Question

5．物质变化的奥秘
现有下列变化：①铁粉加入到氯化铜溶液中；②双氧水中加入二氧化锰；③给水通直流电；④植物的光合作用；⑤用电热水壶给水加热；⑥用熟石灰处理含硫酸的废水．请回答下列问题：
（1）在上述变化中，属于化学变化的是①②③④⑥（填序号），写出属于置换反应的化学方程式：Fe+CuCl₂═FeCl₂+Cu；
（2）在上述变化中，属于其他形式的能量转化为化学能的是（填序号）③④；
（3）现有下列选项：a．原子的数目；b．元素的种类；c．分子的种类；d．分子的数目；e．元素的化合价．在变化②中，不变的是（填序号）ab．
（4）物质之所以能够发生化学变化是由于反应物的微粒之间发生了有效地相互作用，变化①和⑥的微观实质分别是（用符号表示）Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu、H⁺+OH^-=H₂O．
（5）变化①再中国古代就用于湿法冶金，近代又被科学家们用于化学电池的制作，由此可知，研究化学变化的目的就是利用化学反应制取新物质和获取能量．

Answer 1

分析 化学变化是指有新物质生成的变化，物理变化是指没有新物质生成的变化，化学变化和物理变化的本质区别是否有新物质生成；置换反应是指由一种单质和一种化合物反应，生成另外一种单质和一种化合物的反应；
不同形式的能量之间可以相互转化；在化学反应中遵循质量守恒定律，即反应前后元素的种类不变，原子的种类、个数不变，据此分析判断．

解答 解：（1）①铁粉加入到氯化铜溶液中；②双氧水中加入二氧化锰；③给水通直流电；④植物的光合作用；⑥用熟石灰处理含硫酸的废水等过程中都有新物质生成，都属于化学变化；
铁和氯化铜的反应属于置换反应；双氧水在二氧化锰的催化作用下，分解生成水和氧气，属于分解反应；电解水生成氢气和氧气，属于分解反应；用电热水壶给水加热，不属于化学反应；铁和氯化铜反应能够生成氯化亚铁和铜，反应的化学方程式为：Fe+CuCl₂═FeCl₂+Cu．
故填：①②③④⑥；Fe+CuCl₂═FeCl₂+Cu．
（2）铁和氯化铜反应、双氧水的分解反应，都是化学能与化学能之间的转化；
电解水的反应，是电能转化为化学能；
光合作用过程中，是光能转化为化学能；
用电热水壶给水加热的过程中，是电能转化为内能．
故填：③④．
（3）双氧水在二氧化锰的催化作用下，分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，由化学方程式可知，反应前后分子的数目发生了变化；在双氧水中，氧元素的化合价是-1，而在水中，氧元素的化合价是-2，在氧气中，氧元素的化合价是0，所以元素的化合价发生了变化；分子的种类也发生了变化；而原子的数目、元素的种类没有改变．
故填：ab；
（4）变化①和⑥的微观实质分别是Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu、H⁺+OH^-=H₂O．故填：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu、H⁺+OH^-=H₂O．
（5）研究化学变化的目的就是利用化学反应制取新物质和获取能量，故填：制取新物质；获取能量．

点评 本题难度不大，解答时要分析变化过程中是否有新物质生成，若没有新物质生成属于物理变化，若有新物质生成属于化学变化．