内容正文:
化学部分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Cl-35.5 Ca-40 Fe-56
一、选择题(每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 我国承诺在2060年前实现“碳中和”。下列措施不利于实现“碳中和”的是
A. 露天焚烧农作物秸秆
B. 开发利用太阳能、风能等新能源
C. 大力植树造林,增加植被面积
D. 推广使用电动汽车,减少燃油车数量
2. 实验室配制50g质量分数为10%的葡萄糖溶液,下列相关操作错误的是
A. 取药品 B. 称量
C. 量取 D. 溶解
3. 我国著名科学家张青莲教授主持测定了铟等多种元素的相对原子质量。铟在元素周期表中的信息如图。下列说法正确的是
A. 铟属于非金属元素 B. 铟原子的核外电子数为49
C. 铟的相对原子质量为114.8g D. 铟元素符号为IN
4. 2025年春晚节目《秧BOT》通过机器人与人类舞者的共同演绎,展现了科技与艺术的完美融合。下列制造机器人的材料中属于有机合成材料的是
A. 铜丝导线 B. 塑料外壳 C. 玻璃镜头 D. 合金支架
5. 《礼记·内则》提到“春多酸,夏多苦,秋多辛,冬多咸”,春天可略多吃酸味食品。白醋是一种生活中常见调味品,能使紫色石蕊溶液显
A. 红色 B. 无色 C. 紫色 D. 蓝色
6. 海藻油当中富含的不饱和脂肪酸EPA(化学式)对维持人体的心脑血管健康有较大帮助。下列有关EPA说法正确的是
A. 含有四种元素 B. 其中碳、氢元素的质量比为2:3
C. 相对分子质量为302 D. 由20个碳原子、30个氢原子和2个氧原子构成
7. Na2CO3和NaCl在不同温度时的溶解度如表,下列说法错误的是
温度/℃
10
20
30
40
溶解度/g
Na2CO3
12.2
21.8
39.7
48.8
NaCl
35.8
36.0
36.3
36.6
A. 10℃时,50g水中最多能溶解Na2CO3的质量为6.1g
B. 10~40℃时,溶解度随温度变化较小的物质是NaCl
C. 在10~20℃之间,Na2CO3和NaCl具有相同的溶解度
D. 40℃时,将等质量的两种物质的饱和溶液降温到20℃,溶质质量分数均减小
8. CO还原Fe2O3的微型实验装置如图(夹持仪器略)。已知HCOOHH2O + CO↑。下列叙述不正确的是
A. 实验中,所需CO可现制现用 B. 实验过程中应先滴入HCOOH
C. 实验后,乙中固体质量减小 D. 实验后,丙中溶液质量增大
9. 小明将未经砂布打磨的铝条放入盛有稀盐酸的密闭容器中,用压强传感器测得容器内气体压强和反应时间的变化曲线如图所示,下列分析中不正确的是
A. AB段的化学反应是:Al2O3+6HCl═2AlCl3+3H2O
B. A点盐酸浓度最低C点盐酸浓度最大
C. CD段压强变化的主要影响因素是气体温度
D. D、E两点处的气体压强相等
10. 物质的分离、鉴别、除杂是重要的实验技能。下列实验方案错误的是
选项
实验目的
实验方案
A
检验羊毛线和纯棉线
灼烧闻气味
B
鉴别NaOH、NaCl、三种固体
加水溶解,观察温度的变化情况
C
分离和KCl
用水溶解、过滤、蒸发、洗涤、干燥
D
除去NaOH溶液中的
加入过量溶液,充分反应后滤去沉淀
A. A B. B C. C D. D
二、填空、简答题(化学方程式每空2分,其余每空1分,共12分)
11. 水,是生命之源,更是文明延续和可持续发展的基石。兴趣小组的同学开展了关于水的项目式学习。
(1)水的净化
兴趣小组模拟净化金湾区大门口湿地公园的水,其流程如图1:
①加入物质X能除去水中的色素和异味,X可能是______。
②利用膜技术可以高效净水,部分过程如图2所示。由图推测大分子的直径a、微滤膜孔隙直径b和超滤膜孔隙直径c的大小关系______(用“>”连接字母“a”、“b”、“c”来表示)。
(2)水的组成
①电解水的化学方程式为______。
②从电解水实验中可以归纳出研究纯净物组成的一般思路如图3:
某纯净物发生分解反应生成氧化铜、水和二氧化碳,根据以上思路判断该物质中一定含有______(填元素符号)。
③在电解水实验中,加入氢氧化钠溶液可增强导电性,测定产生20mL氢气所需时间如图4。在六组实验中,______时电解水的速率最快。
12. 阅读下列科普短文,回答问题。
“深海一号”是我国首个自营超深水大气田,它源源不断地输出天然气,有效增加我国能源供给,缓解能源短缺问题。天然气的主要成分是甲烷(CH4)。甲烷本身无色无味,但为了方便人们察觉泄漏,通常会往天然气里添加有臭鸡蛋气味的四氢噻吩。甲烷不仅是优质燃料,还是重要的化工原料。在一定条件下,甲烷可以与二氧化碳反应生成氢气和一氧化碳,从而实现“碳捕捉”。此外,科学家还发现,海底蕴藏着大量的“可燃冰”(甲烷水合物),其储量巨大,是未来潜在的替代能源。可燃冰是甲烷在海底高压、低温条件下形成的水合物,虽为清洁能源,但如果开采不当,仍可能造成甲烷泄漏等环境问题。
(1)请写出天然气充分燃烧的化学方程式______。
(2)向天然气中添加四氢噻吩,利用了其______性质(填“物理”或“化学”)。
(3)甲烷实现“碳捕捉”过程的化学方程式为______。
(4)下列说法正确的是______(填字母序号)。
A. “可燃冰”是一种清洁能源,开采不会带来环境问题
B. 可燃冰是天然气冷却后得到的固体
C. “深海一号”的开采,有助于缓解我国能源短缺问题
三、实验、探究题(化学方程式每空2分,除第14(3)题1分,其余每空1分,共16分)
13. 根据如图的实验装置图,完成下列问题。
(1)仪器①的名称是______。
(2)实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳,应选用图1中的发生装置______(填字母),发生的化学方程式为______。
(3)若除去CO2中混有的HCl气体,混合气应从F装置的_____端(填“a”或“b”)通入。
(4)某制氧机的基本结构如图2所示,通过A、B两种物质产生氧气,其中A是过碳酸钠白色固体,B是二氧化锰黑色粉末。
资料链接:过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)遇水分解生成Na2CO3和H2O2。
①过滤仓中水的作用有_____(填字母)。
A.净化气体,提高所制氧气的纯度
B.监测流速,判断制氧机的工作状态
C.湿润气体,使进入人体的氧气更适宜人体
②反应仓中“O2通道”相当于图3装置中的______(选填“a”或“b”)导管。
③根据化学变化应遵循的规律,用过氧化氢制取氧气,理论上生成氧气的质量______(选填“>”、“=”或“<”)参加反应过氧化氢中氧元素的质量。
14. 某化学兴趣小组在研学期间,发现路边栅栏和工厂内有些钢铁部件有锈蚀现象,同学们想根据所学知识,设计一个除锈和防锈的方案。
任务一、除锈剂的选择
【提出问题】
盐酸和硫酸都可以作为除锈剂,相同浓度的盐酸和硫酸除锈效果一样吗?
【实验探究】
(1)完善下列表格
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
1
取一枚生锈的铁钉放入试管中,加入5mL的稀盐酸,加热
铁钉表面有气泡产生,铁锈少量剥落,溶液迅速变黄,铁锈很快消失
两者除锈效果几乎相同。铁锈发生反应的化学方程式为___________(写出其中一个即可)
2
取与实验1相同的一枚生锈铁钉放入另一试管中,加入5mL同浓度的稀硫酸,加热
铁钉表面有气泡产生,铁锈少量剥落,溶液呈浅棕色,铁锈很快消失
【反思评价】
(2)酸除铁锈时有产生,这说明除锈的同时会造成钢铁的___________,产生的氢气也会渗透进金属中引起“氢脆”现象,影响钢铁强度。为了避免以上现象的发生,可采取的措施有___________(答出一点即可)。
任务二、除锈防锈方案的制定
同学们发现工厂内许多锈蚀的钢铁表面有很多油污,于是又做了以下探究实验。
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
3
取与以上相同的一枚生锈铁钉,沾满油污,放入试管中,加入5mL与实验1相同浓度的稀盐酸,加热
铁锈没有明显变化
油污影响除锈
【观察分析】①结合以上实验和所学知识,同学们一致认为锈蚀钢铁如果表面有油污,应先选择碱性油污清洁剂“碱洗”去油污,再进行“酸洗”除锈。
②同学们发现从实验1中取出的铁钉在空气中放置一段时间后又发生锈蚀。
【论证完善】
(3)实际除锈防锈方案中主要涉及到以下操作:a.酸洗b.烘干c.水洗d.碱洗e.刷漆或涂油。结合实验探究和分析,方案中合理的操作顺序应为d→a→___________→___________→___________(用字母填写)。
【反思评价】
(4)①除锈后的废液呈酸性,该如何处理___________。
②钢铁生锈会造成很大损失,但利用铁生锈的原理也可服务于生活。请举出铁生锈原理应用于生活的一个实例___________。
任务三、除锈防锈方案的评价
除上述方法除锈外,在实际生产生活中,除锈的方法还有多种。比如:
1.人工除锈 用砂纸、钢丝球等工具,打磨铁锈。适合小型、少量钢铁零件除锈。
2.机械除锈 利用高速石英砂流的冲击力打磨铁锈。适合于大面积除锈。
【整合归纳】
(5)结合实际,你认为设计一个除锈防锈方案要综合考虑的因素有___________。
四、推理、计算题(每空1分,共12分)
15. 以碳酸钙为原料制备过氧化钙(CaO2)的一种流程如图1:
(1)制取CaO2•8H2O的化学方程式:CaCl2+H2O2+2NH3•H2O+6H2O=CaO2•8H2O↓+2Y。则Y的化学式______,该反应在冰水浴中进行,温度不能过高的原因除了防止氨水挥发外,还能_____。
(2)实验室用图2模拟制备CaO2•8H2O。打开磁力搅拌器,搅拌的作用是______。
(3)“步骤2”所得滤液可用作______。
(4)CaO2在空气中易变质,需要密封保存。CaO2和H2O反应生成氧气和一种碱,该碱的化学式为______。
(5)如需制备144gCaO2,在制备过程中没有任何损失,理论上至少需要CaCO3的质量为_____g。
16. 小明发现某品牌小苏打包装袋上有“含量≥95%”的字样。为探究该品牌小苏打中含量与标注是否相符,他进行了如下实验:
注:①该品牌小苏打中其他物质能溶于水但不与稀盐酸反应,忽略HCl的挥发性;
②碳酸氢钠与盐酸反应的化学方程式为:;
③生成的气体全部逸出。
(1)第二次加入稀盐酸充分反应后,溶液呈___________(选填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(2)该实验共生成二氧化碳的质量是___________g。
(3)计算该品牌小苏打中含量与标注是否相符___________。(写出计算过程)
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化学部分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Cl-35.5 Ca-40 Fe-56
一、选择题(每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 我国承诺在2060年前实现“碳中和”。下列措施不利于实现“碳中和”的是
A. 露天焚烧农作物秸秆
B. 开发利用太阳能、风能等新能源
C. 大力植树造林,增加植被面积
D. 推广使用电动汽车,减少燃油车数量
【答案】A
【解析】
【详解】“碳中和”的核心是减少二氧化碳的排放,同时增加二氧化碳的吸收,实现二氧化碳相对零排放。
A、露天焚烧农作物秸秆会释放大量二氧化碳,增加碳排放,不利于实现碳中和,故A符合题意;
B、开发太阳能、风能等新能源,可减少化石燃料使用,降低二氧化碳排放量,利于碳中和,故B不符合题意;
C、植被可通过光合作用吸收二氧化碳,植树造林能增加碳吸收量,利于碳中和,故C不符合题意;
D、推广电动汽车可减少燃油消耗,降低燃油燃烧产生的二氧化碳排放量,利于碳中和,故D不符合题意。
故选A。
2. 实验室配制50g质量分数为10%的葡萄糖溶液,下列相关操作错误的是
A. 取药品 B. 称量
C. 量取 D. 溶解
【答案】C
【解析】
【详解】A、固体试剂取用时,先将瓶塞倒放,然后用药匙取用,选项正确;
B、天平称量试剂质量应左物右码,有腐蚀性的药品要放在玻璃容器中称量,选项正确;
C、量筒读数视线要与凹液面的最低处保持水平,不能与最高处水平,选项错误;
D、溶解时用玻璃棒在烧杯内搅拌,加速溶解,选项正确;
故选C。
3. 我国著名科学家张青莲教授主持测定了铟等多种元素的相对原子质量。铟在元素周期表中的信息如图。下列说法正确的是
A. 铟属于非金属元素 B. 铟原子的核外电子数为49
C. 铟的相对原子质量为114.8g D. 铟元素符号为IN
【答案】B
【解析】
【详解】A、铟元素名称带“钅”字旁,属于金属元素,该选项错误。
B、元素周期表单元格左上角数字为原子序数,原子中原子序数=核外电子数,故铟原子核外电子数为49,该选项正确。
C、相对原子质量的单位为“1”,通常省略不写,不是“g”,该选项错误。
D、元素符号书写遵循“一大二小”规则,铟的元素符号为,不是,该选项错误。
4. 2025年春晚节目《秧BOT》通过机器人与人类舞者的共同演绎,展现了科技与艺术的完美融合。下列制造机器人的材料中属于有机合成材料的是
A. 铜丝导线 B. 塑料外壳 C. 玻璃镜头 D. 合金支架
【答案】B
【解析】
【详解】A、铜丝属于金属材料,该选项不符合题意;
B、有机合成材料包括:塑料、合成纤维、合成橡胶,该选项符合题意;
C、玻璃属于无机非金属材料,该选项不符合题意;
D、合金属于金属材料,该选项不符合题意。
故选B。
5. 《礼记·内则》提到“春多酸,夏多苦,秋多辛,冬多咸”,春天可略多吃酸味食品。白醋是一种生活中常见调味品,能使紫色石蕊溶液显
A. 红色 B. 无色 C. 紫色 D. 蓝色
【答案】A
【解析】
【详解】白醋的主要成分是醋酸,溶液显酸性,紫色石蕊溶液遇酸性溶液变红。
故选A。
6. 海藻油当中富含的不饱和脂肪酸EPA(化学式)对维持人体的心脑血管健康有较大帮助。下列有关EPA说法正确的是
A. 含有四种元素 B. 其中碳、氢元素的质量比为2:3
C. 相对分子质量为302 D. 由20个碳原子、30个氢原子和2个氧原子构成
【答案】C
【解析】
【详解】A、EPA由碳、氢、氧三种元素组成,不符合题意;
B、EPA中碳、氢元素的质量比为(12×20):(1×30)=8: 1,不符合题意;
C、EPA的相对分子质量为 12×20+1×30+16×2=302,符合题意;
D、EPA由EPA分子构成,每个EPA分子由20个碳原子、30个氢 原子和2个氧原子构成,不符合题意。
故选:C。
7. Na2CO3和NaCl在不同温度时的溶解度如表,下列说法错误的是
温度/℃
10
20
30
40
溶解度/g
Na2CO3
12.2
21.8
39.7
48.8
NaCl
35.8
36.0
36.3
36.6
A. 10℃时,50g水中最多能溶解Na2CO3的质量为6.1g
B. 10~40℃时,溶解度随温度变化较小的物质是NaCl
C. 在10~20℃之间,Na2CO3和NaCl具有相同的溶解度
D. 40℃时,将等质量的两种物质的饱和溶液降温到20℃,溶质质量分数均减小
【答案】C
【解析】
【详解】A、10℃时碳酸钠溶解度为12.2g,即100g水最多溶解12.2g 碳酸钠,因此50g水最多溶解6.1g,表述正确,故A不符合题意;
B、对比10~40℃两物质的溶解度变化,氯化钠溶解度变化量远小于碳酸钠,表述正确,故B不符合题意;
C、10~20℃范围内,碳酸钠溶解度区间为12.2g~21.8g,氯化钠溶解度区间为35.8g~36.0g,两区间无重叠,不可能存在相同溶解度,表述错误,故C符合题意;
D、两物质溶解度均随温度降低而减小,40℃的饱和溶液降温到20℃时均析出晶体,仍为饱和溶液,溶解度减小则溶质质量分数均减小,表述正确,故D不符合题意。
8. CO还原Fe2O3的微型实验装置如图(夹持仪器略)。已知HCOOHH2O + CO↑。下列叙述不正确的是
A. 实验中,所需CO可现制现用 B. 实验过程中应先滴入HCOOH
C. 实验后,乙中固体质量减小 D. 实验后,丙中溶液质量增大
【答案】D
【解析】
【详解】A、由图可知,HCOOH在热的浓硫酸的作用下可生成一氧化碳,所以实验中一氧化碳可以现制现用,故A不符合题意;
B、实验时先挤压软塑料滴瓶,让HCOOH加入热浓硫酸中,使生成的一氧化碳将装置中空气排尽,再点燃酒精喷灯,以免加热时一氧化碳和空气的混合气体发生爆炸,故B不符合题意;
C、乙中氧化铁和一氧化碳高温下反应生成铁和二氧化碳,质量减小,故C不符合题意;
D、丙中氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,依据化学方程式可知,生成的碳酸钙的质量大于吸收的二氧化碳的质量,故溶液的质量减小,故D符合题意。
故选D。
9. 小明将未经砂布打磨的铝条放入盛有稀盐酸的密闭容器中,用压强传感器测得容器内气体压强和反应时间的变化曲线如图所示,下列分析中不正确的是
A. AB段的化学反应是:Al2O3+6HCl═2AlCl3+3H2O
B. A点盐酸浓度最低C点盐酸浓度最大
C. CD段压强变化的主要影响因素是气体温度
D. D、E两点处的气体压强相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.因为铝的化学性质比较活泼,在空气中形成一层致密的氧化铝薄膜,将未经砂布打磨的铝条放入盛有稀盐酸的密闭容器中,氧化铝先和稀盐酸反应,没有气体产生,所以压强不变,正确;
B.A点时反应还没有开始,所以盐酸的浓度最大,C点时完全反应盐酸浓度最低,错误;
C.由于铝和盐酸反应是放热反应,温度升高,完全反应以后,随着冷却,气压会降低,正确;
D.完全反应以后不再产生气体,所以D、E两点处的气体压强相等,正确。
10. 物质的分离、鉴别、除杂是重要的实验技能。下列实验方案错误的是
选项
实验目的
实验方案
A
检验羊毛线和纯棉线
灼烧闻气味
B
鉴别NaOH、NaCl、三种固体
加水溶解,观察温度的变化情况
C
分离和KCl
用水溶解、过滤、蒸发、洗涤、干燥
D
除去NaOH溶液中的
加入过量溶液,充分反应后滤去沉淀
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A、羊毛的主要成分为蛋白质,分别取样品灼烧,闻气味,产生烧焦羽毛气味的是羊毛线,产生烧纸气味的是纯棉线,故选项能达到实验目的。
B、NaOH溶于水放热,溶液温度升高;NaCl溶于水温度无明显变化;溶于水吸热,溶液温度降低,可通过温度变化鉴别,故选项能达到实验目的。
C、难溶于水,KCl可溶于水,加水溶解后过滤,滤渣洗涤干燥得到,滤液蒸发结晶得到KCl,可实现分离,故选项能达到实验目的。
D、过量的与反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,过滤,能除去杂质,但引入新的杂质(过量的),不符合除杂的原则,故选项不能达到实验目的。
二、填空、简答题(化学方程式每空2分,其余每空1分,共12分)
11. 水,是生命之源,更是文明延续和可持续发展的基石。兴趣小组的同学开展了关于水的项目式学习。
(1)水的净化
兴趣小组模拟净化金湾区大门口湿地公园的水,其流程如图1:
①加入物质X能除去水中的色素和异味,X可能是______。
②利用膜技术可以高效净水,部分过程如图2所示。由图推测大分子的直径a、微滤膜孔隙直径b和超滤膜孔隙直径c的大小关系______(用“>”连接字母“a”、“b”、“c”来表示)。
(2)水的组成
①电解水的化学方程式为______。
②从电解水实验中可以归纳出研究纯净物组成的一般思路如图3:
某纯净物发生分解反应生成氧化铜、水和二氧化碳,根据以上思路判断该物质中一定含有______(填元素符号)。
③在电解水实验中,加入氢氧化钠溶液可增强导电性,测定产生20mL氢气所需时间如图4。在六组实验中,______时电解水的速率最快。
【答案】(1) ①.
活性炭 ②.
(2) ①.
②.
③.
电压为12V,使用10%氢氧化钠溶液
【解析】
【小问1详解】
①活性炭具有疏松多孔的结构,具有吸附性,可除去水中的色素和异味,则X可能是活性炭;
②粒子直径大于膜孔径时会被膜截留:大分子能通过微滤膜,说明;大分子不能通过超滤膜,说明,因此大小关系为;
【小问2详解】
①略;
②根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,生成物氧化铜、水、二氧化碳中含四种元素,因此反应物纯净物一定含有这四种元素;
③产生相同体积的氢气,所需时间越短电解速率越快,由图4可知12V、10%氢氧化钠溶液时所需时间最短,速率最快。
12. 阅读下列科普短文,回答问题。
“深海一号”是我国首个自营超深水大气田,它源源不断地输出天然气,有效增加我国能源供给,缓解能源短缺问题。天然气的主要成分是甲烷(CH4)。甲烷本身无色无味,但为了方便人们察觉泄漏,通常会往天然气里添加有臭鸡蛋气味的四氢噻吩。甲烷不仅是优质燃料,还是重要的化工原料。在一定条件下,甲烷可以与二氧化碳反应生成氢气和一氧化碳,从而实现“碳捕捉”。此外,科学家还发现,海底蕴藏着大量的“可燃冰”(甲烷水合物),其储量巨大,是未来潜在的替代能源。可燃冰是甲烷在海底高压、低温条件下形成的水合物,虽为清洁能源,但如果开采不当,仍可能造成甲烷泄漏等环境问题。
(1)请写出天然气充分燃烧的化学方程式______。
(2)向天然气中添加四氢噻吩,利用了其______性质(填“物理”或“化学”)。
(3)甲烷实现“碳捕捉”过程的化学方程式为______。
(4)下列说法正确的是______(填字母序号)。
A. “可燃冰”是一种清洁能源,开采不会带来环境问题
B. 可燃冰是天然气冷却后得到的固体
C. “深海一号”的开采,有助于缓解我国能源短缺问题
【答案】(1)
(2)
物理 (3) (4)C
【解析】
【小问1详解】
天然气主要成分为甲烷,甲烷充分燃烧时与氧气反应,生成二氧化碳和水,根据质量守恒配平并标注反应条件即可。
【小问2详解】
四氢噻吩的臭味不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质。
【小问3详解】
根据题干信息,反应物为甲烷和二氧化碳,生成物为一氧化碳和氢气,反应条件为一定条件,配平后得到对应方程式。
【小问4详解】
A、原文明确可燃冰开采不当会造成甲烷泄漏等环境问题,错误;
B、可燃冰是甲烷在海底高压、低温条件下形成的水合物,不是天然气冷却得到的固体,错误;
C、符合题干“深海一号输出天然气可缓解能源短缺”的描述,正确。
三、实验、探究题(化学方程式每空2分,除第14(3)题1分,其余每空1分,共16分)
13. 根据如图的实验装置图,完成下列问题。
(1)仪器①的名称是______。
(2)实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳,应选用图1中的发生装置______(填字母),发生的化学方程式为______。
(3)若除去CO2中混有的HCl气体,混合气应从F装置的_____端(填“a”或“b”)通入。
(4)某制氧机的基本结构如图2所示,通过A、B两种物质产生氧气,其中A是过碳酸钠白色固体,B是二氧化锰黑色粉末。
资料链接:过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)遇水分解生成Na2CO3和H2O2。
①过滤仓中水的作用有_____(填字母)。
A.净化气体,提高所制氧气的纯度
B.监测流速,判断制氧机的工作状态
C.湿润气体,使进入人体的氧气更适宜人体
②反应仓中“O2通道”相当于图3装置中的______(选填“a”或“b”)导管。
③根据化学变化应遵循的规律,用过氧化氢制取氧气,理论上生成氧气的质量______(选填“>”、“=”或“<”)参加反应过氧化氢中氧元素的质量。
【答案】(1)水槽 (2) ①. B ②. CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(3)a (4) ①. ABC ②. a ③. <
【解析】
【小问1详解】
略。
【小问2详解】
实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,由于反应物的状态为固体和液体,反应条件不需要加热,因此发生装置选择B;大理石中的碳酸钙和稀盐酸中的氯化氢反应生成氯化钙、水和二氧化碳,该反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
【小问3详解】
F为洗气除杂装置,洗气遵循“长进短出”规则,a是伸入液面下的长导管,因此混合气从a端通入。
【小问4详解】
①过滤仓中水的作用:可以溶解提纯可溶杂质,提高氧气纯度;可以通过气泡流速判断制氧速率,监测工作状态;还能湿润氧气,使输出的氧气更适宜人体吸入,故选ABC。
②反应仓产生的氧气,需要通过“O2通道”通入过滤仓的水中,因此“O2通道”相当于图3中伸入液面下的长导管a。
③过氧化氢在二氧化锰的催化条件下反应生成水和氧气,过氧化氢中的氧元素,一部分转移到生成的水中,只有一部分进入氧气,根据质量守恒定律化学反应前后元素的质量不变可知,生成氧气的质量小于参加反应的过氧化氢中氧元素的总质量。
14. 某化学兴趣小组在研学期间,发现路边栅栏和工厂内有些钢铁部件有锈蚀现象,同学们想根据所学知识,设计一个除锈和防锈的方案。
任务一、除锈剂的选择
【提出问题】
盐酸和硫酸都可以作为除锈剂,相同浓度的盐酸和硫酸除锈效果一样吗?
【实验探究】
(1)完善下列表格
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
1
取一枚生锈的铁钉放入试管中,加入5mL的稀盐酸,加热
铁钉表面有气泡产生,铁锈少量剥落,溶液迅速变黄,铁锈很快消失
两者除锈效果几乎相同。铁锈发生反应的化学方程式为___________(写出其中一个即可)
2
取与实验1相同的一枚生锈铁钉放入另一试管中,加入5mL同浓度的稀硫酸,加热
铁钉表面有气泡产生,铁锈少量剥落,溶液呈浅棕色,铁锈很快消失
【反思评价】
(2)酸除铁锈时有产生,这说明除锈的同时会造成钢铁的___________,产生的氢气也会渗透进金属中引起“氢脆”现象,影响钢铁强度。为了避免以上现象的发生,可采取的措施有___________(答出一点即可)。
任务二、除锈防锈方案的制定
同学们发现工厂内许多锈蚀的钢铁表面有很多油污,于是又做了以下探究实验。
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
3
取与以上相同的一枚生锈铁钉,沾满油污,放入试管中,加入5mL与实验1相同浓度的稀盐酸,加热
铁锈没有明显变化
油污影响除锈
【观察分析】①结合以上实验和所学知识,同学们一致认为锈蚀钢铁如果表面有油污,应先选择碱性油污清洁剂“碱洗”去油污,再进行“酸洗”除锈。
②同学们发现从实验1中取出的铁钉在空气中放置一段时间后又发生锈蚀。
【论证完善】
(3)实际除锈防锈方案中主要涉及到以下操作:a.酸洗b.烘干c.水洗d.碱洗e.刷漆或涂油。结合实验探究和分析,方案中合理的操作顺序应为d→a→___________→___________→___________(用字母填写)。
【反思评价】
(4)①除锈后的废液呈酸性,该如何处理___________。
②钢铁生锈会造成很大损失,但利用铁生锈的原理也可服务于生活。请举出铁生锈原理应用于生活的一个实例___________。
任务三、除锈防锈方案的评价
除上述方法除锈外,在实际生产生活中,除锈的方法还有多种。比如:
1.人工除锈 用砂纸、钢丝球等工具,打磨铁锈。适合小型、少量钢铁零件除锈。
2.机械除锈 利用高速石英砂流的冲击力打磨铁锈。适合于大面积除锈。
【整合归纳】
(5)结合实际,你认为设计一个除锈防锈方案要综合考虑的因素有___________。
【答案】(1)
(2) ①. 损耗 ②. 采用喷淋方式,用酸液冲洗铁锈器件
(3)c 、b、e (4) ①. 用熟石灰与酸性废液反应 ②. 食品的保鲜剂
(5)操作难易、工作效率、经济成本、效果如何、是否环保等
【解析】
【小问1详解】
铁锈的主要成分是氧化铁,用酸除铁锈,可以为稀盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水,化学方程式为:;或用稀硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水,化学方程式为:;
【小问2详解】
酸除铁锈时有产生,这是酸和钢铁反应生成的,这说明除锈的同时会造成钢铁的损耗;为了避免“氢脆”现象,影响钢铁强度,可采取的措施有避免钢铁长时间浸泡在酸溶液中,不断打捞确定铁锈是否除尽;采用喷淋方式,用酸液冲洗铁锈器件;除尽铁锈后立即用蒸馏水冲洗;适当延迟烘干时间,让钢铁基体中的气体尽可能的逸出;
【小问3详解】
实际除锈防锈中,应先“碱洗”去油污,再进行“酸洗”除锈,再水洗、烘干,最后刷漆或涂油防锈,故操作顺序应为d→a→c→b→e;
【小问4详解】
废液呈酸性,根据酸碱中和的化学性质可知:可用廉价的熟石灰(氢氧化钙)与酸反应,处理酸性废液;铁会与氧气、水反应而生锈,所以如果将“铁生锈”原理应用得当,同样可以造福人类,如:食品的保鲜剂;
【小问5详解】
结合实际,设计一个除锈防锈方案要综合考虑的因素有:操作难易、工作效率、经济成本、效果如何、是否环保等。
四、推理、计算题(每空1分,共12分)
15. 以碳酸钙为原料制备过氧化钙(CaO2)的一种流程如图1:
(1)制取CaO2•8H2O的化学方程式:CaCl2+H2O2+2NH3•H2O+6H2O=CaO2•8H2O↓+2Y。则Y的化学式______,该反应在冰水浴中进行,温度不能过高的原因除了防止氨水挥发外,还能_____。
(2)实验室用图2模拟制备CaO2•8H2O。打开磁力搅拌器,搅拌的作用是______。
(3)“步骤2”所得滤液可用作______。
(4)CaO2在空气中易变质,需要密封保存。CaO2和H2O反应生成氧气和一种碱,该碱的化学式为______。
(5)如需制备144gCaO2,在制备过程中没有任何损失,理论上至少需要CaCO3的质量为_____g。
【答案】(1) ①. NH4Cl ②. 防止过氧化氢受热分解
(2)增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分 (3)氮肥
(4)
(5)200
【解析】
【小问1详解】
根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和数目不变,反应物中含Ca、Cl、H、O、N的个数分别是1、2、24、10、2,已知生成物中含Ca、Cl、H、O、N的个数分别是1、0、16、10、0,故2Y中一定含2个Cl、8个H、2个N,故Y的化学式为:;
略;
【小问2详解】
略;
【小问3详解】
根据化学方程式:CaCl2+H2O2+2NH3•H2O+6H2O=CaO2•8H2O↓+2NH4Cl可知,“步骤2”滤液中含氯化铵,氯化铵含氮元素,可用作氮肥;
【小问4详解】
CaO2和H2O反应生成氧气和一种碱,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,反应物中含钙元素,则该碱为氢氧化钙,化学式为:;
【小问5详解】
根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,生成CaO2中钙元素的质量与参加反应的碳酸钙中钙元素的质量相等,则钙元素的质量为:,则理论上至少需要碳酸钙的质量为:。
16. 小明发现某品牌小苏打包装袋上有“含量≥95%”的字样。为探究该品牌小苏打中含量与标注是否相符,他进行了如下实验:
注:①该品牌小苏打中其他物质能溶于水但不与稀盐酸反应,忽略HCl的挥发性;
②碳酸氢钠与盐酸反应的化学方程式为:;
③生成的气体全部逸出。
(1)第二次加入稀盐酸充分反应后,溶液呈___________(选填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(2)该实验共生成二氧化碳的质量是___________g。
(3)计算该品牌小苏打中含量与标注是否相符___________。(写出计算过程)
【答案】(1)酸性 (2)4.4
(3)解:设样品中碳酸氢钠质量为x
故碳酸氢钠含量=>95%,故含量与标注相符。
答:该品牌小苏打中含量与标注相符。
【解析】
【小问1详解】
第一次加入30g稀盐酸后,锥形瓶内质量增加=185.45g-158.75g=26.7g,证明加入30g稀盐酸反应生成30g-26.7g=3.3g气体,第二次加入30g稀盐酸,质量增加214.35g-185.45g=28.9,第二次加入稀盐酸只生成气体30g-28.9g=1.1g气体,证明第二次加入酸过量,故第二次加入稀盐酸充分反应后,溶液呈酸性;
【小问2详解】
由(1)分析可知,该实验共生成二氧化碳的质量=3.3g+1.1g=4.4g;
【小问3详解】
见答案。
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