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中考化学复习(综合应用题30道)
1.碳-氧循环作为自然界的重要循环,对保持人类生活与自然环境生态平衡有着重要意义,某兴趣小组对碳-氧循环进行如下项目式学习。
活动一:认识自然界中的碳-氧循环
自然界中的碳-氧循环如图1所示。
(1)图1中转化Ⅳ为植物的 作用。
(2)转化Ⅳ中的反应之一为二氧化碳+水淀粉+氧气。为探究该反应能吸收二氧化碳,某化学小组设计了图2的实验装置(甲、乙中植物均已提前放到黑暗处一昼夜)。
①水槽中的培养液含有硫酸铵,硫酸铵可作 (选填“氮肥”“磷肥”或“钾肥”)。
②光照一段时间后,甲中的植物叶片能检测到有淀粉生成,而乙中的不能。用化学方程式解释乙中检测不到淀粉的原因: 。
活动二:认识太空空间站内的碳-氧循环
太空空间站内的碳-氧循环如图3所示。
(3)萨巴蒂尔反应器中发生的反应为,则X的化学式为 。
【答案】(1)光合
(2) 氮肥
(3)
【详解】(1)转化Ⅳ中植物将二氧化碳转化为氧气,为植物的光合作用。
(2)①硫酸铵中只含有氮元素一种营养元素,属于氮肥。
②乙中氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,导致植物叶片几乎吸收不到二氧化碳,无法进行光合作用,因此乙中的植物叶片不能检测到有淀粉生成,该反应的化学方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。
(3)该反应反应前碳、氧、氢原子的个数分别为1、2、8,反应后碳、氧、氢原子的个数分别为0、2、4,根据质量守恒定律化学反应前后原子的种类和个数不变可知,一个X分子含有1个碳原子和4个氢原子,则X的化学式为CH4。
2.我国研究团队利用丰富的镁资源,成功研发出低密度高镁铝合金,在轻量化材料领域取得颠覆性突破。回答下列问题。
(1)低密度高镁铝合金应用于航空航天的飞行器材料,主要利用了该合金的性能有 (答两点)。
(2)某种高镁铝合金中含有铜,为验证活动性Mg>Cu,设计了以下两种实验方案:
方案一:取打磨后形状大小相同的镁片、铜片分别放入试管中,向其中加入等量等浓度的稀盐酸,镁片表面有气泡产生,铜片表面无明显现象。其中发生反应的化学方程式为 ,该反应的基本类型是 。
方案二:将打磨后的镁片浸入硫酸铜溶液中,观察到的现象有 。
(3)制备合金:工业生产中制备某型号高镁铝合金的工艺流程如图2所示。
资料:i.铝锭和镁锭的主要矿物来源分别是铝土矿(主要成分是Al2O3)和白云石[主要成分是CaMg(CO3)2]。通过化学工艺可从矿物中提炼出高纯度的Al2O3、MgO。
ii.制铝:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑;制镁:MgO+2HCl=MgCl2+H2O;MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
①高温煅烧白云石分解生成三种氧化物,该反应的化学方程式为 ;
②如图1、熔炼时通入保护气的目的是 ;
③熔炼过程中添加金属锰(Mn)可增强合金的性能。图2是不同时间下高镁铝合金熔炼时添加Ma的吸收率曲线、熔炼时间最好控制超过15min的原因是 ;
④若制得的合金中镁、铝的质量比为3:90,则理论上需要消耗氧化镁和氧化铝的质量比为 。
【答案】(1)密度小、强度大(合理即可)
(2) 置换反应 镁片表面有红色物质析出,溶液由蓝色变为无色
(3) 防止熔炼时金属被氧化 超过15min时,锰的吸收率较高且趋于稳定(合理即可) 1∶34
【详解】(1)应用于航空航天的飞行器材料,需要密度小以减轻飞行器重量,同时要有较高强度来保证飞行器结构稳定。
(2)镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,化学方程式为;
该反应是一种单质(Mg)和一种化合物(HCl)反应生成另一种单质(H2)和另一种化合物(MgCl2),符合置换反应的特征;
镁的活动性比铜强,镁能与硫酸铜溶液发生置换反应,将铜置换出来,硫酸铜溶液为蓝色,反应后生成的硫酸镁溶液为无色,因此现象是:镁片表面有红色物质析出,溶液由蓝色变为无色。
(3)①氧化物是由两种元素组成的含有氧元素的化合物。白云石主要成分CaMg(CO3)2在高温条件下分解生成三种氧化物,根据质量守恒定律,生成氧化钙、氧化镁和二氧化碳,化学方程式为;
②镁、铝等金属在高温下易与空气中氧气反应,通入保护气可隔绝氧气,防止金属被氧化;
③从图中可知,超过15min后,锰的吸收率较高且趋于稳定,能保证合金性能;
④设合金中镁的质量为3m,则铝的质量为90m。
根据镁元素守恒,由MgO,可得MgO质量为;
根据铝元素守恒,由Al2O3,可得Al2O3质量为;
所以氧化镁和氧化铝质量比为。
3.空气中含有大量的氮气,用途广泛。
Ⅰ.N2的获取
工业获取N2的一种原理示意图如图。
(1)分子的直径:N2>O2,压缩后获取氮气,应选择区域 (填“A”或“B”)的气体。
Ⅱ.N2转化为硝酸
雷雨天,闪电时空气中发生反应①,进而发生系列转化如图。
(2)反应①时, 能转化为化学能。
(3)反应③中NO2和R的化学计量数之比为3:1,则R的化学式为 。
Ⅲ.N2转化为尿素[CO(NH2)2]
工业合成氨及尿素的流程示意图如图。
(4)转化1时需隔绝空气进行,目的是 。
(5)转化2不可能为化合反应的理论依据是 。
Ⅳ.N2转化为金属氮化物
用高温氮气吹氧化铝粉和碳粉混合物,制得新型半导体材料氮化铝(AlN)装置示意图如图。
(6)写出图中所示装置内反应的化学方程式: 。
(7)氮化铝能与盐酸反应:AlN+3HCl=AlCl3+NH3↑,计算生成1.7g氨气(NH3)需要氮化铝的质量 。(写出计算过程)
【答案】(1)A
(2)电
(3)NO
(4)防止氢气和氧气混合高温下发生爆炸
(5)化学变化中原子种类、数目不变
(6)
(7)设生成1.7g氨气(NH3)需要氮化铝的质量为x,
x=4.1g,
答:需要氮化铝质量是4.1g。
【详解】(1)分子的直径:N2>O2,氧气能够进入区域B中,压缩后获取氮气,应选择区域A的气体;
(2)雷雨天,闪电时空气中发生反应①,此反应过程中电能转化为化学能;
(3)反应③中NO2和R的化学计量数之比为3:1,根据质量守恒定律,反应的化学方程式是3NO2+H2O=2HNO3+NO,则R的化学式为NO;
(4)转化1时需隔绝空气进行,目的是防止氢气和氧气混合高温下发生爆炸;
(5)转化2不可能为化合反应的理论依据是氨气中氮原子和氢原子个数比是1:3,二氧化碳中碳原子和氧原子个数比是1:2,而尿素中氮原子和氢原子个数比是1:2,碳原子和氧原子个数比是1:1,原子的数目改变了;
(6)如图所示,装置内,高温条件下氮气、氧化铝、碳反应生成氮化铝和一氧化碳,反应的化学方程式:;
(7)见答案。
4.氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。
(1)利用铁及其氧化物循环制氢,原理如图-1所示。
①反应器I中化合价发生改变的元素有 种。
②反应器II中在高温下发生反应的化学方程式为 。
③反应器III中通入空气的作用是 。
(2)利用新型光催化剂分解水,并制备甲醇()的部分工艺流程如下:
①“分解”反应中,生成A的化学式为 。
②“合成”步骤中需要在高温高压下,选择合适的催化剂才能进行。则“合成”中反应的化学方程式为 。
③“蒸馏”一定程度上可将甲醇与水分离,是利用甲醇和水的 不同。
(3)利用海水电解制氢,原理和装置如图-2所示。PTFE膜两侧有水蒸气压力差,使膜外侧的水转化为水蒸气,水蒸气通过PTFE膜后液化。液态水和离子均不能直接通过PTFE内膜。
①气体为 。
②溶液中的阳离子是 (填离子符号)。
③在电解过程中,PTFE膜内侧KOH溶液的溶质质量分数 (填“增大”“不变”或“减小”)。
(4)利用热循环制氢原理如图-3所示。已知在时充分分解,但反应分离得到的很少,若往装置中充入氩气,制得明显增加,可能的原因是 。
【答案】(1) 三/3 3Fe+4H2O Fe3O4+4H2 使Fe3O4与氧气反应转化Fe2O3,实现铁的氧化物的循环利用
(2) O2 3H2+CO2 CH3OH+H2O 沸点
(3) 氢气/H2 K+ 不变
(4)氩气化学性质稳定,做保护气,可以阻止锌跟氧气反应
【详解】(1)①根据关系图可知,反应器Ⅰ中参与反应的物质为H2、CO、Fe2O3,反应后生成的物质有H2O、Fe、CO2,在H2中,氢元素的化合价为0价,在H2O中,氢元素显+1价,氢元素化合价发生了改变;在CO中,碳元素显+2价,在CO2中,碳元素显+4价,碳元素化合价发生了改变;在Fe2O3中,铁元素显+3价,反应后生成Fe单质,铁元素化合价为0价,铁元素化合价发生了改变;在Fe2O3、H2O、CO、CO2中,氧元素均显−2价,氧元素化合价未改变;反应器 Ⅰ 中化合价发生改变的元素有氢、碳、铁,共3种;
②反应器II中在高温下发生反应为铁与水在一定条件生成铁四氧化三铁和氢气,反应的化学方程式为3Fe+4H2O Fe3O4+4H2;
③反应器III中通入空气的作用是使Fe3O4与氧气反应转化Fe2O3,实现铁的氧化物的循环利用;
(2)①“分解” 反应中,水分解生成氢气和氧气,利用该反应的生成物与CO2合成甲醇(),根据质量守恒定律,反应前后原子种类和数目不变,与CO2合成甲醇()气体是氢气,所以生成A的化学式为O2;
②“合成” 步骤中,二氧化碳和氢气在高温高压、催化剂条件下反应生成甲醇和水,化学方程式为3H2+CO2 CH3OH+H2O;
③“蒸馏” 一定程度上可将甲醇与水分离,是利用甲醇和水的沸点不同;
(3)①水通电分解,负极产生氢气,正极产生氧气,体积比为2:1,气体为氢气;
②溶液中的阳离子是钾离子,离子符号为K+;
③电解水生成氢气和氧气,而氢氧化钾没有参加反应,导致PTFE膜内侧水的质量减少,而PTFE膜两侧有水蒸气压力差,使膜外侧的水转化为水蒸气,水蒸气通过PTFE膜后液化成水,会使PTFE膜内侧水的质量保持不变,所以KOH溶液的溶质质量分数保持不变;
(4)ZnO在2027℃左右充分分解生成锌和氧气,此时部分锌由会被氧气氧化,所以得到的锌较少,若往装置中充入氩气,氩气化学性质稳定,做保护气,可以阻止锌跟氧气反应,所以制得到的Zn明显增加。
5.金属和金属材料在生产生活和社会发展中发挥了重要的作用。
(1)河南博物院中馆藏的下列文物,其主要成分不是金属材料的是 (填字母)。
a.玉柄铁剑 b.武则天金简
c.饕餮乳钉纹铜方鼎 d.贾湖骨笛
(2)打铁工匠将烧红的铁器反复锤打,可以制成不同形状的铁制品,这是利用了金属的 性。
(3)某实验小组用铜粉按图1装置验证质量守恒定律。
①实验过程中观察到的实验现象为 、实验前后天平示数不变。
②实验后锥形瓶内的固体是铜和氧化铜的混合物。设计如图2所示实验方案,从混合物粉末中回收铜,发生反应的化学方程式为 ,操作为 。若向滤液a中加入足量铁粉,有气泡产生,则滤液a中溶质的成分为 。
(4)为探究铁生锈的原理,小组同学设计了图3所示实验。对比、可得出铁生锈需要与接触,对比、可得出铁生锈需要与接触,请画出的实验装置图 。
(5)金属镁在新能源汽车和生物医学领域应用前景广阔。从海水中得到固体氯化镁,将其通电分解可制备金属镁,同时生成一种由双原子分子构成的气体。若制备镁,理论上需要电解氯化镁的质量是 。
【答案】(1)
(2)延展
(3) 固体从红色变成黑色、气球先变大后变小 或 过滤 、或、
(4)
(5)
解:设需要电解氯化镁的质量为x
答:理论上需要电解氯化镁的质量是。
【详解】(1)金属材料包括纯金属和合金。
a.玉柄铁剑属于金属材料;
b.武则天金简属于金属材料;
c.饕餮乳钉纹铜方鼎属于金属材料;
d.贾湖骨笛不属于金属材料,故选:d;
(2)打铁工匠将烧红的铁器反复锤打,可以制成不同形状的铁制品,这是利用了金属的延展性;
(3)①铜和氧气加热反应生成氧化铜,加热过程中压强瓶内压强增大,气球变大,随着氧气的消耗,压强减小,气球变小,实验过程中观察到的实验现象为固体从红色变成黑色、气球先变大后变小;
②稀硫酸(稀盐酸)和铜不反应,氧化铜和稀硫酸(稀盐酸)反应生成硫酸铜(氯化铜)和水,可以加入试剂A稀硫酸或稀盐酸,反应的化学方程式为:或;操作为过滤操作,将液体和固体分离;若向滤液a中加入足量铁粉,有气泡产生,说明氧化铜已经完全反应,稀硫酸(稀盐酸)有剩余,稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁(氯化亚铁)和氢气,则滤液a中溶质的成分为、或、;
(4)A中铁只和水接触不生锈,B中铁和水、氧气共同接触生锈,对比可知铁生锈需要与氧气接触;
要对比、可得出铁生锈需要与接触,B中铁和水、氧气共同接触,C中只需要与氧气接触,的实验装置图为:;
(5)见答案。
6.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。
7.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。
8.某兴趣小组开展“调查家用燃料的变迁与合理使用”跨学科实践活动。
任务一:调查家用燃料变迁
(1)写出甲烷燃烧的化学方程式 。
任务二:了解燃料合理使用
【任务1】认识如何使燃烧更加充分
(2)燃烧柴草时,通常要架空柴草,使其燃烧得更旺,其中的原理是 。
(3)在家庭中使用这几种燃料时,如果通风不畅,都会产生有毒的气体而使人中毒,调查中还发现有的燃气灶火焰发黄、锅底发黑。根据探究所得,他们给出调节建议,将燃气灶的进风口 (填“调大”或“调小”),从而成功解决了问题。
【任务2】理解燃料变化的意义
【查阅资料】1kg燃料完全燃烧时放出的热量如表所示:
燃料
柴草
煤
石油气
天然气
热量(kJ/kg)
12
29
40~45
45~50
充分燃烧1kg煤或天然气释放的热量和产生的质量如图所示。
(4)综上,总结家用燃料从煤变迁到天然气的优点是 (写出一点即可)。
【答案】(1)
(2)增大与氧气的接触面积,使燃烧更旺
(3)调大
(4)产生的污染物的质量少(或热值高)
【详解】(1)甲烷燃烧生成二氧化碳和水,根据化学反应前后原子种类和数目不变进行配平,化学方程式为 。
(2)燃烧需要氧气参与,架空柴草可以增大柴草与氧气的接触面积,使得氧气能够更充分地与柴草接触,从而使燃烧更加剧烈,燃烧得更旺。
(3)燃气灶火焰发黄、锅底发黑,这是燃料燃烧不充分的表现。燃料燃烧不充分是因为氧气量不足,调大进风口可以让更多的空气(其中含有氧气)进入,为燃料燃烧提供更充足的氧气,从而使燃料充分燃烧,解决上述问题。
(4)从所给的资料和图像可以看出,天然气相比煤,燃烧时产生的二氧化硫更少,对环境的污染更小,同时,根据表格中数据,天然气完全燃烧放出的热量比煤高。所以家用燃料从煤变迁到天然气的优点可以是产生的污染物的质量少(或热值高)等。
9.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。
10.二氧化碳是自然界中常见的重要物质,其制取与利用是重要的研究内容。
Ⅰ.二氧化碳的制取与性质
(1)制取并收集二氧化碳。
①装置A中通过 (填仪器名称)添加稀盐酸,该装置中发生反应的化学方程式为 。
②装置B中饱和NaHCO3溶液的作用是 。
③图中实验装置有1处错误,请改正: 。
(2)将通过装置B、C后得到的气体通入放有干燥的紫色石蕊试纸的试管(装置E)中,观察到无明显现象,若要证明二氧化碳能与水反应,还需补充的实验是 。
(3)实验室常用1:4的稀盐酸(用1体积浓盐酸与4体积水混合配制而成的溶液)与石灰石反应制取二氧化碳气体。现将溶质质量分数为37%的浓盐酸(密度约为1.18g/mL)加水(密度为1g/mL)稀释配制成1:4的稀盐酸,则所得稀盐酸的溶质质量分数为 (不需要计算过程,结果保留一位小数)。
Ⅱ.二氧化碳的捕获与利用
(4)传统捕获二氧化碳的方法是使用固碳剂(如氢氧化钙等)将二氧化碳转化为碳酸盐。请你再写出一种可用作固碳剂的物质的化学式 。
(5)研究发现将二氧化碳在一定条件下转化为甲醇,再通过一系列复杂反应可以合成淀粉[(C6H10O5)n],转化线路如下所示。
①二氧化碳转化为甲醇的化学方程式为 。
②由甲醇通过复杂反应合成淀粉的过程中不发生变化的三种微观粒子是 。
【答案】(1) 分液漏斗 除去二氧化碳中混有的氯化氢 将装置D改为用向上排空气法收集气体的装置
(2)将二氧化碳气体通入放有湿润的紫色石蕊试纸的试管中
(3)8.4%
(4)NaOH(合理即可)
(5) 碳原子、氢原子、氧原子
【详解】(1)①由图可知,装置A中通过分液漏斗添加稀盐酸;
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,该反应的化学方程式为:;
②盐酸具有挥发性,会使制得的二氧化碳中混有氯化氢,饱和碳酸氢钠溶液能与氯化氢反应生成氯化钠、二氧化碳和水,故装置B中饱和碳酸氢钠溶液的作用是:除去二氧化碳中混有的氯化氢;
③二氧化碳的密度比空气大,应用向上排空气法收集,不能用向下排空气法收集,故将装置D改为用向上排空气法收集气体的装置;
(2)将通过装置B、C后得到的气体通入放有干燥的紫色石蕊试纸的试管(装置E)中,观察到无明显现象,说明二氧化碳不能使石蕊变色,若要证明二氧化碳能与水反应,还需补充的实验是:将二氧化碳气体通入放有湿润的紫色石蕊试纸的试管中,试纸变红,说明二氧化碳与水发生了反应;
(3)解:设所需浓盐酸的体积为vmL,则所需水的体积为4vmL,则;
(4)二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,故氢氧化钠可用作固碳剂,故填:NaOH;
(5)①由图可知,二氧化碳转化为甲醇的反应为二氧化碳和氢气在催化剂的作用下反应生成甲醇和水,该反应的化学方程式为:;
②在化学变化中,分子可分为原子,原子可重新组合为新的分子,原子是化学变化中的最小粒子,故由甲醇通过复杂反应合成淀粉的过程中不发生变化的三种微观粒子是:碳原子、氢原子、氧原子。
11.乙烯(C2H4)是重要的化工原料。我国科学家根据植物光合作用原理,研制出类叶绿素结构的“串联催化体系”,可以在太阳光和催化剂作用下分解水,再联合CO2制C2H4如图所示。
(1)反应1的化学方程式为 ,该反应将光能转化为 能。
(2)乙烯(C2H4)中碳、氢元素的质量比为 。
(3)科学家们在设计反应器时,将反应器也做成像树叶一般的扁平式结构,请结合图,分析这种设计的目的是 。
(4)若反应1中生成的36gH2参与到反应2:,则生成C2H4的质量为多少?(请写出计算过程)
【答案】(1) 化学
(2)6:1
(3)增大光照面积
(4)84g
解:设最终生成C2H4的质量为x
答:最终生成C2H4的质量为84g。
【详解】(1)由流程图可知,反应1为水在太阳光和催化剂的作用下生成氢气和氧气,反应的化学方程式为,该反应将光能转化为化学能,故填:;化学;
(2)乙烯(C2H4)中碳、氢元素的质量比为(12×2):(1×4)=6:1,故填:6:1;
(3)反应需要光照,将反应器做成像树叶一般的扁平式结构,能增大光照面积,使反应更快更充分,故填:增大光照面积;
(4)见答案。
12.垃圾焚烧发电超低排放烟气处理工艺的部分流程如下图所示。
资料:①垃圾焚烧产生的烟气中主要含有二恶英、烟尘、、、等物质;②石灰浆的主要成分是氢氧化钙,的性质与类似。
(1)垃圾焚烧发电是利用了储存在垃圾中的 能。
(2)焚烧温度低于800℃时,含氯垃圾不完全燃烧会生成有毒物质——二恶英。
①烟气中含量过高,直接排放会导致 。
②二恶英()中碳、氧元素的质量比为 。为降低烟气中二恶英的排放,垃圾发电厂可以采取的措施是 (写一点)。
(3)半干反应塔中发生中和反应的化学方程式是 ;袋式除尘器能捕集粒径大于0.3微米粉尘,其原理类似化学实验的 操作。
(4)发电厂利用部分电能供应氯碱工业生产制备氢氧化钠(NaOH)、氯气()等重要化工原料,反应原理是。某氯碱厂的产能是日产氢氧化钠24t,则该氯碱厂氯气的日产量是多少?(写出计算过程)
【答案】(1)化学
(2) 酸雨的形成 升高垃圾焚烧炉内的温度(合理即可)
(3) 过滤
(4)解:该氯碱厂氯气的日产量为。
解得:
答:该氯碱厂氯气的日产量为21.3t。
【详解】(1)垃圾焚烧发电是将化学能转化为电能,故填:化学;
(2)①烟气中SO2含量过高,直接排放会导致酸雨的形成,故填:酸雨的形成
②二恶英中碳、氧元素的质量比为;为降低烟气中二恶英的排放,垃圾发电厂可以采取的措施是升高垃圾焚烧炉内的温度、增加通入焚烧炉内的空气量、搅拌垃圾等,故填:9:2;升高垃圾焚烧炉内的温度(合理即可);
(3)半干反应塔中发生中和反应为盐酸与氢氧化钙反应生成氯化钙和水,反应的化学方程式为;袋式除尘器能捕集粒径大于0.3微米粉尘,其原理类似化学实验的过滤操作,故填:;过滤;
(4)详见答案。
13.兴趣小组开展跨学科实践活动,设计装置利用和模拟工业制备,再制备供氧剂用于水产养殖。
I.和的实验室制取
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验室用锌粒和稀硫酸溶液制取并收集,需选用的装置分别是 (填标号)。利用装置C干燥,可加入的试剂是 (填名称)。
Ⅱ.设计装置模拟工业制备,反应过程分两步进行,流程和部分装置如下:
注:R为液态有机物
(3)关闭,打开,利用上述装置进行反应①。加热前需先通一段时间,以排尽装置内的空气,原因是 。检验装置内空气已排尽的操作和现象是 。
Ⅲ.制备供氧剂用于水产养殖
查阅资料后动手实践:往溶液中通入足量后加入溶液,保持充分反应,过滤、水洗并烘干后得到。
(4)原理分析:补充完整制备的化学方程式 ;
(5)供氧剂使用:水产养殖中,将放入水中会缓慢释放出为鱼类供氧,反应的另一产物属于碱,写出该反应的化学方程式 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) AE 浓硫酸
(3) 氢气不纯时会发生爆炸 将燃着的酒精灯靠近b口,若发出的声音很小,则说明空气已排尽
(4)NH4Cl
(5)
【详解】(1)仪器a为长颈漏斗;
(2)实验室用锌粒和稀硫酸溶液制取并收集,锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气,该反应为固液常温型,发生装置可选择A,氢气难溶于水,可选择排水法收集,氢气密度比空气小,可选择向下排空气法收集,根据图示装置,则收集装置可选E,不能选择C,是因为若用C装置收集氢气,氢气密度比水小,气体应该从短管进,而图示C装置中气体从长管进短管出,不能用于收集氢气;
浓硫酸具有吸水性,且不与氢气反应,可干燥氢气,利用装置C干燥,可加入的试剂是浓硫酸;
(3)氢气为可燃性气体,不纯时加热会发生爆炸,则加热前要先通一段时间氢气,排尽装置中的空气;
若空气已排尽,则点燃氢气时发出的声音较小,则可将燃着的酒精灯靠近b口,若发出的声音很小,则说明空气已排尽;
(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,反应前有1个钙原子、2个氯原子、2个氮原子、8个氢原子和2个氧原子,反应后已知物中有1个钙原子和2个氧原子,则未知物中含有2个氯原子、2个氮原子、8个氢原子,化学计量数为2,故应补充NH4Cl;
(5)将放入水中会缓慢释放出为鱼类供氧,反应的另一产物属于碱,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,可知CaO2和水反应生成氧气和氢氧化钙(碱),化学方程式为:。
14.金属材料广泛应用于生产、生活中。
(1)台灯中,铜质插头是利用了金属铜的 性(填“导电”或“导热”)。灯管后面的反光片为铝箔。常温时铝在空气中与氧气反应,生成氧化铝,反应的化学方程式为 。
(2)为了验证铝、铜、银三种金属的活动性顺序,设计了下列四种方案,其中可行的是 (填序号)。
①将铝、银分别浸入到硫酸铜溶液中
②将银分别浸入到硫酸铝、硫酸铜溶液中
③将铜分别浸入到硫酸铝、硝酸银溶液中
④将铜、银分别浸入到硫酸铝溶液中
(3)某电镀厂为减少水污染及节约成本,从含有的废水中回收硫酸锌和有关金属,实验过程如下:
①实验室进行“操作1”和“操作2”时用到的玻璃仪器有 。
②固体A的成分是 (填化学式)。
③废液的质量 (填“大于”或“小于”或“等于”)滤液1的质量。
④若加锌粉量不足,则滤液1中的溶质不可能是 (填字母)。
A.和
B.和
C.和
D.和
(4)将锌加入到含硫酸铜和硫酸亚铁的混合溶液中,充分反应后过滤,滤渣的质量为 g。
【答案】(1) 导电
(2)①③
(3) 漏斗、烧杯、玻璃棒 小于 BC
(4)24.9
【详解】(1)台灯中,铜质插头是利用了金属铜的导电性;
常温时,铝在空气中与氧气反应,生成氧化铝,化学方程式为:
(2)①将铝、银分别浸入到硫酸铜溶液中,铝表面析出红色固体,是因为铝和硫酸铜反应生成硫酸铝和铜,说明铝比铜活泼,银表面无明显现象,是因为银不能和硫酸铜反应,说明铜比银活泼,则三种金属的活动性顺序为Al>Cu>Ag,可行;
②将银分别浸入到硫酸铝、硫酸铜溶液中,都无明显现象,是因为银不能和硫酸铝、硫酸铜反应,说明银最不活泼,不能比较铝和铜的活动性,不可行;
③将铜分别浸入到硫酸铝、硝酸银溶液中,实验现象分别是无明显现象、析出银白色固体,是因为铜不能和硫酸铝反应,说明铝比铜活泼,铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,说明铜比银活泼,则三种金属的活动性顺序为Al>Cu>Ag,可行;
④将铜、银分别浸入到硫酸铝溶液中,都无明显现象,是因为铜、银都不能和硫酸铝反应,说明铝最活泼,不能比较银和铜的活泼性,不可行;
故选:①③;
(3)①操作1和操作2都是把分离难溶性固体和滤液,所以操作1、2的名称为过滤,过滤操作用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒;
②根据金属活动性Zn>Fe>H>Cu,向含有的废水中加入过量的锌粉,锌先与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,待硫酸铜反应完全,锌与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,即铁、铜被置换出来,锌过量,因此过滤后所得固体A中含有铁、铜和未反应的锌,化学式为Fe、Cu、Zn;
③根据金属活动性Zn>Fe>H>Cu,向含有的废水中加入过量的锌粉,锌先与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,化学方程式为,每65份质量的锌能置换出64份质量的铜,反应后固体质量减小,则反应后溶液质量增大;待硫酸铜反应完全,锌与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,化学方程式为,每65份质量的锌能置换出56份质量的铁,反应后固体质量减小,则反应后溶液质量增大;故废液的质量小于滤液1的质量;
④锌先和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,待硫酸铜反应完全,若锌有剩余,锌再和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,若加锌粉量不足,一定发生了锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,则滤液1中一定含有硫酸锌;
若锌不能将硫酸铜反应完全,则硫酸亚铁没有参与反应,则滤液1中的溶质还含有硫酸铜和硫酸亚铁,则滤液1中的溶质为和;
若锌将硫酸铜恰好完全反应,则滤液1中的溶质还含有硫酸亚铁,则滤液1中的溶质为和;
若锌只能与部分的硫酸亚铁反应,硫酸铜反应完全,则滤液1中的溶质还含有硫酸亚铁,则滤液1中的溶质为和;
故选:BC;
(4)根据金属活动性Zn>Fe>H>Cu,将26g锌加入到含32g硫酸铜和15.2g硫酸亚铁的混合溶液中,锌先与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,待硫酸铜反应完全,若锌有剩余,锌再与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁;
设与硫酸铜反应的锌的质量为a,生成铜的质量为b,则,解得a=13g;,解得b=12.8g;
设与硫酸亚铁反应的锌的质量为c,生成铁的质量为d,则,解得c=6.5g;解得d=5.6g;剩余锌的质量为26g-13g-6.5g=6.5g;滤渣的质量为6.5g+12.8g+5.6g=24.9g。
15.酸碱盐是几类重要化合物,它们与人类日常生活和工农业生产关系十分密切。
(1)酸具有相似的性质,因为不同的酸在水溶液中都能解离出 。
(2)施肥是农业增产的重要手段,肥料有不同的类别,如KNO3属于 肥。
敞口放置的氢氧化钠固体容易变质,某小组设计方案,对氢氧化钠固体变质情况进行探究:
(3)根据上述实验,可以确定该固体 (填“已”或“未”)变质的原因是 ;(用化学方程式表示)
(4)向溶液E中加入无色酚酞溶液,溶液变红,则A的成分为 。
酸碱能发生中和反应,如某小组进行中和反应实验。
(5)用实际参加反应的离子符号来表示该反应的式子可写为 ;
(6)图中X点对应的溶液中溶质的化学式是 ;
(7)烧杯中盛有20g溶质质量分数为4%的氢氧化钠溶液,先滴入2滴酚酞溶液,再滴入稀盐酸,计算消耗稀盐酸中溶质盐酸的质量?
【答案】(1)
(2)复合
(3) 已
(4) 、/碳酸钠、氢氧化钠
(5)
(6)、/、
(7)解:设消耗稀盐酸中溶质盐酸的质量为x
答:消耗稀盐酸中溶质盐酸的质量0.73g。
【详解】(1)酸具有相似的性质,是因为不同的酸在水溶液中都能解离出氢离子,故填氢离子或 ;
(2)硝酸钾中含有氮元素和钾元素,属于复合肥,故填复合;
(3)氢氧化钠因接触空气中的二氧化碳生成碳酸钠和水而变质,而碳酸钠能和盐酸反应生成二氧化碳气体、氯化钠和水,所以根据滴加盐酸后有气体C生成,说明该固体已经变质,其变质的化学方程是 ;故填已;;
(4)已知该固体已经变质,则溶液B中含有碳酸钠和氢氧化钠,所以在加入过量氯化钙后,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,此时溶液E中一定含有氯化钠和去氯化钙,可能含有氢氧化钠。而向溶液E中加入无色酚酞溶液,溶液变红,说明溶液E中一定含有氢氧化钠,则固体A的成分为碳酸钠和氢氧化钠。故填碳酸钠、氢氧化钠或 、 ;
(5)根据图示可知,该反应为盐酸和氢氧化钠发反应生成氯化钠和水的过程,该过程中钠离子和氯离子未参与反应,实际参与反应的离子为氢离子和氢氧根离子,可表示为 ,故填 ;
(6)该过程时间盐酸滴入氢氧化钠溶液中,X点时溶液呈碱性,所以溶液中一定含有氢氧化钠。且该反应已经发生,盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,所以此时溶液中还含有氯化钠,故填、 ;
(7)见答案;
16.Ⅰ、水和溶液与人类生产、生活密切相关。
(1)图1是某固体物质的溶液在一定温度下进行恒温蒸发操作的实验记录,请回答:
①甲中的溶液为 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
②该固体物质在当时温度下的溶解度为 。
(2)图2为A、B、C不含结晶水的三种固体物质在水中的溶解度曲线。
①气体的溶解度随温度变化的趋势与 物质相似(填“A”“B”或“C”)。
②t1℃时,将25gA物质放入50g水中充分搅拌,所得溶液的质量为 g。
③将t1℃时,A、B、C三种物质的饱和溶液升温至t3℃,所得溶液中溶质质量分数由大到小的关系是 。
Ⅱ、有一包白色固体,可能含有氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠和硝酸钡中的一种或几种,为探究其组成,某合作学习小组设计方案并进行了如下实验:
(3)上述实验中,过滤操作用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒和 。
(4)小晶同学通过上述实验推知:白色固体样品中一定不含有 。
(5)为确定白色固体样品中可能存在的物质,小燕对沉淀C进行实验。
实验操作
现象
结论
取少量沉淀C于试管中,加入过量
有气泡产生,沉淀全部消失
白色固体样品中一定含有
(6)小虎同学认为白色固体中还有物质不能确认其是否存在,其理由是(用化学方程式表示) 。如要确认,只需将上述实验方案中所加的一种试剂改为 即可。
【方法感悟】若其它物质的存在对所检验的物质有干扰时,可先将干扰物质转化,再选择加入恰当的试剂,最后根据不同现象得出结论。
【答案】(1) 不饱和 15g
(2) C 65 B﹥A﹥C
(3)漏斗
(4)Ba(NO3)2
(5) 稀盐酸(或稀硝酸) Na2CO3
(6) BaCl2+2AgNO3=2AgCl↓+ Ba(NO3)2 Ba(NO3)2溶液
【详解】(1)①甲蒸发10g水得到乙,乙中无晶体析出,说明甲中的溶液是不饱和溶液;
②由图可知,乙蒸发10g水后有晶体析出,说明为饱和溶液,继续蒸发10g水,析出固体的质量为2.5g-1g=1.5g,说明该温度下,10g 水中最多可溶解1.5g该物质,即该温度下,100g水中最多可溶解15g该物质,故该固体物质在当时温度下的溶解度为15g;
(2)①气体的溶解度随温度的升高而减小,故气体的溶解度随温度变化的趋势与C物质相似;
②t1°C时,A的溶解度为30g,该温度下,将25gA物质放入50g水中充分搅拌,只能溶解15g,所得溶液的质量为50g+15g=65g;
③将t1℃时,A、B、C三种物质的饱和溶液升温至t3℃,升温后,A、B的溶解度均增加,均变为不饱和溶液,升温后,A、B的溶质质量分数不变,C的溶解度减小,还是饱和溶液,t1℃时B的溶解度大于t1℃时A的溶解度大于t3℃时C的溶解度,故t1℃时B的饱和溶液的溶质质量分数大于t1℃时A的饱和溶液的溶质质量分数大于t3℃时C的饱和溶液的溶质质量分数,故所得溶液中溶质质量分数由大到小的关系是B>A>C;
(3)过滤操作用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒和漏斗;
(4)白色固体加足量水溶解形成溶液A,加入过量的氯化钡,有沉淀生成,说明白色固体中含有碳酸钠、硫酸钠中的一种或两种,由于硝酸钡会与碳酸钠、硫酸钠反应都生成沉淀,而白色固体溶于水得到无色溶液,说明白色固体样品中一定不含有Ba(NO3)2 ;
(5)沉淀C可能是硫酸钡或碳酸钡或硫酸钡和碳酸钡的混合物,利用碳酸钡能与稀盐酸(或稀硝酸)反应、硫酸钡不与稀盐酸(或稀硝酸)反应的性质,取少量沉淀C于试管中,加入过量的稀盐酸(或稀硝酸),现象为有气泡产生,沉淀全部消失,可判断沉淀C是碳酸钡,不是硫酸钡,白色固体样品中一定含有碳酸钠,一定没有硫酸钠;
(6)白色固体中不能确认是否含有氯化钠,这是因为加入的过量氯化钡能和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银,反应的化学方程式BaCl2+2AgNO3=2AgCl↓+ Ba(NO3)2,只需将上述实验方案中所加的过量的氯化钡溶液改为硝酸钡溶液即可,以防止对氯化钠的检验的干扰。
17.金属及金属材料广泛用于生产、生活及科学实验中,金属材料的应用推动了社会的发展。
(1)四川三星堆遗址出土的青铜人面具属于 材料;
(2)四川三星堆出土面具“金面具”,块状的黄金可以加工成薄片面具,说明金具有 性;
(3)我国古代就有湿法冶金技术,湿法冶金是利用置换反应从盐溶液中得到金属。在实验室中,把一定量铁粉加入一定量的和混合溶液中,按下图所示进行实验,出现的现象如图中所述。
试回答:①滤液A中大量存在的金属阳离子是 (填离子符号)。
②滤渣B中含有的金属单质是 (填化学式)。
③写出过程Ⅲ中化学方程式: 。
(4)某金属粉末可能由镁、锌、铁、铝、银中的一种或几种组成。取该样品,向其中加入一定溶质质量分数的稀硫酸,恰好完全反应,生成氢气,得到无色溶液,固体无剩余。下列说法不正确的是___________(填序号)。
A.该金属粉末中一定不含有铁和银 B.加入的稀硫酸溶质质量分数为9.8%
C.所得溶液中溶质质量为 D.样品中一定含有镁
【答案】(1)金属
(2)延展
(3) Zn2+、Fe2+ Fe、Cu、Ag
(4)D
【详解】(1)金属材料包括金属以及它们的合金,青铜是铜的合金,故属于金属材料;
(2)块状的黄金可以加工成薄片面具,说明金具有延展性;
(3)①在金属活动性顺序中,Zn>Fe> Ag,把一定量铁粉加入Cu(NO3)2、Zn(NO3)2和AgNO3混合溶液中,铁先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,当硝酸银完全反应后,铁再与硝酸铜反应,铁不与硝酸锌反应。向滤液A中滴加氯化钠溶液无明显现象,说明滤液A中没有硝酸银,即硝酸银已完全反应,铁与硝酸银反应生成了硝酸亚铁,所以滤液A中大量存在的金属阳离子是Zn2+、Fe2+;
②向滤渣B中加稀盐酸有气体生成,说明滤渣B中含有铁,因为铁能与稀盐酸反应生成氢气,铁有剩余则说明硝酸银和硝酸铜都已完全反应,生成了银和铜,所以滤渣B中含有的金属单质是Fe、Cu、Ag;
③过程Ⅲ中是铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式为:;
(4)某金属粉末可能由镁、锌、铁、铝、银中的一种或几种组成,金属活动性:镁>铝>锌>铁>氢>银,取该样品2.4g,向其中加入100g一定溶质质量分数的稀盐酸,恰好完全反应,生成0.2g氢气,得到无色溶液,说明该固体中一定不含铁(氯化亚铁溶液为浅绿色),固体无剩余,说明该固体中一定不含银。
A、分析可知,该金属粉末中一定不含有铁和银,故选项说法正确;
B、2.4g样品与100g稀硫酸恰好完全反应,则参加反应的H2SO4质量即为稀盐酸中的H2SO4质量,氢气中氢元素的质量来自于H2SO4,稀硫酸中H2SO4的质量为,ze 加入的稀盐酸溶质质量分数为,故选项说法正确;
C、由B选项可知,参加反应的H2SO4的质量为9.8g,H2中的 H全部来自H2SO4,根据质量守恒定律可知,所得溶液中溶质的质量为2.4g+9.8g-0.2g=12g,故选项说法正确;
D、、、、,0.2g则该样品中可能只有镁,可能使锌和铝的混合物,也可能是镁、锌、铝的混合物,即该样品中不一定含有镁,故选项说法错误;
故选:D。
18.下图所示为实验室中常见气体制备、净化、收集和进行实验探究的部分仪器(组装实验装置时,可重复选择仪器),某学校三个化学小组的同学利用其进行下列实验。试根据题目要求,回答下列问题:
(1)第一组的同学以石灰石和稀盐酸为原料,在实验室中制备并收集干燥、纯净的二氧化碳气体。按照要求设计实验装置,连接仪器,并检查装置的气密性。
①所选仪器的连接顺序为 (从左至右填装置仪器序号)。
②实验中为充分干燥二氧化碳,气体应从洗气瓶B的 (填“a”或“b”)端导管口进入。
③写出以石灰石和稀盐酸为原料,制取二氧化碳的化学方程式 。
(2)第二组的同学对第一组同学制备二氧化碳后锥形瓶中剩余废液的成分进行探究。(设石灰石中的杂质既不溶于水,也不与稀盐酸反应)
①猜想:该小组同学对废液中溶质的组成作出了以下两种合理猜想:
猜想一:溶质只有CaCl2; 猜想二:溶质有 (填化学式)和HCl。
②实验:取少量过滤后的废液于试管中,加入 (填选项序号)试剂来进行实验。通过明显现象,可判断猜想一不正确,猜想二正确。(CaCl2溶液呈中性)
A.紫色石蕊试液 B.酚酞试液 C.硝酸银溶液 D.碳酸钠溶液
(3)第三组的同学以过氧化氢溶液为原料(MnO2作催化剂)制取氧气,并对某种塑料的组成元素进行分析探究(资料显示该塑料只含C、H、O三种元素),所选仪器按“A→B1→E→B2→C→碱石灰干燥管”的顺序连接(B1、B2均为浓硫酸洗气瓶),检查装置气密性,然后进行实验并收集有关数据。(假设所发生的化学反应都充分反应)
装置编号
B1
E中玻璃管内固体
B2
C
反应前质量
100g
4.8g
100g
100g
反应后质量
100.2g
0g
101.8g
111g
①该装置中,洗气瓶C的作用为 。
②计算实验所用塑料中氧元素的质量为 g,该塑料分子中碳原子和氢原子的个数比为 (填最简整数比)。
【答案】(1) ADBG a
(2) CaCl2 AD
(3) 吸收反应生成的二氧化碳,用于计算 1.6 5:4
【详解】(1)①用石灰石和稀盐酸制取CO2,发生装置选A(石灰石和稀盐酸制取二氧化碳不需要加热,选用固液常温型发生装置);制得的CO2中混有HCl气体和水蒸气,先用饱和碳酸氢钠溶液(装置D)除HCl,再用浓硫酸(装置B)干燥,最后用向上排空气法(装置G,二氧化碳密度比空气大,易溶于水,并于水反应,选用向上排空气法收集二氧化碳)收集,所以连接顺序为A→D→B→G ,故填:ADBG。
②装置B干燥气体时,为使气体与浓硫酸充分接触,气体应从a端进入,故填:a。
③石灰石(主要成分CaCO3)与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为:,故填:。
(2)①石灰石与稀盐酸反应,若盐酸过量,滤液中溶质除CaCl2(石灰石与稀盐酸反应,生成的易溶于水的化合物),还有HCl(盐酸溶质),所以猜想二为溶质有CaCl2和 HCl,故填: CaCl2。
②要证明猜想一(只有CaCl2)不正确,猜想二(有CaCl2和HCl)正确,即证明有盐酸存在,紫色石蕊试液遇酸变红,能检验;酚酞试液遇酸不变色,不能检验;硝酸银溶液与氯化钙、盐酸都能反应生成沉淀,不能检验;碳酸钠溶液与盐酸反应会产生气泡,能检验;所以选AD ,加入后若观察到溶液变红(石蕊试液)或有气泡产生(碳酸钠溶液 ),可证明有盐酸,故填:AD。
(3)①该实验是探究塑料的组成元素,塑料含C、H、O元素,通过燃烧塑料,利用B1(浓H2SO4)吸收生成的水,B2(浓H2SO4)吸收水并称重,C中碱石灰可吸收生成的CO2,通过增重测CO2质量,所以C的作用是吸收塑料燃烧生成的CO2,故填:吸收反应生成的二氧化碳,用于计算。
②首先求塑料燃烧生成水的质量:B2装置中浓硫酸吸收水,质量增加了101.8g -100g=1.8g,根据水的化学式H2O,氢元素的质量,然后求塑料燃烧生成二氧化碳的质量:C装置中氢氧化钠吸收二氧化碳,质量增加了111g-100g=11g,根据二氧化碳的化学式CO2,碳元素的质量,已知塑料样品质量为4.8g,根据质量守恒定律宏观实质:化学反应前后,元素种类和质量不变可知,塑料中氧元素的质量m(O)=4.8g-3g-0.2g=1.6g,故填:1.6g;
该塑料分子中碳原子和氢原子的个数比:,故填:5:4。
19.对工业废气与废水的处理是化学学科研究的重要课题。
海水吸收法被认为是烟气脱硫最简单的途径(SO2与水反应类似于CO2)。在喷淋吸收塔内烟气与海水反应,然后在曝气池中释放回收二氧化硫,并使海水得以恢复。
(1)将海水喷淋吸收烟气的优点是 。
向H2SO3溶液中滴加NaOH溶液,测得溶液中含硫微粒的浓度随pH变化如图。
(2)由此可知NaHSO3溶液呈 (填“酸性”或“碱性”)。
(3)M点溶液所含的溶质有 (填化学式)。
(4)溶液的pH由0升至3的过程中,溶液中H2SO3与NaOH发生反应的化学方程式为 。
某烟气中含N2、O2、SO2等气体,以FeSO4催化处理其中的SO2,部分流程如图1所示。开始时需向“脱硫”装置中加入一定量的FeSO4溶液,并加入适量铁粉。保持其他条件相同,反应过程中吸收液的起始温度对脱硫率和吸收液pH的影响如图2所示:
已知:“脱硫”时发生的主要反应有。
(5)计算脱除32gSO2的同时会生成H2SO4的质量(写出计算过程)。
(6)温度大于60℃时脱硫率下降,可能的原因是 。
【答案】(1)增大接触面积,提高效率
(2)酸性
(3)NaHSO3、Na2SO3/Na2SO3、NaHSO3
(4)H2SO3+NaOH=NaHSO3+H2O
(5)设:生成 H2SO4质量为x。
解得x= 49g
答:会生产49g硫酸。
(6)温度升高,SO2在水中的溶解度减小,导致反应不充分,脱硫率降低
【详解】(1)将海水喷淋吸收烟气,可使烟气和海水充分接触,的优点是接触面积大,吸收更充分;
(2)从图中可以看出,NaHSO3溶液的 pH <7,因此溶液显酸性;
(3)根据图像分析, M 点溶液含有阴离子是 ,则溶质主要为NaHSO3、Na2SO3.
(4)分析图像,溶液的 pH 由1升至3的过程中产生的阴离子是,H2SO3与 NaOH 反应产生亚硫酸氢钠和水,化学方程式为:H2SO3+NaOH=NaHSO3+H2O;
(5)见答案;
(6)气体的溶解度随温度升高而降低,当温度大于60°℃时,SO2在水中的溶解度降低,导致反应不充分,所以脱硫率降低。
20.数字化实验仪器有助于深入研究化学反应。以下是某兴趣小组同学利用数字化仪器进行的两组实验探究。
【实验探究一】室温时,小组同学利用50g稀盐酸与溶质质量分数为10%的氢氧化钠溶液探究中和反应,测得溶液pH和温度的变化如图所示。
(1)请计算所用稀盐酸的溶质质量分数(写出计算过程)。
(2)c点溶质是 ;
(3)温度图像说明稀盐酸与氢氧化钠溶液反应是 (填“放热”或“吸热”)反应,图中ef段温度下降的原因是 。
【实验探究二】室温时,研究质量相同的一块镁片和一块锌片分别与等浓度、等质量的稀盐酸反应的压强变化实验如图甲,压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。
查阅资料:相同温度下,气体压强与气体分子个数有关,与气体分子本身大小无关。
(4)根据曲线①②中 推测两个反应都有热量放出
(5)曲线②是金属 (填化学式,下同)与稀盐酸反应的压强变化曲线;
【答案】(1)解:设所用稀盐酸的溶质质量分数为x
x=7.3%
答:所用稀盐酸的溶质质量分数为7.3%。
(2)NaCl、NaOH
(3) 放热 反应结束后,不再放热,溶液温度逐渐恢复室温
(4)压强先增大后减小
(5)Zn
【详解】(1)稀盐酸呈酸性,pH<7;氢氧化钠溶液呈碱性,pH>7;氯化钠溶液呈中性,pH=7。稀盐酸与氢氧化钠溶液发生的反应是,根据图像,b点时,溶液pH=7,说明50g稀盐酸恰好完全反应,消耗氢氧化钠溶液的质量为40g,据此计算,见答案。
(2)b点时稀盐酸与氢氧化钠恰好完全反应,溶质为NaCl,c点时pH>7,说明氢氧化钠过量,此时溶质是反应生成的NaCl和过量的NaOH,故填:NaCl、NaOH;
(3)反应过程中温度不断升高,说明稀盐酸与氢氧化钠溶液反应是放热反应,当反应结束后温度会逐渐降低,图中ef段温度下降的原因是反应结束后,不再放热,溶液温度逐渐恢复室温;
(4)镁、锌与稀盐酸反应生成氢气,若只是单纯产生气体,压强会持续增大后不变,但曲线中压强先增大后减小,是因为反应放热,使装置内温度升高,压强增大,反应结束后,温度降低,压强减小,所以根据压强先增大后减小推测两个反应都有热量放出,故填:压强先增大后减小;
(5)镁的金属活动性比锌强,与等浓度、等质量稀盐酸反应时,镁反应速率更快,相同时间内产生氢气更多,压强增大得更快,曲线①反应速率快,是镁与稀盐酸反应的曲线,那么曲线②是锌(Zn)与稀盐酸反应的压强变化曲线,故填:Zn。
21.“氢能将成为未来主要的能源”,以下为两条获得氢能的途径,请回答。
途径一:利用太阳能实施光电转换,电解水;
途径二:通直流电电解水
(1)氢气作为新能源,其主要优点为___________(填序号,下同)。
A.制取成本低 B.燃烧产物无污染
C.制备原料为水来源广 D.贮存方便安全
(2)途径一“光电转换”过程中,光能转化为 能,可较好解决传统制氢过程中效率低、 等问题。
(3)兴趣小组对我国的太空舱制取氧气系统(如、右图)进行了研究性学习。
①该系统中电源A极是 极;将燃着的蜡烛放入b管收集的气体中,燃烧更旺,说明该气体具有的化学性质是 。
②太空舱制氧原理的文字表达式为 。反应过程中种类和数目均没有发生变化的微粒是 (用符号表示)。
③升高温度能提高电解制氧效率,从微观角度解释原因是 。
④太空舱制氧过程中消耗的水和生成的氧气的质量关系是 。
(4)从微观视角看物质及其变化是化学特有的思维方式。下图分别是水蒸气液化、水通电分解、氢气燃烧的微观变化示意图。
①图中分子本身没有改变的变化是 (填字母)。
②图C中,从微观角度判断该变化是化学变化的依据是: 。
③从上图ABC的微观图示中获得以下信息,其中正确的有 。
A.原子在化学变化中不可分
B.化学变化的实质是分子改变原子重组
C.物理变化过程中分子种类不变
D.化学变化过程中原子种类和数目不变
【答案】(1)BC
(2) 电 能耗高
(3) 负 助燃性 H、O 温度升高,分子运动速率加快 A
(4) A 生成水 ABCD
【详解】(1)氢气作为新能源,其主要优点为燃烧产物无污染、制备原料为水来源广,故选:BC;
(2)途径一“光电转换”过程中,光能转化为电能,可较好解决传统制氢过程中效率低、能耗高等问题;
(3)①该系统中电源A极是负极;将燃着的蜡烛放入b管收集的气体中,燃烧更旺,说明该气体具有的化学性质是具有助燃性;
②水在通电条件下生成氢气和氧气,反应的文字表达式为:;反应过程中种类和数目均没有发生变化的微粒是H、O;
③升高温度能提高电解制氧效率,从微观角度解释原因是温度升高,分子运动速率加快,反应速率加快;
④太空舱制氧过程中消耗的水和生成的氧气的质量关系是A(电解水生成氢气和氧气,反应的化学方程式为:,则水、氧气质量比是36:32=9:8,故选:A;
(4)①由图可知,图中分子本身没有改变的变化是A;
②图C中,从微观角度判断该变化是化学变化的依据是生成水分子;
③从上图ABC的微观图示中获得以下信息,其中正确的有原子在化学变化中不可分、化学变化的实质是分子改变原子重组、物理变化过程中分子种类不变、化学变化过程中原子种类和数目不变; 故选:ABCD。
22.通过物质的共性和差异性认识物质是学习化学的一种思路与方法。
(1)下图是小明同学建构的酸的化学性质的模型图。
①向稀盐酸和稀硫酸中分别滴加石蕊试液,试液变红,说明两种酸溶液中均存在 (填微粒符号)。
②将表面生锈的铁钉(铁锈的主要成分为)投入到足量稀硫酸中,铁锈脱落、溶解,溶液变黄,写出该反应的化学方程式为 ;
③M所属物质类别为 ,该物质与稀盐酸和稀硫酸均能反应,M可以为 (填一种具体物质)。
(2)小明同学分别向两份相同的溶液中匀速滴加相同的稀盐酸和稀硫酸(如图1),观察现象并绘制溶液电导率随时间变化曲线(如图2)。
【电导率能衡量溶液导电能力大小,相同条件下,溶液中的离子浓度越大,电导率越强】
①图2中曲线1表示向溶液中滴加 (填“稀盐酸”或“稀硫酸”)。曲线2反应中的实验现象为 。
②结合图3解释电导率Q点小于N点的原因 。
③该实验说明:不同的酸中,由于 不同,酸的性质也表现出差异。
图甲表明,其他条件不变时,溶液的pH越 ,H2O2分解越快。图乙表明,碱性条件下 (填离子符号)对H2O2分解速率的影响大,综合以上信息推测,下列物质可加快H2O2分解的是 (多选,填字母)。
a.KOH b.KC1 c.HCl d.MnSO4
【答案】(1) H+ 盐 碳酸钠(合理即可)
(2) 稀盐酸 产生白色沉淀 Q点离子浓度较小 酸根离子 大 Mn2+ ad
【详解】(1)①向稀盐酸和稀硫酸中分别滴加石蕊试液,试液变红,说明两种酸溶液中均存在相同的阳离子,即氢离子,表示为H+。
②将表面生锈的铁钉投入到足量稀硫酸中,铁锈脱落、溶解,溶液变黄,是由于氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水,该反应的化学方程式为;
铁钉表面产生气泡是由于裸露出来的铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,该气体为氢气。
③根据酸的通性,酸能与指示剂反应,酸能与活泼金属反应,酸能与金属氧化物反应,酸能与碱反应,酸还可以与某些盐反应,则M所属物质类别为盐,该物质与稀盐酸和稀硫酸均能反应,M可以为碳酸钠等(合理即可)。
(2)①由化学方程式、可知,稀硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水,当二者恰好完全反应时,溶液中基本不存在自由移动的离子,此时电导率接近于0,而稀盐酸与氢氧化钡反应生成氯化钡和水,当二者恰好完全反应时,溶液中离子浓度最小,但此时电导率不会为0,即滴加稀硫酸的溶液电导率的最小值小于滴加稀盐酸溶液中电导率的最小值,结合图2可知,图2中曲线1表示向Ba(OH)2溶液中滴加稀盐酸,曲线2反应中的实验现象为产生白色沉淀。
②Q点是稀硫酸与氢氧化钡恰好完全反应,溶液中基本不存在自由移动的离子,此时电导率接近于0,N点时,氢氧化钡过量,溶液有自由移动的离子,则电导率Q点小于N点的原因是Q点离子浓度较小。
③该实验说明,不同的酸中,由于酸根离子不同,酸的性质也表现出差异;
从图甲看,pH越大,H2O2浓度下降越快,即分解越快;
图乙中,碱性条件下,含0.2%MnCl2的曲线H2O2浓度下降幅度比含0.2%NaCl的曲线更大,说明Mn2+对H2O2分解速率影响大;
a、KOH使溶液呈碱性,结合图甲可知可加快H2O2分解,该选项正确;
b、KCl对H2O2分解速率影响不大,该选项错误;
c、HCl使溶液呈酸性,不利于H2O2分解,该选项错误;
d、MnSO4含Mn2+,结合图乙可知可加快H2O2分解,该选项正确。
故选ad。
23.化学兴趣小组进行酸的化学性质探究。回答下列问题:
(1)将稀硫酸分别加入如图的各试管中,无明显现象的是 (填字母序号)要证明该试管中已发生了化学反应,以下方案可行的是 (填数字)
①滴入溶液有白色沉淀出现 ②伸入铁丝后表面没有气泡产生
③滴入酚酞溶液无明显现象 ④滴入溶液无蓝色沉淀出现
(2)分别向两份相同的溶液中匀速滴加相同的稀盐酸和稀硫酸,观察现象并绘制溶液电导率随时间变化曲线(如图)(电导率能衡量溶液导电能力大小,相同条件下单位体积溶液中的离子总数越多,电导率越大)。图中曲线2反应中的化学方程式为 ;该实验说明:不同的酸中,由于 不同,酸的性质也表现出差异。
(3)上述实验结束后,化学兴趣小组继续探究。
实验步骤
实验现象
结论
步骤1:将试管C中物质全部倒入试管D中
产生气泡
试管C中溶质是 (填化学式)
步骤2:将试管A中物质全部倒入试管E中,过滤,得到滤液M
产生气泡且白色沉淀增加
滤液M中可能存在的溶质有 种
(4)若步骤2中白色沉淀增加的质量恰好等于加入试管A中稀硫酸溶液的质量,小组同学向反应后的滤液M中滴加溶液,无明显现象,则所加稀硫酸溶液的质量分数是 。(计算结果只保留整数)
【答案】(1) C ②③④
(2) 阴离子(或酸根离子)
(3) 、 3/三
(4)42%
【详解】(1)A试管中镁粉和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,有气泡产生;
B试管中氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,固体溶解,溶液由无色变成蓝色;
C试管中氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水,无明显现象;
D试管中碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,有气泡产生;
E试管中氯化钡和稀硫酸反应生成盐酸和硫酸钡沉淀,有白色沉淀产生;
则无明显现象的是C;
C试管中氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水,该反应无明显现象;
①滴入氯化钡溶液有白色沉淀出现,不能证明稀硫酸和氢氧化钠发生了反应,因为氯化钡与硫酸、硫酸钠反应都会生成白色沉淀,故①不符合题意;
②硫酸和铁反应生成氢气,伸入铁丝后表面没有气泡产生,说明溶液中没有硫酸,能证明稀硫酸和氢氧化钠发生了反应,故②符合题意;
③氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞变红,若滴入酚酞溶液无明显现象,说明溶液中没有氢氧化钠,证明盐酸和氢氧化钠发生了化学反应,故③符合题意;
④氢氧化钠与氯化铜反应会生成氢氧化铜蓝色沉淀,滴入CuCl2溶液无蓝色沉淀出现,说明溶液中没有氢氧化钠,证明盐酸和氢氧化钠发生了化学反应,故④符合题意;
故选:②③④;
(2)稀硫酸和氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水,恰好完全反应时,溶液中基本不存在自由移动的离子,此时电导率接近于0,而稀盐酸与氢氧化钡反应生成氯化钡和水,恰好完全反应时,溶液中离子浓度最小,此时电导率不为0,即滴加稀硫酸的溶液电导率的最小值小于滴加稀盐酸溶液中电导率的最小值,则曲线2是氢氧化钡与硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水,反应的化学方程式为,不同的酸中,由于酸根离子或阴离子不同,酸的性质表现出差异,如硫酸和氢氧化钡反应生成沉淀,而盐酸和氢氧化钡反应无沉淀生成;
(3)①C试管中氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水,D试管中碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,将试管C中物质全部倒入试管D中产生气泡,即试管D中的碳酸钠和试管C中的硫酸反应生成二氧化碳气体,说明试管C中有硫酸存在,氢氧化钠和稀硫酸反应会生成硫酸钠,所以还一定有生成的硫酸钠,故试管C中溶质是、;
②A试管中镁粉和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,E试管中氯化钡和稀硫酸反应生成盐酸和硫酸钡沉淀,将试管A中(镁和稀硫酸反应)全部倒入试管E中(氯化钡和稀硫酸反应),过滤得到滤液M,产生气泡且白色沉淀增加,说明A中镁有剩余,A中的物质是镁和硫酸镁,E中氯化钡有剩余,E中的物质是氯化钡和盐酸,可能存在的溶质有氯化镁、氯化钡、盐酸,则滤液M中可能存在的溶质有3种;
(4)设生成硫酸钡沉淀的质量为x,则有, 因为白色沉淀增加的质量恰好等于加入试管A中稀硫酸溶液的质量,则所加稀硫酸溶液的质量分数为。
24.酸、碱、盐是生活中常见的化合物。
(1)我国著名的化学家将制碱与制氨结合起来发明了联合制碱法,其部分流程如下:
通入 CO2时,发生反应的化学方程式为
①该方法是由我国的制碱工业先驱 (填字母,下同)发明的。
a.张青莲 b.徐光宪 c.侯德榜 d.闵恩泽
②在制纯碱过程中得到的 NH4Cl常用来作化肥,该化肥属于 。
a.氮肥 b.磷肥 c.钾肥 d.复合肥
③在制碱过程中得到的 也是焙制糕点所用发酵粉的成分之一,其原理是受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,请写出 分解的化学方程式: 。
(2)对无明显现象反应的研究是一项有趣而又重要的课题,某兴趣小组同学以“氢氧化钠与稀盐酸是否发生了化学反应”为主题展开项目式实践活动。
①图1为甲同学的实验方案。甲同学观察到 的现象,证明二者发生了化学反应,该反应的化学方程式为 。
②图2中乙、丙两位同学选择了相同的实验方案,却观察到了不同的现象。请分析乙同学的实验后所得溶液中溶质的成分: 。
③丁同学建议,在丙同学实验所得溶液中继续加入某种试剂,也可证明NaOH 与稀盐酸发生了化学反应,可以选用的试剂为 。
a.铁粉 b.硫酸铜溶液 c.铜片 d.澄清石灰水
(3)敞口放置的NaOH 固体易变质,现取15g已部分变质的 NaOH 固体,加入50g足量的稀盐酸中,充分反应后,称量剩余物质的质量为60.6g。求该固体中氢氧化钠的质量。
【答案】(1) c a Na2CO3+H2O+CO2↑
(2) 溶液由红色变为无色 NaOH+HCl = NaCl+H2O 一定有NaCl,可能有HCl A
(3)生成的二氧化碳气体的质量=15g +50g - 60.6g = 4.4g;
设固体中生成碳酸钠的质量为x,
=10.6g
该固体中氢氧化钠的质量=15g-10.6g=4.4g。
答:该固体中氢氧化钠的质量为4.4g。
【详解】(1)①我国著名的化学家侯德榜将制碱与制氨结合起来发明了联合制碱法,是我国的制碱工业先驱,故选C;
②NH4Cl中含有氮、磷、钾三种营养元素中的氮元素,属于氮肥,故选A;
③受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,化学方程式为Na2CO3+H2O+CO2↑;
(2)①图1为甲同学的实验方案,氢氧化钠溶液显碱性能使酚酞溶液变红,氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,氢氧化钠被消耗掉,盐酸、氯化钠均不能使酚酞溶液变色,所以甲同学观察到溶液由红色变为无色的现象,证明氢氧化钠溶液与稀盐酸发生了化学反应,该反应的化学方程式为NaOH+HCl = NaCl+H2O;
②图2中乙、丙两位同学选择了相同的实验方案,氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,乙同学观察到溶液无色,说明氢氧化钠完全反应,则乙同学的实验后所得溶液中溶质的成分一定有氯化钠(NaCl),可能有过量的氯化氯(HCl);
③证明NaOH与稀盐酸发生了化学反应,即证明丙同学实验所得溶液中无盐酸存在;
a.铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,在丙同学实验所得溶液中加入铁粉,若无气泡产生,说明无盐酸存在,证明NaOH与稀盐酸发生了化学反应,符合题意;
b.硫酸铜与盐酸不发生反应,不能达到实验目的,不符合题意;
c.铜片与盐酸不反应,,不能达到实验目的,不符合题意;
d.澄清石灰水主要成分是氢氧化钙,氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙和水,无明显现象,不能达到实验目的,不符合题意。
故选a;
(3)氢氧化钠变质实际上是氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,取15g已部分变质的NaOH固体,加到50g足量的稀盐酸中,充分反应后称量剩余物质的质量为60.6g,氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,根据质量守恒定律可知,化学反应前后物质总质量不变,则反应前后减少的质量为生成二氧化碳气体的质量,见答案。
25.山西运城盐湖地区的“垦畦浇晒”产盐法发展成熟于隋唐时期,至今仍在沿用。“垦畦浇晒”法主要生产过程大致可以分为三步:治畦、引水养卤和晒制成盐。探索小组的同学们将盐湖水和氯化钠的有关问题与生产生活结合,完成了结构化的梳理和整合。
联系实际,解决问题:
(1)用盐湖水晒盐,利用了氯化钠的溶解度 的特点。
(2)用盐湖水提锂的原理是向处理过的盐湖水(含有LiCl)中加入碳酸钠,反应生成碳酸锂(Li2CO3)沉淀和氯化钠,发生反应的化学方程式为 ,该反应的基本类型是 。
(3)生活中,氯化钠有广泛用途,请你写出一条 。
(4)氯化钠是维持人体正常生理活动必不可少的一种物质,其原因是 。
【答案】(1)受温度变化影响小
(2) 复分解反应
(3)作调味品(或作融雪剂,或腌渍蔬菜、鱼、肉等,合理即可)
(4)钠离子对神经调节、维持细胞内外正常的水分分布和促进细胞内外物质交换起重要作用(或氯离子是胃液中的主要成分,具有促生盐酸、帮助消化和增进食欲的作用,合理即可)
【详解】(1)氯化钠的溶解度随温度变化较小,适合蒸发结晶,因此用盐湖水晒盐是利用了氯化钠的溶解度受温度变化影响小的特点;
(2)氯化锂和碳酸钠反应生成碳酸锂沉淀和氯化钠,化学方程式为,由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,叫作复分解反应;
(3)氯化钠的用途很多,生活中,可以用作调味品(或作融雪剂,或腌渍蔬菜、鱼、肉等,合理即可);
(4)氯化钠是维持人体正常生理活动必不可少的一种物质,人体内所含的氯化钠大部分以离子形式存在于体液中。钠离子对神经调节、维持细胞内外正常的水分分布和促进细胞内外物质交换起重要作用;氯离子是胃液中的主要成分,具有促生盐酸、帮助消化和增进食欲的作用;
26.化学在生活、生产和社会发展中都发挥着重要作用。
I.化学与能源
新能源的开发和利用促进了能源结构向多元化、清洁和低碳转变。
(1)目前,人类利用的能量大多来自化石燃料,如石油、 和天然气。天然气的主要成分是甲烷(CH4),其完全燃烧的化学方程式为 。
(2)做饭时,天然气燃烧不充分,锅底易出现黑色物质。此时,可调 (填“大”或“小”)燃气灶的进风口,使燃料充分燃烧、节约能源。
(3)氢气的发现、生产和应用极大地推动了人类社会的发展。科学家利用氨制氢的一种生产流程如下图所示。
①步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式为 。
②步骤Ⅲ中的分子筛只能让氢分子通过而阻止其他分子通过,该过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
③若用50kg液氨制得了6kg氢气,则该流程中氨气的转化率为 。(转化率=已反应的原料量/原始原料量×100%)。
II.化学与化工
硫酸亚铁广泛用于医学、农业等领域,可利用菱铁矿进行制备。菱铁矿的主要成分是碳酸亚铁(FeCO3),还含有少量的二氧化硅(SiO2)和氧化铁(Fe2O3)。以菱铁矿为原料制备硫酸亚铁的工艺流程如下图所示。
(4)硫酸亚铁可为人体补充铁元素,医学上可用于治疗_______(填选项字母)。
A.贫血 B.甲状腺疾病 C.骨质疏松 D.发育迟缓
(5)将菱铁矿粉碎的目的是 。
(6)SiO2中硅元素的化合价是 。
(7)Fe2O3中铁元素和氧元素的质量比为 (填最简整数比)。
(8)溶液甲中一定含有的溶质是 (填化学式)。
【答案】(1) 煤
(2)大
(3) 物理 68%
(4)A
(5)增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分
(6)+4
(7)7:3
(8)H2SO4、Fe2(SO4)3、FeSO4
【详解】(1)化石燃料包括石油、天然气和煤;
天然气的主要成分是甲烷,甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水,化学方程式为:;
(2)做饭时,天然气燃烧不充分,锅底易出现黑色物质,该黑色物质的主要成分是碳,是因为氧气不足,天然气发生不完全燃烧,此时可调大进风口,以增大空气的进入量,提供充足的氧气,使燃料充分燃烧,节约能源;
(3)①由图可知,步骤Ⅱ是氨气在铁基催化剂和温度为410℃的条件下反应生成氮气和氢气,反应的化学方程式为:;
②步骤Ⅲ的分子筛只让氢分子通过而阻止其他分子通过,是分离物质的过程,没有生成新物质,该过程属于物理变化;
③设参加反应氨气的质量为a,
a=34kg,
则该流程中氨气的转化率为:;
(4)硫酸亚铁可为人体补充铁元素,在医学上可用于治疗缺铁性贫血,故选A;
(5)将菱铁矿粉碎的目的是增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分;
(6)SiO2中氧元素显-2价,设硅元素的化合价是x,根据在化合物中各元素正负化合价代数和为零,可得:x+(-2)×2=0,则x=+4价;
(7)Fe2O3中铁元素和氧元素的质量比为(56×2):(16×3)=7:3;
(8)从流程图看出,酸浸时硫酸与碳酸亚铁反应生成硫酸亚铁、水和二氧化碳,氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水,二氧化硅与硫酸不反应,而硫酸有剩余,故溶液甲中的溶质为H2SO4、Fe2(SO4)3、FeSO4。
27.阅读材料,并回答下列问题:
材料1:2025年3月9日,我国研制的八分之一真空室及总体安装系统通过验收,达到国际先进水平,这一系统属于聚变堆主机关键系统,该系统设施平台的真空室壳体采用了超低碳不锈钢材料。
材料2:F12芳纶纤维开始国产并领先国际,其化学成分是基于含杂环的芳香族聚酰胺结构,使用高纯度对苯二胺、对苯二甲酰氯和2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑作为人工合成F12芳纶的共聚单体,F12芳纶可用于火箭发动机喷管(喷火)等高端工业领域。
(1)根据以上文章选择下列说法中正确的是______
A.超低碳不锈钢属于金属材料 B.F12芳纶纤维是天然材料
C.超低碳不锈钢硬度比铁大 D.F12芳纶纤维具有耐高温的特性
Ⅰ、金属的应用
(2)早在西汉时期,刘安在《淮南万毕术》中有“曾青(硫酸铜溶液)得铁则化为铜”的记载,其化学方程式为 。
Ⅱ、金属的回收
(3)某电镀厂为减少污染并变废为宝,从排放的废水中回收铜、铁和硫酸锌溶液,设计的操作流程如下图所示。
①步骤 Ⅰ 中所得固体A的成分有哪些物质 (写化学式)
②步骤 Ⅲ 中X溶液的溶质为 (写化学式)
Ⅲ、金属的腐蚀与防护
(4)防止金属生锈是金属保护的有效方法之一,某学习小组设计了如图所示实验(夹持装置省略),探究铁的锈蚀条件。
①请写出上图试管①中发生的化学反应方程式 。
②一段时间后观察到,A处铁丝依然光亮,B处铁丝表面灰暗,C处铁丝依然光亮,A、B处实验现象对比,可得出铁生锈与 有关,B、C处实验现象对比说明,决定铁生锈快慢的一个重要因素是 。
【答案】(1)ACD
(2)
(3) 、、 (或)
(4) 是否接触水 氧气的浓度
【详解】(1)A、金属材料包括纯金属和合金,超低碳不锈钢是铁的合金,属于金属材料,A 正确;
B、F12 芳纶纤维是人工合成的,属于合成材料,不是天然材料,B 错误;
C、合金的硬度一般比组成它的纯金属大,超低碳不锈钢是合金,其硬度比铁大,C 正确;
D、F12 芳纶可用于火箭发动机喷管(喷火)等高端工业领域,说明它具有耐高温的特性,D 正确。
故选ACD。
(2)“曾青(硫酸铜溶液)得铁则化为铜”,是铁与硫酸铜溶液发生置换反应,铁置换出硫酸铜中的铜,生成硫酸亚铁,化学方程式为。
(3)①步骤 I 中向含硫酸铜、硫酸锌、硫酸亚铁的废水中加入过量锌粉,锌的活动性比铁、铜强,能与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,由于锌粉过量,所以固体A的成分是生成的铁、铜和过量的锌,化学式为Fe、Cu、Zn 。
②铁、铜、锌中,只有铁能被磁铁吸引,则固体B是锌和铜的混合物,要分离出铜,可加入稀硫酸或硫酸铜溶液,锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,铜不与稀硫酸反应,锌与硫酸铜溶液反应生成硫酸锌和铜,铜不与硫酸铜溶液反应,所以步骤 Ⅲ 中X溶液的溶质为H2SO4或CuSO4。
(4)①试管①中是过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,化学方程式为。
②A处铁丝在干燥环境中不生锈,B处铁丝在潮湿环境中生锈,对比可知铁生锈与是否接触水有关;
试管①中过氧化氢分解产生大量氧气,B处潮湿细铁丝与大量氧气接触,C处潮湿细铁丝暴露在空气中,但空气中氧气浓度相对较低,B处铁丝生锈比C处更严重,说明决定铁生锈快慢的一个重要因素是氧气的浓度。
28.氨作为氢的载体,越来越引起重视。回答下列问题:
Ⅰ.氨气的燃烧
(1)氨气在空气中无法燃烧,在氧气中却能燃烧,生成氮气和一种常见液体,说明氨气燃烧与 有关。氨气在氧气中燃烧的化学方程式为 。
Ⅱ.氨气作为燃料的优势
氨气、氢气都属于清洁能源,其性质对比参数如表所示:
性质参数
氢气
氨气
颜色、气味
无色、无味
无色、刺激性
沸点/℃
爆炸限值/%
4~75
15~28
水中溶解度
难溶于水
极易溶于水
(2)对比参数分析,你认为氨气替代氢气成为理想燃料的理由有 。
Ⅲ.在氨气中添加适量的氢气,进行混合燃烧
科学研究不同当量比(燃料完全燃烧理论所需要的空气量与实际供给的空气量之比)下的氨气/氢气/空气的燃烧速度如图所示:
【其中表示氨气、氢气混合气中氨气的体积分数】
(3)分析图中数据发现当量比为 左右时, ,燃烧速度最快。
Ⅳ.制备氨燃料
(4)我国科研团队借助一种固体催化剂LDH,在常温、常压和可见光条件下,用氮气和水合成氨气的原理如上图所示,化学方程式为,该过程将太阳能转化成为 。
【答案】(1) 氧气浓度
(2)氨气沸点高易液化便于运输储存,氨气爆炸限值范围小更安全,氨气具有刺激性气味便于及时察觉氨气泄漏,氨气极易溶于水便于泄漏时处理
(3) 1.1 40%
(4)化学能
【详解】(1)氨气在空气(氧气占空气体积的21%)中无法燃烧,在氧气中却能燃烧,说明氨气燃烧与氧气浓度有关;
氨气在氧气中燃烧,生成氮气和一种常见的液体,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,则该常见液体为水,该反应为氨气和氧气点燃生成氮气和水,化学方程式是;
(2)对比参数分析可知,氨气替代氢气成为理想燃料的理由有:氨气沸点高易液化便于运输储存,氨气爆炸限值范围小更安全,具有刺激性气味便于及时察觉氨气泄漏,氨气极易溶于水便于泄漏时处理;
(3)分析图中数据,燃烧速度最快,对应的点应该最高。当量比为 1.1左右时,且X(NH3) =40%时,燃料燃烧速度最快;
(4)从反应条件可知需要光照,则该过程将太阳能转化成为化学能。
29.氢氧化钠是一种生活中常见的碱。《天工开物》记载了古法造纸的工序,其中,蒸煮过程加入碱性物质主要目的是造浆和溶解木质素。模拟蒸煮后的废液净化并回收氢氧化钠的流程如图所示。已知:木质素属于有机物,充分燃烧产生二氧化碳。
(1)氢氧化钠的用途有 (写一条)
(2)某同学取少量废液Ⅱ,滴入酚酞溶液,观察到溶液变红,得出废液Ⅱ中有NaOH,该说法 (填“正确”或“错误”),请说明理由: ;
(3)另一位同学对废液Ⅱ成分进行了如下探究活动
实验操作
实验现象
实验结论
步骤1:取少量废液于试管中,加入足量的氯化钡稀溶液。
废液中有Na2CO3
步骤2:取少量步骤1中的上层清液于试管中, 。
废液中有NaOH
(4)流程中废液I在蒸发浓缩过程中通入烟气,发生反应的化学方程式为 。
(5)小明为了测定某硫酸溶液中溶质的质量分数,如图甲,向60g硫酸溶液中缓缓注入质量分数为10%的氢氧化钠溶液,测得溶液的pH与氢氧化钠溶液的质量对应关系如图乙。请计算硫酸溶液中溶质的质量分数(结果保留至0.1%)。
【答案】(1)制肥皂
(2) 错误 碳酸钠溶液呈碱性,也能使无色酚酞溶液变红
(3) 产生白色沉淀 滴加无色酚酞 溶液变红
(4)
(5)由图可知,当加入氢氧化钠溶液质量为20g时恰好完全反应。
解设硫酸溶液中溶质的质量分数为x
解得
答:硫酸溶液中溶质的质量分数约为4.1%。
【详解】(1)氢氧化钠可用于制肥皂;
(2)碱性物质能使无色酚酞溶液变红,取少量废液Ⅱ,滴入酚酞溶液,观察到溶液变红,得出废液Ⅱ中有NaOH,该说法错误,因为废液Ⅱ中含有碳酸钠,碳酸钠溶液显碱性,也能使无色酚酞溶液变红;
(3)结论为废液中含有碳酸钠,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀与氯化钠,故现象为产生白色沉淀;
步骤1中足氯化钡将碳酸钠除去,步骤2中结论为废液中有氢氧化钠,则上层清液呈碱性,故步骤2为取少量步骤1中的上层清液于试管中,滴加无色酚酞,现象为溶液变红;
(4)木质素属于有机物,充分燃烧产生二氧化碳,烟气中含有二氧化碳,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠与水,该反应的化学方程式为:;
(5)见答案。
30.我国将力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,这里的“碳”指二氧化碳。
(1)了解科技前沿:交通领域的“以电代油”也可以来实现“减碳”目标,从获取电能的各种方式看,相对于燃煤发电符合“减碳”理念的是 发电(写一种即可)。
(2)认识物质构成:从微观角度,二氧化碳由 (填微粒符号)构成。
(3)学会物质制备
①改正图A的实验室制氧气装置中的一处明显错误: 。
②通过操作H中弹簧夹可以控制该反应的发生或停止;在“C至H”中选择仪器 (填字母序号)也可组装一个随时使反应发生或停止的装置。若用溶液和制取,且能获得平稳的气流,应选E(或F)和 组合。
(4)学会物质利用
为探究气体与金属的反应,设计了一套制取纯净、干燥气体,并用过量与热的金属充分反应的实验。请回答相关问题:
Ⅰ.利用下列装置和相关药品进行实验
①检查装置气密性的操作方法是: 。
②装置的作用是: 。
③实验时应先 ,一段时间后再 (填代号)。
a.点燃D处酒精灯
b.打开A装置中的弹簧夹,从长颈漏斗处加入稀盐酸
Ⅱ.探究与反应的产物
可观察到D处的实验现象有黑白两种固体产生。查阅资料黑色固体为碳单质,白色固体是镁的化合物。为探究白色固体的成分,进行了假设与猜想
④猜想1:白色固体是 猜想2:白色固体是 猜想3:白色固体是 。
⑤验证与结论:取D中固体适量于试管,加入足量的稀盐酸,观察到:有黑色固体不溶物,但白色固体消失, 的现象,则猜想1成立。猜想2和猜想3不成立的可能原因是 。
【答案】(1)风力(合理即可)
(2)CO2
(3) 试管口略向下倾斜 CEH D
(4) 关闭弹簧夹,向长颈漏斗中注水至形成一段水柱,一段时间后,水柱不下降,说明装置气密性良好 除去二氧化碳中混有的氯化氢 b a MgO和MgCO3的混合物 无气泡产生 碳酸镁受热易分解
【详解】(1)相对于燃煤发电,符合“减碳”理念的是光伏或风力或者水力等发电,可以减少化石燃料的使用,减少二氧化碳的排放;
(2)二氧化碳是由非金属元素组成的化合物,由二氧化碳分子构成,分子用化学式表示,故填:CO2;
(3)①给试管中的固体加热时,试管口应略向下倾斜,防止冷凝水倒流,炸裂试管,故改正错误为:试管口略向下倾斜;
②在“C至H”中选择仪器CEH也可组装一个随时使反应发生或停止的装置。该装置中可将固体置于带孔塑料板上,关闭弹簧夹,通过长颈漏斗添加液体,固液接触,生成气体,装置内压强增大,将液体压入长颈漏斗中,固液分离,反应停止,打开弹簧夹,气体导出,固液接触,反应开始,从而可以控制反应的发生和停止;
若用溶液和制取,属于固液不加热反应,且能获得平稳的气流,应选择E(或F)和D组合,该装置可通过分液漏斗控制液体的滴加速率,从而控制反应速率;
(4)①检查装置气密性的操作方法是:关闭弹簧夹,向长颈漏斗中注水至形成一段水柱,一段时间后,水柱不下降,说明装置气密性良好;
②盐酸具有挥发性,会使制得的二氧化碳中混有氯化氢,饱和碳酸氢钠溶液能与氯化氢反应,故B装置的作用是:除去二氧化碳中混有的氯化氢;
③镁能与空气中的氧气等反应,故实验时应先打开A装置中的弹簧夹,从长颈漏斗处加入稀盐酸,反应生成二氧化碳,将装置内空气排尽,然后点燃D处酒精灯,防止镁与空气中的氧气等反应。
故填:b;a;
④根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,反应物中含Mg、C、O,生成物中也应含Mg、C、O,故生成的白色固体可能是氧化镁,也可能是碳酸镁,也可能是它们的混合物。故猜想3:白色固体是MgO和MgCO3的混合物;
⑤氧化镁能与稀盐酸反应生成氯化镁和水,碳酸镁能与稀盐酸反应生成氯化镁、二氧化碳和水,故取D中固体适量于试管中,加入足量的稀盐酸,观察到:有黑色固体不溶物,但白色固体消失,无气泡产生的现象,说明猜想1成立,猜想2和猜想3不成立;
猜想2和猜想3不成立,即固体中不含碳酸镁,可能是因为碳酸镁受热易分解。
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中考化学复习(综合应用题30道)
1.碳-氧循环作为自然界的重要循环,对保持人类生活与自然环境生态平衡有着重要意义,某兴趣小组对碳-氧循环进行如下项目式学习。
活动一:认识自然界中的碳-氧循环
自然界中的碳-氧循环如图1所示。
(1)图1中转化Ⅳ为植物的 作用。
(2)转化Ⅳ中的反应之一为二氧化碳+水淀粉+氧气。为探究该反应能吸收二氧化碳,某化学小组设计了图2的实验装置(甲、乙中植物均已提前放到黑暗处一昼夜)。
①水槽中的培养液含有硫酸铵,硫酸铵可作 (选填“氮肥”“磷肥”或“钾肥”)。
②光照一段时间后,甲中的植物叶片能检测到有淀粉生成,而乙中的不能。用化学方程式解释乙中检测不到淀粉的原因: 。
活动二:认识太空空间站内的碳-氧循环
太空空间站内的碳-氧循环如图3所示。
(3)萨巴蒂尔反应器中发生的反应为,则X的化学式为 。
2.我国研究团队利用丰富的镁资源,成功研发出低密度高镁铝合金,在轻量化材料领域取得颠覆性突破。回答下列问题。
(1)低密度高镁铝合金应用于航空航天的飞行器材料,主要利用了该合金的性能有 (答两点)。
(2)某种高镁铝合金中含有铜,为验证活动性Mg>Cu,设计了以下两种实验方案:
方案一:取打磨后形状大小相同的镁片、铜片分别放入试管中,向其中加入等量等浓度的稀盐酸,镁片表面有气泡产生,铜片表面无明显现象。其中发生反应的化学方程式为 ,该反应的基本类型是 。
方案二:将打磨后的镁片浸入硫酸铜溶液中,观察到的现象有 。
(3)制备合金:工业生产中制备某型号高镁铝合金的工艺流程如图2所示。
资料:i.铝锭和镁锭的主要矿物来源分别是铝土矿(主要成分是Al2O3)和白云石[主要成分是CaMg(CO3)2]。通过化学工艺可从矿物中提炼出高纯度的Al2O3、MgO。
ii.制铝:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑;制镁:MgO+2HCl=MgCl2+H2O;MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
①高温煅烧白云石分解生成三种氧化物,该反应的化学方程式为 ;
②如图1、熔炼时通入保护气的目的是 ;
③熔炼过程中添加金属锰(Mn)可增强合金的性能。图2是不同时间下高镁铝合金熔炼时添加Ma的吸收率曲线、熔炼时间最好控制超过15min的原因是 ;
④若制得的合金中镁、铝的质量比为3:90,则理论上需要消耗氧化镁和氧化铝的质量比为 。
3.空气中含有大量的氮气,用途广泛。
Ⅰ.N2的获取
工业获取N2的一种原理示意图如图。
(1)分子的直径:N2>O2,压缩后获取氮气,应选择区域 (填“A”或“B”)的气体。
Ⅱ.N2转化为硝酸
雷雨天,闪电时空气中发生反应①,进而发生系列转化如图。
(2)反应①时, 能转化为化学能。
(3)反应③中NO2和R的化学计量数之比为3:1,则R的化学式为 。
Ⅲ.N2转化为尿素[CO(NH2)2]
工业合成氨及尿素的流程示意图如图。
(4)转化1时需隔绝空气进行,目的是 。
(5)转化2不可能为化合反应的理论依据是 。
Ⅳ.N2转化为金属氮化物
用高温氮气吹氧化铝粉和碳粉混合物,制得新型半导体材料氮化铝(AlN)装置示意图如图。
(6)写出图中所示装置内反应的化学方程式: 。
(7)氮化铝能与盐酸反应:AlN+3HCl=AlCl3+NH3↑,计算生成1.7g氨气(NH3)需要氮化铝的质量 。(写出计算过程)
4.氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。
(1)利用铁及其氧化物循环制氢,原理如图-1所示。
①反应器I中化合价发生改变的元素有 种。
②反应器II中在高温下发生反应的化学方程式为 。
③反应器III中通入空气的作用是 。
(2)利用新型光催化剂分解水,并制备甲醇()的部分工艺流程如下:
①“分解”反应中,生成A的化学式为 。
②“合成”步骤中需要在高温高压下,选择合适的催化剂才能进行。则“合成”中反应的化学方程式为 。
③“蒸馏”一定程度上可将甲醇与水分离,是利用甲醇和水的 不同。
(3)利用海水电解制氢,原理和装置如图-2所示。PTFE膜两侧有水蒸气压力差,使膜外侧的水转化为水蒸气,水蒸气通过PTFE膜后液化。液态水和离子均不能直接通过PTFE内膜。
①气体为 。
②溶液中的阳离子是 (填离子符号)。
③在电解过程中,PTFE膜内侧KOH溶液的溶质质量分数 (填“增大”“不变”或“减小”)。
(4)利用热循环制氢原理如图-3所示。已知在时充分分解,但反应分离得到的很少,若往装置中充入氩气,制得明显增加,可能的原因是 。
5.金属和金属材料在生产生活和社会发展中发挥了重要的作用。
(1)河南博物院中馆藏的下列文物,其主要成分不是金属材料的是 (填字母)。
a.玉柄铁剑 b.武则天金简
c.饕餮乳钉纹铜方鼎 d.贾湖骨笛
(2)打铁工匠将烧红的铁器反复锤打,可以制成不同形状的铁制品,这是利用了金属的 性。
(3)某实验小组用铜粉按图1装置验证质量守恒定律。
①实验过程中观察到的实验现象为 、实验前后天平示数不变。
②实验后锥形瓶内的固体是铜和氧化铜的混合物。设计如图2所示实验方案,从混合物粉末中回收铜,发生反应的化学方程式为 ,操作为 。若向滤液a中加入足量铁粉,有气泡产生,则滤液a中溶质的成分为 。
(4)为探究铁生锈的原理,小组同学设计了图3所示实验。对比、可得出铁生锈需要与接触,对比、可得出铁生锈需要与接触,请画出的实验装置图 。
(5)金属镁在新能源汽车和生物医学领域应用前景广阔。从海水中得到固体氯化镁,将其通电分解可制备金属镁,同时生成一种由双原子分子构成的气体。若制备镁,理论上需要电解氯化镁的质量是 。
6.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 。
7.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 。
8.某兴趣小组开展“调查家用燃料的变迁与合理使用”跨学科实践活动。
任务一:调查家用燃料变迁
(1)写出甲烷燃烧的化学方程式 。
任务二:了解燃料合理使用
【任务1】认识如何使燃烧更加充分
(2)燃烧柴草时,通常要架空柴草,使其燃烧得更旺,其中的原理是 。
(3)在家庭中使用这几种燃料时,如果通风不畅,都会产生有毒的气体而使人中毒,调查中还发现有的燃气灶火焰发黄、锅底发黑。根据探究所得,他们给出调节建议,将燃气灶的进风口 (填“调大”或“调小”),从而成功解决了问题。
【任务2】理解燃料变化的意义
【查阅资料】1kg燃料完全燃烧时放出的热量如表所示:
燃料
柴草
煤
石油气
天然气
热量(kJ/kg)
12
29
40~45
45~50
充分燃烧1kg煤或天然气释放的热量和产生的质量如图所示。
(4)综上,总结家用燃料从煤变迁到天然气的优点是 (写出一点即可)。
9.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 。
10.二氧化碳是自然界中常见的重要物质,其制取与利用是重要的研究内容。
Ⅰ.二氧化碳的制取与性质
(1)制取并收集二氧化碳。
①装置A中通过 (填仪器名称)添加稀盐酸,该装置中发生反应的化学方程式为 。
②装置B中饱和NaHCO3溶液的作用是 。
③图中实验装置有1处错误,请改正: 。
(2)将通过装置B、C后得到的气体通入放有干燥的紫色石蕊试纸的试管(装置E)中,观察到无明显现象,若要证明二氧化碳能与水反应,还需补充的实验是 。
(3)实验室常用1:4的稀盐酸(用1体积浓盐酸与4体积水混合配制而成的溶液)与石灰石反应制取二氧化碳气体。现将溶质质量分数为37%的浓盐酸(密度约为1.18g/mL)加水(密度为1g/mL)稀释配制成1:4的稀盐酸,则所得稀盐酸的溶质质量分数为 (不需要计算过程,结果保留一位小数)。
Ⅱ.二氧化碳的捕获与利用
(4)传统捕获二氧化碳的方法是使用固碳剂(如氢氧化钙等)将二氧化碳转化为碳酸盐。请你再写出一种可用作固碳剂的物质的化学式 。
(5)研究发现将二氧化碳在一定条件下转化为甲醇,再通过一系列复杂反应可以合成淀粉[(C6H10O5)n],转化线路如下所示。
①二氧化碳转化为甲醇的化学方程式为 。
②由甲醇通过复杂反应合成淀粉的过程中不发生变化的三种微观粒子是 。
11.乙烯(C2H4)是重要的化工原料。我国科学家根据植物光合作用原理,研制出类叶绿素结构的“串联催化体系”,可以在太阳光和催化剂作用下分解水,再联合CO2制C2H4如图所示。
(1)反应1的化学方程式为 ,该反应将光能转化为 能。
(2)乙烯(C2H4)中碳、氢元素的质量比为 。
(3)科学家们在设计反应器时,将反应器也做成像树叶一般的扁平式结构,请结合图,分析这种设计的目的是 。
(4)若反应1中生成的36gH2参与到反应2:,则生成C2H4的质量为多少?(请写出计算过程)
12.垃圾焚烧发电超低排放烟气处理工艺的部分流程如下图所示。
资料:①垃圾焚烧产生的烟气中主要含有二恶英、烟尘、、、等物质;②石灰浆的主要成分是氢氧化钙,的性质与类似。
(1)垃圾焚烧发电是利用了储存在垃圾中的 能。
(2)焚烧温度低于800℃时,含氯垃圾不完全燃烧会生成有毒物质——二恶英。
①烟气中含量过高,直接排放会导致 。
②二恶英()中碳、氧元素的质量比为 。为降低烟气中二恶英的排放,垃圾发电厂可以采取的措施是 (写一点)。
(3)半干反应塔中发生中和反应的化学方程式是 ;袋式除尘器能捕集粒径大于0.3微米粉尘,其原理类似化学实验的 操作。
(4)发电厂利用部分电能供应氯碱工业生产制备氢氧化钠(NaOH)、氯气()等重要化工原料,反应原理是。某氯碱厂的产能是日产氢氧化钠24t,则该氯碱厂氯气的日产量是多少?(写出计算过程)
13.兴趣小组开展跨学科实践活动,设计装置利用和模拟工业制备,再制备供氧剂用于水产养殖。
I.和的实验室制取
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验室用锌粒和稀硫酸溶液制取并收集,需选用的装置分别是 (填标号)。利用装置C干燥,可加入的试剂是 (填名称)。
Ⅱ.设计装置模拟工业制备,反应过程分两步进行,流程和部分装置如下:
注:R为液态有机物
(3)关闭,打开,利用上述装置进行反应①。加热前需先通一段时间,以排尽装置内的空气,原因是 。检验装置内空气已排尽的操作和现象是 。
Ⅲ.制备供氧剂用于水产养殖
查阅资料后动手实践:往溶液中通入足量后加入溶液,保持充分反应,过滤、水洗并烘干后得到。
(4)原理分析:补充完整制备的化学方程式 ;
(5)供氧剂使用:水产养殖中,将放入水中会缓慢释放出为鱼类供氧,反应的另一产物属于碱,写出该反应的化学方程式 。
14.金属材料广泛应用于生产、生活中。
(1)台灯中,铜质插头是利用了金属铜的 性(填“导电”或“导热”)。灯管后面的反光片为铝箔。常温时铝在空气中与氧气反应,生成氧化铝,反应的化学方程式为 。
(2)为了验证铝、铜、银三种金属的活动性顺序,设计了下列四种方案,其中可行的是 (填序号)。
①将铝、银分别浸入到硫酸铜溶液中
②将银分别浸入到硫酸铝、硫酸铜溶液中
③将铜分别浸入到硫酸铝、硝酸银溶液中
④将铜、银分别浸入到硫酸铝溶液中
(3)某电镀厂为减少水污染及节约成本,从含有的废水中回收硫酸锌和有关金属,实验过程如下:
①实验室进行“操作1”和“操作2”时用到的玻璃仪器有 。
②固体A的成分是 (填化学式)。
③废液的质量 (填“大于”或“小于”或“等于”)滤液1的质量。
④若加锌粉量不足,则滤液1中的溶质不可能是 (填字母)。
A.和
B.和
C.和
D.和
(4)将锌加入到含硫酸铜和硫酸亚铁的混合溶液中,充分反应后过滤,滤渣的质量为 g。
15.酸碱盐是几类重要化合物,它们与人类日常生活和工农业生产关系十分密切。
(1)酸具有相似的性质,因为不同的酸在水溶液中都能解离出 。
(2)施肥是农业增产的重要手段,肥料有不同的类别,如KNO3属于 肥。
敞口放置的氢氧化钠固体容易变质,某小组设计方案,对氢氧化钠固体变质情况进行探究:
(3)根据上述实验,可以确定该固体 (填“已”或“未”)变质的原因是 ;(用化学方程式表示)
(4)向溶液E中加入无色酚酞溶液,溶液变红,则A的成分为 。
酸碱能发生中和反应,如某小组进行中和反应实验。
(5)用实际参加反应的离子符号来表示该反应的式子可写为 ;
(6)图中X点对应的溶液中溶质的化学式是 ;
(7)烧杯中盛有20g溶质质量分数为4%的氢氧化钠溶液,先滴入2滴酚酞溶液,再滴入稀盐酸,计算消耗稀盐酸中溶质盐酸的质量?
16.Ⅰ、水和溶液与人类生产、生活密切相关。
(1)图1是某固体物质的溶液在一定温度下进行恒温蒸发操作的实验记录,请回答:
①甲中的溶液为 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
②该固体物质在当时温度下的溶解度为 。
(2)图2为A、B、C不含结晶水的三种固体物质在水中的溶解度曲线。
①气体的溶解度随温度变化的趋势与 物质相似(填“A”“B”或“C”)。
②t1℃时,将25gA物质放入50g水中充分搅拌,所得溶液的质量为 g。
③将t1℃时,A、B、C三种物质的饱和溶液升温至t3℃,所得溶液中溶质质量分数由大到小的关系是 。
Ⅱ、有一包白色固体,可能含有氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠和硝酸钡中的一种或几种,为探究其组成,某合作学习小组设计方案并进行了如下实验:
(3)上述实验中,过滤操作用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒和 。
(4)小晶同学通过上述实验推知:白色固体样品中一定不含有 。
(5)为确定白色固体样品中可能存在的物质,小燕对沉淀C进行实验。
实验操作
现象
结论
取少量沉淀C于试管中,加入过量
有气泡产生,沉淀全部消失
白色固体样品中一定含有
(6)小虎同学认为白色固体中还有物质不能确认其是否存在,其理由是(用化学方程式表示) 。如要确认,只需将上述实验方案中所加的一种试剂改为 即可。
【方法感悟】若其它物质的存在对所检验的物质有干扰时,可先将干扰物质转化,再选择加入恰当的试剂,最后根据不同现象得出结论。
17.金属及金属材料广泛用于生产、生活及科学实验中,金属材料的应用推动了社会的发展。
(1)四川三星堆遗址出土的青铜人面具属于 材料;
(2)四川三星堆出土面具“金面具”,块状的黄金可以加工成薄片面具,说明金具有 性;
(3)我国古代就有湿法冶金技术,湿法冶金是利用置换反应从盐溶液中得到金属。在实验室中,把一定量铁粉加入一定量的和混合溶液中,按下图所示进行实验,出现的现象如图中所述。
试回答:①滤液A中大量存在的金属阳离子是 (填离子符号)。
②滤渣B中含有的金属单质是 (填化学式)。
③写出过程Ⅲ中化学方程式: 。
(4)某金属粉末可能由镁、锌、铁、铝、银中的一种或几种组成。取该样品,向其中加入一定溶质质量分数的稀硫酸,恰好完全反应,生成氢气,得到无色溶液,固体无剩余。下列说法不正确的是___________(填序号)。
A.该金属粉末中一定不含有铁和银 B.加入的稀硫酸溶质质量分数为9.8%
C.所得溶液中溶质质量为 D.样品中一定含有镁
18.下图所示为实验室中常见气体制备、净化、收集和进行实验探究的部分仪器(组装实验装置时,可重复选择仪器),某学校三个化学小组的同学利用其进行下列实验。试根据题目要求,回答下列问题:
(1)第一组的同学以石灰石和稀盐酸为原料,在实验室中制备并收集干燥、纯净的二氧化碳气体。按照要求设计实验装置,连接仪器,并检查装置的气密性。
①所选仪器的连接顺序为 (从左至右填装置仪器序号)。
②实验中为充分干燥二氧化碳,气体应从洗气瓶B的 (填“a”或“b”)端导管口进入。
③写出以石灰石和稀盐酸为原料,制取二氧化碳的化学方程式 。
(2)第二组的同学对第一组同学制备二氧化碳后锥形瓶中剩余废液的成分进行探究。(设石灰石中的杂质既不溶于水,也不与稀盐酸反应)
①猜想:该小组同学对废液中溶质的组成作出了以下两种合理猜想:
猜想一:溶质只有CaCl2; 猜想二:溶质有 (填化学式)和HCl。
②实验:取少量过滤后的废液于试管中,加入 (填选项序号)试剂来进行实验。通过明显现象,可判断猜想一不正确,猜想二正确。(CaCl2溶液呈中性)
A.紫色石蕊试液 B.酚酞试液 C.硝酸银溶液 D.碳酸钠溶液
(3)第三组的同学以过氧化氢溶液为原料(MnO2作催化剂)制取氧气,并对某种塑料的组成元素进行分析探究(资料显示该塑料只含C、H、O三种元素),所选仪器按“A→B1→E→B2→C→碱石灰干燥管”的顺序连接(B1、B2均为浓硫酸洗气瓶),检查装置气密性,然后进行实验并收集有关数据。(假设所发生的化学反应都充分反应)
装置编号
B1
E中玻璃管内固体
B2
C
反应前质量
100g
4.8g
100g
100g
反应后质量
100.2g
0g
101.8g
111g
①该装置中,洗气瓶C的作用为 。
②计算实验所用塑料中氧元素的质量为 g,该塑料分子中碳原子和氢原子的个数比为 (填最简整数比)。
19.对工业废气与废水的处理是化学学科研究的重要课题。
海水吸收法被认为是烟气脱硫最简单的途径(SO2与水反应类似于CO2)。在喷淋吸收塔内烟气与海水反应,然后在曝气池中释放回收二氧化硫,并使海水得以恢复。
(1)将海水喷淋吸收烟气的优点是 。
向H2SO3溶液中滴加NaOH溶液,测得溶液中含硫微粒的浓度随pH变化如图。
(2)由此可知NaHSO3溶液呈 (填“酸性”或“碱性”)。
(3)M点溶液所含的溶质有 (填化学式)。
(4)溶液的pH由0升至3的过程中,溶液中H2SO3与NaOH发生反应的化学方程式为 。
某烟气中含N2、O2、SO2等气体,以FeSO4催化处理其中的SO2,部分流程如图1所示。开始时需向“脱硫”装置中加入一定量的FeSO4溶液,并加入适量铁粉。保持其他条件相同,反应过程中吸收液的起始温度对脱硫率和吸收液pH的影响如图2所示:
已知:“脱硫”时发生的主要反应有。
(5)计算脱除32gSO2的同时会生成H2SO4的质量(写出计算过程)。
(6)温度大于60℃时脱硫率下降,可能的原因是 。
20.数字化实验仪器有助于深入研究化学反应。以下是某兴趣小组同学利用数字化仪器进行的两组实验探究。
【实验探究一】室温时,小组同学利用50g稀盐酸与溶质质量分数为10%的氢氧化钠溶液探究中和反应,测得溶液pH和温度的变化如图所示。
(1)请计算所用稀盐酸的溶质质量分数(写出计算过程)。
(2)c点溶质是 ;
(3)温度图像说明稀盐酸与氢氧化钠溶液反应是 (填“放热”或“吸热”)反应,图中ef段温度下降的原因是 。
【实验探究二】室温时,研究质量相同的一块镁片和一块锌片分别与等浓度、等质量的稀盐酸反应的压强变化实验如图甲,压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。
查阅资料:相同温度下,气体压强与气体分子个数有关,与气体分子本身大小无关。
(4)根据曲线①②中 推测两个反应都有热量放出
(5)曲线②是金属 (填化学式,下同)与稀盐酸反应的压强变化曲线;
21.“氢能将成为未来主要的能源”,以下为两条获得氢能的途径,请回答。
途径一:利用太阳能实施光电转换,电解水;
途径二:通直流电电解水
(1)氢气作为新能源,其主要优点为___________(填序号,下同)。
A.制取成本低 B.燃烧产物无污染
C.制备原料为水来源广 D.贮存方便安全
(2)途径一“光电转换”过程中,光能转化为 能,可较好解决传统制氢过程中效率低、 等问题。
(3)兴趣小组对我国的太空舱制取氧气系统(如、右图)进行了研究性学习。
①该系统中电源A极是 极;将燃着的蜡烛放入b管收集的气体中,燃烧更旺,说明该气体具有的化学性质是 。
②太空舱制氧原理的文字表达式为 。反应过程中种类和数目均没有发生变化的微粒是 (用符号表示)。
③升高温度能提高电解制氧效率,从微观角度解释原因是 。
④太空舱制氧过程中消耗的水和生成的氧气的质量关系是 。
(4)从微观视角看物质及其变化是化学特有的思维方式。下图分别是水蒸气液化、水通电分解、氢气燃烧的微观变化示意图。
①图中分子本身没有改变的变化是 (填字母)。
②图C中,从微观角度判断该变化是化学变化的依据是: 。
③从上图ABC的微观图示中获得以下信息,其中正确的有 。
A.原子在化学变化中不可分
B.化学变化的实质是分子改变原子重组
C.物理变化过程中分子种类不变
D.化学变化过程中原子种类和数目不变
22.通过物质的共性和差异性认识物质是学习化学的一种思路与方法。
(1)下图是小明同学建构的酸的化学性质的模型图。
①向稀盐酸和稀硫酸中分别滴加石蕊试液,试液变红,说明两种酸溶液中均存在 (填微粒符号)。
②将表面生锈的铁钉(铁锈的主要成分为)投入到足量稀硫酸中,铁锈脱落、溶解,溶液变黄,写出该反应的化学方程式为 ;
③M所属物质类别为 ,该物质与稀盐酸和稀硫酸均能反应,M可以为 (填一种具体物质)。
(2)小明同学分别向两份相同的溶液中匀速滴加相同的稀盐酸和稀硫酸(如图1),观察现象并绘制溶液电导率随时间变化曲线(如图2)。
【电导率能衡量溶液导电能力大小,相同条件下,溶液中的离子浓度越大,电导率越强】
①图2中曲线1表示向溶液中滴加 (填“稀盐酸”或“稀硫酸”)。曲线2反应中的实验现象为 。
②结合图3解释电导率Q点小于N点的原因 。
③该实验说明:不同的酸中,由于 不同,酸的性质也表现出差异。
图甲表明,其他条件不变时,溶液的pH越 ,H2O2分解越快。图乙表明,碱性条件下 (填离子符号)对H2O2分解速率的影响大,综合以上信息推测,下列物质可加快H2O2分解的是 (多选,填字母)。
a.KOH b.KC1 c.HCl d.MnSO4
23.化学兴趣小组进行酸的化学性质探究。回答下列问题:
(1)将稀硫酸分别加入如图的各试管中,无明显现象的是 (填字母序号)要证明该试管中已发生了化学反应,以下方案可行的是 (填数字)
①滴入溶液有白色沉淀出现 ②伸入铁丝后表面没有气泡产生
③滴入酚酞溶液无明显现象 ④滴入溶液无蓝色沉淀出现
(2)分别向两份相同的溶液中匀速滴加相同的稀盐酸和稀硫酸,观察现象并绘制溶液电导率随时间变化曲线(如图)(电导率能衡量溶液导电能力大小,相同条件下单位体积溶液中的离子总数越多,电导率越大)。图中曲线2反应中的化学方程式为 ;该实验说明:不同的酸中,由于 不同,酸的性质也表现出差异。
(3)上述实验结束后,化学兴趣小组继续探究。
实验步骤
实验现象
结论
步骤1:将试管C中物质全部倒入试管D中
产生气泡
试管C中溶质是 (填化学式)
步骤2:将试管A中物质全部倒入试管E中,过滤,得到滤液M
产生气泡且白色沉淀增加
滤液M中可能存在的溶质有 种
(4)若步骤2中白色沉淀增加的质量恰好等于加入试管A中稀硫酸溶液的质量,小组同学向反应后的滤液M中滴加溶液,无明显现象,则所加稀硫酸溶液的质量分数是 。(计算结果只保留整数)
24.酸、碱、盐是生活中常见的化合物。
(1)我国著名的化学家将制碱与制氨结合起来发明了联合制碱法,其部分流程如下:
通入 CO2时,发生反应的化学方程式为
①该方法是由我国的制碱工业先驱 (填字母,下同)发明的。
a.张青莲 b.徐光宪 c.侯德榜 d.闵恩泽
②在制纯碱过程中得到的 NH4Cl常用来作化肥,该化肥属于 。
a.氮肥 b.磷肥 c.钾肥 d.复合肥
③在制碱过程中得到的 也是焙制糕点所用发酵粉的成分之一,其原理是受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,请写出 分解的化学方程式: 。
(2)对无明显现象反应的研究是一项有趣而又重要的课题,某兴趣小组同学以“氢氧化钠与稀盐酸是否发生了化学反应”为主题展开项目式实践活动。
①图1为甲同学的实验方案。甲同学观察到 的现象,证明二者发生了化学反应,该反应的化学方程式为 。
②图2中乙、丙两位同学选择了相同的实验方案,却观察到了不同的现象。请分析乙同学的实验后所得溶液中溶质的成分: 。
③丁同学建议,在丙同学实验所得溶液中继续加入某种试剂,也可证明NaOH 与稀盐酸发生了化学反应,可以选用的试剂为 。
a.铁粉 b.硫酸铜溶液 c.铜片 d.澄清石灰水
(3)敞口放置的NaOH 固体易变质,现取15g已部分变质的 NaOH 固体,加入50g足量的稀盐酸中,充分反应后,称量剩余物质的质量为60.6g。求该固体中氢氧化钠的质量。
25.山西运城盐湖地区的“垦畦浇晒”产盐法发展成熟于隋唐时期,至今仍在沿用。“垦畦浇晒”法主要生产过程大致可以分为三步:治畦、引水养卤和晒制成盐。探索小组的同学们将盐湖水和氯化钠的有关问题与生产生活结合,完成了结构化的梳理和整合。
联系实际,解决问题:
(1)用盐湖水晒盐,利用了氯化钠的溶解度 的特点。
(2)用盐湖水提锂的原理是向处理过的盐湖水(含有LiCl)中加入碳酸钠,反应生成碳酸锂(Li2CO3)沉淀和氯化钠,发生反应的化学方程式为 ,该反应的基本类型是 。
(3)生活中,氯化钠有广泛用途,请你写出一条 。
(4)氯化钠是维持人体正常生理活动必不可少的一种物质,其原因是 。
26.化学在生活、生产和社会发展中都发挥着重要作用。
I.化学与能源
新能源的开发和利用促进了能源结构向多元化、清洁和低碳转变。
(1)目前,人类利用的能量大多来自化石燃料,如石油、 和天然气。天然气的主要成分是甲烷(CH4),其完全燃烧的化学方程式为 。
(2)做饭时,天然气燃烧不充分,锅底易出现黑色物质。此时,可调 (填“大”或“小”)燃气灶的进风口,使燃料充分燃烧、节约能源。
(3)氢气的发现、生产和应用极大地推动了人类社会的发展。科学家利用氨制氢的一种生产流程如下图所示。
①步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式为 。
②步骤Ⅲ中的分子筛只能让氢分子通过而阻止其他分子通过,该过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
③若用50kg液氨制得了6kg氢气,则该流程中氨气的转化率为 。(转化率=已反应的原料量/原始原料量×100%)。
II.化学与化工
硫酸亚铁广泛用于医学、农业等领域,可利用菱铁矿进行制备。菱铁矿的主要成分是碳酸亚铁(FeCO3),还含有少量的二氧化硅(SiO2)和氧化铁(Fe2O3)。以菱铁矿为原料制备硫酸亚铁的工艺流程如下图所示。
(4)硫酸亚铁可为人体补充铁元素,医学上可用于治疗_______(填选项字母)。
A.贫血 B.甲状腺疾病 C.骨质疏松 D.发育迟缓
(5)将菱铁矿粉碎的目的是 。
(6)SiO2中硅元素的化合价是 。
(7)Fe2O3中铁元素和氧元素的质量比为 (填最简整数比)。
(8)溶液甲中一定含有的溶质是 (填化学式)。
27.阅读材料,并回答下列问题:
材料1:2025年3月9日,我国研制的八分之一真空室及总体安装系统通过验收,达到国际先进水平,这一系统属于聚变堆主机关键系统,该系统设施平台的真空室壳体采用了超低碳不锈钢材料。
材料2:F12芳纶纤维开始国产并领先国际,其化学成分是基于含杂环的芳香族聚酰胺结构,使用高纯度对苯二胺、对苯二甲酰氯和2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑作为人工合成F12芳纶的共聚单体,F12芳纶可用于火箭发动机喷管(喷火)等高端工业领域。
(1)根据以上文章选择下列说法中正确的是______
A.超低碳不锈钢属于金属材料 B.F12芳纶纤维是天然材料
C.超低碳不锈钢硬度比铁大 D.F12芳纶纤维具有耐高温的特性
Ⅰ、金属的应用
(2)早在西汉时期,刘安在《淮南万毕术》中有“曾青(硫酸铜溶液)得铁则化为铜”的记载,其化学方程式为 。
Ⅱ、金属的回收
(3)某电镀厂为减少污染并变废为宝,从排放的废水中回收铜、铁和硫酸锌溶液,设计的操作流程如下图所示。
①步骤 Ⅰ 中所得固体A的成分有哪些物质 (写化学式)
②步骤 Ⅲ 中X溶液的溶质为 (写化学式)
Ⅲ、金属的腐蚀与防护
(4)防止金属生锈是金属保护的有效方法之一,某学习小组设计了如图所示实验(夹持装置省略),探究铁的锈蚀条件。
①请写出上图试管①中发生的化学反应方程式 。
②一段时间后观察到,A处铁丝依然光亮,B处铁丝表面灰暗,C处铁丝依然光亮,A、B处实验现象对比,可得出铁生锈与 有关,B、C处实验现象对比说明,决定铁生锈快慢的一个重要因素是 。
28.氨作为氢的载体,越来越引起重视。回答下列问题:
Ⅰ.氨气的燃烧
(1)氨气在空气中无法燃烧,在氧气中却能燃烧,生成氮气和一种常见液体,说明氨气燃烧与 有关。氨气在氧气中燃烧的化学方程式为 。
Ⅱ.氨气作为燃料的优势
氨气、氢气都属于清洁能源,其性质对比参数如表所示:
性质参数
氢气
氨气
颜色、气味
无色、无味
无色、刺激性
沸点/℃
爆炸限值/%
4~75
15~28
水中溶解度
难溶于水
极易溶于水
(2)对比参数分析,你认为氨气替代氢气成为理想燃料的理由有 。
Ⅲ.在氨气中添加适量的氢气,进行混合燃烧
科学研究不同当量比(燃料完全燃烧理论所需要的空气量与实际供给的空气量之比)下的氨气/氢气/空气的燃烧速度如图所示:
【其中表示氨气、氢气混合气中氨气的体积分数】
(3)分析图中数据发现当量比为 左右时, ,燃烧速度最快。
Ⅳ.制备氨燃料
(4)我国科研团队借助一种固体催化剂LDH,在常温、常压和可见光条件下,用氮气和水合成氨气的原理如上图所示,化学方程式为,该过程将太阳能转化成为 。
29.氢氧化钠是一种生活中常见的碱。《天工开物》记载了古法造纸的工序,其中,蒸煮过程加入碱性物质主要目的是造浆和溶解木质素。模拟蒸煮后的废液净化并回收氢氧化钠的流程如图所示。已知:木质素属于有机物,充分燃烧产生二氧化碳。
(1)氢氧化钠的用途有 (写一条)
(2)某同学取少量废液Ⅱ,滴入酚酞溶液,观察到溶液变红,得出废液Ⅱ中有NaOH,该说法 (填“正确”或“错误”),请说明理由: ;
(3)另一位同学对废液Ⅱ成分进行了如下探究活动
实验操作
实验现象
实验结论
步骤1:取少量废液于试管中,加入足量的氯化钡稀溶液。
废液中有Na2CO3
步骤2:取少量步骤1中的上层清液于试管中, 。
废液中有NaOH
(4)流程中废液I在蒸发浓缩过程中通入烟气,发生反应的化学方程式为 。
(5)小明为了测定某硫酸溶液中溶质的质量分数,如图甲,向60g硫酸溶液中缓缓注入质量分数为10%的氢氧化钠溶液,测得溶液的pH与氢氧化钠溶液的质量对应关系如图乙。请计算硫酸溶液中溶质的质量分数(结果保留至0.1%)。
30.我国将力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,这里的“碳”指二氧化碳。
(1)了解科技前沿:交通领域的“以电代油”也可以来实现“减碳”目标,从获取电能的各种方式看,相对于燃煤发电符合“减碳”理念的是 发电(写一种即可)。
(2)认识物质构成:从微观角度,二氧化碳由 (填微粒符号)构成。
(3)学会物质制备
①改正图A的实验室制氧气装置中的一处明显错误: 。
②通过操作H中弹簧夹可以控制该反应的发生或停止;在“C至H”中选择仪器 (填字母序号)也可组装一个随时使反应发生或停止的装置。若用溶液和制取,且能获得平稳的气流,应选E(或F)和 组合。
(4)学会物质利用
为探究气体与金属的反应,设计了一套制取纯净、干燥气体,并用过量与热的金属充分反应的实验。请回答相关问题:
Ⅰ.利用下列装置和相关药品进行实验
①检查装置气密性的操作方法是: 。
②装置的作用是: 。
③实验时应先 ,一段时间后再 (填代号)。
a.点燃D处酒精灯
b.打开A装置中的弹簧夹,从长颈漏斗处加入稀盐酸
Ⅱ.探究与反应的产物
可观察到D处的实验现象有黑白两种固体产生。查阅资料黑色固体为碳单质,白色固体是镁的化合物。为探究白色固体的成分,进行了假设与猜想
④猜想1:白色固体是 猜想2:白色固体是 猜想3:白色固体是 。
⑤验证与结论:取D中固体适量于试管,加入足量的稀盐酸,观察到:有黑色固体不溶物,但白色固体消失, 的现象,则猜想1成立。猜想2和猜想3不成立的可能原因是 。
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