期末冲刺综合应用题30道--2025-2026学年九年级化学鲁教版上册

期末冲刺（综合应用题30道） 1．水是生命之源。 (1)净化水 为方便师生的饮水，某校安装了管道直饮水，其工作原理如下图所示。 ①该净水过程中涉及的净水方法有 、 等。 ②在烧水的过程中，水中溶解的Ca(HCO3)2等物质会分解，水的硬度降低。请将该反应的化学方程式补充完整：Ca(HCO3)2CaCO3↓+ + ↑； ③在烧水的过程中会产生大量的水蒸气。从微观角度分析，水变成水蒸气，体积增大的原因是 。 (2)电解水 学习小组利用如图所示装置开展电解水实验。 ①检验正极产生的气体，方法是 。 ②如果电解0.18g的水，可生成氢气的质量为 g。 (3)爱护水 请举出一例校园生活中不节约用水的行为： 。 2．化学实验是进行科学探究的重要方式。 (1)蒸发结晶是化学实验常用操作，该实验不需要用到的仪器是___________(填字母)。 A．玻璃棒 B．蒸发皿 C．漏斗 D．酒精灯 (2)农业上常用质量分数为16%的氯化钠溶液选种。实验室现需配制100g这种溶液，其操作如下图所示。 ①实验操作的正确顺序为 (用字母表示)。 ②上图步骤A中天平指针向左偏转，应该进行的操作是 (填字母)。 A．添加药品            B．减少药品        C．调节平衡螺母        D．调换砝码 ③C中玻璃棒的作用是 。 (3)下图是实验室制取气体的常用装置。 ①用装置A制取氧气的化学方程式为 。 ②装置B和C都能用于实验室制取二氧化碳，相对于装置B，装置C的优点是 。 ③若用装置D干燥氢气，请将装置D中导管补充完整 。 (4)向一定量的镁条中加入过量稀盐酸，完全反应后，再加入过量氢氧化钠溶液，生成2.9g氢氧化镁沉淀。试计算镁条与稀盐酸完全反应后生成MgCl2的质量是多少？ 3．O2在生产、生活和生命活动中发挥着重大作用。某兴趣小组以“氧气的制备”为主题开展研究性学习和实践活动。 Ⅰ、工业制氧 将空气除尘净化、加压、降温、蒸发可以制得大量液态氧气。 (1)常温常压下，氧气的沸点比氮气 （填“高”或“低”）。 (2)工业制氧的原料中 （填“是”或“否”）含有氧分子。 Ⅱ、实验室制氧 实验室里现有KMnO4、MnO2、双氧水以及下列装置。 (3)仪器①的名称是 。 (4)利用双氧水制取并收集一瓶较为纯净的O2，需选择的装置有 （从A～E中选择）。若要测量生成氧气的体积，应把F装置的 端（填“a”或“b”）接入量筒。 (5)取下表中溶质质量相等的4组双氧水，分别加入0.2gMnO2，用排水法收集并读取每2分钟获得氧气的体积，处理20min内数据如题所图示。 【提醒】高浓度的双氧水易挥发且腐蚀性强，实验时需注意安全。 双氧水 浓度/％ 密度/ 体积/mL 1 5 1.00 ① 2 15 1.05 2.90 3 25 1.09 1.67 4 30 1.11 1.37 ②30%的双氧水比25％的双氧水产氧量少，可能的原因为 。 Ⅲ、家庭制氧 “便携式制氧机”可用于家庭保健供氧，某品牌制氧机如题图所示。用该制氧机制氧气时，在反应仓中加入适量水，再先后加入白色过碳酸钠颗粒和黑色二氧化锰粉末，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 (6)过滤仓中的水除了可以过滤杂质提纯氧气外，还有 的作用。 (7)该制氧机中，制氧剂不选择双氧水，是因为______（填字母序号）。 A．H2O2分解产物无污染 B．双氧水浓度较大时，具有腐蚀性 C．双氧水运输储存不方便 Ⅳ、空间站内O2的再生 基于题图所示原理，利用“Sabatier”反应，将CO2转化为H2O，配合O2生成系统实现O2的再生。 (8)Sabatier系统中反应的方程式为 。 (9)进入氧气生成系统发生电解的水的质量 （填“＞“、“＜”或“＝”）Sabatier系统中生成的水的质量，原因是 。 4．水是是人类宝贵的自然资源。某化学兴趣小组利用数字化平台以“生命之源——水”为主题，进行了如下项目化探究。 任务一：调查水污染现状及处理方法 【咨询专家】 化学兴趣小组利用网络平台向专家进行咨询，知道了水是一切生命体生存所必需的物质。水体污染主要来自工业废水、农业废水和生活污水。 【交流讨论】 (1)农业废水的产生途径有 。 【参观污水处理厂净水流程】 【分析交流】 (2)“进一步处理后排入水体”的水 (选填“是”或“不是”)纯净水。 任务二：参观自来水厂净水流程 【分析交流】 (3)乙池为吸附池，目的是利用 除去水中的色素和异味。 任务三：探究水的组成 【模型建构】如下图。 【进行实验】 实验步骤 实验现象 实验结论 ①用大注射器抽取一定量的2%的氢氧化钠溶液，从A中的大圆孔注入 水是由氢元素和氧元素组成的 ②用两个橡胶帽塞住右边两个出气口，用带针头的小注射器分别在出气口1和2处抽气 液面上升，直至水充满正负两极 ③接通电源，仔细观察实验装置中的现象 B、C两个电极表面都有无色气泡产生，负极产生气泡的速率比正极快 ④分别用带针头的注射器抽取气体靠近燃着的木条，观察现象 _______ (4)步骤④的实验现象是 。 任务四：探究影响电解水反应速率的因素 【进行实验】 某兴趣小组利用直流电源进行了相关实验探究，数据如下表所示(水的导电能力很弱，加入少量的可增强水的导电性； 编号 温度 氢氧化钠溶液的浓度 负极气体体积 正极气体体积 电解时间 1 20℃ 2 20℃ 【小组交流】 (5)分析表中数据，可知温度相同时，氢氧化钠溶液的浓度与电解水的速率的关系为 。 成果分享；通过问题探究，大家对水的净化、水的组成有了较为全面的认识。通过实地考察、实验操作培养了同学们的观察能力、实验操作能力和严谨的科学思维。 5．请回答下列问题： (1)二氧化碳的实验室制取 【实验目的】练习实验室里制取二氧化碳。 【实验原理】 （写化学方程式） 【实验用品】大理石、稀盐酸、火柴、镊子、木条以及图1仪器。 【实验步骤】 ①选择上述仪器中的 （填字母）组装成制取二氧化碳的装置，并检验装置的气密性。 ②向 （填仪器名称）中加入大理石，塞好橡胶塞，向装置中加入液体试剂。 ③收集二氧化碳。收集时，集气瓶的瓶口应朝 （填“上”或“下”）。 ④验满后用玻璃片盖住集气瓶，备用。验满的方法是 则已集满。清洗仪器，整理实验台。 (2)化学兴趣小组的同学设计了如图2实验装置（B、C、D装置天平略去）验证质量守恒定律。 ①A装置中气球的作用是 （写出一点即可），铜粉 （填“是”或“不”）需要足量。 ②写出C装置中发生反应的化学方程式： 。 ③上述实验装置中，只有A装置能直接用于验证质量守恒定律，B、C、D装置则不能。其中B装置不能验证质量守恒定律的理由是 。 6．按要求回答下列问题。 (1)制取二氧化碳。 ⅰ．仪器a的名称是 ；关闭弹簧夹后的现象是 。 ⅱ．用装置B检验二氧化碳，反应的化学方程式为 。 ⅲ．利用装置C开展物质回收实验。将装置A中反应后的液体倒入蒸发皿中，玻璃棒不断搅拌的目的是 ，蒸发皿中得到的固体是 (写化学式)。 (2)在“设计低碳行动方案”的跨学科实践活动中，查阅资料，获得以下碳捕捉的信息。 捕捉方法 原理 ①生物捕捉 利用植物或微生物吸收 ②膜分离技术 用选择性渗透膜将从混合气体中分离 ③化学吸收 用碱性溶剂吸收 ④物理吸附 用沸石、活性炭吸附 i．方法②的原理类似于化学实验中的 (填一种操作名称)。 ii．方法③的化学反应可用表示，则X的化学式为 。 iii．沸石中的含水量对吸附能力有影响。相同温度下，等质量的沸石A和B，干燥时间对沸石的吸附量影响如图所示，图中能证明沸石A的吸附效果优于沸石B的证据是 。 7．科技社团的同学们在开展“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的跨学科实践活动中设计和制作简易供氧器(如图1)。为了解决鱼塘中氧气不足的问题，养鱼师傅向鱼塘中撒一种微黄色的固体，咨询得知，这种固体的主要成分是过氧化钙(CaO2)，同学们查阅资料发现过氧化钙、过氧化钠均能与水反应放出氧气(已知：2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑)。12gNa2O2固体样品和12gCaO2固体样品与水作用生成氧气(假设样品中其他成分与水不反应)的质量与时间的关系如图2所示。请根据上述信息回答下列问题： (1)图1加湿仓中水的作用是 。 (2)若给鱼池持续增氧，应选的试剂为 。 (3)请计算该样品中CaO2的质量分数 。(写出计算过程，结果保留至0.01%) 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)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 (2)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 。 (3)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)。 (4)工业上可将水蒸气通过高温的煤层生成水煤气(CO和一种可燃性气体单质)，从而获得更高的热值。将含碳36kg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) 。 H2O+CCO+H2 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。 (5)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 。 9．我国航天事业发展迅猛。若你是航天科技人员，请试着解决空间站二氧化碳和水再利用的问题。 (1)空间站里的二氧化碳主要产生于人的呼吸，请补充完成下列产生的化学方程式： 。 (2)空间站中科学家采用水气整合系统实现的清除和的再生，流程如下图所示。 反应器1发生的反应：；反应器2发生的反应：。若消耗0.22吨二氧化碳，则会产生的质量是多少吨？(请写出解题过程) (3)此流程中的反应 (填“能”或“不能”)完全实现水的循环，理由是 。 10．根据下列装置图，回答有关问题。 (1)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 。选用装置A为发生装置时A中试管口略向下倾斜的原因是 ；选用装置D收集氧气时，气体应从导管口 (填字母)通入。 (2)将收集的氧气倒入装置E的烧杯中，观察到带火星的木条自下而上依次复燃，说明氧气具有的物理性质和化学性质分别是 和 。 (3)实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为 。若选用装置B作为发生装置，检查该装置气密性的方法是 ；装置C也可作为发生装置，与装置B相比它的优点是 。 (4)实验室也可用氯酸钾分解的方法制取氧气，氯酸钾(KClO3)粉末在二氧化锰作催化剂并加热的条件下，分解生成氯化钾和氧气。如果加热分解4.9g的氯酸钾，最多可以得到氧气的质量是多少？(利用化学方程式进行计算，写出计算过程) 11．我国致力2060年实现“碳中和”，为助力“碳中和”，的产生、制备与资源化利用是重要研究课题。 的产生：动、植物的呼吸，化石燃料的燃烧排放大量。 (1)的制备： ①用A、B装置制取二氧化碳时，为方便添加稀盐酸且能控制反应速率，应选用的发生装置是 (选填装置字母序号)，制取二氧化碳的化学方程式为 ；某同学用自制的C装置在实验室制取二氧化碳气体，改进装置的优点是 。 ②若用E装置收集二氧化碳，气体从 端通入(填“m”或“n”) (2)的性质： 装置D集气瓶中装满，打开止水夹，观察到蜡烛自下而上依次熄灭，可以得出二氧化碳具有 的化学性质；将二氧化碳通入F装置中，试管中的现象为 。 (3)的捕集： 的捕集和利用是我国能源领域的重要战略方向。如图H是的捕集与转化示意图，有关说法正确的是___________。 A．可以循环使用 B．反应Ⅰ属于化合反应 C．反应II固体质量减少 D．铁的氧化物之间转化的条件相同 12．“退之服硫黄，一病讫不痊”，硫在生活生产中都有非常重要作用。 (1)见微知著        图2是元素周期表的部分信息，回答下列问题： ①图2中X= 。 ②图2中氧元素的位置是 (填“甲”或“乙”)。 (2)古人用硫 雄黄具有解毒杀虫止痒功效，主要含四硫化四砷(As4S4)，As4S4中砷与硫的元素质量比为 。 (3)现代用硫 硫酸(H2SO4)产量是工业化的标志之一，生产硫酸主要流程如下图： ①写出步骤Ⅱ发生化合反应的化学方程式 。 ②CO2和SO3的化学性质相似，且浓硫酸中含有一定量的水， 下列说法正确的是 (写序号)。 A．粉碎是为了增大反应物的接触面积 B．步骤Ⅲ中反应的化学方程式为H2O+SO3=H2SO4 C．浓硫酸中硫酸的质量分数：a%>b% 13．合理使用消毒剂，对于控制疾病的传播、保障人体健康有重要作用。“84”消毒液被广泛应用于消毒杀菌，下面是某品牌“84”消毒液的标签(部分)： (1)“84”消毒液中有效氯含量中的氯是指 (填“分子”“原子”或“元素”)。 (2)根据注意事项，平时不用“84”消毒液时应 保存。 (3)使用时将“84”消毒液稀释的步骤是：计算、量取、混匀，其中混匀过程中所需要的玻璃仪器有烧杯、 。稀释过程中，若其他操作均正确，但量取水时俯视量筒读数，会导致所配制溶液的溶质质量分数 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (4)次氯酸钠(NaClO)可用氯气和NaOH反应制取，化学反应方程式为2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O。制取149g次氯酸钠(NaClO)，计算所需氢氧化钠的质量(写出计算过程)。 14．氢能是一种清洁能源，氢气的制备方法受到广泛的关注和研究。 (一)实验室常用锌粒和稀硫酸反应制取。 (二)暗发酵制氢是生物制氢的一种方法，温度在40-60℃为宜。扬州地区主要粮食作物为小麦和水稻，小麦和水稻的秸秆中木质素紧密包围纤维素，纤维素在暗发酵细菌和酶的作用下先转化为葡萄糖，葡萄糖再转化为甲酸、乙醇等，最后转化为氢气。 Ⅰ．用小麦和水稻的秸秆为发酵物进行暗发酵制氢实验，产氢量和能量转化率如表所示。 发酵物 木质素/% 产氢量/mL 能量转化率/% 小麦秸秆 22.1 292 5.2 水稻秸秆 17.3 446 6.1 (1)由表可知，与小麦秸秆相比，水稻秸秆作为发酵物的优点是 ；小麦秸秆暗发酵产氢量低的原因是 。 (2)甲酸(HCOOH)在氢化酶的催化下生成和，反应的化学方程式为 。 Ⅱ．为了探究影响水稻秸秆暗发酵制氢的因素，进行以下实验，装置如图所示。 ①实验1，向三个锥形瓶中分别加入5g水稻秸秆、一定质量的酶，一定温度下，初始pH设置为4.5、5.5和6.5，加入产氢培养基溶液使最终的发酵体积为200mL。每隔一段时间抽取发酵液的代谢产物进行检测，得到累积产氢量[]与时间的关系如图所示。 (3)设计实验1的目的是 。 ②温度能影响酶和微生物的活性以及反应的快慢。 (4)为了确定水稻秸秆暗发酵制氢的最佳温度，请参照实验1，设计实验2的方案为 。 ③发酵物的能量转化效率()计算公式为： 已知：，。 (5)实验1的初始pH设置为6.5时，水稻秸秆的 。 (三)未来制氢的方向是利用地球上普遍存在的太阳能和水制氢。 光催化分解水制氢是目前研究的热点之一，它利用半导体材料作催化剂，其原理如图所示。 (6)该方法与电解制相比有优点也有不足，选择其中一个视角，写出点： 。 15．合金被认为是最具应用前景的储氢合金。一种储氢材料的制备与应用的过程如图所示。 (1)合金熔炼过程属于 变化（填“物理”或“化学”），中镁、镍元素的质量比为 。 (2)氢气储存过程发生的反应为。该反应中，若有可以储存的质量是多少？（写出计算过程） (3)储氢材料在使用过程中表面容易被氧化形成氧化层（MgO）。合金中氧元素的含量与储氢能力的关系如图2，Mg氧化程度越高，储氢能力 （填“越高”或“越低”）。当储氢材料中氧元素的含量为a%时，MgO在储氢材料中的质量分数为 （用a的代数式表示）。 16．气体物质对于科学研究和工业应用具有重要意义。 I.气体的实验室制取 (1)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，反应的化学方程式为 ；用装置B做二氧化碳发生装置时需要注意 。装置E可以收集二氧化碳的原因是 。 (2)用装置C做气体发生装置，关闭弹簧夹，反应停止后液面应位于 （填“1”、“2”或“3”）处。 (3)装置G可以用来收集气体，还可以防倒吸。请你推测该气体的密度 （填“大于”或“小于”）空气的密度。 II.氧气是一种重要的气体，人们一直寻找通过各种方法获得所需的氧气 (4)某品牌家庭制氧机是利用分子筛制氧，空气经过分子筛时氮气被吸附、氧气通过，获得高浓度的氧气，其微观示意图如下图所示： ①分子筛制氧的过程 （填“是”或“不是”）属于分解反应。 ②与分离液态空气制氧相比，分子筛制氧优点的是 。 III.我们的生活离不开空气 【检索与查阅】二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。 【设计与实验】某项目化学习小组利用图2装置也可以测空气中的氧气含量。 (5)主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。 ①弹簧夹夹紧胶皮管 ②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹 ③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子 ④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份 【优化与改进】同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。 (6)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。 (7)图5中BC段压强增大，原因是 。 【反思与交流】 (8)图2实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。 (9)在空气中点燃红磷可以测定空气中氧气体积分数，也可以验证质量守恒定律。 点燃红磷前电子天平示数为106.23g（见图6），验证质量守恒定律后，待白烟完全沉降取下橡胶塞，片刻后再一起称量，电子天平示数稳定为106.28g（见图7）。计算参加反应红磷的质量 （结果精确到0.01）。 17．惠州市自来水厂以提升民生福祉为目标，全面推进自来水厂深度净化工程。在自来水厂净水过程中，消毒是重要环节之一，常用的消毒剂有氯气(Cl2)、二氧化氯(ClO2)等。 (1)二氧化氯是高效、低毒的消毒剂，其中氯元素的化合价为 价。 (2)自来水厂以亚氯酸钠(NaClO2)和盐酸为原料制得ClO2，化学方程式如下：5NaClO2+4HCl=4ClO2+5NaCl+2H2O。将一定质量的亚氯酸钠固体加到100kg盐酸中，恰好完全反应，生成27kgClO2(气体全部逸出，忽略盐酸挥发)，则所加盐酸的溶质质量分数是多少？ (3)根据《生活饮用水卫生标准》，自来水中二氧化氯的使用量应控制在0.8以内，若自来水厂清水池中已注入2.5×106L的水，最多可投入二氧化氯 kg。 (4)除了自来水消毒，ClO2在果蔬保鲜方面也有应用。已吸收ClO2气体的稳定剂1和稳定剂2，加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如下图所示。从果蔬运输保存的角度考虑， 用于果蔬运输保存的效果更好，理由是 。 18．环境保护、能源利用和新材料使用被人们广泛关注。 (1)目前，人们使用的燃料大多来自化石燃料，如 、石油和天然气等。 (2)天然气不充分燃烧易造成锅底出现黑色，此时可调 （填“小”或“大”）燃气灶的空气进风口。 (3)利用甲烷催化制氢气取得了新进展，甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下生成一氧化碳和氢气，该反应的化学方程式为 。 (4)一种将空气中的氮气转化为氨气的循环过程如图所示。 该过程中能循环使用的物质有 （写出一种即可，填化学式）；反应①中生成需要氮气的质量为 kg。 19．氧气是地球上生命和工业活动不可或缺的物质，对维持生物的多样性、促进技术进步和保障人类健康发挥着关键作用。回答下列问题： (1)工业上采用分离液态空气制取氧气。过程如图所示：工业上制取氧气的过程中发生了 (填“物理”或“化学”)变化，由此可以得出氮气的沸点比氧气的沸点 (填“高”或“低”)。 (2)某家庭化学制氧机工作原理(见图)：利用过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)白色固体、二氧化锰黑色粉末产生氧气。 使用该制氧机制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 ①该制氧机的制氧原理： 第一步：过碳酸钠→碳酸钠+过氧化氢 第二步： (写出相关反应方程式) ②根据制氧原理分析，如果一个病人每天需要氧气(O2)的质量为640g，则该制氧机每天生成中间产物H2O2多少克? (写出计算步骤) (3)实验室加热氯酸钾制取氧气： 已知，氯酸钾的熔点为356℃，分解温度为400℃，用加热氯酸钾的方法制取氧气，应该选择的气体发生装置是(图中加热装置已略去)_____。 A． B． C． D． 20．“可燃冰”是天然气(主要成分是甲烷)在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质，储量丰富，燃烧热值大。可燃冰的开采极其困难，勘探不当，易引发海底塌方，导致大规模海啸。我国的“可燃冰”开采技术处于世界先进水平。 【认识可燃冰】 (1)下列说法正确的是_____(填字母)。 A．可燃冰在海底不能燃烧的主要原因是海底低温且缺氧 B．构成可燃冰、干冰、冰的分子相同，它们的化学性质也相同 C．可燃冰开采时若出现差错，可能引发严重的环境灾害 D．与化石燃料相比，可燃冰完全燃烧产生的污染物更少，是一种相对清洁的能源 (2)可燃冰有多种结构，某种可燃冰的化学式为，其结构如图1示，该结构中平均34个分子构成6个笼，每个笼只容纳一个或分子。这6个笼内容纳的与分子个数比是 (填最简整数比)。 【利用甲烷】 (3)二氯化碳酰在有机化学合成中扮演着重要角色，如图2为甲烷转化为二氯化碳酰的微观过程，下列说法不正确的是_____(填字母)。 A．甲与不足量反应时可生成乙 B．反应前后原子个数不变 C．转化①和转化②都属于化合反应 D．丙中碳、氧元素的质量比为 (4)工业上以为原料先生产，再由合成，如图3、图4为相关示意图。 已知变换塔、洗涤塔发生的主要反应依次是：。 ①“洗涤塔”中气体从塔底通入，水从塔顶喷淋。这样操作的目的是 。 ②若有参与反应(假设各步反应都完全转化)，理论上可制得 。 ③工业上可通过分离液态空气获得，该分离方法利用的原理是 。 ④一定条件下，向容器中充入一定量的和，充分反应生成。反应前后物质的变化如图4，图中X代表的分子为 (填化学式)。 21．研究小组开展“生活中的化学”主题学习活动。 活动一  现代净水器——生命吸管 (1)图1是某款生命吸管的工作原理，装置中超滤膜的作用如图2所示。图1中①和②处应分别装入 和 （选填“活性炭”“过滤材料”），其中活性炭的作用是 。 (2)此款生命吸管 （选填“能”或“不能”）在海上应急使用，原因是 。 活动二  古代打火机——火折子 图3是火折子的构造图，制作时将草纸卷成紧密的纸卷，再加入棉花、硫磺等材料制成燃芯。点燃燃芯后吹灭火焰，保留火星，放入竹筒中，盖上竹筒帽。使用时，只需打开竹筒帽，对着火星轻轻一吹，就能使它复燃。 (3)“草纸、棉花、硫磺”的使用，说明燃烧需要的条件之一是 。 (4)吹气使火折子复燃的原因是 。 (5)使用火折子的过程中闻到刺激性气味的原因是 （用化学方程式表示）。 (6)从材料选择的角度，对火折子的制作提出改进建议： （写一条）。 22．水是生命活动不可缺少的物质，请回答相关的问题。 Ⅰ．探究水的组成实验 (1)为证明水不是由“水元素”组成的，1785年，拉瓦锡在高温的条件下，用水蒸气与红热的铁反应，生成氢气与四氧化三铁。模拟实验装置如图1所示。写出该反应的化学方程式 。 (2)电解水实验的简易装置如图2所示，b中收集到的气体是 (填化学式)；从该实验得到水是由 组成的结论。 Ⅱ．水的净化 化学兴趣小组收集了一瓶浑浊的黄河水，模拟自来水厂进行水的净化过程。其实验过程如下所示，请回答以下问题。 (3)自来水厂常用明矾作混凝剂，操作1的名称为 。 (4)操作2是吸附。主要除去液体C中一些异味和色素，可选用的物质是 。 (5)将净化水加热煮沸，发现水壶内有水垢(主要成分为碳酸钙)产生，则加热煮沸除了杀菌消毒之外，还起到的作用是 ，欲使净化水转化为纯水，实验室可采取的方法是 。 23．甲醛是一种重要的化工原料，同时也是一种常见的室内空气污染物。利用羟基磷灰石【Ca5（PO4）3OH】可将空气中的甲醛转化为无污染的物质，反应过程的微观示意图如下： (1)羟基磷灰石在甲醛的转化反应前后质量和化学性质都没有发生变化，羟基磷灰石的作用是 。 (2)甲醛的化学式为 ，上述转化反应的化学方程式为 。 (3)将1.5g甲醛完全转化为无污染的物质，需要消耗氧气的质量为 g。 (4)羟基磷灰石可用机械球磨法制备：将Ca（OH）2和P2O5按照一定比例加入到球磨机中，球磨一段时间，发生反应。机械球磨法的工作原理如图所示。 ①机械球磨的目的是 。球磨过程中常加入一定比例的生石灰用于吸水，发生反应的化学方程式为 。 ②按照绿色化学思想，反应物中的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。为使反应物中的原子全部转化为羟基磷灰石，理论上CaO、Ca（OH）2、P2O5作为原料加入的质量比为 。 【相对分子质量：CaO56 Ca（OH）274 P2O5142】 24．二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) 25．我国力争2060年前实现“碳中和”，彰显大国作为与担当。同学们围绕“碳中和”展开了跨学科项目式学习活动。 任务一：分析“碳中和”的思路 (1)大气中的主要来源有：化石燃料的燃烧和动植物的 作用。 (2)要降低空气中的，一是减少排放，二是要捕集吸收。充分燃烧天然气和煤，产生的质量及放出的热量如下表所示。根据表中数据分析，与煤相比，用天然气作燃料的优点是什么？ 天然气 煤 产生的质量 放出的热量 (3)青少年要为“碳中和”做出贡献，写出你在生活中的一种低碳生活方式： 。 任务二：探究“碳捕集”的方法 (4)下列物质中，理论上可用作捕集的吸收剂的是_______。 A．水 B．氧气 C．稀硫酸 D．氯化钠溶液 (5)利用氢氧化钠溶液“捕捉”的基本过程如下图所示（部分物质及反应条件未标出）。 ①写出吸收的化学方程式： 。 ②R溶液中溶质的化学式为 。 ③反应、分离室中发生反应的化学方程式分别为：I： ；Ⅱ：。 (6)某工厂利用石灰乳（主要成分是氢氧化钙）捕集吸收。若要吸收8.8吨，至少需要含氢氧化钙质量分数为的石灰乳多少吨？ 26．全球首个液态阳光项目由中国的李灿院士团队提出，该项目通过太阳能等可再生能源技术，将二氧化碳和水转化为甲醇（CH3OH）等产品，促进“双碳”目标的实现。转化和利用甲醇流程如图所示。 (1)甲醇中碳、氢元素的质量比为 。 (2)应用该技术转化甲醇的化学方程式：CO2+3H2CH3OH+H2O ⅰ.该流程中可以循环使用的物质有 （填一种）。 ⅱ.若一辆轿车到某地要消耗汽油8升，一升汽油燃烧约产生2.5kg的二氧化碳，要将行驶过程中产生的二氧化碳全部转化为甲醇，理论上可得到甲醇 kg（写出计算过程，结果保留一位小数）。 (3)在一定条件下，甲醇的产率变化如图所示，为提高甲醇的产率，最佳反应条件为 。 (4)现有一定质量的甲醇不完全燃烧，生成CO、CO2和水蒸气的混合气体150kg，经测定混合气体中碳元素质量分数为16%，则参加反应的氧气质量为 kg。 27．我国高度重视并积极推动氢能技术与产业发展，近年来我国制氢量已位居世界第一。 (1)制氢方法一：水光解制氢。 ①水在光催化剂作用下制备氢气的原理如图1所示。光解水时，由 能转化为化学能；在反应过程中，光催化剂在反应前后的质量和 不变。 制氢方法二：我国科学家发明了一种用稀土元素铈的氧化物为催化剂将甲烷中的氢元素转化为氢气的工艺，反应原理如图2所示。 ②三氧化二铈中铈元素的化合价是 。 ③反应器Ⅱ中发生的反应： 现有含甲烷90%的天然气（杂质不参与反应）通入反应器Ⅱ中，若甲烷完全反应，理论上反应器Ⅱ中最多生成氢气的质量是多少？ （写出计算过程） (2)氢能的优点 氢气被称为最理想的清洁能源的原因是 。（用化学方程式表示） 28．兴趣小组开展跨学科实践活动——制作简易制氧机。 活动1：认识家用制氧机 某品牌制氧机通过A、B两种制氧剂产生，其中A剂为白色颗粒(过碳酸钠)，B剂为黑色粉末。 资料：过碳酸钠溶于水后生成和碳酸钠，在的作用下产生。 (1)B剂的作用是 。 (2)该品牌制氧机的制氧说明(部分)见下表。由表分析，若突发缺氧性疾病急需快速大量供氧，在呼叫救护的同时用该制氧机吸氧，应选择的最佳配方是 。 A剂 B剂 平均供氧量(毫升/分钟) 供氧时间(分钟) 配方一 1袋 1袋 配方二 2袋 1袋 配方三 3袋 2袋 活动2：制作简易制氧机 兴趣小组用注射器、塑料瓶、吸管等用品制作了如图所示的简易制氧机，并加入适量的溶液和，实践制氧。 (3)注射器的作用是 。 (4)一般情况下，如果要供给正常健康人连续吸氧15分钟，大约需要。计算用该简易制氧机制取，需要的质量是多少？(根据化学方程式计算并写出计算过程) 29．硫酸、氢氧化钠是常见的酸和碱。 (1)硫酸中所含根的符号是 ，氢氧化钠的俗称是 （任写一种）。 (2)将浓硫酸稀释和将固体氢氧化钠溶解都会 （填“吸”或“放”）热；稀释浓硫酸时要将浓硫酸缓慢注入水中，其原因是 。 (3)欲配制100g质量分数为16%的NaOH溶液，需称取NaOH固体的质量为 g；其操作如图所示，正确的操作顺序为 （填标号）。 (4)现将上述配制的NaOH溶液全部用于中和稀硫酸，试用化学方程式计算，最多能中和H2SO4的质量是多少？ 30．故宫的红墙金瓦，成为沈城历史文化的标志性景观。 (一)宫墙青砖 青砖在中国有着长达三千年的悠久历史，承载着深厚的文化底蕴。 (1)制备青砖主要原料是黏土，其中含有铁的化合物，铁属于 (填“金属”或“非金属”)元素。 (2)黏土中还含有白云石，主要成分为，高温煅烧会生成CaO、MgO、CO2，则该反应的化学方程式为 ，它属于 反应(填基本反应类型)。 (3)煅烧后的黏土会制成青砖坯，坯体需要在通风处干燥，从微观角度分析，通风可加速 。 (4)烧制青砖坯一般选木材，木材燃烧是因为空气中含有 。 烧制温度/℃ 700 800 900 1000 1100 吸水率/% 15.8 16.6 16.9 17.2 x (5)青砖烧制后因孔隙多而有吸水性，温度与吸水率关系见上表。时青砖表层会形成液态膜， 推测X 17.2 (填“<”“>”或“=”) 。 (二)黄瓦鎏金 黄色琉璃瓦制作的关键环节便是在瓦片坯体上进行施釉，其施釉的具体流程如下。 (6)原料中的赋予瓦片独特的黄色，其中铁元素的化合价为 价。 (7)原料粉碎后会进行水洗，这样可除去原料中 溶性杂质(填“可”或“难”)。 (8)制浆过程需不断搅拌， 目的是 。 (9)施釉即将制好的瓦片浸入釉浆，这一过程属于 变化(填“物理”或“化学”)。 (10)烧制时若局部温度过高，原料中的会分解产生氧气和一种黑色物质，推测黑色物质的主要成分是 ，因此烧制时需严格控制 来避免此类问题。 学科网（北京）股份有限公司 $ 期末冲刺（综合应用题30道） 1．水是生命之源。 (1)净化水 为方便师生的饮水，某校安装了管道直饮水，其工作原理如下图所示。 ①该净水过程中涉及的净水方法有 、 等。 ②在烧水的过程中，水中溶解的Ca(HCO3)2等物质会分解，水的硬度降低。请将该反应的化学方程式补充完整：Ca(HCO3)2CaCO3↓+ + ↑； ③在烧水的过程中会产生大量的水蒸气。从微观角度分析，水变成水蒸气，体积增大的原因是 。 (2)电解水 学习小组利用如图所示装置开展电解水实验。 ①检验正极产生的气体，方法是 。 ②如果电解0.18g的水，可生成氢气的质量为 g。 (3)爱护水 请举出一例校园生活中不节约用水的行为： 。 【答案】(1) 吸附 煮沸 H2O CO2 水分子间隔变大 (2) 将带火星的木条放在b管的尖嘴管口处，木条复燃，是氧气 0.02 (3)不随手关紧水龙头 【详解】（1）①该净水过程中涉及的净水方法有吸附、煮沸、过滤； ②根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类与数目均不变，且产生了一种气体，反应物中一个钙原子、2个氢原子、2个碳原子、6个氧原子，生成物中一个钙原子、1个碳原子、3个氧原子，缺少2个氢原子、3个氧原子，1个碳原子，故生成物中还有水和二氧化碳，故填H2O;CO2； ③从微观角度分析，水变成水蒸气，体积增大的原因是水分子间隔变大； （2）①水的电解实验中负极产生氢气，正极产生氧气，氧气具有助燃性，可以使带火星的木条复燃，故检验正极气体的方法为：将带火星的木条放在b管的尖嘴管口处，木条复燃，是氧气； ②水在通电条件下生成氢气与氧气，，电解0.18g的水，可生成氢气的质量为0.02g; （3）校园生活中不节约用水的行为：不随手关紧水龙头（合理即可）。 2．化学实验是进行科学探究的重要方式。 (1)蒸发结晶是化学实验常用操作，该实验不需要用到的仪器是___________(填字母)。 A．玻璃棒 B．蒸发皿 C．漏斗 D．酒精灯 (2)农业上常用质量分数为16%的氯化钠溶液选种。实验室现需配制100g这种溶液，其操作如下图所示。 ①实验操作的正确顺序为 (用字母表示)。 ②上图步骤A中天平指针向左偏转，应该进行的操作是 (填字母)。 A．添加药品            B．减少药品        C．调节平衡螺母        D．调换砝码 ③C中玻璃棒的作用是 。 (3)下图是实验室制取气体的常用装置。 ①用装置A制取氧气的化学方程式为 。 ②装置B和C都能用于实验室制取二氧化碳，相对于装置B，装置C的优点是 。 ③若用装置D干燥氢气，请将装置D中导管补充完整 。 (4)向一定量的镁条中加入过量稀盐酸，完全反应后，再加入过量氢氧化钠溶液，生成2.9g氢氧化镁沉淀。试计算镁条与稀盐酸完全反应后生成MgCl2的质量是多少？ 【答案】(1)C (2) DAEBC B 搅拌，加快溶解速率 (3) 能控制反应的发生和停止 (4)设反应生成氯化镁的质量为x， x=4.75g 答：生成氯化镁的质量是4.75g。 【详解】（1）蒸发过程中，所需要的仪器有铁架台、酒精灯、蒸发皿和玻璃棒，实验过程中不需要漏斗，故选C； （2）①配制—定溶质质量分数的溶液的步骤是计算、称量、量取、溶解，所以实验操作的正确顺序为DAEBC； ②B步操作中天平指针向左偏转，说明药品质量过多，需要减少药品，直至天平平衡，故选B； ③C为溶解，其中玻璃棒的作用是搅拌，加快溶解速率； （3）①装置A是固体加热型装置，试管口没有棉花，适用于氯酸钾分解制取氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用和加热的条件下生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为：； ②装置B和C都能用于实验室制取二氧化碳，装置B中的反应物无法脱离接触，而装置C可以通过关闭止水夹来使反应物脱离接触，所以相对于装置B，装置C的优点是：能控制反应的发生和停止； ③浓硫酸具有吸水性，若用装置D干燥氢气，则氢气要通过浓硫酸，所以装置D中的导管如图所示：； （4）见答案。 3．O2在生产、生活和生命活动中发挥着重大作用。某兴趣小组以“氧气的制备”为主题开展研究性学习和实践活动。 Ⅰ、工业制氧 将空气除尘净化、加压、降温、蒸发可以制得大量液态氧气。 (1)常温常压下，氧气的沸点比氮气 （填“高”或“低”）。 (2)工业制氧的原料中 （填“是”或“否”）含有氧分子。 Ⅱ、实验室制氧 实验室里现有KMnO4、MnO2、双氧水以及下列装置。 (3)仪器①的名称是 。 (4)利用双氧水制取并收集一瓶较为纯净的O2，需选择的装置有 （从A～E中选择）。若要测量生成氧气的体积，应把F装置的 端（填“a”或“b”）接入量筒。 (5)取下表中溶质质量相等的4组双氧水，分别加入0.2gMnO2，用排水法收集并读取每2分钟获得氧气的体积，处理20min内数据如题所图示。 【提醒】高浓度的双氧水易挥发且腐蚀性强，实验时需注意安全。 双氧水 浓度/％ 密度/ 体积/mL 1 5 1.00 ① 2 15 1.05 2.90 3 25 1.09 1.67 4 30 1.11 1.37 ②30%的双氧水比25％的双氧水产氧量少，可能的原因为 。 Ⅲ、家庭制氧 “便携式制氧机”可用于家庭保健供氧，某品牌制氧机如题图所示。用该制氧机制氧气时，在反应仓中加入适量水，再先后加入白色过碳酸钠颗粒和黑色二氧化锰粉末，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 (6)过滤仓中的水除了可以过滤杂质提纯氧气外，还有 的作用。 (7)该制氧机中，制氧剂不选择双氧水，是因为______（填字母序号）。 A．H2O2分解产物无污染 B．双氧水浓度较大时，具有腐蚀性 C．双氧水运输储存不方便 Ⅳ、空间站内O2的再生 基于题图所示原理，利用“Sabatier”反应，将CO2转化为H2O，配合O2生成系统实现O2的再生。 (8)Sabatier系统中反应的方程式为 。 (9)进入氧气生成系统发生电解的水的质量 （填“＞“、“＜”或“＝”）Sabatier系统中生成的水的质量，原因是 。 【答案】(1)高 (2)是 (3)分液漏斗 (4) BD a (5) 9.12 过氧化氢溶液浓度高易挥发 (6)观察氧气速度、降温、观察有氧气逸出 (7)BC (8) (9) ＞ 一部分氢元素进入甲烷，而甲烷、一氧化碳没有再进入反应体系/一部分氧元素进入一氧化碳，而甲烷、一氧化碳没有再进入反应体系（合理即可） 【详解】（1）将空气除尘净化、加压、降温、蒸发可以制得大量液态氧气，说明此时氮气已经变成气体，则常温常压下，氧气的沸点比氮气高； （2）工业采用分离液态空气的方法制取氧气，因此工业制氧的原料为空气，空气中含有氧气，氧气中含有氧分子； （3）据图可知，仪器①的名称是分液漏斗； （4）双氧水在二氧化锰催化的条件下制取氧气，由于反应物的状态为固体和液体，反应条件不需要加热，则发生装置应选B；氧气密度比空气大，可采用向上排空气法收集，该反应收集的氧气较干燥，氧气不易溶于水，可采用排水法收集，该反应收集的氧气较纯净，故利用双氧水制取并收集一瓶较为纯净的O2，需选择的装置有BD； 若要测量生成氧气的体积，选用F装置，利用氧气排出集气瓶中的水，排出水的体积即为进入瓶中氧气的体积，为方便将水排出，氧气应从短管进入，即从b端通入，则F装置的a端接入量筒； （5）①实验2双氧水中过氧化氢的质量为；实验3双氧水中过氧化氢的质量为；实验4双氧水中过氧化氢的质量为；根据对比实验中需要控制变量的要求，4组实验中过氧化氢的质量相等，所以实验1双氧水的体积为：； ②20min时，30%的双氧水比25%的双氧水产氧量少，可能的原因是过氧化氢溶液浓度高易挥发，导致反应物减少，氧气产量减低； （6）过滤仓中的水起到降温的作用，能够降低氧气的温度；氧气不易溶于水，从过滤仓中有氧气流出时，会冒出气泡，因此过滤仓能起到观察有氧气逸出的作用，另外还有通过气泡冒出的快慢判断氧气产生的速度； （7）A、过氧化氢分解产物无污染，并不是制氧剂不选择双氧水的原因，故A选项不符合题意； B、双氧水浓度较大时，具有腐蚀性，是制氧剂不选择双氧水的原因，故B选项符合题意； C、双氧水是液体，运输储存不方便，是制氧剂不选择双氧水的原因，故C选项符合题意。 故选BC； （8）Sabatier系统中发生的反应为二氧化碳和氢气反应生成水、甲烷和一氧化碳，该反应的化学方程式为5H2+2CO2=CH4+3H2O+CO； （9）根据质量守恒定律化学反应前后元素的种类和质量不变可知，由于生成的甲烷中含有氢元素，则说明进入氧气生成系统的水中的氢元素的质量等于生成水的氢元素质量和甲烷中氢元素质量之和，故进入氧气生成系统发生电解的水的质量大于Sabatier系统中生成的水的质量。 4．水是是人类宝贵的自然资源。某化学兴趣小组利用数字化平台以“生命之源——水”为主题，进行了如下项目化探究。 任务一：调查水污染现状及处理方法 【咨询专家】 化学兴趣小组利用网络平台向专家进行咨询，知道了水是一切生命体生存所必需的物质。水体污染主要来自工业废水、农业废水和生活污水。 【交流讨论】 (1)农业废水的产生途径有 。 【参观污水处理厂净水流程】 【分析交流】 (2)“进一步处理后排入水体”的水 (选填“是”或“不是”)纯净水。 任务二：参观自来水厂净水流程 【分析交流】 (3)乙池为吸附池，目的是利用 除去水中的色素和异味。 任务三：探究水的组成 【模型建构】如下图。 【进行实验】 实验步骤 实验现象 实验结论 ①用大注射器抽取一定量的2%的氢氧化钠溶液，从A中的大圆孔注入 水是由氢元素和氧元素组成的 ②用两个橡胶帽塞住右边两个出气口，用带针头的小注射器分别在出气口1和2处抽气 液面上升，直至水充满正负两极 ③接通电源，仔细观察实验装置中的现象 B、C两个电极表面都有无色气泡产生，负极产生气泡的速率比正极快 ④分别用带针头的注射器抽取气体靠近燃着的木条，观察现象 _______ (4)步骤④的实验现象是 。 任务四：探究影响电解水反应速率的因素 【进行实验】 某兴趣小组利用直流电源进行了相关实验探究，数据如下表所示(水的导电能力很弱，加入少量的可增强水的导电性； 编号 温度 氢氧化钠溶液的浓度 负极气体体积 正极气体体积 电解时间 1 20℃ 2 20℃ 【小组交流】 (5)分析表中数据，可知温度相同时，氢氧化钠溶液的浓度与电解水的速率的关系为 。 成果分享；通过问题探究，大家对水的净化、水的组成有了较为全面的认识。通过实地考察、实验操作培养了同学们的观察能力、实验操作能力和严谨的科学思维。 【答案】(1)施用化肥（合理即可） (2)不是 (3)活性炭 (4)负极产生的气体被点燃，产生淡蓝色火焰，正极产生的气体能使小木条燃烧更剧烈 (5)氢氧化钠溶液浓度越大，电解水的速率越快 【详解】（1）农业废水主要来自施用化肥、农药及畜禽养殖等排放的废水； （2）“进一步处理后排入水体”的水中含有多种可溶性杂质和微生物，不是纯净水； （3）活性炭具有疏松多孔结构，具有吸附性；乙池利用活性炭吸附色素和异味； （4）水在通电条件下生成氢气与氧气，负极为氢气，正极为氧气，氧气具有助燃性，氢气具有可燃性，故分别用带针头的注射器抽取气体靠近燃着的木条，现象为负极产生的气体被点燃，产生淡蓝色火焰，正极产生的气体能使小木条燃烧更剧烈； （5）电解时间越短，说明反应速率越快，故温度相同时，氢氧化钠溶液的浓度与电解水的速率的关系为氢氧化钠溶液浓度越大，电解水的速率越快。 5．请回答下列问题： (1)二氧化碳的实验室制取 【实验目的】练习实验室里制取二氧化碳。 【实验原理】 （写化学方程式） 【实验用品】大理石、稀盐酸、火柴、镊子、木条以及图1仪器。 【实验步骤】 ①选择上述仪器中的 （填字母）组装成制取二氧化碳的装置，并检验装置的气密性。 ②向 （填仪器名称）中加入大理石，塞好橡胶塞，向装置中加入液体试剂。 ③收集二氧化碳。收集时，集气瓶的瓶口应朝 （填“上”或“下”）。 ④验满后用玻璃片盖住集气瓶，备用。验满的方法是 则已集满。清洗仪器，整理实验台。 (2)化学兴趣小组的同学设计了如图2实验装置（B、C、D装置天平略去）验证质量守恒定律。 ①A装置中气球的作用是 （写出一点即可），铜粉 （填“是”或“不”）需要足量。 ②写出C装置中发生反应的化学方程式： 。 ③上述实验装置中，只有A装置能直接用于验证质量守恒定律，B、C、D装置则不能。其中B装置不能验证质量守恒定律的理由是 。 【答案】(1) ABGH 锥形瓶 上 将燃着的木条接近集气瓶口，若木条熄灭 (2) 形成密闭装置或平衡装置内外压强，防止瓶塞飞出 不 酒精不和水反应，是物理变化 【详解】（1）实验室用大理石（或石灰石，主要成分都是碳酸钙）和稀盐酸制取二氧化碳，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，该反应的化学方程式为：。故填：。 ①制取二氧化碳发生装置为固液常温型发生装置，收集用向上排空气法，需用集气瓶（收集气体）、带直角形状导管的双孔塞（连接导气管和长颈漏斗）、锥形瓶（反应容器）、长颈漏斗（添加液体试剂）来组装制取二氧化碳的装置。故填：ABGH。 ②向锥形瓶中加入大理石，塞好橡胶塞，从长颈漏斗向装置中加入液体试剂。故填：锥形瓶。 ③二氧化碳密度比空气大，收集时，集气瓶的瓶口应朝上。故填：上。 ④二氧化碳密度比空气大，二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，验满的方法是将燃着的木条接近集气瓶口，若木条熄灭，则已集满。故填：将燃着的木条接近集气瓶口，若木条熄灭。 （2）①A装置中气球的作用是形成密闭装置，平衡装置内外压强，防止瓶塞飞出；铜粉不需要足量，验证质量守恒定律和氧气有没有消耗完没有关系。故填：形成密闭装置或平衡装置内外压强，防止瓶塞飞出；不。 ②C装置中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，该反应的化学方程式为：。故填：。 ③B装置中酒精和水混合是物理变化，而质量守恒定律适用于化学反应，所以B装置不能验证质量守恒定律。故填：酒精不和水反应，是物理变化。 6．按要求回答下列问题。 (1)制取二氧化碳。 ⅰ．仪器a的名称是 ；关闭弹簧夹后的现象是 。 ⅱ．用装置B检验二氧化碳，反应的化学方程式为 。 ⅲ．利用装置C开展物质回收实验。将装置A中反应后的液体倒入蒸发皿中，玻璃棒不断搅拌的目的是 ，蒸发皿中得到的固体是 (写化学式)。 (2)在“设计低碳行动方案”的跨学科实践活动中，查阅资料，获得以下碳捕捉的信息。 捕捉方法 原理 ①生物捕捉 利用植物或微生物吸收 ②膜分离技术 用选择性渗透膜将从混合气体中分离 ③化学吸收 用碱性溶剂吸收 ④物理吸附 用沸石、活性炭吸附 i．方法②的原理类似于化学实验中的 (填一种操作名称)。 ii．方法③的化学反应可用表示，则X的化学式为 。 iii．沸石中的含水量对吸附能力有影响。相同温度下，等质量的沸石A和B，干燥时间对沸石的吸附量影响如图所示，图中能证明沸石A的吸附效果优于沸石B的证据是 。 【答案】(1) 锥形瓶 长颈漏斗中液面上升 防止液体受热不均飞溅 (2) 过滤 温度、质量和干燥时间相同时，沸石A吸附的质量大于沸石B 【详解】（1）ⅰ．据图可知，仪器a的名称是锥形瓶； 反应一段时间后关闭弹簧夹，生成的气体不能排出，装置内气压增大，液体被压回长颈漏斗，长颈漏斗中液面上升； ⅱ．二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水，即二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，反应的化学方程式为：； ⅲ．大理石或石灰石中的碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，将装置A中反应后的液体倒入蒸发皿中，加热并不断搅拌，这样做的目的是使液体均匀受热，防止液滴飞溅，直到出现较多固体时，停止加热；蒸发皿中得到的固体是氯化钙； （2）ⅰ．膜分离技术中水分子能通过半透膜（其他离子及大分子不能通过），原理类似于化学实验中的过滤操作； ⅱ．根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，由反应的化学方程式可知，反应前碳、氧、氢原子的个数分别为：1、3、2，反应后钾、碳、氧、氢原子的个数分别为：2、2、6、2，则X中含有2个钾原子、1个碳原子和3个氧原子，所以物质X的化学式为：； ⅲ．由图2可知，温度和干燥时间相同时，沸石A对二氧化碳的吸附量大于沸石B。 7．科技社团的同学们在开展“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的跨学科实践活动中设计和制作简易供氧器(如图1)。为了解决鱼塘中氧气不足的问题，养鱼师傅向鱼塘中撒一种微黄色的固体，咨询得知，这种固体的主要成分是过氧化钙(CaO2)，同学们查阅资料发现过氧化钙、过氧化钠均能与水反应放出氧气(已知：2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑)。12gNa2O2固体样品和12gCaO2固体样品与水作用生成氧气(假设样品中其他成分与水不反应)的质量与时间的关系如图2所示。请根据上述信息回答下列问题： (1)图1加湿仓中水的作用是 。 (2)若给鱼池持续增氧，应选的试剂为 。 (3)请计算该样品中CaO2的质量分数 。(写出计算过程，结果保留至0.01%) 【答案】(1)湿润氧气，方便监测氧气的流速 (2)CaO2 (3)解：设样品中CaO2的质量为x。由图2可知，12g 固体样品与水作用生成氧气的质量为2.22g； ，x=9.99g 则该样品中CaO2的质量分数为：100%=83.25%。 答：该样品中CaO2的质量分数为83.25%。‍ 【详解】（1）氧气不易溶于水，因此图1加湿仓中水的作用是湿润氧气，方便监测氧气的流速； （2）由图2可知，若给鱼池持续增氧，应选的药品为过氧化钙，理由是相同质量的过氧化钠样品、过氧化钙样品与水反应，过氧化钙产生氧气的持续时间长，生成氧气的量多； （3）计算过程详见答案。 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)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 (2)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 。 (3)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)。 (4)工业上可将水蒸气通过高温的煤层生成水煤气(CO和一种可燃性气体单质)，从而获得更高的热值。将含碳36kg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) 。 H2O+CCO+H2 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。 (5)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 。 【答案】(1)使温度达到柴草的着火点 (2)分子间的间隔变小 (3)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) (4)解：水蒸气(H2O)通过高温的煤层(C)生成水煤气(CO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； 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。 (5) 验纯 【详解】（1）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。 （2）丙烷由气态变为液态，是因为分子间的间隔变小。 （3）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。 （4）见答案。 （5）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。 9．我国航天事业发展迅猛。若你是航天科技人员，请试着解决空间站二氧化碳和水再利用的问题。 (1)空间站里的二氧化碳主要产生于人的呼吸，请补充完成下列产生的化学方程式： 。 (2)空间站中科学家采用水气整合系统实现的清除和的再生，流程如下图所示。 反应器1发生的反应：；反应器2发生的反应：。若消耗0.22吨二氧化碳，则会产生的质量是多少吨？(请写出解题过程) (3)此流程中的反应 (填“能”或“不能”)完全实现水的循环，理由是 。 【答案】(1) (2)解：设产生的质量为x。             吨      答：会产生的质量为0.08吨。 (3) 不能 反应器1中生成4个氢分子消耗水分子的数目比反应器2中消耗4个氢分子生成水分子的数目多 【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。在 中，反应前有6个碳原子、12个氢原子、18个氧原子，反应后已有6个碳原子、12个氧原子，所以横线处应补充H2O，这样反应后就有12个氢原子和18个氧原子，满足质量守恒定律； （2）见答案； （3）此流程中的反应 根据化学方程式、，反应器1中生成2个氢分子消耗2个水分子，则反应器1中4个氢分子消耗4个水分子，反应器2中消耗4个氢分子生成2个水分子，即反应器1中生成4个氢分子消耗水分子的数目比反应器2中消耗4个氢分子生成水分子的数目多，所以说此流程中的反应不能完全实现水的循环。 10．根据下列装置图，回答有关问题。 (1)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 。选用装置A为发生装置时A中试管口略向下倾斜的原因是 ；选用装置D收集氧气时，气体应从导管口 (填字母)通入。 (2)将收集的氧气倒入装置E的烧杯中，观察到带火星的木条自下而上依次复燃，说明氧气具有的物理性质和化学性质分别是 和 。 (3)实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为 。若选用装置B作为发生装置，检查该装置气密性的方法是 ；装置C也可作为发生装置，与装置B相比它的优点是 。 (4)实验室也可用氯酸钾分解的方法制取氧气，氯酸钾(KClO3)粉末在二氧化锰作催化剂并加热的条件下，分解生成氯化钾和氧气。如果加热分解4.9g的氯酸钾，最多可以得到氧气的质量是多少？(利用化学方程式进行计算，写出计算过程) 【答案】(1) 防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管 a (2) 氧气的密度比空气大 氧气具有助燃性 (3) 将装置右侧导气管连接橡皮管，用弹簧夹夹住橡皮管，向长颈漏斗中注水至其末端管口伸入液面以下，停止加水后长颈漏斗中液面高于锥形瓶中的液面且形成一段稳定的水柱，说明气密性良好 控制反应速率 (4)解：设最多可以得到氧气的质量为x x=1.92g 答：加热分解4.9g的氯酸钾，最多可以得到氧气的质量是1.92g。 【详解】（1）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为：，选用装置A为发生装置时A中试管口略向下倾斜,是为了防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管；氧气的密度小于水，选用装置D收集氧气时，气体应从导管口a通入； （2）将收集的氧气倒入装置E的烧杯中，观察到带火星的木条自下而上依次复燃，自下而上出现变化说明下部先接触氧气，则体现氧气的物理性质密度比空气大，木条复燃体现氧气的化学性质氧气具有助燃性； （3）碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：。用装置B检查气密性的方法：将装置右侧导气管连接橡皮管，用弹簧夹夹住橡皮管，向长颈漏斗中注水至其末端管口伸入液面以下，停止加水后长颈漏斗中液面高于锥形瓶中的液面且形成一段稳定的水柱，说明气密性良好；装置C也可作为发生装置，C装置是分液漏斗，可以随时控制酸液的加入速度，从而控制反应速率； （4）见答案。 11．我国致力2060年实现“碳中和”，为助力“碳中和”，的产生、制备与资源化利用是重要研究课题。 的产生：动、植物的呼吸，化石燃料的燃烧排放大量。 (1)的制备： ①用A、B装置制取二氧化碳时，为方便添加稀盐酸且能控制反应速率，应选用的发生装置是 (选填装置字母序号)，制取二氧化碳的化学方程式为 ；某同学用自制的C装置在实验室制取二氧化碳气体，改进装置的优点是 。 ②若用E装置收集二氧化碳，气体从 端通入(填“m”或“n”) (2)的性质： 装置D集气瓶中装满，打开止水夹，观察到蜡烛自下而上依次熄灭，可以得出二氧化碳具有 的化学性质；将二氧化碳通入F装置中，试管中的现象为 。 (3)的捕集： 的捕集和利用是我国能源领域的重要战略方向。如图H是的捕集与转化示意图，有关说法正确的是___________。 A．可以循环使用 B．反应Ⅰ属于化合反应 C．反应II固体质量减少 D．铁的氧化物之间转化的条件相同 【答案】(1) B CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 可以控制反应的发生与停止 m (2) 不能燃烧，也不支持燃烧 紫色石蕊溶液变红 (3)AC 【详解】（1）①B装置中含有分液漏斗，可以通过分液漏斗控制液体的滴加速率，来控制反应速率；实验室常用石灰石或大理石和稀盐酸制取二氧化碳，即石灰石或大理石（主要成分碳酸钙）和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；C装置无纺布包内装的药品是大理石或石灰石，该装置可以通过“捏”将液体挤压到与固体接触，反应发生，可以通过“放”让液体与固体分开，反应停止，则改进装置的优点是可以控制反应的发生与停止，故填：B；CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；可以控制反应的发生与停止； ②二氧化碳的密度比空气大，气体先在集气瓶底部聚集，若用E装置收集二氧化碳，气体从m端通入，故填：m； （2）蜡烛熄灭，可以得出二氧化碳具有不能燃烧，也不支持燃烧的化学性质；二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红，则将二氧化碳通入F装置中，试管中的现象为紫色石蕊溶液变红，故填：不能燃烧，也不支持燃烧；紫色石蕊溶液变红； （3）A、就整个反应过程而言，最终反应为二氧化碳反应生成碳和氧气，所以FeO质量和化学性质不变，可循环使用，故选项说法正确； B、反应Ⅰ是氧化亚铁和二氧化碳在一定条件下生成碳和四氧化三铁，生成物是两种物质，不符合“多变一”的特点，不属于化合反应，故选项说法不正确； C、反应Ⅱ是四氧化三铁在一定条件下生成氧气和氧化亚铁，氧气逸出，根据质量守恒定律可知，固体质量减少，故选项说法正确； D、反应Ⅰ是氧化亚铁和二氧化碳在427℃下生成碳和四氧化三铁，反应Ⅱ是四氧化三铁在太阳能催化作用下生成氧气和氧化亚铁，所以铁的氧化物之间转化的条件不相同，故选项说法不正确； 故选AC。 12．“退之服硫黄，一病讫不痊”，硫在生活生产中都有非常重要作用。 (1)见微知著        图2是元素周期表的部分信息，回答下列问题： ①图2中X= 。 ②图2中氧元素的位置是 (填“甲”或“乙”)。 (2)古人用硫 雄黄具有解毒杀虫止痒功效，主要含四硫化四砷(As4S4)，As4S4中砷与硫的元素质量比为 。 (3)现代用硫 硫酸(H2SO4)产量是工业化的标志之一，生产硫酸主要流程如下图： ①写出步骤Ⅱ发生化合反应的化学方程式 。 ②CO2和SO3的化学性质相似，且浓硫酸中含有一定量的水， 下列说法正确的是 (写序号)。 A．粉碎是为了增大反应物的接触面积 B．步骤Ⅲ中反应的化学方程式为H2O+SO3=H2SO4 C．浓硫酸中硫酸的质量分数：a%>b% 【答案】(1) 16 甲 (2)75：32 (3) 2SO2+O22SO3 AB 【详解】（1）①硫为16号元素，故X=16； ②氧元素为8号元素，氧原子与硫原子的最外层电子数都为6，位于同一主族，故氧元素的位置是甲； （2）As4S4中砷与硫的元素质量比为； （3）①步骤Ⅱ中二氧化硫与空气中的氧气在一定条件下反应生成三氧化硫，该反应的化学方程式为：； ②A、粉碎是为了增大反应物的接触面积，使反应更充分，选项说法正确； B、步骤Ⅲ中反应为三氧化硫与水反应生成硫酸，该反应的化学方程式为：H2O+SO3=H2SO4，选项说法正确； C、三氧化硫与浓硫酸中水反应生成硫酸，故硫酸中溶质在不断增加，浓硫酸的溶质质量分数增加，故浓硫酸中硫酸的质量分数：a%小于b%，选项说法不正确； 故选AB。 13．合理使用消毒剂，对于控制疾病的传播、保障人体健康有重要作用。“84”消毒液被广泛应用于消毒杀菌，下面是某品牌“84”消毒液的标签(部分)： (1)“84”消毒液中有效氯含量中的氯是指 (填“分子”“原子”或“元素”)。 (2)根据注意事项，平时不用“84”消毒液时应 保存。 (3)使用时将“84”消毒液稀释的步骤是：计算、量取、混匀，其中混匀过程中所需要的玻璃仪器有烧杯、 。稀释过程中，若其他操作均正确，但量取水时俯视量筒读数，会导致所配制溶液的溶质质量分数 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (4)次氯酸钠(NaClO)可用氯气和NaOH反应制取，化学反应方程式为2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O。制取149g次氯酸钠(NaClO)，计算所需氢氧化钠的质量(写出计算过程)。 【答案】(1)元素 (2)密封、避光置于阴凉处 (3) 玻璃棒 偏大 (4)解：设所需氢氧化钠的质量为x， x=160g 答：所需氢氧化钠的质量为160g。 【详解】（1）物质是由元素组成的，因此有效氯含量中的氯是指氯元素； （2）由题干信息可知，使用“84”消毒液的注意事项：“84”消毒液，有腐蚀性，需稀释后使用，见光易分解，因此平时不用“84”消毒液时应密封、避光置于阴凉处保存； （3）使用时将“84”消毒液稀释的步骤是：计算、量取、混匀，其中混匀过程中所需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒（搅拌）； 稀释过程中，若其他操作均正确，但量取水时俯视量筒读数，读数偏大，则实际量取水的体积偏小，会导致所配制溶液的溶质质量分数偏大； （4）见答案。 14．氢能是一种清洁能源，氢气的制备方法受到广泛的关注和研究。 (一)实验室常用锌粒和稀硫酸反应制取。 (二)暗发酵制氢是生物制氢的一种方法，温度在40-60℃为宜。扬州地区主要粮食作物为小麦和水稻，小麦和水稻的秸秆中木质素紧密包围纤维素，纤维素在暗发酵细菌和酶的作用下先转化为葡萄糖，葡萄糖再转化为甲酸、乙醇等，最后转化为氢气。 Ⅰ．用小麦和水稻的秸秆为发酵物进行暗发酵制氢实验，产氢量和能量转化率如表所示。 发酵物 木质素/% 产氢量/mL 能量转化率/% 小麦秸秆 22.1 292 5.2 水稻秸秆 17.3 446 6.1 (1)由表可知，与小麦秸秆相比，水稻秸秆作为发酵物的优点是 ；小麦秸秆暗发酵产氢量低的原因是 。 (2)甲酸(HCOOH)在氢化酶的催化下生成和，反应的化学方程式为 。 Ⅱ．为了探究影响水稻秸秆暗发酵制氢的因素，进行以下实验，装置如图所示。 ①实验1，向三个锥形瓶中分别加入5g水稻秸秆、一定质量的酶，一定温度下，初始pH设置为4.5、5.5和6.5，加入产氢培养基溶液使最终的发酵体积为200mL。每隔一段时间抽取发酵液的代谢产物进行检测，得到累积产氢量[]与时间的关系如图所示。 (3)设计实验1的目的是 。 ②温度能影响酶和微生物的活性以及反应的快慢。 (4)为了确定水稻秸秆暗发酵制氢的最佳温度，请参照实验1，设计实验2的方案为 。 ③发酵物的能量转化效率()计算公式为： 已知：，。 (5)实验1的初始pH设置为6.5时，水稻秸秆的 。 (三)未来制氢的方向是利用地球上普遍存在的太阳能和水制氢。 光催化分解水制氢是目前研究的热点之一，它利用半导体材料作催化剂，其原理如图所示。 (6)该方法与电解制相比有优点也有不足，选择其中一个视角，写出点： 。 【答案】(1) 水稻秸秆产氢量高、能量转化率高、木质素含量低 小麦秸秆中木质素含量高，将纤维素紧密包围着，阻碍纤维素与酶等之间的接触，抑制了小麦秸秆的水解 (2) (3)探究初始pH对水稻秸秆暗发酵制氢的影响 (4)向三个锥形瓶中分别加入5g水稻秸秆、一定质量的酶，初始pH为5.5，设置温度为40℃、45℃、50℃(或40℃、50℃、60℃)，加入产氢培养基溶液使最终的发酵体积为200mL。每隔一段时间抽取发酵液的代谢产物进行检测，根据累积产氢量V(H2)确定水稻秸秆暗发酵制氢的最佳温度 (5)4.8% (6)优点是：节约能源；缺点是：催化剂效率低、反应条件要求高等不足，同时产物中氢气和氧气混合在一起易发生爆炸 【详解】（1）从表格数据可知，水稻秸秆产氢量446mL大于小麦秸秆的292mL ，能量转化率6.1%大于小麦秸秆的5.2%，水稻秸秆的木质素含量17.3%低于小麦秸秆木质素含量22.1%；故与小麦秸秆相比，水稻秸秆作为发酵物的优点是：水稻秸秆产氢量高、能量转化率高、木质素含量低； 小麦秸秆暗发酵产氢量低的原因是：小麦秸秆中木质素含量高，将纤维素紧密包围着，阻碍纤维素与酶等之间的接触，抑制了小麦秸秆的水解； （2）甲酸在氢化酶的催化下生成二氧化碳和氢气，该反应的化学方程式为：； （3）实验1中初始pH不同，其他因素相同，则目的是：探究初始pH对水稻秸秆暗发酵制氢的影响； （4）确定水稻秸秆暗发酵制氢的最佳温度，根据控制变量法，温度不同，其他因素相同，则实验2的方案为：向三个锥形瓶中分别加入5g水稻秸秆、一定质量的酶，初始pH为5.5，设置温度为40℃、45℃、50℃(或40℃、50℃、60℃)，加入产氢培养基溶液使最终的发酵体积为200mL。每隔一段时间抽取发酵液的代谢产物进行检测，根据累积产氢量V(H2)确定水稻秸秆暗发酵制氢的最佳温度。 （5）由图知初始pH=6.5时，累积产氢量V(H2)=360mL ，水稻秸秆质量m=5g ，则能量转化效率E=； （6）光催化分解水制氢，是利用太阳能制氢，与电解水制氢相比，可以节约能源，但是光催化制氢目前可能存在催化剂效率低、反应条件要求高等不足，同时产物中氢气和氧气混合在一起易发生爆炸。 15．合金被认为是最具应用前景的储氢合金。一种储氢材料的制备与应用的过程如图所示。 (1)合金熔炼过程属于 变化（填“物理”或“化学”），中镁、镍元素的质量比为 。 (2)氢气储存过程发生的反应为。该反应中，若有可以储存的质量是多少？（写出计算过程） (3)储氢材料在使用过程中表面容易被氧化形成氧化层（MgO）。合金中氧元素的含量与储氢能力的关系如图2，Mg氧化程度越高，储氢能力 （填“越高”或“越低”）。当储氢材料中氧元素的含量为a%时，MgO在储氢材料中的质量分数为 （用a的代数式表示）。 【答案】(1) 物理 (2)解：设可以储存的质量是x。 ， 答：可以储存的质量是4g。 (3) 越低 【详解】（1）合金熔炼过程中没有新物质生成，属于物理变化； 中镁、镍元素的质量比为； （2）计算过程见答案； （3）合金中氧元素的含量与储氢能力的关系如图2，由图2可知，氧元素含量越高，储氢能力越低，因此Mg氧化程度越高，储氢能力越低； 设储氢材料质量为100g，则当储氢材料中氧元素的含量为a%时，储氢材料中氧元素质量为，即MgO中氧元素质量为ag，所以MgO的质量为，则储氢材料中MgO的质量分数为。 16．气体物质对于科学研究和工业应用具有重要意义。 I.气体的实验室制取 (1)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，反应的化学方程式为 ；用装置B做二氧化碳发生装置时需要注意 。装置E可以收集二氧化碳的原因是 。 (2)用装置C做气体发生装置，关闭弹簧夹，反应停止后液面应位于 （填“1”、“2”或“3”）处。 (3)装置G可以用来收集气体，还可以防倒吸。请你推测该气体的密度 （填“大于”或“小于”）空气的密度。 II.氧气是一种重要的气体，人们一直寻找通过各种方法获得所需的氧气 (4)某品牌家庭制氧机是利用分子筛制氧，空气经过分子筛时氮气被吸附、氧气通过，获得高浓度的氧气，其微观示意图如下图所示： ①分子筛制氧的过程 （填“是”或“不是”）属于分解反应。 ②与分离液态空气制氧相比，分子筛制氧优点的是 。 III.我们的生活离不开空气 【检索与查阅】二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。 【设计与实验】某项目化学习小组利用图2装置也可以测空气中的氧气含量。 (5)主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。 ①弹簧夹夹紧胶皮管 ②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹 ③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子 ④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份 【优化与改进】同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。 (6)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。 (7)图5中BC段压强增大，原因是 。 【反思与交流】 (8)图2实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。 (9)在空气中点燃红磷可以测定空气中氧气体积分数，也可以验证质量守恒定律。 点燃红磷前电子天平示数为106.23g（见图6），验证质量守恒定律后，待白烟完全沉降取下橡胶塞，片刻后再一起称量，电子天平示数稳定为106.28g（见图7）。计算参加反应红磷的质量 （结果精确到0.01）。 【答案】(1) 长颈漏斗下端伸入液面以下 二氧化碳密度比空气大，不与空气成分发生反应 (2)3 (3)小于 (4) 不是 不需要将空气液化，操作简便 (5)④①③② (6)反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀或温度下降水蒸气变成液态，导致氧气的含量逐渐增大 (7)反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大 (8)反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，红磷无法继续燃烧，所以氧气消耗不完 (9)0.04 【详解】（1）石灰石（主要成分为CaCO3）与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为； 装置B为固液不加热型发生装置，使用时长颈漏斗下端需伸入液面以下，形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出。二氧化碳密度比空气大，不与空气成分发生反应，装置E是向上排空气法收集装置，因二氧化碳密度大于空气，可在集气瓶中下沉，将空气从上方排出。 （2）装置C关闭弹簧夹后，试管内气体无法排出，压强增大，将液体压回长颈漏斗，固液分离反应停止，液面应位于3 处（多孔塑料板上方，实现固液分离）。 （3）装置G中气体从短管进、空气从长管出，说明气体密度小于空气密度（密度小的气体向上聚集，将空气从下方长管排出）。 （4）①分子筛制氧是利用氮气被吸附、氧气通过的物理分离过程，无新物质生成，不是分解反应。 ②与分离液态空气制氧相比，分子筛制氧无需复杂的液化、汽化过程，可在常温下进行，优点是不需要将空气液化，操作简便（合理即可）。 （5）测空气中氧气含量的正确步骤：先在集气瓶中加水、划分刻度（④）→夹紧弹簧夹防止气体逸出（①）→点燃红磷并快速伸入瓶中塞紧塞子（③）→待冷却后打开弹簧夹（②），故顺序为④①③②。 （6）图4中氧气含量上升，原因是反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀，或温度下降水蒸气变成液态，导致氧气的含量逐渐增大（合理即可）； （7）图5中BC段压强增大，是因为白磷燃烧放出大量热，使装置内气体受热膨胀，压强瞬间增大，故填：反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大。 （8）红磷燃烧不能耗尽氧气，是因为当氧气浓度降低到一定程度（红磷燃烧的最低氧气浓度以下）时，红磷无法继续燃烧，导致装置内残留少量氧气。 （9）反应后质量增加106.28g−106.23g=0.05g，增加的质量为参加反应的氧气质量（红磷燃烧消耗氧气，装置敞口时空气进入补充质量）。 解：设参加反应的红磷质量为x， ， 则， 解得x≈0.04g，即参加反应红磷质量为0.04g。 17．惠州市自来水厂以提升民生福祉为目标，全面推进自来水厂深度净化工程。在自来水厂净水过程中，消毒是重要环节之一，常用的消毒剂有氯气(Cl2)、二氧化氯(ClO2)等。 (1)二氧化氯是高效、低毒的消毒剂，其中氯元素的化合价为 价。 (2)自来水厂以亚氯酸钠(NaClO2)和盐酸为原料制得ClO2，化学方程式如下：5NaClO2+4HCl=4ClO2+5NaCl+2H2O。将一定质量的亚氯酸钠固体加到100kg盐酸中，恰好完全反应，生成27kgClO2(气体全部逸出，忽略盐酸挥发)，则所加盐酸的溶质质量分数是多少？ (3)根据《生活饮用水卫生标准》，自来水中二氧化氯的使用量应控制在0.8以内，若自来水厂清水池中已注入2.5×106L的水，最多可投入二氧化氯 kg。 (4)除了自来水消毒，ClO2在果蔬保鲜方面也有应用。已吸收ClO2气体的稳定剂1和稳定剂2，加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如下图所示。从果蔬运输保存的角度考虑， 用于果蔬运输保存的效果更好，理由是 。 【答案】(1)+4 (2)解：设所加盐酸中溶质的质量为x，则      则所加盐酸的溶质质量分数为 答：所加盐酸的溶质质量分数为14.6%。 (3)2 (4) 稳定剂2 其他条件相同时，稳定剂2用于果蔬运输保存的效果更好 【详解】（1）)在ClO2中，氧元素化合价为，根据“化合物中各元素正负化合价代数和为零”，设氯元素化合价为x，则x+（-2）×2=0，解得x=+4。 （2）见答案。 （3）自来水中二氧化氯的使用量应控制在0.8mg·L-1以内，若自来水厂清水池中已注入2.5×106L的水，最多可投入二氧化氯0.8mg·L-1×2.5×106L=2×106mg=2kg。 （4）由图可知，稳定剂1释放ClO2的浓度前期较高，但很快下降到起保鲜作用的最低浓度以下；而稳定剂2释放ClO2的浓度能在较长时间内维持在起保鲜作用的最低浓度之上，所以其他条件相同时，稳定剂2用于果蔬运输保存的效果更好。 18．环境保护、能源利用和新材料使用被人们广泛关注。 (1)目前，人们使用的燃料大多来自化石燃料，如 、石油和天然气等。 (2)天然气不充分燃烧易造成锅底出现黑色，此时可调 （填“小”或“大”）燃气灶的空气进风口。 (3)利用甲烷催化制氢气取得了新进展，甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下生成一氧化碳和氢气，该反应的化学方程式为 。 (4)一种将空气中的氮气转化为氨气的循环过程如图所示。 该过程中能循环使用的物质有 （写出一种即可，填化学式）；反应①中生成需要氮气的质量为 kg。 【答案】(1)煤 (2)大 (3) (4) /Li 14 【详解】（1）化石燃料包括煤、石油和天然气，它们是古代生物的遗体经过漫长地质年代形成的。 （2）天然气不充分燃烧会产生炭黑使锅底出现黑色，增大氧气量可促进燃烧，所以可调大燃气灶的空气进风口，提供更充足的氧气。 （3）根据题目信息，反应物是甲烷和水蒸气，反应条件是高温和催化剂，生成物是一氧化碳和氢气，则化学方程式为。 （4）能循环使用的物质是在反应过程中既是反应物又是生成物的物质。从图中可知，H2O和Li在反应过程中都有消耗和生成，所以H2O和Li可循环使用； N2与Li在一定条件下反应生成Li3N，化学方程式为，设生成需要氮气的质量为x x=14kg 19．氧气是地球上生命和工业活动不可或缺的物质，对维持生物的多样性、促进技术进步和保障人类健康发挥着关键作用。回答下列问题： (1)工业上采用分离液态空气制取氧气。过程如图所示：工业上制取氧气的过程中发生了 (填“物理”或“化学”)变化，由此可以得出氮气的沸点比氧气的沸点 (填“高”或“低”)。 (2)某家庭化学制氧机工作原理(见图)：利用过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)白色固体、二氧化锰黑色粉末产生氧气。 使用该制氧机制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 ①该制氧机的制氧原理： 第一步：过碳酸钠→碳酸钠+过氧化氢 第二步： (写出相关反应方程式) ②根据制氧原理分析，如果一个病人每天需要氧气(O2)的质量为640g，则该制氧机每天生成中间产物H2O2多少克? (写出计算步骤) (3)实验室加热氯酸钾制取氧气： 已知，氯酸钾的熔点为356℃，分解温度为400℃，用加热氯酸钾的方法制取氧气，应该选择的气体发生装置是(图中加热装置已略去)_____。 A． B． C． D． 【答案】(1) 物理 低 (2) 解：设该制氧机每天需生成中间产物H2O2的质量为x。 x=1360g 答：该制氧机每天需生成中间产物H2O2的质量为1360g。 (3)D 【详解】（1）根据图示，工业上制取氧气的过程中没有生成新物质，发生的是物理变化。液态空气升温至-196℃，氮气首先从液态空气中分离出来，剩下的主要是液氧，说明氮气的沸点比氧气的沸点低。 （2）①第一步过碳酸钠分解生成碳酸钠和过氧化氢，碳酸钠在此条件下不能反应生成气体，而过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，因此第二步反应的化学方程式为：。 ②利用过氧化氢分解的化学方程式，根据氧气的质量计算出过氧化氢的质量。详见答案。 （3）A、给试管内的固体加热，为了防止冷凝水回流到试管底部导致试管炸裂，试管口需略向下倾斜，选项A不正确； B、给固体加热制取气体一般在硬质试管中进行，锥形瓶一般用于固、液反应且不需要加热（或即使加热，温度也不太高）制取气体，而氯酸钾分解至少需要加热到400℃，选项B不正确； C、根据题中提供的信息：氯酸钾的熔点为356℃，分解温度为400℃，如果用图C装置，氯酸钾分解之前，氯酸钾就会熔化流至试管口，不能制取氧气，选项C不正确； D、如果用图D装置，虽然氯酸钾分解之前氯酸钾也会熔化，但该异形试管底部弯曲，熔化的氯酸钾仍在试管底部，不会流出，继续加热，氯酸钾分解放出氧气，选项D正确。 故选D。 20．“可燃冰”是天然气(主要成分是甲烷)在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质，储量丰富，燃烧热值大。可燃冰的开采极其困难，勘探不当，易引发海底塌方，导致大规模海啸。我国的“可燃冰”开采技术处于世界先进水平。 【认识可燃冰】 (1)下列说法正确的是_____(填字母)。 A．可燃冰在海底不能燃烧的主要原因是海底低温且缺氧 B．构成可燃冰、干冰、冰的分子相同，它们的化学性质也相同 C．可燃冰开采时若出现差错，可能引发严重的环境灾害 D．与化石燃料相比，可燃冰完全燃烧产生的污染物更少，是一种相对清洁的能源 (2)可燃冰有多种结构，某种可燃冰的化学式为，其结构如图1示，该结构中平均34个分子构成6个笼，每个笼只容纳一个或分子。这6个笼内容纳的与分子个数比是 (填最简整数比)。 【利用甲烷】 (3)二氯化碳酰在有机化学合成中扮演着重要角色，如图2为甲烷转化为二氯化碳酰的微观过程，下列说法不正确的是_____(填字母)。 A．甲与不足量反应时可生成乙 B．反应前后原子个数不变 C．转化①和转化②都属于化合反应 D．丙中碳、氧元素的质量比为 (4)工业上以为原料先生产，再由合成，如图3、图4为相关示意图。 已知变换塔、洗涤塔发生的主要反应依次是：。 ①“洗涤塔”中气体从塔底通入，水从塔顶喷淋。这样操作的目的是 。 ②若有参与反应(假设各步反应都完全转化)，理论上可制得 。 ③工业上可通过分离液态空气获得，该分离方法利用的原理是 。 ④一定条件下，向容器中充入一定量的和，充分反应生成。反应前后物质的变化如图4，图中X代表的分子为 (填化学式)。 【答案】(1)ACD (2)2:1 (3)C (4) 使二氧化碳与水充分反应 16 氮气和氧气的沸点不同 N2 【详解】（1）A、由于可燃冰在海底，不能与氧气接触，温度也没有达到可燃冰的着火点。即可燃冰在海底不能燃烧的主要原因是海底低温且缺氧。A正确； B、可燃冰、干冰、冰的分子不相同，化学性质也不相同。B不正确； C、根据题干信息可知，可燃冰开采时若出现差错，易引发海底塌方，导致大规模海啸。即可燃冰开采时若出现差错，可能引发严重的环境灾害。C正确； D、可燃冰的主要成分是甲烷，与化石燃料相比，可燃冰完全燃烧产生的污染物更少，是一种相对清洁的能源。D正确。 综上所述：选择ACD。 （2）设：这6个笼内容纳的CH4分子个数为m，则容纳的H2O分子个数为6－m。某种可燃冰的化学式为CH4⋅9H2O，所以m：[34+(6－m)]=1：9。解得：m=4。所以这6个笼内容纳的CH4与H2O分子个数比=m：（6－m）=4：（6－4）=2：1。故填：2：1。 （3）A、据图可知，甲是甲烷，乙是一氧化碳，甲烷不完全燃烧能够生成一氧化碳。A正确； B、根据质量守恒定律可知，反应前后原子个数不变。B正确； C、根据质量守恒定律可知，转化①的生成物中含有一氧化碳和含有氢元素的物质，不是化合反应。C不正确； D、根据丙的微观示意图可知，丙中碳、氧原子个数比为1:1，则丙中碳、氧元素的质量比=12:16=3:4。D正确。 综上所述：选择C。 （4）①为使二氧化碳与水充分反应，“洗涤塔”中气体从塔底通入，水从塔顶喷淋。故填：使二氧化碳与水充分反应。 ②设：转化炉中生成氢气质量为，生成一氧化碳质量为。 设：变换炉中生成氢气质量为。 理论上上可制得氢气质量=12g+4g=16g。故填：16。 ③由于氮气和氧气的沸点不同，所以工业上N2可通过分离液态空气获得。故填：氮气和氧气的沸点不同。 ④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N、H的原子个数分别是4个、10个；反应后N、H的原子个数分别是2个、10个。所以反应后X中应含有2个N原子。所以图中X代表的分子为N2。故填：N2。 21．研究小组开展“生活中的化学”主题学习活动。 活动一  现代净水器——生命吸管 (1)图1是某款生命吸管的工作原理，装置中超滤膜的作用如图2所示。图1中①和②处应分别装入 和 （选填“活性炭”“过滤材料”），其中活性炭的作用是 。 (2)此款生命吸管 （选填“能”或“不能”）在海上应急使用，原因是 。 活动二  古代打火机——火折子 图3是火折子的构造图，制作时将草纸卷成紧密的纸卷，再加入棉花、硫磺等材料制成燃芯。点燃燃芯后吹灭火焰，保留火星，放入竹筒中，盖上竹筒帽。使用时，只需打开竹筒帽，对着火星轻轻一吹，就能使它复燃。 (3)“草纸、棉花、硫磺”的使用，说明燃烧需要的条件之一是 。 (4)吹气使火折子复燃的原因是 。 (5)使用火折子的过程中闻到刺激性气味的原因是 （用化学方程式表示）。 (6)从材料选择的角度，对火折子的制作提出改进建议： （写一条）。 【答案】(1) 过滤材料 活性炭 吸附色素和异味 (2) 不能 无法除去水中的氯化钠（或无法除去水中的离子等合理答案） (3)需要可燃物 (4)提供充足的氧气（或提高氧气的浓度等合理答案） (5) (6)选择其他环保的可燃物代替硫磺（或与材料选择有关的合理答案） 【详解】（1）先通过过滤材料除去水中不溶性杂质，再通过活性炭吸附色素和异味，所以①处是过滤材料，②处是活性炭，活性炭作用是吸附色素和异味。 （2）生命吸管只能除去不溶性杂质、色素和异味，不能除去海水中氯化钠等可溶性盐，无法将海水转化为淡水，所以不能在海上应急使用。 （3）草纸、棉花、硫磺都能燃烧，属于可燃物，说明燃烧需要有可燃物。 （4）吹气为燃烧提供了充足的氧气，导致火折子复燃。 （5）硫磺燃烧生成二氧化硫，二氧化硫有刺激性气味，化学方程式为。 （6）硫磺燃烧产生有刺激性气味的二氧化硫，可从环保角度，用无毒、无刺激性气味材料代替硫磺。 22．水是生命活动不可缺少的物质，请回答相关的问题。 Ⅰ．探究水的组成实验 (1)为证明水不是由“水元素”组成的，1785年，拉瓦锡在高温的条件下，用水蒸气与红热的铁反应，生成氢气与四氧化三铁。模拟实验装置如图1所示。写出该反应的化学方程式 。 (2)电解水实验的简易装置如图2所示，b中收集到的气体是 (填化学式)；从该实验得到水是由 组成的结论。 Ⅱ．水的净化 化学兴趣小组收集了一瓶浑浊的黄河水，模拟自来水厂进行水的净化过程。其实验过程如下所示，请回答以下问题。 (3)自来水厂常用明矾作混凝剂，操作1的名称为 。 (4)操作2是吸附。主要除去液体C中一些异味和色素，可选用的物质是 。 (5)将净化水加热煮沸，发现水壶内有水垢(主要成分为碳酸钙)产生，则加热煮沸除了杀菌消毒之外，还起到的作用是 ，欲使净化水转化为纯水，实验室可采取的方法是 。 【答案】(1) (2) 氢元素和氧元素 (3)过滤 (4)活性炭 (5) 降低水的硬度 蒸馏 【详解】（1）水蒸气与铁在高温条件下反应生成氢气和四氧化三铁，化学方程式为； （2）电解水实验中，与电源正极相连的一端产生氧气，与电源负极相连的一端产生氢气，产生氢气与氧气的体积比约为2:1，则b中收集到的气体是氧气，其化学式为； 电解水生成氢气和氧气，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，由此可得水是由氢元素和氧元素组成的； （3）分离固液的操作是过滤，则操作1的名称是过滤； （4）活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素及异味，则操作2可选用的物质是活性炭； （5）硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水，将净化水加热煮沸，发现水壶内有水垢（主要成分为碳酸钙）产生，说明水中的含钙化合物减少，则加热煮沸除了杀菌消毒之外，还起到的作用是降低水的硬度； 欲使净化水转化为纯水，实验室可采取的方法是蒸馏。 23．甲醛是一种重要的化工原料，同时也是一种常见的室内空气污染物。利用羟基磷灰石【Ca5（PO4）3OH】可将空气中的甲醛转化为无污染的物质，反应过程的微观示意图如下： (1)羟基磷灰石在甲醛的转化反应前后质量和化学性质都没有发生变化，羟基磷灰石的作用是 。 (2)甲醛的化学式为 ，上述转化反应的化学方程式为 。 (3)将1.5g甲醛完全转化为无污染的物质，需要消耗氧气的质量为 g。 (4)羟基磷灰石可用机械球磨法制备：将Ca（OH）2和P2O5按照一定比例加入到球磨机中，球磨一段时间，发生反应。机械球磨法的工作原理如图所示。 ①机械球磨的目的是 。球磨过程中常加入一定比例的生石灰用于吸水，发生反应的化学方程式为 。 ②按照绿色化学思想，反应物中的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。为使反应物中的原子全部转化为羟基磷灰石，理论上CaO、Ca（OH）2、P2O5作为原料加入的质量比为 。 【相对分子质量：CaO56 Ca（OH）274 P2O5142】 【答案】(1)催化 (2) CH2O (3)1.6 (4) 增大反应物的接触面积，加快反应速率 252∶37∶213 【详解】（1）羟基磷灰石在甲醛的转化反应前后质量和化学性质都没有发生变化，说明羟基磷灰石是该反应的催化剂，其作用是催化。 （2）根据微观示意图，该反应是CH2O、O2在羟基磷灰石的催化作用下反应生成CO2、H2O，所以甲醛的化学式为CH2O，该反应的化学方程式为：。 （3）设需要消耗氧气的质量为x x=1.6g，故填：1.6。 （4）①反应物的接触面积越大，反应速率越快，所以机械球磨的目的是：增大反应物的接触面积，加快反应速率。 生石灰（CaO）与水反应生成氢氧化钙，化学方程式为：。 ②为使反应物中的原子全部转化为羟基磷灰石，则理论上CaO、Ca(OH)2、P2O5完全转化为Ca5(PO4)3OH。根据题目信息，将Ca(OH)2和P2O5按照一定比例加入到球磨机中，球磨一段时间，发生反应，将此化学方程式与联立，得出总化学方程式为：，则理论上CaO、Ca(OH)2、P2O5作为原料加入的质量比为。 24．二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。 25．我国力争2060年前实现“碳中和”，彰显大国作为与担当。同学们围绕“碳中和”展开了跨学科项目式学习活动。 任务一：分析“碳中和”的思路 (1)大气中的主要来源有：化石燃料的燃烧和动植物的 作用。 (2)要降低空气中的，一是减少排放，二是要捕集吸收。充分燃烧天然气和煤，产生的质量及放出的热量如下表所示。根据表中数据分析，与煤相比，用天然气作燃料的优点是什么？ 天然气 煤 产生的质量 放出的热量 (3)青少年要为“碳中和”做出贡献，写出你在生活中的一种低碳生活方式： 。 任务二：探究“碳捕集”的方法 (4)下列物质中，理论上可用作捕集的吸收剂的是_______。 A．水 B．氧气 C．稀硫酸 D．氯化钠溶液 (5)利用氢氧化钠溶液“捕捉”的基本过程如下图所示（部分物质及反应条件未标出）。 ①写出吸收的化学方程式： 。 ②R溶液中溶质的化学式为 。 ③反应、分离室中发生反应的化学方程式分别为：I： ；Ⅱ：。 (6)某工厂利用石灰乳（主要成分是氢氧化钙）捕集吸收。若要吸收8.8吨，至少需要含氢氧化钙质量分数为的石灰乳多少吨？ 【答案】(1)呼吸 (2)等质量煤和天然气燃烧，天然气放出热量更多、产生的二氧化碳更少（合理即可） (3)坐公交车上下学（合理即可） (4)A (5) (6)解：设要吸收8.8吨CO2，需要氢氧化钙的质量为x 则需要含氢氧化钙质量分数为40%石灰乳的质量为 答：则需要含氢氧化钙质量分数为40%石灰乳的质量为37t。 【详解】（1）大气中CO2的主要来源有：化石燃料的燃烧和动植物的呼吸作用。 （2）根据表中数据分析，与煤相比，用天然气作燃料的优点是等质量煤和天然气燃烧，天然气放出热量更多、产生的二氧化碳更少。 （3）在生活中的一种低碳生活方式有坐公交车上下学、节约用电等。 （4）A、二氧化碳能溶于水且能和水反应，因此可用水吸收二氧化碳，故A选项符合题意； B、二氧化碳和氧气不能发生反应，因此不能用氧气吸收二氧化碳，故B选项不符合题意； C、二氧化碳不能和稀硫酸反应，因此不能用稀硫酸吸收二氧化碳，故C选项不符合题意； D、二氧化碳不能和氯化钠溶液反应，因此不能用氯化钠溶液吸收二氧化碳，故D选项不符合题意。 故选A。 （5）①氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，该反应的化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。 ②反应、分离室中氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和捕捉室生成的碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，R溶液流回捕捉室继续“捕捉”CO2，故R溶液中溶质为氢氧化钠，其化学式为NaOH。 ③反应、分离室中氧化钙和水反应生成氢氧化钙，该反应的化学方程式为CaO+H2O=Ca(OH)2。 （6）见答案。 26．全球首个液态阳光项目由中国的李灿院士团队提出，该项目通过太阳能等可再生能源技术，将二氧化碳和水转化为甲醇（CH3OH）等产品，促进“双碳”目标的实现。转化和利用甲醇流程如图所示。 (1)甲醇中碳、氢元素的质量比为 。 (2)应用该技术转化甲醇的化学方程式：CO2+3H2CH3OH+H2O ⅰ.该流程中可以循环使用的物质有 （填一种）。 ⅱ.若一辆轿车到某地要消耗汽油8升，一升汽油燃烧约产生2.5kg的二氧化碳，要将行驶过程中产生的二氧化碳全部转化为甲醇，理论上可得到甲醇 kg（写出计算过程，结果保留一位小数）。 (3)在一定条件下，甲醇的产率变化如图所示，为提高甲醇的产率，最佳反应条件为 。 (4)现有一定质量的甲醇不完全燃烧，生成CO、CO2和水蒸气的混合气体150kg，经测定混合气体中碳元素质量分数为16%，则参加反应的氧气质量为 kg。 【答案】(1)3：1 (2) 二氧化碳或水 若一辆轿车到某地要消耗汽油8升，一升汽油燃烧约产生2.5kg的二氧化碳，共产生二氧化碳质量是2.5kg×8＝20kg。 设理论上可得到甲醇质量是 答：生成14.5kg甲醇。 (3)有分子筛膜、210℃ (4)86 【详解】（1）甲醇中碳、氢元素的质量比为12：4＝3：1； （2）ⅰ.该流程中可以循环使用的物质有二氧化碳和水，是因为二氧化碳和水既是反应物也是生成物； ⅱ.解析见答案； （3）在一定条件下，甲醇的产率变化如图所示，为提高甲醇的产率，最佳反应条件为有分子筛膜、210℃； （4）现有一定质量的甲醇不完全燃烧，生成CO、CO2和水蒸气的混合气体150kg，经测定混合气体中碳元素质量分数为16%，碳元素质量是150kg×16%＝24kg，甲醇质量是24kg÷×100%＝64kg，则参加反应的氧气质量为150kg﹣64kg＝86kg。 27．我国高度重视并积极推动氢能技术与产业发展，近年来我国制氢量已位居世界第一。 (1)制氢方法一：水光解制氢。 ①水在光催化剂作用下制备氢气的原理如图1所示。光解水时，由 能转化为化学能；在反应过程中，光催化剂在反应前后的质量和 不变。 制氢方法二：我国科学家发明了一种用稀土元素铈的氧化物为催化剂将甲烷中的氢元素转化为氢气的工艺，反应原理如图2所示。 ②三氧化二铈中铈元素的化合价是 。 ③反应器Ⅱ中发生的反应： 现有含甲烷90%的天然气（杂质不参与反应）通入反应器Ⅱ中，若甲烷完全反应，理论上反应器Ⅱ中最多生成氢气的质量是多少？ （写出计算过程） (2)氢能的优点 氢气被称为最理想的清洁能源的原因是 。（用化学方程式表示） 【答案】(1) 光 化学性质 +3 解设生成氢气的质量为x 答：理论上反应器Ⅱ中最多生成氢气的质量是。 (2) 【详解】（1）①光解水时，是光能转化为化学能； 催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变，所以光催化剂在反应前后质量和化学性质不变。 ②在Ce2O3中，氧元素化合价为−2价，设铈元素化合价为x，根据化合物中各元素正负化合价代数和为零，可得，解得x=+3。 ③根据甲烷的质量计算，详见答案。 （2）氢气燃烧产物是水，无污染，所以被称为最理想的清洁能源，该反应的化学方程式为。 28．兴趣小组开展跨学科实践活动——制作简易制氧机。 活动1：认识家用制氧机 某品牌制氧机通过A、B两种制氧剂产生，其中A剂为白色颗粒(过碳酸钠)，B剂为黑色粉末。 资料：过碳酸钠溶于水后生成和碳酸钠，在的作用下产生。 (1)B剂的作用是 。 (2)该品牌制氧机的制氧说明(部分)见下表。由表分析，若突发缺氧性疾病急需快速大量供氧，在呼叫救护的同时用该制氧机吸氧，应选择的最佳配方是 。 A剂 B剂 平均供氧量(毫升/分钟) 供氧时间(分钟) 配方一 1袋 1袋 配方二 2袋 1袋 配方三 3袋 2袋 活动2：制作简易制氧机 兴趣小组用注射器、塑料瓶、吸管等用品制作了如图所示的简易制氧机，并加入适量的溶液和，实践制氧。 (3)注射器的作用是 。 (4)一般情况下，如果要供给正常健康人连续吸氧15分钟，大约需要。计算用该简易制氧机制取，需要的质量是多少？(根据化学方程式计算并写出计算过程) 【答案】(1)催化作用 (2)配方三 (3)控制反应速率 (4)解：设参与反应的的质量为x 答：参与反应的的质量为17g。 【详解】（1）由资料可知，过碳酸钠溶于水后生成H2O2和碳酸钠，H2O2在MnO2的作用下产生O2 ，MnO2（即 B 剂）在反应中能加快过氧化氢分解的速率，且本身的质量和化学性质在反应前后不变，所以 B 剂的作用是催化作用。 （2）若突发缺氧性疾病急需快速大量供氧，需要选择平均供氧量高的配方，对比三个配方，配方三的平均供氧量≥1000毫升 / 分钟，是三个配方中最高的，所以应选择配方三。 （3）通过推动注射器的活塞，可以控制H2O2溶液进入塑料瓶的量，进而控制过氧化氢与二氧化锰的接触量，达到控制反应速率的目的。 （4）过氧化氢在二氧化锰催化作用下快速分解生成水、氧气，化学方程式为，O2的质量为8g，据此可通过化学方程式计算出所需H2O2的质量，详见答案。 29．硫酸、氢氧化钠是常见的酸和碱。 (1)硫酸中所含根的符号是 ，氢氧化钠的俗称是 （任写一种）。 (2)将浓硫酸稀释和将固体氢氧化钠溶解都会 （填“吸”或“放”）热；稀释浓硫酸时要将浓硫酸缓慢注入水中，其原因是 。 (3)欲配制100g质量分数为16%的NaOH溶液，需称取NaOH固体的质量为 g；其操作如图所示，正确的操作顺序为 （填标号）。 (4)现将上述配制的NaOH溶液全部用于中和稀硫酸，试用化学方程式计算，最多能中和H2SO4的质量是多少？ 【答案】(1) 火碱/烧碱/苛性钠 (2) 放 浓硫酸稀释稀释时会放出大量的热，且硫酸的密度比水大，防止局部受热不均匀，造成液体溅出 (3) 16 EABDC (4)解：设最多能中和H2SO4的质量是 答：最多能中和H2SO4的质量是19.6g。 【详解】（1）硫酸是由氢离子和硫酸根离子构成的化合物，硫酸中所含根的符号是，氢氧化钠的俗称是火碱、烧碱、苛性钠。 （2）将浓硫酸稀释和将固体氢氧化钠溶解都会放热；稀释浓硫酸时要将浓硫酸缓慢注入水中，其原因是浓硫酸稀释稀释时会放出大量的热，且硫酸的密度比水大，防止局部受热不均匀，造成液体溅出。 （3）配制100g质量分数为16%的NaOH溶液，需称取NaOH固体的质量=；其操作如图所示，首先计算配制溶液所需氯化钠和水的质量，再称量所需的氯化钠和量取水，最后进行溶解，正确的操作顺序为EABDC。 （4）解析见答案。 30．故宫的红墙金瓦，成为沈城历史文化的标志性景观。 (一)宫墙青砖 青砖在中国有着长达三千年的悠久历史，承载着深厚的文化底蕴。 (1)制备青砖主要原料是黏土，其中含有铁的化合物，铁属于 (填“金属”或“非金属”)元素。 (2)黏土中还含有白云石，主要成分为，高温煅烧会生成CaO、MgO、CO2，则该反应的化学方程式为 ，它属于 反应(填基本反应类型)。 (3)煅烧后的黏土会制成青砖坯，坯体需要在通风处干燥，从微观角度分析，通风可加速 。 (4)烧制青砖坯一般选木材，木材燃烧是因为空气中含有 。 烧制温度/℃ 700 800 900 1000 1100 吸水率/% 15.8 16.6 16.9 17.2 x (5)青砖烧制后因孔隙多而有吸水性，温度与吸水率关系见上表。时青砖表层会形成液态膜， 推测X 17.2 (填“<”“>”或“=”) 。 (二)黄瓦鎏金 黄色琉璃瓦制作的关键环节便是在瓦片坯体上进行施釉，其施釉的具体流程如下。 (6)原料中的赋予瓦片独特的黄色，其中铁元素的化合价为 价。 (7)原料粉碎后会进行水洗，这样可除去原料中 溶性杂质(填“可”或“难”)。 (8)制浆过程需不断搅拌， 目的是 。 (9)施釉即将制好的瓦片浸入釉浆，这一过程属于 变化(填“物理”或“化学”)。 (10)烧制时若局部温度过高，原料中的会分解产生氧气和一种黑色物质，推测黑色物质的主要成分是 ，因此烧制时需严格控制 来避免此类问题。 【答案】(1)金属 (2) 分解 (3)水分子运动 (4)氧气/O2 (5)< (6)+3 (7)可 (8)使原料充分混合 (9)物理 (10) 温度 【详解】（1）铁名称带“钅”属于金属元素。 （2）高温煅烧生成CaO、MgO、CO2，该反应的化学方程式为，该反应是一种物质生成三种物质，属于分解反应。 （3）煅烧后的黏土会制成青砖坯，坯体需要在通风处干燥，干燥即水的蒸发，从微观角度分析，通风可加速水分子的运动。 （4）木材燃烧是因为空气中含有具有助燃性的氧气。 （5）由表中数据可知，吸水率随烧制温度的升高而增大，但题干给出时青砖表层会形成液态膜， 从而影响吸水率，则推测X<17.2. （6）中氧元素化合价为－2价，由化合物中元素化合价代数和为0可知，铁元素化合价为+3价。 （7）原料粉碎后会进行水洗，可将原料中的可溶性杂质溶解在水中而除去。 （8）制浆过程需不断搅拌，是为了使原料充分混合。 （9）施釉即将制好的瓦片浸入釉浆，这一过程没有新物质生成，属于物理变化。 （10）烧制时若局部温度过高，原料中的会分解产生氧气和一种黑色物质，铁的氧化物中为黑色，则推测黑色物质的主要成分是，因为局部温度过高会导致分解，所以烧制时需严格控制温度来避免此类问题。 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 $