内容正文:
57
第2章整合拔尖 ▶ “答案与解析”见P18
考点一 探究金属的性质和应用
典例1 (2023·绍兴)小敏阅读材料得知:将铜
片和锌片同时插入稀硫酸,可以组成一个电池
(如图甲),那么该电池的正负极与什么有关呢?
对此,小敏做了三组实验,并借助灵敏电流表进
行判断(如图乙),发现该电池的正负极与金属活
第2章 物质转化与材料利用
58
动性强弱有关且存在一定规律。据此判断,下
列金属片组合中,可以使电流表指针向左偏转
(图丙)的是 ( )
(典例1图)
A.
a铝片、b镁片 B.
a铁片、b锌片
C.
a铁片、b铜片 D.
a铜片、b银片
[跟踪训练]
1.
某科学兴趣小组的同学从实验室收集到一桶
含有FeSO4、CuSO4 的废液,他们想从中回
收金属铜和硫酸亚铁晶体,设计了如图所示
的实验方案。结合实验方案回答下列问题:
(第1题)
(1)
步骤①中,金属X是 ,该反应的
化学方程式为 。
(2)
步骤②中,加入适量稀硫酸发生反应的
化学方程式为 。
(3)
从滤液中获得硫酸亚铁晶体时采用的方
法是 。
考点二 探究无机物之间的转化规律
典例2 某白色固体甲的主要成分为NaCl,可
能含有MgCl2、BaCl2和NaOH中的一种或几种
杂质,为检验白色固体甲的成分并除去其中杂
质,进行如图(a)所示的实验:
[典例2图(a)]
(1)
向无色溶液D中加入过量稀盐酸的目的是
。
(2)
分析上述实验可知,白色固体甲中一定没有
的物质是 。
(3)
若用上述实验中的A、B、C、D四种溶液鉴别
稀硫酸和NaOH溶液,分别取样后,按图(b)所
示的操作进行实验,能达到鉴别目的的是实验
。
[典例2图(b)]
[跟踪训练]
2.
(2024·温州校级模拟)思维模型是依据事物
发展内在规律建立的解决问题的基本框架,能
引导有序思维,增进深度理解,促进问题解决。
小明建构了“物质除杂”的思维模型(如图)。
(第2题)
(1)
铜粉中混有少量的铁粉,用磁铁吸引除
去。该方法属于上述模型中的 (填
“分离转移”或“反应转化”)。
(2)
上述模型中,“不增不减”是除杂的一般
科学(浙教版)九年级全一册
59
原则,“不增”是指不增加新杂质,“不减”是指
不减少目标物质质量。为除去氯化钠中的杂
质氯化钙,小明采用反应转化的方法,加入适
量碳酸钠,请判断小明选择的试剂是否合理
并说明理由:
。
(3)
不另外增加其他试剂,小明要判断氯化
钙已经完全除去,请补全操作:将反应后的液
体静置,取上层清液少许放入试管中,
。
考点三 实验装置的作用
典例3 热水瓶用了很久后,瓶胆内壁常会附着
一层水垢,其成分是碳酸钙、氢氧化镁及少量
水。实验室现有一瓶水垢样品,为测定其中各
成分的质量分数,某科学兴趣小组的同学利用
如图所示的装置进行实验(该装置的气密性良
好,夹持装置已略去,装置A、C、D中所装药品
足量)。部分实验步骤如下:Ⅰ.
将质量为m 的
样品装入装置B的玻璃管中,按图示连接好装
置,关闭止水夹,给样品加热。Ⅱ.
待样品完全
反应后,先打开止水夹,通入空气,再熄灭酒精
喷灯,直到玻璃管冷却。Ⅲ.
实验完毕,测得
装置C、D中的液体质量分别增加了m1、m2。
Ⅳ.
根据实验所测数据计算该样品中碳酸钙、氢
氧化镁和水的质量分数。已知:碱石灰是氧化
钙和氢氧化钠的混合物;加热条件下,氢氧化镁
易分解,反应的化学方程式为 Mg(OH)2
△
MgO+H2O↑。
(典例3图)
请回答下列问题:
(1)
装置C中所装药品为 。
(2)
装 置 D 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为
。
(3)
该水垢样品中碳酸钙质量分数的表达式为
。
(4)
实验反思:实验步骤不变,若撤掉装置A,则
会导致氢氧化镁质量分数的测定结果
(填“偏大”“偏小”或“无法判断”)。
[跟踪训练]
3.
(2024·杭州校级模拟)“鱼浮灵”的主要成分
是过碳酸钠(xNa2CO3·yH2O2),俗称固体
双氧水,过碳酸钠具有Na2CO3 和 H2O2 的
双重化学性质。某兴趣小组对其进行下列探
究:利用如图装置进行产品中活性氧含量测
定和过碳酸钠(xNa2CO3·yH2O2)组成的
测定(杂质对测定无影响)。注:活性氧含量
是指产品中能转化为O2 的氧元素的质量
分数。
(第3题)
【查阅资料】
①
过碳酸钠能与酸反应放出
CO2和O2。②
碱石灰可以吸收CO2。
(1)
实验前先缓慢通N2一段时间,加热铜网
至红热后,再缓慢滴入过量稀硫酸,直至A
中样品完全反应;继续缓慢通N2,其目的是
。
(2)
装置B的作用有 (填序号)。
①
除去气体中的水蒸气
②
便于观察和控制气流速度
(3)
实验测得C装置中铜网质量增加1.2g,
D装置质量增加2.2g。该产品中活性氧含
量为 %;x∶y= 。
考点四 探究化学反应的速率
典例4 金属与酸反应属于放热反应,其反应速
率除受反应物的性质影响外,还受温度、酸的质
量分数、固体表面积大小等因素影响。现探究酸
第2章 物质转化与材料利用
60
的质量分数对反应速率的影响,实验室提供秒
表、图甲所示器材和颗粒均匀的锌粒、铁片、铜
片、2%稀盐酸、4%稀盐酸、2%稀硫酸、碎冰、水
等药品。
甲
乙
(典例4图)
(1)
请选择合适的器材和药品,设计实验并写出
步骤(可配图说明)。
(2)
实验结论:其他条件都相同时,酸的质量分
数越大,反应越快。如图乙所示为某资料中铁
与2%稀硫酸在恒温条件下,生成氢气的体积随
时间变化的图像。请根据实验结论,对曲线进行
适当的修改(在图乙上用实线画出),使其更合理。
[跟踪训练]
4.
通过观察和实验等方法,人们找到了物质变
化的证据。下列四组探究化学反应快慢的对
比实验中,各组所用溶液浓度相同且适宜、所
用固体表面积相同,其中现象最不明显的一
组是 ( )
A. B.
C. D.
考点五 物质转化规律的综合应用
典例5 工业纯碱中含少量氯化钠。某科学兴
趣小组的同学分别采用不同的方法测定工业纯
碱样品中碳酸钠的质量分数。
(1)
方法一:差量法。如图所示,称取W 克样品
与足量稀盐酸充分反应,生成的二氧化碳通过装
有试剂X的乙装置,并通过测量乙装置增加的
质量,求得样品中碳酸钠的质量分数。该方法中
试剂X可选用 。
(典例5图)
(2)
方法二:沉淀法。称取15克样品完全溶解
于水中配成60克样品溶液,取三个烧杯分三次
进行实验,每次加入30克氯化钙溶液充分反应,
过滤、洗涤、干燥所得的沉淀质量记录如表。计
算样品中碳酸钠的质量分数。(已知Na2CO3+
CaCl2CaCO3↓+2NaCl)
科学(浙教版)九年级全一册
61
烧杯编号 1 2 3
样品溶液/克 10 20 30
氯化钙溶液/克 30 30 30
沉淀质量/克 2 4 5
(3)
请写出提高方法一测量精度的操作建议(写
出两条)。
1.
(2024·嘉兴期末)在学习了有关初中科学知
识后,小嘉构建了如图所示的甲、乙两种物质
的转化关系模型。下列选项所列的两种物质
能实现这种转化的是 ( )
(第1题)
选 项 A. B. C. D.
甲 KNO3 BaCO3 H2SO4 CO2
乙 KOH BaCl2 Na2SO4 Na2CO3
2.
小科为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序,
设计了下列四种方案,其中合理的是 ( )
A. B.
C. D.
3.
某CO气体中含有少量的CO2和H2O,为了
得到纯净、干燥的CO,在如图所示的除杂装
置中,导管按气流方向连接的正确顺序是
( )
(第3题)
A.
a→b→c→d B.
b→a→c→d
C.
c→d→b→a D.
d→c→b→a
4.
(2024·台州路桥期末)小柯和小妍
用自制的扑克牌玩“物质接龙”游
戏,其规则是“相邻扑克牌中的物质
均可发生化学反应”,如图甲所示。请回答下
列问题:
(第4题)
(1)
第5张牌轮到小柯出,此时小柯手里有
下列几张牌,能出的牌为 。
A.
硫酸铜 B.
氯化锌
C.
氢氧化钙 D.
盐酸
(2)
请写出第1张牌与第2张牌中两物质反
应的化学方程式:
。
(3)
如图乙所示,用盛放氢氧化钠溶液的洗
气瓶吸收CO2,则气体从导管 (填
“a”或“b”)进入。
5.
(2023·金华东阳期中)以镁矿石(主要成分
为MgCO3、SiO2)为原料生产MgO的工艺流
程如图甲所示。
第2章 物质转化与材料利用
62
(第5题)
注:SiO2 难溶于水和常见的酸;“沉镁”过程
中有Mg(OH)2生成。
(1)
滤渣X的主要成分为 (填
化学式)。
(2)
实验室中用图乙所示装置进行过滤。若
过滤时滤液出现浑浊,原因是 (填
字母)。
A.
滤纸已破损
B.
漏斗中液面低于滤纸边缘
C.
滤纸未紧贴漏斗内壁
(3)
“沉镁”时MgSO4与NH3·H2O发生反
应。结合图丙,写出该反应的化学方程式:
。
(4)
对过滤Ⅱ所得沉淀进行洗涤,判断沉淀
还有极少量的可溶性物质未洗涤干净的方法
是取最后一次的洗涤液加入最合适的试剂:
。
6.
为了在太空中给航天员提供充足的氧气,其
中一种解决方法是利用萨巴蒂尔反应并配合
水的电解来实现氧气的再生,同时吸收二氧
化碳,大致流程如图所示。其中,萨巴蒂尔反
应的化学方程式为CO2+4H2
300~400℃
催化剂X+
2H2O。
(第6题)
(1)
根据萨巴蒂尔反应的化学方程式,推断
X的化学式为 。
(2)
请根据以上信息分析,制取4.8kg氧气
的同时,理论上可吸收多少质量的二氧化碳?
7.
(2024·温州一模)兴趣小组同学利用铜与溶
质质量分数为2%的硝酸银溶液反应,比较
银与铜的活动性强弱,发现铜丝表面有黑色
物质析出。
(1)
反应前用砂纸对铜丝进行打磨,其目的
是 。
(2)
针对上述异常现象,他们猜想:可能是生
成的银被氧化成了氧化银。为排除这个猜
想,请列举一种方法:
。
(3)
他们进一步猜想可能是溶液浓度太低或
者时间过短,导致析出的银颗粒较小,对光全
部吸收所以呈黑色。为进一步探究此问题,
请设计实验方案并写出实验步骤。
建议:①
实验可设计3~6组;②
实验时每支
试管取用硝酸银溶液3mL;③
实验时间控制
在30min以内。实验室提供烧杯、酒精灯、
温度计、铜丝、溶质质量分数为8%的硝酸银
溶液、蒸馏水及其他实验所需的仪器。
科学(浙教版)九年级全一册
反应装置中防氧化的应用
若不理解整套装置的作用,则易导致出错。为防止
氢氧化亚铁被氧化,需要在无氧气的密闭装置内进行反
应。先打开止水夹,让试管A中产生的气体通入试管B
中,排出两支试管内的空气,再关闭止水夹,在氢气气压
的作用下把试管A中的硫酸亚铁溶液排入试管B中,硫
酸亚铁与氢氧化钠反应生成白色的氢氧化亚铁絮状沉
淀。理解制取氢氧化亚铁防止其被氧化成氢氧化铁的
原理,并利用氢气与气压差的原理排出空气且使生成氢
氧化亚铁的反应得以进行。
5.
A
6.
(1)
硫酸镁(或 MgSO4) (2)
BaCl2+K2SO4
BaSO4↓+2KCl NaOH(或KOH等合理答案均可)
7.
(1)
过滤 (2)
增加二氧化碳的溶解度,使反应更充分
(3)
NaCl、NH3
8.
(1)
Na2SO4+Ba(NO3)2 BaSO4↓+2NaNO3
(2)
无色酚酞试液 (3)
取少量无色溶液Ⅱ于试管中,滴
入适量的硝酸银溶液,观察是否有白色沉淀生成 (4)
碳
酸钠(或Na2CO3)
第2章整合拔尖
[高频考点突破]
典例1 C 解析:由图乙中第一组和第三组实验分析可
得,当电池的两极至少有一种活动性排在氢前面的金属
时,外电路的电流表指针总是偏向活动性较强的金属侧,
即外电路的电流总是由活动性较弱的金属流向活动性较
强的金属;由图乙中第二组实验分析可得,若电池的两极
均采用活动性排在氢后面的金属,则不会有电流产生。因
此若采用组合A或B,电流表指针均向右偏转;采用组合
C,电流表指针向左偏转;采用组合D,电流表指针不偏转。
[跟踪训练]
1.
(1)
铁(或Fe) Fe+CuSO4FeSO4+
Cu (2)
Fe+H2SO4FeSO4+H2↑ (3)
蒸发结晶
典例2 (1)
除去过量的NaOH和Na2CO3 (2)
NaOH
(3)
2、3、4 解析:(3)
无色溶液A:NaCl、BaCl2 和MgCl2,
无色溶液B:NaCl、BaCl2、MgCl2 和酚酞,无色溶液 C:
NaCl、BaCl2 和 NaOH,无 色 溶 液 D:NaCl、Na2CO3 和
NaOH。
[跟踪训练]
2.
(1)
分离转移 (2)
合理,反应生成易分离
的沉淀,且没有生成新的杂质 (3)
继续滴加少量碳酸钠,
若不再产生沉淀,说明已经完全除去
典例3 (1)
浓硫酸 (2)
2NaOH+CO2Na2CO3+
H2O (3)
25m2
11m×100%
(4)
偏小 解析:(1)
装置C中
所装药品为浓硫酸,用来吸收水蒸气。(2)
装置D中,氢氧
化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,发生反应的化学方
程式为2NaOH+CO2Na2CO3+H2O。(3)
设碳酸钙
的质量为x,装置D中的液体质量增加了m2,说明反应生
成的二氧化碳的质量是m2。
CaCO3
100
x
高温
CaO+CO2
44
m2
↑
100
44=
x
m2 x=
100m2
44
该水垢样品中碳酸钙的质量分数为
100m2
44
m ×100%=
25m2
11m×100%
。(4)
实验步骤不变,若撤掉装置A,则空气
中的二氧化碳会被氢氧化钠溶液吸收,导致测得的碳酸钙
的质量分数偏大,从而导致氢氧化镁质量分数的测定结果
偏小。
[跟踪训练]
3.
(1)
使残留在装置中的气体全部被吸收
(2)
①② (3)
12 2∶3
典例4 (1)
①
检查气密性:连接试管和广口瓶,往漏斗中
加水,液面不持续下降;②
装药品:在烧杯中加入碎冰和一
定量的水,往试管中装入锌粒,把试管放入烧杯内的冰水
混合物中,用铁架台固定,连接好其他装置;③
开始反应和
测量:打开止水夹,往漏斗中倒入一定量的2%稀盐酸,记
录一定时间内量筒中的水量(或记录量筒中的水达到一定
体积时所需的时间等合理即可);④
取等量的锌粒与4%稀
盐酸进行反应,重复上述实验;⑤
用铁片代替锌粒,重复上
述实验(或多次实验) (2)
如图所示
(典例4图)
解析:(1)
要探究酸的质量分数对反应速率的影响,需要在
81
气密性良好的装置中进行,不能漏气;要控制反应的温度
不变;选择的药品要能体现控制变量;通过排水法测定收
集氢气的速率;为了避免实验的偶然性,要注意多重复几
次实验。(2)
金属与酸反应产生氢气的速率不是匀速的,
是先快后慢的。
[跟踪训练]
4.
D
典例5 (1)
氢氧化钠溶液(合理答案均可) (2)
分析表
中数据可知,15克样品完全反应生成沉淀的质量为2克×
60克
10克=12
克;设样品中的碳酸钠的质量为x。
Na2CO3
106
x
+CaCl2CaCO3
100
12克
↓+2NaCl
106
100=
x
12克 x=12.72
克
样品中碳酸钠的质量分数为12.72克
15克 ×100%=84.8%
(3)
提高方法一测量精度的操作:①
缓慢滴加稀盐酸以减
慢通气速度;②
反应结束后向装置内通氮气;③
在甲、乙
两装置之间增加吸收水蒸气的装置等(任写两条即可)
解析:(1)
实验通过“吸收法”测量生成二氧化碳的多少来
分析计算原样品中含碳酸钠的多少,所以X溶液要能充分
吸收二氧化碳,可以选取氢氧化钠溶液或氢氧化钡溶液
等。(3)
引起测量误差的原因主要有反应不完全;吸收不
完全等。
[综合素能提升]
1.
D 解析:根据复分解反应发生的条件可知,KNO3不能
通过与碱液直接反应转化为KOH,故A错误;BaCO3是不
溶性碳酸盐,不能与碱溶液反应转化为BaCl2,故B错误;
H2SO4能与NaOH发生中和反应生成硫酸钠和水,硫酸
钠不能再与酸反应生成硫酸,故C错误;CO2 能与NaOH
反应生成碳酸钠,碳酸钠再与盐酸反应得到氯化钠、二氧
化碳和水,D正确。
2.
D 3.
C
4.
(1)
AD (2)
2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O
(3)
a 解析:(1)
相邻扑克牌中的物质均可发生化学反
应,铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,和硫酸铜反应生
成硫酸亚铁和铜,不会与氯化锌、氢氧化钙反应,所以能出
的牌为AD。(2)
二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和
水,化学方程式为2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O。
(3)
洗气除杂应该“长进短出”,所以用盛放氢氧化钠溶液
的洗气瓶吸收CO2,则气体从导管a进入。
5.
(1)
SiO2 (2)
A (3)
2NH3·H2O+MgSO4
Mg(OH)2↓+(NH4)2SO4 (4)
硝酸钡(合理即可)
解析:(1)
根据资料,SiO2难溶于水和常见的酸,操作Ⅰ是
过滤,操作Ⅰ后得到滤渣X,滤渣X的成分为SiO2。(2)
实
验室中用图乙所示装置进行过滤,若过滤时滤液出现浑浊,
原因是滤纸已破损。(3)
“沉镁”时 MgSO4 与NH3·H2O
发生反应生成Mg(OH)2,氨水是碱,根据质量守恒定律和
碱的通性,MgSO4与NH3·H2O发生复分解反应,反应生
成Mg(OH)2 和硫酸铵,化学方程式为2NH3·H2O+
MgSO4Mg(OH)2↓+(NH4)2SO4。(4)
硫酸根离子
和钡离子反应生成硫酸钡沉淀,对过滤Ⅱ所得沉淀进行洗
涤,判断沉淀还有极少量的可溶性物质未洗涤干净的方法
是取最后一次的洗涤液加入最合适的试剂是硝酸钡。
6.
(1)
CH4 (2)
设理论上可吸收二氧化碳的质量为x,
根据 CO2+4H2
300~400℃
催化剂CH4 +2H2O 和 2H2O
通直流电
2H2↑+O2↑,可得
CO2
44
x
~ O2
32
4.8kg
44
32=
x
4.8kg x=6.6kg
7.
(1)
除去表面的杂质 (2)
把银丝置于空气中一段时
间,观察银丝是否变黑色(合理即可) (3)
①
将溶质质量
分数为8%的硝酸银溶液稀释成2%、4%、6%的硝酸银溶
液备用;②
取四支试管分别装入3mL2%、4%、6%、8%的
硝酸银溶液,然后在相同实验条件下,将4根大小相同的铜
丝同时放入4支试管内;③
在30min内观察铜丝表面析出
固体的颜色,每2min记录一次变化情况;④
比较不同浓
度的硝酸银溶液在相同时间内在铜丝表面析出固体的颜
色,同时比较同一浓度硝酸银溶液在不同时间在铜丝表面
析出固体的颜色,得出溶液浓度和反应时间对铜丝表面析
出固体的颜色的影响的结论
第3章 能量的转化与守恒
第1节 能量及其形式
1.
B 2.
D 3.
A 4.
A 5.
D
6.
理想 没有摩擦阻力 相同 能量
91