精品解析:四川省南充市高坪中学2023-2024学年九年级上学期第三次月考化学试题
2025-05-14
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内容正文:
高坪中学2023年秋季初2021级(初三)第三次质量监测
化 学 试 卷
可能用到的相对原子质量 C-12 H-1 N-14 O-16 Cl-35.5 K-39
一、单选题(每小题3分,共36分)
1. 《天工开物》是我国古代科技发展的智慧结晶,书中记载的下列造物过程涉及化学变化的是
A. 机杼织布 B. 海水晒盐 C. 五谷酿酒 D. 粉碎矿石
2. 下列物质的化学式书写正确的是
A. 氩气:Ar B. 氯化镁:MgCl C. 氧化铝:Cl2O3 D. 氢氧化钠:Na(OH)2
3. 下列碳单质的用途中,利用碳的化学性质的是( )
①做电极②做滤毒剂③制作固体润滑剂④做燃料⑤制作装饰品⑥冶炼金属⑦制作染料
A. ①②③④ B. ⑤⑥⑦ C. ①③⑤⑦ D. ④⑥
4. 下列物质组合中,前者属于化合物、后者属于混合物的是
A. 氧气、空气 B. 四氧化三铁、冰水混合物
C. 红磷、五氧化二磷 D. 蒸馏水、矿泉水
5. “三效催化转换器”可将汽车尾气中的有毒气体转化为无污染的气体,其中一个反应的微观示意图如图所示。从示意图获得的下列信息正确的是
A. 四种物质中只有甲和乙两种属于氧化物 B. 化学反应前后分子种类没有发生变化
C. 甲和丙中含有同种元素的化合价不相等 D. 丙表示NO2
6. 下列物质或方式中的“碳”,主要不是针对碳单质的是
A. 碳素墨水 B. 打印碳粉 C. 低碳生活 D. 石墨碳棒
7. 下列说法正确的是
A. 化学变化中,分子的种类和个数不变
B. 分子、原子都是不带电的粒子,所以不带电的粒子一定是分子或原子
C. 所有原子都是由原子核和核外电子构成的
D. 金刚石和石墨都是碳的单质,所以石墨转化为金刚石是物理变化
8. 一定条件下,甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中充分反应,测得反应前后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
反应前质量/g
120
90
6
5
反应后质量/g
86
108
22
a
A. 表中“a”的值为10
B. 丁一定是该反应的催化剂
C. 该反应为化合反应
D. 反应中乙、丙变化的质量比为9:8
9. 绿茶是安徽的特产,种类很多,有黄山毛峰、六安瓜片、太平猴魁等,绿茶是将新鲜的茶叶炒熬,破坏其中酵素再经搓揉、烘焙而成。茶叶的化学成分主要是茶碱(C8H10N4O2),还有鞣酸及芳香油等,下列说法正确的是
A. 茶碱中含有24个原子
B. 茶碱充分燃烧的产物不只有二氧化碳和水
C. 茶碱中氢元素和氧元素质量比为5:1
D. 茶碱中氢元素的质量分数最大
10. 下列有关金刚石、石墨、C60的比较归纳中,正确的是
A. 都可以和氧气反应生成二氧化碳
B. 它们的碳原子排列方式相同
C. 都是由碳元素组成同一种物质
D. 它们的物理性质相同
11. 煤气中加入有特殊臭味的乙硫醇,可提醒煤气是否泄漏。乙硫醇(用X表示) 燃烧时发生的反应为。则X是
A. B. C. D.
12. 在实验室用高锰酸钾制取氧气的过程中,下列图象能正确表示对应变化关系的是
A. B.
C. D.
二、填空题(共24分)
13. 用化学用语填空。
(1)相对分子质量最小的氧化物:______。
(2)氯离子的微粒结构示意图:________。
14. 下面是几种粒子的结构示意图。
(1)A~E共有______种元素,D元素的原子容易______(填“得到”或“失去”)电子。
(2)表示原子的粒子有______(填序号);
(3)表示阴离子的有______(填序号);
(4)C和E形成的物质化学式是______(填符号)。
15. 化学源于生活,生活中蕴含着许多化学知识。
(1)碳是人类利用最早的元素之一、
①新装修的房子内除去甲醛常常使用活性炭,原因是活性炭具有_____性;
②“低碳生活”指是在日常生活中尽可能直接或间接减少化石能源消耗,从而降低_____排放量。
(2)水与我们的生活密切相关。生活中可以通过_____的方式来降低水的硬度。
(3)生活中的燃料。
①“加碘食盐”、“强化铁酱油”中的“碘”、“铁”指的是_____(选填“单质”或“元素”);
②家庭使用的液化石油气可以压缩在钢罐中贮存。液化石油气具有可压缩性的微观原因是_____;
③在汽车内燃机中,汽油汽化后与空气混合,进入气缸,引擎用电火花点燃,燃烧使气缸内温度升高,气体体积急剧膨胀,产生压力推动活塞,形成动力,燃烧时辛烷(C8H18)代表汽油的成分,写出辛烷完全燃烧时的化学方程式_____。
三、科普阅读题(10分)
16. 阅读下面科普短文并回答问题。
广袤无际的自然界是一个碳的世界。碳在自然界中的循环变化,对于生态环境有极为重要的意义。随着工业生产的高速发展和人们生活水平的提高,排入大气中的CO2越来越多,导致温室效应增强。减少CO2排放,实现碳中和,已成为全球共识。碳替代,碳减排,碳封存、碳循环是实现碳中和的4种主要途径。科学家预测。到2050年,4种途径对全球碳中和的贡献率如图1。
CO2的吸收是碳封存的首要环节,常选用NaOH、氨水、一乙醇胺等作吸收剂,在研究膜吸收法吸收CO2时,研究人员通过实验比较了一乙醇胺、二乙醇胺、氨基乙酸钾3种吸收剂对烟气中CO2的脱除效果,其结果如图2。
依据文章内容回答下列问题:
(1)自然界碳循环中,化石燃料燃烧______(填“吸收”或“释放”)CO2。
(2)由图1可知,到2050年,对全球碳中和贡献率最大的途径是_______。
(3)用氢氧化钠溶液可吸收CO2生产碳酸钠和水,其发生反应的化学方程式为_______。
(4)下列说法正确的是______(填字母)。
A. 大力推广使用乙醇汽油有利于减少碳排放
B. 节约用电,绿色出行,有助于实现碳中和
C. 由图2可知,随烟气流速增大,CO2脱除效果均减弱
(5)对比图2中三条曲线,得出的结论是:在实验研究的烟气流速范围内,当烟气流速相同时,_______。
三、科学实验探究题(共20分)
17. 实验室制取气体所需的装置如图所示,请回答以下问题:
(1)写出仪器①的名称_______。
(2)实验室用过氧化氢制取并收集一瓶纯净的氧气时,所选用的装置为_______(填字母序号),反应的化学方程式为_______。
(3)指出以上实验装置的一处错误_______。
(4)若选用BF制取二氧化碳气体,其反应方程式为_______,气体应该从_______端通入。
18. “神舟十六号”载人飞船于2023年5月30日成功发射,按计划航天员乘组会在太空驻留约5个月,航天员的中长期太空生活和工作,如何确保氧气供应和二氧化碳清除呢?同学们带着疑问开启了项目化学习之旅。
任务一:了解空间站内如何获得氧气
【查阅资料】国际空间站的氧气发生器是通过水的电解来制造氧气,是主要的制氧方式。水通过货运飞船输送到空间站,此外航天员所呼出的水蒸气,也会通过冷凝器从舱内空气中加以回收,还可以通过ECLSS(环控生保系统)装置,从航天员的尿液中回收水,
【分析交流】
(1)同学们分析资料后,就以下两个问题进行了交流:
①从尿液中回收水需要对尿液进行净化处理,净化的方法为沉降、_______、吸附、消毒、蒸馏等;
②电解水所需要的电能可由_______能提供。
【深入学习】
(2)同学们通过进一步学习,还了解到SFOG(固体燃料氧气发生器)制氧法。该方法是采用特殊的技术手段加热氯酸钠,使其分解为氯化钠和氧气(提示:氯酸钠与氯酸钾含有相同的氯酸根)。其产生氧气的化学反应方程式为_______。
任务二:探究空间站内如何清除二氧化碳
通过咨询有关专家,同学们梳理了空间站内吸收二氧化碳几种方法。
方法
原理
方法一
方法二
方法三
分子筛吸收二氧化碳
方法四
吸收分子筛系统清除的二氧化碳,与水电解系统所产生的氢气结合,生成液态水和甲烷气体,甲烷被排放到外太空
【交流讨论】
(3)与方法一相比,方法二的优点是________。
(4)空间站上的大气控制装置按照地球大气的组成比例,动态调整舱内气体组分,还需要补充________(填物质的化学式)。
任务二:展望未来
(5)空间站内还有一个被称为面向未来更长期的太空驻留任务,科学家们寄希望于第三代环控生保系统——受控生态生保系统,能自然地产生氧气和消除二氧化碳,同时还可以为航天员提供食物、实现该目标的措施是________。
四、计算题(10分)
19. 丙烯酸乙酯(C5H8O2)存于菠萝等水果中,计算:
(1)丙烯酸乙酯中碳元素和氢元素的质量比为:_______(最简整数比)。
(2)50g丙烯酸乙酯中碳元素的质量为_______。
20. 某同学在实验室里用氯酸钾制取氧气,试管中固体的质量随时间变化的数据见下左表。实验结束后,将剩余固体用适量水充分溶解后,过滤,回收二氧化锰。
加热时间/min
0
t1
t2
t3
固体质量/g
28.0
23.2
18.4
18.4
(1)共制得氧气质量为____g。
(2)求原混合物中氯酸钾的质量?(写出计算过程)
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高坪中学2023年秋季初2021级(初三)第三次质量监测
化 学 试 卷
可能用到的相对原子质量 C-12 H-1 N-14 O-16 Cl-35.5 K-39
一、单选题(每小题3分,共36分)
1. 《天工开物》是我国古代科技发展的智慧结晶,书中记载的下列造物过程涉及化学变化的是
A. 机杼织布 B. 海水晒盐 C. 五谷酿酒 D. 粉碎矿石
【答案】C
【解析】
【详解】A、织布过程中,没有新物质生成,属于物理变化,该选项不符合题意;
B、海水晒盐过程中,没有新物质生成,属于物理变化,该选项不符合题意;
C、酿酒过程中,有新物质生成,属于化学变化,该选项符合题意;
D、粉碎矿石过程中,没有新物质生成,属于物理变化,该选项不符合题意。
故选C。
2. 下列物质的化学式书写正确的是
A. 氩气:Ar B. 氯化镁:MgCl C. 氧化铝:Cl2O3 D. 氢氧化钠:Na(OH)2
【答案】A
【解析】
【详解】A、氩气属于稀有气体,是由氩原子直接构成的,化学式直接用元素符号表示为Ar,故正确;
B、氯化镁中镁元素显+1价,氯元素显-1价,其化学式为MgCl2,故错误;
C、氧化铝中铝元素显+3价,氧元素显-2价,其化学式为Al2O3,故错误;
D、氢氧化钠中钠元素显+1价,氢氧根显-1价,其化学式为NaOH,故错误;
故选A。
3. 下列碳单质的用途中,利用碳的化学性质的是( )
①做电极②做滤毒剂③制作固体润滑剂④做燃料⑤制作装饰品⑥冶炼金属⑦制作染料
A. ①②③④ B. ⑤⑥⑦ C. ①③⑤⑦ D. ④⑥
【答案】D
【解析】
【分析】化学性质是通过化学变化表现出的性质,物理性质是不通过化学变化就表现出的性质。
【详解】①做电极利用了石墨的导电性,属于物理性质,故不正确;
②做滤毒剂利用了活性炭的吸附作用,属于物理性质,故不正确;
③制作固体润滑剂利用了石墨具有滑腻感,属于物理性质,故不正确;
④做燃料利用了碳的可燃性,属于化学性质,故正确;
⑤制作装饰品是金刚石被精心琢磨后,可以从多个角度反射光线而显得十分璀璨夺目,属于物理性质,故不正确;
⑥冶炼金属是利用碳单质的还原性,属于化学性质,故正确;
⑦制作染料利用碳的颜色是黑色,可做黑色染料,属于物理性质,故不正确。
故选D
【点睛】物理性质:颜色、状态、气味、密度、熔点、沸点等,物质的化学性质:稳定性、氧化性、还原性、毒性、可燃性等。
4. 下列物质组合中,前者属于化合物、后者属于混合物的是
A. 氧气、空气 B. 四氧化三铁、冰水混合物
C. 红磷、五氧化二磷 D. 蒸馏水、矿泉水
【答案】D
【解析】
【详解】A、氧气是由氧元素组成的纯净物,属于单质;空气中含有氮气、氧气等多种物质,属于混合物,故错误;
B、四氧化三铁是由不同种元素组成的纯净物,属于化合物;冰是固态的水,冰水混合物是由水一种物质组成的,属于纯净物,故错误;
C、红磷是由磷元素组成的纯净物,属于单质;五氧化二磷是由一种物质组成的,属于纯净物,故错误;
D、蒸馏水是由不同种元素组成的纯净物,属于化合物,矿泉水中含有水和溶于水的矿物质,属于混合物,故正确;
故选:D。
5. “三效催化转换器”可将汽车尾气中的有毒气体转化为无污染的气体,其中一个反应的微观示意图如图所示。从示意图获得的下列信息正确的是
A. 四种物质中只有甲和乙两种属于氧化物 B. 化学反应前后分子种类没有发生变化
C. 甲和丙中含有同种元素的化合价不相等 D. 丙表示NO2
【答案】C
【解析】
【详解】A、由分子模型图可知,甲、乙、丙、丁分别是氨气、氧气、一氧化氮和水,氧化物是由氧元素和另一种元素组成的化合物,由物质的组成可知,四种物质中只有丙、丁属于氧化物,甲和乙不属于氧化物,故A不正确;
B、由微粒的变化可知,化学反应前后分子种类发生了变化,故B不正确;
C、由分子模型型图可知,甲和丙分别是氨气和一氧化氮,含有同种元素是氮,化合价分别是-3价、+2价,化合价不相等,故C正确;
D、由分子模型型图可知,丙表示一氧化氮(NO),故D不正确。
故选:C。
6. 下列物质或方式中的“碳”,主要不是针对碳单质的是
A. 碳素墨水 B. 打印碳粉 C. 低碳生活 D. 石墨碳棒
【答案】C
【解析】
【详解】碳素墨水、打印碳粉是由炭黑制成的,炭黑、石墨均为碳元素组成的单质,“低碳生活”中的“碳”是指二氧化碳。
故选C。
7. 下列说法正确的是
A. 化学变化中,分子的种类和个数不变
B. 分子、原子都是不带电的粒子,所以不带电的粒子一定是分子或原子
C. 所有原子都是由原子核和核外电子构成的
D. 金刚石和石墨都是碳的单质,所以石墨转化为金刚石是物理变化
【答案】C
【解析】
【详解】A、化学变化是分子破裂成原子,原子重新组合成新分子的过程。因此,分子的种类一定会改变,分子个数可能改变,选项错误;
B、分子、原子都是不带电的粒子,但不是所有不带电的粒子就是分子或原子,如中子也不带电,选项错误;
C、所有原子都是由原子核和核外电子构成的,选项正确;
D、金刚石和石墨是两种不同的碳单质,所以石墨转化为金刚石是化学变化,选项错误;
故选C。
8. 一定条件下,甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中充分反应,测得反应前后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
反应前质量/g
120
90
6
5
反应后质量/g
86
108
22
a
A. 表中“a”值为10
B. 丁一定是该反应的催化剂
C. 该反应为化合反应
D. 反应中乙、丙变化的质量比为9:8
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.反应前后物质总质量不变,所以120+90+6+5=86+108+22+a,a=5,错误。
B.丁反应前后质量不变,可能是催化剂,也可能不参加反应,错误。
C.甲反应后质量减少,是反应物,乙、丙反应后质量增加是生成物,所以是该反应符合一变多的特点,是分解反应。错误。
D.反应中乙、丙变化的质量比为(108-90):(22-6)=9:8,正确。
故选D。
9. 绿茶是安徽的特产,种类很多,有黄山毛峰、六安瓜片、太平猴魁等,绿茶是将新鲜的茶叶炒熬,破坏其中酵素再经搓揉、烘焙而成。茶叶的化学成分主要是茶碱(C8H10N4O2),还有鞣酸及芳香油等,下列说法正确的是
A. 茶碱中含有24个原子
B. 茶碱充分燃烧的产物不只有二氧化碳和水
C. 茶碱中氢元素和氧元素质量比为5:1
D. 茶碱中氢元素的质量分数最大
【答案】B
【解析】
【详解】A、茶碱是由茶碱分子构成的,一个茶碱分子中含有8+10+4+2=24个原子,故错误;
B、茶碱中含有碳元素、氢元素、氮元素和氧元素,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,其充分燃烧的产物不只有二氧化碳和水,还可能有含氮元素的物质,故正确;
C、茶碱中氢元素和氧元素质量比为(1×10):(16×2)=5:16≠5:1,故错误;
D、茶碱中,碳元素、氢元素、氮元素、氧元素的质量比为(12×8):(1×10):(14×4):(16×2)=48:5:28:16,所以氢元素的质量分数最小,碳元素的质量分数最大,故错误;
故选B。
10. 下列有关金刚石、石墨、C60的比较归纳中,正确的是
A. 都可以和氧气反应生成二氧化碳
B. 它们的碳原子排列方式相同
C. 都是由碳元素组成的同一种物质
D. 它们的物理性质相同
【答案】A
【解析】
【详解】A、金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质,化学性质相似,均与氧气反应生成二氧化碳,说法正确;
B、金刚石、石墨和C60结构中碳原子的排列方式不同,说法错误;
C、金刚石、石墨和C60是同种元素组成的三种不同的物质,说法错误;
D、由于金刚石、石墨和C60结构中碳原子的排列方式不同,它们的物理性质差别很大,说法错误;
故选A。
11. 煤气中加入有特殊臭味的乙硫醇,可提醒煤气是否泄漏。乙硫醇(用X表示) 燃烧时发生的反应为。则X是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和个数不变。反应后C、O、S、H的个数分别是4、18、2、12,反应前除X外C、O、S、H的个数分别是0、18、0、0,则2X包含4个C、2个S、12个H,X包含2个C、1个S、6个H,X的化学式为C2H6S。
故选:C。
12. 在实验室用高锰酸钾制取氧气的过程中,下列图象能正确表示对应变化关系的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。
【详解】A、随着反应的进行,氧气的质量逐渐增加,当高锰酸钾反应完,则保持不变而不会减小,故错误;
B、化学反应前后元素的质量不变,钾元素存在于固体中,其质量不变,但剩余固体的质量逐渐减小直到反应完不变,因此锰元素的质量分数逐渐增大至不变,故错误;
C、化学反应前后元素的质量不变,锰元素存在于固体中,其质量不变,但剩余固体的质量逐渐减小直到反应完不变,因此锰元素的质量分数逐渐增大至不变,故正确;
D、剩余固体的质量逐渐减小,当高锰酸钾分解完毕,则不再减小,剩余固体质量不会是0,故错误;
故选C。
二、填空题(共24分)
13. 用化学用语填空。
(1)相对分子质量最小的氧化物:______。
(2)氯离子的微粒结构示意图:________。
【答案】(1)H2O (2)
【解析】
【小问1详解】
相对分子质量最小的氧化物应为氢元素与氧元素形成的化合物为水,化学式为:H2O;
【小问2详解】
氯原子的质子数为17,核外电子分3层,由内至外分别为2、8、7,在化学变化中得到一个电子形成带一个单位负电荷的氯离子,故氯离子质子数为17,电子数由内至外分别为2、8、8,氯离子的微粒结构示意图为:。
14. 下面是几种粒子的结构示意图。
(1)A~E共有______种元素,D元素的原子容易______(填“得到”或“失去”)电子。
(2)表示原子的粒子有______(填序号);
(3)表示阴离子有______(填序号);
(4)C和E形成的物质化学式是______(填符号)。
【答案】(1) ①. 4##四 ②. 失去 (2)B、D (3)A、E
(4)Na2S
【解析】
【小问1详解】
元素是具有相同质子数的一类原子的总称,质子数决定元素的种类,A和B质子数相同都是8,属于同种元素,图中共表示4种元素;
D元素的原子的最外层电子数是2<4,在化学反应中容易失去2个电子而达到稳定结构;
【小问2详解】
A、C、E中质子数≠核外电子数,表示离子,B、D质子数=核外电子数,表示原子;
【小问3详解】
A、C、E中质子数≠核外电子数,表示离子;A质子数<核外电子数,表示阴离子,C质子数>核外电子数,表示阳离子,E质子数<核外电子数,表示阴离子,故表示阴离子的是A、E;
【小问4详解】
C质子数=11,核外电子数=10,质子数比核外电子数多1,表示带1个单位正电荷的钠离子,则钠元素在化合物中显+1价,C质子数=16,核外电子数=18,质子数比核外电子数少2,表示带2个单位负电荷的硫离子,则硫元素在化合物中显-2价,根据在化合物中各元素正负化合价代数和为0,则C和E形成的物质化学式是Na2S。
15. 化学源于生活,生活中蕴含着许多化学知识。
(1)碳是人类利用最早的元素之一、
①新装修的房子内除去甲醛常常使用活性炭,原因是活性炭具有_____性;
②“低碳生活”指的是在日常生活中尽可能直接或间接减少化石能源消耗,从而降低_____排放量。
(2)水与我们的生活密切相关。生活中可以通过_____的方式来降低水的硬度。
(3)生活中的燃料。
①“加碘食盐”、“强化铁酱油”中的“碘”、“铁”指的是_____(选填“单质”或“元素”);
②家庭使用的液化石油气可以压缩在钢罐中贮存。液化石油气具有可压缩性的微观原因是_____;
③在汽车内燃机中,汽油汽化后与空气混合,进入气缸,引擎用电火花点燃,燃烧使气缸内温度升高,气体体积急剧膨胀,产生压力推动活塞,形成动力,燃烧时辛烷(C8H18)代表汽油的成分,写出辛烷完全燃烧时的化学方程式_____。
【答案】 ①. 吸附 ②. 二氧化碳 ③. 煮沸 ④. 元素 ⑤. 分子间有间隔,且气体分子之间的间隔较大,容易被压缩 ⑥. 2C8H18+25O216CO2+18H2O
【解析】
【详解】(1)①新装修的房子内除去甲醛常常使用活性炭,原因是活性炭具有吸附性;
②“低碳生活”指的是在日常生活中尽可能直接或间接减少化石能源消耗,从而降低二氧化碳放量。
(2)加热煮沸时,水中的钙离子、镁离子能够以碳酸钙沉淀、氢氧化镁沉淀的形式从水中析出从而降低水的硬度,因此生活中能降低水硬度的方法是煮沸;
(3)生活中的燃料。
①我们生活中“加碘盐”、“强化铁酱油”,这里的碘铁等不是以单质、分子、原子、离子等形式存在,这里所指的“碘、铁”是强调存在的元素,与具体形态无关;
②液化石油气具有可压缩性的微观原因是由于分子之间有间隔,气体分子之间的间隔较大,容易被压缩;
③辛烷(C8H18)在空气中燃烧生成水和二氧化碳,反应方程式为2C8H18+25O216CO2+18H2O。
答案为:(1)①吸附;②二氧化碳;(2)煮沸;(3)①元素; ②分子间有间隔,且气体分子之间的间隔较大,容易被压缩;③2C8H18+25O216CO2+18H2O。
三、科普阅读题(10分)
16. 阅读下面科普短文并回答问题。
广袤无际的自然界是一个碳的世界。碳在自然界中的循环变化,对于生态环境有极为重要的意义。随着工业生产的高速发展和人们生活水平的提高,排入大气中的CO2越来越多,导致温室效应增强。减少CO2排放,实现碳中和,已成为全球共识。碳替代,碳减排,碳封存、碳循环是实现碳中和的4种主要途径。科学家预测。到2050年,4种途径对全球碳中和的贡献率如图1。
CO2的吸收是碳封存的首要环节,常选用NaOH、氨水、一乙醇胺等作吸收剂,在研究膜吸收法吸收CO2时,研究人员通过实验比较了一乙醇胺、二乙醇胺、氨基乙酸钾3种吸收剂对烟气中CO2的脱除效果,其结果如图2。
依据文章内容回答下列问题:
(1)自然界碳的循环中,化石燃料燃烧______(填“吸收”或“释放”)CO2。
(2)由图1可知,到2050年,对全球碳中和贡献率最大的途径是_______。
(3)用氢氧化钠溶液可吸收CO2生产碳酸钠和水,其发生反应的化学方程式为_______。
(4)下列说法正确是______(填字母)。
A. 大力推广使用乙醇汽油有利于减少碳排放
B. 节约用电,绿色出行,有助于实现碳中和
C. 由图2可知,随烟气流速增大,CO2脱除效果均减弱
(5)对比图2中三条曲线,得出结论是:在实验研究的烟气流速范围内,当烟气流速相同时,_______。
【答案】(1)释放 (2)碳替代
(3) (4)BC
(5)氨基乙酸钾对烟气中CO2的脱除效果最好(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
化石燃料(如煤、石油、天然气)燃烧时会与氧气反应,生成二氧化碳等物质,故自然界碳的循环中,化石燃料燃烧会释放CO2;
【小问2详解】
由图1可知,碳替代对全球碳中和的贡献率是47%,所占比例最大;
【小问3详解】
氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,化学方程式为;
【小问4详解】
A、乙醇汽油中含有碳元素,使用乙醇汽油还是会产生大量的二氧化碳,不能减少碳排放,故错误;
B、节约用电,绿色出行,可以减少化石燃料的使用,有助于减少二氧化碳的排放,有助于实现碳中和,故正确;
C、由图2可知,随烟气流速增大,三种物质对二氧化碳的脱除率都在降低,故随烟气流速增大,CO2脱除效果减弱,故正确;
故选BC;
【小问5详解】
对比图2中三条曲线,当烟气流速相同时,氨基乙酸钾对二氧化碳的脱除率最高,一乙醇胺次之,二乙醇胺对二氧化碳的脱除率最小,因此得出的结论是:在实验研究的烟气流速范围内,当烟气流速相同时,氨基乙酸钾对烟气中CO2的脱除效果最好。
三、科学实验探究题(共20分)
17. 实验室制取气体所需的装置如图所示,请回答以下问题:
(1)写出仪器①的名称_______。
(2)实验室用过氧化氢制取并收集一瓶纯净的氧气时,所选用的装置为_______(填字母序号),反应的化学方程式为_______。
(3)指出以上实验装置的一处错误_______。
(4)若选用BF制取二氧化碳气体,其反应方程式为_______,气体应该从_______端通入。
【答案】(1)铁架台 (2) ①. BC ②.
(3)E中玻璃导管应该伸人集气瓶底部
(4) ①. ②. a
【解析】
【小问1详解】
由图可知,仪器①为铁架台;
【小问2详解】
实验室用过氧化氢制取氧气,应选用固液常温型发生装置,氧气的密度比空气大,不易溶于水,既可以采用向上排空气法收集,又可以采用排水法收集,排空气法收集的气体比较干燥,排水法收集的气体比较纯净,故所选装置为BC;
过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气,方程式为:;
【小问3详解】
E为向上排空气集气法装置,其中玻璃导管应该伸入集气瓶底部,便于排出瓶中的空气;
【小问4详解】
实验室用大理石(或石灰石)与稀盐酸制取二氧化碳,大理石(或石灰石)中的碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,方程式为:;
二氧化碳密度比空气密度大,选用F装置收集时,应长进短出,故气体从a端进入。
18. “神舟十六号”载人飞船于2023年5月30日成功发射,按计划航天员乘组会在太空驻留约5个月,航天员的中长期太空生活和工作,如何确保氧气供应和二氧化碳清除呢?同学们带着疑问开启了项目化学习之旅。
任务一:了解空间站内如何获得氧气
【查阅资料】国际空间站的氧气发生器是通过水的电解来制造氧气,是主要的制氧方式。水通过货运飞船输送到空间站,此外航天员所呼出的水蒸气,也会通过冷凝器从舱内空气中加以回收,还可以通过ECLSS(环控生保系统)装置,从航天员的尿液中回收水,
【分析交流】
(1)同学们分析资料后,就以下两个问题进行了交流:
①从尿液中回收水需要对尿液进行净化处理,净化的方法为沉降、_______、吸附、消毒、蒸馏等;
②电解水所需要的电能可由_______能提供。
【深入学习】
(2)同学们通过进一步学习,还了解到SFOG(固体燃料氧气发生器)制氧法。该方法是采用特殊的技术手段加热氯酸钠,使其分解为氯化钠和氧气(提示:氯酸钠与氯酸钾含有相同的氯酸根)。其产生氧气的化学反应方程式为_______。
任务二:探究空间站内如何清除二氧化碳
通过咨询有关专家,同学们梳理了空间站内吸收二氧化碳的几种方法。
方法
原理
方法一
方法二
方法三
分子筛吸收二氧化碳
方法四
吸收分子筛系统清除的二氧化碳,与水电解系统所产生的氢气结合,生成液态水和甲烷气体,甲烷被排放到外太空
【交流讨论】
(3)与方法一相比,方法二的优点是________。
(4)空间站上的大气控制装置按照地球大气的组成比例,动态调整舱内气体组分,还需要补充________(填物质的化学式)。
任务二:展望未来
(5)空间站内还有一个被称为面向未来更长期的太空驻留任务,科学家们寄希望于第三代环控生保系统——受控生态生保系统,能自然地产生氧气和消除二氧化碳,同时还可以为航天员提供食物、实现该目标的措施是________。
【答案】(1) ①. 过滤 ②. 太阳
(2)
(3)除了能消耗掉二氧化碳,还能生成氧气,供给呼吸
(4)N2 (5)种植绿色植物等
【解析】
【小问1详解】
①从尿液中回收水需要对尿液进行净化处理,净化的方法为沉降(除去大颗粒杂质)、过滤(除去不溶于水的物质)、吸附(除去水中的色素和异味)、消毒(杀死水中的细菌病毒)、蒸馏(除去水中的所有杂质)等;
②空间站主要依靠太阳能电池板将太阳能转化为电能,用于电解水等设备;
【小问2详解】
加热氯酸钠分解为氯化钠和氧气,化学方程式为;
【小问3详解】
与方法一相比,方法二的优点是除了能消耗掉二氧化碳,还能生成氧气,供给呼吸;
【小问4详解】
空间站上的大气控制装置按照地球大气的组成比例,动态调整舱内气体组分,还需要补充N2,因为在空气中氮气占空气总体积的78%,是空气中含量最大的气体,需补充N2以维持气体比例接近自然空气;
【小问5详解】
要想实现能自然的产生氧气和清除二氧化碳,需要在空间站中种植绿色植物,绿色植物通过光合作用能消耗二氧化碳,释放氧气,同时绿色植物结出的果实能为宇航员提供食物。
四、计算题(10分)
19. 丙烯酸乙酯(C5H8O2)存在于菠萝等水果中,计算:
(1)丙烯酸乙酯中碳元素和氢元素的质量比为:_______(最简整数比)。
(2)50g丙烯酸乙酯中碳元素的质量为_______。
【答案】(1)15:8
(2)30g
【解析】
【小问1详解】
丙烯酸乙酯中碳元素和氢元素质量比为(12×5):(16×2)=15:8。
【小问2详解】
50g丙烯酸乙酯中碳元素的质量为。
20. 某同学在实验室里用氯酸钾制取氧气,试管中固体的质量随时间变化的数据见下左表。实验结束后,将剩余固体用适量水充分溶解后,过滤,回收二氧化锰。
加热时间/min
0
t1
t2
t3
固体质量/g
28.0
23.2
18.4
18.4
(1)共制得氧气质量为____g。
(2)求原混合物中氯酸钾的质量?(写出计算过程)
【答案】(1)9.6 (2)解:设原混合物中氯酸钾的质量为x
答:原混合物中氯酸钾的质量为24.5g。
【解析】
【小问1详解】
由质量守恒定律可知,制得氧气的质量=28.0g-18.4g=9.6g;
【小问2详解】
由数据表中信息:t2和t3时的固体质量都为18.4g,说明t2到t3加热过程中没有氧气产生,说明氯酸钾完全分解产生氧气的质量为9.6g,据此进行计算,具体计算过程见答案。
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