内容正文:
初中阶段性教学成果评估
九年级化学学科试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Ca-40 Fe-56
第一部分 选择题(共10分)
本题共10小题,每小题1分,共10分,每小题只有一个选项符合题意。
1. 下列培育新质生产力的研究领域中,不属于化学研究范畴的是
A. 研制碳纳米管材料 B. 研制新型显示材料
C. 研发数字货币加密技术 D. 研发高纯稀土金属提取技术
【答案】C
【解析】
【分析】化学是在分子、原子层次上研究物质性质、组 成、结构与变化规律的科学。
【详解】A、研制碳纳米管材料,涉及到对物质的制备,属于化学研究范畴,不符合题意;
B、研制新型显示材料,涉及到对物质的制备,属于化学研究范畴,不符合题意;
C、研发数字货币加密技术,主要是关于数字信息和加密算法等方面,与物质的性质、组成、结构等化学相关内容关系不大,不属于化学研究范畴,符合题意;
D、研发高纯稀土金属提取技术,涉及到物质间的转化,属于化学研究范畴,不符合题意。
故选C。
2. 博物馆常用空气中含量最多的气体保护文物。该气体是
A. 氮气 B. 氧气 C. 稀有气体 D. 二氧化碳
【答案】A
【解析】
【详解】空气的成分按体积计算,大约是:氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%,所以空气中含量最多的气体是氮气。
故选A
3. 商场有富硒大米、富硒西瓜,其中“硒”指的是
A. 原子 B. 离子 C. 元素 D. 单质
【答案】C
【解析】
【详解】“富硒大米、富硒西瓜”中“硒”不是强调以单质、分子、原子、离子等形式存在,这里所指的“硒”是强调存在的元素,与具体形态无关;
故选C。
4. 下列选项中,表示两个钠离子的是
A. B. Na C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】离子的表示方法:在表示该离子的元素符号右上角标出该离子所带的正负电荷数,数字在前,正负号在后,带1个单位电荷时,“1”要省略,表示多个该离子则在其离子符号前加上相应的数字,故两个钠离子表示为,故选:C。
5. 下列实验操作中正确的是
A. 振荡试管 B. 倾倒液体
C. 连接橡胶塞 D. 检验氢气纯度
【答案】D
【解析】
【详解】A、振荡试管时,不能上下振荡,该选项操作不正确;
B、倾倒液体时,试管倾斜,标签向手心,瓶塞倒放,该选项操作不正确;
C、连接橡胶塞时,不能将试管放在桌面上,用力塞上橡胶塞,该选项操作不正确;
D、检验氢气纯度时,先用手堵住试管,靠近火源后,松手听声音,该选项操作正确。
故选D。
6. 下列有关二氧化碳的说法正确的是
A. 属于空气污染物 B. 过度排放会加剧温室效应
C. 可以用于冶金工业 D. 能使紫色石蕊试液变红
【答案】B
【解析】
【详解】A、二氧化碳是空气的成分之一,不属于空气污染物,故错误;
B、二氧化碳是温室气体,过度排放会加剧温室效应,故正确;
C、二氧化碳不具有还原性,不可以用于冶金工业,故错误;
D、二氧化碳本身不能使紫色石蕊试液变红,二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色石蕊溶液变红色,故错误;
故选B。
7. 钽在航空航天领域有重要的应用价值,钽元素在元素周期表中的相关信息如图所示,下列说法错误的是
A. 钽是一种金属元素 B. 钽的元素符号为Ta
C. 每个钽原子中含73个质子 D. 钽相对原子质量为180.9g
【答案】D
【解析】
【详解】A、由“金”字旁可知,钽属于金属元素,不符合题意;
B、在元素周期表中,元素名称右上角的符号表示元素符号,故钽的元素符号为Ta,不符合题意;
C、在元素周期表中,元素名称左上角的数字表示原子序数,原子序数=质子数,故每个钽原子中含73个质子,不符合题意;
D、在元素周期表中,元素名称下方的数字表示相对原子质量,相对原子质量是一个比值,单位为“1”,常省略不写,故钽的相对原子质量为180.9,符合题意。
故选D。
8. 据《神农本草经》记载,柳之根、皮、枝、叶均可入药,其有效成分是水杨酸(C7H6O3)。下列关于水杨酸说法正确的是
A. 属于氧化物 B. 由碳、氢、氧三种元素组成
C. 由16个原子构成 D. 氢、氧原子的质量比是2:1
【答案】B
【解析】
【详解】A、氧化物是由氧元素和另一种元素组成的化合物,水杨酸由C、H、O三种元素组成的化合物,不属于氧化物,故选项说法错误;
B、物质是由元素组成的,水杨酸由碳、氢、氧三种元素组成,故选项说法正确;
C、水杨酸由水杨酸分子构成,每个水杨酸分子由7个碳原子、6个氢原子、3个氧原子共16个原子构成,故选项说法错误;
D、水杨酸中氢、氧元素的质量比为(1×6):(16×3)=1:8,故选项说法错误。
故选:B。
9. 下列有关化学基本观念的认识正确的是
A. 元素观:氧气、臭氧(O3)是由氧元素组成的同种单质
B. 微粒现:氢氧化钙[Ca(OH)2]是由钙离子与氧离子和氢离子构成
C. 转化观:一氧化碳和二氧化碳在一定条件下可以相互转化
D. 守恒观:化学反应前后原子、分子总数都不发生改变
【答案】C
【解析】
【详解】A、氧气、臭氧(O3)是由氧元素组成的不同种单质,A错误;
B、氢氧化钙[Ca(OH)2]是由钙离子与氢氧根离子构成,B错误;
C、一氧化碳燃烧转化成二氧化碳,二氧化碳与碳高温下反应生成一氧化碳,C正确;
D、化学反应前后原子总数不变,分子总数可能发生改变,D错误。
故选C。
10. 密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如表所示。下列说法正确的是
物质
甲
乙
丙
丁
反应前的质量/g
2.8
1
16
10
反应后的质量/g
0
9.8
6.4
a
A. a=10 B. 甲和丙为反应物
C. 该反应是化合反应 D. 甲、乙的相对分子质量比为7:22
【答案】B
【解析】
【详解】A、根据质量守恒定律,化学反应前后,物质的总质量不变,则2.8g+1g+16g+10g=0g+9.8g+6.4g+ag,a=13.6,不符合题意;
B、反应后,甲的质量减小,甲是反应物,丙的质量减小,丙是反应物,符合题意;
C、反应后,甲的质量减小,甲是反应物,乙的质量增加,乙是生成物,丙的质量减小,丙是反应物,丁的质量增加,丁是生成物,该反应的生成物有两种,不符合“多变一”的特点,不属于化合反应,不符合题意;
D、该反应中,甲、乙的质量比为:(2.8g-0g):(9.8g-1g)=7:22,但是化学计量数未知,甲、乙的相对分子质量比无法确定,不符合题意。
故选B。
第二部分 非选择题(共40分)
11. 阅读材料,回答问题。
氨(NH3)是一种重要物质,可用作肥料,也是制备各类含氮化合物的基础原料,因此,氨的需求量巨大。工业上在高温、高压、催化剂的条件下,用氮气和氢气合成氨,当反应中氨的含量不再发生变化时,测得氨的含量分别与温度和压强的关系如图所示。
随着“双碳”目标的提出,氨作为氢的载体,能源化应用成为研究热点。研究发现氨作为燃料,是一种比氢气更理想的能源,二者在相同条件下的物性参数对比见表。
表氢气和氨气的物性参数对比
物性参数
H2
NH3
颜色、气味
无色、无味
无色、刺激性
沸点/℃
-252.9
-33.5
水中溶解性
难溶于水
极易溶于水
燃烧热/(kJ•L-1)
12.77
17.10
爆炸极限/%
4~75
16~25
回答下列问题:
(1)氨的合成
①请写出文中工业上合成氨反应的化学方程式______。
②可通过分离液态空气获得原料N2,该过程属于______(填“物理变化”或“化学变化”)
③催化剂可用Fe3O4。高温下,部分Fe3O4被H2还原为FeO,则固体中铁元素的质量分数______(填“升高”或“降低”)。
④氨中氮、氢元素的质量比为______(填最简整数比)。
⑤参照图,按下列条件进行合成氨反应,最终氨的含量最高的是______。
A.2×107Pa、300℃ B.2×107Pa、500℃
C.4×107Pa、300℃ D.4×107Pa、500℃
(2)氨的应用
①液氨可用作制冷剂。氨转化为液氨过程中,从微观角度分析,发生改变的是______。
②利用NH3去除汽车尾气中的NO,生成水和一种气体单质。该过程中化合价发生变化的元素是______(填元素符号)。
③在一定条件下,氨在纯氧中燃烧的产物是N2和H2O,反应的化学方程式为______;根据表1等相关信息,氨替代氢气作为燃料的优点有______、______(答出两点)。
【答案】(1) ①. N2+3H22NH3 ②. 物理变化 ③. 升高 ④. 14:3 ⑤. C
(2) ①. 氨气分子间的间隔 ②. N ③. 4NH3+3O2N2+6H2O ④. 氨气更易溶于水 ⑤. 氨气的爆炸极限范围比氢气小(或氨气的燃烧热比氢气大或便于运输储存或燃烧更加安全或泄露易于察觉或泄露易于处理等)
【解析】
【小问1详解】
①业上在高温、高压、催化剂的条件下,用氮气和氢气合成氨,化学方程式为N2+3H22NH3;
②可通过分离液态空气获得原料氮气,该过程没有新物质生成,属于物理变化;
③催化剂可用Fe3O4。高温下,部分Fe3O4被H2还原为FeO,转化过程中固体中铁元素质量不变,固体质量减小,则固体中铁元素的质量分数升高;
④氨(NH3)中氮、氢元素的质量比为14:3;
⑤由图可知,压强越大,氨的含量越高,温度越低,氨的含量越高,故选C;
【小问2详解】
①液氨可用作制冷剂。氨转化为液氨过程中,从微观角度分析,发生改变的是发生改变的是氨气分子间的间隙,即间隙变小;
②利用NH3去除汽车尾气中的NO,生成水和一种气体单质,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,则该气体单质为氮气,该过程中化合价发生变化的元素是氮元素(N),即氮元素化合价由一氧化氮中的+2变成氮气中的0;
③在一定条件下,氨在纯氧中燃烧的产物是N2和H2O,反应的化学方程式为4NH3+3O2N2+6H2O;
根据表1等相关信息,氨气的爆炸极限范围小,燃烧更安全,且氨热值高、便于运输、泄露易于处理等。
12. 水是生命之源,人类从未停止过对水的探究。
【水组成】
(1)实验1:1766年英国化学家卡文迪许制得“可燃空气”,在纯氧中燃烧只生成水,他所说的“可燃空气”是______(填化学式)。
(2)实验2:1783年,拉瓦锡利用如图装置探究水的组成:往A中滴加少量的水,水通过灼热的铁管时发生汽化,水蒸气与灼热的铁反应,生成四氧化三铁和“可燃空气”,将气体通过放在冷水中的铜管,在B装置中收集到纯净的“可燃空气”。最终拉瓦锡证明了水的组成。
①该反应的化学方程式为______。
②将气体通过放在冷水中的铜管,目的是除去______。
(3)实验3:1800年英国化学家尼科尔森利用伏打电池对水进行通电,发现两极上都有气体逸出,后人不断研究和改进该实验。现有化学兴趣小组的同学设计的如图所示的电解水装置来测定水的组成。
实验步骤:
I.按如图安装好装置,检查装置的气密性;
II.往U形管中装入水(水面略低于支管口);
III.取下注射器,打开电源一段时间后,关闭电源;
IV.将注射器活塞推到顶后,连接注射器,再次打开电源。当注射器II中活塞停留在10mL刻度线处,关闭电源;
V.检验气体。
问题讨论:
①实验开始时,先打开电源通电一段时间后再接上注射器,其目的是______。
②实验结束时注射器I中活塞停留在刻度线______处。将该注射器I接上针头,移向燃着的木条旁,推动活塞,观察到的现象是______。
③电解水过程有如图步骤的模拟构成(图中的●表示氧原子,○表示氢原子),完整表示电解水过程的顺序是______(填字母序号)。
【水的净化】
(4)“生命吸管(Lifestraw)”是一种便携小型水净化器(如图1)。内装有多种过滤器,其中滤网可去除大部分颗粒物:活性炭和离子交换树脂可去除异味与重金属离子:超滤膜可滤除99.99%的细菌和病毒。图2是其内部结构及主要处理步骤示意图。
①滤网的作用相当于过滤操作,实验室进行该操作时,用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯,其中玻璃棒的作用是______。
②活性炭的作用是______。
③“生命吸管”中得到的饮用水是______(填“纯净物”或“混合物”)。
(5)利用图3装置对山泉水进行净化,其原理和实验室中______操作相同。
【答案】(1)H2 (2) ①. ②. 水蒸气
(3) ①. 将装置内空气排尽,防止发生爆炸 ②. 5mL ③. 木条燃烧的更旺 ④. ADBC
(4) ①. 引流 ②. 过滤不溶物,吸附水中色素和异味等 ③. 混合物
(5)蒸馏
【解析】
【小问1详解】
将B装置收集到的“可燃空气”在氧气中点燃,生成了水,“可燃空气”是一种气体单质,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,生成物中含H、O元素,反应物中含氧元素,故反应物中还应含氢元素,故该气体单质是H2;
【小问2详解】
①水蒸气与灼热的铁反应,生成四氧化三铁和“可燃空气”氢气,反应的方程式为;
②将气体通过放在冷水中的铜管,目的是除去水蒸气,使水蒸气冷凝;
【小问3详解】
①实验开始时,先打开电源通电一段时间后再接上注射器,其目的是将装置内空气排尽,防止发生爆炸;
②在电解水实验中,“正氧负氢”,生成氢气和氧气的体积比约为2:1,注射器I与正极相连,收集的是氧气,注射器Ⅱ与负极相连,收集的是氢气,当注射器Ⅱ中活塞停留在10mL刻度线处,关闭电源,此时收集到的氢气的体积为10mL,故最后收集到的氧气的体积为5mL,实验结束时注射器I中活塞停留在刻度线5mL处;
注射器I与正极相连,收集的是氧气,氧气具有助燃性,可观察到木条燃烧的更旺;
③电解水过程为水分子分为氢原子和氧原子,每2个氢原子结合为1个氢分子,每2个氧原子结合为1个氧分子,故顺序是ADBC;
【小问4详解】
①过滤操作中玻璃棒的作用是引流;
②活性炭具有吸附性,可以吸附色素和异味;
③此净化器内装有多种过滤器,其中滤网可去除大部分颗粒物:活性炭和离子交换树脂可去除异味与重金属离子,超滤膜可滤除99.99%的细菌和病毒,故水中还含有剩余的杂质,属于混合物;
【小问5详解】
利用图3装置对山泉水进行净化,水蒸发后再液化成小液滴,其原理和实验室中蒸馏操作相同。
13. 掌握实验室制取气体的方法是必备的化学素养。根据图回答有关问题:
(1)仪器①的名称是______。
(2)实验室用装置B制取二氧化碳时,长颈漏斗下端应伸入液面下的目的是______。检验二氧化碳的方法是:将气体通入______中。
(3)实验室用装置A做加热高锰酸钾制取氧气实验时,应在试管口放______,目的是______;用装置E收集氧气时,气体应从导管口______(填“a”或“b”)通入。
(4)实验室制取二氧化碳和氧气,均不能选用的收集装置是______(填字母序号)。
(5)将收集的氧气倒入装置F的烧杯中,观察到带火星的木条自下而上依次复燃,说明氧气具有的性质是______和______。
(6)某实验小组设计如图实验对过氧化氢分解进行探究。
下列相关说法正确的是______。
A. 对比实验甲和乙,探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响
B. 对比实验乙和丁,探究MnO2对H2O2分解速率的影响
C. 对比实验甲和丙,探究温度对H2O2分解速率的影响
D. 对比实验甲、丙和丁,探究MnO2和温度对H2O2分解速率影响
【答案】(1)铁架台 (2) ①. 防止气体从长颈漏斗逸出 ②. 澄清石灰水
(3) ①. 一团棉花 ②. 防止加热时试管内的粉末状物质进入导管 ③. a
(4)D (5) ①. 密度比空气略大(或密度比空气大) ②. 能支持燃烧(或能使带火星的木条复燃等) (6)ACD
【解析】
【小问1详解】
根据仪器特征,仪器①的名称是铁架台。故填:铁架台。
【小问2详解】
实验室用装置B制取二氧化碳时,长颈漏斗下端应伸入液面下的目的是防止气体从长颈漏斗逸出;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,检验二氧化碳的方法是:将气体通入澄清石灰水中。故填:防止气体从长颈漏斗逸出;澄清石灰水。
【小问3详解】
实验室用装置A做加热高锰酸钾制取氧气实验时,应在试管口放一团棉花,目的是防止加热时试管内的粉末状物质进入导管;氧气密度比水小,不易溶于水,用装置E收集氧气时,气体应从导管口a通入。故填:一团棉花;防止加热时试管内的粉末状物质进入导管;a。
【小问4详解】
二氧化碳和氧气的密度比空气都大,实验室制取二氧化碳和氧气,均不能选用的收集装置是向下排空气法。故填:D。
【小问5详解】
将收集的氧气倒入装置F的烧杯中,观察到带火星的木条自下而上依次复燃,说明氧气具有的物理性质是密度比空气大,化学性质是能支持燃烧。故填:密度比空气略大(或密度比空气大);能支持燃烧(或能使带火星的木条复燃等)。
【小问6详解】
A.甲和乙,除了过氧化氢溶液的浓度不同,其他条件相同,对比实验甲和乙,可探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响,故A正确;
B.乙和丁,除了有无二氧化锰,过氧化氢溶液浓度也不同,变量不唯一,不能探究MnO2对H2O2分解速率的影响,故B错误;
C.甲和丙,除了温度不同,其他条件均相同,对比实验甲和丙,可探究温度对H2O2分解速率的影响,故C正确;
D.对比实验甲、丙和丁,可探究催化剂MnO2和温度对H2O2分解速率影响,故D正确。
故选:ACD。
14. 某校化学活动小组探究气体的测定和数据处理方法。
【提出问题】如何利用石灰石与稀盐酸来测定生成CO2的质量和体积,并处理数据。
【实验设计】通过下列两个实验分别测定CO2的质量和体积:
【分析与表达】
(1)上述两个实验中,反应的化学方程式为______。
(2)实验I中,将小烧杯中的所有稀盐酸分几次加入到大烧杯中,并不断搅拌,判断石灰石中CaCO3完全反应的实验现象是______。
(3)实验II中,先连接好装置,再检查装置气密性,请简述方法______,然后装好药品,最后将10mL稀盐酸快速推入烧瓶中,若稀盐酸是缓慢推入的,则可能造成的后果是______。
【记录与处理】
(4)①已知实验Ⅰ反应前的总质量【m(大烧杯+石灰石粉末)+m(小烧杯+稀盐酸)】,要计算生成CO2的质量,至少还需要的数据是______(填字母序号)。
A.m(小烧杯) B.m(大烧杯) C.m(大烧杯+反应后剩余物)
②若求得生成CO2的质量为4.4g,则参加反应的CaCO3的质量为______g。
(5)实验II的实验记录如表(表中数据在相同温度、相同压强条件下测定)
时间/min
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
注射器读数/mL
60.0
85.0
88.0
89.0
89.5
89.8
89.9
90.0
90.0
90.0
据以上实验过程和实验数据综合分析,最终生成CO2的体积是______mL。
【反思与评价】
(6)经过分析,你认为这两种方法的特点分别是:实验I______,实验II______。
【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
(2)最后一次加入稀盐酸,仍没有气泡产生
(3) ①. 将注射器往右拉,松开时活塞回到之前的刻度,则气密性良好 ②. 烧瓶内气压增大,稀盐酸难以完全推入烧瓶中或仪器连接处脱落
(4) ①. AC ②. 10
(5)80 (6) ①. 巧妙利用质量守恒定律测出气体的质量 ②. 用十分简单的装置,利用前后气体体积差测得二氧化碳的体积
【解析】
【小问1详解】
石灰石中的碳酸钙能和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:。
【小问2详解】
碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳气体,有气泡产生,则最后一次加入稀盐酸,仍没有气泡产生,说明碳酸钙反应完了。
【小问3详解】
图中是注射器与烧瓶组成的密闭装置,可以将注射器往右拉,如装置气密性良好则装置内气压变小,但没有气体进入,松开时活塞在大气压的作用下回到之前的刻度,则气密性良好;
随着液体的推入,烧瓶内的气体会被压缩,气压会变大,所以若稀盐酸是缓慢推入的,则可能造成的后果是烧瓶内气压增大,稀盐酸难以完全推入烧瓶中或仪器连接处脱落。
【小问4详解】
①根据质量守恒定律,反应前后参加反应的各物质的总质量等于生成的各物质的总质量,所以需要知道反应后剩余物质的总质量和反应前反应物的总质量,减少的质量为生成二氧化碳的质量,已知反应前的总质量、大烧杯和小烧杯的质量,则还需知道反应后的总质量、大烧杯和小烧杯的质量,故选AC;
②设生成的碳酸钙的质量为x,则
解得x=10g
则参加反应的CaCO3的质量为10g。
【小问5详解】
因为稀盐酸有10mL在注射器中,注入烧瓶中会有10mL空气进入注射器,则注射器读数的体积为二氧化碳的体积+10mL,根据表格,8、9、10分时注射器读数都是90mL,则最终生成二氧化碳的体积为90mL-10mL=80mL。
【小问6详解】
结合前面分析可知,实验Ⅰ是巧妙利用质量守恒定律测出气体的质量,实验Ⅱ则是通过十分简单的装置,利用前后气体体积差测得二氧化碳的体积。
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初中阶段性教学成果评估
九年级化学学科试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Ca-40 Fe-56
第一部分 选择题(共10分)
本题共10小题,每小题1分,共10分,每小题只有一个选项符合题意。
1. 下列培育新质生产力的研究领域中,不属于化学研究范畴的是
A. 研制碳纳米管材料 B. 研制新型显示材料
C. 研发数字货币加密技术 D. 研发高纯稀土金属提取技术
2. 博物馆常用空气中含量最多的气体保护文物。该气体是
A. 氮气 B. 氧气 C. 稀有气体 D. 二氧化碳
3. 商场有富硒大米、富硒西瓜,其中“硒”指的是
A. 原子 B. 离子 C. 元素 D. 单质
4. 下列选项中,表示两个钠离子的是
A. B. Na C. D.
5. 下列实验操作中正确的是
A. 振荡试管 B. 倾倒液体
C. 连接橡胶塞 D. 检验氢气纯度
6. 下列有关二氧化碳的说法正确的是
A. 属于空气污染物 B. 过度排放会加剧温室效应
C. 可以用于冶金工业 D. 能使紫色石蕊试液变红
7. 钽在航空航天领域有重要的应用价值,钽元素在元素周期表中的相关信息如图所示,下列说法错误的是
A. 钽是一种金属元素 B. 钽的元素符号为Ta
C. 每个钽原子中含73个质子 D. 钽的相对原子质量为180.9g
8. 据《神农本草经》记载,柳之根、皮、枝、叶均可入药,其有效成分是水杨酸(C7H6O3)。下列关于水杨酸说法正确的是
A. 属于氧化物 B. 由碳、氢、氧三种元素组成
C. 由16个原子构成 D. 氢、氧原子的质量比是2:1
9. 下列有关化学基本观念的认识正确的是
A. 元素观:氧气、臭氧(O3)是由氧元素组成的同种单质
B. 微粒现:氢氧化钙[Ca(OH)2]是由钙离子与氧离子和氢离子构成
C. 转化观:一氧化碳和二氧化碳在一定条件下可以相互转化
D. 守恒观:化学反应前后原子、分子总数都不发生改变
10. 密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如表所示。下列说法正确的是
物质
甲
乙
丙
丁
反应前的质量/g
2.8
1
16
10
反应后的质量/g
0
9.8
6.4
a
A. a=10 B. 甲和丙为反应物
C. 该反应是化合反应 D. 甲、乙的相对分子质量比为7:22
第二部分 非选择题(共40分)
11. 阅读材料,回答问题。
氨(NH3)是一种重要物质,可用作肥料,也是制备各类含氮化合物的基础原料,因此,氨的需求量巨大。工业上在高温、高压、催化剂的条件下,用氮气和氢气合成氨,当反应中氨的含量不再发生变化时,测得氨的含量分别与温度和压强的关系如图所示。
随着“双碳”目标的提出,氨作为氢的载体,能源化应用成为研究热点。研究发现氨作为燃料,是一种比氢气更理想的能源,二者在相同条件下的物性参数对比见表。
表氢气和氨气的物性参数对比
物性参数
H2
NH3
颜色、气味
无色、无味
无色、刺激性
沸点/℃
-252.9
-33.5
水中溶解性
难溶于水
极易溶于水
燃烧热/(kJ•L-1)
12.77
17.10
爆炸极限/%
4~75
16~25
回答下列问题:
(1)氨的合成
①请写出文中工业上合成氨反应的化学方程式______。
②可通过分离液态空气获得原料N2,该过程属于______(填“物理变化”或“化学变化”)。
③催化剂可用Fe3O4。高温下,部分Fe3O4被H2还原为FeO,则固体中铁元素的质量分数______(填“升高”或“降低”)。
④氨中氮、氢元素的质量比为______(填最简整数比)。
⑤参照图,按下列条件进行合成氨反应,最终氨的含量最高的是______。
A.2×107Pa、300℃ B.2×107Pa、500℃
C4×107Pa、300℃ D.4×107Pa、500℃
(2)氨的应用
①液氨可用作制冷剂。氨转化为液氨过程中,从微观角度分析,发生改变的是______。
②利用NH3去除汽车尾气中的NO,生成水和一种气体单质。该过程中化合价发生变化的元素是______(填元素符号)。
③在一定条件下,氨在纯氧中燃烧的产物是N2和H2O,反应的化学方程式为______;根据表1等相关信息,氨替代氢气作为燃料的优点有______、______(答出两点)。
12. 水是生命之源,人类从未停止过对水的探究。
【水的组成】
(1)实验1:1766年英国化学家卡文迪许制得“可燃空气”,在纯氧中燃烧只生成水,他所说的“可燃空气”是______(填化学式)。
(2)实验2:1783年,拉瓦锡利用如图装置探究水的组成:往A中滴加少量的水,水通过灼热的铁管时发生汽化,水蒸气与灼热的铁反应,生成四氧化三铁和“可燃空气”,将气体通过放在冷水中的铜管,在B装置中收集到纯净的“可燃空气”。最终拉瓦锡证明了水的组成。
①该反应化学方程式为______。
②将气体通过放在冷水中的铜管,目的是除去______。
(3)实验3:1800年英国化学家尼科尔森利用伏打电池对水进行通电,发现两极上都有气体逸出,后人不断研究和改进该实验。现有化学兴趣小组的同学设计的如图所示的电解水装置来测定水的组成。
实验步骤:
I.按如图安装好装置,检查装置的气密性;
II.往U形管中装入水(水面略低于支管口);
III.取下注射器,打开电源一段时间后,关闭电源;
IV.将注射器活塞推到顶后,连接注射器,再次打开电源。当注射器II中活塞停留在10mL刻度线处,关闭电源;
V.检验气体。
问题讨论:
①实验开始时,先打开电源通电一段时间后再接上注射器,其目的是______。
②实验结束时注射器I中活塞停留在刻度线______处。将该注射器I接上针头,移向燃着的木条旁,推动活塞,观察到的现象是______。
③电解水过程有如图步骤的模拟构成(图中的●表示氧原子,○表示氢原子),完整表示电解水过程的顺序是______(填字母序号)。
【水的净化】
(4)“生命吸管(Lifestraw)”是一种便携小型水净化器(如图1)。内装有多种过滤器,其中滤网可去除大部分颗粒物:活性炭和离子交换树脂可去除异味与重金属离子:超滤膜可滤除99.99%的细菌和病毒。图2是其内部结构及主要处理步骤示意图。
①滤网的作用相当于过滤操作,实验室进行该操作时,用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯,其中玻璃棒的作用是______。
②活性炭的作用是______。
③“生命吸管”中得到的饮用水是______(填“纯净物”或“混合物”)。
(5)利用图3装置对山泉水进行净化,其原理和实验室中______操作相同。
13. 掌握实验室制取气体的方法是必备的化学素养。根据图回答有关问题:
(1)仪器①的名称是______。
(2)实验室用装置B制取二氧化碳时,长颈漏斗下端应伸入液面下的目的是______。检验二氧化碳的方法是:将气体通入______中。
(3)实验室用装置A做加热高锰酸钾制取氧气实验时,应在试管口放______,目的是______;用装置E收集氧气时,气体应从导管口______(填“a”或“b”)通入。
(4)实验室制取二氧化碳和氧气,均不能选用的收集装置是______(填字母序号)。
(5)将收集氧气倒入装置F的烧杯中,观察到带火星的木条自下而上依次复燃,说明氧气具有的性质是______和______。
(6)某实验小组设计如图实验对过氧化氢分解进行探究。
下列相关说法正确的是______。
A. 对比实验甲和乙,探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响
B. 对比实验乙和丁,探究MnO2对H2O2分解速率的影响
C. 对比实验甲和丙,探究温度对H2O2分解速率的影响
D. 对比实验甲、丙和丁,探究MnO2和温度对H2O2分解速率影响
14. 某校化学活动小组探究气体的测定和数据处理方法。
【提出问题】如何利用石灰石与稀盐酸来测定生成CO2的质量和体积,并处理数据。
【实验设计】通过下列两个实验分别测定CO2的质量和体积:
【分析与表达】
(1)上述两个实验中,反应的化学方程式为______。
(2)实验I中,将小烧杯中的所有稀盐酸分几次加入到大烧杯中,并不断搅拌,判断石灰石中CaCO3完全反应的实验现象是______。
(3)实验II中,先连接好装置,再检查装置的气密性,请简述方法______,然后装好药品,最后将10mL稀盐酸快速推入烧瓶中,若稀盐酸是缓慢推入的,则可能造成的后果是______。
【记录与处理】
(4)①已知实验Ⅰ反应前的总质量【m(大烧杯+石灰石粉末)+m(小烧杯+稀盐酸)】,要计算生成CO2的质量,至少还需要的数据是______(填字母序号)。
A.m(小烧杯) B.m(大烧杯) C.m(大烧杯+反应后剩余物)
②若求得生成CO2的质量为4.4g,则参加反应的CaCO3的质量为______g。
(5)实验II的实验记录如表(表中数据在相同温度、相同压强条件下测定)
时间/min
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
注射器读数/mL
60.0
85.0
88.0
890
89.5
89.8
89.9
90.0
90.0
90.0
据以上实验过程和实验数据综合分析,最终生成CO2的体积是______mL。
【反思与评价】
(6)经过分析,你认为这两种方法特点分别是:实验I______,实验II______。
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