内容正文:
专题17 信息给予与阅读理解题
考点概览
题型一 传统工艺类
题型二 科技前沿类
题型三 生活生产、环境类
传统工艺类题型一
1.(2025·安徽滁州全椒·二模)阅读下列材料,完成下列小题。
材料一:晾凉的茶水表面会形成一层薄薄的“茶膜”。化学家通过扫描电镜、质谱仪等精密仪器分析,发现水中的钙离子和碳酸氢根离子是诱导茶膜形成的关键因素,但仅靠钙离子或碳酸氢根离子并不能让茶膜“显现”,必须两者同时存在才行。
材料二:我国有悠久的制盐史,是产盐最早的国家。我国古代利用“布灰种盐”生产海盐,其过程为“烧草为灰,布在滩场,然后以海水渍之,俟晒结浮白,扫而复淋”。
(1)下列有关说法正确的是
A.碳酸氢根离子的符号为 B.其他条件相同时,硬水比软水更易形成茶膜
C.用蒸馏水泡茶也会形成茶膜 D.钙离子和碳酸氢根离子二者只需其一即可形成茶膜
(2)下列有关说法错误的是
A.“布灰种盐”生产的海盐属于混合物
B.“烧草为灰”发生的是化学变化
C.“晒结浮白”的原理是利用氯化钠的溶解度随温度升高而明显增大
D.“扫而复淋”的过程中,为减少氯化钠损耗,应选用的复淋试剂是饱和氯化钠溶液
2.(2025·安徽亳州利辛·二模)认真阅读下列材料,回答下列小题。
青铜是人类最早使用的合金,主要成分是铜(Cu)和锡(Sn),因其铜锈[主要成分为]呈青绿色,故名青铜(如图为出土的青铜面具)。现在青铜依然广泛使用,某机械加工厂青铜废料经处理后得到和的混合液,向混合液中加入过量的锌粉,充分反应后过滤,得滤液和滤渣,均有一定的回收利用价值。
(1)根据上面材料可知,下列说法不正确的是
A.铜锈是铜与氧气、水蒸气、二氧化碳共同作用生成的
B.青铜的抗腐蚀性能比铜和锡都好
C.滤渣中一定有铜、锡、锌
D.滤液中溶质一定有,可能有
(2)下列有关铜锈主要成分的说法正确的是
A.属于碱 B.其中铜元素化合价为价
C.其中氢、氧元素质量比 D.碳元素质量分数最大
3.(2025·云南楚雄大姚·二模)2024年12月4日,我国申报的“春节——中国人庆祝传统新年的社会实践”,列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。春节期间有许多传统习俗活动依次展开,共同编织成春节独一无二的文化盛景。
(1)腊月二十四,写福字。写福字贴对联是农历新年的传统年俗,既表达了人们对美好生活的向往,也是中国年文化的传承。用墨写的福字在次年更换时墨迹依然清晰,这是因为碳单质 。
(2)腊月二十六,炖猪肉。猪肉汤中含有丰富的蛋白质、脂肪、碳水化合物、钙、磷、铁等成分,这里的“钙、磷、铁”是指 (填“单质”“原子”或“元素”),人体缺铁会导致 。
(3)除夕的夜晚,烟花在空中绽放,绚丽无比。烟花和爆竹的组成类似,其中都包含黑火药,黑火药由硝酸钾、木炭和硫粉混合而成,一定条件下引燃会发生剧烈反应。黑火药爆炸时,发生反应的化学方程式为,则X的化学式为 。
(4)大年初一,孩子们穿上了漂亮的新衣服。小华同学通过阅读新衣服标签得知衣服的面料材质为97%的棉和3%的氨纶,其中属于有机合成材料的是 。
4.(2025·广西柳州城中区·抽测)广西壮族文化蕴含着“天人合一”的生态智慧,传统工艺与现代化学原理的融合,展现了可持续发展的科学本质。
(1)自然染料与酸碱调控:五色糯米饭的紫色源自紫蓝草,其汁液遇酸性物质变红,遇碱性物质变绿,揭示了植物色素可作为 ,这种“以自然之道治物”的思维属于 (填“绿色化学”或“合成化学”)。
(2)发酵工艺与有机化学:柳州酸笋的酸味源于微生物发酵产生的 (填“”或“”),该过程通过 (填“物理”或“化学”)变化实现食物保存,体现了古人利用生物催化剂的智慧。
(3)金属防锈与文化遗产保护:北海千年铜鼓表面铜绿的形成需接触、和 (填化学式),其缓慢氧化反而形成保护层,印证了“辩证防腐”的古老哲学。
(4)生态建材与碳循环:壮族干栏建筑用石灰浆抹墙,通过吸收空气中的而硬化,其反应方程式为 ,这一过程巧妙参与了自然界的碳循环。
5.(2025·湖南·信息必刷卷)阅读下列科普短文(原文作者黄琼等,原文有删改)。
皮蛋又称松花蛋、变蛋等,是一种中国特有的食品,风味独特。
皮蛋传统腌制料主要是纯碱、生石灰、食盐、茶叶和。在碱、酶及微生物的作用下,部分蛋白质分解成氨基酸,易被人体吸收。蛋白质分解形成的H2S等使皮蛋具有特殊风味。此外,S与蛋内Mg等金属元素和色素物质作用,形成皮蛋特有的色彩。
为促进皮蛋产生美丽的松花,传统工艺中还加入密陀僧(主要成分为 PbO)。铅是一种金属毒物,在体内蓄积可以引起慢性中毒。研究者用硫酸铜、硫酸锌、硫酸亚铁替代密陀僧腌制无铅皮蛋,并研究氢氧化钠溶液等对皮蛋品质的影响,优化皮蛋腌制工艺。固定其他条件为最佳水平,研究不同浓度 NaOH 溶液浓度对皮蛋的凝固程度、弹性的影响,结果如图1。
皮蛋国家标准中要求 Cu≤10mg/kg,Zn≤20mg/kg;对铁的含量不做要求。测得该优化工艺腌制的皮蛋中金属元素含量如表 1 所示:
表 1:皮蛋中金属元素的含量
元素
蛋白mgykg
蛋黄mg/kg
Cu
6.42
5.48
Zn
8.36
6.28
Fe
5.24
4.36
Pb
0.00
0.00
回答下列问题:
(1)无铅皮蛋中含有较多的铁元素,有助于预防______。
A.佝偻病 B.甲状腺肿大 C.骨质疏松 D.贫血
(2)NaOH 溶液浓度对皮蛋蛋白弹性的影响是 。
(3)下列说法正确的是______。
A.皮蛋中含有丰富的氨基酸,利于人体吸收
B.优化工艺腌制的皮蛋中不含有铅元素
C.皮蛋风味和色彩的形成与硫元素有关
D.优化工艺研制的皮蛋 Cu 的总含量超过国家标准
科技前沿类题型二
1.(2025·湖南岳阳岳阳楼区·二模)阅读如下科普短文,回答问题。
新型材料——液态金属材料
清华大学、中国科学院理化技术研究所发明了一种全新的可实现超大尺度膨胀变形的液态金属材料,该材料其实是一种低沸点的,由液态金属和硅胶制成的材料。液态金属并不只是一种,而是种类繁多的大家族,通过不同的金属和配比,可以获得不同性能的液态金属材料。硅胶的主要成分是二氧化硅,化学性质稳定,除强碱、氢氟酸(HF)外不与任何物质发生反应,不溶于水和任何溶剂,无毒无味,具有开放的多孔结构,是一种非晶态物质,并且也不易燃烧。
研究人员称,这种可以被3D打印成任意形状的特殊材料,可以摆脱其他刚体支撑物和溶液环境并得以站立,呈现出超大尺度变形和运动功能,且全部过程可逆。而这种材料既具有金属的性质,又具有液体的流动性,尤其适合制备由无线控制的软体机器人以及肿瘤的治疗、神经和骨骼修复等。
(1)硅胶具有开放的多孔结构,推测其具有 性。
(2)请将化学方程式补充完整:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+ 。
(3)这种液态金属材料可用于 (填一种用途)。
2.(2025·湖南衡阳衡南·二模)阅读下列科普短文,回答有关问题。
人教版九年级化学下册教材77页:石笋和钟乳石的形成
如果你参观过溶洞,一定会为溶洞中形态各异的石笋和钟乳石而惊叹。感叹于大自然的鬼斧神工之余,你是否会想:它们怎样形成的呢?溶洞都分布在石灰岩组成的山洞中,石灰岩的主要成分是碳酸钙,当遇到溶有二氧化碳的水时,溶有较多二氧化碳的水可以和它慢慢发生化学反应,把它转化为可以溶解的碳酸氢钙;溶有碳酸氢钙的水遇热或压强突然变小时,溶解在水中的碳酸氢钙就会分解,重新生成碳酸钙沉积下来。反应方程式如下:;
钟乳石非常漂亮,可以用来做人造假山,雕刻大尊工艺品等。可是钟乳石的形成周期非常长,需要上万年才能形成。溶洞景观一旦破坏,想要恢复几乎是不可能的,需要政府加强立法,保护钟乳石资源。
(1)在石灰岩地区,地下水的pH 7(填:“>”、“<”或“=”)。
(2)写出碳酸钙转化为碳酸氢钙的化学方程式 。
(3)下列有关钟乳石的说法中,正确的是_____(填字母序号)。
A.形成周期很长 B.能和食醋反应 C.资源丰富,可以任意开采
3.(2025·湖南岳阳·二模)阅读材料。
高温超导磁悬浮列车运用磁铁“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”的原理,运行时速可达620公里每小时,这一发明,再次向世界证明了中国速度。高温超导的“高温”是-196℃左右的温度,超导就是超级导电。液氮在磁悬浮列车中发挥着重要的作用,轨道上喷射液氮后,可以降低轨道和车轮的温度,既能保持轨道的超导性。同时也能在列车底部形成气垫,使列车与轨道隔离,减少摩擦和空气产生的气动阻力,大大提高了运行速度。回答下列问题:
(1)高温超导“高温”,所指的温度是 ;
(2)高温超导磁悬浮列车利用了氮气的化学稳定性,但在一定条件下氨气能与氧气发生反应生成一氧化氮(NO),用化学方程式可表示为 ;
(3)液氮来源丰富的原因是 。
4.(2025·广东惠州惠城·二模)氨气(NH3)在常温下是一种无色气体,有强烈的刺激性气味,极易溶于水。目前,我国已形成氨气生产、应用等成熟产业链,氨气的应用分布如图。在食品工业生产中,常利用氨气熏蒸法降低食物中滋生的黄曲霉毒素的毒性,该方法是利用氨气与食物中的水反应生成一水合氨(NH3·H2O),一水合氨再与黄曲霉毒素反应,从而有效地降低黄曲霉毒素的毒性。工业上主要是利用氮气和氢气在高温、高压和催化剂的条件下合成氨气。氢气通过可再生能源转化得到的电能电解水后获得。现国内外工业上使用的合成氨气催化剂基本都是铁基催化剂,也有科研人员用三氧化钼和氧化钨等原料制作合成氨气催化剂。阅读分析,解决问题:
(1)写出一条氨气的物理性质: 。
(2)由图一可知,我国氨气应用在生产氮肥的占比是 。
(3)写出氨气与水反应的方程式为 。
(4)氨气熏蒸法降低黄曲霉毒素毒性的原理是产生的 与黄曲霉毒素反应。
(5)合成氨催化剂中除了含有氧化钨外,还含有 (写一种即可)。
(6)根据文章信息判断下列说法是否正确,正确的填“对”,错误的填“错”。
①从原料的来源看,合成氨气使用的原料氢气可以通过电解水获得( )
②氮气成本比氢气低廉,主要是因为其占空气总质量约78%( )
5.(2025·辽宁葫芦岛建昌·二模)阅读下面科普短文。
2025年4月24日,神舟二十号载人飞船发射成功,为中国空间站的长期运营和航天员的长期驻留奠定了坚实基础。
如图为神舟二十号载人飞行任务标识,该标识外框红色传承载人飞行使命,内部深蓝寓意浩瀚太空。主体神舟飞船径向对接空间站,太阳翼巧构中文“廿”字(即“二十”)。空间站亮光划破天际,彰显航天人向光前行、勇往直前的精神。标识模拟舷窗视角,层次分明,视觉纵深感十足。简洁平面图案与机能风点阵、线条交织,增添现代气息。此标识不仅彰显中国航天科技驱动力,更寄托了对未来探索的无限憧憬与决心。空间站的天和核心舱内气体的组成和空气成分基本一致。飞船座舱通过专用风机将座舱内部的空气引入净化罐,利用过氧化钠(Na₂O₂)吸收二氧化碳,生成碳酸钠和氧气,净化后的空气再重新流回舱内。主电源储能电池由原来的镉镍电池改用锂电池,其能量更高、循环寿命更长、高倍率充电更佳,还能为整船减重约50公斤。
(1)神舟二十号飞行任务标识中有数字“20”,在元素周期表中原子序数为20的元素符号 。
(2)天和核心舱内气体组成中含量最多的物质是 (填化学式)。
(3)写出净化罐中吸收二氧化碳的化学方程式 。
(4)主电源储能电池由镉镍电池改用锂电池的优点 、 。(写两点)
(5)2024年11月15日天舟八号货运飞船为神舟十九号航天员乘组送去蛇年春节的“年货”,“月壤”是其中年货之一、“月壤”的成分主要包括氧化铝、氧化硅、氧化铁、氧化镁等二十余种物质。“月壤”的成分中含氧化铝,氧化铝中铝元素的化合价为 。
(6)载人航天器中的物质和能源都十分宝贵,我国科学家进行了如图2所示的氧循环研究,实现了空间站中氧气的再生。反应②是电能转化为 能。整个循环反应中除人体呼出的二氧化碳外,还需额外补充的物质是 。
6.(2025·湖南长沙湘一立信中学·二模)认真阅读下列科普短文。
我国计划在月球南极建设国际月球科研站,开展月基环境探测、资源利用和原位建造等任务。以下是相关科学资料:
资料1 月壤特性:月壤含氦-3、铁氧化物等成分,其颗粒尖锐且缺乏黏性。科学家通过模拟月壤烧结制成“月壤砖”,需在真空热压炉中以高温处理,形成稳定结构。
资料2 当天体中气体的分子运动平均速率大于分子脱离速率的时,该气体会脱离天体逸散到宇宙中。月球表面气体分子的脱离速率均为
资料3 使用质谱仪测定,在月球黑暗处发现有极微量的气体生成,其主要成分是氢气、氦气、氖气和氩气等。日出时,月球表面有极微量的甲烷和氨气产生。
资料4 氦-3可以进行核聚变反应,是理想的清洁核能源。
请回答下列问题:
(1)时,氢气、氨气和氮气的分子运动示意图分别如图所示。
①由如图分析,分子运动平均速率与 有关。
②已知月球表面最高温度超过。月球表面因不能留住氢气、氦气等气体分子,所以不存在稳定大气,结合资料信息说明其原因: 。
(2)将来月球科研站获取的能源可以来自于 。
7.(2025·内蒙古呼伦贝尔扎兰屯·二模)阅读下面科普短文。
纳米海绵是一种新型环保清洁产品,具有网状多孔的结构,清洁过程中可以吸附物体表面的污渍。纳米海绵不仅可有效清洁茶垢、油垢等,还是很好的吸油材料。经过改良的纳米海绵具有良好的吸油能力、循环利用性以及环境友好等特性,可用于解决海上石油泄漏造成的污染.科学家测定了纳米海绵对不同油品的吸收能力(吸油质量比越高,其吸油能力越强),结果如图1。吸油能力的差异性取决于油品自身的密度。油品密度越大;纳米海绵的吸油能力越强。
依据文章内容回答下列问题。
(1)纳米海绵具有极好清洁功能,是因为具有 结构。
(2)纳米海绵对柴油的吸收能力比对黑芝麻油的强,其原因是 。
(3)由图2得到的实验结论:在其他条件相同时,循环次数1~8之间时,随循环使用次数的增加,吸油能力变差的是 (填“纳米海绵”或“细菌纤维素”)。
8.(2025·湖北恩施州·二模)阅读科普短文。
氨气比氢气更易液化储运,作为氢能源的载体很有发展潜力。合成氨的原料为和,常用液态空气分离法、膜分离法(如图1)和分子筛吸附法(如图2)获取。的生产有煤气化、天然气重整及可再生能源电解水等方法,根据的来源,所合成的氨分别称为灰氨、蓝氨和绿氨。HaberBosch工艺利用和(来源于电解水)在高温高压催化剂条件下反应制氨气,是目前唯一大规模合成氨的方法。
液氨作燃料,在纯氧中完全燃烧的产物只有水和氮气,绿氨生产可实现“零碳”排放,目前这种技术成本高,有待技术成熟后推动绿氨发展。
依据上文,回答下列问题:
(1)液态空气分离法是利用氮气和氧气的沸点不同;膜分离法是利用氮气分子和氧气分子的渗透速率不同,渗透速率快的先透过膜(如图1),渗透速率快的是 。
(2)分子筛吸附法是利用分子大小不同,分子小的被吸附(如图2),则氧气分子比氮气分子 (选填“大”或“小”)。
(3)Haber-Bosch制氨气工艺的化学方程式为 。
(4)“绿氨”作为清洁能源的优点有 (答一条)。
9.(2025·辽宁铁岭铁岭县·二模)阅读下面科普短文,并回答问题。
食品添加剂
《中华人民共和国食品安全法》指出,食品添加剂是指为改善食品品质和色、香、味以及为防腐、保鲜和加工工艺的需要,而加入食品中的人工合成或者天然物质。按照用途不同,食品添加剂可分为香料、防腐剂、甜味剂、膨松剂、抗氧化剂、酸度调节剂和营养强化剂等。如阿斯巴甜可作甜味剂,小苏打可作面包膨松剂,维生素C可作食品抗氧化剂、酸度调节剂(其水溶液呈酸性)和营养强化剂。
消费者需要认识到,只有当食品添加剂超范围、超量使用,或使用非食用物质时才会引发食品安全隐患。如防腐剂的作用是防止食品腐败变质,对某些本应合理使用防腐剂以保证安全的食品,若不使用防腐剂,反而有可能增加风险。合理使用食品添加剂既可以保证我们的饮食安全,还可以满足我们对食品口味或营养的需求。
(1)根据阿斯巴甜化学式可知,阿斯巴甜由 种元素组成,属于 (填“有机物”或“无机物”)。
(2)焙制糕点时,小苏打受热分解成碳酸钠和两种常见氧化物,请写出该反应的化学方程式 ,其中能使面包具有“蓬松感”的物质是 。
(3)结合所学知识和文中信息,维生素C的水溶液中一定含有的一种离子是 。
(4)某食品被查出食品添加剂不合格,可能的原因是 (写一点)。
(5)通过阅读文本,你对食品添加剂有了哪些新认识? (写一点)。
生活生产、环境类题型三
1.(2025·湖南长沙雅礼教育集团·二模)阅读下列科普短文。
生活垃圾处理不当会造成环境的污染,垃圾分类既可以改善生活环境,又有利于资源循环利用。厨余垃圾中的鲜垃圾可以用来制作“环保酵素”。
“环保酵素”的制作方法;按1:3:10的比例将红糖、鲜厨余(水果皮、菜叶等)和水混合装入桶中,避免使用鱼、肉、或油腻的厨余。在桶中发酵的第一个月会产生大量气体,每天需要打开瓶盖放气并搅拌,保证鲜垃圾完全浸泡在液体中,避免其发霉腐败。一个月后旋紧瓶盖,在容器上标注制作日期,将其放置在通风阴凉处发酵。发酵三个月后,分离出液体,得到环保酵素。
环保酵表在农业生产和日常生活等诸多方面都有着重要的作用。我国是农业大国,施用化学肥料是保证粮食高产、稳产的一种重要措施,但与此同时,长期施用化肥会造成土壤退化、生态环境污染等问题。研究人员利用一定比例的酵素进行施浇(每周施浇3次),然后对土壤中有机质等含量进行了研究,研究表明施浇环保酵素不仅可以降低环境污染。还可以改良土壤,增加土壤的有机质含量。绿水青山就是金山银山,垃圾分类,保护环境,从我做起。
回答相关问题:
(1)下列垃圾属于鲜厨余,能用来制作“环保酵素”的是___________。
A.桔子皮 B.塑料袋 C.芹菜叶 D.肉骨头
(2)“发酵三个月后,分离出液体”,这“分离出液体”相当于实验室的 操作。
(3)相较于化学肥料,施用环保酵素的优点有 (任答一点)。
2.(2025·辽宁盘锦兴隆台区九校·二模)阅读下面科普短文。
家庭能源转型对于我国实现“碳达峰、碳中和”目标至关重要。随着经济快速发展,我国家庭能源使用朝着清洁化、高效化方向发展。2012年、2022年我国家庭能源消费结构如图所示。
家庭燃料转型作为能源转型的重要组成部分,得到广泛关注。家庭燃料转型是指由使用煤炭、薪柴等传统固体燃料转向使用天然气等清洁能源的过程,主要涉及取暖、炊事等多个领域。在取暖领域,研究多聚焦于清洁取暖政策对推进燃料转型的影响。在炊事领域,采取的措施多聚焦于燃料选择和炉灶升级。其中,炉灶升级重点关注的是燃料的调控、空气的调控和混合方式的调控。
目前,我国家庭能源转型已取得了一定进展,在未来仍有广阔的发展空间。
依据文章内容回答下列问题。
(1)由图可知,在我国家庭能源消费结构中,2012年占比最高的是 ,2022年占比最高的是 。
(2)家庭燃料转型是指由使用 转向使用 等清洁能源。
(3)炉灶升级改造时,调控空气的根本目的是调控 的浓度(填序号)。
a.氮气 b.氧气 c.二氧化碳
(4)关闭燃气阀门是利用了 灭火原理,请再举一个利用此原理灭火的实例 。
(5)判断下列说法是否正确(填“√”或“×”)。
①煤是重要家庭能源,但煤燃烧产生的黑碳和二氧化碳都是大气污染物。
②家庭能源转型对于我国实现“碳达峰、碳中和”目标至关重要。
③太阳能与煤和天然气一样,都是都属于不可再生能源。
3.(2025·山西吕梁中阳部分学校·二模)阅读分析,解决问题。
船舶的“绿色心脏”
2025年3月28日,我国自主研制的首款高替代率甲醇(化学式为)燃料船用中速机在上海交付。以甲醇为燃料的中速机是船舶的“绿色心脏”,中国的这一设计打破了国外垄断,为中国以及全球航运业绿色转型提供了全新动力。
这款甲醇燃料船用中速机,相比传统柴油发动机。一年可减碳超5000吨。并减少60%氮氧化物和99%硫氧化物的排放。在长江干线打造一支绿色船队,液化天然气(LNG)双燃料船、生物质燃料船、动力电池船我国都有,他们各有利弊。甲醇主机的推出,为船舶发展提供了新选择。
船舶行业是全球碳排放的重要来源之一,市场对绿色船舶的需求与日俱增。去年,船用碳捕集技术在上海率先形成“二氧化碳捕集—存储(液化封存)—卸岸—转运—再利用”全流程生态闭环,依托的正是全球首套全流程船用碳捕集系统。
推出甲醇燃料主机后,中国正加速推动氨燃料主机落地形成示范应用。中国在船舶技术和创新领域飞速发展,而上海正是中国船舶工业创新的高地。
(1)甲醇完全燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为 ,以甲醇为燃料的中速机是船舶“绿色心脏”的原因是 。
(2)甲醇燃料船用中速机与传统柴油发动机相比,其优点是可减少 (写一种物质的化学式)的排放。
(3)长江绿色船队除甲醇燃料船之外,还有 (写一种)。
(4)二氧化碳存储时发生变化的微观实质是 。捕集到的二氧化碳可重新应用于 (写一种)。
4.(2025·江苏无锡锡山实验学校·二模)阅读下列短文,回答相关问题。
生活中我们谈到“细菌”往往会心惊胆战。其实细菌不是只有危险的一面,如果掌握了它们的特性,很多细菌也可以为我们服务。
氧化亚铁硫杆菌(以下简称为T-f菌,见图1)是一种细菌,它被广泛应用于治理废气、废渣等有害物质。例如:可用T-f菌脱除工业废气中的一种有毒、有腐蚀性的气体——硫化氢(H2S),其作用原理如右图2所示。这个净化过程中,Fe2(SO4)3溶液在常温常压下就可以将废气中的H2S脱除,同时生成S、FeSO4和H2SO4。FeSO4在酸性溶液中、在T-f菌的帮助之下,只需少量的氧气就又可以转化为Fe2(SO4)3,同时释放的能量还能供给T-f菌生长。用这种方法处理废气大大降低了治污的成本,脱除率达到99.97%,且无废物排出。但要达到高效的关键是要保证体系内FeSO4浓度的稳定,一旦FeSO4浓度降低,T-f菌就会像缺少食物一样逐渐失去活性。
实际应用过程中还发现Fe2(SO4)3在pH=1.9时会发生反应,生成铁的沉淀物——黄铵铁矾[NH4Fex(SO4)2(OH)6],并在pH=3.2时沉淀完全,使得溶液中的总铁浓度下降,从而降低对废气的吸收效率。可见,溶液的pH值对这个方法的效果也有一定影响。实验测得30℃时,不同pH环境下T-f菌的活性也不同,表现为FeSO4溶液转化为Fe2(SO4)3溶液的速率不同,如下表:
pH
0.9
1.2
1.5
1.9
2.1
2.4
2.7
3.0
转化速率/(g·L-1·h-1)
4.5
5.3
6.2
6.8
7.0
6.6
6.2
5.6
(1)写出图2中转化①的化学方程式 。
(2)根据图2,下列说法不正确的是 (填序号)。
a.转化①中可以观察到溶液由黄色变为浅绿色
b.转化②的化学方程式为
c.吸收H2S一段时间后,FeSO4溶液浓度保持不变
d.理论上,通入32g O2可以脱除68g H2S
(3)用T-f菌脱除工业废气中H2S气体的优点是 (写出1点即可)。
(4)已知黄铵铁矾[NH4Fex(SO4)2(OH)6]中铁元素的化合价为+3价,则x= 。
(5)请结合文中信息,判断工业用T-f菌脱硫应选择的最佳pH范围是 (填序号)。
a.1.2~1.5 b.1.5~1.9 c.1.9~2.1 d.2.1~2.4
5.(2025·辽宁铁岭开原·二模)阅读下列科普短文,回答相关问题。
《2050年世界与中国能源展望》中提出,全球能源结构正在向多元、清洁、低碳转型。太阳能的利用是热门研究方向之一,例如可以利用太阳能将水转化为其他物质,某种光催化分解水的过程如图一所示,产生的H2在一定条件下与CO2反应合成液态燃料甲醇(CH3OH)。也可以在太阳光照下,通过光催化将H2O、CO2直接转化为CH3OH、H2、CO、CH4等太阳能燃料(图二)。另外,还可以利用照明灯、人体散发的热量等生活中随处可见的废热发电,我国研发的“柔性、可裁剪碲化铋(Bi2Te3)/纤维素复合热电膜电池”,能充分贴合人体体表,实现利用体表散热为蓝牙耳机、手表,智能手环等可穿戴电子设备供电(图三)。可以看出,在新能源的开发和利用中,化学起着不可替代的作用。
(1)下列有关说法正确的是___________。
A.能源结构向多元、清洁、低碳转型 B.生活中的废热无法利用
C.碲和铋都属于金属元素 D.化学与新能源开发密切相关
某种光分解水的过程如图一所示。
(2)该反应最终的生成物是 ;与电解水相比,该方法的优点是 。
(3)在转化过程中Fe3O4和FeO可循环利用,23.2kg的Fe3O4可产生FeO的质量为 kg。
图二通过光催化得到CH3OH、H2、CO、CH4等太阳能燃料。
(4)太阳能燃料中的CO与CO2化学性质不同,请从微观角度解释 。
(5)太阳能燃料中的CH3OH完全燃烧的化学方程式为 。
(6)图三是将人体散发的热能转化为 能。
展望能源的新发展,也要了解和充分利用现有技术。
(7)被广泛使用的太阳能电池板的构造如下图,图中所示物质属于有机合成材料的是 ;太阳能电池板中多处使用合金,与纯金属相比,合金具有的优点有 。
6.(2025·广东深圳龙岗宏扬学校·二模)阅读下面科普短文。
氨()是一种重要的化学物质,常温下是一种无色气体,有强烈的刺激性气味,极易溶于水,易燃,可以和酸反应生成铵盐。氨主要来自于人工合成。工业上主要是利用氮气和氢气在高温、高压和催化剂的条件下合成氨气。流程如图1所示。目前,我国已形成氨气生产、应用等成熟产业链,氨的应用分布如图2所示。现在国内外工业上使用的合成氨催化剂基本都是铁基催化剂。降低反应温度、提高合成氨催化剂活性是目前的研发热点。科研人员用磁铁矿与三氧化钼[钼(Mo)的化合价为+6价]、氧化钨、氧化铝混合稀土等原料,按不同比例充分混合得到合成氨催化剂,其中氧化钨含量对产出气体中氨气含量的影响如图3所示,氨气含量越高代表催化剂活性越好。
依据短文信息,回答下列问题:
(1)工业上从空气中分离获得合成氨的原料,该过程是 变化。工业上主要合成氨气的化学方程式为 。
(2)图1中,从“合成塔”中出来的气体是 (选填“纯净物”或“混合物”)。
(3)由图2可知,我国氨气的应用占比最高的是 。
(4)科学家研究合成氨反应催化剂的目的是 。
(5)合成氨催化剂中除了含有氧化钨外,还含有 (写出其中一种化学式)。
(6)根据图3写出氧化钨含量与催化剂活性的关系: 。
7.(2025·广东深圳宝安·二模)【科普阅读】海水资源的综合利用
能源是指能够提供能量的资源。能源可按不同方法分类(如下表),随着人们开发能源的种类越来越多,能源消费结构(如图1)也不断优化。
分类标准
消耗后是否造成污染
短周期内能否再生
能源分类
污染型能源
情节性能源
再生能源
不再生能源
举例
煤炭
风能
潮汐能
石油
海洋温差能是一种稳定且储量巨大的能源,主要来源是蕴藏在海洋中的太阳能。广东省某基地利用海洋温差能发电,并采用膜法(利用淡化膜分离)和热法(加热蒸发分离)进行海水淡化,淡化后的浓海水还可综合应用于盐类提取、金属提取等。
(1)结合上述分类标准,分析海洋温差能属于 能源(填一种)。
(2)由图1分析,2012~2020年我国能源消费的变化情况为 (写一条)。
(3)由图2可知,淡化膜允许大部分 (填微观粒子名称)通过,用膜法进行海水淡化的原理与实验室中 操作的原理相同。
(4)取两份相同的海水样品,分别进行热法、膜法淡化处理(如下图)。由下表可知, (填淡化工艺名称)的淡化效果更好。
样品
淡化工艺
淡化后的浓海水中部分离子浓度g/L
Na+
Mg2+
Cl-
1
热法
13.17
1.57
20.32
2
膜法
18.77
2.41
34.28
(5)浓缩后海水含有大量MgCl2,加入熟石灰可获得经济价值较高的氢氧化镁,该反应的化学方程式为 。
8.(2025·云南楚雄大姚·二模)阅读下列科普材料,回答相关问题。
生物质炭是一种富碳固态物质。它是由秸秆、树枝、菌渣等生物质废弃物在无氧或限氧环境中经高温裂解产生。生物质炭用于农业生产中能增加土壤有机质、调节土壤酸碱度,还可以有效吸附土壤中的重金属,减少作物对重金属的吸收。作为一种新型的能源材料,具有较高的碳含量和良好的燃烧性能,在能源储存领域,可以用作燃料电池的电极材料、电容器的电极材料等。生物质炭作为一种新型碳材料,具有优良的性能和广泛的应用前景。
(1)产生生物质炭的过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)请推测生物质炭的结构特点是 。
(3)制备生物质炭,需要在无氧或限氧环境下进行的原因是 。
(4)下列有关生物质炭的说法正确的是_________(填字母)。
A.可作土壤的改良剂 B.可用于处理工业污水 C.属于新型能源材料
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专题17 信息给予与阅读理解题
考点概览
题型一 传统工艺类
题型二 科技前沿类
题型三 生活生产、环境类
传统工艺类题型一
1.(2025·安徽滁州全椒·二模)阅读下列材料,完成下列小题。
材料一:晾凉的茶水表面会形成一层薄薄的“茶膜”。化学家通过扫描电镜、质谱仪等精密仪器分析,发现水中的钙离子和碳酸氢根离子是诱导茶膜形成的关键因素,但仅靠钙离子或碳酸氢根离子并不能让茶膜“显现”,必须两者同时存在才行。
材料二:我国有悠久的制盐史,是产盐最早的国家。我国古代利用“布灰种盐”生产海盐,其过程为“烧草为灰,布在滩场,然后以海水渍之,俟晒结浮白,扫而复淋”。
(1)下列有关说法正确的是
A.碳酸氢根离子的符号为 B.其他条件相同时,硬水比软水更易形成茶膜
C.用蒸馏水泡茶也会形成茶膜 D.钙离子和碳酸氢根离子二者只需其一即可形成茶膜
(2)下列有关说法错误的是
A.“布灰种盐”生产的海盐属于混合物
B.“烧草为灰”发生的是化学变化
C.“晒结浮白”的原理是利用氯化钠的溶解度随温度升高而明显增大
D.“扫而复淋”的过程中,为减少氯化钠损耗,应选用的复淋试剂是饱和氯化钠溶液
【答案】(1)B (2)C
【解析】(1)A、碳酸氢根离子的符号为,是碳酸根离子,A 错误;
B、硬水中含有较多钙离子,结合材料一,形成茶膜需要钙离子和碳酸氢根离子同时存在,所以其他条件相同时,硬水比软水更易形成茶膜,B 正确;
C、蒸馏水几乎不含钙离子和碳酸氢根离子,根据材料一,难以形成茶膜,C 错误;
D、材料一明确表明形成茶膜必须钙离子和碳酸氢根离子同时存在才行,不是只需其一,D 错误。
故选B。
(2)A、“布灰种盐” 生产的海盐含有氯化钠等多种物质,属于混合物,A 正确;
B、“烧草为灰” 过程中有新物质生成,发生的是化学变化,B 正确;
C、“晒结浮白” 是利用蒸发结晶,氯化钠溶解度受温度影响较小,不是随温度升高明显增大,C 错误;
D、“扫而复淋” 过程中,用饱和氯化钠溶液作复淋试剂,可减少氯化钠损耗,因为饱和氯化钠溶液不能再溶解氯化钠,D 正确。
故选C。
2.(2025·安徽亳州利辛·二模)认真阅读下列材料,回答下列小题。
青铜是人类最早使用的合金,主要成分是铜(Cu)和锡(Sn),因其铜锈[主要成分为]呈青绿色,故名青铜(如图为出土的青铜面具)。现在青铜依然广泛使用,某机械加工厂青铜废料经处理后得到和的混合液,向混合液中加入过量的锌粉,充分反应后过滤,得滤液和滤渣,均有一定的回收利用价值。
(1)根据上面材料可知,下列说法不正确的是
A.铜锈是铜与氧气、水蒸气、二氧化碳共同作用生成的
B.青铜的抗腐蚀性能比铜和锡都好
C.滤渣中一定有铜、锡、锌
D.滤液中溶质一定有,可能有
(2)下列有关铜锈主要成分的说法正确的是
A.属于碱 B.其中铜元素化合价为价
C.其中氢、氧元素质量比 D.碳元素质量分数最大
【答案】(1)D (2)B
【解析】(1)A、根据铜锈的主要成分Cu2(OH)2CO3,含有铜、氢、氧、碳元素,结合质量守恒定律,可知铜锈是铜与氧气、水蒸气、二氧化碳共同作用生成的,该说法正确,不符合题意;
B、合金的抗腐蚀性能一般比组成它的纯金属更好,青铜是铜和锡的合金,所以青铜的抗腐蚀性能比铜和锡都好,该说法正确,不符合题意;
C、在金属活动性顺序中,锌(Zn)比锡(Sn)和铜(Cu)活泼,向CuCl2和SnCl2的混合液中加入过量的锌粉,锌先与CuCl2反应,再与SnCl2反应,充分反应后滤渣中一定有铜、锡,因为锌粉过量,所以滤渣中一定还有锌,该说法正确,不符合题意;
D、因为锌过量,锌与CuCl2反应生成氯化锌(ZnCl2)和铜,锌与SnCl2反应生成氯化锌(ZnCl2)和锡,所以滤液中溶质一定有ZnCl2,由于锌过量,SnCl2会被完全反应,所以滤液中不可能有SnCl2,该说法不正确,符合题意。
故选D。
(2)A、碱是在水溶液中电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物,Cu2(OH)2CO3电离出的阴离子除了氢氧根离子还有碳酸根离子,不属于碱,错误;
B、在Cu2(OH)2CO3中,氢氧根显−1价,碳酸根显−2价,设铜元素化合价为x,根据化合物中各元素正负化合价代数和为零,可得2x+(−1)×2+(−2)=0,解得x=+2,所以其中铜元素化合价为+2价,正确;
C、Cu2(OH)2CO3中氢、氧元素质量比=(1×2):(16×5)=1:40,不是2:5,错误;
D、Cu2(OH)2CO3中铜、氢、氧、碳元素质量比=(64×2):(1×2):(16×5):12=128:2:80:12,可见铜元素质量分数最大,不是碳元素,错误。
故选B。
3.(2025·云南楚雄大姚·二模)2024年12月4日,我国申报的“春节——中国人庆祝传统新年的社会实践”,列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。春节期间有许多传统习俗活动依次展开,共同编织成春节独一无二的文化盛景。
(1)腊月二十四,写福字。写福字贴对联是农历新年的传统年俗,既表达了人们对美好生活的向往,也是中国年文化的传承。用墨写的福字在次年更换时墨迹依然清晰,这是因为碳单质 。
(2)腊月二十六,炖猪肉。猪肉汤中含有丰富的蛋白质、脂肪、碳水化合物、钙、磷、铁等成分,这里的“钙、磷、铁”是指 (填“单质”“原子”或“元素”),人体缺铁会导致 。
(3)除夕的夜晚,烟花在空中绽放,绚丽无比。烟花和爆竹的组成类似,其中都包含黑火药,黑火药由硝酸钾、木炭和硫粉混合而成,一定条件下引燃会发生剧烈反应。黑火药爆炸时,发生反应的化学方程式为,则X的化学式为 。
(4)大年初一,孩子们穿上了漂亮的新衣服。小华同学通过阅读新衣服标签得知衣服的面料材质为97%的棉和3%的氨纶,其中属于有机合成材料的是 。
【答案】(1)在常温下化学性质稳定
(2) 元素 贫血
(3)
(4)氨纶
【详解】(1)墨汁中主要成分是碳,常温下,碳的化学性质稳定,则用墨写的福字在次年更换时墨迹依然清晰,故填:在常温下化学性质稳定;
(2)猪肉汤中含有丰富的蛋白质、脂肪、碳水化合物、钙、磷、铁等成分,这里的“钙、磷、铁”是指元素,与具体存在形式无关;人体缺铁会导致贫血,故填:元素;贫血;
(3)根据质量守恒定律可知,反应前后原子的种类和个数均不变。反应前有2个K、2个N、6个O、3个C、1个S,反应后有2个N、3个C、6个O,相差2个K和1个S,则X的化学式为K2S,故填:K2S;
(4)棉属于天然材料,氨纶属于有机合成材料,故填:氨纶。
4.(2025·广西柳州城中区·抽测)广西壮族文化蕴含着“天人合一”的生态智慧,传统工艺与现代化学原理的融合,展现了可持续发展的科学本质。
(1)自然染料与酸碱调控:五色糯米饭的紫色源自紫蓝草,其汁液遇酸性物质变红,遇碱性物质变绿,揭示了植物色素可作为 ,这种“以自然之道治物”的思维属于 (填“绿色化学”或“合成化学”)。
(2)发酵工艺与有机化学:柳州酸笋的酸味源于微生物发酵产生的 (填“”或“”),该过程通过 (填“物理”或“化学”)变化实现食物保存,体现了古人利用生物催化剂的智慧。
(3)金属防锈与文化遗产保护:北海千年铜鼓表面铜绿的形成需接触、和 (填化学式),其缓慢氧化反而形成保护层,印证了“辩证防腐”的古老哲学。
(4)生态建材与碳循环:壮族干栏建筑用石灰浆抹墙,通过吸收空气中的而硬化,其反应方程式为 ,这一过程巧妙参与了自然界的碳循环。
【答案】(1) 酸碱指示剂 绿色化学
(2) 化学
(3)
(4)
【详解】(1)能在酸性和碱性溶液中显示不同颜色的物质可作为酸碱指示剂,紫蓝草汁液遇酸性物质变红,遇碱性物质变绿,符合酸碱指示剂的特性;
绿色化学强调从源头上减少或消除污染,利用自然物质和自然原理来处理问题,符合 “以自然之道治物” 的理念;而合成化学侧重于通过化学反应合成新物质,所以这里属于绿色化学。
(2)CH3COOH是醋酸,是微生物发酵产生酸味的常见物质;H2SO4是硫酸,具有强腐蚀性,不会是食物发酵产生酸味的物质;
微生物发酵过程中,有新物质生成,例如产生了具有酸味的醋酸等物质,有新物质生成的变化属于化学变化。
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变。铜绿含有铜、氧、氢、碳元素,已知铜接触H2O、O2,还缺少碳元素,在空气中含碳元素且能参与反应的物质是CO2。
(4)石灰浆主要成分Ca(OH)2与空气中的反应,生成碳酸钙沉淀和水,碳酸钙沉淀使墙面硬化,反应的化学方程式为。
5.(2025·湖南·信息必刷卷)阅读下列科普短文(原文作者黄琼等,原文有删改)。
皮蛋又称松花蛋、变蛋等,是一种中国特有的食品,风味独特。
皮蛋传统腌制料主要是纯碱、生石灰、食盐、茶叶和。在碱、酶及微生物的作用下,部分蛋白质分解成氨基酸,易被人体吸收。蛋白质分解形成的H2S等使皮蛋具有特殊风味。此外,S与蛋内Mg等金属元素和色素物质作用,形成皮蛋特有的色彩。
为促进皮蛋产生美丽的松花,传统工艺中还加入密陀僧(主要成分为 PbO)。铅是一种金属毒物,在体内蓄积可以引起慢性中毒。研究者用硫酸铜、硫酸锌、硫酸亚铁替代密陀僧腌制无铅皮蛋,并研究氢氧化钠溶液等对皮蛋品质的影响,优化皮蛋腌制工艺。固定其他条件为最佳水平,研究不同浓度 NaOH 溶液浓度对皮蛋的凝固程度、弹性的影响,结果如图1。
皮蛋国家标准中要求 Cu≤10mg/kg,Zn≤20mg/kg;对铁的含量不做要求。测得该优化工艺腌制的皮蛋中金属元素含量如表 1 所示:
表 1:皮蛋中金属元素的含量
元素
蛋白mgykg
蛋黄mg/kg
Cu
6.42
5.48
Zn
8.36
6.28
Fe
5.24
4.36
Pb
0.00
0.00
回答下列问题:
(1)无铅皮蛋中含有较多的铁元素,有助于预防______。
A.佝偻病 B.甲状腺肿大 C.骨质疏松 D.贫血
(2)NaOH 溶液浓度对皮蛋蛋白弹性的影响是 。
(3)下列说法正确的是______。
A.皮蛋中含有丰富的氨基酸,利于人体吸收
B.优化工艺腌制的皮蛋中不含有铅元素
C.皮蛋风味和色彩的形成与硫元素有关
D.优化工艺研制的皮蛋 Cu 的总含量超过国家标准
【答案】(1)D
(2)其他条件为最佳时,在4%-6.5%的研究范围内,随NaOH溶液浓度的增大,皮蛋蛋白弹性先增大后减小,其中浓度为5.5%时,蛋白弹性最好
(3)ABC
【详解】(1)人体缺铁易患贫血,所以无铅皮蛋中含有较多的铁元素,有助于预防贫血;故填:D。
(2) 由图像可知,NaOH溶液浓度对皮蛋蛋白弹性的影响是其他条件为最佳时,在4%-6.5%的研究范围内,随NaOH溶液浓度的增大,皮蛋蛋白弹性先增大后减小,其中浓度为5.5%时,蛋白弹性最好.
(3) A、在碱、酶及微生物的作用下,部分蛋白质分解成氨基酸,易被人体吸收,该选项说法正确;
B、研究者用硫酸铜、硫酸锌、硫酸亚铁替代密陀僧腌制无铅皮蛋,并研究氢氧化钠溶液等对皮蛋品质的影响,优化皮蛋腌制工艺,因此优化工艺腌制的皮蛋中不含有铅元素,该选项说法正确;
C、S与蛋内Mg等金属元素和色素物质作用,形成皮蛋特有的色彩,该选项说法正确;
D、皮蛋国家标准中要求Cu<10mgkg,由表中数据可知,优化工艺研制的皮蛋Cu的总含量不超过国家标准,该选项说法错误。
故选ABC。
科技前沿类题型二
1.(2025·湖南岳阳岳阳楼区·二模)阅读如下科普短文,回答问题。
新型材料——液态金属材料
清华大学、中国科学院理化技术研究所发明了一种全新的可实现超大尺度膨胀变形的液态金属材料,该材料其实是一种低沸点的,由液态金属和硅胶制成的材料。液态金属并不只是一种,而是种类繁多的大家族,通过不同的金属和配比,可以获得不同性能的液态金属材料。硅胶的主要成分是二氧化硅,化学性质稳定,除强碱、氢氟酸(HF)外不与任何物质发生反应,不溶于水和任何溶剂,无毒无味,具有开放的多孔结构,是一种非晶态物质,并且也不易燃烧。
研究人员称,这种可以被3D打印成任意形状的特殊材料,可以摆脱其他刚体支撑物和溶液环境并得以站立,呈现出超大尺度变形和运动功能,且全部过程可逆。而这种材料既具有金属的性质,又具有液体的流动性,尤其适合制备由无线控制的软体机器人以及肿瘤的治疗、神经和骨骼修复等。
(1)硅胶具有开放的多孔结构,推测其具有 性。
(2)请将化学方程式补充完整:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+ 。
(3)这种液态金属材料可用于 (填一种用途)。
【答案】(1)吸附
(2)H2O
(3)制作软体机器人(或肿瘤的治疗、神经修复、骨骼修复)
【详解】(1)硅胶具有开放的多孔结构,表面积大,可推测其具有吸附性。
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,反应前Si、O、Na、H的原子个数分别为1、4、2、2,反应后Si、O、Na、H的原子个数分别为1、3、2、0,故还差1个氧原子、2个氢原子,即1个水分子,故填:H2O。
(3)根据“这种可以被3D打印成任意形状的特殊材料,可以摆脱其他刚体支撑物和溶液环境并得以站立,呈现出超大尺度变形和运动功能,且全部过程可逆。而这种材料既具有金属的性质,又具有液体的流动性,尤其适合制备由无线控制的软体机器人以及肿瘤的治疗、神经和骨骼修复等”可知:这种液态金属材料可用于制作软体机器人(或肿瘤的治疗、神经修复、骨骼修复等)。
2.(2025·湖南衡阳衡南·二模)阅读下列科普短文,回答有关问题。
人教版九年级化学下册教材77页:石笋和钟乳石的形成
如果你参观过溶洞,一定会为溶洞中形态各异的石笋和钟乳石而惊叹。感叹于大自然的鬼斧神工之余,你是否会想:它们怎样形成的呢?溶洞都分布在石灰岩组成的山洞中,石灰岩的主要成分是碳酸钙,当遇到溶有二氧化碳的水时,溶有较多二氧化碳的水可以和它慢慢发生化学反应,把它转化为可以溶解的碳酸氢钙;溶有碳酸氢钙的水遇热或压强突然变小时,溶解在水中的碳酸氢钙就会分解,重新生成碳酸钙沉积下来。反应方程式如下:;
钟乳石非常漂亮,可以用来做人造假山,雕刻大尊工艺品等。可是钟乳石的形成周期非常长,需要上万年才能形成。溶洞景观一旦破坏,想要恢复几乎是不可能的,需要政府加强立法,保护钟乳石资源。
(1)在石灰岩地区,地下水的pH 7(填:“>”、“<”或“=”)。
(2)写出碳酸钙转化为碳酸氢钙的化学方程式 。
(3)下列有关钟乳石的说法中,正确的是_____(填字母序号)。
A.形成周期很长 B.能和食醋反应 C.资源丰富,可以任意开采
【答案】(1)>
(2)CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2
(3)AB
【详解】(1)碳酸氢钙是弱酸强碱盐,其水溶液呈碱性,pH>7,故填>。
(2)碳酸钙、水和二氧化碳反应生成碳酸氢钙,故反应的化学方程式写为:CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2。
(3)A、由题文可知,钟乳石的形成周期很长,选项正确;
B、碳酸氢钙属于碳酸盐,能和食醋反应生成盐、水和二氧化碳,选项正确;
C、钟乳石的形成周期很长,不可以任意开采,选项错误,故填AB。
3.(2025·湖南岳阳·二模)阅读材料。
高温超导磁悬浮列车运用磁铁“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”的原理,运行时速可达620公里每小时,这一发明,再次向世界证明了中国速度。高温超导的“高温”是-196℃左右的温度,超导就是超级导电。液氮在磁悬浮列车中发挥着重要的作用,轨道上喷射液氮后,可以降低轨道和车轮的温度,既能保持轨道的超导性。同时也能在列车底部形成气垫,使列车与轨道隔离,减少摩擦和空气产生的气动阻力,大大提高了运行速度。回答下列问题:
(1)高温超导“高温”,所指的温度是 ;
(2)高温超导磁悬浮列车利用了氮气的化学稳定性,但在一定条件下氨气能与氧气发生反应生成一氧化氮(NO),用化学方程式可表示为 ;
(3)液氮来源丰富的原因是 。
【答案】(1)-196℃左右
(2)
(3)可通过空气为原料获得
【详解】(1)由短文第一段可知,高温超导的“高温”是-196℃左右的温度;
(2)氨气能与氧气发生反应生成一氧化氮,根据质量守恒定律,反应后还会生成含有氢元素的物质,故该反应的化学方程式为:;
(3)空气中氮气的体积分数为78%,液氮来源丰富的原因是可通过空气为原料获得。
4.(2025·广东惠州惠城·二模)氨气(NH3)在常温下是一种无色气体,有强烈的刺激性气味,极易溶于水。目前,我国已形成氨气生产、应用等成熟产业链,氨气的应用分布如图。在食品工业生产中,常利用氨气熏蒸法降低食物中滋生的黄曲霉毒素的毒性,该方法是利用氨气与食物中的水反应生成一水合氨(NH3·H2O),一水合氨再与黄曲霉毒素反应,从而有效地降低黄曲霉毒素的毒性。工业上主要是利用氮气和氢气在高温、高压和催化剂的条件下合成氨气。氢气通过可再生能源转化得到的电能电解水后获得。现国内外工业上使用的合成氨气催化剂基本都是铁基催化剂,也有科研人员用三氧化钼和氧化钨等原料制作合成氨气催化剂。阅读分析,解决问题:
(1)写出一条氨气的物理性质: 。
(2)由图一可知,我国氨气应用在生产氮肥的占比是 。
(3)写出氨气与水反应的方程式为 。
(4)氨气熏蒸法降低黄曲霉毒素毒性的原理是产生的 与黄曲霉毒素反应。
(5)合成氨催化剂中除了含有氧化钨外,还含有 (写一种即可)。
(6)根据文章信息判断下列说法是否正确,正确的填“对”,错误的填“错”。
①从原料的来源看,合成氨气使用的原料氢气可以通过电解水获得( )
②氮气成本比氢气低廉,主要是因为其占空气总质量约78%( )
【答案】(1)无色气体或有强烈的刺激性气味或极易溶于水
(2)85.5%
(3)
(4)一水合氨/NH3·H2O
(5)三氧化钼
(6) 对 错
【详解】(1)氨气在常温下是一种无色气体,有强烈的刺激性气味,极易溶于水,不需要通过化学变化就能表现出来,属于氨气的物理性质;
(2)由图一可知,我国氨气应用在生产氮肥的占比是85.5%;
(3)氨气和水反应生成一水合氨,化学方程式为;
(4)根据短文内容:在食品工业生产中,常利用氨气熏蒸法降低食物中滋生的黄曲霉毒素的毒性,该方法是利用氨气与食物中的水反应生成一水合氨(NH3·H2O),一水合氨再与黄曲霉毒素反应,从而有效地降低黄曲霉毒素的毒性;故氨气熏蒸法降低黄曲霉毒素毒性的原理是产生的一水合氨(NH3·H2O)与黄曲霉毒素反应;
(5)根据短文内容:现国内外工业上使用的合成氨气催化剂基本都是铁基催化剂,也有科研人员用三氧化钼和氧化钨等原料制作合成氨气催化剂。合成氨催化剂中除了含有氧化钨外,还含有三氧化钼;
(6)①根据短文:氢气通过可再生能源转化得到的电能电解水后获得。从原料的来源看,合成氨气使用的原料氢气可以通过电解水获得,故该说法对;
②氮气成本比氢气低廉,主要是因为其占空气总体积(而不是总质量)约78%,故该说法错。
5.(2025·辽宁葫芦岛建昌·二模)阅读下面科普短文。
2025年4月24日,神舟二十号载人飞船发射成功,为中国空间站的长期运营和航天员的长期驻留奠定了坚实基础。
如图为神舟二十号载人飞行任务标识,该标识外框红色传承载人飞行使命,内部深蓝寓意浩瀚太空。主体神舟飞船径向对接空间站,太阳翼巧构中文“廿”字(即“二十”)。空间站亮光划破天际,彰显航天人向光前行、勇往直前的精神。标识模拟舷窗视角,层次分明,视觉纵深感十足。简洁平面图案与机能风点阵、线条交织,增添现代气息。此标识不仅彰显中国航天科技驱动力,更寄托了对未来探索的无限憧憬与决心。空间站的天和核心舱内气体的组成和空气成分基本一致。飞船座舱通过专用风机将座舱内部的空气引入净化罐,利用过氧化钠(Na₂O₂)吸收二氧化碳,生成碳酸钠和氧气,净化后的空气再重新流回舱内。主电源储能电池由原来的镉镍电池改用锂电池,其能量更高、循环寿命更长、高倍率充电更佳,还能为整船减重约50公斤。
(1)神舟二十号飞行任务标识中有数字“20”,在元素周期表中原子序数为20的元素符号 。
(2)天和核心舱内气体组成中含量最多的物质是 (填化学式)。
(3)写出净化罐中吸收二氧化碳的化学方程式 。
(4)主电源储能电池由镉镍电池改用锂电池的优点 、 。(写两点)
(5)2024年11月15日天舟八号货运飞船为神舟十九号航天员乘组送去蛇年春节的“年货”,“月壤”是其中年货之一、“月壤”的成分主要包括氧化铝、氧化硅、氧化铁、氧化镁等二十余种物质。“月壤”的成分中含氧化铝,氧化铝中铝元素的化合价为 。
(6)载人航天器中的物质和能源都十分宝贵,我国科学家进行了如图2所示的氧循环研究,实现了空间站中氧气的再生。反应②是电能转化为 能。整个循环反应中除人体呼出的二氧化碳外,还需额外补充的物质是 。
【答案】(1)Ca
(2)N2
(3)
(4) 能量更高 循环寿命更长
(5)+3
(6) 化学 水
【详解】(1)在元素周期表中原子序数为20的元素是钙元素,符号为:Ca;
(2)天和核心舱内气体组成和空气成分基本一致,空气中各成分按体积计算:氮气约占78%、氧气约占21%、稀有气体约占0.94%、二氧化碳约占0.03%、其他气体和杂质约占0.03%,则天和核心舱内气体组成中含量最多的物质是N2;
(3)净化罐中过氧化钠吸收二氧化碳,生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为:;
(4)由题文可知,主电源储能电池由镉镍电池更改为锂电池,其能量更高、循环寿命更长、高倍率充电更佳,还能为整船减重约50公斤;(任意两点)
(5)氧化铝的化学式为Al2O3,氧元素的化合价为-2价,设铝元素化合价为x,根据化合价代数和为0的原则,2x+(-2×3)=0,x=+3;
(6)反应②为水在通电的条件下反应生成氢气和氧气,此过程中是由化学能转化为化学能;
反应①中氢气中的氢元素一部分转化到了水中,一部分转化到了甲烷中,甲烷会排放到外太空,则循环反应中需要额外补充水。
6.(2025·湖南长沙湘一立信中学·二模)认真阅读下列科普短文。
我国计划在月球南极建设国际月球科研站,开展月基环境探测、资源利用和原位建造等任务。以下是相关科学资料:
资料1 月壤特性:月壤含氦-3、铁氧化物等成分,其颗粒尖锐且缺乏黏性。科学家通过模拟月壤烧结制成“月壤砖”,需在真空热压炉中以高温处理,形成稳定结构。
资料2 当天体中气体的分子运动平均速率大于分子脱离速率的时,该气体会脱离天体逸散到宇宙中。月球表面气体分子的脱离速率均为
资料3 使用质谱仪测定,在月球黑暗处发现有极微量的气体生成,其主要成分是氢气、氦气、氖气和氩气等。日出时,月球表面有极微量的甲烷和氨气产生。
资料4 氦-3可以进行核聚变反应,是理想的清洁核能源。
请回答下列问题:
(1)时,氢气、氨气和氮气的分子运动示意图分别如图所示。
①由如图分析,分子运动平均速率与 有关。
②已知月球表面最高温度超过。月球表面因不能留住氢气、氦气等气体分子,所以不存在稳定大气,结合资料信息说明其原因: 。
(2)将来月球科研站获取的能源可以来自于 。
【答案】(1) 相对分子量 氦气和氢气的分子运动平均速率大于分子脱离速率的
(2)氦-3
【详解】(1)①由图2可知,氢气、氦气和氮气分子的相对分子质量不同,分子运动平均速率也不同,所以分子运动平均速率与相对分子质量有关。
②按照资料1可知,当天体中气体分子运动平均速率大于分子脱离速率的20%时该气体会脱离天体逸散到宇宙中,月球表面气体分子的脱离速率均为2.4km⋅s-1 , 则当气体分子运动平均速率大于时2.4km⋅s-1×20%=0.48km⋅s-1,该气体会脱离天体逸散到宇宙中,H2平均速率为1.84km⋅s-1, He 平均速率为 1.31km⋅s-1,所以H2和He会脱离月球逸散到宇宙中,所以不存在稳定大气。
(2)r由资料可知,氦-3可以进行核聚变反应,是理想的清洁核能源,所以将来月球科研站获取的能源可以来自于氦-3。
7.(2025·内蒙古呼伦贝尔扎兰屯·二模)阅读下面科普短文。
纳米海绵是一种新型环保清洁产品,具有网状多孔的结构,清洁过程中可以吸附物体表面的污渍。纳米海绵不仅可有效清洁茶垢、油垢等,还是很好的吸油材料。经过改良的纳米海绵具有良好的吸油能力、循环利用性以及环境友好等特性,可用于解决海上石油泄漏造成的污染.科学家测定了纳米海绵对不同油品的吸收能力(吸油质量比越高,其吸油能力越强),结果如图1。吸油能力的差异性取决于油品自身的密度。油品密度越大;纳米海绵的吸油能力越强。
依据文章内容回答下列问题。
(1)纳米海绵具有极好清洁功能,是因为具有 结构。
(2)纳米海绵对柴油的吸收能力比对黑芝麻油的强,其原因是 。
(3)由图2得到的实验结论:在其他条件相同时,循环次数1~8之间时,随循环使用次数的增加,吸油能力变差的是 (填“纳米海绵”或“细菌纤维素”)。
【答案】(1)网状多孔
(2)柴油的密度比黑芝麻油大
(3)细菌纤维素
【详解】(1)根据题文可知,纳米海绵是一种新型环保清洁产品,具有网状多孔的结构,清洁过程中可以吸附物体表面的污渍;
(2)油品密度越大,纳米海绵的吸油能力越强。纳米海绵对柴油的吸收能力比对黑芝麻油的强,说明柴油的密度比黑芝麻油大;
(3)由图2两种吸油材料对泵油的循环吸收测试结果,可知在其他条件相同,循环使用次数1~8之间时,随循环使用次数的增加,纳米海绵吸油能力变化不明显,细菌纤维素的吸油能力变差。
8.(2025·湖北恩施州·二模)阅读科普短文。
氨气比氢气更易液化储运,作为氢能源的载体很有发展潜力。合成氨的原料为和,常用液态空气分离法、膜分离法(如图1)和分子筛吸附法(如图2)获取。的生产有煤气化、天然气重整及可再生能源电解水等方法,根据的来源,所合成的氨分别称为灰氨、蓝氨和绿氨。HaberBosch工艺利用和(来源于电解水)在高温高压催化剂条件下反应制氨气,是目前唯一大规模合成氨的方法。
液氨作燃料,在纯氧中完全燃烧的产物只有水和氮气,绿氨生产可实现“零碳”排放,目前这种技术成本高,有待技术成熟后推动绿氨发展。
依据上文,回答下列问题:
(1)液态空气分离法是利用氮气和氧气的沸点不同;膜分离法是利用氮气分子和氧气分子的渗透速率不同,渗透速率快的先透过膜(如图1),渗透速率快的是 。
(2)分子筛吸附法是利用分子大小不同,分子小的被吸附(如图2),则氧气分子比氮气分子 (选填“大”或“小”)。
(3)Haber-Bosch制氨气工艺的化学方程式为 。
(4)“绿氨”作为清洁能源的优点有 (答一条)。
【答案】(1)氧气分子
(2)小
(3)
(4)无污染(合理即可)
【详解】(1)分析图1可知,通过分离膜后先得到富氧气体,而渗透速率快的先透过膜,所以气体通过分离膜时渗透速率N2<O2;
(2)由图2可知,分子筛吸附法制氮气,而氧分子没有通过,所以氧气分子比氮气分子体积小;
(3)HaberBosch工艺利用和在高温高压催化剂条件下反应制氨气,反应的化学方程式为:;
(4)液氨作燃料,在纯氧中完全燃烧的产物只有水和氮气,绿氨生产可实现“零碳”排放,优点是无污染。
9.(2025·辽宁铁岭铁岭县·二模)阅读下面科普短文,并回答问题。
食品添加剂
《中华人民共和国食品安全法》指出,食品添加剂是指为改善食品品质和色、香、味以及为防腐、保鲜和加工工艺的需要,而加入食品中的人工合成或者天然物质。按照用途不同,食品添加剂可分为香料、防腐剂、甜味剂、膨松剂、抗氧化剂、酸度调节剂和营养强化剂等。如阿斯巴甜可作甜味剂,小苏打可作面包膨松剂,维生素C可作食品抗氧化剂、酸度调节剂(其水溶液呈酸性)和营养强化剂。
消费者需要认识到,只有当食品添加剂超范围、超量使用,或使用非食用物质时才会引发食品安全隐患。如防腐剂的作用是防止食品腐败变质,对某些本应合理使用防腐剂以保证安全的食品,若不使用防腐剂,反而有可能增加风险。合理使用食品添加剂既可以保证我们的饮食安全,还可以满足我们对食品口味或营养的需求。
(1)根据阿斯巴甜化学式可知,阿斯巴甜由 种元素组成,属于 (填“有机物”或“无机物”)。
(2)焙制糕点时,小苏打受热分解成碳酸钠和两种常见氧化物,请写出该反应的化学方程式 ,其中能使面包具有“蓬松感”的物质是 。
(3)结合所学知识和文中信息,维生素C的水溶液中一定含有的一种离子是 。
(4)某食品被查出食品添加剂不合格,可能的原因是 (写一点)。
(5)通过阅读文本,你对食品添加剂有了哪些新认识? (写一点)。
【答案】(1) 4/四 有机物
(2) /二氧化碳
(3)/氢离子
(4)食品添加剂超范围、超量使用,或使用非食用物质
(5)合理使用食品添加剂可以保证我们的饮食安全(合理即可)
【详解】(1)阿斯巴甜由C、H、N、O四种元素组成;
有机物是含有碳元素的化合物,但不包括CO、CO2、H2CO3、碳酸盐等;阿斯巴甜是含有碳元素的化合物,属于有机物;
(2)小苏打(NaHCO3)受热分解成碳酸钠和两种常见氧化物,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,反应物含有Na、H、C、O,则生成的常见的氧化物是H2O、CO2,则NaHCO3受热分解产生Na2CO3、H2O、CO2,化学方程式为;
其中产生的CO2气体能使面包具有“蓬松感”;
(3)根据题目信息,维生素C的水溶液呈酸性,而酸性溶液中一定含有H+,所以维生素C的水溶液中一定含有的一种离子是H+;
(4)根据题目信息,某食品被查出食品添加剂不合格,可能的原因是:食品添加剂超范围、超量使用,或使用非食用物质;
(5)根据题目信息,对食品添加剂新的认识可以是:合理使用食品添加剂可以保证我们的饮食安全;可以满足我们对食品口味或营养的需求;合理使用食品添加剂是必须的。
生活生产、环境类题型三
1.(2025·湖南长沙雅礼教育集团·二模)阅读下列科普短文。
生活垃圾处理不当会造成环境的污染,垃圾分类既可以改善生活环境,又有利于资源循环利用。厨余垃圾中的鲜垃圾可以用来制作“环保酵素”。
“环保酵素”的制作方法;按1:3:10的比例将红糖、鲜厨余(水果皮、菜叶等)和水混合装入桶中,避免使用鱼、肉、或油腻的厨余。在桶中发酵的第一个月会产生大量气体,每天需要打开瓶盖放气并搅拌,保证鲜垃圾完全浸泡在液体中,避免其发霉腐败。一个月后旋紧瓶盖,在容器上标注制作日期,将其放置在通风阴凉处发酵。发酵三个月后,分离出液体,得到环保酵素。
环保酵表在农业生产和日常生活等诸多方面都有着重要的作用。我国是农业大国,施用化学肥料是保证粮食高产、稳产的一种重要措施,但与此同时,长期施用化肥会造成土壤退化、生态环境污染等问题。研究人员利用一定比例的酵素进行施浇(每周施浇3次),然后对土壤中有机质等含量进行了研究,研究表明施浇环保酵素不仅可以降低环境污染。还可以改良土壤,增加土壤的有机质含量。绿水青山就是金山银山,垃圾分类,保护环境,从我做起。
回答相关问题:
(1)下列垃圾属于鲜厨余,能用来制作“环保酵素”的是___________。
A.桔子皮 B.塑料袋 C.芹菜叶 D.肉骨头
(2)“发酵三个月后,分离出液体”,这“分离出液体”相当于实验室的 操作。
(3)相较于化学肥料,施用环保酵素的优点有 (任答一点)。
【答案】(1)AC
(2)过滤
(3)降低环境污染、改良土壤、增加土壤的有机质含量(合理即可)
【详解】(1)可以把厨余垃圾中的鲜垃圾用来制作“环保酵素”。鲜厨余是指水果皮、菜叶等,避免使用鱼、肉、或油腻的厨余;故选:AC;
(2)“发酵三个月后,分离出液体”,这“分离出液体”相当于实验室的过滤操作;
(3)由题干信息可知,相较于化学肥料,施用环保酵素的优点是降低环境污染、改良土壤、增加土壤的有机质含量。
2.(2025·辽宁盘锦兴隆台区九校·二模)阅读下面科普短文。
家庭能源转型对于我国实现“碳达峰、碳中和”目标至关重要。随着经济快速发展,我国家庭能源使用朝着清洁化、高效化方向发展。2012年、2022年我国家庭能源消费结构如图所示。
家庭燃料转型作为能源转型的重要组成部分,得到广泛关注。家庭燃料转型是指由使用煤炭、薪柴等传统固体燃料转向使用天然气等清洁能源的过程,主要涉及取暖、炊事等多个领域。在取暖领域,研究多聚焦于清洁取暖政策对推进燃料转型的影响。在炊事领域,采取的措施多聚焦于燃料选择和炉灶升级。其中,炉灶升级重点关注的是燃料的调控、空气的调控和混合方式的调控。
目前,我国家庭能源转型已取得了一定进展,在未来仍有广阔的发展空间。
依据文章内容回答下列问题。
(1)由图可知,在我国家庭能源消费结构中,2012年占比最高的是 ,2022年占比最高的是 。
(2)家庭燃料转型是指由使用 转向使用 等清洁能源。
(3)炉灶升级改造时,调控空气的根本目的是调控 的浓度(填序号)。
a.氮气 b.氧气 c.二氧化碳
(4)关闭燃气阀门是利用了 灭火原理,请再举一个利用此原理灭火的实例 。
(5)判断下列说法是否正确(填“√”或“×”)。
①煤是重要家庭能源,但煤燃烧产生的黑碳和二氧化碳都是大气污染物。
②家庭能源转型对于我国实现“碳达峰、碳中和”目标至关重要。
③太阳能与煤和天然气一样,都是都属于不可再生能源。
【答案】(1) 煤 电力
(2) 煤炭(等传统固体燃料) 天然气
(3)b
(4) 清除可燃物 釜底抽薪/开辟隔离带阻止森林大火(合理即可)
(5) × √ ×
【详解】(1)由图可知,在我国家庭能源消费结构中,2012年占比最高的是煤,而2022年占比最高的是电力;
(2)家庭燃料转型是指由使用煤炭、薪柴等传统固体燃料转向使用天然气等清洁能源的过程;
(3)炉灶升级改造时,调控空气的根本目的是调控氧气的供应,以确保燃料能够充分燃烧,提高燃烧效率,故答案为:b;
(4)关闭燃气阀门是利用了清除可燃物灭火原理利用此原理灭火的实例:釜底抽薪/开辟隔离带阻止森林大火(合理即可);
(5)①煤是重要家庭能源,但二氧化碳不是大气污染物,故错误;
②家庭能源转型对于我国实现“碳达峰、碳中和”目标至关重要。这个说法是正确的,因为转型到清洁能源可以减少碳排放,故正确;
③煤和天然气都属于化石燃料,因为煤和天然气都是由古代生物遗骸经过长时间的地质作用形成的属于不可再生能源,太能能属于可再生能源,故错误。
3.(2025·山西吕梁中阳部分学校·二模)阅读分析,解决问题。
船舶的“绿色心脏”
2025年3月28日,我国自主研制的首款高替代率甲醇(化学式为)燃料船用中速机在上海交付。以甲醇为燃料的中速机是船舶的“绿色心脏”,中国的这一设计打破了国外垄断,为中国以及全球航运业绿色转型提供了全新动力。
这款甲醇燃料船用中速机,相比传统柴油发动机。一年可减碳超5000吨。并减少60%氮氧化物和99%硫氧化物的排放。在长江干线打造一支绿色船队,液化天然气(LNG)双燃料船、生物质燃料船、动力电池船我国都有,他们各有利弊。甲醇主机的推出,为船舶发展提供了新选择。
船舶行业是全球碳排放的重要来源之一,市场对绿色船舶的需求与日俱增。去年,船用碳捕集技术在上海率先形成“二氧化碳捕集—存储(液化封存)—卸岸—转运—再利用”全流程生态闭环,依托的正是全球首套全流程船用碳捕集系统。
推出甲醇燃料主机后,中国正加速推动氨燃料主机落地形成示范应用。中国在船舶技术和创新领域飞速发展,而上海正是中国船舶工业创新的高地。
(1)甲醇完全燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为 ,以甲醇为燃料的中速机是船舶“绿色心脏”的原因是 。
(2)甲醇燃料船用中速机与传统柴油发动机相比,其优点是可减少 (写一种物质的化学式)的排放。
(3)长江绿色船队除甲醇燃料船之外,还有 (写一种)。
(4)二氧化碳存储时发生变化的微观实质是 。捕集到的二氧化碳可重新应用于 (写一种)。
【答案】(1) 甲醇燃烧产生的污染物较少,能够显著减少碳排放和有害气体的排放,符合绿色环保的要求
(2)、
(3)液化天然气双燃料船、生物质燃料船、动力电池船
(4) 二氧化碳分子间的间隔变小 灭火
【详解】(1)甲醇在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水,化学方程式为;
由题干信息可知,甲醇燃料船用中速机与传统柴油发动机相比,一年可减碳超5000吨,并减少60%氮氧化物和99%硫氧化物的排放,则以甲醇为燃料的中速机是船舶“绿色心脏”的原因是:甲醇燃烧产生的污染物较少,能够显著减少碳排放和有害气体的排放,符合绿色环保的要求;
(2)由题干信息可知,甲醇燃料船用中速机与传统柴油发动机相比,一年可减碳超5000吨,并减少60%氮氧化物和99%硫氧化物的排放,故其优点是可减少、等的排放;
(3)由题干信息可知,长江绿色船队除甲醇燃料船之外,还有液化天然气双燃料船、生物质燃料船、动力电池船;
(4)二氧化碳存储(液化封存)时发生变化的微观实质是二氧化碳分子间的间隔变小;
二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧,因此捕集到的二氧化碳可重新应用于灭火。
4.(2025·江苏无锡锡山实验学校·二模)阅读下列短文,回答相关问题。
生活中我们谈到“细菌”往往会心惊胆战。其实细菌不是只有危险的一面,如果掌握了它们的特性,很多细菌也可以为我们服务。
氧化亚铁硫杆菌(以下简称为T-f菌,见图1)是一种细菌,它被广泛应用于治理废气、废渣等有害物质。例如:可用T-f菌脱除工业废气中的一种有毒、有腐蚀性的气体——硫化氢(H2S),其作用原理如右图2所示。这个净化过程中,Fe2(SO4)3溶液在常温常压下就可以将废气中的H2S脱除,同时生成S、FeSO4和H2SO4。FeSO4在酸性溶液中、在T-f菌的帮助之下,只需少量的氧气就又可以转化为Fe2(SO4)3,同时释放的能量还能供给T-f菌生长。用这种方法处理废气大大降低了治污的成本,脱除率达到99.97%,且无废物排出。但要达到高效的关键是要保证体系内FeSO4浓度的稳定,一旦FeSO4浓度降低,T-f菌就会像缺少食物一样逐渐失去活性。
实际应用过程中还发现Fe2(SO4)3在pH=1.9时会发生反应,生成铁的沉淀物——黄铵铁矾[NH4Fex(SO4)2(OH)6],并在pH=3.2时沉淀完全,使得溶液中的总铁浓度下降,从而降低对废气的吸收效率。可见,溶液的pH值对这个方法的效果也有一定影响。实验测得30℃时,不同pH环境下T-f菌的活性也不同,表现为FeSO4溶液转化为Fe2(SO4)3溶液的速率不同,如下表:
pH
0.9
1.2
1.5
1.9
2.1
2.4
2.7
3.0
转化速率/(g·L-1·h-1)
4.5
5.3
6.2
6.8
7.0
6.6
6.2
5.6
(1)写出图2中转化①的化学方程式 。
(2)根据图2,下列说法不正确的是 (填序号)。
a.转化①中可以观察到溶液由黄色变为浅绿色
b.转化②的化学方程式为
c.吸收H2S一段时间后,FeSO4溶液浓度保持不变
d.理论上,通入32g O2可以脱除68g H2S
(3)用T-f菌脱除工业废气中H2S气体的优点是 (写出1点即可)。
(4)已知黄铵铁矾[NH4Fex(SO4)2(OH)6]中铁元素的化合价为+3价,则x= 。
(5)请结合文中信息,判断工业用T-f菌脱硫应选择的最佳pH范围是 (填序号)。
a.1.2~1.5 b.1.5~1.9 c.1.9~2.1 d.2.1~2.4
【答案】(1)
(2)c
(3)绿色环保(合理即可)
(4)3
(5)b
【详解】(1)图2中转化①是硫酸铁和硫化氢在T-f菌的催化作用下反应生成硫酸亚铁、硫和硫酸,反应的化学方程式为;
(2)a.硫酸铁溶液为黄色,硫酸亚铁溶液为浅绿色,转化①是,可以观察到溶液由黄色变为浅绿色,故说法正确;
b.转化②是硫酸亚铁、硫酸和氧气在T-f菌的催化作用下反应生成硫酸铁和水,反应的化学方程式为,故说法正确;
c.根据转化①②的化学方程式可知,溶质FeSO4的质量基本不变,但有水生成(溶液外有硫化氢和氧气参加反应,最终转化为S和水,S是沉淀,水进入溶液),所以硫酸亚铁的浓度降低,故说法错误;
d.由转化的化学方程式、,可得:
理论上,通入32g O2可以脱除68g H2S,故说法正确;
故选c;
(3)由材料中的信息可知,用T-f菌脱除废气中的H2S气体的优点是节约能源、大大降低了治污的成本,脱除率达到99.97%,且无废物排出,绿色环保;
(4)黄铵铁矾[NH4Fex(SO4)2(OH)6]中铁元素的化合价为+3价,铵根显+1价,硫酸根显-2价,氢氧根显-1价,根据在化合物中各元素正负化合价代数和为零,可得:(+1)+(+3)×x+(-2)×2+(-1)×6=0,解得x=3;
(5)实际应用过程中还发现Fe2(SO4)3在pH=1.9时会发生反应,生成铁的沉淀物——黄铵铁矾[NH4Fex(SO4)2(OH)6],并在pH=3.2时沉淀完全,使得溶液中的总铁浓度下降,从而降低对废气的吸收效率。结合表格数据可知,工业用T•f菌脱硫应选择的最佳pH范围是1.5<pH<1.9,故选b。
5.(2025·辽宁铁岭开原·二模)阅读下列科普短文,回答相关问题。
《2050年世界与中国能源展望》中提出,全球能源结构正在向多元、清洁、低碳转型。太阳能的利用是热门研究方向之一,例如可以利用太阳能将水转化为其他物质,某种光催化分解水的过程如图一所示,产生的H2在一定条件下与CO2反应合成液态燃料甲醇(CH3OH)。也可以在太阳光照下,通过光催化将H2O、CO2直接转化为CH3OH、H2、CO、CH4等太阳能燃料(图二)。另外,还可以利用照明灯、人体散发的热量等生活中随处可见的废热发电,我国研发的“柔性、可裁剪碲化铋(Bi2Te3)/纤维素复合热电膜电池”,能充分贴合人体体表,实现利用体表散热为蓝牙耳机、手表,智能手环等可穿戴电子设备供电(图三)。可以看出,在新能源的开发和利用中,化学起着不可替代的作用。
(1)下列有关说法正确的是___________。
A.能源结构向多元、清洁、低碳转型 B.生活中的废热无法利用
C.碲和铋都属于金属元素 D.化学与新能源开发密切相关
某种光分解水的过程如图一所示。
(2)该反应最终的生成物是 ;与电解水相比,该方法的优点是 。
(3)在转化过程中Fe3O4和FeO可循环利用,23.2kg的Fe3O4可产生FeO的质量为 kg。
图二通过光催化得到CH3OH、H2、CO、CH4等太阳能燃料。
(4)太阳能燃料中的CO与CO2化学性质不同,请从微观角度解释 。
(5)太阳能燃料中的CH3OH完全燃烧的化学方程式为 。
(6)图三是将人体散发的热能转化为 能。
展望能源的新发展,也要了解和充分利用现有技术。
(7)被广泛使用的太阳能电池板的构造如下图,图中所示物质属于有机合成材料的是 ;太阳能电池板中多处使用合金,与纯金属相比,合金具有的优点有 。
【答案】(1)AD
(2) H2和O2 节约能源
(3)21.6
(4)分子的构成不同
(5)
(6)电
(7) 塑料按钮 熔点低(合理即可)
【详解】(1)A、由题干信息可知,全球能源结构正在向多元、清洁、低碳转型,符合题意;
B、由题干信息可知,可以利用照明灯、人体散发的热量等生活中随处可见的废热发电,不符合题意;
C、由“石”字旁可知,碲属于非金属元素,由“金”字旁可知,铋属于金属元素,不符合题意;
D、由题干信息可知,在新能源的开发和利用中,化学起着不可替代的作用,符合题意。
故选AD;
(2)由图可知,该反应的最终生成物是氢气和氧气;
与电解水相比,该方法是水在太阳能和催化剂的作用下反应生成氢气和氧气,该方法可以节约能源;
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,四氧化三铁中的铁元素与FeO中的铁元素相等,则生成FeO的质量为:;
(4)由分子构成的物质,分子是保持物质化学性质的最小粒子,一氧化碳与二氧化碳分子构成不同,故化学性质不同;
(5)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,甲醇由C、H、O元素组成,则甲醇完全燃烧生成二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:;
(6)由图可知,图三是将人体散发的热能转化为电能;
(7)图中铜丝、铝合金、合金钢均属于金属材料,单晶硅属于无机非金属材料,塑料属于有机合成材料,故填:塑料按钮;
与纯金属相比,合金硬度大、耐腐蚀,熔点低。
6.(2025·广东深圳龙岗宏扬学校·二模)阅读下面科普短文。
氨()是一种重要的化学物质,常温下是一种无色气体,有强烈的刺激性气味,极易溶于水,易燃,可以和酸反应生成铵盐。氨主要来自于人工合成。工业上主要是利用氮气和氢气在高温、高压和催化剂的条件下合成氨气。流程如图1所示。目前,我国已形成氨气生产、应用等成熟产业链,氨的应用分布如图2所示。现在国内外工业上使用的合成氨催化剂基本都是铁基催化剂。降低反应温度、提高合成氨催化剂活性是目前的研发热点。科研人员用磁铁矿与三氧化钼[钼(Mo)的化合价为+6价]、氧化钨、氧化铝混合稀土等原料,按不同比例充分混合得到合成氨催化剂,其中氧化钨含量对产出气体中氨气含量的影响如图3所示,氨气含量越高代表催化剂活性越好。
依据短文信息,回答下列问题:
(1)工业上从空气中分离获得合成氨的原料,该过程是 变化。工业上主要合成氨气的化学方程式为 。
(2)图1中,从“合成塔”中出来的气体是 (选填“纯净物”或“混合物”)。
(3)由图2可知,我国氨气的应用占比最高的是 。
(4)科学家研究合成氨反应催化剂的目的是 。
(5)合成氨催化剂中除了含有氧化钨外,还含有 (写出其中一种化学式)。
(6)根据图3写出氧化钨含量与催化剂活性的关系: 。
【答案】(1) 物理
(2)混合物
(3)生产氮肥
(4)加快合成氨的速率
(5)//)
(6)氧化钨从1%增加到6%,催化剂活性变好,从6%增加到14%,催化剂活性变差
【详解】(1)工业上从空气中分离获得N2,是利用空气中各成分沸点不同,通过蒸发液态空气的方法分离,该过程没有新物质生成,属于物理变化;
工业上氮气和氢气在高温、高压和催化剂的条件下合成氨气,化学方程式为;
(2)根据流程可知,从 “合成塔” 出来的气体中除了有氨气,还会有未反应完的氮气和氢气,所以是混合物;
(3)由图 2 可知,我国氨气的应用占比最高的是化肥生产;
(4)文中提到 “降低反应温度、提高合成氨催化剂活性是目前的研发热点”,所以科学家研究合成氨反应催化剂的目的是降低反应温度、提高合成氨催化剂活性,加快合成氨的速率;
(5)根据“科研人员用磁铁矿与三氧化钼[钼(Mo)的化合价为+6价]、氧化钨、氧化铝混合稀土等原料,按不同比例充分混合得到合成氨催化剂”可知,磁铁矿主要成分是Fe3O4,合成氨催化剂中除了含有氧化钨外,还含有(或、);
(6)根据图3写出氧化钨含量与催化剂活性的关系:氧化钨从1%增加到6%,催化剂活性变好,从6%增加到14%,催化剂活性变差。
7.(2025·广东深圳宝安·二模)【科普阅读】海水资源的综合利用
能源是指能够提供能量的资源。能源可按不同方法分类(如下表),随着人们开发能源的种类越来越多,能源消费结构(如图1)也不断优化。
分类标准
消耗后是否造成污染
短周期内能否再生
能源分类
污染型能源
情节性能源
再生能源
不再生能源
举例
煤炭
风能
潮汐能
石油
海洋温差能是一种稳定且储量巨大的能源,主要来源是蕴藏在海洋中的太阳能。广东省某基地利用海洋温差能发电,并采用膜法(利用淡化膜分离)和热法(加热蒸发分离)进行海水淡化,淡化后的浓海水还可综合应用于盐类提取、金属提取等。
(1)结合上述分类标准,分析海洋温差能属于 能源(填一种)。
(2)由图1分析,2012~2020年我国能源消费的变化情况为 (写一条)。
(3)由图2可知,淡化膜允许大部分 (填微观粒子名称)通过,用膜法进行海水淡化的原理与实验室中 操作的原理相同。
(4)取两份相同的海水样品,分别进行热法、膜法淡化处理(如下图)。由下表可知, (填淡化工艺名称)的淡化效果更好。
样品
淡化工艺
淡化后的浓海水中部分离子浓度g/L
Na+
Mg2+
Cl-
1
热法
13.17
1.57
20.32
2
膜法
18.77
2.41
34.28
(5)浓缩后海水含有大量MgCl2,加入熟石灰可获得经济价值较高的氢氧化镁,该反应的化学方程式为 。
【答案】(1)清洁型/再生
(2)煤炭占能源消费的比重逐年下降,而天然气、其他清洁能源的比重总体上升(合理即可)
(3) 水分子 过滤
(4)膜法
(5)
【详解】(1)海洋温差能是一种稳定且储量巨大的能源,主要来源是蕴藏在海洋中的太阳能,消耗后不会造成污染,属于清洁型能源,在短期内能再生,属于再生能源;
(2)由图1 可知,2012~2020 年煤炭占能源消费的比重逐年下降,而天然气、其他清洁能源的比重总体上升;
(3)由图2 可知,淡化膜允许大部分水分子通过;
用膜法进行海水淡化的原理与实验室中过滤操作的原理相同,都是利用粒子大小差异通过膜或滤纸孔隙分离;
(4)从表格中看,膜法得到的浓海水中离子浓度更高,说明除去的水分更多、淡化程度更好,因此膜法的淡化效果更好;
(5)氯化镁和氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,化学方程式为。
8.(2025·云南楚雄大姚·二模)阅读下列科普材料,回答相关问题。
生物质炭是一种富碳固态物质。它是由秸秆、树枝、菌渣等生物质废弃物在无氧或限氧环境中经高温裂解产生。生物质炭用于农业生产中能增加土壤有机质、调节土壤酸碱度,还可以有效吸附土壤中的重金属,减少作物对重金属的吸收。作为一种新型的能源材料,具有较高的碳含量和良好的燃烧性能,在能源储存领域,可以用作燃料电池的电极材料、电容器的电极材料等。生物质炭作为一种新型碳材料,具有优良的性能和广泛的应用前景。
(1)产生生物质炭的过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)请推测生物质炭的结构特点是 。
(3)制备生物质炭,需要在无氧或限氧环境下进行的原因是 。
(4)下列有关生物质炭的说法正确的是_________(填字母)。
A.可作土壤的改良剂 B.可用于处理工业污水 C.属于新型能源材料
【答案】(1)化学
(2)疏松多孔
(3)生物质炭具有可燃性
(4)ABC
【详解】(1)生物质炭是一种富碳固态物质,它是由秸秆、树枝、菌渣等生物质废弃物在无氧或限氧环境中经高温裂解产生,该过程有新物质生成,属于化学变化,故填:化学;
(2)生物质炭用于农业生产中能增加土壤有机质、调节土壤酸碱度,还可以有效吸附土壤中的重金属,减少作物对重金属的吸收,则推测生物质炭具有疏松多孔的结构,故填:疏松多孔;
(3)生物质炭具有较高的碳含量和良好的燃烧性能,则在制备生物质炭时需要在无氧或限氧环境下进行,故填:生物质炭具有可燃性;
(4)A、根据资料可知,生物质炭用于农业生产中能增加土壤有机质、调节土壤酸碱度,还可以有效吸附土壤中的重金属,减少作物对重金属的吸收,则可作土壤的改良剂,故A符合题意;
B、生物质炭可以有效吸附土壤中的重金属,减少作物对重金属的吸收,说明生物质炭具有吸附性,则可用于处理工业污水,故B符合题意;
C、根据资料可知,生物质炭属于新型能源材料,故C符合题意。
故选ABC。
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