内容正文:
主题一 物质的化学变化
专题02 质量守恒定律 化学方程式
(试题分值:50分 测试时间:35分钟)
一、选择题(本题包括16小题,每小题2分,共32分。每小题只有一个正确答案)
1.下列装置可用于验证质量守恒定律的是
A. B. C. D.
2.(24-25九年级上·连云港期中)尿素【CO(NH2)2】是一种使用方便、对土壤破坏作用小、含氮量最高的固态氮肥。尿素受热分解生成一种刺激性气味的气体,该气体可能是
A.氨气 B.二氧化硫 C.氮气 D.二氧化碳
3.下列化学方程式书写正确的是
A.P+O2P2O5 B.H2O2H2↑+O2↑
C.2H2O2H2↑+O2↑ D.Mg+O2MgO2
4.(23-24九年级下·常州阶段练习)下列对“C+O2CO2”这一反应的理解,不正确的是
A.反映碳能在点燃条件下与氧气反应生成二氧化碳这一事实
B.每1个碳原子和1个氧分子结合形成1个二氧化碳分子
C.每12份质量的碳与32份质量的氧气反应生成44份质量的二氧化碳
D.在该反应中,碳、氧气、二氧化碳的质量比是1: 1: 1
5.(24-25九年级上·常州阶段练习)植物的光合作用可表示为:.根据以上信息,下列有关说法错误的是
A.X中一定含有碳、氢元素
B.植物的光合作用是空气中的主要来源
C.该反应中太阳能转化为化学能
D.该反应属于氧化反应
6.(24-25九年级上·宿迁期中)我国科学家利用光催化技术实现了绿色制取过氧化氢,反应的微观示意图如下所示。
下列说法正确的是
A.化学反应前后氧原子个数变少了
B.和都是化学变化中的最小粒子
C.反应前后催化剂的质量和性质都不变
D.中氧元素化合价为-2价
7.(24-25九年级上·苏州阶段练习)1783年,拉瓦锡研究水的组成,装置示意图如下,将水加热成蒸气通过灼热的铁管,一段时间后,在出口处收集到一种可燃性气体。实验后称量发现水的质量减少,铁管质量增加,拉瓦锡研究并判断铁转化为氧化物,下列说法不正确的是
A.铁在该实验中是催化剂
B.实验中收集到的可燃性气体可能是氢气
C.该实验证明水是由氢、氧元素组成的
D.该实验推翻了“水是单一元素物质”的观点
8.(23-24九年级下·镇江期中)某同学利用如图装置测定氧化铜样品中氧化铜的质量分数。以下说法不正确的是
A.锥形瓶内反应一段时间后,再点燃酒精灯
B.装置B中固体逐渐变红,说明H2有还原性
C.装置C中固体变蓝,证明B中有水生成
D.装置B减少的质量小于装置C增加的质量
9.(24-25九年级上·南京期中)构建化学基本观念是学好化学的基础,下列对化学基本观念的认识错误的是
A.元素观:水是由氢元素和氧元素组成的
B.微粒观:保持氧气化学性质的最小微粒是氧气分子
C.变化观:氢气在空气中燃烧生成水
D.守恒观:24g镁和32g氧气反应,一定生成54g氧化镁
10.(2024九年级下·淮安专题练习)某研究所利用太阳能聚光器获得的高能量进行热化学循环反应制取H2,其流程如图所示,下列有关说法不正确的是
A.反应Ⅱ中、H元素的化合价发生了改变
B.反应I的基本反应类型为分解反应
C.该循环过程中理论上每生成,需补充
D.反应I中每生成,同时会生成的氧气
11.(2024九年级下·扬州专题练习)甲和乙点燃反应生成丙和丁,反应前后分子变化的微观示意图如下,下列说法正确的是
A.参加反应的甲、乙分子数之比为1:1 B.反应中各元素化合价一定不变
C.生成物丙和丁的质量比为28:18 D.反应中原子个数一定不变
12.一定条件下,四种物质在密闭容器内充分反应,测得反应前后各物质的质量如下,下列说法正确的是
物质
甲
乙
丙
丁
反应前的质量
20
30
15
20
反应后的质量
0
X
10
Y
A.
B.若,丁物质一定是催化剂
C.甲物质不可能是单质
D.甲和丙的相对分子质量之比一定是
13.(2024·苏州一模)我国化学家侯德榜发明了侯氏制碱法,为纯碱工业的发展做出了杰出贡献。生产过程涉及的主要化学反应如下①,②③,实验室称取含有氯化钠的纯碱样品12.5g,加入一定溶质质量分数的稀盐酸95g,恰好完全反应,得到氯化钠溶液103.1g。下列分析不正确的是
A.纯碱样品中碳酸钠的质量分数为84.8%
B.所得氯化钠溶液中溶质的质量分数为13.6%
C.反应②属于复分解反应,由该反应可知反应温度下NaHCO3的溶解度小于NH4HCO3
D.根据反应③,若Na2CO3粉末中混有少量的NaHCO3,可用加热的方法除去
14.和的混合气体11克,点燃充分反应后,恢复到室温气体的质量减少了9克,则原混合气体中的氢气的质量可能是
A.2克 B.2.5克 C.3克 D.4克
15.(2024·无锡一模)某同学为测定黄铜(铜和锌的合金)样品组成。取200.0g样品分四次取样与稀硫酸反应,实验数据记录见表。下列表述错误的是
实验序号
①
②
③
④
取样品质量/g
50.0
50.0
50.0
m1
取稀硫酸质量/g
40.0
80.0
m2
160.0
产生气体质量/g
m3
0.8
1.0
m4
A.m1=50.0g B.m2≥100.0g
C.m3=0.4g D.m4=1.6g
16.已知:水垢的成分为和。受热易分解成MgO和,且比更易分解。某小组为测定各成分的质量分数,取12.9g水垢样品加热,加热过程中剩余固体的质量随加热时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.线段(均不含端点)上任意一点均含有三种物质
B.b、c、d、e点上均含有氧化物
C.线段上剩余固体中钙元素的质量分数为36%
D.向c点固体中加入足量稀盐酸,充分反应生成
二、填空题(本题4小题,每空1分,共18分)
17.(24-25九年级上·连云港期中)高锰酸钾具有强氧化性,广泛应用于化工、医药、金属冶炼等领域。工业上以高纯度的二氧化锰为原料制备高锰酸钾的主要流程如图所示:
(1)将氢氧化钾和二氧化锰研磨成粉再混合均匀的目的是: 。
(2)已知氢氧化钾、二氧化锰和氧气在高温条件下反应生成锰酸钾和一种常见液态氧化物,据此写出该反应的化学方程式 。
(3)该工艺流程中共出现 种氧化物,可循环使用的是: 。
(4)干燥时温度不宜过高的原因是 (用化学方程式表示)。
(5)经上述流程,理论上净消耗(投入减去产出)的二氧化锰中锰元素质量等于生成的高锰酸钾中锰元素质量,则该流程理论上可生成高锰酸钾 吨。
18.(24-25九年级上·淮安期中)某科学兴趣小组的同学设计了下图系列实验来探究化学反应前后的质量关系。
(1)图丙实验中,镁条剧烈燃烧,产生大量白烟,写出该反应的化学方程式 。某同学将两份m1g的镁条和足量氧气分别置于密闭装置和开放装置中充分反应,实验过程中陶土网上盛接到的固体质量(m)随加热时间(t)变化如下图所示。下列有关分析错误的是 (填字母)。
A.0<t<t1时,有氧化镁生成
B.m1与m2质量之差等于反应被消耗的氧气质量
C.m3<m1是因为散逸的白烟中含氧化镁小颗粒
D.m1与m3质量之差等于散逸走的氧化镁的质量
(2)用图丁所示装置改进实验丙,发现镁条燃烧除生成白色固体外,还有少量的淡黄色固体生成。这种淡黄色固体是什么呢?同学们在老师的指导下进行有关实验探究。
资料:镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁固体;氮化镁可与水剧烈反应产生氮气和另一种化合物,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。氨气极易溶于水,溶于水后形成氨水;当温度升高时,氨气又会从水中选出。
为了确定氮化镁的化学式,将1.44g镁在N2中充分燃烧,得到淡黄色固体2.00g。氮化镁的化学式为 。
(3)小组同学通过交流反思得到启示:验证质量守恒定律时,有气体参与或生成的反应需要在 装置中进行。
19.(24-25九年级上·淮安期中)氧气是一种重要的气体,人们一直寻找通过各种方法获得所需的氧气。
(1)实验室制氧:
①可用图2中两个装置制取氧气,其中仪器a的名称是 。
②若选择合适药品,利用装置A制备氧气,写出相应的化学方程式 。
(2)空间站制氧:基于图4所示原理,研制的氧气循环再生组件成功应用于我国天宫空间站。反应① 需要在催化剂和加热的条件下才能发生,写出该反应的化学方程式 ,氧气循环再生过程需要定期补充一定量的物质是 。
20.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
(1)【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。
(2)【实验结论】由此推断 同学猜想成立。
【实验拓展】
(3)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 。
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主题一 物质的化学变化
专题02 质量守恒定律 化学方程式
(试题分值:50分 测试时间:35分钟)
一、选择题(本题包括16小题,每小题2分,共32分。每小题只有一个正确答案)
1.下列装置可用于验证质量守恒定律的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A、铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,可用于验证质量守恒定律。
B、水和红墨水不发生化学反应,不能用于验证质量守恒定律。
C、镁和氧气点燃生成氧化镁,有气体氧气参与反应但未被称量,不能用于验证质量守恒定律。
D、过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气,有气体逸出未被称量,不能用于验证质量守恒定律。
故选A。
2.(24-25九年级上·连云港期中)尿素【CO(NH2)2】是一种使用方便、对土壤破坏作用小、含氮量最高的固态氮肥。尿素受热分解生成一种刺激性气味的气体,该气体可能是
A.氨气 B.二氧化硫 C.氮气 D.二氧化碳
【答案】A
【解析】尿素【CO(NH2)2】含有C、O、N、H这4种元素,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素种类不变,因此尿素受热分解不可能生成二氧化硫(SO2),而氮气(N2)、二氧化碳(CO2)、氨气(NH3)都有可能生成,但氮气、二氧化碳都没有刺激性气味,氨气有刺激性气味。
故选:A。
3.下列化学方程式书写正确的是
A.P+O2P2O5 B.H2O2H2↑+O2↑
C.2H2O2H2↑+O2↑ D.Mg+O2MgO2
【答案】C
【解析】A、磷和氧气点燃生成五氧化二磷,化学方程式为,故A错误;
B、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水,化学方程式为,故B错误;
C、水通电分解生成氢气和氧气,化学方程式为,故C正确;
D、镁和氧气点燃生成氧化镁,化学方程式为,故D错误;
故选:C。
4.(23-24九年级下·常州阶段练习)下列对“C+O2CO2”这一反应的理解,不正确的是
A.反映碳能在点燃条件下与氧气反应生成二氧化碳这一事实
B.每1个碳原子和1个氧分子结合形成1个二氧化碳分子
C.每12份质量的碳与32份质量的氧气反应生成44份质量的二氧化碳
D.在该反应中,碳、氧气、二氧化碳的质量比是1: 1: 1
【答案】D
【解析】A、在点燃的条件下,碳与氧气反应生成二氧化碳,该选项正确;
B、从微观上,在点燃条件下,每1个碳原子与1个氧分子反应生成1个二氧化碳分子,该选项正确;
C、在点燃条件下,每12份质量的碳和32份质量的氧气反应生成44份质量的二氧化碳,该选项正确;
D、该反应中碳、氧气、二氧化碳的质量比为12:32:44=3:8:11,该选项不正确。
故选D。
5.(24-25九年级上·常州阶段练习)植物的光合作用可表示为:.根据以上信息,下列有关说法错误的是
A.X中一定含有碳、氢元素
B.植物的光合作用是空气中的主要来源
C.该反应中太阳能转化为化学能
D.该反应属于氧化反应
【答案】D
【解析】A、根据质量守恒定律,化学反应前后,元素种类不变。该反应由CO2、H2O反应生成X、O2,反应物CO2、H2O中含有碳、氢、氧这3种元素,生成物O2中只含有氧元素,说明生成物X中一定含有碳、氢元素,A选项正确;
B、植物的光合作用产生O2,是空气中O2的主要来源,B选项正确;
C、光合作用在光照下进行,将太阳能转化为有机物中蕴含的化学能,C选项正确;
D、氧化反应是有氧气参与(作为反应物)的反应,该反应的反应物是CO2、H2O,不含氧气,不属于氧化反应,D选项错误。
故选:D。
6.(24-25九年级上·宿迁期中)我国科学家利用光催化技术实现了绿色制取过氧化氢,反应的微观示意图如下所示。
下列说法正确的是
A.化学反应前后氧原子个数变少了
B.和都是化学变化中的最小粒子
C.反应前后催化剂的质量和性质都不变
D.中氧元素化合价为-2价
【答案】B
【解析】A、根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和个数不变,因此化学反应前后氧原子个数不变,A选项错误;
B、原子是化学变化中的最小粒子,和是该反应涉及的两种原子,它们都是化学变化中的最小粒子,B选项正确;
C、反应前后催化剂的质量和化学性质都不变,而物理性质有可能改变,C选项错误;
D、化合物中元素正负化合价之和为零,H2O2中氢元素显+1价,设氧元素的化合价为x,则,解得x=-1,D选项错误。
故选:B。
7.(24-25九年级上·苏州阶段练习)1783年,拉瓦锡研究水的组成,装置示意图如下,将水加热成蒸气通过灼热的铁管,一段时间后,在出口处收集到一种可燃性气体。实验后称量发现水的质量减少,铁管质量增加,拉瓦锡研究并判断铁转化为氧化物,下列说法不正确的是
A.铁在该实验中是催化剂
B.实验中收集到的可燃性气体可能是氢气
C.该实验证明水是由氢、氧元素组成的
D.该实验推翻了“水是单一元素物质”的观点
【答案】A
【解析】A、催化剂只改变化学反应速率,反应前后本身的质量和化学性质不变,实验中铁管质量增加,铁不是该反应的催化剂,故选项说法不正确;
B、由题干的信息可知,反应物是水蒸气和铁,生成物为铁的氧化物和可燃性气体,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,生成气体可能是氢气,氢气有可燃性,故选项说法正确;
C、该实验生成氢气,氢气由氢元素组成,铁转化为氧化物,增加了氧元素,根据质量守恒定律可知,反应前后元素种类不变,说明水是由氢元素和氧元素组成,故选项说法正确;
D、根据质量守恒可知,水蒸气与铁反应后生成一种可燃性气体,同时铁变为了氧化物,可知水不是由一种元素组成,故选项说法正确。
故选A。
8.(23-24九年级下·镇江期中)某同学利用如图装置测定氧化铜样品中氧化铜的质量分数。以下说法不正确的是
A.锥形瓶内反应一段时间后,再点燃酒精灯
B.装置B中固体逐渐变红,说明H2有还原性
C.装置C中固体变蓝,证明B中有水生成
D.装置B减少的质量小于装置C增加的质量
【答案】C
【解析】A、氢氧还原氧化铜时,为防止发生爆炸,在加热前先通入氢气,排尽装置中的空气,锥形瓶内的锌与稀硫酸反应生成氢气,锥形瓶内反应一段时间后,再点燃酒精灯进行加热,故选项说法正确;
B、装置B中固体逐渐变红,说明氧化铜失去了氧,氢气得到了氧,说明H2有还原性,故选项说法正确;
C、从A装置导出的气体中含有水蒸气,装置C中固体变蓝,其中部分水来自A装置,无法证明B中有水生成,故选项说法错误;
D、从A装置导出的气体中含有水蒸气,装置C增加的质量中有从A装置导出的水蒸气、装置B减少的质量(即氧化铜中氧元素的质量),则装置B减少的质量小于装置C增加的质量,故选项说法正确。
故选C。
9.(24-25九年级上·南京期中)构建化学基本观念是学好化学的基础,下列对化学基本观念的认识错误的是
A.元素观:水是由氢元素和氧元素组成的
B.微粒观:保持氧气化学性质的最小微粒是氧气分子
C.变化观:氢气在空气中燃烧生成水
D.守恒观:24g镁和32g氧气反应,一定生成54g氧化镁
【答案】D
【解析】A、水是由氢元素和氧元素组成的,A选项正确;
B、由分子构成的物质,分子是保持其化学性质的最小微粒。氧气是由氧分子构成的,保持氧气化学性质的最小微粒是氧分子,B选项正确;
C、氢气在空气中燃烧是氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水,C选项正确;
D、镁和氧气的反应方程式是:,根据化学方程式,每24g镁与16g氧气完全反应,生成40g氧化镁。24g镁和32g氧气反应,氧气有剩余,只能生成40g氧化镁,D选项错误。
故选:D。
10.(2024九年级下·淮安专题练习)某研究所利用太阳能聚光器获得的高能量进行热化学循环反应制取H2,其流程如图所示,下列有关说法不正确的是
A.反应Ⅱ中、H元素的化合价发生了改变
B.反应I的基本反应类型为分解反应
C.该循环过程中理论上每生成,需补充
D.反应I中每生成,同时会生成的氧气
【答案】C
【解析】A、反应Ⅱ是锌和水在1127℃的条件下生成氧化锌和氢气,Zn、H元素的化合价发生了改变,故说法正确;
B、反应Ⅰ是氧化锌在2027℃的条件下生成锌和氧气,此反应符合一变多的特点,属于分解反应,故说法正确;
C、由图可知,在反应Ⅰ中锌是生成物,在反应Ⅱ中锌为反应物,锌可以循环利用,无需补充,故说法错误;
D、设反应Ⅰ中每生成13gZn,同时会生成氧气的质量为x,
x=3.2g,
所以每生成13gZn,同时会生成3.2g的氧气,故说法正确。
故选C。
11.(2024九年级下·扬州专题练习)甲和乙点燃反应生成丙和丁,反应前后分子变化的微观示意图如下,下列说法正确的是
A.参加反应的甲、乙分子数之比为1:1 B.反应中各元素化合价一定不变
C.生成物丙和丁的质量比为28:18 D.反应中原子个数一定不变
【答案】D
【分析】由微观示意图可知,氨气与氧气在点燃的条件下反应生成氮气和水,反应的化学方程式为。
【解析】A、根据化学方程式可知,参加反应的甲、乙分子数之比为4:3,故A错误;
B、氨气中氮元素化合价为-3价、氢元素化合价为+1价,氧气中氧元素化合价为0价,氮气中氮元素的化合价为0价,水中氢元素化合价为+1价、氧元素化合价为-2价,则反应前后,氧、氮元素化合价发生了变化,故B错误;
C、根据化学方程式可知,生成物丙和丁的质量比为,故C错误;
D、根据质量守恒定律,化学反应前后原子的个数不变,故D正确。
故选D。
12.一定条件下,四种物质在密闭容器内充分反应,测得反应前后各物质的质量如下,下列说法正确的是
物质
甲
乙
丙
丁
反应前的质量
20
30
15
20
反应后的质量
0
X
10
Y
A.
B.若,丁物质一定是催化剂
C.甲物质不可能是单质
D.甲和丙的相对分子质量之比一定是
【答案】A
【解析】A、根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,由表中数据可知,X+Y=20+30+15+20-0-10=75,正确;
B、若Y=20,则丁物质在反应前后质量不变,丁物质可能是该反应的催化剂,也可能是不参与反应的杂质,错误;
C、由表中数据可知,反应后甲的质量减少了20g,反应后丙的质量减少了5g,则甲和丙都是反应物,该反应不可能是分解反应,所以反应物甲可能是单质也可能是化合物,错误;
D、甲和丙的质量变化之比为(20-0)g:(15-10)g=4:1,由于不知道化学计量数,无法判断甲和丙的相对分子质量之比,错误。
故选A。
13.(2024·苏州一模)我国化学家侯德榜发明了侯氏制碱法,为纯碱工业的发展做出了杰出贡献。生产过程涉及的主要化学反应如下①,②③,实验室称取含有氯化钠的纯碱样品12.5g,加入一定溶质质量分数的稀盐酸95g,恰好完全反应,得到氯化钠溶液103.1g。下列分析不正确的是
A.纯碱样品中碳酸钠的质量分数为84.8%
B.所得氯化钠溶液中溶质的质量分数为13.6%
C.反应②属于复分解反应,由该反应可知反应温度下NaHCO3的溶解度小于NH4HCO3
D.根据反应③,若Na2CO3粉末中混有少量的NaHCO3,可用加热的方法除去
【答案】B
【解析】A、根据质量守恒定律可知,生成二氧化碳的质量为12.5g+95g-103.1g=4.4g,设碳酸钠的质量为x
x=10.6g
纯碱样品中碳酸钠的质量分数为,正确;
B、设生成氯化钠的质量为y
y=11.7g
则反应后溶液中氯化钠的质量=12.5g-10.6g+11.7g=13.6g,所得氯化钠溶液中溶质的质量分数为,而不是13.6%,错误;
C、反应②是由两种化合物相互交换成分生成两种化合物的反应,属于复分解反应,由化学方程式可知,NaHCO3从溶液中析出,则NaHCO3的溶解度小于NH4HCO3,正确;
D、根据反应③可知,NaHCO3受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,若Na2CO3粉末中混有少量的NaHCO3,可用加热的方法除去,正确;
故选B。
14.和的混合气体11克,点燃充分反应后,恢复到室温气体的质量减少了9克,则原混合气体中的氢气的质量可能是
A.2克 B.2.5克 C.3克 D.4克
【答案】C
【解析】充分燃烧,恢复到室温,气体质量减少了9g,由质量守恒定律可知生成水的质量9g,有2g气体剩余。
设参加反应反应的氢气和氧气的质量分别为x、y;
剩余气体2g,若为氢气,则原混合气体中氢气的质量可能为2g+1g=3g,氧气为8g;若为氧气,则原混合气体中氧气的质量可能为2g+8g=10g,氢气为1g;由以上计算分析可知,C正确。
故选:C。
15.(2024·无锡一模)某同学为测定黄铜(铜和锌的合金)样品组成。取200.0g样品分四次取样与稀硫酸反应,实验数据记录见表。下列表述错误的是
实验序号
①
②
③
④
取样品质量/g
50.0
50.0
50.0
m1
取稀硫酸质量/g
40.0
80.0
m2
160.0
产生气体质量/g
m3
0.8
1.0
m4
A.m1=50.0g B.m2≥100.0g
C.m3=0.4g D.m4=1.6g
【答案】D
【解析】A、由表中信息可知,应该是每次取样品质量50.0g,m1=50.0g,故选项正确。
B、由表中信息可知,应该是每次取硫酸质量40.0g,m2=120.0g,故选项正确。
C、由①②可知,50.0g样品完全反应生成0.4g氢气,m3=0.4g,故选项正确。
D、由①②③可知,第③次加入稀硫酸后,锌完全反应,m4=1.0g,故选项不正确。
故选D。
16.已知:水垢的成分为和。受热易分解成MgO和,且比更易分解。某小组为测定各成分的质量分数,取12.9g水垢样品加热,加热过程中剩余固体的质量随加热时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.线段(均不含端点)上任意一点均含有三种物质
B.b、c、d、e点上均含有氧化物
C.线段上剩余固体中钙元素的质量分数为36%
D.向c点固体中加入足量稀盐酸,充分反应生成
【答案】C
【分析】由图可知,a-b段样品质量降低的原因是分解,此过程中生成的质量为12.9g-12.0g=0.9g,
设的质量为m,
则样品中的质量为:12.9g-2.9g=10g。
【解析】A、已知比更易分解,所以a-b段(不包括端点)为分解,此阶段没有完全分解,样品成分为,c-d段(不包括端点)为分解,此阶段没有完全分解,样品成分为,选项A说法正确;
B、b点刚好完全分解,此时样品成分含有,c点刚开始分解,此时样品成分含有,d点刚好完全分解,此时样品成分含有,e点完全反应,此时样品成分含有。由此分析可知,b、c、d、e点上均含有氧化物,选项B说法正确;
C、由分析可知,水垢样品中含有和,线段b-c上剩余固体成分含有生成的和未反应的,则Ca元素在b-c段的质量为,由图可知,线段b-c上剩余固体的质量为12g,则Ca元素在b-c段的质量分数为,选项C说法错误;
D、由质量守恒定律可知,若向c点的剩余固体中加入足量稀盐酸,充分反应得到的质量相同,即,选项D说法正确。
故选C。
二、填空题(本题4小题,每空1分,共18分)
17.(24-25九年级上·连云港期中)高锰酸钾具有强氧化性,广泛应用于化工、医药、金属冶炼等领域。工业上以高纯度的二氧化锰为原料制备高锰酸钾的主要流程如图所示:
(1)将氢氧化钾和二氧化锰研磨成粉再混合均匀的目的是: 。
(2)已知氢氧化钾、二氧化锰和氧气在高温条件下反应生成锰酸钾和一种常见液态氧化物,据此写出该反应的化学方程式 。
(3)该工艺流程中共出现 种氧化物,可循环使用的是: 。
(4)干燥时温度不宜过高的原因是 (用化学方程式表示)。
(5)经上述流程,理论上净消耗(投入减去产出)的二氧化锰中锰元素质量等于生成的高锰酸钾中锰元素质量,则该流程理论上可生成高锰酸钾 吨。
【答案】(1)增大反应物之间的接触面积,加快反应速率,使反应更充分
(2)4KOH+2MnO2+O22K2MnO4+2H2O
(3)3/三 二氧化锰/MnO2
(4)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
(5)316
【解析】(1)将氢氧化钾和二氧化锰研磨成粉再混合均匀的目的是增大反应物之间的接触面积,使反应更充分,可以加快反应速率。
(2)氢氧化钾、二氧化锰和氧气在高温条件下反应生成锰酸钾和一种常见液态氧化物,即水,该反应的化学方程式为4KOH+2MnO2+O22K2MnO4+2H2O。
(3)氧化物是指由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物,由流程图可知,该工艺流程中共出现二氧化锰、二氧化碳和水三种氧化物,由流程图可知,流程中前有二氧化锰参加反应,后又有二氧化锰生成,所以流程中可循环使用的是二氧化锰。
(4)高锰酸钾在加热条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,所以干燥时温度不宜过高。避免高锰酸钾分解,该反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
(5)参加反应的二氧化锰的质量=261吨-87吨=174吨,参加反应的二氧化锰中锰元素的质量=174吨××100%=110吨,根据净消耗(投入减去产出)的二氧化锰中锰元素质量等于生成的高锰酸钾中锰元素质量,生成高锰酸钾的质量=110吨÷×100%=316吨,即该流程理论上可生成高锰酸钾316吨。
18.(24-25九年级上·淮安期中)某科学兴趣小组的同学设计了下图系列实验来探究化学反应前后的质量关系。
(1)图丙实验中,镁条剧烈燃烧,产生大量白烟,写出该反应的化学方程式 。某同学将两份m1g的镁条和足量氧气分别置于密闭装置和开放装置中充分反应,实验过程中陶土网上盛接到的固体质量(m)随加热时间(t)变化如下图所示。下列有关分析错误的是 (填字母)。
A.0<t<t1时,有氧化镁生成
B.m1与m2质量之差等于反应被消耗的氧气质量
C.m3<m1是因为散逸的白烟中含氧化镁小颗粒
D.m1与m3质量之差等于散逸走的氧化镁的质量
(2)用图丁所示装置改进实验丙,发现镁条燃烧除生成白色固体外,还有少量的淡黄色固体生成。这种淡黄色固体是什么呢?同学们在老师的指导下进行有关实验探究。
资料:镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁固体;氮化镁可与水剧烈反应产生氮气和另一种化合物,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。氨气极易溶于水,溶于水后形成氨水;当温度升高时,氨气又会从水中选出。
为了确定氮化镁的化学式,将1.44g镁在N2中充分燃烧,得到淡黄色固体2.00g。氮化镁的化学式为 。
(3)小组同学通过交流反思得到启示:验证质量守恒定律时,有气体参与或生成的反应需要在 装置中进行。
【答案】(1) D
(2) Mg3N2
(3)密闭
【解析】(1)镁条(Mg)与氧气(O2)在点燃条件下,生成氧化镁,化学方程式为:,故填写:;
A.0<t<t1时,固体质量增加,镁在氧气中加热生成氧化镁,有氧化镁生成,故选项分析正确,不符合题意;
B.镁在氧气中加热生成氧化镁,m1与m2质量之差等于反应被消耗的氧气质量,故选项分析正确,不符合题意;
C.镁和氧气反应生成的氧化镁容易扩散,m3<m1是由于散逸的白烟为氧化镁固体小颗粒,故选项分析正确,不符合题意;
D.氧气参加反应,m1与m3质量之差等于散逸走的氧化镁的质量减去反应的氧气的质量,故选项分析错误,符合题意,故选D。
(2)反应的氮气质量是2.00g-1.44g=0.56g,氮化镁中镁原子和氮原子个数比是,因此,氮化镁的化学式为Mg3N2,故填写:Mg3N2。
(3)为了避免参加反应的或生成的气体逃逸,对验证质量守恒定律产生影响,验证质量守恒定律时,有气体参与或生成的反应需要在密闭装置中进行,故填写:密闭。
19.(24-25九年级上·淮安期中)氧气是一种重要的气体,人们一直寻找通过各种方法获得所需的氧气。
(1)实验室制氧:
①可用图2中两个装置制取氧气,其中仪器a的名称是 。
②若选择合适药品,利用装置A制备氧气,写出相应的化学方程式 。
(2)空间站制氧:基于图4所示原理,研制的氧气循环再生组件成功应用于我国天宫空间站。反应① 需要在催化剂和加热的条件下才能发生,写出该反应的化学方程式 ,氧气循环再生过程需要定期补充一定量的物质是 。
【答案】(1)分液漏斗
(2) 水/H2O
【解析】(1)①据图可知,仪器a是分液漏斗。故填:分液漏斗。
②A装置试管口放一团棉花,则利用装置A制备氧气的药品是高锰酸钾,高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为。故填:。
(2)据图4可知,二氧化碳与氢气在催化剂和加热的条件下反应生成甲烷和水,化学方程式为;由于二氧化碳与氢气在催化剂和加热的条件下反应生成甲烷和水,甲烷不参与循环再生,消耗了氢元素,氢元素来自水,所以氧气循环再生过程需要定期补充一定量水。
故填:;水。
20.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
(1)【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。
(2)【实验结论】由此推断 同学猜想成立。
【实验拓展】
(3)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】(1)CO、H2O
(2)乙
(3) 1.6
【解析】(1)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,如果甲烷完全燃烧生成的是二氧化碳和水,猜想甲:CO2、H2O;猜想乙:CO2、CO、H2O;则猜想丙是:CO、H2O。
(2)根据资料,无水CuSO4遇水变蓝,浓硫酸能够吸收水。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。
(3)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(H2O)中氢元素的质量为:。化学反应前后,元素种类不变,一氧化碳、二氧化碳都不含氢元素,甲烷(CH4)中氢元素的质量完全转化到水中,因此甲烷的质量为:。则甲烷中碳元素的质量为:,2.2g二氧化碳(CO2)中碳元素的质量为:;甲烷燃烧同时生成了一氧化碳(CO),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,根据质量守恒定律,化学反应前后,物质总质量不变,则参加反应的氧气质量为:。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:。
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