内容正文:
专题18 综合应用题
三年考情概览:解读近三年命题思路和内容要求,统计真题考查情况。
典型真题精析:代表性真题分类精讲并点评命题规律,设置仿照题目。
近年真题精选:分类精选近年真题,把握命题趋势。
易错易混速记:归纳串联解题必备知识,总结易错易混点。
中考模拟探源:精选适量最新模拟题,发掘中考命题之源。
考向
近三年考查统计
考向一 物质制备类
2025·无锡卷第11题
2025·扬州卷第24(1)①题
2024·镇江卷第1题
2024·常州卷第2题
2023·无锡卷第4题
考向二 生活环境类
2025·扬州卷第5题
2025·苏州卷第5题
2024·镇江卷第4题
2024·南通卷第2题
2024·扬州卷第16题
考向三 科技前沿类
2025·南通卷第15(1)①题
2025·无锡卷第14题
2024·扬州卷第16题
考向四 项目化研究
2025·连云港卷第13(3)①题
2025·常州卷第21题
2024·南通卷第8题
考向一 物质制备类
【典题1】(2025·江苏淮安·中考真题)锰及其化合物在生产、生活中具有广泛的应用。
(1)锰元素在元素周期表中的信息及原子结构示意图如图1所示。下列有关说法正确的是________(填序号)。
A.图1中 B.锰元素属于非金属元素
C.锰元素的原子序数为25 D.锰元素的相对原子质量为54.94 g
(2)将打磨过的锰片插入CuCl2溶液中,观察到锰片表面出现红色固体,意外发现锰片上有少量气泡产生,据此可推测CuCl2溶液中含有的阳离子是 (填离子符号)。
(3)Mn3O4常用于电子工业,KMnO4可用于制备氧气,其稀溶液还是良好的消毒剂。利用废旧电池炭包(含炭和MnO2)制备Mn3O4和KMnO4的流程如图2所示。
①将炭包在足量的氧气中焙烧,目的是 。
②反应1中化合价发生改变的元素是 (填元素符号)。
③MnSO4能与氧气、氨水反应生成(NH4)2SO4和Mn3O4(难溶于水的黑色固体),实验装置如图3所示。制备时溶液的温度和pH对Mn3O4的产率的影响如图4所示。为获得高产率、高纯度的Mn3O4,请补充完整下列实验方案:取一定量MnSO4溶液放入三颈烧瓶中,在不断搅拌下,通入空气, ,真空干燥。(实验方案中必须使用的试剂:氨水、蒸馏水)
④反应2的原理为,则X的化学式为 。
⑤将K2MnO4转化为KMnO4的实验方案通常有两种。
方案一:
方案二:
对比上述两种方案,你认为哪种方案更优?请说明理由: (写出一点即可)。
【答案】(1)AC
(2)Cu2+、H+/H+、Cu2+
(3) 使炭燃烧生成CO2从而得到纯净的MnO2 Mn、O/O、Mn 将三颈烧瓶水浴加热并保持在50℃恒温,滴加氨水调节溶液的pH为8.5,直至有大量黑色沉淀出现,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀 H2O 方案一更优,方案一中锰元素的转化率高(或生成的KOH可以循环使用,可以同时获得氢气)
【详解】(1)A.原子结构示意图中,圆圈表示原子核,圆圈内的数字表示核电荷数(或质子数),弧线表示电子层,弧线上的数字表示该电子层上的电子数,在原子中,质子数=核外电子数,因此x=25-2-13-2=8,故A正确;
B.由汉字“锰”的部首可知锰属于金属元素,故B错误;
C.元素周期表每格中,左上角的数字为原子序数,锰元素的原子序数为25,故C正确;
D.相对原子质量是一个比值,单位为“1”,常省略不写,故D错误。
综上,故选AC。
(2)活泼金属能与酸反应生成氢气,锰片插入CuCl2溶液中,观察到锰片上有少量气泡,推测可能是CuCl2溶液呈酸性,所以溶液中含有的阳离子包括H+和Cu2+。
(3)①提供充足的氧气进行焙烧能将废旧电池炭包(含炭和MnO2)中的炭完全反应生成CO2,从而得到较纯净的MnO2。
②反应1是MnO2和H2O2、H2SO4反应生成MnSO4和H2O和O2,化学方程式为:。,MnO2中Mn化合价为:x+(-2)×2=0,x=+4,MnSO4中Mn化合价为:x+(-2)=0,x=+2,因此Mn的化合价由,。H2O2中O的化合价为:(+1)×2+x×2=0,x=-1,O2中O的化合价为0,O的化合价由。故化合价改变的元素是Mn、O。
③将三颈烧瓶水浴加热,根据图4,在50℃恒温,滴加氨水调节溶液的pH为8.5,直至有大量黑色沉淀出现,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,Mn3O4的转化率最高。
④根据反应,反应前2个锰原子、4个钾原子、4个氢原子、10个氧原子,反应后有2个锰原子、4个钾原子、8个氧原子,故2X中共有4个氢原子、2个氧原子,故X的化学式为:H2O。
⑤根据生成物中锰元素的转化,方案一中锰元素的转化率高,故方案一更优。或生成的KOH可以循环使用,可以同时获得氢气。
◆一句话点评: 锰及其化合物的制备和应用。
【典题2】(2025·江苏镇江·中考真题)铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。
一、铁的有关知识
(1)东汉“铁书刀”用于削除汉简上的错字。
①书刀表面铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,铁生锈主要与空气中的 有关。
②生活中的废铁应放入标有 (填字母)的垃圾箱。
a.可回收物 b.有害垃圾 c.厨余垃圾 d.其他垃圾
(2)《梦溪笔谈》中记载“用柔铁屈盘之,乃以生铁陷其间,封泥炼之。锻令相入,谓之灌钢”。
①以赤铁矿为原料炼铁反应的化学方程式为 。
②柔铁和生铁经炼、锻得到钢,柔铁的含碳量比钢 (填“高”或“低”)。
(3)“纳米零价铁—H2O2体系”可除去工业烟气中的NO。将H2O2溶液和稀盐酸雾化后与烟气混合通入装有纳米零价铁的装置,发生反应:
①铁与稀盐酸反应,化学方程式为 。
②,NO脱除率随温度的变化如图2所示。当温度高于120℃后,NO脱除率下降的主要原因是 。
二、制备活性Fe2O3·H2O
用废铁(含Fe、Fe2O3和少量ZnO)制备活性Fe2O3·H2O的流程如下。
资料:“还原”反应为。
(4)废铁应研磨成粉末,目的是 。
(5)“酸溶”时,Fe2O3和稀H2SO4反应的化学方程式为 ;所加稀H2SO4可略低于理论消耗量,原因是 。
(6)“沉淀”时加入Fe2O3控制溶液的pH为3.2~6.2,参考下表数据说明:若溶液的pH为7.5,会导致 。
沉淀物
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe(OH)3
1.5
3.2
Zn(OH)2
6.2
8.2
(7)“洗涤”时判断固体已洗净的方法是 。
三、活性Fe2O3·H2O脱硫
活性Fe2O3·H2O可脱除天然气中的H2S,原理如下:
(8)脱硫:Fe2O3·H2O将H2S吸入其孔隙进行反应,转化成Fe2S3·H2O。反应的化学方程式为 。
再生:通入O2使Fe2S3·H2O转化为Fe2O3·H2O和S。
(9)多次“再生”后,266.0gFe2S3·H2O与O2反应获得的Fe2O3·H2O可脱除的H2S比理论脱除量减少了5.1g。分析可能原因:
①再生不彻底:活性Fe2O3·H2O再生率()为 %。
②脱硫不完全:活性Fe2O3·H2O的脱硫效果变差,原因可能是 。
【答案】(1) 和(合理即可) a
(2) 低
(3) 双氧水的分解速率随温度升高而加快,双氧水浓度降低
(4)增大反应物间的接触面积,使反应更快、更充分
(5) 还原生成的可以循环使用
(6)产品中会混有或ZnO
(7)取最后一次洗涤后的滤液,加入或者Ba(NO3)2溶液,若无现象,则已洗净
(8)
(9) 由“再生”前后铁元素质量守恒,设活性的理论再生质量为。
z≈209.5g
可脱除的比理论脱除量减少了5.1g,设减少的活性Fe2O3·H2O再生质量为m。
m=8.9g
则实际的活性Fe2O3·H2O再生质量为
则活性Fe2O3·H2O再生率。 多次“再生”后,活性的孔隙被S覆盖,使其脱硫效果变差
【详解】(1)①铁锈的主要成分是,根据化学变化中元素种类不变,可知铁生锈与空气中的和有关。
②废铁属于可回收的金属资源,因此应放入标有可回收物的垃圾箱,故选a;
(2)①赤铁矿石的主要成分是,以赤铁矿为原料炼铁发生反应为一氧化碳与氧化铁高温生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为;
②生铁的含碳量比钢高,柔铁和生铁经炼、锻后得到钢,说明柔铁的含碳量比钢低。
(3)①铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式为;
②由于双氧水的分解速率随温度升高而加快,因此当温度高于120℃后,双氧水分解速率加快,浓度降低,因此NO的脱除率下降;
(4)废铁研磨成粉末的目的是增大反应物间的接触面积,使反应更快更充分
(5)Fe2O3和稀H2SO4反应生成硫酸铁和水,反应的化学方程式为;
由于“还原”过程有硫酸生成,且生成的硫酸可以循环使用,因此所加稀硫酸可略低于理论消耗量;
(6)由于开始沉淀的pH为6.2,因此若溶液的pH为7.5,则在产品中会混有或ZnO,使产品纯度降低;
(7)“过滤”后所得滤渣表面有残留,能与结合生成沉淀,因此判断固体已洗净的方法是取最后一次洗涤后的滤液,加入或者Ba(NO3)2溶液,若无现象,则已洗净;
(8)由题意可知,Fe2O3·H2O将吸入其孔隙进行反应,生成Fe2S3·H2O和H2O,发生反应的化学方程式为。
(9)①见答案;
②由于多次“再生”后,活性Fe2O3·H2O的孔隙被S覆盖,因此会使活性Fe2O3·H2O的脱硫效果变差。
◆一句话点评:铁的化合物的制备和综合应用
【典题3】(2023·江苏无锡·中考真题)侯德榜先生为制取纯碱作出了杰出贡献。
(1)实验室模拟制取碳酸氢钠。
“侯氏制碱法”生产纯碱的过程中,碳酸氢钠的生成是至关重要的一环,其原理是:,。兴趣小组在常温(20℃)下设计并完成了如图所示实验。
[已知20℃时NaCl、、、的溶解度为36.0g、21.0g、9.6g、37.2g。]
①实验1、2所得溶液处于饱和状态的是 (填实验序号)。
②实验3的锥形瓶中出现白色浑浊,经检验为。写出用稀盐酸检验的化学方程式: 。
(2)侯氏制碱法的生产流程如下:
①实际生产中沉淀池内的温度不能太高,原因是 。
②如图是四种物质的溶解度曲线。母液中含有较高浓度的和少量NaCl,利用降温结晶的方法可提纯,理由是 。
③上述流程中可循环利用的物质有:NaCl和 。
(3)测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数。
纯碱产品中常混有少量氯化钠,兴趣小组设计以下两种方案测定某纯碱样品中碳酸钠的质量分数:
根据方案1,实验测得的质量为0.88g。根据方案2,实验测得的质量为3.94g。请任选其中一种方案与相关数据,计算该纯碱样品中碳酸钠的质量分数 (写出计算过程,结果精确到0.1%)。。
【答案】(1) 1
(2) 防止碳酸氢钠分解 氯化铵的溶解度受温度影响比较大 二氧化碳/CO2
(3)方案1:设纯碱中碳酸钠的质量为x,则
解得x=2.12g
则该纯碱样品中碳酸钠的质量分数为
答:该纯碱样品中碳酸钠的质量分数为96.4%。
或方法2:设纯碱中碳酸钠的质量为x,则
解得x=2.12g
则该纯碱样品中碳酸钠的质量分数为
答:该纯碱样品中碳酸钠的质量分数为96.4%。
【详解】(1)①由于20℃时,氯化钠和碳酸氢铵的溶解度分别为36.0g、21.0g,则该温度下,10g水中最多可溶解氯化钠和碳酸氢铵的质量为3.6g、2.1g,则结合图中所加入固体的质量,可知实验1形成的溶液为饱和溶液。
②碳酸氢钠能与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:。
(2)①由于碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,则沉淀池内的温度不能太高,否则碳酸氢钠会分解为碳酸钠。
②由图可知,氯化铵的溶解度受温度影响比较大,则可采用降温结晶的方法提纯氯化铵。
③由流程可知,该流程中既能生成二氧化碳,又能得到二氧化碳,则可循环的物质有氯化钠和二氧化碳。
(3)见答案。
◆一句话点评:实验室模拟制取碳酸氢钠
考向二 生活环境类
【典题1】(2025·江苏淮安·中考真题)材料是人类赖以生存和发展的重要物质。陶瓷承载千年文明记忆,玻璃筑造现代通透美学,复合材料引领未来科技,促进可持续发展。
(1)陶瓷、玻璃都属于 (选填“无机”或“合成”)材料。
(2)氧化铝陶瓷的主要成分是Al2O3,Al2O3与酸、碱均能发生反应,而氧化铝陶瓷却耐酸、碱腐蚀,可能的原因是在制作过程中Al2O3的 发生了改变。
(3)宋代青瓷有“千峰翠色”的美誉。陶土中的部分Fe2O3与窑炉内的CO反应,转化为Fe3O4使瓷器呈青色,同时生成能使澄清石灰水变浑浊的气体,该反应的化学方程式是 。
(4)盛放NaOH溶液的试剂瓶(如图2所示)不能用玻璃塞,原因是玻璃中的SiO2与NaOH反应生成的Na2SiO3会使瓶塞和瓶口粘在一起,该反应的化学方程式是 。
(5)工业上生产玻璃的过程中会产生含有CO2的废气,可用溶质质量分数为10%~30%的纯碱溶液吸收()。现欲处理含2.2 t CO2的废气,至少需要溶质质量分数为10%的纯碱溶液的质量是多少?(写出计算过程)
(6)“嫦娥六号”携带的五星红旗采用来自太行山的玄武岩为主的复合材料制造,与普通织物国旗相比,它能更好地适应月球的极端环境,抵御宇宙射线,保持较长时间颜色鲜艳(如图3所示)。请推测该材料可能具有的性质是 (写出一点即可)。
【答案】(1)无机
(2)化学性质
(3)
(4)
(5)解:设至少需要溶质质量分数为10%的纯碱溶液的质量为x,则
答:至少需要溶质质量分数为10%的纯碱溶液53 t。
(6)耐高温(或耐低温,耐腐蚀,抗辐射能力强,抗老化等,合理即可)
【详解】(1)陶瓷、玻璃都属于无机材料。
(2)Al2O3与酸、碱均能发生反应属于Al2O3的化学性质,氧化铝陶瓷却耐酸、碱腐蚀,这说明在制作过程中Al2O3的化学性质发生了变化。
(3)Fe2O3与CO在高温条件下反应生成Fe3O4和CO2,反应的化学方程式为:。
(4)NaOH和SiO2反应生成Na2SiO3和H2O,反应的化学方程式为:。
(5)见答案。
(6)月球的极端环境包括极大的昼夜温差,所以该材料具有耐高温、耐低温的性质;有很强的宇宙射线,所以该材料具有耐腐蚀、抗辐射能力强的性质;能保持较长时间颜色鲜艳,所以该材料具有抗老化的性质。
◆一句话点评:材料的综合应用
【典题2】(2025·江苏淮安·中考真题)某化学兴趣小组的同学针对试验田中小麦“优产增收”开展综合实践活动。
(一)选种
(1)农业生产中常用溶质质量分数为10%~20%的氯化钠溶液来选种。好种子饱满、密度大,坏种子空壳、密度小。图1中 (选填“A”或“B”)处是好种子。
(2)若要配制10 kg溶质质量分数为16%的氯化钠溶液,需要水 kg。
(二)生长
有同学观察到小麦生长迟缓、叶片发黄(如图2所示)。
【提出问题】出现此症状的原因是什么?
【作出猜想】猜想1:土壤酸碱性不适宜猜想2:缺乏某些营养元素
【查阅资料】①小麦对土壤的适应性较强,适宜的土壤的pH范围是6.3~7.5;
②在酸、碱性较强的土壤中,磷易形成难溶性化合物,降低其吸收率;
③NH4H2PO4的水溶液呈酸性。
【进行实验】
(3)取适量土壤与蒸馏水混合搅拌,静置,用 (填仪器名称)蘸取土壤溶液滴在pH试纸上,将试纸呈现的颜色与标准比色卡对照,读出pH约为8。
【得出结论】
(4)该土壤的 性较强,且缺乏营养元素。
【改进措施】
(5)K2SO4、尿素[CO(NH2)2]、NH4H2PO4、磷矿粉[主要成分是]等都是农业上常用的化肥。
①有同学建议施用NH4H2PO4,可以调节土壤的酸碱性,补充 营养元素。
②实验室检验NH4H2PO4中的方法:取样放在研钵中,加入一些 ,用研杵混合研磨,小心闻混合物的气味。
【反思交流】
(6)影响小麦生长的因素还可能是 (写出一点即可)。
(三)收获
(7)普通割麦镰刀的刀片材料主要是锰钢,请写出一条防止镰刀生锈的措施: 。
(8)用木棒敲击麦穗使麦粒脱落(如图3所示),该过程属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
(9)将面粉加工成馒头(如图4所示),在馒头片上滴加碘水,观察到变蓝,说明面粉富含 (选填“淀粉”或“蛋白质”)。
【答案】(1)B
(2)8.4
(3)玻璃棒
(4)碱
(5) N、P 熟石灰
(6)水分
(7)给镰刀涂油
(8)物理
(9)淀粉
【详解】(1)好种子饱满、密度大,会沉在溶液的底部,即图1中B处,故填:B;
(2)需要水的质量为10kg-10kg×16%=8.4kg,故填:8.4;
(3)测定溶液的pH时,应在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用干燥、洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡对照,故填:玻璃棒;
(4)该土壤溶液的pH约为8,大于7,呈碱性,故填:碱;
(5)NH4H2PO4含有氮、磷两种营养元素,将NH4H2PO4放在研钵中与熟石灰混合后研磨,能产生有刺激性气味的氨气,故填:N、P;熟石灰;
(6)水分、温度、光照、病虫害等因素都会影响小麦的生长,故填:水分;
(7)铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程,保持铁制品洁净干燥,在铁制品表面涂油等措施,都可以防止其生锈,故填:给镰刀涂油;
(8)物理变化和化学变化的本质区别在于是否有新物质生成,用木棒敲击麦穗使麦粒脱落的过程中,没有新物质生成,属于物理变化,故填:物理;
(9)淀粉与碘单质作用呈蓝色,可以用碘水检验物质中是否含有淀粉,故填:淀粉。
◆一句话点评:综合考查小麦从选种、施肥等到制成馒头过程中的化学知识。
考向三 科技前沿类
【典题1】(2025·江苏淮安·中考真题)氢能是一种重要的绿色能源。
【制氢】
(1)甲烷催化重整制氢的微观过程示意图如图1所示。
①该反应的化学方程式是 ,反应前后不变的微观粒子是 。
②已知:(反应放热)。向该重整制氢体系中加入适量疏松多孔的CaO,其优点是 。
(2)催化重整制得的H2中常混有少量CO。利用铜-铈氧化物()可催化除去CO,反应过程如图2所示。下列有关说法正确的是________(填序号)。
A.步骤①中发生了化合反应 B.在整个反应前后催化剂的质量不变
C.过程中催化剂参与了反应 D.该过程总反应的化学方程式是
【储氢】
(3)向含有催化剂的NaHCO3溶液中通入H2,可发生反应,用于储氢。温度高于70℃时,储氢效率降低的原因可能是 。
【释氢】
(4)氨硼烷(NH3BH3)储氢量较高,不同温度下可分解生成H2和不同固体(),剩余固体残留率()随温度的变化曲线如图3所示,请判断B点对应的物质为 (填化学式)。
【用氢】
(5)氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。电池工作时, 能转化为电能。
(6)在催化剂的作用下,H2能还原氮氧化物()实现氮污染的治理。某温度(t℃)下,H2的体积分数对反应的影响如图4所示。
①H2的体积分数在范围内,发生置换反应的化学方程式是 。
②实际生产中H2的体积分数不宜过高的原因是 。
【答案】(1) CH4 + 2H2OCO2 + 4H2 碳原子、氢原子、氧原子 提高氢气的产率,能为甲烷催化重整制氢的反应提供热量,节约能源
(2)BC
(3)因为温度过高,碳酸氢钠分解了或者催化剂的活性降低,导致反应的反应速率减慢,从而使储氢效率降低
(4)BNH2
(5)化学能
(6) 2H2+ 2NO N2+ 2H2O 当H2的体积分数过高时,会有NH3生成,NH3是一种污染物
【详解】(1)由微观示意图可知,甲烷(CH4)和水(H2O)在催化剂、500℃条件下反应生成二氧化碳(CO2)和氢气(H2)。根据化学反应式的书写原则,配平后化学方程式为CH4 + 2H2OCO2 + 4H2。 化学反应的实质是分子破裂成原子,原子重新组合成新分子,所以反应前后不变的微观粒子是碳原子、氢原子、氧原子。
② 已知CaO + CO2 = CaCO3(反应放热),向该重整制氢体系中加入适量疏松多孔的CaO,一方面CaO能吸收反应生成的CO2,使反应CH4 + H2OCO2 + 4H2的平衡正向移动,从而提高氢气的产率;另一方面,该反应放热,能为甲烷催化重整制氢的反应提供热量,节约能源。
(2)A、步骤①中是CO与催化剂载体中的氧结合等过程,不是化合反应(化合反应是由两种或两种以上物质生成一种物质的反应),A错误。
B、催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不变,所以在整个反应前后催化剂的质量不变,B正确。
C、从反应过程图可以看出,催化剂参与了反应过程,C正确。
D、该过程是在催化剂作用下CO与O2反应生成CO2,反应条件不是点燃,总反应的化学方程式应为2CO + O22CO2,D错误。 故选BC。
(3)温度高于70℃时,储氢效率降低,可能是因为温度过高,碳酸氢钠分解了或者催化剂的活性降低,导致反应的反应速率减慢,从而使储氢效率降低(或者温度过高,H2的溶解度减小,参与反应的H2减少等合理原因均可)。
(4)设NH3BH3的质量为m,其相对分子质量为14 + 3×1 + 11 + 3×1 = 31。 B点剩余固体残留率为87.1%,则剩余固体质量为87.1%m。 NH3BH3中B、N原子个数比为1:1,设B点对应物质的化学式为(BNHx)n,则B、N元素质量比在NH3BH3和(BNHx)n中不变。 NH3BH3中B、N元素质量比为11:14。 (BNHx)n的相对分子质量为n(11+14+x),根据残留率可得: 87.1%,近似计算得x≈2,所以B点对应的物质为BNH2。
(5)氢氧燃料电池工作时,化学能转化为电能。
(6)① 在H2的体积分数在0 - 600 ×10-6范围内,由图可知,NO和H2反应生成N2和H2O,该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的置换反应,化学方程式为2H2+ 2NO N2+ 2H2O。
② 从图中可以看出,当H2的体积分数过高时,会有NH3生成,NH3是一种污染物,所以实际生产中H2的体积分数不宜过高。
◆一句话点评:氢能源的制备、存储和应用
【典题2】(2025·江苏盐城·中考真题)燃料的燃烧是人类获取能量的重要途径。
(1)家用燃料经历了柴草、煤炭、液化石油气、天然气的历史变迁。
①柴草燃烧时将 能转化为热能;煤炭燃烧会产生 等物质污染环境。
②液化石油气、天然气燃烧出现黄色或橙色火焰时,须将燃气灶的进风口调 (选填“大”或“小”)。
(2)作为航空燃料必须满足以下要求:在-40℃至-60℃仍保持液态;不容易挥发,且燃点(着火点)不能太低;热值高……现列举两种燃料的燃点和热值如下表所示。
燃料名称
化学式
燃点/℃
热值/(×1000kJ⋅kg⁻¹)
乙醇
C2H6O
75
30.2
航空煤油
C8H18~C16H34
425
43
①综合以上信息推断:乙醇 (选填“适宜”或“不适宜”)用作航空燃料,理由是 。
②等质量的乙醇和航空煤油完全燃烧,产生CO2质量较大的是 。
(3)我国正积极开发和利用新能源,如图是我市沿海发电的场景,这种发电技术的优点有 ,缺点有 (各写出一点即可)。
(4)液氨有望成为未来理想的清洁能源,它在纯氧中完全燃烧的产物只有水和氮气()。试计算34 g氨气完全燃烧至少需要消耗氧气的质量是多少。(写出计算过程)
【答案】(1) 化学 SO2、氮的氧化物 大
(2) 不适宜 乙醇易挥发,燃点低 航空煤油
(3) 风力无污染(或风能是可再生能源等,答案合理即可) 发电不稳定(或产生噪音,设备维护难度大、成本高等,答案合理即可)
(4)解:设34 g氨气完全燃烧至少需要消耗氧气的质量为x
答:34 g氨气完全燃烧至少需要消耗氧气的质量为48 g。
【详解】(1)①柴草燃烧时将化学能转化为热能;煤炭含有氮、硫等元素,故煤炭燃烧会产生SO2、氮的氧化物等物质污染环境;
②液化石油气、天然气燃烧出现黄色或橙色火焰,说明此时氧气不充足导致燃烧不完全,需要将燃气灶进风口调大;
(2)①乙醇易挥发,燃点低,不适宜用作航空燃料;
②由乙醇和航空煤油的化学式可知,航空煤油中碳元素的质量分数较大,即等质量的乙醇和航空煤油中,航空煤油含有碳元素的质量较大,完全燃烧产生的二氧化碳质量较大;
(3)风能是可再生能源,风力发电不会产生污染,但是受环境和技术条件限制,风力发电又具有发电不稳定,风机运行时会产生噪音,设备维护的难度大、成本高等缺点;
(4)解析见答案。
◆一句话点评:燃料的使用
考向四 项目化研究
【典题1】(2025·江苏无锡·中考真题)金属资源的循环利用可推动人类社会可持续发展。
I.铁的存在与冶炼
(1)FeCO3在自然环境中能发生变化,反应之一为:4FeCO3+O2=2R+4CO2,R的化学式为 。
(2)菱铁矿、磁铁矿和赤铁矿都可用于炼铁。写出高温条件下CO与磁铁矿炼铁反应的化学方程式: 。
II.铁的腐蚀与防护
铁在不同含水量、含氧量环境下会形成黄锈[Fe(OH)3]、红锈(Fe2O3·nH2O)、棕锈(Fe2O3)和黑锈(Fe3O4)等不同的锈。
(3)结合图和图信息,铁形成黄锈的环境条件是 。铁形成黄锈时,铁元素的化合价 (填“升高”或“降低”)。
(4)“烤蓝”的原理是在铁表面形成一层致密的四氧化三铁,其作用是 。
III.铁的再生与利用
由废铁(主要成分是Fe、Fe2O3)回收利用制铁红(Fe2O3)的过程如下:
(5)“酸浸”时加入过量的稀硫酸,X溶液中含有的金属阳离子有: 。“沉铁①“时将Fe2(SO4)3转化为Fe(OH)3,可使用的试剂是 。“还原“时向X溶液中加铁,铁的作用是:①将Fe2(SO4)3转变为FeSO4;② 。
(6)下列叙述正确的是 (填序号)。
a.铁在自然界中主要以化合物形式存在
b.铁系食品脱氧剂中的铁粉可吸收包装袋中的氧气和水
c.铁和铁的化合物在一定条件下的相互转化体现了物质的多样性
【答案】(1)Fe2O3
(2)
(3) 含水量高、含氧量高 升高
(4)隔绝氧气和水,防止铁生锈
(5) Fe2+、Fe3+ 氢氧化钠溶液(或可溶性碱溶液) 除去过量的稀硫酸(或消耗过量的H+)
(6)abc
【详解】(1)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:Fe原子有4个,C原子有4个,O原子有4×3+2=14个;反应后:C原子有4个,O原子有4×2=8个。那么2R中含有4个Fe原子和14—8=6个O原子,所以R的化学式为Fe2O3。
(2)磁铁矿主要成分是Fe3O4,在高温条件下,CO与Fe3O4反应生成铁和二氧化碳。化学方程式为:。
(3)观察左图(不同类型铁锈所处环境含水量%)和右图(不同铁锈所处环境含氧量%)对于黄锈Fe(OH)3,其对应的含水量是高(从左图中黄锈的含水量柱看,高含水量占比大),含氧量是高(从右图中黄锈的含氧量柱看,高含氧量占比大)。所以铁形成黄锈的环境条件是含水量高,含氧量高。
铁单质(Fe)中,铁元素化合价为0价;在Fe(OH)3中,根据化合物中各元素正负化合价代数和为0,设铁元素化合价为x,则x+(-1)×3=0,解x=+3价。所以铁形成黄锈时,铁元素的化合价升高。
(4)铁生锈是铁与空气中的氧气和水发生化学反应的过程。在铁表面形成一层致密的四氧化三铁(Fe3O4),这层致密的氧化膜可以隔绝氧气和水,阻止铁进一步与氧气、水接触发生锈蚀,从而起到防止铁生锈(或保护铁制品)的作用。
(5)废铁主要成分是Fe、Fe2O3,加入过量稀硫酸,发生反应:,产生Fe2+;,产生Fe3+。所以X溶液中含有的金属阳离子有Fe2+、Fe3+。
要将Fe2(SO4)3转化为Fe(OH)3,需要加入碱溶液,使Fe3+与OH—结合生成Fe(OH)3沉淀,常用的试剂可以是氢氧化钠溶液(或可溶性碱溶液),反应方程式为:。
X溶液中因为加入了过量稀硫酸,除了Fe2+、Fe3+,还有H+(来自过量的稀硫酸)。加入铁时,铁会与H+发生反应,所以铁的第二个作用是除去过量的稀硫酸(或消耗过量的H+)
(6)a、铁的化学性质比较活泼,在自然界中主要以化合物形式(如铁矿石中的Fe2O3、Fe3O4等)存在,a叙述正确。
b、铁粉食品脱氧剂中的铁粉能与包装袋中的氧气和水发生缓慢氧化,从而吸收氧气和水,起到脱氧、防潮的作用,b叙述正确。
c、铁可以通过不同反应转化为多种铁的化合物(如FeO、Fe2O3、Fe3O4、FeSO4、Fe(OH)3等),铁的化合物也可以在一定条件下相互转化或转化为铁单质,体现了物质的多样性,c叙述正确。
故选abc。
◆一句话点评:金属资源的利用的项目化研究
【典题2】(2025·江苏泰州·中考真题)银是一种应用广泛的贵金属。
I.银的冶炼
(1)《天工开物》中有关于炼银的记载“以铅力熔化……向诸郡购铅佐炼”,炼银场景和铅、银的熔点如图1 所示。从合金性质角度分析,炼银时加铅可助熔的原因是 。
金属
熔点/℃
铅(Pb)
327.50
银(Ag)
960.15
Ⅱ.银的应用
(2)古人用银作为货币材料,考虑因素除了银不易锈蚀外,还有 等。在空气中,银锭很难和氧气反应,纳米银粉却较易和氧气反应,原因是 。
(3)在酸性环境中,纳米银粉能与水中微量的溶解氧(溶解于水的)反应,产生具有杀菌能力的;当溶解氧浓度过高时,产生难溶于水的,此时抗菌能力下降,主要原因是 。
(4)法庭科学中指纹被誉为“证据之首”。指纹显影法主要过程如图2所示。
【反应原理】步骤a:和指纹中残留的NaCl等氯化物反应生成AgCl。
步骤b:。
【注意事项】见光会逐渐分解,使用显影法时应注意曝光时间。
①步骤a中和NaCl反应的化学方程式为 。
②实验室溶液应保存在棕色试剂瓶中,目的是 。
Ⅲ.银的回收
(5)一种纽扣电池的正极材料含、石墨和Ag。
①电池放电时,将 能转化为电能。
②电池废弃后,设计方案从正极材料中回收Ag。补充完整回收方案:向正极材料中边搅拌边滴加稀,至固体不再溶解,静置,过滤,洗涤并合并滤液;向滤液中 ;静置,过滤,洗涤,干燥,得到纯净的Ag。(实验中可供选用的试剂:锌粉、铜粉、稀盐酸)
已知:i.Zn、Cu、Ag、均能与稀反应,分别生成、、。
ii.石墨不与稀反应。
【答案】(1)形成合金后熔点降低
(2) 价值稳定,质地适中,便于分割和铸造等 纳米银粉与氧气接触面积大幅增加
(3)难溶于水,溶液中浓度降低
(4) 防止见光分解
(5) 化学 向滤液中加入过量锌粉,充分反应后过滤,向滤渣中加入足量稀盐酸
【详解】(1)银的熔点为960.15℃,铅的熔点为327.50℃,合金的熔点一般比组分金属的熔点更低,炼银时加铅可助熔的原因是形成合金后熔点降低;
(2)古人用银作为货币材料,考虑因素除了银不易锈蚀外,还有价值稳定,质地适中,便于分割和铸造等;在空气中,银锭很难和氧气反应,纳米银粉却较易和氧气反应,原因是纳米银粉与氧气接触面积大幅增加;
(3)在酸性环境中,纳米银粉能与水中微量的溶解氧反应,产生具有杀菌能力的,当溶解氧浓度过高时,产生难溶于水的,此时抗菌能力下降,主要原因是难溶于水,溶液中浓度降低;
(4)①步骤a中和反应生成氯化银沉淀和硝酸钠,反应的化学方程式为; ②见光会逐渐分解,实验室溶液应保存在棕色试剂瓶中,目的是防止见光分解;
(5)①电池放电时,将化学能转化为电能;
②向正极材料中边搅拌边滴加稀,银、氧化银都与硝酸反应生成硝酸银,至固体不再溶解,静置,过滤,滤液中含有硝酸银和硝酸,锌能与硝酸和硝酸银反应,锌过量能确保硝酸银完全反应,再加入稀盐酸除去过量的锌,静置,过滤,洗涤,干燥,得到纯净的。
◆一句话点评:银的冶炼和应用的项目化研究
考向一 物质制备类
1.(2024·江苏苏州·中考真题)氨气是制备各类含氮化合物的基础原料,在生产和使用过程中会产生氨氮废水,需处理达标后才能排放。
I.氨的合成
(1)工业上利用N2+3H22NH3合成氨气。
①可通过分离液态空气获得原料N2,该过程属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。
②催化剂可用Fe3O4。高温下,部分Fe3O4被H2还原为FeO,转化过程中固体所含铁元素的质量分数 (填“升高”或“降低”)。
Ⅱ.氨的应用
(2)液氨可用作制冷剂。氨气转化为液氨过程中,发生改变的是 (从微观角度解释)。
(3)利用NH3去除汽车尾气中的NO,生成水和一种气体单质。该过程中化合价发生变化的元素是 (填元素符号)。
Ⅲ.氨氮测定
(4)测定氨氮含量:取200mL氨氮废水,将氮元素完全转化为NH3,完全吸收所得NH3需要消耗9.8g10%的稀硫酸[反应原理2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4]。计算该废水中的氮元素含量。(含量以g•L-1表示,写出计算过程。H2SO4的相对分子质量为98) 。
Ⅳ.氨氮废水处理
某工厂的氨氮废水处理流程如图:
已知:水体中的氮元素通常以氨氮(NH或NH3)、硝氮(NO或NO)形式存在。
(5)“吹脱”时,加入物质X,将NH转化为NH3,并通入热空气将NH3吹出。物质X可选用_______(填字母)。
A.稀盐酸 B.NaOH溶液 C.NaCl溶液 D.生石灰
(6)“氧化”时,次氯酸钠投入质量m(NaClO)对废水中的氨氮去除率(×100%)和总氮残留率(×100%)的影响如图所示。
①NaClO将NH3反应转化为N2的化学方程式为 。
②当m(NaClO)>m1时,废水中总氮残留率上升的原因是 。
【答案】(1) 物理变化 升高
(2)氨气分子间的间隙
(3)N
(4)
设吸收氨气的质量为x
=
x=0.34g
氮元素的质量为:0.34g××100%=0.28g
废水中的氮元素含量==1.4g•L-1
答:废水中的氮元素含量为1.4g•L-1
(5)BD
(6) 3NaClO+2NH3=N2+3NaCl+3H2O 部分氨气被转化为NO或NO,留在废水中
【详解】(1)①可通过分离液态空气获得原料N2,该过程中没有新物质生成,属于物理变化;
②Fe3O4中铁元素的质量分数为,FeO中铁元素的质量分数为,所以该转化过程中固体所含铁元素的质量分数升高;
(2)氨气转化为液氨过程中,氨气分子间的间隙变小;
(3)利用NH3去除汽车尾气中的NO,生成水和一种气体单质,由质量守恒定律可知,化学反应前后元素的种类不变,则该气体为氮气,反应前NH3中氮元素的化合价为-3价,氢元素的化合价为+1价,NO中氮元素的化合价为+2价,氧元素的化合价为-2价,反应后水中氢元素的化合价为+1价,氧元素的化合价为-2价,氮气中氮元素的化合价为0价,则该过程中化合价发生变化的元素是N;
(4)解析见答案;
(5)铵根和氢氧根结合可以生成氨气;
A、稀盐酸中不含氢氧根,故选项不符合题意;
B、NaOH溶液中含氢氧根,故选项符合题意;
C、NaCl溶液中不含氢氧根,故选项不符合题意;
D、生石灰与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙溶液中含氢氧根,故选项符合题意;
故选:BD;
(6)①NaClO与NH3反应生成氮气、氯化钠和水,反应的化学方程式为:3NaClO+2NH3=N2+3NaCl+3H2O;
②从图可以看出,当m(NaClO)>m1时,废水中总氮残留率上升,但氨氮去除率为100%,则说明氮元素不以氨气或铵根离子的形式残留。结合“已知:水体中的氮元素通常以氨氮、硝氮形式存在。”可知,此时废水中的氮元素以硝氮形式存在。所以废水中总氮残留率上升,是因为部分氨气被转化为或,留在废水中。
2.(2024·江苏苏州·中考真题)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种补血剂,易溶于水,难溶于乙醇。某科研小组在实验室研究制备柠檬酸亚铁。
I.制碳酸亚铁
用预处理后的硫铁矿烧渣(主要成分Fe2O3,含少量不溶性杂质)制备碳酸亚铁的流程如图:
已知:a.Na2CO3溶液呈碱性;
b.FeSO4在碱性条件下生成Fe(OH)2沉淀。
(1)“酸浸”时,为提高铁元素的浸出率,可采取的措施是 (任写一条)。
(2)“还原”时,加入铁粉,溶液由黄色变为浅绿色,同时有无色气体生成。“酸浸”所得溶液中含有的阳离子是 (填离子符号)。
(3)“操作X”是为了除去过量铁粉和不溶性杂质。“操作X”是 (填操作名称)。
(4)“沉铁”时,反应原理为FeSO4+Na2CO3=FeCO3↓+Na2SO4。
①该反应的基本类型为 。
②实验时需将Na2CO3溶液滴入FeSO4溶液中,而不能反向滴加,其原因是 。
③待FeSO4完全反应后,过滤,洗涤。洗涤前,FeCO3沉淀表面吸附的主要杂质是 (填化学式)。
II.制柠檬酸亚铁
(5)用如图所示装置制备柠檬酸亚铁:
步骤1:在三颈烧瓶中加入一定质量FeCO3固体、少量铁粉及足量柠檬酸(C6H8O7)溶液,控制温度约80℃,搅拌,充分反应;
步骤2:将所得混合溶液加热浓缩,加入适量无水乙醇,静置,过滤,洗涤,干燥,得到柠檬酸亚铁晶体。
制备原理为FeCO3+C6H8O7=FeC6H6O7+X+H2O,物质X是 (填化学式)。
②“步骤2”中,加入无水乙醇的目的是 。
③实验所得柠檬酸亚铁的质量大于根据原理计算所得的质量,原因是 。
【答案】(1)适当升高温度、搅拌等
(2)Fe3+、H+
(3)过滤
(4) 复分解反应 避免生成Fe(OH)2 Na2SO4
(5) CO2 降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出 铁粉与柠檬酸反应生成柠檬酸亚铁
【详解】(1)“酸浸”时,充分反应可以提高铁元素的浸出率,可以适当升高温度、搅拌等;
(2)“还原”时,加入铁粉,溶液由黄色变为浅绿色,即铁和铁离子反应生成亚铁离子;同时有无色气体生成,说明存在氢离子,铁和氢离子反应生成氢气,故“酸浸”所得溶液中含有的阳离子是Fe3+、H+;
(3)铁粉不溶于水,除去铁粉和不溶性杂质的方法是过滤,将固体和液体分离;
(4)①该反应是两种化合物相互交换成分,生成两种新的化合物,属于复分解反应;
②根据信息:“FeSO4在碱性条件下生成Fe(OH)2沉淀”,实验时需将Na2CO3溶液滴入FeSO4溶液中,而不能反向滴加,避免生成Fe(OH)2;
③依据,反应后的溶液中含有硫酸钠,所以FeCO3沉淀表面吸附的主要杂质是Na2SO4;
(5)①依据质量守恒定律,反应前后原子的种类、个数不变,反应前Fe、C、O、H原子的个数分别为1、7、10、8,反应后Fe、C、O、H原子的个数分别为1、6、8、8,则物质X是CO2;
②柠檬酸亚铁难溶于乙醇,所以“步骤2”中,加入无水乙醇可以降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出;
③铁能与柠檬酸反应生成柠檬酸亚铁和氢气,所以实验所得柠檬酸亚铁的质量大于根据原理计算所得的质量。
3. (2023·江苏无锡·中考真题)2023年5月30日,神舟十六号载人飞船发射成功,航天员将在中国空间站完成各项任务,因此,保障航天员的氧气需求至关重要。那么,空间站的氧气从哪里来?
Ⅰ.从地球带上去
(1)实验室用高锰酸钾等原料制氧,写出高锰酸钾分解的化学方程式: ;航天工业以空气为原料制氧,工业上选择空气的主要原因是 。
(2)工业上采用分离液态空气法获得氧气,其过程可用如图所示实验模拟。
①浸入液氮3min后,试管内产生约占其容积1/3的液态空气。取出试管,液态空气沸腾,伸入燃着的木条,木条熄灭;1min后伸入带火星的木条,观察到木条复燃。导致木条熄灭的原因是 。
②上述实验利用氮气与氧气的沸点不同实现分离,由实验现象可知,两种气体中沸点比较高的气体是 。
(3)利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去,从而获得高浓度的氧气。其原理示意图如下:
由此可知两种分子的大小: (填“>”或“<”)。
Ⅱ.在天宫制出来
(4)早期空间站利用过氧化钠()、超氧化钾()等物质制氧,其原理表示如下:
空间站内二氧化碳的主要来源是 。
(5)目前空间站已实现电解水制氧,写出反应的化学方程式: 。
(6)空间站是一个相对封闭的场所,解决“气体从哪里来”的问题必然伴生着“气体往哪里去”的问题。为此,科学家设计了生物再生生命保障系统,实现了“水-氧-碳”的循环转化。下列叙述正确的是 (填序号)。
a.“水-氧-碳”的循环转化,减少了氧气的携带量,减轻了火箭和飞船的载重
b.电解水在产生氧气的同时产生氢气,系统需要对氢气进行转化
c.人体代谢产物中的水既有气态又有液态,设计系统时应考虑水的冷凝与净化
【答案】(1) 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 氧气占空气体积的21%,空气是制氧廉价易得的原料
(2) 液氮的沸点低,先从液态空气中扩散出来,且氮气不能助燃 液氧或者氧气
(3)>
(4)宇航员的呼吸作用
(5)2H2O 2H2↑+ O2↑
(6)abc
【详解】(1)
实验室加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰、氧气,化学方程式为:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;氧气占空气体积的21%,空气是廉价易得的原料,所以航天工业以空气为原料制氧。
(2)液态氮气的沸点比液氧低,取出试管,液态氮气先扩散出来,氮气不能支持燃烧,伸入燃着的木条,木条熄灭;1min后剩余的主要是氧气,氧气助燃,伸入带火星的木条,观察到木条复燃。
(3)利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去,从而获得高浓度的氧气,由图可知,除去了大分子的氮气,所以氮气分子大于氧气分子。
(4)空间站利用过氧化钠()、超氧化钾()等物质制氧:
,由反应原理可知,空间站内宇航员需要吸入氧气,呼出二氧化碳,二氧化碳和过氧化钠、超氧化钾、水蒸气等物质得到氧气,二氧化碳的主要来源是宇航员的呼吸作用。
(5)电解水生成氢气和氧气,化学方程式为:2H2O 2H2↑+ O2↑
(6)生物再生生命保障系统中,水通电电解生成氧气,氧气通过呼吸转化为二氧化碳、水蒸气等气体,人体生活中产生尿液等液态水。
a.“水-氧-碳”的循环转化,不需要携带大量氧气,减少了氧气的携带量,减轻了火箭和飞船的载重,正确;
b.生物再生生命保障系统中不需要氢气,系统需要对氢气进行转化,正确;
c.人体代谢产物中的水既有气态又有液态,设计系统时应考虑水的冷凝与净化,如尿液中的水需要净化处理后循环利用,正确。
故选abc.
考向二 生活环境类
4.(2025·江苏连云港·中考真题)自然界中的碳氧循环是人类生存的基础。
绿色植物的光合作用可吸收CO2放出O2,反应∶6CO2+6XC6H12O6+6O2。
(1)C6H12O6属于___________(填字母)。
A.有机物 B.无机物 C.氧化物
(2)化合物X的化学式为 。
化石能源的燃烧、人和动物的呼吸作用消耗O2,产生CO2。
(3)下列关于化石能源的说法正确的是___________(填字母)。
A.化石能源只能通过燃烧加以利用
B.石油炼制可得到煤气、汽油和石蜡等多种产品
C.与燃煤相比,使用天然气可以减少SO2、氮氧化物等排放
(4)某化学小组同学为比较人体吸入的气体与呼出的气体中CO2、O2含量高低,实验如下:
取4个相同的集气瓶,分别编号A、B、C、D,其中A、B用玻璃片盖好;C和D通过排水集气法收集两瓶呼出的气体,备用。完成下表:
实验内容
现象
结论
向A、C中分别滴加等量的澄清石灰水,振荡,观察现象。
A中无明显现象,C中 。
呼出气体中的CO2含量大于空气中CO2含量。
将燃着的小木条分别伸入B、D中,观察现象。
B中无明显现象,D中燃着的木条熄灭。
呼出气体中O2含量 。
实现碳中和意义重大。燃煤烟气中CO2的捕集可通过如下所示的物质转化实现。
(5)“吸收”中所得的KHCO3溶液与石灰乳反应的化学方程式为 。
(6)“过滤”得到的K2CO3溶液能循环利用的原因是 。
(7)工业上常用高温煅烧CaCO3制取CO2并获取CaO。理论上获取1.1吨CO2时能生产CaO多少吨?(写出计算过程)
【答案】(1)A
(2)H2O
(3)C
(4) 澄清石灰水变浑浊 小于空气中O2含量
(5)
(6)能与水、CO2反应生成KHCO3
(7)解:设获取1.1吨CO2时,理论上能生产CaO的质量为x。
解得:x=1.4t
答:获取1.1吨CO2时,理论上能生产生石灰的质量为1.4吨。
【详解】(1)C6H12O6是含碳化合物,属于有机物,故选A;
(2)根据质量守恒定律,反应前后原子的个数和种类不变。反应后有6个C、12个H、18个O,反应前有6个C、12个O,相差12个H、6个O,则1个X中含有2个H和1个O,X的化学式为H2O,故填:H2O;
(3)A、化石能源除了燃烧外,还可以作为化工原料等,故A错误;
B、石油炼制可得到汽油和石蜡等多种产品,煤气是通过煤的干馏过程获得的,故B错误;
C、天然气的主要成分是甲烷,甲烷燃烧生成二氧化碳和水,则与燃煤相比,使用天然气可以减少SO2、氮氧化物等排放,故C正确。
故选C;
(4)实验结论是呼出气体中的CO2含量大于空气中CO2含量,二氧化碳能使澄清石灰水变浑,则向A、C中分别滴加等量的澄清石灰水,振荡,可观察到A中无明显现象,C中澄清石灰水变浑浊;
将燃着的小木条分别伸入B、D中,B中无明显现象,D中燃着的木条熄灭,说明呼出气体中O2含量小于空气中O2含量;
故填:澄清石灰水变浑浊;小于空气中O2含量;
(5)根据流程图可知,KHCO3溶液与石灰乳的主要成分氢氧化钙反应生成碳酸钙、碳酸钾和水,反应的化学方程式为,故填:;
(6)K2CO3能与CO2、水反应生成KHCO3,则“过滤”得到的K2CO3溶液能循环利用,故填:能与水、CO2反应生成KHCO3;
(7)详见答案。
5.(2024·江苏常州·中考真题)近年来,全球低糖食品的总体消费量持续增长。
I.糖类作用
(1)人每天要摄入一定量的糖类以维持血液中一定浓度的葡萄糖,否则易造成 ,出现乏力、休克等症状;葡萄糖在体内发生缓慢氧化的反应方程式为 。
II.代糖生产
代糖是一类替代蔗糖等天然糖的非营养性甜味剂,木糖醇是一种常见的代糖。木聚糖是生产木糖醇的原料,具有可燃性。科研人员研究用玉米芯膨化后辅助酶解法制备木聚糖,两组实验情况如下表。
序号
①组实验
②组实验
实验条件
膨化机内无水情况下,在不同压力下实验
膨化机内添加不同比例的水,在压力1.4MPa下实验
实验数据
(2)从②组实验数据得出的结论是 。
(3)比较两组实验数据,推测进行①组实验时,压力提高至1.4MPa时木聚糖制得率下降的可能原因为:膨化机内物料的温度过高,打开膨化机接触空气, 。
III.代糖研究
已知木糖醇中含有碳、氢、氧三种元素。兴趣小组取1.52g木糖醇按照如图装置测定木糖醇分子中原子个数比,测得B装置增重了1.08g,C装置增重了2.2g。(实验前已排尽装置内空气,使用药品均足量)
(4)实验中观察到 现象后停止加热。
(5)木糖醇分子中碳、氢、氧原子个数比为 。
(6)若装置A中缺少氧化铜,将导致测得的木糖醇中氧元素含量 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
IV.代糖应用
(7)某品牌可乐每罐含糖(核算成蔗糖)11.2g,该品牌甜度相当的无糖可乐用阿斯巴甜和安赛蜜为代糖,结合下表数据分析未选木糖醇的可能原因是 ;体重为50kg的人喝该种同体积罐装无糖可乐,每天不宜超 罐(以整数计)。
名称
甜度(等质量比较)
价格(元/kg)
安全用量mg/(kg体重)/天
热量(kca/g)
蔗糖
1
9
未作具体规定
4
木糖醇
1
22
未作具体规定
2.4
阿斯巴甜
200
74
0-40
4
安赛蜜
200
50
0-15
0
【答案】(1) 低血糖
(2)在压力1.4MPa下,添加水量为10%时,木聚糖制得率最高(合理即可)
(3)木聚糖燃烧生成二氧化碳(合理即可)
(4)木糖醇消失,氧化铜仍然为黑色
(5)5∶12∶5
(6)偏大
(7) 甜度相同时,木糖醇的用量大,成本高 用阿斯巴甜为代糖每天不宜超35罐,用安赛蜜为代糖每天不宜超13罐
【详解】(1)在人类活动需要的能量中,有60%~70%来自于糖类,如果摄入糖类不足,就会使人得低血糖,出现乏力、休克等症状;
葡萄糖在体内发生缓慢氧化生成二氧化碳和水,同时释放出能量,其反应方程式为:。
(2)由图可知,膨化机内添加不同比例的水,在压力1.4MPa下实验,添加水量为10%时,木聚糖制得率为22.80%,最高。因此可得出结论:在压力1.4MPa下,添加水量为10%时,木聚糖制得率最高(合理即可)。
(3)木聚糖具有可燃性,进行①组实验时,压力提高至1.4MPa时木聚糖制得率下降的可能原因为:膨化机内物料的温度过高,打开膨化机接触空气,部分木聚糖燃烧生成二氧化碳(合理即可)。
(4)该实验利用木糖醇在氧气中燃烧生成二氧化碳和水,通过测定二氧化碳和水的质量,测得碳元素和氢元素的质量,再根据木糖醇的质量求出氧元素质量,然后求出各元素原子个数比。因此实验中木糖醇中的碳必须全部转化为二氧化碳,因为木糖醇在氧气中燃烧可能生成一氧化碳,所以灼热的氧化铜的作用就是将可能生成的一氧化碳转化为二氧化碳。而一氧化碳全部转化为二氧化碳的标志就是氧化铜必须在实验结束时全部呈黑色,如果有红色的铜存在,就有可能一氧化碳没有完全转化,故实验中应观察到木糖醇消失,氧化铜仍然为黑色时停止加热。
(5)实验中浓硫酸吸收的水质量为1.08g,则木糖醇中氢元素的质量为:,氢氧化钠溶液溶液吸收的是二氧化碳,则木糖醇中碳元素的质量为:,因为木糖醇的质量为1.52g,所以木糖醇中氧元素的质量为:1.52g-0.12g-0.6g=0.8g。故木糖醇分子中碳、氢、氧原子个数比为:
。
(6)若装置A中缺少氧化铜,木糖醇燃烧生成的一氧化碳就不能转化为二氧化碳,测得的二氧化碳偏少,碳元素质量就偏低,而氢元素的质量准确,将导致测得的木糖醇中氧元素质量偏高,木糖醇中氧元素含量偏大。
(7)根据表格提供的数据,该品牌甜度相当的无糖可乐用阿斯巴甜和安赛蜜为代糖,未选木糖醇的可能原因是:甜度相同时,木糖醇的用量大,成本高。体重为50kg的人,喝该种同体积罐装无糖可乐,若用阿斯巴甜为代糖,每天阿斯巴甜安全用量为:40mg/kg×50kg=2000mg,则不宜超过喝该种同体积罐装无糖可乐瓶数为:,若用安赛蜜为代糖,每天安赛蜜安全用量为:15mg/kg×50kg=750mg,则不宜超过喝该种同体积罐装无糖可乐瓶数为:。
6.(2024·江苏扬州·中考真题)葡萄糖酸具有酸性,广泛应用于医药、食品等。葡萄糖酸钙可用作钙营养强化剂。
(1)制备葡萄糖酸。葡萄糖与在酶的催化下转化为葡萄糖酸(化学式为,可用表示),制备时向含有酶的葡萄糖溶液中鼓入空气,充分反应后,所得溶液经处理得到产品。
①鼓入空气除能提供外,还能起到 作用,促进反应充分进行。
②酶的催化效率与溶液的关系如下图所示。反应过程中需缓慢添加适量溶液,作用是 。加入对产品产生的不利影响是 。
(2)制备葡萄糖酸钙晶体。以贝壳为原料,处理后得到高纯。
I将与足量溶液充分反应,得到葡萄糖酸钙溶液;向其中加入适量无水乙醇,析出大量葡萄糖酸钙晶体(可用表示)。
①标志与反应完全的现象是 。
②相同温度下,在无水乙醇中的溶解度 在水中的溶解度(填“大于”“小于”或“等于”)。
Ⅱ煅烧得到;与水反应制得石灰乳,再加入足量与其充分反应;将所得溶液蒸发浓缩、冷却结晶,得到。
①高温分解生成的化学方程式为 。
②控制其他条件相同,实验室中取两份相同质量的,分别加入50mL、70mL的水制得石灰乳,与反应后,最终所得的质量见表。根据实验结果,实际生产制备时,选择向每份质量的中加水50mL而非70mL,原因是 。
实验编号
1
2
水的体积/mL
50
70
的质量/g
20.5
20.6
③若贝壳中的质量分数为90%,计算100g贝壳理论上可制得的质量 (写出计算过程)。已知:的相对分子质量为448。
【答案】(1) 搅拌 随着反应的进行,溶液的酸性增强,酶的催化效率下降,加入调节溶液的,保证酶的催化效率 引入杂质,降低纯度
(2) 固体完全溶解,没有气泡产生 小于 增加20mL水,产品质量增加不大,且液体过多不利于固体析出,节约用水 碳酸钙高温煅烧:,氧化钙和水反应:,氢氧化钙和HA反应:,将所得溶液蒸发浓缩、冷却结晶,得到CaA2⋅H2O,故可得关系式:CaCO3~CaA2⋅H2O
解:设100g贝壳理论上可制得CaA2⋅H2O的质量为x
x=403.2g
答:100g贝壳理论上可制得CaA2⋅H2O的质量为403.2g
【详解】(1)①鼓入空气除能提供 O2 外,还能起到搅拌作用,增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
②葡萄糖与O2在酶的催化下转化为葡萄糖酸,葡萄糖酸显酸性,由图可知,在实验研究范围内,pH值越小,催化效率越低,故随着反应的进行,溶液的酸性增强,酶的催化效率下降,加入 NaOH溶液,可以调节溶液的 pH ,保证酶的催化效率;
氢氧化钠能与葡萄糖酸反应生成NaA和水,故加入NaOH 对产品产生的不利影响是:引入NaA杂质,降低 HA 纯度;
(2)I、①碳酸钙能与葡萄糖酸反应生成葡萄糖酸钙、二氧化碳和水,且碳酸钙难溶于水,故标志 CaCO3与 HA 反应完全的现象是:固体完全溶解,没有气泡产生;
②向葡萄糖酸钙溶液中加入适量无水乙醇,可析出大量葡萄糖酸钙晶体,故相同温度下, CaA2 在无水乙醇中的溶解度小于CaA2在水中的溶解度;
Ⅱ、①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:;
②由表中数据可知,增加20mL水,产品质量增加不大,且液体过多不利于固体析出,且加水50mL,可以节约用水,故选择向每份质量的 CaO 中加水50mL而非70mL;
③见答案。
考向三 科技前沿类
7.(2025·江苏扬州·中考真题)氢气是一种清洁能源,氢能产业技术主要包括氢气的制取、储运及应用。
(1)分析H2的性质。查阅资料,汽油与氢气的部分性质如题表所示。
题表
编号
性质
数据
汽油
氢气
A
最小点火能(在空气中能引发燃烧或爆炸所需的最小火花能量×10-3J)
0.24
0.019
B
爆炸极限(在空气中能发生燃烧或爆炸的体积分数范围/%)
1~7.6
4~75
C
单位质量发热量(单位质量燃料燃烧产生的热量×103/kJ·kg-1)
43
120
D
单位体积发热量(单位体积燃料燃烧产生的热量×10³/kJ·m-3)
33000
10.8
①与汽油相比,除爆炸极限范围更宽外,表中支持“H2在使用时更需注意安全性”观点的数据还有 (填编号)。
②对比表中单位质量发热量与单位体积发热量的数据进行分析,除安全性外,氢气不宜直接运输的原因还有 。
(2)电解水制氢。有研究认为,一定条件下电解水的过程中,某电极上发生的变化如题图-1所示。
①“阶段一”中,生成的“”是一种阴离子,其离子符号为 。
②“阶段三”中,气泡从电极表面脱离后,在溶液中向上运动时,所受压强逐渐减小,体积逐渐增大。从微观粒子的视角,对气泡体积增大进行解释: 。
③相同条件下,若电极表面的气泡难以脱离,则不利于氢气的产生。原因是 。
(3)甲酸(HCOOH)分解制氢。常温下,甲酸是一种液态物质,可通过反应Ⅰ制备H2,化学方程式为HCOOHCO2↑+H2↑。
①制备H2时,部分甲酸会发生反应Ⅱ:HCOOH分解为H2O和另一种有毒气体。该气体的化学式为 。
②仅考虑以上两个反应,若有92%的甲酸发生反应Ⅰ,计算500吨(t)甲酸可制得H₂的质量 (写出计算过程)。
(4)高效利用能源。为实现可持续发展,用可再生能源如太阳能、风能等发电引起人们的关注。但太阳能、风能等无法实现及时或稳定的能源供应,通过它们产生的过剩电能制氢,再供给有能源需求的地区使用,如题图-2所示,可实现能源的高效利用。
该过程中HCOOH的作用是 。
【答案】(1) A 单位体积发热量远低于汽油,运输效率低
(2) OH- 气泡内分子间的间隔随压强的减小而增大 气泡附着在电极表面,阻碍反应物与电极接触
(3) CO 解:设反应生成氢气的质量为x。
解得:
答:反应生成氢气的质量为20t。
(4)作为能量载体,实现氢能的存储与运输,降低运输损耗,减少运输成本
【详解】(1)①根据表中数据,与汽油相比,除爆炸极限范围更宽外,表中支持“H2在使用时更需注意安全性”观点的数据还有A(最小点火能),故填:A;
②对比表中单位质量发热量与单位体积发热量的数据进行分析,氢气单位体积发热量远低于汽油,运输效率低,因此氢气不易直接运输,故填:氢气单位体积发热量远低于汽油,运输效率低;
(2)
①“阶段一”中,生成的“”是一种阴离子,离子符号为OH-,故填:OH-;
②气泡内分子间的间隔随压强的减小而增大,则可观察到气泡的体积逐渐增大,故填:气泡内分子间的间隔随压强的减小而增大;
③相同条件下,若电极表面的气泡难以脱离,气泡附着在电极表面,阻碍反应物与电极接触,从而不利于氢气的产生,故填:气泡附着在电极表面,阻碍反应物与电极接触;
(3)①HCOOH分解为H2O和另一种有毒气体,根据质量守恒定律,反应前后元素的种类不变,则另一种气体中一定含有碳元素,则该气体为一氧化碳,化学式为CO,故填:CO;
②详见答案;
(4)由图可知,该过程中HCOOH的作用是作为能量载体,实现氢能的存储与运输,降低运输损耗,减少运输成本,故填:作为能量载体,实现氢能的存储与运输,降低运输损耗,减少运输成本。
8.(2024·江苏无锡·中考真题)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CO
炼铁的一种原理示意图如下(括号内化学式表示相应物质的主要成分):
(1)写出还原反应室中炼铁的化学方程式: 。
(2)Fe3O4可作为CH4和CO2反应的催化剂,在反应过程中Fe3O4与合成气反应可转化为Fe。写出能使Fe转化为Fe3O4(催化剂再生)的一条可能途径: 。
Ⅱ.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:
(3)合成甲醇是人工合成淀粉[(C6H10O5)n]的关键一步,反应原理示意图如下:
X的化学式为 。
(4)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 。
Ⅲ. 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所示。
(5)写出如图所示反应的化学方程式: 。
(6)绿色植物的光合作用能吸收二氧化碳,释放氧气。计算4.4gCO2通过光合作用可得到葡萄糖的质量(写出计算过程)。
【答案】(1)/
(2)Fe与H2O或CO2反应生成Fe3O4
(3)H2O2
(4)甲醇燃烧产生的CO2与合成甲醇所需的CO2质量相等
(5)
(6)解:设通过光合作用得到葡萄糖的质量为。
答:通过光合作用得到葡萄糖的质量为。
【详解】(1)还原反应室中炼铁的反应有一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳、氢气与氧化铁在高温条件下反应生成铁与水,化学方程式为、;
(2)在反应过程中Fe3O4与合成气中的CO或H2反应转化为Fe和CO2或H2O,Fe与H2O或CO2反应可重新转化为Fe3O4,实现Fe3O4的再生,因此能使Fe转化为Fe3O4的一条可能途径:Fe与H2O或CO2反应生成Fe3O4;
(3)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;
(4)CO2和H2可合成甲醇,化学方程式为,其中二氧化碳与甲醇的质量比为,甲醇燃烧又生成CO2,化学方程式为,其中甲醇与二氧化碳的质量比为,因此甲醇被认为是“零碳”燃料的理由是:甲醇燃烧产生的CO2与合成甲醇所需的CO2质量相等;
(5)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;
(6)计算过程见答案。
考向四 项目化研究
9.(2025·江苏常州·中考真题)月球原位资源利用将成为原位补给水和氧气等关键生存物资的核心技术。
I.矿石处理
月壤样品分析结果表明其成分较复杂,其中的钛铁矿是铁和钛的氧化物(主要成分可写成FeO•TiO2),具有磁性,其余为非磁性矿物。据此科研人员用干式磁选法(如图1所示)分选富集出钛铁矿。
(1)图1中钛铁矿颗粒将进入 斗。
(2)科研人员对粒径为100μm的矿物在不同磁感应强度(单位:T)和转速(单位:r•min-1)条件下进行磁选实验,结果如图2所示,则该装置将月壤中磁性颗粒和非磁性颗粒分选开来的最佳条件为 。
II.原位制水
(3)水是保障人类生存的关键资源。科研人员还在月壤钛铁矿中发现储存有大量氢。在高温下钛铁矿中的氢与铁的氧化物能发生反应,其中氢与氧化亚铁反应生成单质铁和水,该反应方程式为 。
(4)图3呈现了钛铁矿随着温度变化过程中所有价态的铁含量变化情况,由图可知最适合大量制水的反应温度为 (选填“T2”、“T3”或“T4”)。同学甲发现T1~T2温度之间Fe2+的含量不降反升,他依据该温度范围Fe3+的含量减少得出结论:该温度范围内Fe3+转化成为了Fe2+;同学乙认为该推理不严谨,还需参考同温度范围内 。
(5)研究嫦娥五号采集的月壤,发现该样品可产水量约占月壤质量的7.5%。已知成人每天饮水量约为1500mL,据此可知每吨月壤可产生的水约能供 位成人一天的饮水需求。
III.综合开发
同学甲查阅资料获知月壤钛铁矿中还存在矿物ULM-1(含NH4MgCl3•6H2O),他提出一种利用太阳能原位开发月球资源的方案,流程如图:
(6)上述流程中的X是一种含两种元素的可燃性气体,其化学式为 。
(7)上述流程中可以循环利用的物质有 。
(8)同学乙认为该方案暂时不可行,原因是还需要在月球上寻找到 元素。
【答案】(1)B
(2)磁感应强度为0.43T、转速为50r•min-1
(3)
(4) T4 铁单质含量的变化情况
(5)50
(6)CO
(7)Mg、Cl2
(8)碳
【详解】(1)题目中明确说明钛铁矿“具有磁性”,所以会被磁系吸引进入B斗。
(2)由图可知,磁感应强度为0.43T、转速为50r•min-1时,分流距离最大,即将月壤中磁性颗粒和非磁性颗粒分选开来的效果最佳。
(3)氢与氧化亚铁在高温下反应生成单质铁和水,根据质量守恒定律,反应的化学方程式为:;
(4)由题(3)可知,铁的氧化物和氢反应生成单质铁和水,于是钛铁矿中,生成物单质铁越多,说明反应进行越多,即生成水越多,由图可知,T4温度时,钛铁矿中单质铁的量骤升,说明生成大量水。
(5)由题可知,一吨月壤可产生水,水的密度在标准状况下为1g/cm3,即水,已知成人每天饮水量约为1500mL,据此可知每吨月壤可产生的水约能供位成人一天的饮水需求。
(6)由流程图可知,反应物有TiO2、C、Cl2,反应条件是高温,生成物是TiCl4和X,根据化学反应前后元素种类不变,所以一种含有两种元素的可燃性气体X是含有C和O的CO;
(7)由流程图可知,Mg、Cl2既是反应物,又是反应物,上述流程中可以循环利用的物质有Mg、Cl2。
(8)化学反应前后元素种类不变,同学乙认为该方案暂时不可行,原因是还需要在月球上寻找到碳元素。
10.(2024·江苏徐州·中考真题)我国化工专家侯德榜创立了“侯氏联合制碱法”,为纯碱(Na2CO3)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,此溶液的溶质质量分数为 (结果精确到0.1%)。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NH3,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CO2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NH3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CO2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NaHCO3的主要原因是 。袋内溶液中是否含有NaHCO3?请设计实验方案证明: (不可使用酸碱指示剂,写出操作、现象和结论)。
(4)NaHCO3的溶解度在60℃后无数据,原因可能是 。
任务4:应用产品
(5)析出得到的NaHCO3固体加热分解即制得产品——纯碱。工业上可用纯碱和熟石灰反应制取氢氧化钠,反应的化学方程式为 。
(6)副产品NH4Cl在农业上可用作 。某工厂用65吨NaCl(利用率在90%以上)生产纯碱,同时得到NH4Cl的质量至少是多少吨? (写出计算过程,结果保留一位小数)
【答案】(1) 18 26.5% A
(2)湿润的红色湿润试纸变蓝色
(3) 相同温度下,NaHCO3的溶解度小于NH4Cl的溶解度 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NaHCO3
(4)60℃时溶液中的碳酸氢钠受热分解
(5)Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
(6) 氮肥 设得到NH4Cl的质量为
答:同时得到NH4Cl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,将 18gNaCl固体完全溶解于50g水配得饱和溶液,此溶液的溶质质量分数为,NaCl溶液中含有钠离子、氯离子和水分子三种微粒,则从微观角度分析,图示中最接近NaCl溶液真实情况的是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,则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石蕊试纸变蓝色时,连接ab,收集NH3;
(3)由于相同温度下,NaHCO3溶解度小于NH4CI的溶解度,所以析出的白色固体为NaHCO3,碳酸氢钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,则证明袋内溶液中是否含有 NaHCO3的实验方案为: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NaHCO3;
(4)NaHCO3的溶解度在60℃后无数据,原因可能是60C时溶液中的碳酸氢钠受热分解;
(5)纯碱是碳酸钠的俗称,熟石灰是氢氧化钙的俗称,碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,反应的化学方程式为:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH;
(6)NH4Cl含氮元素,农业上可用作氮肥;
计算过程见答案。
1.(2025·江苏泰州·三模)人们的衣、食、住、行离不开化学。
(1)“衣”:某服装标签的部分内容如图所示。
①涤纶属于 材料;
②灼烧羊毛后有 气味。
(2)“食”:人体每日必须摄入足量的钙。
①“钙”是指 (填“元素”或“单质”);
②人体缺钙易患 病。
(3)“住”:建筑物安装的铁栏杆经常刷铝粉防锈。
①铁生锈需要与 同时接触;
②铝制品耐腐蚀的原因是 (用化学方程式表示)。
(4)“行”:马路上新能源汽车日益增加。
①碳化硅在新能源产业功不可没,碳化硅中m(Si)∶m(C)=7∶3.碳化硅的化学式为 ;
②氢能汽车以氢气为燃料,理论上产生4tH2,需光催化分解水的质量为 (写出计算过程)。
【答案】(1) 合成或有机高分子 烧焦羽毛
(2) 元素 骨质疏松或佝偻
(3) O2、H2O或氧气和水 4Al+3O2=2Al2O3
(4) SiC 解:设水的质量为x。
x=36t
答:水的质量为36t。
【详解】(1)①涤纶是合成纤维中的一种,合成纤维属于有机合成材料。
②羊毛的主要成分是蛋白质,灼烧蛋白质会有烧焦羽毛的气味,所以灼烧羊毛后有烧焦羽毛气味。
(2)①在日常生活中,我们所说的人体摄入的“钙”,指的是钙元素。
②人体缺钙易患佝偻病(儿童)或骨质疏松症(老年人)。
(3)①铁生锈的条件是与氧气和水同时接触。
②铝制品耐腐蚀是因为铝在常温下能与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止内部的铝进一步被氧化,化学方程式为4Al + 3O2 = 2Al2O3。
(4) ①设碳化硅的化学式为SixCy,已知碳化硅中m(Si):m(C) = 7:3,硅的相对原子质量为28,碳的相对原子质量为12,则28x:12y=7:3,x:y = 1:1,所以碳化硅的化学式为SiC。
②详见答案。
2.(2025·江苏南京·三模)氢气是理想的“绿色能源”,近年来我国制氢量位居世界第一。
(1)高温下C与水蒸气反应生成CO和H2,CO和水蒸气继续反应得到CO2和H2。
①CO和水蒸气反应的化学方程式为 。
②反应后的气体中含有H2、CO、CO2及水蒸气,向其中加入一定量的CaO可提高H2在混合气体中的百分含量,原因是 。
(2)甲烷水化制氢。以甲烷为原料制备氢气的一种流程如下。
①16.0g甲烷理论上可制备氢气的质量为 g。
②“分离”发生反应的化学方程式为 。
(3)贮氢与释氢。已知:HCOOK+H2OKHCO3+H2↑;HCOOHCO2↑+H2↑。通过下列流程可实现氢气的贮存和释放。
①催化加氢室发生反应的化学方程式为 。
②采用HCOOK溶液释氢优于HCOOH释氢,原因有产生H2的速率快和 。
③在氢气的贮存和释放中可循环使用的物质是 。
(4)Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时,Mg2Cu与H2反应生成MgHn,MgHn中Mg与H的质量比为12:1,则n= 。
【答案】(1) 氧化钙与水蒸气反应,消耗了水蒸气,使氢气的百分含量提高
(2) 8.0/8
(3) 产生的H2纯度高 碳酸氢钾/KHCO3
(4)2
【详解】(1)①CO和水蒸气在高温下反应生成二氧化碳和氢气,该反应的化学方程式为:;
②反应后的气体中含有H2、CO、CO2及水蒸气,向其中加入一定量的CaO可提高H2在混合气体中的百分含量,原因是氧化钙与水蒸气反应,消耗了水蒸气,使氢气的百分含量提高;
(2)①由图可知,以甲烷为原料制备氢气的总反应为甲烷和水在一定条件下反应生成二氧化碳和氢气,该反应的化学方程式为:。
解:设16.0g甲烷理论上可制备氢气的质量为x
x=8.0g
答:理论上可制备氢气的质量为8.0g;
②“分离”发生反应为碳酸钾和二氧化碳、水反应生成碳酸氢钾,该反应的化学方程式为:;
(3)①催化加氢室发生反应为碳酸氢钾和氢气在催化剂的条件下反应生成HCOOK,还应生成了水,该反应的化学方程式为:;
②由题干信息可知,采用HCOOK溶液释氢,只生成了氢气一种气体,HCOOH释氢,生成了二氧化碳和氢气两种气体,则采用HCOOK溶液释氢优于HCOOH释氢,原因有产生H2的速率快和产生的氢气纯度高;
③由图可知,碳酸氢钾既是反应物,又是生成物,故在氢气的贮存和释放中可循环使用的物质是:KHCO3;
(4)MgHn中Mg与H的质量比为:24:n=12:1,n=2。
3.(2025·江苏常州·三模)洗涤和洗护用品的发明与发展,是人类文明进步的重要标志之一。
I.天然洗涤剂
(1)古代人们常用草木灰(主要成分碳酸钾)作为洗涤剂。现设计实验验证草木灰的主要成分,并完成实验报告。
【查阅资料】金属或其化合物在火焰上灼烧时会使火焰呈现特征颜色,如钠元素为黄色,钾元素为紫色,钙元素为砖红色。
实验步骤
实验现象
实验结论
①取适量草木灰样本与蒸馏水在烧杯中充分混合搅拌后静置,取上层清液于试管中, (填具体操作),并将产生的气体通入澄清石灰水中
产生的气体使澄清的石灰水变浑浊
草木灰中含有碳酸根离子
②用铂丝蘸取上层清液,在火焰中灼烧
草木灰中含有钾元素
(2)用pH计测得草木灰浸出液的pH为11.2,说明草木灰浸出液呈 (填“酸性”或“碱性”)。《周礼•考工记》中记载,古人曾在草木灰的水溶液中加入贝壳烧成的灰(主要成分为CaO),利用生成物中的氢氧化钾来清洗丝帛。上述过程中生成氢氧化钾的化学方程式是 。
Ⅱ.合成洗涤剂
1959年,上海永兴化工厂建设并投产,标志中国合成洗涤剂工业的诞生。合成洗涤剂的核心成分为表面活性剂和助洗剂。过氧碳酸钠(2Na2CO3∙3H2O2)是一种常见的助洗剂,实验室用Na2CO3与稳定剂的混合溶液和30%的H2O2溶液反应制备过氧碳酸钠,流程如下:
【查阅资料】过氧碳酸钠在异丙醇(有机溶剂)中的溶解度较低。
(3)反应釜中温度不宜超过20℃的原因是 。
(4)反应结束后,停止搅拌,向反应液中加入异丙醇,静置、过滤、洗涤、干燥,获得过氧碳酸钠固体。加入异丙醇的目的是 。
(5)20℃时,碳酸钠的溶解度为21.5g,将43g碳酸钠配制成该温度下的饱和溶液,需要水 g。
【答案】(1) 加入足量稀盐酸(或其他稀强酸,如稀硫酸等) 产生紫色火焰(或产生透过蓝色钴玻璃可观察到的紫色火焰)
(2) 碱性
(3)防止过氧化氢受热分解
(4)减小过氧碳酸钠的溶解度,使它能够尽可能多的析出
(5)200
【详解】(1)①根据实验结论草木灰中含有碳酸根离子,取适量草木灰样本与蒸馏水在烧杯中充分混合搅拌后静置,取上层清液于试管中,加入足量稀盐酸(或其他稀强酸,如稀硫酸等),稀盐酸与碳酸根离子反应会生成二氧化碳气体(其他酸同理),二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,将产生的气体通入澄清石灰水中,可观察到澄清石灰水变浑浊,故填:加入足量稀盐酸(或其他稀强酸,如稀硫酸等);
②根据实验结论草木灰中含有钾元素,用铂丝蘸取上层清液,在火焰中灼烧,可产生紫色火焰;
一般来说,在进行钾元素的焰色反应时,需要透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色,这是因为在实际情况中,钾元素中可能混有钠元素,钠元素的黄色火焰会干扰钾元素的紫色火焰的观察,蓝色钴玻璃可以滤去钠元素的黄色光,从而更清晰地观察到钾元素的紫色火焰,但在本题中,草木灰中主要成分含有钾元素和碳酸根离子等,其中钠元素的含量极少,对钾元素火焰颜色的干扰可以忽略不计,所以本题中不透过蓝色钴玻璃也可以,但透过蓝色钴玻璃观察是检验钾元素焰色反应的标准操作方法,这样能最大程度避免其他元素干扰,保证结果准确性,本题主要写实验现象,所以也可以答:产生透过蓝色钴玻璃可观察到的紫色火焰;
(2)用pH计测得草木灰浸出液的pH为11.2>7,说明草木灰浸出液呈碱性;
生石灰和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和草木灰的主要成分碳酸钾反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾,化学方程式为;
(3) 过氧化氢易分解生成水和氧气,随着温度的升高,分解速度加快,故反应釜中温度不宜超过20℃的原因是防止过氧化氢受热分解;
(4) 根据“过氧碳酸钠在异丙醇(有机溶剂)中的溶解度较低”可知,加入异丙醇能减小过氧碳酸钠的溶解度,使它能够尽可能多的析出;
(5)20℃时,碳酸钠的溶解度为21.5g,即100g水中最多可溶解21.5g碳酸钠,将43g碳酸钠配制成该温度下的饱和溶液,设需要水的质量为,,解得,即需要水200g。
4.(2025·江苏扬州·二模)氢氧化氧铁(化学式为FeOOH)俗称铁黄是一种化工产品。
(1)FeSO4、Fe2(SO4)3都由离子构成。Fe2(SO4)3中的离子有 (填化学符号) 。
(2)制备。向一定浓度的FeSO4溶液中加入氨水,产生白色沉淀 Fe(OH)2,并很快变成灰绿色。滴加氨水至 pH为6.0时,开始通空气并记录pH变化如图。
已知:本实验中不同pH下+3价铁元素的存在状态。
pH
<1.5
1.5~2.8
2.8~6.0
存在状态
Fe3+
Fe3+、FeOOH
FeOOH
①t1~t2时段的反应为 ,溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
②t3后,pH几乎不变,此时溶液中 Fe2+质量减少,Fe3+质量增加,且Fe2+减少的质量大于Fe3+增加的质量。用化学方程式解释: (不必配平)。
(3)产品纯度测定。产品纯度可以通过产品的耗酸量确定。
已知:
不与NaOH溶液反应。
①恰好完全反应时的现象为 。
②加入不足会使测定结果 (填“偏大”“偏小”或“不变”),原因是 。
(4)用200g 30.4%的FeSO4溶液理论上最多可获得多少gFeOOH (杂质不参与反应)?
【答案】(1)Fe3+、
(2) 减小
(3) 溶液恰好由无色变为红色时 偏小 加入不足,硫酸铁不能被完全消耗,硫酸铁也会消耗氢氧化钠,会导致产品的耗酸量偏小
(4)当硫酸亚铁完全转化为FeOOH,获得的FeOOH质量最多,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,则最多可获得FeOOH的质量为:。
【详解】(1)硫酸铁由铁离子和硫酸根离子构成,离子的表示方法:在该离子元素符号的右上角标上该离子所带的正负电荷数,数字在前,正负号在后,带一个电荷时,1通常省略,多个离子,就是在元素符号前面加上相应的数字;故填:Fe3+、;
(2)①t1~t2时段pH范围为:4.0~6.0,此时铁元素的存在状态为FeOOH,该阶段pH下降,说明有酸生成,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,反应物中含硫酸根离子,则生成的酸是硫酸,生成物中含氢元素,则水参与了反应,通入了空气,则氧气也应参与了反应,则该反应的化学方程式为:;
反应生成了酸,溶液的酸性增强,则溶液的pH减小;
②t3后,pH几乎不变,说明此时氢离子浓度不变,则此时无硫酸生成,此时溶液中 Fe2+质量减少,Fe3+质量增加,且Fe2+减少的质量大于Fe3+增加的质量,说明此时还生成了FeOOH,则发生反应为硫酸亚铁、氧气、水反应生成FeOOH和硫酸铁,该反应的化学方程式为:;
(3)①加入氢氧化钠溶液的目的是中和过量的硫酸,硫酸溶液显酸性,不能使无色酚酞试液变红,氢氧化钠溶液显碱性,能使无色酚酞试液变红,当溶液恰好由无色变为红色时,说明氢氧化钠与稀硫酸恰好完全反应;
②加入不足,硫酸铁不能被完全消耗,硫酸铁也会消耗氢氧化钠,故会导致测得剩余硫酸的质量偏大,导致产品的耗酸量偏小,从而导致测定结果偏小;
(4)见答案。
5.(2025·江苏常州·三模)铁及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。
一、铁的应用
(1)唐代铸造的“黄河铁牛”为桥梁地锚,与铁柱、铁山、铁墩、铁人等共同组成坚固完善的地锚系统。
①铸造“黄河铁牛”的过程中加入了锡,使其 (填物理性质)比纯铁大。
②工业上用赤铁矿进行高炉炼铁的化学方程式为 。
③生活中为了防止铁制品生锈,可采取的措施有 (任写一种)。
(2)铁粉可以对烟气进行“脱硫”处理,某烟气含N2、O2、SO2等气体,用FeSO4溶液催化“脱硫”的部分流程如图1所示。溶液的起始温度对脱硫率和溶液pH的影响如图2所示。
资料:“脱硫”时发生的主要反应为;
①温度升高脱硫率降低的原因是 。
②“脱硫”过程中加入铁粉的目的是 。
③“脱硫”一段时间后,FeSO4溶液的溶质质量分数变大的原因是 。
二、纳米铁粉的制备
纳米铁粉能作高效水处理剂。一种由铁屑(含少量FeCO3杂质)制备纳米铁粉的方法如下:
(3)“酸溶”时产生的气体为 。
(4)“沉淀”时发生复分解反应的方程式为 。
(5)“灼烧”后得到Fe2O3,若产物中CO和CO2的分子个数比为1∶1,则“灼烧”时发生反应的化学方程式为 。
(6)纳米铁粉能处理水体中的硝态氮,废水中溶解氧会降低去除率的原因是 。
含铁催化剂的定量测定
上述流程经“灼烧”后所得固体Fe2O3中混有一定量Fe3O4。
(7)取63.2g该固体与足量CO充分反应,生成CO2的质量为50.6g,制备出纳米铁粉的质量为 g。
【答案】(1) 硬度(或强度) 刷漆(合理即可)
(2) 温度升高,二氧化硫的溶解度减小 铁粉和生成的硫酸反应生成硫酸亚铁,硫酸亚铁是脱硫过程的催化剂 铁粉和生成的硫酸持续反应生成硫酸亚铁,故FeSO4溶液的溶质质量增大,溶质质量分数增大
(3)氢气、二氧化碳
(4)
(5)
(6)纳米铁粉能与氧气和水反应
(7)44.8
【详解】(1)①合金比组成它的纯金属硬度大,耐腐蚀,铸造“黄河铁牛”的过程中加入了锡,形成合金,可使其硬度比纯铁大,硬度不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质;
②赤铁矿的主要成分是氧化铁,工业上用赤铁矿炼铁的反应为一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,该反应的化学方程式为:;
③铁生锈的条件是铁与氧气和水接触,生活中为了防止铁制品生锈,可以隔绝氧气和水,可采取的措施有:刷漆、涂油等;
(2)①气体的溶解度随温度的升高而减小,故温度升高脱硫率降低的原因是:温度升高,二氧化硫的溶解度减小;
②脱硫过程中加入适量的铁粉,铁粉和生成的硫酸反应生成硫酸亚铁,硫酸亚铁是脱硫过程的催化剂,可以促进反应进行;
③脱硫过程中加入适量的铁粉,铁粉和生成的硫酸反应生成硫酸亚铁,故硫酸亚铁溶液的溶质质量增大,溶质质量分数增大;
(3)“酸溶”时产生的气体为铁与稀硫酸反应生成的氢气,碳酸亚铁与稀硫酸反应生成的二氧化碳;
(4)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“沉淀”时发生的复分解反应为硫酸亚铁和H2C2O4反应生成FeC2O4和硫酸,该反应的化学方程式为:;
(5)灼烧时,FeC2O4和氧气在高温下反应生成氧化铁、一氧化碳和二氧化碳,产物中CO和CO2的分子个数比为1:1,则该反应的化学方程式为:;
(6)纳米铁粉能处理水体中的硝态氮,废水中溶解氧会降低去除率的原因是:纳米铁粉能与氧气和水反应,故会降低的去除率;
(7)一氧化碳与氧化铁反应:,一氧化碳与四氧化三铁反应:,根据质量守恒定律, 化学反应前后元素的种类不变,由化学方程式可知,生成二氧化碳中的氧元素一半来自固体中的氧元素,则固体中氧元素的质量为:,则制备出纳米铁粉的质量为:63.2g-18.4g=44.8g。
6.(2025·江苏扬州·三模)能源的利用与社会可持续发展密切相关。
Ⅰ.家用燃料的变迁
(1)下图是家用燃料的更新历程(注:括号中的物质是对应燃料的主要成分)。
①下列有关家用燃料更新的理由错误的是 (填字母)。
A.燃料使用更便捷 B.气体燃料燃烧的更充分
C.天然气是可再生的能源 D.减少煤燃烧过程中产生的污染物
②打开液化石油气气罐阀门有气体逸出的微观原因 。
【查阅资料】a.和完全燃烧的化学方程式为:;;
b.同温、同压下,气体的体积与分子的个数成正比。
③欲将家中以液化石油气为燃料的灶具改为以天然气为燃料,应采用的措施是 (填字母)。
A.增大空气和天然气的进入量 B.减少空气的进入量或增大天然气的进入量
C.减少空气和天然气的进入量 D.增大空气的进入量或减少天然气的进入量
Ⅱ.在“双碳”目标愿景下,氨气()作为一种“零碳”能源前景广泛。
ⅰ.制氨(一)传统合成氨
(2)如图-1为在高温、高压下利用铁触媒作催化剂制取氨气的过程。
①依据图-1分析,氨气的沸点 (填“大于”或“小于”)氮气与氢气。
②常用海绵状的制得铁触媒。用海绵状的目的是 。
③氮气合成氨气的过程可用微观粒子示意图来表示反应前后物质的变化,请在下图中画出反应前物质的微观粒子示意图 。
(二)电解合成氨
(3)科学家最新研制了常温、常压下电解法合成氨的方法,原理如图-2所示。
①写出如图-2所示反应的化学反应方程式 。
②实验测得反应实际所得到的氧气质量远大于理论值,可能的原因是 。
ⅱ.用氨
(4)清洁燃料。科研人员采用氨气分级燃烧技术,反应原理示意图如图-3所示。
①写出图-3反应中X的化学式 。
②我国科学研究人员发现在氨气中掺混一定比例的其他燃料,可以提高氨气燃烧的稳定性。为真正实现零碳排放,选择掺混的物质最可能是 (填字母)。
A.煤粉 B.氢气 C.甲烷
(5)制取氮肥。某化肥厂生产的工艺流程如图-4.加入的应为_____。
A. B. C. D.
【答案】(1) C 分子在不断运动 B
(2) 大于 增大接触面积,加快反应速率
(3) 电解水也能生成氧气
(4) H2O B
(5)B
【详解】(1)①A、煤需要引燃,液化石油气需要更换气管,天然气直接从燃气管道使用,燃料使用更便捷,该选项正确;
B、气体燃料与空气接触面积更大,燃烧的更充分,该选项正确;
C、天然气是不可再生的能源,该选项不正确;
D、石油气、天然气燃烧生成二氧化碳和水,可以减少煤燃烧过程中产生的污染物,该选项正确;
故选:C。
②有气体逸出,是因为分子在不断运动。
③根据化学方程式可知,消耗相同个数的和,消耗的氧分子更多,而同温、同压下,气体的体积与分子的个数成正比,相同体积的液化石油气和天然气,液化石油气燃烧需要的氧气多,故将家中以液化石油气为燃料的灶具改为以天然气为燃料,应采用的措施是减少空气进量,或者增大天然气进量,故选B。
(2)①根据流程可知,氮气、氢气变为气体时,氨气仍为液态,故氨气的沸点大于氮气与氢气。
②用海绵状的,海绵状的结构可以增大与反应物的接触面积,加快反应速率。
③氨气()中氮、氢原子个数比为1:3,根据反应前后原子的种类和个数不变,可知反应的氮分子和氢分子个数比为1:3,又由于反应后还有一个氮分子,则反应前氮、氢分子个数比为2:3,图为。
(3)①有图-2可知,反应物为水和氮气,生成物为氧气和氨气,且条件为通电,反应的化学方程式为。
②电解水生成氢气和氧气,则实验测得反应实际所得到的氧气质量远大于理论值,可能是因为部分水发生了电解。
(4)①反应前后原子的种类和个数不变,反应②中,NO和NH3反应生成N2和X,则X中应含有氢、氧原子,故化学式为H2O。
②A、煤粉的主要成分为碳,燃烧会产生二氧化碳,不符合题意;
B、氢气燃烧生成水,符合题意;
C、甲烷燃烧生成二氧化碳和水,不符合题意。
故选B。
(5)根据流程可知,碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,则说明滤渣中含有碳酸钙,而NH3、CO2、X反应生成CaCO3和(NH4)2SO4,根据反应前后原子的种类和个数不变,则X中含有钙元素和硫元素,故选B。
7.(2025·江苏盐城·三模)金属的冶炼和利用,促进了人类的发展。
【铁器防腐】
(1)对铁锈进行检验,发现铁锈蚀的产物主要是Fe2O3·xH2O,说明铁器在含有 的环境中容易被腐蚀。据此,可以在铁器表面通过化学方法形成致密的Fe3O4保护膜,延长铁器使用寿命。
【废铁屑的再利用】
用废铁屑制备铁红(主要成分为Fe2O3)的部分流程如图所示:
资料:碳酸氢铵在35℃时开始分解,100℃时分解加快,250℃时完全分解
(2)“酸溶”过程中为加快反应速率,可采取的措施有(写一条) 。
(3)“还原”过程中与铁发生反应的物质是 和 (写化学式)。
(4)“转化”过程中溶液温度不宜过高的原因是 。
(5)在空气中灼烧FeCO3和氧气反应生成Fe2O3和CO2,发生反应的化学方程式为 。
【铁红样品的成分探究】
上述流程制备的铁红样品中混有少量FeCO3,称取铁红样品29.8g,用如图装置进行实验。(反应管中生成的CO2都被过量的氢氧化钠溶液吸收)
【资料】:
①在隔绝空气、282℃时,FeCO3分解成FeO和CO2;
②Fe2O3分解需要700℃以上的高温;
③温度高于600℃时,铁的氧化物将被CO还原为铁。
(6)保持控温火焰300℃加热一段时间后,固体质量不再发生变化,测得剩余固体质量为27.6g时,该固体成分可表示为aFeO·bFe2O3,则a:b= 。(写出计算过程)
【答案】(1)氧气和水
(2)将废铁屑粉碎(合理即可)
(3) H2SO4 Fe2(SO4)3
(4)防止碳酸氢铵受热分解
(5)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2
(6)二氧化碳质量=29.8g-27.6g=2.2g,故可设生成的氧化亚铁质量为x
氧化铁质量=27.6g-3.6g=24g,故aFeO·bFe2O3中a:b=。
【详解】(1)检测锈蚀产物。铁锈蚀的产物主要是Fe2O3·xH2O,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,根据铁器锈蚀后的成分可知,铁器在具有O2、H2O的环境中容易被腐蚀;
(2)“酸溶”过程中为加快反应速率,可采取的措施有将废铁屑粉碎、搅拌(增大反应物的接触面积)或适当加热、适当增大硫酸的浓度等,加快反应速率;
(3)“还原”过程中加入的过量铁粉除了与H2SO4反应生成硫酸亚铁和氢气以外,还与Fe2(SO4)3溶液发生化合反应生成硫酸亚铁;
(4)“转化”过程中溶液温度不宜过高的原因是防止碳酸氢铵受热分解;
(5)在空气中灼烧FeCO3和氧气反应生成Fe2O3和CO2,发生反应的化学方程式为:4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2;
(6)氧化铁在700℃以下不分解,根据质量守恒定律,二氧化碳质量=29.8g-27.6g=2.2g,其余见答案。
8.(2025·江苏镇江·三模)铁及其化合物在生产生活中有广泛应用。
一、铁的冶炼和应用
(1)工业上模拟用磁铁矿炼铁时先通CO后加热的原因是 ,该反应的化学方程式为 。
(2)“铁在潮湿的空气中会生锈”主要是铁与空气中 发生化学反应。生活中为了防止铁制品生锈,可采取的措施有 (任写一种)。
(3)“百炼成钢”中的钢的硬度比铁 (高或低)。用钢铁制作铁锅,铁锅炒菜、做饭是利用其具有良好的 性,炒菜时少量铁进入胃里与胃酸发生反应生成亚铁离子的符号是 。
二、铁红(Fe2O3)的制备
用废铁屑(含Fe2O3和FeCO3)制取FeCO3进而制备铁红(Fe2O3)的主要流程如下:
(4)废铁屑表面先用洗涤剂去油污的原理是发生 ,再进行“酸溶”。
(5)资料:化学反应中,元素化合价升高的物质是还原剂,化合价降低的物质是氧化剂。“还原”发生的反应为:Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4。该反应中还原剂是 。
(6)产生FeCO3化学反应方程式是: 。
(7)煅烧FeCO3转化为Fe2O3的两物质的质量比是 。
三、FeCO3的含量测定
上述制取的FeCO3中会混有Fe(OH)SO4。称取含Fe(OH)SO4的FeCO3样品63.3g置于密闭容器中,控制不同的温度对样品加热,测得剩余固体质量随温度的变化如图所示。
【资料】①在282℃时,FeCO3分解为FeO和CO2;在500℃时,Fe(OH)SO4分解为Fe2O3、SO2、SO3、H2O和O2。
②加热时,FeO极易与O2反应生成Fe2O3。
(8)M点对应固体中FeO和Fe2O3的质量比为 ;
(9)用足量碱石灰充分吸收容器中的气体,最终碱石灰增加的质量为 g。
【答案】(1) 排尽装置内的空气,防止爆炸
(2) 氧气和水 涂油、刷漆、保持干燥
(3) 高 导热 Fe2+
(4)乳化
(5)铁
(6)FeSO4 + Na2CO3 = FeCO3↓+ Na2SO4
(7)29:20
(8)27:20
(9)25.7
【详解】(1)①工业上模拟用磁铁矿(主要成分Fe3O4)炼铁时先通CO后加热,是因为CO是可燃性气体,与空气混合加热可能会发生爆炸,先通CO可以排尽装置内的空气,防止爆炸。 ②一氧化碳与四氧化三铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为
(2)①铁在潮湿的空气中会生锈,主要是铁与空气中的氧气和水发生化学反应。 ②生活中为了防止铁制品生锈,可采取的措施有涂油、刷漆、保持干燥等(合理即可)。
(3)①钢是铁的合金,合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大,所以钢的硬度比铁高。②用钢铁制作铁锅,铁锅炒菜、做饭是利用其具有良好的导热性。③亚铁离子带2个单位正电荷,符号是Fe2+。
(4)废铁屑表面先用洗涤剂去油污的原理是洗涤剂具有乳化作用,能将油污乳化为小油滴,从而随水冲走。
(5)在Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4反应中,Fe元素的化合价从 + 3价(在Fe2(SO4)3中)和0价(在Fe单质中)变为+ 2价(在FeSO4中),铁单质中Fe元素化合价升高,所以铁是还原剂;
(6)“还原”后溶液中的溶质主要是FeSO4,FeSO4与Na2CO3溶液反应生成FeCO3沉淀和Na2SO4,化学方程式为FeSO4 + Na2CO3 = FeCO3↓+ Na2SO4。
(7)由图可知,在空气中煅烧碳酸亚铁生成氧化铁,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、C、O,生成物中含Fe、O,故生成物中还应含C,故还应生成了二氧化碳,碳酸亚铁(FeCO3)在空气中(氧气)煅烧生成氧化铁(Fe2O3)、二氧化碳(CO2),化学方程式为 碳酸亚铁(FeCO3)的相对分子质量为56 + 12+16×3=116,氧化铁(Fe2O3)的相对分子质量为56×2 + 16×3 = 160。 根据化学方程式可知4个FeCO3生成2个Fe2O3,它们的质量比为(4×116):(2×160)=232:160 = 29:20。
(8)由题图可知,加热到282°C时,FeCO3分解为FeO和CO2,固体减少的质量为生成的二氧化碳的质量,为63.3g-45.7g=17.6g,设碳酸亚铁的质量为。
碳酸亚铁分解生成的FeO的质量为46.4g-17.6g=28.8g,样品中Fe(OH)SO4的质量为63. 3g-46.4g=16.9g,加热到500 °C时,Fe(OH)SO4分解为FeO、SO2、SO3、和O2;
设生成的氧化铁的质量为y,生成的氧气的质量为z。
碳酸亚铁分解生成的氧化亚铁和Fe(OH)SO4分解生成的氧化铁的质量之和为28.8g+8g=36.8g。
题图上M点的质量为37.6g,说明有FeO与O2加热反应生成Fe2O3,根据质量守恒定律,质量差为参加反应的氧气的质量为37.6 g-36.8 g=0.8g,设反应的氧化亚铁的质量为a。
则M点固体中FeO的质量为28.8g-7.2g=21.6g,Fe2O3的质量为7.2g+0.8g+8g=16g,
故FeO和Fe2O3的质量比为21.6g:16g=27:20。
(9)碱石灰可以吸收有FeCO3分解产生的CO2(质量17.6g )、Fe(OH)SO4分解生成的二氧化碳、水和二氧化硫、三氧化硫气体,则生成的二氧化碳、水和二氧化硫、三氧化硫总质量为16.9g−8g−0.8g=8.1g;碱石灰增重的质量为17.6g+8.1g=25.7g。
9.(2025·江苏扬州·三模)在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取气体。
Ⅰ.实验室制取气体并验证性质
(1)图-1装置中,仪器X的名称为 。
(2)实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳气体的化学方程式为 。
(3)要组装一套“随开随用,随关随停”制取干燥二氧化碳的装置,在图-1中选择合适装置,其正确连接顺序是 (填字母),F中的试剂Y是 (填名称)。
(4)利用如图-2所示实验研究的性质。证明能与水反应的现象是 。
Ⅱ.拓展探究
(5)制作氧自救呼吸器
查阅资料:超氧化钾()是一种黄色固体,产氧效率高,适合用作生氧剂。
①原理分析:超氧化钾能与人体呼出气体的二氧化碳、水发生反应,都生成氧气和白色固体。写出超氧化钾与二氧化碳反应生成氧气和碳酸钾的化学方程式 。
②动手实践:设计并制作如图-3所示“氧自救呼吸器”,使用一段时间后,观察到生氧剂由 (填颜色变化),则基本失效。
(6)获得制氧催化剂
可用作和分解制氧的催化剂。(已知:可由煅烧生成,在空气中煅烧会产生不同的锰氧化物,各锰氧化物的质量分数随煅烧温度的变化关系如图-4所示。)
①时,主要发生转化为的化合反应,该反应化学方程式为 。
②称取与一定质量混合均匀,在酒精灯上充分加热释氧(温度高于),冷却后,加水溶解,过滤,洗涤,烘干后称量,发现剩余固体质量少于ag。固体质量减少的主要原因是 。(已知:易溶于水)
【答案】(1)长颈漏斗
(2)
(3) AFE 浓硫酸
(4)干燥的石蕊棉团不变色,湿润的石蕊棉团变红
(5) 黄色变为白色
(6) 温度高于450℃时,MnO2会分解成Mn2O3
【详解】(1)由图可知,仪器X的名称是:长颈漏斗;
(2)大理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:;
(3)要组装一套“随开随用,随关随停”制取干燥二氧化碳的装置,则发生装置应选择A,A装置可将固体置于多孔隔板上,关闭弹簧夹,通过长颈漏斗添加液体,固液接触,生成气体,装置内压强增大,将液体压入长颈漏斗中,固液分离,反应停止,打开弹簧夹,气体导出,固液接触,反应开始,故可以控制反应的发生和停止,浓硫酸具有吸水性,且与二氧化碳不反应,可在F装置中盛装浓硫酸用于干燥二氧化碳,二氧化碳溶于水,密度比空气大,可用向上排空气法收集,收集装置可选E,故正确连接顺序是:AFE,F中的试剂Y是浓硫酸;
(4)通入二氧化碳,干燥的石蕊棉团不变色,说二氧化碳不能使石蕊变色,湿润的石蕊棉团变红,说明二氧化碳能与水反应生成酸性物质,故填:干燥的石蕊棉团不变色,湿润的石蕊棉团变红;
(5)①超氧化钾与二氧化碳反应生成氧气和碳酸钾,该反应的化学方程式为:;
②超氧化钾是一种黄色固体,超氧化钾能与人体呼出气体的二氧化碳、水发生反应,都生成氧气和白色固体,故使用一段时间后,观察到生氧剂由黄色变为白色,则基本生效;
(6)①时,主要发生转化为的化合反应,化合反应符合“多变一”的特点,根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,MnO中Mn、O元素的原子个数比为1:1,MnO2中Mn、O元素的原子个数比为:1:2,则反应物中还应有含氧元素的物质,则氧气应参与了反应,该反应的化学方程式为:;
②取agMnO2与一定质量KClO3混合均匀,在酒精灯上充分加热释氧(温度高于500℃),冷却后,加水溶解(KCl、KClO3溶于水),过滤,洗涤,烘干后称量,发现剩余固体质量少于ag。由图-4可知,固体质量减少的主要原因是温度高于450℃时,MnO2 会分解成Mn2O3;
10.(2025·江苏常州·三模)铁及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。
一、铁的冶炼与应用
(1)唐代“鎏金铁芯铜龙(如图1)”以铁铸造内芯,包铜,外层鎏金,展现了我国古代高超的冶炼、铸造工艺。高炉中以赤铁矿为原料炼铁原理的化学方程式为 。
(2)纳米铁粉可以去除废水中的HCl、ZnCl2和CuCl2,去除机理如图2。
①去除ZnCl2时,不能将ZnCl2转化为Zn的原因是 。
②溶液pH对CuCl2去除率的影响如图3所示,当pH<7时,随pH减小,CuCl2去除率会减小,用化学方程式解释其原因 。
二、铁的氧化物制备
Fe3O4颗粒在磁流体等领域应用广泛。一种制备Fe3O4的方法如图:
资料:+2价的铁元素容易被空气中的氧气氧化。
(3)①“溶解”时Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式为 ,所加稀硫酸不能过量太多的原因是:i.节约硫酸;ii. 。
②“溶解”时,实际投放的大于理论值,原因可能是 。
③“沉淀”时需要控制温度为50°C,目的是 。
④证明沉淀洗涤干净的实验方案是 。
三、含铁催化剂成分测定
(4)①某含铁催化剂成分为FeO和Fe2O3,称取44.8g该催化剂样品与足量CO充分反应后,生成CO2的质量为30.8g,则该样品中FeO和Fe2O3的质量比为 。
②研究表明:该催化剂中Fe2+和Fe3+的个数比为时催化活性最高。参考下列资料,该44.8g催化剂样品与 (填参加反应的气体及质量)反应转化可实现催化活性最高。资料:i.;ii.。
【答案】(1)
(2) 铁的金属活动性比锌弱
(3) 防止后续生成的亚铁离子被过量硫酸中的氢离子影响而不易沉淀 部分被空气中氧气氧化为,导致实际投入量需增大 加快反应速率,同时防止温度过高导致氨水分解 取最后一次洗涤液,向其中滴加溶液,若无白色沉淀产生,证明沉淀洗涤干净
(4) 9:5 1.6g氧气
【详解】(1)高炉中以赤铁矿为原料炼铁的原理是一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为;
(2)①去除时,不能将转化为Zn的原因是铁的金属活动性比锌弱;
②当pH<7时,随pH减小,去除率会减小,是因为溶液中含有较多HCl,纳米铁粉会先与HCl反应生成氯化亚铁和氢气,化学方程式为;
(3)①氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,化学方程式为;所加稀硫酸不能过量太多的原因是:节约硫酸,防止后续生成的亚铁离子被过量硫酸中的氢离子影响而不易沉淀;
②已知+2价的铁元素容易被空气中的氧气氧化,则“溶解”时实际投放的大于理论值,原因可能是部分被空气中氧气氧化为,导致实际投入量需增大;
③“沉淀”时需要控制温度为50°C,目的是加快反应速率,同时防止温度过高导致氨水分解;
④沉淀表面可能附着硫酸根离子,氯化钡能与硫酸根离子反应生成硫酸钡白色沉淀,因此证明沉淀洗涤干净的实验方案是:取最后一次洗涤液,向其中滴加溶液,若无白色沉淀产生,证明沉淀洗涤干净;
(4)①设FeO的质量为x,质量为y,则,氧化亚铁与一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,氧化铁与一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,设一氧化碳与、反应生成二氧化碳的质量分别是m、n,则,
则,解得,则该样品中FeO和的质量比为;
②28.8gFeO中铁元素的质量为,16g中铁元素的质量为,,因此需要将一部分FeO转化为,转化后FeO中铁元素的质量应占铁元素总质量的,即,则需要转化的FeO的质量为,设需要氧气的质量为z,
故该44.8g催化剂样品与1.6g氧气反应转化可实现催化活性最高。
11.(2025·江苏镇江·二模)铁及其化合物在生产生活中有着极其广泛的应用。
一、铁及其化合物的应用
(1)铁在自然界中主要以化合物存在,原因是 。
(2)纳米零价铁是近年来研究的热点,其除废水中金属离子的性能优越,其制备示意图如图-1。
①“聚集”过程,最后形成的纳米零价铁属于 (填序号)。
A.混合物 B.纯净物 C.单质 D.化合物
②“还原”过程,一定量焦炭与Fe3O4在高温下反应生成CO2的化学方程式为 。
③零价纳米铁用于去除废水中金属离子,根据金属活动性顺序可分三种途径(如图-2所示),第一类是吸附捕捉(如Zn2+),第二类是吸附捕捉再慢慢反应(如Pb2+),第三类是直接反应(如Cu2+)。
结合图分析,Ni2+属于第 (填“一”或“二”或“三”)类;若Cd2+属于第一类,则金属Cd比金属Ag的金属活动性 (填“强”或“弱”或“接近”)。
二、Fe3O4的制备
用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO,含少量Fe)制备Fe3O4主要流程如下。
资料:①浊液B中铁元素以FeOOH形式存在。
②滤液A和浊液B反应:2FeOOH+FeCl2=Fe3O4+2HCl,Fe3O4可表示为FeO·Fe2O3。
(3)步骤①为提高反应速率,可以采取的措施是 。
(4)步骤②中,加入Fe可将FeCl3转化为FeCl2,该反应的化学方程式为 。
(5)步骤③中,要控制NaOH溶液的量,原因是 。
(6)反应完成后,将滤液A和浊液B混合前需加热B一段时间,其加热的目的是 。
(7)操作Ⅰ中的“分离”包含的操作有 、洗涤,证明洗涤干净的方法是 。
三、Fe3O4样品的纯度测定
制得的Fe3O4样品中可能混有FeO或Fe2O3中的一种杂质。为了测定Fe3O4的纯度,取15.20g样品置于锥形瓶中,加入足量稀硫酸,加热使之完全溶解,向锥形瓶中滴加K2Cr2O7溶液恰好完全反应,消耗K2Cr2O7(相对分子质量为294)质量为2.94g。
已知:K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4=Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H2O+K2SO4
(8)经过上述测量和计算,Fe3O4样品中含有的杂质是 。
(9)所取该样品中Fe3O4的质量分数是 %(精确到0.1%)。
【答案】(1)铁化学性质较活泼,易与其他物质反应
(2) BC 二 强
(3)将铁泥粉碎
(4)
(5)NaOH溶液过多会导致部分 Fe2+沉淀,NaOH溶液过少使生成的FeOOH过少,降低 Fe3O4产率
(6)除去过量 H2O2,防止混合时部分Fe2+ 氧化
(7) 过滤 取最后一次洗涤后的滤液,滴加AgNO3溶液,无明显现象,已洗净
(8)氧化铁/三氧化二铁/Fe2O3
(9)91.6%
【详解】(1)铁在自然界中主要以化合物存在,原因是铁化学性质较活泼,易与其他物质反应;
(2)①“聚集”过程,最后形成的纳米零价铁由同种物质组成,属于纯净物,是由铁元素组成的纯净物,属于单质。
故选BC;
②“还原”过程,一定量焦炭与Fe3O4在高温下反应生成CO2和铁,该反应的化学方程式为:;
③由图可知,Ni2+是吸附捕捉再慢慢反应,属于第二类;
锌离子属于第一类,锌比铁活泼,铁与锌离子不反应,若Cd2+属于第一类,则Cd比Fe活泼,铁比银活泼,则金属Cd比金属Ag的金属活动性强;
(3)步骤①为提高反应速率,可以采取的措施是:将铁泥粉碎,增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
(4)步骤②中,加入Fe可将FeCl3转化为FeCl2,该反应的化学方程式为:;
(5)步骤③中,要控制NaOH溶液的量,原因是:氢氧化钠溶液过多,亚铁离子能与氢氧根离子结合生成氢氧化亚铁,形成沉淀,NaOH溶液过少使生成的FeOOH过少,降低 Fe3O4产率;
(6)过氧化氢具有氧化性,且过氧化氢受热易分解,故反应完成后,将滤液A和浊液B混合前需加热B一段时间,其加热的目的是除去过量 H2O2,防止混合时部分Fe2+ 氧化;
(7)操作Ⅰ实现了固液分离,故操作Ⅰ中的“分离”包含的操作有过滤、洗涤;
FeOOH和氯化亚铁反应生成四氧化三铁和HCl,如果未洗涤干净,四氧化三铁表面会附着HCl,硝酸银能与盐酸反应生成氯化银和硝酸,故证明洗涤干净的方法是:取最后一次洗涤后的滤液,滴加AgNO3溶液,无明显现象,已洗净;
(8)假设制得的Fe3O4样品中不含杂质,Fe3O4可表示为FeO·Fe2O3。加入足量稀硫酸,FeO和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和水,即,氧化铁和稀硫酸反应:,滴加K2Cr2O7溶液后发生反应为:,可得关系式:6FeO~6FeSO4~K2Cr2O7
解:设Fe3O4表示为FeO·Fe2O3,四氧化三铁中FeO的质量为x
x=4.32g
则四氧化三铁的质量为:小于15.20g,则样品中含有的杂质是Fe2O3;
(9)所取该样品中Fe3O4的质量分数是:。
64 / 64
学科网(北京)股份有限公司
$
专题18 综合应用题
三年考情概览:解读近三年命题思路和内容要求,统计真题考查情况。
典型真题精析:代表性真题分类精讲并点评命题规律,设置仿照题目。
近年真题精选:分类精选近年真题,把握命题趋势。
易错易混速记:归纳串联解题必备知识,总结易错易混点。
中考模拟探源:精选适量最新模拟题,发掘中考命题之源。
考向
近三年考查统计
考向一 物质制备类
2025·无锡卷第11题
2025·扬州卷第24(1)①题
2024·镇江卷第1题
2024·常州卷第2题
2023·无锡卷第4题
考向二 生活环境类
2025·扬州卷第5题
2025·苏州卷第5题
2024·镇江卷第4题
2024·南通卷第2题
2024·扬州卷第16题
考向三 科技前沿类
2025·南通卷第15(1)①题
2025·无锡卷第14题
2024·扬州卷第16题
考向四 项目化研究
2025·连云港卷第13(3)①题
2025·常州卷第21题
2024·南通卷第8题
考向一 物质制备类
【典题1】(2025·江苏淮安·中考真题)锰及其化合物在生产、生活中具有广泛的应用。
(1)锰元素在元素周期表中的信息及原子结构示意图如图1所示。下列有关说法正确的是________(填序号)。
A.图1中 B.锰元素属于非金属元素
C.锰元素的原子序数为25 D.锰元素的相对原子质量为54.94 g
(2)将打磨过的锰片插入CuCl2溶液中,观察到锰片表面出现红色固体,意外发现锰片上有少量气泡产生,据此可推测CuCl2溶液中含有的阳离子是 (填离子符号)。
(3)Mn3O4常用于电子工业,KMnO4可用于制备氧气,其稀溶液还是良好的消毒剂。利用废旧电池炭包(含炭和MnO2)制备Mn3O4和KMnO4的流程如图2所示。
①将炭包在足量的氧气中焙烧,目的是 。
②反应1中化合价发生改变的元素是 (填元素符号)。
③MnSO4能与氧气、氨水反应生成(NH4)2SO4和Mn3O4(难溶于水的黑色固体),实验装置如图3所示。制备时溶液的温度和pH对Mn3O4的产率的影响如图4所示。为获得高产率、高纯度的Mn3O4,请补充完整下列实验方案:取一定量MnSO4溶液放入三颈烧瓶中,在不断搅拌下,通入空气, ,真空干燥。(实验方案中必须使用的试剂:氨水、蒸馏水)
④反应2的原理为,则X的化学式为 。
⑤将K2MnO4转化为KMnO4的实验方案通常有两种。
方案一:
方案二:
对比上述两种方案,你认为哪种方案更优?请说明理由: (写出一点即可)。
◆一句话点评: 锰及其化合物的制备和应用。
【典题2】(2025·江苏镇江·中考真题)铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。
一、铁的有关知识
(1)东汉“铁书刀”用于削除汉简上的错字。
①书刀表面铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,铁生锈主要与空气中的 有关。
②生活中的废铁应放入标有 (填字母)的垃圾箱。
a.可回收物 b.有害垃圾 c.厨余垃圾 d.其他垃圾
(2)《梦溪笔谈》中记载“用柔铁屈盘之,乃以生铁陷其间,封泥炼之。锻令相入,谓之灌钢”。
①以赤铁矿为原料炼铁反应的化学方程式为 。
②柔铁和生铁经炼、锻得到钢,柔铁的含碳量比钢 (填“高”或“低”)。
(3)“纳米零价铁—H2O2体系”可除去工业烟气中的NO。将H2O2溶液和稀盐酸雾化后与烟气混合通入装有纳米零价铁的装置,发生反应:
①铁与稀盐酸反应,化学方程式为 。
②,NO脱除率随温度的变化如图2所示。当温度高于120℃后,NO脱除率下降的主要原因是 。
二、制备活性Fe2O3·H2O
用废铁(含Fe、Fe2O3和少量ZnO)制备活性Fe2O3·H2O的流程如下。
资料:“还原”反应为。
(4)废铁应研磨成粉末,目的是 。
(5)“酸溶”时,Fe2O3和稀H2SO4反应的化学方程式为 ;所加稀H2SO4可略低于理论消耗量,原因是 。
(6)“沉淀”时加入Fe2O3控制溶液的pH为3.2~6.2,参考下表数据说明:若溶液的pH为7.5,会导致 。
沉淀物
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe(OH)3
1.5
3.2
Zn(OH)2
6.2
8.2
(7)“洗涤”时判断固体已洗净的方法是 。
三、活性Fe2O3·H2O脱硫
活性Fe2O3·H2O可脱除天然气中的H2S,原理如下:
(8)脱硫:Fe2O3·H2O将H2S吸入其孔隙进行反应,转化成Fe2S3·H2O。反应的化学方程式为 。
再生:通入O2使Fe2S3·H2O转化为Fe2O3·H2O和S。
(9)多次“再生”后,266.0gFe2S3·H2O与O2反应获得的Fe2O3·H2O可脱除的H2S比理论脱除量减少了5.1g。分析可能原因:
①再生不彻底:活性Fe2O3·H2O再生率()为 %。
②脱硫不完全:活性Fe2O3·H2O的脱硫效果变差,原因可能是 。
◆一句话点评:铁的化合物的制备和综合应用
【典题3】(2023·江苏无锡·中考真题)侯德榜先生为制取纯碱作出了杰出贡献。
(1)实验室模拟制取碳酸氢钠。
“侯氏制碱法”生产纯碱的过程中,碳酸氢钠的生成是至关重要的一环,其原理是:,。兴趣小组在常温(20℃)下设计并完成了如图所示实验。
[已知20℃时NaCl、、、的溶解度为36.0g、21.0g、9.6g、37.2g。]
①实验1、2所得溶液处于饱和状态的是 (填实验序号)。
②实验3的锥形瓶中出现白色浑浊,经检验为。写出用稀盐酸检验的化学方程式: 。
(2)侯氏制碱法的生产流程如下:
①实际生产中沉淀池内的温度不能太高,原因是 。
②如图是四种物质的溶解度曲线。母液中含有较高浓度的和少量NaCl,利用降温结晶的方法可提纯,理由是 。
③上述流程中可循环利用的物质有:NaCl和 。
(3)测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数。
纯碱产品中常混有少量氯化钠,兴趣小组设计以下两种方案测定某纯碱样品中碳酸钠的质量分数:
根据方案1,实验测得的质量为0.88g。根据方案2,实验测得的质量为3.94g。请任选其中一种方案与相关数据,计算该纯碱样品中碳酸钠的质量分数 (写出计算过程,结果精确到0.1%)。。
◆一句话点评:实验室模拟制取碳酸氢钠
考向二 生活环境类
【典题1】(2025·江苏淮安·中考真题)材料是人类赖以生存和发展的重要物质。陶瓷承载千年文明记忆,玻璃筑造现代通透美学,复合材料引领未来科技,促进可持续发展。
(1)陶瓷、玻璃都属于 (选填“无机”或“合成”)材料。
(2)氧化铝陶瓷的主要成分是Al2O3,Al2O3与酸、碱均能发生反应,而氧化铝陶瓷却耐酸、碱腐蚀,可能的原因是在制作过程中Al2O3的 发生了改变。
(3)宋代青瓷有“千峰翠色”的美誉。陶土中的部分Fe2O3与窑炉内的CO反应,转化为Fe3O4使瓷器呈青色,同时生成能使澄清石灰水变浑浊的气体,该反应的化学方程式是 。
(4)盛放NaOH溶液的试剂瓶(如图2所示)不能用玻璃塞,原因是玻璃中的SiO2与NaOH反应生成的Na2SiO3会使瓶塞和瓶口粘在一起,该反应的化学方程式是 。
(5)工业上生产玻璃的过程中会产生含有CO2的废气,可用溶质质量分数为10%~30%的纯碱溶液吸收()。现欲处理含2.2 t CO2的废气,至少需要溶质质量分数为10%的纯碱溶液的质量是多少?(写出计算过程)
(6)“嫦娥六号”携带的五星红旗采用来自太行山的玄武岩为主的复合材料制造,与普通织物国旗相比,它能更好地适应月球的极端环境,抵御宇宙射线,保持较长时间颜色鲜艳(如图3所示)。请推测该材料可能具有的性质是 (写出一点即可)。
◆一句话点评:材料的综合应用
【典题2】(2025·江苏淮安·中考真题)某化学兴趣小组的同学针对试验田中小麦“优产增收”开展综合实践活动。
(一)选种
(1)农业生产中常用溶质质量分数为10%~20%的氯化钠溶液来选种。好种子饱满、密度大,坏种子空壳、密度小。图1中 (选填“A”或“B”)处是好种子。
(2)若要配制10 kg溶质质量分数为16%的氯化钠溶液,需要水 kg。
(二)生长
有同学观察到小麦生长迟缓、叶片发黄(如图2所示)。
【提出问题】出现此症状的原因是什么?
【作出猜想】猜想1:土壤酸碱性不适宜猜想2:缺乏某些营养元素
【查阅资料】①小麦对土壤的适应性较强,适宜的土壤的pH范围是6.3~7.5;
②在酸、碱性较强的土壤中,磷易形成难溶性化合物,降低其吸收率;
③NH4H2PO4的水溶液呈酸性。
【进行实验】
(3)取适量土壤与蒸馏水混合搅拌,静置,用 (填仪器名称)蘸取土壤溶液滴在pH试纸上,将试纸呈现的颜色与标准比色卡对照,读出pH约为8。
【得出结论】
(4)该土壤的 性较强,且缺乏营养元素。
【改进措施】
(5)K2SO4、尿素[CO(NH2)2]、NH4H2PO4、磷矿粉[主要成分是]等都是农业上常用的化肥。
①有同学建议施用NH4H2PO4,可以调节土壤的酸碱性,补充 营养元素。
②实验室检验NH4H2PO4中的方法:取样放在研钵中,加入一些 ,用研杵混合研磨,小心闻混合物的气味。
【反思交流】
(6)影响小麦生长的因素还可能是 (写出一点即可)。
(三)收获
(7)普通割麦镰刀的刀片材料主要是锰钢,请写出一条防止镰刀生锈的措施: 。
(8)用木棒敲击麦穗使麦粒脱落(如图3所示),该过程属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
(9)将面粉加工成馒头(如图4所示),在馒头片上滴加碘水,观察到变蓝,说明面粉富含 (选填“淀粉”或“蛋白质”)。
◆一句话点评:综合考查小麦从选种、施肥等到制成馒头过程中的化学知识。
考向三 科技前沿类
【典题1】(2025·江苏淮安·中考真题)氢能是一种重要的绿色能源。
【制氢】
(1)甲烷催化重整制氢的微观过程示意图如图1所示。
①该反应的化学方程式是 ,反应前后不变的微观粒子是 。
②已知:(反应放热)。向该重整制氢体系中加入适量疏松多孔的CaO,其优点是 。
(2)催化重整制得的H2中常混有少量CO。利用铜-铈氧化物()可催化除去CO,反应过程如图2所示。下列有关说法正确的是________(填序号)。
A.步骤①中发生了化合反应 B.在整个反应前后催化剂的质量不变
C.过程中催化剂参与了反应 D.该过程总反应的化学方程式是
【储氢】
(3)向含有催化剂的NaHCO3溶液中通入H2,可发生反应,用于储氢。温度高于70℃时,储氢效率降低的原因可能是 。
【释氢】
(4)氨硼烷(NH3BH3)储氢量较高,不同温度下可分解生成H2和不同固体(),剩余固体残留率()随温度的变化曲线如图3所示,请判断B点对应的物质为 (填化学式)。
【用氢】
(5)氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。电池工作时, 能转化为电能。
(6)在催化剂的作用下,H2能还原氮氧化物()实现氮污染的治理。某温度(t℃)下,H2的体积分数对反应的影响如图4所示。
①H2的体积分数在范围内,发生置换反应的化学方程式是 。
②实际生产中H2的体积分数不宜过高的原因是 。
◆一句话点评:氢能源的制备、存储和应用
【典题2】(2025·江苏盐城·中考真题)燃料的燃烧是人类获取能量的重要途径。
(1)家用燃料经历了柴草、煤炭、液化石油气、天然气的历史变迁。
①柴草燃烧时将 能转化为热能;煤炭燃烧会产生 等物质污染环境。
②液化石油气、天然气燃烧出现黄色或橙色火焰时,须将燃气灶的进风口调 (选填“大”或“小”)。
(2)作为航空燃料必须满足以下要求:在-40℃至-60℃仍保持液态;不容易挥发,且燃点(着火点)不能太低;热值高……现列举两种燃料的燃点和热值如下表所示。
燃料名称
化学式
燃点/℃
热值/(×1000kJ⋅kg⁻¹)
乙醇
C2H6O
75
30.2
航空煤油
C8H18~C16H34
425
43
①综合以上信息推断:乙醇 (选填“适宜”或“不适宜”)用作航空燃料,理由是 。
②等质量的乙醇和航空煤油完全燃烧,产生CO2质量较大的是 。
(3)我国正积极开发和利用新能源,如图是我市沿海发电的场景,这种发电技术的优点有 ,缺点有 (各写出一点即可)。
(4)液氨有望成为未来理想的清洁能源,它在纯氧中完全燃烧的产物只有水和氮气()。试计算34 g氨气完全燃烧至少需要消耗氧气的质量是多少。(写出计算过程)
◆一句话点评:燃料的使用
考向四 项目化研究
【典题1】(2025·江苏无锡·中考真题)金属资源的循环利用可推动人类社会可持续发展。
I.铁的存在与冶炼
(1)FeCO3在自然环境中能发生变化,反应之一为:4FeCO3+O2=2R+4CO2,R的化学式为 。
(2)菱铁矿、磁铁矿和赤铁矿都可用于炼铁。写出高温条件下CO与磁铁矿炼铁反应的化学方程式: 。
II.铁的腐蚀与防护
铁在不同含水量、含氧量环境下会形成黄锈[Fe(OH)3]、红锈(Fe2O3·nH2O)、棕锈(Fe2O3)和黑锈(Fe3O4)等不同的锈。
(3)结合图和图信息,铁形成黄锈的环境条件是 。铁形成黄锈时,铁元素的化合价 (填“升高”或“降低”)。
(4)“烤蓝”的原理是在铁表面形成一层致密的四氧化三铁,其作用是 。
III.铁的再生与利用
由废铁(主要成分是Fe、Fe2O3)回收利用制铁红(Fe2O3)的过程如下:
(5)“酸浸”时加入过量的稀硫酸,X溶液中含有的金属阳离子有: 。“沉铁①“时将Fe2(SO4)3转化为Fe(OH)3,可使用的试剂是 。“还原“时向X溶液中加铁,铁的作用是:①将Fe2(SO4)3转变为FeSO4;② 。
(6)下列叙述正确的是 (填序号)。
a.铁在自然界中主要以化合物形式存在
b.铁系食品脱氧剂中的铁粉可吸收包装袋中的氧气和水
c.铁和铁的化合物在一定条件下的相互转化体现了物质的多样性
◆一句话点评:金属资源的利用的项目化研究
【典题2】(2025·江苏泰州·中考真题)银是一种应用广泛的贵金属。
I.银的冶炼
(1)《天工开物》中有关于炼银的记载“以铅力熔化……向诸郡购铅佐炼”,炼银场景和铅、银的熔点如图1 所示。从合金性质角度分析,炼银时加铅可助熔的原因是 。
金属
熔点/℃
铅(Pb)
327.50
银(Ag)
960.15
Ⅱ.银的应用
(2)古人用银作为货币材料,考虑因素除了银不易锈蚀外,还有 等。在空气中,银锭很难和氧气反应,纳米银粉却较易和氧气反应,原因是 。
(3)在酸性环境中,纳米银粉能与水中微量的溶解氧(溶解于水的)反应,产生具有杀菌能力的;当溶解氧浓度过高时,产生难溶于水的,此时抗菌能力下降,主要原因是 。
(4)法庭科学中指纹被誉为“证据之首”。指纹显影法主要过程如图2所示。
【反应原理】步骤a:和指纹中残留的NaCl等氯化物反应生成AgCl。
步骤b:。
【注意事项】见光会逐渐分解,使用显影法时应注意曝光时间。
①步骤a中和NaCl反应的化学方程式为 。
②实验室溶液应保存在棕色试剂瓶中,目的是 。
Ⅲ.银的回收
(5)一种纽扣电池的正极材料含、石墨和Ag。
①电池放电时,将 能转化为电能。
②电池废弃后,设计方案从正极材料中回收Ag。补充完整回收方案:向正极材料中边搅拌边滴加稀,至固体不再溶解,静置,过滤,洗涤并合并滤液;向滤液中 ;静置,过滤,洗涤,干燥,得到纯净的Ag。(实验中可供选用的试剂:锌粉、铜粉、稀盐酸)
已知:i.Zn、Cu、Ag、均能与稀反应,分别生成、、。
ii.石墨不与稀反应。
◆一句话点评:银的冶炼和应用的项目化研究
考向一 物质制备类
1.(2024·江苏苏州·中考真题)氨气是制备各类含氮化合物的基础原料,在生产和使用过程中会产生氨氮废水,需处理达标后才能排放。
I.氨的合成
(1)工业上利用N2+3H22NH3合成氨气。
①可通过分离液态空气获得原料N2,该过程属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。
②催化剂可用Fe3O4。高温下,部分Fe3O4被H2还原为FeO,转化过程中固体所含铁元素的质量分数 (填“升高”或“降低”)。
Ⅱ.氨的应用
(2)液氨可用作制冷剂。氨气转化为液氨过程中,发生改变的是 (从微观角度解释)。
(3)利用NH3去除汽车尾气中的NO,生成水和一种气体单质。该过程中化合价发生变化的元素是 (填元素符号)。
Ⅲ.氨氮测定
(4)测定氨氮含量:取200mL氨氮废水,将氮元素完全转化为NH3,完全吸收所得NH3需要消耗9.8g10%的稀硫酸[反应原理2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4]。计算该废水中的氮元素含量。(含量以g•L-1表示,写出计算过程。H2SO4的相对分子质量为98) 。
Ⅳ.氨氮废水处理
某工厂的氨氮废水处理流程如图:
已知:水体中的氮元素通常以氨氮(NH或NH3)、硝氮(NO或NO)形式存在。
(5)“吹脱”时,加入物质X,将NH转化为NH3,并通入热空气将NH3吹出。物质X可选用_______(填字母)。
A.稀盐酸 B.NaOH溶液 C.NaCl溶液 D.生石灰
(6)“氧化”时,次氯酸钠投入质量m(NaClO)对废水中的氨氮去除率(×100%)和总氮残留率(×100%)的影响如图所示。
①NaClO将NH3反应转化为N2的化学方程式为 。
②当m(NaClO)>m1时,废水中总氮残留率上升的原因是 。
2.(2024·江苏苏州·中考真题)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种补血剂,易溶于水,难溶于乙醇。某科研小组在实验室研究制备柠檬酸亚铁。
I.制碳酸亚铁
用预处理后的硫铁矿烧渣(主要成分Fe2O3,含少量不溶性杂质)制备碳酸亚铁的流程如图:
已知:a.Na2CO3溶液呈碱性;
b.FeSO4在碱性条件下生成Fe(OH)2沉淀。
(1)“酸浸”时,为提高铁元素的浸出率,可采取的措施是 (任写一条)。
(2)“还原”时,加入铁粉,溶液由黄色变为浅绿色,同时有无色气体生成。“酸浸”所得溶液中含有的阳离子是 (填离子符号)。
(3)“操作X”是为了除去过量铁粉和不溶性杂质。“操作X”是 (填操作名称)。
(4)“沉铁”时,反应原理为FeSO4+Na2CO3=FeCO3↓+Na2SO4。
①该反应的基本类型为 。
②实验时需将Na2CO3溶液滴入FeSO4溶液中,而不能反向滴加,其原因是 。
③待FeSO4完全反应后,过滤,洗涤。洗涤前,FeCO3沉淀表面吸附的主要杂质是 (填化学式)。
II.制柠檬酸亚铁
(5)用如图所示装置制备柠檬酸亚铁:
步骤1:在三颈烧瓶中加入一定质量FeCO3固体、少量铁粉及足量柠檬酸(C6H8O7)溶液,控制温度约80℃,搅拌,充分反应;
步骤2:将所得混合溶液加热浓缩,加入适量无水乙醇,静置,过滤,洗涤,干燥,得到柠檬酸亚铁晶体。
制备原理为FeCO3+C6H8O7=FeC6H6O7+X+H2O,物质X是 (填化学式)。
②“步骤2”中,加入无水乙醇的目的是 。
③实验所得柠檬酸亚铁的质量大于根据原理计算所得的质量,原因是 。
3. (2023·江苏无锡·中考真题)2023年5月30日,神舟十六号载人飞船发射成功,航天员将在中国空间站完成各项任务,因此,保障航天员的氧气需求至关重要。那么,空间站的氧气从哪里来?
Ⅰ.从地球带上去
(1)实验室用高锰酸钾等原料制氧,写出高锰酸钾分解的化学方程式: ;航天工业以空气为原料制氧,工业上选择空气的主要原因是 。
(2)工业上采用分离液态空气法获得氧气,其过程可用如图所示实验模拟。
①浸入液氮3min后,试管内产生约占其容积1/3的液态空气。取出试管,液态空气沸腾,伸入燃着的木条,木条熄灭;1min后伸入带火星的木条,观察到木条复燃。导致木条熄灭的原因是 。
②上述实验利用氮气与氧气的沸点不同实现分离,由实验现象可知,两种气体中沸点比较高的气体是 。
(3)利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去,从而获得高浓度的氧气。其原理示意图如下:
由此可知两种分子的大小: (填“>”或“<”)。
Ⅱ.在天宫制出来
(4)早期空间站利用过氧化钠()、超氧化钾()等物质制氧,其原理表示如下:
空间站内二氧化碳的主要来源是 。
(5)目前空间站已实现电解水制氧,写出反应的化学方程式: 。
(6)空间站是一个相对封闭的场所,解决“气体从哪里来”的问题必然伴生着“气体往哪里去”的问题。为此,科学家设计了生物再生生命保障系统,实现了“水-氧-碳”的循环转化。下列叙述正确的是 (填序号)。
a.“水-氧-碳”的循环转化,减少了氧气的携带量,减轻了火箭和飞船的载重
b.电解水在产生氧气的同时产生氢气,系统需要对氢气进行转化
c.人体代谢产物中的水既有气态又有液态,设计系统时应考虑水的冷凝与净化
考向二 生活环境类
4.(2025·江苏连云港·中考真题)自然界中的碳氧循环是人类生存的基础。
绿色植物的光合作用可吸收CO2放出O2,反应∶6CO2+6XC6H12O6+6O2。
(1)C6H12O6属于___________(填字母)。
A.有机物 B.无机物 C.氧化物
(2)化合物X的化学式为 。
化石能源的燃烧、人和动物的呼吸作用消耗O2,产生CO2。
(3)下列关于化石能源的说法正确的是___________(填字母)。
A.化石能源只能通过燃烧加以利用
B.石油炼制可得到煤气、汽油和石蜡等多种产品
C.与燃煤相比,使用天然气可以减少SO2、氮氧化物等排放
(4)某化学小组同学为比较人体吸入的气体与呼出的气体中CO2、O2含量高低,实验如下:
取4个相同的集气瓶,分别编号A、B、C、D,其中A、B用玻璃片盖好;C和D通过排水集气法收集两瓶呼出的气体,备用。完成下表:
实验内容
现象
结论
向A、C中分别滴加等量的澄清石灰水,振荡,观察现象。
A中无明显现象,C中 。
呼出气体中的CO2含量大于空气中CO2含量。
将燃着的小木条分别伸入B、D中,观察现象。
B中无明显现象,D中燃着的木条熄灭。
呼出气体中O2含量 。
实现碳中和意义重大。燃煤烟气中CO2的捕集可通过如下所示的物质转化实现。
(5)“吸收”中所得的KHCO3溶液与石灰乳反应的化学方程式为 。
(6)“过滤”得到的K2CO3溶液能循环利用的原因是 。
(7)工业上常用高温煅烧CaCO3制取CO2并获取CaO。理论上获取1.1吨CO2时能生产CaO多少吨?(写出计算过程)
5.(2024·江苏常州·中考真题)近年来,全球低糖食品的总体消费量持续增长。
I.糖类作用
(1)人每天要摄入一定量的糖类以维持血液中一定浓度的葡萄糖,否则易造成 ,出现乏力、休克等症状;葡萄糖在体内发生缓慢氧化的反应方程式为 。
II.代糖生产
代糖是一类替代蔗糖等天然糖的非营养性甜味剂,木糖醇是一种常见的代糖。木聚糖是生产木糖醇的原料,具有可燃性。科研人员研究用玉米芯膨化后辅助酶解法制备木聚糖,两组实验情况如下表。
序号
①组实验
②组实验
实验条件
膨化机内无水情况下,在不同压力下实验
膨化机内添加不同比例的水,在压力1.4MPa下实验
实验数据
(2)从②组实验数据得出的结论是 。
(3)比较两组实验数据,推测进行①组实验时,压力提高至1.4MPa时木聚糖制得率下降的可能原因为:膨化机内物料的温度过高,打开膨化机接触空气, 。
III.代糖研究
已知木糖醇中含有碳、氢、氧三种元素。兴趣小组取1.52g木糖醇按照如图装置测定木糖醇分子中原子个数比,测得B装置增重了1.08g,C装置增重了2.2g。(实验前已排尽装置内空气,使用药品均足量)
(4)实验中观察到 现象后停止加热。
(5)木糖醇分子中碳、氢、氧原子个数比为 。
(6)若装置A中缺少氧化铜,将导致测得的木糖醇中氧元素含量 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
IV.代糖应用
(7)某品牌可乐每罐含糖(核算成蔗糖)11.2g,该品牌甜度相当的无糖可乐用阿斯巴甜和安赛蜜为代糖,结合下表数据分析未选木糖醇的可能原因是 ;体重为50kg的人喝该种同体积罐装无糖可乐,每天不宜超 罐(以整数计)。
名称
甜度(等质量比较)
价格(元/kg)
安全用量mg/(kg体重)/天
热量(kca/g)
蔗糖
1
9
未作具体规定
4
木糖醇
1
22
未作具体规定
2.4
阿斯巴甜
200
74
0-40
4
安赛蜜
200
50
0-15
0
6.(2024·江苏扬州·中考真题)葡萄糖酸具有酸性,广泛应用于医药、食品等。葡萄糖酸钙可用作钙营养强化剂。
(1)制备葡萄糖酸。葡萄糖与在酶的催化下转化为葡萄糖酸(化学式为,可用表示),制备时向含有酶的葡萄糖溶液中鼓入空气,充分反应后,所得溶液经处理得到产品。
①鼓入空气除能提供外,还能起到 作用,促进反应充分进行。
②酶的催化效率与溶液的关系如下图所示。反应过程中需缓慢添加适量溶液,作用是 。加入对产品产生的不利影响是 。
(2)制备葡萄糖酸钙晶体。以贝壳为原料,处理后得到高纯。
I将与足量溶液充分反应,得到葡萄糖酸钙溶液;向其中加入适量无水乙醇,析出大量葡萄糖酸钙晶体(可用表示)。
①标志与反应完全的现象是 。
②相同温度下,在无水乙醇中的溶解度 在水中的溶解度(填“大于”“小于”或“等于”)。
Ⅱ煅烧得到;与水反应制得石灰乳,再加入足量与其充分反应;将所得溶液蒸发浓缩、冷却结晶,得到。
①高温分解生成的化学方程式为 。
②控制其他条件相同,实验室中取两份相同质量的,分别加入50mL、70mL的水制得石灰乳,与反应后,最终所得的质量见表。根据实验结果,实际生产制备时,选择向每份质量的中加水50mL而非70mL,原因是 。
实验编号
1
2
水的体积/mL
50
70
的质量/g
20.5
20.6
③若贝壳中的质量分数为90%,计算100g贝壳理论上可制得的质量 (写出计算过程)。已知:的相对分子质量为448。
考向三 科技前沿类
7.(2025·江苏扬州·中考真题)氢气是一种清洁能源,氢能产业技术主要包括氢气的制取、储运及应用。
(1)分析H2的性质。查阅资料,汽油与氢气的部分性质如题表所示。
题表
编号
性质
数据
汽油
氢气
A
最小点火能(在空气中能引发燃烧或爆炸所需的最小火花能量×10-3J)
0.24
0.019
B
爆炸极限(在空气中能发生燃烧或爆炸的体积分数范围/%)
1~7.6
4~75
C
单位质量发热量(单位质量燃料燃烧产生的热量×103/kJ·kg-1)
43
120
D
单位体积发热量(单位体积燃料燃烧产生的热量×10³/kJ·m-3)
33000
10.8
①与汽油相比,除爆炸极限范围更宽外,表中支持“H2在使用时更需注意安全性”观点的数据还有 (填编号)。
②对比表中单位质量发热量与单位体积发热量的数据进行分析,除安全性外,氢气不宜直接运输的原因还有 。
(2)电解水制氢。有研究认为,一定条件下电解水的过程中,某电极上发生的变化如题图-1所示。
①“阶段一”中,生成的“”是一种阴离子,其离子符号为 。
②“阶段三”中,气泡从电极表面脱离后,在溶液中向上运动时,所受压强逐渐减小,体积逐渐增大。从微观粒子的视角,对气泡体积增大进行解释: 。
③相同条件下,若电极表面的气泡难以脱离,则不利于氢气的产生。原因是 。
(3)甲酸(HCOOH)分解制氢。常温下,甲酸是一种液态物质,可通过反应Ⅰ制备H2,化学方程式为HCOOHCO2↑+H2↑。
①制备H2时,部分甲酸会发生反应Ⅱ:HCOOH分解为H2O和另一种有毒气体。该气体的化学式为 。
②仅考虑以上两个反应,若有92%的甲酸发生反应Ⅰ,计算500吨(t)甲酸可制得H₂的质量 (写出计算过程)。
(4)高效利用能源。为实现可持续发展,用可再生能源如太阳能、风能等发电引起人们的关注。但太阳能、风能等无法实现及时或稳定的能源供应,通过它们产生的过剩电能制氢,再供给有能源需求的地区使用,如题图-2所示,可实现能源的高效利用。
该过程中HCOOH的作用是 。
8.(2024·江苏无锡·中考真题)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CO
炼铁的一种原理示意图如下(括号内化学式表示相应物质的主要成分):
(1)写出还原反应室中炼铁的化学方程式: 。
(2)Fe3O4可作为CH4和CO2反应的催化剂,在反应过程中Fe3O4与合成气反应可转化为Fe。写出能使Fe转化为Fe3O4(催化剂再生)的一条可能途径: 。
Ⅱ.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:
(3)合成甲醇是人工合成淀粉[(C6H10O5)n]的关键一步,反应原理示意图如下:
X的化学式为 。
(4)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 。
Ⅲ. 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所示。
(5)写出如图所示反应的化学方程式: 。
(6)绿色植物的光合作用能吸收二氧化碳,释放氧气。计算4.4gCO2通过光合作用可得到葡萄糖的质量(写出计算过程)。
考向四 项目化研究
9.(2025·江苏常州·中考真题)月球原位资源利用将成为原位补给水和氧气等关键生存物资的核心技术。
I.矿石处理
月壤样品分析结果表明其成分较复杂,其中的钛铁矿是铁和钛的氧化物(主要成分可写成FeO•TiO2),具有磁性,其余为非磁性矿物。据此科研人员用干式磁选法(如图1所示)分选富集出钛铁矿。
(1)图1中钛铁矿颗粒将进入 斗。
(2)科研人员对粒径为100μm的矿物在不同磁感应强度(单位:T)和转速(单位:r•min-1)条件下进行磁选实验,结果如图2所示,则该装置将月壤中磁性颗粒和非磁性颗粒分选开来的最佳条件为 。
II.原位制水
(3)水是保障人类生存的关键资源。科研人员还在月壤钛铁矿中发现储存有大量氢。在高温下钛铁矿中的氢与铁的氧化物能发生反应,其中氢与氧化亚铁反应生成单质铁和水,该反应方程式为 。
(4)图3呈现了钛铁矿随着温度变化过程中所有价态的铁含量变化情况,由图可知最适合大量制水的反应温度为 (选填“T2”、“T3”或“T4”)。同学甲发现T1~T2温度之间Fe2+的含量不降反升,他依据该温度范围Fe3+的含量减少得出结论:该温度范围内Fe3+转化成为了Fe2+;同学乙认为该推理不严谨,还需参考同温度范围内 。
(5)研究嫦娥五号采集的月壤,发现该样品可产水量约占月壤质量的7.5%。已知成人每天饮水量约为1500mL,据此可知每吨月壤可产生的水约能供 位成人一天的饮水需求。
III.综合开发
同学甲查阅资料获知月壤钛铁矿中还存在矿物ULM-1(含NH4MgCl3•6H2O),他提出一种利用太阳能原位开发月球资源的方案,流程如图:
(6)上述流程中的X是一种含两种元素的可燃性气体,其化学式为 。
(7)上述流程中可以循环利用的物质有 。
(8)同学乙认为该方案暂时不可行,原因是还需要在月球上寻找到 元素。
10.(2024·江苏徐州·中考真题)我国化工专家侯德榜创立了“侯氏联合制碱法”,为纯碱(Na2CO3)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,此溶液的溶质质量分数为 (结果精确到0.1%)。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NH3,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CO2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NH3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CO2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NaHCO3的主要原因是 。袋内溶液中是否含有NaHCO3?请设计实验方案证明: (不可使用酸碱指示剂,写出操作、现象和结论)。
(4)NaHCO3的溶解度在60℃后无数据,原因可能是 。
任务4:应用产品
(5)析出得到的NaHCO3固体加热分解即制得产品——纯碱。工业上可用纯碱和熟石灰反应制取氢氧化钠,反应的化学方程式为 。
(6)副产品NH4Cl在农业上可用作 。某工厂用65吨NaCl(利用率在90%以上)生产纯碱,同时得到NH4Cl的质量至少是多少吨? (写出计算过程,结果保留一位小数)
1.(2025·江苏泰州·三模)人们的衣、食、住、行离不开化学。
(1)“衣”:某服装标签的部分内容如图所示。
①涤纶属于 材料;
②灼烧羊毛后有 气味。
(2)“食”:人体每日必须摄入足量的钙。
①“钙”是指 (填“元素”或“单质”);
②人体缺钙易患 病。
(3)“住”:建筑物安装的铁栏杆经常刷铝粉防锈。
①铁生锈需要与 同时接触;
②铝制品耐腐蚀的原因是 (用化学方程式表示)。
(4)“行”:马路上新能源汽车日益增加。
①碳化硅在新能源产业功不可没,碳化硅中m(Si)∶m(C)=7∶3.碳化硅的化学式为 ;
②氢能汽车以氢气为燃料,理论上产生4tH2,需光催化分解水的质量为 (写出计算过程)。
2.(2025·江苏南京·三模)氢气是理想的“绿色能源”,近年来我国制氢量位居世界第一。
(1)高温下C与水蒸气反应生成CO和H2,CO和水蒸气继续反应得到CO2和H2。
①CO和水蒸气反应的化学方程式为 。
②反应后的气体中含有H2、CO、CO2及水蒸气,向其中加入一定量的CaO可提高H2在混合气体中的百分含量,原因是 。
(2)甲烷水化制氢。以甲烷为原料制备氢气的一种流程如下。
①16.0g甲烷理论上可制备氢气的质量为 g。
②“分离”发生反应的化学方程式为 。
(3)贮氢与释氢。已知:HCOOK+H2OKHCO3+H2↑;HCOOHCO2↑+H2↑。通过下列流程可实现氢气的贮存和释放。
①催化加氢室发生反应的化学方程式为 。
②采用HCOOK溶液释氢优于HCOOH释氢,原因有产生H2的速率快和 。
③在氢气的贮存和释放中可循环使用的物质是 。
(4)Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时,Mg2Cu与H2反应生成MgHn,MgHn中Mg与H的质量比为12:1,则n= 。
3.(2025·江苏常州·三模)洗涤和洗护用品的发明与发展,是人类文明进步的重要标志之一。
I.天然洗涤剂
(1)古代人们常用草木灰(主要成分碳酸钾)作为洗涤剂。现设计实验验证草木灰的主要成分,并完成实验报告。
【查阅资料】金属或其化合物在火焰上灼烧时会使火焰呈现特征颜色,如钠元素为黄色,钾元素为紫色,钙元素为砖红色。
实验步骤
实验现象
实验结论
①取适量草木灰样本与蒸馏水在烧杯中充分混合搅拌后静置,取上层清液于试管中, (填具体操作),并将产生的气体通入澄清石灰水中
产生的气体使澄清的石灰水变浑浊
草木灰中含有碳酸根离子
②用铂丝蘸取上层清液,在火焰中灼烧
草木灰中含有钾元素
(2)用pH计测得草木灰浸出液的pH为11.2,说明草木灰浸出液呈 (填“酸性”或“碱性”)。《周礼•考工记》中记载,古人曾在草木灰的水溶液中加入贝壳烧成的灰(主要成分为CaO),利用生成物中的氢氧化钾来清洗丝帛。上述过程中生成氢氧化钾的化学方程式是 。
Ⅱ.合成洗涤剂
1959年,上海永兴化工厂建设并投产,标志中国合成洗涤剂工业的诞生。合成洗涤剂的核心成分为表面活性剂和助洗剂。过氧碳酸钠(2Na2CO3∙3H2O2)是一种常见的助洗剂,实验室用Na2CO3与稳定剂的混合溶液和30%的H2O2溶液反应制备过氧碳酸钠,流程如下:
【查阅资料】过氧碳酸钠在异丙醇(有机溶剂)中的溶解度较低。
(3)反应釜中温度不宜超过20℃的原因是 。
(4)反应结束后,停止搅拌,向反应液中加入异丙醇,静置、过滤、洗涤、干燥,获得过氧碳酸钠固体。加入异丙醇的目的是 。
(5)20℃时,碳酸钠的溶解度为21.5g,将43g碳酸钠配制成该温度下的饱和溶液,需要水 g。
4.(2025·江苏扬州·二模)氢氧化氧铁(化学式为FeOOH)俗称铁黄是一种化工产品。
(1)FeSO4、Fe2(SO4)3都由离子构成。Fe2(SO4)3中的离子有 (填化学符号) 。
(2)制备。向一定浓度的FeSO4溶液中加入氨水,产生白色沉淀 Fe(OH)2,并很快变成灰绿色。滴加氨水至 pH为6.0时,开始通空气并记录pH变化如图。
已知:本实验中不同pH下+3价铁元素的存在状态。
pH
<1.5
1.5~2.8
2.8~6.0
存在状态
Fe3+
Fe3+、FeOOH
FeOOH
①t1~t2时段的反应为 ,溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
②t3后,pH几乎不变,此时溶液中 Fe2+质量减少,Fe3+质量增加,且Fe2+减少的质量大于Fe3+增加的质量。用化学方程式解释: (不必配平)。
(3)产品纯度测定。产品纯度可以通过产品的耗酸量确定。
已知:
不与NaOH溶液反应。
①恰好完全反应时的现象为 。
②加入不足会使测定结果 (填“偏大”“偏小”或“不变”),原因是 。
(4)用200g 30.4%的FeSO4溶液理论上最多可获得多少gFeOOH (杂质不参与反应)?
5.(2025·江苏常州·三模)铁及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。
一、铁的应用
(1)唐代铸造的“黄河铁牛”为桥梁地锚,与铁柱、铁山、铁墩、铁人等共同组成坚固完善的地锚系统。
①铸造“黄河铁牛”的过程中加入了锡,使其 (填物理性质)比纯铁大。
②工业上用赤铁矿进行高炉炼铁的化学方程式为 。
③生活中为了防止铁制品生锈,可采取的措施有 (任写一种)。
(2)铁粉可以对烟气进行“脱硫”处理,某烟气含N2、O2、SO2等气体,用FeSO4溶液催化“脱硫”的部分流程如图1所示。溶液的起始温度对脱硫率和溶液pH的影响如图2所示。
资料:“脱硫”时发生的主要反应为;
①温度升高脱硫率降低的原因是 。
②“脱硫”过程中加入铁粉的目的是 。
③“脱硫”一段时间后,FeSO4溶液的溶质质量分数变大的原因是 。
二、纳米铁粉的制备
纳米铁粉能作高效水处理剂。一种由铁屑(含少量FeCO3杂质)制备纳米铁粉的方法如下:
(3)“酸溶”时产生的气体为 。
(4)“沉淀”时发生复分解反应的方程式为 。
(5)“灼烧”后得到Fe2O3,若产物中CO和CO2的分子个数比为1∶1,则“灼烧”时发生反应的化学方程式为 。
(6)纳米铁粉能处理水体中的硝态氮,废水中溶解氧会降低去除率的原因是 。
含铁催化剂的定量测定
上述流程经“灼烧”后所得固体Fe2O3中混有一定量Fe3O4。
(7)取63.2g该固体与足量CO充分反应,生成CO2的质量为50.6g,制备出纳米铁粉的质量为 g。
6.(2025·江苏扬州·三模)能源的利用与社会可持续发展密切相关。
Ⅰ.家用燃料的变迁
(1)下图是家用燃料的更新历程(注:括号中的物质是对应燃料的主要成分)。
①下列有关家用燃料更新的理由错误的是 (填字母)。
A.燃料使用更便捷 B.气体燃料燃烧的更充分
C.天然气是可再生的能源 D.减少煤燃烧过程中产生的污染物
②打开液化石油气气罐阀门有气体逸出的微观原因 。
【查阅资料】a.和完全燃烧的化学方程式为:;;
b.同温、同压下,气体的体积与分子的个数成正比。
③欲将家中以液化石油气为燃料的灶具改为以天然气为燃料,应采用的措施是 (填字母)。
A.增大空气和天然气的进入量 B.减少空气的进入量或增大天然气的进入量
C.减少空气和天然气的进入量 D.增大空气的进入量或减少天然气的进入量
Ⅱ.在“双碳”目标愿景下,氨气()作为一种“零碳”能源前景广泛。
ⅰ.制氨(一)传统合成氨
(2)如图-1为在高温、高压下利用铁触媒作催化剂制取氨气的过程。
①依据图-1分析,氨气的沸点 (填“大于”或“小于”)氮气与氢气。
②常用海绵状的制得铁触媒。用海绵状的目的是 。
③氮气合成氨气的过程可用微观粒子示意图来表示反应前后物质的变化,请在下图中画出反应前物质的微观粒子示意图 。
(二)电解合成氨
(3)科学家最新研制了常温、常压下电解法合成氨的方法,原理如图-2所示。
①写出如图-2所示反应的化学反应方程式 。
②实验测得反应实际所得到的氧气质量远大于理论值,可能的原因是 。
ⅱ.用氨
(4)清洁燃料。科研人员采用氨气分级燃烧技术,反应原理示意图如图-3所示。
①写出图-3反应中X的化学式 。
②我国科学研究人员发现在氨气中掺混一定比例的其他燃料,可以提高氨气燃烧的稳定性。为真正实现零碳排放,选择掺混的物质最可能是 (填字母)。
A.煤粉 B.氢气 C.甲烷
(5)制取氮肥。某化肥厂生产的工艺流程如图-4.加入的应为_____。
A. B. C. D.
7.(2025·江苏盐城·三模)金属的冶炼和利用,促进了人类的发展。
【铁器防腐】
(1)对铁锈进行检验,发现铁锈蚀的产物主要是Fe2O3·xH2O,说明铁器在含有 的环境中容易被腐蚀。据此,可以在铁器表面通过化学方法形成致密的Fe3O4保护膜,延长铁器使用寿命。
【废铁屑的再利用】
用废铁屑制备铁红(主要成分为Fe2O3)的部分流程如图所示:
资料:碳酸氢铵在35℃时开始分解,100℃时分解加快,250℃时完全分解
(2)“酸溶”过程中为加快反应速率,可采取的措施有(写一条) 。
(3)“还原”过程中与铁发生反应的物质是 和 (写化学式)。
(4)“转化”过程中溶液温度不宜过高的原因是 。
(5)在空气中灼烧FeCO3和氧气反应生成Fe2O3和CO2,发生反应的化学方程式为 。
【铁红样品的成分探究】
上述流程制备的铁红样品中混有少量FeCO3,称取铁红样品29.8g,用如图装置进行实验。(反应管中生成的CO2都被过量的氢氧化钠溶液吸收)
【资料】:
①在隔绝空气、282℃时,FeCO3分解成FeO和CO2;
②Fe2O3分解需要700℃以上的高温;
③温度高于600℃时,铁的氧化物将被CO还原为铁。
(6)保持控温火焰300℃加热一段时间后,固体质量不再发生变化,测得剩余固体质量为27.6g时,该固体成分可表示为aFeO·bFe2O3,则a:b= 。(写出计算过程)
8.(2025·江苏镇江·三模)铁及其化合物在生产生活中有广泛应用。
一、铁的冶炼和应用
(1)工业上模拟用磁铁矿炼铁时先通CO后加热的原因是 ,该反应的化学方程式为 。
(2)“铁在潮湿的空气中会生锈”主要是铁与空气中 发生化学反应。生活中为了防止铁制品生锈,可采取的措施有 (任写一种)。
(3)“百炼成钢”中的钢的硬度比铁 (高或低)。用钢铁制作铁锅,铁锅炒菜、做饭是利用其具有良好的 性,炒菜时少量铁进入胃里与胃酸发生反应生成亚铁离子的符号是 。
二、铁红(Fe2O3)的制备
用废铁屑(含Fe2O3和FeCO3)制取FeCO3进而制备铁红(Fe2O3)的主要流程如下:
(4)废铁屑表面先用洗涤剂去油污的原理是发生 ,再进行“酸溶”。
(5)资料:化学反应中,元素化合价升高的物质是还原剂,化合价降低的物质是氧化剂。“还原”发生的反应为:Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4。该反应中还原剂是 。
(6)产生FeCO3化学反应方程式是: 。
(7)煅烧FeCO3转化为Fe2O3的两物质的质量比是 。
三、FeCO3的含量测定
上述制取的FeCO3中会混有Fe(OH)SO4。称取含Fe(OH)SO4的FeCO3样品63.3g置于密闭容器中,控制不同的温度对样品加热,测得剩余固体质量随温度的变化如图所示。
【资料】①在282℃时,FeCO3分解为FeO和CO2;在500℃时,Fe(OH)SO4分解为Fe2O3、SO2、SO3、H2O和O2。
②加热时,FeO极易与O2反应生成Fe2O3。
(8)M点对应固体中FeO和Fe2O3的质量比为 ;
(9)用足量碱石灰充分吸收容器中的气体,最终碱石灰增加的质量为 g。
9.(2025·江苏扬州·三模)在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取气体。
Ⅰ.实验室制取气体并验证性质
(1)图-1装置中,仪器X的名称为 。
(2)实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳气体的化学方程式为 。
(3)要组装一套“随开随用,随关随停”制取干燥二氧化碳的装置,在图-1中选择合适装置,其正确连接顺序是 (填字母),F中的试剂Y是 (填名称)。
(4)利用如图-2所示实验研究的性质。证明能与水反应的现象是 。
Ⅱ.拓展探究
(5)制作氧自救呼吸器
查阅资料:超氧化钾()是一种黄色固体,产氧效率高,适合用作生氧剂。
①原理分析:超氧化钾能与人体呼出气体的二氧化碳、水发生反应,都生成氧气和白色固体。写出超氧化钾与二氧化碳反应生成氧气和碳酸钾的化学方程式 。
②动手实践:设计并制作如图-3所示“氧自救呼吸器”,使用一段时间后,观察到生氧剂由 (填颜色变化),则基本失效。
(6)获得制氧催化剂
可用作和分解制氧的催化剂。(已知:可由煅烧生成,在空气中煅烧会产生不同的锰氧化物,各锰氧化物的质量分数随煅烧温度的变化关系如图-4所示。)
①时,主要发生转化为的化合反应,该反应化学方程式为 。
②称取与一定质量混合均匀,在酒精灯上充分加热释氧(温度高于),冷却后,加水溶解,过滤,洗涤,烘干后称量,发现剩余固体质量少于ag。固体质量减少的主要原因是 。(已知:易溶于水)
10.(2025·江苏常州·三模)铁及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。
一、铁的冶炼与应用
(1)唐代“鎏金铁芯铜龙(如图1)”以铁铸造内芯,包铜,外层鎏金,展现了我国古代高超的冶炼、铸造工艺。高炉中以赤铁矿为原料炼铁原理的化学方程式为 。
(2)纳米铁粉可以去除废水中的HCl、ZnCl2和CuCl2,去除机理如图2。
①去除ZnCl2时,不能将ZnCl2转化为Zn的原因是 。
②溶液pH对CuCl2去除率的影响如图3所示,当pH<7时,随pH减小,CuCl2去除率会减小,用化学方程式解释其原因 。
二、铁的氧化物制备
Fe3O4颗粒在磁流体等领域应用广泛。一种制备Fe3O4的方法如图:
资料:+2价的铁元素容易被空气中的氧气氧化。
(3)①“溶解”时Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式为 ,所加稀硫酸不能过量太多的原因是:i.节约硫酸;ii. 。
②“溶解”时,实际投放的大于理论值,原因可能是 。
③“沉淀”时需要控制温度为50°C,目的是 。
④证明沉淀洗涤干净的实验方案是 。
三、含铁催化剂成分测定
(4)①某含铁催化剂成分为FeO和Fe2O3,称取44.8g该催化剂样品与足量CO充分反应后,生成CO2的质量为30.8g,则该样品中FeO和Fe2O3的质量比为 。
②研究表明:该催化剂中Fe2+和Fe3+的个数比为时催化活性最高。参考下列资料,该44.8g催化剂样品与 (填参加反应的气体及质量)反应转化可实现催化活性最高。资料:i.;ii.。
11.(2025·江苏镇江·二模)铁及其化合物在生产生活中有着极其广泛的应用。
一、铁及其化合物的应用
(1)铁在自然界中主要以化合物存在,原因是 。
(2)纳米零价铁是近年来研究的热点,其除废水中金属离子的性能优越,其制备示意图如图-1。
①“聚集”过程,最后形成的纳米零价铁属于 (填序号)。
A.混合物 B.纯净物 C.单质 D.化合物
②“还原”过程,一定量焦炭与Fe3O4在高温下反应生成CO2的化学方程式为 。
③零价纳米铁用于去除废水中金属离子,根据金属活动性顺序可分三种途径(如图-2所示),第一类是吸附捕捉(如Zn2+),第二类是吸附捕捉再慢慢反应(如Pb2+),第三类是直接反应(如Cu2+)。
结合图分析,Ni2+属于第 (填“一”或“二”或“三”)类;若Cd2+属于第一类,则金属Cd比金属Ag的金属活动性 (填“强”或“弱”或“接近”)。
二、Fe3O4的制备
用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO,含少量Fe)制备Fe3O4主要流程如下。
资料:①浊液B中铁元素以FeOOH形式存在。
②滤液A和浊液B反应:2FeOOH+FeCl2=Fe3O4+2HCl,Fe3O4可表示为FeO·Fe2O3。
(3)步骤①为提高反应速率,可以采取的措施是 。
(4)步骤②中,加入Fe可将FeCl3转化为FeCl2,该反应的化学方程式为 。
(5)步骤③中,要控制NaOH溶液的量,原因是 。
(6)反应完成后,将滤液A和浊液B混合前需加热B一段时间,其加热的目的是 。
(7)操作Ⅰ中的“分离”包含的操作有 、洗涤,证明洗涤干净的方法是 。
三、Fe3O4样品的纯度测定
制得的Fe3O4样品中可能混有FeO或Fe2O3中的一种杂质。为了测定Fe3O4的纯度,取15.20g样品置于锥形瓶中,加入足量稀硫酸,加热使之完全溶解,向锥形瓶中滴加K2Cr2O7溶液恰好完全反应,消耗K2Cr2O7(相对分子质量为294)质量为2.94g。
已知:K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4=Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H2O+K2SO4
(8)经过上述测量和计算,Fe3O4样品中含有的杂质是 。
(9)所取该样品中Fe3O4的质量分数是 %(精确到0.1%)。
34 / 35
学科网(北京)股份有限公司
$