叉斜線
1. 金屬氧化物+酸→鹽+水， 反應
2. 非金屬氧化物+堿—→鹽+水， 反應
3. 酸+鹽→新酸+新鹽, 反應
4. 堿+鹽→新堿+新鹽, 反應
四、兩條彎線
1. 金屬+鹽→新金屬+新鹽， 反應
2. 金屬+酸→鹽+氫氣, 反應
3. 其他物質間的相互轉化
氧氣、氧化物、酸、氫氣、水：
碳與碳的化合物：
氫氧化鈉、碳酸鈉、氯化鈉：
鐵、銅及其化合物：
【典例2.1】（2023湖北宜昌真題）如圖所示，“—”表示相連的兩種物質能發生反應，“→”表示一種物質能轉化成另一種物質，部分反應物、生成物及反應條件未標出。下列說法與圖示關系不符的是（ ）
A. 甲不能是堿 B. 丙不能是單質
C. 甲乙可以都是氧化物 D. 甲乙丙可以是不同類別的物質
【對點訓練2.1】（2023陜西真題）下圖是初中四種常見物質之間的常見反應關系圖，圖中“——”表示相連的兩種物質能反應，“→”表示兩端的物質通過一步反應能轉化。下列說法不正確的是（ ）
A. X一定是 B. Y可能是鈉鹽
C. X與Y不可能都是鹽 D. X與Y反應能生成NaOH
【典例2.2】（2023云南真題）碳及其化合物存在如下轉化關系：（“→”表示一種物質會一步轉化成另一種物質）。下列有關說法錯誤的是（ ）
A. 由C轉化為的過程中碳元素的化合價依次升高
B. 只能通過與反應轉化
C. 通過與C反應轉化為，化學方程式為
D. X可能是酸或鹽
【對點訓練2.2】（2022黑龍江龍東中考）下列物質間的轉化關系，不能實現的是（ ）
A. H2O2→H2O→H2CO3
B. Mg→MgO→MgSO4
C. KCl→KNO3→K2SO4
D. Cu(OH)2→CuSO4→CuCl2
【典例2.3】（2023湖南邵陽真題） 已知A~H為初中化學常見的8種物質，已知A是無色無味的氣體，且能使澄清石灰水變渾濁，C的溶液為藍色；從物質類別來看，A和B屬于同一類別，C和D屬于同一類別，F和G屬于同一類別，他們的相互關系如圖所示。（物質類別是指：單質、氧化物、酸、堿、鹽；“→”表示一種物質可以通過一步反應轉化為另一種物質，“—”表示相連的兩種物質之間可以發生反應；反應條件、部分反應物和生成物已略去）
（1）物質A的化學式______；
（2）B→C反應所屬的基本反應類型是______；
（3）D→E反應的化學方程式______。
【對點訓練2.3】（2023甘肅白銀真題） A~G是初中化學常見的物質，其相互反應及轉化關系如下圖所示（部分反應條件省略）。已知A是易與人體血紅蛋白結合的有毒氣體，B是赤鐵礦的主要成分，C是相對分子質量最小的氧化物，F是最輕的氣體。
（1）G的化學式為_______。
（2）反應③的實驗現象為_______。
（3）寫出反應①的化學方程式_______。
（4）寫出反應②的化學方程式_______，其基本反應類型是_______。
真題演練
（2022杭州模擬）汽車開動和人的生命活動都需要能量，能量是各種運動的量度。給汽車開動和人的生命活動提供能量的兩個過程如圖所示，下列分析錯誤的是（　　）
A．都通過氧化反應釋放出能量
B．都將其他形式的能轉化為化學能
C．都參與自然界的碳循環和氧循環
D．都遵循能量的轉化和守恒定律
（2022杭州）在利用黃銅（一種合金）制作機器零件的過程中會產生黃銅屑，經測定黃銅屑主要含Zn、ZnO、Cu和CuO。下列分析錯誤的是（　　）
A．將黃銅屑加入足量稀硫酸中，會有氣泡產生
B．將黃銅屑加入足量稀硫酸中，黃銅屑會全部溶解
C．根據黃銅屑的成分，可確定黃銅中含有鋅和銅兩種金屬
D．根據黃銅屑與足量稀硫酸反應的現象，可比較鋅和銅的金屬活動性強弱
（2022·湖州）下列物質間的轉化不能實現的是（　　）
A．CO2 H2CO3 　 B．Fe2O3 Fe
C．S FeS D．CuOCu(OH)2
（2022紹興模擬）如圖所示是自然界中一個簡單的碳循環過程，對于該過程理解正確的是（　　）
A．動植物的呼吸作用為地球大氣提供了所有的二氧化碳
B．植物通過光合作用將大氣中的碳元素轉移到植物體內
C．植物體內的有機物只能通過自身的呼吸作用轉化為二氧化碳
D．我國北方的冬天，許多樹葉掉落，會導致大氣中的二氧化碳明顯增加
（2023天津真題）下圖所示為甲、乙、丙、丁四種物質間的相互關系，涉及的反應均為初中化學常見反應(“—”表示相連的兩種物質能反應，“→”表示通過一步反應能實現轉化)，下列選項符合圖示關系的是（ ）
選項 甲 乙 丙 丁
A
B
C
D
（2022湖北宜昌中考） 甲、乙、丙是初中化學常見的物質，且類別相同（單質、氧化物、酸、堿、鹽）。圖中“→”表示一種物質一步轉化成另一種物質，部分反應物、生成物及反應條件未標出。下列說法與圖示關系不符的是（ ）
A. 甲可以是硫酸
B. 甲可以是氫氧化鈣
C. ①②③都可以是分解反應
D. ①②③都可以是置換反應
（2022河南中考）甲、乙、丙的轉化關系如圖所示（“→”表示反應能一步實現，部分物質和反應條件已略去），則符合要求的甲、乙、丙依次為（ ）
A. CaO、Ca（OH）2、CaCO3
B. H2、H2O、H2O2
C. CuO、Cu（OH）2、CuSO4
D. C、CO2、H2CO3
（2023黑龍江齊齊哈爾真題）A~E是初中化學常見的物質，它們之間的關系如圖所示。圖中“一”表示兩種物質間能發生化學反應，“→”表示兩種物質間的轉化關系（其中反應條件、部分反應物及生成物已略去）。
請回答下列問題：
（1）若A、B、C、D、E中都含有一種相同元素，A和B是組成元素相同的液體，D是黑色固體，寫出A→B的基本反應類型_________________，D與E反應的化學方程式_________________（答一個即可）。
（2）若A、B、C、D、E為五種不同類別的物質，C廣泛用于玻璃、造紙、紡織和洗滌劑的生產。寫出D物質的化學式_________________，C與E反應的實驗現象_________________，B物質的用途_________________（答一點即可）。
（2023河南真題）弘揚紅旗渠精神，走強國富民之路。20世紀60年代，河南林縣(今林州市)人民在太行山上修成了“人工天河”紅旗渠。他們就地取材，利用石灰石燒制生石灰，A~D是生石灰燒制和使用過程中涉及的部分物質，它們之間的轉化關系如右圖所示(“→”表示反應能一步實現，部分物質和反應條件已略去)，其中D在農業生產中常用于改良酸性土壤。
（1）C的化學式為_____；反應②所屬的基本反應類型為_____。
（2）反應③的化學方程式為_____；B在生產或生活中的一種用途為_____。
（2023湖南益陽真題）科學家通過移走硅原子構成了兩個漢字——“中國”。小明同學將初中常見的八種物質（A~H）連接成“中”字。其中 B 是常見的堿，俗稱熟石灰，在農業上可與硫酸銅等配制波爾多液；A、B、C、D、E、F是六種不同類別的物質（物質類別包括單質、氧化物、酸、堿、鹽、有機物）。（“→”表示一種物質可以通過一步反應轉化為另一種物質，“—”表示相連的兩種物質之間可以發生反應。反應條件、部分反應物和生成物已略去。）
（1）請寫出 B 物質的化學式___________；
（2）請寫出 F 轉化為 E 的化學方程式_________________________________。
知識梳理
燃燒
分解者分解
大氣中
庫
細胞呼吸
光合作用
細胞呼吸
煤、石油、天然氣
枯枝落葉、
攝
植物
動物
尸體、糞便
等化石燃料
食
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