内容正文:
九年级化学五六单元试卷
(满分:100分 考试时时:60分钟)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Mg-24 S-32 Ti-48
一、选择题(每小题只有一个正确选项,每小题3分,共30分)
1. 下列变化不能用质量守恒定律解释的是
A. 蜡烛燃烧时,越来越短、最后消失 B. 铁丝燃烧,其固体质量增加
C. 电解水后,水的质量减小 D. 湿衣服在阳光下晒干,质量减小
2. 下列实验能够直接验证守恒定律的是
A 干冰升华 B. 镁条燃烧
C. 铁钉与硫酸铜溶液反应 D. 碳酸钠与稀盐酸反应
3. 2024年2月29日,我国成功发射卫星互联网高轨卫星。火箭发射时燃料燃烧的化学反应方程式为:,则X的化学式为
A. C2H8N2 B. C2H8 C. C3H5 D. C2H5N
4. 在化学反应A+2B=C+2D中,mg A物质与ng B物质恰好完全反应生成eg C物质,则同时生成D物质的质量是
A. (m-e)g B. (m+2n-e)g
C. (m+2n-e)g D. (m+n-e)g
5. 把一定质量的甲、乙、丙、丁四种物质放入密闭容器中,在一定条件下反应一段时间后,测得各物质的质量如下表所示,下列说法正确的是
物质
甲
乙
丙
丁
反应前的质量/g
6
2
22
38
反应后的质量/g
14
2
34
x
A. x的值是18 B. 乙一定是催化剂
C. 该反应为化合反应 D. 参与反应的甲、丙、丁三种物质的质量比为7:17:9
6. 下列关于化学方程式S+O2SO2的读法错误的是:( )
A. 硫和氧气在点燃的条件下生成二氧化硫
B. 每1个硫原子与1个氧分子反应生成一个二氧化硫分子
C. 每32份质量的硫和32份质量的氧气完全反应生成64份质量的二氧化硫
D. 硫加氧气等于二氧化硫
7. 下列物质的用途中同时利用了物质的物理性质和化学性质的是
A. 干冰用于人工降雨 B. 活性炭脱色用来制白糖
C. 二氧化碳用来灭火 D. 木炭用作燃料
8. 发展“低碳经济”,提倡“低碳生活”,已成为社会发展趋势。下列做法与该理念不符的是
A. 植树造林,绿化环境
B. 发展城市公共交通事业,减少私家车出行
C. 大力发展火力发电
D. 将工业排放的二氧化碳进行捕集、利用、封存
9. “归纳与比较”是化学学习主要方法,关于CO2与CO的比较正确的是
A. 组成:都是由碳和氧两种元素组成,但二氧化碳比一氧化碳多一个氧元素
B. 性质:都能溶于水,但是CO能燃烧而CO2不能
C. 构成:都是由分子构成的
D. 危害:都有毒性,CO2还会造成温室效应
10. 将一定浓度的稀盐酸、稀硫酸分别加入装有等质量粉末的容器中,相同条件下测得产生的体积(V)与反应时间(t)的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 0~300s内,两容器内气体体积均能达到10amL
B. 0~100s内,反应Ⅰ、Ⅱ生成的速率均先慢后快
C. 反应Ⅱ中,0~100s内产生的体积比100~200s内的少5amL
D. 实验室可以用一定浓度的稀硫酸与粉末反应制备
二、非选择题(本题有8小题,共70分)
11. 化学改变世界,科技改变生活。学好化学能使我们更科学地认识、分析生活中的各种现象和事物。
(1)我国对石墨烯技术研究居世界领先地位。石墨烯性能优良,用途独特,比如用作太阳能电池的电极,这主要是利用了它的__________性。
(2)新装修的房子中经常放入一些活性炭包,主要利用活性炭的_________作用。
(3)焦炭可用于冶炼金属,主要利用它的_________性。
(4)金刚石、石墨、C60物理性质之间存在很大差异的原因是_____________________。
(5)CO和CO2的组成元素相同,但它们的性质不同的原因是_____________________。
12. 我国古代将炉甘石(ZnCO3)和木炭粉混合后,加热到约800℃得到锌。主要发生的化学反应:①ZnCO3 X + CO2↑;②C + 2X 2Zn + CO2↑,回答下列问题。
(1)X的化学式为_______。
(2)反应①的基本反应类型为_______。
13. 请根据材料回答下列问题:
碳单质家族
化学是不断发明和制造对人类更有用的新物质的科学。在分子、原子层次上改变原子的排列方式就可以创造新物质。
在超高压和高温条件下,石墨中某些碳原子受到挤压,凸出到层间的空间中,与上一层正六边形的碳原子形成正四面体的排列方式,就得到金刚石。分子是由12个正五边形和20个正六边形构成的完美对称的笼状分子。分子形似足球,被形象地称为“足球烯”。在常温下是紫红色晶体,具有金属光泽,可用于超导、催化等领域,使用中要远离火源。
碳纳米管的直径一般为几纳米到几十纳米,其中碳原子以正六边形排列形成管状结构。其管状结构决定了它的弹性和弯曲性优异,可制作金属催化载体,用于计算机芯片等前沿领域。石墨烯中的碳原子是以正六边形紧密排列的单层结构。石墨烯具有比表面积大、透光率高、导电性强等优异性能,因而在透明电极、太阳能电池、传感器、手机屏幕等方面有良好的应用前景。科学家在一定条件下可以选取石墨烯片段包裹成足球烯,也可以将片段卷起来得到碳纳米管。
请根据上述材料回答下列问题:
(1)在一定条件下,石墨可转变为金刚石。这一变化是____________变化。
(2)写出的一种物理性质__________,推测的一种化学性质__________________(用化学方程式表示)。
(3)碳纳米管的弹性较好、易于弯曲,这些性质都源于它是________结构。
(4)石墨烯的优良性能决定它的用途是_________________(写出一条)。
14. 人类在研究物质过程中,不断了解它们的性质和用途。二氧化碳与人类的生产、生活息息相关,有很多重要的用途。若没有二氧化碳防止地表热辐射到太空,则地球年均气温要降低20℃左右,但大气中二氧化碳含量过高会使温室效应加剧,导致全球气候变暖。兴趣小组同学对此展开以下学习活动。
【活动一】分析大气中二氧化碳增加的原因
(1)大气中二氧化碳含量增加主要有两个途径:自然界生物的有氧呼吸以及化石燃料的燃烧。碳的燃烧产生二氧化碳该反应的化学方程式为_________;二氧化碳是一种重要的物质,自然界中消耗二氧化碳的途径有_______________(写一条)。
【活动二】探究碳捕捉、碳封存、碳利用技术
我国明确提出了减排目标:二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。二氧化碳的“捕捉”、“封存和利用”是实现减排的重要途径之一。
碳捕捉
(2)如图是实际生产中采用足量NaOH溶液来“捕捉”CO2工艺流程:
①操作a的名称是_________。
②“捕捉室”中NaOH溶液与CO2发生反应生成Na2CO3和H2O,写出该反应的化学方程式为__________________________________________。
碳封存
(3)“碳封存”是将CO2(气态)压入地下或注入海底深处,以液态的形式封存。加压“封存”过程中,CO2分子的________(填“大小”或“间隔”)变小。
碳利用
(4)CO2也是重要的化工原料,科学家采用新技术能将CO2转化为甲醇、乙醇、淀粉等有机物。我国科学工作者在二氧化碳人工合成淀粉方面取得突破性进展,其中最关键步骤----生成甲醇(CH3OH)的微观反应示意图如下:
写出该反应的化学方程式:__________。
15. 如图A、B、C、D是初中化学中常见的四种物质,其中A为黑色单质,D为红色单质,B、C是组成元素相同的两种气态化合物。“→”表示物质间的转化关系(部分反应物、生成物及反应条件已省略)。
(1)用化学式表示 A__________ B__________。
(2)写出C→B的化学方程式_______________________。
(3)写出C物质的用途:___________。
16. 化学是以实验为基础的学科,开展实验探究是学习化学的重要手段。
(1)写出有标号的仪器名称:①_____________。
(2)实验室用双氧水和二氧化锰制氧气选用的发生装置是_______(填序号),反应的化学方程式为______________________。用装置E收集氧气,检验是否集满的方法是___________________________(写出操作、现象和结论)。
(3)实验室制取二氧化碳选择的发生装置和收集装置组合是 ___________(填字母)。
(4)证明CO2能与H2O反应的现象是____________。
(5)H中实验现象为________,反应的化学方程式为______。
(6)若看到烧杯I中蜡烛从下往上依次熄灭,说明CO2具有的性质是_______________。
17. 实验课上同学们在实验室制取二氧化碳时,错拿稀硫酸倒入盛有石灰石的试管中,发现产生气泡速度越来越慢。于是同学们展开探究。
[查阅资料]石灰石与稀硫酸反应与稀盐酸反应非常相似,但是由于反应生成的硫酸钙微溶物会覆盖在石灰石的表面,阻碍了石灰石与稀硫酸的接触,反应会逐渐缓慢,因此通常不选用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳,请写出石灰石与稀盐酸反应的化学方程式_____。
实验活动一 选择合适浓度的硫酸
操作:室温下,用装有5ml硫酸溶液的注射器向盛有1g 直径为2mm石灰石的试管中注入不同浓度的稀硫酸,记录15分钟内生成气体的体积,观察现象,记录见表一。
表一
试管编号
1
2
3
4
5
硫酸浓度(%)
15
20
25
30
35
气体体积( mL)
35
47
55
51
42
实验活动二 选择合适反应温度:
操作:在盛有1g直径约为2mm石灰石的试管中分别加入5ml相同合适浓度但温度不同的稀硫酸溶液,观察现象,记录见表二。
表二
试管编号
A
B
C
D
E
温度(℃)
40
50
60
70
80
现象和比较
有少量气泡
气泡比A试管多
气泡明显比B试管多
大量气泡产生,与常温用盐酸反应相似
反应激烈,迅速产生大量气体
(1)分析处理以上表中数据,可得出的结论有:
①室温下,稀硫酸与大理石反应选用硫酸浓度最合适为_____;
②当硫酸浓度一定时,反应速度与温度之间存在的关系是_____;其中最合适用于实验室制取二氧化碳的反应温度为_____。
(2).上述实验活动后有同学又进一步提出问题:化学反应速率还受什么因素影响?设计装置如图所示。本实验采用的方法是_____,装置中红墨水的作用是_____实验中可观察到_____,由此可得出的结论是_____。
18. 钛(Ti)和钛合金广泛用干火箭、导弹、航天飞机和通讯设备等。工业上生产钛的反应为。若要生产12t 钛,至少需要镁的质量是多少?(写出计算过程)
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九年级化学五六单元试卷
(满分:100分 考试时时:60分钟)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Mg-24 S-32 Ti-48
一、选择题(每小题只有一个正确选项,每小题3分,共30分)
1. 下列变化不能用质量守恒定律解释的是
A. 蜡烛燃烧时,越来越短、最后消失 B. 铁丝燃烧,其固体质量增加
C. 电解水后,水的质量减小 D. 湿衣服在阳光下晒干,质量减小
【答案】D
【解析】
【详解】A、蜡烛燃烧时,越来越短、最后消失,是因为蜡烛燃烧生成二氧化碳和水,属于化学变化,能用质量守恒定律解释,不符合题意;
B、铁丝燃烧,其固体质量增加,是因为铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,属于化学变化,能用质量守恒定律解释,不符合题意;
C、电解水后,水的质量减小,是因为水在通电条件下分解生成氢气和氧气,氢气和氧气是气体会逸散到空气中,属于化学变化,能用质量守恒定律解释,不符合题意;
D、湿衣服在阳光下晒干,质量减小,是因为分子在不断运动,温度越高,分子运动速率越快,该过程中只是水的状态发生了改变,属于物理变化,不能用质量守恒定律解释,符合题意。
故选:D。
2. 下列实验能够直接验证守恒定律的是
A. 干冰升华 B. 镁条燃烧
C. 铁钉与硫酸铜溶液反应 D. 碳酸钠与稀盐酸反应
【答案】C
【解析】
【详解】A、质量守恒定律反映的是化学变化前后物质的质量关系,干冰升华属于物理变化,不能用于验证质量守恒定律,选项错误;
B、镁条在氧气中燃烧过程中有气体氧气参加反应,装置不密封,造成固体质量增加,不能用于验证质量守恒定律,选项错误;
C、铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应没有气体参加,也没有气体生成,前后质量相等,天平平衡,能用于验证质量守恒定律,选项正确;
D、碳酸钠与盐酸反应产生二氧化碳气体逸散到空气中,造成烧杯内质量减轻,不能用于验证质量守恒定律,选项错误。
故选C。
3. 2024年2月29日,我国成功发射卫星互联网高轨卫星。火箭发射时燃料燃烧的化学反应方程式为:,则X的化学式为
A. C2H8N2 B. C2H8 C. C3H5 D. C2H5N
【答案】A
【解析】
【详解】由质量守恒定律可知,化学反应前后原子种类及数目不变,根据,化学方程式左边有4个氮原子、8个氧原子和1个X分子,化学方程式右边有6个氮原子、2个碳原子、8个氧原子和8个氢原子,则1个X分子中含有2个氮原子、2个碳原子和8个氢原子,则X的化学式为C2H8N2,故选:A。
4. 在化学反应A+2B=C+2D中,mg A物质与ng B物质恰好完全反应生成eg C物质,则同时生成D物质的质量是
A. (m-e)g B. (m+2n-e)g
C. (m+2n-e)g D. (m+n-e)g
【答案】D
【解析】
【详解】已知“在化学反应A+2B═C+2D中,mg A物质与ng B物质恰好完全反应生成eg C物质”,根据质量守恒定律,参加反应的反应物的总质量等于生成物的质量总和,则设D的质量为x,列等式:mg+ng=eg+x,解得x=(m+n-e)g;故选:D。
5. 把一定质量的甲、乙、丙、丁四种物质放入密闭容器中,在一定条件下反应一段时间后,测得各物质的质量如下表所示,下列说法正确的是
物质
甲
乙
丙
丁
反应前的质量/g
6
2
22
38
反应后的质量/g
14
2
34
x
A. x的值是18 B. 乙一定是催化剂
C. 该反应为化合反应 D. 参与反应的甲、丙、丁三种物质的质量比为7:17:9
【答案】A
【解析】
【分析】根据质量守恒定律,化学反应前后,物质的总质量不变,则6g+2g+22g+38g=14g+2g+34g+xg,x=18,反应后,甲的质量增加,甲是生成物,乙的质量不变,乙可能是催化剂,也可能是不参与反应的杂质,丙的质量增加,丙是生成物,丁的质量减小,丁是反应物。
【详解】A、由分析可知,x的值是18,符合题意;
B、化学反应前后,乙的质量不变,乙可能是催化剂,也可能是不参与反应的杂质,不符合题意;
C、由分析可知,丁是反应物,甲、丙是生成物,该反应符合“一变多”的特点,属于分解反应,不符合题意;
D、参与反应的甲、丙、丁三种物质的质量比为(14-6):(34-22):(38-18)=8:12:20,等于2:3:5。
故选:A。
6. 下列关于化学方程式S+O2SO2的读法错误的是:( )
A. 硫和氧气在点燃条件下生成二氧化硫
B. 每1个硫原子与1个氧分子反应生成一个二氧化硫分子
C. 每32份质量的硫和32份质量的氧气完全反应生成64份质量的二氧化硫
D. 硫加氧气等于二氧化硫
【答案】D
【解析】
【详解】A.这是一种质的读法,读出反应物、生成物、反应条件,硫和氧气在点燃的条件下生成二氧化硫,故选项A正确;
B.这是一种粒子方面的读法,每一个硫原子和一个氧分子反应生成一个二氧化硫分子,故选项B正确;
C.这是化学方程式的一种量的读法,由各元素的原子量可知,每32份质量的硫和32份质量的氧气完全反应生成64份质量的二氧化硫,故选项C正确;
D.在点燃的条件下,硫和氧气反应生成了二氧化硫,而不能读作“加”或“等于”,故选项D不正确。
故选D。
【点睛】解答本题要掌握化学方程式表示的含义,只有这样才能对相关方面的问题做出正确的判断。
7. 下列物质的用途中同时利用了物质的物理性质和化学性质的是
A. 干冰用于人工降雨 B. 活性炭脱色用来制白糖
C. 二氧化碳用来灭火 D. 木炭用作燃料
【答案】C
【解析】
【详解】A、干冰用于人工降雨是因为干冰升华吸热,使水蒸气凝结形成降雨,利用了物质的物理性质。不符合题意;
B、活性炭脱色用来制白糖是因为活性炭疏松多孔有吸附性,可以吸附色素,利用了物质的物理性质。不符合题意;
C、二氧化碳灭火是因为二氧化碳密度比空气大,不可燃也不支持燃烧,可以附着在物体表面阻碍可燃物与氧气接触从而灭火,同时利用了物质的物理性质和化学性质。符合题意;
D、木炭用作燃料是因为木炭具有可燃性,利用了物质的化学性质。不符合题意;
故选C。
8. 发展“低碳经济”,提倡“低碳生活”,已成为社会发展趋势。下列做法与该理念不符的是
A. 植树造林,绿化环境
B. 发展城市公共交通事业,减少私家车出行
C. 大力发展火力发电
D. 将工业排放的二氧化碳进行捕集、利用、封存
【答案】C
【解析】
【详解】A、植树造林可以净化空气,绿化环境,符合低碳生活的理念,故选项说法正确;
B、发展城市公共交通事业,减少私家车出行,可以减少汽车尾气的排放,尾气中含有大量的二氧化碳,则符合低碳生活的理念,故选项说法正确;
C、大力发展火力发电会增加煤的燃烧,煤的燃烧会增加空气中二氧化碳,则不符合低碳生活的理念,故选项说法错误;
D、将工业排放的二氧化碳进行捕集、利用、封存可以减少空气中二氧化碳的含量,则符合低碳生活的理念,故选项说法正确。
故选C。
9. “归纳与比较”是化学学习的主要方法,关于CO2与CO的比较正确的是
A. 组成:都是由碳和氧两种元素组成,但二氧化碳比一氧化碳多一个氧元素
B. 性质:都能溶于水,但是CO能燃烧而CO2不能
C. 构成:都是由分子构成的
D. 危害:都有毒性,CO2还会造成温室效应
【答案】C
【解析】
【详解】A、CO2与CO都是由碳和氧两种元素组成的,但元素只讲种类、不讲个数。A不正确;
B、CO2能溶于水,CO难溶于水,CO能燃烧而CO2不能。B不正确;
C、CO2由二氧化碳分子构成,CO由一氧化碳分子构成。即CO2与CO都是由分子构成的。C正确;
D、二氧化碳没有毒性,排放过多会造成温室效应增强。一氧化碳有毒性,与温室效应无关。D不正确。
综上所述:选择C。
10. 将一定浓度的稀盐酸、稀硫酸分别加入装有等质量粉末的容器中,相同条件下测得产生的体积(V)与反应时间(t)的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 0~300s内,两容器内气体体积均能达到10amL
B. 0~100s内,反应Ⅰ、Ⅱ生成的速率均先慢后快
C. 反应Ⅱ中,0~100s内产生的体积比100~200s内的少5amL
D. 实验室可以用一定浓度的稀硫酸与粉末反应制备
【答案】C
【解析】
【详解】A、从图像可知,300s时反应Ⅱ生成二氧化碳10amL,反应Ⅰ生成二氧化碳大于10amL,所以0~300s内,两容器内气体体积均能达到10amL,正确;
B、从图像可知,0~100s两条曲线都从平缓变的陡峭,说明生成二氧化碳的速度逐渐加快。所以0~100s内,反应Ⅰ、Ⅱ生成 CO2的速率均先慢后快,正确;
C、反应Ⅱ中,0~100s内产生二氧化碳的体积为2.8amL,0~200s内产生二氧化碳的体积为7.8amL,则100~200s内产生二氧化碳的体积为7.8amL-2.8amL=5amL,则0~100s内产生的 CO2 体积比100~200s内的少5amL-2.8amL=2.2amL,错误;
D、从图像可知,使用粉末状碳酸钙和稀硫酸反应生成二氧化碳的速度与使用粉末状碳酸钙和稀盐酸反应生成二氧化碳的速率相差不大,分析其原因是碳酸钙和硫酸反应生成的微溶于水的硫酸钙对碳酸钙和硫酸的接触影响较小,所以实验室可以用一定浓度的稀硫酸与 CaCO3 粉末反应制备 CO2,正确。
故选C。
二、非选择题(本题有8小题,共70分)
11. 化学改变世界,科技改变生活。学好化学能使我们更科学地认识、分析生活中的各种现象和事物。
(1)我国对石墨烯技术的研究居世界领先地位。石墨烯性能优良,用途独特,比如用作太阳能电池的电极,这主要是利用了它的__________性。
(2)新装修的房子中经常放入一些活性炭包,主要利用活性炭的_________作用。
(3)焦炭可用于冶炼金属,主要利用它的_________性。
(4)金刚石、石墨、C60物理性质之间存在很大差异的原因是_____________________。
(5)CO和CO2的组成元素相同,但它们的性质不同的原因是_____________________。
【答案】(1)导电 (2)吸附
(3)还原 (4)碳原子的排列方式不同 (5)分子构成不同
【解析】
小问1详解】
石墨烯用作太阳能电池的电极,这主要是利用了它的导电性;
【小问2详解】
新装修的房子中经常放入一些活性炭包,主要利用活性炭的吸附作用,能吸附色素及异味;
【小问3详解】
焦炭可用于冶炼金属,这是利用了焦炭的还原性,焦炭可以与金属氧化物反应,生成金属和二氧化碳,从而冶炼出金属;
【小问4详解】
金刚石、石墨、都是由碳元素组成的碳单质,但它们的物理性质之间存在很大差异,原因是它们的碳原子的排列方式不同;
【小问5详解】
CO和的组成元素相同,但它们的性质不同的原因是它们的分子构成不同,一氧化碳由一氧化碳分子构成,二氧化碳由二氧化碳分子构成,由分子构成的物质,分子是保持其化学性质的最小粒子,所以二者的化学性质不同。
12. 我国古代将炉甘石(ZnCO3)和木炭粉混合后,加热到约800℃得到锌。主要发生的化学反应:①ZnCO3 X + CO2↑;②C + 2X 2Zn + CO2↑,回答下列问题。
(1)X的化学式为_______。
(2)反应①的基本反应类型为_______。
【答案】(1)ZnO (2)分解反应
【解析】
【小问1详解】
根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类及数目不变,根据 ,化学方程式左边有1个碳原子和2个X,化学方程式右边有2个锌原子、1个碳原子和2个氧原子,则2个X中含有2个锌原子和2个氧原子,则1个X中含有1个锌原子和1个氧原子,故X的化学式为;
【小问2详解】
由第(1)小问可知,X的化学式为ZnO,则反应①为 ,该反应符合“一变多”的特点,属于基本反应类型中的分解反应。
13. 请根据材料回答下列问题:
碳单质家族
化学是不断发明和制造对人类更有用的新物质的科学。在分子、原子层次上改变原子的排列方式就可以创造新物质。
在超高压和高温条件下,石墨中某些碳原子受到挤压,凸出到层间的空间中,与上一层正六边形的碳原子形成正四面体的排列方式,就得到金刚石。分子是由12个正五边形和20个正六边形构成的完美对称的笼状分子。分子形似足球,被形象地称为“足球烯”。在常温下是紫红色晶体,具有金属光泽,可用于超导、催化等领域,使用中要远离火源。
碳纳米管的直径一般为几纳米到几十纳米,其中碳原子以正六边形排列形成管状结构。其管状结构决定了它的弹性和弯曲性优异,可制作金属催化载体,用于计算机芯片等前沿领域。石墨烯中的碳原子是以正六边形紧密排列的单层结构。石墨烯具有比表面积大、透光率高、导电性强等优异性能,因而在透明电极、太阳能电池、传感器、手机屏幕等方面有良好的应用前景。科学家在一定条件下可以选取石墨烯片段包裹成足球烯,也可以将片段卷起来得到碳纳米管。
请根据上述材料回答下列问题:
(1)在一定条件下,石墨可转变为金刚石。这一变化是____________变化。
(2)写出的一种物理性质__________,推测的一种化学性质__________________(用化学方程式表示)。
(3)碳纳米管的弹性较好、易于弯曲,这些性质都源于它是________结构。
(4)石墨烯的优良性能决定它的用途是_________________(写出一条)。
【答案】(1)化学 (2) ①. 常温下是紫红色晶体,具有金属光泽 ②.
(3)管状 (4)可用于透明电极、太阳能电池、传感器、手机屏幕等方面
【解析】
【小问1详解】
在一定条件下,石墨可转变为金刚石,该过程中有新物质生成,属于化学变化;
【小问2详解】
由题干信息可知,C60的物理性质是:常温下是紫红色晶体,具有金属光泽;
由题干信息可知,在使用中要远离火源,说明具有可燃性,即在氧气中燃烧会生成二氧化碳,化学方程式为;
【小问3详解】
由题干信息可知,碳纳米管的弹性较好、易于弯曲,这些性质都源于它是管状结构;
【小问4详解】
由题干信息可知,石墨烯的优良性能决定它的用途是:可用于透明电极、太阳能电池、传感器、手机屏幕等方面。
14. 人类在研究物质过程中,不断了解它们的性质和用途。二氧化碳与人类的生产、生活息息相关,有很多重要的用途。若没有二氧化碳防止地表热辐射到太空,则地球年均气温要降低20℃左右,但大气中二氧化碳含量过高会使温室效应加剧,导致全球气候变暖。兴趣小组同学对此展开以下学习活动。
【活动一】分析大气中二氧化碳增加的原因
(1)大气中二氧化碳含量增加主要有两个途径:自然界生物的有氧呼吸以及化石燃料的燃烧。碳的燃烧产生二氧化碳该反应的化学方程式为_________;二氧化碳是一种重要的物质,自然界中消耗二氧化碳的途径有_______________(写一条)。
【活动二】探究碳捕捉、碳封存、碳利用技术
我国明确提出了减排目标:二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。二氧化碳的“捕捉”、“封存和利用”是实现减排的重要途径之一。
碳捕捉
(2)如图是实际生产中采用足量NaOH溶液来“捕捉”CO2的工艺流程:
①操作a的名称是_________。
②“捕捉室”中NaOH溶液与CO2发生反应生成Na2CO3和H2O,写出该反应的化学方程式为__________________________________________。
碳封存
(3)“碳封存”是将CO2(气态)压入地下或注入海底深处,以液态的形式封存。加压“封存”过程中,CO2分子的________(填“大小”或“间隔”)变小。
碳利用
(4)CO2也是重要的化工原料,科学家采用新技术能将CO2转化为甲醇、乙醇、淀粉等有机物。我国科学工作者在二氧化碳人工合成淀粉方面取得突破性进展,其中最关键步骤----生成甲醇(CH3OH)的微观反应示意图如下:
写出该反应的化学方程式:__________。
【答案】(1) ①. ②. 植物光合作用
(2) ①. 过滤 ②.
(3)间隔 (4)
【解析】
【小问1详解】
碳在氧气中燃烧生成二氧化碳,化学方程式为;
自然界中消耗二氧化碳的途径有:植物光合作用;
【小问2详解】
①操作a是分离固液的过滤操作,则操作a的名称是过滤;
②“捕捉室”中NaOH与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,化学方程式为;
【小问3详解】
“碳封存”是将(气态)压入地下或注入海底深处,以液态的形式封存,则加压“封存”过程中,分子的间隔变小;
【小问4详解】
由微观示意图可知,该反应为氢气与二氧化碳在催化剂的作用下反应生成甲醇和水,化学方程式为。
15. 如图A、B、C、D是初中化学中常见的四种物质,其中A为黑色单质,D为红色单质,B、C是组成元素相同的两种气态化合物。“→”表示物质间的转化关系(部分反应物、生成物及反应条件已省略)。
(1)用化学式表示 A__________ B__________。
(2)写出C→B的化学方程式_______________________。
(3)写出C物质的用途:___________。
【答案】(1) ①. C ②. CO
(2) (3)灭火(合理即可)
【解析】
【分析】根据A、B、C、D是初中化学中常见的四种物质,A为黑色单质,D为红色单质,A能够转化为B,所以A是碳,碳和氧化铜高温的条件下产生铜,所以D为铜,B、C是组成元素相同的两种气态化合物,且B能够转化为铜,所以B是一氧化碳,C为二氧化碳,将答案带入原题,符合题意。
【小问1详解】
由分析可知A是碳,化学式为:C;B是一氧化碳,化学式为:CO;
【小问2详解】
C→B为碳在高温的条件下与一氧化碳生成二氧化碳,方程式为:;
【小问3详解】
C是二氧化碳,二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,密度比空气大,用于灭火。(固体二氧化碳干冰升华吸热可以用于人工降雨,合理即可)
16. 化学是以实验为基础的学科,开展实验探究是学习化学的重要手段。
(1)写出有标号的仪器名称:①_____________。
(2)实验室用双氧水和二氧化锰制氧气选用的发生装置是_______(填序号),反应的化学方程式为______________________。用装置E收集氧气,检验是否集满的方法是___________________________(写出操作、现象和结论)。
(3)实验室制取二氧化碳选择的发生装置和收集装置组合是 ___________(填字母)。
(4)证明CO2能与H2O反应的现象是____________。
(5)H中实验现象为________,反应的化学方程式为______。
(6)若看到烧杯I中蜡烛从下往上依次熄灭,说明CO2具有的性质是_______________。
【答案】(1)锥形瓶 (2) ①. B ②. ③. 将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,说明已收集满 (3)BE
(4)F处纸花不变色,G处纸花变红色
(5) ①. 澄清石灰水变浑浊 ②.
(6)密度比空气大、不能燃烧且不支持燃烧
【解析】
【小问1详解】
仪器①的名称是锥形瓶;
【小问2详解】
实验室用双氧水和二氧化锰制氧气的原理是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,该反应中反应物为固体和液体,反应条件为常温,应选择固液常温型发生装置,即装置B;
过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,化学方程式为;
用装置E通过向上排空气法收集氧气,检验是否集满方法是:将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,说明已收集满;
【小问3详解】
实验室制取二氧化碳的原理是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应中反应物为固体和液体,反应条件为常温,应选择固液常温型发生装置,即装置B;由于二氧化碳密度比空气大、能溶于水且与水反应,应采用向上排空气法进行收集,即装置E,故实验室制取二氧化碳选择的发生装置和收集装置组合是BE;
【小问4详解】
二氧化碳不能使石蕊干花变色,二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使石蕊溶液变红色,故证明能与反应的现象是:F处纸花不变色,G处纸花变红色;
【小问5详解】
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故H中实验现象为澄清石灰水变浑浊;发生的反应是二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为;
【小问6详解】
若看到烧杯I中蜡烛从下往上依次熄灭,说明具有的性质是密度比空气大、不能燃烧且不支持燃烧。
17. 实验课上同学们在实验室制取二氧化碳时,错拿稀硫酸倒入盛有石灰石的试管中,发现产生气泡速度越来越慢。于是同学们展开探究。
[查阅资料]石灰石与稀硫酸反应与稀盐酸反应非常相似,但是由于反应生成的硫酸钙微溶物会覆盖在石灰石的表面,阻碍了石灰石与稀硫酸的接触,反应会逐渐缓慢,因此通常不选用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳,请写出石灰石与稀盐酸反应的化学方程式_____。
实验活动一 选择合适浓度的硫酸
操作:室温下,用装有5ml硫酸溶液的注射器向盛有1g 直径为2mm石灰石的试管中注入不同浓度的稀硫酸,记录15分钟内生成气体的体积,观察现象,记录见表一。
表一
试管编号
1
2
3
4
5
硫酸浓度(%)
15
20
25
30
35
气体体积( mL)
35
47
55
51
42
实验活动二 选择合适反应温度:
操作:在盛有1g直径约为2mm石灰石的试管中分别加入5ml相同合适浓度但温度不同的稀硫酸溶液,观察现象,记录见表二。
表二
试管编号
A
B
C
D
E
温度(℃)
40
50
60
70
80
现象和比较
有少量气泡
气泡比A试管多
气泡明显比B试管多
大量气泡产生,与常温用盐酸反应相似
反应激烈,迅速产生大量气体
(1)分析处理以上表中数据,可得出的结论有:
①室温下,稀硫酸与大理石反应选用硫酸的浓度最合适为_____;
②当硫酸浓度一定时,反应速度与温度之间存在的关系是_____;其中最合适用于实验室制取二氧化碳的反应温度为_____。
(2).上述实验活动后有同学又进一步提出问题:化学反应速率还受什么因素影响?设计装置如图所示。本实验采用的方法是_____,装置中红墨水的作用是_____实验中可观察到_____,由此可得出的结论是_____。
【答案】 ①. ②. 25% ③. 温度越高,反应速度越快 ④. 70°C ⑤. 控制变量法 ⑥. 便于观察现象,比较反应速度(通过红墨水上升速度比较反应速度) ⑦. 左侧玻璃导管内红墨水上升速度比右侧快 ⑧. 其他条件一定时,反应物的接触面积越大,反应速度越快
【解析】
【详解】[查阅资料]:石灰石与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式:
(1)分析处理以上表中数据,可得出的结论有:
①室温下,分析表一,可以得到:硫酸浓度是25%的时候收集到的气体体积最多55ml故填:25%;
②当硫酸浓度一定时,分析表二中的数据,温度为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃时,反应的现象是:产生的气泡逐渐增多。当温度是70℃是产生大量的气泡,与常温用稀盐酸反应产生二氧化碳的速度相似,故反应速度与温度之间存在的关系是温度越高,反应速度越快;最合适用于实验室制取二氧化碳的反应温度为70°C;
(2)装置A与装置B是控制变量法,两套装置中产生二氧化碳的速度不同,红墨水进入长玻璃导管的速度不同,红墨水便于观察上升的速度;装置A中是粉末状碳酸钙,装置B中是块状碳酸钙,装置A中碳酸钙与稀硫酸的接触面积比装置B中碳酸钙与稀硫酸的接触面积大,反应比B中快,故可观察到:A中玻璃导管内红墨水上升速度比B快。通过对比,其他条件一定时,反应物的接触面积越大,反应速度越快。
18. 钛(Ti)和钛合金广泛用干火箭、导弹、航天飞机和通讯设备等。工业上生产钛的反应为。若要生产12t 钛,至少需要镁的质量是多少?(写出计算过程)
【答案】解:设至少需要镁质量为x。
答:生产12t钛,至少需要镁的质量是12t。
【解析】
【详解】计算过程见答案。
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