精品解析:江苏省镇江市扬中市2025-2026学年九年级上学期期末考试化学试卷
2026-02-02
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内容正文:
2025~2026学年第一学期阶段性学习评价Ⅱ
九年级化学
说明:1.本试卷共6页,满分100分,考试时间100分钟。请将答案填写在答题卷上。
2.可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 S:32 Mg:24 K:39 Ca:40 Fe:56 Mn:55 Cu:64
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、单项选择题:共20题,每题2分,共40分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列物质属于纯净物的是
A. 鲜橙汁 B. 蒸馏水 C. 冰可乐 D. 纯牛奶
2. 《天工开物》中古代制砖环节,发生化学变化的是
A. 择地取土 B. 烧坯成砖 C. 入模定型 D. 修整轮廓
3. 下列物质的用途与化学性质有关的是
A. 液氮用于医疗手术 B. 用大理石作建筑材料
C. 生石灰用于自热锅 D. 干冰用于人工降雨
4. 反应MgH2+2H2O=Mg(OH)2+2H2↑可用于储氢供氢。其中属于氧化物的是
A. MgH2 B. H2O C. Mg(OH)2 D. H2
5. 下列归类正确的是
选项
归类
内容
A
常见合金
生铁、黄铜、磁铁矿
B
可燃气体
氧气、氢气、天然气
C
常见溶液
盐酸、碘酒、蒸馏水
D
带电微粒
电子、质子、钠离子
A. A B. B C. C D. D
6. 下列是某同学配制50g质量分数为16%的氯化钠溶液的操作,正确的是
A.取用NaCl
B.称取8.0 g NaCl固体
C.量取水
D.溶解
A. A B. B C. C D. D
7. 下列实验方法正确的是
A. 用明矾对自来水杀菌消毒 B. 用灼烧的方法区分黄铜(Cu-Zn合金)和黄金
C. 用50mL量筒量取26.85mL水 D. 用点燃方法除去CO2中CO
8. 下列排序正确的是
A. 地壳中元素含量: B. Mn元素化合价:
C. 金属的应用年代: D. 物质的溶解性:
9. 下列指定反应的化学方程式正确的是
A. 铝不易锈蚀:2Al+O2=2AlO
B. 酸雨的形成:CO2+H2O=H2CO3
C. 铜绿的形成:2Cu+O2+2H2O=2Cu(OH)2
D. 黑火药爆炸:
10. 在Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2X反应中,下列说法不正确的是
A. X为H2O B. 溶液颜色会变为蓝色
C. 反应中硫元素的化合价升高 D. 理论上,反应前后溶液质量不变
11. 汞常用于制作温度计。汞在元素周期表中的信息如图所示。下列说法正确的是
A. 汞元素属于非金属元素
B. 汞原子核外共有80个电子
C. 汞元素的相对原子质量为
D. 体温计内汞柱上升是因为汞原子的体积变大了
12. 以甲为原料合成清洁燃料的微观过程如下图。下列说法不正确的是
A. 转化①中甲、乙的分子个数比为1:1 B. 转化②属于化合反应
C. 戊中C、H、O的质量比为12:3:8 D. 甲中碳元素化合价为-4
13. 用下列装置研究碳及其氧化物。下列说法不正确的是
A. 实验时,①处的木炭粉逐渐减少
B. 装置②中固体由黑色变为红色
C. 澄清石灰水变浑浊,证明②处一定有CO2生成
D. 点燃尖嘴管处尾气,目的是防止CO污染空气
14. 下列物质的转化在给定条件下不能实现的是
A. B.
C. D.
15. 下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
鉴别H2和CH4
点燃,在火焰上方罩干冷的烧杯
B
除去CaO中混有的CaCO3
高温加热至固体质量不变
C
检验CO2中混有HCl气体
通入紫色石蕊溶液中,观察现象
D
分离KCl、MnO2固体混合物
溶解、过滤、洗涤、烘干
A. A B. B C. C D. D
16. 下图为CO2在自然界中的转化和资源化利用。下列说法不正确的是
A. 转化①CO2分子间空隙减小 B. 转化②是氧化反应,也是化合反应
C. 转化③可知:不能用CO2扑灭燃着的镁条 D. 转化④中CO2和H2的质量比为22:3
17. 下图为Na2CO3和NH4HCO3的溶解度曲线。下列说法正确的是
A. T1℃时,30 g NH4HCO3加到50 g水中,得到80 g溶液
B. Na2CO3饱和溶液由T2℃升温到T3℃,溶质质量分数变大
C. 将T1℃的两物质饱和溶液升温到T4℃,为使溶液恰好饱和,加入两固体质量一定相等
D. 将71 g Na2CO3饱和溶液从T4℃降温到T1℃,析出10 g Na2CO3固体
18. 现有一包固体粉末,可能含有C粉、KMnO4、NaCl、NH4HCO3、Fe粉中的一种或几种。下列实验判断不正确的是
A. 取固体加热,无氨味,则原固体中一定不含NH4HCO3
B. 另取少量固体溶于足量水过滤,得无色澄清溶液和黑色固体,原固体一定不含KMnO4
C. 取B中的黑色固体,加入足量稀盐酸,固体全部溶解,则原固体中还含有Fe和C
D. 取B中滤液适量,蒸发,出现较多固体,则原固体中一定含有NaCl
19. 为探究镁条的性质,实验小组进行如下实验。
实验①:取一小段镁条,打磨除去镁条表面灰黑色固体。
实验②:取一段打磨后的镁条,用坩埚钳夹持,放到酒精灯外焰上加热。
实验③:另取一段打磨后的镁条,放入试管中,滴加适量稀盐酸,产生气泡,用燃着的木条靠近气泡,有爆鸣声。
下列说法不正确的是
A. 实验①可知,氧化镁是白色固体,其表面灰黑色物质不可能是氧化镁
B. 实验②中的现象是:镁条燃烧,发出耀眼白光,可用于照明弹
C. 实验③中,用手摸试管外壁,发热,说明反应放热
D. 实验③说明,镁条能与稀盐酸反应有气体生成,该气体可能是CO
20. 已知:Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O。将28.8 g Cu2O、Cu混合物加入200.0 g溶质质量分数为9.8%的稀H2SO4中,搅拌使之充分反应,过滤、洗涤、干燥得20.8 g固体。下列说法正确的是
A. 原混合物中Cu2O与Cu的质量比为1:1 B. 原混合物中含铜元素20.8 g
C. 反应后溶液呈蓝色,溶质只有CuSO4 D. 反应后溶液中CuSO4的质量分数为8.0%
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
21. 用化学符号表示。
(1)银___________。
(2)最常用的溶剂___________。
(3)2个亚铁离子___________。
(4)缺___________元素会使成年人骨质疏松。
22. 选择下列适当的物质填空(选填序号)。
A.氧气 B.食盐 C.硝酸铵 D.氢氧化钠 E.石墨 F.干冰 G.氯化铁 H.武德合金
(1)可用于人工增雨的是___________。
(2)常作净水混凝剂的是___________。
(3)可用作电池电极的是___________。
(4)溶于水温度降低的是___________。
(5)厨房中作调味品的是___________。
(6)制作保险丝的合金是___________。
23. 全球“双碳”目标愿景下,氨气作为一种“零碳”能源前景广泛。
Ⅰ.制氨
(1)N2是合成氨的重要原料,从空气中获得N2是利用空气中各成分___________不同。
(2)在高温、高压下用铁触媒制氨的反应原理如图-1。
①铁触媒在该反应中所起的作用是___________。
②整个转化过程中氮气和氢气的分子个数比为___________。
(3)科学家最新研制了常温、常压下电解法合成氨原理如图-2。
①发生反应的化学方程式为___________。
②实际测得氨气与氧气的质量比远小于理论值可能的原因是___________。
Ⅱ.用氨
(4)氨被誉为“零碳”燃料,是因其在纯氧中完全燃烧的产物是___________。
(5)纯氨燃烧非常困难,且燃烧速率慢。氨中掺混其他燃料是提高氨燃烧速率和燃烧稳定性的常见方法。在相同压强、不同当量比(燃料完全燃烧理论所需空气量与实际供给空气量之比)下,向氨中掺混不同燃料时,燃烧的速率检测结果如图-3,当___________时,燃料燃烧速率最快。
24. 钼(Mo)广泛用于生产合金钢。一种利用钼矿石(主要成分为MoS2)制备金属钼的流程如下。
(1)钼矿石“灼烧”的化学方程式为___________。
(2)“转化1”需控制反应温度不能太高的原因为___________。
(3)分离固体杂质和钼酸铵溶液所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___________。
(4)尾气中SO2(化学性质与CO2相似)会对空气造成污染,可以用水来吸收生成亚硫酸H2SO3,该反应的化学方程式为___________,该反应属于基本反应类型中的___________反应。
(5)(NH4)2MoO4中Mo元素化合价为___________。
25. 请结合下图回答问题:
(1)仪器名称:①___________,②___________。
(2)用高锰酸钾制取并收集一瓶纯净的氧气,可选用的装置组合是___________(选填序号),反应的化学方程式为___________。
(3)实验室制取CO2的化学方程式为___________,发生装置选用C相较于B装置的优点是___________。
(4)实验室用锌和稀硫酸制取H2的化学方程式为___________,选用F装置收集氢气的理由是___________。
(5)某同学将制取的CO2通入澄清石灰水中如图1,测得烧杯中物质的质量随着CO2通入变化的图示如图2。(已知:Ca(HCO3)2易溶于水)
①根据图2写出A→M段发生反应的化学方程式为:___________。
②若向澄清石灰水不断通入CO2直至过量,烧杯中的现象为___________。
26. 某化学小组同学将镁条放入碳酸钠溶液中,有气泡产生,且有白色不溶物。
【查阅资料】
(1)①镁能与水缓慢反应生成氢氧化镁和氢气,反应的化学方程式是___________。
②碳酸钠溶液中除含有、外,还含有。
【探究一】产生的气体是什么?
(2)小华设计如图实验检验。根据“B中现象___________,C中气体燃烧,烧杯内壁有水珠”的现象,认为气体中只有H2,没有CO2。
小军认为气体中也可能含CO或CH4,对实验进行了补充,他补充的实验是___________(填实验过程和现象)。
结论:气体中不含CO、CH4。
【探究二】碳酸钠溶液中什么微粒促进镁与水的反应?
【猜想】猜想①:能促进镁与水的反应
猜想②:能促进镁与水的反应
猜想③:能促进镁与水的反应
【实验】
(3)取少量镁条于试管中,滴加___________溶液,缓慢产生气泡,则猜想①和③错误。
(4)取少量镁条于试管中,滴加Na2CO3溶液,___________(填实验现象),则猜想②成立。
【探究三】白色不溶物的成分是什么?
【查阅资料】①白色不溶物是碱式碳酸镁[Mgx(OH)y(CO3)z],受热会分解成三种氧化物。
②浓硫酸能吸水,碱石灰能吸收二氧化碳和水。
【实验】
(5)取碱式碳酸镁固体充分加热,将产生的气体全部缓缓通过___________(选填“甲”或“乙”)装置。
测得浓硫酸增重0.9g,碱石灰增重8.8g。则碱式碳酸镁的化学式为___________。
27. 金属锌的冶炼方案如下。
方案Ⅰ.火法炼锌。古代用炉甘石(主要成分为ZnCO3)进行炼锌的工艺如下:
已知:锌的熔点为419.53℃,沸点为906℃。
(1)高温炉中,炉甘石与煤(主要成分是碳)反应生成锌蒸气和一氧化碳,反应的化学方程式为___________。
(2)冷凝器中,锌由气态转化为液态,则理论上应控制的温度范围是___________。反应结束后需“隔氧冷定(即冷却)毁罐取出”,请从化学角度分析其原因___________。
方案Ⅱ.湿法炼锌。硫化锌精矿(主要成分为ZnS,含少量FeS)为原料冶炼锌的工艺如下图:
(3)“焙烧”时产生的含尘烟气中一定含有的有害气体成分是___________。
(4)“电解”过程中还生成了一种常见气体单质,写出“电解”时反应的化学方程式___________。
(5)目前,改进的锌冶炼工艺,采用“氧压酸浸”的全湿法流程,主要原理是2ZnS+2H2SO4+O2=2ZnSO4+2S↓+2H2O,相比“火法”、“湿法”炼锌,其优点是___________。
28. 铁是一种应用广泛的金属。
一,钢铁冶炼与应用
(1)《天工开物》中记载的“炒钢法”的过程如图1。(资料:潮泥灰主要成分是石灰石)
①“炼铁炉”中赤铁矿被还原生成铁的化学方程式为___________。
②撒入潮泥灰主要作用是___________。
③“翻炒”将生铁炼钢,目的是为了降低___________元素的含量。
(2)“烧铁器淬于胆矾水中,即成铜色也”,反应微观示意图(图2)中缺少的微粒符号是___________。
(3)钢的性能优良,如钢的硬度比纯铁___________(填“大”或“小”),机械性能更好。
(4)焊接钢轨原理是铝与氧化铁在高温下发生置换反应,该反应的化学方程式为___________。
二、绿矾(FeSO4·7H2O)的制备
沾有油脂的钢渣(主要成分为FeO,含少量C和Fe2O3)为原料制备绿矾(FeSO4·7H2O)的流程如图。
已知:①油脂可与NaOH溶液反应;
②FeO+H2SO4=FeSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O。
(5)“碱洗”的主要目的是___________。
(6)“浸取”步骤中分离出“浸渣”的成分是___________(填化学式)。
(7)“还原”后的“滤液”中溶质只有FeSO4,则“还原”步骤中发生反应的化学方程式是___________、___________。
(8)“系列操作”过程包括蒸发浓缩、___________、洗涤、干燥。洗涤晶体时,不宜选用的洗涤液是___________。
a.冰水 b.热水 c.FeSO4饱和溶液
三、绿矾晶体纯度测定
(9)焙烧绿矾(FeSO4·7H2O)可制备铁红(Fe2O3),同时还生成两种硫的氧化物。反应原理可分步表示为:、___________。
(10)称取150.0 g绿矾晶体样品(FeSO4·7H2O相对分子质量为278)溶于水,与硫酸酸化的KMnO4溶液完全反应,消耗KMnO4的质量为15.8 g。
已知:10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=5Fe2(SO4)3+K2SO4+2MnSO4+8H2O。
则该样品的纯度为___________(精确到0.1%)。
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2025~2026学年第一学期阶段性学习评价Ⅱ
九年级化学
说明:1.本试卷共6页,满分100分,考试时间100分钟。请将答案填写在答题卷上。
2.可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 S:32 Mg:24 K:39 Ca:40 Fe:56 Mn:55 Cu:64
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、单项选择题:共20题,每题2分,共40分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列物质属于纯净物的是
A. 鲜橙汁 B. 蒸馏水 C. 冰可乐 D. 纯牛奶
【答案】B
【解析】
【详解】A、鲜橙汁是由水、糖类等多种物质混合而成,属于混合物,不符合题意;
B、蒸馏水由水一种物质组成,属于纯净物,符合题意;
C、冰可乐由水、碳酸等混合而成,属于混合物,不符合题意;
D、纯牛奶由蛋白质、水等混合而成,属于混合物,不符合题意。
故选B。
2. 《天工开物》中古代制砖环节,发生化学变化的是
A. 择地取土 B. 烧坯成砖 C. 入模定型 D. 修整轮廓
【答案】B
【解析】
【详解】A、“择地取土” 只是将土从一个地方选取到另一个地方,土的性质没有发生改变,没有新物质生成,属于物理变化,不符合题意。
B、“烧坯成砖” 过程中,泥土中的成分在高温下发生一系列化学反应,生成了新的物质,如黏土中的一些矿物质发生分解、化合等反应,形成了具有一定强度和性质的砖,有新物质生成,属于化学变化,符合题意。
C、“入模定型” 是将泥土放入模具中,使其具有一定的形状,泥土的状态和形状发生改变,但没有新物质生成,属于物理变化,不符合题意。
D、“修整轮廓” 是对已经成型的砖进行外形的修整,没有新物质生成,属于物理变化,不符合题意。
故选B。
3. 下列物质的用途与化学性质有关的是
A. 液氮用于医疗手术 B. 用大理石作建筑材料
C. 生石灰用于自热锅 D. 干冰用于人工降雨
【答案】C
【解析】
【详解】A、液氮用于医疗手术,是因为液氮汽化吸热,能使周围温度降低,不需要通过化学变化就能表现出来,利用的是其物理性质,不符合题意;
B、用大理石作建筑材料,是因为大理石硬度大,硬度不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质,不符合题意;
C、生石灰用于自热锅,是因为生石灰能与水反应生成氢氧化钙,放出大量的热,需要通过化学变化才能表现出来,利用的是其化学性质,符合题意;
D、干冰用于人工降雨,是因为干冰升华吸热,能使周围温度降低,不需要通过化学变化就能表现出来,利用的是其物理性质,不符合题意。
故选C。
4. 反应MgH2+2H2O=Mg(OH)2+2H2↑可用于储氢供氢。其中属于氧化物的是
A. MgH2 B. H2O C. Mg(OH)2 D. H2
【答案】B
【解析】
【详解】两种元素组成的化合物中,其中一种元素是氧元素的叫作氧化物。
A、MgH2是由Mg、H元素组成的化合物,不含氧元素,不属于氧化物,不符合题意;
B、水是由H、O元素组成的化合物,属于氧化物,符合题意;
C、氢氧化镁是由Mg、O、H元素组成的化合物,不属于氧化物,不符合题意;
D、氢气是由氢元素组成的纯净物,属于单质,不符合题意。
故选B。
5. 下列归类正确的是
选项
归类
内容
A
常见合金
生铁、黄铜、磁铁矿
B
可燃气体
氧气、氢气、天然气
C
常见溶液
盐酸、碘酒、蒸馏水
D
带电微粒
电子、质子、钠离子
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A、生铁是铁的合金,黄铜是铜锌合金,它们均属于合金,磁铁矿是铁矿石,不属于合金,不符合题意;
B、氧气具有助燃性,不具有可燃性,氢气具有可燃性,燃烧生成水,天然气具有可燃性,燃烧生成二氧化碳和水,不符合题意;
C、盐酸是氯化氢溶于水形成的均一、稳定的混合物,属于溶液;碘酒是碘溶于酒精形成的均一、稳定的混合物,属于溶液,蒸馏水由水一种物质组成,属于纯净物,不属于溶液,不符合题意;
D、电子带负电,质子和钠离子带正电,它们均属于带电微粒,符合题意。
故选D。
6. 下列是某同学配制50g质量分数为16%的氯化钠溶液的操作,正确的是
A.取用NaCl
B.称取8.0 g NaCl固体
C.量取水
D.溶解
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A、取用固体粉末状药品时,瓶塞要倒放,图中瓶塞没有倒放,所示操作错误;
B、托盘天平的使用要遵循“左物右码”的原则,图中所示操作砝码与药品位置放反了,所示操作错误;
C、量取液体时,视线与液体的凹液面最低处保持水平,所示操作正确;
D、配制氯化钠溶液时,溶解操作应在烧杯中进行,不能在量筒内进行,所示操作错误。
故选C。
7. 下列实验方法正确的是
A. 用明矾对自来水杀菌消毒 B. 用灼烧的方法区分黄铜(Cu-Zn合金)和黄金
C. 用50mL量筒量取26.85mL水 D. 用点燃方法除去CO2中CO
【答案】B
【解析】
【详解】A、明矾溶于水形成的胶状物具有吸附性,可以吸附水中悬浮的杂质,加速其沉降,不能用明矾杀菌消毒,故不符合题意;
B、取少量样品,放在酒精灯火焰上灼烧,变成黑色的是黄铜,不变色的是黄金,所以能区分黄铜与黄金,故符合题意;
C、50mL量筒只能精确到0.1mL,不能用50mL量筒量取26.85mL水,故不符合题意;
D、不能用点燃的方法除去CO2中的CO,这是因为当二氧化碳(不能燃烧且不支持燃烧)大量存在时,少量的一氧化碳是不会燃烧的,故不符合题意。
故选B。
8. 下列排序正确的是
A. 地壳中元素含量: B. Mn元素化合价:
C. 金属的应用年代: D. 物质的溶解性:
【答案】D
【解析】
【详解】A、地壳中元素前五位是氧、硅、铝、铁、钙,故地壳中元素含量由高到低顺序为:氧、硅、铝,故选项排序错误;
B、K2MnO4中锰元素为+6价,KMnO4中锰元素化合价为+7价,MnO2中锰元素化合价为+4价,锰元素化合价由低到高排序是MnO2、K2MnO4、KMnO4,故选项排序错误;
C、人类最早利用的金属是铜,其次是铁,铝的出现比较晚,故选项排序错误;
D、氯化钙易溶于水,氢氧化钙微溶于水,碳酸钙难溶于水,则物质在水中的溶解性由弱到强的顺序为碳酸钙、氢氧化钙、氯化钙,故选项排序正确。
故选D。
9. 下列指定反应的化学方程式正确的是
A. 铝不易锈蚀:2Al+O2=2AlO
B. 酸雨的形成:CO2+H2O=H2CO3
C. 铜绿的形成:2Cu+O2+2H2O=2Cu(OH)2
D. 黑火药爆炸:
【答案】D
【解析】
【详解】A、铝不易锈蚀,是因为铝的化学性质比较活泼,常温下铝能与空气中的氧气反应,在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化,该反应的化学方程式为:,题干化学方程式的错误是:氧化铝的化学式错误,不符合题意;
B、酸雨主要是由二氧化硫、二氧化氮等引起的,不是因为二氧化碳与水反应生成了碳酸,不符合题意;
C、铜绿是因为铜与氧气、二氧化碳、水反应生成了碱式碳酸铜,该反应的化学方程式为:,题干化学方程式的错误是:缺少反应物二氧化碳,生成物的化学式错误,不符合题意;
D、黑火药爆炸是因为黑火药中的硫、硝酸钾、碳在点燃的条件下反应生成K2S、氮气和二氧化碳,该反应的化学方程式为:,符合题意。
故选D。
10. 在Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2X反应中,下列说法不正确的是
A. X为H2O B. 溶液颜色会变为蓝色
C. 反应中硫元素的化合价升高 D. 理论上,反应前后溶液质量不变
【答案】C
【解析】
【详解】A、根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,反应物中含Cu、H、S、O的个数分别是1、4、2、8,已知生成物中含Cu、H、S、O的个数分别是1、0、2、6,故生成物中还应含4个H、2个O,故X的化学式为:H2O,不符合题意;
B、铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,溶液由无色变为蓝色,不符合题意;
C、硫酸中氢元素显+1价、氧元素显-2价,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得硫元素显+6价,硫酸铜中铜元素显+2价,氧元素显-2价,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得硫元素显+6价,二氧化硫中硫元素显+4价,故反应中硫元素的化合价降低,符合题意;
D、由化学方程式可知,参加反应的铜与生成二氧化硫的质量比为:64:64,即每64份质量的铜单质进入溶液,同时会生成64份质量的二氧化硫气体从溶液中逸出,故理论上反应前后溶液质量不变,不符合题意。
故选C。
11. 汞常用于制作温度计。汞在元素周期表中的信息如图所示。下列说法正确的是
A. 汞元素属于非金属元素
B. 汞原子核外共有80个电子
C. 汞元素的相对原子质量为
D. 体温计内汞柱上升是因为汞原子的体积变大了
【答案】B
【解析】
【详解】A、汞元素属于金属元素,说法错误,不符合题意;
B、由元素周期表中的一格可知,汉字左上方数字表示原子序数,在原子中,原子序数=核外电子数,故汞原子核外共有80个电子,说法正确,符合题意;
C、由元素周期表中的一格可知,汉字下方数字表示相对原子质量,相对原子质量单位为“1”,通常省略不写,故汞元素的相对原子质量为200.6,说法错误,不符合题意;
D、体温计内汞柱上升是因为温度升高,汞原子间的间隔变大,说法错误,不符合题意。
故选:B。
12. 以甲为原料合成清洁燃料的微观过程如下图。下列说法不正确的是
A. 转化①中甲、乙的分子个数比为1:1 B. 转化②属于化合反应
C. 戊中C、H、O的质量比为12:3:8 D. 甲中碳元素化合价为-4
【答案】A
【解析】
【详解】A、由图可知,转化①为甲烷和氧气在催化剂的作用下反应生成C2H4和水,该反应的化学方程式为:,则该反应中甲、乙的分子个数比为:2:1,符合题意;
B、由图可知,转化②为C2H4和H2O在催化剂的作用下反应生成C2H5OH,该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应,不符合题意;
C、由图可知,戊的化学式为:C2H5OH,戊中C、H、O元素的质量比为:,不符合题意;
D、由图可知,甲为甲烷,甲烷中氢元素显+1价,设碳元素的化合价为x,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得:,x=-4,不符合题意。
故选A。
13. 用下列装置研究碳及其氧化物。下列说法不正确的是
A. 实验时,①处的木炭粉逐渐减少
B. 装置②中固体由黑色变为红色
C. 澄清石灰水变浑浊,证明②处一定有CO2生成
D. 点燃尖嘴管处尾气,目的是防止CO污染空气
【答案】C
【解析】
【详解】A、木炭在高温条件下将二氧化碳还原为一氧化碳,所以①处的木炭粉逐渐减少,故说法正确;
B、一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,氧化铜是黑色固体,铜是红色固体,故可观察到管内固体由黑色变为红色,故说法正确;
C、若通入的二氧化碳没有完全和木炭反应,也能使澄清石灰水变浑浊,不能证明②处一定有CO2生成,故说法错误;
D、反应产生的尾气是一氧化碳,一氧化碳有毒,不能直接排放到空气中,一氧化碳在空气中燃烧生成二氧化碳,点燃尖嘴管处的尾气,目的是除去有毒的 CO,故说法正确。
故选C。
14. 下列物质的转化在给定条件下不能实现的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A、铝的金属活动顺序排在氢前,能与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,不符合题意;
B、细铁丝能与氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁,不符合题意;
C、二氧化碳能与水在光和叶绿素的作用下反应生成有机物和氧气,不符合题意;
D、在金属活动性顺序里,铜排在氢后,铜与稀硫酸不反应,符合题意。
故选D。
15. 下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
鉴别H2和CH4
点燃,在火焰上方罩干冷的烧杯
B
除去CaO中混有的CaCO3
高温加热至固体质量不变
C
检验CO2中混有HCl气体
通入紫色石蕊溶液中,观察现象
D
分离KCl、MnO2固体混合物
溶解、过滤、洗涤、烘干
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A、点燃,在火焰上方罩干冷的烧杯,氢气燃烧生成水,甲烷燃烧生成二氧化碳和水,烧杯内壁均有水雾出现,现象相同,无法鉴别,不符合题意;
B、高温加热至固体质量不变,碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,可除去杂质,符合题意;
C、通入紫色石蕊溶液中,氯化氢溶于水形成盐酸,盐酸显酸性,能使紫色石蕊溶液变红,二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色石蕊溶液变红,现象相同,无法检验二氧化碳中混有氯化氢气体,不符合题意;
D、氯化钾溶于水,二氧化锰难溶于水,将固体混合物溶解、过滤、洗涤、烘干,可得到二氧化锰固体和氯化钾溶液,不能得到氯化钾固体,达不到分离的目的,不符合题意。
故选B。
16. 下图为CO2在自然界中的转化和资源化利用。下列说法不正确的是
A. 转化①CO2分子间空隙减小 B. 转化②是氧化反应,也是化合反应
C. 转化③可知:不能用CO2扑灭燃着的镁条 D. 转化④中CO2和H2的质量比为22:3
【答案】B
【解析】
【详解】A、由气态二氧化碳变为固态二氧化碳(干冰),物质的状态发生改变,从微观角度看,是CO2分子间空隙减小,该说法正确,不符合题意。
B、氧化反应是物质与氧发生的化学反应,此反应中碳得到氧,发生氧化反应;化合反应是由两种或两种以上物质生成一种物质的反应。转化②是甲烷在氧气中点燃生成水和二氧化碳,该反应符合氧化反应的特征,但由于是两种物质生成两种物质的反应,不属于化合反应,说法不正确。符合题意。
C、镁能在二氧化碳中燃烧,生成氧化镁和碳,所以不能用CO2扑灭燃着的镁条,该说法正确,不符合题意。
D、转化④为二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成乙醇,根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,二氧化碳中C、O元素的原子个数比为1:2,乙醇中C、O元素的原子个数比为2:1,根据质量守恒定律,反应前后原子种类和数目不变,可推断生成物中还含有水,该反应是二氧化碳与氢气反应生成乙醇和水,化学方程式为2CO2+6H2C2H5OH+3H2O。二氧化碳与氢气的质量比为(2×44):(6×2)=22:3,该说法正确,不符合题意。
故选B。
17. 下图为Na2CO3和NH4HCO3的溶解度曲线。下列说法正确的是
A. T1℃时,30 g NH4HCO3加到50 g水中,得到80 g溶液
B. Na2CO3饱和溶液由T2℃升温到T3℃,溶质质量分数变大
C. 将T1℃的两物质饱和溶液升温到T4℃,为使溶液恰好饱和,加入两固体质量一定相等
D. 将71 g Na2CO3饱和溶液从T4℃降温到T1℃,析出10 g Na2CO3固体
【答案】D
【解析】
【详解】A. 由溶解度曲线可知,T1℃时,NH4HCO3的溶解度为22g,50 g水最多能溶解11g NH4HCO3,将30 g NH4HCO3加到50 g水中,得到溶液的质量为:50 g +11g =61 g,此选项错误;
B. Na2CO3饱和溶液由T2℃升温到T3℃,溶解度变大,变为不饱和溶液,但溶质质量、溶剂质量不变,则溶质质量分数不变,此选项错误;
C. 将T1℃的等质量的两物质饱和溶液升温到T4℃,为使溶液恰好饱和,加入两固体质量一定相等,题目中没有明确两种溶液的质量,所以加入两固体质量不一定相等,此选项错误;
D. T1℃时,Na2CO3的溶解度为22g,T4℃时,Na2CO3的溶解度为42g, T4℃时71 g Na2CO3饱和溶液中溶剂的质量为50g,溶质的质量为21g,将71 g Na2CO3饱和溶液从T4℃降温到T1℃,析出Na2CO3固体的质量为:21g -11g=10 g,此选项正确。
故选D。
18. 现有一包固体粉末,可能含有C粉、KMnO4、NaCl、NH4HCO3、Fe粉中的一种或几种。下列实验判断不正确的是
A. 取固体加热,无氨味,则原固体中一定不含NH4HCO3
B. 另取少量固体溶于足量水过滤,得无色澄清溶液和黑色固体,原固体一定不含KMnO4
C. 取B中的黑色固体,加入足量稀盐酸,固体全部溶解,则原固体中还含有Fe和C
D. 取B中滤液适量,蒸发,出现较多固体,则原固体中一定含有NaCl
【答案】C
【解析】
【详解】A、NH4HCO3加热分解产生氨气,有氨味,无氨味则一定不含NH4HCO3,不符合题意;
B、KMnO4溶于水呈紫色,得无色溶液则一定不含KMnO4,不符合题意;
C、黑色固体加盐酸全部溶解,说明黑色固体仅为Fe粉(Fe与HCl反应溶解),C粉不溶,故原固体含Fe但不含C,符合题意;
D、滤液蒸发出现较多固体,则原固体中一定含有NaCl(NH4HCO3加热分解不留固体),不符合题意。
故选:C。
19. 为探究镁条的性质,实验小组进行如下实验。
实验①:取一小段镁条,打磨除去镁条表面灰黑色固体。
实验②:取一段打磨后的镁条,用坩埚钳夹持,放到酒精灯外焰上加热。
实验③:另取一段打磨后的镁条,放入试管中,滴加适量稀盐酸,产生气泡,用燃着的木条靠近气泡,有爆鸣声。
下列说法不正确的是
A. 实验①可知,氧化镁是白色固体,其表面灰黑色物质不可能是氧化镁
B. 实验②中的现象是:镁条燃烧,发出耀眼白光,可用于照明弹
C. 实验③中,用手摸试管外壁,发热,说明反应放热
D. 实验③说明,镁条能与稀盐酸反应有气体生成,该气体可能是CO
【答案】D
【解析】
【详解】A、镁条表面灰黑色固体打磨后,内部露出银白色金属镁,镁条打磨后表面变为白色,说明氧化镁是白色固体,所以其表面灰黑色物质不可能是氧化镁,该说法正确,不符合题意;
B、镁条在空气中燃烧,发出耀眼白光,根据这个性质,镁可用于制造照明弹,该说法正确,不符合题意;
C、实验③中镁条与稀盐酸反应,用手摸试管外壁发热,说明该反应过程中放出热量,该说法正确,不符合题意;
D、镁条与稀盐酸反应,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,镁和盐酸中都不含碳元素,所以产生的气体不可能是CO,应该是氢气,该说法不正确,符合题意。
故选D。
20. 已知:Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O。将28.8 g Cu2O、Cu混合物加入200.0 g溶质质量分数为9.8%的稀H2SO4中,搅拌使之充分反应,过滤、洗涤、干燥得20.8 g固体。下列说法正确的是
A. 原混合物中Cu2O与Cu的质量比为1:1 B. 原混合物中含铜元素20.8 g
C. 反应后溶液呈蓝色,溶质只有CuSO4 D. 反应后溶液中CuSO4的质量分数为8.0%
【答案】A
【解析】
【详解】A. 设28.8 g Cu2O、Cu混合物中Cu2O的质量为x。
,x=14.4g
故Cu2O与Cu质量为14.4 g:(28.8 g-14.4 g)=1:1,此选项正确;
B. 原混合物铜元素质量为:14.4 g ×+14.4 g =27.2 g,此选项错误;
C. 设参加反应的稀硫酸的质量为y。
,y=100.0g<200.0 g
所以稀硫酸过量,反应后溶液是稀硫酸与硫酸铜的混合溶液,溶液为蓝色,溶质有H2SO4、CuSO4,此选项错误;
D. 设反应生成硫酸铜的质量为z。
,z=16g
反应后溶液中CuSO4的质量分数为:≈7.69%,此选项错误。
故选A。
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
21. 用化学符号表示。
(1)银___________。
(2)最常用的溶剂___________。
(3)2个亚铁离子___________。
(4)缺___________元素会使成年人骨质疏松。
【答案】(1)Ag (2)H2O
(3)2Fe2+ (4)Ca
【解析】
【小问1详解】
银属于金属单质,其符号用元素符号表示,符号为:Ag;
【小问2详解】
最常用的溶剂为水,化学式为:H2O;
【小问3详解】
离子的表示方法:在该离子元素符号的右上角标上该离子所带的正负电荷数,数字在前,正负号在后,带一个电荷时,1通常省略,多个离子,就是在元素符号前面加上相应的数字,故2个亚铁离子为:2Fe2+;
【小问4详解】
人体缺少Ca元素会骨质疏松。
22. 选择下列适当的物质填空(选填序号)。
A.氧气 B.食盐 C.硝酸铵 D.氢氧化钠 E.石墨 F.干冰 G.氯化铁 H.武德合金
(1)可用于人工增雨的是___________。
(2)常作净水混凝剂的是___________。
(3)可用作电池电极的是___________。
(4)溶于水温度降低的是___________。
(5)厨房中作调味品的是___________。
(6)制作保险丝的合金是___________。
【答案】(1)F (2)G
(3)E (4)C
(5)B (6)H
【解析】
【小问1详解】
干冰升华吸热,使周围温度降低,可用于人工增雨,故填:F;
【小问2详解】
氯化铁溶于水后生成胶状物,能吸附水中悬浮杂质并沉降,常作净水混凝剂,故填:G;
【小问3详解】
石墨具有导电性,可用作电池电极,故填:E;
【小问4详解】
硝酸铵固体溶于水吸热,使温度降低,故填:C;
【小问5详解】
食盐有咸味,可作厨房调味品,故填:B;
【小问6详解】
武德合金熔点低,可制作保险丝,故填:H。
23. 全球“双碳”目标愿景下,氨气作为一种“零碳”能源前景广泛。
Ⅰ.制氨
(1)N2是合成氨的重要原料,从空气中获得N2是利用空气中各成分___________不同。
(2)在高温、高压下用铁触媒制氨的反应原理如图-1。
①铁触媒在该反应中所起的作用是___________。
②整个转化过程中氮气和氢气的分子个数比为___________。
(3)科学家最新研制了常温、常压下电解法合成氨原理如图-2。
①发生反应的化学方程式为___________。
②实际测得氨气与氧气的质量比远小于理论值可能的原因是___________。
Ⅱ.用氨
(4)氨被誉为“零碳”燃料,是因其在纯氧中完全燃烧的产物是___________。
(5)纯氨燃烧非常困难,且燃烧速率慢。氨中掺混其他燃料是提高氨燃烧速率和燃烧稳定性的常见方法。在相同压强、不同当量比(燃料完全燃烧理论所需空气量与实际供给空气量之比)下,向氨中掺混不同燃料时,燃烧的速率检测结果如图-3,当___________时,燃料燃烧速率最快。
【答案】(1)沸点 (2) ①. 用作催化剂 ②. 1:3
(3) ①. 2N2+6H2O4NH3+3O2 ②. 氨气在水中的溶解量远远大于氧气
(4)氮气、水##N2、H2O
(5)当量比为1.3,掺混40%H2
【解析】
【小问1详解】
工业上从空气中获取氮气,是利用液态空气中液氮和液氧沸点不同,通过分离液态空气法得到氮气,先将空气降温、加压变成液态,再升温,沸点低的液氮先汽化逸出,从而分离出氮气。
【小问2详解】
①铁触媒在合成氨反应中用作催化剂,根据催化剂的定义,能改变化学反应速率,而自身的质量和化学性质在反应前后不发生改变。
②从反应原理图可知,该反应是N2、H2在高温高压、铁触媒作催化剂条件下反应生成NH3,化学方程式为N2+3H22NH3,所以氮气和氢气的分子个数比为1:3。
【小问3详解】
①从原理图可知,该反应是N2、H2O在通电条件下反应生成NH3、O2,化学方程式为2N2+6H2O4NH3+3O2。
②氨气极易溶于水、氧气不易溶于水,氨气在水中的溶解量远远大于氧气,导致实际测得氨气与氧气的质量比远小于理论值。
【小问4详解】
氨(NH3)中只含氮元素和氢元素,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,NH3在纯氧中完全燃烧,氢元素转化为水,氮元素转化为氮气,所以产物是氮气(N2)和水(H2O)。
【小问5详解】
观察图像可知,横坐标为当量比,纵坐标为燃烧速率。图中有甲(60%NH3和40%H2)、乙(60%NH3和40%CO)、丙(60%NH3和40%CH4)三条曲线。曲线甲(60%NH3和40%H2)在当量比为1.3时,燃烧速率达到最高值,高于乙、丙曲线在各自最高点的燃烧速率,所以当量比为1.3,掺混40%H2时,燃料燃烧速率最快。
24. 钼(Mo)广泛用于生产合金钢。一种利用钼矿石(主要成分为MoS2)制备金属钼的流程如下。
(1)钼矿石“灼烧”的化学方程式为___________。
(2)“转化1”需控制反应温度不能太高的原因为___________。
(3)分离固体杂质和钼酸铵溶液所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___________。
(4)尾气中SO2(化学性质与CO2相似)会对空气造成污染,可以用水来吸收生成亚硫酸H2SO3,该反应的化学方程式为___________,该反应属于基本反应类型中的___________反应。
(5)(NH4)2MoO4中Mo元素化合价为___________。
【答案】(1)2MoS2+7O22MoO3+ 4SO2 (2)防止氨水受热分解
(3)漏斗 (4) ①. SO2+H2O=H2SO3 ②. 化合 (5)+6
【解析】
【小问1详解】
钼矿石主要成分为MoS2,“灼烧” 时与氧气反应生成三氧化钼(MoO3)和二氧化硫(SO2),化学方程式为2MoS2+7O22MoO3+ 4SO2。
【小问2详解】
“转化 1” 是三氧化钼(MoO3)与氨水反应生成钼酸铵(NH4)2MoO4,氨水受热易分解,温度太高会导致氨水分解,使反应物浓度降低,影响反应进行,所以 “转化 1” 需控制反应温度不能太高的原因为防止氨水受热分解。
【小问3详解】
分离固体杂质和溶液采用过滤操作,过滤所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 漏斗。
【小问4详解】
二氧化硫(SO2)与水反应生成亚硫酸(H2SO3),化学方程式为SO2+H2O=H2SO3。该反应是两种物质生成一种物质的反应,符合化合反应的特点,属于基本反应类型中的 化合反应。
【小问5详解】
在(NH4)2MoO4中,铵根()显+1价,氧元素显−2价,设Mo元素化合价为x,根据化合物中各元素正负化合价代数和为零,则(+1)×2+x+(−2)×4=0,解得x=+6,所以(NH4)2MoO4中Mo元素化合价为+6。
25. 请结合下图回答问题:
(1)仪器名称:①___________,②___________。
(2)用高锰酸钾制取并收集一瓶纯净的氧气,可选用的装置组合是___________(选填序号),反应的化学方程式为___________。
(3)实验室制取CO2的化学方程式为___________,发生装置选用C相较于B装置的优点是___________。
(4)实验室用锌和稀硫酸制取H2的化学方程式为___________,选用F装置收集氢气的理由是___________。
(5)某同学将制取的CO2通入澄清石灰水中如图1,测得烧杯中物质的质量随着CO2通入变化的图示如图2。(已知:Ca(HCO3)2易溶于水)
①根据图2写出A→M段发生反应的化学方程式为:___________。
②若向澄清石灰水不断通入CO2直至过量,烧杯中的现象为___________。
【答案】(1) ①. 铁架台 ②. 分液漏斗
(2) ①. AE ②.
(3) ①. ②. 可以控制反应的发生与停止
(4) ①. Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ ②. 氢气的密度比空气小,且不与空气成分反应
(5) ①. CO2+CaCO3+H2O=Ca(HCO3)2 ②. 先变浑浊,后逐渐澄清
【解析】
【小问1详解】
由图可知,①是铁架台,②是分液漏斗。
【小问2详解】
用高锰酸钾制取氧气,反应物是固体,反应条件是加热,所以发生装置选 A;氧气不易溶于水,要收集一瓶纯净的氧气,收集装置选 E。可选用的装置组合是 AE。
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。
【小问3详解】
实验室用大理石(或石灰石)和稀盐酸反应制取CO2,大理石(或石灰石)的主要成分是碳酸钙,碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为 。
C 装置中,固体药品放在多孔隔板上,液体药品从漏斗中加入,当关闭活塞时,气体无法排出,右管内压强增大,将液体压入漏斗,使固体和液体分离,反应停止;打开活塞时,气体排出,管内压强减小,液体流下,固体和液体接触,反应发生。发生装置选用 C 相较于 B 装置的优点是可以控制反应的发生与停止。
【小问4详解】
锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
F 装置是向下排空气法收集气体的装置,适用于收集密度比空气小且不与空气成分反应的气体。 选用 F 装置收集氢气的理由是氢气的密度比空气小,且不与空气成分反应。
【小问5详解】
①A→M 段是二氧化碳与碳酸钙、水反应生成易溶于水的碳酸氢钙,化学方程式为CO2+CaCO3+H2O=Ca(HCO3)2。
②若向澄清石灰水不断通入CO2直至过量,开始时二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀,溶液变浑浊;继续通入二氧化碳,碳酸钙与二氧化碳、水反应生成易溶于水的Ca(HCO3)2,沉淀逐渐溶解,溶液又变澄清。所以烧杯中的现象为先变浑浊,后变澄清。
26. 某化学小组同学将镁条放入碳酸钠溶液中,有气泡产生,且有白色不溶物。
【查阅资料】
(1)①镁能与水缓慢反应生成氢氧化镁和氢气,反应的化学方程式是___________。
②碳酸钠溶液中除含有、外,还含有。
【探究一】产生的气体是什么?
(2)小华设计如图实验检验。根据“B中现象___________,C中气体燃烧,烧杯内壁有水珠”的现象,认为气体中只有H2,没有CO2。
小军认为气体中也可能含CO或CH4,对实验进行了补充,他补充的实验是___________(填实验过程和现象)。
结论:气体中不含CO、CH4。
【探究二】碳酸钠溶液中什么微粒促进镁与水的反应?
【猜想】猜想①:能促进镁与水的反应
猜想②:能促进镁与水的反应
猜想③:能促进镁与水的反应
【实验】
(3)取少量镁条于试管中,滴加___________溶液,缓慢产生气泡,则猜想①和③错误。
(4)取少量镁条于试管中,滴加Na2CO3溶液,___________(填实验现象),则猜想②成立。
【探究三】白色不溶物的成分是什么?
【查阅资料】①白色不溶物是碱式碳酸镁[Mgx(OH)y(CO3)z],受热会分解成三种氧化物。
②浓硫酸能吸水,碱石灰能吸收二氧化碳和水。
【实验】
(5)取碱式碳酸镁固体充分加热,将产生的气体全部缓缓通过___________(选填“甲”或“乙”)装置。
测得浓硫酸增重0.9g,碱石灰增重8.8g。则碱式碳酸镁的化学式为___________。
【答案】(1)
(2) ①. 澄清石灰水不变浑浊 ②. 点燃气体后,在火焰上方罩上内壁蘸有澄清石灰水的烧杯,内壁没有出现浑浊(合理即可)
(3)NaOH##氢氧化钠
(4)快速产生较多气泡
(5) ①. 甲 ②. Mg5(OH)2(CO3)4
【解析】
【小问1详解】
镁能与水缓慢反应生成氢氧化镁和氢气,反应的化学方程式是:;
【小问2详解】
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,氢气不能使澄清石灰水变浑浊,但氢气具有可燃性,氢气燃烧生成水,则根据B中澄清石灰水不变浑浊现象,C中气体燃烧,烧杯内壁有水珠的现象,确认气体为氢气;
CO、CH4燃烧都会生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,所以确定气体中可能含CO或CH4的方案为:点燃气体后,在火焰上方罩上内壁蘸有澄清石灰水的烧杯,内壁没有出现浑浊,证明没有有二氧化碳,由此说明气体中不含CO或CH4;
【小问3详解】
因为NaOH中含有钠离子、氢氧根离子,用NaOH溶液可验证猜想①和猜想③是否正确,所以取少量镁条于试管中,加入1-2滴NaOH溶液,缓慢产生气泡,则猜想①、③错误;
【小问4详解】
猜想②成立,因此能促进镁与水的反应。取少量镁条于试管中,滴加Na2CO3溶液,快速产生较多气泡,则猜想②成立;
【小问5详解】
浓硫酸能吸水,碱石灰能吸收二氧化碳和水。为了准确测定碱式碳酸镁中碳、氢两种元素的质量,所以取碱式碳酸镁固体充分加热,将产生的气体全部缓缓先通过浓硫酸(只吸收水),再通过碱石灰(只吸收二氧化碳),故选甲;
根据质量守恒定律可知,碱式碳酸镁[Mgx(OH)y(CO3)z],受热会分解生成三种氧化物,即氧化镁、二氧化碳和水。测得浓硫酸增重0.9g,即碱式碳酸镁分解生成水的质量为0.9g,碱石灰增重8.8g,即碱式碳酸镁分解生成二氧化碳的质量为8.8g,则生成水和二氧化碳分子的个数比为:,因此碱式碳酸镁中氢原子和碳原子的个数比为(1×2):4=1:2,即y:z=1:2,根据化合物中正负化合价的代数和为0: (+2)×x+(−1)×y+(−2)×z=0,可知x=2.5,x:y:z=5:2:4,所以碱式碳酸镁的化学式为:Mg5(OH)2(CO3)4。
27. 金属锌的冶炼方案如下。
方案Ⅰ.火法炼锌。古代用炉甘石(主要成分为ZnCO3)进行炼锌的工艺如下:
已知:锌的熔点为419.53℃,沸点为906℃。
(1)高温炉中,炉甘石与煤(主要成分是碳)反应生成锌蒸气和一氧化碳,反应的化学方程式为___________。
(2)冷凝器中,锌由气态转化为液态,则理论上应控制的温度范围是___________。反应结束后需“隔氧冷定(即冷却)毁罐取出”,请从化学角度分析其原因___________。
方案Ⅱ.湿法炼锌。硫化锌精矿(主要成分为ZnS,含少量FeS)为原料冶炼锌的工艺如下图:
(3)“焙烧”时产生的含尘烟气中一定含有的有害气体成分是___________。
(4)“电解”过程中还生成了一种常见气体单质,写出“电解”时反应的化学方程式___________。
(5)目前,改进的锌冶炼工艺,采用“氧压酸浸”的全湿法流程,主要原理是2ZnS+2H2SO4+O2=2ZnSO4+2S↓+2H2O,相比“火法”、“湿法”炼锌,其优点是___________。
【答案】(1)ZnCO3+2CZn↑+3CO↑
(2) ①. 419.53℃~906℃ ②. 防止高温下锌与空气中的氧气反应
(3)二氧化硫##SO2
(4)2ZnSO4+2H2O 2Zn+O2↑+2H2SO4
(5)无污染气体排放(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
炉甘石主要成分ZnCO3与煤(主要成分C)在高温下反应,生成锌蒸气(Zn)和一氧化碳(CO),化学方程式为 ZnCO3+2CZn↑+3CO↑。
【小问2详解】
已知锌的熔点为419.53℃,沸点为906℃,要使锌由气态转化为液态,温度需控制在锌的熔点和沸点之间,即419.53℃~906℃;锌在高温下易与空气中的氧气发生反应被氧化,冷却后再取出,可避免这种情况,保证得到的是单质锌。
【小问3详解】
硫化锌精矿(主要成分为ZnS,含少量FeS)焙烧时,硫元素会转化为二氧化硫,所以 “焙烧” 时产生的含尘烟气中一定含有的有害气体成分是二氧化硫(SO2)。
【小问4详解】
电解硫酸锌(ZnSO4)溶液生成锌(Zn)和硫酸(H2SO4),以及一种常见气体单质,根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和个数都不变,可知溶液中的水(H2O)参与反应,生成的气体单质是氧气(O2),反应的化学方程式为2ZnSO4+2H2O 2Zn+O2↑+2H2SO4。
【小问5详解】
“火法” 炼锌会产生一氧化碳等污染气体,“湿法” 炼锌焙烧时会产生二氧化硫污染气体,而 “氧压酸浸” 全湿法流程主要产物为ZnSO4、S和H2O,没有污染性气体排放,更加环保,且流程相对简单。相比 “火法”、“湿法” 炼锌,“氧压酸浸” 全湿法流程的优点是无污染气体排放(或环保,或流程简单等合理答案)。
28. 铁是一种应用广泛的金属。
一,钢铁冶炼与应用
(1)《天工开物》中记载的“炒钢法”的过程如图1。(资料:潮泥灰主要成分是石灰石)
①“炼铁炉”中赤铁矿被还原生成铁的化学方程式为___________。
②撒入潮泥灰主要作用是___________。
③“翻炒”将生铁炼钢,目的是为了降低___________元素的含量。
(2)“烧铁器淬于胆矾水中,即成铜色也”,反应微观示意图(图2)中缺少的微粒符号是___________。
(3)钢的性能优良,如钢的硬度比纯铁___________(填“大”或“小”),机械性能更好。
(4)焊接钢轨原理是铝与氧化铁在高温下发生置换反应,该反应的化学方程式为___________。
二、绿矾(FeSO4·7H2O)的制备
沾有油脂的钢渣(主要成分为FeO,含少量C和Fe2O3)为原料制备绿矾(FeSO4·7H2O)的流程如图。
已知:①油脂可与NaOH溶液反应;
②FeO+H2SO4=FeSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O。
(5)“碱洗”的主要目的是___________。
(6)“浸取”步骤中分离出“浸渣”的成分是___________(填化学式)。
(7)“还原”后的“滤液”中溶质只有FeSO4,则“还原”步骤中发生反应的化学方程式是___________、___________。
(8)“系列操作”过程包括蒸发浓缩、___________、洗涤、干燥。洗涤晶体时,不宜选用的洗涤液是___________。
a.冰水 b.热水 c.FeSO4饱和溶液
三、绿矾晶体纯度测定
(9)焙烧绿矾(FeSO4·7H2O)可制备铁红(Fe2O3),同时还生成两种硫的氧化物。反应原理可分步表示为:、___________。
(10)称取150.0 g绿矾晶体样品(FeSO4·7H2O相对分子质量为278)溶于水,与硫酸酸化的KMnO4溶液完全反应,消耗KMnO4的质量为15.8 g。
已知:10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=5Fe2(SO4)3+K2SO4+2MnSO4+8H2O。
则该样品的纯度为___________(精确到0.1%)。
【答案】(1) ①. ②. 造渣,除去铁矿石中的杂质 ③. 碳##C
(2)Fe2+ (3)大
(4)2Al+ Fe2O32Fe+ Al2O3
(5)除去钢渣表面的油脂
(6)C (7) ①. Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4 ②. Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
(8) ①. 降温结晶##冷却热饱和溶液 ②. b
(9)2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑
(10)92.7%
【解析】
【小问1详解】
①赤铁矿的主要成分是Fe2O3,在炼铁炉中Fe2O3与一氧化碳在高温下反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为。
②潮泥灰主要成分是石灰石,石灰石在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙能与铁矿石中的杂质(如二氧化硅等)反应生成炉渣,所以撒入潮泥灰主要作用是造渣,除去铁矿石中的杂质。
③生铁中碳含量较高,“翻炒” 过程中碳与氧气反应生成二氧化碳,从而降低碳元素的含量,所以目的是为了降低 碳元素(C)的含量。
【小问2详解】
烧铁器淬于胆矾水中,即成铜色也”,其反应是铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,从微观角度看,铁原子失去电子变成亚铁离子,铜离子得到电子变成铜原子,所以图 2 中缺少的微粒符号是Fe2+。
【小问3详解】
合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大,钢是铁的合金,所以钢的硬度比纯铁大。
【小问4详解】
铝与氧化铁在高温下发生置换反应生成铁和氧化铝,化学方程式为2Al+ Fe2O32Fe+ Al2O3。
【小问5详解】
已知油脂可与NaOH溶液反应,所以 “碱洗” 的主要目的是除去钢渣表面的油脂。
【小问6详解】
钢渣主要成分为FeO,含少量C和Fe2O3,FeO、Fe2O3能与硫酸反应,而碳不与硫酸反应,所以 “浸取” 步骤中分离出 “浸渣” 的成分是碳(C)。
【小问7详解】
“浸取” 后溶液中有FeSO4(反应生成的)、H2SO4(过量)和Fe2(SO4)3(反应生成的),“还原” 后的 “滤液” 中溶质只有FeSO4,说明铁将Fe2(SO/)3还原为FeSO4,同时铁也会与过量的硫酸反应生成FeSO4和氢气,化学方程式分别为Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4、Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。
【小问8详解】
“系列操作” 过程包括蒸发浓缩、 降温结晶(冷却热饱和溶液)、洗涤、干燥。
因为绿矾在热水中溶解度较大,用热水洗涤会使绿矾晶体溶解,导致损失,所以洗涤晶体时,不宜选用的洗涤液是热水;冰水温度低,绿矾溶解度小,FeSO4饱和溶液洗涤不会使绿矾晶体溶解,可以用于洗涤。故选b。
【小问9详解】
焙烧绿矾 (FeSO4⋅7H2O) 可制备铁红 (Fe2O3),同时还生成两种硫的氧化物,前面已给出,接着FeSO4继续分解,生成Fe2O3、SO2和SO3,化学方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。
【小问10详解】
设参加反应的FeSO4的质量为x。
根据化学方程式10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=5Fe2(SO4)3+K2SO4+2MnSO4+8H2O则有:
解得x=76g。
设绿矾晶体(FeSO4⋅7H2O)的质量为y,根据FeSO4与FeSO4⋅7H2O的关系,可得,解得y=139g。
则该样品的纯度为。
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