考向2 物质的组成与结构-【拔尖特训】2024-2025学年新教材九年级上册化学(鲁教版2024)

92 考向二　物质的组成与结构 ▶ “答案与解析”见P52 1. (2024·无锡梁溪段考)下列有关化学学科观 念的说法,不正确的是 ( ) A. 分类观:CO2、O3都属于温室气体 B. 守恒观:镁条在空气中燃烧,反应前后固 体的质量相等 C. 转化观:氧气和二氧化碳在一定条件下可 相互转化 D. 结构观:水和过氧化氢的化学性质不同, 因为分子构成不同 2. 84消毒液[主要成分为次氯酸钠(NaClO)]、 酒精(C2H5OH)、过氧乙酸(C2H4O3)等消毒 液均可用于杀菌消毒。下列说法中,正确 的是 ( ) A. 酒精和过氧乙酸中均含有氢分子 B. C2H5OH中“2”的含义为1个酒精分子中 含有2个碳原子 C. 次氯酸钠和氯酸钾中氯元素的化合价 相同 D. NaClO中的阳离子是钠离子,其结构示意 图为 3. (2023·天津和平期中)下列叙述不正确的是 ( ) A. 质量相同的 CO 和 CO2 中,氧元素的质 量比为11∶14 B. 某化肥中含 NH4NO3 80%(杂质中不含 氮元素),化 肥 中 氮 元 素 的 质 量 分 数 为28% C. 由硫酸亚铁和硫酸铁组成的混合物中,硫 元素的质量分数为a,则铁元素的质量分 数为1-2a D. FeO、Fe2O3、CaCO3 组成的混合物中,铁 元素的质量分数为56%,则CaCO3 的质 量分数可能为 25% 4. (2024·南通启东期中)陶瓷是火与土的结 晶,是中华民族文化的象征之一。 (1) 根据C-14断代,中国的制陶工艺已有八 千多年的历史。C-14是质子数为6、中子数 为8的一种碳原子,C-14和C-12原子不同 的是 (填“质子数”或“中子数”)。 (2) 烧制陶瓷的原料为黏土,其成分如表所 示。制作陶瓷需要经过选土→淘洗→塑形→ 烧结等工艺。 成 分 二氧 化硅 氧化铝 氧化铁 氧化镁 其 他 质量 分数/% 69.51 14.15 2.55 1.31 12.48 ① 黏土成分中属于非金属氧化物的是 (填化学式)。 ② 工艺中一定发生化学变化的是 (填“淘洗”“塑形”或“烧结”)。 (3) 陶瓷的美在于其多变的釉彩。 ① 兵马俑彩绘中发现了绝美的“中国紫”, “中 国 紫”的 主 要 成 分 是 硅 酸 铜 钡 (BaCuSi2O6),其中硅元素和氧元素的质量 比为 (填最简整数比)。 ② 青花釉的烧结过程中存在Co3O4 高温分 解生成CoO和O2 的过程,写出该反应的化 学方程式: 。 (4) 下列实验仪器中,材质为陶瓷的是 (填字母)。 A. 烧杯 B. 试管夹 C. 蒸发皿 (5) 氮化硅是一种耐高温的新型陶瓷材料, 氮化硅中氮元素的化合价为-3,硅元素化合 价为+4,氮化硅的化学式为 。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(鲁教版)九年级上 93 答案讲解 5. (2024·南通通州期末)宏观和微观 相结合是认识物质结构与性质的重 要方法。 (1) 表格为三种元素的原子结构示意图。 元素名称 氧 镁 硫 原子结构 示意图 ① 表中x= 。镁原子在化学反应中 容易 (填“得到”或“失去”)电子。 ② 硫原子在化学反应中得到两个电子形成 离子,其离子符号为 。 ③ 已知原子的电子层数越多,原子半径越 大;电子层数相同时,核电荷数越多,原子半 径越小。这三种原子中原子半径最大的是 。 (2) 碳及其化合物的“化合价—物质类别”关 系如图。 (第5题) ① 图中能代表甲烷(CH4)的是 (填 字母)。 ② 写出由D转化为E的化学方程式: 。 ③ 实验室中常用于检验物质D的化学试剂 是 。 6. (2023·南京江宁二模)了解研究物质组成的 方法具有重要意义。 (第6题) (1) 图示实验中,通电一段时 间后,将燃着的木条分别放在 a、b端管口,慢慢旋开活塞。 ① 在b端管口可观察到 。 ② 通过对a、b两端产物的分析,可形成结 论:水是由 组成的。 (2) 甲醇是重要的化工原料,甲醇(CH3OH) 和乙醇(C2H5OH)组成元素种类相同、性质 相似。 ① 写出乙醇充分燃烧的化学方程式: 。 ② 设计实验证明甲醇中含有碳元素,并完成 实验报告。 实验步骤 实验现象 结 论 甲醇中含 有碳元素 (3) 由甲烷和另两种气体组成的混合物中, 碳元素的质量分数为70%,则另两种气体可 能是 (多选,填字母)。 A. H2和CO B. H2和C2H2 C. CO和C2H4 D. C2H2和C2H4 7. (2024·常州天宁期中)人体中钙元素主要存 在骨 骼 和 牙 齿 中,以 羟 基 磷 酸 钙 晶 体 [Ca10(PO4)6(OH)2]的形式存在。牛奶含钙 丰富又易吸收,且牛奶中钙和磷比例合适,是 健骨的理想食品。下图为某乳业公司学生饮 用奶包装标签的部分文字。请回答下列问题: 学生饮用奶 配料:鲜牛奶 保质期:8个月 净含量:250mL/盒 营养成分(每100mL): 钙≥0.11g 脂肪≥3.3g 蛋白质≥2.9g (第7题) (1) 包装标签上“脂肪≥3.3g”是指每100mL 牛奶中含脂肪的质量至少为3.3g。那么 一盒牛奶中含钙的质量至少为 (结 果精确到0.01g)。 (2) 羟基磷酸钙中钙元素的质量分数约为 (结果精确到0.1%)。 (3) 若人体每天至少需要0.6g钙,且这些钙 有90%来自这种牛奶,则一个人每天至少要 喝 盒这种牛奶。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 期末压轴题特训 气体,但实验装置未密闭,气体逸出装置,没有称量气体的 质量,所以结论错误。② 铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚 铁和铜,化学方程式为 Fe+CuSO4 􀪅􀪅FeSO4+Cu。 (4) 设反应中消耗Na2CO3的质量为x。 Na2CO3 106 x +2HCl􀪅􀪅2NaCl+CO2 44 4.4g ↑+H2O 106 44= x 4.4g x=10.6g 考向二　物质的组成与结构 1. B [解析] CO2、O3都属于温室气体,A选项说法正确。 镁条在空气中燃烧,镁与氧气反应生成氧化镁,反应前后 固体的质量不相等,B选项说法错误。氧气和二氧化碳在 一定条件下可相互转化,碳在氧气中充分燃烧生成二氧化 碳,二氧化碳通过植物的光合作用转化为氧气,C选项说法 正确。水和过氧化氢的化学性质不同,是因为分子构成不 同,不同种分子的化学性质不同,D选项说法正确。 2. B [解析] 酒精是由酒精分子构成的,过氧乙酸是由过 氧乙酸分子构成的,均不含氢分子,故A错误。在化学式 中,元素符号右下角的数字表示该物质的每个分子中所含 该原子的个数,因此C2H5OH中“2”的含义为1个酒精分 子中含有2个碳原子,故B正确。NaClO中,钠元素显 +1价,氧元素显-2价,则其中氯元素显+1价;氯酸钾 (KClO3)中,钾元素显+1价,氧元素显-2价,则其中氯元 素显+5价,故C错误。钠离子的质子数为11,核外有 10个电子,分成两层排布,依次为2、8,因此钠离子的结构 示意图为 ,故D错误。 3. C [解析] 设CO和CO2的质量均为m,则氧元素的质 量比为 m× 1628×100% ∶ m× 16×244 ×100% = 11∶14,A正确。该化肥中氮元素的质量分数为80%× 14×2 80 ×100% =28%,B正确。硫酸亚铁和硫酸铁的化 学式分别为FeSO4、Fe2(SO4)3,可以发现两种物质中硫原 子和氧原子的个数比均为1∶4,则混合物中硫元素和氧元 素的质量比为(32×1)∶(16×4)=1∶2,硫元素的质量分 数为a,则氧元素的质量分数为2a,铁元素的质量分数为 1-3a,C错误。铁元素质量分数为56%,若铁的氧化物全 为FeO,则氧化亚铁的质量分数为 56%56 72×100% =72%,若铁 的氧 化 物 全 为 Fe2O3,则 氧 化 铁 的 质 量 分 数 为 56% 56×2 160 ×100% =80%,故CaCO3 的质量分数在20%~ 28%之间,则CaCO3的质量分数可能为25%,D正确。 4. (1) 中子数 (2) ① SiO2 ② 烧结 (3) ① 7∶12 ② 2Co3O4 高温 􀪅􀪅6CoO+O2↑ (4) C (5) Si3N4 [解析] (1) C-14是质子数为6、中子数为8的一种碳原子, C-12是质子数为6、中子数为6的一种碳原子,因此 C-14和 C-12 原 子 的 质 子 数 相 同,而 中 子 数 不 同。 (2) ① 由一种非金属元素和氧元素组成的化合物称为非 金属氧化物,黏土成分中属于非金属氧化物的是二氧化 硅,化学式为SiO2。② 在淘洗、塑形过程中没有新物质产 生,属于物理变化,而在烧结过程中有新物质产生,属于化学 变化。(3) ① 硅酸铜钡(BaCuSi2O6)中硅元素和氧元素的 质量比为(28×2)∶(16×6)=7∶12。② Co3O4 在高温条 件下分解生成CoO和O2,反应的化学方程式为 2Co3O4 高温 􀪅􀪅6CoO+O2↑。(4) 烧杯的材质为玻璃,A错误;试管 夹是由木材制成的,B错误;蒸发皿的材质为陶瓷,C正确。 (5) 氮化硅中氮元素的化合价为-3,硅元素的化合价为 +4,根据化合物中各元素的正、负化合价代数和为0可知, 氮化硅的化学式为Si3N4。 5. (1) ① 6 失去 ② S2- ③ 镁(或Mg) (2) ① A ② CO2+H2O􀪅􀪅H2CO3 ③ 澄清石灰水(或氢氧化钙 溶液) [解析] (1) ① 在原子中,质子数=核外电子数,则 有8=2+x,所以表中x=8-2=6;根据镁原子的结构示 意图可知,镁原子的最外层电子数为2,在化学反应中容易 失去电子。② 硫原子在化学反应中得到两个电子形成离 子,其离子符号为S2-。③ 已知原子的电子层数越多,原 子半径越大,则镁、硫的原子半径大于氧;电子层数相同时, 核电荷数越多,原子半径越小,镁的核电荷数小于硫的核 电荷数,则镁原子的半径大于硫原子,故这三种原子中原 子半径最大的是镁。(2) ① 甲烷(CH4)中氢元素显+1 价,根据在化合物中各元素正、负化合价代数和为0可得, CH4中碳元素显-4价,故题图中能代表甲烷(CH4)的是 A。② D为含有+4价碳元素的氧化物,即为CO2,E为含 有+4价碳元素的酸,即为H2CO3,D转化为E即为二氧 化碳和水反应生成碳酸,该反应的化学方程式为CO2+ H2O􀪅􀪅H2CO3。③ 实验室中常用澄清石灰水(即氢氧 化钙溶液)检验物质D(二氧化碳)。 6. (1) ① 木条燃烧得更旺 ② 氢元素和氧元素 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 25 (2) ① C2H5OH+3O2 点燃 􀪅􀪅2CO2+3H2O ② 取少量甲 醇于蒸发皿(或燃烧匙、坩埚等),点燃,将用澄清石灰水润 湿内壁的烧杯罩在火焰上方 澄清石灰水变浑浊 (3) ABC [解析] (3) 甲烷中碳元素的质量分数为12 16× 100%=75%;A中氢气中不含碳元素,一氧化碳中碳元素 的质量分数为12 28×100%≈42.9% ;B中氢气中不含碳元 素,C2H2 中碳元素的质量分数为 24 26×100%≈92.3% ; C中一氧化碳中碳元素的质量分数为1228×100%≈42.9% , C2H4中碳元素的质量分数为 24 28×100%≈85.7% ;D中 C2H2 中 碳 元 素 的 质 量 分 数 为 24 26×100% ≈92.3% , C2H4中碳元素的质量分数为 24 28×100%≈85.7% 。因为 混合气体中碳元素的质量分数为70%,而甲烷中碳元素的 质量分数大于70%,所以另两种气体中一定要有碳元素的 质量分数小于70%或不含碳元素的物质才能使混合气体 中碳元素的质量分数为70%,故ABC符合要求。 7. (1) 0.28g (2) 39.8% (3) 2 [解析] (1) 该牛奶包 装标签上每100mL含钙≥0.11g,则一盒牛奶含钙至少为 0.11g 100mL×250mL≈0.28g 。(2) 羟基磷酸钙中钙元素的质 量分数为 40×10 40×10+(31+16×4)×6+(16+1)×2×100%≈ 39.8%。(3) 人体每天至少需要来自这种牛奶中的钙元素 的质量为0.6g×90%=0.54g,所以需要喝这种牛奶的盒 数为0.54g 0.28g ≈2。 考向三　水的组成与净化 1. (1) 过滤 ab (2) ① +6 ② 23 [解析] (1) 操作① 是将固体与液体分离,为过滤操作,若经过过滤操作后,所 得液体C仍然浑浊,可能的原因有过滤时漏斗内液面高于 滤纸的边缘或漏斗内的滤纸有破损等。(2) ① 设高铁酸 钠中铁元素的化合价为x,则(+1)×2+x+(-2)×4=0, 解得x=+6。② 83g高铁酸钠中含钠元素的质量为 83g× 23×2166 ×100% =23g。 2. (1) A (2) 均有气泡产生,左、右两侧玻璃管中的液面 都有下降,a管与b管内收集的气体的体积比约为1∶2 (3) 探究电压和氢氧化钠溶液的浓度对电解水速率的影响 (4) 电压一定时,氢氧化钠溶液的浓度越大,水电解的速 率越大 氢氧化钠溶液的浓度一定时,电压越大,水电解 的速率越大(合理答案均可) (5) 在相同反应时间内,比 较收集到的氧气的体积(合理答案均可) [解析] (1) 温 度越高,分子运动越剧烈,运动出来的水分子越多,即空气 中的水分子数目越多,图A中运动出来的水分子数目少于 图B中的,已知两杯水的温度分别是20℃和50℃,则温度 为20℃的水为A。(2) 电解水实验中,一段时间后,发现 两电极的现象是均有气泡产生,左、右两侧玻璃管中的液 面都有下降,a管与b管内收集的气体的体积比约为1∶2。 (3) 实验过程中,同学们发现调节电压或在水中加入少量 氢氧化钠都会改变水电解的速率,该实验探究了两种氢氧 化钠溶液的浓度和三种电压对电解水速率的影响,则该实 验的目的是探究电压和氢氧化钠溶液的浓度对电解水速 率的影响。(4) 由表中数据可知,当氢氧化钠溶液的浓度 一定时,电压越大,收集10mL氧气所需的时间越短,说明 电解速率越大;当电压一定时,氢氧化钠溶液的浓度越大, 收集10mL氧气所需的时间越短,说明电解速率越大。 (5) 该实验采用的方法是通过收集相同体积的氧气比较反 应时间的长短,还可以采用的方法是在相同反应时间内, 比较收集到的氧气的体积。 3. (1) Zn+H2SO4􀪅􀪅ZnSO4+H2↑ (2) 向下排空气 法 (3) 验纯 氢元素和氧元素 (4) BC [解析] (1) 图 甲所示实验中,锌粒和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反 应的化学方程式为 Zn+H2SO4 􀪅􀪅ZnSO4+H2↑。 (2) 氢气的密度比空气小,且难溶于水,可用排水法或向下 排空气法收集,若要收集干燥的氢气,则应采用向下排空 气法。(3) 图乙所示实验点燃氢气前,需检验其纯度,以防 点燃时发生爆炸;氢气是由氢元素组成的,氧气是由氧元 素组成的,点燃后,烧杯内壁上出现水雾,说明水是由氢元 素与氧元素组成的。(4) 图丙所示实验测得V(a)∶ V(b)=1∶2,要确定水分子中氢、氧原子个数比,还需要的 数据有氢气、氧气的密度以及氢原子、氧原子的质量。 4. (1) H2 (2) 防止空气中的其他成分干扰实验 (3) 3Fe+4H2O 高温 􀪅􀪅Fe3O4+4H2 (4) BC (5) ① 碳和 部分氧气发生了反应(或碳棒吸附一部分氧气等合理答案 均可) ② 反应速率较快且产物没有损失(合理答案均 可) [解析] (1) 由题意可知,“易燃空气”在氧气中燃烧 只生成水,故其为H2。(3) 拉瓦锡改进实验中,铁和水在 高温下发生反应生成四氧化三铁和氢气,反应的化学方程 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 35