内容正文:
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目
录
题型分类突破
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类型1 项目式探究
1.(2024·菏泽)某化学兴趣小组在研学期间,发现路边栅栏和工厂内有些钢铁部件有锈蚀现象,同学们想根据所学知识,设计一个除锈和防锈的方案。
任务一、除锈剂的选择
【提出问题】盐酸和硫酸都可以作为除锈剂,相同浓度的盐酸和硫酸除锈效果一样吗?
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题序
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【实验探究】
实验
序号 实验操作 实验现象 实验结论
1 取一枚生锈的铁钉放入试管中,加入5 mL的稀盐酸,加热 铁钉表面有气泡产生,铁锈少量剥落,溶液迅速变黄,铁锈很快消失 两者除锈效果几乎
相同。铁锈发生反
应的化学方程式为
______________
______________
_______________
______________
(写出其中一个即可)
2 取与实验1相同的一枚生锈铁钉放入另一试管中,加入5 mL同浓度的稀硫酸,加热 铁钉表面有气泡产生,铁锈少量剥落,溶液显浅棕色,铁锈很快消失
Fe2O3+6HCl====
2FeCl3+3H2O[或
Fe2O3+3H2SO4====
Fe2(SO4)3+3H2O]
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题序
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【反思评价】酸除铁锈时有H2产生,这说明除锈的同时会造成钢铁的
_____,产生的氢气也会渗透进金属中引起“氢脆”现象,影响钢铁强
度。为了避免以上现象的发生,可采取的措施有__________________
__________________________________________________(答出一点
即可)。
损耗
控制好除锈时间(或
控制好酸液浓度、选择打磨等物理方式除锈)(合理即可)
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任务二、除锈防锈方案的制定
同学们发现工厂内许多锈蚀的钢铁表面有很多油污,于是又做了以下探究实验。
实验
序号 实验操作 实验现象 实验
结论
3 取与以上相同的一枚生锈铁钉,沾满油污,放入试管中,加入5 mL 与实验 1相同浓度的稀盐酸,加热 铁锈没有明显变化 油污
影响
除锈
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【观察分析】(1)结合以上实验和所学知识,同学们一致认为锈蚀钢铁如
果表面有油污,应先选择碱性油污清洁剂“碱洗”去油污,再进行“酸
洗”除锈。
(2)同学们发现从实验1中取出的铁钉在空气中放置一段时间后又发生锈
蚀。
【论证完善】实际除锈防锈方案中主要涉及以下操作:a.酸洗,b.烘干,
c.水洗,d.碱洗,e.刷漆或涂油。结合实验探究和分析,方案中合理的操
作顺序应为d→a→__→__→__(用字母填写)。
c
b
e
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【反思评价】(1)除锈后的废液呈酸性,该如何处理_________________
_____________________________。
(2)钢铁生锈会造成很大损失,但利用铁生锈的原理也可服务于生活。
请举出铁生锈原理应用于生活的一个实例:______________________
______。
可加入熟石灰等碱
性物质进行中和处理(合理即可)
铁粉作食品脱氧剂(合理
即可)
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任务三、除锈防锈方案的评价
除上述方法除锈外,在实际生产生活中,除锈的方法还有多种。比如:
1.人工除锈 用砂纸、钢丝球等工具,打磨铁锈。适合小型、少量钢铁
零件除锈。
2.机械除锈 利用高速石英砂流的冲击力打磨铁锈。适合于大面积除
锈。
【整合归纳】结合实际,你认为设计一个除锈防锈方案要综合考虑的因
素有_________________________________________________________。
操作难易、工作效率、维护成本、除锈效果、环保等(合理即可)
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2.(2024·威海)染织工业中的酸和碱
酸和碱都是重要的化工原料,可用于纺织、印染等。染织工业的基本流程为碱煮→酸洗→漂白→染色→质检,其中蕴含了丰富的化学知识。
【碱煮原理】“碱煮”可除去布料表面的油污,使布料表面变得更加光滑、有光泽。古人利用贝壳和草木灰为原料制备氢氧化钾溶液洗涤布料,其过程是贝壳灼烧得到贝壳灰,加水混合制成石灰乳,再与草木灰水混合,过滤即得(贝壳的主要成分为碳酸钙,草木灰的主要成分是碳酸钾)。
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题序
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(1)实践发现石灰乳和草木灰水都能用来洗涤布料,但将两者混合之后洗
涤效果更好。为探究原因,进行如下实验:用pH计测草木灰水的pH为11.2,
石灰乳的pH为12.1,两者混合后上层清液的pH为12.8。分析上述实验数据
可知,混合后溶液碱性_____(填“增强”或“减弱”),请用化学方程式解
释原因:_______________________________。
增强
K2CO3 + Ca(OH)2====CaCO3↓+ 2KOH
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(2)为保持较好的洗涤效果,制得的氢氧化钾溶液须密封保存。
①小明猜想氢氧化钾与氢氧化钠性质相似,也能和二氧化碳反应,他的依
据是二者都含有___(用符号表示)。
②为验证猜想,进行实验探究(见图):向A、B两
个相同规格且充满CO2的瓶中分别注入等体积的
氢氧化钾溶液和蒸馏水,充分反应后放在水平桌
面上(U形管内为红墨水),观察到______________
_______________现象,则猜想正确。
OH-
U形管中左侧液
面高于右侧液面
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③欲探究实验后A瓶中溶液的溶质成分,请设计实验方案:_____________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
______________________________。
取少量待测液
于试管中,加入足量氯化钙溶液至不再产生白色沉淀(A中含有碳酸钾);再
向静置后的上层清液中,滴加少量酚酞试液,如果溶液变红,则说明含有氢
氧化钾,A中溶质是氢氧化钾和碳酸钾;如果溶液没有变红,则说明A中没有
氢氧化钾,只有碳酸钾(合理即可)
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(3)现代“碱煮”使用的物质是烧碱。工业上利用电解饱和食盐水的方法获得烧碱,制得的NaOH固体中常含有一定量的NaCl。要测定样品中NaOH的质量分数,请你设计实验方案(实验仪器、试剂自选):
实验方案 反应的化学方程式
______________________________
______________________________
_____________________________
________________________ _________________________
____________________
取一定质量的样品于试管中,加入
足量水溶解,再加入足量氯化镁溶
液,过滤、洗涤、干燥沉淀,称量
沉淀质量,计算(合理即可)
2NaOH+MgCl2====Mg(OH)2↓+
2NaCl(与前一空对应)
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【酸洗工艺】碱煮之后的布料表面残留的碱液、铁锈斑会影响布料的
手感和后续工艺,需要进行“酸洗”。
(4)写出用稀硫酸除去铁锈斑反应的化学方程式:_______________
_____________。
(5)用稀硫酸“酸洗”后的布料必须充分水洗至呈中性才能烘干,若用
稀盐酸则无需水洗,其原因是___________________________________
___。
Fe2O3+3H2SO4====
Fe2(SO4)3+3H2O
剩余的盐酸在烘干过程中氯化氢会挥发
掉
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【染色奥秘】草木染是一种非遗染色技艺,是利用天然植物汁液给漂白后的布料染色。经过植物汁液染色后的布料还可以借助不同的酸性、碱性溶液进行调色。
为探究调色原理,以紫薯汁为例,进行如下实验:
向紫薯汁中加入的溶液 加入溶液后的颜色
白醋 红色
盐酸 红色
食盐水 紫色
草木灰水 绿色
石灰水 绿色
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(6)请分析酸性、碱性溶液能对染色后的布料进行调色的原理:
_______________________________________________。
天然植物汁液遇到酸性、碱性溶液会显示不同的颜色
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3.(2024·青岛)“瑞雪兆丰年”,2024年初春青岛的大雪预示着粮食大丰收。为保障市民正常出行,市政人员及时向道路撒融雪剂。“圆梦”小组开展了以“探秘融雪剂”为主题的项目式学习,请结合任务回答问题。
【任务一】了解融雪原理
查阅资料:最初我国的融雪剂主要是氯化钠型,后来又出现了氯化钙型、氯化钠和氯化钙混合型等多种融雪剂。标准大气压下,水的凝固点是0 ℃,加入氯化钠后形成的溶液最低凝固点为-21 ℃,加入氯化钙后形成的溶液最低凝固点为-50 ℃。
(1)表达交流:融雪剂融雪的原理是______________________________
_____________。
盐溶液的凝固点低,溶解融雪剂后
降低了凝固点
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【任务二】探秘融雪剂成分
(2)某品牌融雪剂主要成分可能是氯化钠和氯化钙中的一种或两种。小组同学设计了以下实验,探究其成分(忽略杂质对实验现象和数据的影响)。
实验步骤 实验操作 实验现象 实验结论
① 取10.0 g融雪剂,加适量蒸馏
水充分溶解,向所得溶液中加
入足量____________________ 生成白色沉淀 该融雪剂一定含有氯化钙
② 将步骤①所得沉淀过滤、洗
涤、_______________、称
量,得到固体质量为5.0 g — 该融雪剂的主要成
分是___________
(填化学式)
Na2CO3溶液(合理即可)
干燥(或烘干等)
NaCl、CaCl2
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(3)请计算说明你是如何确定该融雪剂成分的(根据化学方程式计算,写出计算过程)。
解:设10.0 g融雪剂中氯化钙的质量为x。
CaCl2+Na2CO3====CaCO3↓+2NaCl
111 100
x 5.0 g
=,x=5.55 g
氯化钙的质量为5.55 g,小于10.0 g,该融雪剂的成分为NaCl、CaCl2。
答:该融雪剂的成分为NaCl、CaCl2。
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【任务三】选择融雪剂
小组同学调查了市面上几种类型的融雪剂,收集信息如下:
融雪剂
种类 融雪
速率 对路面的
腐蚀性 对土壤
的影响 适用
温度 每吨
价格
氯化
钠型 慢 强 土壤
板结 -10~
-1 ℃ 约
300元
氯化
钙型 快 较强 土壤轻度板结 -30~
-1 ℃ 约
500元
新型
融雪剂 较快 几乎无 土壤几
乎不板结 -40~
-1 ℃ 约
1 000元
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(4)普通道路主要选用氯化钙型融雪剂的原因是____________________
_______(写一条即可),对路面质量要求非常高的机场融雪,你推荐使用
的融雪剂是___________。
融雪速率快,且价格相
对较低
新型融雪剂
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类型2 科普阅读
4.(2024·湖北)阅读科普短文。
液态阳光,是指利用太阳能和风能等可再生能源,将二氧化碳和水转化为以甲醇(CH3OH)为代表的液态燃料和有机化学品。它可以取代传统化石能源,实现二氧化碳的循环利用。液态阳光概念示意图如下。
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2020年,我国“千吨级液态阳光甲醇合成示范项目”投产运行。该项目由太阳能光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢制甲醇三个基本单元构成。标志着我国利用可再生能源制备液体燃料迈出了工业化的第一步。
甲醇作为液态阳光首要目标产物,能生产乙酸、烯烃等化学品,能用作内燃机燃料,也能用于燃料电池产生电能,还能通过重整反应释放出氢气。
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(1)“液态阳光生产”利用的可再生能源是________________________
(写一种)。
(2)“液态阳光甲醇合成示范项目”使用的初始原料是_________和CO2。
(3)可用NaOH溶液实现“碳捕获”,其反应的化学方程式为_____________
__________。
(4)相比氢气,液体燃料甲醇的优点有_______________________________
______(写一条)。
太阳能(或风能,合理即可)
水(或H2O)
2NaOH+CO2====
Na2CO3+H2O
便于储存和运输(或安全性高,合理
即可)
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5.(2024·长沙)认真阅读下列科普短文。
蜂蜜作为人们熟知的天然食品,含有丰富的有机物,如糖类、维生
素、有机酸等。蜂蜜中富含矿物质元素,其中钾、钙、钠含量较高;此外,
还含有一些微量元素,如锌、铜、锰等。天然蜂蜜的pH都在3.2~4.5,蜂
蜜中含有葡萄糖氧化酶(GOD),可将葡萄糖氧化为葡萄糖酸和过氧化氢,该
反应的化学方程式为C6H12O6+H2O+O2 C6H12O7+H2O2,反应中产生的H2O2依
靠其强氧化性,能破坏组成细菌和真菌的蛋白质,具有消毒杀菌作用。蜂
蜜存放在玻璃或陶瓷器具中最佳,切勿存放于金属容器中。这是因为许多
金属能在酸性环境下发生反应,使蜂蜜变黑,遭受重金属污染。蜂蜜存放
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需要减少蜂蜜与空气接触,且温度保持在5~10 ℃。蜂蜜中的维生素C在高温或氧气中易被氧化,会造成营养成分失效,因此蜂蜜适宜在陶瓷器具或玻璃杯中冲泡,且水温控制在60 ℃以下。
回答下列问题:
(1)蜂蜜中含有的微量元素有_____________(任写一种元素符号)。
(2)天然蜂蜜呈___(填“酸”“碱”或“中”)性。
(3)葡萄糖发生氧化的反应C6H12O6+H2O+O2 C6H12O7+H2O2涉及的物质
中,属于氧化物的有_________。
(4)冲泡蜂蜜的水温需控制在60 ℃以下的原因是__________________
__________________________________________________。
Zn(或Cu、Mn)
酸
H2O、H2O2
蜂蜜中的维生素C在
高温下易被氧化(或高温会造成营养成分失效,合理即可)
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6.(2024·济南节选)海水中含有大量的氯化钠,可用于制取纯碱等工业原料。
(1)结合材料,回答问题:
材料一:我国化学家侯德榜在氨碱法的基础上创立了侯氏制碱法。主要流程如下:
上述过程的化学反应原理为
NaCl + NH3 + CO2 + H2O====NaHCO3 + NH4Cl;
2NaHCO3 Na2CO3+ H2O + CO2↑。
====
△
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材料二:CO2在水中的溶解度不大,常温常压下,每升水能溶解1.45 g
CO2。NH3极易溶于水,常温常压下,每升水能溶解493 g NH3。
①纯碱的主要成分是Na2CO3,从物质分类的角度看,Na2CO3属于___(填“酸”
“碱”或“盐”)。
②侯氏制碱法在制得纯碱的同时还得到的一种氮肥是_____(填化学式)。
③综合分析上述制碱流程中,要先向饱和食盐水中通NH3制成饱和氨盐水
之后,再通CO2的原因是___________________________________________
______________________________________________________________
___________________。
盐
NH4Cl
NH3溶于水显碱性,CO2溶于水显酸性,NH3的溶解度
远大于CO2的溶解度,形成的饱和氨盐水能吸收更多的CO2,有利于提高纯
碱的产量(合理即可)
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(2)如图为NaCl、NH4Cl和NaHCO3的溶解度曲线。
下列说法中,正确的是___(填选项序号)。
A.t1 ℃时,NaCl的溶解度小于NH4Cl的溶解度
B.当NH4Cl中混有少量NaCl时,可采用降温结晶的
方法提纯NH4Cl
C.t3 ℃时,NaHCO3饱和溶液中溶质与溶液的质量比为3∶25
D.t3 ℃时,各取相同质量的NH4Cl和NaCl固体,分别加水至恰好完全溶解,然后降温至t2 ℃,此时所得NH4Cl溶液的质量小于NaCl溶液的质量
BD
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版权声明
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