内容正文:
专题02 常见的化学物质(二)碳和碳的氧化物、金属
2大题型概览
题型01 碳和碳的氧化物
题型02 金属
碳和碳的氧化物
题型01
1.(2026·上海徐汇·一模)我国古代工匠用铜制作各种暖手炉,其中一款的结构如下图所示。
(1)点燃木炭,观察到的现象是________。
A.发出耀眼白光 B.发出红色的光 C.生成无色液滴 D.生成白色的烟
(2)打开炉盖和铜网,将燃烧的木炭放入炉身内,盖上铜网。若木炭在炉中完全燃烧,化学方程式为________________。若木炭不完全燃烧,则会生成________(填物质的名称)。
(3)若炉身底部没有小孔,使用时炉身会变形,原因是________________。
(4)盖上炉盖一段时间后,燃烧的木炭会熄灭,原因是________________。
2.(2026·上海徐汇·一模)“碳酸泉”是由地壳中的二氧化碳溶于水形成的。
(1)二氧化碳属于________。
A.单质 B.化合物 C.酸 D.氧化物
(2)二氧化碳与水反应生成碳酸,该反应属于________。
A.分解反应 B.化合反应 C.置换反应 D.复分解反应
(3)“碳酸泉”的溶剂是________。
A.二氧化碳 B.碳酸 C.碳酸钠 D.水
用下图所示的装置,在实验室中模拟“碳酸泉”的形成。
(4)写出大理石与稀盐酸反应的化学方程式__________。
(5)将二氧化碳通入水一段时间后,取少量烧杯中的液体于试管中,滴加紫色石蕊试液,观察到的实验现象为____________。
(6)上述实验现象可能是盐酸挥发导致的,挥发性属于________。
A.物理性质 B.化学性质
用饱和碳酸氢钠溶液可以除去二氧化碳中混有的氯化氢。
(7)碳酸氢钠的俗称是________。
A.纯碱 B.苏打 C.小苏打 D.生石灰
(8)碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,写出该反应的化学方程式________________。
(9)下列装置中均盛有饱和碳酸氢钠溶液,能除去二氧化碳中氯化氢的是________。
A. B. C. D.
(10)自然界中的“碳酸泉”温度一般都较低,在实验室模拟装置的烧杯中加入热水,也不易形成“碳酸泉”,原因是________________。
3.(2026·上海松江·一模)利用太阳能、风能等能源制取的绿氢与工业捕集的反应,可生产碳排放为零的甲醇(化学式:),下图是甲醇制备及燃烧流程图。
(1)根据质量守恒定律,推理催化室制备甲醇的反应中,X是___________。
A. B.C C.CO D.
(2)在燃烧室中需对甲醇进行雾化处理,目的是___________。
(3)分析上述流程,说法正确的是___________。(不定项)
A.该流程过程中,可重复利用
B.该流程过程中,“碳排放”与“碳吸收”相等
C.二氧化碳中碳元素质量分数等于甲醇中碳元素质量分数
D.燃烧室的甲醇中氧元素质量等于生成二氧化碳和水中的氧元素质量总和
4.(2026·上海徐汇·一模)绘制青花瓷的钴料需要事先研磨成粉末,并在水中调成色料。
(1)色料属于______(填“溶液”、“悬浊液”或“乳浊液”)。
(2)青花瓷在绘制后需放入窑中高温烧制,窑炉在古代常以木炭为燃料。请写出木炭在窑炉中充分燃烧时的实验现象____________。
5.(2026·上海徐汇·一模)去除二氧化碳
(1)分子筛吸附:如图所示,利用分子筛可将二氧化碳分子捕获,通过增压与减压的交替循环,实现二氧化碳和氧气等其它气体的分离,从而获得高浓度的二氧化碳。
①由此可知两种分子的大小:______(填“>”或“<”)。
②分子筛对二氧化碳的吸附能力与吸附塔内气体的______有关。
A.温度 B.压强 C.体积 D.密度
(2)化学吸附:采用与氢氧化钠性质相似的氢氧化锂(LiOH)进行吸附。
①氢氧化锂不可能具有的化学性质是______
A.与二氧化碳反应 B.与硫酸反应 C.与氧化铁反应 D.与氯化镁溶液反应
②工业上,氢氧化锂可由氢氧化钡与硫酸锂反应制得,用化学方程式可表示为:_____,该反应属于______(填基本反应类型)反应,若要检验是否恰好完全反应,只需检验______(填离子名称)的存在即可。
6.(2026·上海·一模)CO2捕集是实现低碳目标的一种有效手段,某捕集CO2工艺流程如图所示。
(1)捕捉室中采用“喷淋”方式加入NaOH溶液,请叙述“喷淋”方式的优点______。
(2)写出反应分离室中生成NaOH的化学方程式______。
(3)以上工艺流程中不涉及的化学反应基本类型是______。
(2026·上海宝山·一模)兴趣小组在实验室进行氧气、二氧化碳相关制取和性质实验时,发现了一些异常情况:①加热通入二氧化碳后的石蕊试液,红色没有变为紫色。②用排水法收集到的一瓶含有空气的氧气,也能使带火星木条复燃。
【实验1】复现:二氧化碳制取与性质实验
【实验2】探究带火星木条在不同体积分数氧气中的复燃情况,数据记录见表。
氧气体积分数(%)
30
40
60
70
带火星木条
不变
稍亮
复燃
复燃
7.实验1a中反应的化学方程式为_________,红色液体没有变为紫色的原因是_________。
8.(2026·上海徐汇·一模)用下图所示装置做二氧化碳的性质实验。
(1)将一小块干冰放入装置,塞紧橡皮塞,装置恢复室温后,观察到气球体积变大。从微观角度分析,该过程中发生变化的是________。(不定项)
A.二氧化碳分子的间距 B.二氧化碳分子的质量
C.二氧化碳分子的运动速度 D.二氧化碳分子的个数
(2)打开止水夹,将氢氧化钠溶液注入装置,关闭止水夹,轻轻振荡,观察到气球的体积_______
A.不变 B.增大 C.减小
(3)写出上述过程中发生反应的化学方程式________________。
9.(2026·上海·一模)如图是实验室制取氧气和二氧化碳的装置。
(1)用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,反应的化学方程式为_____;收集二氧化碳可选用装置_____(填编号)。
10.(2026·上海·一模)同学们在实验室中对碳的化学性质开展了研究与学习:
(1)写出a试管中反应的化学方程式:______。
(2)整个实验过程中观察到的现象有______。
(2026·上海浦东新·一模)碳元素对生命及人类生产生活意义重大,但二氧化碳过多会造成温室效应。近日,全球首艘装碳捕捉封存设备的海上浮式生产储油船在上海长兴岛建成投用,助力“零碳排放”,彰显大国担当。
11.碳元素的相关信息如图所示,下列说法正确的是___________。(不定项)
A.碳元素属于非金属元素
B.a 表示碳的原子序数
C.碳的相对原子质量是 12.01
D.碳原子的核电荷数是 4
12.石墨、金刚石都是由碳元素组成的不同单质,但它们的物理性质有很大的差异,原因是___________。
13.二氧化碳的制取和性质。
(1) 实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,写出反应的化学方程式 ___________。
(2) 如图进行实验,观察到蜡烛由下而上依次熄灭,下列说法错误的是___________。
A.二氧化碳的密度比空气大
B.二氧化碳能使石蕊试液变红色
C.二氧化碳不燃烧也不支持燃烧
D.二氧化碳可用澄清石灰水检验
(3)图中二氧化碳能从塑料瓶大量进入烧杯的原因是___________。
14.二氧化碳的捕集与利用。
(1) 自然固碳:地球本身具备一定固碳能力,如水能吸收二氧化碳。写出水与二氧化碳的化学方程式 ___________
(2) 人工固碳如图:利用氨水与二氧化碳在一定温度下会反应生成碳酸氢铵。当温度升高至 38℃-60℃,碳酸氢铵会分解。“吸收塔”中采用喷淋的方式目的是___________该反应温度不宜过高的原因是___________。
(3) 利用:我国自主研发的“液态太阳能燃料合成技术”得到的氢气可将二氧化碳转化为甲醇 (CH3OH) 等物质,甲醇可作为燃料。流程如图所示。请说明该流程可实现“零碳”排放的理由___________。
15.(2026·上海嘉定·一模)二氧化碳在大气中的含量是相对稳定的,但随着全球经济的发展,含碳燃料的消耗激增,大气中二氧化碳含量持续上升,导致温室效应加剧。为减缓全球变暖趋势,我国力争在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。
(1)CO2中碳元素的化合价为___________价。
A.+1 B.+2 C.+4 D.4
(2)下列说法错误的是___________。
A.CO2能与水反应,可生产碳酸饮料 B.CO2参与光合作用,可用作气体肥料
C.干冰升华会吸热,可用于人工降雨 D.CO2密度大于空气,可用于灭火
(3)要实现“碳达峰”“碳中和”的目标,可以从源头上减少CO2排放:请写出一条具体措施___________。
碳捕集是实现“碳中和”的措施之一,采用化学吸收法可实现二氧化碳的“捕集”。为比较“捕捉”效果,设计如图1所示实验,甲、乙、丙注射器内的试剂分别是水、饱和氢氧化钙溶液、饱和氢氧化钠溶液,测得烧瓶内压强与时间的关系如图2所示。
(4)钠离子的符号是___________。
A.Na B.Na+ C.Na2 D.
(5)①图1中,丙中X的数值应为___________,写出丙中发生的反应的化学方程式___________。
②请从验证生成物的角度设计方案证明丙中物质发生了化学反应。
操作
现象
结论
取样于试管中,加入足量___________。
___________。
丙中物质发生了化学反应
③分析图2可知“捕捉”二氧化碳效果最好的是___________(填装置序号),你的判断依据是___________。
(6)实验室用块状石灰石和稀盐酸反应制取CO2,从A-F中选择一组制取装置___________(填编号);用G装置收集CO2,气体从___________(填“m”或“n”)端通入,用此装置收集二氧化碳,检验CO2收集满的方法。____________(写明操作、现象和结论)
金属
题型02
1.(2026·上海徐汇·一模)清洗铁片上的铁锈,可使用的试剂是
A.氢氧化钠溶液 B.稀盐酸 C.氯化钠溶液 D.澄清石灰水
2.(2026·上海杨浦·一模)“手撕钢”的厚度仅为0.015mm,这体现了钢具有
A.密度小 B.导电性 C.导热性 D.延展性
3.(2026·上海·一模)分析推理是化学学习中常用的思维方法,下列说法中正确的是
A.活泼金属能与稀硫酸反应放出气体,能与稀硫酸反应放出气体的物质一定是活泼金属
B.碱能跟酸反应生成盐和水,能跟酸反应生成盐和水的物质不一定是碱
C.化合物是由不同种元素组成的纯净物,由不同种元素组成的纯净物一定是化合物
D.离子是带电荷的微粒,所以带电荷的微粒一定是离子
4.(2026·上海杨浦·一模)钛合金常用于制造机器人的关键部件。
将金红石(主要成分:)和碳粉的混合物在高温条件下通入可制得和一种可燃性气体;在氩气的环境中,用过量Mg在高温条件下与反应制得金属钛。
(1)中钛元素的化合价是_____。
A.+2 B.+4 C.-2 D.-4
(2)在生产的过程中会生成一种可燃性气体,该气体是______。
A.H2 B.Cl2 C.CO D.CO2
(3)Mg在高温条件下与反应制得Ti和的化学方程式是______。
(4)为探究Ti与Cu的金属活动性,请设计实验方案。______
5.(2026·上海·一模)在生产生活中,铁制品被广泛使用,可是也容易发生锈蚀。请回答下列问题:
(1)铁锈的主要成分是氧化铁,将生锈的铁钉投入足量稀盐酸中,看到铁锈逐渐消失,溶液逐渐变成______色。片刻后,铁钉表面产生气泡,原因是______(用化学方程式表示)。
(2)氯化铁溶液和氢氧化钠溶液混合,可观察到的现象是_____,反应的化学方程式为_____。
6.(2026·上海徐汇·一模)铁的应用
(1)废水处理:高铁酸钾()是一种优良的海水净化处理剂,其与水反应的化学方程式:。不同条件下,高铁酸钾解离出的的浓度()随时间变化如图1所示,通过图1可得出的结论是______(答出一条即可)。
(2)去除废水中的金属离子途径如图2所示可分为三类:第一类是吸附捕捉,第二类是直接反应,第三类是吸附捕捉后再反应。根据图2的信息可知,Fe的金属活动性比Ni______(填“强”或“弱”)。的去除途径属于第______类。
7.(2026·上海徐汇·一模)第二幅工艺品要在薄铁片上呈现出“红底白字”的效果,如下图所示。
(1)第二片薄铁片覆上保护膜后,应浸泡在________中。
A.硝酸银溶液 B.氯化锌溶液 C.硫酸亚铁溶液 D.硫酸铜溶液
(2)写出上述反应的化学方程式________________。
(3)在下图中设计该铁片上的保护膜,将有保护膜的区域用铅笔涂黑。
8.(2026·上海长宁·一模)铁丝在空气中难以燃烧,铁屑却可以,请从微观视角对这一宏观现象进行分析说明。
9.(2026·上海徐汇·一模)铁的变化与转化
(1)如图所示,拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁制枪管,生成一种能被磁铁吸引的黑色固体和氢气,该黑色固体是______,多功能瓶中水的作用是____________。
(2)若用排水法收集并测定得到氢气的质量,需要的数据有:①广口瓶内排开水的体积;②____________。
10.(2026·上海徐汇·一模)铜器保存不当会生锈,铜锈的主要成分为碱式碳酸铜【化学式:】,为探究其生成的条件,设计如下四组实验。
编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
实验
现象
一段时间后,铜片无明显现象
一段时间后,铜片表面产生锈蚀
(1)铜生锈属于________。
A.化学变化 B.物理变化
(2)有同学认为实验Ⅰ可省略,理由是________________。
(3)实验Ⅲ中氧化钙的作用是________________。
(4)在虚框中完善实验Ⅳ的设计。
(5)根据上述实验的结论,为铜暖手炉防锈提出一条建议________________。
11.(2026·上海徐汇·一模)铁的防护
【实验探究】铁的锈蚀是生活中常见的现象,如图所示实验进行铁钉腐蚀的研究。一段时间后试管A、B中铁钉几乎没有生锈,试管C中铁钉明显锈蚀,试管D、E中铁钉严重锈蚀。
(1)由试管______(填试管序号)中的现象可知,铁的锈蚀是铁跟水和氧气等物质作用的过程。
(2)试管B中的蒸馏水在实验前应加热煮沸处理,目的是____________。
(3)试管E比试管C腐蚀更快的原因是____________。
【实验拓展】在工业生产中,常用盐酸来清洗钢铁表面的铁锈(主要成分)。但酸洗过程中必须注意控制酸的用量和时间,因为过量的酸会与铁基体反应造成“过蚀”,同时溶液中的存在会影响金属铁的腐蚀。
(4)原理分析:写出酸洗过程中发生的两个主要反应的化学方程式:
①除锈:_________;
②过蚀:_________。
(5)问题探究:酸洗液中若含有,会与铁发生反应:,此反应会______(填“加快”或“减慢”)铁制品的腐蚀速率,将一根生有8.00g铁锈的铁钉,投入100.00g溶质质量分数为21.9%的稀盐酸中,恰好完全反应。该铁钉上铁锈消耗的氯化氢质量是______g(保留两位小数)。
12.(2026·上海松江·一模)食品包装袋中还可以加入脱氧剂包来防腐。
(1)某包脱氧剂(下图)的主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠等,其中黑色固体是___________。
(2)为判断“纯铁粉”能否替代“某脱氧剂”,利用氧气传感器分别测定等质量“纯铁粉”和“某脱氧剂”放在密闭容器中氧气浓度的变化,结果如图所示。
分析得出:纯铁粉是___________(选填“能”或“不能”)替代脱氧剂;
随着时间的推移,“某脱氧剂”包的质量会是___________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)上述实验后,拆开密闭容器中的“某脱氧剂”包,在固体上滴加足量稀硫酸,现象是___________,说明还有铁粉剩余;写出该反应的化学方程式___________。
13.(2026·上海徐汇·一模)第一幅工艺品要在薄铁片上镂空出“化”字
步骤Ⅰ:在薄铁片上覆盖化学性质稳定的保护膜,仅“化”字笔画处正反面没有覆盖保护膜,如下图所示。
步骤Ⅱ:将上述处理的薄铁片浸泡在稀硫酸中,待“化”字笔画处的铁完全溶解后,取出薄铁片,清洗并除去保护膜。
(1)步骤Ⅱ中也可以用稀盐酸代替稀硫酸,这两种溶液都具有酸性,其原因是都含有大量的________。
A.氢离子 B.氢氧根离子 C.氯离子 D.硫酸根离子
(2)若步骤Ⅱ中有2.8 g铁被溶解,根据化学方程式列式计算消耗硫酸的质量。
14.(2026·上海普陀·一模)中国古代就已经大规模使用铁、铜金属,甚至沿用到民间艺术表演中。“打铁花”是流传于豫晋地区的国家级非物质文化遗产,以1600℃铁水迸溅成星雨的震撼场景,被誉为“民间焰火之最”。熔化铁通常使用小型立式炉,由耐火材料(如耐火砖、黏土)砌成,炉体呈圆柱形,底部设有通风口,如图。
(1)底部通风口接鼓风机,若鼓入的空气过多造成后果是__________________。
(2)使用“花棒”盛放铁水,花棒一端挖有凹槽,用于盛放铁水。花棒一般用新鲜柳木而不用干柳木制作。采用新鲜柳木的原因是____________________。
(3)关于“迸溅形成星雨”的说法正确的是_____________。
A.形成小颗粒,充分反应 B.铁不是可燃物,星雨只是铁水小颗粒
C.在空气中形成氧化铁红色物质 D.加热到1600℃是为了达到了铁的着火点
(4)打铁花表演需要注意安全,请写出一条安全注意事项______________。
(5)中国古代进行了大规模的铁、铜的冶炼。
Ⅰ、中国古代“湿法炼铜”是将铁投入硫酸铜溶液中,即可得到铜,写出该反应的化学反应方程式是______________;该反应说明了铁的活动性_______(选填“强于”或“弱于”)铜。
Ⅱ、实验室模拟利用赤铁矿(主要成分为Fe2O3)进行炼铁实验,反应为:
①若要得到铁112g,需要氧化铁______g(根据化学方程式列式计算);
②若使用含氧化铁80%的赤铁矿进行实验,需赤铁矿______g。
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专题02 常见的化学物质(二)碳和碳的氧化物、金属
碳和碳的氧化物
题型01
1.(1)B
(2) 一氧化碳
(3)没有小孔,炉内是一个密闭空间,木炭燃烧放出大量的热,使炉内气体温度急剧升高,压强增大,对炉身产生巨大的压力,导致炉身变形
(4)氧气被消耗,其浓度减小无法支持燃烧
2.(1)BD
(2)B
(3)D
(4)
(5)溶液变红
(6)A
(7)C
(8)
(9)C
(10)热水温度较高,二氧化碳在水中的溶解度较小(合理即可)
3.(1)D
(2)增大与氧气的接触面积,使燃烧更充分
(3)AB
4.(1)
悬浊液
(2)
发出红光、放出热量
5.(1) > B
(2) C 复分解反应 钡离子或硫酸根离子
6.(1)增大了反应物之间的接触面积,使反应更快更充分
(2)
(3)置换反应
7. 浓盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体溶于水形成盐酸使石蕊变红(答案合理即可)
8.(1)AC
(2)C
(3)
9.(1) C
10.(1)
(2)a试管中黑色固体逐渐变为红色,b试管中有气泡冒出,澄清石灰水变浑浊
11.ABC 12.碳原子的排列方式不同 13. B 干冰升华时,快速由固态变为气态,使塑料瓶内气态 CO2 的量急剧增加,瓶内压强增大,瓶内压强高于烧杯内的大气压,因此 CO2 会从塑料瓶被“压入”烧杯中 14. 增大氨水与二氧化碳的接触面积,使反应更充分 温度过高会导致碳酸氢铵分解,降低产率 该流程中,二氧化碳与氢气反应生成甲醇,甲醇燃烧生成二氧化碳和水,生成的二氧化碳可再次参与催化合成反应,实现二氧化碳的循环利用,无额外二氧化碳排放,故能实现“零碳”排放
15.(1)C
(2)D
(3)开发利用新能源(合理即可)
(4)B
(5) 30 稀盐酸(合理即可) 有气泡产生 丙 图2中丙对应的曲线压强下降幅度最大,最终压强最低,说明丙中试剂吸收的CO2最多
(6) BD或CD m 将燃着的木条放在n端管口,若木条熄灭,则证明已收集满
金属
题型02
题号
1
2
3
答案
B
D
BC
4.(1)B
(2)C
(3)
(4)将钛片放入硫酸铜溶液中,观察是否有红色铜析出。若有,则钛的活动性比铜强;若无,则钛的活动性比铜弱。
5.(1) 黄
(2) 有红褐色沉淀生成
6.(1)溶液碱性越强,的稳定性越好,浓度下降越慢
(2) 强 一
7.(1)D
(2)
(3)
8.铁原子和氧分子只有撞到一起才会反应,铁屑的颗粒更小,就像有更多的 “小铁块” 同时和氧气碰撞,碰撞的次数多了,反应就变得又快又剧烈,于是就燃烧起来了,而铁丝只有表面的铁原子能接触氧气,碰撞次数太少,反应太慢,烧不起来。
9.(1) 四氧化三铁 冷却气体,除去未反应的水蒸气
(2)氢气的密度
10.(1)A
(2)碱式碳酸铜中含碳元素,根据质量守恒定律仅有氧气和水无法生成铜锈
(3)保持试管内干燥
(4)增加湿棉花、氧气和二氧化碳
(5)置于干燥处等
11.(1)ABC
(2)除去溶解在蒸馏水中的氧气
(3)食盐水中的氯化钠可以加快铁生锈
(4)
(5) 加快 10.95
12.(1)活性炭、铁粉
(2) 不能 增大
(3) 有气泡产生
13.(1)A
(2)解:设消耗硫酸的质量为x。
答:消耗硫酸的质量为4.9g。
14.(1)过多的空气会带走大量热量,导致炉温降低,无法熔化铁料,且会造成燃料的浪费(合理即可)
(2)新鲜柳木水分充足,水蒸发吸热,可降低温度至可燃物的着火点以下,从而避免柳木燃烧
(3)A
(4)远离可燃物,防止发生火灾
(5) 强于 160
解:设需要氧化铁的质量为x
x=160g
答:需要氧化铁的质量为160g; 200
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专题02 常见的化学物质(二)碳和碳的氧化物、金属
2大题型概览
题型01 碳和碳的氧化物
题型02 金属
碳和碳的氧化物
题型01
1.(2026·上海徐汇·一模)我国古代工匠用铜制作各种暖手炉,其中一款的结构如下图所示。
(1)点燃木炭,观察到的现象是________。
A.发出耀眼白光 B.发出红色的光 C.生成无色液滴 D.生成白色的烟
(2)打开炉盖和铜网,将燃烧的木炭放入炉身内,盖上铜网。若木炭在炉中完全燃烧,化学方程式为________________。若木炭不完全燃烧,则会生成________(填物质的名称)。
(3)若炉身底部没有小孔,使用时炉身会变形,原因是________________。
(4)盖上炉盖一段时间后,燃烧的木炭会熄灭,原因是________________。
【答案】(1)B
(2) 一氧化碳
(3)没有小孔,炉内是一个密闭空间,木炭燃烧放出大量的热,使炉内气体温度急剧升高,压强增大,对炉身产生巨大的压力,导致炉身变形
(4)氧气被消耗,其浓度减小无法支持燃烧
【详解】(1)木炭在空气中燃烧,发出红色的光,故选:B;
(2)木炭完全燃烧反应生成二氧化碳,反应的化学方程式为:,若木炭不完全燃烧,则会生成一氧化碳;
(3)若炉身底部没有小孔,炉内是一个密闭空间,木炭燃烧放出大量的热,使炉内气体温度急剧升高,压强增大,对炉身产生巨大的压力,导致炉身变形;
(4)盖上炉盖一段时间后,燃烧的木炭会熄灭,是因为氧气被消耗,其浓度减小无法支持燃烧。
2.(2026·上海徐汇·一模)“碳酸泉”是由地壳中的二氧化碳溶于水形成的。
(1)二氧化碳属于________。
A.单质 B.化合物 C.酸 D.氧化物
(2)二氧化碳与水反应生成碳酸,该反应属于________。
A.分解反应 B.化合反应 C.置换反应 D.复分解反应
(3)“碳酸泉”的溶剂是________。
A.二氧化碳 B.碳酸 C.碳酸钠 D.水
用下图所示的装置,在实验室中模拟“碳酸泉”的形成。
(4)写出大理石与稀盐酸反应的化学方程式__________。
(5)将二氧化碳通入水一段时间后,取少量烧杯中的液体于试管中,滴加紫色石蕊试液,观察到的实验现象为____________。
(6)上述实验现象可能是盐酸挥发导致的,挥发性属于________。
A.物理性质 B.化学性质
用饱和碳酸氢钠溶液可以除去二氧化碳中混有的氯化氢。
(7)碳酸氢钠的俗称是________。
A.纯碱 B.苏打 C.小苏打 D.生石灰
(8)碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,写出该反应的化学方程式________________。
(9)下列装置中均盛有饱和碳酸氢钠溶液,能除去二氧化碳中氯化氢的是________。
A. B. C. D.
(10)自然界中的“碳酸泉”温度一般都较低,在实验室模拟装置的烧杯中加入热水,也不易形成“碳酸泉”,原因是________________。
【答案】(1)BD
(2)B
(3)D
(4)
(5)溶液变红
(6)A
(7)C
(8)
(9)C
(10)热水温度较高,二氧化碳在水中的溶解度较小(合理即可)
【详解】(1)二氧化碳是由碳和氧两种元素组成的纯净物,属于化合物、氧化物,故选BD;
(2)二氧化碳与水反应生成碳酸,符合多变一的特点,该反应属于化合反应,故选B;
(3)“碳酸泉”是由地壳中的二氧化碳溶于水形成的,所以溶质是二氧化碳,溶剂是水,故选D;
(4)实验室常用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(5)二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊试液变红;
(6)盐酸的挥发性不需要通过化学变化表现出来,属于物理性质,故选A;
(7)碳酸氢钠俗称小苏打,故选C;
(8)碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:;
(9)吸收氯化氢气体时,应保证气体充分流经吸收剂,所以从长口进气,从短口排出,故选C;
(10)温度越高,气体的溶解度越小。实验室模拟装置的烧杯中加入热水,也不易形成“碳酸泉”,原因是:热水温度较高,二氧化碳在水中的溶解度较小。
3.(2026·上海松江·一模)利用太阳能、风能等能源制取的绿氢与工业捕集的反应,可生产碳排放为零的甲醇(化学式:),下图是甲醇制备及燃烧流程图。
(1)根据质量守恒定律,推理催化室制备甲醇的反应中,X是___________。
A. B.C C.CO D.
(2)在燃烧室中需对甲醇进行雾化处理,目的是___________。
(3)分析上述流程,说法正确的是___________。(不定项)
A.该流程过程中,可重复利用
B.该流程过程中,“碳排放”与“碳吸收”相等
C.二氧化碳中碳元素质量分数等于甲醇中碳元素质量分数
D.燃烧室的甲醇中氧元素质量等于生成二氧化碳和水中的氧元素质量总和
【答案】(1)D
(2)增大与氧气的接触面积,使燃烧更充分
(3)AB
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和个数不变。催化室内,CO2与H2在一定条件下反应生成CH3OH和X,CO2中碳原子与氧原子的个数比为,CH3OH中碳原子与氧原子的个数比为,可知X含有氧原子,是H2O,故选D。
(2)雾化处理能让甲醇变成细小液滴,增大与氧气的接触面积,从而使燃烧更充分。
(3)A、流程图中,CO2在催化室被消耗,又在燃烧室生成,可重复利用,正确。
B、题目说明该流程 “碳排放为零”,意味着整个过程中 “碳排放” 与 “碳吸收” 相等,正确。
C、二氧化碳(CO2)中碳元素质量分数为;甲醇(CH3OH)中碳元素质量分数为,二者不相等,错误。
D、甲醇燃烧时,氧气也参与反应,因此生成的二氧化碳和水中的氧元素质量总和等于甲醇中的氧元素质量与参与反应的氧气质量之和,错误。
故选AB。
4.(2026·上海徐汇·一模)绘制青花瓷的钴料需要事先研磨成粉末,并在水中调成色料。
(1)色料属于______(填“溶液”、“悬浊液”或“乳浊液”)。
(2)青花瓷在绘制后需放入窑中高温烧制,窑炉在古代常以木炭为燃料。请写出木炭在窑炉中充分燃烧时的实验现象____________。
【答案】(1)
悬浊液
(2)
发出红光、放出热量
【详解】(1)色料是钴料粉末分散在水中形成的体系,其中钴料粉末是难溶于水的固体小颗粒,分散在液体里,符合悬浊液的特征。
(2)木炭在空气中充分燃烧,会生成二氧化碳,实验现象为发出红光、放出热量。
5.(2026·上海徐汇·一模)去除二氧化碳
(1)分子筛吸附:如图所示,利用分子筛可将二氧化碳分子捕获,通过增压与减压的交替循环,实现二氧化碳和氧气等其它气体的分离,从而获得高浓度的二氧化碳。
①由此可知两种分子的大小:______(填“>”或“<”)。
②分子筛对二氧化碳的吸附能力与吸附塔内气体的______有关。
A.温度 B.压强 C.体积 D.密度
(2)化学吸附:采用与氢氧化钠性质相似的氢氧化锂(LiOH)进行吸附。
①氢氧化锂不可能具有的化学性质是______
A.与二氧化碳反应 B.与硫酸反应 C.与氧化铁反应 D.与氯化镁溶液反应
②工业上,氢氧化锂可由氢氧化钡与硫酸锂反应制得,用化学方程式可表示为:_____,该反应属于______(填基本反应类型)反应,若要检验是否恰好完全反应,只需检验______(填离子名称)的存在即可。
【答案】(1) > B
(2) C 复分解反应 钡离子或硫酸根离子
【详解】(1)①由图可知,空气经过分子筛,氮气和氧气能通过分子筛,二氧化碳不能通过分子筛,因此证明CO2>O2;
②根据题中信息,通过增压与减压的交替循环,可以使分子筛重复使用,说明分子筛对二氧化碳的吸附能力与吸附塔内气体压强有关,故选:B;
(2)①氢氧化锂与氢氧化钠的性质相似,氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水、硫酸与氢氧化钠能反应生成硫酸钠和水,氢氧化钠不与氧化铁反应,氢氧化钠能与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,因此氢氧化锂不可能具有的化学性质是与氧化铁反应,故选:C;
②氢氧化钡和硫酸锂反应生成硫酸钡和氢氧化锂,反应的化学方程式为:,该反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物,属于复分解反应,若反应恰好完全反应,则无剩余反应物;若氢氧化钡过量,则溶液中会有钡离子;若硫酸锂过量,则溶液中会有硫酸根离子,若要检验是否完全反应,只需检验钡离子或硫酸根离子是否存在即可。
6.(2026·上海·一模)CO2捕集是实现低碳目标的一种有效手段,某捕集CO2工艺流程如图所示。
(1)捕捉室中采用“喷淋”方式加入NaOH溶液,请叙述“喷淋”方式的优点______。
(2)写出反应分离室中生成NaOH的化学方程式______。
(3)以上工艺流程中不涉及的化学反应基本类型是______。
【答案】(1)增大了反应物之间的接触面积,使反应更快更充分
(2)
(3)置换反应
【详解】(1)“喷淋”方式的优点:增大了反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
(2)捕捉室中二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,则反应分离室中生成NaOH的反应为碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,该反应的化学方程式为:;
(3)该工艺流程中涉及的反应为二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,不属于基本反应类型,氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠,该反应符合“两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物”的反应,属于复分解反应,碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,该反应符合“一变多”的特点,属于分解反应,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应,故不涉及的化学反应基本类型是:置换反应。
(2026·上海宝山·一模)兴趣小组在实验室进行氧气、二氧化碳相关制取和性质实验时,发现了一些异常情况:①加热通入二氧化碳后的石蕊试液,红色没有变为紫色。②用排水法收集到的一瓶含有空气的氧气,也能使带火星木条复燃。
【实验1】复现:二氧化碳制取与性质实验
【实验2】探究带火星木条在不同体积分数氧气中的复燃情况,数据记录见表。
氧气体积分数(%)
30
40
60
70
带火星木条
不变
稍亮
复燃
复燃
7.实验1a中反应的化学方程式为_________,红色液体没有变为紫色的原因是_________。
【答案】 7. 浓盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体溶于水形成盐酸使石蕊变红(答案合理即可) 、
【解析】
7.大理石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,该反应的化学方程式为:;浓盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体溶于水形成盐酸,盐酸能使紫色石蕊溶液变红,所以加热通入二氧化碳后的石蕊试液,红色没有变为紫色。故填:;浓盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体溶于水形成盐酸使石蕊变红(答案合理即可)。
8.(2026·上海徐汇·一模)用下图所示装置做二氧化碳的性质实验。
(1)将一小块干冰放入装置,塞紧橡皮塞,装置恢复室温后,观察到气球体积变大。从微观角度分析,该过程中发生变化的是________。(不定项)
A.二氧化碳分子的间距 B.二氧化碳分子的质量
C.二氧化碳分子的运动速度 D.二氧化碳分子的个数
(2)打开止水夹,将氢氧化钠溶液注入装置,关闭止水夹,轻轻振荡,观察到气球的体积_______
A.不变 B.增大 C.减小
(3)写出上述过程中发生反应的化学方程式________________。
【答案】(1)AC
(2)C
(3)
【详解】(1)A、干冰是固态的二氧化碳,容易升华,升华后,分子间的间隔变大,该选项符合题意。
B、升华过程中没有产生新物质,属于物理变化,二氧化碳分子的质量不变,该选项不符合题意。
C、干冰升华过程中吸热,使瓶内的温度降低,二氧化碳分子运动速率减缓,故装置恢复室温后,温度升高,分子的平均运动速率变快,该选项符合题意。
D、升华过程中没有产生新物质,属于物理变化,二氧化碳分子的质量不变,该选项不符合题意。
故选AC。
(2)氢氧化钠会与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,瓶内气体减少,压强减小,可以观察到气球的体积减小,故选C。
(3)氢氧化钠会与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,据此可以写出化学方程式:。
9.(2026·上海·一模)如图是实验室制取氧气和二氧化碳的装置。
(1)用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,反应的化学方程式为_____;收集二氧化碳可选用装置_____(填编号)。
【答案】(1) C
【详解】
(1)大理石(主要成分是碳酸钙)与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为;
二氧化碳密度比空气大,能溶于水,因此用向上排空气法收集,收集装置选C。
10.(2026·上海·一模)同学们在实验室中对碳的化学性质开展了研究与学习:
(1)写出a试管中反应的化学方程式:______。
(2)整个实验过程中观察到的现象有______。
【答案】(1)
(2)a试管中黑色固体逐渐变为红色,b试管中有气泡冒出,澄清石灰水变浑浊
【详解】(1)a试管中反应为碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳,该反应的化学方程式为:;
(2)a试管中反应为碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳,b试管中二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,则整个实验过程中观察到的现象是:a试管中黑色固体逐渐变为红色,b试管中有气泡冒出,澄清石灰水变浑浊。
(2026·上海浦东新·一模)碳元素对生命及人类生产生活意义重大,但二氧化碳过多会造成温室效应。近日,全球首艘装碳捕捉封存设备的海上浮式生产储油船在上海长兴岛建成投用,助力“零碳排放”,彰显大国担当。
11.碳元素的相关信息如图所示,下列说法正确的是___________。(不定项)
A.碳元素属于非金属元素
B.a 表示碳的原子序数
C.碳的相对原子质量是 12.01
D.碳原子的核电荷数是 4
12.石墨、金刚石都是由碳元素组成的不同单质,但它们的物理性质有很大的差异,原因是___________。
13.二氧化碳的制取和性质。
(1) 实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,写出反应的化学方程式 ___________。
(2) 如图进行实验,观察到蜡烛由下而上依次熄灭,下列说法错误的是___________。
A.二氧化碳的密度比空气大
B.二氧化碳能使石蕊试液变红色
C.二氧化碳不燃烧也不支持燃烧
D.二氧化碳可用澄清石灰水检验
(3)图中二氧化碳能从塑料瓶大量进入烧杯的原因是___________。
14.二氧化碳的捕集与利用。
(1) 自然固碳:地球本身具备一定固碳能力,如水能吸收二氧化碳。写出水与二氧化碳的化学方程式 ___________
(2) 人工固碳如图:利用氨水与二氧化碳在一定温度下会反应生成碳酸氢铵。当温度升高至 38℃-60℃,碳酸氢铵会分解。“吸收塔”中采用喷淋的方式目的是___________该反应温度不宜过高的原因是___________。
(3) 利用:我国自主研发的“液态太阳能燃料合成技术”得到的氢气可将二氧化碳转化为甲醇 (CH3OH) 等物质,甲醇可作为燃料。流程如图所示。请说明该流程可实现“零碳”排放的理由___________。
【答案】11.ABC 12.碳原子的排列方式不同 13. B 干冰升华时,快速由固态变为气态,使塑料瓶内气态 CO2 的量急剧增加,瓶内压强增大,瓶内压强高于烧杯内的大气压,因此 CO2 会从塑料瓶被“压入”烧杯中 14. 增大氨水与二氧化碳的接触面积,使反应更充分 温度过高会导致碳酸氢铵分解,降低产率 该流程中,二氧化碳与氢气反应生成甲醇,甲醇燃烧生成二氧化碳和水,生成的二氧化碳可再次参与催化合成反应,实现二氧化碳的循环利用,无额外二氧化碳排放,故能实现“零碳”排放
【解析】11.A、碳为“石”字旁,属于非金属元素,故A正确;
B、根据元素周期表一格可知,左上角的数字表示原子序数,则a 表示碳的原子序数,故B正确;
C、根据元素周期表一格可知,元素名称下方的数字表示相对原子质量,即碳的相对原子质量是 12.01,故C正确;
D、在原子中,质子数=核电荷数,根据碳原子的原子结构示意图可知,碳原子的核电荷数是6,故D错误;
故选ABC。
12.石墨、金刚石都是由碳元素组成的不同单质,但它们的碳原子排列方式不同,导致它们的物理性质有很大的差异。
13.(1)大理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,反应的化学方程式为;
(2)A、蜡烛由下而上依次熄灭,说明二氧化碳先在底部聚集,证明其密度大于空气,故A不符合题意;
B、二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊试液变红,而非二氧化碳直接使石蕊变红,故B符合题意;
C、蜡烛熄灭,说明二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧,故C不符合题意;
D、澄清石灰水用于检验二氧化碳(变浑浊),故D不符合题意;
故选B;
(3)干冰升华时,快速由固态变为气态,使塑料瓶内气态 CO2的量急剧增加,瓶内压强增大,瓶内压强高于烧杯内的大气压,因此 CO2 会从塑料瓶被“压入”烧杯中。
14.(1)水与二氧化碳反应生成碳酸,反应的化学方程式为;
(2)“吸收塔”中采用喷淋的方式目的是增大氨水与二氧化碳的接触面积,使反应更充分;
氨水与二氧化碳在一定温度下会反应生成碳酸氢铵。当温度升高至 38℃-60℃,碳酸氢铵会分解,因此该反应温度不宜过高;
(3)该流程中,二氧化碳与氢气反应生成甲醇,甲醇燃烧生成二氧化碳和水,生成的二氧化碳可再次参与催化合成反应,实现二氧化碳的循环利用,无额外二氧化碳排放,故能实现“零碳”排放。
15.(2026·上海嘉定·一模)二氧化碳在大气中的含量是相对稳定的,但随着全球经济的发展,含碳燃料的消耗激增,大气中二氧化碳含量持续上升,导致温室效应加剧。为减缓全球变暖趋势,我国力争在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。
(1)CO2中碳元素的化合价为___________价。
A.+1 B.+2 C.+4 D.4
(2)下列说法错误的是___________。
A.CO2能与水反应,可生产碳酸饮料 B.CO2参与光合作用,可用作气体肥料
C.干冰升华会吸热,可用于人工降雨 D.CO2密度大于空气,可用于灭火
(3)要实现“碳达峰”“碳中和”的目标,可以从源头上减少CO2排放:请写出一条具体措施___________。
碳捕集是实现“碳中和”的措施之一,采用化学吸收法可实现二氧化碳的“捕集”。为比较“捕捉”效果,设计如图1所示实验,甲、乙、丙注射器内的试剂分别是水、饱和氢氧化钙溶液、饱和氢氧化钠溶液,测得烧瓶内压强与时间的关系如图2所示。
(4)钠离子的符号是___________。
A.Na B.Na+ C.Na2 D.
(5)①图1中,丙中X的数值应为___________,写出丙中发生的反应的化学方程式___________。
②请从验证生成物的角度设计方案证明丙中物质发生了化学反应。
操作
现象
结论
取样于试管中,加入足量___________。
___________。
丙中物质发生了化学反应
③分析图2可知“捕捉”二氧化碳效果最好的是___________(填装置序号),你的判断依据是___________。
(6)实验室用块状石灰石和稀盐酸反应制取CO2,从A-F中选择一组制取装置___________(填编号);用G装置收集CO2,气体从___________(填“m”或“n”)端通入,用此装置收集二氧化碳,检验CO2收集满的方法。____________(写明操作、现象和结论)
【答案】(1)C
(2)D
(3)开发利用新能源(合理即可)
(4)B
(5) 30 稀盐酸(合理即可) 有气泡产生 丙 图2中丙对应的曲线压强下降幅度最大,最终压强最低,说明丙中试剂吸收的CO2最多
(6) BD或CD m 将燃着的木条放在n端管口,若木条熄灭,则证明已收集满
【详解】(1)二氧化碳中氧元素显-2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。
故选C;
(2)A、二氧化碳能与水反应生成碳酸,可用于生产碳酸饮料,不符合题意;
B、二氧化碳是植物光合作用的原料,光合作用吸收二氧化碳,放出氧气,故二氧化碳可用作气体肥料,不符合题意;
C、干冰升华吸热,能使周围温度降低,可用于人工降雨,不符合题意;
D、二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,密度比空气大,可用于灭火,不只是因为二氧化碳的密度大于空气,符合题意。
故选D;
(3)要实现“碳达峰”“碳中和”的目标,可以从源头上减少CO2排放,如开发利用新能源,减少化石燃料的使用,减少二氧化碳的排放;
(4)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;每个钠离子带1个单位的正电荷,故钠离子表示为:Na+。
故选B;
(5)①该实验的目的是比较三种试剂的“捕捉”效果,根据控制变量法,三种试剂不同,其他因素相同,则丙中X的数值应为30;
丙中发生反应为二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,该反应的化学方程式为:;
②二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,故取样于试管中,加入足量稀盐酸;有气泡产生,说明反应生成了碳酸钠,说明丙中物质发生了化学反应;
③图2中丙对应的曲线压强下降幅度最大,最终压强最低,说明丙中试剂吸收的CO2最多,则“捕捉”二氧化碳效果最好的是丙;
(6)实验室用块状石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,属于固液不加热反应,发生装置可选B或C,二氧化碳溶于水,密度比空气大,可用向上排空气法收集,收集装置可选D,故填:BD或CD;
用G装置收集CO2,二氧化碳的密度比空气大,气体从m端通入;
二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,二氧化碳验满:将燃着的木条放在n端管口,若木条熄灭,则证明已收集满。
金属
题型02
1.(2026·上海徐汇·一模)清洗铁片上的铁锈,可使用的试剂是
A.氢氧化钠溶液 B.稀盐酸 C.氯化钠溶液 D.澄清石灰水
【答案】B
【详解】A、铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁与氢氧化钠不反应,不能用氢氧化钠溶液除去铁锈,不符合题意;
B、铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁能与稀盐酸反应生成氯化铁和水,可用稀盐酸除去铁锈,符合题意;
C、铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁与氯化钠不反应,不能用氯化钠溶液除去铁锈,不符合题意;
D、铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁与氢氧化钙不反应,不能用澄清石灰水除去铁锈,不符合题意。
故选B。
2.(2026·上海杨浦·一模)“手撕钢”的厚度仅为0.015mm,这体现了钢具有
A.密度小 B.导电性 C.导热性 D.延展性
【答案】D
【详解】“手撕钢”的厚度仅为0.015mm,这体现了钢具有良好的延展性,无法体现钢的密度小、导电性、导热性。
故选D。
3.(2026·上海·一模)分析推理是化学学习中常用的思维方法,下列说法中正确的是
A.活泼金属能与稀硫酸反应放出气体,能与稀硫酸反应放出气体的物质一定是活泼金属
B.碱能跟酸反应生成盐和水,能跟酸反应生成盐和水的物质不一定是碱
C.化合物是由不同种元素组成的纯净物,由不同种元素组成的纯净物一定是化合物
D.离子是带电荷的微粒,所以带电荷的微粒一定是离子
【答案】BC
【详解】A、能与稀硫酸反应放出气体的物质不一定是活泼金属,例如碳酸钠等碳酸盐也能与稀硫酸反应生成二氧化碳气体,该说法错误。
B、能跟酸反应生成盐和水的物质不一定是碱,例如氧化铜等金属氧化物也能与酸反应生成盐和水(),该说法正确。
C、化合物的定义是由不同种元素组成的纯净物,因此由不同种元素组成的纯净物一定是化合物,该说法正确。
D、带电荷的微粒不一定是离子,例如质子、电子也带电荷,但不属于离子,该说法错误。
故选BC。
4.(2026·上海杨浦·一模)钛合金常用于制造机器人的关键部件。
将金红石(主要成分:)和碳粉的混合物在高温条件下通入可制得和一种可燃性气体;在氩气的环境中,用过量Mg在高温条件下与反应制得金属钛。
(1)中钛元素的化合价是_____。
A.+2 B.+4 C.-2 D.-4
(2)在生产的过程中会生成一种可燃性气体,该气体是______。
A.H2 B.Cl2 C.CO D.CO2
(3)Mg在高温条件下与反应制得Ti和的化学方程式是______。
(4)为探究Ti与Cu的金属活动性,请设计实验方案。______
【答案】(1)B
(2)C
(3)
(4)将钛片放入硫酸铜溶液中,观察是否有红色铜析出。若有,则钛的活动性比铜强;若无,则钛的活动性比铜弱。
【分析】本题考查化学中常见物质的组成与性质,包括化合价判断、化学反应产物判断、化学方程式书写以及金属活动性比较实验设计,涉及的知识点有氧化物中元素的化合价计算、常见可燃性气体的识别、置换反应的书写和金属活动性比较的实验方法;
【详解】(1)在氧化物中,氧元素的化合价通常为-2。设钛元素的化合价为x,根据化合物中正负化合价代数和为0的原则,列出方程求解。,x = +4,因此中钛元素的化合价是+4价;
(2)将金红石(主要成分:)和碳粉的混合物在高温条件下通入Cl2可制得TiCl4和一种可燃性气体,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,可知可燃性气体为CO;
(3)Mg在高温条件下与反应制得Ti和,化学方程式是;
(4)金属活动性比较可通过金属与盐溶液的反应来判断。若金属 A 能将金属 B 从其盐溶液中置换出来,则 A 的活动性比 B 强。为探究Ti与Cu的金属活动性,可将钛片放入硫酸铜溶液中,观察是否有红色铜析出。若有,则钛的活动性比铜强;若无,则钛的活动性比铜弱。
5.(2026·上海·一模)在生产生活中,铁制品被广泛使用,可是也容易发生锈蚀。请回答下列问题:
(1)铁锈的主要成分是氧化铁,将生锈的铁钉投入足量稀盐酸中,看到铁锈逐渐消失,溶液逐渐变成______色。片刻后,铁钉表面产生气泡,原因是______(用化学方程式表示)。
(2)氯化铁溶液和氢氧化钠溶液混合,可观察到的现象是_____,反应的化学方程式为_____。
【答案】(1) 黄
(2) 有红褐色沉淀生成
【详解】(1)铁锈(主要成分是Fe2O3)与稀盐酸反应生成氯化铁(FeCl3)和水,氯化铁溶液呈黄色,因此溶液逐渐变成黄色;
铁锈完全反应后,铁钉中的铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,产生气泡,化学方程式为。
(2)氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应,生成红褐色的氢氧化铁沉淀和氯化钠,因此可观察到有红褐色沉淀生成;
反应的化学方程式为。
6.(2026·上海徐汇·一模)铁的应用
(1)废水处理:高铁酸钾()是一种优良的海水净化处理剂,其与水反应的化学方程式:。不同条件下,高铁酸钾解离出的的浓度()随时间变化如图1所示,通过图1可得出的结论是______(答出一条即可)。
(2)去除废水中的金属离子途径如图2所示可分为三类:第一类是吸附捕捉,第二类是直接反应,第三类是吸附捕捉后再反应。根据图2的信息可知,Fe的金属活动性比Ni______(填“强”或“弱”)。的去除途径属于第______类。
【答案】(1)溶液碱性越强,的稳定性越好,浓度下降越慢
(2) 强 一
【详解】(1)从图1可以看出,在相同时间内,pH=11时浓度最高,pH=5时浓度最低,说明溶液碱性越强(pH越大),的稳定性越好,浓度下降越慢。
(2)在图2中,Ni2+被吸附到Fe表面后发生反应,说明Fe能将Ni2+置换出来,因此Fe的金属活动性比Ni强;
图2中Zn2+吸附到Fe表面,没有发生反应,符合 “吸附捕捉” 的第一类途径。
7.(2026·上海徐汇·一模)第二幅工艺品要在薄铁片上呈现出“红底白字”的效果,如下图所示。
(1)第二片薄铁片覆上保护膜后,应浸泡在________中。
A.硝酸银溶液 B.氯化锌溶液 C.硫酸亚铁溶液 D.硫酸铜溶液
(2)写出上述反应的化学方程式________________。
(3)在下图中设计该铁片上的保护膜,将有保护膜的区域用铅笔涂黑。
【答案】(1)D
(2)
(3)
【详解】(1)A、铁片覆上保护膜后,浸泡在硝酸银溶液中,铁与硝酸银溶液反应生成银白色的银,颜色无法呈现出“红底白字”的效果,故A不符合题意;
B、铁与氯化锌溶液不反应,无法呈现“红底白字”的效果,故B不符合题意;
C、铁与硫酸亚铁溶液不反应,无法呈现“红底白字”的效果,故C不符合题意;
D、铁与硫酸铜溶液反应生成红色的铜,覆盖在铁表面,覆盖有保护膜的字,不发生反应,因此浸泡在硫酸铜溶液能呈现出“红底白字”的效果,
故选D。
(2)铁与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁,化学方程式为:。
(3)将“学”字的笔画区域用铅笔涂黑(即覆盖保护膜)。
8.(2026·上海长宁·一模)铁丝在空气中难以燃烧,铁屑却可以,请从微观视角对这一宏观现象进行分析说明。
【答案】铁原子和氧分子只有撞到一起才会反应,铁屑的颗粒更小,就像有更多的 “小铁块” 同时和氧气碰撞,碰撞的次数多了,反应就变得又快又剧烈,于是就燃烧起来了,而铁丝只有表面的铁原子能接触氧气,碰撞次数太少,反应太慢,烧不起来。
【详解】铁原子和氧分子只有撞到一起才会反应,铁屑的颗粒更小,就像有更多的 “小铁块” 同时和氧气碰撞,碰撞的次数多了,反应就变得又快又剧烈,于是就燃烧起来了,而铁丝只有表面的铁原子能接触氧气,碰撞次数太少,反应太慢,烧不起来。
9.(2026·上海徐汇·一模)铁的变化与转化
(1)如图所示,拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁制枪管,生成一种能被磁铁吸引的黑色固体和氢气,该黑色固体是______,多功能瓶中水的作用是____________。
(2)若用排水法收集并测定得到氢气的质量,需要的数据有:①广口瓶内排开水的体积;②____________。
【答案】(1) 四氧化三铁 冷却气体,除去未反应的水蒸气
(2)氢气的密度
【详解】(1)水蒸气通过红热的铁制枪管,生成一种能被磁铁吸引的黑色固体和氢气,根据质量守恒定律,反应前元素的种类有氢、氧、铁,反应后生成氢气和一种黑色固体,黑色固体中至少由两种元素组成的,能被磁铁吸引的黑色固体可能是铁,或是四氧化三铁,综合分析,黑色固体是四氧化三铁;
因为水蒸气通过红热的铁制枪管后,多余的水蒸气带出枪管,温度很高,容易造成烫伤,所以用盛有水的多功能瓶冷却气体,除去未反应的水蒸气;
(2)若用排水法收集并测定得到氢气的质量,需要测得生成的氢气的体积和该条件下氢气的密度。广口瓶内排开水的体积就是收集的氢气体积,还需要该条件氢气的密度。故填:氢气的密度;
10.(2026·上海徐汇·一模)铜器保存不当会生锈,铜锈的主要成分为碱式碳酸铜【化学式:】,为探究其生成的条件,设计如下四组实验。
编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
实验
现象
一段时间后,铜片无明显现象
一段时间后,铜片表面产生锈蚀
(1)铜生锈属于________。
A.化学变化 B.物理变化
(2)有同学认为实验Ⅰ可省略,理由是________________。
(3)实验Ⅲ中氧化钙的作用是________________。
(4)在虚框中完善实验Ⅳ的设计。
(5)根据上述实验的结论,为铜暖手炉防锈提出一条建议________________。
【答案】(1)A
(2)碱式碳酸铜中含碳元素,根据质量守恒定律仅有氧气和水无法生成铜锈
(3)保持试管内干燥
(4)增加湿棉花、氧气和二氧化碳
(5)置于干燥处等
【详解】(1)铜生锈生成了碱式碳酸铜,有新物质生成,所以铜生锈属于化学变化。
故选A。
(2)实验Ⅰ中铜与氧气、水接触,这些物质中含有铜、氧、氢元素,不含有碳元素,而碱式碳酸铜中含碳元素,根据质量守恒定律仅有氧气和水无法生成铜锈,因此实验Ⅰ可省略;
(3)氧化钙能与水反应,可作干燥剂。实验 Ⅲ 中氧化钙的作用是 除去空气中的水蒸气,保持试管内干燥,从而探究在无水的条件下铜是否生锈;
(4)实验 Ⅱ 探究了有水、二氧化碳(氧气)时铜不生锈的情况;实验 Ⅲ 探究了只有氧气和二氧化碳(无水)时铜不生锈;为了全面探究铜生锈的条件,实验 Ⅳ 应探究只有水、氧气、二氧化碳时铜是否生锈。所以在虚框中应加入的是:增加湿棉花、氧气和二氧化碳;
(5)根据上述实验可知,铜生锈需要氧气、水和二氧化碳同时存在,所以为铜暖手炉防锈的建议可以是保持铜暖手炉表面干燥(使铜与水隔绝,破坏生锈条件)。
11.(2026·上海徐汇·一模)铁的防护
【实验探究】铁的锈蚀是生活中常见的现象,如图所示实验进行铁钉腐蚀的研究。一段时间后试管A、B中铁钉几乎没有生锈,试管C中铁钉明显锈蚀,试管D、E中铁钉严重锈蚀。
(1)由试管______(填试管序号)中的现象可知,铁的锈蚀是铁跟水和氧气等物质作用的过程。
(2)试管B中的蒸馏水在实验前应加热煮沸处理,目的是____________。
(3)试管E比试管C腐蚀更快的原因是____________。
【实验拓展】在工业生产中,常用盐酸来清洗钢铁表面的铁锈(主要成分)。但酸洗过程中必须注意控制酸的用量和时间,因为过量的酸会与铁基体反应造成“过蚀”,同时溶液中的存在会影响金属铁的腐蚀。
(4)原理分析:写出酸洗过程中发生的两个主要反应的化学方程式:
①除锈:_________;
②过蚀:_________。
(5)问题探究:酸洗液中若含有,会与铁发生反应:,此反应会______(填“加快”或“减慢”)铁制品的腐蚀速率,将一根生有8.00g铁锈的铁钉,投入100.00g溶质质量分数为21.9%的稀盐酸中,恰好完全反应。该铁钉上铁锈消耗的氯化氢质量是______g(保留两位小数)。
【答案】(1)ABC
(2)除去溶解在蒸馏水中的氧气
(3)食盐水中的氯化钠可以加快铁生锈
(4)
(5) 加快 10.95
【详解】(1)C中铁钉接触水和氧气而生锈,A中铁定只接触氧气不生锈,B中铁定只接触水不生锈,故对比AC试管中现象可得出铁生锈需要铁与水接触,对比BC试管中现象可得出铁生锈需要铁与氧气接触,故由试管ABC中的现象可知,铁的锈蚀是铁跟水和氧气等物质作用的过程;
(2)水中会有溶解的氧气,试管B中的蒸馏水在实验前应加热煮沸处理,目的是除去溶解在蒸馏水中的氧气;
(3)试管E比试管C腐蚀更快的原因是食盐水中的氯化钠可以加快铁生锈;
(4)除锈是盐酸与氧化铁反应生成氯化铁和水,化学方程式为;过蚀是盐酸和铁反应生成氯化亚铁和氢气,化学方程式为;
(5)酸洗液中若含有,氯化铁会与铁反应生成氯化亚铁,故此反应会加快铁制品的腐蚀速率;
解:设8.00g铁锈()消耗的氯化氢质量为
故该铁钉上铁锈消耗的氯化氢质量是10.95g。
12.(2026·上海松江·一模)食品包装袋中还可以加入脱氧剂包来防腐。
(1)某包脱氧剂(下图)的主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠等,其中黑色固体是___________。
(2)为判断“纯铁粉”能否替代“某脱氧剂”,利用氧气传感器分别测定等质量“纯铁粉”和“某脱氧剂”放在密闭容器中氧气浓度的变化,结果如图所示。
分析得出:纯铁粉是___________(选填“能”或“不能”)替代脱氧剂;
随着时间的推移,“某脱氧剂”包的质量会是___________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)上述实验后,拆开密闭容器中的“某脱氧剂”包,在固体上滴加足量稀硫酸,现象是___________,说明还有铁粉剩余;写出该反应的化学方程式___________。
【答案】(1)活性炭、铁粉
(2) 不能 增大
(3) 有气泡产生
【详解】(1)在铁粉、活性炭、氯化钠三种成分中,活性炭和铁粉均为黑色固体,氯化钠为白色晶体,因此脱氧剂中的黑色固体是活性炭、铁粉。
(2)从氧气浓度变化曲线可知,“某脱氧剂” 能快速降低氧气浓度,而纯铁粉的脱氧速率和效果都远弱于它,因此纯铁粉不能替代该脱氧剂;
脱氧剂中的铁粉会与氧气、水发生反应生成铁锈(主要成分为Fe2O3),反应过程中吸收了氧气和水,因此 “某脱氧剂” 包的质量会增大。
(3)铁与稀硫酸反应会生成氢气,观察到有气泡产生,即可证明还有铁粉剩余;
该反应的化学方程式为。
13.(2026·上海徐汇·一模)第一幅工艺品要在薄铁片上镂空出“化”字
步骤Ⅰ:在薄铁片上覆盖化学性质稳定的保护膜,仅“化”字笔画处正反面没有覆盖保护膜,如下图所示。
步骤Ⅱ:将上述处理的薄铁片浸泡在稀硫酸中,待“化”字笔画处的铁完全溶解后,取出薄铁片,清洗并除去保护膜。
(1)步骤Ⅱ中也可以用稀盐酸代替稀硫酸,这两种溶液都具有酸性,其原因是都含有大量的________。
A.氢离子 B.氢氧根离子 C.氯离子 D.硫酸根离子
(2)若步骤Ⅱ中有2.8 g铁被溶解,根据化学方程式列式计算消耗硫酸的质量。
【答案】(1)A
(2)解:设消耗硫酸的质量为x。
答:消耗硫酸的质量为4.9g。
【详解】(1)稀盐酸和稀硫酸两种溶液都具有酸性,其原因是都含有大量的氢离子,故选A。
(2)详见答案。
14.(2026·上海普陀·一模)中国古代就已经大规模使用铁、铜金属,甚至沿用到民间艺术表演中。“打铁花”是流传于豫晋地区的国家级非物质文化遗产,以1600℃铁水迸溅成星雨的震撼场景,被誉为“民间焰火之最”。熔化铁通常使用小型立式炉,由耐火材料(如耐火砖、黏土)砌成,炉体呈圆柱形,底部设有通风口,如图。
(1)底部通风口接鼓风机,若鼓入的空气过多造成后果是__________________。
(2)使用“花棒”盛放铁水,花棒一端挖有凹槽,用于盛放铁水。花棒一般用新鲜柳木而不用干柳木制作。采用新鲜柳木的原因是____________________。
(3)关于“迸溅形成星雨”的说法正确的是_____________。
A.形成小颗粒,充分反应 B.铁不是可燃物,星雨只是铁水小颗粒
C.在空气中形成氧化铁红色物质 D.加热到1600℃是为了达到了铁的着火点
(4)打铁花表演需要注意安全,请写出一条安全注意事项______________。
(5)中国古代进行了大规模的铁、铜的冶炼。
Ⅰ、中国古代“湿法炼铜”是将铁投入硫酸铜溶液中,即可得到铜,写出该反应的化学反应方程式是______________;该反应说明了铁的活动性_______(选填“强于”或“弱于”)铜。
Ⅱ、实验室模拟利用赤铁矿(主要成分为Fe2O3)进行炼铁实验,反应为:
①若要得到铁112g,需要氧化铁______g(根据化学方程式列式计算);
②若使用含氧化铁80%的赤铁矿进行实验,需赤铁矿______g。
【答案】(1)过多的空气会带走大量热量,导致炉温降低,无法熔化铁料,且会造成燃料的浪费(合理即可)
(2)新鲜柳木水分充足,水蒸发吸热,可降低温度至可燃物的着火点以下,从而避免柳木燃烧
(3)A
(4)远离可燃物,防止发生火灾
(5) 强于 160
解:设需要氧化铁的质量为x
x=160g
答:需要氧化铁的质量为160g; 200
【详解】(1)底部通风口接鼓风机,若鼓入的空气过多造成的后果是:过多的空气会带走大量热量,导致炉温降低,无法熔化铁料,且会造成燃料的浪费;
(2)采用新鲜柳木的原因是:新鲜柳木水分充足,水蒸发吸热,可降低温度至可燃物的着火点以下,从而避免柳木燃烧;
(3)A、打铁花过程中,“迸溅形成星雨”,铁水被打散成无数的小颗粒,可使铁与空气中的氧气充分接触,充分反应,符合题意;
B、铁具有可燃性,属于可燃物,且星雨也不只是铁水小颗粒,还有铁燃烧生成的氧化物等,不符合题意;
C、打铁花过程中不仅能形成氧化铁红色物质,还能形成四氧化三铁,不符合题意;
D、加热到1600℃是为了达到了铁的熔点,不是着火点,该温度远高于铁的着火点,不符合题意。
故选A;
(4)打铁花过程中,需要远离可燃物,防止发生火灾;
(5)Ⅰ、中国古代“湿法炼铜”是将铁投入硫酸铜溶液中,即可得到铜,发生反应为铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,该反应的化学方程式为:;
铁能将硫酸铜中的铜置换出来,说明铁的活动性强于铜;
Ⅱ、①见答案;
②若使用含氧化铁80%的赤铁矿进行实验,需赤铁矿的质量为:160g÷80%=200g。
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