第五单元化学反应的定量关系（综合应用题30道）热点题型专练--2025-2026学年九年级化学人教版（2024）上册

第五单元 化学反应的定量关系（综合应用题30道） 1．《环境空气质量标准》中增加了PM2.5监测指标，PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，对人体健康影响更大，主要来源之一是煤、石油等燃料的燃烧。 (1)下列措施能减少PM2.5污染的是 。 A．鼓励少开私家车，坐公交车出行 B．鼓励使用太阳能热水器 C．鼓励用煤火力发电 D．露天焚烧垃圾、秸秆等 (2)下表是福州某日的空气质量日报，三个空气质量监测项目中，会导致酸雨形成的是 。 空气质量监测项目 空气质量指数 空气质量级别 空气质量 可吸入颗粒物 65 Ⅱ 良 二氧化硫 16 二氧化氮 20 (3)下列有关空气的说法不正确的是 。 A．空气中氮气的质量分数是78% B．二氧化碳是温室效应的主要气体，属于空气污染物 C．空气与人呼出的气体相比：氧气的含量减少，水蒸气和二氧化碳的含量都增大 D．稀有气体可以作为焊接保护气，说明在一般情况下，稀有气体化学性质比较稳定 (4)安装尾气催化净化装置可以减少汽车尾气对空气污染，其反应原理是利用一氧化碳和一氧化氮在催化剂存在的条件下反应生成氮气和二氧化碳，写出该反应的化学方程式 。 2．小卿家附近有一个料石厂，料石厂中石灰石粉碎成的小颗粒可用于铺路等。小卿欲探究该厂石灰石中碳酸钙的质量分数，进行了如下图所示的实验。（杂质不参加反应且不溶于水，易溶于水，操作中某些损失不计，已知。） (1)反应进行时用玻璃棒不断搅拌的目的是 。 (2)小卿测得此石灰石样品中碳酸钙的质量分数为 。 (3)试计算：15g此石灰石样品与足量的稀盐酸充分反应后生成的二氧化碳的质量（写出计算过程）。 (4)实验过程中小卿发现了以下问题： ①过滤时得到的滤液浑浊，原因可能是 。 ②若滤渣未经洗涤直接干燥，测得的样品中碳酸钙的质量分数会 （填“偏大”“不变”或“偏小”）。 3．化学学习离不开实验。某学校化学兴趣小组的同学设计了如图所示的实验，用于验证质量守恒定律。    (1)反应前的天平平衡，然后将稀盐酸倒入烧杯中与碳酸钙充分反应后，再称量，观察到反应后天平不平衡，该反应 质量守恒定律（填“遵守”或“不遵守”）。反应后天平不平衡的原因是 。 (2)在不改变药品的情况下，改进该实验需要在 环境中。 (3)在化学反应前后，一定不变的是 （填数字序号），因此化学反应都遵循质量守恒定律。 ①原子种类  ②原子数目  ③分子种类  ④分子数目  ⑤元素种类  ⑥物质种类 (4)该兴趣小组根据质量守恒定律，对当地石灰石样品中碳酸钙的质量分数进行了研究，小组同学取石灰石样品，加入足量的稀盐酸中，进行实验（数据如下表，样品中其他成分不与稀盐酸反应）。请计算： 石灰石样品质量 烧杯和稀盐酸的总质量 反应后烧杯及烧杯内各物质总质量 20g 100g 113.4g ①生成的CO2的质量是 g。 ②样品中碳酸钙的质量分数 。（写出计算过程） 4．探索物质的组成与结构 I.构建原子模型，认识物质组成规律 为了揭示原子结构的奥秘，人类经历了漫长的探索。 材料一：1803年，道尔顿在原子论中提出：物质由微小的不可再分的原子构成。 材料二：1897年，汤姆生发现原子内有带负电的微粒，否定了“原子不可再分”。 材料三：1911年，卢瑟福进行了著名的α粒子(α粒子由2个质子和2个中子构成)轰击金箔实验。结果发现：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，但是有少数α粒子却发生了较大角度的偏转，并且有极少数α粒子被金箔弹了回来。 材料四：1919年，卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子，发现一个α粒子留在了一个氮原子中，使氮原子变成了氧原子，同时有微粒从氮原子中被打出。 (1)汤姆生实验中，带负电的微粒是 。 (2)卢瑟福实验中使用的金箔是由 (填微观粒子的名称)构成的；通过卢瑟福实验，可推出的原子结构模型为 (填图1中字母)。 (3)当α粒子轰击金箔时，图2所示的运动轨迹不可能是 (填图2中字母)。 (4)请你分析材料四，推测被打出的微粒是 。该过程是否属于化学变化？请结合化学变化的微观本质进行回答： 。 (5)万物皆原子，原子是构成一切化学物质的基本单元。 图中是氢、氖、钠和氯的原子结构示意图。请以氖气、氯化氢和氯化钠三种物质为例，从原子直接或间接构成物质的角度，简要谈谈你对“原子是构成一切化学物质的基本单元”的理解： 。 Ⅱ.探索分子构成的奥秘 十九世纪初，科学家们提出早期的分子学说，部分观点如下： 观点1：分子不能用物理方法分割，化学方法可使它解离。 观点2：单质分子由同种原子构成，化合物分子由质子数不同的不同种原子构成。 观点3：分子质量大，原子质量小。 观点4：分子质量等于组成它的原子质量总和。 (6)根据以上材料回答问题： ①举例说明观点1是正确的 。 ②从元素角度谈谈你对观点2的认识 。 ③举例说明观点3的局限性 。 ④原子、分子质量很小，为计算和使用方便引入相对原子质量，结合观点4判断下列说法正确的是(填字母序号) 。 A．相对原子质量是采用以小比小使数值变大的计量原理 B．相对原子质量是一个原子质量与一个碳-12原子质量的比值 C．两种原子的相对原子质量之比与相对质量比没有必然联系。 (7)图中A、B是汽油中所含物质的分子结构模型。 观察A和B两种物质的分子结构模型，A分子和B分子的 构成相同(填“元素”、“原子”或“离子”)。你认为A和B的化学性质 (填“是”或“否”)相同。 Ⅲ.探究元素与物质组成的奥秘 1783年，拉瓦锡研究水的组成，装置示意图如图，将水加热成蒸气通过灼热的铁管，一段时间后，在出口处收集到一种可燃性气体。实验后称量发现水的质量减少，铁管质量增加。 (8)下列说法正确的是______。 A．实验中收集到的可燃性气体是氢气 B．铁在该实验中起催化作用 C．实验中水蒸气减少的质量等于铁管增加的质量 D．由该实验可得出“水不是一种元素” 5．关于燃烧的研究是一项重要的课题。 【燃烧条件的再探究】 查阅资料：白磷的着火点为40℃，红磷的着火点为240℃。 (1)当溶液与接触时，发生反应的化学方程式是 。 (2)向Y型管中挤入溶液后，观察到导管口开始产生气泡时，烧杯中白磷不燃烧，原因是 。一段时间后，白磷燃烧，此现象能够证明可燃物燃烧的条件是 。若证明可燃物燃烧的另一个条件，依据的现象是 。 【学以致用】 (3)写出下列事例中运用的灭火原理。 ①消防员用水灭火，其灭火原理是 。 ②妈妈关闭液化气阀门使火熄灭。其灭火原理是 。 (4)戴维发明了一种安全灯，采用一种网眼很小的普通金属网罩住火焰，使得金属网外的温度不会明显升高，这种灯在矿井里点燃不会引起可燃性气体的爆炸。结合燃烧条件请你分析可燃性气体不会爆炸的原因 。 (5)工人师傅进行金属切割或金属焊接时使用的氧炔焰是乙炔（）在氧气中燃烧产生的火焰。通过调节乙炔和氧气进气阀门，可控制氧炔焰的温度。若温度过低或燃烧产生黑烟时，应采取的措施是 ；乙炔在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，请写出该反应的化学方程式 。 (6)为了减少雾霾、降低大气中有害气体含量，研究机动车尾气中CO、及的排放意义重大。机动车尾气污染物的含量与“空/燃比”（空气与燃油气的体积比）的变化关系如图所示。随“空/燃比”增大，CO和的含量减少的原因是 。 (7)氧气含量不同物质燃烧的产物不同。若0.6g碳单质燃烧生成ag产物，且碳没有剩余，则a的取值范围是 。 6．水是生命之源、万物之基，是人类宝贵的自然资源，我们每个人都要关心水、爱护水、节约用水。 (1)我国规定生活饮用水的水质必须达到下述四项指标：a.不得呈现异色  b.不得有异味  c.应澄清透明  d.不得含有细菌和病毒。其中“c指标”可以通过 操作达到。 (2)生活中可以采用 区分硬水和软水，可以通过 的方法降低水的硬度。 (3)某校化学兴趣小组同学发现，长期使用的热水壶底部有一层水垢，水垢的主要成分是碳酸钙。他们为了测定水垢中碳酸钙的含量，将足量质量分数为10%的盐酸加入到12.5g水垢中，产生CO2气体的情况如下图所示。 ①从图中可以看出，12.5g水垢与盐酸反应后生成的二氧化碳最多是 g。 ②水垢中碳酸钙的质量分数是 ？ 7．低碳行动是人类应对全球变暖的重要举措，二氧化碳的资源化利用有多种途径。 I．CO2转化为甲醇(CH3OH) 我国科研人员已实现CO2和H2在加热和MoS2催化剂的条件下合成甲醇，反应如下：。 (1)合成甲醇是人工合成淀粉[(C6H10O5)n]的关键一步，反应原理示意图如图1所示。X的化学式 。 (2)CO2和H2可合成甲醇，甲醇燃烧又生成CO2、氢气、甲醇都被认为是“零碳”燃料，甲醇被认为是“零碳”燃料的理由是 。 II．CO2转化为葡萄糖(C6H12O6) 我国科研人员已成功将CO2还原合成葡萄糖，其过程可分为“电催化还原”和“生物合成”两个阶段。 第一阶段的部分反应原理如图2所示。 (3)写出图2所示反应的化学方程式 。 (4)绿色植物的 作用能吸收二氧化碳，释放氧气。计算4.4gCO2通过该作用可得到葡萄糖的质量 (写出计算过程)。[] 8．某兴趣小组开展“家用燃料的变迁与合理使用”跨学科实践活动。 任务一：做调查 调查发现家用燃料变迁的大致历程为： 《辍耕录》中记载：“杭人削松木为小片，其薄如纸，熔硫黄涂木片顶端分许，名曰发烛。” (1)将松木削薄为纸片状的目的是 。 (2)古人常用“发烛”点燃柴草，从燃烧条件分析，“发烛”作用是 。 任务二：探变化 (3)丙烷气体在加压或降温条件下转化为液态过程中，从微观角度分析发生变化的是 ；丙烷完全燃烧的微观过程如图1，参加反应的甲、乙两种物质的分子个数比为 。 (4)分析图2信息，煤炭被天然气替代的原因可能是 (答1点即可)。 (5)工业上可将水蒸气通过高温的煤层生成水煤气(和一种可燃性气体单质)，从而获得更高的热值。将含碳的煤炭与足量水蒸气在高温下充分反应，理论上能产生多少千克的一氧化碳？(请写出计算过程) 。 任务三：寻发展 全球首艘氨燃料动力集装箱船由上海船舶研究设计院自主研发设计。 (6)液氨被广泛认为是未来理想的清洁燃料。点燃氨气前需进行 ；氨气燃烧生成水和空气中含量最多的物质，反应的化学方程式为 。 (7)用煤、空气和水为原料合成氨气的工艺流程如图3所示： ①碳化塔中，通入部分的目的是除去 ，同时生成； ②合成塔中，生成的化学方程式为 。 9．已知铂丝可作分解的催化剂。为加深对燃烧条件的认识，设计了如图所示实验装置。 【查阅资料】白磷着火点为40℃，红磷着火点为240℃。 (1)圆底烧瓶若安全管内液面上升太快，可通过 来缓解压强增大。 (2)打开弹簧夹，可观察到W型管中的现象为 。 (3)若要验证燃烧的条件之一是必须与充足的氧气接触，应对比观察 的现象。 (4)破坏燃烧条件可以灭火，避免火灾。如下图所示的“火立熄”是一种新型的家用灭火用品，其接触到火焰3~5秒后炸开，释放的粉末覆盖在可燃物上，同时放出不可燃气体，使火焰熄灭。“火立熄”的主要灭火原理是________（填标号）。 A．清除可燃物 B．降低可燃物的着火点 C．使可燃物与氧气隔绝 D．以上全是 (5)下列物质飘浮在空气中遇见明火不会发生爆炸的是________（填标号）。 A．天然气 B．五氧化二磷 C．酒精蒸气 D．面粉 (6)写出红磷充分燃烧的化学方程式 ，若红磷参加反应，至少需要 g氧气。 10．阅读材料，回答问题。 16世纪初，瑞士医生西沙指出：当酸攻击金属时，可以产生一种气体。 1766年，卡文迪什率先认识到这种气体是一种不同于空气的新物质，将其称为“易燃空气”，并指出“易燃空气”可以在“脱燃空气”（氧气）中燃烧生成水。 1781年，卡文迪什向氢气与空气的混合物中点燃，发现烧瓶内壁会出现液滴，最终确认这种液滴就是纯净的水，由此证明氢元素是水的一种组分。卡文迪什又用纯氧代替空气进行实验，不仅证明了氢气和氧气能够发生化合反应生成水，而且确认了大约2体积氢气与1体积氧气能够恰好反应完全。 1783年，拉瓦锡重复了卡文迪什的实验，并与数学家拉普拉斯合作，通过定量实验不仅合成了水，而且将水成功地分解为氢气和氧气。通过实验数据分析和归纳，他得出结论：水不是一种元素，而是“易燃空气”和氧的化合物，并将这种可燃气体正式命名为氢，意为“来自水的元素”。 1785年，拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁制枪管将水转化为氢气，同时生成四氧化三铁。 (1)“易燃空气”与“脱燃空气”化学性质不同的原因是 。 (2)卡文迪什向氢气与空气的混合物中通电，出现液滴的化学方程式为 。 (3)同学们用如图装置模拟上述拉瓦锡的实验，实验后称量发现水的质量减少，铁管质量增加。下列说法正确的是______（填字母）。 A．点燃出口处的气体可以看到蓝紫色火焰 B．实验过程中水减少的质量等于铁管增加的质量 C．该实验得出水是由氢元素和氧元素组成的 (4)拉瓦锡不拘泥于旧理论，与数学家拉普拉斯合作，并利用定量实验以及数据分析和归纳，完成了卡文迪什关于“易燃空气”的研究工作，并用清晰的语言对实验结果作出了科学的解释。对此，你的启发是 。 11．习近平总书记曾说“绿水青山就是金山银山”。保护环境是全人类共同的责任与担当。 (1)大气中过多会导致 的加剧。科学家用“人工树叶”模拟光合作用，吸收并制得，实现“碳中和”。其反应的微观示意图如下：    ①通过微观示意图可知，化学反应前后原子的种类 。 ②写出该反应的化学方程式 。 (2)目前，人们使用的燃料大多来自化石燃料，如煤、 和天然气等。燃料的使用促进了经济的发展和生活水平的提高，但对环境也造成不良的影响。 ①煤燃烧时排放的 、等污染物，在空气中（或与空气反应生成的气体）溶于雨水，会形成酸雨。 ②氧气不充足时，燃料中的碳不能充分燃烧，产生黑烟，并且生成有毒的 等物质，浪费资源且污染空气。为使燃料充分燃烧通常考虑两点：一是 ；二是 。 (3)水是一切生命体生存所必需的物质。水体污染不仅影响工农业生产、 生产，破坏水生态系统，还会直接危害人体健康，城市中的生活用水是经自来水厂净化处理过的。下图是自来水厂净化水的主要步骤：    ①步骤①中常利用 溶于水后生成的胶状物对杂质的吸附，使杂质沉降。 ②步骤③中X试剂可以选用 。 ③步骤④的操作中，通入（二氧化氯）的目的是 。 12．某兴趣小组的同学为探究水的组成进行了下列实验： (1)图1实验中观察到火焰呈淡蓝色，烧杯内壁 。 (2)通电一段时间后，a、b、c管中剩余液面的高低顺序为 (由高到低排列)。检验b管内气体的操作是 。 (3)小组模拟拉瓦锡的实验过程，如图3，实验中水蒸气通过灼热的铁管并与铁发生反应，使铁管增重，内壁变黑(有四氧化三铁生成)，同时生成“易燃空气”。从冷凝区的出口b排出的物质是 (填化学式)。 (4)电解水可以制取氢气。在实验室里常用金属锌与稀硫酸反应来制取氢气，同时生成硫酸锌。根据化学方程式计算，要得到4g氢气，理论上需要金属锌的质量是多少？ 13．水是生命之源，人类从未停止过对水的研究。 (1)电解水化学反应方程式为 。 (2)下列说法正确的是______（填序号）。 A．实验1水中常会加入氢氧化钠溶液增强导电性 B．实验1能验证水的组成，实验2不能验证水的组成 C．实验2在点燃氢气前需要检验纯度 D．实验1中将燃着的木条放在乙端管口处，打开活塞，会观察到木条燃烧更旺 (3)为证明水不是由“水元素”组成的，拉瓦锡曾设计了水蒸气与铁反应的实验。模拟该实验如图所示，A杯中的水通过灼热的玻璃管，玻璃管中装有一定量的铁粉，在高温下水蒸气能与铁粉反应生成一种铁的氧化物和一种叫作“可燃空气”的气体单质，反应后剩余的水蒸气与生成的“可燃空气”一起通过冷水中的铜管后，可用B装置收集余下的气体。 ①实验中产生的“可燃空气”是 。 ②将气体通过放在冷水中的铜管，目的是 。 ③探究玻璃管中反应后剩余的固体成分： [查阅资料] a.铁粉及铁的氧化物的相关性质 铁及铁的氧化物 Fe2O3 FeO Fe3O4 Fe（铁粉） 颜色、状态 红色粉末 黑色粉末 黑色粉末 黑色粉末 能否被磁铁吸引 不能 不能 能 能 b.铁能与稀盐酸反应，生成铁的化合物与氢气。 c.铁的氧化物能与稀盐酸反应，生成铁的化合物与水。 [作出猜想] 猜想Ⅰ：Fe与Fe3O4  猜想Ⅱ：Fe3O4  猜想Ⅲ：Fe和Fe2O3  猜想Ⅳ：FeO和Fe3O4 [实验探究]步骤一：反应一段时间后，收集到的固体均为黑色，用磁铁靠近，黑色固体能全部被磁铁吸引。 步骤二： 实验操作 实验现象 实验结论 取少量黑色固体放入小试管中，加入稀盐酸，振荡 有气体生成 猜想 成立 ④[实验结论]写出铁粉与水蒸气反应的化学方程式 14．我国科学家研发的“液态阳光燃料合成”项目的工艺流程如下： (1)电解器中所用的电能是由 转化的。 (2)电解器中发生反应的化学方程式为 。 (3)合成器中发生反应的化学方程式为：，计算若88kg的完全反应生成的质量。请补全下列计算过程。 解：设生成的质量为x。 解得x=⑤ kg 答：生成的质量为_⑥__kg。 、 、 、 、 、 15．ZX中学的佳佳老师装了一瓶未经处理的珠江水带回实验室，让同学们按如图所示的流程净化此水。 (1)加入明矾的作用是 。 (2)实验室进行过滤操作时，下列做法正确的是 填字母。 A．玻璃棒的一端要靠在三层滤纸的一边 B．漏斗下端的管口要悬放在烧杯的中间 C．滤纸的边缘要略高于漏斗口 D．液面不能低于滤纸边缘 (3)过滤实验需将圆形滤纸折叠，正确的折叠顺序是 填“C”或“D”。 (4)自来水消毒过程中通常会发生如下化学反应，其反应的微观过程可用如图表示： ①如甲图所示，的A完全反应理论上消耗 g的B。 ②已知D物质不稳定，在光照作用下会生成C和气体E，请在乙图中补全微粒，要求符合质量守恒 。 16．乙烯C2H4是重要的化工原料。我国科学家根据植物光合作用原理，研制出类叶绿素结构的“串联催化体系”，可以在太阳光和催化剂作用下分解水，再联合CO2制C2H4如图所示。 (1)反应1化学方程式为 ，与电解水制氢相比，该方法的优点是 。 (2)乙烯中碳元素和氢元素的质量比为 。 (3)若反应1中生成的36gH2参与到反应2：2CO2+6H2=C2H4+4H2O，则生成C2H4的质量为多少？（写出计算过程） (4)科学家们在设计反应器时，将反应器也做成像树叶一般的扁平式结构，请结合图，分析这种设计的目的是 。 (5)反应2生成的水全部循环利用，为使该过程持续发生，反应1还需要不断补充水，其原因是 。 17．实验是学习和研究化学的重要途径。 (1)装置甲的实验用到了足量红磷，其反应的化学方程式为 ；反应结束后，待装置冷却至室温后，打开弹簧夹，图甲中试管容积为40mL，注射器活塞从10mL刻度处缓慢移动至 mL刻度处停止(误差忽略不计)。 (2)装置乙可进行电解水的实验。此实验可以得出水是由 组成的；在使 用a试管内气体前，从实验安全的角度考虑，应该首先进行的操作是 ；检验b试管中气体的方法是 。 (3)利用装置A和B，我们可以探究 化学反应前后物质的质量关系。 ①其中能达到实验目的的是 (填图中字母序号)。 ②图A所示实验：此实验中气球的主要作用 。 (4)化学方程式计算(写出计算过程)：实验室常用加热高锰酸钾的方法制取氧气，若产生3.2g氧气，则需要高锰酸钾的质量是多少？ 18．通常情况下，甲醛（HCHO）是一种无色有刺激性气味的气体，易挥发，易溶于水。它是室内装修最常见的污染物。 (1)刚装修后的房子里会闻到刺激性气味，这是因为 （从微观角度进行解释）。 (2)利用活性炭的 性可将甲醛从气态转化为固态存储。 (3)科学家经过研究发现利用某种催化剂可以有效去除甲醛，其反应原理的微观图如图，图中X表示的微粒符号为 。 (4)我国<室内空气质量标准>（GB/T18883-2002）规定室内空气中甲醛（HCHO）含量不得超过。甲醛的含量依据下列反应测定：。现将某装修后居室内空气样本1L通入高锰酸钾和硫酸的混合溶液。样本中的甲酸完全反应消粍的质量为。通过计算说明，该居室内空气中甲醛的含量是否符合国家标准。（已知：的相对分子质量为158。请将计算过程写在答题卡上） 19．中国天宫空间站每名航天员每日需要氧气0.8kg，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NaClO3）；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。 (1)氯酸钠受热分解所需的能量来自于 。 (2)每名航天员4天所需O2共3.2kg，根据化学方程式2NaClO32NaCl+3O2↑计算，获得这些氧气理论上至少需要NaClO3的质量为多少？ (3)小组同学看到上面的信息后，做铁丝在氧气中燃烧的实验。回答下列问题： ①收集一瓶氧气供铁丝燃烧的实验使用，选择 装置收集氧气便于直接做该实验。若用装置D收集氧气，同学们应该进行的操作是 。 ②铁丝在氧气中燃烧的现象有 （至少答两点）。 20．水是人类宝贵的自然资源。请回答下列问题。     (1)用如图甲所示的装置进行电解水实验，反应的化学方程式为 。a、b两玻璃管中收集到的气体体积比约为 ，用燃着的木条检验试管b中产生的气体，观察到的现象是 。 (2)图乙是自来水厂净化水的主要步骤。在实验室中，步骤②用到玻璃棒，其作用是 ，X试剂通常是 。 (3)步骤④一般是向水中通入氯气。氯气与水反应示意图如丙图，该反应的化学方程式为 。 (4)下列实验能证明水是由氢元素和氧元素组成的是 （填字母序号）。 A．氢气在氧气中燃烧 B．水的蒸发 C．水的电解 D．水的净化 21．2024年3月22日是第三十二届“世界水日”。请回答下列问题： (1)下列做法不利于保护水资源的是___________(填字母) A．洗手接洗手液时不关水龙头 B．农业上合理使用化肥和农药 C．园林浇灌采用大水浸灌 D．生活中提倡“一水多用” (2)游泳馆的水可以实现全年不换依旧干净清澈，其中的奥秘源自于下图的水循环系统。 ①已知硅藻土为多孔结构，其孔隙最小可达1-2微米，可阻隔固体颗粒，去除悬浮物，硅藻土还可脱色、除味，这是利用了硅藻土的 性。 ②尿素的化学式为CO(NH2)2，其中碳、氮元素的质量比为 (填最简整数比)。 ③60g尿素中含有氮元素的质量为 g。 (3)ClO2是常用的自来水消毒剂，下图为制取ClO2反应的微观示意图。 ①写出该反应的化学方程式 。 ②以上物质中属于单质的是 (填化学式)。 ③标出丁物质中氯元素的化合价 。 22．水是一切生物体的最基本组成成分。 (1)新鲜蔬菜中都含有水，设计生活中的验证实验方案： 。 (2)人每天都要补充一定量的水以维持体内水分的平衡。查阅资料已知：①成年人每天吃的食物中本身含水约750mL，且食物再通过氧化产生水约350mL。②成年人每天以尿、汗、呼气和大便等形式排出体外的水分别约为1700mL、500mL、400mL和150mL。上述成年人在上述情况下每天还需要补充 mL水，才能维持体内的水分平衡。若市售某饮用水每瓶的净含量为550mL，该成年人每天需瓶。喝 瓶。 (3)在电解水实验中(如图)，检验两个玻璃管尖嘴口气体的操作方法及现象是 。 (4)若太空空间站用电解水的方法制取100kg氧气作原料，需要消耗水的质量是多少？(根据化学方程式进行计算，写出计算过程。) 23．空气是人类生活生产重要的资源。 Ⅰ．空气与农业 竹子（如图1）是“有节、中空、四季常绿”的植物。“中空”的竹子里主要含有三种气体：氮气、氧气和二氧化碳，气体的平均密度大于空气。 如下是探究竹子里的气体中氧气含量的实验过程： 实验一：收集一瓶竹子里的气体。将一节竹子浸没在水中，在竹子上钻孔，用总体积为250mL的集气瓶收集一瓶竹子里的气体。方法如图2。 实验二：粗略测定竹子里气体中氧气的含量。实验步骤及现象： ①利用实验一收集到的气体，按照图3装置连接好实验装置。 ②关闭止水夹，用酒精灯加热瓶外铜丝一段时间，发现白磷燃烧，同时螺旋状铜丝的颜色由亮红色变成黑色。 ③白磷停止燃烧后撤离酒精灯，等到集气瓶冷却至室温后，打开止水夹，有水倒吸入集气瓶内，倒吸入瓶内的水的体积约为25mL。 实验说明： A．白磷燃烧需要的温度较低（约40℃），性质与红磷相似。 B．实验一和二中，忽略竹子里的气体在水中溶解性的影响。 (1)步骤②中，瓶外加热的铜丝能引燃瓶内的白磷是利用了铜丝的 性。 (2)步骤②中白磷燃烧的化学方程式： 。 (3)根据以上实验，可以得到的实验结论是：氧气在竹子里气体中的体积分数约为 。 Ⅱ．空气与工业 以氢气（）和氮（）为原料合成氨（）对人类的发展有着重要的贡献。合成氨的流程可表示如图，请结合所学知识回答有关问题： (4)反应前先对焦炭进行粉碎，目的是 。 (5)氨气加压降温后可转化成液态，从微观粒子角度分析原因是 。 (6)氮气和氢气合成氨的化学方程式： ； (7)根据表中的数据回答问题。 物质 沸点/℃（Pa） -252 -195.8 -33.35 在Pa时，欲将与、分离，最好将温度控制在以下哪个温度______。 A．-260℃ B．-200℃ C．-35℃ D．0℃ (8)在流程图中可循环利用的物质是 。 24．某化学兴趣小组以“探究燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。 【任务一】 认识“燃烧” (1)酒精、煤（含硫）、天然气（主要成分为甲烷CH4）是生活中常见的燃料，下列不属于三者燃烧共同的现象是 （填序号）。 A．发光 B．产生有刺激性气味的气体 C．放热 D．产生使澄清石灰水变浑浊的气体 (2)写出天然气在空气中完全燃烧的化学方程式： 。 【任务二】 探究“燃烧的条件及质量变化” 该小组同学按下列实验步骤开展探究。 步骤1：室温下，按如图-1组装装置，装入药品，称量装置总质量为m1g。 步骤2：将锥形瓶浸入80℃的热水中，观察现象。 步骤3：取出装置，恢复至室温并擦干锥形瓶；打开止水夹K1和K2，从K1处缓慢通入约50mL氧气，再关闭K1和K2，称量装置总质量为m2g。 步骤4：将锥形瓶再次浸入80℃的热水中，观察现象。 步骤5：取出装置，恢复至室温并擦干锥形瓶，称量装置总质量为m3g。 (3)通过上述实验，能证明燃烧需要氧气的实验现象是 。 (4)m1、m2、m3的大小关系是 。 【任务三】 探究“灭火效果” (5)如图-2所示，向燃烧器内通入CH4和空气，点燃，待火焰稳定后，再从进口A分别通入CO2、N2、He，改变通入的三种气体用量，测得火焰刚好熄灭 时，通入的CO2、N2、He在混合器中的体积分数如下表所示。 气体 CO2 N2 He 体积分数/% 17.65 27.15 23.84 三种气体中灭火效果最好的是 （填化学式）。 (6)向燃烧器内通入CH4和空气，点燃，待火焰稳定后，从进口A通入CO2，进口B加入KHCO3粉末。KHCO3灭火的原理较复杂。KHCO3受热分解时吸收能量，反应的化学方程式为 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2↑+ H2O↑。以初中所学燃烧和灭火的原理分析，KHCO3可用于灭火的原因有 。 【任务四】 再探“铁的燃烧” 资料：颗粒直径为20-30nm的铁粉，在空气中会发生自燃生成氧化铁。结合已有知识回答： (7)影响铁燃烧的因素有 、 。 (8)铁与氧气反应的条件不同，生成物可能是氧化亚铁、四氧化三铁或氧化铁。若5.6克铁与氧气反应可得a 克产物，且铁无剩余，则a的取值范围是 。(保留计算过程) 25．化学链燃烧技术指用载氧体（金属氧化物）将空气中的氧传输至燃料的新技术。基于载氧体的甲烷化学链燃烧技术如图1所示： (1)空气反应器中与 发生化合反应生成CuO。 (2)在燃料反应器中发生如下反应：，若要使充分反应，至少需要CuO的质量为多少？（写出计算过程） (3)从空气反应器排出的气体中体积分数随反应温度的变化关系如图2所示。空气反应器中最适宜的反应温度范围是 （填字母）。 a．800~900℃    b．900~1000℃    c．1000~1030℃    d．1030-1100℃ 26．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。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，其工作温度在以上。 (3)由图1可知，透过钯膜的微观粒子是 。（写符号） (4)由图2可知，透氢量与钯膜两侧氢气压强差的关系是 。 (5)图3中，开始工作时须先通排净装置中空气，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： (6)写出燃料电池中反应的方程式： 。 (7)汽油燃烧可产生二氧化碳，能让小型家用汽车平均行驶约20公里。氢气能让同类型气汽车平均行驶约150公里。若用氢气替代汽油，理论上每消耗氢气，能够减少多少二氧化碳排放？ 。 27．氢气被看作是理想的“绿色能源”，氢气的制备和储存是目前的研究热点。 (一)甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一，主要流程如下： (1)甲烷和水蒸气反应的化学方程式是 。 (2)用CaO可以将除去转化为，体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图1所示。从时开始，体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率 (填“升高”、“降低”或“不变”)。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，结合反应解释原因： 。 (二)图2是利用贮氢合金通过化学反应贮存氢气的方法。 资料：是一种贮氢合金，在高温下能与氧气反应。 吸氢后生成和合金。 和HCl反应的化学方程式为。 (3)循环制氢反应中得到的氢气和氧气的质量比为 ； (4)贮氢反应中通入氩气的目的是 ； (5)反应2产生的氢气质量 (填“>”、“<”或“=”)反应3所得混合物与足量稀盐酸反应生成的氢气质量。 28．我国明代科学技术典籍《天工开物》中记载，松木在密封严实的窑中燃烧可得到松烟和木炭，松烟可用于制墨；木炭与孔雀石[主要成分是在炉火中煅烧可制得铜（如下图所示）。已知A为黑色金属氧化物固体，B为生活中最常见的液体。 回答下列问题： (1)B是 。 (2)用墨汁书写的字能长时间不变色的原因是 。 (3)反应①的化学方程式为 。 (4)某实验需12.8g新制的铜粉，根据化学方程式②计算，物质A至少需要多少克？ 29．亚硝酸钠(NaNO2)外观与氯化钠相似，易溶于水，有毒。在肉类制品加工中常少量添加，用作发色剂、防腐剂，能改善腌制品的外观和风味，某兴趣小组对此开展如下探究： 探究一    认识NaNO2 (1)组成：亚硝酸钠与氯化钠相比，钠元素质量分数更高的物质是 。 (2)物理性质：NaNO2被称为“工业盐”，与氯化钠一样也具有咸味，从组成分析，两种盐具有咸味的可能原因是 。 (3)化学性质：暴露在空气中的NaNO2会与氧气反应生成无毒的硝酸钠，该反应的化学方程式 。 探究二    影响腌鱼中NaNO2含量的因素 取不同质量比的鱼和盐进行腌制，采集不同时间、温度的实验数据如下： 【实验1】鱼、盐质量比3：1时，两种温度下亚硝酸盐含量与时间关系如图所示： (4)实验可得：影响腌鱼中亚硝酸盐含量的因素有 。 【实验2】室温下，不同鱼、盐质量比的腌鱼中亚硝酸盐含量(mg/kg)随时间的变化的数据如表： 时间/天 0 2 4 6 8 10 12 14 16 鱼、盐质量比8：1 0.32 1.35 1.81 1.30 1.61 1.18 0.91 0.86 0.99 鱼、盐质量比5：1 x 0.47 0.43 0.41 0.90 0.68 0.65 0.60 0.72 鱼、盐质量比3：1 0.32 0.38 0.49 0.61 0.35 0.82 0.44 0.39 0.49 (5)表中x= 。依据表中数据分析，欲使腌鱼中亚硝酸盐含量保持较低，合理建议是 。 探究三    工业废水中NaNO2的处理 (6)某工厂的金属切割加工废液中含有5%的NaNO2，为了防止亚硝酸钠污染环境，可以用氯化铵溶液处理废液(反应原理：NH4Cl+NaNO2NaCl+2H2O+N2↑)，若工厂需处理138kg废液，计算至少需消耗NH4Cl的质量(写出计算过程)。 30．二氧化锰因应用广泛而备受关注。某研究小组用废旧电池炭包制备纯MnO2制备流程如图所示。 已知：①焙烧MnCO3制取MnO2的化学方程式为2MnCO3+O22CO2+2MnO2。 ②Mn相对原子质量为55。 请回答下列问题： (1)加入Na2CO3溶液后发生反应的基本反应类型为 ；过滤Ⅱ得到的滤液中属于盐的成分有 ；过滤Ⅱ后洗涤滤渣，证明滤渣已洗净的方法：向最后一次洗涤液中滴加几滴 (填化学式)溶液，若无沉淀或浑浊，则说明滤渣已洗净。 (2)试根据化学方程式计算：通过焙烧制得34.8gMnO2最少需要MnCO3质量是多少？(请写出计算过程) (3)焙烧MnCO3的过程中，固体产物的质量和成分随温度的变化如下图所示，则焙烧MnCO3制取MnO2应该控制反应温度不高于 ℃，若把焙烧46.0g MnCO3温度控制在600℃，充分反应后的固体产物质量为 g。(保留一位小数) 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五单元 化学反应的定量关系（综合应用题30道） 1．《环境空气质量标准》中增加了PM2.5监测指标，PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，对人体健康影响更大，主要来源之一是煤、石油等燃料的燃烧。 (1)下列措施能减少PM2.5污染的是 。 A．鼓励少开私家车，坐公交车出行 B．鼓励使用太阳能热水器 C．鼓励用煤火力发电 D．露天焚烧垃圾、秸秆等 (2)下表是福州某日的空气质量日报，三个空气质量监测项目中，会导致酸雨形成的是 。 空气质量监测项目 空气质量指数 空气质量级别 空气质量 可吸入颗粒物 65 Ⅱ 良 二氧化硫 16 二氧化氮 20 (3)下列有关空气的说法不正确的是 。 A．空气中氮气的质量分数是78% B．二氧化碳是温室效应的主要气体，属于空气污染物 C．空气与人呼出的气体相比：氧气的含量减少，水蒸气和二氧化碳的含量都增大 D．稀有气体可以作为焊接保护气，说明在一般情况下，稀有气体化学性质比较稳定 (4)安装尾气催化净化装置可以减少汽车尾气对空气污染，其反应原理是利用一氧化碳和一氧化氮在催化剂存在的条件下反应生成氮气和二氧化碳，写出该反应的化学方程式 。 【答案】(1)AB (2)SO2、NO2 (3)AB (4) 【详解】（1）A、鼓励少开私家车，坐公交车出行可以减少化石燃料的燃烧，减少PM2.5污染，符合题意； B、鼓励使用太阳能热水器可减少PM2.5污染，符合题意； C、鼓励用煤火力发电会增大烟尘排放，加剧PM2.5污染，不符合题意； D、露天焚烧垃圾、秸秆等会增大烟尘排放，加剧PM2.5污染，不符合题意。 故答案为：AB。 （2）三个空气质量监测项目中，会导致酸雨形成的是SO2、NO2；故答案为：SO2、NO2。 （3）A、空气中氮气的体积分数是78%，说法错误； B、二氧化碳是温室效应的主要气体，但不属于空气污染物，说法错误； C、人呼出的气体与空气相比：氧气的含量减少，水蒸气和二氧化碳的含量都增大，说法正确； D、稀有气体可以作为焊接保护气，说明在一般情况下，稀有气体化学性质比较稳定，说法正确。 故答案为：AB ; （4）其反应原理是利用一氧化碳和一氧化氮在催化剂存在的条件下反应生成氮气和二氧化碳，写出该反应的化学方程式为：。 【点睛】化学来源于生产、生活，也服务于生产、生活，与生产、生活相关的化学知识，是中考热点之一。 2．小卿家附近有一个料石厂，料石厂中石灰石粉碎成的小颗粒可用于铺路等。小卿欲探究该厂石灰石中碳酸钙的质量分数，进行了如下图所示的实验。（杂质不参加反应且不溶于水，易溶于水，操作中某些损失不计，已知。） (1)反应进行时用玻璃棒不断搅拌的目的是 。 (2)小卿测得此石灰石样品中碳酸钙的质量分数为 。 (3)试计算：15g此石灰石样品与足量的稀盐酸充分反应后生成的二氧化碳的质量（写出计算过程）。 (4)实验过程中小卿发现了以下问题： ①过滤时得到的滤液浑浊，原因可能是 。 ②若滤渣未经洗涤直接干燥，测得的样品中碳酸钙的质量分数会 （填“偏大”“不变”或“偏小”）。 【答案】(1)加快反应速率，使反应更充分 (2)80% (3)解：设15g此石灰石样品充分反应生成的二氧化碳的质量为x。    答：15g此石灰石样品充分反应生成的二氧化碳的质量为5.28g。 (4) 滤纸破损（合理即可） 偏小 【详解】（1）反应进行时用玻璃棒不断搅拌的目的是使反应物充分接触，加快反应速率，确保反应完全。 （2）样品总质量 = 10.0 g 滤渣质量（即不溶于水的杂质质量）= 2.0 g 因此，碳酸钙的质量 = 样品总质量 - 滤渣质量 = 10.0 g - 2.0 g = 8.0 g 碳酸钙的质量分数 = (碳酸钙的质量 / 样品总质量) × 100% = (8.0 g / 10.0 g) × 100% = 80%。   （3）设15g此石灰石样品充分反应生成的二氧化碳的质量为x。    答：15g此石灰石样品充分反应生成的二氧化碳的质量为5.28g。 （4）①过滤时得到的滤液浑浊，原因可能是滤纸破损、过滤器中的液面高于滤纸边缘等。   ②若滤渣未经洗涤直接干燥，滤渣上会附着可溶性的氯化钙等物质，导致滤渣质量偏大，从而测得的样品中碳酸钙的质量分数会偏小。 3．化学学习离不开实验。某学校化学兴趣小组的同学设计了如图所示的实验，用于验证质量守恒定律。    (1)反应前的天平平衡，然后将稀盐酸倒入烧杯中与碳酸钙充分反应后，再称量，观察到反应后天平不平衡，该反应 质量守恒定律（填“遵守”或“不遵守”）。反应后天平不平衡的原因是 。 (2)在不改变药品的情况下，改进该实验需要在 环境中。 (3)在化学反应前后，一定不变的是 （填数字序号），因此化学反应都遵循质量守恒定律。 ①原子种类  ②原子数目  ③分子种类  ④分子数目  ⑤元素种类  ⑥物质种类 (4)该兴趣小组根据质量守恒定律，对当地石灰石样品中碳酸钙的质量分数进行了研究，小组同学取石灰石样品，加入足量的稀盐酸中，进行实验（数据如下表，样品中其他成分不与稀盐酸反应）。请计算： 石灰石样品质量 烧杯和稀盐酸的总质量 反应后烧杯及烧杯内各物质总质量 20g 100g 113.4g ①生成的CO2的质量是 g。 ②样品中碳酸钙的质量分数 。（写出计算过程） 【答案】(1) 遵守 产生的二氧化碳气体逸散到空气中去了 (2)将装置改为密闭容器（合理即可） (3)①②⑤ (4) 6.6 解：设样品中碳酸钙的质量为x x＝15g                样品中碳酸钙的质量分数为：×100%＝75% 答：样品中碳酸钙的质量分数是75%。 【详解】（1）盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳、氯化钙、水，二氧化碳逸出未被称量，所以天平不平衡。一切化学反应均遵守质量守恒定律，所以该反应遵守质量守恒定律。天平不平衡是因为产生的二氧化碳气体逸散到空气中去了。 （2）防止生成的二氧化碳逸出则该反应可用于验证质量守恒定律。所以在不改变药品的情况下，改进该实验需要将装置改为密闭容器的环境中进行。 （3）化学反应的实质是分子拆分成原子，原子构成新的分子，所以反应前后原子的种类、数目、质量一定不变，原子种类不变则元素种类不变。有新物质生成，则分子种类和物质种类一定改变。分子数目、元素化合价可能改变。所以一定不变的是①②⑤。 （4）①反应前后减少的质量为逸出的二氧化碳的质量，则生成二氧化碳的质量为20g+100g-113.4g=6.6g。 ②详见答案。 4．探索物质的组成与结构 I.构建原子模型，认识物质组成规律 为了揭示原子结构的奥秘，人类经历了漫长的探索。 材料一：1803年，道尔顿在原子论中提出：物质由微小的不可再分的原子构成。 材料二：1897年，汤姆生发现原子内有带负电的微粒，否定了“原子不可再分”。 材料三：1911年，卢瑟福进行了著名的α粒子(α粒子由2个质子和2个中子构成)轰击金箔实验。结果发现：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，但是有少数α粒子却发生了较大角度的偏转，并且有极少数α粒子被金箔弹了回来。 材料四：1919年，卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子，发现一个α粒子留在了一个氮原子中，使氮原子变成了氧原子，同时有微粒从氮原子中被打出。 (1)汤姆生实验中，带负电的微粒是 。 (2)卢瑟福实验中使用的金箔是由 (填微观粒子的名称)构成的；通过卢瑟福实验，可推出的原子结构模型为 (填图1中字母)。 (3)当α粒子轰击金箔时，图2所示的运动轨迹不可能是 (填图2中字母)。 (4)请你分析材料四，推测被打出的微粒是 。该过程是否属于化学变化？请结合化学变化的微观本质进行回答： 。 (5)万物皆原子，原子是构成一切化学物质的基本单元。 图中是氢、氖、钠和氯的原子结构示意图。请以氖气、氯化氢和氯化钠三种物质为例，从原子直接或间接构成物质的角度，简要谈谈你对“原子是构成一切化学物质的基本单元”的理解： 。 Ⅱ.探索分子构成的奥秘 十九世纪初，科学家们提出早期的分子学说，部分观点如下： 观点1：分子不能用物理方法分割，化学方法可使它解离。 观点2：单质分子由同种原子构成，化合物分子由质子数不同的不同种原子构成。 观点3：分子质量大，原子质量小。 观点4：分子质量等于组成它的原子质量总和。 (6)根据以上材料回答问题： ①举例说明观点1是正确的 。 ②从元素角度谈谈你对观点2的认识 。 ③举例说明观点3的局限性 。 ④原子、分子质量很小，为计算和使用方便引入相对原子质量，结合观点4判断下列说法正确的是(填字母序号) 。 A．相对原子质量是采用以小比小使数值变大的计量原理 B．相对原子质量是一个原子质量与一个碳-12原子质量的比值 C．两种原子的相对原子质量之比与相对质量比没有必然联系。 (7)图中A、B是汽油中所含物质的分子结构模型。 观察A和B两种物质的分子结构模型，A分子和B分子的 构成相同(填“元素”、“原子”或“离子”)。你认为A和B的化学性质 (填“是”或“否”)相同。 Ⅲ.探究元素与物质组成的奥秘 1783年，拉瓦锡研究水的组成，装置示意图如图，将水加热成蒸气通过灼热的铁管，一段时间后，在出口处收集到一种可燃性气体。实验后称量发现水的质量减少，铁管质量增加。 (8)下列说法正确的是______。 A．实验中收集到的可燃性气体是氢气 B．铁在该实验中起催化作用 C．实验中水蒸气减少的质量等于铁管增加的质量 D．由该实验可得出“水不是一种元素” 【答案】(1)电子 (2) 原子/金原子 C (3)BC (4) 质子 不属于化学变化，化学变化中原子种类不变 (5)氖原子可以直接构成氖气；氢原子和氯原子先构成氯化氢分子，再间接构成氯化氢这种物质；氯原子和钠原子先变成氯离子和钠离子，再间接构成氯化钠这种物质 (6) 氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，在该反应中，氢分子分为氢原子，氧分子分为氧原子，氢原子和氧原子结合为水分子 单质由同种元素组成，化合物由不同种元素组成 氢分子比铁原子质量小 A (7) 原子 否 (8)AD 【详解】（1）汤姆生发现原子内有带负电的微粒，原子内部带负电的微粒是电子。 （2）金箔属于金属单质，是由原子构成的； 卢瑟福实验中，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，说明原子内部有很大的空间，有少数α粒子发生了较大角度的偏转，说明原子内部有带正电荷的微粒，有极少数α粒子被金箔弹了回来，说明原子内部存在质量较大的部分，故通过卢瑟福实验，可推出的原子结构模型为C。 （3）α粒子由2个质子和2个中子构成，则α粒子带正电，原子核也带正电，故当α粒子轰击金箔时，不可能出现被原子核吸引和靠近原子核的轨迹，故图2所示的运动轨迹不可能是BC。 （4）用加速了的高能α粒子轰击氮原子，发现一个α粒子留在了一个氮原子中，使氮原子变成了氧原子，一个α粒子由2个质子和2个中子构成，每个氮原子中含7个质子，每个氧原子中含8个质子，则被打出的微粒是质子； 原子是化学变化中的最小粒子，在化学变化中，原子种类不变，该过程中，原子种类发生了改变，故不属于化学变化。 （5）氖原子可以直接构成氖气；氢原子和氯原子先构成氯化氢分子，再间接构成氯化氢这种物质；氯原子和钠原子先变成氯离子和钠离子，再间接构成氯化钠这种物质，故原子是构成一切化学物质的基本单元。 （6）①在氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水的反应中，氢分子分为氢原子，氧分子分为氧原子，氢原子和氧原子结合为水分子，说明化学方法可使分子解离。 ②元素是质子数相同的一类原子的总称，单质分子由同种原子构成，说明单质由同种元素组成，化合物分子由质子数不同的不同种原子构成，则化合物由不同种元素组成。 ③分子比组成它的原子质量大，但是不是所有分子都比原子大，如氢分子比铁原子质量小。 ④A、原子的质量很小，书写和使用都不方便，故国际上一致同意采用相对原子质量，即以一种碳原子质量的为标准，其它原子的质量与它相比较所得到的比，作为这种原子的相对原子质量，故相对原子质量是采用以小比小使数值变大的计量原理，符合题意； B、相对原子质量是以一种碳原子质量的为标准，其它原子的质量与它相比较所得到的比，不符合题意； C、两种原子的相对质量比与两种原子的相对原子质量之比相等，不符合题意。 故选A。 （7）由图可知，A分子和B分子的原子构成相同，均是由碳原子和氢原子构成； A和B的分子结构不同，故化学性质不相同，故填：否； （8）A、将水加热成蒸气通过灼热的铁管，一段时间后，在出口处收集到一种可燃性气体，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含Fe、H、O，生成物中也应含Fe、H、O，故生成的可燃性气体是氢气，符合题意； B、反应后，铁管质量增加，而催化剂化学反应前后，质量不变，故铁不是催化剂，不符合题意； C、该反应应是铁和水蒸气在高温下反应生成铁的氧化物和氢气，故实验中水蒸气减少的质量等于铁管增加的质量与生成氢气的质量和，不符合题意； D、该反应应是铁和水蒸气在高温下反应生成铁的氧化物和氢气，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，生成物中含Fe、H、O，铁由铁元素组成，故水中一定含H、O元素，可得出“水不是一种元素”，符合题意。 故选AD。 5．关于燃烧的研究是一项重要的课题。 【燃烧条件的再探究】 查阅资料：白磷的着火点为40℃，红磷的着火点为240℃。 (1)当溶液与接触时，发生反应的化学方程式是 。 (2)向Y型管中挤入溶液后，观察到导管口开始产生气泡时，烧杯中白磷不燃烧，原因是 。一段时间后，白磷燃烧，此现象能够证明可燃物燃烧的条件是 。若证明可燃物燃烧的另一个条件，依据的现象是 。 【学以致用】 (3)写出下列事例中运用的灭火原理。 ①消防员用水灭火，其灭火原理是 。 ②妈妈关闭液化气阀门使火熄灭。其灭火原理是 。 (4)戴维发明了一种安全灯，采用一种网眼很小的普通金属网罩住火焰，使得金属网外的温度不会明显升高，这种灯在矿井里点燃不会引起可燃性气体的爆炸。结合燃烧条件请你分析可燃性气体不会爆炸的原因 。 (5)工人师傅进行金属切割或金属焊接时使用的氧炔焰是乙炔（）在氧气中燃烧产生的火焰。通过调节乙炔和氧气进气阀门，可控制氧炔焰的温度。若温度过低或燃烧产生黑烟时，应采取的措施是 ；乙炔在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，请写出该反应的化学方程式 。 (6)为了减少雾霾、降低大气中有害气体含量，研究机动车尾气中CO、及的排放意义重大。机动车尾气污染物的含量与“空/燃比”（空气与燃油气的体积比）的变化关系如图所示。随“空/燃比”增大，CO和的含量减少的原因是 。 (7)氧气含量不同物质燃烧的产物不同。若0.6g碳单质燃烧生成ag产物，且碳没有剩余，则a的取值范围是 。 【答案】(1) (2) 刚开始导管排出的气体主要是氮气，氮气不支持白磷燃烧 与氧气接触 红磷不能燃烧 (3) 使温度降低到可燃物的着火点以下 将可燃物撤离燃烧区，与火源隔离 (4)温度不能达到可燃物的着火点 (5) 调大氧气进气阀门，增大氧气的进入量 (6)空/燃比增大，氧气充足，燃油气能充分燃烧 (7) 【详解】（1）过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：； （2）向Y型管中挤入H2O2溶液后，观察到导管口开始产生气泡时，烧杯中白磷不燃烧，原因是刚开始导管排出的气体主要是氮气，氮气不支持白磷燃烧；一段时间后，排出的气体是氧气，白磷与氧气接触，发生燃烧，此现象能够证明可燃物燃烧的条件是需要氧气；红磷与氧气接触，但温度没有达到其着火点，不能燃烧，从而说明可燃物燃烧的另一个条件是温度达到可燃物的着火点； （3））①消防员用水灭火，其灭火原理是：水汽化时吸热，使温度降至可燃物的着火点以下； ②妈妈关闭液化气阀门使火熄灭，其灭火原理是：将可燃物撤离燃烧区，与火源隔离； （4）金属具有良好的导热性，金属网能够使外面的温度不会明显升高，使温度不能达到可燃物的着火点，故可燃性气体不会爆炸； （5）若温度过低或燃烧产生黑烟时，是由于可燃物不完全燃烧导致，应采取的措施是：调大氧气进气阀门，增大氧气的进入量；乙炔和氧气在点燃条件下生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：； （6）根据图示可知，随“空/燃比”增大，CO和的含量减少的原因是空/燃比增大，氧气充足，燃油气能充分燃烧； （7）如果碳燃烧完全生成二氧化碳，设生成二氧化碳的质量为x。 x=2.2g 如果碳燃烧完全生成一氧化碳，设生成一氧化碳的质量为y。 y=1.4g。 故a的取值范围是：1.4≤a≤2.2。 6．水是生命之源、万物之基，是人类宝贵的自然资源，我们每个人都要关心水、爱护水、节约用水。 (1)我国规定生活饮用水的水质必须达到下述四项指标：a.不得呈现异色  b.不得有异味  c.应澄清透明  d.不得含有细菌和病毒。其中“c指标”可以通过 操作达到。 (2)生活中可以采用 区分硬水和软水，可以通过 的方法降低水的硬度。 (3)某校化学兴趣小组同学发现，长期使用的热水壶底部有一层水垢，水垢的主要成分是碳酸钙。他们为了测定水垢中碳酸钙的含量，将足量质量分数为10%的盐酸加入到12.5g水垢中，产生CO2气体的情况如下图所示。 ①从图中可以看出，12.5g水垢与盐酸反应后生成的二氧化碳最多是 g。 ②水垢中碳酸钙的质量分数是 ？ 【答案】(1)过滤 (2) 肥皂水 煮沸 (3) 3.3 解：设反应掉的碳酸钙质量为x。 ×100%=60% 答：水垢中碳酸钙的质量分数是60%。 【详解】（1）过滤可以除去水中不溶性杂质，所以“c指标”可以通过过滤操作达到。 （2）用肥皂水可以检验硬水和软水，日常生活中常用煮沸的方法将硬水软化。 （3）据图可以看出成的二氧化碳最多是3.3g。 按照根据化学方程式简单计算步骤进行即可求出碳酸钙的质量。 根据碳酸钙质量即可算出水垢中碳酸钙的质量分数。详见答案。 7．低碳行动是人类应对全球变暖的重要举措，二氧化碳的资源化利用有多种途径。 I．CO2转化为甲醇(CH3OH) 我国科研人员已实现CO2和H2在加热和MoS2催化剂的条件下合成甲醇，反应如下：。 (1)合成甲醇是人工合成淀粉[(C6H10O5)n]的关键一步，反应原理示意图如图1所示。X的化学式 。 (2)CO2和H2可合成甲醇，甲醇燃烧又生成CO2、氢气、甲醇都被认为是“零碳”燃料，甲醇被认为是“零碳”燃料的理由是 。 II．CO2转化为葡萄糖(C6H12O6) 我国科研人员已成功将CO2还原合成葡萄糖，其过程可分为“电催化还原”和“生物合成”两个阶段。 第一阶段的部分反应原理如图2所示。 (3)写出图2所示反应的化学方程式 。 (4)绿色植物的 作用能吸收二氧化碳，释放氧气。计算4.4gCO2通过该作用可得到葡萄糖的质量 (写出计算过程)。[] 【答案】(1)H2O2 (2)甲醇燃烧产生的二氧化碳与合成甲醇所需的二氧化碳质量相等. (3) (4) 光合 18g 【详解】（1）由图可知，与氧气反应生成和X，2X分解生成水和氧气，根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素种类不变，则X是含有氢、氧两种元素的化合物且能分解生成水和氧气，则X为过氧化氢，其化学式为H2O2。 （2）二氧化碳和氢气可合成甲醇，化学方程式为：，44 质量的二氧化碳可合成甲醇为32，燃烧32份质量的甲醇，生成二氧化碳的质量为：,因此甲醇被认为是“零碳”燃料的理由是：,甲醇燃烧产生的二氧化碳与合成甲醇所需的二氧化碳质量相等。 （3）由图可知，二氧化碳在催化剂和通电条件下分解生成一氧化碳和氧气，化学方程式为： （4）绿色植物的光合作用能吸收二氧化碳，释放氧气。 解：设通过光合作用得到葡萄糖的质量为x 8．某兴趣小组开展“家用燃料的变迁与合理使用”跨学科实践活动。 任务一：做调查 调查发现家用燃料变迁的大致历程为： 《辍耕录》中记载：“杭人削松木为小片，其薄如纸，熔硫黄涂木片顶端分许，名曰发烛。” (1)将松木削薄为纸片状的目的是 。 (2)古人常用“发烛”点燃柴草，从燃烧条件分析，“发烛”作用是 。 任务二：探变化 (3)丙烷气体在加压或降温条件下转化为液态过程中，从微观角度分析发生变化的是 ；丙烷完全燃烧的微观过程如图1，参加反应的甲、乙两种物质的分子个数比为 。 (4)分析图2信息，煤炭被天然气替代的原因可能是 (答1点即可)。 (5)工业上可将水蒸气通过高温的煤层生成水煤气(和一种可燃性气体单质)，从而获得更高的热值。将含碳的煤炭与足量水蒸气在高温下充分反应，理论上能产生多少千克的一氧化碳？(请写出计算过程) 。 任务三：寻发展 全球首艘氨燃料动力集装箱船由上海船舶研究设计院自主研发设计。 (6)液氨被广泛认为是未来理想的清洁燃料。点燃氨气前需进行 ；氨气燃烧生成水和空气中含量最多的物质，反应的化学方程式为 。 (7)用煤、空气和水为原料合成氨气的工艺流程如图3所示： ①碳化塔中，通入部分的目的是除去 ，同时生成； ②合成塔中，生成的化学方程式为 。 【答案】(1)增大与氧气的接触面积，使燃烧更充分 (2)使温度达到柴草的着火点 (3) 分子间的间隔变小 1∶5 (4)天然气燃烧产生的二氧化硫少，更环保（或天然气燃烧放出的热量更高） (5)解：设理论上能产生一氧化碳的质量为x x=84kg 答：理论上能产生84千克的一氧化碳。 (6) 验纯 (7) 二氧化碳/CO2 【详解】（1）将松木削薄为纸片，能增大其与氧气的接触面积，从而使燃烧更充分。 （2）燃烧的条件是：可燃物；可燃物与氧气充分接触；温度达到可燃物的着火点。“发烛” 燃烧能放出热量，为柴草提供足够的热量，使柴草的温度达到着火点从而燃烧。 （3）丙烷由气态变为液态，是因为分子间的间隔变小； 根据微观示意图，该反应是C3H8（甲）、O2（乙）在点燃条件下反应生成CO2（丙）、H2O（丁），化学方程式为，所以参加反应的甲、乙分子个数比为1∶5。 （4）从图 2 可知，相同质量的天然气和煤相比，天然气燃烧产生的二氧化硫少，对环境的污染小；且天然气燃烧放出的热量更高。 （5）水蒸气（H2O）通过高温的煤层（C）生成水煤气(和一种可燃性气体单质)，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素种类不变，可知该气体单质是H2，则反应的化学方程式为。煤炭的质量为36kg，据此可通过化学方程式计算出所求一氧化碳的质量，详见答案。 （6）氨气是可燃性气体，点燃前需要验纯，防止发生爆炸； 氨气（NH3）燃烧生成水（H2O）和空气中含量最多的物质（N2），化学方程式为。 （7）①从流程图可知，通入部分NH3后，生成了NH4HCO3，同时除去了一种气体，结合进入碳化塔的气体成分，可知除去的是CO2； ②合成塔中氮气和氢气在高温、高压、催化剂条件下反应生成氨气，化学方程式为。 9．已知铂丝可作分解的催化剂。为加深对燃烧条件的认识，设计了如图所示实验装置。 【查阅资料】白磷着火点为40℃，红磷着火点为240℃。 (1)圆底烧瓶若安全管内液面上升太快，可通过 来缓解压强增大。 (2)打开弹簧夹，可观察到W型管中的现象为 。 (3)若要验证燃烧的条件之一是必须与充足的氧气接触，应对比观察 的现象。 (4)破坏燃烧条件可以灭火，避免火灾。如下图所示的“火立熄”是一种新型的家用灭火用品，其接触到火焰3~5秒后炸开，释放的粉末覆盖在可燃物上，同时放出不可燃气体，使火焰熄灭。“火立熄”的主要灭火原理是________（填标号）。 A．清除可燃物 B．降低可燃物的着火点 C．使可燃物与氧气隔绝 D．以上全是 (5)下列物质飘浮在空气中遇见明火不会发生爆炸的是________（填标号）。 A．天然气 B．五氧化二磷 C．酒精蒸气 D．面粉 (6)写出红磷充分燃烧的化学方程式 ，若红磷参加反应，至少需要 g氧气。 【答案】(1)向上提起H2O2溶液中的铂丝 (2)白磷燃烧产生白烟，而红磷不燃烧 (3)打开弹簧夹前后白磷是否燃烧 (4)C (5)B (6) 4P+5O22P2O5 40 【详解】（1）铂丝可作H2O2分解的催化剂，若安全管内液面上升太快，说明反应速率太快，可向上移动铂丝，使之离开液面，减慢反应速率。 （2）打开弹簧夹，红磷和白磷能和产生的氧气接触，由于白磷达到着火点，而红磷没有，则可观察到红磷不燃烧，白磷燃烧产生白烟。 （3）打开弹簧夹前，白磷没有与氧气接触，不燃烧，但打开弹簧夹后，白磷燃烧，对比可知燃烧需要与氧气接触。 （4）“火立熄”是一种新型的家用灭火用品，其接触到火焰3~5秒后炸开，释放的粉末覆盖在可燃物上，同时放出不可燃气体，使火焰熄灭，则“火立熄”的主要灭火原理是使可燃物与氧气隔绝，故选C。 （5）可燃性的气体或粉尘在空气中遇明火易发生爆炸，天然气、酒精蒸气属于可燃性气体，面粉属于可燃性粉尘，五氧化二磷不属于可燃性气体或粉尘，故选B。 （6）红磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，该反应的化学方程式为4P+5O22P2O5。设至少需要氧气的质量为x，，，x=40g，即若31g红磷参加反应，至少需要40g氧气。 10．阅读材料，回答问题。 16世纪初，瑞士医生西沙指出：当酸攻击金属时，可以产生一种气体。 1766年，卡文迪什率先认识到这种气体是一种不同于空气的新物质，将其称为“易燃空气”，并指出“易燃空气”可以在“脱燃空气”（氧气）中燃烧生成水。 1781年，卡文迪什向氢气与空气的混合物中点燃，发现烧瓶内壁会出现液滴，最终确认这种液滴就是纯净的水，由此证明氢元素是水的一种组分。卡文迪什又用纯氧代替空气进行实验，不仅证明了氢气和氧气能够发生化合反应生成水，而且确认了大约2体积氢气与1体积氧气能够恰好反应完全。 1783年，拉瓦锡重复了卡文迪什的实验，并与数学家拉普拉斯合作，通过定量实验不仅合成了水，而且将水成功地分解为氢气和氧气。通过实验数据分析和归纳，他得出结论：水不是一种元素，而是“易燃空气”和氧的化合物，并将这种可燃气体正式命名为氢，意为“来自水的元素”。 1785年，拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁制枪管将水转化为氢气，同时生成四氧化三铁。 (1)“易燃空气”与“脱燃空气”化学性质不同的原因是 。 (2)卡文迪什向氢气与空气的混合物中通电，出现液滴的化学方程式为 。 (3)同学们用如图装置模拟上述拉瓦锡的实验，实验后称量发现水的质量减少，铁管质量增加。下列说法正确的是______（填字母）。 A．点燃出口处的气体可以看到蓝紫色火焰 B．实验过程中水减少的质量等于铁管增加的质量 C．该实验得出水是由氢元素和氧元素组成的 (4)拉瓦锡不拘泥于旧理论，与数学家拉普拉斯合作，并利用定量实验以及数据分析和归纳，完成了卡文迪什关于“易燃空气”的研究工作，并用清晰的语言对实验结果作出了科学的解释。对此，你的启发是 。 【答案】(1)分子构成不同 (2) (3)C (4)在进行科学探究时，要以实验事实为依据，坚持自己的研究，不要轻易被他人的观点左右（合理即可） 【详解】（1）“易燃空气”（氢气）与“脱燃空气”（氧气）均由分子构成，由分子构成的物质，分子是保持它们化学性质的最小粒子，二者化学性质不同是因为其分子构成不同。 （2）向氢气与空气的混合物中点燃，出现液滴，即氢气和氧气在通电条件下反应生成水，反应的化学方程式为：。 （3）A、出口处气体为氢气，点燃出口处的气体可以看到淡蓝色火焰，A错误，不符题意； B、实验过程中铁管增加的质量是参与反应的水蒸气中氧元素的质量，所以水减少的质量等于铁管增加的质量与生成氢气的质量之和，B错误，不符合题意； C、根据水蒸气和铁在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气可知，水是由氢元素和氧元素组成的，C正确，符合题意。 故选C。 （4）拉瓦锡不拘泥于旧理论，与数学家拉普拉斯合作，并利用定量实验以及数据分析和归纳，完成了卡文迪什关于“易燃空气”的研究工作，并用清晰的语言对实验结果作出了科学的解释，这告诉我们在进行科学探究时，要以实验事实为依据，坚持自己的研究，不要轻易被他人的观点左右等。 11．习近平总书记曾说“绿水青山就是金山银山”。保护环境是全人类共同的责任与担当。 (1)大气中过多会导致 的加剧。科学家用“人工树叶”模拟光合作用，吸收并制得，实现“碳中和”。其反应的微观示意图如下：    ①通过微观示意图可知，化学反应前后原子的种类 。 ②写出该反应的化学方程式 。 (2)目前，人们使用的燃料大多来自化石燃料，如煤、 和天然气等。燃料的使用促进了经济的发展和生活水平的提高，但对环境也造成不良的影响。 ①煤燃烧时排放的 、等污染物，在空气中（或与空气反应生成的气体）溶于雨水，会形成酸雨。 ②氧气不充足时，燃料中的碳不能充分燃烧，产生黑烟，并且生成有毒的 等物质，浪费资源且污染空气。为使燃料充分燃烧通常考虑两点：一是 ；二是 。 (3)水是一切生命体生存所必需的物质。水体污染不仅影响工农业生产、 生产，破坏水生态系统，还会直接危害人体健康，城市中的生活用水是经自来水厂净化处理过的。下图是自来水厂净化水的主要步骤：    ①步骤①中常利用 溶于水后生成的胶状物对杂质的吸附，使杂质沉降。 ②步骤③中X试剂可以选用 。 ③步骤④的操作中，通入（二氧化氯）的目的是 。 【答案】(1) 温室效应 不改变 (2) 石油 燃烧时要有充足的氧气 燃料与氧气有充分的接触面积/燃烧时要有足够的空气/燃料与空气要有足够大的接触面 (3) 渔业 明矾 活性炭 杀菌消毒 【详解】（1）大气中CO2过多会导致温室效应的加剧； ①通过微观示意图可知，化学反应前后原子的种类不改变； ②由微观示意图可知，二氧化碳和水在一定条件下反应生成甲烷和氧气，该反应的化学方程式为：； （2）化石燃料包括煤、石油和天然气等； ①煤燃烧时排放的SO2、NO2等污染物，在空气中（或与空气反应生成的气体）溶于雨水，会形成酸雨； ②氧气不充足时，燃料中的碳不能充分燃烧，产生黑烟，并且生成有毒的CO等物质，浪费资源且污染空气；为使燃料充分燃烧通常考虑两点：一是燃烧时要有充足的氧气；二是燃料与氧气有充分的接触面积； （3）水体污染不仅影响工农业生产、渔业生产，破坏水生态系统，还会直接危害人体健康； ①步骤①中常利用明矾溶于水后生成的胶状物对杂质的吸附，使杂质沉降； ②步骤③吸附过程中X试剂可以选用活性炭，因为活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附色素和异味； ③步骤④的操作中，通入ClO2（二氧化氯）的目的是杀菌消毒。 12．某兴趣小组的同学为探究水的组成进行了下列实验： (1)图1实验中观察到火焰呈淡蓝色，烧杯内壁 。 (2)通电一段时间后，a、b、c管中剩余液面的高低顺序为 (由高到低排列)。检验b管内气体的操作是 。 (3)小组模拟拉瓦锡的实验过程，如图3，实验中水蒸气通过灼热的铁管并与铁发生反应，使铁管增重，内壁变黑(有四氧化三铁生成)，同时生成“易燃空气”。从冷凝区的出口b排出的物质是 (填化学式)。 (4)电解水可以制取氢气。在实验室里常用金属锌与稀硫酸反应来制取氢气，同时生成硫酸锌。根据化学方程式计算，要得到4g氢气，理论上需要金属锌的质量是多少？ 【答案】(1)出现水雾 (2) cba 把燃着的木条放在玻璃管尖嘴处，打开活塞，燃着的木条燃烧更旺，说明气体是氧气 (3)H2O (4)设理论上需要金属锌的质量是x x=130g 答：需要锌的质量是130g。 【详解】（1）氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，图1实验中观察到火焰呈淡蓝色，热的水蒸气遇到冷的烧杯内壁，凝结成水雾。 （2）电解水实验中，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，二者的体积比为1：2，通电一段时间后，a中产生的气体比b中多，因此a的液面比b低，由于a、b管中产生气体，气压增大，将水压入c中，c液面上升，故a、b、c管中剩余液面的高低顺序为cba。检验b管内气体的操作是把燃着的木条放在玻璃管尖嘴处，打开活塞，燃着的木条燃烧更旺，说明气体是氧气。 （3）从冷凝区的出口b排出的物质是反应后剩余的水蒸气冷凝成的水。 （4）见答案。 13．水是生命之源，人类从未停止过对水的研究。 (1)电解水化学反应方程式为 。 (2)下列说法正确的是______（填序号）。 A．实验1水中常会加入氢氧化钠溶液增强导电性 B．实验1能验证水的组成，实验2不能验证水的组成 C．实验2在点燃氢气前需要检验纯度 D．实验1中将燃着的木条放在乙端管口处，打开活塞，会观察到木条燃烧更旺 (3)为证明水不是由“水元素”组成的，拉瓦锡曾设计了水蒸气与铁反应的实验。模拟该实验如图所示，A杯中的水通过灼热的玻璃管，玻璃管中装有一定量的铁粉，在高温下水蒸气能与铁粉反应生成一种铁的氧化物和一种叫作“可燃空气”的气体单质，反应后剩余的水蒸气与生成的“可燃空气”一起通过冷水中的铜管后，可用B装置收集余下的气体。 ①实验中产生的“可燃空气”是 。 ②将气体通过放在冷水中的铜管，目的是 。 ③探究玻璃管中反应后剩余的固体成分： [查阅资料] a.铁粉及铁的氧化物的相关性质 铁及铁的氧化物 Fe2O3 FeO Fe3O4 Fe（铁粉） 颜色、状态 红色粉末 黑色粉末 黑色粉末 黑色粉末 能否被磁铁吸引 不能 不能 能 能 b.铁能与稀盐酸反应，生成铁的化合物与氢气。 c.铁的氧化物能与稀盐酸反应，生成铁的化合物与水。 [作出猜想] 猜想Ⅰ：Fe与Fe3O4  猜想Ⅱ：Fe3O4  猜想Ⅲ：Fe和Fe2O3  猜想Ⅳ：FeO和Fe3O4 [实验探究]步骤一：反应一段时间后，收集到的固体均为黑色，用磁铁靠近，黑色固体能全部被磁铁吸引。 步骤二： 实验操作 实验现象 实验结论 取少量黑色固体放入小试管中，加入稀盐酸，振荡 有气体生成 猜想 成立 ④[实验结论]写出铁粉与水蒸气反应的化学方程式 【答案】(1)2H2O2H2↑+O2↑ (2)ACD (3) 氢气/H2 将水蒸气冷凝 Ⅰ 3Fe+4H2OFe3O4+4H2 【详解】（1）水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，该反应的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑。 （2）A、实验1中，水的导电性较差，水中常会加入氢氧化钠溶液以增强导电性，故A选项说法正确； B、实验1中，水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据化学反应前后元素种类不变可知，水是由氢元素和氧元素组成的；实验2中，氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据化学反应前后元素种类不变可知，也可验证水是由氢元素和氧元素组成的，故B选项说法不正确； C、实验2在点燃氢气前需要检验纯度，以防点燃不纯的氢气引发爆炸，故C选项说法正确； D、在电解水实验中，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，二者的体积比为1：2，由实验1图示可知，乙端连接电源的正极，产生的是氧气，氧气具有助燃性，将燃着的木条放在乙端管口处，打开活塞，会观察到木条燃烧更旺，故D选项说法正确。 故选ACD。 （3）①水蒸气和铁粉在高温条件下反应生成一种铁的氧化物和一种叫作“可燃空气”的气体单质，单质是由同一种元素组成的纯净物，根据化学反应前后元素种类不变可知，反应物中含有氢、氧、铁三种元素，则“可燃空气”是由氢元素组成的单质，为氢气。②反应后剩余的水蒸气和“可燃空气”一起通过冷水中的铜管后，B中是纯净的“可燃空气”，由此可知，将气体通过放在冷水中的铜管，目的是将水蒸气冷凝。③Fe2O3是红色固体，FeO、铁粉、Fe3O4都是黑色固体，Fe2O3、FeO不能被磁铁吸引，铁粉、Fe3O4能被磁铁吸引，反应一段时间后，收集到的固体均为黑色，用磁铁靠近，黑色固体能全部被磁铁吸引，说明剩余固体不含Fe2O3、FeO；根据资料可知，铁能与稀盐酸反应，生成铁的化合物与氢气，而铁的氧化物能与稀盐酸反应，生成铁的化合物与水，取少量黑色固体放入小试管中，加入稀盐酸，振荡，有气体生成，说明剩余固体中有Fe，则猜想Ⅰ成立。④铁和水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，该反应的化学方程式为3Fe+4H2OFe3O4+4H2。 14．我国科学家研发的“液态阳光燃料合成”项目的工艺流程如下： (1)电解器中所用的电能是由 转化的。 (2)电解器中发生反应的化学方程式为 。 (3)合成器中发生反应的化学方程式为：，计算若88kg的完全反应生成的质量。请补全下列计算过程。 解：设生成的质量为x。 解得x=⑤ kg 答：生成的质量为_⑥__kg。 、 、 、 、 、 【答案】(1)太阳能 (2) (3) 44 44 32 88kg 64 64 【详解】（1）由图可知，电解器中所用的电能是由太阳能转化的，故填：太阳能； （2）电解器中发生的反应为水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，反应的化学方程式为，故填：； （3）解：设生成CH3OH的质量为x。 解得x=64kg 答：生成CH3OH的质量为64kg。 故填：44；44；32；88kg；64；64。 15．ZX中学的佳佳老师装了一瓶未经处理的珠江水带回实验室，让同学们按如图所示的流程净化此水。 (1)加入明矾的作用是 。 (2)实验室进行过滤操作时，下列做法正确的是 填字母。 A．玻璃棒的一端要靠在三层滤纸的一边 B．漏斗下端的管口要悬放在烧杯的中间 C．滤纸的边缘要略高于漏斗口 D．液面不能低于滤纸边缘 (3)过滤实验需将圆形滤纸折叠，正确的折叠顺序是 填“C”或“D”。 (4)自来水消毒过程中通常会发生如下化学反应，其反应的微观过程可用如图表示： ①如甲图所示，的A完全反应理论上消耗 g的B。 ②已知D物质不稳定，在光照作用下会生成C和气体E，请在乙图中补全微粒，要求符合质量守恒 。 【答案】(1)吸附水中悬浮杂质，使杂质沉降 (2)A (3)C (4) 【详解】（1）加入明矾的作用是吸附水中悬浮杂质，使杂质沉降； （2）过滤操作要遵循“一贴、二低、三靠”的原则。 A、玻璃棒的一端要靠在三层滤纸的一边，故说法正确； B、漏斗下端的管口要紧靠烧杯内壁，故说法错误； C、滤纸的边缘要低于漏斗的边缘，故说法错误； D、液面不能高于滤纸边缘，故说法错误； 故选A； （3）过滤时需要将圆形滤纸折叠处理，两次对折后应沿最外边一层打开，一边有三层滤纸，所以正确折叠顺序是如图中：； （4）①由微观反应示意图可知，甲图所示反应生成氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，化学方程式为，参加反应的水与氯气的质量比为18：71，若3.6g的水完全反应理论上消耗氯气的质量为：； ②HClO不稳定，在光照作用下会生成C和气体E，C是HCl，由质量守恒定律可知，气体E是氧气，应补充一个氧分子，图示为。 16．乙烯C2H4是重要的化工原料。我国科学家根据植物光合作用原理，研制出类叶绿素结构的“串联催化体系”，可以在太阳光和催化剂作用下分解水，再联合CO2制C2H4如图所示。 (1)反应1化学方程式为 ，与电解水制氢相比，该方法的优点是 。 (2)乙烯中碳元素和氢元素的质量比为 。 (3)若反应1中生成的36gH2参与到反应2：2CO2+6H2=C2H4+4H2O，则生成C2H4的质量为多少？（写出计算过程） (4)科学家们在设计反应器时，将反应器也做成像树叶一般的扁平式结构，请结合图，分析这种设计的目的是 。 (5)反应2生成的水全部循环利用，为使该过程持续发生，反应1还需要不断补充水，其原因是 。 【答案】(1) 节能环保 (2)6：1 (3)解：设生成C2H4的质量为x， x=84g 答：生成C2H4的质量为84g。 (4)增大光照面积 (5)反应②中H2与CO2反应生成水，而反应①需要水来分解产生H2和O2，根据化学方程式，反应①中消耗水的量大于反应②中生成水的量 【详解】（1）反应1为水在太阳光和催化剂1的作用下反应生成氢气和氧气，化学方程式为； 该转化过程可直接利用太阳能分解水，不需额外消耗电能，节能环保； （2）乙烯（C2H4）中碳、氢元素的质量比为（12×2）：（1×4）=6：1； （3）见答案； （4）反应需要光照，将反应器做成像树叶一般的扁平式结构，能增大光照面积，使反应更快更充分； （5）反应②中H2与CO2反应生成水和乙烯，而反应①需要水来分解产生H2和O2，反应①化学方程式为；反应②化学方程式为；由化学方程式可知，反应①生成2个氢分子，消耗2个水分子，即反应①生成6个氢分子，消耗6个水分子，而反应②消耗6个氢分子，生成4个水分子，反应①中消耗水的量大于反应②中生成水的量，所以反应②生成的水全部循环利用，为使该过程持续发生，反应①还需要不断补充水。 17．实验是学习和研究化学的重要途径。 (1)装置甲的实验用到了足量红磷，其反应的化学方程式为 ；反应结束后，待装置冷却至室温后，打开弹簧夹，图甲中试管容积为40mL，注射器活塞从10mL刻度处缓慢移动至 mL刻度处停止(误差忽略不计)。 (2)装置乙可进行电解水的实验。此实验可以得出水是由 组成的；在使 用a试管内气体前，从实验安全的角度考虑，应该首先进行的操作是 ；检验b试管中气体的方法是 。 (3)利用装置A和B，我们可以探究 化学反应前后物质的质量关系。 ①其中能达到实验目的的是 (填图中字母序号)。 ②图A所示实验：此实验中气球的主要作用 。 (4)化学方程式计算(写出计算过程)：实验室常用加热高锰酸钾的方法制取氧气，若产生3.2g氧气，则需要高锰酸钾的质量是多少？ 【答案】(1) 4P+5O22P2O5 2 (2) 氢元素和氧元素 验纯 将带火星的小木条伸入试管中，若复燃则是氧气 (3) A 平衡气压，防止橡胶塞被冲出 (4)解；设需要高锰酸钾的质量为x，则 x=31.6g 答：需要高锰酸钾的质量为31.6g。 【详解】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：； 由于氧气约占空气体积的五分之一，则活塞移动，则最终移动至10mL-8mL=2mL刻度处停止。 （2）电解水生成氢气和氧气，根据元素守恒，可知水是由氢、氧元素组成； a试管与电源负极相连，收集的为氢气，氢气不纯时点燃会发生爆炸，则使用前应验纯； b试管与电源正极相连，收集的为氧气，检验方法为：将带火星的小木条伸入试管中，若复燃则是氧气。 （3）①A中白磷燃烧消耗氧气，生成五氧化二磷，装置密闭，B中碳酸钠和盐酸反应生成二氧化碳气体，装置敞口，则A装置能达到实验目的。 ②白磷燃烧放热，装置中的压强增大，则气球的主要作用平衡气压，防止橡胶塞被冲出。 （4）见答案。 18．通常情况下，甲醛（HCHO）是一种无色有刺激性气味的气体，易挥发，易溶于水。它是室内装修最常见的污染物。 (1)刚装修后的房子里会闻到刺激性气味，这是因为 （从微观角度进行解释）。 (2)利用活性炭的 性可将甲醛从气态转化为固态存储。 (3)科学家经过研究发现利用某种催化剂可以有效去除甲醛，其反应原理的微观图如图，图中X表示的微粒符号为 。 (4)我国<室内空气质量标准>（GB/T18883-2002）规定室内空气中甲醛（HCHO）含量不得超过。甲醛的含量依据下列反应测定：。现将某装修后居室内空气样本1L通入高锰酸钾和硫酸的混合溶液。样本中的甲酸完全反应消粍的质量为。通过计算说明，该居室内空气中甲醛的含量是否符合国家标准。（已知：的相对分子质量为158。请将计算过程写在答题卡上） 【答案】(1)分子在不断运动 (2)吸附 (3)O2 (4)解：设1L样本中甲醛的质量为x。 解得：x=0.75×10-4 mg 样本空气中甲醛的含量为=0.75×10-4 mg＜ 1.00×10-4mg/L，符合国家规定的标准； 答：该居室内空气中甲醛的含量是符合国家标准。 【详解】（1）刚装修后的房子里会闻到刺激性气味，这是因为甲醛分子在不断地运动，向四周扩散，使人们闻到刺激性气味； （2）活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可利用活性炭的吸附性可将甲醛从气态转化为固态存储； （3）根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，反应前有3个碳原子、11个氧原子、6个氢原子，反应后已知物中有3个碳原子、9个氧原子、6个氢原子，则X中含有2个氧原子，即为O2； （4）见答案。 19．中国天宫空间站每名航天员每日需要氧气0.8kg，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NaClO3）；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。 (1)氯酸钠受热分解所需的能量来自于 。 (2)每名航天员4天所需O2共3.2kg，根据化学方程式2NaClO32NaCl+3O2↑计算，获得这些氧气理论上至少需要NaClO3的质量为多少？ (3)小组同学看到上面的信息后，做铁丝在氧气中燃烧的实验。回答下列问题： ①收集一瓶氧气供铁丝燃烧的实验使用，选择 装置收集氧气便于直接做该实验。若用装置D收集氧气，同学们应该进行的操作是 。 ②铁丝在氧气中燃烧的现象有 （至少答两点）。 【答案】(1)铁粉剧烈燃烧 (2)设理论上至少需要NaClO3的质量为x x＝7.1kg 答：理论上至少需要NaClO3的质量为7.1kg。 (3) C 将氧气从a端通入 剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体 【详解】（1）由题意可知，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）见答案。 （3）①收集一瓶氧气供铁丝燃烧的实验使用，选择C装置（排水法）收集氧气方便预留少量水，便于直接做该实验；若用D装置收集氧气，氧气的密度比空气大，应该将氧气从a端通入； ②铁丝在氧气中燃烧的现象有剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体。 20．水是人类宝贵的自然资源。请回答下列问题。     (1)用如图甲所示的装置进行电解水实验，反应的化学方程式为 。a、b两玻璃管中收集到的气体体积比约为 ，用燃着的木条检验试管b中产生的气体，观察到的现象是 。 (2)图乙是自来水厂净化水的主要步骤。在实验室中，步骤②用到玻璃棒，其作用是 ，X试剂通常是 。 (3)步骤④一般是向水中通入氯气。氯气与水反应示意图如丙图，该反应的化学方程式为 。 (4)下列实验能证明水是由氢元素和氧元素组成的是 （填字母序号）。 A．氢气在氧气中燃烧 B．水的蒸发 C．水的电解 D．水的净化 【答案】(1) 1∶2 气体燃烧，发出淡蓝色火焰 (2) 引流 活性炭 (3) (4)AC 【详解】（1）电解水生成氢气和氧气，反应的化学方程式为； 由于电解水生成的氢气和氧气的体积比为2：1，图中a收集的气体较少，则图a收集的气体为氧气，图b收集的气体为氢气，则a、b两玻璃管中收集到的气体体积比约为1：2；由于氢气具有可燃性，则用燃着的木条检验试管b中产生的气体，观察到的现象是气体燃烧，发出淡蓝色火焰。 （2）过滤时玻璃棒的作用是引流；活性炭具有吸附性，可吸附水中的颜色和异味，则X试剂为活性炭。 （3）由图可知，反应物为Cl2和H2O，生成物为HCl和HClO，反应的化学方程式为。 （4）A、氢气在氧气中燃烧生成水，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据“反应前后元素种类不变”可知，水是由氢元素和氧元素组成，该选项符合题意； B、水蒸发过程中没有新物质生成，不能证明水是由氢元素和氧元素组成，该选项不符合题意； C、电解水生成氢气和氧气，根据“反应前后元素种类不变”可知，水是由氢元素和氧元素组成，该选项符合题意； D、水的净化的过程中水并没有发生化学变化，则不能证明水是由氢元素和氧元素组成，该选项不符合题意。 故选AC。 21．2024年3月22日是第三十二届“世界水日”。请回答下列问题： (1)下列做法不利于保护水资源的是___________(填字母) A．洗手接洗手液时不关水龙头 B．农业上合理使用化肥和农药 C．园林浇灌采用大水浸灌 D．生活中提倡“一水多用” (2)游泳馆的水可以实现全年不换依旧干净清澈，其中的奥秘源自于下图的水循环系统。 ①已知硅藻土为多孔结构，其孔隙最小可达1-2微米，可阻隔固体颗粒，去除悬浮物，硅藻土还可脱色、除味，这是利用了硅藻土的 性。 ②尿素的化学式为CO(NH2)2，其中碳、氮元素的质量比为 (填最简整数比)。 ③60g尿素中含有氮元素的质量为 g。 (3)ClO2是常用的自来水消毒剂，下图为制取ClO2反应的微观示意图。 ①写出该反应的化学方程式 。 ②以上物质中属于单质的是 (填化学式)。 ③标出丁物质中氯元素的化合价 。 【答案】(1)AC (2) 吸附性 3:7 28 (3) Cl2 【详解】（1）A、洗手接洗手液时不关水龙头，会造成水的浪费，不利于保护水资源，此项符合题意； B、农业上合理使用化肥和农药可提高农作物产量，同时也对环境造成影响也较小，此项不符合题意； C、园林浇灌采用大水浸灌造成水资源浪费，可改用滴灌等方式，此项符合题意； D、一水多用可以节约用水，此项不符合题意。 故选AC。 （2）①硅藻土可以脱色和除味，作用与活性炭相似，说明它具有吸附性； ②CO(NH2)2中碳元素与氮元素的质量比为； ③60g尿素中氮元素的质量为：。 （3）①根据质量守恒定律，化学反应前后元素的总类不变，原子的种类和个数都不变，将元素符号带入微观示意图，再进行配平得Cl2+2NaClO2=2ClO2+2NaCl ； ②由同种元素组成的纯净物是单质，以上物质中只有甲（氯气）是单质，化学式Cl2 ； ③丁物质是氯化钠，钠的化合价为+1，氯的化合价为-1，即。 22．水是一切生物体的最基本组成成分。 (1)新鲜蔬菜中都含有水，设计生活中的验证实验方案： 。 (2)人每天都要补充一定量的水以维持体内水分的平衡。查阅资料已知：①成年人每天吃的食物中本身含水约750mL，且食物再通过氧化产生水约350mL。②成年人每天以尿、汗、呼气和大便等形式排出体外的水分别约为1700mL、500mL、400mL和150mL。上述成年人在上述情况下每天还需要补充 mL水，才能维持体内的水分平衡。若市售某饮用水每瓶的净含量为550mL，该成年人每天需瓶。喝 瓶。 (3)在电解水实验中(如图)，检验两个玻璃管尖嘴口气体的操作方法及现象是 。 (4)若太空空间站用电解水的方法制取100kg氧气作原料，需要消耗水的质量是多少？(根据化学方程式进行计算，写出计算过程。) 【答案】(1)将新鲜蔬菜放到锅里加热，一段时间后打开锅盖，锅盖上有水滴。则可证明 (2) 1650 3 (3)将燃着的木条分别放在两个玻璃管尖嘴口，打开活塞，可观察到a口木条燃烧更旺，b口气体燃烧，且发出淡蓝色火焰 (4)设需要水的质量为x，则解得x=112.5kg答：需要消耗水的质量是112.5kg。 【详解】（1）将新鲜蔬菜放到锅里加热，一段时间后打开锅盖，锅盖上有水滴，说明新鲜蔬菜中都含有水。 （2）成年人每天排出体外的水约为1700mL+500mL+400mL+150mL=2750mL，则还需补充2750mL-350mL-750mL=1650mL； 若某饮用水每瓶的净含量为550mL，则该成年人需喝瓶。 （3）电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，氧气具有助燃性，氢气具有可燃性，由图可知，a与电源正极相连，收集的气体为氧气，则可将燃着的木条分别放在两个玻璃管尖嘴口，打开活塞，可观察到a口木条燃烧更旺，b口气体燃烧，且发出淡蓝色火焰。 （4）见答案。 23．空气是人类生活生产重要的资源。 Ⅰ．空气与农业 竹子（如图1）是“有节、中空、四季常绿”的植物。“中空”的竹子里主要含有三种气体：氮气、氧气和二氧化碳，气体的平均密度大于空气。 如下是探究竹子里的气体中氧气含量的实验过程： 实验一：收集一瓶竹子里的气体。将一节竹子浸没在水中，在竹子上钻孔，用总体积为250mL的集气瓶收集一瓶竹子里的气体。方法如图2。 实验二：粗略测定竹子里气体中氧气的含量。实验步骤及现象： ①利用实验一收集到的气体，按照图3装置连接好实验装置。 ②关闭止水夹，用酒精灯加热瓶外铜丝一段时间，发现白磷燃烧，同时螺旋状铜丝的颜色由亮红色变成黑色。 ③白磷停止燃烧后撤离酒精灯，等到集气瓶冷却至室温后，打开止水夹，有水倒吸入集气瓶内，倒吸入瓶内的水的体积约为25mL。 实验说明： A．白磷燃烧需要的温度较低（约40℃），性质与红磷相似。 B．实验一和二中，忽略竹子里的气体在水中溶解性的影响。 (1)步骤②中，瓶外加热的铜丝能引燃瓶内的白磷是利用了铜丝的 性。 (2)步骤②中白磷燃烧的化学方程式： 。 (3)根据以上实验，可以得到的实验结论是：氧气在竹子里气体中的体积分数约为 。 Ⅱ．空气与工业 以氢气（）和氮（）为原料合成氨（）对人类的发展有着重要的贡献。合成氨的流程可表示如图，请结合所学知识回答有关问题： (4)反应前先对焦炭进行粉碎，目的是 。 (5)氨气加压降温后可转化成液态，从微观粒子角度分析原因是 。 (6)氮气和氢气合成氨的化学方程式： ； (7)根据表中的数据回答问题。 物质 沸点/℃（Pa） -252 -195.8 -33.35 在Pa时，欲将与、分离，最好将温度控制在以下哪个温度______。 A．-260℃ B．-200℃ C．-35℃ D．0℃ (8)在流程图中可循环利用的物质是 。 【答案】(1)导热 (2) (3)10% (4)增大反应物的接触面积，加快反应速率 (5)压强增大、温度降低，氨气分子间的间隔变小 (6) (7)C (8)N2、H2 【详解】（1）瓶外加热铜丝，铜丝能将热量传递给瓶内白磷，使白磷温度达到着火点从而燃烧，利用的是铜丝的导热性。 （2）白磷燃烧是白磷和氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，化学方程式为。 （3）集气瓶总体积为250mL，倒吸入瓶内水的体积约为25mL，这部分水的体积近似等于消耗氧气的体积，所以氧气在竹子里气体中的体积分数为。 （4）将焦炭粉碎，可增大焦炭与水蒸气等反应物的接触面积，使反应更充分，加快反应速率。 （5）从微观角度，加压降温时，氨气分子间间隔变小，由气态变为液态。 （6）氮气和氢气在催化剂、高温高压条件下反应生成氨气，化学方程式为。 （7）要将NH3与N2、H2分离，需使氨气处于液态，而氮气和氢气汽化。根据表格信息，氨气沸点为−33.35℃ ，−35℃时氨气为液态，氮气和氢气沸点更低，此时处于气态，可实现分离。 故选C。 （8）由流程图可知，生成NH3后剩余的N2、H2又回到反应体系继续参与反应，所以可循环利用的物质是N2、H2。 24．某化学兴趣小组以“探究燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。 【任务一】 认识“燃烧” (1)酒精、煤（含硫）、天然气（主要成分为甲烷CH4）是生活中常见的燃料，下列不属于三者燃烧共同的现象是 （填序号）。 A．发光 B．产生有刺激性气味的气体 C．放热 D．产生使澄清石灰水变浑浊的气体 (2)写出天然气在空气中完全燃烧的化学方程式： 。 【任务二】 探究“燃烧的条件及质量变化” 该小组同学按下列实验步骤开展探究。 步骤1：室温下，按如图-1组装装置，装入药品，称量装置总质量为m1g。 步骤2：将锥形瓶浸入80℃的热水中，观察现象。 步骤3：取出装置，恢复至室温并擦干锥形瓶；打开止水夹K1和K2，从K1处缓慢通入约50mL氧气，再关闭K1和K2，称量装置总质量为m2g。 步骤4：将锥形瓶再次浸入80℃的热水中，观察现象。 步骤5：取出装置，恢复至室温并擦干锥形瓶，称量装置总质量为m3g。 (3)通过上述实验，能证明燃烧需要氧气的实验现象是 。 (4)m1、m2、m3的大小关系是 。 【任务三】 探究“灭火效果” (5)如图-2所示，向燃烧器内通入CH4和空气，点燃，待火焰稳定后，再从进口A分别通入CO2、N2、He，改变通入的三种气体用量，测得火焰刚好熄灭 时，通入的CO2、N2、He在混合器中的体积分数如下表所示。 气体 CO2 N2 He 体积分数/% 17.65 27.15 23.84 三种气体中灭火效果最好的是 （填化学式）。 (6)向燃烧器内通入CH4和空气，点燃，待火焰稳定后，从进口A通入CO2，进口B加入KHCO3粉末。KHCO3灭火的原理较复杂。KHCO3受热分解时吸收能量，反应的化学方程式为 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2↑+ H2O↑。以初中所学燃烧和灭火的原理分析，KHCO3可用于灭火的原因有 。 【任务四】 再探“铁的燃烧” 资料：颗粒直径为20-30nm的铁粉，在空气中会发生自燃生成氧化铁。结合已有知识回答： (7)影响铁燃烧的因素有 、 。 (8)铁与氧气反应的条件不同，生成物可能是氧化亚铁、四氧化三铁或氧化铁。若5.6克铁与氧气反应可得a 克产物，且铁无剩余，则a的取值范围是 。(保留计算过程) 【答案】(1)B (2)CH4 + 2O2CO2 + 2H2O (3)步骤2中白磷不燃烧，步骤4中白磷燃烧 (4)m1 > m2 = m3 (5)CO2 (6)KHCO3分解吸收能量，产生水蒸发吸收能量，使温度降到可燃物着火点以下；KHCO3分解产生CO2，能隔绝O2 (7) 氧气浓度或含量 与氧气的接触面积或颗粒大小 (8) 解：铁与氧气反应可能有三种产物，分别为FeO、Fe2O3、Fe3O4，且铁无剩余； 若产物全为FeO，设其质量为x， 则 解得x=7.2g； 若产物全为Fe2O3，设其质量为y， 则 解得y=8.0g； 若产物全为Fe3O4，设其质量为z， 则 解得z≈7.73g 由于不确定产物情况，故a的取值范围是7.2≤a≤8.0。 【详解】（1）酒精、煤（含硫）、天然气燃烧都能发光、发热并且产生二氧化碳气体使澄清的石灰水变浑浊，但是只有煤中含有硫会产生有刺激性气味的二氧化硫气体，故选：B； （2）天然气的主要成分是甲烷，在空气中完全燃烧，生成二氧化碳和水，化学方程式为； （3）通过上述实验，能证明燃烧需要氧气的实验现象是步骤2中，隔绝氧气，白磷未燃烧，步骤4中，通入氧气，白磷燃烧，产生白烟； （4）一开始锥形瓶充满二氧化碳，步骤3中通入50mL氧气，二氧化碳的密度比氧气大，故m1>m2，步骤4中白磷燃烧消耗了氧气，但是反应在密闭容器中进行，根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，步骤5中恢复室温擦干锥形瓶，故m2=m3，因此m1>m2=m3； （5）由表中数据可知，火焰刚好熄灭时，所需二氧化碳的体积分数最小，说明三种气体中灭火效果最好的是CO2； （6）由于碳酸氢钾受热分解时吸收能量，且碳酸氢钾受热分解生成碳酸钾、水和二氧化碳，水蒸发吸热，故可降低温度至可燃物的着火点以下，达到灭火的目的，二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，且密度比空气大，分解生成的二氧化碳可覆盖在可燃物表面，隔绝氧气，达到灭火的目的； （7）铁在空气中不能燃烧，在氧气中能燃烧，说明影响铁燃烧的因素有氧气的浓度，颗粒直径为20~30nm的铁粉，在空气中会发生自燃生成氧化铁，说明与氧气的接触面积或颗粒大小可以影响铁的燃烧，故影响铁燃烧的因素有：与氧气的接触面积或颗粒大小、氧气的浓度或温度； （8）见答案。 25．化学链燃烧技术指用载氧体（金属氧化物）将空气中的氧传输至燃料的新技术。基于载氧体的甲烷化学链燃烧技术如图1所示： (1)空气反应器中与 发生化合反应生成CuO。 (2)在燃料反应器中发生如下反应：，若要使充分反应，至少需要CuO的质量为多少？（写出计算过程） (3)从空气反应器排出的气体中体积分数随反应温度的变化关系如图2所示。空气反应器中最适宜的反应温度范围是 （填字母）。 a．800~900℃    b．900~1000℃    c．1000~1030℃    d．1030-1100℃ 【答案】(1)氧气 (2)解：需要CuO的质量为x 答：需要CuO的质量为128kg。 (3)a 【详解】（1）根据流程图可知，空气反应器中Cu2O与氧气（O2）发生化合反应生成CuO； （2）见答案； （3）由图可知，随着反应温度升高，从空气反应器排出的气体中氧气体积分数逐渐增大，即反应的氧气逐渐减少，所以空气反应器中最适宜的反应温度范围是800~900°C，此时排出的氧气最少，参与反应的氧气最多； 故选a。 26．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。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，其工作温度在以上。 (3)由图1可知，透过钯膜的微观粒子是 。（写符号） (4)由图2可知，透氢量与钯膜两侧氢气压强差的关系是 。 (5)图3中，开始工作时须先通排净装置中空气，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： (6)写出燃料电池中反应的方程式： 。 (7)汽油燃烧可产生二氧化碳，能让小型家用汽车平均行驶约20公里。氢气能让同类型气汽车平均行驶约150公里。若用氢气替代汽油，理论上每消耗氢气，能够减少多少二氧化碳排放？ 。 【答案】(1)分子之间的间隔 (2) (3)H (4)在一定温度时，钯膜两侧氢气压强差越大，透氢量越大 (5)防止升温（或加热）时氢气和空气的混合物发生爆炸 (6) (7)1kg汽油燃烧能让小型家用汽车平均行驶约20公里，1kg氢气能让同类型气汽车平均行驶约150公里。若用氢气替代汽油，理论上每消耗1kg氢气汽车行驶的里程相当于7.5kg汽油燃烧汽车行驶的里程，氢气燃烧生成水，没有二氧化碳生成，由1kg汽油燃烧可产生3.2kg二氧化碳可知，减少二氧化碳的排放的质量为7.5×3.2kg=24kg。 【详解】（1）蒸发器中液态的甲醇和水变为气态的甲醇和水，该过程中甲醇分子和水分子之间的间隔发生改变，间隔变大； （2）由流程图可知，甲醇和水在一定条件下反应生成氢气和二氧化碳，该反应的化学方程式为； （3）由图1可知，透过钯膜的粒子是氢原子，符号表示为H； （4）由图2可知，透氢量与钯膜两侧氢气压强差的关系是在一定温度时，钯膜两侧氢气压强差越大，透氢量越大； （5）图3中，开始工作时须先通N2排净装置中空气，再通原料氢气，氢气具有可燃性，其目的是防止升温（或加热）时氢气和空气的混合物发生爆炸； （6）氢气和氧气在铂催化剂的催化条件下反应生成水，该反应的方程式为； （7）见答案。 27．氢气被看作是理想的“绿色能源”，氢气的制备和储存是目前的研究热点。 (一)甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一，主要流程如下： (1)甲烷和水蒸气反应的化学方程式是 。 (2)用CaO可以将除去转化为，体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图1所示。从时开始，体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率 (填“升高”、“降低”或“不变”)。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，结合反应解释原因： 。 (二)图2是利用贮氢合金通过化学反应贮存氢气的方法。 资料：是一种贮氢合金，在高温下能与氧气反应。 吸氢后生成和合金。 和HCl反应的化学方程式为。 (3)循环制氢反应中得到的氢气和氧气的质量比为 ； (4)贮氢反应中通入氩气的目的是 ； (5)反应2产生的氢气质量 (填“>”、“<”或“=”)反应3所得混合物与足量稀盐酸反应生成的氢气质量。 【答案】(1) (2) 降低 生成的碳酸钙覆盖在氧化钙表面，阻碍了二氧化碳与氧化钙的继续进行 (3)1:8 (4)作保护气，防止金属镁、铜在高温下与氧气反应 (5)< 【详解】（1）据流程图可知甲烷和水蒸气在催化剂和650℃的条件下反应生成二氧化碳和氢气，反应的化学方程式为：； （2）据图可以看出，从t1时开始，H2体积分数显著降低，CaO消耗率变得平缓，即单位时间CaO消耗率降低。由于CaO可以将除去转化为，生成的碳酸钙覆盖在氧化钙的表面，减少了氧化钙与二氧化碳的接触面积，导致吸收效率降低，甚至失效； （3）由题意可知循环制氢过程相当于水的分解，所以生成氢气和氧气的质量比等于水中氢元素和氧元素的质量比，即(1×2) :16=1：8； （4）镁和氧气反应会生成氧化镁，铜和氧气反应会生成氧化铜，所以反应3中氩气作保护气，防止金属镁、铜在高温下与氧气反应； （5）由图示可知，反应2产生的氢气是由水分解得到的，并且其中的氢元素全部转化为MgH2，而反应3是MgH2+2HCl=MgCl2+2H2↑，里面多了盐酸中的氢元素质量，故填:<。 28．我国明代科学技术典籍《天工开物》中记载，松木在密封严实的窑中燃烧可得到松烟和木炭，松烟可用于制墨；木炭与孔雀石[主要成分是在炉火中煅烧可制得铜（如下图所示）。已知A为黑色金属氧化物固体，B为生活中最常见的液体。 回答下列问题： (1)B是 。 (2)用墨汁书写的字能长时间不变色的原因是 。 (3)反应①的化学方程式为 。 (4)某实验需12.8g新制的铜粉，根据化学方程式②计算，物质A至少需要多少克？ 【答案】(1)H2O (2)在常温下，碳的化学性质稳定 (3)Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2↑ (4)设：物质A质量至少需要x。 x=16g 答：物质A至少需要16g。 【分析】碱式碳酸铜在加热的条件下生成氧化铜、水和二氧化碳，A为黑色金属氧化物固体，B为生活中最常见的液体，A是氧化铜，B是水，经过验证，推断正确。 【详解】（1）B是水，化学式为H2O； （2）用墨汁书写的字能长时间不变色的原因是：在常温下，碳的化学性质稳定； （3）反应①是碱式碳酸铜在加热的条件下生成氧化铜、水和二氧化碳，化学方程式为：Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2↑； （4）见答案。 29．亚硝酸钠(NaNO2)外观与氯化钠相似，易溶于水，有毒。在肉类制品加工中常少量添加，用作发色剂、防腐剂，能改善腌制品的外观和风味，某兴趣小组对此开展如下探究： 探究一    认识NaNO2 (1)组成：亚硝酸钠与氯化钠相比，钠元素质量分数更高的物质是 。 (2)物理性质：NaNO2被称为“工业盐”，与氯化钠一样也具有咸味，从组成分析，两种盐具有咸味的可能原因是 。 (3)化学性质：暴露在空气中的NaNO2会与氧气反应生成无毒的硝酸钠，该反应的化学方程式 。 探究二    影响腌鱼中NaNO2含量的因素 取不同质量比的鱼和盐进行腌制，采集不同时间、温度的实验数据如下： 【实验1】鱼、盐质量比3：1时，两种温度下亚硝酸盐含量与时间关系如图所示： (4)实验可得：影响腌鱼中亚硝酸盐含量的因素有 。 【实验2】室温下，不同鱼、盐质量比的腌鱼中亚硝酸盐含量(mg/kg)随时间的变化的数据如表： 时间/天 0 2 4 6 8 10 12 14 16 鱼、盐质量比8：1 0.32 1.35 1.81 1.30 1.61 1.18 0.91 0.86 0.99 鱼、盐质量比5：1 x 0.47 0.43 0.41 0.90 0.68 0.65 0.60 0.72 鱼、盐质量比3：1 0.32 0.38 0.49 0.61 0.35 0.82 0.44 0.39 0.49 (5)表中x= 。依据表中数据分析，欲使腌鱼中亚硝酸盐含量保持较低，合理建议是 。 探究三    工业废水中NaNO2的处理 (6)某工厂的金属切割加工废液中含有5%的NaNO2，为了防止亚硝酸钠污染环境，可以用氯化铵溶液处理废液(反应原理：NH4Cl+NaNO2NaCl+2H2O+N2↑)，若工厂需处理138kg废液，计算至少需消耗NH4Cl的质量(写出计算过程)。 【答案】(1)氯化钠 (2)两种盐中都含有Na+ (3) (4)温度、腌制时间 (5) 0.32 腌制时，鱼、盐的质量比不能太高 (6)解：设需要消耗氯化铵的质量为x。 答：需要消耗氯化铵的质量为5.35kg。 【详解】（1）亚硝酸钠中钠元素的质量分数为，氯化钠中钠元素的质量分数为，则亚硝酸钠与氯化钠相比，钠元素质量分数更高的物质是氯化钠； （2）被称为“工业盐”，与氯化钠一样也具有咸味，从组成分析，两种盐具有咸味的可能原因是两种盐中都含有； （3）亚硝酸钠与氧气反应生成硝酸钠，化学方程式为； （4）由图可知，影响腌鱼中亚硝酸盐含量的因素有温度、腌制时间； （5）实验2中，探究室温下，不同鱼、盐质量比的腌鱼中亚硝酸盐含量随时间的变化关系时，应控制实验开始时鱼、盐中亚硝酸盐含量相同，故表中x=0.32； 由表格数据可知，其他条件相同时，鱼、盐质量比越大，亚硝酸盐出现的时间越早、含量越大，因此欲使腌鱼中亚硝酸盐含量保持较低，合理建议是腌制时，鱼、盐的质量比不能太高； （6）计算过程见答案。 30．二氧化锰因应用广泛而备受关注。某研究小组用废旧电池炭包制备纯MnO2制备流程如图所示。 已知：①焙烧MnCO3制取MnO2的化学方程式为2MnCO3+O22CO2+2MnO2。 ②Mn相对原子质量为55。 请回答下列问题： (1)加入Na2CO3溶液后发生反应的基本反应类型为 ；过滤Ⅱ得到的滤液中属于盐的成分有 ；过滤Ⅱ后洗涤滤渣，证明滤渣已洗净的方法：向最后一次洗涤液中滴加几滴 (填化学式)溶液，若无沉淀或浑浊，则说明滤渣已洗净。 (2)试根据化学方程式计算：通过焙烧制得34.8gMnO2最少需要MnCO3质量是多少？(请写出计算过程) (3)焙烧MnCO3的过程中，固体产物的质量和成分随温度的变化如下图所示，则焙烧MnCO3制取MnO2应该控制反应温度不高于 ℃，若把焙烧46.0g MnCO3温度控制在600℃，充分反应后的固体产物质量为 g。(保留一位小数) 【答案】(1) 复分解反应 硫酸钠/Na2SO4 BaCl2 (2)解：设设焙烧制得34.8gMnO2最少需要MnCO3质量是x， x=46g 答：通过焙烧制得34.8gMnO2最少需要MnCO3质量是46g。 (3) 300 31.6 【详解】（1）加入Na2CO3溶液后，碳酸钠和硫酸锰反应生成碳酸锰沉淀和硫酸钠，发生反应的化学方程式为：Na2CO3+MnSO4=Na2SO4+MnCO3↓，该反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物，所属的基本反应类型为复分解反应； 过滤Ⅱ得到的滤液中属于盐的成分有Na2SO4；过滤II后洗涤滤渣，证明滤渣已洗净，即为验证最后一次洗涤液中不含有硫酸钠，方法为：取最后一次洗涤液于试管中，滴加氯化钡（BaCl2）溶液，不产生沉淀，说明溶液中不含有硫酸钠，则滤渣已洗净； （2）见答案； （3）根据图示可知，当温度为300℃时，固体全部为MnO2，但固体高于300℃时，固体变为其他，故焙烧MnCO3制取MnO2应该控制反应温度不高于300℃； 46.0gMnCO3中锰元素的质量为46.0g××100%=22g；若把焙烧46.0gMnCO3温度控制在600℃，得到Mn2O3固体，设Mn2O3固体的质量为x，根据锰元素质量守恒，则有：x××100%=22g，解得x=31.6g。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $