2024年中考化学专题复习·---综合应用题
2024-08-12
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内容正文:
2024年中考化学专题复习·综合应用题
1.纸张的使用对世界文明的发展产生深远的影响。
Ⅰ.古代造纸技术
【查阅资料】我国古代手工造纸以麻、木材、竹等为原料、经过浸泡、发酵、蒸煮、漂白、打浆、捞纸、干燥等多道工序而制成。
(1)以麻、木材等为原料制取纸张是因为都含有纤维素。其组成用表示, (填“属于”或“不属于)有机高分子化合物。
(2)古代劳动人民在原料中加蒸煮剂生石灰、草木灰,除去原料中的木素等物质。生石灰加水发生反应生成氢氧化钙,反应的化学方程式为 。
Ⅱ.造纸流程
(3)捞纸或操作a与实验室中的 (填操作名称)原理相似。
(4)现代造纸业选用除木素能力更强的NaOH做蒸煮剂,可使纸张更白,但蒸煮后的废水(俗称黑液)产生的污染问题不容忽视。处理方法是黑液浓缩后先在燃烧炉中进行灼烧,反应释放的热量再次应用于蒸煮过程。固体物质转化为纯碱,溶解后,加入石灰将其苛化,再将苛化产生的“白泥”进行高温煅烧,苛化后澄清的液体称为“白液”。
ⅰ浓缩过程中“黑液”的pH (填“变大”“变小”或“不变”)。
ⅱ探究污水处理车间“白液”成分。
【猜想假设】
猜想一:氢氧化钠
猜想二:氢氧化钠和氢氧化钙
猜想三:碳酸钠
(5)经同学们一致讨论,有一个猜想不合理,可改正为 。
【进行实验】
(6)同学们为确定可能存在的成分,设计了如下实验方案,并进行实验。
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量“白液”于试管中,滴加足量稀盐酸
。
猜想二正确
②另取少量“白液”于试管中,滴加碳酸钠溶液
产生白色沉淀
(7)步骤②中发生反应的化学方程式为 。
Ⅲ.用纸
(8)滤纸表面有无数微小孔径、遇水不易破碎,常用滤纸按孔径大小分类如下,以下哪些因素会影响过滤的速度 (填字母)。
滤纸型号
快速
中速
慢速
最大孔径/um
10-12
6-8
3-6
a.滤纸的透气度 b.滤纸的形状 c.滤纸的孔径大小 d.滤纸的厚度
(9)称量固体所用的称量纸表面光滑,称量时最好不用滤纸替代称量纸,原因是 。
(10)设计小魔术“烧不坏的滤纸”。同学们配制不同浓度的酒精溶液浸泡滤纸,进行实验并记录。已知:所用滤纸的着火点约为130℃。
①用61.5%的酒精溶液实验(如图1),在20s时温度突然上升的原因是 。
②上述五组实验中(如图2),“烧不坏的滤纸”小魔术能成功的组别是 。
2.宇航员在“天宫课堂”利用醋酸钠(CH3COONa)过饱和溶液,制作了一颗“冰球”。
(1)“冰块”摸上去是温热的,说明该过程 (填“放热”或“吸热”)。
(2)在相同温度下,过饱和溶液中溶质的质量分数大于饱和溶液中溶质的质量分数。已知醋酸钠的溶解度如下所示。在20℃时,将醋酸钠过饱和溶液转化为饱和溶液的方法是 。
(3)下图中取239g M点对应的溶液降温到20℃,理论上析出 g晶体。
温度/℃
10
20
30
40
50
60
醋酸钠的溶解度/g
40.8
46.5
54.5
65.5
83.0
139.0
(4)一定条件下,利用乙酸()和碳酸钠制备较纯净的醋酸钠晶体,反应原理为,反应时向乙酸溶液中持续加入碳酸钠固体直至 (填实验现象),再将所得溶液进行蒸发浓缩、 (填操作名称),过滤、洗涤、干燥,即可得到醋酸钠固体。洗涤时,为了减少损失,最好选用 (填标号)。
A.冷水 B.热水 C.饱和醋酸钠溶液
(5)醋酸钠晶体()中一般含结晶水。查阅资料可知,13.6g醋酸钠晶体在120℃时完全失去结晶水得到8.2g无水醋酸钠,温度再高时会分解产生丙酮(,沸点56.53℃)和碳酸钠,碳酸钠在高温条件下会进一步分解。(相对分子质量: 82)
在老师指导下,同学们查阅资料后绘制出如下图所示的固体质量随温度变化曲线。
①请综合上述信息计算:n= ;x= 。
②1200℃时残留固体的成分可能是 。
3.金属材料与我们的生活息息相关。请利用所学的化学知识回答以下问题:
⑴盐城首条时速250公里的高铁——徐宿淮盐铁路将于2019年12月底竣工投运,该高铁建成通车必将促进盐城经济的飞速发展。铁路和火车站建设都需要大量的钢铁,钢和生铁的最主要区别是 不同,在炼铁高炉中将赤铁矿(主要成分为氧化铁)还原为铁的化学方程式是 。
⑵日常生活中使用得最多的金属材料就是合金,一般来说,合金与组成它的纯金属相比,其性能会发生一些改变,例如改变之一是 。
⑶铁在潮湿的空气中很容易锈蚀。某同学设计了下图所示的装置探究铁锈蚀的条件。用细尼龙线将三根大小相同的铁钉分别固定在下图所示的三个液面高度相同的装置中,放置一星期后观察现象,你认为下列推断错误的是 (填字母序号)
A 装置Ⅰ的铁钉这一侧的液面上升 B 装置Ⅱ比装置Ⅰ中的铁钉腐蚀更严重
C 装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀 D 比较铁钉这一侧的液面,装置Ⅱ比装置I的高
⑷为了达到“变废为宝、节能减排”的目的,某废旧品公司从含有金属镁、铁、铜的粉末中,分离和提取出重要化工原料MgSO4和有关金属,实验过程如下:
请回答:
操作a的名称是 ;金属B是 ;写出步骤②所涉及的化学反应的基本反应类型是 ;实验步骤②中除了加入稀硫酸外,还可选用下列试剂 (填序号)。
a.硫酸铜溶液 b.氯化钠溶液 c.硝酸银溶液
4.I.某油脂厂废弃的催化剂含金属Ni、Al、Fe及其氧化物。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体:
回答下列问题:
(1)滤饼是 (填“纯净物”或“混合物”);流程中多次用到NaOH,它所属物质类别是 (填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)步骤③中H2O2的作用是将FeSO4转化为 。
(3)步骤④生成Fe(OH)3的化学方程式为 ,所属基本反应类型为 。
(4)已知铁能与硫酸镍溶液发生置换反应,则Ni、Al、Fe三种金属在溶液中的活动性由强到弱的顺序为 。
Ⅱ.下图中是初中化学六种常见物质之间的转化关系图。已知A、D、F均为单质,其中D、F为金属单质,D的合金是使用最多的金属材料:B为氧化物,C是一种常见的酸,E(相对分子质量为160)的溶液呈蓝色。试回答下列问题:(框图中的反应条件和某些生成物已略去)。
(5)请写出下列物质的化学式:B ,D ,F 。
(6)上述反应中,不属于置换反应的是 (填序号)。
(7)请写出反应④的化学方程式: 。
(8)请写出E在生产生活中的一种用途 。
5.天然气是一种重要的化石燃料。
(1)天然气属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)“化学链燃烧”是指燃料不直接与空气接触,而是以载氧体在两个反应器之间的循环来实现燃料较低温度下燃烧的过程。某“化学链燃烧”的过程如图所示。
①根据化合物的分类,载氧体 CuO 属于 (填物质类别)。
②X的主要成分是 (填化学式)。
③空气反应器中 Cu2O 发生化合反应的化学方程式是 。
④该“化学链燃烧”能凸显绿色安全环保理念,理由是 (填字母编号)。
a.载氧体可循环利用
b.降低了燃料发生爆炸的风险
c.燃烧等质量的甲烷可放出更多的热量
(3)根据表1分析,若要控制甲烷的燃烧,可采取的措施是 。
表1 可燃物燃烧需要的最低氧气含量
可燃物名称
氢气
甲烷
木炭
最低氧气含量/%
5.9
12.0
14.0
6.实验室现有一瓶含少量水的碳酸氢铵样品,为测定其中碳酸氢铵的质量分数,某化学兴趣小组利用下图所示装置进行实验(该装置气密性良好,装置B、C中所装药品均足量,碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物)。已知:碳酸氢铵受热易分解,反应的化学方程式为: NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑,NH3能被酸溶液吸收。
部分实验步骤如下:
I.打开弹簧夹,通入段时间的氮气;
II.关闭弹簧夹,给碳酸氢铵样品加热;
Ⅲ.当样品反应完全,……再停止加热,直到玻璃管冷却;
Ⅳ.实验完毕,测得装置B、C中药品的质量分别增加了m1、m2。
请回答下列问题:
(1)NH4HCO3属于 (选填“氮肥”“磷肥”“钾肥”或“复合肥”);装置B中盛放的液体是 。
(2)装置C中发生反应的化学方程式为 。
(3)步骤Ⅲ中,停止加热前应进行的操作是 。
(4)该样品中碳酸氢铵的质量分数的表达式为 (用m1、m2的代数式表示)。
7.水是生活中最常见的物质之一,也是实验室常用的试剂。
(1)长期饮用硬水会影响人体健康,检验自来水是否为硬水常用的物质是 。
(2)某工厂用电解水的方法制取氧气,发现氧气的产量略小于理论值,且所得氧气中有淡淡的鱼腥气味(每个具有鱼腥气味的气体分子由三个原子构成)。从元素守恒角度分析,该鱼腥气味的气体是 (填化学式)。
(3)硫酸钠溶于水能离解出自由移动的 、 (填符号),因此硫酸钠溶液能导电。
(4)电解水时,在水中加入少量硫酸钠可增强导电性。某兴趣小组把4.0g硫酸钠固体加入86.8g水中,充分溶解后进行电解。一段时间后停止通电,在试管A中收集到1.2g气体(装置如图)。回答下列问题:
①B管中收集到的气体是 。
②结合方程式计算,电解后溶液中硫酸钠的质量分数 。(写出计算过程)
8.Ⅰ.空气是宝贵的自然资源,农谚“雷雨发庄稼”的化学原理是:雷电时雨水里含有微量硝酸(HNO3)硝酸与土壤中的物质进一步反应形成植物所需要的氮肥。硝酸的形成过程如图:
(1)单质X是一种常见气体,其化学式是 。
(2)反应②属于基本反应类型中的 反应。
(3)反应③在常温下即可发生,该反应的化学方程式是 。
(4)为了提高氮原子的利用率,可循环利用的物质是 (填化学式)。
Ⅱ.如图所示,A一F均为我们前半期化学学习中的常见物质。
已知A、B的组成元素完全相同,C为气体单质,D是一种半透明可燃性固体,F可以使澄清石灰水变浑浊。它们之间有如图所示的关系(“→”表示物质间存在转化关系,“一”表示两端的物质间能发生反应,部分反应物、生成物和反应条件已略去)。
信息:水通电可以分解生成氢气和氧气。请回答
(5)A转化为C的化学方程式为: 。
(6)从微观角度解释A、B性质有差异的原因 。
(7)如果E是一种固体单质,则E的化学式为 :C与E反应的现象为 。
(8)B→C属于 反应(填基本反应类型)。
9.某校化学兴趣小组参观制碱厂后,获得以下信息并对相关问题进行研究.
[查阅资料]
<资料1>该厂采用“侯氏制碱法”生产的化工产品为纯碱(化学式为 )和氯化铵.(“侯氏制碱法”是我国近代著名科学家侯德榜发明的一种连续生产纯碱与氯化铵的联合制碱工艺.)
<资料2>生产原料粗盐中含有少量可溶性杂质(MgCl2和CaCl2)及不溶性杂质.
<资料3>部分生产流程如下图所示.
上述流程中涉及的部分反应的化学方程式为:MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl;Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl;NH4Cl═NH3↑+HCl↑
生产原理:将氨气(NH3)和二氧化碳通入饱和食盐水中得到小苏打和氯化铵的混合物,其反应的化学方程式为:NaCl(饱和溶液)+NH3+CO2+H2O=NaHCO3(晶体)↓+NH4Cl;分离出NaHCO3,使其充分受热即可分解制得纯碱及两种常见的氧化物,此反应的化学方程式为 .
【问题讨论】
(1)溶液A中的溶质为 ,操作Ⅱ的名称为 .
(2)上述生产流程中可循环使用的是 (填序号).
ACO2BNH3C.HCl DNaOH ENa2CO3
(3)根据上述信息,请你设计实验区分碳酸钠和碳酸氢钠.
实验步骤
实验现象
实验结论
【含量测定】
同学们为了测定该纯碱样品的纯度,设计了如下实验.
甲组:取10.0g纯碱样品(假定杂质在整个实验过程中不发生变化),向其中加入过量的盐酸,直至样品中无气泡冒出.充分加热蒸发所得物质并干燥、冷却至室温后称量,所得固体质量为10.9g.样品中碳酸钠的质量分数为 (结果保留一位小数).
乙组:取10.0g纯碱样品,利用右图所示装置,测出反应后装置C增重了3.5g(所加试剂均足量).
实验结束后,发现乙组测定的质量分数偏小,其原因是 .
10.水是生命之源,人类对水的探究是永不停息的。
(1)1785年,拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁制枪管,生成一种黑色固体四氧化三铁和一种可燃性气体,实验示意图如图1所示。产生的可燃性气体是 。
(2)1800年,英国化学家威廉·尼科尔森通过电解水的方法(如图2)研究水的组成,a、b两个玻璃管中生成气体的体积之比约为 。根据该实验可得出水是由 组成。
(3)图3是关于水的性质及其转化的关系图,其中A为水。
①若B在农业上可用于中和酸性土壤,B可以转化为C(盐),写出物质C的一种用途: 。
②若F、G两物质组成元素相同且可以相互转化,F具有还原性,写出工业上用F冶炼金属的化学方程式: 。
(4)水是常见的溶剂。下表是氢氧化钙和氢氧化钠的溶解度数据。
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
0.19
0.17
0.14
0.12
0.09
0.08
NaOH
42
109
129
174
314
347
①两种物质的溶解度受温度影响变化较大的是 。
②下列有关说法正确的是 (填字母)。
A.20℃时,的溶解度是0.17
B.称取5g NaOH固体于干净的烧杯中,加入5mL蒸馏水(密度为)充分溶解后得到溶质质量分数为50%的NaOH溶液
C.鉴别氢氧化钠和氢氧化钙固体,分别称取两种固体样品各1g于两只干净的烧杯中,然后加入5mL蒸馏水溶解,充分搅拌静置后观察现象
D.现有60℃时含NaOH和两种溶质的饱和溶液,若要得到较为纯净的NaOH固体,可用降温结晶的方法提纯
11.阅读下列科技短文并回答问题。
杭州努力打造“史上首届碳中和亚运会”
材料1:开幕式主火炬使用燃料甲醇(CH3OH), 可在常温常压下运输和使用,具有安全高效、排放相对清洁的特点。利用绿氢(经可再生能源制取的氢气)与烟气集得到的二氧化碳在催化剂催化、高温的条件下可制得甲醇和水,实现了二氧化碳捕集利用和绿色甲醇燃料制备。
材料2:会场通过TD-LIF仪器(全球仅两台),监测到对PM25、臭氧生成起关键作用的氮化合物。后期对数据进行综合分析,可以评估区域减排效果,还可以找出影响本地区PM2.5和臭氧的生成机制,为未来协同控制政策制定提供一定的科学支撑。
(1)制绿氢的过程中需要太阳能发电,是将太阳能转化为 能。大气中二氧化碳含量过高引发的主要环境问题是 。
(2)选用甲醇作为燃料的优点有 (写一条),写出氢气和二氧化碳制取甲醇的化学方程式 。
(3)一氧化二氮(N2O)是常见的氮化合物,其中氮元素的化合价为 。
(4)TD- LIF仪器发挥的作用有______(填序号)。
A.评估区域减排效果 B.吸收PM2.5和臭氧
C.有助于未来协同控制政策的制定 D.可以净化空气
12.典籍《天工开物》中蕴含很多化学知识与方法。
Ⅰ.生石灰的制取和应用
“每煤饼一层、垒石(石灰石)一层,铺薪其底,火力到后,烧酥石性。以水沃之,亦自解散。。。。。成质之后,入水永劫不坏”。
(1)“煅烧垒石”发生的化学反应基本类型是 。
(2)“解散”是为生石灰遇水变成粉末,该粉末的主要成分是 (填化学式)。粉末“成质之后,入水永劫不坏”,可用于船只、墙壁的填缝防水。请写出“粉末成质”的化学方程式 ;推测“成质”后的产物具有的性质是 (写一条)。
Ⅱ.硫酸亚铁的制取和应用
《天工开物》中记载绿矾(FeSO4·7H2O)焙烧可以蒸馏出“矾精”。
(3)已知“矾精”是生活中常用的一种酸,“矾精”可能是 。
制FeSO4:向严重锈蚀的废铁屑中加入适量的稀硫酸,过滤,向滤液中加一定量的铁粉后,可制得FeSO4溶液。
(4)“加一定质量的Fe粉”的目的是将Fe2(SO4)3转化为FeSO4,化学方程式为 。
固定其他条件不变,反应温度、反应时间、铁粉过量系数【】分别对“滤液”中Fe3+还原率的影响如图1、图2、图3所示。
(5)结合图像和数据,设计由100g“滤液”【其中Fe2(SO4)3质量分数为16%】制备FeSO4溶液的实验方案: 。
13.如图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器(组装实验装置时,可重复选择仪器),化学小组的同学利用其进行下列化学实验。
试回答下列问题:
(1)以过氧化氢溶液为原料(二氧化锰作催化剂),在实验室中制备并收集干燥的氧气。按照要求设计实验装置,连接仪器,检查装置的气密性,进行实验。
①所选仪器的连接顺序为 (从左到右填写仪器序号字母)。
②上述方法制氧气的化学反应方程式为 。实验结束后,可用 的方法将二氧化锰从剩余物中分离出来。
(2)现有一混合气体,其主要成分为CO,含有少量水蒸气,还可能含有少量HCl气体。某化学课题组的同学欲用该混合气体进行实验:①检验HCl气体是否存在,并除去HCl气体②用干燥纯净的CO气体还原不纯的氧化铜样品(已知:,其中的杂质不发生变化)设计了实验方案,所选仪器按“混合气体→E→C→A→D1→D2”的顺序连接(D1、D2为盛氢氧化钠溶液的洗气瓶),检查装置的气密性,然后进行实验。(假设发生的化学反应都充分反应)
①该装置中,洗气瓶C的作用为 。
②判定HCl气体存在的根据是 ,请写出该反应的化学方程式 。
③进行实验时,检查完装置的气密性,在仪器A硬质玻璃管中放入15g该氧化铜样品后,进行以下操作,其中应该先进行的是 (填选项序号之一)。
a.用酒精灯加热 b.通入混合气体
④反应充分进行后冷却,小颖同学认为“仪器A硬质玻璃管中减少的质量等于仪器D1中增加的质量”,小燕同学通过称量,发现二者质量并不相等。请你仔细分析并予以说明:仪器A中减少的是 的质量;而仪器D1中增加的是反应生成二氧化碳的质量,测得此时仪器D1增重6.6g,则15g该氧化铜样品中CuO的质量分数为 。
⑤从环保角度考虑,该套实验装置还存在明显的不足之处,你的具体改进建议是 。
14.为测定经历湿法炼铜后所得固体混合物中铜元素的含量并提纯铜,进行实验如下:
(1)上述实验过程中发生反应的化学方程式为 ;
(2)根据已知条件列出求解A烧杯中参加反应的金属质量 (X)的比例式为 ;
(3)所得固体混合物中铜、铁元素质量的最简比为 ;
(4)用16%的硫酸铜溶液配制上述实验中所用的硫酸铜溶液,需加水的体积为 mL;
(5)将D中滤液蒸发7.2g水,最终所得不饱和溶液中溶质的质量分数为 ;
(6)冶炼60t上述所得固体混合物中的铁,需要含杂质20%的赤铁矿的质量为 。
15.回答下列问题。
(1)把甲、乙反应后的溶液倒入同一烧杯中发现溶液显红色,决定继续对烧杯内溶液中溶质成分进行探究。
【提出问题】反应后所得溶液中溶质的成分是什么?
【提出猜想】烧杯内溶液中的溶质成分可能有:
猜想一:、
猜想二:
猜想三:、、
猜想四:、
【实验分析】
(2)通过分析,大家认为猜想四不成立,原因是 。
【实验探究】
(3)同学们对剩余的几种猜想继续探究(提示:溶液呈中性)
实验操作
实验现象及结论
①取烧杯中的溶液于试管中,加入过量的溶液
,说明猜想一不成立
②过滤,再向沉淀中加入
沉淀部分溶解、有气泡产生,说明猜想三成立
(4)已知固体混合物A可能含有、、、四种物质中的一种或多种,另有无色溶液B,其中的溶质可能是、两者之一。按如图所示进行实验探究,实验现象如图中所述(设过程中所有发生的反应都恰好完全反应)。
试根据实验过程和图示提供的信息,进行分析推理,回答下列问题:
①气体C的化学式为 。
②室温下,气体G水溶液的pH 7(选填“大于”“等于”“小于”之一)。
③混合物A中一定含有的物质是 (写化学式)。
④无色溶液H中,一定大量存在的阳离子是 (填离子符号)。
⑤写出步骤Ⅳ生成红褐色沉淀K的化学方程式 。
⑥如果要确定溶液B中的溶质,还需取少量沉淀F再进行实验,请简要说明实验操作步骤、产生的现象及结论: 。
16.芬顿(Fenton)反应是一种利用过氧化氢分解产生自由基降解污染物的技术。
Ⅰ、传统“”体系
(1)在降解过程中起催化作用,反应前后 和化学性质不变。
为了探究Fenton法对有机污染物(p-CP)降解速率的影响因素,用一定浓度的溶液和溶液进行如下实验,测得有机污染物(p-CP)浓度的变化情况如图-1所示(假设所用溶液的密度均为g/mL)。
编号
溶液/mL
溶液/mL
蒸馏水/mL
pH
温度℃
A
1.5
3.5
10
3
25
B
1.5
3.5
10
3
40
C
3.5
3.5
8
3
25
D
1.5
4.5
X
3
25
E
1.5
3.5
10
10
25
(2)①对比A、B组实验可发现升高温度可以加快Fenton法降解有机污染物(p-CP)的速率。分析图-1中对应的曲线,得到上述结论的依据为 。
②本实验中除温度、pH、溶液浓度外,还研究了 对Fenton法降解有机污染物(p-CP)速率的影响。实验D中的X的值是 。
③为测定不同时间内有机污染物的浓度,需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的降解反应立即停止下来。根据上图中的信息,给出一种迅速停止反应的方法 。
Ⅱ、“纳米零价铁-”体系
纳米零价铁粒径较小,比表面积较大,吸附性较高,因此“纳米零价铁-”体系应用前景更广。
(3)除去工业烟气中的NO:一定温度下,将溶液和稀盐酸雾化,再与烟气按一定比例混合,以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置。
①除去NO的化学方程式为,反应中化合价改变的元素有O、 。
②此过程中,纳米零价铁除了具有较好的吸附效果外,你认为还具有的作用是 。
③NO脱除率随温度的变化如图-2所示。温度高于120℃时,NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是 。
17.高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型高效水处理剂。下图是制备K2FeO4的流程(已知:K2FeO4在中性和酸性条件下易分解):
(1)K2FeO4净水时生成的胶状物具有疏松多孔的网状结构,推测其具有的性质是 。
(2)K2FeO4应保存在 (选填“酸”、“中”或“碱”)性环境,防止其分解。
(3)Na2FeO4中铁、氧元素的质量比为 。
(4)操作X是 。
(5)Na2FeO4与KOH发生的是复分解反应(Na2FeO4+2KOH=K2FeO4↓+2NaOH)。求制取19.8g K2FeO4需要KOH的质量。(写出计算过程)
18.某烟气中含、、等气体,对工业烟气的处理是化学学科研究的重要课题。
(1)以催化处理烟气中的,部分流程如图1所示。开始时需向“脱硫”装置中加入一定量的溶液,并加入适量铁粉。保持其他条件相同,反应过程中吸收液的起始温度对脱硫率和吸收液的影响如图2所示。
资料:“脱硫”时发生的主要反应有
①若将烟气大量排放到空气中会导致硫酸型酸雨,酸雨的pH 5.6(选填“>”或“=”或“<”)。
②计算脱除32g的同时会生成的质量 (写出计算过程)。
③“脱硫”段时间后,溶液的浓度会升高。原因是 。
④温度大于时脱硫率下降,可能的原因是 。
(2)海水吸收法被认为是烟气脱硫最简单的途径(与水反应类似于)。在喷淋吸收塔内烟气与海水反应,然后在曝气池中分解释放二氧化硫并回收,并使海水得以恢复。
①为了快速充分脱硫,可采用图3所示的喷淋吸收塔装置,图3中烟气通入的位置应为 (选填甲或乙)。
②写出曝气池中释放的化学方程式 。
拓展延伸:某实验组对海水吸收烟气过程中产生的液进行实验探究。向溶液中滴加溶液,测得溶液中含硫微粒的浓度随变化如图4所示。
③由此可知溶液呈 (填“酸性”或“碱性”)。
④M点溶液含有的溶质主要为 (填化学式)。
⑤溶液由0升至3的过程中,溶液中与发生反应的化学方程式为 。
19.近日,中国海油发现国内首个深水深层大气田,为能源结构转型提供坚强保障。天然气的主要成分是甲烷,甲烷充分燃烧生成二氧化碳和水。
(1)化石燃料包括煤、 和天然气;甲烷燃烧属于 (选填“吸热”或“放热”)反应。
(2)厨房中燃气灶的火焰呈现黄色或橙色,锅底出现黑色,应将炉具的进风口调 (选填“大”或“小”)。
(3)求4.8kg甲烷充分燃烧生成的二氧化碳的质量。(写出计算过程)
(4)若一棵树平均每天吸收0.88kgCO2,则上述甲烷充分燃烧排放的CO2需要 棵树吸收一天。
20.Ⅰ.烧碱(NaOH)是一种重要的化工原料,苛化法制烧碱是目前工业制烧碱的重要方法之一,其主要流程如图所示:
(1)第④步中加入试剂 X 的化学式为 。
(2)氢氧化钠固体如果暴露在空气中不仅会吸收空气中的水分,还能和空气中的二氧化碳发生反应而变质,该反应的化学方程式为 。
(3)烧碱有强烈的腐蚀性,如果不慎沾在皮肤上,应立即用 ,然后涂上硼酸溶液,必要时再到医院治疗。
Ⅱ.在一烧杯中盛有一定质量的MgCO3固体,向其中滴加溶质的质量分数为9.8%的稀硫酸溶液,至恰好完全反应。得到100g不饱和溶液。然后,向所得溶液中逐滴滴入溶质质量分数为10%的NaOH溶液,产生沉淀的质量与所滴入NaOH溶液的质量关系曲线如图所示。请根据题意回答下列问题:
(4)写出在滴入稀硫酸时观察到的一项实验现象 。
(5)当滴入NaOH溶液至图中A点时,烧杯中溶液里含有的溶质是 (写化学式)。
(6)当滴入10%的NaOH溶液120g时(即C点),试通过计算,求此时所得不饱和溶液的质量(计算结果精确至0.1g)。
21.酸、碱、盐是几类重要化合物,它们与人类日常生活和工农业生产关系十分密切。
(1)实验室常见的酸有盐酸、硫酸和硝酸等,这些酸具有相似的化学性质的原因是 。
(2)小苏打可以治疗胃酸过多,为了探究这一实验原理,某实验小组用小苏打样品设计了如图实验。
①试管中发生反应的化学方程式为 。
②可用澄清的石灰水检验气球中收集的气体,其反应原理为 (用化学方程式表示)。
(3)食用盐在中国的起源:“盐”字本意是“在器皿中煮卤”。中国人大约在神农氏(炎帝)与黄帝的时期开始煮盐。相传古时的盐是用海水煮出来的。但海水制得的粗盐中除含NaCl外,还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4及泥沙等杂质。为了得到纯净的NaCl晶体,某化学实验小组设计了如图实验方案:
①步骤、步骤、步骤都需要用到的一种玻璃仪器为 ,步骤的操作中用该玻璃仪器的作用是 。
②为了除去溶液A中的可溶性杂质,某同学按顺序分别加入过量的NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液,加入过量NaOH溶液的目的是 。
③小明同学认为在液体B中加入过量盐酸会影响实验结果,小红同学则认为通过步骤c可除去过量的盐酸得到纯净的NaCl晶体。小红同学的说法正确吗? 请说明理由 。
(4)为了洗涤某石油产品中残留的硫酸,某化验室实验员向100g硫酸溶液中加入160g溶质质量分数为10%的氢氧化钠溶液,恰好完全反应。请计算硫酸溶液中溶质的质量分数。
2024年中考化学专题复习·综合应用题参考答案
1.纸张的使用对世界文明的发展产生深远的影响。
Ⅰ.古代造纸技术
【查阅资料】我国古代手工造纸以麻、木材、竹等为原料、经过浸泡、发酵、蒸煮、漂白、打浆、捞纸、干燥等多道工序而制成。
(1)以麻、木材等为原料制取纸张是因为都含有纤维素。其组成用表示, (填“属于”或“不属于)有机高分子化合物。
(2)古代劳动人民在原料中加蒸煮剂生石灰、草木灰,除去原料中的木素等物质。生石灰加水发生反应生成氢氧化钙,反应的化学方程式为 。
Ⅱ.造纸流程
(3)捞纸或操作a与实验室中的 (填操作名称)原理相似。
(4)现代造纸业选用除木素能力更强的NaOH做蒸煮剂,可使纸张更白,但蒸煮后的废水(俗称黑液)产生的污染问题不容忽视。处理方法是黑液浓缩后先在燃烧炉中进行灼烧,反应释放的热量再次应用于蒸煮过程。固体物质转化为纯碱,溶解后,加入石灰将其苛化,再将苛化产生的“白泥”进行高温煅烧,苛化后澄清的液体称为“白液”。
ⅰ浓缩过程中“黑液”的pH (填“变大”“变小”或“不变”)。
ⅱ探究污水处理车间“白液”成分。
【猜想假设】
猜想一:氢氧化钠
猜想二:氢氧化钠和氢氧化钙
猜想三:碳酸钠
(5)经同学们一致讨论,有一个猜想不合理,可改正为 。
【进行实验】
(6)同学们为确定可能存在的成分,设计了如下实验方案,并进行实验。
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量“白液”于试管中,滴加足量稀盐酸
。
猜想二正确
②另取少量“白液”于试管中,滴加碳酸钠溶液
产生白色沉淀
(7)步骤②中发生反应的化学方程式为 。
Ⅲ.用纸
(8)滤纸表面有无数微小孔径、遇水不易破碎,常用滤纸按孔径大小分类如下,以下哪些因素会影响过滤的速度 (填字母)。
滤纸型号
快速
中速
慢速
最大孔径/um
10-12
6-8
3-6
a.滤纸的透气度 b.滤纸的形状 c.滤纸的孔径大小 d.滤纸的厚度
(9)称量固体所用的称量纸表面光滑,称量时最好不用滤纸替代称量纸,原因是 。
(10)设计小魔术“烧不坏的滤纸”。同学们配制不同浓度的酒精溶液浸泡滤纸,进行实验并记录。已知:所用滤纸的着火点约为130℃。
①用61.5%的酒精溶液实验(如图1),在20s时温度突然上升的原因是 。
②上述五组实验中(如图2),“烧不坏的滤纸”小魔术能成功的组别是 。
【答案】(1)属于
(2)
(3)过滤
(4)变大
(5)氢氧化钠和碳酸钠
(6)无明显现象
(7)
(8)acd
(9)防止称量时固体粉末进入滤纸空隙中,使称得的固体质量偏少
(10) 温度达到滤纸的着火点,滤纸燃烧 ②③④
2.宇航员在“天宫课堂”利用醋酸钠(CH3COONa)过饱和溶液,制作了一颗“冰球”。
(1)“冰块”摸上去是温热的,说明该过程 (填“放热”或“吸热”)。
(2)在相同温度下,过饱和溶液中溶质的质量分数大于饱和溶液中溶质的质量分数。已知醋酸钠的溶解度如下所示。在20℃时,将醋酸钠过饱和溶液转化为饱和溶液的方法是 。
(3)下图中取239g M点对应的溶液降温到20℃,理论上析出 g晶体。
温度/℃
10
20
30
40
50
60
醋酸钠的溶解度/g
40.8
46.5
54.5
65.5
83.0
139.0
(4)一定条件下,利用乙酸()和碳酸钠制备较纯净的醋酸钠晶体,反应原理为,反应时向乙酸溶液中持续加入碳酸钠固体直至 (填实验现象),再将所得溶液进行蒸发浓缩、 (填操作名称),过滤、洗涤、干燥,即可得到醋酸钠固体。洗涤时,为了减少损失,最好选用 (填标号)。
A.冷水 B.热水 C.饱和醋酸钠溶液
(5)醋酸钠晶体()中一般含结晶水。查阅资料可知,13.6g醋酸钠晶体在120℃时完全失去结晶水得到8.2g无水醋酸钠,温度再高时会分解产生丙酮(,沸点56.53℃)和碳酸钠,碳酸钠在高温条件下会进一步分解。(相对分子质量: 82)
在老师指导下,同学们查阅资料后绘制出如下图所示的固体质量随温度变化曲线。
①请综合上述信息计算:n= ;x= 。
②1200℃时残留固体的成分可能是 。
【答案】(1)放热
(2)升高温度
(3)92.5
(4) 不再产生气泡 冷却结晶 c
(5) 3 5.3 氧化钠
3.金属材料与我们的生活息息相关。请利用所学的化学知识回答以下问题:
⑴盐城首条时速250公里的高铁——徐宿淮盐铁路将于2019年12月底竣工投运,该高铁建成通车必将促进盐城经济的飞速发展。铁路和火车站建设都需要大量的钢铁,钢和生铁的最主要区别是 不同,在炼铁高炉中将赤铁矿(主要成分为氧化铁)还原为铁的化学方程式是 。
⑵日常生活中使用得最多的金属材料就是合金,一般来说,合金与组成它的纯金属相比,其性能会发生一些改变,例如改变之一是 。
⑶铁在潮湿的空气中很容易锈蚀。某同学设计了下图所示的装置探究铁锈蚀的条件。用细尼龙线将三根大小相同的铁钉分别固定在下图所示的三个液面高度相同的装置中,放置一星期后观察现象,你认为下列推断错误的是 (填字母序号)
A 装置Ⅰ的铁钉这一侧的液面上升 B 装置Ⅱ比装置Ⅰ中的铁钉腐蚀更严重
C 装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀 D 比较铁钉这一侧的液面,装置Ⅱ比装置I的高
⑷为了达到“变废为宝、节能减排”的目的,某废旧品公司从含有金属镁、铁、铜的粉末中,分离和提取出重要化工原料MgSO4和有关金属,实验过程如下:
请回答:
操作a的名称是 ;金属B是 ;写出步骤②所涉及的化学反应的基本反应类型是 ;实验步骤②中除了加入稀硫酸外,还可选用下列试剂 (填序号)。
a.硫酸铜溶液 b.氯化钠溶液 c.硝酸银溶液
【答案】 含碳量 硬度增大或抗腐蚀性增强或熔点降低(或其他合理答案) D 过滤 铜(或Cu) 置换反应 a
4.I.某油脂厂废弃的催化剂含金属Ni、Al、Fe及其氧化物。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体:
回答下列问题:
(1)滤饼是 (填“纯净物”或“混合物”);流程中多次用到NaOH,它所属物质类别是 (填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)步骤③中H2O2的作用是将FeSO4转化为 。
(3)步骤④生成Fe(OH)3的化学方程式为 ,所属基本反应类型为 。
(4)已知铁能与硫酸镍溶液发生置换反应,则Ni、Al、Fe三种金属在溶液中的活动性由强到弱的顺序为 。
Ⅱ.下图中是初中化学六种常见物质之间的转化关系图。已知A、D、F均为单质,其中D、F为金属单质,D的合金是使用最多的金属材料:B为氧化物,C是一种常见的酸,E(相对分子质量为160)的溶液呈蓝色。试回答下列问题:(框图中的反应条件和某些生成物已略去)。
(5)请写出下列物质的化学式:B ,D ,F 。
(6)上述反应中,不属于置换反应的是 (填序号)。
(7)请写出反应④的化学方程式: 。
(8)请写出E在生产生活中的一种用途 。
【答案】(1) 混合物 碱
(2)硫酸铁/Fe2(SO4)3
(3) 复分解反应
(4)Al>Fe>Ni
(5) CuO Fe Cu
(6)③
(7)
(8)用于配制农药波尔多液
5.天然气是一种重要的化石燃料。
(1)天然气属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)“化学链燃烧”是指燃料不直接与空气接触,而是以载氧体在两个反应器之间的循环来实现燃料较低温度下燃烧的过程。某“化学链燃烧”的过程如图所示。
①根据化合物的分类,载氧体 CuO 属于 (填物质类别)。
②X的主要成分是 (填化学式)。
③空气反应器中 Cu2O 发生化合反应的化学方程式是 。
④该“化学链燃烧”能凸显绿色安全环保理念,理由是 (填字母编号)。
a.载氧体可循环利用
b.降低了燃料发生爆炸的风险
c.燃烧等质量的甲烷可放出更多的热量
(3)根据表1分析,若要控制甲烷的燃烧,可采取的措施是 。
表1 可燃物燃烧需要的最低氧气含量
可燃物名称
氢气
甲烷
木炭
最低氧气含量/%
5.9
12.0
14.0
【答案】(1)不可再生
(2) 氧化物 N2 ab
(3)通过控制最低氧气含量是否大于12.0%来实现甲烷的燃烧
6.实验室现有一瓶含少量水的碳酸氢铵样品,为测定其中碳酸氢铵的质量分数,某化学兴趣小组利用下图所示装置进行实验(该装置气密性良好,装置B、C中所装药品均足量,碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物)。已知:碳酸氢铵受热易分解,反应的化学方程式为: NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑,NH3能被酸溶液吸收。
部分实验步骤如下:
I.打开弹簧夹,通入段时间的氮气;
II.关闭弹簧夹,给碳酸氢铵样品加热;
Ⅲ.当样品反应完全,……再停止加热,直到玻璃管冷却;
Ⅳ.实验完毕,测得装置B、C中药品的质量分别增加了m1、m2。
请回答下列问题:
(1)NH4HCO3属于 (选填“氮肥”“磷肥”“钾肥”或“复合肥”);装置B中盛放的液体是 。
(2)装置C中发生反应的化学方程式为 。
(3)步骤Ⅲ中,停止加热前应进行的操作是 。
(4)该样品中碳酸氢铵的质量分数的表达式为 (用m1、m2的代数式表示)。
【答案】 氮肥 浓硫酸(浓H2SO4) CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 打开弹簧夹通氮气 或
7.水是生活中最常见的物质之一,也是实验室常用的试剂。
(1)长期饮用硬水会影响人体健康,检验自来水是否为硬水常用的物质是 。
(2)某工厂用电解水的方法制取氧气,发现氧气的产量略小于理论值,且所得氧气中有淡淡的鱼腥气味(每个具有鱼腥气味的气体分子由三个原子构成)。从元素守恒角度分析,该鱼腥气味的气体是 (填化学式)。
(3)硫酸钠溶于水能离解出自由移动的 、 (填符号),因此硫酸钠溶液能导电。
(4)电解水时,在水中加入少量硫酸钠可增强导电性。某兴趣小组把4.0g硫酸钠固体加入86.8g水中,充分溶解后进行电解。一段时间后停止通电,在试管A中收集到1.2g气体(装置如图)。回答下列问题:
①B管中收集到的气体是 。
②结合方程式计算,电解后溶液中硫酸钠的质量分数 。(写出计算过程)
【答案】 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 丁 铝表面形成一层致密的氧化膜且氧化膜的熔点较高(达到一点即可) C 增大接触面积使反应更充分 Al2(SO4)3、FeSO4、H2SO4(漏答H2SO4也给分,写名称也可以) 溶液变蓝 Fe、Cu Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
8.Ⅰ.空气是宝贵的自然资源,农谚“雷雨发庄稼”的化学原理是:雷电时雨水里含有微量硝酸(HNO3)硝酸与土壤中的物质进一步反应形成植物所需要的氮肥。硝酸的形成过程如图:
(1)单质X是一种常见气体,其化学式是 。
(2)反应②属于基本反应类型中的 反应。
(3)反应③在常温下即可发生,该反应的化学方程式是 。
(4)为了提高氮原子的利用率,可循环利用的物质是 (填化学式)。
Ⅱ.如图所示,A一F均为我们前半期化学学习中的常见物质。
已知A、B的组成元素完全相同,C为气体单质,D是一种半透明可燃性固体,F可以使澄清石灰水变浑浊。它们之间有如图所示的关系(“→”表示物质间存在转化关系,“一”表示两端的物质间能发生反应,部分反应物、生成物和反应条件已略去)。
信息:水通电可以分解生成氢气和氧气。请回答
(5)A转化为C的化学方程式为: 。
(6)从微观角度解释A、B性质有差异的原因 。
(7)如果E是一种固体单质,则E的化学式为 :C与E反应的现象为 。
(8)B→C属于 反应(填基本反应类型)。
【答案】(1)O2
(2)化合
(3)
(4)NO
(5)略
(6)分子构成不同
(7) C 燃烧,发出白光,放热,生成使澄清石灰水变浑浊的气体
(8)分解
9.某校化学兴趣小组参观制碱厂后,获得以下信息并对相关问题进行研究.
[查阅资料]
<资料1>该厂采用“侯氏制碱法”生产的化工产品为纯碱(化学式为 )和氯化铵.(“侯氏制碱法”是我国近代著名科学家侯德榜发明的一种连续生产纯碱与氯化铵的联合制碱工艺.)
<资料2>生产原料粗盐中含有少量可溶性杂质(MgCl2和CaCl2)及不溶性杂质.
<资料3>部分生产流程如下图所示.
上述流程中涉及的部分反应的化学方程式为:MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl;Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl;NH4Cl═NH3↑+HCl↑
生产原理:将氨气(NH3)和二氧化碳通入饱和食盐水中得到小苏打和氯化铵的混合物,其反应的化学方程式为:NaCl(饱和溶液)+NH3+CO2+H2O=NaHCO3(晶体)↓+NH4Cl;分离出NaHCO3,使其充分受热即可分解制得纯碱及两种常见的氧化物,此反应的化学方程式为 .
【问题讨论】
(1)溶液A中的溶质为 ,操作Ⅱ的名称为 .
(2)上述生产流程中可循环使用的是 (填序号).
ACO2BNH3C.HCl DNaOH ENa2CO3
(3)根据上述信息,请你设计实验区分碳酸钠和碳酸氢钠.
实验步骤
实验现象
实验结论
【含量测定】
同学们为了测定该纯碱样品的纯度,设计了如下实验.
甲组:取10.0g纯碱样品(假定杂质在整个实验过程中不发生变化),向其中加入过量的盐酸,直至样品中无气泡冒出.充分加热蒸发所得物质并干燥、冷却至室温后称量,所得固体质量为10.9g.样品中碳酸钠的质量分数为 (结果保留一位小数).
乙组:取10.0g纯碱样品,利用右图所示装置,测出反应后装置C增重了3.5g(所加试剂均足量).
实验结束后,发现乙组测定的质量分数偏小,其原因是 .
【答案】 Na2CO3 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ NaCl、NaOH、Na2CO3 过滤 ABC 取少量样品中的一种放入试管中,塞上带导管的单孔塞,导管的另一端伸入澄清的石灰水中;加热固体并观察现象【答案】 产生无色气泡,澄清的石灰水变浑浊 该样品是碳酸氢钠;另一种是碳酸钠 86.7% 生成的二氧化碳气体没有被C中的碱石灰完全吸收
10.水是生命之源,人类对水的探究是永不停息的。
(1)1785年,拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁制枪管,生成一种黑色固体四氧化三铁和一种可燃性气体,实验示意图如图1所示。产生的可燃性气体是 。
(2)1800年,英国化学家威廉·尼科尔森通过电解水的方法(如图2)研究水的组成,a、b两个玻璃管中生成气体的体积之比约为 。根据该实验可得出水是由 组成。
(3)图3是关于水的性质及其转化的关系图,其中A为水。
①若B在农业上可用于中和酸性土壤,B可以转化为C(盐),写出物质C的一种用途: 。
②若F、G两物质组成元素相同且可以相互转化,F具有还原性,写出工业上用F冶炼金属的化学方程式: 。
(4)水是常见的溶剂。下表是氢氧化钙和氢氧化钠的溶解度数据。
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
0.19
0.17
0.14
0.12
0.09
0.08
NaOH
42
109
129
174
314
347
①两种物质的溶解度受温度影响变化较大的是 。
②下列有关说法正确的是 (填字母)。
A.20℃时,的溶解度是0.17
B.称取5g NaOH固体于干净的烧杯中,加入5mL蒸馏水(密度为)充分溶解后得到溶质质量分数为50%的NaOH溶液
C.鉴别氢氧化钠和氢氧化钙固体,分别称取两种固体样品各1g于两只干净的烧杯中,然后加入5mL蒸馏水溶解,充分搅拌静置后观察现象
D.现有60℃时含NaOH和两种溶质的饱和溶液,若要得到较为纯净的NaOH固体,可用降温结晶的方法提纯
【答案】(1)氢气/H2
(2) 氢、氧元素(或H、O)
(3) 建筑材料(合理即可) (合理即可)
(4) 氢氧化钠/NaOH CD
11.阅读下列科技短文并回答问题。
杭州努力打造“史上首届碳中和亚运会”
材料1:开幕式主火炬使用燃料甲醇(CH3OH), 可在常温常压下运输和使用,具有安全高效、排放相对清洁的特点。利用绿氢(经可再生能源制取的氢气)与烟气集得到的二氧化碳在催化剂催化、高温的条件下可制得甲醇和水,实现了二氧化碳捕集利用和绿色甲醇燃料制备。
材料2:会场通过TD-LIF仪器(全球仅两台),监测到对PM25、臭氧生成起关键作用的氮化合物。后期对数据进行综合分析,可以评估区域减排效果,还可以找出影响本地区PM2.5和臭氧的生成机制,为未来协同控制政策制定提供一定的科学支撑。
(1)制绿氢的过程中需要太阳能发电,是将太阳能转化为 能。大气中二氧化碳含量过高引发的主要环境问题是 。
(2)选用甲醇作为燃料的优点有 (写一条),写出氢气和二氧化碳制取甲醇的化学方程式 。
(3)一氧化二氮(N2O)是常见的氮化合物,其中氮元素的化合价为 。
(4)TD- LIF仪器发挥的作用有______(填序号)。
A.评估区域减排效果 B.吸收PM2.5和臭氧
C.有助于未来协同控制政策的制定 D.可以净化空气
【答案】(1) 电 温室效应
(2) 安全高效(或清洁或可再生) 3H2+CO2 CH3OH+H2O
(3)+1
(4)AC
12.典籍《天工开物》中蕴含很多化学知识与方法。
Ⅰ.生石灰的制取和应用
“每煤饼一层、垒石(石灰石)一层,铺薪其底,火力到后,烧酥石性。以水沃之,亦自解散。。。。。成质之后,入水永劫不坏”。
(1)“煅烧垒石”发生的化学反应基本类型是 。
(2)“解散”是为生石灰遇水变成粉末,该粉末的主要成分是 (填化学式)。粉末“成质之后,入水永劫不坏”,可用于船只、墙壁的填缝防水。请写出“粉末成质”的化学方程式 ;推测“成质”后的产物具有的性质是 (写一条)。
Ⅱ.硫酸亚铁的制取和应用
《天工开物》中记载绿矾(FeSO4·7H2O)焙烧可以蒸馏出“矾精”。
(3)已知“矾精”是生活中常用的一种酸,“矾精”可能是 。
制FeSO4:向严重锈蚀的废铁屑中加入适量的稀硫酸,过滤,向滤液中加一定量的铁粉后,可制得FeSO4溶液。
(4)“加一定质量的Fe粉”的目的是将Fe2(SO4)3转化为FeSO4,化学方程式为 。
固定其他条件不变,反应温度、反应时间、铁粉过量系数【】分别对“滤液”中Fe3+还原率的影响如图1、图2、图3所示。
(5)结合图像和数据,设计由100g“滤液”【其中Fe2(SO4)3质量分数为16%】制备FeSO4溶液的实验方案: 。
【答案】(1)分解反应
(2) Ca(OH)2 Ca(OH)2 + CO2=CaCO3↓ + H2O 难溶于水且不和水反应
(3)硫酸
(4)Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4
(5)80℃时,向溶液中加入23.6g铁粉,充分反应2h
13.如图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器(组装实验装置时,可重复选择仪器),化学小组的同学利用其进行下列化学实验。
试回答下列问题:
(1)以过氧化氢溶液为原料(二氧化锰作催化剂),在实验室中制备并收集干燥的氧气。按照要求设计实验装置,连接仪器,检查装置的气密性,进行实验。
①所选仪器的连接顺序为 (从左到右填写仪器序号字母)。
②上述方法制氧气的化学反应方程式为 。实验结束后,可用 的方法将二氧化锰从剩余物中分离出来。
(2)现有一混合气体,其主要成分为CO,含有少量水蒸气,还可能含有少量HCl气体。某化学课题组的同学欲用该混合气体进行实验:①检验HCl气体是否存在,并除去HCl气体②用干燥纯净的CO气体还原不纯的氧化铜样品(已知:,其中的杂质不发生变化)设计了实验方案,所选仪器按“混合气体→E→C→A→D1→D2”的顺序连接(D1、D2为盛氢氧化钠溶液的洗气瓶),检查装置的气密性,然后进行实验。(假设发生的化学反应都充分反应)
①该装置中,洗气瓶C的作用为 。
②判定HCl气体存在的根据是 ,请写出该反应的化学方程式 。
③进行实验时,检查完装置的气密性,在仪器A硬质玻璃管中放入15g该氧化铜样品后,进行以下操作,其中应该先进行的是 (填选项序号之一)。
a.用酒精灯加热 b.通入混合气体
④反应充分进行后冷却,小颖同学认为“仪器A硬质玻璃管中减少的质量等于仪器D1中增加的质量”,小燕同学通过称量,发现二者质量并不相等。请你仔细分析并予以说明:仪器A中减少的是 的质量;而仪器D1中增加的是反应生成二氧化碳的质量,测得此时仪器D1增重6.6g,则15g该氧化铜样品中CuO的质量分数为 。
⑤从环保角度考虑,该套实验装置还存在明显的不足之处,你的具体改进建议是 。
【答案】(1) BCF 过滤
(2) 干燥一氧化碳气体 装置E中产生白色沉淀 b 参加反应氧化铜中氧元素 80% 在装置的末端接一个燃着的酒精灯(合理即可)
14.为测定经历湿法炼铜后所得固体混合物中铜元素的含量并提纯铜,进行实验如下:
(1)上述实验过程中发生反应的化学方程式为 ;
(2)根据已知条件列出求解A烧杯中参加反应的金属质量 (X)的比例式为 ;
(3)所得固体混合物中铜、铁元素质量的最简比为 ;
(4)用16%的硫酸铜溶液配制上述实验中所用的硫酸铜溶液,需加水的体积为 mL;
(5)将D中滤液蒸发7.2g水,最终所得不饱和溶液中溶质的质量分数为 ;
(6)冶炼60t上述所得固体混合物中的铁,需要含杂质20%的赤铁矿的质量为 。
【答案】 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 8:7 60 10% 428.57t
15.回答下列问题。
(1)把甲、乙反应后的溶液倒入同一烧杯中发现溶液显红色,决定继续对烧杯内溶液中溶质成分进行探究。
【提出问题】反应后所得溶液中溶质的成分是什么?
【提出猜想】烧杯内溶液中的溶质成分可能有:
猜想一:、
猜想二:
猜想三:、、
猜想四:、
【实验分析】
(2)通过分析,大家认为猜想四不成立,原因是 。
【实验探究】
(3)同学们对剩余的几种猜想继续探究(提示:溶液呈中性)
实验操作
实验现象及结论
①取烧杯中的溶液于试管中,加入过量的溶液
,说明猜想一不成立
②过滤,再向沉淀中加入
沉淀部分溶解、有气泡产生,说明猜想三成立
(4)已知固体混合物A可能含有、、、四种物质中的一种或多种,另有无色溶液B,其中的溶质可能是、两者之一。按如图所示进行实验探究,实验现象如图中所述(设过程中所有发生的反应都恰好完全反应)。
试根据实验过程和图示提供的信息,进行分析推理,回答下列问题:
①气体C的化学式为 。
②室温下,气体G水溶液的pH 7(选填“大于”“等于”“小于”之一)。
③混合物A中一定含有的物质是 (写化学式)。
④无色溶液H中,一定大量存在的阳离子是 (填离子符号)。
⑤写出步骤Ⅳ生成红褐色沉淀K的化学方程式 。
⑥如果要确定溶液B中的溶质,还需取少量沉淀F再进行实验,请简要说明实验操作步骤、产生的现象及结论: 。
【答案】(1)、
(2)猜想四中溶液呈酸性,不能使酚酞溶液变红
(3) 产生白色沉淀,溶液仍为红色 足量稀硝酸
(4) CO2 大于 、、 取少量沉淀F于试管中,加入足量稀硝酸,若沉淀全部溶解,说明溶液B中的溶质是碳酸钠,若沉淀不溶解,说明溶液B中的溶质是硫酸钠
16.芬顿(Fenton)反应是一种利用过氧化氢分解产生自由基降解污染物的技术。
Ⅰ、传统“”体系
(1)在降解过程中起催化作用,反应前后 和化学性质不变。
为了探究Fenton法对有机污染物(p-CP)降解速率的影响因素,用一定浓度的溶液和溶液进行如下实验,测得有机污染物(p-CP)浓度的变化情况如图-1所示(假设所用溶液的密度均为g/mL)。
编号
溶液/mL
溶液/mL
蒸馏水/mL
pH
温度℃
A
1.5
3.5
10
3
25
B
1.5
3.5
10
3
40
C
3.5
3.5
8
3
25
D
1.5
4.5
X
3
25
E
1.5
3.5
10
10
25
(2)①对比A、B组实验可发现升高温度可以加快Fenton法降解有机污染物(p-CP)的速率。分析图-1中对应的曲线,得到上述结论的依据为 。
②本实验中除温度、pH、溶液浓度外,还研究了 对Fenton法降解有机污染物(p-CP)速率的影响。实验D中的X的值是 。
③为测定不同时间内有机污染物的浓度,需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的降解反应立即停止下来。根据上图中的信息,给出一种迅速停止反应的方法 。
Ⅱ、“纳米零价铁-”体系
纳米零价铁粒径较小,比表面积较大,吸附性较高,因此“纳米零价铁-”体系应用前景更广。
(3)除去工业烟气中的NO:一定温度下,将溶液和稀盐酸雾化,再与烟气按一定比例混合,以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置。
①除去NO的化学方程式为,反应中化合价改变的元素有O、 。
②此过程中,纳米零价铁除了具有较好的吸附效果外,你认为还具有的作用是 。
③NO脱除率随温度的变化如图-2所示。温度高于120℃时,NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是 。
【答案】(1)质量
(2) 其他条件都相同,当时间相同时,实验B与A对比,温度高,结果p-CP浓度低(合理即可) FeSO4溶液的浓度 9 将所取样品迅速加入到一定量的NaOH溶液中,使pH为10
(3) N/氮/氮元素 与盐酸反应生成FeCl2做反应催化剂(合理即可) 双氧水的分解速率随温度升高而加快,双氧水浓度降低
17.高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型高效水处理剂。下图是制备K2FeO4的流程(已知:K2FeO4在中性和酸性条件下易分解):
(1)K2FeO4净水时生成的胶状物具有疏松多孔的网状结构,推测其具有的性质是 。
(2)K2FeO4应保存在 (选填“酸”、“中”或“碱”)性环境,防止其分解。
(3)Na2FeO4中铁、氧元素的质量比为 。
(4)操作X是 。
(5)Na2FeO4与KOH发生的是复分解反应(Na2FeO4+2KOH=K2FeO4↓+2NaOH)。求制取19.8g K2FeO4需要KOH的质量。(写出计算过程)
【答案】(1)吸附性
(2)碱
(3)7:8
(4)过滤
(5)解:设需要KOH的质量为x。
x=11.2g
答:需要KOH的质量为11.2g。
18.某烟气中含、、等气体,对工业烟气的处理是化学学科研究的重要课题。
(1)以催化处理烟气中的,部分流程如图1所示。开始时需向“脱硫”装置中加入一定量的溶液,并加入适量铁粉。保持其他条件相同,反应过程中吸收液的起始温度对脱硫率和吸收液的影响如图2所示。
资料:“脱硫”时发生的主要反应有
①若将烟气大量排放到空气中会导致硫酸型酸雨,酸雨的pH 5.6(选填“>”或“=”或“<”)。
②计算脱除32g的同时会生成的质量 (写出计算过程)。
③“脱硫”段时间后,溶液的浓度会升高。原因是 。
④温度大于时脱硫率下降,可能的原因是 。
(2)海水吸收法被认为是烟气脱硫最简单的途径(与水反应类似于)。在喷淋吸收塔内烟气与海水反应,然后在曝气池中分解释放二氧化硫并回收,并使海水得以恢复。
①为了快速充分脱硫,可采用图3所示的喷淋吸收塔装置,图3中烟气通入的位置应为 (选填甲或乙)。
②写出曝气池中释放的化学方程式 。
拓展延伸:某实验组对海水吸收烟气过程中产生的液进行实验探究。向溶液中滴加溶液,测得溶液中含硫微粒的浓度随变化如图4所示。
③由此可知溶液呈 (填“酸性”或“碱性”)。
④M点溶液含有的溶质主要为 (填化学式)。
⑤溶液由0升至3的过程中,溶液中与发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1) < 解:设脱除32g的同时会生成的质量为x。
答:脱除32g的同时会生成的质量为49g。 脱硫的过程中不断消耗水,溶液中的水逐渐减少,作为催化剂在反应前后的质量不变,则溶液的浓度增大 温度升高,SO2在水中的溶解度减小,导致反应不充分,所以脱硫率降低
(2) 乙 酸性
19.近日,中国海油发现国内首个深水深层大气田,为能源结构转型提供坚强保障。天然气的主要成分是甲烷,甲烷充分燃烧生成二氧化碳和水。
(1)化石燃料包括煤、 和天然气;甲烷燃烧属于 (选填“吸热”或“放热”)反应。
(2)厨房中燃气灶的火焰呈现黄色或橙色,锅底出现黑色,应将炉具的进风口调 (选填“大”或“小”)。
(3)求4.8kg甲烷充分燃烧生成的二氧化碳的质量。(写出计算过程)
(4)若一棵树平均每天吸收0.88kgCO2,则上述甲烷充分燃烧排放的CO2需要 棵树吸收一天。
【答案】(1) 石油 放热
(2)大
(3)解:设4.8kg甲烷充分燃烧生成的二氧化碳的质量为x,
x=13.2kg
答:4.8kg甲烷充分燃烧生成的二氧化碳的质量为13.2kg。
(4)15
20.Ⅰ.烧碱(NaOH)是一种重要的化工原料,苛化法制烧碱是目前工业制烧碱的重要方法之一,其主要流程如图所示:
(1)第④步中加入试剂 X 的化学式为 。
(2)氢氧化钠固体如果暴露在空气中不仅会吸收空气中的水分,还能和空气中的二氧化碳发生反应而变质,该反应的化学方程式为 。
(3)烧碱有强烈的腐蚀性,如果不慎沾在皮肤上,应立即用 ,然后涂上硼酸溶液,必要时再到医院治疗。
Ⅱ.在一烧杯中盛有一定质量的MgCO3固体,向其中滴加溶质的质量分数为9.8%的稀硫酸溶液,至恰好完全反应。得到100g不饱和溶液。然后,向所得溶液中逐滴滴入溶质质量分数为10%的NaOH溶液,产生沉淀的质量与所滴入NaOH溶液的质量关系曲线如图所示。请根据题意回答下列问题:
(4)写出在滴入稀硫酸时观察到的一项实验现象 。
(5)当滴入NaOH溶液至图中A点时,烧杯中溶液里含有的溶质是 (写化学式)。
(6)当滴入10%的NaOH溶液120g时(即C点),试通过计算,求此时所得不饱和溶液的质量(计算结果精确至0.1g)。
【答案】(1)Na2CO3
(2)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
(3)大量水冲洗
(4)有气泡冒出或白色固体消失
(5)Na2SO4、MgSO4
(6)解:由图知,滴入NaOH溶液质量80g时沉淀完全,消耗NaOH的质量是:80g×10%=8g
设生成Mg(OH)2的质量为x
当滴入10%的NaOH溶液至C点时,所得不饱和溶液的质量为:100g+120g-5.8g=214.2g
答:当滴入10%的NaOH溶液至C点时,所得不饱和溶液的质量为214.2g。
21.酸、碱、盐是几类重要化合物,它们与人类日常生活和工农业生产关系十分密切。
(1)实验室常见的酸有盐酸、硫酸和硝酸等,这些酸具有相似的化学性质的原因是 。
(2)小苏打可以治疗胃酸过多,为了探究这一实验原理,某实验小组用小苏打样品设计了如图实验。
①试管中发生反应的化学方程式为 。
②可用澄清的石灰水检验气球中收集的气体,其反应原理为 (用化学方程式表示)。
(3)食用盐在中国的起源:“盐”字本意是“在器皿中煮卤”。中国人大约在神农氏(炎帝)与黄帝的时期开始煮盐。相传古时的盐是用海水煮出来的。但海水制得的粗盐中除含NaCl外,还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4及泥沙等杂质。为了得到纯净的NaCl晶体,某化学实验小组设计了如图实验方案:
①步骤、步骤、步骤都需要用到的一种玻璃仪器为 ,步骤的操作中用该玻璃仪器的作用是 。
②为了除去溶液A中的可溶性杂质,某同学按顺序分别加入过量的NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液,加入过量NaOH溶液的目的是 。
③小明同学认为在液体B中加入过量盐酸会影响实验结果,小红同学则认为通过步骤c可除去过量的盐酸得到纯净的NaCl晶体。小红同学的说法正确吗? 请说明理由 。
(4)为了洗涤某石油产品中残留的硫酸,某化验室实验员向100g硫酸溶液中加入160g溶质质量分数为10%的氢氧化钠溶液,恰好完全反应。请计算硫酸溶液中溶质的质量分数。
【答案】(1)酸溶液中都含有相同的氢离子
(2)
(3) 玻璃棒 搅拌,使液体受热均匀,防止因局部温度过高而使液滴飞溅 除尽氯化镁 正确 盐酸有挥发性
(4)解:设100g硫酸溶液中溶质的质量为x。
解得:x=19.6g
硫酸溶液中溶质的质量分数为:
答:硫酸溶液中溶质的质量分数为19.6%。
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