2026年重点高中自主招生(理科实验班)提前预录考试化学模拟试题
2026-01-12
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内容正文:
2026年自主招生(理科实验班)
提前预录考试化学模拟试题 03卷
班级___________姓名___________学号____________分数____________
(考试时间:70分钟 试卷满分:70分)
本卷可能用到的相对原子质量:
H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 Zn-65 Ca-40 Fe-56 Cu-64 Ag-108 K-39 Ba-137
一、不定项选择题(每题有一个或两个选项符合要求,每题2分,漏选得1分,错选不得分,共30分)
1.“一切推理都必须从观察和实践中得来”。以下推理正确的是
A. 在同一化合物中金属元素显正价,因此该化合物中非金属元素一定显负价
B. 同种元素的粒子质子数相同,所以具有相同质子数的粒子一定属于同一种元素
C. 合金是混合物,则合金中一定含有两种或两种以上金属
D. 原子得到电子形成带负电的阴离子,但带负电的微粒不一定是阴离子
2.1869年,俄国化学家门捷列夫排列出第一张元素周期表,成为科学家探索未知世界的有力工具。图1是元素周期表的一部分,空白部分被墨水沾黑,图2是钙原子的结构示意图。若用R表示空白部分的元素,则关于R的下列说法不正确的是
A.在化学变化中易失去电子变成R2-
B.属于金属元素,位于元素周期表第五周期
C.其原子核内共有38个质子
D.其原子的真实质量为碳12原子真实质量的87.62倍
3.t℃时,将一定量KNO3的不饱和溶液平均分为三份,分别恒温蒸发出水的质量为5g、10g、15g,析出KNO3晶体的质量依次为a g、b g、c g,则a、b、c三者的关系为
A. c═a+b B. c═2b﹣a C. c═a+2b D. c═2a﹣b
4.
已知复分解反应可进行。常温下,测得相同浓度
的下列五种溶液的pH:
溶质
NaHCO3
CH3COONa
NaClO
NaCN
Na2CO3
pH
8.6
88
10.3
11.1
11.6
复分解反应规律之一:碱性较强的物质可以生成碱性较弱的物质。依照该规律和上表中数据,请你判断下列反应不能发生的是
A
B.
C.
D.
5.科学家发现在特殊条件下水能表现出有趣的结构和性质.例如,在一定条件下给水施加弱电场,能使水在常温常压下结成冰(俗称“热冰”,结构见图).下列说法正确的是( )
A. 在弱电场下,水分子的排列从无序转变为有序
B. 水结成“热冰”的过程中原子个数发生变化
C. 上述变化过程中分子之间的间隔没有发生变化
D. 利用该性质,人们可能在常温常压下建成溜冰场
6.已知氧化还原反应中存在如下关系:强氧化剂+强还原剂→弱还原剂+弱氧化剂,现有下列三个能反应的式子:2W-+X2→2X-+W2;2Y-+W2→2W-+Y2;2X-+Z2→2Z-+X2
以上反应均在同温、同压、同浓度下进行,正确的结论是
A. 氧化性是:Y2>X2 B. 还原性是:Y->Z-
C. 2Z-+Y2→2Y-+Z2的反应能够进行 D. 在X-、Y-、W-、Z-中X-的还原性最强
7. 向一定质量的、和的混合溶液中加入一定量的Zn粉,过滤后,向滤渣中再加入一定质量的稀硫酸,反应图象如图所示,下列说法正确的是
A. M的值为28.0 B. b点溶液中的溶质有三种
C. 从b点到c点的质量增加 D. d点含有的固体只有Cu和Ag
8. 尿素是人类合成的第一种有机化合物,开辟了有机化学的新篇章。它是一种优良的氮肥,还是一种优良的护肤保湿品。工业上在加温加压条件下,用NH3和CO2制备尿素(R),化学方程式为,下列有关说法正确的是
A. 尿素中一定含有C、N、O、H四种元素
B. 尿素的化学式为CH2NO
C. 上述反应可能是解决温室效应的有效途径
D. 该化学反应基本反应类型是化合反应
9. 全球首套1000吨/年二氧化碳加氢制汽油中试装置在我国山东开车成功。该项目对减少温室气体排放,实现碳中和具有重大的意义。下图是二氧化碳加氢制汽油的Ⅰ、Ⅱ、Ⅱ三个反应环节的转化示意图(a、b是两种起始反应物分子,c、d是汽油中所含物质分子)。
下列说法正确的是
A. c、d是同一种物质 B. d的相对分子质量是106
C. 环节I的另一种产物是H2O D. 环节Ⅲ实现了无机物向有机物的转化
10.某无色溶液X(密度与水近似)含有、、、、、、中的几种,向 该溶液中加入足量溶液,生成白色沉淀;另取溶液X,逐滴滴加4%的溶液(密度与水近似),生成沉淀的质量与加入氢氧化钠的体积关系如图。下列说法正确的是
A. 溶液X中一定含有、、、
B. 溶液X中一定不含有、、
C.
D. 通过计算无法得出的质量分数
11.探究胆矾热分解过程,固体残留率(×100%)随温度变化如图所示。下列说法错误的是
A. 胆矾属于混合物
B. 实验中将胆矾放置坩埚中进行加热分解
C. 110℃时,固体的化学式为
D. 260℃~650℃过程中,发生反应的化学方程式为
12.Fe(OH)2固体放置在空气中易与氧气反应变质而发生颜色变化。某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2(已知Fe(OH)2不溶于水,为白色沉淀),下列分析正确的是
A. X可以是稀硫酸或稀盐酸
B. 实验开始时应先关闭a、打开b,再向烧瓶中加入X
C. 反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D. 反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞,则Fe(OH)2可较长时间存在
13.过氧化钙常用作杀菌剂、供氧剂,相关性质如下:
①; ②; 向14.4g固体中通入一定量的,充分反应后,得到固体R质量为17.2g;在固体R中加入200g稀盐酸,恰好完全反应,下列说法不正确的是( )
A. 固体R为纯净物
B. 固体R中含8.0g钙元素
C. 所加稀盐酸溶质的质量分数为14.6%
D. 反应中共产生氧气的质量为3.2g
14.向盛有和混合溶液中逐滴加入溶液至过量,下列4个图像能正确反应烧杯内的某些物理量变化趋势的是
A. ①③ B. ②④ C. ①②④ D. ①②③
15.某化学兴趣小组为研究氢氧化钠、氢氧化钙两种溶液的化学性质,进行如下实验,四支试管内的物质在烧杯G中混合,充分反应后得到无色溶液。下列说法不正确的是
A. 六支试管中的溶液有两份是无色的
B. 烧杯G中一定含有NaCl、CaCl2和KCl
C. 烧杯G中含有的溶质最多有三种
D. 取少量试管B中溶液,滴加少量硝酸银溶液和稀硝酸,发现产生白色沉淀,则证明试管B中稀盐酸过量
二、非选择题填空题(本题共 6小题,每空一分,共 40分)
16.(8分)金属的冶炼和利用,促进了人类的发展。
(1)明代科学著作《天工开物》记载了中国劳动人民的科技成就。
①生铁和钢是铁的两种合金,对生铁炼钢的描述有:“凡钢铁炼法,取生铁……火力到时生铁先化,……取出加锤,炼成则钢。”写出反应的化学方程式为_____。说明钢的熔点_____(填“<”或“>”)生铁的熔点。
②“烧铁器淬于胆矾水中,即成铜色也”,其中涉及的化学反应方程式为_____。
③取盐井水“入于釜中煎炼顷刻结盐”。煎炼时利用铁釜的_____性。
(2)铁器表面通过化学方法可形成致密的保护膜,其组成可用表示。故宫博物院对出土铁器保护的过程如下:
①检测锈蚀产物。铁锈蚀的产物主要是,还有一些其他物质,如、等,说明铁器在含有_____和盐等的环境中容易被腐蚀。
②化学修复出土铁器可通过脱氯、还原,形成保护层来实现,原理如下:。脱氯过程发生反应的化学方程式为_____,还原时铁元素的化合价会_____(选填“升高”、“降低”或“不变”)。
(3)胶州湾大桥建设中使用了大量钢材、塑料和碳纤维材料,上述材料中不涉及的是_____(填序号)。
A. 金属材料 B. 无机非金属 C. 合成材料 D. 复合材料
17.(7分)二氧化碳捕集和资源化利用是碳中和领域研究热点。
碳捕集:捕捉烟气CO2,将其再释出可实现资源化利用,相关物质转化如下:
(1)“颗粒反应室”中反应的化学方程式为 。
(2)上述流程中可循环使用的物质有 (填化学式)。
碳的资源化利用 中国科学家已实现由CO2到淀粉的全人工合成,主要过程如下:
(3)检验淀粉的常用试剂是 (填名称)。
(4)绿色植物实现CO2到葡萄糖的转化过程称为 。
(5)阶段I反应的微观过程如图1所示。写出甲醇的化学式: 。
(6)阶段Ⅱ的物质转化如图2所示。反应a中四种物质的化学计量数均为1。
①推测分子中氢原子数目:甲醇 甲醛(填“>”、“<”或“=”)。
②为使甲醇持续转化为甲醛,反应b需补充H2O2.理论上需补充的H2O2与反应a中生成的H2O2的分子个数比≥ 。
18.(7分)在A、B、C、D、E五种元素原子的核电荷数均小于18,且依次增大。AD可按原子个数比为或2:1形成X、Y两种常见化合物,常温下为液态,B、D可按原子个数比为或形成M、N两种常见化合物,常温下为气态,E、D可按原子个数比为或形成Q、R两种化合物,Y能分别与Q、R发生化合反应得到两种产物的水溶液常温时pH都小于7.
(1)写出有关物质的化学式,X为___________,M为___________。
(2)X生成Y化学方程式为___________。
(3)Y与R发生化合反应的化学方程式为___________。
(4)当两微粒的原子个数相等、核外电子数之和也相等时,可互称为等电子体。如:与与互为等电子体,写出与互为等电子体的一种微粒的化学式___________。
(5)某些常见物质可用来合成新材料,如利用高温高压法使石墨转变为人造金刚石。科学家认为B、C元素可形成一种比金刚石更硬的化合物,后来人们在实验室成功合成了含有这些元素的化合物(制作晶体薄膜材料),这种化合物的化学式是___________;试推测合成这种化合物所需的条件是___________。
19.(4分)在生活生产中,合锰物质的应用较为广泛。取12.27g硫酸锰铵晶体[(NH4)2SO4•MnSO4•7H2O],用如图1装置进行酸锰铵晶体的热分解实验。
[查阅资料]371℃时,[(NH4)2SO4•MnSO4•7H2O] (相对分子质量409)完全失去结晶水。剩余物质在850℃完全分解为锰的某氧化物、NH3、H2O、SO2、SO3。
(1)加热前后及过程中均通入N2,停止加热后继续通的目的是防倒吸和__ ____。
温度/℃
室温
371
850
B装置/g
200.00
203.78
20896
C装置/g
200.00
200.00
201.02
(2)控制不同的温度对A中固体加热,测得装置B和C中质量变化如表,剩余固体质量随温度变化如图2所示。
①图中m1的值为______,m2的值为 。
②F点对应固体的化学式 。
20.(6分)2025年1月,青岛市人民政府再次倡导春节期间禁止燃放烟花爆竹,提倡“绿色”过年。某化学项目小组的同学针对烟花展开了如下探究:
(1)探究一:了解烟花颜色的原理
【查阅资料】烟花是在火药(主要成分为硫磺、炭粉、硝酸钾等)中按一定配比加入镁、铝、锑等金属粉末和锶、钡、钠等金属化合物制成的。由于不同的金属和金属离子在燃烧时会呈现出不同的颜色,所以烟花在空中爆炸时,便会放出五彩缤纷的火花。
所含金属元素
钠
钾
钙
铜
钡
呈现颜色
黄
浅紫
砖红
绿
黄绿
【交流讨论】
若在烟花燃放时呈现_______色的火焰,则可能是加入了硝酸铜。
(2)探究二:探究燃放烟花爆竹对空气的污染
【提出问题】烟花爆竹燃烧后生成了哪些气体?
【查阅资料】
①烟花爆竹的主要成分黑火药中含木炭粉、硝酸钾、硫磺,有的还含氯酸钾。
②SO2不但能使澄清石灰水变浑浊,而且能使紫红色的酸性高锰酸钾溶液和品红溶液褪色,酸性高锰酸钾溶液常用于吸收SO2。
【作出猜想】小明猜想是__ _____;小红猜想是SO2;小玥猜想是SO2和CO2。
【实验探究】
兴趣小组的同学设计了如上图所示的装置(假设实验中每步反应均完全进行并对实验现象和结论进行下列推测:
实验现象
实验结论
推测①
装置A、B中溶液不褪色,装置C中澄清石灰水变浑浊
小明猜想正确
推测②
小红猜想正确
推测③
小玥猜想正确
【反思评价】
A、C装置的顺序能否交换并说明理由 。
【知识拓展】
我们将有元素化合价发生变化的反应叫做氧化还原反应,反应中化合价升高的物质叫做还原剂,化合价降低的物质叫氧化剂。黑火药爆炸就是发生了氧化还原反应,其反应方程式为:S+3C+2KNO3K2S+3CO2↑+N2↑。则在该反应中的氧化剂是_ (填化学式)。
21.(8分)碱式碳酸镁密度小,是橡胶制品的优良填料。其组成一般以xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O表示。300℃碱式碳酸镁分解反应方程式为:xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O (x+y)MgO+CO2↑+(y+z)H2O。
【探究一】定性分析碱式碳酸镁
(1)用甲、乙、丙三套装置组合后检验碱式碳酸镁分解的生成物中有水和二氧化碳,仪器的接口顺序为a-_ _-_ _-_ _(填小写字母);其中甲装置试管口略向下倾斜的原因__ _____。
【探究二】碱式碳酸镁的制备
碱式碳酸镁几乎不溶于水,但在水中引起轻微的碱性反应。不溶于乙醇,常温下不会分解。生产工艺流程如下图:
回答下列问题:
(2)生石灰是以石灰石与焦炭混合煅烧生成,在焙烧过程中焦炭的作用是_ ______。
(3)氢氧化镁浆液与CO3反应的化学方程式为___ ____。
(4)碱式碳酸镁用乙醇洗涤的目的是__ _____。
【探究三】定量测定碱式碳酸镁的组成
探究小组利用上图测定xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O组成。实验步骤:
步骤1:检查装置的气密性,将过滤、洗涤并干燥过的样品置于硬质玻璃管中。
步骤2:打开活塞K,鼓入空气,一段时间后关闭,称量相关装置的质量。
步骤3:加热装置B直至装置C中无气泡产生。
步骤4:_______(请补充该步操作内容)。
步骤5:称量相关装置的质量。某同学在实验过程中采集了如下数据:
A.反应前玻璃管的质量100.0g
B.反应后玻璃管与残留固体总质量120.0g
C.装置C实验后增重9.0g
D.装置D实验后增重17.6g
回答下列问题:
(5)步骤4:___ ____。
(6)装置A中碱石灰的作用___ ____。
(7)请正确选择实验测定的相关数据,求出碱式碳酸镁(xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O)中x:y:z=____ ___。
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2026年自主招生(理科实验班)
提前预录考试化学模拟试题 03卷
班级___________姓名___________学号____________分数____________
(考试时间:70分钟 试卷满分:70分)
本卷可能用到的相对原子质量:
H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 Zn-65 Ca-40 Fe-56 Cu-64 Ag-108 K-39 Ba-137
一、不定项选择题(每题有一个或两个选项符合要求,每题2分,漏选得1分,错选不得分,共30分)
1.“一切推理都必须从观察和实践中得来”。以下推理正确的是
A. 在同一化合物中金属元素显正价,因此该化合物中非金属元素一定显负价
B. 同种元素的粒子质子数相同,所以具有相同质子数的粒子一定属于同一种元素
C. 合金是混合物,则合金中一定含有两种或两种以上金属
D. 原子得到电子形成带负电的阴离子,但带负电的微粒不一定是阴离子
【答案】D
【解析】
A、在同一化合物中金属元素显正价,但该化合物中非金属元素不一定显负价,如硫酸铜中硫元素显+6价,故选项推理错误;
B、同种元素的粒子质子数相同,但具有相同质子数的粒子不一定属于同一种元素,如水分子和氖原子,故选项推理错误;
C、合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质,合金是混合物,但合金中不一定含有两种或两种以上金属,也可能只含有一种金属,故选项推理错误;
D、原子得到电子形成带负电的阴离子,但带负电的微粒不一定是阴离子,也可能是电子等,故选项推理正确;
故选:D。
2.1869年,俄国化学家门捷列夫排列出第一张元素周期表,成为科学家探索未知世界的有力工具。图1是元素周期表的一部分,空白部分被墨水沾黑,图2是钙原子的结构示意图。若用R表示空白部分的元素,则关于R的下列说法不正确的是
A.在化学变化中易失去电子变成R2-
B.属于金属元素,位于元素周期表第五周期
C.其原子核内共有38个质子
D.其原子的真实质量为碳12原子真实质量的87.62倍
【答案】AD
【解析】元素周期表可以获得的信息:左上角的数字表示原子序数;字母表示该元素的元素符号;中间的汉字表示元素名称;汉字下面的数字表示相对原子质量。
A、R和钙原子位于同一族,元素原子最外层电子数相同,均为2,小于4,故在化学变化中易失去2个电子,带2个单位正电荷,变成R2+,错误;
B、R和钙原子位于同一族,且在钙所在周期的下一周期,故位于元素周期表第五周期;由A分析可知,R元素原子最外层电子数为2,小于4,属于金属元素,正确;
C、R和钙原子位于同一族,且在钙所在周期的下一周期,其原子核内共有20+18=38个质子,正确;
D、R的相对原子质量为87.62,根据相对原子质量的定义,其原子的真实质量为碳12原子真实质量的十二分之一的87.62倍,错误。
故选A、D。
3.t℃时,将一定量KNO3的不饱和溶液平均分为三份,分别恒温蒸发出水的质量为5g、10g、15g,析出KNO3晶体的质量依次为a g、b g、c g,则a、b、c三者的关系为
A. c═a+b B. c═2b﹣a C. c═a+2b D. c═2a﹣b
【答案】B
【解析】
第一份溶液蒸发溶剂5g,析出ag晶体后,得到饱和溶液,设为A;
第二份溶液析出晶体的过程可以分解为第一步:先蒸发溶剂5g,析出ag晶体,得到A(同于甲的析晶过程);
第二步:对饱和溶液A继续处理,再蒸发溶剂5g,再析出晶体(b﹣a)g,仍得到饱和溶液,设为B;由此可知此温度下该物质饱和溶液中溶质与溶剂的比为;
第三份溶液析出晶体的过程可以分解为第一步:先蒸发溶剂10g,析出bg晶体,得到B(同于乙的析晶过程);第二步:对饱和溶液B继续处理,再蒸发溶剂5g,再析出晶体(c﹣b)g,仍得到饱和溶液;
由此可知此温度下该物质饱和溶液中溶质与溶剂的比为;
因为一定温度下饱和溶液中溶质与溶剂的比为一定值,则有=则c=2b﹣a,(或利用10g水中所含溶质的量作为相等关系得:c﹣a=2(b﹣a),整理可得c=2b﹣a。
故选B。
4.
已知复分解反应可进行。常温下,测得相同浓度
的下列五种溶液的pH:
溶质
NaHCO3
CH3COONa
NaClO
NaCN
Na2CO3
pH
8.6
88
10.3
11.1
11.6
复分解反应规律之一:碱性较强的物质可以生成碱性较弱的物质。依照该规律和上表中数据,请你判断下列反应不能发生的是
A
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
A、由表可知NaClO溶液的pH(10.3)>NaHCO3溶液的pH(8.6),碱性较强的物质可以生成碱性较弱的物质,反应成立,不符合题意;
B、由表可知NaClO溶液的pH(10.3)>CH3COONa溶液的pH(8.8),碱性较强的物质可以生成碱性较弱的物质,反应成立,不符合题意;
C、由表可知NaClO溶液的pH(10.3)>Na2CO3溶液的pH(11.6),碱性较弱的物质不可以生成碱性较强的物质,反应不成立,符合题意;
D、由表可知NaCN溶液的pH(11.1)>CH3COONa溶液的pH=(8.8),碱性较强的物质可以生成碱性较弱的物质,反应成立,不符合题意。
故选C。
5.科学家发现在特殊条件下水能表现出有趣的结构和性质.例如,在一定条件下给水施加弱电场,能使水在常温常压下结成冰(俗称“热冰”,结构见图).下列说法正确的是( )
A. 在弱电场下,水分子的排列从无序转变为有序
B. 水结成“热冰”的过程中原子个数发生变化
C. 上述变化过程中分子之间的间隔没有发生变化
D. 利用该性质,人们可能在常温常压下建成溜冰场
【答案】AD
【解析】根据“在一定条件下给水施加弱电场,能使水在常温常压下结成冰”知,水是由液态变成了固态,水分子本身没有变化,分子之间的间隔发生了变化,水分子的排列从无序转变为有序,属于物理变化,利用该性质,人们可以在常温常压下建成溜冰场.
“由热冰”现象,即水由液态变为固态,可知:
A、固态的水:水分子有序的排列,分子都在固定的位置上震动。所以在弱电场下,水分子的排列从无序转变为有序,故该选项正确;
B、水结成“热冰”的过程中,即由液态变成固态的过程中,水分子的数目和大小不会变化,属于物理过程,所以在此过程中的原子的个数不会发生变化,故该选项错误;
C、水结成“热冰”的过程中,即由液态变成固态的过程中,水分子的数目和大小不会变化,但是,水分子间的距离发生了变化,故该选项错误;
D、由题意:一定条件下给水施加一个弱电场,常常压下水结成冰,俗称“热冰”,所以在常温常压下可建成溜冰场,故该选项正确。
故选AD。
【点评】解答本题的关键是水由液态变为固态,在这一变化过程中分子本身不变,变化的是分子之间的间隔或距离.还需要结合固体、液体分子运动的特点考虑.
6.已知氧化还原反应中存在如下关系:强氧化剂+强还原剂→弱还原剂+弱氧化剂,现有下列三个能反应的式子:2W-+X2→2X-+W2;2Y-+W2→2W-+Y2;2X-+Z2→2Z-+X2
以上反应均在同温、同压、同浓度下进行,正确的结论是
A. 氧化性是:Y2>X2 B. 还原性是:Y->Z-
C. 2Z-+Y2→2Y-+Z2的反应能够进行 D. 在X-、Y-、W-、Z-中X-的还原性最强
【答案】B
【解析】
A、由2W-+X2→2X-+W2;可知氧化性X2>W2;由2Y-+W2→2W-+Y2可知氧化性W2>Y2;所以氧化性:Y2<X2,故选项错误;
B、由2W-+X2→2X-+W2;可知还原性W->X-;由2Y-+W2→2W-+Y2;可知还原性Y->W-;由2X-+Z2→2Z-+X2可知还原性X->Z-,所以还原性Y->Z-,故选项正确;
C、由2W-+X2→2X-+W2;可知还原性W->X-;由2Y-+W2→2W-+Y2;可知还原性Y->W-;由2X-+Z2→2Z-+X2可知还原性X->Z-,所以还原性Y->Z-,所以2Z-+Y2→2Y-+Z2的反应不能够进行,故选项错误;
D、由2W-+X2→2X-+W2;可知还原性W->X-;由2Y-+W2→2W-+Y2;可知还原性Y->W-;由2X-+Z2→2Z-+X2可知还原性X->Z-,所以还原性顺序是:Y->W->X->Z-,还原性最强的是Y-,故选项错误。
故选:B。
7. 向一定质量的、和的混合溶液中加入一定量的Zn粉,过滤后,向滤渣中再加入一定质量的稀硫酸,反应图象如图所示,下列说法正确的是
A. M的值为28.0 B. b点溶液中的溶质有三种
C. 从b点到c点的质量增加 D. d点含有的固体只有Cu和Ag
【答案】AD
【解析】
分析图象可知,0-a线段代表的是锌与硝酸银反应置换出银单质,a-b线段代表的是锌与硝酸铜反应置换出铜单质,b-c线段代表加入过量锌的质量,d点所在的线段代表之后锌和酸反应生成氢气。
A、由图象可知,和硝酸铜反应的锌的质量为13g-6.5g=6.5g, 设生成铜的质量为x,
21.6g+6.4g=28.0g
所以M的值是28.0,符合题意;
B、b点表示硝酸铜与锌完全反应,溶液的溶质没有Cu(NO3)2,只有Zn(NO3)2,不符合题意;
C、从b点到c点是过量的锌加入溶液中,只有锌的质量增加,硝酸锌的质量没有增加,不符合题意;
D、d点表示固体混合物中的锌已反应完,所以固体混合物中只含有Cu和Ag,符合题意;
故选AD。
8. 尿素是人类合成的第一种有机化合物,开辟了有机化学的新篇章。它是一种优良的氮肥,还是一种优良的护肤保湿品。工业上在加温加压条件下,用NH3和CO2制备尿素(R),化学方程式为,下列有关说法正确的是
A. 尿素中一定含有C、N、O、H四种元素
B. 尿素的化学式为CH2NO
C. 上述反应可能是解决温室效应的有效途径
D. 该化学反应基本反应类型是化合反应
【答案】AC
【解析】
【详解】A、由NH3和CO2制备尿素的化学方程式可知,方程式左边有2个氮原子,6个氢原子,1个碳原子,2个氧原子,方程式右边除R外只有2个氢原子,1个氧原子,根据质量守恒定律,R中含有1个碳原子,1个氧原子,2个氮原子,4个氢原子,故尿素中含有C、N、O、H四种元素,A正确;
B、根据A中分析,1 个尿素分子中含有1个碳原子,1个氧原子,2个氮原子,4个氢原子,化学式为CH4N2O,故B错误;
C、题中化学反应能够把二氧化碳转化为尿素,故可能是解决温室效应的重要途径,C正确;
D、题中化学反应是两种反应物生成两种生成物,不符合化合反应多变一的特点,D错误。
故选AC。
9. 全球首套1000吨/年二氧化碳加氢制汽油中试装置在我国山东开车成功。该项目对减少温室气体排放,实现碳中和具有重大的意义。下图是二氧化碳加氢制汽油的Ⅰ、Ⅱ、Ⅱ三个反应环节的转化示意图(a、b是两种起始反应物分子,c、d是汽油中所含物质分子)。
下列说法正确的是
A. c、d是同一种物质 B. d的相对分子质量是106
C. 环节I的另一种产物是H2O D. 环节Ⅲ实现了无机物向有机物的转化
【答案】BC
【解析】
A、c、d的结构不同,不是同种物质。错误。
B、d的化学式可写为C8H10,相对分子质量为12×8+1×10=106,正确。
C、化学反应前后原子种类和数目不变,所以另一种产物的分子中含有氢原子,二氧化碳中和一氧化碳中碳、氧原子比不同,每个二氧化碳分子转化为一氧化碳分子需要失去1个氧原子,所以另一种产物的分子中含有氧原子,所以环节I的另一种产物是H2O,正确。
D、环节Ⅲ是将(CH2)n转化为汽油,是将有机物转化为有机物,错误。
故选BC。
10.某无色溶液X(密度与水近似)含有、、、、、、中的几种,向 该溶液中加入足量溶液,生成白色沉淀;另取溶液X,逐滴滴加4%的溶液(密度与水近似),生成沉淀的质量与加入氢氧化钠的体积关系如图。下列说法正确的是
A. 溶液X中一定含有、、、
B. 溶液X中一定不含有、、
C.
D. 通过计算无法得出的质量分数
【答案】AC
【解析】溶液为无色,所以一定不含Cu2+(在溶液中显蓝色);取100mL溶液X,逐滴滴加4%的NaOH溶液,从图像可知,开始没有沉淀生成,说明溶液中含有H+,H+先与NaOH反应,消耗20mLNaOH溶液;之后沉淀逐渐增加,说明含有Mg2+,Mg2+与NaOH反应生成Mg(OH)2沉淀,沉淀达到最大值后不再变化,说明Mg2+完全沉淀;向100mL该溶液中加入足量BaCl2溶液,生成4.66g白色沉淀,该沉淀可能是BaSO4或BaCO3,但由于溶液中存在H+,H+与碳酸根离子不能共存,所以沉淀只能是BaSO4,由此可知溶液中一定含有硫酸根离子,其物质的量为,根据Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓可知,消耗NaOH溶液的体积为60mL-20mL=40mL,c(NaOH)=(1000×1g/mL×4%)÷40g/mol=1mol/L;n(H+)=n(OH-)=0.02×1mol/L=0.02mol;与镁离子反应的氢氧化钠的n(NaOH)=0.04×1mol/L=0.04mol;则n(Mg2+) = n(OH-)=0.02mol;由于溶液呈电中性,所以溶液中一定含有Cl-、但无法确定是否含有K+。 综合以上分析可知,溶液中一定含有镁离子、氯离子、氢离子和硫酸根离子,一定不含铜离子和碳酸根离子,钾离子不能确定。
【详解】A、结合以上分析可知,溶液中一定含有H+、Cl-、Mg2+、,故A正确;
B、结合以上分析可知,溶液中一定不含有Cu2+、,但无法确定是否含有K+,故B错误;
C、结合以上分析可知,n(Mg2+) =0.02mol,则生成Mg(OH)2沉淀的质量m[Mg(OH)2]= 0.02mol×58g/mol = 1.16g,即m1=1.16,故C正确;
D、根据加入BaCl2溶液生成沉淀的质量可计算出硫酸根离子的物质的量,根据NaOH溶液的浓度及消耗体积可计算出H+和Mg2+的物质的量,再根据溶液呈电中性可计算出Cl-的物质的量,进而可以计算出HCl的质量分数,故D错误;
故选:AC。
11.探究胆矾热分解过程,固体残留率(×100%)随温度变化如图所示。下列说法错误的是
A. 胆矾属于混合物
B. 实验中将胆矾放置坩埚中进行加热分解
C. 110℃时,固体的化学式为
D. 260℃~650℃过程中,发生反应的化学方程式为
【答案】AC
【解析】
A、混合物是由两种或多种物质混合而成的物质,胆矾(CuSO4.5H2O)有固定的组成和化学式,属于纯净物,不是混合物,故选项错误;
B.坩埚是用于加热固体的常用仪器,能耐高温,胆矾加热分解时需要在坩埚中进行,以保证受热均匀和安全,故选项正确;
C.胆矾(CuSO4.5H2O)中结晶水的质量分数为:,设110℃时固体化学式为CuSO4.xH2O,则 ,解得x=3,所以110℃时固体化学式为CuSO4.3H2O,故选项错误;
D.260℃时固体残留率为71.2% ,设此时固体化学式为CuSO4.yH2O,则,解得y=1,此时固体为 CuSO4.H2O,650°C时固体残留率为64.0%,此时固体为CuSO4(因为 ),所以260°℃-650°℃过程中,发生反应的化学方程式为:,故选项正确。
故选:AC。
12.Fe(OH)2固体放置在空气中易与氧气反应变质而发生颜色变化。某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2(已知Fe(OH)2不溶于水,为白色沉淀),下列分析正确的是
A. X可以是稀硫酸或稀盐酸
B. 实验开始时应先关闭a、打开b,再向烧瓶中加入X
C. 反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D. 反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞,则Fe(OH)2可较长时间存在
【答案】AD
【解析】
A、X可以是稀硫酸或稀盐酸,是因为铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,该选项正确;
B、实验开始时应先打开a、b,再向烧瓶中加入X,便于液体流下,该选项不正确;
C、反应一段时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀,是因为反应生成氢气,把氯化亚铁或硫酸亚铁压入锥形瓶中,与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀,该选项不正确;
D、反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞,则Fe(OH)2可较长时间存在,是因为氢氧化亚铁与氧气隔绝,该选项正确。 故选:AD。
13.过氧化钙常用作杀菌剂、供氧剂,相关性质如下:
①; ②; 向14.4g固体中通入一定量的,充分反应后,得到固体R质量为17.2g;在固体R中加入200g稀盐酸,恰好完全反应,下列说法不正确的是( )
A. 固体R为纯净物
B. 固体R中含8.0g钙元素
C. 所加稀盐酸溶质的质量分数为14.6%
D. 反应中共产生氧气的质量为3.2g
【答案】AC
【解析】
A、向14.4 gCaO2固体中通入一定量的CO2,充分反应后,得到固体R质量为17.2g,设参与反应的CaO2的质量为x,反应生成的O2的质量为y,则
根据质量守恒定律,化学反应前后,物质总质量不变,则有,联立这两个方程式,解得x=4.4g,y=1.6g
设参与反应的CaO2的质量为a,反应生成的CaCO3的质量为b,则
、,解得a=7.2g,b=10g
因此CaO2没有完全反应,固体R中含有CaO2、CaCO3,固体R为混合物,A选项错误;
B、根据质量守恒定律,化学反应前后,元素种类不变。CO2、O2中都不含钙元素,所以固体R中钙元素等于反应前CaO2中钙元素的质量,则固体R中含有的钙元素质量为:,B选项正确;
C、根据A选项的分析,固体R中含有10g CaCO3,固体R中CaO2的质量为。稀盐酸能与CaCO3反应生成氯化钙、二氧化碳、水,化学方程式为,设与10g CaCO3反应的HCl的质量为c,则
c=7.3g
根据题目信息,CaO2与稀盐酸反应的化学方程式为,设参与该反应的HCl的质量为d,则
d=7.3g
因此所加稀盐酸的溶质质量分数为:,C选项错误;
D、设反应②中生成的O2的质量为e,则
e=1.6g
根据A选项的分析,反应①生成的氧气的质量为1.6g,因此反应中共生成氧气的质量为:,D选项正确。
故选:AC。
14.向盛有和混合溶液中逐滴加入溶液至过量,下列4个图像能正确反应烧杯内的某些物理量变化趋势的是
A. ①③ B. ②④ C. ①②④ D. ①②③
【答案】C
【解析】
①沉淀质量变化:向HCl和CuCl2混合溶液中加入NaOH溶液,NaOH先与HCl反应,无沉淀生成;当HCl完全反应后,NaOH再与CuCl2反应生成Cu(OH)2沉淀,沉淀质量逐渐增加;当CuCl2完全反应后,沉淀质量不再变化,①图像正确。
②氯元素质量变化:根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类和质量不变,整个反应过程中,氯元素始终存在于溶液中,质量保持不变,②图像正确。
③溶质质量变化:NaOH与HCl反应时,转化为NaCl,溶质质量增加;NaOH与CuCl2反应时,转化为NaCl,但生成的Cu(OH)2沉淀,溶质质量减少,由于未确定HCl和CuCl2的质量,无法确定溶质质量的总体变化趋势,即便一定增加,也不应沿直线增加,③图像错误。
④溶剂质量变化:NaOH与HCl反应生成NaCl和H2O,溶剂质量增加;NaOH与CuCl2反应生成Cu(OH)2沉淀和NaCl,溶剂质量继续增加,但增大幅度减小(因加入的NaOH溶液中本身含有水),④图像正确。
图像正确的是①②④。
故选C。
15.某化学兴趣小组为研究氢氧化钠、氢氧化钙两种溶液的化学性质,进行如下实验,四支试管内的物质在烧杯G中混合,充分反应后得到无色溶液。下列说法不正确的是
A. 六支试管中的溶液有两份是无色的
B. 烧杯G中一定含有NaCl、CaCl2和KCl
C. 烧杯G中含有的溶质最多有三种
D. 取少量试管B中溶液,滴加少量硝酸银溶液和稀硝酸,发现产生白色沉淀,则证明试管B中稀盐酸过量
【答案】CD
【解析】氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液都是显碱性溶液,都能使酚酞变红色。氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水,和碳酸钾反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾。稀盐酸和碳酸钾反应生成氯化钾、水和二氧化碳。碳酸钾和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钾。
A、A试管中的氢氧化钠显碱性能使酚酞变红,B试管中是酚酞和稀盐酸、生成的氯化钠,稀盐酸氯化钠都不能使酚酞变色,C试管由于碳酸钾和氢氧化钠不反应,因此溶液中的氢氧化钠和碳酸钾都能使酚酞变红;D试管中的氢氧化钙溶液显碱性能使酚酞变红;碳酸钾和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾,氢氧化钾显碱性能使酚酞变红;过量的盐酸与氢氧化钙反应生成氯化钙和水,E试管中有盐酸和氯化钙都不能是酚酞变红,因此六支试管中的溶液有两份是无色的,故选项说法正确;
B、根据四支试管内的物质在烧杯G中混合,充分反应后得到无色溶液,说明溶液中没有碱性物质,则含有生成的氯化钠,氯化钾,氯化钙,可能有盐酸,故选项说法正确;
C、根据四支试管内的物质在烧杯G中混合,充分反应后得到无色溶液,说明溶液中没有碱性物质,则含有生成的氯化钠,氯化钾,可能含有氯化钙和盐酸,则最多含有四种物质,故选项说法错误;
D、取少量试管B中溶液,由于盐酸过量则B中的物质是生成的氯化钠和剩余的盐酸,由于生成的氯化钠能与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠,氯化银不溶于稀硝酸,因此无法证明一定是盐酸剩余与硝酸银反应的结果,故选项说法错误;
故选:CD。
二、非选择题填空题(本题共 6小题,每空一分,共 40分)
16.(8分)金属的冶炼和利用,促进了人类的发展。
(1)明代科学著作《天工开物》记载了中国劳动人民的科技成就。
①生铁和钢是铁的两种合金,对生铁炼钢的描述有:“凡钢铁炼法,取生铁……火力到时生铁先化,……取出加锤,炼成则钢。”写出反应的化学方程式为_____。说明钢的熔点_____(填“<”或“>”)生铁的熔点。
②“烧铁器淬于胆矾水中,即成铜色也”,其中涉及的化学反应方程式为_____。
③取盐井水“入于釜中煎炼顷刻结盐”。煎炼时利用铁釜的_____性。
(2)铁器表面通过化学方法可形成致密的保护膜,其组成可用表示。故宫博物院对出土铁器保护的过程如下:
①检测锈蚀产物。铁锈蚀的产物主要是,还有一些其他物质,如、等,说明铁器在含有_____和盐等的环境中容易被腐蚀。
②化学修复出土铁器可通过脱氯、还原,形成保护层来实现,原理如下:。脱氯过程发生反应的化学方程式为_____,还原时铁元素的化合价会_____(选填“升高”、“降低”或“不变”)。
(3)胶州湾大桥建设中使用了大量钢材、塑料和碳纤维材料,上述材料中不涉及的是_____(填序号)。
A. 金属材料 B. 无机非金属 C. 合成材料 D. 复合材料
【答案】(1)① ②> ③ ④导热
(2)①氧气、水 ② ③降低 (3)B
【解析】
【小问1详解】
①生铁的含碳量为2%-4.3%,钢的含碳量为0.03%-2%,生铁炼钢时,碳与氧气点燃生成二氧化碳,化学方程式为;
根据“火力到时生铁先化”,生铁先变成液体,说明钢的熔点大于生铁的熔点;
②“烧铁器淬于胆矾水中,即成铜色也”,即铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为;
③煎炼时利用铁釜的导热性。
【小问2详解】
①铁锈蚀的产物主要是,还有一些其他物质,如、等,根据铁器锈蚀后的成分可知,铁器在具有氧气、水和盐等环境中容易被腐蚀;
②脱氯过程中FeOCl与氢氧化钠反应生成FeOOH和NaCl,化学方程式为;
FeOOH中氢元素显+1价,氧元素显﹣2价,设铁元素的化合价为x,根据在化合物中各元素正负化合价代数和为0,则有x+(﹣2)×2+(+1)=0,解得x=+3,Fe3O4可看作FeO•Fe2O3,含有+2价、+3价铁元素,所以说还原时铁元素的化合价会部分降低。
【小问3详解】
钢材属于金属材料,塑料属于合成材料,碳纤维材料属于复合材料,上述材料中不涉及无机非金属材料,故选:B。
17.(7分)二氧化碳捕集和资源化利用是碳中和领域研究热点。
碳捕集:捕捉烟气CO2,将其再释出可实现资源化利用,相关物质转化如下:
(1)“颗粒反应室”中反应的化学方程式为 。
(2)上述流程中可循环使用的物质有 (填化学式)。
碳的资源化利用 中国科学家已实现由CO2到淀粉的全人工合成,主要过程如下:
(3)检验淀粉的常用试剂是 (填名称)。
(4)绿色植物实现CO2到葡萄糖的转化过程称为 。
(5)阶段I反应的微观过程如图1所示。写出甲醇的化学式: 。
(6)阶段Ⅱ的物质转化如图2所示。反应a中四种物质的化学计量数均为1。
①推测分子中氢原子数目:甲醇 甲醛(填“>”、“<”或“=”)。
②为使甲醇持续转化为甲醛,反应b需补充H2O2.理论上需补充的H2O2与反应a中生成的H2O2的分子个数比≥ 。
【答案】(1) (2)NaOH、CaO或Ca(OH)2
(3)碘酒(或碘水) (4)光合作用 (5)CH4O/CH3OH (6) > 1
【详解】(1)根据题意捕捉室里氢氧化钠和二氧化碳反应会生成碳酸钠和水,故再加入石灰乳后,碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为:;
(2)根据可循环利用的物质具有特点是既是生成物又可作为反应物出现,如图所示该流程中氢氧化钠在捕捉室是反物,在反应室是生成物,氧化钙加水的石灰乳,在反应室作为反应物,在煅烧炉作为生成物出现,故此可循环利用的物质是氢氧化钠和氧化钙或是氢氧化钙,故填:;
(3)淀粉遇碘会变蓝色,所以检验淀粉的常用试剂是:碘酒或碘水;
(4)绿色植物通过光合作用实现二氧化碳到葡萄糖的转化,故填:光合作用;
(5)如图根据质量守恒定律可知反应前后原子的种类和个数不变,反应前有6个氢原子、1个碳原子和2个氧原子,反应后有2个氢原子和1个氧原子,故甲烷分子中含有1个碳原子、4个氢原子和1个氧原子,故其化学式为:或;
(6)①根据反应a中四种物质的化学计量数均为1,则反应前只有甲醇含有氢原子,而反应后过氧化氢中含有氢原子,由反应前后原子的个数不变可知甲醇分子中的氢原子数目比甲醛中的多,故填:>;
②根据过氧化氢分解时过氧化氢与生成氧气的分子个数关系是:,由反应a中四种物质的化学计量数均为1,可知反应a中氧气与生成过氧化氢的分子个数关系是:,故理论上需补充的过氧化氢与反应a中生成的过氧化氢的分子个数比是,故填:1。
18.(7分)在A、B、C、D、E五种元素原子的核电荷数均小于18,且依次增大。AD可按原子个数比为或2:1形成X、Y两种常见化合物,常温下为液态,B、D可按原子个数比为或形成M、N两种常见化合物,常温下为气态,E、D可按原子个数比为或形成Q、R两种化合物,Y能分别与Q、R发生化合反应得到两种产物的水溶液常温时pH都小于7.
(1)写出有关物质的化学式,X为___________,M为___________。
(2)X生成Y化学方程式为___________。
(3)Y与R发生化合反应的化学方程式为___________。
(4)当两微粒的原子个数相等、核外电子数之和也相等时,可互称为等电子体。如:与与互为等电子体,写出与互为等电子体的一种微粒的化学式___________。
(5)某些常见物质可用来合成新材料,如利用高温高压法使石墨转变为人造金刚石。科学家认为B、C元素可形成一种比金刚石更硬的化合物,后来人们在实验室成功合成了含有这些元素的化合物(制作晶体薄膜材料),这种化合物的化学式是___________;试推测合成这种化合物所需的条件是___________。
【答案】(1) ①H2O2 ②CO (2)
(3) (4)CO2 (5) ①C3N4 ②高温高压
【解析】
【分析】AD可按原子个数比为 1:1 或2:1形成X、Y两种常见化合物,常温下为液态,说明A是氢元素,D是氧元素,那么X就是H2O2,Y就是H2O;B、D可按原子个数比为 1:1 或 1:2 形成M、N两种常见化合物,常温下为气态,则B为碳元素,M为CO,N为CO2;E、D可按原子个数比为 1:2 或 1:3 形成Q、R两种化合物,Y能分别与Q、R发生化合反应得到两种产物的水溶液常温时pH都小于7,则E为硫元素,Q为SO2,R为SO3;
【小问1详解】
综上分析,X为:H2O2;M为CO;
【小问2详解】
X生成Y:过氧化氢在二氧化锰的作用下分解生成水和氧气,反应的化学方程式为;
【小问3详解】
Y与R发生化合反应:水与SO3反应生成硫酸,的化学方程式为;
【小问4详解】
N2O中电子数为22,N2O与CO2均为22个电子,所以互为等电子体;
【小问5详解】
在A、B、C、D、E五种元素原子的核电荷数均小于18,且依次增大,B为碳元素,D是氧元素,则C为氮元素,碳、氮化合生成C3N4;利用高温高压法使石墨转变为人造金刚石,C3N4比金刚石更硬,推测合成C3N4需要更高的温度和压强。
19.(4分)在生活生产中,合锰物质的应用较为广泛。取12.27g硫酸锰铵晶体[(NH4)2SO4•MnSO4•7H2O],用如图1装置进行酸锰铵晶体的热分解实验。
[查阅资料]371℃时,[(NH4)2SO4•MnSO4•7H2O] (相对分子质量409)完全失去结晶水。剩余物质在850℃完全分解为锰的某氧化物、NH3、H2O、SO2、SO3。
(1)加热前后及过程中均通入N2,停止加热后继续通的目的是防倒吸和__ ____。
温度/℃
室温
371
850
B装置/g
200.00
203.78
20896
C装置/g
200.00
200.00
201.02
(2)控制不同的温度对A中固体加热,测得装置B和C中质量变化如表,剩余固体质量随温度变化如图2所示。
①图中m1的值为______,m2的值为 。
②F点对应固体的化学式 。
【答案】(1)防止倒吸、防止产物被氧化、使产生的H2O、SO2、SO3和NH3气体分别被B、C完全吸收(任意两条即可) (2)①8.49 ②2.29 ③ (NH4)2SO4•MnSO4•4H2O
【解析】
【小问1详解】
加热前后及过程中均通入N2,停止加热后继续通N2的目的是使产生的NH3、H2O、SO2、SO3气体分别被装置B和C完全吸收或使测定不同温度剩余固体的质量更准确;
【小问2详解】
①371℃时,[(NH4)2SO4•MnSO4•7H2O] (相对分子质量409)完全失去结晶水,结晶水的质量为203.78g-200.00g = 3.78g,所以m1= 12.27g-3.78g = 8.49g,剩余物质在850℃完全分解为锰的某氧化物、NH3、H2O、SO2、SO3,850℃完全分解生成NH3、H2O、SO2、SO3的质量和为208.96g-203.78g+201.02g-200.00g= 6.2g,所以m2= 12.27g-3.78g-6.2g= 2.29g;
②设F点物质的化学式为(NH4)2SO4•MnSO4•xH2O ,
则有:
x=4 则F点物质的化学式为(NH4)2SO4•MnSO4•4H2O 。
20.(6分)2025年1月,青岛市人民政府再次倡导春节期间禁止燃放烟花爆竹,提倡“绿色”过年。某化学项目小组的同学针对烟花展开了如下探究:
(1)探究一:了解烟花颜色的原理
【查阅资料】烟花是在火药(主要成分为硫磺、炭粉、硝酸钾等)中按一定配比加入镁、铝、锑等金属粉末和锶、钡、钠等金属化合物制成的。由于不同的金属和金属离子在燃烧时会呈现出不同的颜色,所以烟花在空中爆炸时,便会放出五彩缤纷的火花。
所含金属元素
钠
钾
钙
铜
钡
呈现颜色
黄
浅紫
砖红
绿
黄绿
【交流讨论】
若在烟花燃放时呈现_______色的火焰,则可能是加入了硝酸铜。
(2)探究二:探究燃放烟花爆竹对空气的污染
【提出问题】烟花爆竹燃烧后生成了哪些气体?
【查阅资料】
①烟花爆竹的主要成分黑火药中含木炭粉、硝酸钾、硫磺,有的还含氯酸钾。
②SO2不但能使澄清石灰水变浑浊,而且能使紫红色的酸性高锰酸钾溶液和品红溶液褪色,酸性高锰酸钾溶液常用于吸收SO2。
【作出猜想】小明猜想是__ _____;小红猜想是SO2;小玥猜想是SO2和CO2。
【实验探究】
兴趣小组的同学设计了如上图所示的装置(假设实验中每步反应均完全进行并对实验现象和结论进行下列推测:
实验现象
实验结论
推测①
装置A、B中溶液不褪色,装置C中澄清石灰水变浑浊
小明猜想正确
推测②
___ ____
小红猜想正确
推测③
_______
小玥猜想正确
【反思评价】
A、C装置的顺序能否交换并说明理由 。
【知识拓展】
我们将有元素化合价发生变化的反应叫做氧化还原反应,反应中化合价升高的物质叫做还原剂,化合价降低的物质叫氧化剂。黑火药爆炸就是发生了氧化还原反应,其反应方程式为:S+3C+2KNO3K2S+3CO2↑+N2↑。则在该反应中的氧化剂是_______(填化学式)。
【答案】(1)绿 (2) ① CO2##二氧化碳 ②A中溶液褪色,B中不褪色,C中石灰水不变浑浊 ③. A中溶液褪色,B中不褪色,C中石灰水变浑浊 ④不能,因为SO2也能使石灰水变浑浊,交换后无法验证生成气体中是否含有CO2 ⑤S和KNO3
【解析】
【小问1详解】
根据题中信息可知,如果加入了硝酸铜,在烟花燃放时呈现了绿色的火焰,是因为燃烧时铜元素会呈现出绿色;
【小问2详解】
作出猜想:
根据烟花爆竹的主要成分及已有猜想推测,则小明的猜想是 CO2;
实验探究:
推测②:根据实验结论小红猜想正确,可知烟花爆竹燃烧后生成了SO2,没有CO2,装置A的作用检验并除去了SO2,装置B的作用检验二氧化硫是否除尽,装置C的作用是检验CO2,所以实验现象为:A中溶液褪色,B中不褪色,C中石灰水不变浑浊;
推测③:根据实验结论小玥猜想正确,可知烟花爆竹燃烧后生成了SO2和CO2,装置A的作用检验并除去了SO2,装置B的作用检验二氧化硫是否除尽,装置C的作用是检验CO2,所以实验现象为:A中溶液褪色,B中不褪色,C中石灰水变浑浊;
反思评价:
因为装置A的作用检验并除去了SO2,装置C的作用是检验CO2,又因SO2也能使澄清石灰水变浑浊,所以如果A、C装置的顺序交换,无法说明使C中石灰水变化浑浊的是二氧化硫还是二氧化碳,将无法验证生成气体中是否含有CO2,故A、C装置的顺序不能交换,因为SO2也能使石灰水变浑浊,交换后无法验证生成气体中是否含有CO2;
知识拓展
反应中化合价升高的物质叫做还原剂,化合价降低的物质叫氧化剂,反应前S、C、K、N、O的化合价分别为0、0、+1、+5、-2,反应后S、C、K、N、O的化合价分别为-2、+4、+1、0、-2,所以化合价降低的有硫元素和氮元素,即S和KNO3的化合价降低了,故该反应中的氧化剂是S和KNO3。
21.(8分)碱式碳酸镁密度小,是橡胶制品的优良填料。其组成一般以xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O表示。300℃碱式碳酸镁分解反应方程式为:xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O (x+y)MgO+CO2↑+(y+z)H2O。
【探究一】定性分析碱式碳酸镁
(1)用甲、乙、丙三套装置组合后检验碱式碳酸镁分解的生成物中有水和二氧化碳,仪器的接口顺序为a-_ _-_ _-_ _(填小写字母);其中甲装置试管口略向下倾斜的原因__ _____。
【探究二】碱式碳酸镁的制备
碱式碳酸镁几乎不溶于水,但在水中引起轻微的碱性反应。不溶于乙醇,常温下不会分解。生产工艺流程如下图:
回答下列问题:
(2)生石灰是以石灰石与焦炭混合煅烧生成,在焙烧过程中焦炭的作用是_ ______。
(3)氢氧化镁浆液与CO3反应的化学方程式为___ ____。
(4)碱式碳酸镁用乙醇洗涤的目的是__ _____。
【探究三】定量测定碱式碳酸镁的组成
探究小组利用上图测定xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O组成。实验步骤:
步骤1:检查装置的气密性,将过滤、洗涤并干燥过的样品置于硬质玻璃管中。
步骤2:打开活塞K,鼓入空气,一段时间后关闭,称量相关装置的质量。
步骤3:加热装置B直至装置C中无气泡产生。
步骤4:_______(请补充该步操作内容)。
步骤5:称量相关装置的质量。某同学在实验过程中采集了如下数据:
A.反应前玻璃管的质量100.0g
B.反应后玻璃管与残留固体总质量120.0g
C.装置C实验后增重9.0g
D.装置D实验后增重17.6g
回答下列问题:
(5)步骤4:___ ____。
(6)装置A中碱石灰的作用___ ____。
(7)请正确选择实验测定的相关数据,求出碱式碳酸镁(xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O)中x:y:z=____ ___。
【答案】(1)d e c; 防止水蒸气冷凝回流炸裂试管
(2)做燃料提供热量、生成一氧化碳 (3)
(4)除去表面杂质,减少固体的损耗 (5)打开活塞K,鼓入空气,一段时间后关闭
(6)吸收空气中的水和二氧化碳,防止干扰实验 (7)4:1:4
【解析】
【小问1详解】
用甲、乙、丙三套装置组合后检验碱式碳酸镁分解的生成物中有水和二氧化碳,仪器的接口顺序为a、d、e(检验是否生成水)、c、b(检验是否生成二氧化碳);其中甲装置试管口略向下倾斜,能够防止水蒸气冷凝回流炸裂试管;
【小问2详解】
生石灰是以石灰石与焦炭混合煅烧生成,焦炭燃烧生成二氧化碳,可用作燃料,碳和二氧化碳高温下反应生成一氧化碳,故在焙烧过程中焦炭的作用是做燃料提供热量、生成一氧化碳;
【小问3详解】
氢氧化镁浆液与CO2反应生成碳酸氢镁,化学方程式为:;
【小问4详解】
碱式碳酸镁不溶于乙醇,用乙醇洗涤的目的是除去表面杂质,减少固体的损耗;
【小问5详解】
步骤4:打开活塞K,鼓入空气,一段时间后关闭,使生成气体完全被吸收,实验结果更准确;
【小问6详解】
装置A中碱石灰的作用是吸收空气中的水和二氧化碳,防止干扰实验;
【小问7详解】
装置D实验后增重17.6g,说明反应生成了17.6g二氧化碳,碳酸镁受热分解生成氧化镁和二氧化碳,反应的化学方程式及其质量关系:;
反应后玻璃管与残留固体总质量120.0g,说明反应生成氧化镁质量是20g,则氢氧化镁分解生成氧化镁的质量:20g-16g=4g,氢氧化镁分解生成氧化镁、水的化学方程式及其质量关系:,氢氧化镁中氢元素质量:5.8g×=0.2g,装置C实验后增重9.0g,说明反应生成了9.0g水,则碱式碳酸镁中zH2O的质量:[9.0g×-0.2g]÷=7.2g,根据题意x:y:z==4:1:4。
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