精品解析：辽宁省大连市中山区2025-2026学年九年级上学期期末质量检测化学试卷

2025—2026学年度第一学期期末质量抽测 九年级化学 （本试卷共14道题，满分50分，化学和物理考试时间共150分钟） 考生注意：所有试题必须在答题卡指定区域内作答，在本试卷上作答无效。 可能用到的近似相对原子质量：H-1 C-12 Fe-56 第一部分 选择题（共10分） （本部分共10小题，每小题1分。每小题只有一个选项符合题意） 1. 从香蕉皮到荧光碳量子点(纳米级碳颗粒)的制取过程中，涉及化学变化的是 A. 切碎香蕉皮 B. 皮烘烤成炭 C. 炭研磨成粉 D. 炭粉加水搅拌 2. 空气中的各种成分广泛应用于工农业生产、医疗和科研等领域，下列有关空气的说法正确的是 A. 干净的空气是纯净物 B. 氮气约占空气质量的78% C. 空气中含有氧气，因此空气可直接用于医疗急救 D. 空气中的稀有气体占比虽然很小，但用途广泛 3. 我国高速铁路的发展走在了世界前列。高铁列车依靠车顶的受电弓滑板与接触网持续摩擦获取电力，从而维持高速运行。石墨可用于制造受电弓滑板，下列石墨体现的性质属于化学性质的是 A. 滑腻感 B. 稳定性 C. 导电性 D. 熔点高 4. MnO2广泛应用于电极材料、磁性材料。MnO2中Mn元素的化合价为 A. 0 B. +2 C. +3 D. +4 5. 下列实验操作正确的是 A. 取用固体试剂 B. 读取液体体积 C. 添加酒精 D. 闻气味 6. 我国自主研制的薄膜铌酸锂光子毫米波雷达芯片可用于智能驾驶。锂元素和铌元素在元素周期表中的信息如下图所示。下列有关说法不正确的是 A. 锂的原子序数是3 B. 两种元素都属于金属元素 C. 铌原子中含有41个质子 D. 两种元素原子的电子数相差85.97 7. 下列化学反应属于分解反应的是 A. CH4+2O2CO2+2H2O B. 4Al+3O2=2Al2O3 C. 2H2O22H2O+O2↑ D. C+2CuO2Cu+CO2↑ 8. 我国科学家合成了全新分子——C6，开创了“表面合成极小尺寸分子碳”的新范式。下列有关C6的说法中，错误的是 A. 属于新型化合物 B. 每个分子由6个碳原子构成 C. 相对分子质量为72 D. 与O2反应生成碳的氧化物 9. 下列关于碳和碳的氧化物说法错误的是 A. 利用活性炭吸附性可以将硬水变成软水 B. CO极易与血液中的血红蛋白结合 C. 二氧化碳可用于灭火是利用其物理性质和化学性质 D. 金刚石与石墨物理性质不同的原因是它们的碳原子排列方式不同 10. 下列说法正确的是 A. 根据质量守恒定律，1L氢气和1L氧气反应能生成2L水 B. 铁丝在氧气中燃烧，生成四氧化三铁的质量等于参加反应的铁丝和氧气的质量之和 C. 只有固体、液体间的物质反应才遵守质量守恒定律，如果有气体参加反应就不遵守了 D. 铜在空气中加热质量增加，违背了质量守恒定律 第二部分 非选择题（本部分共4小题，共40分） 11. 水是宝贵的自然资源。从多角度认识水。 （1）从宏观和微观角度：宏观角度，水由_____组成的；微观角度，水由_____构成的。 （2）从变化的角度：图1是电解水的实验示意图，_____（选填“a”或“b”）管中生成的气体能使燃着的木条烧得更旺。正负极产生的气体体积比为_____。 （3）从应用的角度：水在实验室里的应用：图2是细铁丝在氧气中燃烧的实验示意图，实验中观察到水中有______色的固体生成，集气瓶中放少量水的目的是_____。图3是测定空气中氧气含量的实验示意图，在集气瓶内装少量水作用是_____，水面上方空间均分为5等份，若装置气密性良好，最终集气瓶内水面大约上升至刻度_____处。 （4）水在生产生活中应用：某学校饮水处可以将自来水净化为饮用水，其处理步骤如下图所示。 图中超滤膜相当于实验室的_____操作，紫外线灯管照射的作用是_____。 12. 实验是化学研究的重要手段。 【实验一】制取氧气的实验探究。 （1）实验室用B装置制取氧气的化学方程式是_____，大试管口略朝下倾斜的原因是_____，用C装置收集氧气，是利用氧气_____的性质。 （2）D中制氧反应仓的装置原理与_____（填装置字母）装置的原理是一致，理由是_____。 （3）D是某制氧的工作示意图，反应仓中生成的氧气通过加湿仓后被人体吸入。下列说法正确的是_____。 A. 反应仓中的液体试剂可以是过氧化氢溶液 B. 加湿仓利用了氧气能溶于水的物理性质 C. 设计供氧器需要综合考虑便捷、安全、环保等因素 【实验二】实验室制取二氧化碳并进行性质的探究。 （4）实验室制取二氧化碳反应的化学方程式是_____。用B装置收集一瓶二氧化碳，验满的方法是_____。 （5）如图C，向充满二氧化碳软塑料瓶中加入适量水，振荡，取少许溶液于试管中，滴加几滴紫色石蕊溶液，观察到_____的现象，观察到此现象的原因用化学方程式表示为_____。 13. 阅读下列科普短文。 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。 铜、铁、锌、铝及其合金等是生活中常用的传统金属材料，这些金属在空气中与氧气、二氧化碳和水等物质作用，都会生锈，保护金属资源至关重要。锌的金属活动性比铁活泼，理应更容易锈蚀，但由于在锌的表面会生成一层致密的碱式碳酸锌，而不易进一步锈蚀。常用的白铁皮就是在薄钢板表面镀上一层锌，可以有效的防止钢铁生锈。 近年来，无机非金属材料的更新换代、合成材料的层出不穷、复合材料的异军突起，功能材料的出现，都在各行各业中起到了不可替代的作用。 复合材料一般由起黏结作用的基体和起增强作用的增强体构成。这类材料集中了组成材料的优点，具有更优异的综合性能。 纳米氧化锌是一种新型高功能材料。工业上利用锌浸出液（主要含ZnSO4、CuSO4和CdSO4等）通过水热法制备纳米氧化锌，主要流程示意图如下（已知金属活动性顺序为：Zn>Cd（镉）>Cu）： 石墨烯（C）是一种改变世界的神奇新材料。它的厚度只有0.335 nm，是目前为止最薄的单层二维纳米碳材料。工业上可采用甲烷（CH4）在高温和Cu-Pd催化下分解制取石墨烯，同时产生氢气。 科技的迅猛发展，产业升级步伐加快，对新材料技术提出了更高要求。结构功能一体化、功能材料智能化趋势明显，材料的低碳、绿色、可再生循环等环境友好特性倍受关注。 （1）图1是镀锌铁片截面的示意图。将一片镀层完整的镀锌铁片放入足量的稀盐酸中，生成气体的质量与反应时间的关系如图2所示。 Oa段是碱式碳酸锌与盐酸反应，化学方程式为Zn2(OH)2CO3+4HCl=2X+3H2O+CO2↑，其中X的化学式为______。根据提供的数据计算这片镀锌铁片中含铁_______g。 （2）航天员出舱活动时佩戴的反光镜采用光学级铝基碳化硅技术，铝基碳化硅是以铝合金为基体，碳化硅为增强材料制成的，它属于______材料。 （3）制备纳米氧化锌时，锌浸出液中需先加入一定量酸，适宜加入的酸是______（填“稀盐酸”或“稀硫酸”）。用锌粉除铜、镉比用锌粒效果好原因是______，除铜反应的化学方程式为______。锌粉除铜、镉的试验结果如下图所示。增加锌粉用量，铜的去除率不变，镉的去除率上升的原因是______。 （4）工业上生产石墨烯的化学方程式为______。“1mm厚的石墨大约包含300万层石墨烯”，说明构成物质的微观粒子具有______的性质。 （5）科学家提出，给石墨烯“打上”许多特定大小的孔制成单层纳米孔二维薄膜，可进行海水淡化，其工作原理如下图所示。石墨烯海水淡化膜允许_____（填微观粒子名称）通过。 14. 燃料的使用推动了人类社会的发展。 I.燃料变迁过程：木柴（热值12 KJ/g）→煤（热值34 KJ/g）→天然气（热值55 KJ/g）。 （1）木柴的热值比煤_______（填“高”或“低”）。 （2）化石能源主要包括煤、______和天然气。 （3）用电火花引燃天然气，为燃料燃烧提供条件是_______。 （4）从“低碳行动”的目标分析，用天然气（CH4）替代煤（C）作燃料的理由是_____。 Ⅱ.研究和调控燃烧能提升化学反应的应用价值。 （5）将蜡烛置于空气中，测定从点燃到熄灭过程中气体体积分数的变化，结果如图。 为了探究蜡烛熄灭的原因，用空气占95%、CO2占5%的混合气体重做上述实验，观察到蜡烛_____（填“能”或“不能”）点燃，说明氧气浓度降低是蜡烛熄灭的原因。由实验可知为使煤充分燃烧，可采取的措施是_____。煤矿井下的空气中通常含有甲烷，不断鼓入新鲜空气是防止发生燃烧或爆炸的举措之一，其原理是_____。 Ⅲ.氢气是未来理想的能源。目前，由于氢气大量制取和储运成本高，在生产和生活中还未能广泛应用。 （6）2024年6月，我国首次实现利用海上风电电解海水制氢，该生产过程的能量转化为：风能→电能→_____，一定程度上降低了制氢成本。 （7）用单壁碳纳米管可储存氢气如图1，该过程中不变的微观粒子是_____。另一种储氢方式如图2，反应的化学方程式为_____。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025—2026学年度第一学期期末质量抽测 九年级化学 （本试卷共14道题，满分50分，化学和物理考试时间共150分钟） 考生注意：所有试题必须在答题卡指定区域内作答，在本试卷上作答无效。 可能用到的近似相对原子质量：H-1 C-12 Fe-56 第一部分 选择题（共10分） （本部分共10小题，每小题1分。每小题只有一个选项符合题意） 1. 从香蕉皮到荧光碳量子点(纳米级碳颗粒)的制取过程中，涉及化学变化的是 A. 切碎香蕉皮 B. 皮烘烤成炭 C. 炭研磨成粉 D. 炭粉加水搅拌 【答案】B 【解析】 【详解】A、切碎香蕉皮，仅改变形状和大小，未生成新物质，属于物理变化；不符合题意。 B、皮烘烤成炭，高温下香蕉皮中的纤维素等反应会生成碳（炭）和其他气体（如CO2），有新物质生成，属于化学变化；符合题意。 C、炭研磨成粉，仅将炭块破碎细小颗粒，未生成新物质，属于物理变化；不符合题意。 D、炭粉加水搅拌，炭与水混合未发生反应，未生成新物质，属于物理变化；不符合题意。 故选B。 2. 空气中的各种成分广泛应用于工农业生产、医疗和科研等领域，下列有关空气的说法正确的是 A. 干净的空气是纯净物 B. 氮气约占空气质量的78% C. 空气中含有氧气，因此空气可直接用于医疗急救 D. 空气中的稀有气体占比虽然很小，但用途广泛 【答案】D 【解析】 【详解】A、干净的空气仍然是氮气、氧气、稀有气体等多种成分组成的混合物，而非单一物质（纯净物），故选项说法错误； B、氮气约占空气体积的78%，而非质量。由于氮气密度小于氧气，质量占比实际低于体积占比，故选项说法错误； C、医疗急救需高浓度氧气，而空气中氧气仅占约21%，浓度不足，需提纯后使用，故选项说法错误； D、稀有气体在空气中占比约0.94%，但用途广泛（如霓虹灯、保护气等），符合题意，故选项说法正确； 故选：D。 3. 我国高速铁路的发展走在了世界前列。高铁列车依靠车顶的受电弓滑板与接触网持续摩擦获取电力，从而维持高速运行。石墨可用于制造受电弓滑板，下列石墨体现的性质属于化学性质的是 A. 滑腻感 B. 稳定性 C. 导电性 D. 熔点高 【答案】B 【解析】 【详解】A、滑腻感不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，该选项不符合题意； B、稳定性需要通过化学变化就能表现出来，属于化学性质，该选项符合题意； C、导电性不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，该选项不符合题意； D、熔点不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，该选项不符合题意。 故选B。 4. MnO2广泛应用于电极材料、磁性材料。MnO2中Mn元素的化合价为 A. 0 B. +2 C. +3 D. +4 【答案】D 【解析】 【详解】氧元素通常显-2价，设锰元素的化合价为x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：x+（-2）×2=0，x=+4。 故选D。 5. 下列实验操作正确的是 A. 取用固体试剂 B. 读取液体体积 C. 添加酒精 D. 闻气味 【答案】D 【解析】 【详解】A、取用块状或大颗粒状固体，试管横着，用镊子夹取固体（不能直接用手拿）放在试管口，缓缓竖起试管，使固体落入试管底部，选项错误； B、使用量筒读数时，视线与凹液面最低处保持水平，选项错误； C、禁止向燃着的酒精灯中添加酒精，以免失火，选项错误； D、闻气体的气味时，应用手在瓶口轻轻的扇动，使极少量的气体飘进鼻子中，不能将鼻子凑到集气瓶口去闻气体的气味，选项正确； 故选D。 6. 我国自主研制薄膜铌酸锂光子毫米波雷达芯片可用于智能驾驶。锂元素和铌元素在元素周期表中的信息如下图所示。下列有关说法不正确的是 A. 锂的原子序数是3 B. 两种元素都属于金属元素 C. 铌原子中含有41个质子 D. 两种元素原子的电子数相差85.97 【答案】D 【解析】 【详解】A、在元素周期表中，一格左上角的数字表示原子序数。锂元素周期表一格中左上角数字为3，所以锂的原子序数是3，该选项正确。 B、金属元素的名称一般带有 “钅” 字旁（汞除外 ），锂、铌元素名称都带有 “钅” 字旁，都属于金属元素，该选项正确。 C、在元素周期表中，一格左上角的数字表示原子序数，原子序数=质子数。铌元素周期表一格中左上角数字为41，即铌的原子序数为41，所以铌原子中含有41个质子，该选项正确。 D、在原子中，原子序数=质子数=核外电子数。锂原子序数为3，则锂原子电子数为3；铌原子序数为41，则铌原子电子数为41。两种元素原子的电子数相差41 - 3 = 38 。而6.94、92.91分别是锂、铌的相对原子质量，不是电子数差值，该选项错误。 故选D。 7. 下列化学反应属于分解反应的是 A. CH4+2O2CO2+2H2O B. 4Al+3O2=2Al2O3 C 2H2O22H2O+O2↑ D. C+2CuO2Cu+CO2↑ 【答案】C 【解析】 【详解】A、该反应不符合“一变多”的特点，不属于分解反应，故选项错误； B、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，故选项错误； C、该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，故选项正确； D、该反应不符合“一变多”的特点，不属于分解反应，故选项错误； 故选：C。 8. 我国科学家合成了全新分子——C6，开创了“表面合成极小尺寸分子碳”的新范式。下列有关C6的说法中，错误的是 A. 属于新型化合物 B. 每个分子由6个碳原子构成 C. 相对分子质量为72 D. 与O2反应生成碳的氧化物 【答案】A 【解析】 【详解】A、C6​是由碳元素一种元素组成的纯净物，属于单质，不是化合物，该说法错误； B、由化学式C6​可知，每个C6​分子由 6 个碳原子构成，该说法正确； C、C6​的相对分子质量为，该说法正确； D、碳单质具有可燃性，C6​能与O2​反应生成碳的氧化物（二氧化碳或一氧化碳），该说法正确。 故选A。 9. 下列关于碳和碳的氧化物说法错误的是 A. 利用活性炭的吸附性可以将硬水变成软水 B. CO极易与血液中的血红蛋白结合 C. 二氧化碳可用于灭火是利用其物理性质和化学性质 D. 金刚石与石墨物理性质不同的原因是它们的碳原子排列方式不同 【答案】A 【解析】 【详解】A.活性炭具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，不能除去水中可溶性钙镁化合物，不能降低水的硬度，故选项说法错误，符合题意； B.一氧化碳易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能再与氧气结合，造成生物体缺氧，严重时会危及生命，故选项说法正确，不符合题意； C.二氧化碳用于灭火，是因为二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧，密度比空气的密度大，既利用了二氧化碳的化学性质，又利用了二氧化碳的物理性质，故选项说法正确，不符合题意； D.金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，由于碳原子的排列方式不同，导致这两种物质物理性质差异很大，故选项说法正确，不符合题意； 故选：A。 10. 下列说法正确的是 A. 根据质量守恒定律，1L氢气和1L氧气反应能生成2L水 B. 铁丝在氧气中燃烧，生成四氧化三铁的质量等于参加反应的铁丝和氧气的质量之和 C. 只有固体、液体间的物质反应才遵守质量守恒定律，如果有气体参加反应就不遵守了 D. 铜在空气中加热质量增加，违背了质量守恒定律 【答案】B 【解析】 【详解】A、质量守恒定律反映的是物质发生化学变化时各物质的质量关系，而不是体积关系，故选项说法错误； B、由质量守恒定律可知，铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁的质量，等于参加反应的铁丝和氧气的质量之和，故选项说法正确； C、质量守恒定律是物质在发生化学变化中表现出来的一种规律，适用于化学变化；固体、液体、气体之间的化学反应，均遵守质量守恒定律，故选项说法错误； D、铜在空气中加热生成氧化铜，质量增加是因为铜与氧气结合，反应物（铜和氧气）的总质量等于生成物（氧化铜）的质量，符合质量守恒定律，故选项说法错误。 故选B。 第二部分 非选择题（本部分共4小题，共40分） 11. 水是宝贵的自然资源。从多角度认识水。 （1）从宏观和微观角度：宏观角度，水由_____组成的；微观角度，水由_____构成的。 （2）从变化的角度：图1是电解水的实验示意图，_____（选填“a”或“b”）管中生成的气体能使燃着的木条烧得更旺。正负极产生的气体体积比为_____。 （3）从应用的角度：水在实验室里的应用：图2是细铁丝在氧气中燃烧的实验示意图，实验中观察到水中有______色的固体生成，集气瓶中放少量水的目的是_____。图3是测定空气中氧气含量的实验示意图，在集气瓶内装少量水作用是_____，水面上方空间均分为5等份，若装置气密性良好，最终集气瓶内水面大约上升至刻度_____处。 （4）水在生产生活中的应用：某学校饮水处可以将自来水净化为饮用水，其处理步骤如下图所示。 图中超滤膜相当于实验室的_____操作，紫外线灯管照射的作用是_____。 【答案】（1） ①. 氢元素和氧元素 ②. 水分子 （2） ①. b ②. 1:2 （3） ①. 黑 ②. 防止高温熔融物溅落炸裂瓶底 ③. 吸收生成的五氧化二磷，防止污染空气，以及降温 ④. 1 （4） ①. 过滤 ②. 杀菌消毒 【解析】 【小问1详解】 从宏观角度分析，水是由氢元素和氧元素组成的； 从微观角度分析，水是由水分子构成的； 【小问2详解】 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a、b试管中产生的气体分别是氢气、氧气，氧气具有助燃性，故b管中生成的气体能使燃着的木条烧得更旺；正负极产生的气体体积比为1:2； 【小问3详解】 图2细铁丝在氧气中燃烧的实验中，观察到水中有黑色的固体生成，集气瓶中放少量水的目的是防止高温熔融物溅落炸裂瓶底； 图3是测定空气中氧气含量的实验示意图，红磷在氧气中燃烧生成有害的五氧化二磷，且该反应放热，因此在集气瓶内装少量水的作用是吸收生成的五氧化二磷，防止污染空气，以及降温；红磷燃烧消耗氧气，氧气约占空气总体积的，则反应结束冷却至室温后打开止水夹，观察到烧杯中的水倒吸入集气瓶中，最终集气瓶内水面大约上升至刻度1处； 【小问4详解】 超滤膜相当于实验室的过滤操作，紫外线灯管照射的作用是杀菌消毒。 12. 实验是化学研究的重要手段。 【实验一】制取氧气的实验探究。 （1）实验室用B装置制取氧气的化学方程式是_____，大试管口略朝下倾斜的原因是_____，用C装置收集氧气，是利用氧气_____的性质。 （2）D中制氧反应仓的装置原理与_____（填装置字母）装置的原理是一致，理由是_____。 （3）D是某制氧的工作示意图，反应仓中生成的氧气通过加湿仓后被人体吸入。下列说法正确的是_____。 A. 反应仓中的液体试剂可以是过氧化氢溶液 B. 加湿仓利用了氧气能溶于水的物理性质 C. 设计供氧器需要综合考虑便捷、安全、环保等因素 【实验二】实验室制取二氧化碳并进行性质的探究。 （4）实验室制取二氧化碳反应的化学方程式是_____。用B装置收集一瓶二氧化碳，验满的方法是_____。 （5）如图C，向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入适量水，振荡，取少许溶液于试管中，滴加几滴紫色石蕊溶液，观察到_____的现象，观察到此现象的原因用化学方程式表示为_____。 【答案】（1） ①. ②. 防止试管口的冷凝水回流使热的试管炸裂 ③. 密度比空气大 （2） ①. A ②. 都是固体和液体在常温下反应 （3）AC （4） ①. CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ ②. 将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则证明二氧化碳已集满 （5） ①. 紫色石蕊溶液变红 ②. H2O+CO2=H2CO3 【解析】 【小问1详解】 实验室用B装置制取氧气，则反应物的状态为固体，反应条件需要加热，且试管口有棉花，可知是用高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。大试管口略朝下倾斜是为了防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管。C装置是向上排空气法收集氧气，利用了氧气密度比空气大的性质。 【小问2详解】 D中制氧反应仓是反应物的状态为固体和液体在常温下反应的发生装置，A装置也是反应物的状态为固体和液体在常温下反应发生装置，所以D中制氧反应仓的装置原理与A装置的原理一致，理由是都是固体和液体在常温下反应。 【小问3详解】 A、D中制氧反应仓是反应物的状态为固体和液体在常温下反应的发生装置，液体试剂可以是过氧化氢溶液，过氧化氢溶液在二氧化锰固体的催化作用下分解产生氧气，故A选项符合题意； B、加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质，故B选项不符合题意； C、设计供氧器需要综合考虑便捷、安全、环保等因素，故C选项符合题意。 故选AC。 【小问4详解】 实验室用大理石（或石灰石）和稀盐酸反应制取二氧化碳，大理石或石灰石中的碳酸钙和稀盐酸中的氯化氢反应生成氯化钙、水和二氧化碳，该反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，用B装置（即向上排空气法）收集二氧化碳，验满方法是将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则证明二氧化碳已集满。 【小问5详解】 向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入适量水，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液变红，所以观察到溶液变红的现象，该反应的化学方程式为CO2+H2O=H2CO3。 【点睛】本题主要考查气体制取。制取气体的发生装置依据反应物的状态和反应条件确定；收集装置依据气体的密度和溶解性确定。 13. 阅读下列科普短文。 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。 铜、铁、锌、铝及其合金等是生活中常用的传统金属材料，这些金属在空气中与氧气、二氧化碳和水等物质作用，都会生锈，保护金属资源至关重要。锌的金属活动性比铁活泼，理应更容易锈蚀，但由于在锌的表面会生成一层致密的碱式碳酸锌，而不易进一步锈蚀。常用的白铁皮就是在薄钢板表面镀上一层锌，可以有效的防止钢铁生锈。 近年来，无机非金属材料的更新换代、合成材料的层出不穷、复合材料的异军突起，功能材料的出现，都在各行各业中起到了不可替代的作用。 复合材料一般由起黏结作用的基体和起增强作用的增强体构成。这类材料集中了组成材料的优点，具有更优异的综合性能。 纳米氧化锌是一种新型高功能材料。工业上利用锌浸出液（主要含ZnSO4、CuSO4和CdSO4等）通过水热法制备纳米氧化锌，主要流程示意图如下（已知金属活动性顺序为：Zn>Cd（镉）>Cu）： 石墨烯（C）是一种改变世界的神奇新材料。它的厚度只有0.335 nm，是目前为止最薄的单层二维纳米碳材料。工业上可采用甲烷（CH4）在高温和Cu-Pd催化下分解制取石墨烯，同时产生氢气。 科技的迅猛发展，产业升级步伐加快，对新材料技术提出了更高要求。结构功能一体化、功能材料智能化趋势明显，材料的低碳、绿色、可再生循环等环境友好特性倍受关注。 （1）图1是镀锌铁片截面的示意图。将一片镀层完整的镀锌铁片放入足量的稀盐酸中，生成气体的质量与反应时间的关系如图2所示。 Oa段是碱式碳酸锌与盐酸反应，化学方程式为Zn2(OH)2CO3+4HCl=2X+3H2O+CO2↑，其中X的化学式为______。根据提供的数据计算这片镀锌铁片中含铁_______g。 （2）航天员出舱活动时佩戴的反光镜采用光学级铝基碳化硅技术，铝基碳化硅是以铝合金为基体，碳化硅为增强材料制成的，它属于______材料。 （3）制备纳米氧化锌时，锌浸出液中需先加入一定量的酸，适宜加入的酸是______（填“稀盐酸”或“稀硫酸”）。用锌粉除铜、镉比用锌粒效果好原因是______，除铜反应的化学方程式为______。锌粉除铜、镉的试验结果如下图所示。增加锌粉用量，铜的去除率不变，镉的去除率上升的原因是______。 （4）工业上生产石墨烯的化学方程式为______。“1mm厚的石墨大约包含300万层石墨烯”，说明构成物质的微观粒子具有______的性质。 （5）科学家提出，给石墨烯“打上”许多特定大小的孔制成单层纳米孔二维薄膜，可进行海水淡化，其工作原理如下图所示。石墨烯海水淡化膜允许_____（填微观粒子名称）通过。 【答案】（1） ①. ②. 5.6 （2）复合 （3） ①. 稀硫酸 ②. 锌粉的接触面积更大，反应速率更快 ③. ④. 硫酸铜已除尽，增加的锌粉仅与硫酸镉反应 （4） ①. ②. 体积很小（或很小） （5）水分子 【解析】 【小问1详解】 根据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变，反应中，反应前含原子（2 个）、原子（5 个）、原子（6 个）、原子（1 个）、原子（4 个）；反应后已知物质含原子（6 个）、原子（5 个）、原子（1 个），因此X含原子（2 个）、原子（4 个），故X为； 图 2 中，Oa段是碱式碳酸锌与盐酸反应生成（质量）；ab段是锌与盐酸反应生成，部分应根据图2中bc段反应（铁与盐酸反应）生成氢气的质量为，设铁的质量为x，则 解得。 故填：；5.6。 【小问2详解】 铝基碳化硅以铝合金为基体、碳化硅为增强体，符合 “基体 + 增强体” 的复合材料定义，因此属于复合材料。 故填：复合。 【小问3详解】 锌浸出液主要含，为避免引入新杂质，应加入稀硫酸（若加稀盐酸会引入）； 锌粉的接触面积比锌粒大，反应速率更快； 锌的金属活动性强于铜，与反应，其反应的化学方程式为； 金属活动性，锌先与反应（铜先被除尽），因此增加锌粉用量时铜的去除率不变；而镉未完全除尽，增加锌粉可继续与反应，故镉的去除率上升。 故填：稀硫酸；锌粉的接触面积更大，反应速率更快；；硫酸铜已除尽，增加的锌粉仅与硫酸镉反应。 【小问4详解】 甲烷在高温、催化下分解生成石墨烯（）和氢气，其反应化学方程式为； “厚的石墨包含300万层石墨烯”，说明构成物质的微观粒子具有体积很小的性质。 故填：；体积很小（或很小）。 【小问5详解】 海水淡化需分离水分子与离子（如），因此石墨烯膜允许水分子通过 故填：水分子。 14. 燃料的使用推动了人类社会的发展。 I.燃料变迁过程：木柴（热值12 KJ/g）→煤（热值34 KJ/g）→天然气（热值55 KJ/g）。 （1）木柴的热值比煤_______（填“高”或“低”）。 （2）化石能源主要包括煤、______和天然气。 （3）用电火花引燃天然气，为燃料燃烧提供的条件是_______。 （4）从“低碳行动”的目标分析，用天然气（CH4）替代煤（C）作燃料的理由是_____。 Ⅱ.研究和调控燃烧能提升化学反应的应用价值。 （5）将蜡烛置于空气中，测定从点燃到熄灭过程中气体体积分数的变化，结果如图。 为了探究蜡烛熄灭的原因，用空气占95%、CO2占5%的混合气体重做上述实验，观察到蜡烛_____（填“能”或“不能”）点燃，说明氧气浓度降低是蜡烛熄灭的原因。由实验可知为使煤充分燃烧，可采取的措施是_____。煤矿井下的空气中通常含有甲烷，不断鼓入新鲜空气是防止发生燃烧或爆炸的举措之一，其原理是_____。 Ⅲ.氢气是未来理想的能源。目前，由于氢气大量制取和储运成本高，在生产和生活中还未能广泛应用。 （6）2024年6月，我国首次实现利用海上风电电解海水制氢，该生产过程的能量转化为：风能→电能→_____，一定程度上降低了制氢成本。 （7）用单壁碳纳米管可储存氢气如图1，该过程中不变的微观粒子是_____。另一种储氢方式如图2，反应的化学方程式为_____。 【答案】（1）低 （2）石油 （3）使温度达到燃料的着火点 （4）要得到同样的热量，需要消耗的煤更多，产生的二氧化碳更多 （5） ①. 能 ②. 提供充足的氧气 ③. 降低甲烷在空气中的浓度 （6）化学能 （7） ①. 碳原子和氢原子 ②. 【解析】 小问1详解】 由题干信息可知，木柴热值12KJ/g，煤热值34KJ/g，则木柴的热值比煤低； 【小问2详解】 化石能源主要包括煤、石油和天然气； 【小问3详解】 用电火花引燃天然气，为燃料燃烧提供的条件是使温度达到燃料的着火点； 【小问4详解】 由题干信息可知，煤热值34KJ/g，天然气热值55KJ/g，从“低碳行动”的目标分析，用天然气替代煤作燃料的理由是：要得到同样的热量，需要消耗的煤更多，产生的二氧化碳更多； 【小问5详解】 由图可知，蜡烛熄灭时体积分数约为16%，体积分数小于2%，用空气占95%、占5%的混合气体重做上述实验，观察到蜡烛能点燃，说明氧气浓度降低是蜡烛熄灭的原因； 由实验可知为使煤充分燃烧，可采取的措施是提供充足的氧气； 煤矿井下的空气中通常含有甲烷，不断鼓入新鲜空气是防止发生燃烧或爆炸的举措之一，其原理是降低甲烷在空气中的浓度，使甲烷燃烧无法达到所需的条件； 【小问6详解】 利用海上风电电解海水制氢，该生产过程的能量转化为：风能→电能→化学能； 【小问7详解】 由图1可知，用单壁碳纳米管储存氢气的过程中氢分子分成了氢原子，而碳原子和氢原子没有发生改变； 由图2可知，该反应为氢气与反应生成，化学方程式为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $