2026年中考化学二轮复习气体制取及其相关实验探究专项训练
2026-04-01
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2份
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38页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 空气,氧气,科学探究与化学实验 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | 广州市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.99 MB |
| 发布时间 | 2026-04-01 |
| 更新时间 | 2026-04-01 |
| 作者 | 苯宝宝多Cl了 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-04-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57128277.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
Chemistry 不积跬步,无以至千里;不积小流,无以成江海
气体制取及其相关实验探究钠及其化合物
【真题精炼】
1.(2021•广州中考)多种物质都可催化过氧化氢分解,如MnO2、CuSO4等。实验小组的同学探究漂白液(主要成分是NaClO和NaCl)、FeCl3、K2SO4能否催化过氧化氢分解。
(1)MnO2催化过氧化氢分解的化学方程式是 。
(2)如图所示,分别向三支试管中多次加入5%过氧化氢溶液,每次2mL,如有气泡产生,则将① 伸入试管,检验是否有氧气生成。结果如下表。
研究对象
第1次
第2次
第3次
第4次
漂白液
大量气泡
较多气泡
少量气泡
无气泡
FeCl3溶液
较多气泡
较多气泡
较多气泡
较多气泡
K2SO4溶液
②
/
/
/
实验结论
ⅰ.实验中产生的气体都是氧气。
(查阅得知:NaClO+H2O2═O2↑+NaCl+H2O)
ⅱ.K2SO4不能催化过氧化氢分解。
ⅲ.③ 可能是过氧化氢分解的催化剂。
ⅳ.……
(3)下列物质中,也可能是过氧化氢分解的催化剂的是 (填标号)。
A.CuCl2 B.Fe2(SO4)3 C.Na2SO4 D.KCl
(4)探究不同催化剂催化效果的实验方案:将等体积5%过氧化氢溶液加到不同催化剂中,比较用排水法收集50mL氧气的快慢。请从如图中选择合适的仪器(每种仪器限用一次),组成该探究的完整实验装置,不需要用到的是 。(填标号)。
【答案】(1)2H2O2 2H2O+O2↑
(2)①带火星的木条 ②无气泡产生 ③FeCl3
(3)AB (4)AE
2.(2022•广州中考)某化学兴趣小组研究影响化学反应快慢的因素。
(1)下图是实验室中常用的仪器
①仪器A的名称是 。
②从上图中选择合适的仪器组装一套CO2发生装置,要求添加盐酸无需拆开装置,需要用到的仪器有哪些? (填标号)
(2)该小组的实验设计和数据记录如下表。每个实验均在反应开始后,就立即用排水法连续收集多瓶CO2,表中“—”表示气泡太少,不再收集。
序号
反应物
收集每瓶气体所用时间(单位:秒)
盐酸
浓度
盐酸
体积
大理石
形状
第1瓶
第2瓶
第3瓶
第4瓶
第5瓶
第6瓶
实验1
10%
70mL
小颗粒
8
9
10
12
14
19
实验2
块状
11
12
15
17
21
23
实验3
7.5%
70mL
小颗粒
10
12
13
15
17
26
实验4
块状
t
14
16
19
22
24
实验5
5%
70mL
小颗粒
14
18
19
32
63
—
实验6
块状
20
31
59
—
—
—
①该小组研究了哪些因素对反应快慢的影响?
②为了分析浓度对反应快慢的影响,可对比表中实验 (填标号)。
A.2和3 B.2和4 C.4和5 D.1和6
③根据实验数据反映出的规律,表中数值t的合理范围是: <t< 。
(3)该小组在反应开始后立即收集第1瓶气体,你认为该做法合理吗?说出你的观点并阐述理由。 。
【答案】(1) 长颈漏斗 ABD
(2) 盐酸浓度和大理石的形状 B 11 14
(3)合理,因为该实验是通过收集相同体积的气体所用时间比较反应速率的快慢,收集的气体是否纯净对该实验无影响。(其他合理即可)
【详解】(1)①仪器A的名称是长颈漏斗;
②实验室常用稀盐酸和大理石制取二氧化碳,选用固液常温型反应装置,添加盐酸无需拆开装置则选用双孔橡胶塞,需要用到的仪器有长颈漏斗、锥形瓶、双孔橡胶塞,故填:ABD;
(2)①根据表中数据可知,盐酸浓度和大理石的形状是变量,因此该小组研究盐酸浓度和大理石的形状对反应快慢的影响;
②根据表中数据可知,为了分析浓度对反应快慢的影响,盐酸浓度不同时,其他变量必须相同,实验2和4中盐酸浓度不同,加入盐酸的体积相同,大理石的形状相同,故选:B;
③根据实验数据反映出的规律,盐酸浓度10%时,和块状的大理石反应生成第一瓶气体所需的时间是11秒,盐酸浓度7.5%时,和块状的大理石反应生成第二瓶气体所需的时间是14秒,表中数值t的合理范围是:11<t<14;
(3)本题是开放性试题,言之有理即可。如合理,因为该实验是通过收集相同体积的气体所用时间比较反应速率的快慢,收集的气体是否纯净对该实验无影响。
3.(2024•广州中考)学习小组开展跨学科实践活动,设计装置利用H2和O2模拟工业制备H2O2,再制备供氧剂CaO2用于水产养殖。
I.H2和O2的实验室制取
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验室利用锌粒和稀硫酸反应制取并收集H2,需选用的装置分别是 (填标号)。利用装置C干燥H2,可加入的试剂是 (填名称)。
(3)利用KClO3分解制取O2,反应的化学方程式为 。
Ⅱ.设计装置模拟工业制备H2O2。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
(4)关闭K2,打开K1,利用上述装置进行反应①。加热前需先通一段时间H2,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CaCl2溶液中通入足量NH3后加入H2O2溶液,保持0-5℃充分反应,过滤、水洗并烘干后得到CaO2。
(5)原理分析:补充完整制备CaO2的化学方程式 。
(6)供氧剂使用:水产养殖中,CaO2与水缓慢反应释放出O2为鱼类供氧,反应的另一产物属于微溶于水的碱,该产物的化学式为 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) AE 浓硫酸
(3)
(4) 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
(5)NH4Cl
(6)
【详解】(1)由图可知,仪器a为长颈漏斗。
(2)锌和硫酸的反应为固体和液体在常温下的反应,发生装置选A,氢气密度比空气小,则收集装置选E向下排空气法;
浓硫酸具有吸水性,可干燥氢气,则C中盛放浓硫酸。
(3)氯酸钾在加热条件下生成氯化钾和氧气,反应的化学方程式为:。
(4)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;
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。
(5)反应前后原子的种类和个数不变,等号左边有一个钙原子、2个氯原子、2个氮原子、8个氢原子和2个氧原子,等号右边有1个钙原子和2个氧原子,则还少2个氯原子、2个氮原子、8个氢原子,故应补充NH4Cl。
(6)根据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,氢氧化钙属于碱,故填:。
【模拟练习】
1.(2025•从化区二模)项目主题:探秘二氧化碳——制取与性质探究
任务一:二氧化碳的制取方案设计与实施
实验室常利用以下装置完成气体制备及性质实验。请回答下列问题:
(1)写出图1装置B中标号①仪器的名称: 。
(2)实验室用石灰石和稀盐酸制取一瓶干燥的二氧化碳气体,可以将气体通过盛有 (填药品名称)的F装置,还需要的装置组合有 (填标号)。若选择G装置收集二氧化碳,则验满时应将燃着的木条放在 (填“c”或“d”)处。
任务二:二氧化碳性质探究
下图2和图3是对二氧化碳制取及相关物质性质的探究(夹持仪器略,药品足量)。
(3)b处观察到溶液颜色变红,要证明能与水反应,还应在a处放___________(填标号)。
A.水 B.干燥的紫色石蕊纸花 C.湿润的紫色石蕊纸花
(4)若在c处持续有二氧化碳通入,一段时间后,浑浊又会变澄清,这是因为生成了可溶于水的碳酸氢钙,发生反应的化学方程式为 。
(5)烧杯中蜡烛自下而上依次熄灭,说明具有的化学性质是 。
(6)图3中将镁条点燃后伸入盛有二氧化碳的集气瓶中,观察到镁条剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成白色固体和黑色固体。根据现象,推测镁在二氧化碳中燃烧后的产物是 (写化学式)。
【答案】(1)锥形瓶
(2) 浓硫酸 BD d
(3)B
(4)CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2
(5)不能燃烧,也不支持燃烧
(6)MgO和C
【难度】0.65
【知识点】化学方程式的书写、二氧化碳的检验、验满及净化、二氧化碳与水的反应及实验、浓硫酸做干燥剂
【详解】(1)观察可知,图 1 装置 B 中标号①仪器的名称是锥形瓶。
(2)要干燥二氧化碳气体,可选用浓硫酸,因为浓硫酸具有吸水性且不与二氧化碳反应。
实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳,是固体和液体在常温下反应,发生装置应选 B;二氧化碳密度比空气大且能溶于水,用向上排空气法收集,收集装置选 D,所以还需要的装置组合是 BD。
若选择 G 装置收集二氧化碳,因为二氧化碳密度比空气大,会从长管 c 进入,空气从短管 d 排出,验满时应将燃着的木条放在 d 处,若木条熄灭,说明二氧化碳已收集满。
(3)要证明CO2能与水反应,需要进行对比实验。b 处是二氧化碳通入紫色石蕊溶液中溶液变红,若要证明是二氧化碳与水反应生成的物质使石蕊变红,需要在 a 处放置干燥的紫色石蕊纸花,若干燥的紫色石蕊纸花不变红,而 b 处湿润的石蕊溶液变红,就可以证明二氧化碳能与水反应。A 选项水不能起到对比作用;C 选项湿润的紫色石蕊纸花不能证明是二氧化碳与水反应的结果,所以应选 B。
(4)二氧化碳与碳酸钙、水反应生成碳酸氢钙,化学方程式为:CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2。
(5)烧杯中蜡烛自下而上依次熄灭,说明二氧化碳具有不能燃烧,也不支持燃烧的化学性质。
(6)根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变。镁条在二氧化碳中燃烧,反应物是镁和二氧化碳,含有镁、碳、氧三种元素,生成白色固体和黑色固体,白色固体是氧化镁(MgO),黑色固体是碳(C),所以燃烧后的产物是MgO、C。
2.(2025•白云区二模)如图为实验室制取气体的常见装置。请回答:
(1)基础实验(如图一)
仪器①的名称是 。实验室加热浓硫酸、食盐制备氯化氢气体,发生装置是 (填字母),将氯化氢通入D装置导管口 (填“a”或“b”)收集。
(2)拓展延伸:若直接用的过氧化氢溶液制取氧气,反应速率太快。为获得平稳的气流,如图二中能达到最佳效果的是 (填字母)。若过氧化氢溶液的密度是,现配制过氧化氢溶液,需要过氧化氢溶液的体积 (计算结果保留整数)。
(3)跨学科实践
①家用制氧机(如图三)其主要原料为过碳酸钠(化学式为,相对分子质量是314,可缩写为)、二氧化锰和水。过碳酸钠加水溶解会分解成和,二氧化锰是催化剂,产生氧气的总化学方程式为(要求将过碳酸钠缩写成): 。
②为得到一个人呼吸1小时所需氧气的量(折算后质量约为),理论上参加反应的过碳酸钠的质量是 。
③图三中加湿过滤器的作用有:过滤杂质、增加氧气湿度、 。
【答案】(1) 铁架台 C a
(2) G 45
(3) 157 缓冲气流(防止氧气流速过快 )
【难度】0.65
【知识点】化学方程式的书写、不含杂质的化学方程式计算、配制一定溶质质量分数的计算、气体发生、收集装置
【详解】(1)由图可知,仪器①为铁架台;
加热浓硫酸和食盐的反应属于加热固体和液体的反应,发生装置选C;
氯化氢的相对分子质量为1+35.5=36.5,大于29,则氯化氢的密度比空气大,故用D装置收集时,气体应从a口收集。
(2)过氧化氢制取氧气的反应为固液常温反应,若想获得平稳的氧气流,可通过控制双氧水的滴加速度,进而控制反应速率,故选G;
稀释前后溶质质量不变,设需要3%的过氧化氢溶液的体积为x,则:
解得x≈45mL。
(3)①过碳酸钠加水溶解会分解成和,而过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为:。
②设理论上参加反应的过碳酸钠的质量为x,则
解得x=157g。
③将氧气通过过滤加湿器,既能过滤杂质、增加氧气湿度,还能缓冲气流,防止氧气流速过快 ,以及通过观察气泡的快慢观察产生氧气的速率。
3.(2025•白云区一模)某兴趣小组研究影响化学反应快慢的因素。
(1)该小组的实验方法是在不同条件下进行金属与酸的反应,并比较产生氢气的快慢。
①仪器A 的名称是 。
②该小组每个实验均用排水法收集100mLH2。请选择合适的仪器(每种仪器限用一次),完成该研究不需要用到的实验仪器是 (填编号,从A~I中选择)。
(2)该小组设计的实验条件如下表:(假设溶液密度均取 1g/cm3,水的密度取1g/cm3)
实验编号
金属
酸溶液
种类
形状
质量/g
5%盐酸体积/mL
蒸馏水体积/mL
i
a
b
2
50
0
ii
Fe
粉状
2
50
0
iii
Mg
片状
2
50
0
iv
Fe
片状
2
30
V
①该小组研究的三个影响因素是盐酸浓度、 、 。
②为了探究①中提到的影响因素,请补充实验设计:a是 ,b是 ,V 。
(3)已知温度越高反应越快,反应物浓度越大反应越快。实验 iii 进行时有较明显的放热,产生氢气的速率(v)与反应时间(t)的关系如图。0~t1、t1~t2时间段内v随t的变化趋势不同,请解释原因: 。
【答案】(1) 长颈漏斗 BD
(2) 金属种类 金属形状 Fe 片状 20
(3)0∼t1时间段,反应放热,温度升高,温度对反应速率的影响大于盐酸浓度降低对反应速率的影响,所以反应速率加快;t1∼t2时间段,随着反应进行,盐酸浓度不断降低,盐酸浓度对反应速率的影响大于温度对反应速率的影响,所以反应速率减慢
【难度】0.65
【知识点】金属与酸反应原理、气体发生、收集装置、控制变量、根据图像分析结论
【详解】(1)①根据常见仪器的形状和用途,仪器A为长颈漏斗,常用于添加液体试剂。
②排水法收集氢气,需要用到的仪器有:反应容器(如锥形瓶C)、添加液体的仪器(长颈漏斗A)、双孔橡胶塞F、导管(G或H用于排水集气)、量筒E(测量排出水的体积即氢气的体积)、水槽I。漏斗B用于过滤,酒精灯D用于加热,该实验不需要加热和过滤操作,所以不需要B、D。
(2)①对比实验数据,不同组实验中金属种类不同(如Fe和Mg)、金属形状不同(粉状和片状)、盐酸浓度(通过盐酸体积和加水体积调整)不同,所以研究的三个影响因素是盐酸浓度、金属种类、金属形状。
②a是Fe,b是片状,对比ⅰ、ⅱ,只有金属形状不同,可探究金属形状对反应速率的影响,对比ⅰ、ⅲ,只有金属种类不同,可探究金属种类对反应速率的影响,对比ⅰ、ⅳ,只有盐酸浓度不同,可探究盐酸浓度对反应速率的影响;实验ⅳ中盐酸体积为30mL,要调整至与其他实验盐酸体积相同,则蒸馏水的体积。
(3)已知温度越高反应越快,反应物浓度越大反应越快。实验iii进行时有较明显的放热,开始阶段(0∼t1),反应放热使温度升高,此时温度升高导致反应速率加快的作用大于盐酸浓度因反应消耗而降低导致反应速率减慢的作用,所以反应速率加快;随着反应进行(t1∼t2),盐酸不断被消耗,浓度降低,此时盐酸浓度降低导致反应速率减慢的作用大于温度升高导致反应速率加快的作用,所以反应速率减慢。
4.(2025•从化区一模)下图是初中化学常用的实验室制取气体的装置,请回答下列问题:
(1)图中编号为①的仪器名称为 。
(2)实验室常用高锰酸钾、过氧化氢溶液等药品制取氧气,这些物质在组成上的共同点是都含有 元素。若用D装置收集氧气,实验结束后应 (填标号)。
a.先将导管从水槽中取出,再熄灭酒精灯
b.先熄灭酒精灯,再将导管从水槽中取出
(3)实验室用大理石和稀盐酸制取,选用的发生装置和收集装置是 (填标号),反应的化学方程式为 。
(4)某实验小组进行影响化学反应速率因素的探究及二氧化碳性质的探究,具体操作:每次都加入相同质量的大理石(足量)和的稀盐酸,并记录收集到二氧化碳气体所需要的时间,下表是实验的记录:
编号
颗粒大小
实验温度
稀盐酸的质量分数
加入稀盐酸体积
时间
Ⅰ
粗颗粒
7.3%
25
133
Ⅱ
粗颗粒
20℃
14.6%
25
126
Ⅲ
粗颗粒
35℃
7.3%
25
61
Ⅳ
细颗粒
W
14.6%
25
79
①实验Ⅱ和Ⅳ研究了某因素对反应速率的影响,则W= ,由以上四个实验数据分析可知 因素对反应速率的影响最大。
②从实验Ⅰ和Ⅱ得出的探究结论是: 。
(5)设计由碳到碳酸钠的转化路径,依次写出反应的化学方程式: 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 氧 a
(3) BC
(4) 20℃ 温度 相同条件下,稀盐酸的质量分数越大,反应速率越快
(5),
【难度】0.65
【知识点】高锰酸钾制取氧气实验、制取二氧化碳的装置、碱的通性、控制变量
【详解】(1)仪器①是长颈漏斗;
(2)依据质量守恒定律,反应前后元素的种类不变,所以高锰酸钾、过氧化氢在组成上都含有氧元素;若用D装置收集氧气,实验结束后应先将导管从水槽中取出,再熄灭酒精灯,防止水倒吸入试管,使试管炸裂,故选a;
(3)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,大理石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳,反应物为固体,不需要加热,选择B为发生装置;二氧化碳的密度大于空气,能溶于水,选择C收集;反应的化学方程式为:;
(4)①由表中数据可知,实验Ⅱ和Ⅳ颗粒大小不同,故是探究颗粒大小对实验速率的影响,根据控制变量法,其他因素应相同,故W=20℃;
实验Ⅰ、Ⅱ探究了稀盐酸的质量分数对实验速率的影响,时间差为133-126=7;实验Ⅰ、Ⅲ探究了温度对实验速率的影响,时间差为133-61=72;实验Ⅱ、Ⅳ探究了颗粒大小对实验速率的影响,时间差为126-79=47;故温度对反应速率的影响最大;
②实验Ⅰ和Ⅱ中稀盐酸的质量分数不同,其他因素相同,且稀盐酸的质量分数越大,收集100mL气体所需时间越短,故可得出结论:相同条件下,稀盐酸的质量分数越大,反应速率越快;
(5)碳燃烧生成二氧化碳,二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,化学方程式为、。
5.(2025•番禺区一模)我国力求在2060年前实现“碳中和”,“碳中和”即的消耗量抵消其排放量。某兴趣小组围绕的制备、吸收。封存等问题展开探究。
I.的制备(如图1):
(1)仪器a的名称是 。
(2)用组合制备并收集二氧化碳,该反应的化学方程式为 ,如何验证装置中二氧化碳已收集满 。装置也能用来制取二氧化碳,反应过程中若关闭装置中的活塞,可观察到的现象是 。
Ⅱ.的吸收:利用压强传感器研究溶液吸收的情况。用3个的烧瓶收集满纯净的,连接压强传感器,用注射器同时等速度分别注入三种不同浓度的溶液各15mL,同时振荡烧瓶。采集的数据如图2所示。
(3)曲线a、b、c所示的实验中,时导致压强瞬间降低的操作是 ,时被吸收的体积由大到小的顺序是 ,写出溶液吸收的化学方程式 。
Ⅲ.的封存:碳封存是从大气中捕获、储存二氧化碳的过程,其中最重要的操作是“碳捕集”,如下图是一种利用溶液喷淋捕捉空气中的工艺流程图。
已知:石灰乳是氢氧化钙的悬浊液。
(4)以上工艺流程中,可以循环利用的物质是 。
(5)下列溶液中,同样能用于“捕捉”的是___________(填字母)
A.溶液 B.溶液 C.氨水 D.溶液
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 将燃着的木条放在管口n,若木条熄灭,证明二氧化碳已收集满 试管内液面下降,长颈漏斗内液面上升,固液分离,反应停止
(3) 振荡烧瓶 c>b>a
(4)NaOH溶液、生石灰
(5)CD
【难度】0.65
【知识点】化学方程式的书写、制取二氧化碳的原理、碱的通性、盐类参与的反应
【详解】(1)根据图像,仪器a是长颈漏斗。
(2)实验室用石灰石(或大理石,主要成分碳酸钙 )和稀盐酸反应,生成氯化钙、水、二氧化碳,化学方程式为;
二氧化碳密度比空气大,使用C装置收集二氧化碳时,采用的是向上排空气法,二氧化碳从长管(m端)通入,空气从短管(n端)排出,二氧化碳不支持燃烧,所以用燃着的木条验满,具体方法是:将燃着的木条放在管口n,若木条熄灭,证明二氧化碳已收集满;
关闭活塞后,生成的二氧化碳使试管内压强增大,将液体压回长颈漏斗,导致固液分离,反应停止。
(3)振荡烧瓶可使CO2与NaOH溶液充分接触,加快反应,导致压强瞬间降低;
NaOH溶液吸收CO2,会导致装置内气体减少,气压下降,由图可知t3时压强a>b>c,所以被吸收CO2的体积c>b>a;
氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,化学方程式为。
(4)从流程图看,NaOH溶液用于捕捉CO2,反应后又能通过反应①再生;反应①消耗石灰乳(氢氧化钙),反应②得到生石灰,生石灰与水反应生成氢氧化钙,所以NaOH溶液和生石灰可循环利用。
(5)CaCl2溶液、CuSO4溶液与CO2不反应,不能用于捕捉CO2;氨水呈碱性,能与CO2反应;KOH溶液呈碱性,也能与CO2反应,可用于捕捉CO2。
故选CD。
6.(2025•花都区二模)过氧化氢,俗称双氧水,广泛应用于化工、纺织、造纸、医药、建筑及环境保护等行业。
Ⅰ.过氧化氢的制备
(1)氢气和氧气在Pd基催化剂表面可反应生成过氧化氢。下列微观示意图①、②、③、④分别代表该反应中的某个过程。其微观过程的正确顺序应该是 。
Ⅱ.过氧化氢的应用
(2)过氧化氢与二氧化锰混合可以快速制得氧气,该反应的化学方程式为 。利用该原理,在实验室组装一套可以随时添加液体试剂并采用排空气法收集氧气的装置,下列仪器中用到的有: (填序号)。
(3)在环保行业,常用于有机污染物的降解。为探究某有机污染物降解速率的影响因素,张同学在实验室用一定溶质质量分数的和溶液按下表进行分组实验,测得该有机污染物浓度的变化情况(见图1)。
编号
溶液/mL
溶液/mL
蒸馏水/mL
pH
温度/℃
A
1.5
3.5
10
3
25
B
1.5
3.5
10
3
40
C
3.5
3.5
8
3
25
D
1.5
4.5
x
3
25
E
1.5
3.5
10
10
25
①根据实验控制变量原则,表格中x= 。
②实验A与E对比,推测在 在 (填“酸”或“碱”)性条件下可能失效。
③对比实验 (填编号),可说明升温有利于有机污染物的降解。
④对比实验AC,可得出结论: 。
【答案】(1)④③①②
(2) BEFI
(3) 9 碱 A与B 其他条件相同时, 增大 溶液浓度,有机污染物降解速率加快
【难度】0.65
【知识点】微粒图像的分析及应用、过氧化氢制取氧气实验、控制变量法在实验设计中的应用、对比实验
【详解】(1)在化学反应中,分子分成原子,原子重新组合成新分子,故微观示意图的顺序为:④③①②;
(2)过氧化氢在二氧化锰的催化下生成水和氧气,化学方程式为: ;故该反应发生装置固液常温型,用到的仪器有B(锥形瓶)、F(长颈漏斗)、I(带导管的双孔塞 ),因为氧气密度大于空气,则收集装置为向上排空气法,E(集气瓶 ),故选择的仪器序号为:BEFI;
(3)①本实验中除温度、pH、过氧化氢溶液浓度外,还研究了硫酸亚铁溶液的浓度对降解有机污染物速率的影响; 实验A为对照组,实验A和实验B对比是探究温度对降解速率的影响,实验A和实验C对比是探究过氧化氢溶液浓度对降解速率的影响;实验A和实验E对比是探究pH对降解速率的影响,则实验A和实验D对比是探究硫酸亚铁溶液浓度对降解速率的影响,根据表格数据分析,所取溶液的总体积均为15mL,根据实验控制变量原则,x=15mL-1.5mL-4.5mL=9mL;
②实验E与A对比,其它条件均相同,只有pH不同,实验E中pH为10>7,显碱性,某有机物污染浓度不变,即有机物没有降解,则推测硫酸亚铁在碱性条件下可能失效;
③对比实验A(25℃)和实验B(40℃),当其他条件都相同,相同时间内,实验B中某有机物污染浓度比实验A中下降得更快,而实验B比实验A温度高,可说明升高温度可以加快有机污染物降解的速率;
④实验A和实验C只有过氧化氢溶液体积不同,故实验AC对比是探究过氧化氢溶液浓度对降解速率的影响,由图可知,C的有机污染物降解速度更快,故结论为其他条件相同时, 增大 H2O2溶液浓度,有机污染物降解速率加快。
7.(2025•黄埔区二模)实现“碳达峰”“碳中和”,需要我们对CO2有全面的认识。
【活动一】CO2的制备与性质
(1)仪器d的名称 。
(2)若组装一套“随时添加液体药品”的发生装置制取CO2,应选用如图-1中 (选填编号),用图-2装置收集CO2时,应从 (填“m”或“n”)端通入。
(3)若图-3中干燥的紫色石蕊试纸没有变红,则试剂X可能是 (填字母)。
A.NaOH溶液 B.CaCl2溶液 C.浓硫酸 D.稀盐酸
【活动二】CO2的捕捉与封存
I.动态捕碳
用图-4装置捕碳,发生如下反应:NaOH + CO2=NaHCO3,KOH溶液也能用于吸收CO2,发生相似反应。下表为KHCO3和NaHCO3的溶解度。
温度/℃
0
10
20
30
40
60
NaHCO3溶解度/g
6.9
8.15
9.6
11.1
12.7
16.4
KHCO3溶解度/g
22.5
27.4
33.7
39.9
47.5
65.6
(4)由图-4和上表可知:更宜选择KOH溶液吸收CO2,原因是 。
Ⅱ.合成绿色化肥
(5)利用CO2、NH3和H2O合成碳酸氢铵(NH4HCO3),该反应符合“原子利用率100%”的绿色化学理念,则理论上三者质量比为 。
Ⅲ.催化重整制甲醇
2021年《科学》杂志刊登了用CO2为原料,与氢气在催化剂作用下生产清洁燃料甲醇,流程如图:
(6)流程图中,每生产16吨甲醇,理论上可减少排放 吨CO2。
【答案】(1)锥形瓶
(2) bcdf m
(3)AC
(4)相同温度下,KHCO3比NaHCO3 溶解度更大,不容易堵塞出液口
(5)44:18:17
(6)22
【难度】0.65
【知识点】根据化学方程式计算质量比、制取二氧化碳的装置、二氧化碳与碱的反应及实验、浓硫酸做干燥剂
【详解】(1)由图可知,仪器d的名称是:锥形瓶;
(2)实验室通常用石灰石(或大理石)与稀盐酸反应制取二氧化碳,属于固液不加热反应,若组装一套“随时添加液体药品”的发生装置制取CO2,应选用如图-1中bcdf,该装置可通过长颈漏斗随时添加液体药品;
用图-2装置收集CO2时,二氧化碳的密度比空气大,应从m端通入;
(3)A、二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收,故干燥的紫色石蕊试纸不变红,符合题意;
B、氯化钙与二氧化碳不反应,不能吸收二氧化碳(水吸收二氧化碳的能力有限),且氯化钙溶液不具有吸水性,不能干燥二氧化碳,二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色石蕊试纸变红,不符合题意;
C、浓硫酸具有吸水性,且与二氧化碳不反应,可干燥二氧化碳,干燥的二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊试纸变色,符合题意;
D、稀盐酸与二氧化碳不反应(水吸收二氧化碳的能力有限),且稀盐酸不具有吸水性,不能干燥二氧化碳,能使干燥的紫色石蕊试纸变红,不符合题意。
故选AC;
(4)相同温度下,KHCO3比NaHCO3 溶解度更大,不易结晶析出,不容易堵塞出液口,故更宜选择氢氧化钾溶液吸收二氧化碳;
(5)利用CO2、NH3和H2O合成碳酸氢铵,该反应的化学方程式为:,则参加反应的二氧化碳、水和氨气的质量比为:44:18:17;
(6)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:,则参加反应的二氧化碳与生成甲醇的质量比为:44:32=22:16,故流程图中,每生产16吨甲醇,理论上可减少排放22吨二氧化碳。
8.(2025•南沙区一模)尿素是首个由无机物经人工合成的有机物,这一突破性成果标志着有机化学与无机化学之间的界限被打破。
(1)二氧化碳的制备及性质:
①仪器x 的名称为 。
②写出实验室制取二氧化碳的化学方程式 。
③实验室能否用浓盐酸和大理石制取二氧化碳?请说明理由 。
④实验小组用稀盐酸(过量)和大理石反应制取 。图一是反应前溶液的微观粒子组成示意图,请根据质量守恒定律,在图二画出反应后溶液的微观粒子组成示意图(不考虑水)。
⑤装置C有多种用途,下列说法正确的是 (填序号)。
A.用排空气法收集CO₂时,CO₂从m口进入装置C
B.装置C盛装浓硫酸,可以干燥CO₂
C.装置C盛装氢氧化钠溶液,可以检验CO₂
D.装置C盛装石蕊溶液,可以验证CO₂具有酸性
(2)氨气 的制备
通常状况下,氨气是一种无色、有强烈刺激性气味的气体,极易溶于水,密度比空气小。常温下,实验室可以用浓氨水与生石灰制取氨气。
请从装置A~D中选出合适的仪器连接成一套制备并收集氨气的装置,则装置的接口连接顺序是 → → →f(选填a、b、m或n),上述实验中, 装置D的作用是 。
(3)尿素 的合成
在工业上,二氧化碳和氨气在一定条件下反应,可生成尿素和水。理论上,二氧化碳和氨气参加反应的质量比为 (最简整数比)。
【答案】(1) 锥形瓶 不能,是因为浓盐酸具有挥发性,挥发出HCl气体,使二氧化碳不纯 B
(2) b m n 吸收氨气,防倒吸
(3)22:17
【难度】0.65
【知识点】化学方程式的书写、根据化学方程式计算质量比、碱的通性、气体发生、收集装置
【详解】(1)①仪器x的名称为锥形瓶;
②实验室制取二氧化碳的原理是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,化学方程式为;
③实验室不能用浓盐酸和大理石制取二氧化碳,是因为浓盐酸具有挥发性,挥发出HCl气体,使二氧化碳不纯;
④大理石主要成分是碳酸钙,碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,由于稀盐酸是过量的,所以反应后溶液中含有氯化钙、氯化氢,其微观粒子组成示意图为;
⑤A、用装置C通过排空气法收集时,由于二氧化碳密度比空气大,所以从n口进入装置C,说法错误,不符合题意;
B、装置C盛装浓硫酸,浓硫酸具有吸水性且不与二氧化碳反应,可以干燥,说法正确,符合题意;
C、装置C盛装氢氧化钠溶液,氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,无明显现象,不可以检验,说法错误,不符合题意;
D、装置C盛装石蕊溶液,二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使石蕊溶液变红,说明二氧化碳与水反应生成的物质具有酸性,不可以验证具有酸性,说法错误,不符合题意。
故选:B;
(2)常温下,实验室可以用浓氨水与生石灰制取氨气,该反应中反应物为固体和液体,反应条件为常温,应选择固液常温型发生装置,即装置B;氨气极易溶于水且密度比空气小,应采用向下排空气法收集,即装置C,气体从m端通入,空气从n端排出,故装置的接口连接顺序是;
实验中装置D的作用是吸收氨气,防倒吸;
(3)在工业上,二氧化碳和氨气在一定条件下反应,可生成尿素和水,化学方程式为,则理论上二氧化碳和氨气参加反应的质量比为。
9.(2025•增城区一模)氨气(NH3)作为能源载体,具有储氢能力和容易运输的特性,受到广泛关注。
【查阅资料】
1. NH3的密度比空气小,能与酸反应。
2. NH3与水结合转化成重要的工业原料氨水(主要成分为NH3·H2O)。
3.实验室常用熟石灰和氯化铵固体制取NH3,化学方程式为:
。
I. NH3和O2的实验室制取
(1)仪器x的名称是 。
(2)利用KMnO4分解制取O2,反应的化学方程式为 。
(3)实验室制取NH3时应选用的发生装置是 (填标号);若用装置D收集则气体应从 (填“a”或“b”)端进入集气瓶。
Ⅱ. NH3的利用
(4)NH3与反应释放能量,不同条件下的能量释放情况如下表。为达到能量高效利用和实现对环境友好,选择的反应条件是 。
反应条件
纯氧中点燃
CuO/CeO2催化燃烧
高温铂催化
能量释放特点
释放能量较低,燃烧稳定性较差
能量利用率高,N2产率可达98%
释放能量较高,需控制温度(800~950℃)
主要产物
N2和H2O
N2和H2O
NO和H2O
(5)NH3作为储氢介质,在400~600℃和催化剂条件下分解释放出H2和另一种单质,该反应的化学方程式为 。反应后,没有反应完的NH3用试剂 (填标号)除去,然后低温蒸馏分离出.
a.稀硫酸 b.NaOH溶液 c.Na2CO3溶液
(6)研究小组利用氨水测定固体CaCl2和NH4Cl混合物中NH4Cl的质量分数。反应原理是:。取5g样品完全溶解后,加入足量氨水,通入CO2,充分反应得到4g沉淀,则固体混合物中NH4Cl的质量分数为 。
(已知相对分子质量:NH3·H2O- 35 NH4Cl-53.5 CaCO3-100 CaCl2-111)
【答案】(1)锥形瓶
(2)
(3) A b
(4)CuO/CeO2催化燃烧
(5) a
(6)11.2%
【难度】0.65
【知识点】盐类参与的反应、高锰酸钾制取氧气实验、含杂质的化学方程式计算、化学方程式的书写
【详解】(1)根据图像,仪器x是锥形瓶。
(2)高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为。
(3)实验室用熟石灰和氯化铵固体制取NH3,反应物是固体,反应条件是加热,所以发生装置应选择固体加热型,同时,加热时试管口应略向下倾斜,以防冷凝水流至热的试管底部引起试管炸裂,应选择A装置;
NH3的密度比空气小,用装置D收集时,应采用向下排空气法,气体应从b端进入集气瓶,将空气从a端排出。
(4)要达到能量高效利用和对环境友好,从表格信息看,CuO/CeO2催化燃烧能量利用率高,且N2产率可达98%,产物对环境友好,所以选择CuO/CeO2催化燃烧 。
(5)NH3在400∼600℃和催化剂条件下分解释放出H2和另一种单质,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,可知另一种单质是N2,化学方程式为;
NH3能与酸反应,稀硫酸属于酸,可与NH3反应生成(NH4)2SO4从而除去未反应完的NH3;NaOH溶液和Na2CO3溶液呈碱性,不能与NH3反应,无法除去NH3,所以选a。
(6)设样品中CaCl2的含量为x
x=4.44g
则固体混合物中NH4Cl的质量分数为
试卷第1页,共3页
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$Chemistry 不积跬步,无以至千里;不积小流,无以成江海
气体制取及其相关实验探究钠及其化合物
【真题精炼】
1.(2021•广州中考)多种物质都可催化过氧化氢分解,如MnO2、CuSO4等。实验小组的同学探究漂白液(主要成分是NaClO和NaCl)、FeCl3、K2SO4能否催化过氧化氢分解。
(1)MnO2催化过氧化氢分解的化学方程式是 。
(2)如图所示,分别向三支试管中多次加入5%过氧化氢溶液,每次2mL,如有气泡产生,则将① 伸入试管,检验是否有氧气生成。结果如下表。
研究对象
第1次
第2次
第3次
第4次
漂白液
大量气泡
较多气泡
少量气泡
无气泡
FeCl3溶液
较多气泡
较多气泡
较多气泡
较多气泡
K2SO4溶液
②
/
/
/
实验结论
ⅰ.实验中产生的气体都是氧气。
(查阅得知:NaClO+H2O2═O2↑+NaCl+H2O)
ⅱ.K2SO4不能催化过氧化氢分解。
ⅲ.③ 可能是过氧化氢分解的催化剂。
ⅳ.……
(3)下列物质中,也可能是过氧化氢分解的催化剂的是 (填标号)。
A.CuCl2 B.Fe2(SO4)3 C.Na2SO4 D.KCl
(4)探究不同催化剂催化效果的实验方案:将等体积5%过氧化氢溶液加到不同催化剂中,比较用排水法收集50mL氧气的快慢。请从如图中选择合适的仪器(每种仪器限用一次),组成该探究的完整实验装置,不需要用到的是 。(填标号)。
2.(2022•广州中考)某化学兴趣小组研究影响化学反应快慢的因素。
(1)下图是实验室中常用的仪器
①仪器A的名称是 。
②从上图中选择合适的仪器组装一套CO2发生装置,要求添加盐酸无需拆开装置,需要用到的仪器有哪些? (填标号)
(2)该小组的实验设计和数据记录如下表。每个实验均在反应开始后,就立即用排水法连续收集多瓶CO2,表中“—”表示气泡太少,不再收集。
序号
反应物
收集每瓶气体所用时间(单位:秒)
盐酸
浓度
盐酸
体积
大理石
形状
第1瓶
第2瓶
第3瓶
第4瓶
第5瓶
第6瓶
实验1
10%
70mL
小颗粒
8
9
10
12
14
19
实验2
块状
11
12
15
17
21
23
实验3
7.5%
70mL
小颗粒
10
12
13
15
17
26
实验4
块状
t
14
16
19
22
24
实验5
5%
70mL
小颗粒
14
18
19
32
63
—
实验6
块状
20
31
59
—
—
—
①该小组研究了哪些因素对反应快慢的影响?
②为了分析浓度对反应快慢的影响,可对比表中实验 (填标号)。
A.2和3 B.2和4 C.4和5 D.1和6
③根据实验数据反映出的规律,表中数值t的合理范围是: <t< 。
(3)该小组在反应开始后立即收集第1瓶气体,你认为该做法合理吗?说出你的观点并阐述理由。 。
3.(2024•广州中考)学习小组开展跨学科实践活动,设计装置利用H2和O2模拟工业制备H2O2,再制备供氧剂CaO2用于水产养殖。
I.H2和O2的实验室制取
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验室利用锌粒和稀硫酸反应制取并收集H2,需选用的装置分别是 (填标号)。利用装置C干燥H2,可加入的试剂是 (填名称)。
(3)利用KClO3分解制取O2,反应的化学方程式为 。
Ⅱ.设计装置模拟工业制备H2O2。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
(4)关闭K2,打开K1,利用上述装置进行反应①。加热前需先通一段时间H2,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CaCl2溶液中通入足量NH3后加入H2O2溶液,保持0-5℃充分反应,过滤、水洗并烘干后得到CaO2。
(5)原理分析:补充完整制备CaO2的化学方程式 。
(6)供氧剂使用:水产养殖中,CaO2与水缓慢反应释放出O2为鱼类供氧,反应的另一产物属于微溶于水的碱,该产物的化学式为 。
【模拟练习】
1.(2025•从化区二模)项目主题:探秘二氧化碳——制取与性质探究
任务一:二氧化碳的制取方案设计与实施
实验室常利用以下装置完成气体制备及性质实验。请回答下列问题:
(1)写出图1装置B中标号①仪器的名称: 。
(2)实验室用石灰石和稀盐酸制取一瓶干燥的二氧化碳气体,可以将气体通过盛有 (填药品名称)的F装置,还需要的装置组合有 (填标号)。若选择G装置收集二氧化碳,则验满时应将燃着的木条放在 (填“c”或“d”)处。
任务二:二氧化碳性质探究
下图2和图3是对二氧化碳制取及相关物质性质的探究(夹持仪器略,药品足量)。
(3)b处观察到溶液颜色变红,要证明能与水反应,还应在a处放___________(填标号)。
A.水 B.干燥的紫色石蕊纸花 C.湿润的紫色石蕊纸花
(4)若在c处持续有二氧化碳通入,一段时间后,浑浊又会变澄清,这是因为生成了可溶于水的碳酸氢钙,发生反应的化学方程式为 。
(5)烧杯中蜡烛自下而上依次熄灭,说明具有的化学性质是 。
(6)图3中将镁条点燃后伸入盛有二氧化碳的集气瓶中,观察到镁条剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成白色固体和黑色固体。根据现象,推测镁在二氧化碳中燃烧后的产物是 (写化学式)。
2.(2025•白云区二模)如图为实验室制取气体的常见装置。请回答:
(1)基础实验(如图一)
仪器①的名称是 。实验室加热浓硫酸、食盐制备氯化氢气体,发生装置是 (填字母),将氯化氢通入D装置导管口 (填“a”或“b”)收集。
(2)拓展延伸:若直接用的过氧化氢溶液制取氧气,反应速率太快。为获得平稳的气流,如图二中能达到最佳效果的是 (填字母)。若过氧化氢溶液的密度是,现配制过氧化氢溶液,需要过氧化氢溶液的体积 (计算结果保留整数)。
(3)跨学科实践
①家用制氧机(如图三)其主要原料为过碳酸钠(化学式为,相对分子质量是314,可缩写为)、二氧化锰和水。过碳酸钠加水溶解会分解成和,二氧化锰是催化剂,产生氧气的总化学方程式为(要求将过碳酸钠缩写成): 。
②为得到一个人呼吸1小时所需氧气的量(折算后质量约为),理论上参加反应的过碳酸钠的质量是 。
③图三中加湿过滤器的作用有:过滤杂质、增加氧气湿度、 。
3.(2025•白云区一模)某兴趣小组研究影响化学反应快慢的因素。
(1)该小组的实验方法是在不同条件下进行金属与酸的反应,并比较产生氢气的快慢。
①仪器A 的名称是 。
②该小组每个实验均用排水法收集100mLH2。请选择合适的仪器(每种仪器限用一次),完成该研究不需要用到的实验仪器是 (填编号,从A~I中选择)。
(2)该小组设计的实验条件如下表:(假设溶液密度均取 1g/cm3,水的密度取1g/cm3)
实验编号
金属
酸溶液
种类
形状
质量/g
5%盐酸体积/mL
蒸馏水体积/mL
i
a
b
2
50
0
ii
Fe
粉状
2
50
0
iii
Mg
片状
2
50
0
iv
Fe
片状
2
30
V
①该小组研究的三个影响因素是盐酸浓度、 、 。
②为了探究①中提到的影响因素,请补充实验设计:a是 ,b是 ,V 。
(3)已知温度越高反应越快,反应物浓度越大反应越快。实验 iii 进行时有较明显的放热,产生氢气的速率(v)与反应时间(t)的关系如图。0~t1、t1~t2时间段内v随t的变化趋势不同,请解释原因: 。
4.(2025•从化区一模)下图是初中化学常用的实验室制取气体的装置,请回答下列问题:
(1)图中编号为①的仪器名称为 。
(2)实验室常用高锰酸钾、过氧化氢溶液等药品制取氧气,这些物质在组成上的共同点是都含有 元素。若用D装置收集氧气,实验结束后应 (填标号)。
a.先将导管从水槽中取出,再熄灭酒精灯
b.先熄灭酒精灯,再将导管从水槽中取出
(3)实验室用大理石和稀盐酸制取,选用的发生装置和收集装置是 (填标号),反应的化学方程式为 。
(4)某实验小组进行影响化学反应速率因素的探究及二氧化碳性质的探究,具体操作:每次都加入相同质量的大理石(足量)和的稀盐酸,并记录收集到二氧化碳气体所需要的时间,下表是实验的记录:
编号
颗粒大小
实验温度
稀盐酸的质量分数
加入稀盐酸体积
时间
Ⅰ
粗颗粒
7.3%
25
133
Ⅱ
粗颗粒
20℃
14.6%
25
126
Ⅲ
粗颗粒
35℃
7.3%
25
61
Ⅳ
细颗粒
W
14.6%
25
79
①实验Ⅱ和Ⅳ研究了某因素对反应速率的影响,则W= ,由以上四个实验数据分析可知 因素对反应速率的影响最大。
②从实验Ⅰ和Ⅱ得出的探究结论是: 。
(5)设计由碳到碳酸钠的转化路径,依次写出反应的化学方程式: 。
5.(2025•番禺区一模)我国力求在2060年前实现“碳中和”,“碳中和”即的消耗量抵消其排放量。某兴趣小组围绕的制备、吸收。封存等问题展开探究。
I.的制备(如图1):
(1)仪器a的名称是 。
(2)用组合制备并收集二氧化碳,该反应的化学方程式为 ,如何验证装置中二氧化碳已收集满 。装置也能用来制取二氧化碳,反应过程中若关闭装置中的活塞,可观察到的现象是 。
Ⅱ.的吸收:利用压强传感器研究溶液吸收的情况。用3个的烧瓶收集满纯净的,连接压强传感器,用注射器同时等速度分别注入三种不同浓度的溶液各15mL,同时振荡烧瓶。采集的数据如图2所示。
(3)曲线a、b、c所示的实验中,时导致压强瞬间降低的操作是 ,时被吸收的体积由大到小的顺序是 ,写出溶液吸收的化学方程式 。
Ⅲ.的封存:碳封存是从大气中捕获、储存二氧化碳的过程,其中最重要的操作是“碳捕集”,如下图是一种利用溶液喷淋捕捉空气中的工艺流程图。
已知:石灰乳是氢氧化钙的悬浊液。
(4)以上工艺流程中,可以循环利用的物质是 。
(5)下列溶液中,同样能用于“捕捉”的是___________(填字母)
A.溶液 B.溶液 C.氨水 D.溶液
6.(2025•花都区二模)过氧化氢,俗称双氧水,广泛应用于化工、纺织、造纸、医药、建筑及环境保护等行业。
Ⅰ.过氧化氢的制备
(1)氢气和氧气在Pd基催化剂表面可反应生成过氧化氢。下列微观示意图①、②、③、④分别代表该反应中的某个过程。其微观过程的正确顺序应该是 。
Ⅱ.过氧化氢的应用
(2)过氧化氢与二氧化锰混合可以快速制得氧气,该反应的化学方程式为 。利用该原理,在实验室组装一套可以随时添加液体试剂并采用排空气法收集氧气的装置,下列仪器中用到的有: (填序号)。
(3)在环保行业,常用于有机污染物的降解。为探究某有机污染物降解速率的影响因素,张同学在实验室用一定溶质质量分数的和溶液按下表进行分组实验,测得该有机污染物浓度的变化情况(见图1)。
编号
溶液/mL
溶液/mL
蒸馏水/mL
pH
温度/℃
A
1.5
3.5
10
3
25
B
1.5
3.5
10
3
40
C
3.5
3.5
8
3
25
D
1.5
4.5
x
3
25
E
1.5
3.5
10
10
25
①根据实验控制变量原则,表格中x= 。
②实验A与E对比,推测在 在 (填“酸”或“碱”)性条件下可能失效。
③对比实验 (填编号),可说明升温有利于有机污染物的降解。
④对比实验AC,可得出结论: 。
7.(2025•黄埔区二模)实现“碳达峰”“碳中和”,需要我们对CO2有全面的认识。
【活动一】CO2的制备与性质
(1)仪器d的名称 。
(2)若组装一套“随时添加液体药品”的发生装置制取CO2,应选用如图-1中 (选填编号),用图-2装置收集CO2时,应从 (填“m”或“n”)端通入。
(3)若图-3中干燥的紫色石蕊试纸没有变红,则试剂X可能是 (填字母)。
A.NaOH溶液 B.CaCl2溶液 C.浓硫酸 D.稀盐酸
【活动二】CO2的捕捉与封存
I.动态捕碳
用图-4装置捕碳,发生如下反应:NaOH + CO2=NaHCO3,KOH溶液也能用于吸收CO2,发生相似反应。下表为KHCO3和NaHCO3的溶解度。
温度/℃
0
10
20
30
40
60
NaHCO3溶解度/g
6.9
8.15
9.6
11.1
12.7
16.4
KHCO3溶解度/g
22.5
27.4
33.7
39.9
47.5
65.6
(4)由图-4和上表可知:更宜选择KOH溶液吸收CO2,原因是 。
Ⅱ.合成绿色化肥
(5)利用CO2、NH3和H2O合成碳酸氢铵(NH4HCO3),该反应符合“原子利用率100%”的绿色化学理念,则理论上三者质量比为 。
Ⅲ.催化重整制甲醇
2021年《科学》杂志刊登了用CO2为原料,与氢气在催化剂作用下生产清洁燃料甲醇,流程如图:
(6)流程图中,每生产16吨甲醇,理论上可减少排放 吨CO2。
8.(2025•南沙区一模)尿素是首个由无机物经人工合成的有机物,这一突破性成果标志着有机化学与无机化学之间的界限被打破。
(1)二氧化碳的制备及性质:
①仪器x 的名称为 。
②写出实验室制取二氧化碳的化学方程式 。
③实验室能否用浓盐酸和大理石制取二氧化碳?请说明理由 。
④实验小组用稀盐酸(过量)和大理石反应制取 。图一是反应前溶液的微观粒子组成示意图,请根据质量守恒定律,在图二画出反应后溶液的微观粒子组成示意图(不考虑水)。
⑤装置C有多种用途,下列说法正确的是 (填序号)。
A.用排空气法收集CO₂时,CO₂从m口进入装置C
B.装置C盛装浓硫酸,可以干燥CO₂
C.装置C盛装氢氧化钠溶液,可以检验CO₂
D.装置C盛装石蕊溶液,可以验证CO₂具有酸性
(2)氨气 的制备
通常状况下,氨气是一种无色、有强烈刺激性气味的气体,极易溶于水,密度比空气小。常温下,实验室可以用浓氨水与生石灰制取氨气。
请从装置A~D中选出合适的仪器连接成一套制备并收集氨气的装置,则装置的接口连接顺序是 → → →f(选填a、b、m或n),上述实验中, 装置D的作用是 。
(3)尿素 的合成
在工业上,二氧化碳和氨气在一定条件下反应,可生成尿素和水。理论上,二氧化碳和氨气参加反应的质量比为 (最简整数比)。
9.(2025•增城区一模)氨气(NH3)作为能源载体,具有储氢能力和容易运输的特性,受到广泛关注。
【查阅资料】
1. NH3的密度比空气小,能与酸反应。
2. NH3与水结合转化成重要的工业原料氨水(主要成分为NH3·H2O)。
3.实验室常用熟石灰和氯化铵固体制取NH3,化学方程式为:
。
I. NH3和O2的实验室制取
(1)仪器x的名称是 。
(2)利用KMnO4分解制取O2,反应的化学方程式为 。
(3)实验室制取NH3时应选用的发生装置是 (填标号);若用装置D收集则气体应从 (填“a”或“b”)端进入集气瓶。
Ⅱ. NH3的利用
(4)NH3与反应释放能量,不同条件下的能量释放情况如下表。为达到能量高效利用和实现对环境友好,选择的反应条件是 。
反应条件
纯氧中点燃
CuO/CeO2催化燃烧
高温铂催化
能量释放特点
释放能量较低,燃烧稳定性较差
能量利用率高,N2产率可达98%
释放能量较高,需控制温度(800~950℃)
主要产物
N2和H2O
N2和H2O
NO和H2O
(5)NH3作为储氢介质,在400~600℃和催化剂条件下分解释放出H2和另一种单质,该反应的化学方程式为 。反应后,没有反应完的NH3用试剂 (填标号)除去,然后低温蒸馏分离出.
a.稀硫酸 b.NaOH溶液 c.Na2CO3溶液
(6)研究小组利用氨水测定固体CaCl2和NH4Cl混合物中NH4Cl的质量分数。反应原理是:。取5g样品完全溶解后,加入足量氨水,通入CO2,充分反应得到4g沉淀,则固体混合物中NH4Cl的质量分数为 。
(已知相对分子质量:NH3·H2O- 35 NH4Cl-53.5 CaCO3-100 CaCl2-111)
试卷第1页,共3页
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