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．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 。 2．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%) 3．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： 。 4．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 。 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．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？ 7．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 。 8．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？ 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．下图是可用于氧气的实验室制取和性质探究的有关实验示意图。 (1)仪器X的名称是 。 (2)若用装置A制取氧气，加热药品前使试管均匀受热的具体操作是 。实验室用装置B制取氧气的化学方程式为 。 (3)欲收集一瓶干燥的氧气，可从中选择的收集装置是 （选填字母）。 (4)实验室常用装置B或C来制取二氧化碳气体，与装置B相比，装置C的优点是 。 (5)某次实验中需要0.96g氧气，至少需要准备多少克高锰酸钾固体？（写出计算过程） 11．小秋做实验时不小心把少量的盐酸洒到粉笔灰上，发现有无色无味的气体生成，因此他对粉笔产生了兴趣，查阅资料，粉笔主要成分由碳酸钙、生石膏等物质组成，小秋想利用粉笔灰获取熟石膏制作更好的无尘粉笔；生石膏在一定温度下脱水后就能转化成熟石膏或硫酸钙，熟石膏加水调成糊状，灌入模具凝固即得无尘粉笔．生石膏脱水与温度的关系如图。 (1)段固体不分解的原因是 。 (2)写出生石膏完全脱水的化学方程式 。 (3)计算要获取需要完全分解生石膏的质量是多少？（写出计算过程） (4)为获取较纯的熟石膏，实验时要控制温度的范围是 ℃。 12．气体的制备在化学研究和应用中具有重要意义，它不仅有助于理解化学反应和反应机理，还为各种实际应用提供了基础。实验室制取气体的相关装置如图所示。 (1)写出B装置中甲仪器的名称： ；写出用该装置制取氧气的化学方程式： 。 (2)选择气体的发生装置时应考虑的因素是______(填字母)。 A．反应物的状态 B．反应物的颜色 C．反应物的密度 D．反应条件 (3)氨气(NH3)是一种无色、密度小于空气、易溶于水的气体，若用图中的气体收集装置收集氨气，应选用装置 。 (4)①写出实验室制取二氧化碳气体的化学方程式： ；若用D装置收集二氧化碳(气体从c端进入)，请将装置补画完整 。 ②如图所示的装置可以测定一段时间收集的二氧化碳的体积，植物油的作用是 。 (5)实验室通过加热高锰酸钾制取氧气，现有16g高锰酸钾，加热一段时间后，剩余固体的质量为14.4g，计算参加反应的高锰酸钾的质量。 13．O2和（CO2是化学学习的重要物质，碳、氧循环是自然界的重要循环。某兴趣小组围绕CO2和O2开展了下列探究活动。 【一】、O2和CO2的对比 (1)下列有关CO2和O2用途的说法，不正确的是 （填字母） A．O2用于气焊、气割 B．O2用于医疗抢救 C．CO2用于冶金 D．CO2用于灭火 (2)将如图装置组合，可用于实验室制取O2和CO2。 ①若制取O2，写出甲中发生反应的化学方程式 。 ②若制取CO2，如何验满？（写出操作及判断依据） (3)小组成员设计了下图的实验装置，探究O2和CO2的一些性质 ①通入O2后，观察到A中有气泡产生，但白磷未燃烧，可能的原因是 （一条即可） ②B中的液体被压入C中，写出C中发生反应的化学方程式 ③能证明CO2与水发生反应的现象是 。 【二】、CO2和O2的转化 (4)自然界中，主要利用绿色植物的 作用将CO2转化为O2。 (5)将O2转化为CO2的途径有很多，写出一种通过化石燃料的燃烧实现转化的方法（用化学方程式表示） 。 (6)航天员在太空舱中，可利用呼出的CO2与过氧化钠（(Na2O2)作用来获得所需的O2，2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。若太空舱中准备了312kgNa2O2，则利用该方法可获得多少质量的O2? 14．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，如煤、石油和天然气等。化石燃料属于 能源（填“可再生”或“不可再生”）。 (2)近日，国务院颁布《2024—2025年节能减碳行动方案》。生产、生活中有以下做法：①发展绿色公共交通②开发太阳能、风能等能源③植树造林④发展火力发电。下列选项符合节能减碳的是______（填序号）。 A．①②③ B．②③④ C．①②③④ (3)大力开发氢能是推动我国能源转型升级和可持续发展的重要战略途径之一。某种氢燃料电池的工作原理如图所示，利用氢气和氧气在铂催化剂的催化下生成水的过程提供能量，该电池投入480kg氧气，若充分反应，需投入氢气多少kg。（请写出计算过程） (4)天然气管道掺氢输送是实现大规模、远距离和低成本氢气运输的手段之一，掺氢天然气也能改善天然气的品质。某掺氢天然气（该混合气仅含CH4和H2）中氢元素的质量分数为40%，则混合气体充分燃烧后生成CO2和H2O的质量比为 （填最简比）。 15．能源转型逐渐成为全球共识。 2023年3月，我国首次实现“固态氢能”发电并网，“绿电”与“绿氢”转化的示意图如图所示。 (1)如图甲中A、B两种原子和乙中的 (填字母)原子均属于氢元素。 (2)将光伏、风力发出的电用于电解水制氢。电解水时电能转化为 。 (3)贮氢：合金Mg2Cu是一种潜在的贮氢材料，高温时在氩气保护下，由一定质量比的Mg、Cu单质熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢生成氢化物和另一种合金，其化学方程式为：2Mg2Cu+3H23MgH2+MgCu2。 ①熔炼制备Mg2Cu合金时，通入氩气的目的是 。 ②氢化物水反应的化学方程式为MgH2   + 2 H2O=Mg(OH)2  + 2 X ↑，则X的化学式为 。 (4)科学家还发现氨气是一种清洁能源，在纯氧中可以完全燃烧，只生成水和氮气，使得液氨有望取代液氢成为新一代绿色能源。如表1为氨气和氢气的部分信息：表1： 性质名称 颜色、气味 25℃水中溶解度/g•L-1 标况下密度/g•L-1 氨气 无色、刺激性 456 0.6942 氢气 无色、无味 0.0015 0.0899 请回答下列问题： ①如图2，按下列条件进行合成氨反应，若要达到氮含量达到40%，你建议工厂选用的合成氨环境条件 是： (填字母) a.300℃低压            b.500℃高压 ②请写出氨气在纯氧中燃烧的化学方程式 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3所示。电源的正极会产生氧气，负极会产生氨气。反应所得氧气与氨气的质量比远大于理论值，可能的原因是 、 。 16．“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% 17．碳是形成化合物种类最多的元素，含碳物质是化学研究的重要内容。 (1)生活中常用活性炭除去水中的色素或异味，主要是因为活性炭具有 (填字母)。 a．吸附性    b．稳定性    c．吸水性    d．潮解性 (2)金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，物理性质却有明显差异。其原因是 。 (3)化石燃料主要包括 、石油和天然气等，它们都含有碳元素且都属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。 (4)为实现可持续发展，我国科学家研发了如图所示“液态太阳燃料合成”工艺流程并进行实践。 ①电解装置中生成氧气的电极为 (填“正”或“负”)极。 ②请写出液态燃料甲醇完全燃烧的化学方程式 。 ③除图中应用外，请再写出一条的用途 。 ④请写出一个该工艺流程的优点 。 (5)过氧化锂()可用于载人航天器中处理，反应原理为。若每名航天员每天呼出1100g，则理论上一名航天员一天需要消耗的质量为 。 18．下图是实验室用于制取气体的部分装置，兴趣小组的同学利用其进行下列化学实验。 (1)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，可选用的装置组合是 （填字母）。 (2)检查装置C的气密性时，先关闭弹簧夹，再向长颈漏斗内注水至形成一段水柱，若 ，则证明装置气密性良好。 (3)实验室常用Na2SO3固体（易溶于水）与硫酸在常温下反应制取二氧化硫气体，该反应的化学方程式为 。 (4)简易供氧器的设计与评价 兴趣小组的同学根据实验室制取氧气原理设计了简易供氧器。 装置：如图所示。 试剂：共5份（每份包含 100g溶质质量分数为13.6%的过氧化氢溶液、1g颗粒状二氧化锰、100g纯净水)。 ①请完成该供氧器的说明书： a.制氧原理： （用化学方程式表示）。 b.使用方法：先将100g纯净水加入 （填“甲”或“乙”）瓶并拧紧接有吸气面罩的瓶盖，再将二氧化锰和过氧化氢溶液加入 (填“甲”或“乙”)瓶并拧紧瓶盖，乙瓶中的气泡连续均匀冒出时，开始吸氧。 c.每份试剂最多提供多少氧气?(写出计算步骤，结果精确至0.1g） d.使用完毕，倒出残液，清洗装置。 ②请对此简易供氧器提出具体改进建议： 。 19．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) 20．几十年来，从“东方红”唱响到“神舟”逐梦，从“北斗”指路到“嫦娥”揽月，从“祝融探火”到“天宫遨游”，中国航天人以一次又一次的非凡突破，让中国印记闪耀星空。 (1)“天宫”核心舱“天和”电推系统中的霍尔推力器腔体采用了氮化硼陶瓷基复合材料。制备氮化硼(BN)的反应如下：，则X的化学式为 。 (2)“天舟号”货运飞船换装了以作正极材料的新型锂电池。已知中Li为+1价，为-3价，则其中Fe的化合价为 。 (3)航天员将在中国空间站完成各项任务，保障航天员的氧气需求至关重要。 Ⅰ．从地上带上去 变压吸附法制氧气：利用变压吸附技术，以分子筛为吸附剂制取氧气。    由图1、图2可知：过程1和过程2交替进行，可连续生产大量高纯度氧气。 ①过程1中，空气通过分子筛吸附材料时， (填“氮”或“氧”)分子更容易被吸附； ②过程2中，采用 的方法，能使被吸附的气体释放出去(此过程称为解吸)，分子筛吸附材料恢复吸附能力。 Ⅱ．在天宫制出来 ③飞船座舱通过专用风机将座舱内部的空气引入净化罐，利用过氧化钠吸收二氧化碳，生成碳酸钠和氧气，净化后的空气再重新流回舱内。若吸收44g二氧化碳，理论上产生多少氧气？ (写出计算步骤) ④电解水制氧气，其化学反应方程式 。 21．运用化学知识，开展科学探究。 I.水是一种重要的资源，保护水资源，人人有责。根据所学知识，回答下列问题： (1)图1的实验说明，水是由 组成的，该反应的化学方程式为 。B管收集到的气体是 。 (2)图2微粒变化按照顺序①②③是电解水的微观实质，其中①和③中属于混合物的是 。 II.小李收集到一瓶浑浊的东江河水，并在实验室模拟自来水厂的净水过程，其实验过程如图所示： (3)A是一种常见的混凝剂，其名称是 。 (4)操作①的名称是 ，进行该操作时用到铁架台、玻璃棒、烧杯、 等仪器，其中玻璃棒的作用是 ，若经过操作①得到的液体C仍然浑浊，其原因可能是 。（填字母序号）。 a.漏斗内的滤纸破损        b.漏斗下端未紧靠烧杯内壁        c.漏斗内液面高于滤纸边缘 22．一种利用工业烟道气（含）制取纳米碳材料的工艺如图所示。 (1)中和O的元素质量比为 。 (2)熔融状态下以和 （填微粒符号）存在。 (3)电解时熔融发生分解反应，请写出相关的化学方程式： 。 (4)只吸收烟气中的，发生的反应为，已知烟气中含，要吸收这样的烟气，理论需要的质量为多少？（写出计算过程） (5)该工艺的现实意义是 。 23．Ⅰ．天然气是重要的化石能源，主要成分为甲烷，还含有少量硫化氢等气体。硫化氢可在催化剂作用下与甲烷反应而除去，其反应微观示意图如图1所示。 Ⅱ．利用甲烷催化制取氢气。一种甲烷水蒸气催化制氢的透氢膜反应器如图2所示，通入的甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下反应生成一氧化碳和氢气(该反应是吸热反应)，一部分氢气通过透氢膜与膜外侧通入的氧气反应。 Ⅲ．利用甲烷在高温、Cu-Pd催化作用下分解可制取新型碳单质材料——石墨烯，石墨烯具有很高的强度和优良的导电性能。 根据以上信息回答下列问题： (1)甲烷属于 (填“有机化合物”或“无机化合物”)。 结合图1，分析甲烷与硫化氢的反应。 (2)产物“”的化学式为 (已知该物质中表示的元素显+4价)，它的一个分子中含有的质子数为 。 (3)该反应过程中发生变化的是___________(填字母)。 A．分子的数目 B．分子的种类 C．物质的总质量 结合图2，分析甲烷水蒸气制氢反应。 (4)甲烷水蒸气制氢反应的化学方程式为 。 (5)该反应过程中的能量转化为 (用“→”表示转化)。 制得的氢气和氮气可以在高温高压催化剂的条件下合成氨。NH3在能源与环境领域应用广泛。 (6)反应可用于检查输送氯气的管道是否泄漏。因为氮原子的最外层有 个电子，而氯原子最外层有7个电子，所以氮气的化学性质不如氯气活泼。由Cl转化为Cl-的过程中，Cl (填“得到电子”或“失去电子”)。 (7)NH3可用于烟气脱硝，如，R中各元素的质量比为 (填最简整数比)。 (8)掺氢天然气能改善天然气的品质。某掺氢天然气(假设该混合气仅含CH4和H2)中氢元素的质量分数为40%，则混合气体充分燃烧后生成CO2和H2O的质量比为 (填最简整数比)。 24．一、CO2的制取及性质 用一定浓度的盐酸和大理石为原料，且利用如图所示装置制备并检验CO2。 (1)矿泉水瓶1中制备CO2的化学方程式为 。 (2)澄清石灰水中应观察到的现象是 。 (3)矿泉水瓶2中最先变红的是试纸 （填序数）。 二、探究CO2的“温室效应” (4)设计如图装置，将其置于阳光下、一段时间后红墨水滴会 （选填“向右”、“向左”或“不”）移动。 三、了解碳循环 (5)自然界中消耗CO2的途径有 （写一条）。 四、“人造树叶”捕捉碳 (6)我国科学家利用“人造树叶”在光照条件下将CO2催化生成乙醇，可以减少CO2的排放，具体微观过程如图。该反应的化学方程式为 。 五、低碳行动 (7)写出一种低碳行动的做法 。 25．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。 26．完成下列填空： (1)二氧化碳的制备和性质检验 ①请写出实验室制取二氧化碳的化学方程式： 。 ②上图为改良后的实验装置，改用医用注射器的优点是 。 ③石灰石和稀盐酸足量，充分实验后：c处的现象是 ；撤走c，将b玻璃片移动到导管下端，可观察到湿润蓝色石蕊试纸 （选填“变红”或“不变色”）；当导管伸入d后，导致明显现象的反应方程式是 。 (2)减碳行动 ①面对气候变化等全球性危机和挑战，我国力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这里的“碳”指的物质是 （填化学式）。 ②根据上图中信息，光合作用发生的基本原理是：，则X的化学式为 ；请结合所学知识，分析我们可采取的减少碳排放的措施有哪些（写一条） 。 27．“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)。 28．水是生命之源，人类的日常生活与工农业都离不开水。 (1)天然水的净化 大雨后，某校化学兴趣小组的同学在伊犁河收集了一瓶浑浊的河水，他们在实验室里模拟自来水厂的净水过程，其流程如图1所示： 操作①为 （填操作名称），物质B为 。 (2)水的电解 ①化学小组同学利用电解水实验在电极的 （填“正极”或“负极”）收集满一塑料瓶氧气，并且连接上氧气传感器组成如图2所示的装置，继续进行以下三步实验操作： Ⅰ、敞口放置；Ⅱ、用热毛巾包在塑料瓶外壁上；Ⅲ、将用热毛巾包住的塑料瓶瓶口朝下，三步实验操作中测得塑料瓶内氧气的体积分数变化曲线如图3所示。 ②d点时氧气的体积分数恢复至和空气一致，约为 。 ③比较段和段的图像变化，可得出的结论是 （填微观粒子的性质）。 ④比较段和段的图像变化，可得出的结论是 （填氧气的性质）。 29．根据情景要求，完成“一定溶质质量分数的过氧化氢溶液的配制”和化学方程式的计算。现有溶质质量分数为的过氧化氢溶液，请根据要求，完成下列题目。 (1)配制成如图所示的的过氧化氢溶液，应该怎样操作？ 【温馨提示】 ①计算要写出过程 ②简要写出实验操作步骤 ③语言描述要简练规范 (2)若取配制好的过氧化氢溶液制取氧气，理论上可生成氧气的质量是多少？（写出步骤） 30．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】 学科网（北京）股份有限公司 $ 期末冲刺（综合应用题30道） 1．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。 2．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。 3．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）。 4．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。 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．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。 7．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。 8．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。 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．下图是可用于氧气的实验室制取和性质探究的有关实验示意图。 (1)仪器X的名称是 。 (2)若用装置A制取氧气，加热药品前使试管均匀受热的具体操作是 。实验室用装置B制取氧气的化学方程式为 。 (3)欲收集一瓶干燥的氧气，可从中选择的收集装置是 （选填字母）。 (4)实验室常用装置B或C来制取二氧化碳气体，与装置B相比，装置C的优点是 。 (5)某次实验中需要0.96g氧气，至少需要准备多少克高锰酸钾固体？（写出计算过程） 【答案】(1)铁架台 (2) 来回移动酒精灯 (3)D (4)节约药品 (5)解：设至少需要准备高锰酸钾固体的质量为 答：至少需要准备高锰酸钾固体质量为9.48g。 【详解】（1）仪器X的名称是铁架台。 （2）若用装置A制取氧气，加热药品前使试管均匀受热的具体操作是来回移动酒精灯；装置B属于固液常温型，适合用作过氧化氢制取氧气的发生装置，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，该反应的化学方程式为。 （3）氧气的密度比空气大，收集一并干燥的氧气可用向上排空气法收集，收集装置可选择D收集。 （4）实验室常用装置B或C来制取二氧化碳气体，与装置B相比，装置C的优点是节省药品。 （5）解析见答案。 11．小秋做实验时不小心把少量的盐酸洒到粉笔灰上，发现有无色无味的气体生成，因此他对粉笔产生了兴趣，查阅资料，粉笔主要成分由碳酸钙、生石膏等物质组成，小秋想利用粉笔灰获取熟石膏制作更好的无尘粉笔；生石膏在一定温度下脱水后就能转化成熟石膏或硫酸钙，熟石膏加水调成糊状，灌入模具凝固即得无尘粉笔．生石膏脱水与温度的关系如图。 (1)段固体不分解的原因是 。 (2)写出生石膏完全脱水的化学方程式 。 (3)计算要获取需要完全分解生石膏的质量是多少？（写出计算过程） (4)为获取较纯的熟石膏，实验时要控制温度的范围是 ℃。 【答案】(1)没有达到生石膏的分解温度 (2) (3)需要分解生石膏的质量为x。 x=8.6 g                答需要完全分解生石膏的质量为8.6g。 (4)170℃-190℃ 【详解】（1）AB段固体不分解的原因是，温度较低，没有达到固体分解所需要的温度。 （2）生石膏在加热的条件下反应生成硫酸钙和水，化学方程式CaSO4⋅2H2OCaSO4+2H2O。 （3）见答案。 （4）由图可知，熟石膏在170-190℃不再失去水分形成硫酸钙，所以为获取较纯的熟石膏，实验时要控制温度的范围是170-190℃。 12．气体的制备在化学研究和应用中具有重要意义，它不仅有助于理解化学反应和反应机理，还为各种实际应用提供了基础。实验室制取气体的相关装置如图所示。 (1)写出B装置中甲仪器的名称： ；写出用该装置制取氧气的化学方程式： 。 (2)选择气体的发生装置时应考虑的因素是______(填字母)。 A．反应物的状态 B．反应物的颜色 C．反应物的密度 D．反应条件 (3)氨气(NH3)是一种无色、密度小于空气、易溶于水的气体，若用图中的气体收集装置收集氨气，应选用装置 。 (4)①写出实验室制取二氧化碳气体的化学方程式： ；若用D装置收集二氧化碳(气体从c端进入)，请将装置补画完整 。 ②如图所示的装置可以测定一段时间收集的二氧化碳的体积，植物油的作用是 。 (5)实验室通过加热高锰酸钾制取氧气，现有16g高锰酸钾，加热一段时间后，剩余固体的质量为14.4g，计算参加反应的高锰酸钾的质量。 【答案】(1) 分液漏斗 (2)AD (3)C (4)    防止二氧化碳溶于水中 (5)根据反应前后物质的总质量不变，可知反应生成氧气的质量为16g-14.4g=1.6g，设参加反应的高锰酸钾的质量为x，则解得x=15.8g答：参加反应的高锰酸钾的质量为15.8g。 【详解】（1）由图可知，B装置中甲仪器的名称是分液漏斗； 该装置是固液常温型，适用于过氧化氢制取氧气，过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：。 （2）选择气体的发生装置时应考虑的因素是反应物的状态和反应条件等，故选AD。 （3）氨气是一种无色、密度小于空气、易溶于水的气体，若用图中的气体收集装置收集氨气，应选用向下排空气法收集，故选装置C。 （4）①实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，大理石中的碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：； 二氧化碳密度比空气大，用D装置收集时，气体应从长管通入，则图为： 。 ②二氧化碳能溶于水，则植物油的作用为防止二氧化碳溶于水中。 （5）见答案。 13．O2和（CO2是化学学习的重要物质，碳、氧循环是自然界的重要循环。某兴趣小组围绕CO2和O2开展了下列探究活动。 【一】、O2和CO2的对比 (1)下列有关CO2和O2用途的说法，不正确的是 （填字母） A．O2用于气焊、气割 B．O2用于医疗抢救 C．CO2用于冶金 D．CO2用于灭火 (2)将如图装置组合，可用于实验室制取O2和CO2。 ①若制取O2，写出甲中发生反应的化学方程式 。 ②若制取CO2，如何验满？（写出操作及判断依据） (3)小组成员设计了下图的实验装置，探究O2和CO2的一些性质 ①通入O2后，观察到A中有气泡产生，但白磷未燃烧，可能的原因是 （一条即可） ②B中的液体被压入C中，写出C中发生反应的化学方程式 ③能证明CO2与水发生反应的现象是 。 【二】、CO2和O2的转化 (4)自然界中，主要利用绿色植物的 作用将CO2转化为O2。 (5)将O2转化为CO2的途径有很多，写出一种通过化石燃料的燃烧实现转化的方法（用化学方程式表示） 。 (6)航天员在太空舱中，可利用呼出的CO2与过氧化钠（(Na2O2)作用来获得所需的O2，2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。若太空舱中准备了312kgNa2O2，则利用该方法可获得多少质量的O2? 【答案】(1)C (2) 将燃着的木条放在a导管口，看是否熄灭，若木条熄灭，则集满 (3) 温度未达到白磷的着火点 干燥石蕊试纸不变色，湿润石蕊试纸变红 (4)光合 (5)（或 ） (6)设：产生氧气的质量为x， 答：产生氧气的质量为 64 kg。 【详解】（1）A、氧气具有助燃性，可用于气焊、气割，故选项说法正确； B、氧气可以供给呼吸，可用于医疗抢救，故选项说法正确； C、二氧化碳不具有还原性，不能用于冶金，故选项说法错误； D、二氧化碳密度比空气大，二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，可用于灭火，故选项说法正确； 故选C； （2）①若制取氧气，甲装置为固液常温型发生装置，即为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，化学方程式为； ②若制取二氧化碳，二氧化碳密度比空气大，用图示装置收集二氧化碳时，气体应该从b端通入，二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，验满时，应该将燃着的木条放在a导管口，看是否熄灭，若木条熄灭，则集满； （3）①通入氧气后，观察到A中有气泡产生，白磷与氧气接触，但白磷未燃烧，可能的原因是问未达到白磷的着火点； ②B中的液体被压入C中，C中石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，发生反应的化学方程式为； ③干燥石蕊试纸不变色，说明二氧化碳不能使紫色石蕊变色，湿润石蕊试纸变红，是因为二氧化碳能与水反应生成酸性物质，酸性物质能使紫色石蕊溶液变红色，故能证明二氧化碳与水发生反应的现象是湿润石蕊试纸变红而干燥石蕊试纸不变色； （4）二氧化碳是绿色植物进行光合作用的原料，自然界中，主要利用绿色植物的光合作用将二氧化碳转化为氧气； （5）将氧气转化为二氧化碳的途径有很多，通过化石燃料的燃烧实现转化的方法有：煤炭属于化石燃料，煤炭的主要成分是碳，碳和氧气点燃生成二氧化碳，化学方程式为；天然气属于化石燃料，天然气的主要成分是甲烷，甲烷和氧气点燃生成二氧化碳和水，化学方程式为； （6）见答案。 14．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，如煤、石油和天然气等。化石燃料属于 能源（填“可再生”或“不可再生”）。 (2)近日，国务院颁布《2024—2025年节能减碳行动方案》。生产、生活中有以下做法：①发展绿色公共交通②开发太阳能、风能等能源③植树造林④发展火力发电。下列选项符合节能减碳的是______（填序号）。 A．①②③ B．②③④ C．①②③④ (3)大力开发氢能是推动我国能源转型升级和可持续发展的重要战略途径之一。某种氢燃料电池的工作原理如图所示，利用氢气和氧气在铂催化剂的催化下生成水的过程提供能量，该电池投入480kg氧气，若充分反应，需投入氢气多少kg。（请写出计算过程） (4)天然气管道掺氢输送是实现大规模、远距离和低成本氢气运输的手段之一，掺氢天然气也能改善天然气的品质。某掺氢天然气（该混合气仅含CH4和H2）中氢元素的质量分数为40%，则混合气体充分燃烧后生成CO2和H2O的质量比为 （填最简比）。 【答案】(1)不可再生 (2)A (3)解：设需投入氢气的质量为。 答：需投入氢气的质量为60kg。 (4)11:18 【详解】（1）化石燃料是经过亿万年缓慢形成的，在短期内得不到补充，属于不可再生能源。故填：不可再生； （2）①发展绿色公共交通可以节约化石能源，减少二氧化碳的排放，符合节能减碳； ②开发太阳能、风能等能源可以节约化石能源，减少二氧化碳的排放，符合节能减碳； ③植树造林可以增大空气中二氧化碳的吸收，符合节能减碳； ④发展火力发电需要大量消耗化石能源，增大了二氧化碳的排放，不符合节能减碳。 符合节能减碳的是①②③，故选：A； （3）见答案 （4）设某掺氢天然气（假设该混合气仅含CH4和H2）的质量为100g，其中含氢元素的质量分数为40%，则氢元素的质量为，则碳元素的质量为。由质量守恒定律可知，氢元素完全燃烧生成水，则生成水的质量为，碳元素完全燃烧生成二氧化碳，则生成二氧化碳的质量为，则混合气体充分燃烧后生成CO2和H2O的质量比为。故填：11∶18。 【点睛】本题难度不大，掌握能源的分类、符合节能减碳的做法、化学方程式的写法以及化学式的有关计算方法是解题的关键。 15．能源转型逐渐成为全球共识。 2023年3月，我国首次实现“固态氢能”发电并网，“绿电”与“绿氢”转化的示意图如图所示。 (1)如图甲中A、B两种原子和乙中的 (填字母)原子均属于氢元素。 (2)将光伏、风力发出的电用于电解水制氢。电解水时电能转化为 。 (3)贮氢：合金Mg2Cu是一种潜在的贮氢材料，高温时在氩气保护下，由一定质量比的Mg、Cu单质熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢生成氢化物和另一种合金，其化学方程式为：2Mg2Cu+3H23MgH2+MgCu2。 ①熔炼制备Mg2Cu合金时，通入氩气的目的是 。 ②氢化物水反应的化学方程式为MgH2   + 2 H2O=Mg(OH)2  + 2 X ↑，则X的化学式为 。 (4)科学家还发现氨气是一种清洁能源，在纯氧中可以完全燃烧，只生成水和氮气，使得液氨有望取代液氢成为新一代绿色能源。如表1为氨气和氢气的部分信息：表1： 性质名称 颜色、气味 25℃水中溶解度/g•L-1 标况下密度/g•L-1 氨气 无色、刺激性 456 0.6942 氢气 无色、无味 0.0015 0.0899 请回答下列问题： ①如图2，按下列条件进行合成氨反应，若要达到氮含量达到40%，你建议工厂选用的合成氨环境条件 是： (填字母) a.300℃低压            b.500℃高压 ②请写出氨气在纯氧中燃烧的化学方程式 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3所示。电源的正极会产生氧气，负极会产生氨气。反应所得氧气与氨气的质量比远大于理论值，可能的原因是 、 。 【答案】(1)C (2)化学能 (3) 起保护作用，防止金属被氧化 H2 (4) a 氨气易溶于水，部分氨气溶解在水中 水通电后生成了氧气，导致氧气的质量变大 【详解】（1）元素的种类由质子数决定，氢元素的质子数为1，因此根据图示可知，图甲中A、B两种原子和图乙中的C原子，质子数均为1，均属于氢元素。 （2）将光伏、风力发出的电用于电解水制氢气，将电能转化为化学能。 （3）①熔炼制备合金时，通入氩气的目的是防止镁和铜在高温下被氧化。 ②依据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，该反应前后镁原子、氧原子的数目相等，氢原子的数目不相等，左边共有6个氢原子，右边只有2个，即X为氢气，化学式为H2。 （4）①由图可知，若要达到氨含量达到40%，应选择的环境条件是300℃、低压，500℃条件下氨的含量很难达到40%，且选择低温低压可以节约能源、安全，故选a； ②氨气在氧气中燃烧生成氮气和水，该反应的化学方程式为： ③由于氨气极易溶于水，且水在通电的条件下也会分解生成氧气和氢气，所以氧气与氨气的质量比远大于理论值，故反应所得氧气与氨气的质量比远大于理论值，可能的原因是氨气极易溶于水，部分氨气溶解在水中、水在通电的条件下也会分解产生氧气。 16．“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。 17．碳是形成化合物种类最多的元素，含碳物质是化学研究的重要内容。 (1)生活中常用活性炭除去水中的色素或异味，主要是因为活性炭具有 (填字母)。 a．吸附性    b．稳定性    c．吸水性    d．潮解性 (2)金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，物理性质却有明显差异。其原因是 。 (3)化石燃料主要包括 、石油和天然气等，它们都含有碳元素且都属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。 (4)为实现可持续发展，我国科学家研发了如图所示“液态太阳燃料合成”工艺流程并进行实践。 ①电解装置中生成氧气的电极为 (填“正”或“负”)极。 ②请写出液态燃料甲醇完全燃烧的化学方程式 。 ③除图中应用外，请再写出一条的用途 。 ④请写出一个该工艺流程的优点 。 (5)过氧化锂()可用于载人航天器中处理，反应原理为。若每名航天员每天呼出1100g，则理论上一名航天员一天需要消耗的质量为 。 【答案】(1) (2)碳原子排列方式不同 (3) 煤 不可再生 (4) 正 用作气体肥料(或光合作用的原料，或用于灭火，或生产化工产品) 将进行利用，有利于实现“碳中和”(或从能源角度、的循环利用等角度进行分析) (5)解：设理论上一名航天员一天需要消耗的质量为。 答：理论上一名航天员一天需要消耗的质量为。 【详解】（1）活性炭因吸附性除色素异味，故选a。 （2）金刚石和石墨物理性质差异源于碳原子排列方式不同。 （3）化石燃料包括煤、石油、天然气，它们都不能在短时期内产生，属于不可再生能源。 （4）①电解水时正极产生氧气 ； ②甲醇完全燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为； ③CO2可用作气体肥料(或光合作用的原料，或用于灭火，或生产化工产品) ； ④该流程利用太阳能，节能环保，还能转化CO2 ，减少温室气体，故填：将进行利用，有利于实现“碳中和”(或从能源角度、的循环利用等角度进行分析)。 （5）见答案。 18．下图是实验室用于制取气体的部分装置，兴趣小组的同学利用其进行下列化学实验。 (1)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，可选用的装置组合是 （填字母）。 (2)检查装置C的气密性时，先关闭弹簧夹，再向长颈漏斗内注水至形成一段水柱，若 ，则证明装置气密性良好。 (3)实验室常用Na2SO3固体（易溶于水）与硫酸在常温下反应制取二氧化硫气体，该反应的化学方程式为 。 (4)简易供氧器的设计与评价 兴趣小组的同学根据实验室制取氧气原理设计了简易供氧器。 装置：如图所示。 试剂：共5份（每份包含 100g溶质质量分数为13.6%的过氧化氢溶液、1g颗粒状二氧化锰、100g纯净水)。 ①请完成该供氧器的说明书： a.制氧原理： （用化学方程式表示）。 b.使用方法：先将100g纯净水加入 （填“甲”或“乙”）瓶并拧紧接有吸气面罩的瓶盖，再将二氧化锰和过氧化氢溶液加入 (填“甲”或“乙”)瓶并拧紧瓶盖，乙瓶中的气泡连续均匀冒出时，开始吸氧。 c.每份试剂最多提供多少氧气?(写出计算步骤，结果精确至0.1g） d.使用完毕，倒出残液，清洗装置。 ②请对此简易供氧器提出具体改进建议： 。 【答案】(1)BD/BF/CD/CF (2)漏斗内的水柱不下降 (3) (4) 乙 甲 100g溶质质量分数为13.6%的过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为： 解：设每份试剂最多提供氧气质量为x 答：每份试剂最多提供氧气质量为6.4g 在瓶与瓶之间增设止回阀（或单向阀），防止液体倒吸（答案不唯一，合理即可） 【详解】（1）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，不需要加热，因此，发生装置选择不带酒精灯的B装置或C装置，氧气的密度比空气略大，不与空气中成分反应，不污染空气，所以，收集装置可选用E装置（向上排空气法），氧气不易溶于水，因此，收集装置也可选用D装置（排水集气法），故填写：BD或BF或CD或CF。 （2）检查装置C气密性时，先关闭弹簧夹，再向长颈漏斗中注水形成水柱，若“漏斗内的水柱不下降”，则装置气密性良好，故填写：漏斗内的水柱不下降。 （3）Na2SO3与稀硫酸的溶质硫酸常温下反应，生成硫酸钠、水和二氧化硫，化学方程式为：，故填写：。 （4）①a.过氧化氢在二氧化锰催化下，生成水和氧气，化学方程式为：，故填写：。 b.乙瓶为加湿仓，甲瓶为反应仓，则先将100g纯净水加入乙瓶并拧紧接有吸气面罩的瓶盖，故填写：乙； 再将二氧化锰和过氧化氢溶液加入甲瓶并拧紧瓶盖，乙瓶中的气泡连续均匀冒出时，开始吸氧，故填写：甲。 c.详解见答案。 ②具体改进建议：在瓶与瓶之间增设止回阀（或单向阀），防止液体倒吸；或者利用分液漏斗控制过氧化氢加入速度，使供氧更平稳；或者在吸气面罩端加单向阀，保障使用安全等，故填写：在瓶与瓶之间增设止回阀（或单向阀），防止液体倒吸（答案不唯一，合理即可）。 19．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。 20．几十年来，从“东方红”唱响到“神舟”逐梦，从“北斗”指路到“嫦娥”揽月，从“祝融探火”到“天宫遨游”，中国航天人以一次又一次的非凡突破，让中国印记闪耀星空。 (1)“天宫”核心舱“天和”电推系统中的霍尔推力器腔体采用了氮化硼陶瓷基复合材料。制备氮化硼(BN)的反应如下：，则X的化学式为 。 (2)“天舟号”货运飞船换装了以作正极材料的新型锂电池。已知中Li为+1价，为-3价，则其中Fe的化合价为 。 (3)航天员将在中国空间站完成各项任务，保障航天员的氧气需求至关重要。 Ⅰ．从地上带上去 变压吸附法制氧气：利用变压吸附技术，以分子筛为吸附剂制取氧气。    由图1、图2可知：过程1和过程2交替进行，可连续生产大量高纯度氧气。 ①过程1中，空气通过分子筛吸附材料时， (填“氮”或“氧”)分子更容易被吸附； ②过程2中，采用 的方法，能使被吸附的气体释放出去(此过程称为解吸)，分子筛吸附材料恢复吸附能力。 Ⅱ．在天宫制出来 ③飞船座舱通过专用风机将座舱内部的空气引入净化罐，利用过氧化钠吸收二氧化碳，生成碳酸钠和氧气，净化后的空气再重新流回舱内。若吸收44g二氧化碳，理论上产生多少氧气？ (写出计算步骤) ④电解水制氧气，其化学反应方程式 。 【答案】(1) (2)+2 (3) 氮 减小压强 解：设理论上产生氧气的质量为x 解得 答：理论上生氧气的质量为16g 【详解】（1）化学反应前后原子的种类和数目不变，反应前有2B、2N、3O、6H，反应后除3X外有2B、2N，则3X中有3O、6H，X中有O、2H，X化学式为H2O； （2）单质中元素化合价为0，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，（+1）+x+(-3)=0，x=+2。 （3）①从图2的曲线可知，相同压强下氮气的吸附量较大，所以过程1中，空气通过分子筛吸附材料时，氮分子更容易被吸附。 ②从图2可知，压强越低，氮气、氧气的吸附量越低。所以采用减小压强的方法，能使被吸附的气体释放出去。 ③详见答案。 ④水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为。 21．运用化学知识，开展科学探究。 I.水是一种重要的资源，保护水资源，人人有责。根据所学知识，回答下列问题： (1)图1的实验说明，水是由 组成的，该反应的化学方程式为 。B管收集到的气体是 。 (2)图2微粒变化按照顺序①②③是电解水的微观实质，其中①和③中属于混合物的是 。 II.小李收集到一瓶浑浊的东江河水，并在实验室模拟自来水厂的净水过程，其实验过程如图所示： (3)A是一种常见的混凝剂，其名称是 。 (4)操作①的名称是 ，进行该操作时用到铁架台、玻璃棒、烧杯、 等仪器，其中玻璃棒的作用是 ，若经过操作①得到的液体C仍然浑浊，其原因可能是 。（填字母序号）。 a.漏斗内的滤纸破损        b.漏斗下端未紧靠烧杯内壁        c.漏斗内液面高于滤纸边缘 【答案】(1) 氢元素和氧元素 H2OH2+O2 氢气/H2 (2)③ (3)明矾 (4) 过滤 漏斗 引流 ac 【详解】（1）水通电分解生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，则说明水是由氢元素和氧元素组成的，化学方程式为H2OH2+O2；B管与负极相连，收集的为氢气； （2）①只有一种分子，属于纯净物；③中含有两种分子，属于混合物； （3）A是一种常见的混凝剂，其名称是明矾，明矾溶于水形成的胶状物具有吸附性，可吸附悬浮杂质并加速其沉降； （4）操作①可分离固体和液体，名称是过滤，进行该操作时用到铁架台、玻璃棒、烧杯、漏斗等仪器，其中玻璃棒的作用是引流； a、漏斗内的滤纸破损，会使得液体中的不溶物进入下面的烧杯，从而使得滤液浑浊，符合题意； b、漏斗下端未紧靠烧杯内壁，会导致滤液溅出，不会导致滤液浑浊，不符合题意； c、漏斗内液面高于滤纸边缘，会使部分液体未经过滤纸的过滤直接流下，该操作会使滤液仍然浑浊，符合题意； 故选ac。 22．一种利用工业烟道气（含）制取纳米碳材料的工艺如图所示。 (1)中和O的元素质量比为 。 (2)熔融状态下以和 （填微粒符号）存在。 (3)电解时熔融发生分解反应，请写出相关的化学方程式： 。 (4)只吸收烟气中的，发生的反应为，已知烟气中含，要吸收这样的烟气，理论需要的质量为多少？（写出计算过程） (5)该工艺的现实意义是 。 【答案】(1) (2) (3) (4)解：烟气中的质量为 设理论需要的质量为x。 答：理论需要的质量为。 (5)减少二氧化碳的排放，缓解温室效应，实现资源再利用 【详解】（1）中Li和O的质量比为（7×2）：（16×3）=7：24 （2）熔融状态下以锂离子和碳酸根离子的形式存在，碳酸根离子符号为。 （3）熔融状态的碳酸锂通电分解生成碳、氧化锂和氧气，方程式为 （4）见答案； （5）该工艺能吸收二氧化碳，能减少二氧化碳的排放，则有利于助力碳中和。 23．Ⅰ．天然气是重要的化石能源，主要成分为甲烷，还含有少量硫化氢等气体。硫化氢可在催化剂作用下与甲烷反应而除去，其反应微观示意图如图1所示。 Ⅱ．利用甲烷催化制取氢气。一种甲烷水蒸气催化制氢的透氢膜反应器如图2所示，通入的甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下反应生成一氧化碳和氢气(该反应是吸热反应)，一部分氢气通过透氢膜与膜外侧通入的氧气反应。 Ⅲ．利用甲烷在高温、Cu-Pd催化作用下分解可制取新型碳单质材料——石墨烯，石墨烯具有很高的强度和优良的导电性能。 根据以上信息回答下列问题： (1)甲烷属于 (填“有机化合物”或“无机化合物”)。 结合图1，分析甲烷与硫化氢的反应。 (2)产物“”的化学式为 (已知该物质中表示的元素显+4价)，它的一个分子中含有的质子数为 。 (3)该反应过程中发生变化的是___________(填字母)。 A．分子的数目 B．分子的种类 C．物质的总质量 结合图2，分析甲烷水蒸气制氢反应。 (4)甲烷水蒸气制氢反应的化学方程式为 。 (5)该反应过程中的能量转化为 (用“→”表示转化)。 制得的氢气和氮气可以在高温高压催化剂的条件下合成氨。NH3在能源与环境领域应用广泛。 (6)反应可用于检查输送氯气的管道是否泄漏。因为氮原子的最外层有 个电子，而氯原子最外层有7个电子，所以氮气的化学性质不如氯气活泼。由Cl转化为Cl-的过程中，Cl (填“得到电子”或“失去电子”)。 (7)NH3可用于烟气脱硝，如，R中各元素的质量比为 (填最简整数比)。 (8)掺氢天然气能改善天然气的品质。某掺氢天然气(假设该混合气仅含CH4和H2)中氢元素的质量分数为40%，则混合气体充分燃烧后生成CO2和H2O的质量比为 (填最简整数比)。 【答案】(1)有机化合物 (2) (3)AB (4) (5)内能→化学能 (6) 得到电子 (7)/ (8) 【详解】（1）由甲烷的化学式可知，甲烷由碳元素、氢元素组成，属于有机化合物，故填：有机化合物； （2） ①产物中的，由图示可知该物质的一个分子由一个碳原子、两个硫原子构成，表示碳原子，其化合价显价，则硫元素化合价为价，则该物质的化学式表示为，故填：； ②碳原子核内有个质子，硫原子核内有个质子，则一个分子中含有的质子数为，故填：； （3）A.该反应的化学方程式为，反应前分子数为，反应后分子数为，所以分子的数目改变，故选项说法正确，符合题意； B.该反应属于化学反应，化学反应前后分子种类发生变化，故选项说法正确，符合题意； C.该反应属于化学反应，遵守质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变，故选项说法错误，不符合题意； 故选：AB； （4）甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下反应生成一氧化碳和氢气，反应的化学方程式为，故填；； （5）甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下反应生成一氧化碳和氢气，该反应中的能量转化为内能→化学能，故填：内能→化学能； （6）①的质子数为，所以核外电子数为，核外电子排布为第一层有个电子，第二层有个电子；故填：； ②原子的最外层电子数为，易得到电子形成，故填：得到电子； （7）由化学方程式可知，R为NO，则R中N与O的质量比为；故填：或； （8）该混合气仅含CH4和H2，其中氢元素的质量分数为，则碳元素的质量分数为，设混合气体为，则其中氢元素为，碳元素为，碳元素完全转化为二氧化碳的质量为，氢元素完全转化为水的质量为，则和的质量比为，故填：。 24．一、CO2的制取及性质 用一定浓度的盐酸和大理石为原料，且利用如图所示装置制备并检验CO2。 (1)矿泉水瓶1中制备CO2的化学方程式为 。 (2)澄清石灰水中应观察到的现象是 。 (3)矿泉水瓶2中最先变红的是试纸 （填序数）。 二、探究CO2的“温室效应” (4)设计如图装置，将其置于阳光下、一段时间后红墨水滴会 （选填“向右”、“向左”或“不”）移动。 三、了解碳循环 (5)自然界中消耗CO2的途径有 （写一条）。 四、“人造树叶”捕捉碳 (6)我国科学家利用“人造树叶”在光照条件下将CO2催化生成乙醇，可以减少CO2的排放，具体微观过程如图。该反应的化学方程式为 。 五、低碳行动 (7)写出一种低碳行动的做法 。 【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O (2)澄清石灰水变浑浊 (3)下层试纸先变红 (4)向左 (5)3 (6) (7)减少化石燃料使用 【详解】（1）矿泉水瓶1中石灰石与稀盐酸反应，制备CO2的化学方程式 （2）澄清石灰水中的氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀，应观察到的现象是澄清石灰水变浑浊； （3）二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸显酸性能使湿润变红。二氧化碳密度大于空气，下层湿润的试纸先变红，矿泉水瓶2中最先变红的是试纸3。 （4）右侧CO2体积增大，温室效应使右侧气体受热膨胀更明显，右侧压强增大，红墨水向左移动。 （5）自然界中消耗CO2的途径有植物光合作用或海洋吸收等； （6）我国科学家利用“人造树叶”在光照条件下将CO2催化生成乙醇，该反应的化学方程式为。 （7）低碳行动的做法有减少化石燃料使用或推广可再生能源等。 25．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。 26．完成下列填空： (1)二氧化碳的制备和性质检验 ①请写出实验室制取二氧化碳的化学方程式： 。 ②上图为改良后的实验装置，改用医用注射器的优点是 。 ③石灰石和稀盐酸足量，充分实验后：c处的现象是 ；撤走c，将b玻璃片移动到导管下端，可观察到湿润蓝色石蕊试纸 （选填“变红”或“不变色”）；当导管伸入d后，导致明显现象的反应方程式是 。 (2)减碳行动 ①面对气候变化等全球性危机和挑战，我国力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这里的“碳”指的物质是 （填化学式）。 ②根据上图中信息，光合作用发生的基本原理是：，则X的化学式为 ；请结合所学知识，分析我们可采取的减少碳排放的措施有哪些（写一条） 。 【答案】(1) 可以控制反应速率 蜡烛由下至上依次熄灭 变红 (2) 推广使用清洁能源（如太阳能、风能等）替代化石燃料、植树造林 【详解】（1）①实验室制取二氧化碳的原理是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，化学方程式为； ②图为改良后的实验装置，改用医用注射器的优点是可以通过注射器控制液体药品的滴加速率，从而控制反应速率，故填：可以控制反应速率； ③石灰石主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，二氧化碳密度比空气大、不能燃烧且不支持燃烧，故c处的现象是蜡烛由下至上依次熄灭；撤走c，将b玻璃片移动到导管下端，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使蓝色石蕊变红，因此可观察到湿润蓝色石蕊试纸变红；当导管伸入d后，二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，因此可观察到d中澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为； （2）①“碳达峰”、“碳中和”中的“碳”指的是二氧化碳，其化学式为； ②根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类及数目不变，根据化学方程式，反应前有6个碳原子、18个氧原子和12个氢原子，反应后有12个氧原子和1个X，则1个X中含有6个碳原子、6个氧原子和12个氢原子，故X的化学式为；减少碳排放的措施有：推广使用清洁能源（如太阳能、风能等）替代化石燃料、植树造林等。 27．“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。 28．水是生命之源，人类的日常生活与工农业都离不开水。 (1)天然水的净化 大雨后，某校化学兴趣小组的同学在伊犁河收集了一瓶浑浊的河水，他们在实验室里模拟自来水厂的净水过程，其流程如图1所示： 操作①为 （填操作名称），物质B为 。 (2)水的电解 ①化学小组同学利用电解水实验在电极的 （填“正极”或“负极”）收集满一塑料瓶氧气，并且连接上氧气传感器组成如图2所示的装置，继续进行以下三步实验操作： Ⅰ、敞口放置；Ⅱ、用热毛巾包在塑料瓶外壁上；Ⅲ、将用热毛巾包住的塑料瓶瓶口朝下，三步实验操作中测得塑料瓶内氧气的体积分数变化曲线如图3所示。 ②d点时氧气的体积分数恢复至和空气一致，约为 。 ③比较段和段的图像变化，可得出的结论是 （填微观粒子的性质）。 ④比较段和段的图像变化，可得出的结论是 （填氧气的性质）。 【答案】(1) 过滤 活性炭 (2) 正极 温度越高，分子运动速率越快 氧气的密度比空气大 【详解】（1）操作①是将固体和液体进行分离，对应的操作为过滤；液体A有异味，应加入活性炭，活性炭具有吸附性，可以吸附色素和异味，即物质B为活性炭，故填：过滤；活性炭； （2）①根据电解水“正氧负氢、氢二氧一”可知，正极产生的是氧气，故填：正极； ②空气中氧气约占21%，则d点时氧气的体积分数恢复至和空气一致，约为21%，故填：21%； ③bc段用热毛巾包在塑料瓶外壁上，此时温度升高，氧气体积分数减小得更快，说明温度越高，分子运动速率越快，则比较ab段和bc段的图像变化，可得出的结论是：温度越高，分子运动速率越快，故填：温度越高，分子运动速率越快； ④经过实验操作Ⅲ后，氧气的体积分数恢复至和空气一致，约为21%，说明氧气的密度比空气大，塑料瓶瓶口朝下后，氧气逸出，空气进入，故填：氧气的密度比空气大。 29．根据情景要求，完成“一定溶质质量分数的过氧化氢溶液的配制”和化学方程式的计算。现有溶质质量分数为的过氧化氢溶液，请根据要求，完成下列题目。 (1)配制成如图所示的的过氧化氢溶液，应该怎样操作？ 【温馨提示】 ①计算要写出过程 ②简要写出实验操作步骤 ③语言描述要简练规范 (2)若取配制好的过氧化氢溶液制取氧气，理论上可生成氧气的质量是多少？（写出步骤） 【答案】(1)①计算：配制10%的过氧化氢溶液，设需要水的质量为x：68g×20%=（68g+x）×10%，x=68g，水的体积为：68g÷1g/mL=68mL； ②量取：用100mL量筒量取68mL水，倒入盛有溶质质量分数为20%的过氧化氢溶液的烧杯中； ③混匀：用玻璃棒搅拌，使其混合均匀； ④贮存：将配制好的过氧化氢溶液装入试剂瓶中，盖好瓶塞并贴上标签，放入指定地点。 (2)解：设理论上可生成氧气的质量为x。 答：理论上可生成氧气的质量为。 【详解】（1）有溶质质量分数为20%的过氧化氢溶液68g，配制10%的过氧化氢溶液，操作如下： ①计算：配制10%的过氧化氢溶液，设需要水的质量为x，68g×20%=（68g+x）×10%，x=68g，水的体积为：68g÷1g/mL=68mL； ②量取：用100mL量筒量取68mL水，倒入盛有溶质质量分数为20%的过氧化氢溶液的烧杯中； ③混匀：用玻璃棒搅拌，使其混合均匀； ④贮存：将配制好的过氧化氢溶液装入试剂瓶中，盖好瓶塞并贴上标签，放入指定地点。 （2）见答案。 30．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。 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 $