2024年江苏省苏州市中考化学二模试题按知识点分层汇编-02物质的性质与应用

江苏省苏州市2024年中考化学二模试题按知识点分层汇编-02物质的性质与应用 一．选择题（共15小题） 1．（2024•工业园区二模）物质的性质决定物质的用途。下列对应关系不正确的是（　　） A．二氧化碳密度大——用作制冷剂 B．盐酸具有酸性——除铁锈 C．石墨导电性好——用作电极 D．熟石灰呈碱性——改良酸性土壤 2．（2024•工业园区二模）MnSO4的溶解度曲线如图，下列说法错误的是（　　） A．MnSO4的溶解度随温度升高先增后减 B．a点溶液升温可得不饱和溶液 C．40℃时50g水中溶解30gMnSO4得b点溶液 D．c点溶液降温至20℃可得MnSO4晶体 3．（2024•高新区二模）如图a所示，向NaOH稀溶液中缓缓通入HCl气体，测定该过程中溶液导电能力的变化，实验结果如图b（溶液体积的变化忽略不计），下列说法不正确的是（　　） A．该过程中溶液温度先升高再恢复至室温 B．C点溶液中的微粒有Na+、H+、Cl﹣、H2O C．A→B段变化，其他条件相同，导电能力：OH﹣＜Cl﹣ D．B→C段变化，溶液的导电能力除了与离子种类有关，还与离子浓度有关 4．（2024•工业园区二模）下列物质中含有大量自由移动离子的是（　　） A．干冰 B．氯化钠固体 C．硝酸钾溶液 D．蔗糖溶液 5．（2024•工业园区二模）下列物质的转化在给定条件下均能实现的是（　　） A．FeFe2O3•nH2OFeCl3 B．CuCuSO4Cu（OH）2 C．NaClNa2CO3NaOH D．Ba（NO3）2BaSO4BaCl2 6．（2024•工业园区二模）用氯化钠固体和水配制50g溶质质量分数为10%的NaCl溶液，不需要的仪器是（　　） A．酒精灯 B．玻璃棒 C．烧杯 D．量筒 7．（2024•工业园区二模）日化用盐产品中添加表面活性剂，可增加产品的功能性，如沐浴盐。产品中盐的含量会影响表面活性剂的性能。实验人员向硬度为150mg/kg的硬水中加入NaCl，配制不同溶质质量分数的NaCl硬水溶液。测试NaCl的质量分数对三种表面活性剂（CAB、MES、AESA）的发泡性能和去油效果的影响，结果如图1、2。下列说法不正确的是（　　） A．三种表面活性剂中CAB的初始泡沫高度受NaCl浓度影响最小 B．未添加表面活性剂的硬水有微弱的去油能力 C．相同条件下，三种表面活性剂中AESA的去油率最佳 D．三种表面活性剂产生的初始泡沫高度越高，去油效果越佳 8．（2024•高新区二模）废水处理后的循环利用有利于保护水资源，减少水的浪费。取某工厂排放的废水1升，分别加入生石灰和石灰石，测得废水的pH随加入固体质量的变化如图所示。已知：每吨生石灰的价格约为460元，每吨石灰石的价格约为130元。有关描述正确的是（　　） A．该工厂排放的废水呈酸性，所以加入生石灰处理效果更好 B．加石灰石调节废水的pH，溶液的pH始终小于7，是因为石灰石难溶于水，不与酸完全反应 C．为了降低成本，可以先加入22克石灰石调溶液pH到6，再加入2克生石灰调pH到7 D．加入20克固体后，加生石灰的溶液pH变化明显，是因为生成的氢氧化钙易溶于水 9．（2024•高新区二模）空气是人类赖以生存的重要资源，下列物质中不属于空气污染物的是（　　） A．二氧化硫 B．臭氧 C．二氧化碳 D．PM2.5颗粒物 10．（2024•高新区二模）下列物质属于纯净物的是（　　） A．空气 B．生铁 C．液氧 D．碘酒 11．（2024•高新区二模）浙江大学联合加州大学科研人员，在﹣50℃环境中，通过静电促使水分子朝电场方向运动，改变其无序的运动状态，从而诱发单晶生长，制成高质量冰单晶微纳光纤。关于冰单晶微纳光纤的说法正确的是（　　） A．水变成冰单晶微纳光纤是分子变大了 B．冰单晶微纳光纤与冰的化学性质不同 C．水变成冰单晶微纳光纤后，分子停止运动 D．冰单晶微纳光纤由水分子构成 12．（2024•高新区二模）下列物质的性质与其用途对应关系不正确的是（　　） A．氮气性质稳定，可用作灯泡填充气 B．铜具有导热性，可用于制作导线 C．天然气有可燃性，可用作气体燃料 D．金刚石硬度大，可用于切割玻璃 13．（2024•高新区二模）根据如图实验，得出的结论正确的是（蒸馏水经煮沸并迅速冷却）（　　） A．甲和乙对比：水是铁钉生锈的必要条件 B．乙和丙对比：空气是铁钉生锈的必要条件 C．甲和丙对比：空气是铁钉生锈的必要条件 D．甲和丁对比：水是铁钉生锈的必要条件 14．（2024•高新区二模）如图所示，小文利用长柄W型玻璃管完成了一氧化碳与氧化铁反应的实验。已知：甲酸在热浓硫酸的作用下分解生成一氧化碳和水。下列有关说法错误的是（　　） A．该实验具有节约药品、清洁环保、操作简单等优点 B．网罩的作用是集中火焰，提高酒精灯火焰的温度 C．一氧化碳能夺取氧化铁中的氧，具有氧化性 D．实验中可观察到红色粉末变成黑色 15．（2024•高新区二模）在给定条件下，下列物质间的转化能实现的是（　　） A．CO2CO B．CuCuSO4 C．Fe2O3FeCl2 D．CaCl2Ca（NO3）2 二．填空题（共5小题） 16．（2024•工业园区二模）苏州是一座拥有千年历史的文化名城。苏州的许多传统与化学息息相关。 （1）传统工艺 ①文物贴金。金箔不易变色，说明黄金化学性质 　 　（填“稳定”或“活泼”）。 ②镇水铁牛。镇水铁牛系生铁铸成，其硬度比纯铁 　 　（填“大”或“小”），历经百年风雨，铁牛已锈迹斑斑，因为铁常年与 　 　（填化学式）接触。 ③钻石切。钻石和石墨均由碳原子构成，硬度差异很大的原因是 　 　。 （2）矿物颜料 ①朱砂可制成鲜红色颜料，主要成分为硫化汞（Hg和S的化合价分别为+2和﹣2）。硫化汞的化学式为 　 　。 ②明代宋应星所著《天工开物》中记载了我国古代炼铁方法。现代工业利用高炉炼铁，其主要反应原理是一氧化碳与氧化铁的反应，该反应的化学方程式为 　 　。 ③孔雀石[主要成分为Cu2（OH）2CO3]可用于制作青色颜料，孔雀石属于 　 　（填“纯净物”或“混合物”）。可将Cu2（OH）2CO3表示为2CuO•xCO2•H2O，其中x的数值为 　 　。 17．（2024•高新区二模）中国茶，世界香。从古代丝绸之路、茶马古道，到今天丝绸之路经济带，茶穿越历史，跨越国界，深受世界各国人民喜爱。 Ⅰ.了解茶叶 （1）茶叶含氟较高，对预防龋齿有一定效果。这里的“氟”指的是 　 　（填“元素”或“单质”）。 Ⅱ.种植茶树 （2）茶树适宜在pH为5～6的土壤中生长，该土壤浸出液能使紫色石蕊试液变 　 　。（填颜色） （3）茶树是叶用植物，需氮元素比一般植物多，大量施用氮肥加速了土壤的酸化，可施加 　 　（填物质俗名）改良酸性土壤。 Ⅲ.冲泡茶汤 （4）水的矿化度（钙、镁离子含量）越低，茶汤的品质越高。生活中降低水的矿化度的方法为 　 　。 （5）泡茶时可用茶漏将茶汤和茶渣分离，茶渣可通过脱水、炭化、活化形成活性炭。活性炭在净水过程中利用其 　 　性去除异味和色素。 Ⅳ.清洁茶具 （6）除垢原理 长期使用的茶具中易出现茶垢（主要成分碳酸钙），需定期处理。柠檬酸除茶垢：柠檬酸溶液能清除茶垢的原理是 　 　。茶垢清洁剂除茶垢；清洁剂中的过碳酸钠遇热水产生大量氧气，分解茶垢。 （7）自制除垢剂 ①将50g质量分数为30%的柠檬酸溶液稀释为除垢所需质量分数为10%的柠檬酸溶液，需加水 　 　g。 ②向饱和碳酸钠溶液中加入过氧化氢溶液的过程中，过碳酸钠的产率与反应温度的关系如表： 温度范围/℃ 5～10 10～15 15～20 20～25 过碳酸钠的产率/% 84.49 85.78 88.38 83.01 分析数据，制备过碳酸钠的最佳温度范围是 　 　℃。 18．（2024•高新区二模）水是生命之源，水及其溶液在生活和生产中有着重要的作用。 （1）自然界的水循环通过水的三态变化实现。三态变化的过程中，水分子的 　 　（填字母）发生改变。 a.质量 b.构成 c.化学性质 d.分子间隔 e.运动速率 （2）今年我市不少小区安装了便民直饮水机，其净水流程如图所示： ①上述三级处理器涉及的净水原理均为 　 　（填“物理”或“化学”）变化。 ②水中的细菌、病毒等微生物被精滤器中的超滤膜除去，是因为超滤膜的孔径 　 　（填“大于”或“小于”）细菌、病毒等微生物的粒径。 ③若没有砂滤器，则对后续净水造成的影响是 　 　。 （3）实验室采用蒸馏法将天然水净化，如图所示。 ①由图分析，冷凝水下进上出循环的目的是 　 　。 ②铈的化合物具有良好的光学、电学性质，广泛应用于平板显示和计算机芯片等领域。如图1所示是硝酸钾（KNO3）与硫酸铈[Ce2（SO4）3]的溶解度曲线。若硫酸铈固体中混有少量硝酸钾杂质，则提纯硫酸铈的实验方案是：常温下将固体混合物边加水边搅拌至 　 　，然后 　 　，过滤，洗涤干燥所得固体即纯净硫酸铈。 ③硫酸铈[Ce2（SO4）3]可由Ce（SO4）2与H2O2反应制得，同时生氧气和硫酸，试写出该反应的化学方程式：　 　。 ④已知Ce（SO4）2与H2O2反应的速率与温度的关系如图2所示。当温度高于T0时，反应速率逐渐减小的可能原因是 　 　。 19．（2024•工业园区二模）化学是美丽的，化学之美点亮生活之美！ （1）仪器之美。玻璃晶莹剔透，可以用来制成试管、烧杯、锥形瓶完成许多化学实验，玻璃属于 　 　。石棉网则由铁丝网与耐高温的石膏制成的，石棉网属于 　 　。 A.无机金属材料 B.无机非金属材料 C.合成材料 D.复合材料 （2）变化之美。美轮美奂的霓虹灯填充了稀有气体，稀有气体通电时发出不同颜色的光属于 　 　（填“物理”或“化学”）变化。 （3）结构之美。图甲是常见碳单质结构模型，金刚石与石墨物理性质不同的原因是 　 　。 （4）现象之美。图乙是“火树银花”为“铜树”在硝酸银溶液中产生的现象，发生该反应的化学方程式是 　 　。 （5）诗词之美。“花落一杯酒，月明千里心”，酒的主要成分是乙醇，乙醇（C2H5OH）在人体酶的催化下能氧化成CO2和水并放出热量，写出化学方程式：　 　。 20．（2024•姑苏区二模）非物质文化遗产——打铁花，是一种传统的民间焰火表演艺术。其原理是将生铁烧至熔化成为铁水，再将铁水在空中用力击打而形成四处飞溅的耀眼“铁花”。 （1）烧铁水时，用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气，其目的是 　 　。 （2）工业上冶炼生铁的主要设备为 　 　。 （3）上述设备中赤铁矿冶炼成生铁的主要原理为 　 　（用化学方程式表示）。 （4）生铁的熔点 　 　纯铁的熔点（填“＞”“＜”或“＝”）。 （5）生铁 　 　（选填“能”或“不能”）完全溶解在足量的稀盐酸中。 三．实验题（共2小题） 21．（2024•工业园区二模）某兴趣小组围绕二氧化碳进行了一系统研究。 （1）用图1装置制取CO2并探究其性质。图2表示装置C中溶液的pH与实验时间的变化关系曲线。 已知：a.此实验条件下Na2CO3溶液的pH≈11.6，NaHCO3溶液的pH≈8.3。 b.Na2CO3溶液能与CO2、H2O进一步反应生成NaHCO3。 ①装置A中分液漏斗的作用是 　 　。装置B的作用是（用化学方程式表示） 　 　。 ②实验10s时装置C发生反应的化学方程式为 　 　。50s时溶液中的溶质是 　 　。实验150s时显示器中曲线pH＜7的原因是 　 　。 （2）CO2与NaOH溶液的反应无明显现象，为了验证反应的发生。进行如图实验。 ①向NaOH溶液中通入一定量的CO2后，取少量溶液于试管中，既可以滴加足量 　 　，观察到产生较多气泡；也可以滴加 　 　溶液，观察到产生白色沉淀即可说明CO2能与NaOH反应。 ②已知变色硅胶颗粒遇水会变红色。同学们进行图3所示对比实验，说明CO2能与NaOH反应的现象是 　 　。 ③如图4甲所示，分别加入等体积的水和氢氧化钠溶液，不断振荡，容器内二氧化碳的浓度降低情况如乙所示。对比曲线a、b能说明CO2与NaOH发生了反应的依据是 　 　。 22．（2024•吴江区二模）实验室用石灰石和稀盐酸制备少量CO2并进行性质实验（如图1所示）。 （1）仪器a的名称是 　 　。A中制取CO2的化学方程式为 　 　。 （2）B中饱和NaHCO3溶液的作用是 　 　。 （3）向D中缓慢通入气体研究CO2的部分性质，可证明CO2能与水反应的现象是：　 　。可证明CO2密度比空气大的现象是：　 　。 （4）实验室常用澄清石灰水检验CO2，若向澄清石灰水中不断通入CO2直至过量，反应中各物质的质量关系如图2，A→M段发生反应的化学方程式为 　 　。 四．解答题（共2小题） 23．（2024•工业园区二模）氧气是人类无法离开的物质，氧气的获得有多种方法。 Ⅰ．自然界获得氧气 如图所示，自然界通过绿色植物的光合作用获得O2 （1）光合作用是大自然利用 　 　能最成功的范例。 （2）试写出绿色植物光合作用的化学方程式 　 　。 Ⅱ．工业获得氧气 在低温条件下加压，使空气变为液态，然后升温，使氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要是液态氧，将其贮存在钢瓶中。 （3）空气变为液态，微粒间的空隙 　 　（填“变大”“变小”或“不变”）。 （4）液氮的沸点 　 　液氧的沸点（填“＞”“＜”或“＝”）。 Ⅲ．实验室获得氧气 实验室里常用加热或MnO2催化H2O2溶液分解制取氧气。 （5）从图中选择仪器组装装置，完成用KMnO4制取并用排水法收集氧气实验，需选择A、B、C、E、G、　 　（填字母序号），该反应的化学方程式为 　 　。 （6）用H2O2溶液和MnO2制备氧气，发生装置从图中选择仪器D、F后，还需增加 　 　（填一种仪器名称）。若利用如图所示空塑料输液袋收集制得的氧气，氧气应从 　 　（填“a”或“b”）端进入。 Ⅳ．家庭获得氧气 某品牌家庭制氧机是利用分子筛制氧，空气经过分子筛时氮气被吸附、氧气通过，获得高浓度的氧气。其微观示意图如图： （7）请将如图方框补充完整 （8）分子筛制氧的过程属于 　 　（填“物理”或“化学”）变化。 （9）分子筛制氧的原理类似于化学实验中的 　 　（填操作名称）。 Ⅴ．空间站获得氧气 基于如上图所示原理，研制的氧气循环再尘组件成功应用于我国天宫空间站。 （10）反应Ⅰ需要在催化剂和加热的条件下才能发生，写出该反应的化学方程式 　 　。 （11）氧气循环生过程中需要定期补充一定量的水，可能的原因是 　 　。 24．（2024•工业园区二模）为实现能源转型和绿色发展，我国承诺在2030年之前CO2的排放不再增长。因此，CO2的资源化利用成为研究的热点。 Ⅰ．磷石膏是磷酸生产过程的副产物，主要成分是石膏（CaSO4•2H2O）。用它吸收废气中的CO2可以回收有用的物质。 （1）吸收CO2时，先将磷石膏与氨水混合，再通入CO2，反应后生成（NH4）2SO4和CaCO3，写出化学反应方程式：　 　。 （2）反应后，要检验溶液中的Ca2+已经完全转化为CaCO3，可以向反应后的上层清液中加入 　 　试剂。 （3）不同温度下，磷石膏吸收CO2的吸收率如图1，温度高于65℃时，CO2的吸收率随温度的升高而降低，原因可能是 　 　。 （4）反应产物（NH4）2SO4可以用于 　 　。 Ⅱ．CO2的催化加氢是其资源化利用的重要途径。查阅有关资料得到了以下一些信息： ①在化石燃料利用过程中得到的CO2、H2以及伴生的N2可在一定条件下反应生成碳酸二甲酯、甲烷、1，3，5﹣均三嗪三醇等物质（见表）： ②研究表明，CO2反应的需氢量越少，生产成本越低； 如表几种CO2资源化利用产物的理论需氢量 利用方式 原料 总反应方程式 产物 酯化 H2 3CO2+6H2＝DMC+3H2O 碳酸二甲酯 催化加氢 H2 CO2+4H2＝CH4+2H2O 甲烷 氨化 N2、H2 6CO2+3N2+9H2＝2C3H3N3O3+6H2O 1，3，5﹣均三嗪三醇 （5）酯化反应的产物碳酸二甲酯（DMC）的化学式为 　 　。 （6）CO2催化加氢的转化率（消耗的CO2量与投入CO2量的比值）随温度变化如图2所示，该反应的适宜温度为 　 　。 （7）氨化是CO2资源化利用的最佳方式，根据表1中的信息，分析其原因是 　 　。 五．工艺流程题（共5小题） 25．（2024•工业园区二模）工业上以硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、Fe3O4，含少量难溶杂质）为主要原料通过以下步骤制备铁红（Fe2O3）。 已知：Fe3O4与稀硫酸反应的原理为：Fe3O4+4H2SO4＝FeSO4+Fe2（SO4）3+4H2O （1）“酸浸”时，若其它条件不变，下列措施能提高铁元素浸出率的有 　 　（填序号）。 A．适当降低温度 B．适当加快搅拌速率 C．减小硫酸浓度 D．将硫铁矿烧渣粉碎 （2）“过滤I”所得滤液中含有的阳离子有 　 　（填离子符号）。 （3）“沉铁”过程温度不宜过高，主要原因是 　 　。 （4）取10mL“酸浸”后的滤液，加入一定量的NH4HCO3后，再加入不同体积的相同浓度的氨水，铁的沉淀率随氨水用量变化如图所示。氨水用量小于4mL时，铁的沉淀率变化幅度很小，其原因可能为 　 　。 （5）过滤Ⅱ的滤渣中含有FeOOH和FeCO3，对滤渣洗涤干燥后高温焙烧可得到铁红。 ①FeOOH在400℃左右脱水分解，反应的化学方程式为 　 　。 ②。 （6）200t含铁元素42%的硫铁矿烧渣制备铁红，假设生产：过程中铁元素无损失，理论上能制得铁红 　 　吨。 26．（2024•工业园区二模）工厂烟气进行脱硫处理，可减少SO2和H2S等含硫化合物的污染。 Ⅰ.某研究人员按如图所示流程进行“燃煤烟气的脱硫研究”。 （1）吸收池：总反应的化学方程式为2SO2+2H2O+O2═2H2SO4，该装置的温度不宜过高，原因是 　 　。 （2）反应池：化学反应方程式为 　 　。欲加快该反应速率，除可适当升高温度外，还可采取的措施为 　 　（答一点）。随着反应液流入吸收池中，吸收池中H2SO4的生成速率明显加快，其原因可能是 　 　。 （3）若忽略循环中的热量散失，温度较高的是 　 　（填“A”或“B”）点。 （4）结合图，补充完整从反应液中结晶出FeSO4•4H2O的实验方案：蒸发浓缩、　 　、过滤、洗涤、烘干。 （5）尾气1和尾气2在一定条件下可合成甲醇（CH4O），同时有水生成，该反应的化学方程式为 　 　。 Ⅱ.空气中SO2浓度测定。 空气中SO2的浓度用单位体积的空气中所含SO2的质量表示，我国空气质量标准对空气中SO2的浓度级别规定如下表所示。 浓度级别 一级 二级 三级 标准（mg•m﹣3） 浓度≤0.15 0.15＜浓度≤0.50 0.50＜浓度≤0.70 （6）将发电厂周围2m3空气通入过氧化氢溶液，将SO2完全转化成H2SO4。经测定反应生成的H2SO4的质量为1.47mg。该反应的化学方程式是SO2+H2O2═H2SO4，试通过计算说明该空气中SO2的级别是 　 　。（写出计算过程） Ⅲ.有毒的H2S气体常用脱硫液吸收和活性炭吸附氧化进行处理。 （7）一种用FeCl3溶液循环脱硫工艺的物质转化如图所示。写出该脱硫总反应的化学方程式 　 　。 （8）表面喷淋水的活性炭可用于吸附氧化H2S，其原理可用如图表示（aq代表溶液）。其它条件不变时，若水膜过厚，H2S的氧化去除率减小的原因是 　 　。 27．（2024•工业园区二模）氢气的开发利用是氢能研究的热点。 Ⅰ.氢气的发现和制备 （1）1766年，英国科学家卡文迪许用锌与稀硫酸作用，制得了可燃性的氢气。1785年，拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁制枪管将水转化为氢气，同时生成四氧化三铁。写出该反应的化学方程式 　 　。1800年，英国化学家尼科尔森通过电解水获得氢气。 （2）目前制氢的方法主要有电解水制氢。电解水制氢中，使用氚进行核能发电，图1能表示氚的原子结构，氚原子与氢原子的区别是 　 　不同。 （3）甲烷和水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一，主要流程如图2： ①甲烷和水蒸气催化重整的化学方程式为 　 　。 ②“分离”的目的是 　 　。 Ⅱ.氢气的贮存和释放 （4）Mg2Cu是镁铜按一定质量比融合而成的合金。Mg2Cu可用于化学储氢，其贮氢与释氢过程如图3所示。 ①贮氢反应需要在高温和隔绝空气的条件下进行，隔绝空气的原因 　 　。 ②释氢发生反应的化学方程式为 　 　。 Ⅲ.氢气在工业生产中的应用 （5）合成氨工艺需要用到氢气，在铁触媒作用下，用体积比为1：3的氮气和氢气合成氨气。 ①N2是合成氨的重要原料。工业上可从空气中获得N2，利用空气中各成分的 　 　不同将空气成分进行分离。 Fe3O4是铁触媒的主要成分。合成氨催化过程中因部分Fe3O4与H2反应使催化剂“失效”。在一定温度下可用O2将其“再生”。图5是Fe3O4在失效和再生过程中的质量与时间变化的关系图。 ②通入O2加热，将一定质量的失效催化剂进行“再生”，“再生”过程中铁元素的质量分数 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 ③T1∼T2℃时，FeO转化为Fe3O4，T3∼T4℃时，Fe3O4转化为Fe2O3。M＝　 　。 ④A点固体中m（FeO）：m（Fe3O4）＝　 　。 28．（2024•吴江区二模）CO2的捕集与资源化利用是化学研究的热点之一。 Ⅰ．CO2的捕集一种利用CaO捕集CO2的流程如图1所示。 （1）大气中CO2含量上升会导致的主要环境问题是 　 　。 （2）“煅烧炉”中发生的反应的化学方程式为 　 　。 （3）研究发现，加热CaC2O4•H2O也可获得CaO，反应方程式为CaC2O4•H2OCaO+CO2↑+CO↑+H2O↑，该反应所制得的CaO比石灰石分解制得的CaO捕集CO2的效果更好，主要原因是 　 　。 Ⅱ．CO2的资源化利用 （4）以二氧化碳为原料制取炭黑的太阳能工艺如图2所示。反应①过程中铁元素的质量分数 　 　（填“增大”“减小”或“不变”），反应②属于基本类型的 　 　反应。 （5）以ZnO―ZrO2为催化剂，以CO2和H2为原料合成甲醇，主要反应的微观过程如图3所示，同时发生副反应：CO2+H2CO+H2O。 ①ZrO2中Zr的化合价为 　 　。 ②图3所示的合成反应中，生成物丙和丁的质量比为 　 　。 ③合成过程中，CO2转化率（100%）及甲醇选择性（100%，且甲醇选择性+CO选择性＝100%）随温度的变化如图4所示。随温度升高，CO2转化率升高，但产物中甲醇含量降低，原因是 　 　。 29．（2024•吴江区二模）碳酸锰和硫酸锰在工业生产中有广泛应用，均可用软锰矿（主要成分为MnO2，含少量铁的氧化物）为原料进行制备。 Ⅰ．制备高纯MnCO3 一种以软锰矿为原料制备高纯MnCO3的基本流程如图： 已知： ①Mn2+遇碱可反应生成难溶于水的Mn（OH）2； ②MnCO3难溶于水、乙醇，在100℃时开始分解，潮湿时易被O2氧化。 （1）MnCO3属于 　 　（选填“酸”“碱”或“盐”）。 （2）“浸取”反应生成MnSO4，其化学方程式为 　 　。 （3）“沉锰”反应为MnSO4+2NH4HCO3═（NH4）2SO4+MnCO3↓+CO2↑+H2O。若溶液碱性过强，所得MnCO3粗产品中可能会混有 　 　（填化学式）。 （4）“洗涤”时，不用蒸馏水洗涤，而使用无水乙醇进行洗涤，其原因是 　 　。 Ⅱ．制备MnSO4晶体 一种以软锰矿和硫铁矿（主要成分为FeS2）为原料制备MnSO4•H2O的基本流程如下： 已知： ①H2O2能将Fe2+氧化为Fe3+； ②常温下，部分金属阳离子转化为氢氧化物的开始沉淀和完全沉淀的pH如下表： 金属阳离子 Fe2+ Fe3+ Mn2+ 开始沉淀的pH 7 1.9 8.1 完全沉淀的pH 9.5 3.2 10.1 （5）“酸浸”时，为提高锰的浸出率，除了将矿石粉碎、不断搅拌以外，还可采取的措施是 　 　（任写一条）。所加入的硫酸不宜过量太多，原因是 　 　。 （6）“调pH”是为了除去Fe3+，需要调节溶液的pH的范围为 　 　。加入CaCO3也可将滤液中的Fe2（SO4）3转化为Fe（OH）3沉淀，同时生成CaSO4固体，并放出CO2气体，该反应的化学方程式为 　 　。 （7）“操作X”为蒸发浓缩、　 　、过滤、洗涤、烘干。 六．科普阅读题（共1小题） 30．（2024•工业园区二模）阅读下列短文，回答相关问题。 现代先进的飞机与飞行器要飞得高、快、远、省，就必须靠轻、强、美的材料。铝、镁、锂、钛这些金属及其合金被称之为“飞行的金属”。铝、镁、锂、钛、铁的密度（g•cm﹣3）分别为2.7、1.74、0.54、4.51和7.87。比强度（MPa•cm3•g﹣1）越大，材料的性能越好。不锈钢、铝合金和钛合金的比强度分别为79、167和218。钛合金、铝合金、铜合金的耐海水腐蚀性能试验结果如图所示。铝元素在酸性较强的溶液中以Al3+存在，在弱酸性及中性时以Al（OH）3的形态沉淀，在碱性的溶液中以存在。钛在盐酸、硫酸、硝酸溶液中耐腐蚀，在碱性溶液中可稳定存在。将1mm厚的不锈钢、钛浸在海水中，不锈钢4年后完全腐蚀，钛几十年不腐蚀。铝、镁、锂、钛的冶炼有电解法和还原法等。冶炼钛的部分生产流程如图所示。 （1）铝制品在空气中耐腐蚀的原因是 　 　。 （2）锂和镁、铝相比，能让飞行器变得更快的原因是 　 　。 （3）钛、铜镍合金、铝黄铜中耐腐蚀性最好的是 　 　。 （4）写出由TiO2转化为TiCl4的化学反应方程式：　 　。 七．科学探究题（共1小题） 31．（2024•工业园区二模）中国古代已掌握了铜冶炼和铸造技术，现代冶炼铜的工艺成熟，冶炼废水需经过处理后排放。 （1）如图为古法炼铜流程，以孔雀石和木炭为原料，经高温煅烧，冷却得到块状金属铜。 查阅资料：孔雀石的主要成分为Cu2（OH）2CO3.铜的熔点1083.4℃，氧气充足时炭火温度可达1200℃左右。 ①孔雀石受热分解的反应方程式是 　 　。 ②工艺中木炭的主要作用有两个：　 　；直接与氧化铜反应生成铜。 ③此法冶炼产物是铜块而不是散落在炭粉中的铜颗粒，原因是 　 　。 （2）现代工业中也使用孔雀石来冶炼金属铜。孔雀石的主要成分是Cu2（OH）2CO3，还含少量氧化铁和二氧化硅。如图为“湿法炼铜”并制备其他副产品氯化钠和铁红（氧化铁）的工业流程： 铁能与氯化铁溶液反应，反应方程式为2FeCl3+Fe═3FeCl2；氢氧化亚铁（白色固体）易被氧气氧化成氢氧化铁，氢氧化铁受热分解成两种氧化物。 回答下列问题： ①孔雀石中加入过量稀盐酸，发生反应的化学方程式为 　 　、　 　。 ②向固体B中加入过量稀盐酸的目的是 　 　。 ③向滤液Ⅱ中加入NaOH溶液生成Fe（OH）2沉淀，该反应属于 　 　基本反应类型。 ④Fe（OH）2沉淀通入空气氧化成Fe（OH）3，发生反应的化学方程式：　 　。 （3）某湿法炼铜厂产生酸性废水，含有的CuCl2、ZnCl2可用铁炭混合物（铁粉和活性炭的混合物）除去。其他条件不变，废水pH对Cu2+、Zn2+去除率的影响如图所示。 ①活性炭在净化水过程中的作用是 　 　。 ②pH＜3时，铁炭混合物表面有大量气泡产生，产生该现象的化学方程式为 　 　。 ③相同pH条件下，Cu2+的去除率远高于Zn2+的原因可能是 　 　。 八．综合应用题（共3小题） 32．（2024•高新区二模）二氧化碳是重要的自然资源，和人类的生命活动息息相关。 （1）人类进行呼吸作用的主要形式是有氧呼吸，通过酶的催化作用，把糖类等有机物转化为二氧化碳和水。呼吸作用属于 　 　（填“缓慢”或“剧烈”）氧化。 （2）在航天服、航天器、空间站等密闭系统中，CO2浓度会高得多，而超过一定浓度会导致呼吸急促、头晕头痛、昏迷甚至死亡，因此必须通过一定方法将CO2清除。 【探究除碳技术】 Ⅰ.非再生式氢氧化锂（LiOH）除碳技术 ①我国“飞天”舱外航天服采用非再生式氢氧化锂（LiOH）吸收CO2生成碳酸锂，该技术设备操作简单，功能可靠，适用于短期出舱任务。类比NaOH和二氧化碳的反应，写出氢氧化锂（LiOH）吸收CO2发生反应的化学方程式为 　 　。吸收二氧化碳，采用LiOH而不用NaOH的原因是 　 　。 Ⅱ.萨巴蒂尔（Sabatier）除碳生氧技术 ②利用萨巴蒂尔（Sabatier）反应清除二氧化碳并再生氧气的大体流程如图所示。 已知：萨巴蒂尔（Sabatier）反应是放热反应，控制反应器内的温度非常重要，反应在300℃﹣400℃时转化率较高，所以一般会将进入反应器的气体预热到此温度，同时反应器配有 　 　装置，确保反应器高效率、低能耗的持续运行。这种方法再生O2的最大缺点是需要不断补充 　 　（填化学式）。 Ⅲ.催化固碳技术 实验小组查阅资料，发现利用CO2和H2在催化剂作用下反应，不仅可以解决固碳问题还可以生成可做燃料的甲醇（CH3OH）。 ③结合图可知，温度为 　 　K时甲醇产率最高；压强越大，甲醇产率越高，但在实际生产中，并不是压强越大越好，其原因是 　 　。 ④催化固碳条件较为苛刻，实验小组发现还可以利用电解法来固碳，根据图示分析随着电解进行，电解质溶液的浓度会 　 　。（填“升高”、“降低”或“不变”） （3）我国科学家在实验室实现以CO2和H为原料人工合成淀粉（C6H10O5）n，人工合成淀粉技术可分为以下两个阶段，如图所示： 阶段1：从太阳能→电能→氢能→甲醇； 阶段2：以甲醇为原料通过“C1→C3→C6→淀粉”的策略，多步酶催化合成淀粉。 ①在阶段1中，利用氢能在一定条件下合成甲醇的化学反应方程式为 　 　。 ②若用44gCO2人工合成淀粉（假设反应过程中无含碳物质的加入和损失），计算理论上制得淀粉的质量 　 　。 ③人工合成淀粉技术虽处于实验室阶段，但对解决粮食危机和减少碳排放有着重大意义。传统农业中绿色植物（以玉米为例）光合作用和人工合成淀粉技术合成等量淀粉的对比如表所示。 玉米淀粉 人工合成淀粉 能量转化效率 2% 7% 生产条件与方式 阳光、灌溉、施肥施药、收割 全天候车间生产 生产周期 4﹣6个月 1﹣2天 据表分析，人工合成淀粉技术相较于传统农业，其优势是 　 　。（写出1点即可） 33．（2024•高新区二模）从古至今，铁及其化合物一直被人类广泛应用。 Ⅰ.铁的冶炼与应用 （1）如图为商代铁刃铜钺，以陨铁为刃、青铜为柄，说明此时人类已知道陨铁硬度比青铜 　 　（选填“大”成“小”）。陨铁部分腐蚀程度明显大于青铜部分的原因是 　 　。 （2）热铁是含碳量在0.1%以下的铁。生铁经锻打成为钢、进而锻打成为热铁，主要是降低 　 　元素含量。 （3）草酸亚铁（FeC2O4）可用于制取纳米铁粉。服用补铁剂硫酸亚铁时，若食用富含草酸（H2C2O4）的蔬菜，会生成草酸亚铁，该反应所属基本类型是 　 　。 （4）纳米铁粉能高效处理酸性（含硫酸）废水中的NaNO3，含纳米铁粉的水处理剂表面的变化如图。 ①随反应进行，溶液pH增大，有以下转化过程：FeSO4→Fe（OH）2Fe（OH）3，Fe（OH）2和Fe（OH）3都难溶于水，写出Fe（OH）2转化为Fe（OH）3的化学方程式 　 　。 ②纳米铁粉会与反应生成Fe2+、和H2O，当废水的pH升高时NaNO3的去除率下降，其原因是 　 　。 Ⅱ.FeC2O4的制备 用工业烧渣（含有Fe2O3、FeO和SiO2）制备草酸亚铁的实验流程如图： （5）“还原”发生的反应为SO2+Fe2（SO4）3+2H2O═2FeSO4+2H2SO4 ①“还原”时需控制在一定温度，温度太高会降低还原效率，原因是 　 　。 ②若还原时使用Fe，发生反应Fe2（SO4）3+Fe═3FeSO4，反应后溶液的pH明显增大，其原因是 　 　。 （6）“系列操作”为洗涤、低温烘干等。 ①判断固体已经洗净的方法是：取最后一次洗涤液于试管中，滴加 　 　，无明显现象，说明固体洗净。 ②若烘干温度达200℃，FeC2O4会分解为FeCO3和有毒气体，反应的化学方程式为 　 　。 Ⅲ.样品的热重分析 称取含FeCO3杂质的FeC2O4样品26.0g置于密闭容器中，控制不同的温度对其加热，测得剩余固体质量随温度的变化如图所示。 已知：FeCO3在282℃会分解为FeO和CO2。 （7）样品中FeC2O4的含量为多少？（精确到0.1%）（写出计算过程） （8）当加热到M点时，向容器中通入足量O2排出容器中的气体。容器中剩余固体逐渐全部变成红色，所得红色固体的质量为 　 　g。 34．（2024•高新区二模）能源转型逐渐成为全球共识。 2023年3月，我国首次实现“固态氢能”发电并网，“绿电”与“绿氢”转化的示意图如图所示。 （1）如图甲中A、B两种原子和乙中的 　 　（填字母）原子均属于氢元素。 （2）将光伏、风力发出的电用于电解水制氢。电解水时的能量转化方式是 　 　。 （3）贮氢：合金Mg2Cu是一种潜在的贮氢材料，高温时在氩气保护下，由一定质量比的Mg、Cu单质熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢生成氢化物和另一种合金，其化学方程式为：2Mg2Cu+3H23MgH2+MgCu2。 ①熔炼制备Mg2Cu合金时，通入氩气的目的是 　 　。 ②氢化物MgH2与水反应生成氢氧化镁沉淀，并释放出氢气，发生反应的化学方程式为 　 　。 （4）科学家还发现氨气是一种清洁能源，在纯氧中可以完全燃烧，只生成水和氮气，使得液氨有望取代液氢成为新一代绿色能源。如表1为氨气和氢气的部分信息： 表1： 性质名称 颜色、气味 25℃水中溶解度/g•L﹣1 标况下密度/g•L﹣1 氨气 无色、刺激性 456 0.6942 氢气 无色、无味 0.0015 0.0899 请回答下列问题： ①如图2，按下列条件进行合成氨反应，若要达到氮含量达到40%，你建议工厂选用的合成氨环境条件是：　 　（填字母）。 a.300℃低压 b.500℃高压 ②请写出氨气在纯氧中燃烧的化学方程式 　 　。 ③科学家最新研制了常温、常压下电解法合成氨的方法，原理如图3所示。电源的正极会产生氧气，负极会产生氨气。反应所得氧气与氨气的质量比远大于理论值，可能的原因是 　 　、　 　。 江苏省苏州市2024年中考化学二模试题按知识点分层汇编-02物质的性质与应用 参考答案与试题解析 一．选择题（共15小题） 1．（2024•工业园区二模）物质的性质决定物质的用途。下列对应关系不正确的是（　　） A．二氧化碳密度大——用作制冷剂 B．盐酸具有酸性——除铁锈 C．石墨导电性好——用作电极 D．熟石灰呈碱性——改良酸性土壤 【解答】解：A、固态的二氧化碳升华吸热，可用作制冷剂，故选项说法错误。 B、盐酸具有酸性，能与铁锈的主要成分氧化铁反应，可用于除铁锈，故选项说法正确。 C、石墨导电性好，可用作电极，故选项说法正确。 D、熟石灰呈碱性，可用于改良酸性土壤，故选项说法正确。 故选：A。 2．（2024•工业园区二模）MnSO4的溶解度曲线如图，下列说法错误的是（　　） A．MnSO4的溶解度随温度升高先增后减 B．a点溶液升温可得不饱和溶液 C．40℃时50g水中溶解30gMnSO4得b点溶液 D．c点溶液降温至20℃可得MnSO4晶体 【解答】解：A、通过分析溶解度曲线可知，MnSO4的溶解度随温度升高先增后减，故A正确； B、a点溶液升温后，溶解度增大，可得不饱和溶液，故B正确； C、40℃时，硫酸镁的溶解度是60g，所以50g水中溶解30gMnSO4得b点溶液，故C正确； D、20℃时硫酸镁的溶解度大于c点溶液的溶解度，所以降温至20℃不可得MnSO4晶体，故D错误。 故选：D。 3．（2024•高新区二模）如图a所示，向NaOH稀溶液中缓缓通入HCl气体，测定该过程中溶液导电能力的变化，实验结果如图b（溶液体积的变化忽略不计），下列说法不正确的是（　　） A．该过程中溶液温度先升高再恢复至室温 B．C点溶液中的微粒有Na+、H+、Cl﹣、H2O C．A→B段变化，其他条件相同，导电能力：OH﹣＜Cl﹣ D．B→C段变化，溶液的导电能力除了与离子种类有关，还与离子浓度有关 【解答】解：A、向NaOH 稀溶液中缓缓通入HCl 气体，氯化氢气体溶于水形成盐酸，盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，反应放热，反应过程中溶液温度升高，待氢氧化钠反应完全，继续通入氯化氢气体，溶液温度逐渐恢复至室温，故选项说法正确。 B、氯化氢气体溶于水形成盐酸，溶液体积、温度的变化可忽略，盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，由图b可知，A→B段导电能力下降，B点导电能力最低，表示氢氧化钠和氯化氢恰好完全反应；C点时，盐酸过量，溶液中含有氯化钠、过量的氯化氢和水，溶液中的微粒有H2O、Na+、Cl﹣、H+，故选项说法正确。 C、由图b可知，A→B段导电能力下降，氯化氢气体溶于水形成盐酸，溶液体积、温度的变化可忽略，盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，反应的化学方程式为HCl+NaOH＝NaCl+H2O，相当于相同数目的氢氧根离子替换为氯离子，导电能力下降了，则说明导电能力：OH−＞Cl−，故选项说法错误。 D、B→C段为盐酸和氢氧化钠反应完后继续通入氯化氢气体，氯化氢溶于水形成盐酸，盐酸解离出氢离子和氯离子，且不再发生变化，溶液中离子数目增加，溶液体积不变，则离子浓度增加，B→C段导电能力增加，说明溶液的导电能力除了与离子种类有关，还与离子的浓度有关，故选项说法正确。 故选：C。 4．（2024•工业园区二模）下列物质中含有大量自由移动离子的是（　　） A．干冰 B．氯化钠固体 C．硝酸钾溶液 D．蔗糖溶液 【解答】解：A、干冰是固态的二氧化碳，是由二氧化碳分子构成的，故选项错误。 B、氯化钠固体是由钠离子和氯离子构成的，但钠离子和氯离子不能自由移动，故选项错误。 C、硝酸钾溶液中含有能自由移动的钾离子和硝酸根离子，故选项正确。 D、蔗糖溶液是蔗糖的水溶液，蔗糖是由蔗糖分子构成的，不含自由移动的离子，故选项错误。 故选：C。 5．（2024•工业园区二模）下列物质的转化在给定条件下均能实现的是（　　） A．FeFe2O3•nH2OFeCl3 B．CuCuSO4Cu（OH）2 C．NaClNa2CO3NaOH D．Ba（NO3）2BaSO4BaCl2 【解答】解：A、铁与氧气、水反应生成铁锈，铁锈的主要成分为Fe2O3•nH2O，铁锈中的氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水，故A符合题意； B、根据金属活动性顺序，排在氢前的金属能置换出酸中的氢，铜排在氢后，故铜和稀硫酸不反应，硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜，故B不符合题意； C、根据复分解反应条件，氯化钠和碳酸钾不能发生反应，碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠，故C不符合题意； D、根据复分解反应条件，硝酸钡和硫酸铵反应生成硫酸钡和硝酸铵，但硫酸钡和稀盐酸不反应，故D不符合题意； 故选：A。 6．（2024•工业园区二模）用氯化钠固体和水配制50g溶质质量分数为10%的NaCl溶液，不需要的仪器是（　　） A．酒精灯 B．玻璃棒 C．烧杯 D．量筒 【解答】解：用氯化钠固体和水配制50g溶质质量分数为10%的NaCl溶液，实验操作步骤分别是计算、称量、量取、溶解，托盘天平用于称取固体氯化钠，量筒与胶头滴管用于准确量取水，烧杯用于完成溶解操作，玻璃棒用于溶解时的搅拌；配制过程中无需进行加热，则无需使用酒精灯。 故选：A。 7．（2024•工业园区二模）日化用盐产品中添加表面活性剂，可增加产品的功能性，如沐浴盐。产品中盐的含量会影响表面活性剂的性能。实验人员向硬度为150mg/kg的硬水中加入NaCl，配制不同溶质质量分数的NaCl硬水溶液。测试NaCl的质量分数对三种表面活性剂（CAB、MES、AESA）的发泡性能和去油效果的影响，结果如图1、2。下列说法不正确的是（　　） A．三种表面活性剂中CAB的初始泡沫高度受NaCl浓度影响最小 B．未添加表面活性剂的硬水有微弱的去油能力 C．相同条件下，三种表面活性剂中AESA的去油率最佳 D．三种表面活性剂产生的初始泡沫高度越高，去油效果越佳 【解答】解：A、由图1可知，三种表面活性剂中CAB的初始泡沫高度受NaCl浓度影响最小，选项说法正确； B、由图2可知，未添加表面活性剂的硬水有微弱的去油能力，选项说法正确； C、由图2可知，相同条件下，三种表面活性剂中AESA的去油率最佳，选项说法正确； D、由两幅图对比可知，三种表面活性剂产生的初始泡沫高度与去油能力没有必然联系，选项说法错误； 故选：D。 8．（2024•高新区二模）废水处理后的循环利用有利于保护水资源，减少水的浪费。取某工厂排放的废水1升，分别加入生石灰和石灰石，测得废水的pH随加入固体质量的变化如图所示。已知：每吨生石灰的价格约为460元，每吨石灰石的价格约为130元。有关描述正确的是（　　） A．该工厂排放的废水呈酸性，所以加入生石灰处理效果更好 B．加石灰石调节废水的pH，溶液的pH始终小于7，是因为石灰石难溶于水，不与酸完全反应 C．为了降低成本，可以先加入22克石灰石调溶液pH到6，再加入2克生石灰调pH到7 D．加入20克固体后，加生石灰的溶液pH变化明显，是因为生成的氢氧化钙易溶于水 【解答】解：A、该工厂排放的废水呈酸性，生石灰能与酸反应，可用于处理废水，但是生石灰价格较高，且加入生石灰的量不易控制；石灰石价格低廉，与酸反应速率适中，且石灰石难溶于水，可加入过量石灰石，除去酸，然后过滤除去过量的石灰石，故加入石灰石处理效果更好，选项描述错误，不符合题意； B、石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，pH＜7，故溶液的pH始终小于7，选项描述错误，不符合题意； C、由图可知，当处理废水的pH至6时，加入石灰石和生石灰的质量均为22g，但是每吨石灰石的价格要比生石灰便宜，故从廉价因素考虑，我们选择先加入22g石灰石，调pH为6，之后，再加入2g生石灰，可将pH调为7，而加入石灰石无法将pH调为7，故先加入22克石灰石调溶液pH到6，再加入2克生石灰调pH到7，这样比较经济，选项描述正确，符合题意； D、加入20克固体后，加生石灰的溶液pH变化明显，可能是生石灰与酸反应，放出大量的热，温度升高，反应速率加快，氢氧化钙是微溶于水，而不是易溶于水，选项描述错误，不符合题意。 故选：C。 9．（2024•高新区二模）空气是人类赖以生存的重要资源，下列物质中不属于空气污染物的是（　　） A．二氧化硫 B．臭氧 C．二氧化碳 D．PM2.5颗粒物 【解答】解：A、有害气体主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧等气体；二氧化硫属于空气污染物；故选项错误； B、有害气体主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧等气体；臭氧属于空气污染物；故选项错误； C、二氧化碳是空气的成分，不属于空气污染物；故选项正确； D、粉尘主要指一些固体小颗粒，PM2.5颗粒物属于空气污染物；故选项错误； 故选：C。 10．（2024•高新区二模）下列物质属于纯净物的是（　　） A．空气 B．生铁 C．液氧 D．碘酒 【解答】解：A、空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等多种物质，属于混合物；故选项错误； B、生铁是铁碳合金，含有铁和碳，属于混合物；故选项错误； C、纯净物是由一种物质组成，液态氧中只含有一种物质，属于纯净物；故选项正确； D、碘酒含碘和酒精两种物质，属于混合物；故选项错误； 故选：C。 11．（2024•高新区二模）浙江大学联合加州大学科研人员，在﹣50℃环境中，通过静电促使水分子朝电场方向运动，改变其无序的运动状态，从而诱发单晶生长，制成高质量冰单晶微纳光纤。关于冰单晶微纳光纤的说法正确的是（　　） A．水变成冰单晶微纳光纤是分子变大了 B．冰单晶微纳光纤与冰的化学性质不同 C．水变成冰单晶微纳光纤后，分子停止运动 D．冰单晶微纳光纤由水分子构成 【解答】解：A、水变成冰单晶微纳光纤，分子不变，故A错误； B、冰光纤与冰是由同种的水分子构成的，化学性质相同，故B错误； C、分子是不断运动的，水变成冰单晶微纳光纤后，分子没有停止运动，故C错误。 D、由题意可知，冰单晶微纳光纤由水分子构成，故D正确； 故选：D。 12．（2024•高新区二模）下列物质的性质与其用途对应关系不正确的是（　　） A．氮气性质稳定，可用作灯泡填充气 B．铜具有导热性，可用于制作导线 C．天然气有可燃性，可用作气体燃料 D．金刚石硬度大，可用于切割玻璃 【解答】解：A、氮气的化学性质稳定，不易与其他物质发生化学反应，可用作灯泡填充气，起保护气作用，故A正确； B、铜具有导电性，可用于制作导线，与导热性无关，故B不正确； C、天然气具有可燃性，可用作气体燃料，故C正确； D、金刚石是天然存在的硬度最大的物质，可用于切割玻璃，故D正确。 故选：B。 13．（2024•高新区二模）根据如图实验，得出的结论正确的是（蒸馏水经煮沸并迅速冷却）（　　） A．甲和乙对比：水是铁钉生锈的必要条件 B．乙和丙对比：空气是铁钉生锈的必要条件 C．甲和丙对比：空气是铁钉生锈的必要条件 D．甲和丁对比：水是铁钉生锈的必要条件 【解答】解：A、甲试管的铁钉只能与干燥的空气接触，乙试管中的铁钉只能与水接触，一段时间后，均不生锈，不能得出水是铁钉生锈的必要条件，故选项说法错误。 B、乙、丙试管中的铁钉只能与水接触，一段时间后，均不生锈，不能得出空气是铁钉生锈的必要条件，故选项说法错误。 C、甲试管的铁钉只能与干燥的空气接触，丙试管中的铁钉只能与水接触，一段时间后，均不生锈，不能得出空气是铁钉生锈的必要条件，故选项说法错误。 D、甲试管的铁钉只能与干燥的空气接触，丁试管中的铁钉能与氧气、水充分接触，一段时间后，丁试管中的铁钉生锈，甲试管的铁钉没有生锈，可得出水是铁钉生锈的必要条件，故选项说法正确。 故选：D。 14．（2024•高新区二模）如图所示，小文利用长柄W型玻璃管完成了一氧化碳与氧化铁反应的实验。已知：甲酸在热浓硫酸的作用下分解生成一氧化碳和水。下列有关说法错误的是（　　） A．该实验具有节约药品、清洁环保、操作简单等优点 B．网罩的作用是集中火焰，提高酒精灯火焰的温度 C．一氧化碳能夺取氧化铁中的氧，具有氧化性 D．实验中可观察到红色粉末变成黑色 【解答】解：A、该微型实验，能节约药品，具有药品用量少、清洁环保、操作简单等优点，该选项正确。 B、灯罩的作用是集中火焰，提高酒精灯火焰的温度，该选项正确。 C、A处发生的反应中，一氧化碳夺取氧化铁中的氧，发生氧化反应，本身具有还原性，该选项不正确。 D、一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，A处可观察到的实验现象是红色粉末变成黑色，故选项正确。 故选：C。 15．（2024•高新区二模）在给定条件下，下列物质间的转化能实现的是（　　） A．CO2CO B．CuCuSO4 C．Fe2O3FeCl2 D．CaCl2Ca（NO3）2 【解答】解：A、二氧化碳和碳在高温条件下生成一氧化碳，不能一步实现转化，故A错误； B、铜在金属活动性顺序表H的后面，则铜与稀硫酸不反应，不能一步反应生成硫酸铜，故B错误； C、氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，物质间的转化不能一步实现，故C错误； D、氯化钙和硝酸银相互交换成分后，有沉淀产生，能发生反应，能实现转化，故D正确； 故选：D。 二．填空题（共5小题） 16．（2024•工业园区二模）苏州是一座拥有千年历史的文化名城。苏州的许多传统与化学息息相关。 （1）传统工艺 ①文物贴金。金箔不易变色，说明黄金化学性质 　稳定　（填“稳定”或“活泼”）。 ②镇水铁牛。镇水铁牛系生铁铸成，其硬度比纯铁 　大　（填“大”或“小”），历经百年风雨，铁牛已锈迹斑斑，因为铁常年与 　H2O、O2　（填化学式）接触。 ③钻石切。钻石和石墨均由碳原子构成，硬度差异很大的原因是 　碳原子的排列方式不同　。 （2）矿物颜料 ①朱砂可制成鲜红色颜料，主要成分为硫化汞（Hg和S的化合价分别为+2和﹣2）。硫化汞的化学式为 　HgS　。 ②明代宋应星所著《天工开物》中记载了我国古代炼铁方法。现代工业利用高炉炼铁，其主要反应原理是一氧化碳与氧化铁的反应，该反应的化学方程式为 　　。 ③孔雀石[主要成分为Cu2（OH）2CO3]可用于制作青色颜料，孔雀石属于 　混合物　（填“纯净物”或“混合物”）。可将Cu2（OH）2CO3表示为2CuO•xCO2•H2O，其中x的数值为 　1　。 【解答】解：（1）①金箔不易变色，说明黄金化学性质稳定； ②生铁是铁的合金，其硬度比纯铁大；铁生锈是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果，故历经百年风雨，铁牛已锈迹斑斑，是因为铁常年与H2O和O2接触； ③钻石和石墨均由碳原子构成，但是由于碳原子的排列方式不同，因此它们的硬度差异很大； （2）①朱砂可制成鲜红色颜料，主要成分为硫化汞，其中Hg和S的化合价分别为+2和﹣2，根据化学式书写原则，正价在左负价在右，正负化合价代数和为零，化合价数值约到最简交叉写在元素右下角，则硫化汞的化学式为HgS； ②一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为； ③孔雀石主要成分为Cu2（OH）2CO3，因此孔雀石属于混合物；可将Cu2（OH）2CO3表示为2CuO•xCO2•H2O，各元素原子种类、数目不变，则x的数值为1。 故答案为 （1）①稳定；②大；H2O、O2；③碳原子的排列方式不同； （2）①HgS；②；③混合物；1； 17．（2024•高新区二模）中国茶，世界香。从古代丝绸之路、茶马古道，到今天丝绸之路经济带，茶穿越历史，跨越国界，深受世界各国人民喜爱。 Ⅰ.了解茶叶 （1）茶叶含氟较高，对预防龋齿有一定效果。这里的“氟”指的是 　元素　（填“元素”或“单质”）。 Ⅱ.种植茶树 （2）茶树适宜在pH为5～6的土壤中生长，该土壤浸出液能使紫色石蕊试液变 　红　。（填颜色） （3）茶树是叶用植物，需氮元素比一般植物多，大量施用氮肥加速了土壤的酸化，可施加 　熟石灰或消石灰　（填物质俗名）改良酸性土壤。 Ⅲ.冲泡茶汤 （4）水的矿化度（钙、镁离子含量）越低，茶汤的品质越高。生活中降低水的矿化度的方法为 　煮沸　。 （5）泡茶时可用茶漏将茶汤和茶渣分离，茶渣可通过脱水、炭化、活化形成活性炭。活性炭在净水过程中利用其 　吸附　性去除异味和色素。 Ⅳ.清洁茶具 （6）除垢原理 长期使用的茶具中易出现茶垢（主要成分碳酸钙），需定期处理。柠檬酸除茶垢：柠檬酸溶液能清除茶垢的原理是 　柠檬酸能与碳酸钙反应生成可溶性物质　。茶垢清洁剂除茶垢；清洁剂中的过碳酸钠遇热水产生大量氧气，分解茶垢。 （7）自制除垢剂 ①将50g质量分数为30%的柠檬酸溶液稀释为除垢所需质量分数为10%的柠檬酸溶液，需加水 　100　g。 ②向饱和碳酸钠溶液中加入过氧化氢溶液的过程中，过碳酸钠的产率与反应温度的关系如表： 温度范围/℃ 5～10 10～15 15～20 20～25 过碳酸钠的产率/% 84.49 85.78 88.38 83.01 分析数据，制备过碳酸钠的最佳温度范围是 　15～20　℃。 【解答】解：（1）物质是由元素组成，这里的“氟”指的是元素； （2）酸性物质能使紫色石蕊试液变红色，pH为5～6的土壤呈酸性，该土壤浸出液能使紫色石蕊试液变红色； （3）氢氧化钙具有碱性，能与酸性土壤中的酸性物质发生反应，可用于改变酸性土壤，氢氧化钙俗称为熟石灰或消石灰； （4）天然水煮沸时，水中可溶性钙镁化合物转化为沉淀，钙、镁离子含量降低，故生活中降低水的矿化度的方法为煮沸； （5）活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味，活性炭在净水过程中的主要作用是吸附水中的色素和异味； （6）柠檬酸溶液能除垢的原因是柠檬酸是酸，具有酸的通性，能与碳酸钙反应生成可溶性物质； （7）①设需要加水的质量为x，利用稀释前后溶质质量不变，则有：50g×30%＝（50g+x）×10%，解得x＝100g； ②分析过碳酸钠的产率与反应温度的数据可知，制备过碳酸钠的最佳温度范围是 15﹣20℃，此时产率最高，温度过高，产率反而降低。 故答案为： （1）元素； （2）红； （3）熟石灰或消石灰； （4）煮沸； （5）吸附； （6）柠檬酸能与碳酸钙反应生成可溶性物质； （7）①100； ②15～20。 18．（2024•高新区二模）水是生命之源，水及其溶液在生活和生产中有着重要的作用。 （1）自然界的水循环通过水的三态变化实现。三态变化的过程中，水分子的 　de（或ed）　（填字母）发生改变。 a.质量 b.构成 c.化学性质 d.分子间隔 e.运动速率 （2）今年我市不少小区安装了便民直饮水机，其净水流程如图所示： ①上述三级处理器涉及的净水原理均为 　物理　（填“物理”或“化学”）变化。 ②水中的细菌、病毒等微生物被精滤器中的超滤膜除去，是因为超滤膜的孔径 　小于　（填“大于”或“小于”）细菌、病毒等微生物的粒径。 ③若没有砂滤器，则对后续净水造成的影响是 　使净水速度变慢，净水效率降低　。 （3）实验室采用蒸馏法将天然水净化，如图所示。 ①由图分析，冷凝水下进上出循环的目的是 　使整个冷凝管充满水，让水蒸气充分液化　。 ②铈的化合物具有良好的光学、电学性质，广泛应用于平板显示和计算机芯片等领域。如图1所示是硝酸钾（KNO3）与硫酸铈[Ce2（SO4）3]的溶解度曲线。若硫酸铈固体中混有少量硝酸钾杂质，则提纯硫酸铈的实验方案是：常温下将固体混合物边加水边搅拌至 　刚好溶解　，然后 　逐渐加热升温至有大量晶体析出　，过滤，洗涤干燥所得固体即纯净硫酸铈。 ③硫酸铈[Ce2（SO4）3]可由Ce（SO4）2与H2O2反应制得，同时生氧气和硫酸，试写出该反应的化学方程式：　2Ce（SO4）2+H2O2＝Ce2（SO4）3+O2↑+H2SO4　。 ④已知Ce（SO4）2与H2O2反应的速率与温度的关系如图2所示。当温度高于T0时，反应速率逐渐减小的可能原因是 　随温度升高，过氧化氢分解加快，使反应物浓度降低　。 【解答】解：（1）三态变化的过程中，没有新物质生成，水分子的分子间隔、运动速率发生改变，水分子的质量不变，水分子的构成不变、水分子的化学性质不变； （2）①上述三级处理器是将固体和液体分离，没有新物质生成，涉及的净水原理均为物理变化； ②水中的细菌、病毒等微生物被精滤器中的超滤膜除去，是因为超滤膜的孔径小于细菌、病毒等微生物的粒径； ③若没有砂滤器，炭滤器会堵塞，则对后续净水造成的影响是使净水速度变慢，净水效率降低； （3）①由图分析，冷凝水下进上出循环的目的是使整个冷凝管充满水，让水蒸气充分液化； ②硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大，硫酸铈的溶解度随温度的升高而减小，若硫酸铈固体中混有少量硝酸钾杂质，则提纯硫酸铈的实验方案是常温下将固体混合物边加水边搅拌至刚好溶解，然后逐渐加热升温至有大量晶体析出，过滤，洗涤干燥所得固体即纯净硫酸铈； ③硫酸饰[Ce2（SO4）3]可由Ce（SO4）2与H2O2反应制得，同时生氧气和硫酸，该反应的化学方程式：2Ce（SO4）2+H2O2＝Ce2（SO4）3+O2↑+H2SO4； ④温度升高，过氧化氢分解，浓度变小，反应速率变慢，当温度高于T0时，反应速率逐渐减小的可能原因是随温度升高，过氧化氢分解加快，使反应物浓度降低，反应速度减慢。 故答案为：（1）de（或ed）； （2）①物理；②小于；③使净水速度变慢，净水效率降低； （3）①使整个冷凝管充满水，让水蒸气充分液化；②刚好溶解；逐渐加热升温至有大量晶体析出；③2Ce（SO4）2+H2O2＝Ce2（SO4）3+O2↑+H2SO4；④随温度升高，过氧化氢分解加快，使反应物浓度降低。 19．（2024•工业园区二模）化学是美丽的，化学之美点亮生活之美！ （1）仪器之美。玻璃晶莹剔透，可以用来制成试管、烧杯、锥形瓶完成许多化学实验，玻璃属于 　B　。石棉网则由铁丝网与耐高温的石膏制成的，石棉网属于 　D　。 A.无机金属材料 B.无机非金属材料 C.合成材料 D.复合材料 （2）变化之美。美轮美奂的霓虹灯填充了稀有气体，稀有气体通电时发出不同颜色的光属于 　物理　（填“物理”或“化学”）变化。 （3）结构之美。图甲是常见碳单质结构模型，金刚石与石墨物理性质不同的原因是 　碳原子的排列方式不同　。 （4）现象之美。图乙是“火树银花”为“铜树”在硝酸银溶液中产生的现象，发生该反应的化学方程式是 　Cu+2AgNO3＝Cu（NO3）2+2Ag　。 （5）诗词之美。“花落一杯酒，月明千里心”，酒的主要成分是乙醇，乙醇（C2H5OH）在人体酶的催化下能氧化成CO2和水并放出热量，写出化学方程式：　C2H5OH+3O22CO2+3H2O　。 【解答】解：（1）玻璃属于无机非金属材料。石棉网则由铁丝网与耐高温的石膏制成的，石棉网属于复合材料；故答案为：B；D； （2）稀有气体通电时发出不同颜色的光，这一过程没有新物质生成，发生的属于物理变化；故答案为：物理； （3）图甲是常见碳单质结构模型，金刚石与石墨物理性质不同的原因是碳原子的排列方式不同；故答案为：碳原子的排列方式不同； （4）图乙是“火树银花”为“铜树”在硝酸银溶液中产生的现象，发生该反应的化学方程式是Cu+2AgNO3＝Cu（NO3）2+2Ag；故答案为：Cu+2AgNO3＝Cu（NO3）2+2Ag； （5）乙醇（C2H5OH）在人体酶的催化下能氧化成CO2和水并放出热量，化学方程式为C2H5OH+3O22CO2+3H2O；故答案为：C2H5OH+3O22CO2+3H2O。 20．（2024•姑苏区二模）非物质文化遗产——打铁花，是一种传统的民间焰火表演艺术。其原理是将生铁烧至熔化成为铁水，再将铁水在空中用力击打而形成四处飞溅的耀眼“铁花”。 （1）烧铁水时，用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气，其目的是 　使焦炭燃烧更充分　。 （2）工业上冶炼生铁的主要设备为 　高炉　。 （3）上述设备中赤铁矿冶炼成生铁的主要原理为 　3CO+Fe2O32Fe+3CO2　（用化学方程式表示）。 （4）生铁的熔点 　＜　纯铁的熔点（填“＞”“＜”或“＝”）。 （5）生铁 　不能　（选填“能”或“不能”）完全溶解在足量的稀盐酸中。 【解答】解：（1）用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气，其目的是使焦炭燃烧更充分；故答案为：使焦炭燃烧更充分； （2）工业上主要利用该原理冶炼生铁的设备是高炉；故答案为：高炉； （3）赤铁矿的主要成分是氧化铁，一氧化碳在高温条件下把铁从氧化铁里还原，同时生成二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；故答案为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2； （4）一般，合金的熔点低于其组成中纯金属的熔点，因此生铁的熔点＜纯铁的熔点；故答案为：＜； （5）生铁的主要成分是铁，还含有碳等杂质，其中铁能与盐酸反应，而碳等杂质与盐酸不反应，因此生铁不能完全溶解在足量的稀盐酸中；故答案为：不能。 三．实验题（共2小题） 21．（2024•工业园区二模）某兴趣小组围绕二氧化碳进行了一系统研究。 （1）用图1装置制取CO2并探究其性质。图2表示装置C中溶液的pH与实验时间的变化关系曲线。 已知：a.此实验条件下Na2CO3溶液的pH≈11.6，NaHCO3溶液的pH≈8.3。 b.Na2CO3溶液能与CO2、H2O进一步反应生成NaHCO3。 ①装置A中分液漏斗的作用是 　控制反应速率　。装置B的作用是（用化学方程式表示） 　NaHCO3+HCl＝NaCl+CO2↑+H2O　。 ②实验10s时装置C发生反应的化学方程式为 　CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O　。50s时溶液中的溶质是 　Na2CO3、NaHCO3　。实验150s时显示器中曲线pH＜7的原因是 　CO2与水反应生成碳酸　。 （2）CO2与NaOH溶液的反应无明显现象，为了验证反应的发生。进行如图实验。 ①向NaOH溶液中通入一定量的CO2后，取少量溶液于试管中，既可以滴加足量 　稀盐酸　，观察到产生较多气泡；也可以滴加 　Ba（NO3）2　溶液，观察到产生白色沉淀即可说明CO2能与NaOH反应。 ②已知变色硅胶颗粒遇水会变红色。同学们进行图3所示对比实验，说明CO2能与NaOH反应的现象是 　变色硅胶变红　。 ③如图4甲所示，分别加入等体积的水和氢氧化钠溶液，不断振荡，容器内二氧化碳的浓度降低情况如乙所示。对比曲线a、b能说明CO2与NaOH发生了反应的依据是 　相同时间内，曲线b下降幅度比曲线a更大　。 【解答】解：（1）①通过控制分液漏斗的旋钮，可以控制滴加液体的速度，进而控制反应速率，所以分液漏斗的作用是：控制反应速率。稀盐酸具有挥发性，实验制得的二氧化碳中混有HCl气体，饱和NaHCO3溶液几乎不能溶解CO2，同时，HCl能与NaHCO3反应生成NaCl、CO2、H2O，其中NaCl、H2O留在集气瓶内，所以装置B的作用是除去HCl，化学方程式为：NaHCO3+HCl＝NaCl+CO2↑+H2O。 ②根据图2，实验10s时溶液pH已经下降，说明发生了反应，但pH仍大于11.6，而此实验条件下Na2CO3溶液的pH＝11.6，NaHCO3溶液的pH＝8.3，推知是CO2与NaOH反应生成了Na2CO2，化学方程式为：CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O。50s时，溶液pH小于11.6但大于8.3，说明已有部分Na2CO3转化为NaHCO3，溶液中的溶质有Na2CO3和NaHCO3。实验150s时pH＜7，说明Na2CO3已全部转化为NaHCO3，通入的CO2开始与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，使溶液pH小于7。 （2）①NaOH与CO2反应生成Na2CO3和H2O，可通过检验Na2CO3的存在来证明CO2能与NaOH反应。Na2CO3能与稀盐酸或稀硫酸反应产生气泡，也可以与可溶性钡盐或钙盐反应产生白色沉淀； ②已知变色硅胶颗粒遇水会变红色，实验结论是CO2能与NaOH反应，说明有H2O生成，则硅胶颗粒将变红； ③氢氧化钠溶液中含有水，则实验中变量是氢氧化钠。根据图4，相同时间内，曲线b下降幅度比曲线a更大，说明氢氧化钠溶液吸收CO2的效果比水更好，证明CO2能与氢氧化钠反应。 故答案为：（1）①控制反应速率；NaHCO3+HCl＝NaCl+CO2↑+H2O； ②CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O；Na2CO3、NaHCO3；CO2与水反应生成碳酸 （2）①稀盐酸； ②Ba（NO3）2；变色硅胶变红； ③相同时间内，曲线b下降幅度比曲线a更大。 22．（2024•吴江区二模）实验室用石灰石和稀盐酸制备少量CO2并进行性质实验（如图1所示）。 （1）仪器a的名称是 　锥形瓶　。A中制取CO2的化学方程式为 　CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑　。 （2）B中饱和NaHCO3溶液的作用是 　除去HCl气体　。 （3）向D中缓慢通入气体研究CO2的部分性质，可证明CO2能与水反应的现象是：　2处干燥的石蕊紫花不变色，3处湿的石蕊紫花变红　。可证明CO2密度比空气大的现象是：　3处湿的石蕊紫花先变红，1处润湿的石蕊紫花后变红　。 （4）实验室常用澄清石灰水检验CO2，若向澄清石灰水中不断通入CO2直至过量，反应中各物质的质量关系如图2，A→M段发生反应的化学方程式为 　CO2+CaCO3+H2O＝Ca（HCO3）2　。 【解答】解：（1）根据常用仪器名称可知该仪器是锥形瓶。石灰石主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸生成氯化钙、水和二氧化碳，由此书写化学方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。故答案为：锥形瓶；CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑； （2）盐酸易挥发，用饱和NaHCO3溶液除去混在二氧化碳中的HCl气体。故答案为：除去HCl气体； （3）2处干燥的石蕊紫花不变色证明CO2不能使石蕊变色，3处湿的石蕊紫花变红说明CO2能与水反应生成酸性物质。3处湿的石蕊紫花先变红，1处润湿的石蕊紫花后变红证明CO2密度比空气大。故答案为：2处干燥的石蕊紫花不变色，3处湿的石蕊紫花变红；3处湿的石蕊紫花先变红，1处润湿的石蕊紫花后变红； （4）向澄清石灰水中不断通入CO2直至过量，二氧化碳与碳酸钙和水反应生成碳酸氢钙，化学方程式为：CO2+CaCO3+H2O＝Ca（HCO3）2。 四．解答题（共2小题） 23．（2024•工业园区二模）氧气是人类无法离开的物质，氧气的获得有多种方法。 Ⅰ．自然界获得氧气 如图所示，自然界通过绿色植物的光合作用获得O2 （1）光合作用是大自然利用 　太阳　能最成功的范例。 （2）试写出绿色植物光合作用的化学方程式 　　。 Ⅱ．工业获得氧气 在低温条件下加压，使空气变为液态，然后升温，使氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要是液态氧，将其贮存在钢瓶中。 （3）空气变为液态，微粒间的空隙 　变小　（填“变大”“变小”或“不变”）。 （4）液氮的沸点 　＜　液氧的沸点（填“＞”“＜”或“＝”）。 Ⅲ．实验室获得氧气 实验室里常用加热或MnO2催化H2O2溶液分解制取氧气。 （5）从图中选择仪器组装装置，完成用KMnO4制取并用排水法收集氧气实验，需选择A、B、C、E、G、　H　（填字母序号），该反应的化学方程式为 　2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑　。 （6）用H2O2溶液和MnO2制备氧气，发生装置从图中选择仪器D、F后，还需增加 　长颈漏斗　（填一种仪器名称）。若利用如图所示空塑料输液袋收集制得的氧气，氧气应从 　a　（填“a”或“b”）端进入。 Ⅳ．家庭获得氧气 某品牌家庭制氧机是利用分子筛制氧，空气经过分子筛时氮气被吸附、氧气通过，获得高浓度的氧气。其微观示意图如图： （7）请将如图方框补充完整 （8）分子筛制氧的过程属于 　物理　（填“物理”或“化学”）变化。 （9）分子筛制氧的原理类似于化学实验中的 　过滤　（填操作名称）。 Ⅴ．空间站获得氧气 基于如上图所示原理，研制的氧气循环再尘组件成功应用于我国天宫空间站。 （10）反应Ⅰ需要在催化剂和加热的条件下才能发生，写出该反应的化学方程式 　　。 （11）氧气循环生过程中需要定期补充一定量的水，可能的原因是 　循环再生过程中生成了CH4，而CH4不参与循环再生过程，消耗了氢元素　。 【解答】解：（1）光合作用是大自然利用太阳能最成功的范例，光合作用是二氧化碳和水在光和叶绿体的作用下反应生成有机物和氧气。故答案为：太阳； （2）绿色植物光合作用的反应为二氧化碳和水在光和叶绿体的作用下反应生成葡萄糖和氧气，反应的化学方程式为：，故答案为：； （3）使空气变为液态，是在低温条件下加压，加压后，微粒间的空隙变小，故答案为：变小； （4）在低温条件下加压，使空气变为液态，然后升高温度，氮气首先从液态空气中蒸发出来，说明液氮的沸点小于液氧的沸点，故答案为：＜； （5）高锰酸钾受热分解生成二氧化锰、氧气和锰酸钾，反应的化学方程式为：，该反应适用于固体加热型发生装置，且用排水法收集氧气实验，则需选择A、B、C、E、G、H，故答案为：H；； （6）用H2O2溶液和MnO2制备氧气，选择固液常温型发生装置，从图选择仪器D、F后，由于F是双孔塞，故还需要增加的仪器是长颈漏斗。若利用如图所示空塑料输液袋收集制得的氧气，氧气的密度比空气大，氧气应从a端进入，故答案为：长颈漏斗；a； （7） 某品牌家庭制氧机是利用分子筛制氧，空气经过分子筛时氮气被吸附、氧气通过，获得高浓度的氧气，则通过后的情况如图所示； （8）分子筛制氧的原理是空气经过分子筛时氮气被吸附、氧气通过，无新物质生成，属于物理变化，故答案为：物理； （9）分子筛制氧的原理类似于化学实验中的过滤，均是将不同颗粒大小的物质分离，故答案为：过滤； （10）由图可知，反应Ⅰ为氢气和二氧化碳在催化剂和加热的条件下反应生成甲烷和水，该反应的化学方程式为：； （11）氧气循环再生过程中，水电解生成H2和O2，再通过呼吸作用产生CO2，CO2和H2在催化剂和加热的条件下生成CH4和H2O，由于循环再生过程中生成了CH4，而CH4不参与循环再生过程，消耗了氢元素，根据质量守恒定律，反应前后元素种类和质量不变，因此要定期补充一定量的水，故答案为：循环再生过程中生成了CH4，而CH4不参与循环再生过程，消耗了氢元素。 24．（2024•工业园区二模）为实现能源转型和绿色发展，我国承诺在2030年之前CO2的排放不再增长。因此，CO2的资源化利用成为研究的热点。 Ⅰ．磷石膏是磷酸生产过程的副产物，主要成分是石膏（CaSO4•2H2O）。用它吸收废气中的CO2可以回收有用的物质。 （1）吸收CO2时，先将磷石膏与氨水混合，再通入CO2，反应后生成（NH4）2SO4和CaCO3，写出化学反应方程式：　CaSO4•2H2O+2NH3•H2O+CO2＝（NH4）2SO4+CaCO3↓+3H2O　。 （2）反应后，要检验溶液中的Ca2+已经完全转化为CaCO3，可以向反应后的上层清液中加入 　Na2CO3（合理即可）　试剂。 （3）不同温度下，磷石膏吸收CO2的吸收率如图1，温度高于65℃时，CO2的吸收率随温度的升高而降低，原因可能是 　氨水易挥发，温度越高，挥发的越快　。 （4）反应产物（NH4）2SO4可以用于 　做化肥　。 Ⅱ．CO2的催化加氢是其资源化利用的重要途径。查阅有关资料得到了以下一些信息： ①在化石燃料利用过程中得到的CO2、H2以及伴生的N2可在一定条件下反应生成碳酸二甲酯、甲烷、1，3，5﹣均三嗪三醇等物质（见表）： ②研究表明，CO2反应的需氢量越少，生产成本越低； 如表几种CO2资源化利用产物的理论需氢量 利用方式 原料 总反应方程式 产物 酯化 H2 3CO2+6H2＝DMC+3H2O 碳酸二甲酯 催化加氢 H2 CO2+4H2＝CH4+2H2O 甲烷 氨化 N2、H2 6CO2+3N2+9H2＝2C3H3N3O3+6H2O 1，3，5﹣均三嗪三醇 （5）酯化反应的产物碳酸二甲酯（DMC）的化学式为 　C3H6O3　。 （6）CO2催化加氢的转化率（消耗的CO2量与投入CO2量的比值）随温度变化如图2所示，该反应的适宜温度为 　400℃　。 （7）氨化是CO2资源化利用的最佳方式，根据表1中的信息，分析其原因是 　虽然甲烷的固碳理论比最大，但CO2催化加氢生成CH4的理论需氢量大于CO2氨化生成1，3，5﹣均三嗪三醇理论需氢量，需氢量越少，生产成本越低，所以综合考虑，氨化是最佳的CO2资源化利用方式　。 【解答】解：（1）CaSO4•2H2O和氨水、二氧化碳反应生成（NH4）2SO4、CaCO3和水，该反应的化学方程式为：CaSO4•2H2O+2NH3•H2O+CO2＝（NH4）2SO4+CaCO3↓+3H2O； （2）钙离子能与碳酸根离子结合生成碳酸钙沉淀，故可向反应后的上层清液中加入碳酸钠（化学式为Na2CO3）试剂，如果无沉淀生成，说明溶液中的Ca2+已经完全转化为CaCO3； （3）氨水易挥发，温度越高，挥发的越快，故温度高于65℃时，CO2的吸收率随温度的升高而降低； （4）硫酸铵中含氮、磷、钾三种营养元素中的氮元素，属于氮肥，故反应产物硫酸铵可以做化肥； （5）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，反应物中含C、H、O的个数分别是3、12、6，生成物中含C、H、O的个数分别是0、6、3，故生成物中还应含3个C、6个H、3个O，故碳酸二甲酯的化学式为：C3H6O3； （6）由图可知，温度在400℃时，CO2催化加氢的转化率最高，说明该反应的适宜温度为400℃； （7）CO2反应的需氢量越少，生产成本越低；表中，催化加氢的固碳理论比最大，但CO2催化加氢生成CH4中参加反应的二氧化碳和氢气的质量比为：44：8；而CO2氨化生成1，3，5﹣均三嗪三醇中参加反应的二氧化碳与氢气的质量比为：（44×6）：18＝44：3，利用相同质量的二氧化碳，氨化需氢量较少，生产成本较低。所以综合考虑，氨化是最佳的CO2资源化利用方式。 故答案为： （1）CaSO4•2H2O+2NH3•H2O+CO2＝（NH4）2SO4+CaCO3↓+3H2O； （2）Na2CO3（合理即可）； （3）氨水易挥发，温度越高，挥发的越快； （4）做化肥； （5）C3H6O3； （6）400℃； （7）虽然甲烷的固碳理论比最大，但CO2催化加氢生成CH4的理论需氢量大于CO2氨化生成1，3，5﹣均三嗪三醇理论需氢量，需氢量越少，生产成本越低，所以综合考虑，氨化是最佳的CO2资源化利用方式。 五．工艺流程题（共5小题） 25．（2024•工业园区二模）工业上以硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、Fe3O4，含少量难溶杂质）为主要原料通过以下步骤制备铁红（Fe2O3）。 已知：Fe3O4与稀硫酸反应的原理为：Fe3O4+4H2SO4＝FeSO4+Fe2（SO4）3+4H2O （1）“酸浸”时，若其它条件不变，下列措施能提高铁元素浸出率的有 　BD　（填序号）。 A．适当降低温度 B．适当加快搅拌速率 C．减小硫酸浓度 D．将硫铁矿烧渣粉碎 （2）“过滤I”所得滤液中含有的阳离子有 　Fe2+、Fe3+、H+　（填离子符号）。 （3）“沉铁”过程温度不宜过高，主要原因是 　防止NH4HCO3受热分解、防止氨水挥发或分解　。 （4）取10mL“酸浸”后的滤液，加入一定量的NH4HCO3后，再加入不同体积的相同浓度的氨水，铁的沉淀率随氨水用量变化如图所示。氨水用量小于4mL时，铁的沉淀率变化幅度很小，其原因可能为 　氨水与多余的酸发生中和反应　。 （5）过滤Ⅱ的滤渣中含有FeOOH和FeCO3，对滤渣洗涤干燥后高温焙烧可得到铁红。 ①FeOOH在400℃左右脱水分解，反应的化学方程式为 　　。 ②。 （6）200t含铁元素42%的硫铁矿烧渣制备铁红，假设生产：过程中铁元素无损失，理论上能制得铁红 　120　吨。 【解答】解：（1）适当升高温度、适当加快搅拌速率、增大硫酸浓度、将硫铁矿烧渣粉碎，均可以提高铁元素浸出率，故选BD； （2）硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、Fe3O4，含少量难溶杂质），加入过量硫酸，硫酸与氧化铁反应生成硫酸铁和水，四氧化三铁与硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸铁和水，故过滤I后所得滤液中含有过量的硫酸、硫酸亚铁和硫酸铁，则所得滤液中含有的阳离子有：Fe2+、Fe3+、H+； （3）由于碳酸氢铵受热易分解，“沉铁”过程温度不宜过高的主要原因是反应温度过高，NH4HCO3会发生分解，氨水挥发或分解，使得降低产率； （4）氨水用量小于4mL时，铁的沉淀率变化幅度很小，其原因可能为氨水与多余的酸发生中和反应； （5）①FeOOH在400℃左右脱水分解，即为FeOOH高温下反应生成氧化铁（铁红）和水，该反应方程式为：； （6）200t含铁元素42%的硫铁矿烧渣制备铁红，假设生产过程中铁元素无损失，根据铁元素质量守恒，则理论上能制得铁红的质量为：。 故答案为： （1）BD； （2）Fe2+、Fe3+、H+； （3）防止NH4HCO3受热分解、防止氨水挥发或分解； （4）氨水与多余的酸发生中和反应； （5）； （6）120。 26．（2024•工业园区二模）工厂烟气进行脱硫处理，可减少SO2和H2S等含硫化合物的污染。 Ⅰ.某研究人员按如图所示流程进行“燃煤烟气的脱硫研究”。 （1）吸收池：总反应的化学方程式为2SO2+2H2O+O2═2H2SO4，该装置的温度不宜过高，原因是 　防止气体在水中的溶解度减小，导致气体逸出，H2SO4产率降低　。 （2）反应池：化学反应方程式为 　Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑　。欲加快该反应速率，除可适当升高温度外，还可采取的措施为 　搅拌（或将铁粉碎，合理即可）　（答一点）。随着反应液流入吸收池中，吸收池中H2SO4的生成速率明显加快，其原因可能是 　FeSO4（或Fe2+）对吸收池中的反应起催化作用　。 （3）若忽略循环中的热量散失，温度较高的是 　B　（填“A”或“B”）点。 （4）结合图，补充完整从反应液中结晶出FeSO4•4H2O的实验方案：蒸发浓缩、　控制（降低）温度在57.6℃～64℃结晶　、过滤、洗涤、烘干。 （5）尾气1和尾气2在一定条件下可合成甲醇（CH4O），同时有水生成，该反应的化学方程式为 　CO2+3H2CH3OH+H2O　。 Ⅱ.空气中SO2浓度测定。 空气中SO2的浓度用单位体积的空气中所含SO2的质量表示，我国空气质量标准对空气中SO2的浓度级别规定如下表所示。 浓度级别 一级 二级 三级 标准（mg•m﹣3） 浓度≤0.15 0.15＜浓度≤0.50 0.50＜浓度≤0.70 （6）将发电厂周围2m3空气通入过氧化氢溶液，将SO2完全转化成H2SO4。经测定反应生成的H2SO4的质量为1.47mg。该反应的化学方程式是SO2+H2O2═H2SO4，试通过计算说明该空气中SO2的级别是 　二级　。（写出计算过程） Ⅲ.有毒的H2S气体常用脱硫液吸收和活性炭吸附氧化进行处理。 （7）一种用FeCl3溶液循环脱硫工艺的物质转化如图所示。写出该脱硫总反应的化学方程式 　2H2S+O22S+2H2O　。 （8）表面喷淋水的活性炭可用于吸附氧化H2S，其原理可用如图表示（aq代表溶液）。其它条件不变时，若水膜过厚，H2S的氧化去除率减小的原因是 　O2不易溶于水，若水膜过厚，与活性炭接触的氧分子（或氧原子）减少　。 【解答】解：（1）气体的溶解度随温度的升高而减小，故该装置的温度不宜过高，原因是：防止气体在水中的溶解度减小，导致气体逸出，H2SO4产率降低； （2）反应池中发生反应为铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，该反应的化学方程式为：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑； 欲加快该反应速率，除可适当升高温度外，还可采取的措施为：搅拌或将铁粉碎，增大反应物之间的接触面积； 铁和硫酸反应生成了硫酸亚铁，随着反应液流入吸收池中，吸收池中H2SO4的生成速率明显加快，其原因可能是：FeSO4（或Fe2+）对吸收池中的反应起催化作用； （3）铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，该反应放出热量，故若忽略循环中的热量散失，温度较高的是B点； （4）根据实验方案，应是利用降温结晶的方法从反应液中结晶出FeSO4•4H2O，温度在57.6℃～64℃时，析出FeSO4•4H2O，故实验方案：蒸发浓缩、控制（降低）温度在57.6℃～64℃结晶、过滤、洗涤、烘干； （5）吸收池中，二氧化硫和水、氧气反应生成硫酸，故尾气1为二氧化碳，反应池中铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，故尾气2为氢气，故该反应为二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲醇和水，该反应的化学方程式为：CO2+3H2CH3OH+H2O； （6）解：设2m3该空气中SO2的质量为x SO2+H2O2═H2SO4 64 98 x 1.47mg ，x＝0.96mg 故空气中二氧化硫的浓度为： 故该空气中SO2的级别是二级； （7）由图可知，该脱硫总反应为硫化氢和氧气在氯化铁的作用下反应生成硫和水，该反应的化学方程式为：2H2S+O22S+2H2O； （8）O2不易溶于水，若水膜过厚，与活性炭接触的氧分子（或氧原子）减少，故其它条件不变时，若水膜过厚，H2S的氧化去除率减小。 故答案为： （1）防止气体在水中的溶解度减小，导致气体逸出，H2SO4产率降低； （2）Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；搅拌（或将铁粉碎，合理即可）；FeSO4（或Fe2+）对吸收池中的反应起催化作用； （3）B； （4）控制（降低）温度在57.6℃～64℃结晶； （5）CO2+3H2CH3OH+H2O； （6）二级； （7）2H2S+O22S+2H2O； （8）O2不易溶于水，若水膜过厚，与活性炭接触的氧分子（或氧原子）减少。 27．（2024•工业园区二模）氢气的开发利用是氢能研究的热点。 Ⅰ.氢气的发现和制备 （1）1766年，英国科学家卡文迪许用锌与稀硫酸作用，制得了可燃性的氢气。1785年，拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁制枪管将水转化为氢气，同时生成四氧化三铁。写出该反应的化学方程式 　3Fe+4H2O（水蒸气）4H2+Fe3O4　。1800年，英国化学家尼科尔森通过电解水获得氢气。 （2）目前制氢的方法主要有电解水制氢。电解水制氢中，使用氚进行核能发电，图1能表示氚的原子结构，氚原子与氢原子的区别是 　中子数　不同。 （3）甲烷和水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一，主要流程如图2： ①甲烷和水蒸气催化重整的化学方程式为 　CH4+2H2OCO2+4H2　。 ②“分离”的目的是 　获得纯净的氢气　。 Ⅱ.氢气的贮存和释放 （4）Mg2Cu是镁铜按一定质量比融合而成的合金。Mg2Cu可用于化学储氢，其贮氢与释氢过程如图3所示。 ①贮氢反应需要在高温和隔绝空气的条件下进行，隔绝空气的原因 　防止空气中的氧气参与反应导致无法生成MgH2　。 ②释氢发生反应的化学方程式为 　MgH2+2HCl＝MgCl2+2H2；　。 Ⅲ.氢气在工业生产中的应用 （5）合成氨工艺需要用到氢气，在铁触媒作用下，用体积比为1：3的氮气和氢气合成氨气。 ①N2是合成氨的重要原料。工业上可从空气中获得N2，利用空气中各成分的 　沸点　不同将空气成分进行分离。 Fe3O4是铁触媒的主要成分。合成氨催化过程中因部分Fe3O4与H2反应使催化剂“失效”。在一定温度下可用O2将其“再生”。图5是Fe3O4在失效和再生过程中的质量与时间变化的关系图。 ②通入O2加热，将一定质量的失效催化剂进行“再生”，“再生”过程中铁元素的质量分数 　变小　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 ③T1∼T2℃时，FeO转化为Fe3O4，T3∼T4℃时，Fe3O4转化为Fe2O3。M＝　69.6　。 ④A点固体中m（FeO）：m（Fe3O4）＝　27：145　。 【解答】解：（1）水蒸气通过红热的铁制枪管将水转化为氢气，同时生成四氧化三铁，反应的化学方程式为：3Fe+4H2O（水蒸气）4H2+Fe3O4； （2）氢原子的原子核内只有1个质子，根据图1，氚原子的原子核内有1个质子和2个中子，所以氚原子与氢原子的区别是中子数不同； （3）①根据题目信息，CH4和H2O在催化作用下反应生成CO2和H2，化学方程式为：CH4+2H2OCO2+4H2； ②根据图2，H2、CO2的混合气体经过“分离”除去CO2，得到H2，所以分离的目的是：获得纯净的氢气； （4）①空气中的氧气有强氧化性，能在高温条件下与H2反应生成H2O，导致H2无法转化为MgH2； ②根据图3，释氢过程是HCl与MgH2反应生成H2和MgCl2，化学方程式为：MgH2+2HCl＝MgCl2+2H2； （5）①工业上分离液态空气，是利用空气中各成分的沸点不同进行分离； ②根据图4，再生过程是FeO转化为Fe3O4，FeO中Fe的质量分数为：，Fe3O4中Fc的质量分数为：，所以该过程中铁元素的质量分数变小； ③T1～T2℃时，FeO转化为Fe3O4，根据图5，A点时转化过程未结束，固体中含有FeO、Fe3O4，设A点固体中FeO的质量为x，Fe3O4的质量为y，则有x+y＝68.8g。FeO、Fe3O4最终转化为Fe2O3，根据质量守恒定律，化学反应前后原子的个数不变，推知每2个FeO分子转化为1个Fe2O3分子，每2个Fe3O4分子转化为3个Fe2O3分子，而FeO的相对分子质量为72，Fe2O3的相对分子质量为160，Fe3O4的相对分子质量为232，则每144（2×72＝144）份质量的FeO最终转化为160份质量的Fe2O3，每464（2×232＝464）份质量的Fe3O4转化为480（3×160＝480）份质量的Fe2O3，根据图5，最终得到的Fe2O3的质量为72g，则有，联立这两个方程式，解得x＝10.8g，y＝58g。所以A点固体中含有10.8gFeO、58gFe3O4，升温时，FeO将继续转化为Fe3O4，则每3个FeO分子转化为1个Fe3O4分子，即每216（3×72＝216）份质量的FeO转化为232份质量的Fe3O4，则M点时固体的质量为：； ④根据上述分析，A点固体中含有10.8gFeO、58gFe3O4，m（FeO）：m（Fe3O4）＝10.8g：58g＝27：145。 故答案为： （1）3Fe+4H2O（水蒸气）4H2+Fe3O4； （2）中子数； （3）①CH4+2H2OCO2+4H2； ②获得纯净的氢气； （4）①防止空气中的氧气参与反应导致无法生成MgH2； ②MgH2+2HCl＝MgCl2+2H2； （5）①沸点； ②变小； ③69.6； ④27：145。 28．（2024•吴江区二模）CO2的捕集与资源化利用是化学研究的热点之一。 Ⅰ．CO2的捕集一种利用CaO捕集CO2的流程如图1所示。 （1）大气中CO2含量上升会导致的主要环境问题是 　温室效应　。 （2）“煅烧炉”中发生的反应的化学方程式为 　CaCO3CaO+CO2↑　。 （3）研究发现，加热CaC2O4•H2O也可获得CaO，反应方程式为CaC2O4•H2OCaO+CO2↑+CO↑+H2O↑，该反应所制得的CaO比石灰石分解制得的CaO捕集CO2的效果更好，主要原因是 　该方法比煅烧石灰石制取得到的CaO的纯度高，颗粒小，可能存在多孔结构，与二氧化碳的接触面积大，使反应更快更充分　。 Ⅱ．CO2的资源化利用 （4）以二氧化碳为原料制取炭黑的太阳能工艺如图2所示。反应①过程中铁元素的质量分数 　减小　（填“增大”“减小”或“不变”），反应②属于基本类型的 　分解　反应。 （5）以ZnO―ZrO2为催化剂，以CO2和H2为原料合成甲醇，主要反应的微观过程如图3所示，同时发生副反应：CO2+H2CO+H2O。 ①ZrO2中Zr的化合价为 　+4　。 ②图3所示的合成反应中，生成物丙和丁的质量比为 　16：9　。 ③合成过程中，CO2转化率（100%）及甲醇选择性（100%，且甲醇选择性+CO选择性＝100%）随温度的变化如图4所示。随温度升高，CO2转化率升高，但产物中甲醇含量降低，原因是 　温度升高，CO2和H2发生的副反应增多，生成甲醇的反应减少　。 【解答】解：（1）大气中CO2含量上升会导致的主要环境问题是温室效应； （2）“煅烧炉”中发生的反应为高温下分解碳酸钙生成氧化钙和二氧化碳，化学反应方程式为CaCO3CaO+CO2↑； （3）该反应所制得的CaO比煅烧石灰石制取得到的CaO的纯度高，颗粒小，可能存在多孔结构，与二氧化碳的接触面积大，使反应更快更充分； （4）反应①过程中Fe1﹣yO→Fe3O4，根据化学式化合价代数和为0可知，1﹣y＝1，所以反应①中FeO→Fe3O4，FeO中铁元素的质量分数为，Fe3O4中铁元素的质量分数为，所以反应①过程中铁元素的质量分数减小； 反应②是四氧化三铁在高温下反应生成氧化铁和氧气，属于分解反应； （5）①ZrO2中Zr的化合价为0﹣[2×（﹣2）]＝+4； ②由图可知，该过程为二氧化碳和氢气在催化剂的作用下生成甲醇和水，化学方程式为3H2+CO2CH3OH+H2O，生成物丙和丁的质量比为 （12+16+4）：（2+16）＝16：9； ③随温度升高，CO2转化率升高，但产物中甲醇含量降低，原因是温度升高有利于副反应的进行，参与反应的二氧化碳的量更多，但是更多的CO2是转化为CO，较少的CO2转化为甲醇。 故答案为： （1）温室效应； （2）CaCO3CaO+CO2↑； （3）该方法比煅烧石灰石制取得到的CaO的纯度高，颗粒小，可能存在多孔结构，与二氧化碳的接触面积大，使反应更快更充分； （4）减小；分解； （5）①+4； ②16：9； ③温度升高，CO2和H2发生的副反应增多，生成甲醇的反应减少。 29．（2024•吴江区二模）碳酸锰和硫酸锰在工业生产中有广泛应用，均可用软锰矿（主要成分为MnO2，含少量铁的氧化物）为原料进行制备。 Ⅰ．制备高纯MnCO3 一种以软锰矿为原料制备高纯MnCO3的基本流程如图： 已知： ①Mn2+遇碱可反应生成难溶于水的Mn（OH）2； ②MnCO3难溶于水、乙醇，在100℃时开始分解，潮湿时易被O2氧化。 （1）MnCO3属于 　盐　（选填“酸”“碱”或“盐”）。 （2）“浸取”反应生成MnSO4，其化学方程式为 　SO2+MnO2＝MnSO4　。 （3）“沉锰”反应为MnSO4+2NH4HCO3═（NH4）2SO4+MnCO3↓+CO2↑+H2O。若溶液碱性过强，所得MnCO3粗产品中可能会混有 　Mn（OH）2　（填化学式）。 （4）“洗涤”时，不用蒸馏水洗涤，而使用无水乙醇进行洗涤，其原因是 　MnCO3难溶于水和乙醇，但潮湿时易被空气氧化　。 Ⅱ．制备MnSO4晶体 一种以软锰矿和硫铁矿（主要成分为FeS2）为原料制备MnSO4•H2O的基本流程如下： 已知： ①H2O2能将Fe2+氧化为Fe3+； ②常温下，部分金属阳离子转化为氢氧化物的开始沉淀和完全沉淀的pH如下表： 金属阳离子 Fe2+ Fe3+ Mn2+ 开始沉淀的pH 7 1.9 8.1 完全沉淀的pH 9.5 3.2 10.1 （5）“酸浸”时，为提高锰的浸出率，除了将矿石粉碎、不断搅拌以外，还可采取的措施是 　升温（合理即可）　（任写一条）。所加入的硫酸不宜过量太多，原因是 　避免后续反应中消耗更多的石灰乳　。 （6）“调pH”是为了除去Fe3+，需要调节溶液的pH的范围为 　3.2≤pH＜8.1　。加入CaCO3也可将滤液中的Fe2（SO4）3转化为Fe（OH）3沉淀，同时生成CaSO4固体，并放出CO2气体，该反应的化学方程式为 　Fe2（SO4）3+3H2O+3CaCO3＝2Fe（OH）3+3CaSO4+3CO2↑　。 （7）“操作X”为蒸发浓缩、　冷却结晶　、过滤、洗涤、烘干。 【解答】解：（1）MnCO3是由金属阳离子和酸根离子构成的化合物，属于盐； （2）“浸取”反应生成MnSO4是指二氧化硫与MnO2反应生成MnSO4，该反应化学方程式：SO2+MnO2＝MnSO4； （3）MnSO4+2NH4HCO3＝（NH4）2SO4+MnCO3↓+CO2↑+H2O。若溶液碱性过强，Mn2+遇碱可反应生成难溶于水的Mn（OH）2，所得MnCO3粗产品中可能会混有Mn（OH）2； （4）“洗涤”时，不用蒸馏水洗涤，而使用无水乙醇进行洗涤，其原因是MnCO3难溶于水和乙醇，但潮湿时易被空气氧化，所以不能用水洗涤，而用乙醇洗涤，同时乙醇易挥发，便于碳酸锰的干燥； （5）相同条件下，温度越高，反应速率越快，为提高锰的浸出率，除了将矿石粉碎、不断搅拌以外，还可采取的措施是升温。加入的硫酸不宜过量太多，消耗石灰乳来中和硫酸的量增多，避免不必要的浪费； （6）由表中数据可知：Fe3+完全沉淀时pH为3.2，Mn2+开始沉淀时pH为8.1，在除去铁离子而不影响Mn2+的情况下，pH应控制在3.2≤pH＜8.1。CaCO3可将滤液中的Fe2（SO4）3转化为Fe（OH）3沉淀，同时生成CaSO4固体，并放出CO2气体，生成物Fe（OH）3含有氢元素，依据质量守恒定律可知：水参与了反应，碳酸钙、水和硫酸铁反应生成硫酸钙、氢氧化铁沉淀和二氧化碳气体，该反应化学方程式：Fe2（SO4）3+3H2O+3CaCO3＝2Fe（OH）3+3CaSO4+3CO2↑； （7）从MnSO4溶液中得到MnSO4•H2O的“操作X”方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 故答案为： （1）盐； （2）SO2+MnO2＝MnSO4； （3）Mn（OH）2； （4）MnCO3难溶于水和乙醇，但潮湿时易被空气氧化； （5）升温（合理即可）；避免后续反应中消耗更多的石灰乳； （6）3.2≤pH＜8.1；Fe2（SO4）3+3H2O+3CaCO3＝2Fe（OH）3+3CaSO4+3CO2↑； （7）冷却结晶。 六．科普阅读题（共1小题） 30．（2024•工业园区二模）阅读下列短文，回答相关问题。 现代先进的飞机与飞行器要飞得高、快、远、省，就必须靠轻、强、美的材料。铝、镁、锂、钛这些金属及其合金被称之为“飞行的金属”。铝、镁、锂、钛、铁的密度（g•cm﹣3）分别为2.7、1.74、0.54、4.51和7.87。比强度（MPa•cm3•g﹣1）越大，材料的性能越好。不锈钢、铝合金和钛合金的比强度分别为79、167和218。钛合金、铝合金、铜合金的耐海水腐蚀性能试验结果如图所示。铝元素在酸性较强的溶液中以Al3+存在，在弱酸性及中性时以Al（OH）3的形态沉淀，在碱性的溶液中以存在。钛在盐酸、硫酸、硝酸溶液中耐腐蚀，在碱性溶液中可稳定存在。将1mm厚的不锈钢、钛浸在海水中，不锈钢4年后完全腐蚀，钛几十年不腐蚀。铝、镁、锂、钛的冶炼有电解法和还原法等。冶炼钛的部分生产流程如图所示。 （1）铝制品在空气中耐腐蚀的原因是 　铝能和氧气反应生成致密的氧化铝保护膜　。 （2）锂和镁、铝相比，能让飞行器变得更快的原因是 　锂的密度比镁、铝小　。 （3）钛、铜镍合金、铝黄铜中耐腐蚀性最好的是 　钛　。 （4）写出由TiO2转化为TiCl4的化学反应方程式：　TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO　。 【解答】解：（1）铝制品在空气中耐腐蚀的原因是铝能和氧气反应生成致密的氧化铝保护膜；故答案为：铝能和氧气反应生成致密的氧化铝保护膜； （2）锂和镁、铝相比，能让飞行器变得更快的原因是锂的密度比镁、铝小；故答案为：锂的密度比镁、铝小； （3）由图示可知，钛、铜镍合金、铝黄铜中耐腐蚀性最好的是钛；故答案为：钛； （4）由TiO2转化为TiCl4的化学反应方程式是TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO；故答案为：TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。 七．科学探究题（共1小题） 31．（2024•工业园区二模）中国古代已掌握了铜冶炼和铸造技术，现代冶炼铜的工艺成熟，冶炼废水需经过处理后排放。 （1）如图为古法炼铜流程，以孔雀石和木炭为原料，经高温煅烧，冷却得到块状金属铜。 查阅资料：孔雀石的主要成分为Cu2（OH）2CO3.铜的熔点1083.4℃，氧气充足时炭火温度可达1200℃左右。 ①孔雀石受热分解的反应方程式是 　Cu2（OH）2CO32CuO+H2O+CO2↑　。 ②工艺中木炭的主要作用有两个：　提高炉温　；直接与氧化铜反应生成铜。 ③此法冶炼产物是铜块而不是散落在炭粉中的铜颗粒，原因是 　煅烧的温度高于铜的熔点，反应过程中铜熔化成液体，冷却至室温后凝固成块状　。 （2）现代工业中也使用孔雀石来冶炼金属铜。孔雀石的主要成分是Cu2（OH）2CO3，还含少量氧化铁和二氧化硅。如图为“湿法炼铜”并制备其他副产品氯化钠和铁红（氧化铁）的工业流程： 铁能与氯化铁溶液反应，反应方程式为2FeCl3+Fe═3FeCl2；氢氧化亚铁（白色固体）易被氧气氧化成氢氧化铁，氢氧化铁受热分解成两种氧化物。 回答下列问题： ①孔雀石中加入过量稀盐酸，发生反应的化学方程式为 　Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O　、　Cu2（OH）2CO3+4HCl＝2CuCl2+CO2↑+3H2O　。 ②向固体B中加入过量稀盐酸的目的是 　除去固体B中的铁，且将铁转化为氯化亚铁　。 ③向滤液Ⅱ中加入NaOH溶液生成Fe（OH）2沉淀，该反应属于 　复分解　基本反应类型。 ④Fe（OH）2沉淀通入空气氧化成Fe（OH）3，发生反应的化学方程式：　4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3　。 （3）某湿法炼铜厂产生酸性废水，含有的CuCl2、ZnCl2可用铁炭混合物（铁粉和活性炭的混合物）除去。其他条件不变，废水pH对Cu2+、Zn2+去除率的影响如图所示。 ①活性炭在净化水过程中的作用是 　吸附水中的色素和异味　。 ②pH＜3时，铁炭混合物表面有大量气泡产生，产生该现象的化学方程式为 　Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑　。 ③相同pH条件下，Cu2+的去除率远高于Zn2+的原因可能是 　Fe能置换出Cu，但不能置换出Zn　。 【解答】解：（1）①孔雀石受热分解得到氧化铜、二氧化碳和水，反应的反应方程式是Cu2（OH）2CO32CuO+H2O+CO2↑； ②流程中，将木炭与孔雀石混合，高温下孔雀石分解生成氧化铜，高温下木炭直接与氧化铜反应生成铜；由炉中的炭火充分煅烧，可知木炭的另一种作用是作燃料； ③根据查阅资料②中铜的熔点1083.4℃，氧气充足时炭火温度可达1200℃左右，可知煅烧的温度高于铜的熔点，反应过程中铜熔化成液体，冷却至室温后凝固成块状，故此法冶炼产物是铜块而不是散落在炭粉中的铜颗粒； （2）①氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，化学方程式为：Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O；碱式碳酸铜和盐酸反应生成氯化铜、二氧化碳和水，化学方程式为：Cu2（OH）2CO3+4HCl＝2CuCl2+CO2↑+3H2O； ②滤液Ⅰ中含有氯化铜、氯化铁和过量的盐酸，加入过量铁粉，铁和氯化铜反应生成铜和氯化亚铁，铁和氯化铁反应生成氯化铁，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，过滤得到的固体B中含有铜和过量的铁，向固体B中加入过量稀盐酸，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铜和盐酸不反应，所以向固体B中加入过量稀盐酸的目的是除去固体B中的铁，且将铁转化为氯化亚铁； ③滤液Ⅱ为氯化亚铁溶液，向滤液Ⅱ中加入NaOH溶液生成Fe（OH）2沉淀，即氯化亚铁和氢氧化钠反应生成氯化钠和氢氧化亚铁沉淀，该反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物，属于复分解反应； ④Fe（OH）2沉淀通入空气氧化成Fe（OH）3，发生反应的化学方程式：4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3； （3）①活性炭具有吸附性，在净化水过程中的作用是吸附色素和异味； ②某湿法炼铜厂产生酸性废水中含有的CuCl2、ZnCl2，可用铁炭混合物（铁粉和活性炭的混合物）除去；根据题文信息可知，pH＜3时，铁炭混合物表面有大量气泡产生，产生该现象的原因是铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，该反应的化学方程式为：Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑； ③相同pH条件下，Cu 2+的去除率远高于Zn 2+的原因可能是：铁能与氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，能置换出铜，但是锌比铁活泼，铁不能置换出Zn。 故答案为： （1）①Cu2（OH）2CO32CuO+H2O+CO2↑；②提高炉温；③煅烧的温度高于铜的熔点，反应过程中铜熔化成液体，冷却至室温后凝固成块状； （2）①Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O；Cu2（OH）2CO3+4HCl＝2CuCl2+CO2↑+3H2O； ②除去固体B中的铁，且将铁转化为氯化亚铁； ③复分解； ④4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3； （3）①吸附水中的色素和异味；②Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑；③Fe能置换出Cu，但不能置换出Zn。 八．综合应用题（共3小题） 32．（2024•高新区二模）二氧化碳是重要的自然资源，和人类的生命活动息息相关。 （1）人类进行呼吸作用的主要形式是有氧呼吸，通过酶的催化作用，把糖类等有机物转化为二氧化碳和水。呼吸作用属于 　缓慢　（填“缓慢”或“剧烈”）氧化。 （2）在航天服、航天器、空间站等密闭系统中，CO2浓度会高得多，而超过一定浓度会导致呼吸急促、头晕头痛、昏迷甚至死亡，因此必须通过一定方法将CO2清除。 【探究除碳技术】 Ⅰ.非再生式氢氧化锂（LiOH）除碳技术 ①我国“飞天”舱外航天服采用非再生式氢氧化锂（LiOH）吸收CO2生成碳酸锂，该技术设备操作简单，功能可靠，适用于短期出舱任务。类比NaOH和二氧化碳的反应，写出氢氧化锂（LiOH）吸收CO2发生反应的化学方程式为 　2LiOH+CO2＝Li2CO3+H2O　。吸收二氧化碳，采用LiOH而不用NaOH的原因是 　等质量的LiOH、氢氧化钠，LiOH吸收的二氧化碳的量更多　。 Ⅱ.萨巴蒂尔（Sabatier）除碳生氧技术 ②利用萨巴蒂尔（Sabatier）反应清除二氧化碳并再生氧气的大体流程如图所示。 已知：萨巴蒂尔（Sabatier）反应是放热反应，控制反应器内的温度非常重要，反应在300℃﹣400℃时转化率较高，所以一般会将进入反应器的气体预热到此温度，同时反应器配有 　冷却或热交换　装置，确保反应器高效率、低能耗的持续运行。这种方法再生O2的最大缺点是需要不断补充 　H2　（填化学式）。 Ⅲ.催化固碳技术 实验小组查阅资料，发现利用CO2和H2在催化剂作用下反应，不仅可以解决固碳问题还可以生成可做燃料的甲醇（CH3OH）。 ③结合图可知，温度为 　520　K时甲醇产率最高；压强越大，甲醇产率越高，但在实际生产中，并不是压强越大越好，其原因是 　压强越大对设备的要求越高，存在安全问题　。 ④催化固碳条件较为苛刻，实验小组发现还可以利用电解法来固碳，根据图示分析随着电解进行，电解质溶液的浓度会 　降低　。（填“升高”、“降低”或“不变”） （3）我国科学家在实验室实现以CO2和H为原料人工合成淀粉（C6H10O5）n，人工合成淀粉技术可分为以下两个阶段，如图所示： 阶段1：从太阳能→电能→氢能→甲醇； 阶段2：以甲醇为原料通过“C1→C3→C6→淀粉”的策略，多步酶催化合成淀粉。 ①在阶段1中，利用氢能在一定条件下合成甲醇的化学反应方程式为 　　。 ②若用44gCO2人工合成淀粉（假设反应过程中无含碳物质的加入和损失），计算理论上制得淀粉的质量 　27g　。 ③人工合成淀粉技术虽处于实验室阶段，但对解决粮食危机和减少碳排放有着重大意义。传统农业中绿色植物（以玉米为例）光合作用和人工合成淀粉技术合成等量淀粉的对比如表所示。 玉米淀粉 人工合成淀粉 能量转化效率 2% 7% 生产条件与方式 阳光、灌溉、施肥施药、收割 全天候车间生产 生产周期 4﹣6个月 1﹣2天 据表分析，人工合成淀粉技术相较于传统农业，其优势是 　占地面积少，生产周期短（或不受气候等因素制约，节约水资源，减少环境的污染，能量转化效率高等，合理即可）　。（写出1点即可） 【解答】解：（1）呼吸作用主要形式是有氧呼吸，通过酶的催化作用，把糖类等有机物转化为二氧化碳和水，呼吸作用属于缓慢氧化； （2）①氢氧化锂（LiOH）吸收CO2生成碳酸锂，化学方程式为：2LiOH+CO2＝Li2CO3+H2O；根据方程式及质量关系： LiOH+CO2＝Li2CO3+H2O、2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O； 48 44 80 44 LiOH的相对原子质量小于NaOH，等质量的LiOH、氢氧化钠，LiOH吸收的二氧化碳的量更多； ②根据题中信息可知，萨巴蒂尔反应是放热反应，且此反应在300℃～400℃时转化率较高，则反应器应该配有冷却或者热交换装置，以便于控制温度；萨巴帝尔反应在载人航天器实现回收CO2再生O2，根据其过程转化关系图示可知需要氢气和二氧化碳反应产生水和甲烷，水分解产生氢气和氧气，没有利用甲烷，损失了部分氢元素，则用这种方法再生O2的最大缺点是需要不断补充H2； ③由图可知，温度为520K时甲醇产率最高；压强越大，甲醇产率越高，但是压强越大对设备的要求越高，存在安全问题，所以在实际生产中，并不是压强越大越好； ④根据图示分析反应是二氧化碳和氢气在通电条件下反应生成甲醇和水，随着反应进行，水会增多，电解质溶液的浓度会降低； （3）①在阶段1中，根据流程图分析可知先是水在太阳能的作用下生成氢气和氧气，接着氢气和二氧化碳在一定条件下反应生成甲醇，根据质量守恒定律，反应前后原子的数目不变，一个二氧化碳分子中含有二个氧原子，一个甲醇分子中含有一个氧原子，则还要一个氧原子会结合两个氢原子产生一个水分子，所以合起来就是氢气和二氧化碳反应生成甲醇和水，对应利用氢能合成甲醇的化学反应方程式为：； ②根据化学反应前后元素种类和质量不变，所以二氧化碳中碳元素的质量＝生成的淀粉中碳元素的质量，所以淀粉质量为：（44g100%）÷[100%]＝27g； ③由表分析，人工合成淀粉技术相较于传统农业，其优势是占地面积少，生产周期短，不受气候等因素制约，节约水资源，减少环境的污染，能量转化效率高。 故答案为： （1）缓慢； （2）①2LiOH+CO2＝Li2CO3+H2O；等质量的LiOH、氢氧化钠，LiOH吸收的二氧化碳的量更多；②冷却或热交换；H2；③520；压强越大对设备的要求越高，存在安全问题；④降低； （3）①；②27g； ③占地面积少，生产周期短（或不受气候等因素制约，节约水资源，减少环境的污染，能量转化效率高等，合理即可）。 33．（2024•高新区二模）从古至今，铁及其化合物一直被人类广泛应用。 Ⅰ.铁的冶炼与应用 （1）如图为商代铁刃铜钺，以陨铁为刃、青铜为柄，说明此时人类已知道陨铁硬度比青铜 　大　（选填“大”成“小”）。陨铁部分腐蚀程度明显大于青铜部分的原因是 　铁比铜活泼　。 （2）热铁是含碳量在0.1%以下的铁。生铁经锻打成为钢、进而锻打成为热铁，主要是降低 　碳　元素含量。 （3）草酸亚铁（FeC2O4）可用于制取纳米铁粉。服用补铁剂硫酸亚铁时，若食用富含草酸（H2C2O4）的蔬菜，会生成草酸亚铁，该反应所属基本类型是 　复分解反应　。 （4）纳米铁粉能高效处理酸性（含硫酸）废水中的NaNO3，含纳米铁粉的水处理剂表面的变化如图。 ①随反应进行，溶液pH增大，有以下转化过程：FeSO4→Fe（OH）2Fe（OH）3，Fe（OH）2和Fe（OH）3都难溶于水，写出Fe（OH）2转化为Fe（OH）3的化学方程式 　4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3　。 ②纳米铁粉会与反应生成Fe2+、和H2O，当废水的pH升高时NaNO3的去除率下降，其原因是 　沉淀附在铁粉表面，阻止反应进行；　。 Ⅱ.FeC2O4的制备 用工业烧渣（含有Fe2O3、FeO和SiO2）制备草酸亚铁的实验流程如图： （5）“还原”发生的反应为SO2+Fe2（SO4）3+2H2O═2FeSO4+2H2SO4 ①“还原”时需控制在一定温度，温度太高会降低还原效率，原因是 　沉淀附在铁粉表面，阻止反应进行　。 ②若还原时使用Fe，发生反应Fe2（SO4）3+Fe═3FeSO4，反应后溶液的pH明显增大，其原因是 　铁和硫酸反应，会消耗硫酸，则pH增大　。 （6）“系列操作”为洗涤、低温烘干等。 ①判断固体已经洗净的方法是：取最后一次洗涤液于试管中，滴加 　取最后一次洗涤液，滴入适量硝酸钡，没有沉淀产生，则已经洗净　，无明显现象，说明固体洗净。 ②若烘干温度达200℃，FeC2O4会分解为FeCO3和有毒气体，反应的化学方程式为 　　。 Ⅲ.样品的热重分析 称取含FeCO3杂质的FeC2O4样品26.0g置于密闭容器中，控制不同的温度对其加热，测得剩余固体质量随温度的变化如图所示。 已知：FeCO3在282℃会分解为FeO和CO2。 （7）样品中FeC2O4的含量为多少？（精确到0.1%）（写出计算过程） （8）当加热到M点时，向容器中通入足量O2排出容器中的气体。容器中剩余固体逐渐全部变成红色，所得红色固体的质量为 　12.8　g。 【解答】解：（1）陨铁部分作为刀刃，说明其硬度大于青铜；陨铁部分腐蚀程度明显大于青铜部分的原因是铁比铜活泼，更易被腐蚀；故答案为： 大；铁比铜活泼； （2）生铁经锻打成为钢、进而锻打成为热铁，主要是降低碳元素含量；故答案为：碳； （3）服用补铁剂硫酸亚铁时，若食用富含草酸（H2C2O4）的蔬菜，会生成草酸亚铁和硫酸，该反应是两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应，属于复分解反应；故答案为：复分解反应； （4）①根据转化过程，Fe（OH）2和氧气、水反应生成Fe（OH）3，反应的化学方程式为：4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3；故答案为：4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3； ②纳米铁粉会与NO3−反应生成Fe2+、和H2O，当废水的pH升高时，亚铁离子能与氢氧根离子形成沉淀，沉淀附着在铁粉表面阻止反应进行，导致NaNO3的去除率下降。故答案为：沉淀附在铁粉表面，阻止反应进行； （5）①气体的溶解度随温度的升高而降低，温度太高会降低还原效率，故答案为：温度升高，二氧化硫的溶解度降低； ②铁是活泼金属，铁和硫酸反应，会消耗硫酸，则pH增大，故答案为：铁和硫酸反应，会消耗硫酸，则pH增大； （6）①硫酸亚铁和草酸铵反应后会产生草酸亚铁和硫酸铵，则溶液中会有硫酸铵，硫酸根和钡离子反应会产生硫酸钡沉淀，故答案为：取最后一次洗涤液，滴入适量硝酸钡，没有沉淀产生，则已经洗净； ②若烘干温度达200℃，FeC2O4会分解为FeCO3和有毒气体，根据质量守恒定律，该气体含有碳元素，则是CO，反应的化学方程式为：；故答案为：为：； （7）根据前面的分析及图像，200℃，FeC2O4会分解为FeCO3和CO，则CO的质量是26g﹣23.2g＝2.8g；设有草酸亚铁的质量为x。 解得x＝14.4g，样品中FeC2O4的含量为：，答：品中FeC2O4的含量为55.4%； （8）当加热到M点时，FeC2O4和FeCO3都分解完全，剩余固体逐渐全部变成红色，即铁元素都转变成氧化铁；14.4gFeC2O4中铁元素的质量为：14.4g100%＝5.6g，FeC2O4中中铁元素的质量为：（26.0g﹣14.4g）100%＝5.6g，故氧化铁的质量为（5.6g+5.6g）100%＝16g；故答案为：16。 34．（2024•高新区二模）能源转型逐渐成为全球共识。 2023年3月，我国首次实现“固态氢能”发电并网，“绿电”与“绿氢”转化的示意图如图所示。 （1）如图甲中A、B两种原子和乙中的 　C　（填字母）原子均属于氢元素。 （2）将光伏、风力发出的电用于电解水制氢。电解水时的能量转化方式是 　将电能转化为化学能　。 （3）贮氢：合金Mg2Cu是一种潜在的贮氢材料，高温时在氩气保护下，由一定质量比的Mg、Cu单质熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢生成氢化物和另一种合金，其化学方程式为：2Mg2Cu+3H23MgH2+MgCu2。 ①熔炼制备Mg2Cu合金时，通入氩气的目的是 　起到保护作用，防止金属被氧化　。 ②氢化物MgH2与水反应生成氢氧化镁沉淀，并释放出氢气，发生反应的化学方程式为 　MgH2+2H2O＝Mg（OH）2↓+2H2↑　。 （4）科学家还发现氨气是一种清洁能源，在纯氧中可以完全燃烧，只生成水和氮气，使得液氨有望取代液氢成为新一代绿色能源。如表1为氨气和氢气的部分信息： 表1： 性质名称 颜色、气味 25℃水中溶解度/g•L﹣1 标况下密度/g•L﹣1 氨气 无色、刺激性 456 0.6942 氢气 无色、无味 0.0015 0.0899 请回答下列问题： ①如图2，按下列条件进行合成氨反应，若要达到氮含量达到40%，你建议工厂选用的合成氨环境条件是：　A　（填字母）。 a.300℃低压 b.500℃高压 ②请写出氨气在纯氧中燃烧的化学方程式 　　。 ③科学家最新研制了常温、常压下电解法合成氨的方法，原理如图3所示。电源的正极会产生氧气，负极会产生氨气。反应所得氧气与氨气的质量比远大于理论值，可能的原因是 　氨气极易溶于水，部分氨气溶解在水中　、　水在通电的条件下也会分解产生氧气　。 【解答】解：（1）质子数为1的一类原子都属于氢元素。C原子的质子数为1，D原子的质子数为2，所以图甲中A、B两种原子和图乙中的C原子均属于氢元素。 （2）将光伏、风力发出的电用于电解水制氢。电解水时的能量转化方式是将电能转化为化学能。 （3）氩气的化学性质稳定，熔炼制备Mg2Cu合金时，通入氩气可以起到保护作用，防止金属被氧化；氢化物MgH2与水反应生成氢氧化镁沉淀，并释放出氢气，其化学反应方程式为MgH2+2H2O＝Mg（OH）2↓+2H2↑。 （4）①由图2可知，若要达到氨含量达到40%，应选择的环境条件是300℃、低压，500℃的条件下氨的含量很难达到40%，且选择低温、低压可以节约能源，也更安全； ②氨气是一种清洁能源，在纯氧中可以完全燃烧，只生成水和氮气，反应的化学方程式为； ③水和氮气在通电条件下生成氧气和氨气，反应的化学方程式为，由于氨气极易溶于水，且水在通电的条件下也会分解生成氧气和氢气，所以氧气与氨气的质量比远大于理论值，故反应所得氧气与氨气的质量比远大于理论值，可能的原因是氨气极易溶于水，部分氨气溶解在水中、水在通电的条件下也会分解产生氧气。 故答案为： （1）C； （2）将电能转化为化学能； （3）①起到保护作用，防止金属被氧化； ②MgH2+2H2O＝Mg（OH）2↓+2H2↑； （4）①A； ②； ③氨气极易溶于水，部分氨气溶解在水中；水在通电的条件下也会分解产生氧气。 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