内容正文:
专题18 综合应用题
1.(2025·广东广州·中考真题)青铜铸文明,文脉传千秋。四千多年前,华夏民族就能够冶炼青铜合金。
(1)《周礼·考工记》中记载了春秋时期的六种青铜合金,其中两种的性质如下表:
名称
钟鼎之齐(含铅16.7%)
戈戟之齐(含锡25.0%)
熔点/℃
980
800
布氏硬度(数值越大越硬)
90
290
它们在古代分别用于制作礼器和兵器。用“戈戟之齐”制作兵器,利用的物理性质是 。
(2)赤铜矿中 Cu2O的质量分数为72%,炼铜时发生反应 理论上1吨赤铜矿能冶炼出 吨铜。
(3)一些古老的铜器“纯青如铺翠、而莹如玉”。在自然环境中,铜器受腐蚀生成“无害锈”,不仅增加美观度还有一定的保护作用。在氯离子、氧气和潮湿环境的影响下,“无害锈”也会转化为质地疏松易脱落的“有害锈”,加快铜器腐蚀。
锈蚀类型
主要成分
无害锈
Cu2(OH)2CO3、CuO、Cu2O
有害锈
Cu2(OH)2Cl
①根据组成预测,Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl都能溶于盐酸,生成 (填化学式)溶液。
②某小组刮取少量铜器表面锈蚀物于试管中,加入足量稀盐酸,锈蚀物溶解得到蓝色溶液,并有气泡冒出,再向试管中滴加几滴硝酸银溶液,出现白色浑浊。
反思与评价:锈蚀物中含“无害锈”,依据是 ;不能确定是否含“有害锈”,理由是 。(查阅资料:Ag2CO3、AgCl均为白色固体且不溶于水)
③考古学家从海底打捞出青铜文物后,立即用蒸馏水清洗,主要目的是 。埋藏在海底的青铜文物历经多年仍保存相对完好,原因是: 。
2.(2025·广东·中考真题)甲醇()作为燃料应用于汽车领域,有助于推动能源结构优化。
(1)据图分析,CO单位排放量较高的是 汽车。每行驶100km,甲醇汽车比汽油汽车可减少排放的质量为 g。
(2)制备的化学方程式为。
ⅰ.该反应催化剂主要成分三氧化二铟()中In的化合价为 。
ⅱ.若要生产48t ,理论上至少需消耗的质量是多少?(写出计算过程)
ⅲ.实际生产时,还会生成CO。一定条件下,含碳产物中和CO的质量分数分别为80%和20%,若反应了99kg ,则制得的质量为 kg。
3.(2025·广东深圳·中考真题)生活污水任意排放会导致环境污染,需经过处理,符合我国相应的国家标准后才可以排放或者循环使用,调查后发现某污水厂处理污水流程如下。
(1)格栅分离的原理类似于在实验室中 操作。
(2)上述处理过程中,有化学反应的是 池(任写一个)
(3)二级处理前一般不加消毒剂,原因是?
(4)三级处理之后的“中水”(里面含有少量氯气)养鱼,他们为了养观赏鱼,使用鱼乐宝净化水,鱼乐宝主要成分,用消除氯气,假设每片药丸含有,请问平均每片鱼乐宝能消除多少氯气?(相对分子质量为158)
(5)为什么鱼乐宝使用中有安全隐患?请根据反应原理说明理由 。
4.(2024·广东广州·中考真题)甲醛是一种重要的化工原料,同时也是一种常见的室内空气污染物。利用羟基磷灰石【Ca5(PO4)3OH】可将空气中的甲醛转化为无污染的物质,反应过程的微观示意图如下:
(1)羟基磷灰石在甲醛的转化反应前后质量和化学性质都没有发生变化,羟基磷灰石的作用是 。
(2)甲醛的化学式为 ,上述转化反应的化学方程式为 。
(3)将1.5g甲醛完全转化为无污染的物质,需要消耗氧气的质量为 g。
(4)羟基磷灰石可用机械球磨法制备:将Ca(OH)2和P2O5按照一定比例加入到球磨机中,球磨一段时间,发生反应。机械球磨法的工作原理如图所示。
①机械球磨的目的是 。球磨过程中常加入一定比例的生石灰用于吸水,发生反应的化学方程式为 。
②按照绿色化学思想,反应物中的原子全部转化为期望的最终产物,这时原子利用率为100%。为使反应物中的原子全部转化为羟基磷灰石,理论上CaO、Ca(OH)2、P2O5作为原料加入的质量比为 。
【相对分子质量:CaO56 Ca(OH)274 P2O5142】
5.(2024·广东·中考真题)科研人员提出一种回收利用铝冶炼产生的废渣赤泥(含Fe2O3)的新方法,助力产业逐“绿”前行。应用新方法从赤泥中提取铁的装置示意图如图1所示。
(1)Fe2O3中铁元素的化合价是 ,铁、氧元素的质量比为 。
(2)应用新方法从赤泥中提取铁发生反应的化学方程式:3H2+Fe2O33H2O+2Fe。
i.以该方法处理某赤泥样品的实验数据如图2所示。据图计算,反应从开始至10分钟,提取铁的质量为 g。
ii.我国每年产生赤泥约9000万吨,假设赤泥中Fe2O3的质量分数为30%,用新方法处理9000万吨赤泥,理论上可提取铁 万吨(写出计算过程)。
iii.传统方法通常使用CO还原Fe2O3,新方法能使产业更加绿色环保的原因是 (写一种)。
6.(2024·广东深圳·中考真题)中国天宫空间站三名航天员每日需要,固体燃料氧气发生器制氧,是航天员安全可靠的供氧途径之一。向氧气发生器加入粉末状的铁粉和氯酸钠();点燃铁粉,铁粉剧烈燃烧,放出大量的热,受热分解为NaCl和。
(1)氯酸钠受热分解所需的能量来自于 ;
(2)三名航天员4天所需共9.6kg,则理论上至少需要加热分解的质量为多少?(的相对分子质量为106.5,列出化学方程式写出完整过程计算)
(3)①加热和混合物制取的化学方程式 ;
②在一定条件下,制取相同质量的,则加热分解 (选填/)所需质量更少。
7.(2023·广东·中考真题)羰基铁粉在国防军工领域有重要应用,我国是少数几个掌握其生产技术的国家之一。制备羰基铁粉的过程如图所示。
(1)Fe(CO)5中碳、氧元素的质量比为 。
(2)反应1的化学方程式为 。用100 kg含铁96%的海绵铁,理论上可制备Fe(CO)5的质量是多少?(写出计算过程)
(3)反应2的化学方程式为 。196kgFe(CO)5分解生成羰基铁粉的质量随时间的变化如下图所示。在t1时,剩余 kg Fe(CO)5未分解;在 时Fe(CO)5恰好完全分解。
(4)制备羰基铁粉过程中循环利用的物质是 。
8.(2023·广东深圳·中考真题)定性实验和定量实验是化学中常见的两种实验方法。
(1)铝和氧气生成致密的 。
(2)打磨后的铝丝放入硫酸铜溶液中发生反应,出现的反应现象: 。
(3)如图是探究白磷燃烧条件的图像:
从图中得知白磷燃烧的条件是 。
(4)某同学向相同体积的5%H2O2分别加入氧化铁和二氧化锰做催化剂,现象如下表:
催化剂
现象
MnO2
有大量气泡
Fe2O3
少量气泡
根据气泡生成多少可以得到什么化学启示: 。
(5)某同学在H2O2溶液中加入MnO2做催化剂时,反应生成气体的质量与时间的关系如图所示,求反应90s时消耗H2O2的质量。(写出计算过程)
1.(2025·广东深圳·三模)对氯化钠的知识进行梳理,联系实际,解决问题。
(1)构成:构成氯化钠的微观粒子是 。
(2)性质:氯化钠能与硝酸银溶液发生反应,反应的现象是 。
(3)制取:
①写出一个生成氯化钠的化学方程式 。
②“垦畦浇晒”产盐法(五步产盐法)中国古代制盐工艺的主要成果,其生产流程如下图所示,“五步产盐法”采用的结晶方法是 ,与传统煮盐法相比其优点有 (写一点即可)。
(4)用途:氯化钠用途很多。工业上电解熔融氯化钠生产钠(2NaCl2Na+Cl2↑),若要制备46t钠,理论上需要电解多少吨氯化钠?(写出计算过程)
,或碳酸钠与盐酸反应()等都可以2.(2025·广东广州·二模)我国向世界承诺:努力争取2060年前实现“碳中和”——排放量和转化量相等,达到相对零排放,为人类社会可持续发展贡献中国力量。
(1)了解二氧化碳排放:空气中的来源于________(填字母)。
A.动植物的呼吸作用 B.化石燃料的燃烧 C.植物的光合作用
(2)实验室制备二氧化碳,下图为一种发生装置。
①仪器a的名称是 。制取时反应的化学方程式是 。
②实验中,若关闭止水夹,可观察到 (填实验现象),反应停止。
(3)捕捉烟气中的,将其再释出可实现资源化利用,相关物质转化如图:
上述流程通过物质的多步转化可实现NaOH的循环利用,依次写出相关的化学方程式: 。
(4)“液态阳光”技术可将太阳能转化为液体燃料——甲醇,实现的再利用,其原理如图所示。理论上,生成32g甲醇同时产生的质量为 g。
3.(2025·广东广州·三模)生产、生活中会应用到广泛的金属材料。对于金属材料,我们应从多方面了解。
角度一:金属的性质
(1)铜可加工成厚度仅为7μm的超薄铜箔,说明铜具有良好的 性。
角度二:金属的活动性
(2)为探究Fe、Zn、Cu三种金属的活动性强弱,下列选项中能达到实验目的的是_____(填编号)。
A.铜、锌、氯化亚铁溶液
B.铁、氯化锌溶液、氯化铜溶液
C.铜、氯化锌溶液、氯化亚铁溶液
(3)将一定量的硫酸铜溶液加入锌粉和铁粉的混合固体中,反应前后相关微粒的数量如下表所示。分析可知,实验中发生反应的化学方程式是 。
微粒
Zn
Fe
Cu
反应前数量(个)
100
100
0
100
0
反应后数量(个)
20
100
80
20
80
角度三:金属的冶炼与金属资源的保护
(4)工业上以赤铁矿为原料炼铁,原理是 (用化学方程式表示)。
(5)某钢铁厂每天需消耗5000t含氧化铁77%的赤铁矿石,该厂理论上可日产含铁98%的生铁 t。
(6)《天工开物》中记载了炼锡的场景:“凡煎炼亦用洪炉,入砂数百斤,丛架木炭亦数百斤,鼓鞘(指鼓入空气)熔化”。“点铅勾锡”是炼锡的关键步骤,即加铅能使锡较易熔化流出,其原因是 。
(7)下列保护金属资源的做法正确的是_____(填编号)。
A.寻找金属代用品 B.任意开采金属矿物 C.回收利用废旧金属
4.(2025·广东广州·三模)的捕集与资源化利用是实现“双碳”目标的重要手段。利用CaO高温捕集是目前很有前景的技术之一。
(1)制备CaO:以蛋壳(主要成分为,还有少量有机物等杂质)为原料可采用两种方法制备CaO。
方法一:将蛋壳粉碎后,800℃煅烧,得到CaO。
方法二:将蛋壳粉碎后,用醋酸()将蛋壳中的碳酸钙转化为醋酸钙【】后,800℃煅烧,得到CaO。
已知:a.制得的CaO固体越疏松多孔,捕集的效果越好。b.醋酸钙在空气中800℃煅烧时,反应的化学方程式为:。
①方法一煅烧过程中有烧焦羽毛的气味,说明蛋壳中含有 (填字母)。
a.蛋白质 b.糖类 c.油脂
②含有的盐称为钙盐。下列关于方法二中醋酸与碳酸钙的反应,说法正确的是 (填字母)。
a.和均属于钙盐
b.无色酚酞溶液遇醋酸溶液显红色
c.醋酸与碳酸钙反应生成醋酸钙的同时,有气体生成
③研究表明:方法二制得的CaO捕集的效果比方法一的更好,原因是方法二比方法一制得的CaO固体更加 。
(2)捕集。用方法二制得的CaO来捕集空气中的,现要捕集2.2t ,理论上需要煅烧 t醋酸钙。【的相对分子质量是158】
(3)可用NaOH溶液捕捉烟气中的,将其再释出可实现资源化利用,相关物质转化如下,下述流程中可循环使用的物质有2种,分别是 、 (填化学式)。
(4)的综合应用。中国科学家已实现由到淀粉的全人工合成,主要过程为:→甲醇→甲醛→……→葡萄糖→……→淀粉。其中“甲醇→甲醛”阶段的物质转化如下图所示。反应a中四种物质的化学计量数均为1。
①推测分子中氧原子的数目:甲醇 (填“>”“<”或“=”)甲醛。
②为使甲醇持续转化为甲醛,反应b需补充。理论上每完成一个甲醇分子到甲醛分子的转化,至少需要补充 个分子。
5.(2025·广东广州·二模)海洋是一个巨大的资源宝库,应予以合理开发及综合利用,我国规划确立了“蓝色经济”发展战略。
Ⅰ.海水淡化
膜分离法利用薄膜的选择透过性实现海水淡化。新技术研发提出,给石墨烯“打上”许多特定大小的孔,制成单层纳米孔二维薄膜可进行海水淡化。石墨烯海水淡化膜工作原理,如图1所示。
(1)石墨烯海水淡化膜允许 (填微粒化学符号)通过。
(2)石墨烯、金刚石和都属于碳单质,保持化学性质最小的微粒是 (填化学符号)。
Ⅱ.深海固碳
(3)海水吸收大量,图2为北太平洋不同深度海水中二氧化碳分压(含量的一种表示方法),请分析在0~1000m水深范围内,随海水深度增加而增大的原因是 。
Ⅲ.海水制“碱”
(4)“侯氏制碱法”以食盐、氨气、二氧化碳等为原料先制得,进而生产出纯碱。其生产过程包括以下几步反应:
a.
b.
c.
已知几种物质的溶解度如下表:(溶解度单位g,“—”表示不存在)
盐
温度
0℃
10℃
20℃
30℃
40℃
50℃
60℃
100℃
35.7
35.8
36.0
36.3
36.6
37.0
37.3
39.8
11.9
15.8
21.0
27.0
—
—
—
—
6.9
8.1
9.6
11.1
12.7
14.5
16.4
—
29.4
33.3
37.2
41.4
45.8
50.4
55.3
77.3
反应b能够析出碳酸氢钠晶体,其原因是 。得到的NaHCO3中往往会含有少量的NH4HCO3,但这并不会影响最终制得的Na2CO3的纯度,原因是 (写化学方程式)。
(5)得到的纯碱产品中通常会含有少量NaCl,结合Na2CO3和NaCl的溶解度曲线图(见图3),为提纯纯碱样品,采取的实验操作是加水溶解,蒸发浓缩, ,洗涤,干燥。
(6)碳酸钠溶液和石灰乳反应是工业制烧碱的方法之一、该法制得的烧碱中混有少量Na2CO3,可用如下方法测定其中NaOH的含量,实验步骤为:称取工业烧碱2.00g,配制成50mL溶液,先加入过量BaCl2溶液除Na2CO3,过滤,向滤液中加入2~3滴酚酞试液,向其中逐滴加入溶质质量分数为3.65%的稀盐酸,NaOH与盐酸恰好完全反应时消耗盐酸44.00mL(该盐酸密度近似等于1g/mL)。
①加入BaCl2溶液发生反应的化学方程式为 。
②计算该烧碱样品中NaOH的质量分数 。
6.(2025·广东广州·三模)实验小组利用废硫酸液制备K2SO4并研究CaSO4•2H2O加热分解的产物。
实验一:制备K2SO4,实验流程如图:
(1)加入过量CaCO3的目的是 。
(2)上述流程中可循环使用的物质有CO2和 。
(3)为了减少K2SO4晶体的损失,在洗涤晶体时,最好选用的洗涤液为___________。(填标号)
A.饱和BaCl2溶液 B.饱和CuSO4溶液 C.饱和K2SO4溶液 D.蒸馏水
(4)反应Ⅲ属于复分解反应,则可推出M的化学式为 。
实验二:研究CaSO4•2H2O加热分解的产物
【查阅资料】
Ⅰ.CaSO4•2H2O受热会逐步失去结晶水。CaSO4•2H2O在160℃时完全生成CaSO4,1350℃时CaSO4开始分解。
Ⅱ.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色。
取纯净CaSO4•2H2O固体3.44g,用控温电热丝进行加热,测定固体质量随温度的变化情况如图所示。
(5)从曲线中可知产生水的质量为 g。
(6)数据H点固体是氧化钙,则x的值为 。
(7)在160~1400℃温度段加热固体,产生了氧气和一种能使酸性KMnO4溶液褪色的气体,请写出该反应的化学方程式: 。
7.(2025·广东深圳·三模)《千里江山图》是我国传世名画之一。宋代画家王希孟创造性的将炭黑、赭石、孔雀石、蓝铜矿等矿物颜料用在不同的画层。
(1)画作用水墨打底,保存千年而不变色,说明常温下碳的化学性质 。
(2)孔雀石俗称铜绿,主要成分为碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3]。碱式碳酸铜受热易分解生成三种氧化物,其中一种为黑色固体,该黑色固体的化学式为 。
(3)为了测定绘画颜料中Cu2(OH)2CO3的含量,小明用如图甲装置进行实验(液体试剂均为足量),他取了10.0g该样品,加入稀硫酸充分反应(杂质不参加反应也不溶于水),化学方程式为:Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑,测得产生的CO2的质量与时间关系如图乙所示。
①若将图甲中的装置 去掉,则测得产生的CO2的质量将 (选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
②Cu2(OH)2CO3的相对分子质量为222。根据化学方程式计算该颜料样品中碱式碳酸铜的质量 。
8.(2025·广东广州·二模)我国化工专家侯德榜创立了“侯氏联合制碱法”,为纯碱()制造作出了重大贡献,促进了世界制碱技术的发展。化学小组对制碱过程进行项目化学习。
任务1:认识原理
;
。
任务2:制备原料
(1)配制饱和氯化钠溶液。常温下,NaCl的溶解度为36g。该温度下,将 g NaCl固体完全溶解于50g水配得饱和溶液。从微观角度分析,下列图示中最接近NaCl溶液真实情况的是 (填字母)。
(2)获取气体。加热硫酸铵和氢氧化钙的固体混合物,将湿润的红色石蕊试纸放在导管a端,当观察到 时,连接ab,收集,待储气袋集满后关闭弹簧夹,如图1。再用相同规格的储气袋集满一袋气体。
任务3:探秘变化
用注射器抽取约5mL饱和食盐水,从导管b端注入盛有的储气袋中,关闭弹簧夹,振荡至储气袋完全变瘪。再将该袋内全部液体用注射器吸出,注入盛有的储气袋中,关闭弹簧夹充分振荡,静置后观察到袋内有白色固体析出。请结合图2溶解度曲线,回答下列问题。
(3)析出的白色固体为的主要原因是 。袋内溶液中是否含有?请设计实验方案证明: (不可使用酸碱指示剂,请完整写出操作、现象和结论)。
(4)的溶解度在60℃后无数据,原因可能是 。
任务4:应用产品:析出得到的固体加热分解即制得产品——纯碱。
(5)某工厂用65吨NaCl(利用率在90%以上)生产纯碱,同时得到的质量至少是多少吨?(结果保留一位小数)
9.(2025·广东广州·二模)露营野餐、围炉煮茶是常见的假期休闲方式。
1.露营野餐
(1)下列露营物品中的主要材料属于合成材料的是___________(填字母)。
A.野餐垫的涤纶面料 B.纯棉帽子
C.帐篷的铝合金地钉 D.塑料饭盒
(2)常见的野餐食物有牛肉干、面包、牛奶、苹果,其中富含维生素的食物是 。
(3)烧烤架可选用镀镍钢网。利用红土镍矿冶炼镍有不同的工艺。
①某工艺包含多个反应,其中涉及氧化亚镍(NiO)与稀硫酸反应,后续还要通过其他反应才能制得镍单质。写出NiO与稀硫酸反应的化学方程式: 。
②也可以一步转化为镍单质:(反应条件和其他产物已省略),试剂A为 。
II.围炉煮茶
煮茶的水壶材质多样,其中铜壶受到部分茶友的青睐。
(4)铜壶可用于煮茶,说明铜具有良好的 性。
(5)甲同学在实验室制取铜:向溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤得到滤渣。将滤渣洗涤,干燥后称量,得到固体。向该固体中加入足量稀盐酸,充分反应,生成氢气。
①滤液中含有的金属阳离子是 (写离子符号)。
②溶液中溶质的质量分数为 %。
10.(2025·广东深圳·三模)铜及其化合物广泛应用于生活生产中。
(1)青铜属于 (填“金属单质”或“合金”)。
(2)Cu、CuO、CuSO4三种物质的转化关系如图甲所示:
①反应I中,CuO与稀硫酸反应的现象是 。
②反应I中,用CO可将CuO一步转化为Cu。
③图乙所示的实验中,将铜片浸入 (填化学式)溶液中,可根据现象证明Cu的金属活动性比Ag强。
(3)往四个都装有15g样品(只含Cu和CuO)的烧杯中,分别加入不同质量的稀硫酸,反应过程中的质量关系如下表所示,计算所用稀硫酸的溶质质量分数 。
烧杯序号
一
二
三
四
稀硫酸的质量/g
50
100
150
200
剩余固体质量/g
11
7
3
3
11.(2025·广东深圳·三模)造纸术是我国四大发明之一。北宋诗人曾对“敲冰纸”写下“寒溪浸楮春夜月,敲冰举帘匀割脂”的赞美诗句。该造纸的部分生产情景如图所示。
(1)“寒溪浸楮”意思为“在寒冷的(表面结冰)溪水中浸泡楮树皮”。用纯度较高的水浸泡有利于制得质量上佳的纸张,说明冬天气温低,水中可溶性杂质溶解度 (选填“大”或“小”)。
(2)“楮”指树皮,树皮属于 (选填“天然”或“合成”)有机高分子材料,“舂捣”的过程属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
(3)纸浆在竹帘中均匀铺开,水从竹帘缝隙流出,纸浆留在竹帘上、据此推测竹帘的缝隙应 (选填“大于”或“小于”)纸浆大小。
(4)现代工业造纸会用到元明粉(主要成分为)。现获得一定量的该样品,加水使其完全溶解,利用下述反应测定的质量:。样品充分反应后得到沉淀23.3g。请计算该样品中的质量。(写出计算过程)
12.(2025·广东深圳·三模)超氧化钾()制氧可用于急救、潜艇等场合。如图是某“化学氧自救器”的示意图,其原理如下:
(1)“初期生氧器”先启动,以解决初期供氧不足。“初期生氧器”内含高锰酸钾粉末和铁粉。利用铁粉与反应时 (填“放热”或“吸热”),使高锰酸钾分解。产生的化学方程式为 。
(2)“生氧罐”内固体与水或反应后生成,其反应原理为:;。在潜水艇等密闭环境中使用供氧的优点是 (写一条)。
(3)当与反应时,理论上每消耗142g ,能产生多少克?(根据化学方程式计算,并写出计算过程)
13.(2025·广东深圳·三模)兴趣小组对户外聚餐烧烤或吃火锅,以及进行登山等活动中所使用的燃料进行了如下研究。
(1)选用户外火锅燃料(表格中所用燃料的质量均相等)
燃料
木柴
木炭
固体酒精
点燃难易
中
难
易
燃烧持续性
短
较长
长
燃烧产物
、
、
综上信息,选择 (填燃料名称)作为户外燃料最好,理由是 (至少答两点)。
(2)登山队员常利用氢化钙()固体作为能源剂,它与水接触很快反应生成氢气供燃烧,该反应的化学方程式为:
①在中氢元素的化合价为 。
②登山队员用氢化钙固体提供能源的优点是 (1点即可)。
③现需要用到氢气,需要用多少克与水完全反应才能获得 ?(写出详细的计算过程)
14.(2025·广东深圳·三模)我国一直高度重视并积极推动氢能技术与产业发展,近年来我国制氢量已位居世界第一。
(1)制氢方法一:水光解制氢。
①水在光催化剂作用下制备氢气的原理如图1所示。光解水时,由 能转化为化学能:在反应过程中,光催化剂在反应前后的质量和 不变。
制氢方法二;我国科学家发明了一种用稀土元素铈(Ce)的氧化物为催化剂将甲烷中的氢元素转化为氢气的工艺,反应原理如图2所示。
②反应器Ⅱ中发生的反应;。
现有含甲烷的天然气(杂质不参与反应)通入反应器Ⅱ中,若甲烷完全反应,理论上反应器Ⅱ中最多生成氢气的质量是多少?(写出计算过程)
(2)氢能的优点
氢气被称为最理想的清洁能源的原因是 。(用化学方程式表示)
15.(2025·广东深圳·三模)我国向世界承诺在2060年前实现碳中和。中国科学院提出了“液态阳光”概念,即将太阳能转化为可稳定存储且可输出的燃料甲醇(),达到燃料零碳化。如图是利用高浓度制备甲醇的流程图。
(1)图中的吸收池内,饱和溶液吸收高浓度生成,吸收池内反应的化学方程式是 。其中的俗称是 。
(2)在实际生产中,甲醇的产率除受浓度、温度、压强等因素影响外,还受催化剂的质量分数影响。由图可知,当其他条件一定时,催化剂的质量分数为 时,甲醇的产率最高。
(3)合成塔内生成甲醇的化学方程式是。求生成64t甲醇,需要的质量。(写出计算过程)
16.(2025·广东广州·二模)某学习小组对展开研究。
Ⅰ.探究的收集方法:
【资料卡片】:一定范围内,在水中溶解越多,所得溶液pH越小。
【实验一】:利用图1装置制取,并测定,将于水所得溶液的pH,判断在水中溶解的体积。
(1)甲装置中反应的化学方程式为 。
(2)待丙装置中收集半瓶气体时,关闭,充分振荡丙装置,测得丙、丁装置中溶液的pH值分别为5.7和6.5。说明丙装置中所溶解CO2的体积 (填“>”“<”或“=”)丁装置所收集液体中CO2的体积,丙装置中反应的化学方程式为 。乙装置吸收HCl气体,目的是 。
【实验二】:用气体压强传感器测收集的气体中CO2体积分数,选择合适收集方法。
(3)图2是排水法和向上排空气法收集的气体中CO2体积分数随时间变化的关系图,分析图像,可得出的结论有: (写一个即可)。
Ⅱ.CO2减排新进展
我国CO2减排的战略是CCUS(CO2的捕集、利用与储存)。下图3为氨法捕集二氧化碳的流程图。原理是利用氨水与二氧化碳在一定温度下会反应生成碳酸氢铵。当温度升高至38℃-60℃,将发生逆向反应,碳酸氢铵将分解。回答下列问题。
(4)“吸收塔”中采用喷淋的方式目的是 ,该反应温度不宜过高的原因是 。
(5)分离器的作用相当于基本实验操作中的 ,若分离器中温度为,经分离器得到的溶液质量分数为 (结果保留到0.1%)。
17.(2025·广东·二模)铜被广泛应用于电子、通讯和新能源等行业。往酸性废液[主要含Fe2(SO4)3、FeSO4和CuSO4]中加入铁粉可以实现铜的再生利用。
(1)将铁粉加入酸性废液中,为了反应能充分进行,可进行 操作。
(2)某种酸性废液中铜含量为0.56g/L,现处理1000L该种酸性废液,理论上至少需要 g铁粉用于置换酸性废液中的铜(写出计算过程)。
(3)用铁回收酸性废液中铜的过程可能发生的反应如下:
i̇.Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
ii.Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4
iii.Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
iv.Cu+Fe2(SO4)3=2FeSO4+CuSO4
下列有关说法正确的是_______(多选,填字母)。
A.从发生的反应可知铁粉的消耗量较大
B.Fe2(SO4)3的存在可能会影响到铜的回收
C.酸性废液中的酸会消耗铁粉,可以加入过量NaOH中和
D.产生的大量FeSO4可回收利用
18.(2025·广东深圳·三模)工厂排出的废水(主要含,还有少量HCl等)采用生石灰或石灰石调节废水的pH的方法处理;现取1L废水样品中加入此两种物质,测得废水的pH随加入固体质量的变化如下图所示(已知:溶液显中性)。
(1)只加入石灰石,废水的pH始终小于7的原因是 。
(2)每吨生石灰的价格约为460元,每吨石灰石的价格约为130元。联合使用生石灰和石灰石,将这两种物质先后加入1L废水,调节废水的pH至约为7,经济效益较好的可行方案为 。
(3)废水的时,中的铜已全部沉淀了,此时废水中主要的溶质是 。
(4)若在1L废水中加入5g ,则消耗HCl的质量为多少(根据化学方程式,写出规范计算步骤)?
19.(2025·广东深圳·一模)“禾下乘凉梦”是“杂交水稻之父”袁隆平的理想和追求。
常见农作物最适宜生长的土壤pH范围如下:
农作物
茶树
油菜
水稻
萝卜
pH
5.0~5.5
5.8~6.7
6.0~7.0
7.2~7.5
(1)适宜茶树生长的土壤酸性比适宜水稻生长的土壤酸性 (填“强”或“弱”)。
(2)《天工开物》记载了许多与化学有关的内容,讲述了水稻等作物的栽培方法。由水稻加工而成的大米中富含的营养物质是糖类,种植水稻需施用硝酸钾,硝酸钾属于 (填“氮肥”“磷肥”“钾肥”或“复合肥”)。
(3)利用化学方程式进行计算。大米中的营养物质可在人体中转化为葡萄糖(C6H12O6),葡萄糖酶在酶的催化作用下与氧气反应生成二氧化碳和水,其原理为C6H12O6+6O26CO2+6H2O。同时提供人体所需的能量,9g葡萄糖完全转化成二氧化碳和水需要氧气的质量是多少?
试卷第1页,共3页
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专题18 综合应用题
1.(2025·广东广州·中考真题)青铜铸文明,文脉传千秋。四千多年前,华夏民族就能够冶炼青铜合金。
(1)《周礼·考工记》中记载了春秋时期的六种青铜合金,其中两种的性质如下表:
名称
钟鼎之齐(含铅16.7%)
戈戟之齐(含锡25.0%)
熔点/℃
980
800
布氏硬度(数值越大越硬)
90
290
它们在古代分别用于制作礼器和兵器。用“戈戟之齐”制作兵器,利用的物理性质是 。
(2)赤铜矿中 Cu2O的质量分数为72%,炼铜时发生反应 理论上1吨赤铜矿能冶炼出 吨铜。
(3)一些古老的铜器“纯青如铺翠、而莹如玉”。在自然环境中,铜器受腐蚀生成“无害锈”,不仅增加美观度还有一定的保护作用。在氯离子、氧气和潮湿环境的影响下,“无害锈”也会转化为质地疏松易脱落的“有害锈”,加快铜器腐蚀。
锈蚀类型
主要成分
无害锈
Cu2(OH)2CO3、CuO、Cu2O
有害锈
Cu2(OH)2Cl
①根据组成预测,Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl都能溶于盐酸,生成 (填化学式)溶液。
②某小组刮取少量铜器表面锈蚀物于试管中,加入足量稀盐酸,锈蚀物溶解得到蓝色溶液,并有气泡冒出,再向试管中滴加几滴硝酸银溶液,出现白色浑浊。
反思与评价:锈蚀物中含“无害锈”,依据是 ;不能确定是否含“有害锈”,理由是 。(查阅资料:Ag2CO3、AgCl均为白色固体且不溶于水)
③考古学家从海底打捞出青铜文物后,立即用蒸馏水清洗,主要目的是 。埋藏在海底的青铜文物历经多年仍保存相对完好,原因是: 。
【答案】(1)硬度大
(2)0.64
(3) CuCl2 有气泡冒出 加入稀盐酸引入了Cl- 除去青铜文物表面的氯离子,减少有害锈的生成 埋藏海底的青铜文物隔绝了空气,不易形成有害锈
【详解】(1)用“戈戟之齐”制作兵器,利用的物理性质是硬度大;
(2)设生成铜的质量为x
x=0.64t
答:生成铜的质量为0.64t ;
(3)①根据组成预测,Cu2(OH)2CO3、CuO和Cu2(OH)3Cl都能溶于盐酸,生成CuCl2溶液;
②锈蚀物中含“无害锈”,依据是:加入足量稀盐酸,锈蚀物溶解得到蓝色溶液,并有气泡冒出,因为“无害锈”中的Cu2(OH)2CO3与稀盐酸反应会产生二氧化碳气体,同时生成含铜离子的蓝色溶液;不能确定是否含“有害锈”,理由是:与“无害锈”中的Cu2(OH)2CO3反应的稀盐酸也带入了氯离子,“Cl-”能与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀,所以无法确定白色浑浊是由“有害锈”产生的氯离子与硝酸银反应导致的;
③古学家从海底打捞出青铜文物后,立即用蒸馏水清洗,主要目的是:洗去文物表面的盐分等杂质,防止这些杂质加速文物的腐蚀;埋藏在海底的青铜文物历经多年仍保存相对完好,原因是:埋藏海底的青铜文物隔绝了空气,不易形成有害锈。
2.(2025·广东·中考真题)甲醇()作为燃料应用于汽车领域,有助于推动能源结构优化。
(1)据图分析,CO单位排放量较高的是 汽车。每行驶100km,甲醇汽车比汽油汽车可减少排放的质量为 g。
(2)制备的化学方程式为。
ⅰ.该反应催化剂主要成分三氧化二铟()中In的化合价为 。
ⅱ.若要生产48t ,理论上至少需消耗的质量是多少?(写出计算过程)
ⅲ.实际生产时,还会生成CO。一定条件下,含碳产物中和CO的质量分数分别为80%和20%,若反应了99kg ,则制得的质量为 kg。
【答案】(1) 汽油 23
(2) +3 解:设理论上至少需消耗的质量为x。
x=66t
答:理论上至少需消耗的质量为66t。 56
【详解】(1)从图中可知,汽油汽车的单位排放量为1.47g/km,甲醇汽车的单位排放量为0.35g/km,所以单位排放量较高的是汽油汽车;
甲醇汽车单位排放量为0.10g/km,汽油汽车单位排放量为0.33g/km,每行驶100km,甲醇汽车比汽油汽车减少排放的质量为。
(2)ⅰ、在化合物中,氧元素通常显−2价,设In2O3中的In的化合价为x,根据化合物中各元素正负化合价代数和为零,则,解得x=+3。
ⅱ、根据CH3OH的质量计算,见答案。
ⅲ、参与反应的CO2中碳元素质量为,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量都不变。含碳产物中CH3OH和CO的质量分数分别为80%和20%,设生成CH3OH的质量为y,CO的质量为z,则,且,联立这两个方程式,解得y=56kg、z=14kg。
3.(2025·广东深圳·中考真题)生活污水任意排放会导致环境污染,需经过处理,符合我国相应的国家标准后才可以排放或者循环使用,调查后发现某污水厂处理污水流程如下。
(1)格栅分离的原理类似于在实验室中 操作。
(2)上述处理过程中,有化学反应的是 池(任写一个)
(3)二级处理前一般不加消毒剂,原因是?
(4)三级处理之后的“中水”(里面含有少量氯气)养鱼,他们为了养观赏鱼,使用鱼乐宝净化水,鱼乐宝主要成分,用消除氯气,假设每片药丸含有,请问平均每片鱼乐宝能消除多少氯气?(相对分子质量为158)
(5)为什么鱼乐宝使用中有安全隐患?请根据反应原理说明理由 。
【答案】(1)过滤
(2)消毒/活性污泥
(3)消毒剂会影响微生物的分解作用
(4)解:平均每片鱼乐宝能消除氯气的质量为x。
解得:x=56.8mg
答:平均每片鱼乐宝能消除氯气的质量为56.8mg。
(5)鱼乐宝反应生成的HCl和会污染水质,影响水中生物生长
【详解】(1)格栅分离的原理类似于思考乐苏苏同学在实验室中过滤操作,可以将不溶物除去,故填:过滤;
(2)沉沙池、一次沉淀池、二次沉淀池中只是不溶物的沉降,无新物质的生成,属于物理变化;活性污泥池中涉及微生物的分解,该过程中有新物质的生成,属于化学变化;消毒池中使用含氯消毒剂,这些消毒剂与水中的微生物反应,生成新的物质,从而完成杀菌过程,属于化学变化,故填:消毒或者活性污泥;
(3)消毒剂会影响微生物的分解作用,所以在二级处理前一般不加消毒剂,故填:消毒剂会影响微生物的分解作用;
(4)详见答案;
(5)结合(4)可知,鱼乐宝反应生成的HCl和NaHSO4会污染水质,影响水中生物生长,存在一定的安全隐患,故填:鱼乐宝反应生成的HCl和NaHSO4会污染水质,影响水中生物生长。
4.(2024·广东广州·中考真题)甲醛是一种重要的化工原料,同时也是一种常见的室内空气污染物。利用羟基磷灰石【Ca5(PO4)3OH】可将空气中的甲醛转化为无污染的物质,反应过程的微观示意图如下:
(1)羟基磷灰石在甲醛的转化反应前后质量和化学性质都没有发生变化,羟基磷灰石的作用是 。
(2)甲醛的化学式为 ,上述转化反应的化学方程式为 。
(3)将1.5g甲醛完全转化为无污染的物质,需要消耗氧气的质量为 g。
(4)羟基磷灰石可用机械球磨法制备:将Ca(OH)2和P2O5按照一定比例加入到球磨机中,球磨一段时间,发生反应。机械球磨法的工作原理如图所示。
①机械球磨的目的是 。球磨过程中常加入一定比例的生石灰用于吸水,发生反应的化学方程式为 。
②按照绿色化学思想,反应物中的原子全部转化为期望的最终产物,这时原子利用率为100%。为使反应物中的原子全部转化为羟基磷灰石,理论上CaO、Ca(OH)2、P2O5作为原料加入的质量比为 。
【相对分子质量:CaO56 Ca(OH)274 P2O5142】
【答案】(1)催化
(2) CH2O
(3)1.6
(4) 增大反应物的接触面积,加快反应速率 252∶37∶213
【详解】(1)羟基磷灰石在甲醛的转化反应前后质量和化学性质都没有发生变化,说明羟基磷灰石是该反应的催化剂,其作用是催化。
(2)根据微观示意图,该反应是CH2O、O2在羟基磷灰石的催化作用下反应生成CO2、H2O,所以甲醛的化学式为CH2O,该反应的化学方程式为:。
(3)设需要消耗氧气的质量为x
x=1.6g,故填:1.6。
(4)①反应物的接触面积越大,反应速率越快,所以机械球磨的目的是:增大反应物的接触面积,加快反应速率。
生石灰(CaO)与水反应生成氢氧化钙,化学方程式为:。
②为使反应物中的原子全部转化为羟基磷灰石,则理论上CaO、Ca(OH)2、P2O5完全转化为Ca5(PO4)3OH。根据题目信息,将Ca(OH)2和P2O5按照一定比例加入到球磨机中,球磨一段时间,发生反应,将此化学方程式与联立,得出总化学方程式为:,则理论上CaO、Ca(OH)2、P2O5作为原料加入的质量比为(9×56):(74):(3×12)=252:37:213。
5.(2024·广东·中考真题)科研人员提出一种回收利用铝冶炼产生的废渣赤泥(含Fe2O3)的新方法,助力产业逐“绿”前行。应用新方法从赤泥中提取铁的装置示意图如图1所示。
(1)Fe2O3中铁元素的化合价是 ,铁、氧元素的质量比为 。
(2)应用新方法从赤泥中提取铁发生反应的化学方程式:3H2+Fe2O33H2O+2Fe。
i.以该方法处理某赤泥样品的实验数据如图2所示。据图计算,反应从开始至10分钟,提取铁的质量为 g。
ii.我国每年产生赤泥约9000万吨,假设赤泥中Fe2O3的质量分数为30%,用新方法处理9000万吨赤泥,理论上可提取铁 万吨(写出计算过程)。
iii.传统方法通常使用CO还原Fe2O3,新方法能使产业更加绿色环保的原因是 (写一种)。
【答案】(1) +3 7:3
(2) 2.58 解:设理论上可提取铁的质量为x,
x=1890万吨
答:理论上可提取铁1890万吨。 新方法产物是水,对环境无污染(合理即可)
【详解】(1)Fe2O3中氧元素显-2价,根据在化合物中各元素正负化合价代数和为0,则铁元素的化合价是+3价;铁、氧元素的质量比为(56×2):(16×3)=7:3;
(2)i、0分钟时,铁的质量为15.0g×28.0%=4.2g;10分钟时,铁的质量为9.0g×18.0%=1.62g;故反应从开始至10分钟,提取铁的质量为4.2g-1.62g=2.58g;
ii、见答案;
iii、传统方法通常使用CO还原Fe2O3,新方法用氢气在一定条件下还原氧化铁,生成铁和水,能使产业更加绿色环保的原因是氢气还原氧化铁产物为水,对环境无污染。
6.(2024·广东深圳·中考真题)中国天宫空间站三名航天员每日需要,固体燃料氧气发生器制氧,是航天员安全可靠的供氧途径之一。向氧气发生器加入粉末状的铁粉和氯酸钠();点燃铁粉,铁粉剧烈燃烧,放出大量的热,受热分解为NaCl和。
(1)氯酸钠受热分解所需的能量来自于 ;
(2)三名航天员4天所需共9.6kg,则理论上至少需要加热分解的质量为多少?(的相对分子质量为106.5,列出化学方程式写出完整过程计算)
(3)①加热和混合物制取的化学方程式 ;
②在一定条件下,制取相同质量的,则加热分解 (选填/)所需质量更少。
【答案】(1)铁粉的剧烈燃烧
(2)解:设理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为x
答:理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为21.3kg。
(3) NaClO3
【详解】(1)根据题目信息,点燃铁粉,铁粉剧烈燃烧,放出大量的热,NaClO3受热分解为NaCl和O2,所以氯酸钠受热分解所需的能量来自于铁粉的剧烈燃烧。
(2)NaClO3受热分解为NaCl和O2,化学方程式为,O2的质量(9.6kg)为已知量,据此可通过化学方程式计算出所需NaClO3的质量,详见答案。
(3)①加热KClO3和MnO2混合物生成KCl、O2,化学方程式为:。
②根据化学方程式,每213份质量的NaClO3能分解产生96份质量的O2,根据化学方程式,每245份质量的KClO3能分解产生96份质量的O2,则制取相同质量的O2,则加热分解NaClO3所需质量更少。
7.(2023·广东·中考真题)羰基铁粉在国防军工领域有重要应用,我国是少数几个掌握其生产技术的国家之一。制备羰基铁粉的过程如图所示。
(1)Fe(CO)5中碳、氧元素的质量比为 。
(2)反应1的化学方程式为 。用100 kg含铁96%的海绵铁,理论上可制备Fe(CO)5的质量是多少?(写出计算过程)
(3)反应2的化学方程式为 。196kgFe(CO)5分解生成羰基铁粉的质量随时间的变化如下图所示。在t1时,剩余 kg Fe(CO)5未分解;在 时Fe(CO)5恰好完全分解。
(4)制备羰基铁粉过程中循环利用的物质是 。
【答案】(1)3:4
(2)设理论上可制备Fe(CO)5的质量为x
答:理论上可制备Fe(CO)5的质量是336kg。
(3) 98 t3
(4)CO/一氧化碳
【详解】(1)Fe(CO)5中碳、氧元素的质量比=(12×5):(16×5)=3:4。
(2)见答案。
(3)由图可知,t1时生成羰基铁粉的质量为28kg,设t1时,反应的Fe(CO)5质量为y
则还未分解的Fe(CO)5质量为196kg-98kg=98kg。由图可知,在t3时,羰基铁粉质量不再增加,Fe(CO)5恰好完全分解。
(4)由反应的化学方程式可知,CO既是反应物又是生成物,则制备羰基铁粉过程中循环利用的物质是CO。
8.(2023·广东深圳·中考真题)定性实验和定量实验是化学中常见的两种实验方法。
(1)铝和氧气生成致密的 。
(2)打磨后的铝丝放入硫酸铜溶液中发生反应,出现的反应现象: 。
(3)如图是探究白磷燃烧条件的图像:
从图中得知白磷燃烧的条件是 。
(4)某同学向相同体积的5%H2O2分别加入氧化铁和二氧化锰做催化剂,现象如下表:
催化剂
现象
MnO2
有大量气泡
Fe2O3
少量气泡
根据气泡生成多少可以得到什么化学启示: 。
(5)某同学在H2O2溶液中加入MnO2做催化剂时,反应生成气体的质量与时间的关系如图所示,求反应90s时消耗H2O2的质量。(写出计算过程)
【答案】(1)氧化铝/Al2O3
(2)铝丝表面有红色物质,溶液由蓝色逐渐变为无色
(3)与氧气接触
(4)二氧化锰的催化效果比氧化铁好(合理即可)
(5)解:由图可知,反应90s时,生成氧气的质量为1.60g,设消耗过氧化氢的质量为x,
答:反应90s时消耗H2O2的质量为3.4g。
【详解】(1)铝和氧气生成致密的氧化铝保护膜;
(2)打磨后的铝丝放入硫铜溶液中,铝与硫酸铜反应生成硫酸铝和铜,出现的反应现象为铝丝表面有红色物质,溶液由蓝色逐渐变为无色;
(3)左边白磷与氧气接触、温度达到白磷的着火点,可以燃,右边白磷没有与氧气接触、温度达到白磷的着火点,不能燃烧,二者对比,说明白磷燃烧的条件是与氧气接触;
(4)向相同体积的5%H2O2分别加入氧化铁和二氧化锰做催化剂,加入二氧化锰的产生大量气泡,加入氧化铁的产生少量气泡,根据气泡生成多少,说明二氧化锰的催化效果比氧化铁好(合理即可);
(5)见答案。
1.(2025·广东深圳·三模)对氯化钠的知识进行梳理,联系实际,解决问题。
(1)构成:构成氯化钠的微观粒子是 。
(2)性质:氯化钠能与硝酸银溶液发生反应,反应的现象是 。
(3)制取:
①写出一个生成氯化钠的化学方程式 。
②“垦畦浇晒”产盐法(五步产盐法)中国古代制盐工艺的主要成果,其生产流程如下图所示,“五步产盐法”采用的结晶方法是 ,与传统煮盐法相比其优点有 (写一点即可)。
(4)用途:氯化钠用途很多。工业上电解熔融氯化钠生产钠(2NaCl2Na+Cl2↑),若要制备46t钠,理论上需要电解多少吨氯化钠?(写出计算过程)
【答案】(1)Na+、Cl-
(2)产生白色沉淀
(3) (合理即可) 蒸发结晶 节约能源
(4)解:设若要制备46t钠,理论上需要电解氯化钠的质量为x
x=117t
答:若要制备46t钠,理论上需要电解117t氯化钠。
【详解】(1)氯化钠(NaCl)是离子化合物,由钠离子(Na+)和氯离子(Cl-)构成 。
(2)氯化钠与硝酸银反应的化学方程式为,AgCl是白色沉淀,所以现象是产生白色沉淀。
(3)①盐酸和氢氧化钠的中和反应,或碳酸钠与盐酸反应()等都可以生成氯化钠。
②根据流程图,“五步产盐法” 从卤水开始,经蒸发等步骤结晶,是蒸发结晶;
③相比传统煮盐法,利用阳光蒸发结晶能耗相对低,优点是节约能源。
(4)根据钠的质量计算,见答案。
2.(2025·广东广州·二模)我国向世界承诺:努力争取2060年前实现“碳中和”——排放量和转化量相等,达到相对零排放,为人类社会可持续发展贡献中国力量。
(1)了解二氧化碳排放:空气中的来源于________(填字母)。
A.动植物的呼吸作用 B.化石燃料的燃烧 C.植物的光合作用
(2)实验室制备二氧化碳,下图为一种发生装置。
①仪器a的名称是 。制取时反应的化学方程式是 。
②实验中,若关闭止水夹,可观察到 (填实验现象),反应停止。
(3)捕捉烟气中的,将其再释出可实现资源化利用,相关物质转化如图:
上述流程通过物质的多步转化可实现NaOH的循环利用,依次写出相关的化学方程式: 。
(4)“液态阳光”技术可将太阳能转化为液体燃料——甲醇,实现的再利用,其原理如图所示。理论上,生成32g甲醇同时产生的质量为 g。
【答案】(1)AB
(2) 长颈漏斗 长颈漏斗内液面上升,试管内液面下降至固液分离
(3)、、、
(4)48
【详解】(1)空气中的二氧化碳来源于动植物的呼吸作用和化石燃料的燃烧,植物的光合作用吸收二氧化碳,放出氧气。
故选AB;
(2)①由图可知,仪器a的名称是:长颈漏斗;
实验室通常用石灰石(或大理石)与稀盐酸反应制取二氧化碳,石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:;
②实验中,若关闭止水夹,由于反应生成了气体,装置内压强增大,可观察到长颈漏斗内液面上升,试管内液面下降至固液分离,反应停止;
(3)由图可知,发生的反应为二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,该反应的化学方程式为:,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,该反应的化学方程式为:,氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠,该反应的化学方程式为:;碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,该反应的化学方程式为:;
(4)由图可知,该反应为二氧化碳和水在光和催化剂的作用下反应生成甲醇和氧气,该反应的化学方程式为:,生成甲醇和氧气的质量比为:,则理论上,生成32g甲醇同时产生的质量为48g。
3.(2025·广东广州·三模)生产、生活中会应用到广泛的金属材料。对于金属材料,我们应从多方面了解。
角度一:金属的性质
(1)铜可加工成厚度仅为7μm的超薄铜箔,说明铜具有良好的 性。
角度二:金属的活动性
(2)为探究Fe、Zn、Cu三种金属的活动性强弱,下列选项中能达到实验目的的是_____(填编号)。
A.铜、锌、氯化亚铁溶液
B.铁、氯化锌溶液、氯化铜溶液
C.铜、氯化锌溶液、氯化亚铁溶液
(3)将一定量的硫酸铜溶液加入锌粉和铁粉的混合固体中,反应前后相关微粒的数量如下表所示。分析可知,实验中发生反应的化学方程式是 。
微粒
Zn
Fe
Cu
反应前数量(个)
100
100
0
100
0
反应后数量(个)
20
100
80
20
80
角度三:金属的冶炼与金属资源的保护
(4)工业上以赤铁矿为原料炼铁,原理是 (用化学方程式表示)。
(5)某钢铁厂每天需消耗5000t含氧化铁77%的赤铁矿石,该厂理论上可日产含铁98%的生铁 t。
(6)《天工开物》中记载了炼锡的场景:“凡煎炼亦用洪炉,入砂数百斤,丛架木炭亦数百斤,鼓鞘(指鼓入空气)熔化”。“点铅勾锡”是炼锡的关键步骤,即加铅能使锡较易熔化流出,其原因是 。
(7)下列保护金属资源的做法正确的是_____(填编号)。
A.寻找金属代用品 B.任意开采金属矿物 C.回收利用废旧金属
【答案】(1)延展
(2)AB
(3)
(4)
(5)2750
(6)形成合金,合金的熔点比纯金属的熔点低
(7)AC
【详解】(1)铜能够被加工成超薄铜箔,这体现了铜具有良好的延展性。
(2)三种金属的金属活动性为Zn>Fe>Cu
A、锌能与氯化亚铁溶液反应,说明锌的活动性大于铁;铜不能与氯化亚铁溶液反应,说明铁的活动性大于铜,能达到探究三种金属活动性强弱的目的。
B、铁不能与氯化锌溶液反应,说明锌的活动性大于铁;铁能与氯化铜溶液反应,说明铁的活动性大于铜,能达到探究三种金属活动性强弱的目的。
C、铜不能与氯化锌溶液、氯化亚铁溶液反应,只能说明铜的活动性比锌和铁弱,但无法比较锌和铁的活动性强弱,不能达到目的。 故本问答案为:AB。
(3)由表格数据可知,锌的数量减少,铜的数量增加,铜离子的数量减少,锌离子的数量增加,而铁的数量不变,说明锌与硫酸铜发生了反应,化学方程式为Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu。
(4)工业上以赤铁矿(主要成分是氧化铁)为原料炼铁,是一氧化碳在高温条件下还原氧化铁,化学方程式为。
(5)首先计算赤铁矿石中氧化铁的质量:5000t×77% = 3850t。
然后根据氧化铁中铁元素的质量分数计算铁的质量。氧化铁中铁元素的质量分数为100%=70%。 所以氧化铁中含铁的质量为3850t×70% = 2695t。
最后计算日产含铁98%的生铁质量:2695t÷98% = 2750t。
(6)加铅能使锡较易熔化流出,是因为形成了合金,合金的熔点比纯金属的熔点低。
(7)A、寻找金属代用品,可以减少金属资源的使用,有利于保护金属资源。
B、任意开采金属矿物,会造成资源的浪费和环境的破坏,不利于保护金属资源。
C、回收利用废旧金属,可以节约金属资源,减少对环境的污染,有利于保护金属资源。 故本问答案为:AC。
4.(2025·广东广州·三模)的捕集与资源化利用是实现“双碳”目标的重要手段。利用CaO高温捕集是目前很有前景的技术之一。
(1)制备CaO:以蛋壳(主要成分为,还有少量有机物等杂质)为原料可采用两种方法制备CaO。
方法一:将蛋壳粉碎后,800℃煅烧,得到CaO。
方法二:将蛋壳粉碎后,用醋酸()将蛋壳中的碳酸钙转化为醋酸钙【】后,800℃煅烧,得到CaO。
已知:a.制得的CaO固体越疏松多孔,捕集的效果越好。b.醋酸钙在空气中800℃煅烧时,反应的化学方程式为:。
①方法一煅烧过程中有烧焦羽毛的气味,说明蛋壳中含有 (填字母)。
a.蛋白质 b.糖类 c.油脂
②含有的盐称为钙盐。下列关于方法二中醋酸与碳酸钙的反应,说法正确的是 (填字母)。
a.和均属于钙盐
b.无色酚酞溶液遇醋酸溶液显红色
c.醋酸与碳酸钙反应生成醋酸钙的同时,有气体生成
③研究表明:方法二制得的CaO捕集的效果比方法一的更好,原因是方法二比方法一制得的CaO固体更加 。
(2)捕集。用方法二制得的CaO来捕集空气中的,现要捕集2.2t ,理论上需要煅烧 t醋酸钙。【的相对分子质量是158】
(3)可用NaOH溶液捕捉烟气中的,将其再释出可实现资源化利用,相关物质转化如下,下述流程中可循环使用的物质有2种,分别是 、 (填化学式)。
(4)的综合应用。中国科学家已实现由到淀粉的全人工合成,主要过程为:→甲醇→甲醛→……→葡萄糖→……→淀粉。其中“甲醇→甲醛”阶段的物质转化如下图所示。反应a中四种物质的化学计量数均为1。
①推测分子中氧原子的数目:甲醇 (填“>”“<”或“=”)甲醛。
②为使甲醇持续转化为甲醛,反应b需补充。理论上每完成一个甲醇分子到甲醛分子的转化,至少需要补充 个分子。
【答案】(1) a ac 疏松多孔
(2)7.9
(3) NaOH
(4) = 1
【详解】(1)①方法一煅烧过程中有烧焦羽毛的气味,说明蛋壳中含有蛋白质,故填:a;
②
a、和均属于钙盐,说法正确,符合题意;
b、醋酸溶液显酸性,不能使无色酚酞溶液变色,说法错误,不符合题意;
c、醋酸溶液中含有氢离子,碳酸钙中含有碳酸根离子,氢离子和碳酸根离子结合生成二氧化碳和水,所以醋酸与碳酸钙反应生成醋酸钙的同时,有气体生成,说法正确,符合题意。
故选:ac;
③根据化学方程式、,方法一中氧化钙与二氧化碳的质量比为,方法二中氧化钙与二氧化碳的质量比为,说明产生等质量的氧化钙固体,方法二产生的气体比方法一多,而制得的CaO固体越疏松多孔,捕集的效果越好,所以方法二制得的CaO捕集的效果比方法一的更好,其原因是产生等质量的氧化钙固体,方法二产生的气体比方法一多,导致方法二生成的CaO更加疏松多孔;
(2)用方法二制得的CaO来捕集空气中的,根据化学方程式、,则醋酸钙、氧化钙与捕集的二氧化碳的关系为,现要捕集2.2t,设理论上需要煅烧醋酸钙的质量为x,
故理论上需要煅烧醋酸钙的质量为7.9t;
(3)由流程图可知,捕捉室中二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,颗粒反应室中碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,则溶液X为氢氧化钠溶液,煅烧炉中碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,该流程中氢氧化钠、氢氧化钙既作为反应物,又作为生成物,故该流程中可循环使用的物质有NaOH、;
(4)①由流程图可知,反应a为甲醇与氧气反应生成甲醛和过氧化氢,氧分子中的氧原子完全转化到过氧化氢分子中,根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类及数目不变,则甲醛分子与甲醇分子中氧原子的数目相等,故填:=;
②由流程图可知,反应a为甲醇与氧气反应生成甲醛和过氧化氢,化学方程式为,反应b为过氧化氢分解生成水和氧气,化学方程式为 ,由化学方程式可知,1个甲醇分子转化成1个甲醛分子需要1个氧分子,同时生成1个过氧化氢分子,而产生1个氧分子需要消耗2个过氧化氢分子,所以理论上每完成一个甲醇分子到甲醛分子的转化,至少需要补充1个分子。
5.(2025·广东广州·二模)海洋是一个巨大的资源宝库,应予以合理开发及综合利用,我国规划确立了“蓝色经济”发展战略。
Ⅰ.海水淡化
膜分离法利用薄膜的选择透过性实现海水淡化。新技术研发提出,给石墨烯“打上”许多特定大小的孔,制成单层纳米孔二维薄膜可进行海水淡化。石墨烯海水淡化膜工作原理,如图1所示。
(1)石墨烯海水淡化膜允许 (填微粒化学符号)通过。
(2)石墨烯、金刚石和都属于碳单质,保持化学性质最小的微粒是 (填化学符号)。
Ⅱ.深海固碳
(3)海水吸收大量,图2为北太平洋不同深度海水中二氧化碳分压(含量的一种表示方法),请分析在0~1000m水深范围内,随海水深度增加而增大的原因是 。
Ⅲ.海水制“碱”
(4)“侯氏制碱法”以食盐、氨气、二氧化碳等为原料先制得,进而生产出纯碱。其生产过程包括以下几步反应:
a.
b.
c.
已知几种物质的溶解度如下表:(溶解度单位g,“—”表示不存在)
盐
温度
0℃
10℃
20℃
30℃
40℃
50℃
60℃
100℃
35.7
35.8
36.0
36.3
36.6
37.0
37.3
39.8
11.9
15.8
21.0
27.0
—
—
—
—
6.9
8.1
9.6
11.1
12.7
14.5
16.4
—
29.4
33.3
37.2
41.4
45.8
50.4
55.3
77.3
反应b能够析出碳酸氢钠晶体,其原因是 。得到的NaHCO3中往往会含有少量的NH4HCO3,但这并不会影响最终制得的Na2CO3的纯度,原因是 (写化学方程式)。
(5)得到的纯碱产品中通常会含有少量NaCl,结合Na2CO3和NaCl的溶解度曲线图(见图3),为提纯纯碱样品,采取的实验操作是加水溶解,蒸发浓缩, ,洗涤,干燥。
(6)碳酸钠溶液和石灰乳反应是工业制烧碱的方法之一、该法制得的烧碱中混有少量Na2CO3,可用如下方法测定其中NaOH的含量,实验步骤为:称取工业烧碱2.00g,配制成50mL溶液,先加入过量BaCl2溶液除Na2CO3,过滤,向滤液中加入2~3滴酚酞试液,向其中逐滴加入溶质质量分数为3.65%的稀盐酸,NaOH与盐酸恰好完全反应时消耗盐酸44.00mL(该盐酸密度近似等于1g/mL)。
①加入BaCl2溶液发生反应的化学方程式为 。
②计算该烧碱样品中NaOH的质量分数 。
【答案】(1)
(2)
(3)随着深度增加,海水压强增大,溶解度随压强增大而增大
(4) 碳酸氢钠的溶解度相对较小,所以在溶液中首先结晶
(5)降温结晶
(6) 88%
【详解】(1)由图1可知,水分子可以穿过石墨烯海水淡化薄膜而其他离子不可以穿过薄膜,水分子的化学符号为;故填:。
(2)是由分子构成的,保持化学性质最小的微粒是;故填:。
(3)海水深度增加,海水的压强增大,二氧化碳的溶解度随着压强增大而增大,二氧化碳在海水中溶解更多,则增大;故填:随着深度增加,海水压强增大,溶解度随压强增大而增大。
(4)由图可知,相同温度下氯化铵的溶解度比碳酸氢钠的溶解度大,首先析出碳酸氢钠晶体;反应b得到的中往往会含有少量的,但这并不会影响最终制得的的纯度,原因是受热易分解成氨气、水和二氧化碳,氨气和二氧化碳是气体会逸散到空气中,化学式为;故填:碳酸氢钠的溶解度相对较小,所以在溶液中首先结晶;。
(5)由于碳酸钠受温度影响较大,氯化钠受温度影响较小,为提纯纯碱样品,采取的实验操作是加水溶解,蒸发浓缩,降温结晶,过滤,洗涤,干燥;故填:降温结晶。
(6)加入溶液发生的反应是氯化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,化学方程式为;稀盐酸中的质量为。设样品中氢氧化钠的质量为。
则该烧碱样品中的质量分数为。
故填:;。
6.(2025·广东广州·三模)实验小组利用废硫酸液制备K2SO4并研究CaSO4•2H2O加热分解的产物。
实验一:制备K2SO4,实验流程如图:
(1)加入过量CaCO3的目的是 。
(2)上述流程中可循环使用的物质有CO2和 。
(3)为了减少K2SO4晶体的损失,在洗涤晶体时,最好选用的洗涤液为___________。(填标号)
A.饱和BaCl2溶液 B.饱和CuSO4溶液 C.饱和K2SO4溶液 D.蒸馏水
(4)反应Ⅲ属于复分解反应,则可推出M的化学式为 。
实验二:研究CaSO4•2H2O加热分解的产物
【查阅资料】
Ⅰ.CaSO4•2H2O受热会逐步失去结晶水。CaSO4•2H2O在160℃时完全生成CaSO4,1350℃时CaSO4开始分解。
Ⅱ.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色。
取纯净CaSO4•2H2O固体3.44g,用控温电热丝进行加热,测定固体质量随温度的变化情况如图所示。
(5)从曲线中可知产生水的质量为 g。
(6)数据H点固体是氧化钙,则x的值为 。
(7)在160~1400℃温度段加热固体,产生了氧气和一种能使酸性KMnO4溶液褪色的气体,请写出该反应的化学方程式: 。
【答案】(1)使硫酸完全反应
(2)碳酸钙/CaCO3
(3)C
(4)(NH4)2SO4
(5)0.72
(6)1.12
(7)
【详解】(1)加入碳酸钙粉末,碳酸钙和硫酸反应生成硫酸钙、二氧化碳和水,故加入过量碳酸钙的目的是:使硫酸完全反应,从而将废硫酸中的硫酸根转化为硫酸钙,为后续制备硫酸钾提供原料。
(2)从流程可知,碳酸钙与硫酸反应生成二氧化碳,反应 Ⅲ 中碳酸钾与硫酸钙反应又生成碳酸钙,碳酸钙是反应物,又是生成物,上述流程中可循环使用的物质有CO2和碳酸钙(CaCO3);
(3)为了减少K2SO4晶体的损失,在洗涤晶体时,最好选用饱和K2SO4溶液,因为饱和K2SO4溶液不能再溶解K2SO4,可以减少K2SO4晶体的溶解损失。饱和BaCl2溶液会与K2SO4反应;饱和CuSO4溶液会引入杂质离子;蒸馏水会溶解部分K2SO4晶体。故选C。
(4)反应Ⅲ属于复分解反应,复分解反应是两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应,则氯化钾和硫酸铵反应生成硫酸钾和氯化铵,则M的化学式为:(NH4)2SO4;
(5)CaSO4⋅2H2O受热会逐步失去结晶水,CaSO4⋅2H2O的相对分子质量为40+32+16×4+2×(1×2+16)=172,其中结晶水的质量分数为;取纯净CaSO4⋅2H2O固体3.44g,则其中结晶水的质量为,即从曲线中可知产生水的质量为0.72g;
(6)3.44gCaSO4⋅2H2O中CaSO4的质量为3.44g−0.72g=2.72g;2.72gCaSO4中钙元素的质量为;数据H点固体是氧化钙,根据钙元素守恒,生成氧化钙的质量=。
(7)在160~1400℃温度段加热固体,CaSO4分解产生了氧气和一种能使酸性KMnO4溶液褪色的气体,根据质量守恒定律和二氧化硫的性质可知,该气体为SO2,反应的化学方程式为。
7.(2025·广东深圳·三模)《千里江山图》是我国传世名画之一。宋代画家王希孟创造性的将炭黑、赭石、孔雀石、蓝铜矿等矿物颜料用在不同的画层。
(1)画作用水墨打底,保存千年而不变色,说明常温下碳的化学性质 。
(2)孔雀石俗称铜绿,主要成分为碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3]。碱式碳酸铜受热易分解生成三种氧化物,其中一种为黑色固体,该黑色固体的化学式为 。
(3)为了测定绘画颜料中Cu2(OH)2CO3的含量,小明用如图甲装置进行实验(液体试剂均为足量),他取了10.0g该样品,加入稀硫酸充分反应(杂质不参加反应也不溶于水),化学方程式为:Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑,测得产生的CO2的质量与时间关系如图乙所示。
①若将图甲中的装置 去掉,则测得产生的CO2的质量将 (选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
②Cu2(OH)2CO3的相对分子质量为222。根据化学方程式计算该颜料样品中碱式碳酸铜的质量 。
【答案】(1)稳定
(2)CuO
(3) ③ 偏大 设样品中Cu2(OH)2CO3质量为x
x= 6.66g。
【详解】(1)由于常温下碳的化学性质稳定,不易与其他物质反应,因此画作用水墨打底,保存千年而不变色;
(2)碱式碳酸铜受热易分解生成三种氧化物,即氧化铜、水和二氧化碳,氧化铜是黑色固体,化学式为:CuO;
(3)①若将图甲中的装置③去掉,则测得产生的CO2的质量将偏大,是因为空气中的二氧化碳能够加入澄清石灰水中;
②解析见答案。
8.(2025·广东广州·二模)我国化工专家侯德榜创立了“侯氏联合制碱法”,为纯碱()制造作出了重大贡献,促进了世界制碱技术的发展。化学小组对制碱过程进行项目化学习。
任务1:认识原理
;
。
任务2:制备原料
(1)配制饱和氯化钠溶液。常温下,NaCl的溶解度为36g。该温度下,将 g NaCl固体完全溶解于50g水配得饱和溶液。从微观角度分析,下列图示中最接近NaCl溶液真实情况的是 (填字母)。
(2)获取气体。加热硫酸铵和氢氧化钙的固体混合物,将湿润的红色石蕊试纸放在导管a端,当观察到 时,连接ab,收集,待储气袋集满后关闭弹簧夹,如图1。再用相同规格的储气袋集满一袋气体。
任务3:探秘变化
用注射器抽取约5mL饱和食盐水,从导管b端注入盛有的储气袋中,关闭弹簧夹,振荡至储气袋完全变瘪。再将该袋内全部液体用注射器吸出,注入盛有的储气袋中,关闭弹簧夹充分振荡,静置后观察到袋内有白色固体析出。请结合图2溶解度曲线,回答下列问题。
(3)析出的白色固体为的主要原因是 。袋内溶液中是否含有?请设计实验方案证明: (不可使用酸碱指示剂,请完整写出操作、现象和结论)。
(4)的溶解度在60℃后无数据,原因可能是 。
任务4:应用产品:析出得到的固体加热分解即制得产品——纯碱。
(5)某工厂用65吨NaCl(利用率在90%以上)生产纯碱,同时得到的质量至少是多少吨?(结果保留一位小数)
【答案】(1) 18 A
(2)湿润的红色湿润试纸变蓝色
(3) 相同温度下,的溶解度小于的溶解度,先达到饱和状态析出 取少量袋内溶液于试管中,滴加适量的稀盐酸,若有气泡冒出,说明袋内溶液中含有
(4)时溶液中的碳酸氢钠受热分解
(5)解:利用率在90%以上的65吨NaCl实际参加反应的质量至少为:。
设同时得到的质量至少为x。
解得:x=53.5t
答:同时得到的质量至少是53.5吨。
【详解】(1)常温下,NaCl的溶解度为36g,则该温度下,100g水中需完全溶解36gNaCl固体配制饱和溶液,50g水中需完全溶解18gNaCl固体配制饱和溶液;NaCl溶液中含有钠离子、氯离子和水分子,从微观角度分析,下列图示中最接近NaCl溶液真实情况的是A。故填:18;A。
(2)加热硫酸铵和氢氧化钙的固体混合物生成硫酸钙、氨气和水,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,所以将湿润的红色石蕊试纸放在导管a端,当观察到湿润的红色湿润试纸变蓝色,连接ab,收集。故填:湿润的红色湿润试纸变蓝色。
(3)由于相同温度下,的溶解度小于的溶解度,先达到饱和状态析出,所以析出的白色固体为;碳酸氢钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,则证明袋内溶液中含有,取少量袋内溶液于试管中,滴加适量的稀盐酸,若有气泡冒出,说明袋内溶液中含有。故填:相同温度下,的溶解度小于的溶解度,先达到饱和状态析出;取少量袋内溶液于试管中,滴加适量的稀盐酸,若有气泡冒出,说明袋内溶液中含有。
(4)的溶解度在60℃后无数据,原因可能是时溶液中的碳酸氢钠受热分解。故填:时溶液中的碳酸氢钠受热分解。
(5)见答案。
9.(2025·广东广州·二模)露营野餐、围炉煮茶是常见的假期休闲方式。
1.露营野餐
(1)下列露营物品中的主要材料属于合成材料的是___________(填字母)。
A.野餐垫的涤纶面料 B.纯棉帽子
C.帐篷的铝合金地钉 D.塑料饭盒
(2)常见的野餐食物有牛肉干、面包、牛奶、苹果,其中富含维生素的食物是 。
(3)烧烤架可选用镀镍钢网。利用红土镍矿冶炼镍有不同的工艺。
①某工艺包含多个反应,其中涉及氧化亚镍(NiO)与稀硫酸反应,后续还要通过其他反应才能制得镍单质。写出NiO与稀硫酸反应的化学方程式: 。
②也可以一步转化为镍单质:(反应条件和其他产物已省略),试剂A为 。
II.围炉煮茶
煮茶的水壶材质多样,其中铜壶受到部分茶友的青睐。
(4)铜壶可用于煮茶,说明铜具有良好的 性。
(5)甲同学在实验室制取铜:向溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤得到滤渣。将滤渣洗涤,干燥后称量,得到固体。向该固体中加入足量稀盐酸,充分反应,生成氢气。
①滤液中含有的金属阳离子是 (写离子符号)。
②溶液中溶质的质量分数为 %。
【答案】(1)AD
(2)苹果
(3) //
(4)导热
(5) 2
【详解】(1)A、野餐垫的涤纶面料属于合成材料,符合题意;
B、纯棉帽子属于天然材料,不符合题意;
C、帐篷的铝合金地钉属于金属材料,不符合题意;
D、塑料饭盒属于合成材料,符合题意。
故选:AD;
(2)牛肉干、牛奶中富含蛋白质;面包中富含淀粉,淀粉属于糖类;苹果中富含维生素;故牛肉干、面包、牛奶、苹果中富含维生素的食物是苹果;
(3)①氧化亚镍与稀硫酸反应生成硫酸镍和水,化学方程式为;
②将还原为Ni,则试剂A可以是具有还原性的或或;
(4)铜壶可用于煮茶,说明铜具有良好的导热性;
(5)①向溶液中加入一定量的铁粉,铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,充分反应后过滤得到滤渣,将滤渣洗涤、干燥后称量得到固体,向该固体中加入足量稀盐酸,充分反应,生成氢气,铜与稀盐酸不反应,铁与稀盐酸反应生成氢气,说明加入的铁粉是过量的,硫酸铜完全反应,则滤液中含有硫酸亚铁,故滤液中含有的金属阳离子是;
②由上述分析可知,加入的铁粉是过量的,则滤渣中含有铜、铁,设滤渣中铁的质量为x,
则滤渣中铜的质量为,设硫酸铜的质量为y,
则溶液中溶质的质量分数为。
10.(2025·广东深圳·三模)铜及其化合物广泛应用于生活生产中。
(1)青铜属于 (填“金属单质”或“合金”)。
(2)Cu、CuO、CuSO4三种物质的转化关系如图甲所示:
①反应I中,CuO与稀硫酸反应的现象是 。
②反应I中,用CO可将CuO一步转化为Cu。
③图乙所示的实验中,将铜片浸入 (填化学式)溶液中,可根据现象证明Cu的金属活动性比Ag强。
(3)往四个都装有15g样品(只含Cu和CuO)的烧杯中,分别加入不同质量的稀硫酸,反应过程中的质量关系如下表所示,计算所用稀硫酸的溶质质量分数 。
烧杯序号
一
二
三
四
稀硫酸的质量/g
50
100
150
200
剩余固体质量/g
11
7
3
3
【答案】(1)合金
(2) 黑色固体逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色
(3)解:设稀硫酸的溶质质量分数为x。
答:所用稀硫酸的溶质质量分数为9.8%。
【详解】(1)青铜是铜的合金,故填:合金;
(2)氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,实验现象为黑色固体逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色;
图乙所示的实验中,将铜片浸入溶液中,铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜,观察到铜片表面有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色,证明Cu的金属活动性比Ag强;
(3)氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,铜与稀硫酸不反应,由表格数据可知,烧杯一加入50g稀硫酸充分反应后剩余固体质量为11g,则参加反应的氧化铜质量为15g-11g=4g;烧杯二加入100g稀硫酸充分反应后剩余固体质量为7g,则参加反应的氧化铜质量为15g-7g=8g;烧杯三加入150g稀硫酸充分反应后剩余固体质量为3g,则参加反应的氧化铜质量为15g-3g=12g;烧杯四加入200g稀硫酸充分反应后剩余固体质量为3g,与烧杯三加入150g稀硫酸充分反应后剩余固体质量相同,说明150g稀硫酸与12g氧化铜恰好完全反应,计算过程见答案。
11.(2025·广东深圳·三模)造纸术是我国四大发明之一。北宋诗人曾对“敲冰纸”写下“寒溪浸楮春夜月,敲冰举帘匀割脂”的赞美诗句。该造纸的部分生产情景如图所示。
(1)“寒溪浸楮”意思为“在寒冷的(表面结冰)溪水中浸泡楮树皮”。用纯度较高的水浸泡有利于制得质量上佳的纸张,说明冬天气温低,水中可溶性杂质溶解度 (选填“大”或“小”)。
(2)“楮”指树皮,树皮属于 (选填“天然”或“合成”)有机高分子材料,“舂捣”的过程属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
(3)纸浆在竹帘中均匀铺开,水从竹帘缝隙流出,纸浆留在竹帘上、据此推测竹帘的缝隙应 (选填“大于”或“小于”)纸浆大小。
(4)现代工业造纸会用到元明粉(主要成分为)。现获得一定量的该样品,加水使其完全溶解,利用下述反应测定的质量:。样品充分反应后得到沉淀23.3g。请计算该样品中的质量。(写出计算过程)
【答案】(1)小
(2) 天然 物理
(3)小于
(4)解:设该样品中的质量为x。
答:该样品中的质量为14.2g。
【详解】(1)“寒溪浸楮”意思为“在寒冷的(表面结冰)溪水中浸泡楮树皮”,用纯度较高的水浸泡有利于制得质量上佳的纸张,说明冬天气温低,水中可溶性杂质溶解度小;
(2)“楮”指树皮,树皮属于天然有机高分子材料,“舂捣”的过程中没有新物质生成,属于物理变化;
(3)纸浆在竹帘中均匀铺开,水从竹帘缝隙流出,纸浆留在竹帘上,据此推测竹帘的缝隙应小于纸浆大小;
(4)计算过程见答案。
12.(2025·广东深圳·三模)超氧化钾()制氧可用于急救、潜艇等场合。如图是某“化学氧自救器”的示意图,其原理如下:
(1)“初期生氧器”先启动,以解决初期供氧不足。“初期生氧器”内含高锰酸钾粉末和铁粉。利用铁粉与反应时 (填“放热”或“吸热”),使高锰酸钾分解。产生的化学方程式为 。
(2)“生氧罐”内固体与水或反应后生成,其反应原理为:;。在潜水艇等密闭环境中使用供氧的优点是 (写一条)。
(3)当与反应时,理论上每消耗142g ,能产生多少克?(根据化学方程式计算,并写出计算过程)
【答案】(1) 放热
(2)制取的同时能吸收人呼出的和水蒸气(或者常温反应,操作方便,合理即可)
(3)解:设理论上能产生的质量为x。
解得:
答:理论上可制得的质量为48g。
【详解】(1)铁粉与氧气发生氧化反应,放出热量,使高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为,故填:放热;;
(2)根据反应原理可知,在潜水艇等密闭环境中使用KO2供氧的优点是制取的同时能吸收人呼出的和水蒸气,常温反应,操作方便,故填:制取的同时能吸收人呼出的和水蒸气(合理即可);
(3)详见答案。
13.(2025·广东深圳·三模)兴趣小组对户外聚餐烧烤或吃火锅,以及进行登山等活动中所使用的燃料进行了如下研究。
(1)选用户外火锅燃料(表格中所用燃料的质量均相等)
燃料
木柴
木炭
固体酒精
点燃难易
中
难
易
燃烧持续性
短
较长
长
燃烧产物
、
、
综上信息,选择 (填燃料名称)作为户外燃料最好,理由是 (至少答两点)。
(2)登山队员常利用氢化钙()固体作为能源剂,它与水接触很快反应生成氢气供燃烧,该反应的化学方程式为:
①在中氢元素的化合价为 。
②登山队员用氢化钙固体提供能源的优点是 (1点即可)。
③现需要用到氢气,需要用多少克与水完全反应才能获得 ?(写出详细的计算过程)
【答案】(1) 固体酒精 点燃容易;燃烧持续性长;燃烧产物对环境无污染(答出其中两点即可)
(2) -1 便于携带(或与水反应产生氢气,能随时提供能源等合理答案) 解:设需要CaH2的质量为x
x=84g
答:需要用84克CaH2与水完全反应才能获得。
【详解】(1)对比表格中三种燃料,固体酒精点燃容易,方便操作;燃烧持续性长,能持续提供热量;且燃烧产物只有二氧化碳和水 ,对环境无污染,所以作为户外燃料最好。
(2)①在CaH2中,钙元素显+2价,设氢元素化合价为x,根据化合物中各元素化合价代数和为零,可得,解得x=−1,所以氢元素化合价为−1价。
②氢化钙是固体,便于携带;与水接触就能反应产生氢气供燃烧,能随时提供能源等,这些都是其优点。
③见答案。
14.(2025·广东深圳·三模)我国一直高度重视并积极推动氢能技术与产业发展,近年来我国制氢量已位居世界第一。
(1)制氢方法一:水光解制氢。
①水在光催化剂作用下制备氢气的原理如图1所示。光解水时,由 能转化为化学能:在反应过程中,光催化剂在反应前后的质量和 不变。
制氢方法二;我国科学家发明了一种用稀土元素铈(Ce)的氧化物为催化剂将甲烷中的氢元素转化为氢气的工艺,反应原理如图2所示。
②反应器Ⅱ中发生的反应;。
现有含甲烷的天然气(杂质不参与反应)通入反应器Ⅱ中,若甲烷完全反应,理论上反应器Ⅱ中最多生成氢气的质量是多少?(写出计算过程)
(2)氢能的优点
氢气被称为最理想的清洁能源的原因是 。(用化学方程式表示)
【答案】(1) 太阳能 化学性质 解:设理论上反应器Ⅱ中最多生成氢气的质量为x,
x=45kg
答:理论上反应器Ⅱ中最多生成氢气的质量为45kg。
(2)
【详解】(1)①光解水时,由太阳能转化为化学能;在反应过程中,光催化剂在反应前后的质量和化学性质不变;
②见答案;
(2)氢能的优点氢气被称为最理想的清洁能源的原因是氢气燃烧只生成水,对环境无污染,化学方程式为。
15.(2025·广东深圳·三模)我国向世界承诺在2060年前实现碳中和。中国科学院提出了“液态阳光”概念,即将太阳能转化为可稳定存储且可输出的燃料甲醇(),达到燃料零碳化。如图是利用高浓度制备甲醇的流程图。
(1)图中的吸收池内,饱和溶液吸收高浓度生成,吸收池内反应的化学方程式是 。其中的俗称是 。
(2)在实际生产中,甲醇的产率除受浓度、温度、压强等因素影响外,还受催化剂的质量分数影响。由图可知,当其他条件一定时,催化剂的质量分数为 时,甲醇的产率最高。
(3)合成塔内生成甲醇的化学方程式是。求生成64t甲醇,需要的质量。(写出计算过程)
【答案】(1) 纯碱/苏打
(2)50%
(3)解:设消耗二氧化碳的质量为x。
x=88t
答:消耗二氧化碳的质量为88t。
【详解】(1)碳酸钠和二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠,化学方程式为:;的俗称是纯碱、苏打;
(2)由图可知,当其他条件一定时,催化剂的质量分数为50%时,甲醇的产率最高;
(3)见答案;
16.(2025·广东广州·二模)某学习小组对展开研究。
Ⅰ.探究的收集方法:
【资料卡片】:一定范围内,在水中溶解越多,所得溶液pH越小。
【实验一】:利用图1装置制取,并测定,将于水所得溶液的pH,判断在水中溶解的体积。
(1)甲装置中反应的化学方程式为 。
(2)待丙装置中收集半瓶气体时,关闭,充分振荡丙装置,测得丙、丁装置中溶液的pH值分别为5.7和6.5。说明丙装置中所溶解CO2的体积 (填“>”“<”或“=”)丁装置所收集液体中CO2的体积,丙装置中反应的化学方程式为 。乙装置吸收HCl气体,目的是 。
【实验二】:用气体压强传感器测收集的气体中CO2体积分数,选择合适收集方法。
(3)图2是排水法和向上排空气法收集的气体中CO2体积分数随时间变化的关系图,分析图像,可得出的结论有: (写一个即可)。
Ⅱ.CO2减排新进展
我国CO2减排的战略是CCUS(CO2的捕集、利用与储存)。下图3为氨法捕集二氧化碳的流程图。原理是利用氨水与二氧化碳在一定温度下会反应生成碳酸氢铵。当温度升高至38℃-60℃,将发生逆向反应,碳酸氢铵将分解。回答下列问题。
(4)“吸收塔”中采用喷淋的方式目的是 ,该反应温度不宜过高的原因是 。
(5)分离器的作用相当于基本实验操作中的 ,若分离器中温度为,经分离器得到的溶液质量分数为 (结果保留到0.1%)。
【答案】(1)
(2) > 防止HCl溶于水,对pH测定造成影响
(3)无论排水法还是向上排空气法都不能收集到绝对纯净的CO2/排水法收集的CO2纯度高于向上排空气法(合理即可)
(4) 增大反应物接触面积,使反应更充分 当温度升高至38℃-60℃,碳酸氢铵将分解
(5) 过滤 18.0%
【详解】(1)石灰石的主要成分碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为,故填:;
(2)待丙装置中收集半瓶气体时,关闭K3、K4,充分振荡丙装置,测得丙、丁装置中溶液的pH值分别为5.7和6.5。分析可知,溶解的二氧化碳体积丙装置中大于丁装置中,丙中二氧化碳和水反应生成碳酸,反应的化学方程式为;
乙装置的作用是吸收二氧化碳中混有的氯化氢气体,氯化氢气体易溶于水,形成盐酸酸性溶液,会对结果造成影响;
故填:>;;防止HCl溶于水,对pH测定造成影响;
(3)如图是排水法和向上排空气法收集的气体中CO2体积分数随时间变化的关系图,分析图像,可得出的结论有:无论排水法还是向上排空气法都不能收集到绝对纯净的CO2、排水法收集的CO2纯度高于向上排空气法,故填:无论排水法还是向上排空气法都不能收集到绝对纯净的CO2或者排水法收集的CO2纯度高于向上排空气法(合理即可);
(4)“吸收塔”中采用喷淋的方式目的是增大反应物接触面积,使反应更充分;根据题干信息可知,当温度升高至38℃-60℃,将发生逆向反应,碳酸氢铵将分解,因此该反应温度不宜过高,故填:增大反应物接触面积,使反应更充分;当温度升高至38℃-60℃,碳酸氢铵将分解;
(5)由图3可知,分离器可以将固体和液体进行分离,则分离器的作用相当于基本实验操作中的过滤操作;
经过分离器后可以得到NH4HCO3固体,则滤液为NH4HCO3的饱和溶液,由图4可知,T1℃时,NH4HCO3的溶解度为22g,此时经分离器得到的NH4HCO3溶液质量分数为;
故填:过滤;18.0%。
17.(2025·广东·二模)铜被广泛应用于电子、通讯和新能源等行业。往酸性废液[主要含Fe2(SO4)3、FeSO4和CuSO4]中加入铁粉可以实现铜的再生利用。
(1)将铁粉加入酸性废液中,为了反应能充分进行,可进行 操作。
(2)某种酸性废液中铜含量为0.56g/L,现处理1000L该种酸性废液,理论上至少需要 g铁粉用于置换酸性废液中的铜(写出计算过程)。
(3)用铁回收酸性废液中铜的过程可能发生的反应如下:
i̇.Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
ii.Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4
iii.Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
iv.Cu+Fe2(SO4)3=2FeSO4+CuSO4
下列有关说法正确的是_______(多选,填字母)。
A.从发生的反应可知铁粉的消耗量较大
B.Fe2(SO4)3的存在可能会影响到铜的回收
C.酸性废液中的酸会消耗铁粉,可以加入过量NaOH中和
D.产生的大量FeSO4可回收利用
【答案】(1)搅拌
(2)解:1000L该种酸性废液中铜的质量为。
设至少需要铁粉的质量为。
答:理论上至少需要490g铁粉用于置换酸性废液中的铜。
(3)ABD
【详解】(1)将铁粉加入酸性废液中,为了反应能充分进行,可进行搅拌操作,增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
(2)见答案;
(3)A、根据发生的反应可知,铁粉不仅用于置换铜(反应 i),还可能被废液中的 Fe3+(反应 ii)和酸(反应 iii)消耗,因此总消耗量较大,故选项说法正确;
B、Fe2(SO4)3的存在会导致反应 ii(消耗铁粉)和反应 iv(将已置换的铜重新氧化为 Cu2+),影响铜的回收效率,故选项说法正确;
C、酸性废液中的酸会消耗铁粉,加入过量 NaOH 虽可中和酸,但会引入 Na+,并使 Cu2+、Fe2+、Fe3+等沉淀为氢氧化物(如 Cu(OH)2),导致后续铜回收困难,不符合回收铜的目的,故选项说法错误;
D、根据发生的反应可知,反应生成大量的 FeSO4,可回收再利用,体现资源的再利用,故选项说法正确;
故选ABD。
18.(2025·广东深圳·三模)工厂排出的废水(主要含,还有少量HCl等)采用生石灰或石灰石调节废水的pH的方法处理;现取1L废水样品中加入此两种物质,测得废水的pH随加入固体质量的变化如下图所示(已知:溶液显中性)。
(1)只加入石灰石,废水的pH始终小于7的原因是 。
(2)每吨生石灰的价格约为460元,每吨石灰石的价格约为130元。联合使用生石灰和石灰石,将这两种物质先后加入1L废水,调节废水的pH至约为7,经济效益较好的可行方案为 。
(3)废水的时,中的铜已全部沉淀了,此时废水中主要的溶质是 。
(4)若在1L废水中加入5g ,则消耗HCl的质量为多少(根据化学方程式,写出规范计算步骤)?
【答案】(1)石灰石中的碳酸钙与少量HCl反应生成的二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,pH小于7
(2)先加入12g石灰石调节废水的pH至约为5,再加入4g生石灰
(3)
(4)解:设消耗HCl的质量为x。
答:在1L废水中加入5g ,消耗HCl的质量为3.65g。
【详解】(1)只加入石灰石,废水的pH始终小于7的原因是:石灰石中的碳酸钙与少量HCl反应生成的二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,pH小于7;
(2)由图可知,pH为5时,与HCl反应消耗的石灰石为12g,而与同样的HCl反应消耗的生石灰为20g,每吨生石灰的价格约为460元,每吨石灰石的价格约为130元,则此过程选用石灰石成本更低;pH为5-7时,消耗24g-20g=4g生石灰,就完全中和了HCl,而石灰石不能达到pH=7;因此经济效益较好的可行方案为:先加入12g石灰石调节废水的pH至约为5,再加入4g生石灰;
(3)由图可知,pH=7时是加入的生石灰调节,生石灰是氧化钙的俗称,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与HCl反应生成氯化钙和水,氢氧化钙与氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钙,则pH=7时,溶液显中性,废水中主要的溶质是;
(4)计算过程见答案。
19.(2025·广东深圳·一模)“禾下乘凉梦”是“杂交水稻之父”袁隆平的理想和追求。
常见农作物最适宜生长的土壤pH范围如下:
农作物
茶树
油菜
水稻
萝卜
pH
5.0~5.5
5.8~6.7
6.0~7.0
7.2~7.5
(1)适宜茶树生长的土壤酸性比适宜水稻生长的土壤酸性 (填“强”或“弱”)。
(2)《天工开物》记载了许多与化学有关的内容,讲述了水稻等作物的栽培方法。由水稻加工而成的大米中富含的营养物质是糖类,种植水稻需施用硝酸钾,硝酸钾属于 (填“氮肥”“磷肥”“钾肥”或“复合肥”)。
(3)利用化学方程式进行计算。大米中的营养物质可在人体中转化为葡萄糖(C6H12O6),葡萄糖酶在酶的催化作用下与氧气反应生成二氧化碳和水,其原理为C6H12O6+6O26CO2+6H2O。同时提供人体所需的能量,9g葡萄糖完全转化成二氧化碳和水需要氧气的质量是多少?
【答案】(1)强
(2)复合肥
(3)解:设9g葡萄糖完全转化成二氧化碳和水需要氧气的质量是x
答:9g葡萄糖完全转化成二氧化碳和水需要氧气的质量是9.6g。
【详解】(1)适宜茶树生长的土壤pH范围为5.0~5.5,适宜水稻生长的土壤pH范围为6.0~7.0,pH越小,酸性越强,故适宜茶树生长的土壤酸性更强;
(2)硝酸钾中含有氮、磷、钾三种营养元素中的氮元素和钾元素,属于复合肥料;
(3)见答案。
试卷第1页,共3页
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