内容正文:
渝北中学教育集团2024—2025学年下期九年级第三学月质量监测
化学试题
(全卷共4大题23小题,总分70分)
相对原子质量:H1 C12 N14 O16 S32 Cu64 Ba137
一、选择题(本大题包括15个小题,每小题分,共30分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 2025年环境日主题为“美丽中国我先行”。下列做法不符合这一理念的是
A. 生活垃圾直接填埋处理 B. 工业废水处理达标后排放
C. 农田灌溉使用喷灌、滴灌技术 D. 自觉践行低碳行动
2. 化学与生产生活息息相关。下列叙述不包含化学变化的是
A. 植物光合作用 B. 饮用水投药消毒
C. 分离液态空气 D. 粮食发酵酿酒
3. 空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气成分的说法正确的是
A. 氧气约占空气质量的21%
B. 二氧化碳含量过多会导致空气污染
C. 氦气可用于填充探空气球
D. 利用液氮制造低温环境的过程中发生了化学变化
4. 春天麦苗返青后,要使麦苗茎秆粗壮叶色浓绿,可施加的肥料是
A. KNO3 B. NH4NO3 C. CO(NH2)2 D. NH4H2PO4
5. 分类法是学习化学的重要方法。下列物质的分类正确的是
A. 单质:水银 干冰 B. 氧化物:蒸馏水 消石灰
C. 盐:烧碱 纯碱 D. 混合物:稀有气体 不锈钢
6. 下列实验操作正确的是
A. 称量NaOH固体 B. 验满
C. 检查气密性 D. 过滤
7. 水是生态之基、生产之要、生命之源。下列有关水的说法正确的是
A. pH<7的降雨呈酸性,一定是酸雨
B. 硝酸铵溶于水制成的冰袋可给高烧病人降温
C. 自来水厂生产自来水时,使用了沉淀、过滤、吸附、蒸馏等净水方法
D. 保持水化学性质的最小粒子是氢原子和氧原子
8. 铟是制造低熔合金、轴承合金、半导体等的原料之一、如图为铟在元素周期表中的相关信息,下列说法正确的是
A. 铟原子质量为114.8
B. 铟原子的中子数是49
C. 含铟的轴承合金其硬度比纯铟大
D. In既能表示铟元素,也可表示铟分子
9. 归纳学习可以将零散知识结构化、系统化。以下归纳完全正确的是
A.化学与安全
B.化学与生活
①厨房天然气泄漏应打开排风扇排气②油锅着火可立即用锅盖益灭
①用食醋能除去水壶内壁的水垢②用苛性钠能清除餐具上的油污
C.化学与健康
D.化学与材料
①为防治龋齿,在牙膏中可添加氟元素②米饭富含糖类,是人体重要的供能物质
①陶瓷、塑料属于合成材料②钛、焊锡属于金属材料
A. A B. B C. C D. D
10. 被蚊虫叮咬后人会感觉痛痒,这是由于蚊虫分泌出的酸性物质所致,该酸性物质的主要成分是甲酸(HCOOH)。下列有关甲酸的说法正确的是
A. 甲酸溶液能使紫色石蕊溶液变蓝
B. 甲酸由1个碳原子、2个氢原子和2个氧原子构成
C. 甲酸中氧元素的质量分数最大
D. 可选用氢氧化钠溶液来涂抹患处缓解痛痒
11. 明代宋应星所著的《天工开物》中有“凡石灰经火焚,火力到后,烧酥石性,置于风中久自吹化成粉。急用者以水沃之,亦自解散”的描述,该过程所表述的是生石灰的制取与使用过程,下列有关说法正确的是
A. “石灰经火焚”的过程为化合反应
B. “置于风中久自吹化成粉”发生了三个化学反应
C. “以水沃之,亦自解散。”这个过程中会释放热量
D. “置于风中久自吹化成粉”中的“粉”为CaO
12. 宏微结合是研究化学的重要思想,定性分析和定量研究是科学研究的两种重要方法。如图是一种燃烧的微观示意图,下列说法不正确的是
A. 从宏观上看:该反应中共涉及两种氧化物
B. 从微观上看,该反应中的四种物质都是由分子构成的
C. 定性分析,该反应说明燃烧不一定要有氧气参加
D. 定量分析:该反应中乙和丁的质量比是16:9
13. 使用特殊的催化剂在光照(hγ)条件下实现了CO2和H2催化转化为C4H10,其中转化关系如图所示。下列说法正确的是
A. 过程①中的CO2发生了氧化反应
B. 特殊催化剂在反应中的质量和性质均不改变
C. 从CO2到C4H10的转化可将光能转化为化学能
D. 理论上,每88tCO2完全转化为C4H10,需消耗26tH2
14. 下列实验方案能达到目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
除去CO2中的HCl气体
通过盛有NaOH溶液的洗气瓶
B
验证金属Fe、Cu和Ag的活动性强弱
分别加入等质量等浓度的稀盐酸
C
分离NaCl溶液和Na2CO3溶液
加入适量的CaCl2溶液,过滤
D
鉴别羊毛与涤纶
灼烧后,闻气味
A. A B. B C. C D. D
15. 向装有一定质量CuO固体的烧杯中先加入稀硫酸,二者完全反应后再加入Ba(OH)2溶液,烧杯中固体的质量与加入试剂的质量关系如图,下列说法不正确的是
A. a→c段溶液会变蓝
B. b、d两点溶液中溶质的种类一定相同
C. c→e段溶液质量一定减小
D. 向f点溶液中加入过量稀盐酸,沉淀会部分消失
二、填空题(本大题包括5个小题,共23分)
16. 中国是世界上首个发行数字货币的国家,这一重要举措离不开芯片技术的进步。
(1)芯片中第一代半导体材料用到硅和锗,硅的元素符号为___________。
(2)如图是锗原子的结构示意图,由图可知,锗元素位于元素周期表第___________周期。
(3)第二代半导体材料用到砷化镓(GaAs),其中As的化合价为-3,标出砷化镓中Ga的化合价___________。
(4)氮化镓(GaN)是第三代半导体材料,常用反应制备,则X的化学式为___________。
17. 化学为保障人类的生产、生活有着重大贡献。
(1)农业上可用来改良酸性土壤的物质是___________(填化学式)。
(2)生活中使用的“暖宝宝”主要成分有铁粉、活性炭等物质。暖宝宝发热的原理主要是因为铁生锈会放热,即铁粉与空气中的___________(填化学式)共同作用发生缓慢氧化。
(3)春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。请写出工业上用赤铁矿炼铁的化学方程式___________。
(4)中国某研究团队成功研制出一种疏松多孔的超弹性纯碳材料,研究人员称其为“碳弹簧”,下列有关“碳弹簧”说法错误的是___________(填字母)。
A. “碳弹簧”可能具有吸附性 B. “碳弹簧”常温下化学性质稳定
C. “碳弹簧”能溶于水 D. “碳弹簧”是一种新型化合物
18. 氢能作为极具发展潜力的多元化能源,在我国经济发展中具有重要的地位。某项目小组对氢气的制取方法、提纯方式和发展前景等进行了探究。
Ⅰ.制取氢
我国在工业上以甲醇(CH3OH)和水蒸气重整制氢气,制取原理示意图如图:
(1)从微观角度分析,蒸发器中发生改变的是___________。
(2)写出重整反应器中制氢的化学方程式___________。
Ⅱ.提纯氢
我国工程师研发了具有自主知识产权的多通道钯膜纯化组件,可以将99.92%的氢气提纯至99.99995%,实现了超纯氢气装置国产化,其工作温度在300℃以上。
(3)由图1可知,透过钯膜的微观粒子是___________ (写符号)。
(4)图2中,开始工作时须先通氮气排净装置中的空气,再通原料氢气,其目的是___________。
Ⅲ.利用氢
氢燃料电池在我国公共交通中实现了突破性进展,燃料电池的一种结构原理如图:
(5)写出燃料电池中反应的方程式:___________。
19. 如图是甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线,t2℃时向如图所示三个分别装有100g水的烧杯中各加入40g甲、乙、丙固体,并充分溶解,请回答下列问题。
(1)P点的含义:___________。
(2)若甲中含有少量的乙,应采用___________(填“降温结晶”或“蒸发结晶”)提纯甲。
(3)若将t2℃时丙的饱和溶液变为该温度下的不饱和溶液,可采用的方法是___________。
(4)t2℃时,若将三个烧杯中的溶液均恒温蒸发30g水,从溶液中析出固体最多的是___________(填“①”或“②”或“③”)。
(5)t2℃时,若将三个烧杯中的物质过滤,然后将滤液都降温至t1℃,对所得溶液的分析正确的是___________。
A. ③烧杯中的溶液依然是饱和溶液
B. ①烧杯中溶质与溶剂之比为2:5
C. 烧杯中的溶液质量②>①
D. 烧杯中溶液的质量分数①=③
20. 某化学小组以含锌废渣(主要成分为ZnO,杂质为SiO2、CuO、FeO)为原料制备ZnSO4·7H2O,查阅工业生产流程后,结合学校现有的试剂和设备,设计流程如下:
回答下列问题:
(1)“浸取”过程中发生的基本反应类型为___________。
(2)“浸取”后溶液中的阳离子除了Zn2+和Cu2+外,还有___________(写离子符号)。
(3)“氧化”过程中,FeSO4与H2O2、H2SO4反应生成Fe2(SO4)3和H2O,写出该反应的化学方程式___________。
(4)加入NaOH溶液可调节溶液的pH。部分金属离子转化为对应的氢氧化物沉淀时,溶液pH有如下关系:
Fe3+
Cu2+
Zn2+
开始沉淀
2.2
4.7
6.2
完全沉淀
3.2
6.7
8.2
则“调节pH除铁”时,溶液的pH可能为___________(填序号)。
A. 2 B. 4 C. 7 D. 10
(5)“除铜”时加入过量的X,最适合加入的物质X是___________(填序号)。
A. NaOH溶液 B. 氨水 C. Zn D. ZnO
三、实验题(本大题包括2个小题,共12分)
21. 化学实验能提升学生的科学素养。
(1)实验三中仪器M的名称___________。
(2)实验一中,玻璃棒的作用是___________。
(3)实验二中,对比a、c两处的白磷的燃烧情况,得出燃烧条件之一是___________。
(4)实验三中,硫燃烧所需氧气可用高锰酸钾制取,写出高锰酸钾制取氧气的化学方程式___________;硫燃烧产生的污染物可用氢氧化钠溶液吸收,写出氢氧化钠溶液吸收污染物的化学方程式___________。
22. 某去污盐主要成分为过碳酸钠(2Na2CO3·H2O2),溶于水产生Na2CO3和H2O2,去污原理之一是H2O2在一定温度下释放出活性氧,溶解的活性氧对织物上的污渍起氧化作用达到去污目的。
【提出问题】探究影响该去污盐释放氧和溶解氧的因素。
【实验及数据记录】实验小组设计并进行了以下实验,数据如表:
(说明:1g该去污盐溶于水中产生的H2O2与0.92mL30%H2O2溶液中含有的H2O2相当)
实验
物质
水/mL
温度/℃
释放氧持续时间/s
最大溶解氧/(mg/L)
①
1g去污盐
100
60
100
0.8
②
5g去污盐
100
40
110
1.3
③
5g去污盐
100
60
140
2.2
④
5g去污盐
100
80
60
0.6
⑤
10g去污盐
100
60
360
4.4
⑥
0.92mL30%H2O2溶液
100
60
78
0.5
⑦
1g纯Na2CO3
100
60
0
0
【实验分析】
(1)写出H2O2在一定温度下释放出氧气的化学方程式___________。
(2)分析数据可知,去污盐释放氧和溶解氧的最佳温度是___________℃。分析80℃时,5g去污盐在100mL水中,最大溶氧量少的原因是___________。
(3)对比实验①、⑥和⑦,可推测去污盐溶于水后产生的Na2CO3的作用是___________。
【实验结论】
(4)分析数据可知,影响该去污盐释放氧和溶解氧的因素除温度外,还有___________。
【实验拓展】
(5)实验小组要测定1g去污盐能释放氧气的最大体积,取1g该去污盐完全溶解在100mL水中,充分加热并测定气体体积。可选用以下装置___________(填字母)连接进行实验。
【实验反思】
(6)有同学提出该方法测定的氧气体积有误差,原因是___________。
四、计算题(本大题包括1个小题,共5分)
23. 氧化亚铜(Cu2O)可用于生产船底防污漆,防止海生生物对船舶设备的污损,但其不耐酸腐蚀。小明将15g氧化亚铜样品(杂质不溶于水,也不与酸反应)加入盛有100g质量分数为9.8%的稀硫酸的烧杯中,恰好完全反应。已知Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O,杂质不溶于水也不参加反应。试计算:
(1)用98%的浓硫酸配制上述100g稀硫酸,需要加入水质量是___________g。
(2)反应后烧杯中溶液的溶质质量分数(计算结果精确到0.1%)。
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渝北中学教育集团2024—2025学年下期九年级第三学月质量监测
化学试题
(全卷共4大题23小题,总分70分)
相对原子质量:H1 C12 N14 O16 S32 Cu64 Ba137
一、选择题(本大题包括15个小题,每小题分,共30分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 2025年环境日主题为“美丽中国我先行”。下列做法不符合这一理念的是
A. 生活垃圾直接填埋处理 B. 工业废水处理达标后排放
C. 农田灌溉使用喷灌、滴灌技术 D. 自觉践行低碳行动
【答案】A
【解析】
【详解】A、直接填埋生活垃圾会导致土壤污染、地下水污染和甲烷等温室气体排放,不符合环保理念,故A符合题意;
B、工业废水处理达标后排放,有利于保护环境,故B不符合题意;
C、喷灌和滴灌技术可以节约水资源,提高灌溉效率,符合可持续发展理念,故C不符合题意;
D、低碳行动有助于减少碳排放,缓解气候变化,符合环保理念,故D不符合题意。
故选A。
2. 化学与生产生活息息相关。下列叙述不包含化学变化的是
A. 植物光合作用 B. 饮用水投药消毒
C. 分离液态空气 D. 粮食发酵酿酒
【答案】C
【解析】
【详解】A、光合作用中有新物质生成,属于化学变化,该选项不符合题意;
B、投药消毒过程中,有新物质生成,属于化学变化,该选项不符合题意;
C、分离液态空气过程中,只是物质的状态发生改变,没有新物质生成,属于物理变化,该选项符合题意;
D、酿酒过程中,有新物质生成,属于化学变化,该选项不符合题意。
故选C。
3. 空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气成分的说法正确的是
A. 氧气约占空气质量的21%
B. 二氧化碳含量过多会导致空气污染
C. 氦气可用于填充探空气球
D. 利用液氮制造低温环境的过程中发生了化学变化
【答案】C
【解析】
【详解】A、氧气约占空气体积的21%,故选项说法错误;
B、二氧化碳是空气成分之一,不属于空气污染物,二氧化碳含量过多会导致温室效应,故选项说法错误;
C、氦气密度小且化学性质稳定,不易燃,比氢气更安全,适合填充探空气球,故选项说法正确;
D、液氮汽化时吸热,可以用于制造低温环境,过程中没有新物质生成,属于物理变化,故选项说法错误。
故选:C。
4. 春天麦苗返青后,要使麦苗茎秆粗壮叶色浓绿,可施加的肥料是
A. KNO3 B. NH4NO3 C. CO(NH2)2 D. NH4H2PO4
【答案】A
【解析】
【分析】根据题意,使农作物叶色浓绿需施用含氮元素的化肥;使作物茎秆粗壮,需施用含钾元素的化肥;故应施用含氮元素和钾元素的复合肥。
【详解】A、KNO3中含有钾元素和氮元素,属于复合肥,由分析可知,可以使麦苗茎秆粗壮叶色浓绿,故符合题意;
B、NH4NO3中只含有氮元素,不属于复合肥,故不符合题意;
C、CO(NH2)2中只含有氮元素,不属于复合肥,故不符合题意;
D、NH4H2PO4中含有氮元素和磷元素,但不使麦苗茎秆粗壮,故不符合题意;
故选:A。
5. 分类法是学习化学的重要方法。下列物质的分类正确的是
A. 单质:水银 干冰 B. 氧化物:蒸馏水 消石灰
C. 盐:烧碱 纯碱 D. 混合物:稀有气体 不锈钢
【答案】D
【解析】
【详解】A、水银是金属汞的俗称,属于金属单质。干冰是固态二氧化碳,二氧化碳是由碳、氧两种元素组成的化合物。不符合题意;
B、蒸馏水(H2O)是由氢、氧两种元素组成的氧化物。消石灰是氢氧化钙的俗称,氢氧化钙实验钙、氢、氧三种元素组成的化合物,属于碱。不符合题意;
C、烧碱是氢氧化钠的俗称,氢氧化钠属于碱。纯碱是碳酸钠的俗称,碳酸钠属于盐。不符合题意;
D、稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙和氡的总称,属于混合物。不锈钢是铁合金,属于混合物。符合题意。
故选D。
6. 下列实验操作正确的是
A. 称量NaOH固体 B. 验满
C. 检查气密性 D. 过滤
【答案】B
【解析】
【详解】A、使用天平称量固体的质量,除了应遵守“左物右码”的原则,对于像NaOH固体有腐蚀性的药品,应放在玻璃器皿中称量,故图示操作不正确;
B、CO2的验满方法是:将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则说明二氧化碳已收集满,故图示操作正确;
C、该发生装置没有形成封闭系统,通过长颈漏斗与外界相同,无法进行装置气密性检验,故图示操作不正确;
D、过滤时,应遵循“一贴二低三靠”的规则,需使用玻璃棒引流,图中未用玻璃棒引流,故图示操作不正确;
故选B。
7. 水是生态之基、生产之要、生命之源。下列有关水的说法正确的是
A. pH<7的降雨呈酸性,一定是酸雨
B. 硝酸铵溶于水制成的冰袋可给高烧病人降温
C. 自来水厂生产自来水时,使用了沉淀、过滤、吸附、蒸馏等净水方法
D. 保持水化学性质的最小粒子是氢原子和氧原子
【答案】B
【解析】
【详解】A、酸雨指pH<5.6的降雨,正常雨水因溶解二氧化碳呈弱酸性(pH≈5.6),故选项说法错误;
B、硝酸铵溶于水吸收热量,导致溶液温度显著降低,制成的冰袋可给高烧病人降温,故选项说法正确;
C、自来水厂生产自来水时,使用了沉淀、过滤、吸附、消毒等净水方法,蒸馏成本高,仅用于实验室或制纯净水,不用于自来水生产,故选项说法错误;
D、保持水化学性质的最小粒子是水分子,故选项说法错误。
故选:B。
8. 铟是制造低熔合金、轴承合金、半导体等的原料之一、如图为铟在元素周期表中的相关信息,下列说法正确的是
A. 铟原子质量为114.8
B. 铟原子的中子数是49
C. 含铟的轴承合金其硬度比纯铟大
D. In既能表示铟元素,也可表示铟分子
【答案】C
【解析】
【详解】A、元素周期表中单元格下方数字114.8是铟的相对原子质量,不是原子质量 ,A 错误;
B、元素周期表中单元格左上角数字49是铟的原子序数,原子序数 = 质子数,不是中子数;相对原子质量约等于质子数加中子数,铟的中子数为,B 错误;
C、合金的硬度一般比组成它的纯金属大,所以含铟的轴承合金其硬度比纯铟大,C 正确;
D、铟是金属,由原子直接构成,In能表示铟元素、一个铟原子,不能表示铟分子,D 错误。
故选C。
9. 归纳学习可以将零散知识结构化、系统化。以下归纳完全正确的是
A.化学与安全
B.化学与生活
①厨房天然气泄漏应打开排风扇排气②油锅着火可立即用锅盖益灭
①用食醋能除去水壶内壁的水垢②用苛性钠能清除餐具上的油污
C.化学与健康
D.化学与材料
①为防治龋齿,在牙膏中可添加氟元素②米饭富含糖类,是人体重要的供能物质
①陶瓷、塑料属于合成材料②钛、焊锡属于金属材料
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A、厨房天然气泄漏时,打开排风扇排气,可能会产生电火花,引发爆炸,①错误;油锅着火用锅盖盖灭,利用隔绝氧气灭火原理,②正确,A 选项不完全正确;
B、食醋中含醋酸,能与水垢中碳酸钙等反应,可除去水壶内壁水垢,①正确;苛性钠是氢氧化钠,有强腐蚀性,不能用于清除餐具上油污,②错误,B 选项不完全正确;
C、氟元素能防治龋齿,在牙膏中添加氟元素可防龋齿,①正确;米饭富含淀粉,淀粉属于糖类,是人体重要供能物质,②正确,C 选项完全正确;
D、陶瓷属于无机非金属材料,不是合成材料,①错误;钛是纯金属,焊锡是合金,都属于金属材料,②正确,D 选项不完全正确。
故选C。
10. 被蚊虫叮咬后人会感觉痛痒,这是由于蚊虫分泌出的酸性物质所致,该酸性物质的主要成分是甲酸(HCOOH)。下列有关甲酸的说法正确的是
A. 甲酸溶液能使紫色石蕊溶液变蓝
B. 甲酸由1个碳原子、2个氢原子和2个氧原子构成
C. 甲酸中氧元素的质量分数最大
D. 可选用氢氧化钠溶液来涂抹患处缓解痛痒
【答案】C
【解析】
【详解】A、甲酸显酸性,能使紫色石蕊溶液变红色,该选项说法不正确;
B、甲酸是由分子构成,一个甲酸分子由1个碳原子、2个氢原子和2个氧原子构成,该选项说法不正确;
C、元素的质量分数=,相对分子质量一定,元素质量比越大,元素质量分数越大,由于其中碳、氢、氧元素质量比为12:(1×2):(16×2)=6:1:16,氧元素质量比最大,则氧元素质量分数最大,该选项说法正确;
D、氢氧化钠具有腐蚀性,不能涂抹皮肤,该选项说法不正确。
故选C。
11. 明代宋应星所著的《天工开物》中有“凡石灰经火焚,火力到后,烧酥石性,置于风中久自吹化成粉。急用者以水沃之,亦自解散”的描述,该过程所表述的是生石灰的制取与使用过程,下列有关说法正确的是
A. “石灰经火焚”的过程为化合反应
B. “置于风中久自吹化成粉”发生了三个化学反应
C. “以水沃之,亦自解散。”这个过程中会释放热量
D. “置于风中久自吹化成粉”中的“粉”为CaO
【答案】C
【解析】
【详解】A、“石灰经火焚”的过程为碳酸钙高温分解为氧化钙和二氧化碳的过程,该反应是由一种物质反应生成两种物质,符合一变多的特点,属于分解反应,故A说法错误;
B、“置于风中久自吹化成粉”发生了二个化学反应,一个是氧化钙与空气中的水蒸气反应生成氢氧化钙,然后是氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙,故B说法错误;
C、“以水沃之,亦自解散。”过程中是氧化钙与水反应生成氢氧化钙,这个过程中会释放热量,故C说法正确;
D、结合B分析可知,“置于风中久自吹化成粉”中的“粉”为碳酸钙,故D说法错误;
故选:C。
12. 宏微结合是研究化学的重要思想,定性分析和定量研究是科学研究的两种重要方法。如图是一种燃烧的微观示意图,下列说法不正确的是
A. 从宏观上看:该反应中共涉及两种氧化物
B. 从微观上看,该反应中的四种物质都是由分子构成的
C. 定性分析,该反应说明燃烧不一定要有氧气参加
D. 定量分析:该反应中乙和丁的质量比是16:9
【答案】D
【解析】
【分析】由燃烧的微观示意图可知,甲的化学式为N2O4,乙的化学式为N2H4,丙的化学式为N2,丁的化学式为H2O,化学方程式为:。
【详解】A.氧化物是有两种元素组成,其中一种为氧元素的化合物,由分析可知,甲和丁为氧化物,因此,从宏观上看,该反应中共涉及两种氧化物,故选项说法正确,不符合题意;
B.由燃烧的微观示意图可知,该反应中的微粒都是原子构成的,属于分子,而分子又构成物质,因此,从微观上看,该反应中的四种物质都是由分子构成的,故选项说法正确,不符合题意;
C.由化学方程式可知,该反应的反应物中没有氧气参与,因此,该反应说明燃烧不一定要有氧气参加,故选项说法正确,不符合题意;
D. 该反应中乙和丁的质量比是,故选项说法错误,符合题意;
故选D。
13. 使用特殊的催化剂在光照(hγ)条件下实现了CO2和H2催化转化为C4H10,其中转化关系如图所示。下列说法正确的是
A. 过程①中的CO2发生了氧化反应
B. 特殊催化剂在反应中的质量和性质均不改变
C. 从CO2到C4H10的转化可将光能转化为化学能
D. 理论上,每88tCO2完全转化为C4H10,需消耗26tH2
【答案】C
【解析】
【详解】A、过程①中二氧化碳和氢气反应生成一氧化碳和水,二氧化碳中的氧被氢气夺取,发生了还原反应,该选项说法不正确;
B、催化剂在反应前后质量和化学性质不变,但物理性质可能改变,该选项说法不正确;
C、二氧化碳转化为C4H10是在光照条件下发生的,则反应过程中光能转化为化学能,该选项说法正确;
D、由图可知,二氧化碳和氢气转化为C4H10和氧气,反应的化学方程式为:,反应的二氧化碳和氢气的质量比为[(12+16×2)×4]:(13×1×2)=88:13,则每88tCO2完全转化为C4H10,需消耗13tH2,该选项说法不正确。
故选C。
14. 下列实验方案能达到目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
除去CO2中的HCl气体
通过盛有NaOH溶液的洗气瓶
B
验证金属Fe、Cu和Ag的活动性强弱
分别加入等质量等浓度的稀盐酸
C
分离NaCl溶液和Na2CO3溶液
加入适量的CaCl2溶液,过滤
D
鉴别羊毛与涤纶
灼烧后,闻气味
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A、氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,和氯化氢反应生成氯化钠和水,不但除去了氯化氢,还除去了原物质,不符合除杂的原则,故实验方案错误;
B、向三种金属中分别加入等质量等浓度的稀盐酸,铁能与稀盐酸反应生成氢气,铜、银均不与稀盐酸反应,不能比较铜、银的金属活动性,故实验方案错误;
C、碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,除去碳酸钠的同时引入了新的杂质氯化钠,不符合除杂的原则,故实验方案错误;
D、灼烧羊毛产生烧焦羽毛气味,灼烧涤纶不产生烧焦羽毛气味,能够区分两种物质,故实验方案正确。
故选D。
15. 向装有一定质量CuO固体的烧杯中先加入稀硫酸,二者完全反应后再加入Ba(OH)2溶液,烧杯中固体的质量与加入试剂的质量关系如图,下列说法不正确的是
A. a→c段溶液会变蓝
B. b、d两点溶液中溶质的种类一定相同
C. c→e段溶液质量一定减小
D. 向f点溶液中加入过量稀盐酸,沉淀会部分消失
【答案】C
【解析】
【分析】一定质量的氧化铜中,加入稀硫酸,固体逐渐减少到零,说明氧化铜完全溶解,一段时间后,改为滴加氢氧化钡溶液,固体从零开始逐渐增大,是硫酸铜和氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜,最后沉淀不变,说明氢氧化钡中与硫酸铜恰好完全反应。
【详解】A、a→c段是氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水,溶液变蓝,故选项说法正确;
B、b点时硫酸不足,氧化铜过量, 溶液中的溶质为硫酸铜;c→e段为硫酸铜与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀,d点时硫酸铜过量,则溶液中的溶质为硫酸铜,故选项说法正确;
C、c→e段为硫酸铜与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀,若氢氧化钡溶液浓度较小,氢氧化钡溶液中水的质量可能大于生成的硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀质量,则溶液质量可能增加,故选项说法不正确;
D、f点时,固体为硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀,溶液中含有反应剩余的氢氧化钡,向f点溶液中滴加过量的稀盐酸,盐酸与氢氧化钡反应生成氯化钡和水,与氢氧化铜沉淀反应生成氯化铜和水,不与硫酸钡沉淀,所以沉淀会部分消失,故选项说法正确。
故选C。
二、填空题(本大题包括5个小题,共23分)
16. 中国是世界上首个发行数字货币的国家,这一重要举措离不开芯片技术的进步。
(1)芯片中第一代半导体材料用到硅和锗,硅的元素符号为___________。
(2)如图是锗原子的结构示意图,由图可知,锗元素位于元素周期表第___________周期。
(3)第二代半导体材料用到砷化镓(GaAs),其中As的化合价为-3,标出砷化镓中Ga的化合价___________。
(4)氮化镓(GaN)是第三代半导体材料,常用反应制备,则X的化学式为___________。
【答案】(1)Si (2)4##四
(3)
(4)HCl
【解析】
【小问1详解】
书写元素符号时第一个字母大写,若有第二个字母要小写,故硅的元素符号为:Si;
【小问2详解】
元素的周期数与元素原子的电子层数相同,锗元素的原子核外有4层电子,所以锗元素处在第四周期;
【小问3详解】
砷化镓(GaAs)中As的化合价为-3,根据化合物化合价正负代数和为0,可知Ga的化合价为+3价,元素化合价的表示方法:确定出化合物中所要标出的元素的化合价,然后在其化学式该元素的上方用正负号和数字表示,正负号在前,数字在后,所以砷化镓中Ga的化合标注为:;
【小问4详解】
由质量守恒定律可得,化学反应前后原子的种类和数目不变,反应前有1个Ga、3个Cl、1个N和3个H,反应后有1个Ga和1个N,则3X中含有3个Cl和3个,X的化学式为HCl。
17. 化学为保障人类的生产、生活有着重大贡献。
(1)农业上可用来改良酸性土壤的物质是___________(填化学式)。
(2)生活中使用的“暖宝宝”主要成分有铁粉、活性炭等物质。暖宝宝发热的原理主要是因为铁生锈会放热,即铁粉与空气中的___________(填化学式)共同作用发生缓慢氧化。
(3)春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。请写出工业上用赤铁矿炼铁的化学方程式___________。
(4)中国某研究团队成功研制出一种疏松多孔的超弹性纯碳材料,研究人员称其为“碳弹簧”,下列有关“碳弹簧”说法错误的是___________(填字母)。
A. “碳弹簧”可能具有吸附性 B. “碳弹簧”常温下化学性质稳定
C. “碳弹簧”能溶于水 D. “碳弹簧”是一种新型化合物
【答案】(1)
(2)
(3) (4)CD
【解析】
【小问1详解】
氢氧化钙显碱性,能与土壤中的酸性物质发生反应,农业上可用来改良酸性土壤,化学式为;
【小问2详解】
暖宝宝发热的原理主要是因为铁生锈会放热,即铁粉与空气中的共同作用发生缓慢氧化;
【小问3详解】
赤铁矿的主要成分是氧化铁,一氧化碳和氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为;
【小问4详解】
A、“碳弹簧”是一种疏松多孔的超弹性纯碳材料,具有吸附性,说法正确,不符合题意;
B、“碳弹簧”是一种疏松多孔的超弹性纯碳材料,属于碳单质,在常温下化学性质稳定,说法正确,不符合题意;
C、“碳弹簧”是一种疏松多孔的超弹性纯碳材料,不能溶于水,说法错误,符合题意;
D、“碳弹簧”是纯碳材料,由碳元素组成,属于碳单质,说法错误,符合题意;
故选:CD。
18. 氢能作为极具发展潜力的多元化能源,在我国经济发展中具有重要的地位。某项目小组对氢气的制取方法、提纯方式和发展前景等进行了探究。
Ⅰ.制取氢
我国在工业上以甲醇(CH3OH)和水蒸气重整制氢气,制取原理示意图如图:
(1)从微观角度分析,蒸发器中发生改变的是___________。
(2)写出重整反应器中制氢的化学方程式___________。
Ⅱ.提纯氢
我国工程师研发了具有自主知识产权的多通道钯膜纯化组件,可以将99.92%的氢气提纯至99.99995%,实现了超纯氢气装置国产化,其工作温度在300℃以上。
(3)由图1可知,透过钯膜的微观粒子是___________ (写符号)。
(4)图2中,开始工作时须先通氮气排净装置中的空气,再通原料氢气,其目的是___________。
Ⅲ.利用氢
氢燃料电池在我国公共交通中实现了突破性进展,燃料电池的一种结构原理如图:
(5)写出燃料电池中反应的方程式:___________。
【答案】(1)分子间的间隔大小
(2)
(3)H (4)防止升温(或加热)时氢气与氧气反应发生爆炸。
(5)
【解析】
【小问1详解】
蒸发器的作用是将液态水和甲醇转化为甲醇与水的混合蒸气,从微观角度看,蒸发器中水分子、甲醇分子都没有发生改变,只是增大了分子间的间隔。故蒸发器中发生改变的是:分子间的间隔大小。
【小问2详解】
重整反应器中甲醇和水反应生成氢气和二氧化碳,反应的化学方程式为:。
【小问3详解】
由图1可知,氢分子首先在钯膜表面分裂为氢原子,氢原子透过钯膜,然后氢原子再在钯膜另一表面重新结合成氢分子,因此透过钯膜的最小粒子为氢原子,其符号为:H。
【小问4详解】
图2中,纯化组件开始工作时,须先通氮气排净装置中空气,再通原料氢气,这是因为氢气具有可燃性,如果装置内存在空气,通入的氢气与空气混合,在升温过程中氢气与氧气反应,可能发生爆炸。故其目的是防止升温(或加热)时氢气与氧气反应,发生爆炸。
【小问5详解】
燃料电池中,氢气和氧气在铂催化剂的催化作用下反应生成水,反应的化学方程式为:。
19. 如图是甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线,t2℃时向如图所示三个分别装有100g水的烧杯中各加入40g甲、乙、丙固体,并充分溶解,请回答下列问题。
(1)P点的含义:___________。
(2)若甲中含有少量的乙,应采用___________(填“降温结晶”或“蒸发结晶”)提纯甲。
(3)若将t2℃时丙的饱和溶液变为该温度下的不饱和溶液,可采用的方法是___________。
(4)t2℃时,若将三个烧杯中的溶液均恒温蒸发30g水,从溶液中析出固体最多的是___________(填“①”或“②”或“③”)。
(5)t2℃时,若将三个烧杯中的物质过滤,然后将滤液都降温至t1℃,对所得溶液的分析正确的是___________。
A. ③烧杯中的溶液依然是饱和溶液
B. ①烧杯中溶质与溶剂之比为2:5
C. 烧杯中的溶液质量②>①
D. 烧杯中溶液的质量分数①=③
【答案】(1)t1℃时,甲、丙的溶解度相等
(2)降温结晶 (3)添加溶剂或加水
(4)① (5)C
【解析】
【小问1详解】
两条溶解度曲线的交叉点表示该温度下两种物质的溶解度相等,P点的含义是t1℃时,甲、丙的溶解度相等;
【小问2详解】
甲的溶解度受温度影响较大,若甲中含有少量的乙,降温结晶时甲会被大量析出,而乙比较少,所以应采用降温结晶的方法提纯甲;
【小问3详解】
若将t2℃时丙的饱和溶液变为该温度下的不饱和溶液,可采用的方法是添加溶剂;
【小问4详解】
由图可知t2℃时,甲的溶解度是40g,乙、丙的溶解度小于40g,所以三个烧杯中得到的都是各自的饱和溶液,若将三个烧杯中的溶液均恒温蒸发30g水,溶解在30g水中的溶质就会被析出来,又因为是饱和溶液,故析出晶体最多的是甲,故填:①;
【小问5详解】
A、由图可知t2℃时,丙的溶解度小于20g,过滤后烧杯中的溶质小于20g,降温到t1℃时,丙的溶解度为20g,溶液溶解度增加,③烧杯中的溶液为不饱和溶液,故选项错误;
B、降温到t1℃时,甲的溶解度为20g,①烧杯中只能溶解20g的甲,溶质与溶剂之比为1:5,故选项错误;
C、降温到t1℃时,乙的溶解度大于甲的溶解度,甲析出的固体物质多,烧杯中的溶液质量②>①,故选项正确;
D、由图可知t2℃时,丙的溶解度小于20g,甲的溶解度是40g,过滤后丙烧杯中的溶质小于20g,降温到t1℃时,甲中溶质质量为20g,丙烧杯中的溶质小于20g,溶质质量分数相等,烧杯中溶液的质量分数①>③,故选项错误,故选:C。
20. 某化学小组以含锌废渣(主要成分为ZnO,杂质为SiO2、CuO、FeO)为原料制备ZnSO4·7H2O,查阅工业生产流程后,结合学校现有的试剂和设备,设计流程如下:
回答下列问题:
(1)“浸取”过程中发生的基本反应类型为___________。
(2)“浸取”后溶液中的阳离子除了Zn2+和Cu2+外,还有___________(写离子符号)。
(3)“氧化”过程中,FeSO4与H2O2、H2SO4反应生成Fe2(SO4)3和H2O,写出该反应的化学方程式___________。
(4)加入NaOH溶液可调节溶液的pH。部分金属离子转化为对应的氢氧化物沉淀时,溶液pH有如下关系:
Fe3+
Cu2+
Zn2+
开始沉淀
2.2
4.7
6.2
完全沉淀
3.2
6.7
8.2
则“调节pH除铁”时,溶液的pH可能为___________(填序号)。
A. 2 B. 4 C. 7 D. 10
(5)“除铜”时加入过量的X,最适合加入的物质X是___________(填序号)。
A. NaOH溶液 B. 氨水 C. Zn D. ZnO
【答案】(1)复分解反应
(2)H+、Fe2+ (3)2FeSO4+H2O2+H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O (4)B (5)C
【解析】
【小问1详解】
硫酸能与ZnO反应生成硫酸锌和水,能与FeO反应生成硫酸亚铁和水,能与CuO反应生成硫酸铜和水,且反应均属于两种化合物相互交换成分生成另两种化合物的反应,属于复分解反应;
【小问2详解】
由前面分析可知,“浸取”后溶液中的阳离子为锌离子、亚铁离子和铜离子,硫酸过量,还有氢离子,符号为H+、Zn2+、Fe2+、Cu2+;
【小问3详解】
FeSO4与H2O2、H2SO4反应生成Fe2(SO4)3和H2O,反应的化学方程式为2FeSO4+H2O2+H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O;
【小问4详解】
由图可知,当pH=3.2时,Fe3+能完全沉淀,而pH=4.7时铜离子开始沉淀,则若想“调节pH除铁”,pH范围为3.2~4.7,故选B;
【小问5详解】
由于Cu2+完全沉淀时的pH为6.7,但此时Zn2+也开始沉淀,则不能加碱,而锌能与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌,能除去硫酸铜,氧化锌不能与硫酸铜反应,故选C。
三、实验题(本大题包括2个小题,共12分)
21. 化学实验能提升学生的科学素养。
(1)实验三中仪器M的名称___________。
(2)实验一中,玻璃棒的作用是___________。
(3)实验二中,对比a、c两处的白磷的燃烧情况,得出燃烧条件之一是___________。
(4)实验三中,硫燃烧所需氧气可用高锰酸钾制取,写出高锰酸钾制取氧气的化学方程式___________;硫燃烧产生的污染物可用氢氧化钠溶液吸收,写出氢氧化钠溶液吸收污染物的化学方程式___________。
【答案】(1)集气瓶 (2)浓硫酸和水均匀混合,浓硫酸和水均匀混合,避免局部过热造成液体飞溅
(3)燃烧需要可燃物与氧气接触
(4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
由图可知,氧气M为集气瓶;
【小问2详解】
在稀释浓硫酸的过程中,由于浓硫酸溶解放出大量热,因此需要用玻璃棒不断搅拌,使热量迅速散失,防止局部过热引起液体飞溅;
【小问3详解】
实验二中a处白磷与氧气接触,温度达到了着火点,燃烧,c处白磷温度达到了着火点,但是隔绝氧气,不燃烧,说明燃烧需要可燃物与氧气接触;
【小问4详解】
高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,方程式为:;
硫燃烧生成二氧化硫,氢氧化钠与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水,防止空气污染,方程式为:
。
22. 某去污盐主要成分为过碳酸钠(2Na2CO3·H2O2),溶于水产生Na2CO3和H2O2,去污原理之一是H2O2在一定温度下释放出活性氧,溶解的活性氧对织物上的污渍起氧化作用达到去污目的。
【提出问题】探究影响该去污盐释放氧和溶解氧的因素。
【实验及数据记录】实验小组设计并进行了以下实验,数据如表:
(说明:1g该去污盐溶于水中产生的H2O2与0.92mL30%H2O2溶液中含有的H2O2相当)
实验
物质
水/mL
温度/℃
释放氧持续时间/s
最大溶解氧/(mg/L)
①
1g去污盐
100
60
100
0.8
②
5g去污盐
100
40
110
1.3
③
5g去污盐
100
60
140
2.2
④
5g去污盐
100
80
60
0.6
⑤
10g去污盐
100
60
360
4.4
⑥
0.92mL30%H2O2溶液
100
60
78
0.5
⑦
1g纯Na2CO3
100
60
0
0
【实验分析】
(1)写出H2O2在一定温度下释放出氧气的化学方程式___________。
(2)分析数据可知,去污盐释放氧和溶解氧的最佳温度是___________℃。分析80℃时,5g去污盐在100mL水中,最大溶氧量少的原因是___________。
(3)对比实验①、⑥和⑦,可推测去污盐溶于水后产生的Na2CO3的作用是___________。
【实验结论】
(4)分析数据可知,影响该去污盐释放氧和溶解氧的因素除温度外,还有___________。
【实验拓展】
(5)实验小组要测定1g去污盐能释放氧气的最大体积,取1g该去污盐完全溶解在100mL水中,充分加热并测定气体体积。可选用以下装置___________(填字母)连接进行实验。
【实验反思】
(6)有同学提出该方法测定的氧气体积有误差,原因是___________。
【答案】(1)
(2) ①. 60 ②. 温度过高,过氧化氢分解速率过快,氧气来不及溶解就逸出
(3)促进过氧化氢释放氧和溶解氧 (4)去污盐质量 (5)CEF
(6)加热过程中部分水蒸气随氧气一起逸出,导致测定的氧气体积偏大
【解析】
【小问1详解】
过氧化氢在一定温度下反应生成水和氧气,该反应的化学方程式为:;
【小问2详解】
实验②、③、④中温度不同,其他因素相同,可以探究温度对去污盐释放和溶解氧的影响,由表中数据可知,60℃时,释放氧持续时间最长,最大溶解氧量最大,则去污盐释放和溶解氧的最佳温度是60℃;
80℃时,5g去污盐在100mL水中,最大溶解氧量少的原因是:温度过高,过氧化氢分解速率过快,氧气来不及溶解就逸出;
【小问3详解】
对比实验①、⑥可知,相同条件下,去污盐释放氧持续时间长,最大溶解氧量大,由实验⑦可知,碳酸钠溶于水后,不能释放氧气,故可知推测去污盐溶于水后碳酸钠的作用是:促进过氧化氢释放氧和溶解氧;
【小问4详解】
由表中数据可知,相同条件下,去污盐的质量不同,释放氧持续时间和最大溶解氧不同,故分析数据可知,影响该去污盐释放氧和溶解氧的因素除温度外,还有去污盐的质量;
【小问5详解】
取1g该去污盐完全溶解在100mL水中,充分加热制取氧气,属于固液加热反应,发生装置可选C,要想测得生成氧气的体积,可选择E、F装置,将氧气从E装置短管通入,压强增大,水从长管排出,用量筒测量排出水的体积,排出水的体积就是生成氧气的体积,故可以选择装置CEF;
【小问6详解】
加热过程中部分水蒸气随氧气一起逸出,导致测定的氧气体积偏大,故该方法测定的氧气体积有误差。
四、计算题(本大题包括1个小题,共5分)
23. 氧化亚铜(Cu2O)可用于生产船底防污漆,防止海生生物对船舶设备的污损,但其不耐酸腐蚀。小明将15g氧化亚铜样品(杂质不溶于水,也不与酸反应)加入盛有100g质量分数为9.8%的稀硫酸的烧杯中,恰好完全反应。已知Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O,杂质不溶于水也不参加反应。试计算:
(1)用98%的浓硫酸配制上述100g稀硫酸,需要加入水质量是___________g。
(2)反应后烧杯中溶液的溶质质量分数(计算结果精确到0.1%)。
【答案】(1)90 (2)设反应后烧杯中溶液的溶质质量为x,设生成的铜的质量为y,样品中氧化亚铜质量为z,则
则反应后烧杯中溶液的溶质质量分数为:
答:反应后烧杯中溶液的溶质质量分数为:14.8%。
【解析】
【小问1详解】
稀释前后溶质质量不变,设需要98%的浓硫酸的质量为x,则98%x=100g×9.8%,解得x=10g,则加入水的质量为100g-10g=90g;
【小问2详解】
见答案。
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