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课题17 物质的化学变化
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2022版课程标准
内容
要求 1.知道物质具有独特的物理性质和化学性质,同类物质在性质上具有一定的相似性。
2.知道物质具有广泛的应用价值,物质的性质决定用途。
3.知道物质是在不断变化的,物质变化分为物理变化和化学变化。
4.认识化学变化是产生新物质的过程,知道化学变化常伴随生成沉淀、产生气体、发生颜色变化、发光,以及吸热或放热等现象。
2022版课程标准
内容
要求 5.理解化学反应的本质是原子的重新组合,化学反应前后,原子的种类和数量不变,分子的种类发生改变。
6.认识物质的变化过程中伴随着能量变化。
7.认识在一定条件下通过化学反应可以实现物质转化,初步形成变化观。
8.认识化学反应中的各物质间存在定量关系,化学反应遵守质量守恒定律。
9.理解质量守恒定律的微观本质。
10.认识定量研究对化学科学发展的重大作用。
11.认识常见的化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应及简单应用。
续表
2022版课程标准
学业要求 1. 能判断常见的物理变化和化学变化,并能从宏观和微观的视角说明二者的区别。
2.能举例说明化学变化在自然界和生产生活中的重要应用价值,以及化学家利用化学反应造
福人类的创造性贡献。
3. 能基于真实的问题情境,多角度分析和解决生产生活中有关化学变化的简单问题。
4. 能举例说明物质性质的广泛应用及性质与用途的关系。
5. 能利用常见物质的性质,分析、解释一些简单的化学现象和事实。
续表
2022版课程标准
学业要求 6.能辨别常见的化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应。
7. 能选取实验证据说明质量守恒定律,并阐释其微观本质。
8. 能依据化学反应过程中元素不变的规律,推断反应物或生成物的元素组成。
9. 能根据实验事实用文字和符号描述、表示化学变化,并正确书写常见的化学方程式。
10. 能基于守恒和比例关系推断化学反应的相关信息。
11.能根据化学方程式进行简单的计算,并解决生产生活中的简单问题
续表
续表
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学习活动建议 实验探究活动:探究铜片在空气中灼烧后发生的变化,通过实验论证物质是否发生了化学变化,结合实验说明质量守恒定律,使用传感器等多种技术手段表征化学反应中的物质变化。
调查与交流活动:收集日常生活中的化学变化现象和有关事实,交流、讨论并归纳化学变化的特征。
项目式学习活动:设计和编制可用于探究化学反应定量关系等的计算机小程序;利用化学反应模拟“智慧农场”中农作物的生长条件等。
续表
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情境素材建议 贝壳(或鸡蛋壳、大理石)中碳酸钙的含量,暖贴或食品干燥剂等产品的说明书,石灰岩溶洞和钟乳石的形成,呼吸作用及葡萄糖在体内氧化释放能量,用石灰石或贝壳烧制生石灰,即热盒饭、自热火锅,铜片在空气中灼烧前后固体质量的比较,拉瓦锡与质量守恒定律的发现,对水的蒸发和水的分解的微观解释,现代化实验技术手段的发展,如传感器在化学科学实践及生产生活中的应用等。
年份 题号/题型/分值 考查内容 情境素材
2024 5/选择题/2分 化学方程式的配平 磷与氧气反应的化学方程式
8/选择题/2分 实验验证质量守恒定律 小苏打与白醋的反应
22/化学与工程/2分 书写二氧化碳与氢氧化钠反应的化学
方程式 西气东输工程
考情分析
年份 题号/题型/分值 考查内容 情境素材
2024 25/化学与技术/3分 书写碳酸锌与煤反应的化学方程式 火法炼锌的工艺流程
判断物理变化
26/科普阅读题/3分 物理性质的概念 高温超导磁悬浮列车
书写氮气与氧气反应的化学方程式
续表
年份 题号/题型/分值 考查内容 情境素材
2024 27/物质性质及应用题/2分 书写古代湿法炼铜的化学方程式 铁矿石与冶炼产物的性质与应用
28/定量分析题/6分 根据质量守恒定律计算生成物的质量 配置100 g 10%的碳酸钠溶液
29/科学探究题/2分 书写过氧化氢制氧气的化学方程式 探究二氧化锰在过氧化氢制氧气中的作用
30/科学探究题/2分 书写氢气与氧气反应的化学方程式 氢能
续表
复习策略
本课题内容是山西中考重点考查内容,考查形式多样,建议用2课时进行复习。
考点一 物质的变化与性质
1. 复习物质的变化时可以借助传统文化、日常生活中常见的变化等各种真实情境,在教学活动中渗透“物理变化、化学变化”等相关概念。
2. 复习物理性质与化学性质时,要与物理变化与化学变化紧密联系,引导学生理解变化与性质的关系,归纳判断物理性质与化学性质的方法。
考点二 质量守恒定律
1. 通过实验探究引出质量守恒定律,建立“实验→结论”的认识思维,培养学生分析、评价、创新的能力。
2. 通过观察具体反应的微观模型,明确化学反应前后物质质量相等的原因,建立“宏观→微观”的认识思维。
考点三 化学方程式
1. 以熟悉的化学方程式为切入点,介绍化学方程式的概念,引导学生理解化学方程式的意义,掌握配平化学方程式的方法和技巧。
2. 从微观角度认识化学反应,理解化学反应的实质,辨析化学反应的基本类型。
中考考点突破
考点一 物质的变化与性质
1. 物理变化和化学变化:
物质的变化 物理变化 化学变化
概念 没有其他物质 的变化 有其他物质的变化
伴随现象 常表现为形状和状态的变化,也可能有发光、放热等现象 常表现为颜色改变、放出气体、生成沉淀等,同时伴随着能量变化,常表现为吸热、放热、发光等
没有生成新物质
生成新物质
5年5考
续表
物质的变化 物理变化 化学变化
生活实例 汽油挥发、铁水凝固、石蜡熔化、海水蒸发、雕刻、剪裁、轮胎爆炸、水的三态变化等 铁生锈、食物变质、粮食酿酒、燃烧、动植物的呼吸、植物的光合作用等
本质区别 构成物质的微粒 不 ,微粒间的间隔可能改变 构成物质的微粒 改变 ,或构成物质的微粒重新排列(如石墨变为金刚石)
联系 物质在发生化学变化的过程中,一定伴随物理变化;但在发生物理变化时,不一定伴随化学变化
不变
改变
化学变化在生成其他物质的同时,还伴随着能量的变化,能量的变化通常表现为热量的变化。
(1)常见的放热反应有氧化反应(燃烧、缓慢氧化等)、 生石与水的反应、中和反应、活泼金属与 酸的反应等。
(2)常见的吸热反应有碳和二氧化碳的反应等。
生石灰
酸
日积月累
2. 物理性质和化学性质:
物质的性质 物理性质 化学性质
概念 物质不需要发生化学变化就表现出来的性质 物质在化学变化中表现出来的性质
判断依据 是否通过发生 化学变化 表现出来
具体内容 颜色、气味、熔点、沸点、硬度、密度、导电性、导热性、延展性、挥发性、吸附性、溶解性等 可燃性、稳定性、氧化性、还原性、酸性、碱性、腐蚀性、毒性等
物质的性质和用途的关系
化学变化
1. (2022山西)在我国的传统节日中,春节期间的民俗活动最为丰富多彩,以如图片展示的是四项不同的活动,其中与物质化学性质相关联的一项是( A )
A
针对训练
2. (2020山西晋中)在寒冷的冬季,当我们把一杯开水洒向天空时,水会迅速变成像烟一样的物质(如图所示),该过程所涉及的变化正确的是( B )
A. 化学变化
B. 状态变化
C. 质量变化
D. 熔点变化
B
3.(2024陕西A改编)“多彩实践,全面发展”,同学们设计完成了丰富的实践项目,下列设计方案中物质只发生物理变化的是( )
选项 A B C D
实践
项目 贝壳中碳酸钙含量的测定 铁栏杆的防锈处理 自制简易供氧器 酸性土壤的改良
设计
方案 用贝壳和醋反应并测定质量变化 打磨铁栏杆并刷油漆 利用过氧化氢溶液分解制取氧气 向酸性土壤中施用熟石灰
B
4.(2024 赤峰)空气是地球上宝贵的自然资源,随着科技的发展,空气中各成分的应用越来越广泛,下列用途主要利用物理性质的是( )
A. 氮气——充氮包装
B. 氧气——医疗急救
C. 稀有气体——激光技术
D. 二氧化碳——气体肥料
C
5.(2024安徽)下列展示我国古法酿酒的工序中,以发生化学变化为主的是( )
C
6.(2024成都)2024年4月25日,搭载神舟十八号载人飞船的火箭成功发射。下列材料用途的对应性质解释不合理的是( )
A. 偏二甲肼作火箭燃料——可燃性
B. 铝合金作火箭的骨架——密度大
C. 碳纤维复合材料作飞船外壳——耐高温
D. 特种橡胶制成太空服加压层——弹性好
B
7.(2024河北)如图所示为我国唐代名画《捣练图》。画卷呈现的工序中一定发生了化学变化的是 ( )
A. 捶打织品 B. 梳理丝线
C. 缝制衣物 D. 烧炭熨烫
D
考点二 质量守恒定律
1. 质量守恒定律
概念:参加化学反应的各物质的_________等于反应后生成的各物质的__________
质量总和
质量总和
5年5考
理解
六个“一定不变”
两个“一定改变”
两个“可能改变”
宏观
微观
物质的总质量
元素的种类
各元素的质量
原子的种类
原子的数目
原子的质量
宏观:物质的种类
微观:分子的种类
分子的数目
元素的化合价
适用范围:化学变化
实验
方案 铜和氧气反应前后质量的测定 铁与硫酸铜溶液反应前后质量的测定 盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定 镁条燃烧前后质量的测定
原理 ____________________ ______________
__________ ____________________________
_______ __________________
实验
装置
2Cu+O2===
2CuO
Fe +CuSO4 =
FeSO4 +Cu
2HCl +Na2CO3
= 2NaCl +H2O
+CO2↑
2Mg +O2 ===
2. 实验 化学反应前后物质的质量关系
2MgO
点燃
△
26
实验
方案 铜和氧气反应前后质量的测定 铁与硫酸铜溶液反应前后质量的测定 盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定 镁条燃烧前后质量的测定
实验
现象 ____________________________________ ______,电子天平示数不变 ________________________________________________,电子天平示数不变 ________________________,天平不平衡 _______________________________________________,天平可能不平衡
现象分析 反应前后称量的物质的质量不变 反应前后称量的物质的质量改变
白色粉末减少,产生大量气泡
固体表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色
镁条燃烧发出耀眼的白光,放出热量,生成白色固体
(续表)
红色粉末变为黑色 ,气球先胀大后变瘪
27
问题与交流 (1)铜粉平铺与锥形瓶的底部
(2)反应一段时间后停止加热,待装置冷却后再次称量
(3)小气球的作用
①__________
②__________ 实验前铁钉要用___________
_______
(1)天平为什么不平衡?
原因: _______________________,造成天平左端质量减少,指针向___偏转
(2)装置改进:
(1)天平为什么不平衡?
①___________
_________________________;
②___________
__________________________
(2)装置改进:
密封
缓冲气压
生成的二氧化碳气体逸散到空气中
没有称量反应物氧气的质量,使得天平向左偏转
砂纸打磨
产生白烟,造成氧化镁散失较多,使得天平向右偏转
(续表)
右
干净
28
密闭容器中
(1)验证质量守恒定律时,所选药品之间要能够发生化学反应。(2)所有化学反应都遵循质量守恒定律。若有气体参加反应,或生成物以气体、白烟或雾的形式逸散到空气中,验证质量守恒定律时反应必须在 密闭容器中 进行,否则会导致气体进入或生成物逸出,使得天平不平衡。
日积月累
针对训练
A
1. (2020山西)碳酸氢铵区别于其他氮肥的重要特点是在常温下就能闻到刺激性气味,其反应原理是NH4HCO3=NH3↑ + CO2↑ + X。根据质量守恒定律,X的化学式是( )
A. H2O B. H2 C. CO D. N2
2. 黄铁矿的主要成分是 FeS2,其煅烧产物可用于冶炼生铁和生产硫酸,主要反应的化学方程式为:4FeS2 + 11O2 === 2X + 8SO2,X的化学式为 ( )
A. FeO B. Fe3O4 C. Fe2O3 D. FeO2
点燃
C
3.(2024安徽)某实验小组按图1装置验证质量守恒定律,一段时间后,发现锥形瓶内部分固体变为红棕色。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图2相符的是 ( )
A. 铁粉的质量
B. 氮气的质量
C. 氧元素的质量
D. 固态物质的质量
A
4.(2024 广东)我国科学家利用光催化技术实现了绿色制取 H2O2,反应的微观示意图如图所示。下列说法正确的是 ( )
A. 反应后氧原子个数减少
B. 反应后催化剂的质量增加
C. b的化学式为H2O
D. 参加反应的a、b分子个数比为1∶1
C
5.(2024宜宾改编)某反应的微观示意图如图。下列说法正确的( )
A. 对应物质的化学式是H3N
B. 该反应前后原子总数不变
C. 该反应前后分子总数不变
D. 参加该反应的 与 的个数比为2∶5
B
6. (原创)兴趣小组对“化学反应前后物质的质量关系”进行探究,实验仪器如下,下列说法正确的是 ( )
A. 细沙可以换成水
B. 反应后红磷质量不变
C. 可以把玻璃管换成玻璃棒
D. 反应前后瓶中气体质量改变
D
7.(2024山西)在一次实验课上,同学们通过小组合作,完成了对密闭容器中少量小苏打与少量白醋反应的质量测定。以下分析正确的是
( )
A. 反应后小苏打的质量增加
B. 反应过程中各物质的质量都不变
C. 反应前后各物质的质量总和相等
D. 反应前称量的是小苏打和白醋的总质量
C
考点三 化学方程式
一、化学方程式
1. 概念:用化学式来表示化学反应的式子。
2. 书写原则:一是要以客观事实为基础;二是要遵守 质量守恒定律 ,等号两边各原子的 种类与数目 必须相等。
质量守恒定
律
种类与数目
5年5考
3. 书写步骤:
①写:根据实验事实,在式子的左、右两边写出反应物、生成物的化学式,并在式子左、右两边之间画一条短线
②配:根据质量守恒定律,配平化学方程式
③标:标反应条件,短线改为“等号”,标“↑”“↓”
记忆口诀:有气生气不标“↑”,有固生固不标“↓”
④查:查化学式、查配平、查反应条件、查箭头、查等号
4. 意义和读法:
意义(以C + O2 === CO2为例) 读法
“质”的
关系 表明反应物、生成物、反应条件 反应物: 碳和氧 ;生成物: 二氧化 ;反应条件: 点燃 碳和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳
碳和氧气
二氧化碳
点燃
点燃
续表
意义(以C + O2 === CO2为例) 读法
“量”的
关
系 表明各物质微粒之间的数量关系 各物质的微粒个数比=化学计量数之比=1∶1∶1 每 1 个碳原子和 1 个氧分子反应生成 1 个二氧化碳分子
表明各物质之间的质量关系 各物质的质量比=(化学计量数×相对分子质量)之比=12∶32∶44 每 12 份质量的碳和 32 份质量的氧气在点燃的条件下完全反应生成 44 份质量的二氧化碳
1
1
1
12
32
44
点燃
二、化学反应类型
化学反应类型 特点 表达式 举例
四大基本反应类型 化合 反应 多变一 A+B+…→C 2H2 + O2 === 2H2O
分解 反应 一变多 A→B+C+… 2H2O2 === 2H2O + O2↑
置换 反应 单换单 A+BC→B+AC Zn + H2SO4 = H2↑ + ZnSO4
复分解反应 双交换,价不变 AB+CD→AD+CB HCl + NaOH = H2O + NaCl
化合
分解
置换
复分解
点燃
MnO2
续表
化学反应类型 特点 表达式 举例
其他反应类型 有机物燃烧 例:CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O、 C2H5OH + 3O2 === 2CO2 + 3H2O
一氧化碳还原金属氧化物 例:3CO + Fe2O3 === 2Fe + 3CO2、
CO + CuO === Cu + CO2
可溶性碱与非金属氧化物反应 例:2NaOH + CO2 == Na2CO3 + H2O、 Ca(OH)2 + CO2 == CaCO3↓ + H2O
三、化学反应发生的条件
主书P18~19复分解反应发生的条件,P26金属与酸、与盐反应发生的条件
链接
点燃
点燃
高温
△
41
反应物
微粒 示例 化学反应方程式 微观实质
分子 氢气和氧气点燃生成水 2H2+O2 === 2H2O 氢分子分解为氢原子,氧分子分解为氧原子,氢原子和氧原子结合为水分子
水通电分解成氢气和氧气 2H2O === 2H2↑+O2↑ 水分子分解为氢原子和氧原子,氢原子结合为氢分子,氧原子结合为氧分子
氢分子分解为氢原子,氧
分子分解为氧原子,氢原子
和氧原子结合为水分子
水分子分解为氢原子和氧
原子,氢原子结合为氢分
子,氧原子结合为氧分子
四、化学反应的微观实质
通电
点燃
续表
反应物
微粒 示例 化学反应方程式 微观实质
原子与
离子 金属与酸溶液反应,如铁与稀硫酸反应 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ 铁原子变为亚铁离子,氢离子变为氢原子,氢原子结合为氢分子
金属与盐溶液反应,如铁与硫酸铜溶液反应 Fe+ CuSO4 = FeSO4 + Cu 铁原子变为亚铁离子,铜离子变为铜
铁原子变为亚铁离
子,氢离子变为氢原
子,氢原子结合为氢分
子
铁原子变为亚铁离子,
铜离子变为铜原子
续表
反应物
微粒 示例 化学反应方程式 微观实质
离子 生成水:如中和反应 NaOH + HCl = NaCl + H2O 氢离子和氢氧根离子结合 成水
生成沉淀:如氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液反应 Ca(OH)+Na2CO3= CaCO3↓+2NaOH 钙离子和碳酸根离子结合成碳酸钙沉淀
生成气体和水:如碳酸钠溶液与稀盐酸反应 Na2CO3+2HCl= 2NaCl+H2O+CO2↑ 氢离子和碳酸根离子结合成水分子和二氧化碳分子
氢离子和氢氧根离
子结合成水分子
钙离子和碳酸
根离子结合成碳
酸钙沉淀
氢离子和碳酸
根离子结合成水
分子和二氧化碳
分子
针对训练
D
1.新课标素材明代著作《天工开物》中记载了我国古代火法炼铜的方法。火法炼铜的一个主要反应是Cu2S + O2 === 2Cu + SO2,该反应的基本反应类型是 ( )
A. 化合反应 B. 分解反应 C. 置换反应 D. 复分解反应
2.(2020山西)初中我们学过四种基本反应类型,下列选项中属于化合反应的是 ( )
A. 赤铁矿石炼铁的原理 B. 稀有气体作保护气
C. 小苏打治疗胃酸过多 D. 铝制品表面形成薄膜
高温
C
3.《科学》刊登了用CO2为原料,不依赖光合作用人工合成淀粉的成果,其中第一步反应如下图所示。下列说法正确的是 ( )
A. 该反应为置换反应
B. 反应前后分子数目不相等
C. 反应前后原子数目不相等
D. 反应前后ZnO-ZrO2的质量不相等
B
4.(2024盐城)下列化学方程式反映的物质性质与后面所述用途不具有对应关系的是 ( )
A. C + 2CuO === 2Cu + CO2↑ 木炭可用于吸附色素
B. CaO + H2O == Ca(OH)2 生石灰可用作食品干燥剂
C. NaHCO3 + HCl == NaCl + H2O + CO2↑ 小苏打可用于治疗胃酸过多症
D. C2H5OH + 3O2 === 2CO2 + 3H2O 酒精可用作火锅燃料
A
点燃
高温
5. 我国的科技工作者勇攀高峰,以加快实现高水平科技自立自强为己任,取得了一批科研成果。 请分析图文信息,解答第(1)~(4)的相关问题。
(1)C919 大型客机成功完成首次商业载客飞行,这标志着我国大飞机商业化进程正式开启。C919大型客机的机身使用了大量的铝合金,铝合金属于 材料,它是制造飞机的理想材料,原因是 。
金属
铝合金的密度小(或铝合金的抗腐性能强,合理即可)
(2)飞机的燃油主要是航空煤油,从石油中制取航空煤油是利用了石油中各成分的 不同将其分离。航空煤油燃烧时,能量转化形式为 ,进而转化为机械能带动发动机工作。
沸点
化学能转化为热能
(3)全球首座第四代核电站正式投产。高温气冷堆是国际公认的第四代先进核电技术,高温反应堆的堆芯为石墨,利用了石墨具有 的性质。利用氦气代替水将反应堆堆芯释放的热量带出来,这样做的意义是 。核电站、太阳能电站等新能源电站的投产使用可以有效减少人类对化石燃料的依赖,山西储量丰富的化石燃料是 。
熔点高
节约水资源
煤
(4)“三峡氢舟 1”号氢燃料动力示范船首航,标志着氢燃料电池技术在内河船舶应用实现零的突破。“三峡氢舟 1”号的电池动力系统中,氢气燃烧时发生反应的化学方程式为 。根据循环利用的原则,制取氢气的方法可以是 。
2H2 + O2 2H2O
电解水
点燃
6. (原创)合理分析学习内容,以结构化的形式梳理知识,是提升复习效果的有效途径。同学们对H2SO4和HCl的知识进行了以下对比,请根据结构图中的信息,解答有关问题。
(1)H2SO4和HCl中都含有 。
H+ (或氢离子)
浓硫酸具有吸水性,浓盐酸具有挥发性(合理即可)
都能和金属反应(或都能和碱反应 ,或都具有腐蚀性 ,等等 ,合理即可)
(2)相似性质:
(写 一条);
不同性质:
(写一条)
(3)不同用途: (写一条)。
(4)H2SO4转化为HCl的途径: (用化学方程式表示)。
浓硫酸能做干燥剂,浓盐酸不能(合理即可)
H2SO4 + BaCl2 = 2HCl + BaSO4↓
定量分析题每年固定分值6分。重在考查学生的分析思维、计算能力及书写规范性。定量分析题可以从以下几个方面突破:
1. 仔细阅读试题,明确题中涉及的化学反应,并能准确书写化学反应方程式。
2. 规范步骤:以“加热分解15.8 g KMnO4,可以制得O2的质量是多少?”为例。
专项突破·定量分析题
解题步骤 答题模板 注意事项
设:根据题意设未知量 解:设加热分解15.8 g KMnO4,可以制得O2的质量为x 设未知量时不能带单位
写:正确书写化学反应方程式 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑ ①反应物、生成物的化学式要书写正确;②化学方程式要配平
续表
解题步骤 答题模板 注意事项
找:准确找出已知量和未知量,并在对应的位置标出 316 32
15.8 g x 代入计算的量应为纯净物的质量且要带单位
续表
解题步骤 答题模板 注意事项
列:列出比例式 = 等式两边化学意义应相同
求:求出未知量 x=1.6 g 计算结果要带单位
答:简明地写出答案 答:加热分解15.8 g KMnO4,可以制得O2的质量为1.6 g。 不能漏写答案
3. 数据处理:代入化学方程式的数据必须是实际参加化学反应的纯净物的质量。
(1)有关样品纯度的计算:由纯度=,可得纯净物的质量=样品总质量×纯度。
(2)有关溶质质量分数的计算:化学方程式中代入的数据必须是溶质的质量。溶质质量=溶液质量×溶质质量分数。
(3)质量守恒定律的应用:根据质量差计算生成沉淀或气体的质量,再代入化学方程式计算。
针对训练
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 N—14 O—16 Na—23 Mg—24 S—32 Cl—35.5 K—39 Ca—40 Yi—48 Mn—55 Fe—56 Zn—65
1.(2024 山西)根据情景要求,完成“一定溶质质量分数的碳酸钠溶液的配制”和化学方程式的计算。
碳酸钠的质量为 100 g × 10% = 10 g,水的质量为 100 g - 10 g = 90g。
(1)
称取 10 g碳酸钠,用量筒量取90 mL 水,分别加入烧杯中,用玻璃
棒搅拌溶解(或将称量的碳酸钠和量取的水依次放入烧杯,用玻璃
棒搅拌使碳酸钠溶解)。
解:设理论上可生成沉淀的质量是x。
NaCO3 + Ca(OH)2 2NaOH + CaCO3↓
106 100
5.3 g×10 % x
x=0.5 g
答:理论上可生成沉淀的质量是0.5 g。
(2)若取配制好的碳酸钠溶液5.3 g与一定质量的澄清石灰水恰好完全反应,理论上可生成沉淀的质量是多少?
2. (2023山西)“侯氏制碱法”是我国著名制碱专家侯德榜经过多年研究做出的杰出贡献,其最大的优点是降低了成本,大大提高了NaCl的利用率。
(1)“侯氏制碱法”的原理可表示为X + NaCl + NaHCO3 = NH4Cl + Na2CO3,X的化学式是 NH3 ,X中一种元素的质量分数为 N-82.4%(或H-17.6%) (精确到0.1%)。
NH3
N-82.4%(或H-17.6%)
(2)用58.5 t NaCl(其利用率在96%以上)制碱,至少能生成Na2CO3的质量是多少?
解:设至少能生成Na2CO3的质量为x。
NH3 + NaCl + NaHCO3 = NH4Cl + Na2CO3
58.5 106
58.5 t × 96% x
=
x = 101.76 t
答:至少能生成Na2CO3的质量为101.76 t。
3. (2022山西晋中)某创新小组的同学们在用H2O2溶液制取O2的实验过程中,将反应变化曲线绘制在黑板上 ,小华代表小组同学将分析过程分享给大家。
(1)观点分享:曲线上ab段表示的含义是 反应已结束(或过氧化氢已经完全反应) 。
反应已结束(或过氧化
氢已经完全反应)
(2)展示交流:结合黑板上的试题要求,请在下方空白处写出解题过程。
解:设需要H2O2的质量为x。
2H2O2 === 2H2O + O2↑
68 32
x 0.8 g
x=1.7 g
1.7 g÷5%=34 g
答:消耗H2O2溶液的质量为34 g。
MnO2
4. 实验小组同学为测定某造纸厂废液中氢氧化钠的含量,向滴有无色酚酞溶液的废液中,逐滴滴加溶质质量分数为 19.6% 的稀硫酸,实验过程中记录数据和溶液颜色变化如下表:(假设废液中杂质不与硫酸反应)
(1)二者恰好完全反应时,滴入稀硫酸的质量为 g。
稀硫酸质量/g 0 1 2 3 4 5 6 7
溶液颜色 红色 红色 红色 红色 红色 恰好变为无色 无色 无色
5
68
(2)该废液中含有氢氧化钠的质量是多少?
解:设该废液中含有氢氧化钠的质量是x。
H2SO4 + 2NaOH = NaSO4 + 2H2O
98 80
5 g×19.6% x
x=0.8 g
答:该废液中含有氢氧化钠的质量是0.8 g。
5. 小张去药店买了一盒消毒用的高锰酸钾片,它的部分标签如下:
(1)这一盒高锰酸钾片至少含有高锰酸钾 g(精确到1 g)。
4
(2)小张想用这盒高锰酸钾片在实验室制取氧气,最少生成氧气的质量是多少(精确到0.1 g)?简要写出操作步骤。
解:设最少生成氧气的质量是x。
2KMnO4 === K2MnO4 + MnO2 + O2↑
316 32
4 g x
x=0.4 g
答:最少生成氧气的质量是0.4 g。
MnO2
71
连接仪器,检查装置气密性,装药品,固定试管,点燃
操作步骤:
酒精灯先预热再集中加热,收集气体。
6.(2024湖北)钛(Ti)和钛合金广泛用于火箭、导弹、航天飞机和通讯设备等。工业上生产钛的反应为TiCl4 + 2Mg 2MgCl2 + Ti。
(1)TiCl4中钛、氯元素的质量比为 。
24∶71
(2)若要生产12 t钛,至少需要镁的质量是多少?(写出计算过程)
解:设至少需要镁的质量为x。
TiCl4 + 2Mg === 2MgCl2 + Ti
48 48
x 12 t
x=12 t
答:至少需要镁的质量为12 t。
高温
7. 钢铁工业是国家支柱产业。工业上常用赤铁矿冶炼生铁。
(1)生铁与纯铁相比,其优点是 。
硬度大(或强度大,合理即可)
解:设理论上可炼出含铁98%的生铁的质量为x。
Fe2O3 + 3CO === 2Fe + 3CO2
160 112
500 t×80% x·98%
=
x =285.7 t
答:理论上可炼出含铁98%的生铁的质量为285.7 t。
(2)某炼铁厂用 500 t 含氧化铁 80% 的赤铁矿,理论上可炼出含铁 98% 的生铁的质量为多少?(计算结果保留一位小数)
高温
8. 生命保障系统是中国空间站实现长期在轨运行的关键,利用回收的水电解制氧的技术是目前公认最具合理性的空间站氧气补给技术。小组同学进行多次实验,测得产生 20 mL 氧气所需时间如图所示。
电压为
(1)配制 100 g溶质质量分数为 10%的氢氧化钠溶液的步骤为计算、称量、量取、 ;上述实 验中,电解水速率最快的条件是
实验结束后,氢氧 化钠溶液的溶质质量分数会 (填“变大”“不变”或“变小”)
变大
溶解
12 V,使用10%的氢氧化钠溶液
解:设理论上需要电解水的质量为x。
H2O === 2H2↑ + O2↑
36 32
x 48 kg
=
x =54 kg
答:理论上需要电解水的质量为54 kg。
(2)若要给航天员供给48 kg氧气,理论上需要电解水的质量为多少?(写出计算过程)
通电
9.铜锌合金外观似金子,化学小组为检测其中锌的质量分数,按下列流程进行探究实验,充分反应,所得数据如图所示(忽略盐酸的挥发)
(1)生成氢气的总质量为 g。
0.2
解:设合金中锌的质量为x。
Zn + 2HCl ZnCl2 + H2↑
65 2
x 0.2 g
=
x =6.5 g
合金中锌的质量分数为×100 % =32.5%
答:合金中锌的质量分数为32.5%。
(2)合金中锌的质量分数为多少。
(3)反应完成后要回收混合物中的固体,操作步骤有哪些?
caozuo 操作步骤:可以称量反应前后固体
过滤、洗涤、烘干。
数字化实验利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析。实验时一般将传感器、数据采集器和计算机依次相连,采集实验过程中各种物理量(如温度、压强、浓度等)的数据,通过软件对数据进行记录、呈现和分析。
专项突破·数字化实验图像分析
例:悦悦采用手持技术(如图甲所示)测定吸入的空气和呼出气体中氧气和二氧化碳含量的变化,打开数据采集仪一段时间后向漏斗中呼气,测得其中两种气体成分的含量变化如图乙所示。
(1)图乙中, (填“A线”或“B线”)表示氧气含量变化的曲线。
(2)在实验时间为250 s时,将装置内的气体通入澄清石灰水中,可观察到的现象是 。
A线
澄清石灰水变浑浊
随着呼出气体的进入,容器中氧气的含
量逐渐下降,二氧化碳的含量逐渐上升
针对训练
1.(原创)利用图1所示装置进行足量的红磷在空气中燃烧的实验。实验测得集气瓶中氧气的体积分数随时间的变化曲线如图2所示。下列说法正确的是 ( )
实验结束时红磷全部耗尽
B. 实验过程中气压变小只与温度有关
1.(原创)利用图1所示装置进行足量的红磷在空气中燃烧的实验。实验测得集气瓶中氧气的体积分数随时间的变化曲线如图2所示。下列说法正确的是 ( )
C. 若集气瓶中没有水,不影响气体温度变化
D. 反应结束后集气瓶中有氧气剩余
D
由图2可知,反应结束后,集气瓶中氧气仍有剩余
2. (原创)实验小组用传感器研究等量水、NaOH 溶液和 Ca(OH)2溶液分别吸收 CO2的效果,实验装置及部分测定结果如图所示。下列说法正确的是( )
A. 曲线①的变化说明CO2能和水反应
B. 对比曲线①和②,可说明CO2能与NaOH反应
C. 该实验说明水吸收CO2的效果比NaOH溶液好
D. 选用等量的Ca(OH)2溶液进行实验,其曲线在①上方
B
对比曲线①②可知 ,相同时间内 ,NaOH溶液对CO2的吸收效果更好
Ca(OH)2与 CO2会发生化学反应,对应的曲线应在曲线①下方
3. (原创)某兴趣小组用如图装置研究氧气的性质,将透明的实验盒中间用隔板分成两部分,在倾倒室放入氧气传感器并连接电脑,将燃着的蜡烛放入燃烧室,将O2倾倒入倾倒室,一段时间后提起中间隔板,采集信息形成下列图像。下列说法正确的是( )
A. 小组同学约在第50 s提起中间隔板
B. 10~25 s时曲线快速上升,说明氧气密度大于空气
C. 25~50 s时燃烧室的实验现象是蜡烛熄灭
D. 蜡烛熄灭后实验盒中含量最多的气体是CO2
氧气密度比空气大,倾倒的氧气才可沉入倾倒室
25 s 时氧气体积分数减小,说明隔板提起,氧气进入燃烧室,蜡烛燃烧更旺
3. (原创)某兴趣小组用如图装置研究氧气的性质,将透明的实验盒中间用隔板分成两部分,在倾倒室放入氧气传感器并连接电脑,将燃着的蜡烛放入燃烧室,将O2倾倒入倾倒室,一段时间后提起中间隔板,采集信息形成下列图像。下列说法正确的是( )
B
4.(2024烟台节选)兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂,分别加入10 mL相同浓度的过氧化氢稀溶液后,用传感器测量装置中气压的变化,如图乙中曲线所示。
(1)结合实验和曲线分析,两种催化剂中催化效率更高的是 。
(2)从曲线的变化可以看出,过氧化氢分解的反应是 (填“放热”或“吸热”)反应,加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是 s。
(3)曲线最终都达到相同的压强,说明
。
猪肝块
放热
30
催化剂只能改变化学反应速
率,不能改变生成物的质量
(1)结合实验和曲线分析,两种催化剂中催化效率更高的是 。
(2)从曲线的变化可以看出,过氧化氢分解的反应是 (填“放热”或“吸热”)反应,加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是 s。
(3)曲线最终都达到相同的压强,说明
。
猪肝块
放热
30
催化剂只能改变化学反应速
率,不能改变生成物的质量
相同时间内,猪肝块作催化剂使装置内
压强变化更大,催化效率更高
反应结束后温度降低使装置内压强减小,故该反应是放热反应
该反应生成气体,使压强增大,30 s时装置内压强达到最大,故反应用时30 s
新课标情境素材建议:现代化实验技术手段的发展,如传感器在化学科学实践及生产生活中的应用等
5.新课标素材某兴趣小组为定量探究抗酸药物与胃酸的反应(抗酸药物中的离子和胃酸中的氢离子反应,可降低胃液酸性),利用数字化实验分别测定碳酸氢钠片、铝碳酸镁片与胃酸反应时,产生CO2的速率和pH的变化,测得结果如图2、图3所示。
(1)结合图2数据可知,服用碳酸氢钠片更易造成胃胀气,原因是 。
(2)结合图3数据可知,铝碳酸镁片中和酸的能力更强,理由是
。
相同时间内,碳酸氢钠片产生 的二氧化碳多
相同时间内,加入铝碳酸镁片后 pH变化程度大,说明铝碳酸镁
片中和的酸更多
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