第五单元 化学反应的定量关系【B卷·拔高卷】-2024-2025学年九年级化学上册单元速记·巧练（江西专用，人教版2024）

第五单元 化学反应的定量关系（B卷·拔高卷） 说明：1．共有五大题，20小题。满分70分，作答时间65分钟。 2．可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Mg-24 Fe-56 Cu-56 一、单项选择题（本大题共10小题，1-5每题1分，6-10每题2分，共15分） 在每小题列出的四个备选项中只有一项是最符合题目要求的，请将其代码填涂在答题卡相应位置。错选、多选或未选均不得分。 1．若将某气体通入盛满氧气的集气瓶中燃烧，瓶口会出现水雾；将燃烧产物通过澄清石灰水振荡，澄清石灰水变浑浊。根据实验现象可判断该气体物质中一定含有的元素是（ ） A．碳、氧 B．碳、氢 C．氢、氧 D．碳、氢、氧 2．下列现象能用质量守恒定律解释的是（ ） A．蔗糖溶于水后总质量不变 B．水杯内饮用水敞口放置质量减少 C．小树苗长成参天大树 D．10mL水和10mL酒精混合后体积小于20mL 3．在化学反应前后，肯定不会变化的是（ ） ①原子的数目 ②分子的数目 ③元素的种类 ④物质的总质量 ⑤物质的种类 ⑥分子的种类 ⑦物质的状态 A．①③④ B．①②④ C．①②③ D．①②④⑤ 4．水电解的微观过程可用如下图表示，微粒运动变化的先后顺序是（ ） A．①②③④ B．②①④③ C．②④①③ D．③④①② 4． 一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质反应前后的质量关系如表所示。下列说法中错误的是（ ） 物质 甲 乙 丙 丁 反应前的质量/g 40 3 5 2 反应后的质量/g 4 x 5 34 A．x=7 B．丙可能是该反应的催化剂 C．该反应属于化合反应 D．反应中甲和丁的质量比是9∶8 5．在反应 中，已知4．8gA完全分解生成0．9gC和2．2gD，又知C的相对分子质量为18，则B的相对分子质量为（ ） A．14 B．17 C．32 D．34 6．化学反应是在微观粒子间进行的。结合如图，下列说法正确的是（ ） A．丙既是氧化物又是化合物 B．该反应过程中原子数目减少 C．甲和丙的分子个数比是2：1 D．丁从液态变为气态化学性质改变 7．碱式碳酸【Cu2(OH)2CO3】加热分解生成氧化铜、水和二氧化碳。充分加热24．8g含氧化铜的碱式碳酸铜固体，若反应前后固体中铜元素的质量分数之比为3：4，则该反应生成水的质量为（ ） A．1．8g B．2．4g C．3．6g D．5．4g 8．在密闭容器中，6．0g某纯净物与22．4g氧气恰好完全反应，生成的二氧化碳和水分子个数比为2∶3，下列说法正确的是（ ） A．生成的CO2和H2O质量比为44∶18 B．生成CO2的质量为17．6g C．该纯净物中一定含碳、氢元素，可能含氧元素 D．该纯净物中碳元素的质量分数为20% 9．化学的学习目标之一是形成化学观念，下列说法中正确的是（ ） A．元素观：氧气是由氧元素组成，制氧气原料中一定要包含氧元素 B．分类观：物质可以分成不同的类别，如空气属于氧化物 C．变化观：水加热变成水蒸气属于化学变化 D．守恒观：1克氢气与16克氧气充分反应可生成水的质量为17克 10．下列图像分别表示实验过程中某些物理量的变化，其中正确的是（ ） A．木炭在充满氧气的集气瓶中燃烧 B．加热高锰酸钾制备氧气 C．等质量等浓度的过氧化氢溶液分解 D．足量的镁在一定量氧气中燃烧  二、选择填充题（本大题共3小题，每小题2分，选择和填充各1分，共6分） 在每小题列出的备选项中，先在A、B、C三个选项中选择一个最符合题目要求的，请将其代码填涂在答题卡相应位置，然后填充D选项使其符合题目要求。 11．化学兴趣小组通过铜与氧气的反应来验证质量守恒定律，下列说法正确的是（ ） A.反应后固体质量变大 B.实验中气球不断地变大 C.反应结束后，立即称量，天平平衡 D.反应生成的氧化铜的质量一定等于                                   12． 用高锰酸钾制取氧气，固体的质量变化情况如图所示，下列分析正确的是（ ） A．P点处固体成分是锰酸钾和二氧化锰 B．在反应过程中，固体中的锰元素质量不断增大 C．t2时，MnO2在固体中质量分数达到最大 D．反应前固体中氧元素质量分数 （填“大于”、“小于”或“等于”） 13． 下列实验操作可以达到实验目的是（ ） 选项 实验目的 实验操作 A 鉴别二氧化碳和氮气 分别伸入燃烧木条 B 除去氮气中氧气 足量木炭在其中燃烧 C 从海水提纯得到纯净的水 蒸馏 D 鉴别水和无色酚酞溶液 三、填空与说明题（本大题共4小题，共23分） 14．（6分）工业制备氧化钙有了新的方法：电解水制氢联合碳酸钙分解制备氧化钙，能减少碳排放，助力碳中和。该新方法流程如图1所示。 （1）传统方法：在高温下分解产生氧化钙和　 　（填化学式）。 （2）新方法：①反应器甲：一定条件下可与反应生成CaO、CO和H2O，写出反应的化学方程式　 　。在反应器甲中，同时有分解的副反应发生，反应器甲中CO、CO2的含量随反应温度的变化如上图2所示，为了减少的产生，最好将温度控制在　 　℃。②反应器乙：一定条件下，CO与发生化合反应生成甲醇（），参加反应的CO与分子个数比为　 　。 （3）与传统方法相比，新方法的优点有　 　（写一条）。 15．（5分）质量守恒定律的发现，不仅凝聚了科学家的心血，也对化学的发展做出了重要贡献。 （1）质量守恒定律的发现。1673年，英国化学家波义耳将某金属放在一个密闭容器中煅烧，煅烧后立即打开容器进行称量，结果发现煅烧后的固体质量增加了，1714年，拉瓦锡用精确的定量实验研究在密封容器中氧化汞分解前的质量和分解后生成物的总质量之间的关系，证实了质量守恒定律。小明认为波义耳实验也符合质量守恒定律，理由是___________________________________________。 （2）质量守恒定律的运用。①蔗糖隔绝空气加热只得到黑色的炭和水，可知蔗糖中含有的元素是_____（填元素符号）②油炸食物不宜多吃，因为长时间煎炸会产生有毒物质丙烯醛，该物质在空气中可以完全燃烧，其燃烧的化学方程式可表示为，则X的化学式为______。 ③在空气中放置较长时间的锌片，表面会形成一层薄膜，其中含有Zn2(OH)2CO3，若该物质通过化合反应生成，试判断：锌与空气中的_________（填化学式，2分）物质发生了反应。 16．（6分）质量守恒定律对科学发展具有重大意义。小红、小刚和小涛以“化学反应一定遵守质量守恒定律”为课题进行科学探究，请完成以下探究过程。 （1）三位同学用如下图所示的3个实验验证质量守恒定律，其中不能达到实验目的的是　 　(填序号)，理由是　 　。 （2）小红选择A图实验，实验中观察到铁钉表面有　 　出现，证明铁钉与硫酸铜溶液发生了化学变化，如果小刚去掉小气球并将玻璃管换成玻璃棒，可能造成的不良后果是　 　；小涛选择C图所示实验，图中他在天平右边添加砝码的正确顺序是　 　。(选填“随便”、“由大到小”、“由小到大”) （3）结论分析：请从微观的角度，简要分析你认为任何化学变化都遵守质量守恒定律的原因　 　。 17．（6分）我国力争在2060年前实现“碳中和”。为实现这一目标，一种捕集烟气中二氧化碳并转化为甲醇（CH3OH）利用的流程如图： （1）“转化器”中发生的反应是，X化学式是　 　。 （2）“合成塔”中发生的基本反应类型是　 　，参加反应的CO和的质量最简比是　 　。 （3）甲醇可以作燃料，甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式是　 　。 （4）工艺流程中循环使用的物质是　 　。 四、实验与探究题（本大题共2小题，共16分） 18．（8分） 某化学兴趣小组为了验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验。 （1）小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量，认为这个反应不遵守质量守恒定律，我　 　（填“同意”或“不同意”）小明的观点，因为　 　。 （2）小红按下图装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物中还有少量黄色固体。 【提出问题】黄色固体是什么呢？ 【查阅资料】①氧化镁为白色固体；②镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁（Mg3N2）固体，写出氮气和镁反应的化学方程式　 　；③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 【做出猜想】黄色固体是Mg3N2 【实验探究】请设计实验，验证猜想 操作步骤 实验现象 实验结论 　 　 　 　 黄色固体为Mg3N2 【实验反思】空气中N2的含量远大于O2的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2，为什么呢？请给出合理的解释　 　。 19．（8分）天然气是一种重要的燃料，其主要成分是甲烷（CH4），某校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，参与探究。 【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质？ 【查阅资料】①含碳元素的物质完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO；②无水CuSO4遇水变蓝。③浓硫酸能够吸收水；④3CO+Fe2O32Fe+3CO2 【猜想假设】猜想甲：CO2、H2O；猜想乙：CO2、CO、H2O；猜想丙：　 　 【实验探究】为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的O2中燃烧的产物依次通过如图所示装置： 【实验现象】实验中观察到甲中无水CuSO4变蓝，乙、戊中澄清石灰水变浑浊，丁中红色粉末变成黑色。 【实验结论】由此推断　 　同学猜想成立。 【交流讨论】（1）甲、乙装置的顺序不能颠倒原因是　 　。 （2）实验中用纯净O2而不用空气的原因是　 　。 （3）装置乙的作用是　 　。 【实验拓展】实验结束，对相关装置进行称量（忽略空气成分对实验的干扰）：甲装置增重3.6g，乙装置增重2.2g。那么燃烧甲烷的质量为 　 　g，并写出该实验中甲烷燃烧的化学方程式　 　。 五、综合计算题(本大题包括1小题，共10分) 20．（10分）神舟十九号将于2024年10月底发射。在实现飞船制造与维修时，需选用大量特殊先进铁合金材料。兴趣小组同学选取该合金的边角料10g，用足量的稀硫酸250g分五次加入，探究其中铁的质量分数（发生反应为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，假设杂质不发生反应也不溶于水），测得的实验数据如下表： 　实验 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 所加稀硫酸的质量/g 50 50 50 50 50 生成氢气的质量/g 0.05 0.1 0.15 0.2 0.2 根据兴趣小组的实验，试回答以下问题： （1）将10g边角料粉碎后再加入稀硫酸，其目的是：　 　。 （2）恰好完全反应时消耗稀硫酸的质量为　 　g。 （3）计算该铁合金中铁的质量分数。 （4）实验中，第　 次中硫酸有剩余。 试卷第8页，共8页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第五单元 化学反应的定量关系（B卷·拔高卷） 说明：1．共有五大题，20小题。满分70分，作答时间65分钟。 2．可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Mg-24 Fe-56 Cu-56 一、单项选择题（本大题共10小题，1-5每题1分，6-10每题2分，共15分） 在每小题列出的四个备选项中只有一项是最符合题目要求的，请将其代码填涂在答题卡相应位置。错选、多选或未选均不得分。 1．若将某气体通入盛满氧气的集气瓶中燃烧，瓶口会出现水雾；将燃烧产物通过澄清石灰水振荡，澄清石灰水变浑浊。根据实验现象可判断该气体物质中一定含有的元素是( ) A．碳、氧 B．碳、氢 C．氢、氧 D．碳、氢、氧 【答案】B 【解析】将某气体通入盛满氧气的集气瓶中燃烧，瓶口会出现水雾，说明生成了水；将燃烧产物通过澄清石灰水振荡，澄清石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳。根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，CO2和H2O两种物质中含有碳、氢、氧三种元素，根据质量守恒定律，反应前后，元素种类不变，反应物氧气中只含有氧元素，则该气体中一定含有碳、氢两种元素，可能含有氧元素。故选：B。 2．下列现象能用质量守恒定律解释的是( ) A．蔗糖溶于水后总质量不变 B．水杯内饮用水敞口放置质量减少 C．小树苗长成参天大树 D．10mL水和10mL酒精混合后体积小于20mL 【答案】C 【解析】A、蔗糖溶于水后没有新物质生成，没有发生化学变化，该现象不能用质量守恒定律解释。A不符合题意；B、由于分子不断运动，水杯内饮用水敞口放置质量减少，没有新物质生成，不是化学变化。该现象不能用质量守恒定律解释。B不符合题意；C、小树苗长成参天大树，经过光合作用、呼吸作用等一系列化学变化。所以该现象能用质量守恒定律解释。C符合题意；D、10mL水和10mL酒精混合后总体积小于20mL，是由于水分子很容易进入酒精分子的间隔中，所以体积变小。过程中没有新物质生成，没有发生化学变化。该现象不能用质量守恒定律解释。D不符合题意。综上所述：选择C。 3．在化学反应前后，肯定不会变化的是( ) ①原子的数目 ②分子的数目 ③元素的种类 ④物质的总质量 ⑤物质的种类 ⑥分子的种类 ⑦物质的状态 A．①③④ B．①②④ C．①②③ D．①②④⑤ 【答案】A 【解析】根据质量守恒定律，在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有改变；根据原子种类，可知元素种类不变；化学反应前后物质的总质量不变；化学变化物质的种类、分子的种类一定会发生改变；分子的数目可能变也可能不变。题中不变的有①③④。故选A。 4．水电解的微观过程可用如下图表示，微粒运动变化的先后顺序是( ) A．①②③④ B．②①④③ C．②④①③ D．③④①② 【答案】B 【解析】化学变化的微观实质是分子分裂为原子，原子又重新组合的过程，在该反应中，每个水分子分裂为2个氢原子和1个氧原子，氢原子和氧原子再重新组合，每两个氢原子构成一个氢分子，每两个氧原子构成一个氧分子，因此微粒运动变化的先后顺序是②①④③，故选B。 4． 一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质反应前后的质量关系如表所示。下列说法中错误的是 物质 甲 乙 丙 丁 反应前的质量/g 40 3 5 2 反应后的质量/g 4 x 5 34 A．x=7 B．丙可能是该反应的催化剂 C．该反应属于化合反应 D．反应中甲和丁的质量比是9∶8 【答案】C 【解析】A、由质量守恒定律可知，x=(40g+3g+2g+5g-(4g+5g+34g)=7g。故说法正确； B、丙质量不变，可能是该反应的催化剂，也可能不参加反应。故说法正确； C、由表中信息可知，甲物质质量在减少，为反应物，乙和丁质量增加，为生成物，反应符合一变多， 属于分解反应。故说法错误； D、由表可以得出，反应中甲和丁的质量比为(40g-4g)：(34g-2g)=9：8。故说法正确； 故答案为：C。 5．在反应 中，已知4．8gA完全分解生成0．9gC和2．2gD，又知C的相对分子质量为18，则B的相对分子质量为（ ） A．14 B．17 C．32 D．34 【答案】B 【解析】生成B的质量为：4．8g-0．9g-2．2g=1．7g设B的相对分子质量为x x=17 故答案为：B。 6．化学反应是在微观粒子间进行的。结合如图，下列说法正确的是（　　） A．丙既是氧化物又是化合物 B．该反应过程中原子数目减少 C．甲和丙的分子个数比是2：1 D．丁从液态变为气态化学性质改变 【答案】A 【解析】A、氧化物是由两种元素组成，且其中一种为氧元素的化合物，由分析可知，丙是一氧化氮，含有氧元素和氮元素，故既是化合物也是氧化物，故A符合题意； B、根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目保持不变，故B不符合题意； C、由分析中化学方程式可知，甲和丙的分子个数比是4：4=1：1，故C不符合题意； D、由分析可知，丁是水，从液态变为气态没有新物质的生成，发生的是物理变化，化学性质不改变，故D不符合题意。故答案为：A。 7．碱式碳酸【Cu2(OH)2CO3】加热分解生成氧化铜、水和二氧化碳。充分加热24．8g含氧化铜的碱式碳酸铜固体，若反应前后固体中铜元素的质量分数之比为3：4，则该反应生成水的质量为（　　） A．1．8g B．2．4g C．3．6g D．5．4g 【答案】A 【解析】碱式碳酸铜加热分解生成氧化铜、水和二氧化碳，则将氧化铜与碱式碳酸铜的混合物充分加热后固体完全转化为CuO；反应前后铜元素的质量不发生变化，若反应前后固体中铜元素的质量分数之比为3：4，则反应前后物质的总质量之比为4：3，则反应后氧化铜的质量=； 设碱式碳酸铜的质量为x，则反应前氧化铜的质量为24．8g-x 反应后氧化铜的质量=（24．8g-x）+=18．6g x=22．2g 设反应生成水的质量为y y=1．8g 故答案为：A。 8．在密闭容器中，6．0g某纯净物与22．4g氧气恰好完全反应，生成的二氧化碳和水分子个数比为2∶3，下列说法正确的是 A．生成的CO2和H2O质量比为44∶18 B．生成CO2的质量为17．6g C．该纯净物中一定含碳、氢元素，可能含氧元素 D．该纯净物中碳元素的质量分数为20% 【答案】B 【解析】A、因生成的二氧化碳和水分子个数比为2∶3，则生成的CO2和H2O质量比为 （2×44）：（3×18）=44：27，说法不正确，A不符合题意；B、生成的CO2和H2O质量比为44：27，根据质量守恒定律可知，生成的CO2和H2O质量和等于纯净物和氧气的质量之和为：6．0g+22．4g=28．4g，则生成的CO2质量为28．4g××100%=17．6g ，说法正确，B符合题意；C、二氧化碳质量为17．6g，则水质量为28．4g-17．6g=10．8g，二氧化碳中碳元素的质量为 17．6g××100%=4．8g ，水中氢元素的质量为 （28．4g−17．6g）××100%=1．2g ，因此生成物中氢元素和碳元素的质量之和为4．8g+1．2g═6．0g，纯净物质量也为6g，根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类和质量保持不变，说明纯净物中只含有碳、氢两种元素，说法不正确，C不符合题意；D、纯净物中碳元素质量为4．8g，氢元素质量为1．2g，该纯净物中碳元素的质量分数=×100%=80% ，说法不正确，D不符合题意； 故答案为：B。 9．化学的学习目标之一是形成化学观念，下列说法中正确的是(　　) A．元素观：氧气是由氧元素组成，制氧气原料中一定要包含氧元素 B．分类观：物质可以分成不同的类别，如空气属于氧化物 C．变化观：水加热变成水蒸气属于化学变化 D．守恒观：1克氢气与16克氧气充分反应可生成水的质量为17克 【答案】A 【解析】A、物质由元素组成，故氧气是由氧元素组成，制氧气原料中一定要包含氧元素，故该说法正确，符合题意； B、由多种物质混合而成的就是混合物，故空气由氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳等物质混合而成的混合物，故不符合题意； C、有新物质生成的变化就是化学变化，反之就是物理变化，故水加热变成水蒸气的过程中没有新物质生成，属于物理变化，故不符合题意； D、氢气在氧气中燃烧生成水的方程式的意义是，1份氢气和8份氧气反应生成9份水，故该说法错误，不符合题意。故答案为：A。 10．下列图像分别表示实验过程中某些物理量的变化，其中正确的是（　　） A．木炭在充满氧气的集气瓶中燃烧 B．加热高锰酸钾制备氧气 C．等质量等浓度的过氧化氢溶液分解 D．足量的镁在一定量氧气中燃烧 【答案】A 【解析】A、 木炭在充满氧气的集气瓶中燃烧，放出热量，瓶内温度随反应的发生而增加，反应结束后再恢复到原始温度，符合题意； B、 加热高锰酸钾制备氧气，反应前二氧化锰质量为0 ，不符合题意； C、 等质量等浓度的过氧化氢溶液分解 ，加二氧化锰会加快分解速率，但加和不加二氧化锰最终产生氧气质量相等，不符合题意； D、过量的镁在一定量氧气中燃烧 ，镁过量，反应后镁有剩余，不符合题意；故答案为：C  二、选择填充题（本大题共3小题，每小题2分，选择和填充各1分，共6分） 在每小题列出的备选项中，先在A、B、C三个选项中选择一个最符合题目要求的，请将其代码填涂在答题卡相应位置，然后填充D选项使其符合题目要求。 11．化学兴趣小组通过铜与氧气的反应来验证质量守恒定律，下列说法正确的是( ) A.反应后固体质量变大 B.实验中气球不断地变大 C.反应结束后，立即称量，天平平衡 D.反应生成的氧化铜的质量一定等于                                   【答案】A 参加反应的铜粉与氧气的质量之和 【解析】铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，红色铜粉逐渐变成黑色。加热过程中装置内气体受热膨胀，气球鼓起；反应结束冷却至室温后，由于氧气被消耗，装置内压强减小，气球变瘪。反应结束后，冷却至室温前气球受到空气的浮力不断变化，应冷却至室温再称量。参加反应的铜粉与氧气的质量之和一定等于反应生成的氧化铜的质量。 12． 用高锰酸钾制取氧气，固体的质量变化情况如图所示，下列分析正确的是（　　） A．P点处固体成分是锰酸钾和二氧化锰 B．在反应过程中，固体中的锰元素质量不断增大 C．t2时，MnO2在固体中质量分数达到最大 D．反应前固体中氧元素质量分数 （填“大于”、“小于”或“等于”） 【答案】B 大于 【解析】【解答】A、P点是高锰酸钾部分分解，因此有未反应的高锰酸钾、生成的锰酸钾和二氧化锰，不符合题意；B、化学反应前后各元素的质量不变，在反应过程中，固体中的锰元素质量不变，不符合题意；C、t2时，固体质量不再减少，则高锰酸钾完全发生反应，此时固体质量不再减少，MnO2的质量达到最大，剩余固体质量达到最小，二氧化锰质量分数达到最大，符合题意；D、由图像可知，(a-b)是固体减少的质量，根据质量守恒定律，(a-b)等于生成氧气的质量，高锰酸钾发生分解反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，原混合物中氧元素质量等于生成氧气质量与锰酸钾和二氧化锰中氧元素的质量之和，所以原混合物中氧元素质量分数大于。 13． 下列实验操作可以达到实验目的是( ) 选项 实验目的 实验操作 A 鉴别二氧化碳和氮气 分别伸入燃烧木条 B 除去氮气中氧气 足量木炭在其中燃烧 C 从海水提纯得到纯净的水 蒸馏 D 鉴别水和无色酚酞溶液 【答案】C 分别加入氨水，观察是否变红色（合理即可） 【解析】A、二氧化碳和氮气都能使燃烧木条熄灭，燃烧木条不能鉴别二氧化碳和氮气，用澄清石灰水鉴别二氧化碳和氮气，A不正确；B、木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳，增加新的杂质，木炭在氧气中燃烧不能除去氮气中氧气，B不正确。C、蒸馏可以从海水提纯得到纯净的水，C正确；D、氨水能够鉴别水和无色酚酞溶液，分别取少量的样品于试管中，分别滴入氨水，振荡，变红色是无色酚酞溶液，无明显现象的是水，水和无色酚酞溶液，分别加入氨水，观察颜色变化等（合理即可）。 三、填空与说明题（本大题共4小题，共23分） 14．（6分）工业制备氧化钙有了新的方法：电解水制氢联合碳酸钙分解制备氧化钙，能减少碳排放，助力碳中和。该新方法流程如图1所示。 （1）传统方法：在高温下分解产生氧化钙和　 　（填化学式）。 （2）新方法：①反应器甲：一定条件下可与反应生成CaO、CO和H2O，写出反应的化学方程式　 　。在反应器甲中，同时有分解的副反应发生，反应器甲中CO、CO2的含量随反应温度的变化如上图2所示，为了减少的产生，最好将温度控制在　 　℃。②反应器乙：一定条件下，CO与发生化合反应生成甲醇（），参加反应的CO与分子个数比为　 　。 （3）与传统方法相比，新方法的优点有　 　（写一条）。 【答案】（1）（2）；750；1：2（3）节能减排、耗能少、减少温室气体的排放或减少碳排放，助力碳中和（合理即可） 【解析】（1）碳酸钙在高温下分解生成了氧化钙（CaO）和二氧化碳（CO2）；（2）①反应器甲：一定条件下CaCO3可与H2反应生成CaO、CO和H2O ，该反应的化学方程式为： 由图中信息可知在温度为750 ℃ 时 C 分解的副反应的产物中二氧化碳的含量最低，一氧化碳的含量最高，所以最好将温度控制在750 ℃ ；②反应器乙：一定条件下，CO与H2发生化合反应生成甲醇（CH3OH ），该反应的化学方程式为：CO+2H2CH3OH ， 参加反应的CO与分子个数比为 CO：H2=1：2 ；（3）与传统方法相比 ，新方法节能减排、耗能少、减少温室气体的排放或减少碳排放，助力碳中和。 15．（5分）质量守恒定律的发现，不仅凝聚了科学家的心血，也对化学的发展做出了重要贡献。 （1）质量守恒定律的发现。1673年，英国化学家波义耳将某金属放在一个密闭容器中煅烧，煅烧后立即打开容器进行称量，结果发现煅烧后的固体质量增加了，1714年，拉瓦锡用精确的定量实验研究在密封容器中氧化汞分解前的质量和分解后生成物的总质量之间的关系，证实了质量守恒定律。小明认为波义耳实验也符合质量守恒定律，理由是___________________________________________。 （2）质量守恒定律的运用。①蔗糖隔绝空气加热只得到黑色的炭和水，可知蔗糖中含有的元素是_____（填元素符号）②油炸食物不宜多吃，因为长时间煎炸会产生有毒物质丙烯醛，该物质在空气中可以完全燃烧，其燃烧的化学方程式可表示为，则X的化学式为______。 ③在空气中放置较长时间的锌片，表面会形成一层薄膜，其中含有Zn2(OH)2CO3，若该物质通过化合反应生成，试判断：锌与空气中的_________（填化学式，2分）物质发生了反应。 【答案】（1）因为参加反应的金属和氧气的质量之和等于反应生成的固体的质量 （2）①C、H、O ②C3H4O ③H2O、CO2、O2 【解析】（1）波义耳的实验中，煅烧后的固体质量增加的原因是由于他打开了容器，空气中的氧气参与了反应，但也符合质量守恒定律，理由是在化学反应中参加反应的金属和氧气的质量和等于反应生成的固体质量，故填：在化学反应中参加反应的金属和氧气的质量和等于反应生成的固体质量； （2）①将蔗糖隔绝空气加热只得到黑色的炭和水，炭中含有碳元素，水中含有氢元素和氧元素，根据化学反应前后元素的种类不变，可知蔗糖中含有的元素是C、H、O，故填：C、H、O；②根据方程式可知，反应前有14个氧原子，反应后有6个碳原子、8个氢原子、16个氧原子，根据化学反应前后原子种类和个数不变可知，2X中含有6个碳原子、8个氢原子、2个氧原子，因此X的化学式为C3H4O，故填：C3H4O；③由于锌片表面的薄膜中含有Zn2(OH)2CO3，它是由碳元素、氧元素、氢元素、锌元素四种元素组成的，根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，由于是通过化合反应生成，故反应物除Zn外，其它的反应物中应是空气中含有碳元素、氢元素和氧元素的物质，故反应物中应含有空气中的水分、二氧化碳和氧气，故填：H2O、CO2、O2 16．（6分）质量守恒定律对科学发展具有重大意义。小红、小刚和小涛以“化学反应一定遵守质量守恒定律”为课题进行科学探究，请完成以下探究过程。 （1）三位同学用如下图所示的3个实验验证质量守恒定律，其中不能达到实验目的的是　 　(填序号)，理由是　 　。 （2）小红选择A图实验，实验中观察到铁钉表面有　 　出现，证明铁钉与硫酸铜溶液发生了化学变化，如果小刚去掉小气球并将玻璃管换成玻璃棒，可能造成的不良后果是　 　；小涛选择C图所示实验，图中他在天平右边添加砝码的正确顺序是　 　。(选填“随便”、“由大到小”、“由小到大”) （3）结论分析：请从微观的角度，简要分析你认为任何化学变化都遵守质量守恒定律的原因　 　。 【答案】（1）C；C中碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，二氧化碳气体逸散到空气中，未被称量到，天平不能平衡。（2）红色固体；瓶塞被冲出；由大到小。（3）化学反应前后原子的种类、原子的数目、原子的质量都不变。 【解析】（1）三个实验都发生了化学反应，但实验C中碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳气体，应保持密闭环境，装置C敞口放置，生成的二氧化碳气体逸出，测得反应后物质的总质量偏小，不能用来验证质量守恒定律，故答案为C；（2）实验A中铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜单质，实验中观察到铁钉表面有红色固体出现；装置B中反应放热、气体体积膨胀，压强变大，放气球的目的是为了平衡压强，如果小刚去掉小气球并将玻璃管换成玻璃棒，可能造成的不良后果是瓶塞被冲出；小涛选择C图所示实验，图中他在天平右边添加砝码的正确顺序是由大到小；（3）化学反应前后原子的种类、原子的数目、原子的质量都不变，即任何化学变化都遵守质量守恒定律。 17．（6分）我国力争在2060年前实现“碳中和”。为实现这一目标，一种捕集烟气中二氧化碳并转化为甲醇（CH3OH）利用的流程如图： （1）“转化器”中发生的反应是，X化学式是　 　。 （2）“合成塔”中发生的基本反应类型是　 　，参加反应的CO和的质量最简比是　 　。 （3）甲醇可以作燃料，甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式是　 　。 （4）工艺流程中循环使用的物质是　 　。 【答案】（1）CH4（2）化合反应；7：1（3） 【解析】（1）根据化学反应前后原子个数不变，反应后钙原子1个、氧原子3个、碳原子是2个、氢原子是4个， 反应前钙原子1个、氧原子3个、碳原子是1个、氢原子是0个，缺的原子由X提供，则X的化学式是CH4； （2）“合成塔”中，一定条件下一氧化碳和氢气反应生成甲醇，反应的化学方程式是： 由2种物质生成1种物质，属于化合反应；参加反应的CO和H2的质量最简比是28：(1×4)=7：1； （3）甲醇可以作燃料，甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式是： 。（4）由流程图可知，氧化钙在吸收塔中转化成碳酸钙，碳酸钙在转化器中转化成氧化钙，则在此流程中可循环使用的物质是氧化钙或碳酸钙。 四、实验与探究题（本大题共2小题，共16分） 18．（8分） 某化学兴趣小组为了验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验。 （1）小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量，认为这个反应不遵守质量守恒定律，我　 　（填“同意”或“不同意”）小明的观点，因为　 　。 （2）小红按下图装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物中还有少量黄色固体。 【提出问题】黄色固体是什么呢？ 【查阅资料】①氧化镁为白色固体；②镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁（Mg3N2）固体，写出氮气和镁反应的化学方程式　 　；③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 【做出猜想】黄色固体是Mg3N2 【实验探究】请设计实验，验证猜想 操作步骤 实验现象 实验结论 　 　 　 　 黄色固体为Mg3N2 【实验反思】空气中N2的含量远大于O2的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2，为什么呢？请给出合理的解释　 　。 【答案】（1）不同意；因为镁燃烧是镁与空气中氧气等的反应，还需算上氧气的质量（2）3Mg+N2 Mg3N2 （3）取少量黄色固体于试管中，加入适量的水，并将湿润的红色石蕊试纸放在试管（2分）；试管中有气体产生，湿润的红色石蕊试纸变蓝；O2比N2化学性质活泼（合理即得分） 【解析】【（1）小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量，认为这个反应不遵守质量守恒定律，我不同意，因为任何化学反应都遵循质量守恒定律，镁燃烧是镁与空气中氧气等的反应，还需算上氧气的质量；（2）②氮气和镁反应生成氮化镁，化学方程式为3Mg+N2 Mg3N2； 【实验探究】根据题干信息，验证黄色固体是否是氮化镁，只需要加水，验证是否有氨气产生即可。操作步骤：取少量黄色固体于试管中，加入适量的水，并将湿润的红色石蕊试纸放在试管；实验现象：试管中有气体产生，湿润的红色石蕊试纸变蓝； 【实验反思】空气中N2的含量远大于O2的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2，可能是由于O2比N2化学性质活泼。 19．（8分）天然气是一种重要的燃料，其主要成分是甲烷（CH4），某校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，参与探究。 【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质？ 【查阅资料】①含碳元素的物质完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO；②无水CuSO4遇水变蓝。③浓硫酸能够吸收水；④3CO+Fe2O32Fe+3CO2 【猜想假设】猜想甲：CO2、H2O；猜想乙：CO2、CO、H2O；猜想丙：　 　 【实验探究】为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的O2中燃烧的产物依次通过如图所示装置： 【实验现象】实验中观察到甲中无水CuSO4变蓝，乙、戊中澄清石灰水变浑浊，丁中红色粉末变成黑色。 【实验结论】由此推断　 　同学猜想成立。 【交流讨论】（1）甲、乙装置的顺序不能颠倒原因是　 　。 （2）实验中用纯净O2而不用空气的原因是　 　。 （3）装置乙的作用是　 　。 【实验拓展】实验结束，对相关装置进行称量（忽略空气成分对实验的干扰）：甲装置增重3.6g，乙装置增重2.2g。那么燃烧甲烷的质量为 　 　g，并写出该实验中甲烷燃烧的化学方程式　 　。 【答案】【猜想假设】CO、H2O；【实验结论】乙；【交流讨论】（1）若先通过澄清石灰水会带出水蒸气，影响对产物的检验；（2）空气中含有水和二氧化碳，干扰实验结果；（3）检验并除去二氧化碳； 【实验拓展】1.6； 【解析】【猜想假设】根据质量守恒定律可知化学反应前后元素的种类不变，反应物是甲烷和氧气，如果甲烷不完全燃烧生成的是一氧化碳和水；故填：CO、H2O； 【实验结论】甲中无水CuSO4变蓝说明混合气体中有水，乙中澄清石灰水变浑浊说明混合气体中含有二氧化碳，乙中足量澄清石灰水有两个作用：验证二氧化碳的存在，完全除去混合气体中的二氧化碳；戊中澄清石灰水变浑浊，丁中红色粉末变成黑色说明混合气体中具有还原性气体，且与氧化铁反应能生成二氧化碳，所以说明混合气体中含有一氧化碳，由此推断乙同学猜想成立。故填：乙； 【交流讨论】（1）甲装置是用无水硫酸铜检验产物是否含有水，乙装置是用澄清石灰水检验产物是否含有二氧化碳，甲、乙装置的顺序不能颠倒，这是因为先通过澄清石灰水时会带出水蒸气，影响对产物的检验，就不能证明混合气体中是否有水。故分别填：否；若先通过澄清石灰水会带出水蒸气，影响对产物的检验； （2）由于空气中含有水分和二氧化碳，用空气就无法验证混合气体中是否含有水和二氧化碳，无法证明是混合气体中的水和二氧化碳，还是空气中的水和二氧化碳，干扰实验结果；故填：空气中含有水和二氧化碳，干扰实验结果； （3）乙中足量澄清石灰水有两个作用：验证二氧化碳的存在，和完全除去混合气体中的二氧化碳。 【实验拓展】甲装置增重3.6g，即产生水的质量为3.6g，乙装置增重2.2g，即产生二氧化碳的质量为2.2g；3.6g水中氢元素的质量为：，甲烷中氢元素的质量完全转化到水中，因此甲烷的质量为：；故填：1.6； 则甲烷中碳元素的质量为：，2.2g二氧化碳中碳元素的质量为：；甲烷燃烧同时生成了一氧化碳，一氧化碳中碳元素的质量为：；则生成一氧化碳的质量为：；在点燃的条件下，甲烷和氧气反应生成水、一氧化碳和二氧化碳，则参加反应的氧气质量为：。则反应物甲烷、氧气和生成物二氧化碳、一氧化碳、水的分子个数比为：；所以甲烷燃烧的化学方程式为：。 五、综合计算题(本大题包括1小题，共10分) 20．（10分）神舟十九号将于2024年10月底发射。在实现飞船制造与维修时，需选用大量特殊先进铁合金材料。兴趣小组同学选取该合金的边角料10g，用足量的稀硫酸250g分五次加入，探究其中铁的质量分数（发生反应为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，假设杂质不发生反应也不溶于水），测得的实验数据如下表： 　 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 所加稀硫酸的质量/g 50 50 50 50 50 生成氢气的质量/g 0.05 0.1 0.15 0.2 0.2 根据兴趣小组的实验，试回答以下问题： （1）将10g边角料粉碎后再加入稀硫酸，其目的是：　 　。 （2）恰好完全反应时消耗稀硫酸的质量为　 　g。 （3）计算该铁合金中铁的质量分数。 （4）实验中，第　 次中硫酸有剩余。 【答案】（1）增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分（2）200（3）56%（4）五 【解析】（1） 将10g边角料粉碎后再加入稀硫酸， 是为了增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分 。（2）由表中数据可知，每加入50克稀硫酸完全反应产生氢气质量为0.05克，第四次加入50克稀硫酸产生了0.05克氢气，第五次加入50克稀硫酸，没有产生氢气，同此说明反应时消耗稀硫酸质量为200克。 （3）解：设铁合金中铁的质量为x x=5.6g 该铁合金中铁的质量分数为 答：该铁合金中铁的质量分数是 56% （4）由表中数据可知，每加入50克稀硫酸完全反应产生氢气质量为0.05克，第四次加入50克稀硫酸产生了0.05克氢气，第五次加入50克稀硫酸，没有产生氢气，同此说明反应时消耗稀硫酸质量为200克。第五次反应后，硫酸过量。 试卷第4页，共16页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$