热点01 化学史料素材(热点专练)(上海专用) 2026年中考化学二轮复习讲练测
|
3份
|
74页
|
1315人阅读
|
36人下载
内容正文:
热点01 化学史料素材
热●点●信●息●解●码
考向01 古代造纸工艺中的化学智慧
1.A
2.(1)碱 红
(2)过滤 冷却结晶
(3) 分解反应
(4)悬浊液 放热
(5)
3.(1) A
(2)二 氯化钙/氯化钡(合理即可)白色沉淀
(3)钾
(4)隔绝氧气/阻燃(合理即可)
考向02 古代制盐工艺与溶液结晶
1.D
2.(1)混合物 饱和氯化钠溶液不能再溶解氯化钠,但能溶解粗盐中其他可溶性杂质 南风 Na2SO4的溶解度随温度升高而明显增大,NaCl的溶解度随温度变化不明显,南风温度较高,析出的晶体中Na2SO4含量较低,则NaCl含量较高
(2)直接蒸煮海水提取食盐,需要消耗大量的热能,能耗大、成本高 取一定量的水放入容器中,不断加入氯化钠固体,同时用玻璃棒搅拌,直到加入的氯化钠固体不能再溶解 B 卤水的浓度越大,密度越大,石莲子排开等体积的水所产生的浮力越大
3.(1)Ⅱ 提高氯化钠的溶质质量分数
(2) 不变 20℃~40℃ 65
考向03 古代金属冶炼——铜、铁、锌的冶炼技术
1.(1)化学性质不活泼(合理即可)
(2)火法炼铜的原料(孔雀石等铜矿资源)比湿法炼铜所需的天然胆水资源更丰富
(3) 增大 温度过低时细菌活性低、反应速率慢,温度过高时细菌蛋白质变性失活,催化效率降低
(4)abc
2.(1)单质
(2)一是提供热量,二是做还原剂 419℃~907℃ A 防止热的锌重新被氧化
(3)65kg
3.(1)
(2)氧气和水/和 可以 0.2 1、3
(3) 增大反应物接触面积,加速反应 过滤 CO 置换
考向04 古代燃烧与灭火——火折子、省油灯、黑火药
1.A
2.(1)混合物 三/3 硝酸根
(2)O2
(3)吹气提供了充足的氧气,使温度达到着火点而复燃 隔绝了氧气,没有氧气支持燃烧,火星就会熄灭
3.(1) 提供了充足的空气 A
(2)清除可燃物 BC
(3)
考向05 古代化学实验操作——过滤、蒸发、蒸馏、结晶
1.(1)C
(2)滤纸 Ca(NO3)2+K2CO3=2KNO3+CaCO3↓
(3)KNO3和NaCl
(4)硝酸钾溶解度随温度降低明显减小、氯化钠溶解度随温度变化影响很小 74.4g
(5)提高原料中硝酸钾的利用率,减少资源浪费
2.(1)Cl-
(2)成卤
(3)饱和
(4)减少氯化钠因溶解损失
(5)A
(6)30 10.5 >
(7)AB
考向06 物质构成的探索——原子结构模型的发展
1.(1)原子是不可分割的实心小球 负
(2)b 原子核 原子 D
(3)原子核 核外电子
(4)C
2.(1)③①②
(2)非金属 电子层数 最外层电子数相同 MgF2 氟化镁
热●点●限●时●训●练
1.C
2.B
3.(1)化学变化
(2)CuSO4•5H2O 金属
(3)过滤
(4)增大可燃物与氧气的接触面积 隔绝氧气灭火
(5)CaO+H2O=Ca(OH)2 化合
4.(1)AD
(2)A
(3)B
(4)B
(5)提高出油率或使油脂提取更充分
(6)B
5.(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
6.(1)混合物
(2)D
(3)除去难溶性物质
(4)硝酸钾、氯化钠
(5)100 <
(6)BC
(7)N2
(8)相同点是硝酸钾和碳酸钾均含钾元素,均可作为钾肥使用,不同点是:硝酸钾溶液显中性,对土壤的酸碱度不会产生明显影响,碳酸钾溶液显碱性,长期大量使用碳酸钾可使土壤碱性增强(合理即可)
7.(1)单质 难溶
(2)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 置换反应
(3)+1 ZnCO3 Cu和Zn
8.A BAC 金属的活动性 铝 金属光泽,良好的传热导电性、延展性 在化学反应中易失去电子 易失去电子 C+2CuO 2Cu+CO2↑ 不能,在化学变化过程中元素种类不可能发生改变 铜锌合金 ZnCO3 ZnO+CO2↑、2ZnO+C 2Zn+CO2↑、2Cu2O+C 4Cu+CO2↑ 四 CO2 恨铁不成钢 C+O2 CO2 含碳量不同 除去氧化膜利于直接反应 a 镁反应速率比钛快 否 反应速率与反应物浓度有关 小红 的反应速率较快,因此图象中与标反了 小刚取的金属量较少,金属完全反应,而小红取的酸量较少,酸完全反应 合金中铜的质量分数 合金中另一金属为锌
9.(1)物理变化
(2)68g 在较低温度时,氢氧化钙的溶解度较大,使脱胶、分散纤维和漂白的作用更明显 增大硝酸钾溶解能力,减少硝酸钾的损失 降温结晶 氯化钠、硝酸钾
10.(1)1.6 ABDEF
(2)B中无水硫酸铜变蓝,C中澄清石灰水变浑浊
(3)AC
(4) 置换反应 ABD
公司2 / 18
学科网(北京)股份有限公司
$
热点01 化学史料素材
热点速递 考法破译 限时实战
第一部分 热点信息解码 融合热点考点,明确备考方向
热点速览 考向解码 考法预测
考向01 古代造纸工艺中的化学智慧
考向02 古代制盐工艺与溶液结晶
考向03 古代金属冶炼——铜、铁、锌的冶炼技术
考向04 古代燃烧与灭火——火折子、省油灯、黑火药
考向05 古代化学实验操作——过滤、蒸发、蒸馏、结晶
考向06 物质构成的探索——原子结构模型的发展
第二部分 热点限时训练 活用热点素材,精练解题能力
热●点●信●息●解●码
考向01 古代造纸工艺中的化学智慧
热点速览
造纸术是我国古代四大发明之一,东汉蔡伦改进造纸工艺,以树皮、麻头、破布等植物纤维为原料造纸,使纸的质量大大提高。明代宋应星《天工开物》详细记载了造纸流程:浸沤切碎→灰水浸泡(石灰水或草木灰)→舂捣洗涤→打槽抄纸→晒纸揭纸。其中“灰水浸泡”是关键工序,利用石灰水(氢氧化钙)或草木灰(碳酸钾)的碱性去除木质素等杂质,实现脱胶、分散纤维和漂白作用。山西平阳麻笺以优质天然麻为原料,经12道工序制作,纤维长、拉力强、色泽白、不怕虫蛀,保存时间长,其用水为硬度大的地下水(总硬度可达500mg/L),碱性高,造出的纸纹理细、易吸墨、韧性强。
考向解码
① 物质变化判断:造纸流程中“煮篁足火”(拌入石灰水蒸煮,竹纤维分解)属于化学变化;“荡料入帘”“覆帘压纸”“透火焙干”(水分蒸发)等属于物理变化。考查物理变化与化学变化的区分。
② 碱的性质与应用:石灰水主要成分为Ca(OH)₂,草木灰主要成分为K₂CO₃,二者均显碱性,能与木质素等杂质反应,达到脱胶、分散纤维、漂白的目的。若将石灰浆与草木灰混合,反应生成KOH,碱性更强,效果更好:Ca(OH)₂ + K₂CO₃ === CaCO₃↓ + 2KOH。考查碱的化学性质、复分解反应。
③ 溶解度与结晶:氢氧化钙溶解度随温度升高而减小,故“舂捣洗涤”在冷水中进行,使脱胶效果更明显;造纸废液(黑液)中含有KOH、K₂CO₃等溶质,可通过降温结晶或蒸发结晶分离。考查溶解度曲线、结晶方法选择。
④ 过滤操作:古代造纸中“捞纸”(用竹帘捞取纸膜)、“压水去湿”(滤去水分)等工序,类似实验室的过滤操作,实现固液分离。考查过滤原理及仪器。
⑤ 硬水与软水:襄汾地区地下水硬度大(总硬度可达500mg/L,属于极硬水),碱性高,利于造纸;但硬水给生活带来麻烦(洗涤起泡少、易生水垢)。考查硬水的危害及软化方法。
⑥ 物质分类:草木灰主要成分K₂CO₃属于盐;石灰浆主要成分Ca(OH)₂属于碱;生石灰CaO属于氧化物;纸张主要成分纤维素属于有机化合物。考查纯净物与混合物、氧化物、酸、碱、盐、有机物的分类。
考法预测
1.(24-25九年级上·上海普陀·阶段练习)古代以泡软的竹子为原料,经历下列变化成为纸张,其中属于化学变化的是
A.煮篁足火:拌入石灰水,没在徨桶中蒸煮8天8夜,竹纤维逐渐分解
B.荡料入帘:取出原料捣成泥面状,用竹帘捞取
C.覆帘压纸:将竹帘倒铺在压板上,纸膜落下
D.透火焙干:将湿纸膜摊在高温砖墙上慢慢干燥,获得纸张
【答案】A
【解析】A、煮篁足火过程中生成了新物质,属于化学变化,故A正确;
B、荡料入帘变化过程中无新物质生成,属于物理变化,故B错误;
C、覆帘压纸变化过程中无新物质生成,属于物理变化,故C错误;
D、透火焙干变化过程中无新物质生成,属于物理变化,故D错误。
故选A。
2.(25-26九年级上·上海浦东新·月考)造纸术是中国古代四大发明之一,某校兴趣小组从化学视角对造纸工艺开展了研学活动。
活动一:氢氧化钾是造纸的重要原料,它是如何获得的?
我国古代制造氢氧化钾的主要流程如图所示,其原理是将干燥的木料烧成灰(含),再向灰汁中加入石灰浆,充分反应后,进一步提纯得到氢氧化钾。
(1)KOH的物质类别是___________(选填:“酸”或“碱”或“盐”),将其固体溶于水,滴加酚酞,溶液呈___________色,是因为在水中存在自由移动的___________(填写微粒符号)。
(2)操作①的名称是___________;KOH的溶解度随温度升高而迅速变大,从溶液中获得KOH的结晶方法是___________。
(3)石灰窑中发生了煅烧石灰石的化学反应,写出方程式为:___________,该反应的基本类型是:___________反应。
(4)“制浆池”中得到的石灰浆是___________分散系(选填“溶液”、“悬浊液”或“乳浊液”);发生的反应从能量变化的角度分析该反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应。
(5)“反应池”中发生反应的化学方程式是___________。
活动二:展望现代造纸发展前景
现代壁纸、包装纸要求纸张具有阻燃性,氢氧化铝是常见的阻燃剂,其受热至220℃开始分解生成氧化铝和水,氧化铝覆盖在纸张表面,起到隔绝空气的作用。
【答案】(1)碱 红
(2)过滤 冷却结晶
(3) 分解反应
(4)悬浊液 放热
(5)
【解析】(1)电离子时产生的阳离子全部为氢离子的化合物叫做酸;电离时产生的阴离子全部为的化合物叫做碱;由金属离子或铵根离子与酸根离子构成的化合物叫做盐。KOH溶于水解离出和,阴离子都是氢氧根离子,因此KOH属于碱;氢氧化钾溶于水解离出的阴离子都是氢氧根离子,所以其水溶液呈碱性,碱性溶液能使无色的酚酞溶液变红,故答案分别为:碱、红、。
(2)石灰石的主要成分为碳酸钙,高温煅烧后得到的氧化钙固体中还含有未反应的固体杂质,氧化钙在制浆池中充分反应后,不与水反应的固体杂质仍然存在,所以操作①是除去石灰浆中混合的其他固体杂质,石灰浆为氢氧化钙固体小颗粒分散到水中形成的,所以操作①实际上是将颗粒大小不同的物质加以分离,故该操作名称为过滤;由于KOH的溶解度随温度升高而迅速变大,从溶液中获得KOH的结晶方法是冷却结晶(降温结晶或冷却热饱和溶液法)。
(3)石灰石的主要成分为碳酸钙,碳酸钙在高温煅烧的条件下反应生成氧化钙和二氧化碳,反应的化学方程式为:;该反应特征符合一变多的反应,其基本反应类型为分解反应。
(4)一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一、稳定的混合物,叫做溶液;不溶性固体小颗粒分散到液体里,形成的不均一、不稳定的混合物叫做悬浊液;不溶性小液滴分散到液体里形成的不均一、不稳定的混合物叫乳浊液。石灰浆是氢氧化钙的固体小颗粒分散在水中,而非分子、离子(溶液的分散质)或液体小液滴(乳浊液的分散质),符合悬浊液“固体小颗粒作分散质”的核心要求;制浆池中发生的反应为石灰窑中产生的氧化钙与水反应生成氢氧化钙的过程,该反应会放出大量的热,故答案分别为:悬浊液、放热。
(5)干燥的木料烧成灰中含有K2CO3,经溶解池后再过滤,除去不溶物,得到碳酸钾溶液,碳酸钾溶液与石灰浆在反应池内接触,碳酸钾与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾,反应的化学方程式为:。
3.某校兴趣小组从化学视角对我国造纸工艺开展了系列研学活动。
活动一:了解我国古代造纸技术
【查阅资料】我国古代手工造纸以麻、木材、竹等为原料,经过如下图多道工序而制成。
【分析交流】
(1)古代造纸过程中步骤1加的生石灰(CaO)与水反应的化学方程式为______,该反应属于______(填字母)
A.化合反应 B.分解反应 C.复分解反应 D.置换反应
同学们对黑液成分产生兴趣,将少量黑液带回实验室进行探究。
活动二:探究黑液成分
【提出问题】黑液中除了有机物还有哪些成分呢?
【查阅资料】1.黑液呈碱性。
2.氢氧化钙与草木灰(主要成分为碳酸钾)反应生成氢氧化钾和碳酸钙。
【提出猜想】猜想一:KOH;
猜想二:KOH和;
猜想三:KOH和。
【实验方案】
(2)该兴趣小组分别设计如下实验方案进行探究:
方案
实验操作
实验现象
结论
方案一
取适量黑液于试管中,向其中滴加溶液,观察现象。
试管中无明显现象
猜想______成立
另取适量黑液于容器中,将二氧化碳传感器置于其中,然后逐滴加入溶液至过量,得到的浓度变化图像。
向黑液中加入溶液过程中浓度越来越大。
方案二
取适量黑液于试管中,向其中滴加______溶液,观察现象。
试管中有______生成
与方案一的结论一致
【废液处理】
(3)造纸会产生碱性废水,加酸调节至接近中性方可排放,生成的盐可用来制备______肥,促进植物生长,增强抗倒伏能力。
活动三:展望造纸发展前景
(4)现代壁纸、包装纸要求纸张具有阻燃性,氢氧化铝是常见的阻燃剂,其受热至220℃开始分解生成氧化铝和水,氧化铝覆盖在纸张表面,起到______作用。
【成果分享】通过研学实践,同学们认识到造纸术是我国劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶,是人类文明史上一项杰出的发明创造,并且在不断创新中传承。
【答案】(1) A
(2)二 氯化钙/氯化钡(合理即可)白色沉淀
(3)钾
(4)隔绝氧气/阻燃(合理即可)
【解析】(1)氧化钙和水反应生成氢氧化钙,该反应的化学方程式为:;该反应是两种物质反应生成一种物质,符合“多变一”的特点,属于化合反应,故选A;
(2)方案一:取适量黑液于试管中,向其中滴加Na2CO3溶液,试管中无明显现象,说明黑液中没有Ca(OH)2(因为Ca(OH)2与Na2CO3会反应生成碳酸钙白色沉淀),所以猜想三不成立;又因为向黑液中加入H2SO4溶液过程中CO2浓度越来越大,说明黑液中有K2CO3(K2CO3与H2SO4反应生成CO2),所以猜想二成立;
方案二:要验证猜想二成立,即证明有K2CO3,可以取适量黑液于试管中,向其中滴加氯化钙(CaCl2)溶液(或氯化钡BaCl2溶液等可溶性钡盐或钙盐溶液),如果有白色沉淀生成,就可以证明有K2CO3存在,与方案一的结论一致;
(3)造纸产生的碱性废水加酸调节至接近中性,生成的盐含有钾元素,可用来制备钾肥,促进植物生长,增强抗倒伏能力;
(4)氢氧化铝受热分解生成的氧化铝覆盖在纸张表面,起到隔绝氧气(或空气)的作用,从而达到阻燃的目的。
考向02 古代制盐工艺与溶液结晶
热点速览
盐是古代重要战略物资。我国古代制盐主要有池盐(解州盐湖)、海盐(闵粤沿海)、井盐(四川卓筒井)三类。《天工开物》记载“海卤煎炼”——通过蒸发结晶获得食盐晶体。卓筒井是北宋发明的凿井技术,“凿地植竹,为之卓筒井”,工艺流程包括:钻井→汲卤→晒卤→滤卤→煎盐五个步骤。其中“晒卤”是将卤水风吹日晒,提高NaCl浓度;“滤卤”除去泥沙等不溶性杂质;“煎盐”用天然气或柴火加热蒸发水分,获得食盐。古人还用“莲管秤”(石莲子密度计)检验卤水浓度:卤水浓度越大、密度越大,石莲子浮起越多。此外,《天工开物》还记载“淋盐沥水”——用饱和NaCl溶液洗涤粗盐,可除去MgCl₂等可溶性杂质而不损失NaCl。
考向解码
① 蒸发结晶与降温结晶:食盐(NaCl)溶解度受温度变化影响小,故采用蒸发结晶(“煎盐”“晒卤”);而KNO₃溶解度受温度影响大,采用降温结晶(“熬硝”)。考查结晶方法的选择依据。
② 饱和溶液与不饱和溶液:20℃时,NaCl溶解度为36.0g,饱和溶液溶质质量分数≈26.5%;“汲卤”所得卤水NaCl质量分数为7%~9%,属于不饱和溶液。用饱和NaCl溶液洗涤粗盐,可溶解MgCl₂等杂质而NaCl不损失。考查饱和溶液的判断及应用。
③ 溶解度曲线分析:NaCl溶解度随温度变化平缓,Na₂SO₄溶解度随温度升高明显增大。南风(热空气)时,Na₂SO₄溶解度大、不易析出,所得晶体中NaCl含量较高;西北风(冷空气)时,Na₂SO₄溶解度小、易析出,NaCl含量较低。考查溶解度曲线的解读与应用。
④ 密度与浮力:莲管秤利用阿基米德原理——卤水浓度越大、密度越大,石莲子排开等体积水所受浮力越大,浮起的石莲子越多。考查浓度与密度的关系。
⑤ 过滤操作:“滤卤”除去泥沙等难溶性杂质,原理类似实验室过滤;“汲卤”用竹筒深入井底吸取卤水。考查过滤、固液分离方法。
⑥ 溶质质量分数计算:已知卤水质量、NaCl质量分数,计算蒸发多少水开始析出NaCl晶体;或计算结晶后剩余溶液的质量、析出晶体质量等。考查溶质质量分数的计算。
考法预测
1.“卓筒井”手工制盐发明于北宋庆历年间,比西方早800多年。卓筒井手工制盐的工艺流程如图所示,20℃条件下,“汲卤”获得的卤水中NaCl的质量分数为7%~9%,其中,含KCl的量为1.00g/100g卤水。结合图示,下列分析不正确的是
NaCl和KCl的溶解度表格
温度/℃
10
20
30
40
50
60
NaCl/g
35
36.0
36.3
36.6
37.0
37.3
KCl/g
31.0
34.0
37.0
40.0
42.6
110.0
A.“汲卤”获得的卤水是NaCl的不饱和溶液
B.“晒卤”的过程中,NaCl的浓度增大
C.“滤卤”的过程中可除去难溶性杂质
D.取100g7%卤水,恒温条件下,最少蒸发掉73.6g水时,开始有NaCl析出
【答案】D
【解析】A、20℃时,NaCl的溶解度为36g,其的饱和溶液溶质质量分数为,“汲卤”获得的卤水中NaCl的质量分数为7%~9%,小于26.5%,则该卤水是NaCl的不饱和溶液,故A选项分析正确,不符合题意;
B、晒卤”过程中,水分不断蒸发,而NaCl的质量不变,根据溶质质量分数=×100%可知,溶质的质量不变,溶液的质量减小,因此NaCl溶液质量分数增大,即浓度增大,故B选项分析正确,不符合题意;
C、“滤卤”过程是将卤水中的固体杂质与液体分离,通过过滤,可除去难溶性杂质,提高卤水纯度,故C选项分析正确,不符合题意;
D、20℃时,100g7%的卤水中,含氯化钾1.00g,含氯化钠100g×7%=7g,20℃时,NaCl的溶解度为36g,设7gNaCl形成饱和溶液时需要水的质量为x,则,解得x≈19.4g,当蒸发水的量时,开始有NaCl析出,故D选项分析不正确,符合题意。
故选D。
2.(25-26九年级上·上海·阶段练习)我国古代劳动人民因地制宜生产食盐。加《明史》记载:“解州之盐,风水所结:闵粤之盐,集卤。”
(1)解州之“盐”指池盐,即自然条件下盐湖结晶得到的食盐(含Na2SO4等杂质)。常产于气候干旱地区。
①池盐属于___________(填“纯净物”或“混合物”)。得到的粗盐中含有少量可溶性杂质,可用NaCl饱和溶液反复冲洗除去,选用NaCl饱和溶液的原因是___________。
②盐湖遇到西北风(冷空气)或南风(热空气)时,均会出现“一夜浮华”(析出大量晶体)的现象。所得晶体中,NaCl含量较高的自然条件是___________(填“西北风”或“南风”),理由是___________。
(已知:Na2SO4和NaCl的溶解度曲线如上图所示)
(2)闵粤之“盐”指海盐,其生产工艺(集卤):海水先经风吹和日晒获得较浓卤水,再煎制得食盐。生产时,古人用不同浓度的食盐水处理过的石莲子(一种植物果实)和竹筒制成莲管秤(如图A所示),用来检验卤水的浓度是否达到煎制要求。
①“集卤”工艺不采用直接蒸煮海水的方法提取食盐,其原因是___________。
②处理石莲子时,需配制饱和食盐水,其操作是___________。
③莲管秤中的1~4号石莲子的密度依次减小。现将两份卤水分别倒入莲管秤中,观察到石莲子的沉浮情况如图B和图C所示,对应的卤水浓度较大的是___________(填“B”或“C”),莲管秤能区分不同浓度卤水的原理是___________。
【答案】(1)混合物 饱和氯化钠溶液不能再溶解氯化钠,但能溶解粗盐中其他可溶性杂质 南风 Na2SO4的溶解度随温度升高而明显增大,NaCl的溶解度随温度变化不明显,南风温度较高,析出的晶体中Na2SO4含量较低,则NaCl含量较高
(2)直接蒸煮海水提取食盐,需要消耗大量的热能,能耗大、成本高 取一定量的水放入容器中,不断加入氯化钠固体,同时用玻璃棒搅拌,直到加入的氯化钠固体不能再溶解 B 卤水的浓度越大,密度越大,石莲子排开等体积的水所产生的浮力越大
【解析】(1)①池盐是自然条件下盐湖结晶得到的食盐,还含Na2SO4等杂质,由多种物质组成,所以属于混合物;
选用NaCl饱和溶液冲洗粗盐,是因为饱和氯化钠溶液中氯化钠已达到溶解最大限度,不能再溶解氯化钠,但能溶解粗盐中其他可溶性杂质,从而达到除去杂质的目的。
②由溶解度曲线可知,Na2SO4的溶解度随温度升高而明显增大,NaCl的溶解度随温度变化不明显,南风温度较高,析出的晶体中Na2SO4含量较低,则NaCl含量较高。
(2)①直接蒸煮海水提取食盐,需要消耗大量的热能,能耗大,会导致成本过高,所以 “集卤” 工艺不采用这种方法,而是先经风吹和日晒获得较浓卤水,再煎制食盐。
②配制饱和食盐水的操作:取一定量的水放入容器中,不断加入氯化钠固体,同时用玻璃棒搅拌,直到加入的氯化钠固体不能再溶解,此时得到的就是饱和食盐水。
③石莲子的密度依次减小,卤水密度越大,卤水的浓度越大,密度越大,石莲子排开等体积的水所产生的浮力越大。图 C 中浮起的石莲子只有④号,其密度最小;图 B 中浮起的石莲子有②、③、④,说明 B 中卤水能提供的浮力大,即卤水密度更大;
莲管秤能区分不同浓度卤水的原理是:卤水的浓度越大,密度越大,石莲子排开等体积的水所产生的浮力越大。
3.卓筒井是手工制盐的活化石,发明于北宋庆历年间,比西方早800多年。卓筒井手工制盐的工艺流程如下。
(1)当地人将卤水风吹日晒一段时间后,氯化钠浓度可提高至17%,该步骤称为“晒卤”,应位于步骤_________(选填“Ⅱ”、“Ⅲ”或“Ⅳ”)之后;结合该工艺流程分析“晒卤”的目的是____________(写一点)。
(2)下表是氯化钠和氯化钾固体在不同温度时的溶解度。分析表中数据回答下列问题。
温度/℃
10
20
30
40
50
60
氯化钠溶解度/g
35.8
36.0
36.3
36.6
37.0
37.3
氯化钾溶解度/g
20.9
31.6
45.8
63.9
85.5
110.0
①40℃时,将100g水加入盛有50g氯化钠的烧杯中,充分溶解后,得到氯化钠溶液的溶质质量分数为__________________(列式即可)。保持温度不变,再加入10g水,充分搅拌后,氯化钠溶液的溶质质量分数_________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
②氯化钠与氯化钾溶解度相同的最小温度范围是_________。
③20℃时,100g卤水中氯化钠的质量分数为9%,含氯化钾1.00g,蒸发掉水大于_________g,开始有氯化钠析出。
【答案】(1)Ⅱ 提高氯化钠的溶质质量分数
(2) 不变 20℃~40℃ 65
【解析】(1)“晒卤”是除去卤水中的溶剂,可将卤水的浓度提高至17%,“晒卤”应位于步骤II后,这样可以缩短“滤卤”和“煎盐”的时间,节约时间和能耗,降低成本;“晒卤”利用了蒸发浓缩的原理,目的是提高氯化钠的质量分数,为煎盐时节约燃料;
(2)①根据表中数据可知,40℃时,氯化钠的溶解度为36.6g,40℃时,将100g水加入盛有50g氯化钠的烧杯中,充分溶解后,只能溶解36.6g氯化钠,则得到该温度下饱和氯化钠溶液的溶质质量分数为:;保持温度不变,再加入10g水,还能继续溶解3.66g氯化钠,充分搅拌后,得到的还是该温度下氯化钠的饱和溶液,则氯化钠溶液的溶质质量分数不变;
②由表格可知,20℃时氯化钠的溶解度为36.0g,氯化钾的溶解度为31.6g,此时氯化钠的溶解度大于氯化钾的溶解度,40℃时氯化钠的溶解度为36.6g,氯化钾的溶解度为45.8g,此时氯化钠的溶解度小于氯化钾的溶解度,所以氯化钠与氯化钾溶解度相同的温度范围是20℃~40℃;
③20℃时,100g卤水中含氯化钠的质量分数为9%,其中氯化钠的质量=100g×9%=9g,含氯化钾的质量为1.00g,则溶液中水的质量=100g−9g−1.00g=90g,20℃时氯化钠的溶解度为36.0g,则9g氯化钠溶于25g水中形成饱和溶液,所以给该溶液蒸发时,开始有氯化钠析出时,蒸发掉水的质量=90g−25g=65g。
考向03 古代金属冶炼——铜、铁、锌的冶炼技术
热点速览
我国古代冶金技术成就辉煌。湿法炼铜:西汉《淮南万毕术》记载“曾青得铁则化为铜”,即铁与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁,开创了湿法冶金先河;宋代张世南《游宦纪闻》记载“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。火法炼铜:将孔雀石【Cu₂(OH)₂CO₃】与木炭高温煅烧,氧化铜被还原为铜。商周时期将红铜与锡、铅按比例熔合得到青铜,《考工记》记载“六齐”规律(世界上最早的合金配比经验)。炼铁:《天工开物》记载“凡铁一炉载土(铁矿石)……或用煤炭……扇炉风箱……土化成铁”,核心原理是CO在高温下还原氧化铁。炼锌:《天工开物》记载“火法炼锌”——炉甘石(ZnCO₃)与煤炭饼装入炼锌罐,泥封,“发火煅红”“冷定毁罐取出”。ZnCO₃受热分解为ZnO和CO₂,C与ZnO反应生成Zn和CO,锌沸点907℃,在冷凝区转化为液态。
考向解码
① 金属活动性顺序:“曾青得铁则化为铜”(Fe + CuSO₄ === FeSO₄ + Cu)说明Fe活动性比Cu强。锡能与稀盐酸反应产生气泡而铜不能,说明Sn活动性比Cu强。考查金属活动性顺序的应用与验证实验设计。
② 置换反应:湿法炼铜(Fe + CuSO₄ === FeSO₄ + Cu)、火法炼锌(C + 2ZnO === 2Zn + CO₂)均属于置换反应(单质+化合物→新单质+新化合物)。考查置换反应的识别及化学方程式书写。
③ 还原反应:氧化铜、氧化铁在冶炼过程中失去氧,被还原为金属单质,发生还原反应;木炭、CO得到氧,发生氧化反应。考查氧化反应、还原反应的概念及判断。
④ 合金的性质:青铜(铜锡合金)硬度比纯铜大(“金柔锡柔,合两柔则为刚”);合金熔点一般比组成它的纯金属低(炼锡时加入铅形成合金,更易熔化流出)。考查合金的特性(硬度增大、熔点降低)。
⑤ 质量守恒定律应用:根据化学方程式推断未知物质化学式;根据炉甘石质量及ZnCO₃质量分数计算生成锌的质量。考查质量守恒定律及化学计算。
⑥ 化学方程式的书写:湿法炼铜、高炉炼铁(Fe₂O₃ + 3CO 2Fe + 3CO₂)、火法炼锌(ZnCO₃ ZnO + CO₂↑,C + 2ZnO 2Zn + CO₂↑)、孔雀石分解(Cu₂(OH)₂CO₃ 2CuO + H₂O + CO₂↑)等。考查化学方程式的正确书写。
考法预测
1.阅读短文,回答问题。
铜的冶炼:人类文明的冶炼史诗
从新石器晚期的第一抹红铜光泽,铜的冶炼技术千百年来始终与人类文明同频共振。
火法炼铜原料丰富、生产稳定性强,是人类最早掌握的冶金技艺。我们祖先将绿色的孔雀石与木炭一同投入陶窑高温煅烧,氧化铜便被还原出瑰丽的红铜。商周时期,工匠将红铜与锡、铅按特定比例熔合得到青铜。战国古籍《考工记》中记载的“六齐”规律,是世界上最早的合金配比经验。这项技术支撑起了辉煌历史的青铜文明。
我国古代工匠又开创了一条独特的技术路径,湿法炼铜。将铁片放入天然胆水(硫酸铜溶液),得到海绵状的铜。这项技术在两宋时期达到鼎盛。
以“双闪”工艺(闪速熔炼+闪速吹炼)为代表的现代火法技术,将干燥的铜精矿颗粒与富氧空气喷入高温反应塔,利用矿物自身的化学反应热,在2~3秒内完成从精矿到粗铜的全部转变。为实现高质量的绿色生产,现代火法技术对矿石中硫的捕集率提高至99%以上。
针对火法难以经济利用的低品位矿石,科学家开发了细菌冶金技术。利用嗜酸氧化亚铁硫杆菌将辉铜矿(Cu
2S)中的铜溶解浸出,再经萃取-电积得到高纯阴极铜,核心反应原理如图1。氧化亚铁硫杆菌在不同温度时生命活性不同,不同温度下铜浸出率如图2。
如今,铜冶炼利用数字孪生系统实时监控生产过程,废渣变身为建筑材料,余热用于发电,构成了完整的循环经济链条。
(1)铜、银、金在自然界中能以单质形式存在的主要原因是___________。
(2)古代火法炼铜比湿法炼铜应用更普遍,从资源的角度分析,原因是_________。
(3)①反应Ⅰ为,则X为_________,溶液的pH_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②细菌冶铜最适宜的温度是_________,其他温度时铜浸出率较低的原因可能是_________。
(4)下列叙述正确的是_________(填序号)。
a.古代湿法炼铜比火法炼铜能耗低、污染小
b.“双闪”工艺可利用矿物自身的化学反应提供能量,显著减少燃料的消耗
c.细菌冶金技术具有能耗低、环境污染小、可处理低品位矿等优势
【答案】(1)化学性质不活泼(合理即可)
(2)火法炼铜的原料(孔雀石等铜矿资源)比湿法炼铜所需的天然胆水资源更丰富
(3) 增大 温度过低时细菌活性低、反应速率慢,温度过高时细菌蛋白质变性失活,催化效率降低
(4)abc
【解析】(1)铜、银、金在金属活动性顺序中排在靠后位置,化学性质稳定,不易和自然界中的其他物质发生反应,因此可以单质形式存在;
(2)根据题干信息,火法炼铜原料丰富,而湿法炼铜需要天然硫酸铜溶液(胆水),这类资源储量远少于常规铜矿,因此古代火法应用更普遍;
(3)①根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类、数目不变,已知反应物中含Fe、S、O、H的个数分别是4、4、18、0,生成物中含Fe、S、O、H的个数分别是4、6、26、4,故反应物中还应含2个S、8个O、4个H,则X的化学式为:H2SO4;
反应消耗酸且生成水,溶液酸性减弱,pH增大;
②由图2可知,相同时间内,30℃时铜浸出率最高,此时为最适宜温度;
见答案;
(4)a、火法炼铜需要高温煅烧,能耗高且会产生废气污染物,湿法炼铜为常温置换反应,能耗低、污染小,正确;
b、正确;
c、题干提到细菌冶金可处理火法难以利用的低品位矿,且反应条件温和,能耗低、污染小,正确。
2.金属材料在人类文明发展中起重要作用,古代冶金技术彰显了我国劳动人民智慧
(1)战国《韩非子·内储说上》提到,早期采金技术均是“沙里淘金”。金在自然界中主要以_________(填“单质”或“化合物”)形式存在。
(2)明代宋应星所著的《天工开物》,介绍了“火法炼锌”的方法:把炉甘石(ZnCO3和煤炭饼装入炼锌罐(如图),泥封,“其底铺薪,发火煅红”“冷定毁罐取出”。(已知:锌的熔点为419℃,沸点为907℃)
①反应区中,ZnCO3分解生成ZnO和另一种氧化物。罐内煤炭的作用是______。
②冷凝区中,锌由气态转化为液态,理论上该区应控制的温度范围是______℃,该工艺从反应混合物中收集锌的方法属于______(填标号)。
A.蒸馏 B.蒸发 C.结晶 D.升华
③“冷定”后方能“毁罐”取锌,原因是____________。
④“锌火”主要是罐内产生的CO燃烧产生的火焰,可避免CO直接排放到空气中,其原理是(用化学方程式表示)____________。
(3)某炼锌作坊取用200kg炉甘石(含ZnCO3的质量分数为62.5%,杂质不参与反应),在高温下完全反应生成金属锌,最终可制得金属锌的质量为____________。
【答案】(1)单质
(2)一是提供热量,二是做还原剂 419℃~907℃ A 防止热的锌重新被氧化
(3)65kg
【解析】(1)金的化学性质比较不活泼,在自然界中主要以单质形式存在;
(2)罐内煤炭的作用有2个,一是提供热量,二是做还原剂;
②由锌的熔点和沸点可知,冷凝区中,锌由气态转化为液态,理论上该区应控制的温度范围是:419℃~907℃;由于锌的沸点为907℃,泥罐下部温度可达1200℃,上部约为600℃,此时锌由气态转化为液态;
A、蒸馏是将液体先通过加热使其气化,再通过冷凝使其液化的过程,蒸馏是根据混合物的沸点不同进行分离,锌的沸点为907℃,泥罐下部温度可达1200℃,上部约为600℃,在冷凝区,锌由气态转化为液态,故工艺从反应混合物中收集液态锌的方法属于蒸馏,符合题意;
B、蒸发是指将溶液中的溶剂通过加热使其除去水分,剩下溶质固体,蒸发的目的是将溶液中的溶质分离出来,不符合题意;
C、结晶是物质由液态变为固态的过程,不符合题意;
D、升华是指固态物质不经液态直接变为气态的过程,不符合题意;
故选A;
③由于锌与氧气能反应,则“冷定”后方能“毁罐”取出,可防止热的锌重新被氧化;
④一氧化碳与氧气燃烧生成二氧化碳,反应的化学方程式为:;
(3)炉甘石中ZnCO3的质量为:200kg×62.5%=125kg,根据锌元素质量守恒,生成锌的质量为:。
3.金属及其制品在生产和生活中起到了重要的作用。
(1)【古代—铜】:《梦溪笔谈》记载:“信州铅山有苦泉,流以为洞。挹其水熬之则成胆矾,烹胆矾则成铜,熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。用“苦泉水”制取铜的方法下图所示:
①方案一中,“烹胆矾则成铜”的原理是,X的化学式为_____。
②结合上图,写出方案二中生成铜的化学方程式____________。
(2)【现代—铁】:铁是生活中常见金属,铁在空气中易生锈是铁与___________共同作用的结果。生活中常用稀盐酸除去铁锈,写出反应的化学方程式____________。
铁生锈会造成资源的浪费,合理利用资源可以变废为宝。化学社同学为了探究“暖宝宝”的发热原理,了解到“暖宝宝”的成分为铁粉、蛭石(保温作用)和吸水性树脂、食盐、活性炭等。小组同学设计了下图装置进行探究,记录整理了实验数据(如图)。
【数据分析】根据图中温度变化曲线可知,反应放热;根据图中浓度变化推测,铁粉______(填“可以”或“不可以”)用于测定空气中氧气的体积分数。
【深入探究】为探究“暖宝宝”快速放热的原因,小组同学设计如下4组实验,通过记录反应过程中温度的变化,探究氯化钠、活性炭及两者共同存在对铁锈蚀速率的影响。
编号
铁粉/g
水/mL
活性炭/g
氯化钠/g
测得10min内温度上升值/℃
1
2
5
0
0
0.1
2
2
5
0
0.1
3.1
3
2
5
0.2
0
22.0
4
2
5
m
0.1
56.3
表中m的数值为__________;通过对比实验__________(写序号),说明活性炭能加速铁锈蚀速率。
【实验结论】氯化钠、活性炭尤其是两者共同存在,均会加速铁锈蚀速率。
(3)【航空—钛】:钛(Ti)被称为航空金属,钛合金具有很多优良的性能常用于建造空间站。如图是以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁()]为主要原料冶炼金属钛的生产工艺流程:
①钛酸亚铁的化学式为,其中钛元素的化合价为______价。
②反应①之前需要将钛铁矿粉碎,目的是______。
③操作a的名称为______。
④反应②除了生成,还生成一种有毒的可燃性气体,该气体的化学式为______。
⑤金属镁和在高温下发生的反应③,该反应的基本反应类型为______反应。
【答案】(1)
(2)氧气和水/和 可以 0.2 1、3
(3) 增大反应物接触面积,加速反应 过滤 CO 置换
【解析】(1)①根据质量守恒定律,反应前后原子的种类、数目不变,反应前有2个铜原子,2个硫原子,20个氢原子,18个氧原子,反应后2个铜原子,2个硫原子,8个氧原子,故还差20个氢原子,10个氧原子,故X为2个氢原子和一个氧原子,故为:H2O;
②方案二中是硫酸铜和铁反应生成铜和硫酸亚铁,化学方程式为:。
(2)铁在空气中易生锈是铁与水和氧气共同作用的结果;生活中常用稀盐酸除去铁锈,铁锈的主要成分为氧化铁,与盐酸反应生成氯化铁和水,化学方程式为:;
根据图中浓度变化,铁粉几乎将氧气耗尽,因此铁粉用于测定空气中氧气的体积分数;
实验4是为了探究氯化钠和活性炭共同存在对铁锈蚀速率的影响,因此活性炭的质量m应与实验3中的活性炭质量相同,即m=0.2;通过对比实验1和3,可以说明活性炭能加速铁锈蚀速率。
(3)①钛酸亚铁中,铁为+2价,氧为-2价,设钛元素的化合价为x,根据化合物中各元素正负化合价代数和为零的原则列式:(+2)×1+x×1+(-2×3)=0可求出x=+4价;
②反应①之前需要将钛铁矿粉碎,目的是增大反应物接触面积,加速反应;
③操作a是将固体和液体分离,操作名称为过滤;
④根据质量守恒定律,反应②反应前有钛元素、氧元素和氯元素以及碳元素,反应后生成的四氯化钛中有钛元素和氯元素,还缺碳元素和氧元素,碳元素和氧元素能够组成的有毒的可燃性气体是一氧化碳;
⑤反应③是镁和四氯化钛在高温条件下生成钛和氯化镁,所以反应方程式为:,该反应符合“单换单”的特征,属于置换反应。
考向04 古代燃烧与灭火——火折子、省油灯、黑火药
热点速览
火是人类文明的起源。我国古代在燃烧与灭火方面有诸多发明创造。火折子:《天工开物》记载“以白薯蔓浸水……辅以硝五钱、硫磺二两、松香四钱……装入竹筒,吹气复燃”。火折子中含有KNO₃(受热分解供氧)、S、松香等,吹气提供充足氧气使火星复燃。省油灯:宋代陆游记载“书灯惟瓷盏最省油”,夹层中注入冷水,利用水的比热容大吸收热量,降低灯油温度,减少灯油挥发。黑火药:宋代配方“一硝二磺三木炭”,燃烧反应为2KNO₃ + S + 3C K₂S + N₂↑ + 3CO₂↑,属于放热反应。灭火原理:《三国志》“扬汤止沸,不如去薪”——“去薪”是清除可燃物;用泥土覆盖灭火——隔绝氧气;剪断灯芯——清除可燃物。
考向解码
① 燃烧条件:燃烧需要可燃物、氧气、温度达到着火点。“吹气复燃”提供氧气;“竹筒没有烧焦痕迹”——温度未达到竹筒着火点。考查燃烧条件的理解与应用。
② 灭火原理:隔绝氧气(用泥土覆盖、盖上炉盖)、清除可燃物(剪断灯芯、“去薪”)、降温至着火点以下(用水灭火)。考查灭火原理的辨析。
③ 黑火药反应:化学方程式为2KNO₃ + S + 3C K₂S + N₂↑ + 3CO₂↑。KNO₃中氮元素化合价从+5降至0,发生还原反应,KNO₃作氧化剂;C元素从0升至+4,发生氧化反应。考查氧化还原反应初步、化合价变化。
④ KNO₃的性质:KNO₃受热分解生成KNO₂和O₂(2KNO₃ 2KNO₂ + O₂↑),提供助燃气体。考查KNO₃的热稳定性。
⑤ 省油灯原理:水比热容大,吸热降温,减少灯油挥发(降低温度→分子运动速率减慢→挥发减少)。考查水的比热容应用、分子运动与温度关系。
⑥ 着火点概念:着火点是可燃物的固有属性,一般不会改变(“降低可燃物的着火点”的说法错误)。考查着火点的概念辨析。
考法预测
1.油灯是古代重要的照明工具,下图是我国劳动人民的智慧发明“省油灯”的内部结构。下列说法正确的是
A.夹层中的水可以降低灯油的温度,减少灯油挥发
B.吹灭油灯的原理是降低可燃物的着火点
C.“省油灯”中水的作用是隔绝氧气
D.灯芯不是可燃物
【答案】A
【解析】A. 水的比热容较大,可吸收热量降低灯油的温度,温度越低,分子运动速率越慢,灯油挥发减少,该选项正确。
B. 着火点是可燃物的固有属性,一般不会改变,吹灭油灯的原理是降低温度至可燃物的着火点以下,不是降低着火点,该选项错误。
C. 油的密度比水小,浮在水的上层,可直接接触到氧气,水没有起到隔绝氧气的作用,该选项错误。
D. 灯芯(通常为棉线等材质)可以燃烧,属于可燃物,该选项错误。
2.(25-26九年级上·上海·期中)火折子被称为古代的“打火机”,燃芯由S、KNO3、薯藤和棉花等制成,结构如图。
(1)原料:火折子中燃芯属于________(填“混合物”或“纯净物”)。KNO3由______种元素组成,其中原子团的名称是________。
(2)反应:火折子中发生的化学反应之一:,X的化学式是________。
(3)使用:需要火源时,拔开火折子的竹帽,一吹燃芯上的火星即复燃,其原因是_________;旋转竹帽使竹筒和竹帽上小孔的位置错开,形成密封,燃芯上的火星就会熄灭,其原因是______。
【答案】(1)混合物 三/3 硝酸根
(2)O2
(3)吹气提供了充足的氧气,使温度达到着火点而复燃 隔绝了氧气,没有氧气支持燃烧,火星就会熄灭
【解析】(1)燃芯由S、KNO3、薯藤和棉花等制成,则燃芯属于混合物;KNO3由钾、氮、氧三种元素组成;KNO3中原子团是,名称是硝酸根;
(2)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2个钾原子、2个氮原子、6个氧原子,反应后有2个钾原子、2个氮原子、4个氧原子,所以X中含有2个氧原子,X的化学式为O2;
(3)一吹燃芯上的火星即复燃,是因为吹气能提供充足的氧气,氧气具有助燃性,使温度达到着火点而复燃;旋转竹帽使竹筒和竹帽上小孔的位置错开,形成密封,燃芯上的火星就会熄灭,是因为隔绝了氧气,没有氧气支持燃烧,火星就会熄灭。
3.火折子、夹瓷盏等器具体现了我国古代劳动人民掌控燃烧的智慧,其结构如下图:
(1)火折子:《天工开物》中有关“火折子”的记载:“以白薯蔓浸水……,辅以硝五钱、硫磺二两、松香四钱……,装入竹筒,吹气复燃。”
①“硝”指硝酸钾(KNO3),受热易分解生成亚硝酸钾(KNO2)和一种单质,该反应的化学方程式为___________。
②“吹气复燃”的原理是___________。
③火折子在保存时应控制的氧气浓度C的范围是___________(填序号)。
A.C<C1 B.C1<C<C2 C.C>C2
(2)夹瓷盏:诗人陆游曾道:“书灯惟瓷盏最省油,蜀中有夹瓷盏,一端作小窍,注清冷水于其中,每夕一易之,……可省油之半。”
①剪掉灯芯熄灭油灯,利用的灭火原理是___________。
②下列关于夹瓷盏说法正确的是___________(填序号)。
A.夹瓷盏中的可燃物只有炷
B.夹层中的清水可以降低灯油的温度,减少灯油的损耗
C.“注清冷水于其中,每夕一易之”说明使用过程中夹层中的水需要定期补充
(3)酒精灯是现代化学实验室常用的加热仪器,其中的燃料为酒精,则酒精燃烧的化学方程式为___________。
【答案】(1) 提供了充足的空气 A
(2)清除可燃物 BC
(3)
【解析】(1)①根据质量守恒定律可知,硝酸钾(KNO3)受热分解生成亚硝酸钾(KNO2)和氧气,该反应的化学方程式为:;
②吹气时,空气流动,为燃烧提供了充足的空气,使火折子复燃;
③由图可知,当氧气浓度低于C1时火折子熄灭,所以火折子在保存时应控制的氧气浓度范围是小于C1,故选A;
(2)①物质燃烧需要同时具备三个条件,一是物质具有可燃性,二是与氧气接触,三是温度达到可燃物的着火点,因此灭火的原理是清除或隔离可燃物、隔绝氧气或空气、使温度降到着火点以下,则剪掉灯芯熄灭油灯,利用的灭火原理是清除可燃物;
②A、据图可知,参加燃烧的反应物有油和灯芯,故说法错误;
B、夹层中的空气或清水,降低灯油的温度,减少灯油的损耗,故说法正确;
C、“注清冷水于其中,每夕一易之” 说明夹层中的水在不断减少,所以使用过程中夹层中的水需要定期补充,故说法正确;
故选BC;
(3)酒精燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为:。
考向05 古代化学实验操作——过滤、蒸发、蒸馏、结晶
热点速览
我国古代劳动人民在长期实践中总结出许多与化学实验操作相似的工艺方法。《天工开物》记载古法制盐“海卤煎炼”——蒸发结晶;“淋盐沥水”——过滤/洗涤。造纸术中“捞纸”“压水去湿”——过滤;“晒纸”——蒸发。制烧酒工艺《本草纲目》记载“蒸令气上,用器承滴露”——蒸馏。制KNO₃工艺中“淋硝”(稻草过滤)、“熬硝”(蒸发浓缩)、“降温结晶”(冷却热饱和溶液析出KNO₃晶体)。卓筒井“滤卤”用枝条架、滤缸过滤泥沙。这些工艺与现代化学实验中的过滤、蒸发、蒸馏、结晶等操作原理相通。
考向解码
① 过滤:分离固体与液体的操作。古代例子:“淋硝”(稻草作滤材)、“滤卤”(滤缸)、“压水去湿”(竹帘)、“捞纸”(竹帘捞取纸膜)。考查过滤的适用范围、仪器(漏斗、玻璃棒、烧杯)、操作要点(一贴二低三靠)。
② 蒸发:加热使溶剂挥发得到溶质的操作。古代例子:“煎盐”“熬硝”“晒卤”“日晒成干”。考查蒸发的适用范围、仪器(蒸发皿、酒精灯、玻璃棒)、操作要点(加热时不断搅拌、出现大量固体时停止加热)。
③ 蒸馏:利用沸点差异分离混合物的操作。古代例子:“蒸令气上,用器承滴露”(烧酒蒸馏)。考查蒸馏的原理、适用范围(分离沸点不同的液体混合物)、仪器(蒸馏烧瓶、冷凝管、接收器)。
④ 结晶:从溶液中析出晶体的操作。降温结晶适用溶解度随温度变化大的物质(KNO₃);蒸发结晶适用溶解度随温度变化小的物质(NaCl)。考查结晶方法的选择依据及操作流程(溶解→加热浓缩→降温→过滤)。
⑤ 洗涤:用饱和溶液洗涤粗盐,可溶解杂质而不损失主要产物(“淋盐沥水”)。考查洗涤操作的目的及试剂选择。
⑥ 混合与研磨:“粉碎”“研细”增大接触面积,加快反应速率;“搅拌”加快溶解速率。考查影响反应速率的因素。
考法预测
1.(25-26九年级上·上海崇明·期末)古代以硝土【富含KNO3、Ca(NO3)2和NaCl】和草木灰(主要成分K2CO3)为原料生产KNO3的部分流程如图1所示,淋硝过程如图2。
(1)实验室配制50g溶质质量分数为16%的氯化钠溶液时,相关内容错误的是___________。
A.相关图标 B.称量
C.量取 D.溶解
(2)木桶内铺上木板和稻草,将硝土和草木灰混合后拌匀置于其上,用水冲淋,于木桶下方导出“硝水”。稻草相当于实验室过滤操作的___________(填实验用品);硝土中Ca(NO3)2与草木灰中K2CO3发生了复分解反应,化学方程式为___________。
淋硝所得的溶液称为硝水,熬硝主要是将淋硝过程中得到的硝水浓缩成浓硝水,冷却“热浓硝水”析出KNO3晶体。
(3)“硝水”中一定含有的溶质是___________。
(4)下表为KNO3、NaCl的溶解度数据。
温度(℃)
20
40
60
80
溶解度(g)
KNO3
31.6
61.3
106
167
NaCl
35.9
36.4
37.1
38.0
冷却“热浓硝水”主要获得KNO3晶体的原因是___________;若将206 g硝酸钾饱和溶液从60℃降低到20℃,析出硝酸钾晶体的质量为___________g。
(5)滤液M可以循环使用,原因是___________。
【答案】(1)C
(2)滤纸 Ca(NO3)2+K2CO3=2KNO3+CaCO3↓
(3)KNO3和NaCl
(4)硝酸钾溶解度随温度降低明显减小、氯化钠溶解度随温度变化影响很小 74.4g
(5)提高原料中硝酸钾的利用率,减少资源浪费
【解析】(1)A、配制氯化钠溶液防止液体飞溅需要戴护目镜,做完实验要勤洗手,正确;
B、需要称量溶质的质量为50g×16%=8g,正确;
C、量取液体时视线要与液体凹液面的最低处相平,错误;
D、溶解在烧杯中进行,需要用玻璃棒搅拌,正确;
故选C。
(2)在过滤操作中,滤纸起到分离固体和液体的作用,稻草在淋硝过程中起到类似滤纸过滤的作用,分离硝土等固体和 “硝水” 液体。硝土中Ca(NO3)2与草木灰中K2CO3发生了复分解反应,化学方程式为Ca(NO3)2+K2CO3=2KNO3+CaCO3↓。
(3)硝土中含KNO3、Ca(NO3)2和NaCl等,Ca(NO3)2与K2CO3反应生成KNO3,NaCl不反应,所以 “硝水” 溶质中一定含KNO3、NaCl 。
(4)由溶解度曲线可知,硝酸钾溶解度随温度变化大,氯化钠溶解度随温度变化小,所以冷却热浓硝水主要获得KNO3晶体的原因是硝酸钾溶解度随温度降低显著减小,氯化钠溶解度随温度变化小。
60℃时硝酸钾溶解度106g,206g饱和溶液中含硝酸钾106g、水100g;20℃时溶解度31.6g,则降温后析出晶体质量为106g−31.6g=74.4g。
(5)滤液M可以循环使用,原因是提高原料中硝酸钾的利用率,减少资源浪费。
2.氯化钠是生活必需品,也是重要的化工原料。
I.古法制盐:古人用煎盐法制取食盐主要步骤有:①制卤水;②测卤水浓度;③煎卤得粗盐;④用“花水”冲洗粗盐得精品盐。
制取卤水的方法有两种:
刮土淋卤:将结有盐霜的土,聚集成堆,清水浇注,卤水从堆底流出;
草木灰淋卤:将草木灰浸入海水然后晾晒至现出白光,再用海水淋之,得卤水。
(1)卤水中存在大量的阴离子是______(填离子符号)。
(2)卤水入锅前,以石莲子或鸡蛋投入卤中,检验卤水浓度,石莲子或者鸡蛋沉入水下的为淡卤,半飘浮的为半淡卤,浮立于水面的为成卤,其中溶质质量分数最大的是______(填“淡卤”“半淡卤”或“成卤”)。
(3)以成卤入锅煎盐,有白色晶体析出时,此时卤水是______溶液(填“饱和”或“不饱和”)。
(4)经调查发现,“花水”是NaCl的饱和溶液,用“花水”冲洗粗盐而不用淡水冲洗的原因是______。
Ⅱ.工业制盐:目前工业上常用真空法制备食盐,通过减压使热的海水快速蒸发而获得食盐。小涵在实验室中用溶液a(3%NaCl溶液1000g)模拟真空法制备食盐的流程(忽略物质的损耗)及氯化钠溶解度曲线如图所示:
(5)步骤1中分子的______发生了变化。
A.间距 B.质量 C.种类 D.个数
(6)溶液a中溶质的质量为______g。溶液a经减压蒸发后得到溶液b和NaCl固体xg,x的数值为______。溶液b的质量______溶液c的质量(填“<”“=”或“>”)。
(7)海水晒盐是借助日光和风力使水分蒸发。对比分析真空制盐,海水晒盐的优点是______。
A.节省能源 B.成本低廉 C.生产效率高
【答案】(1)Cl-
(2)成卤
(3)饱和
(4)减少氯化钠因溶解损失
(5)A
(6)30 10.5 >
(7)AB
【解析】(1)由题可知,卤水的溶剂是水,卤水中的溶质主要是氯化钠,氯化钠由钠离子和氯离子构成,故卤水中存在的阴离子是Cl-;
(2)当一个物体放在液体中时,如果它的密度大于液体的密度,它就会沉下去;如果它的密度小于液体的密度,它就会浮起来;如果它的密度等于液体的密度,它就会悬浮在液体中。石莲子或者鸡蛋沉入水下的为淡卤,半飘浮的为半淡卤,浮立于水面的为成卤,即温度相同时成卤的密度最大,成卤的浓度最大,溶质质量分数最大的是成卤;
(3)以成卤入锅煎盐,有白色晶体析出时,此时卤水不能继续溶解氯化钠,是饱和溶液;
(4)“花水”是NaCl的饱和溶液,不能继续溶解氯化钠,而淡水能继续溶解氯化钠,这样可以减少食盐因溶解而造成的损失;
(5)步骤1是将水蒸气变成水,是物理变化,分子本身没有改变,只是改变了分子间距,故选A;
(6)溶质的质量=溶液的质量×溶质质量分数,故溶液a中溶质的质量为1000g×3%=30g;
溶液a中溶剂的质量为1000g-30g=970g,溶液a经减压蒸发后得到溶液b和NaCl固体xg,且蒸发920g水蒸气,则溶液b属于饱和溶液,溶液b中溶剂的质量为970g-920g=50g。由已知信息可知90℃时,氯化钠的溶解度为39g,即100g的水中最多溶解39g氯化钠固体,故溶液b中溶质的质量为19.5g,则xg=30g-19.5g=10.5g;饱和溶液b降温后得到溶液c,该过程有固体析出,溶液质量减小,故溶液b的质量>溶液c的质量;
(7)海水晒盐是借助日光和风力使水分蒸发,故海水晒盐的优点是可以节省能源、成本低廉,但制取等量的食盐,海水晒盐耗时太长,生产效率低,故选AB。
考向06 物质构成的探索——原子结构模型的发展
热点速览
人类对物质构成的探索经历了漫长过程。古代元素观:我国古代有“五行说”(金木水火土)。近代原子论:1808年道尔顿提出“实心球模型”——原子是不可分割的实心小球;1897年汤姆孙发现电子,提出“葡萄干布丁模型”——正电荷均匀分布,电子镶嵌其中;1911年卢瑟福通过α粒子散射实验(大多数α粒子穿过金箔,少数被反弹),提出“核式结构模型”——原子中心有很小、带正电的原子核,电子绕核运动;1913年玻尔提出“行星轨道模型”(电子在固定轨道上运动);现代“电子云模型”。原子结构模型的演变体现了科学认识不断深化的过程。
考向解码
① 原子结构模型演变:道尔顿(实心球)→汤姆孙(枣糕/葡萄干布丁)→卢瑟福(核式结构/行星模型)→玻尔(轨道模型)→现代电子云模型。考查模型建立的先后顺序及核心观点。
② α粒子散射实验:大多数α粒子穿过金箔(原子内部大部分是空的);少数α粒子发生偏转(原子核带正电,对α粒子产生斥力);极少数被反弹(原子核体积很小但质量很大)。考查实验现象与结论的对应关系。
③ 原子的构成:原子由原子核(质子+中子)和核外电子构成。原子核带正电,体积小、质量大;电子带负电,在核外高速运动。考查原子的结构(质子、中子、电子、原子核)。
④ 电子的发现:汤姆孙发现电子,证明原子可分,纠正了道尔顿“原子不可分割”的观点。考查科学史及电子带负电。
⑤ 质量守恒定律:拉瓦锡通过定量实验(汞与氧气反应)建立质量守恒定律。考查质量守恒定律的内容、微观解释(原子种类、数目、质量不变)。
⑥ 元素周期表:元素原子结构示意图(电子层数=周期数,最外层电子数=主族序数);元素的化学性质由最外层电子数决定。考查原子结构示意图的画法及元素周期表的应用。
考法预测
1.人类探索原子结构的过程是漫长而艰辛的。
阅读下列材料,回答问题。
材料1:1808年,英国科学家道尔顿在古代原子观点和科学实验的基础上系统地提出了原子论。他提出物质都是由肉眼看不见的原子构成的,原子是不可分割的实心小球,即原子的“实心球模型”。
材料2:19世纪末,英国科学家汤姆孙发现了电子。在此基础上,他提出了一种原子模型,认为正电荷均匀地分布在整个原子内,电子镶嵌其中,即“葡萄干布丁模型”。
材料3:1909年,英国科学家卢瑟福进行了α粒子散射实验。1911年,他提出了原子的“核式结构模型”,为现代原子理论打下了基础。
(1)汤姆孙发现了电子,主要是纠正了道尔顿原子论中_______的观点。电子带______电荷。
(2)在卢瑟福的实验中,大多数α粒子穿过金箔后方向不变,说明________(填序号:a.原子的质量是均匀分布的;b.原子内部绝大部分空间是“空的”);卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是________。卢瑟福所使用的金箔是由_______(填“分子”、“原子”、或“离子”)构成的,卢瑟福进行的α粒子(带正电)散射实验如图所示,根据实验不能获得的结论是______。
A.金原子核带正电
B.金原子核体积很小
C.金原子核比电子所占空间小得多
D.金原子核外电子带负电
(3)卢瑟福通过实验得出原子是由_______和_______构成,并提出了沿用至今的现代原子结构理论。
(4)同学们用橡皮泥、绿豆、铁丝等制作了上述3种原子结构模型,如下图所示。其中能代表汤姆孙原子结构模型的是______(填字母,下间)。
A. B. C.
【答案】(1)原子是不可分割的实心小球 负
(2)b 原子核 原子 D
(3)原子核 核外电子
(4)C
【解析】(1)汤姆孙发现了电子,那就说明原子是可分的,故主要是纠正了道尔顿原子论中原子是不可分割的实心小球的观点;电子带负电荷。
(2)大多数α粒子穿过金箔后方向不变,说明原子内部的空间比较大,故选b;原子中电子的质量很小,原子的质量主要集中在原子核中,故“很小的结构”指的是原子核;金属于金属,由金原子构成,故选原子;
A、卢瑟福实验中,α粒子带正电,少部分的α粒子被反弹回来,说明金原子核带正电,该选项不符合题意。
B、卢瑟福实验中,大多数α粒子穿过金箔后方向不变,说明原子内部的空间比较大,原子核体积很小,该选项不符合题意。
C、卢瑟福实验中,证明了原子核的体积很小,电子在核外运动,故金原子核比电子所占空间小得多,该选项不符合题意。
D、卢瑟福实验中,没有证明电子的电性,该选项符合题意。
故选D。
(3)卢瑟福提出了原子的“核式结构模型”,通过实验得出原子是由原子核和核外电子构成的。
(4)汤姆孙发现了“葡萄干布丁模型”,故选C。
2.从古代元素观与原子论,到近代原子结构模型,至今日人工合成元素,人类从未停止对物质构成规律的探索。
(1)模型法是科学学习重要的方法。如图是科学家及其提出的原子结构假设模型,其中原子结构模型建立的先后顺序是___________(填数字序号)。
①汤姆生:枣糕模型
②卢瑟福:核式模型
③道尔顿:实心模型
(2)元素周期律的发现使化学学习和研究变得有规律可循。下图为元素周期表中部分元素的原子结构示意图:
①原子序数为15的元素属于___________(填“金属”或“非金属”)元素。
②镁元素与铝元素排在周期表的同一周期,因为它们原子的___________相同。
③从原子结构示意图分析,氧元素和硫元素具有相似化学性质的原因是___________。
④第9号元素和12号元素形成的化合物的化学式是___________,名称为___________。
【答案】(1)③①②
(2)非金属 电子层数 最外层电子数相同 MgF2 氟化镁
【解析】(1)最早道尔顿提出实心原子模型,之后汤姆生发现电子提出枣糕模型,最后卢瑟福通过α粒子散射实验提出原子核式结构模型,因此排序为③①②;
(2)15号元素是磷,名称带“石”字旁,属于非金属元素;
② 元素周期表中,周期数等于原子的电子层数,镁和铝电子层数相同,因此位于同一周期;
③ 元素化学性质由原子最外层电子数决定,氧和硫原子的最外层电子数相同,因此化学性质相似;
④ 9号氟元素在化合物中显价,12号镁元素在化合物中显价,根据化合物化合价代数和为0,得到化学式MgF2,名称为氟化镁。
热●点●限●时●训●练
(30分钟限时练)
1.(2020·上海宝山·三模)丹砂是古代炼丹术重要的炼丹材料,《抱朴子》“丹砂炼之成水银”,水银的元素符号是
A.Ag B.Mg C.Hg D.Al
【答案】C
【解析】水银是金属汞的俗称,它的元素符号是Hg,故选C。
2.(23-24九年级上·上海长宁·期中)《天工开物》中记载,我国古代以炉甘石(ZnCO3)炼制金属锌,有如下反应发生:①,②。下列有关说法正确的是
A.①属于化合反应 B.X的化学式为C
C.②反应后锌元素化合价升高 D.两个反应中共有3种氧化物
【答案】B
【解析】A、反应①中反应物是一种,生成物是两种,属于分解反应,故A错误;
B、、根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类、数目都不变,反应前碳原子的个数为0、锌原子的个数为2、氧原子的个数为2,反应后有2个锌原子,1个碳原子和2个氧原子,X为C,故B正确;
C、②反应前ZnO中锌元素的化合价是+2,反应后Zn的化合价是0,②反应前后锌元素化合价降低,故C错误;
D、氧化物是指由两种元素组成,一种为氧元素的纯净物。两个反应中涉及的物质有ZnCO3、ZnO、CO2、C、Zn,其中属于氧化物的有ZnO、CO2、共2种,故D错误。
故选B。
3.(24-25九年级上·上海崇明·期末)中华文化源远流长,蕴含了丰富的化学知识。
(1)《齐民要术》记载“粟米曲作酢”,“酢”即醋酸。古法酿醋是用粮食经过发酵而成,发酵属于___________(填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)《梦溪笔谈》记载“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。胆矾的化学式为___________;铁、铜属于___________ (填“金属”或“非金属”)单质。
(3)《天工开物》记载“淘洗铁砂”用孔径小于铁砂的容器在水中淘取铁砂,该原理类似于实验室的___________(填操作名称)。
(4)《辍耕录》中记载“杭人燃烧松木前,将其削成薄纸片状。”削成薄纸片状的目的是___________;为防止引发林火,可用泥土覆盖在燃着的松木和灰烬上,从灭火原理分析,主要利用___________。
(5)古代造纸工艺的其中一步为“浸灰水”。“灰”的主要成分是氧化钙,“浸灰水”过程中反应 的化学方程式为___________;该反应类型属于___________(填“化合”或“分解”)反应。
【答案】(1)化学变化
(2)CuSO4•5H2O 金属
(3)过滤
(4)增大可燃物与氧气的接触面积 隔绝氧气灭火
(5)CaO+H2O=Ca(OH)2 化合
【解析】(1)古法酿醋是用粮食经过发酵而成,发酵过程产生了新物质,发生的属于化学变化;
(2)胆矾是五水硫酸铜的俗称它的化学式为CuSO4•5H2O;铁、铜都是由金属元素组成的单质,属于金属单质;
(3)《天工开物》记载“淘洗铁砂”用孔径小于铁砂的容器在水中淘取铁砂,能将固体与液体分离了,该原理类似于实验室的过滤;
(4)《辍耕录》中记载“杭人燃烧松木前,将其削成薄纸片状。”削成薄纸片状的目的是增大可燃物与氧气的接触面积,使松木燃烧更充分;为防止引发林火,可用泥土覆盖在燃着的松木和灰烬上,从灭火原理分析,主要利用隔绝氧气灭火;
(5)“灰”的主要成分是氧化钙,“浸灰水”过程中氧化钙与水反应生成氢氧化钙,反应的化学方程式为CaO+H2O=Ca(OH)2;该反应是由两种物质反应生成另一种新物质,反应类型属于化合反应。
4.(2026·上海崇明·二模)《膏液》篇中有我国古代榨油的记载,其流程如下图甲所示。
(1)胡麻中富含“亚甘油酯”(化学式),有关“亚甘油酯”的说法正确的是_____。(不定项)
A.属于有机化合物 B.碳、氢元素质量比为
C.氢元素质量分数最高 D.属于六大营养素中的脂类
(2)炒胡麻用铁质“釜”,主要利用了铁的______。
A.导热性 B.导电性 C.硬度大 D.熔点高
(3)榨油用“文火慢炒”,“文火”是指小火,从燃烧条件分析,可控制“文火”的是______。
A.降低木柴温度至着火点以下 B.减少鼓入空气的量
C.增大木柴与氧气的接触面积 D.可以增加木柴的量
(4)榨油流程中“挤轧”后实现“油”与“枯饼”的分离,该操作类似于实验室中的_______。
A.蒸馏 B.过滤 C.蒸发 D.结晶
(5)“再蒸”“再榨”的作用是_______。
(6)胡麻最适宜种植的土壤酸碱度为6.0~7.5,某同学在给胡麻施肥前,对下列氮肥溶液的pH进行测定,结果如下。若长期施用,该同学最好选用的氮肥是_______。
A
B
C
D
化肥名称
硫酸铵
尿素
碳酸氢铵
氨水
溶液的pH
5
7
8
12
【答案】(1)AD
(2)A
(3)B
(4)B
(5)提高出油率或使油脂提取更充分
(6)B
【解析】(1)A、该物质含碳元素,属于有机化合物,正确;
B、碳、氢元素质量比为,57:104是碳氢原子个数比,不是质量比,错误;
C、该物质中碳、氢、氧元素质量比为,其中碳元素相对总质量最大,质量分数最高,错误;
D、亚甘油酯属于油脂,是六大营养素中的脂类,正确;
(2)铁制炊具用于炒制食物,利用了铁良好的导热性。
(3)降低木柴温度至着火点以下会使火焰熄灭;增大木柴与氧气的接触面积、增加木柴的量均会使燃烧更剧烈;减少鼓入空气的量可以降低燃烧剧烈程度,得到小火,故选B。
(4)该操作是分离液态的油和固态的枯饼,和实验室分离固液的过滤操作原理一致。
(5)枯饼中仍残留部分油脂,再蒸再榨可以将残留油脂进一步提取,提升出油率。
(6)胡麻适宜pH为6.0~7.5的接近中性的土壤,尿素溶液pH=7为中性,长期施用不会改变土壤酸碱性,其余化肥会导致土壤过酸或过碱,因此选尿素。
5.(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
【解析】(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。
6.(25-26九年级上·上海闵行·月考)古代以硝土和草木灰(主要成分K2CO3)为原料生产“硝”(KNO3),部分生产步骤如下:
步骤1取土:采掘硝土备用,硝土主要成分KNO3、Ca(NO3)2、NaCl及泥沙等。
步骤2淋硝:在木桶或缸的底部钻一个小孔,铺上稻草,将硝土和草木灰装入桶中,往桶中加入水。桶下方用另一个容器接住滤出的澄清液体,称为“硝水”。
步骤3熬硝:将淋硝过程中得到的硝水浓缩成浓硝水。
步骤4降温结晶:将浓硝水转移至陶罐中,置于阴凉通风处。
(1)硝土属于___________(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)淋硝过程中发生反应的化学方程式为:K2CO3+Ca(NO3)2 === CaCO3↓+2KNO3,该反应的基本反应类型属于___________反应。
A.分解 B.化合 C.置换 D.复分解
(3)稻草的作用类似于实验室的过滤操作,在古法制硝过程中的作用是___________。
实验室模拟古法制硝(KNO3),请结合信息分析并回答。
(4)淋硝所得的“硝水”,其溶质中一定含有的物质是___________。
(5)根据图中的溶解度曲线分析,若硝土中含KNO3169 g,要使KNO3完全溶解,估算用80℃的热水质量约为___________g;溶解相同质量的KNO3,80℃时所需水的质量___________20℃所需水的质量。(填“>”、“<”或“=”)
(6)淋硝过程中需对水的质量进行估算,目的是___________。
A.防止水温过高造成晶体分解
B.确保高温下硝酸钾固体恰好完全溶解,降温时析出最多晶体
C.减少熬硝中加热所需能量
D.提高硝土中硝酸钾的溶解度
(7)最终得到的硝(KNO3),用于制造黑火药,其爆炸时发生反应的化学方程式是:,则X的化学式是___________。
(8)作为原料的草木灰(含K2CO3)和最终制得的产品“硝”(KNO3)都可以作为化肥使用。请简述二者在作为化肥方面的相同点和不同点___________。
【答案】(1)混合物
(2)D
(3)除去难溶性物质
(4)硝酸钾、氯化钠
(5)100 <
(6)BC
(7)N2
(8)相同点是硝酸钾和碳酸钾均含钾元素,均可作为钾肥使用,不同点是:硝酸钾溶液显中性,对土壤的酸碱度不会产生明显影响,碳酸钾溶液显碱性,长期大量使用碳酸钾可使土壤碱性增强(合理即可)
【解析】(1)硝土是由硝酸钾、硝酸钙等混合而成,属于混合物;
(2)A、分解反应是指由一种物质反应生成两种或两种以上新物质的反应,该反应的反应物有两种,不符合“一变多”的特点,不属于分解反应,不符合题意;
B、化合反应指的是由两种或两种以上的物质反应生成一种新物质的反应,该反应的生成物有两种,不符合“多变一”的特点,不属于化合反应,不符合题意;
C、置换反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,该反应的反应物和生成物均是化合物,不属于置换反应,不符合题意;
D、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,符合题意。
故选D;
(3)稻草的作用类似于实验室的过滤操作,过滤可实现固液分离,故在古法制硝过程中的作用是:除去难溶性物质;
(4)硝土中含硝酸钾、硝酸钙、氯化钠以及泥沙,草木灰的主要成分是碳酸钾,将草木灰和硝土拌匀,淋硝,淋硝过程中碳酸钾和硝酸钙反应生成碳酸钙和硝酸钾,碳酸钙、泥沙难溶于水,硝酸钾、氯化钠能溶于水,故所得的“硝水”的溶质中一定含有的物质是:硝酸钾、氯化钠;
(5)80℃时,硝酸钾的溶解度为169g,即该温度下,100g水中最多可溶解169g硝酸钾,则若硝土中含KNO3169 g,要使KNO3完全溶解,估算用80℃的热水质量约为100g;
80℃时硝酸钾的溶解度大于20℃时硝酸钾的溶解度,故溶解相同质量的KNO3,80℃时所需水的质量<20℃所需水的质量;
(6)A、对水的质量进行估算,不能防止水温过高造成晶体分解,应对温度进行估算,不符合题意;
B、淋硝过程中对水的质量进行估算,可以防止加入的水过少,可以确保高温下硝酸钾固体恰好完全溶解,降温时析出最多晶体,符合题意;
C、淋硝过程中对水的质量进行估算,可以防止加入的水过多,熬硝时间过长,可以减少熬硝中加热所需能量,符合题意;
D、物质的溶解度受温度、溶质种类、溶剂种类等影响,对水的质量进行估算,不能提高硝土中硝酸钾的溶解度,不符合题意。
故选BC;
(7)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K、N、O、S、C的个数分别是2、2、6、1、3,生成物中含K、N、O、S、C的个数分别是2、0、6、1、3,故生成物中还应含2个N,故X的化学式为:N2;
(8)作为原料的草木灰(含K2CO3)和最终制得的产品“硝”(KNO3)都可以作为化肥使用,相同点是硝酸钾和碳酸钾均含钾元素,均可作为钾肥使用,不同点是:硝酸钾溶液显中性,对土壤的酸碱度不会产生明显影响,碳酸钾溶液显碱性,长期大量使用碳酸钾可使土壤碱性增强。
7.(22-23九年级下·上海杨浦·阶段练习)古代冶金技术彰显了我国劳动人民的智慧。
(1)战国《韩非子·内储说上》提到,早期采金技术均是“沙里淘金”。金在自然界中主要以______(填“单质”或“化合物”)形式存在,金具有______(填“难溶”或“易溶”)于水的性质。
(2)《淮南万毕术》记载有“曾青(指硫酸铜溶液)得铁化为铜”,该反应的化学方程式是______,反应的基本类型是______。
(3)《格致粗谈》记载“赤铜入炉甘石炼为黄铜,其色如金”。把赤铜(Cu2O)和炉甘石、木炭粉混合高温制得黄铜。
I、Cu2O中铜元素的化合价是______。
II、反应的化学方程式:X+Cu2O+C Zn+2Cu+2CO2↑。则炉甘石主要成分X的化学式是______,根据产物可知黄铜中含有的金属是______
【答案】(1)单质 难溶
(2)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 置换反应
(3)+1 ZnCO3 Cu和Zn
【解析】(1)金的化学性质不活泼,则自然界中主要以单质形式存在;金难溶于水。
(2)铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,反应的化学方程式为;该反应为一种单质和一种化合物反应生成另一种反应和另一种化合物的反应,属于置换反应。
(3)Ⅰ、Cu2O中,氧元素的化合价为-2价,设铜元素的化合价为x,根据“化合物中各元素化合价代数和为零”,则2x+(-2)=0,解得x=+1。
Ⅱ、反应前后原子的种类和个数不变,等号右边有1个锌原子、2个铜原子、2个碳原子和4个氧原子,而等号左边除X外,有2个铜原子、1个氧原子和1个碳原子,则还少1个锌原子、1个碳原子和3个氧原子,则X为ZnCO3。
根据元素守恒,可知黄铜中含有的金属为铜和锌。
8.(24-25九年级下·上海·期末)人类发展的历史进程中人们不断研制出各种不同的用具,制造用具的材料也在不断地发生变化,金属制品因其美观、耐用、轻便易成型而被人们广泛利用,请根据所学知识及生活知识参与有关金属制品探究.
(1)以下工具的制作过程中没有发生化学变化的是____________。
A.原始人制作石刀 B.冶炼青铜 C.炼铁.
(2)请将以下金属材料的冶炼按年代的先后顺序排序____________(填序号)。
A.铁 B.青铜 C.铝
(3)金属区别于非金属的主要物理性质是:金属具有_______________,金属区别于非金属的主要化学特征_________________,在化学变化中金属原子通常表现为__________________。
(4)孔雀石主要成分为碱式碳酸铜,经加热会发生反应:,古代人们发现翠绿的孔雀石在森林大火中会变成红色的铜,请写出转化为铜的另一个反应方程式:________。
(5)古代术士将炉甘石(主要成分为ZnCO3)与赤铜矿(Cu2O)、木炭放在炼炉中高温灼烧,炼出金光灿灿的“黄金”,被称为“炼石成金”.
①请你用学过的知识回答,真的可以“炼石成金”吗_________?
②那么你认为这金光灿灿的金属是什么?它是怎么炼出来的?写出有关化学方程式.该金属可能是_____,炼出它的化学方程式为_________。
(6)到西汉时期我国的劳动人民又发明了“湿法炼铜”,在西汉刘安所著的《淮南万毕术》中就有“曾青得铁则化为铜”的记载(“曾青”是指铜的化合物),请用反应方程式表示其冶炼原理:_________。
(7)磁悬浮的核心技术得制备超导材料。有一种超导材料的化学式为,它是以、和为原料经研磨烧结而成.假设此过程中所有元素的化合价不变,试填写以下空白:
①超导材料是由________种元素组成的,的化学式是:________。
②在合成该超导材料的同时还生成一种产物,该物质是________(写化学式)。
③金属的使用及冶炼历史也引起同学们极大兴趣,初三同学组织化学兴趣小组继续进行(8)(9)探究:
首先他们收集大量有关钢铁的成语与民间谚语.其中有说明钢的性能比铁好的有________,知道“百炼成钢”是指铁在高温条件下反复敲打发生的反应是:________,从而了解钢与铁的机械性能不同是因为两者________。
(8)钛(Ti)因为具有许多神奇的性能而越来越引起人们的关注.化学兴趣小组对Mg、Ti、Ag的金属活动性顺序进行探究.
【提出假设】a.的金属活动性比Mg强;
b.的金属活动性介于Mg和Ag之间。
【查阅资料】在相同条件下,金属与酸反应,产生气泡的速率越快,则该金属活动性越强.
【实验设计】同温下,取大小相同的这三种金属薄片,分别投入等体积、等浓度的足量稀盐酸中,观察现象。
请回答:三种金属加入盐酸前都先用砂纸将表面擦光亮,其目的是_____。
【实验现象】
金属
反应现象
反应缓慢
反应强烈
无明显现象
【实验结论】原假设中_________不正确,理由是_________。
【结论】用不同浓度的足量稀盐酸反应,是否也能得出同样结论?____________,请说明理由_________。
现一块铜合金,可能是黄铜(铜锌合金)、青铜(铜、锡合金)、白铜【铜、镍(Ni)合金】中的一种,现欲测定其组成.
【查阅资料】Ⅰ.锌、锡、镍皆能与稀硫酸发生置换反应,生成价的金属离子;
Ⅱ.相对原子质量,一,一.
【实验步骤及数据】取合金粉碎后放入烧杯中,将稀分四次加入烧杯中充分反应后,测定剩余固体质量数据记录如下:
次数
加入酸质量
剩余固态质量
试求:①合金中铜的质量分数________。②合金中另一金属为何种金属_________。
【答案】 A BAC 金属的活动性 铝 金属光泽,良好的传热导电性、延展性 在化学反应中易失去电子 易失去电子 C+2CuO 2Cu+CO2↑ 不能,在化学变化过程中元素种类不可能发生改变 铜锌合金 ZnCO3 ZnO+CO2↑、2ZnO+C 2Zn+CO2↑、2Cu2O+C 4Cu+CO2↑ 四 CO2 恨铁不成钢 C+O2 CO2 含碳量不同 除去氧化膜利于直接反应 a 镁反应速率比钛快 否 反应速率与反应物浓度有关 小红 的反应速率较快,因此图象中与标反了 小刚取的金属量较少,金属完全反应,而小红取的酸量较少,酸完全反应 合金中铜的质量分数 合金中另一金属为锌
【解析】(1)以下工具的制作过程中没有发生化学变化的是:
A、原始人制作石刀没有新物质生成,是物理变化,故选项正确;
B、冶炼青铜,青铜是新物质,属于化学变化,故选项错误;
C、炼铁属于化学变化,故选项错误;
故选:A。
(2)将以下金属材料的冶炼按年代的先后顺序排序:
由所学的人类冶炼金属的历史及三中金属的活动性的强弱顺序可知,金属材料的使用顺序是青铜、铁、铝,由以上排序可以看出,金属制品的出现顺序与金属的活动性有关,由于钾在金属活动性顺序表中是最活泼的金属,那么金属钾的制造应排在铝之后.
(3)大多数金属都具有金属光泽,具有良好的延展性和导电、导热性,除汞外,金属在常温下都是固体.金属区别于非金属的主要化学特征是在化学反应中易失去电子;
(5)氧化铜和碳在高温条件下反应产生铜和二氧化碳的化学方程式为:C+2CuO 2Cu+CO2↑;
(6)①在化学变化过程中元素种类不可能发生变化,所谓的“金”不过是炉甘石、赤铜矿和碳在高温下还原反应产生的铜锌合金.
②在高温条件下,碳酸锌分解生成了氧化锌和二氧化碳:ZnCO3 ZnO+CO2↑,碳具有还原性,将锌和铜还原出来,氧化锌与碳在高温条件下反应产生新和二氧化碳:2ZnO+C 2Zn+CO2↑,氧化亚铜和碳在高温条件下反应产生铜和二氧化碳:2Cu2O+C 4Cu+CO2↑,所以该金属可能是铜锌合金;
曾青得铁则化为铜,曾青是铜的化合物,即用铁将铜的化合物中的铜置换出来,反应物是铁和硫酸铜等,生成物是硫酸亚铁和铜,反应的化学方程式为:.
(7)根据超导材料的化学式为,可知由、、、四种元素组成;根据在化合物中正负化合价代数和为零的原则,设元素的化合价为,则,则;根据、 的化合价分别是,,利用十字交叉法可推断出的化学式为:;
、根据质量守恒定律:在化学反应中,反应前后原子的种类没有改变,数目没有增减,原子的质量也没有改变,可推断出在合成该高温超导物质的同时,还生成了一种物质是.
故答案为::四;;
;
首先我们应该知道:生铁含碳量大于;钢含碳量小于.钢是由生铁再炼而成的,有较高的机械强度和韧性,具有耐热、耐腐蚀、耐磨等特殊性能.所以才有“恨铁不成钢”的谚语.
(8)[实验设计]、从实验室取出来的金属其表面是被氧气所氧化过的,即金属表面有氧化物薄膜,为了便于金属直接与酸反应,所以应该用砂纸将表面擦光亮;
[实验结论]三种金属分别与酸反应,镁与酸反应最剧烈,所以镁最活泼,反应较慢,所以次之,不与酸反应,所以最不活泼,故选不正确,镁反应速率比钛快.
[结论]想通过观察金属与酸反应的快慢程度来确定金属的活动性强弱时,必须把酸的浓度统一,因为化学反应速率也与反应物浓度有关.
(9)①合金中铜的质量分数
②设该金属的化学式为,其相对原子质量为,
用第一次实验数据计算:
故另一种金属为锌。
答:①合金中铜的质量分数;②合金中另一金属为锌。
9.(25-26九年级上·上海·阶段检测)“造纸术”是我国古代的四大发明,包括下面5个步骤:
(1)“浸沤切碎”是将原材料切碎,此步骤属于__________(选填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)“灰水浸泡”是将麻料浸泡在石灰水中,起到脱胶、分散纤维和漂白的作用。石灰水中的主要成分为氢氧化钙,如表是不同物质在不同温度时的溶解度。
温度/℃
0
10
20
30
40
60
80
100
溶解度(g)
NaCl
35.7
35.8
36.0
36.3
36.6
37.3
38.4
39.8
KNO3
13.3
20.9
31.6
45.8
63.9
110
169
246
Ca(OH)2
0.185
0.176
0.165
0.153
0.141
0.116
0.094
0.074
①20℃时,将25g氯化钠投入50g水中,充分搅拌后,形成的溶液质量为__________。
②“舂捣洗涤”是洗掉灰浆和杂质,增加纸的洁白度。这项工艺应在冷水中进行,请说明原因:______。
③从含硝酸钾、少量氯化钠和不溶性杂质的混合物中提纯硝酸钾,操作流程如图:
结合物质的溶解度分析,趁热过滤的设计意图是___________,操作a是__________(选填“降温结晶”或“蒸发结晶”)。滤液2的溶质是__________。
【答案】(1)物理变化
(2)68g 在较低温度时,氢氧化钙的溶解度较大,使脱胶、分散纤维和漂白的作用更明显 增大硝酸钾溶解能力,减少硝酸钾的损失 降温结晶 氯化钠、硝酸钾
【解析】(1)“浸沤切碎”是将原材料切碎,使麻纤维变短,此过程没有新物质产生,所以属于物理变化;
(2)①由表可知,20℃时氯化钠的溶解度为36.0g,则20℃时,将25g氯化钠投入50g水中,最多只能溶解18g的氯化钠,充分搅拌后,形成的溶液质量为:18g+50g=68g;
②“舂捣洗涤”在冷水中进行的原因:在较低温度时,氢氧化钙的溶解度较大,使脱胶、分散纤维和漂白的作用更明显;
③硝酸钾的溶解度受温度的影响较大,随温度升高而增大,趁热过滤的原因是使硝酸钾尽量完全溶解在溶液中,减少硝酸钾的损失;
操作a是从溶液中获取硝酸钾晶体,名称是降温结晶;
降温结晶时仍有少量硝酸钾溶解在溶液中,而氯化钠基本不析出,所以滤液2的溶质是氯化钠、硝酸钾。
10.(25-26九年级下·上海·月考)《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色,历经千年色彩依旧,其中绿色来自孔雀石颜料,主要成分是碱式碳酸铜,也可写作,高温下易分解产生三种氧化物,后者化学式更能体现它的化学性质。CuSO4溶液与Na2CO3溶液反应能否得到碱式碳酸铜?某兴趣小组进行相关探究。
【沉淀制备】称取2.5 g胆矾(CuSO4⋅5H2O,相对分子质量为250)溶于一定量的水中配成8%的CuSO4溶液。向其中加入适量Na2CO3溶液,将所得蓝绿色悬浊液过滤,用蒸馏水洗涤,再用无水乙醇洗涤。
(1)2.5 g胆矾(CuSO4⋅5H2O)中CuSO4_____________g,先需配制8%的CuSO4溶液,配制所需仪器为_____________(填字母)。
A.量筒 B.玻璃棒 C.蒸发皿 D.烧杯 E.胶头滴管 F.电子天平
【实验探究】对上述制备的沉淀进行探究,甲同学认为沉淀是CuCO3;乙同学认为沉淀是;丙同学认为沉淀是。为了进一步测定组成,现设计了如下装置,用制得的固体进行实验。
【查阅资料】①无水硫酸铜固体为白色,能吸水变蓝;
②碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物。
A装置加热前,首先打开弹簧夹、,关闭,通入适量氮气。
停止通氮气,然后关闭弹簧夹、,打开,再点燃A处酒精灯。
(2)若丙同学的观点成立,实验观察到的现象是___________。
(3)经查阅文献,三位同学认为需要用Ba(OH)2代替Ca(OH)2来定量测定固体的化学式,其原因是___________。
A.相同温度下,Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2,能充分吸收CO2
B.Ba(OH)2的式量小于Ca(OH)2式量
C.吸收等量CO2生成的的质量大于,测量误差小
(4)古代也常用硫酸铜等铜溶液来制取铜,现向盛有Cu(NO3)2、AgNO3溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣,写出一个可能反应的方程式______,反应类型_________,下列判断一定错误的是_________(不定项)
A.滤渣中一定含有两种或两种以上的金属
B.滤渣中一定含有Ag、Fe,可能含有Cu
C.滤液中可能含有Cu(NO3)2、AgNO3,一定含有Fe(NO3)2
D.反应后溶液的质量和反应前相比,可能增加,也可能减少
【答案】(1)1.6 ABDEF
(2)B中无水硫酸铜变蓝,C中澄清石灰水变浑浊
(3)AC
(4) 置换反应 ABD
【解析】(1)胆矾的化学式为CuSO4⋅5H2O,相对分子质量为250,其中CuSO4的相对分子质量为,则2.5g胆矾中CuSO4的质量为;
配制8%的CuSO4溶液的步骤为:计算、称量(电子天平)、量取(量筒、胶头滴管)、溶解(烧杯、玻璃棒)。因此所需仪器为:A(量筒)、B(玻璃棒)、D(烧杯)、E(胶头滴管)、F(电子天平),即ABDEF。
(2)若沉淀为,加热时会发生分解反应:,反应生成的水蒸气进入装置B,使白色无水硫酸铜固体吸水变蓝;反应生成的CO2进入装置C,与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀,使溶液变浑浊。因此实验现象为:B中无水硫酸铜变蓝,C中澄清石灰水变浑浊。
(3)A、Ba(OH)2在相同温度下的溶解度远大于Ca(OH)2,能形成浓度更高的溶液,更充分地吸收反应生成的CO2,该选项正确。
B、Ba(OH)2的相对分子质量(171)大于Ca(OH)2(74),该选项错误。
C、根据、,吸收等量的CO2时,生成的BaCO3的质量(197)远大于CaCO3(100),称量时的相对误差更小,更利于定量测定,该选项正确。
故选AC。
(4)金属活动性顺序Fe>Cu>Ag,因此铁粉会先与AgNO3反应,该反应是一定发生的,即;若铁粉过量,再与Cu(NO3)2反应,该反应是可能发生的,即,这个反应均为一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应;
A、若铁粉量不足,仅能置换出部分银,滤渣中只有银一种金属,不是 “一定含有两种或两种以上金属” ,说法错误。
B、若铁粉量不足,仅能置换出部分银,滤渣中只有银,不含铁和铜,说法错误。
C、一定发生的反应是,因此滤液中一定含有Fe(NO3)2,若铁粉量极少,仅置换出部分银,此时滤液中会含有未反应完的AgNO3、剩余的Cu(NO3)2,说法正确。
D、反应中,每56份质量的铁反应生成216份质量的银,固体质量增大,溶液质量减小;反应中,每56份质量的铁反应生成64份质量的铜,固体质量增大,溶液质量减小,因此反应后溶液的质量和反应前相比,一定减小,说法错误。
故选ABD。
公司2 / 18
学科网(北京)股份有限公司
$
热点01 化学史料素材
热点速递 考法破译 限时实战
第一部分 热点信息解码 融合热点考点,明确备考方向
热点速览 考向解码 考法预测
考向01 古代造纸工艺中的化学智慧
考向02 古代制盐工艺与溶液结晶
考向03 古代金属冶炼——铜、铁、锌的冶炼技术
考向04 古代燃烧与灭火——火折子、省油灯、黑火药
考向05 古代化学实验操作——过滤、蒸发、蒸馏、结晶
考向06 物质构成的探索——原子结构模型的发展
第二部分 热点限时训练 活用热点素材,精练解题能力
热●点●信●息●解●码
考向01 古代造纸工艺中的化学智慧
热点速览
造纸术是我国古代四大发明之一,东汉蔡伦改进造纸工艺,以树皮、麻头、破布等植物纤维为原料造纸,使纸的质量大大提高。明代宋应星《天工开物》详细记载了造纸流程:浸沤切碎→灰水浸泡(石灰水或草木灰)→舂捣洗涤→打槽抄纸→晒纸揭纸。其中“灰水浸泡”是关键工序,利用石灰水(氢氧化钙)或草木灰(碳酸钾)的碱性去除木质素等杂质,实现脱胶、分散纤维和漂白作用。山西平阳麻笺以优质天然麻为原料,经12道工序制作,纤维长、拉力强、色泽白、不怕虫蛀,保存时间长,其用水为硬度大的地下水(总硬度可达500mg/L),碱性高,造出的纸纹理细、易吸墨、韧性强。
考向解码
① 物质变化判断:造纸流程中“煮篁足火”(拌入石灰水蒸煮,竹纤维分解)属于化学变化;“荡料入帘”“覆帘压纸”“透火焙干”(水分蒸发)等属于物理变化。考查物理变化与化学变化的区分。
② 碱的性质与应用:石灰水主要成分为Ca(OH)₂,草木灰主要成分为K₂CO₃,二者均显碱性,能与木质素等杂质反应,达到脱胶、分散纤维、漂白的目的。若将石灰浆与草木灰混合,反应生成KOH,碱性更强,效果更好:Ca(OH)₂ + K₂CO₃ === CaCO₃↓ + 2KOH。考查碱的化学性质、复分解反应。
③ 溶解度与结晶:氢氧化钙溶解度随温度升高而减小,故“舂捣洗涤”在冷水中进行,使脱胶效果更明显;造纸废液(黑液)中含有KOH、K₂CO₃等溶质,可通过降温结晶或蒸发结晶分离。考查溶解度曲线、结晶方法选择。
④ 过滤操作:古代造纸中“捞纸”(用竹帘捞取纸膜)、“压水去湿”(滤去水分)等工序,类似实验室的过滤操作,实现固液分离。考查过滤原理及仪器。
⑤ 硬水与软水:襄汾地区地下水硬度大(总硬度可达500mg/L,属于极硬水),碱性高,利于造纸;但硬水给生活带来麻烦(洗涤起泡少、易生水垢)。考查硬水的危害及软化方法。
⑥ 物质分类:草木灰主要成分K₂CO₃属于盐;石灰浆主要成分Ca(OH)₂属于碱;生石灰CaO属于氧化物;纸张主要成分纤维素属于有机化合物。考查纯净物与混合物、氧化物、酸、碱、盐、有机物的分类。
考法预测
1.(24-25九年级上·上海普陀·阶段练习)古代以泡软的竹子为原料,经历下列变化成为纸张,其中属于化学变化的是
A.煮篁足火:拌入石灰水,没在徨桶中蒸煮8天8夜,竹纤维逐渐分解
B.荡料入帘:取出原料捣成泥面状,用竹帘捞取
C.覆帘压纸:将竹帘倒铺在压板上,纸膜落下
D.透火焙干:将湿纸膜摊在高温砖墙上慢慢干燥,获得纸张
2.(25-26九年级上·上海浦东新·月考)造纸术是中国古代四大发明之一,某校兴趣小组从化学视角对造纸工艺开展了研学活动。
活动一:氢氧化钾是造纸的重要原料,它是如何获得的?
我国古代制造氢氧化钾的主要流程如图所示,其原理是将干燥的木料烧成灰(含),再向灰汁中加入石灰浆,充分反应后,进一步提纯得到氢氧化钾。
(1)KOH的物质类别是___________(选填:“酸”或“碱”或“盐”),将其固体溶于水,滴加酚酞,溶液呈___________色,是因为在水中存在自由移动的___________(填写微粒符号)。
(2)操作①的名称是___________;KOH的溶解度随温度升高而迅速变大,从溶液中获得KOH的结晶方法是___________。
(3)石灰窑中发生了煅烧石灰石的化学反应,写出方程式为:___________,该反应的基本类型是:___________反应。
(4)“制浆池”中得到的石灰浆是___________分散系(选填“溶液”、“悬浊液”或“乳浊液”);发生的反应从能量变化的角度分析该反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应。
(5)“反应池”中发生反应的化学方程式是___________。
活动二:展望现代造纸发展前景
现代壁纸、包装纸要求纸张具有阻燃性,氢氧化铝是常见的阻燃剂,其受热至220℃开始分解生成氧化铝和水,氧化铝覆盖在纸张表面,起到隔绝空气的作用。
3.某校兴趣小组从化学视角对我国造纸工艺开展了系列研学活动。
活动一:了解我国古代造纸技术
【查阅资料】我国古代手工造纸以麻、木材、竹等为原料,经过如下图多道工序而制成。
【分析交流】
(1)古代造纸过程中步骤1加的生石灰(CaO)与水反应的化学方程式为______,该反应属于______(填字母)
A.化合反应 B.分解反应 C.复分解反应 D.置换反应
同学们对黑液成分产生兴趣,将少量黑液带回实验室进行探究。
活动二:探究黑液成分
【提出问题】黑液中除了有机物还有哪些成分呢?
【查阅资料】1.黑液呈碱性。
2.氢氧化钙与草木灰(主要成分为碳酸钾)反应生成氢氧化钾和碳酸钙。
【提出猜想】猜想一:KOH;
猜想二:KOH和;
猜想三:KOH和。
【实验方案】
(2)该兴趣小组分别设计如下实验方案进行探究:
方案
实验操作
实验现象
结论
方案一
取适量黑液于试管中,向其中滴加溶液,观察现象。
试管中无明显现象
猜想______成立
另取适量黑液于容器中,将二氧化碳传感器置于其中,然后逐滴加入溶液至过量,得到的浓度变化图像。
向黑液中加入溶液过程中浓度越来越大。
方案二
取适量黑液于试管中,向其中滴加______溶液,观察现象。
试管中有______生成
与方案一的结论一致
【废液处理】
(3)造纸会产生碱性废水,加酸调节至接近中性方可排放,生成的盐可用来制备______肥,促进植物生长,增强抗倒伏能力。
活动三:展望造纸发展前景
(4)现代壁纸、包装纸要求纸张具有阻燃性,氢氧化铝是常见的阻燃剂,其受热至220℃开始分解生成氧化铝和水,氧化铝覆盖在纸张表面,起到______作用。
【成果分享】通过研学实践,同学们认识到造纸术是我国劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶,是人类文明史上一项杰出的发明创造,并且在不断创新中传承。
考向02 古代制盐工艺与溶液结晶
热点速览
盐是古代重要战略物资。我国古代制盐主要有池盐(解州盐湖)、海盐(闵粤沿海)、井盐(四川卓筒井)三类。《天工开物》记载“海卤煎炼”——通过蒸发结晶获得食盐晶体。卓筒井是北宋发明的凿井技术,“凿地植竹,为之卓筒井”,工艺流程包括:钻井→汲卤→晒卤→滤卤→煎盐五个步骤。其中“晒卤”是将卤水风吹日晒,提高NaCl浓度;“滤卤”除去泥沙等不溶性杂质;“煎盐”用天然气或柴火加热蒸发水分,获得食盐。古人还用“莲管秤”(石莲子密度计)检验卤水浓度:卤水浓度越大、密度越大,石莲子浮起越多。此外,《天工开物》还记载“淋盐沥水”——用饱和NaCl溶液洗涤粗盐,可除去MgCl₂等可溶性杂质而不损失NaCl。
考向解码
① 蒸发结晶与降温结晶:食盐(NaCl)溶解度受温度变化影响小,故采用蒸发结晶(“煎盐”“晒卤”);而KNO₃溶解度受温度影响大,采用降温结晶(“熬硝”)。考查结晶方法的选择依据。
② 饱和溶液与不饱和溶液:20℃时,NaCl溶解度为36.0g,饱和溶液溶质质量分数≈26.5%;“汲卤”所得卤水NaCl质量分数为7%~9%,属于不饱和溶液。用饱和NaCl溶液洗涤粗盐,可溶解MgCl₂等杂质而NaCl不损失。考查饱和溶液的判断及应用。
③ 溶解度曲线分析:NaCl溶解度随温度变化平缓,Na₂SO₄溶解度随温度升高明显增大。南风(热空气)时,Na₂SO₄溶解度大、不易析出,所得晶体中NaCl含量较高;西北风(冷空气)时,Na₂SO₄溶解度小、易析出,NaCl含量较低。考查溶解度曲线的解读与应用。
④ 密度与浮力:莲管秤利用阿基米德原理——卤水浓度越大、密度越大,石莲子排开等体积水所受浮力越大,浮起的石莲子越多。考查浓度与密度的关系。
⑤ 过滤操作:“滤卤”除去泥沙等难溶性杂质,原理类似实验室过滤;“汲卤”用竹筒深入井底吸取卤水。考查过滤、固液分离方法。
⑥ 溶质质量分数计算:已知卤水质量、NaCl质量分数,计算蒸发多少水开始析出NaCl晶体;或计算结晶后剩余溶液的质量、析出晶体质量等。考查溶质质量分数的计算。
考法预测
1.“卓筒井”手工制盐发明于北宋庆历年间,比西方早800多年。卓筒井手工制盐的工艺流程如图所示,20℃条件下,“汲卤”获得的卤水中NaCl的质量分数为7%~9%,其中,含KCl的量为1.00g/100g卤水。结合图示,下列分析不正确的是
NaCl和KCl的溶解度表格
温度/℃
10
20
30
40
50
60
NaCl/g
35
36.0
36.3
36.6
37.0
37.3
KCl/g
31.0
34.0
37.0
40.0
42.6
110.0
A.“汲卤”获得的卤水是NaCl的不饱和溶液
B.“晒卤”的过程中,NaCl的浓度增大
C.“滤卤”的过程中可除去难溶性杂质
D.取100g7%卤水,恒温条件下,最少蒸发掉73.6g水时,开始有NaCl析出
2.(25-26九年级上·上海·阶段练习)我国古代劳动人民因地制宜生产食盐。加《明史》记载:“解州之盐,风水所结:闵粤之盐,集卤。”
(1)解州之“盐”指池盐,即自然条件下盐湖结晶得到的食盐(含Na2SO4等杂质)。常产于气候干旱地区。
①池盐属于___________(填“纯净物”或“混合物”)。得到的粗盐中含有少量可溶性杂质,可用NaCl饱和溶液反复冲洗除去,选用NaCl饱和溶液的原因是___________。
②盐湖遇到西北风(冷空气)或南风(热空气)时,均会出现“一夜浮华”(析出大量晶体)的现象。所得晶体中,NaCl含量较高的自然条件是___________(填“西北风”或“南风”),理由是___________。
(已知:Na2SO4和NaCl的溶解度曲线如上图所示)
(2)闵粤之“盐”指海盐,其生产工艺(集卤):海水先经风吹和日晒获得较浓卤水,再煎制得食盐。生产时,古人用不同浓度的食盐水处理过的石莲子(一种植物果实)和竹筒制成莲管秤(如图A所示),用来检验卤水的浓度是否达到煎制要求。
①“集卤”工艺不采用直接蒸煮海水的方法提取食盐,其原因是___________。
②处理石莲子时,需配制饱和食盐水,其操作是___________。
③莲管秤中的1~4号石莲子的密度依次减小。现将两份卤水分别倒入莲管秤中,观察到石莲子的沉浮情况如图B和图C所示,对应的卤水浓度较大的是___________(填“B”或“C”),莲管秤能区分不同浓度卤水的原理是___________。
3.卓筒井是手工制盐的活化石,发明于北宋庆历年间,比西方早800多年。卓筒井手工制盐的工艺流程如下。
(1)当地人将卤水风吹日晒一段时间后,氯化钠浓度可提高至17%,该步骤称为“晒卤”,应位于步骤_________(选填“Ⅱ”、“Ⅲ”或“Ⅳ”)之后;结合该工艺流程分析“晒卤”的目的是____________(写一点)。
(2)下表是氯化钠和氯化钾固体在不同温度时的溶解度。分析表中数据回答下列问题。
温度/℃
10
20
30
40
50
60
氯化钠溶解度/g
35.8
36.0
36.3
36.6
37.0
37.3
氯化钾溶解度/g
20.9
31.6
45.8
63.9
85.5
110.0
①40℃时,将100g水加入盛有50g氯化钠的烧杯中,充分溶解后,得到氯化钠溶液的溶质质量分数为__________________(列式即可)。保持温度不变,再加入10g水,充分搅拌后,氯化钠溶液的溶质质量分数_________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
②氯化钠与氯化钾溶解度相同的最小温度范围是_________。
③20℃时,100g卤水中氯化钠的质量分数为9%,含氯化钾1.00g,蒸发掉水大于_________g,开始有氯化钠析出。
考向03 古代金属冶炼——铜、铁、锌的冶炼技术
热点速览
我国古代冶金技术成就辉煌。湿法炼铜:西汉《淮南万毕术》记载“曾青得铁则化为铜”,即铁与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁,开创了湿法冶金先河;宋代张世南《游宦纪闻》记载“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。火法炼铜:将孔雀石【Cu₂(OH)₂CO₃】与木炭高温煅烧,氧化铜被还原为铜。商周时期将红铜与锡、铅按比例熔合得到青铜,《考工记》记载“六齐”规律(世界上最早的合金配比经验)。炼铁:《天工开物》记载“凡铁一炉载土(铁矿石)……或用煤炭……扇炉风箱……土化成铁”,核心原理是CO在高温下还原氧化铁。炼锌:《天工开物》记载“火法炼锌”——炉甘石(ZnCO₃)与煤炭饼装入炼锌罐,泥封,“发火煅红”“冷定毁罐取出”。ZnCO₃受热分解为ZnO和CO₂,C与ZnO反应生成Zn和CO,锌沸点907℃,在冷凝区转化为液态。
考向解码
① 金属活动性顺序:“曾青得铁则化为铜”(Fe + CuSO₄ === FeSO₄ + Cu)说明Fe活动性比Cu强。锡能与稀盐酸反应产生气泡而铜不能,说明Sn活动性比Cu强。考查金属活动性顺序的应用与验证实验设计。
② 置换反应:湿法炼铜(Fe + CuSO₄ === FeSO₄ + Cu)、火法炼锌(C + 2ZnO === 2Zn + CO₂)均属于置换反应(单质+化合物→新单质+新化合物)。考查置换反应的识别及化学方程式书写。
③ 还原反应:氧化铜、氧化铁在冶炼过程中失去氧,被还原为金属单质,发生还原反应;木炭、CO得到氧,发生氧化反应。考查氧化反应、还原反应的概念及判断。
④ 合金的性质:青铜(铜锡合金)硬度比纯铜大(“金柔锡柔,合两柔则为刚”);合金熔点一般比组成它的纯金属低(炼锡时加入铅形成合金,更易熔化流出)。考查合金的特性(硬度增大、熔点降低)。
⑤ 质量守恒定律应用:根据化学方程式推断未知物质化学式;根据炉甘石质量及ZnCO₃质量分数计算生成锌的质量。考查质量守恒定律及化学计算。
⑥ 化学方程式的书写:湿法炼铜、高炉炼铁(Fe₂O₃ + 3CO 2Fe + 3CO₂)、火法炼锌(ZnCO₃ ZnO + CO₂↑,C + 2ZnO 2Zn + CO₂↑)、孔雀石分解(Cu₂(OH)₂CO₃ 2CuO + H₂O + CO₂↑)等。考查化学方程式的正确书写。
考法预测
1.阅读短文,回答问题。
铜的冶炼:人类文明的冶炼史诗
从新石器晚期的第一抹红铜光泽,铜的冶炼技术千百年来始终与人类文明同频共振。
火法炼铜原料丰富、生产稳定性强,是人类最早掌握的冶金技艺。我们祖先将绿色的孔雀石与木炭一同投入陶窑高温煅烧,氧化铜便被还原出瑰丽的红铜。商周时期,工匠将红铜与锡、铅按特定比例熔合得到青铜。战国古籍《考工记》中记载的“六齐”规律,是世界上最早的合金配比经验。这项技术支撑起了辉煌历史的青铜文明。
我国古代工匠又开创了一条独特的技术路径,湿法炼铜。将铁片放入天然胆水(硫酸铜溶液),得到海绵状的铜。这项技术在两宋时期达到鼎盛。
以“双闪”工艺(闪速熔炼+闪速吹炼)为代表的现代火法技术,将干燥的铜精矿颗粒与富氧空气喷入高温反应塔,利用矿物自身的化学反应热,在2~3秒内完成从精矿到粗铜的全部转变。为实现高质量的绿色生产,现代火法技术对矿石中硫的捕集率提高至99%以上。
针对火法难以经济利用的低品位矿石,科学家开发了细菌冶金技术。利用嗜酸氧化亚铁硫杆菌将辉铜矿(Cu
2S)中的铜溶解浸出,再经萃取-电积得到高纯阴极铜,核心反应原理如图1。氧化亚铁硫杆菌在不同温度时生命活性不同,不同温度下铜浸出率如图2。
如今,铜冶炼利用数字孪生系统实时监控生产过程,废渣变身为建筑材料,余热用于发电,构成了完整的循环经济链条。
(1)铜、银、金在自然界中能以单质形式存在的主要原因是___________。
(2)古代火法炼铜比湿法炼铜应用更普遍,从资源的角度分析,原因是_________。
(3)①反应Ⅰ为,则X为_________,溶液的pH_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②细菌冶铜最适宜的温度是_________,其他温度时铜浸出率较低的原因可能是_________。
(4)下列叙述正确的是_________(填序号)。
a.古代湿法炼铜比火法炼铜能耗低、污染小
b.“双闪”工艺可利用矿物自身的化学反应提供能量,显著减少燃料的消耗
c.细菌冶金技术具有能耗低、环境污染小、可处理低品位矿等优势
2.金属材料在人类文明发展中起重要作用,古代冶金技术彰显了我国劳动人民智慧
(1)战国《韩非子·内储说上》提到,早期采金技术均是“沙里淘金”。金在自然界中主要以_________(填“单质”或“化合物”)形式存在。
(2)明代宋应星所著的《天工开物》,介绍了“火法炼锌”的方法:把炉甘石(ZnCO3和煤炭饼装入炼锌罐(如图),泥封,“其底铺薪,发火煅红”“冷定毁罐取出”。(已知:锌的熔点为419℃,沸点为907℃)
①反应区中,ZnCO3分解生成ZnO和另一种氧化物。罐内煤炭的作用是______。
②冷凝区中,锌由气态转化为液态,理论上该区应控制的温度范围是______℃,该工艺从反应混合物中收集锌的方法属于______(填标号)。
A.蒸馏 B.蒸发 C.结晶 D.升华
③“冷定”后方能“毁罐”取锌,原因是____________。
④“锌火”主要是罐内产生的CO燃烧产生的火焰,可避免CO直接排放到空气中,其原理是(用化学方程式表示)____________。
(3)某炼锌作坊取用200kg炉甘石(含ZnCO3的质量分数为62.5%,杂质不参与反应),在高温下完全反应生成金属锌,最终可制得金属锌的质量为____________。
3.金属及其制品在生产和生活中起到了重要的作用。
(1)【古代—铜】:《梦溪笔谈》记载:“信州铅山有苦泉,流以为洞。挹其水熬之则成胆矾,烹胆矾则成铜,熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。用“苦泉水”制取铜的方法下图所示:
①方案一中,“烹胆矾则成铜”的原理是,X的化学式为_____。
②结合上图,写出方案二中生成铜的化学方程式____________。
(2)【现代—铁】:铁是生活中常见金属,铁在空气中易生锈是铁与___________共同作用的结果。生活中常用稀盐酸除去铁锈,写出反应的化学方程式____________。
铁生锈会造成资源的浪费,合理利用资源可以变废为宝。化学社同学为了探究“暖宝宝”的发热原理,了解到“暖宝宝”的成分为铁粉、蛭石(保温作用)和吸水性树脂、食盐、活性炭等。小组同学设计了下图装置进行探究,记录整理了实验数据(如图)。
【数据分析】根据图中温度变化曲线可知,反应放热;根据图中浓度变化推测,铁粉______(填“可以”或“不可以”)用于测定空气中氧气的体积分数。
【深入探究】为探究“暖宝宝”快速放热的原因,小组同学设计如下4组实验,通过记录反应过程中温度的变化,探究氯化钠、活性炭及两者共同存在对铁锈蚀速率的影响。
编号
铁粉/g
水/mL
活性炭/g
氯化钠/g
测得10min内温度上升值/℃
1
2
5
0
0
0.1
2
2
5
0
0.1
3.1
3
2
5
0.2
0
22.0
4
2
5
m
0.1
56.3
表中m的数值为__________;通过对比实验__________(写序号),说明活性炭能加速铁锈蚀速率。
【实验结论】氯化钠、活性炭尤其是两者共同存在,均会加速铁锈蚀速率。
(3)【航空—钛】:钛(Ti)被称为航空金属,钛合金具有很多优良的性能常用于建造空间站。如图是以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁()]为主要原料冶炼金属钛的生产工艺流程:
①钛酸亚铁的化学式为,其中钛元素的化合价为______价。
②反应①之前需要将钛铁矿粉碎,目的是______。
③操作a的名称为______。
④反应②除了生成,还生成一种有毒的可燃性气体,该气体的化学式为______。
⑤金属镁和在高温下发生的反应③,该反应的基本反应类型为______反应。
考向04 古代燃烧与灭火——火折子、省油灯、黑火药
热点速览
火是人类文明的起源。我国古代在燃烧与灭火方面有诸多发明创造。火折子:《天工开物》记载“以白薯蔓浸水……辅以硝五钱、硫磺二两、松香四钱……装入竹筒,吹气复燃”。火折子中含有KNO₃(受热分解供氧)、S、松香等,吹气提供充足氧气使火星复燃。省油灯:宋代陆游记载“书灯惟瓷盏最省油”,夹层中注入冷水,利用水的比热容大吸收热量,降低灯油温度,减少灯油挥发。黑火药:宋代配方“一硝二磺三木炭”,燃烧反应为2KNO₃ + S + 3C K₂S + N₂↑ + 3CO₂↑,属于放热反应。灭火原理:《三国志》“扬汤止沸,不如去薪”——“去薪”是清除可燃物;用泥土覆盖灭火——隔绝氧气;剪断灯芯——清除可燃物。
考向解码
① 燃烧条件:燃烧需要可燃物、氧气、温度达到着火点。“吹气复燃”提供氧气;“竹筒没有烧焦痕迹”——温度未达到竹筒着火点。考查燃烧条件的理解与应用。
② 灭火原理:隔绝氧气(用泥土覆盖、盖上炉盖)、清除可燃物(剪断灯芯、“去薪”)、降温至着火点以下(用水灭火)。考查灭火原理的辨析。
③ 黑火药反应:化学方程式为2KNO₃ + S + 3C K₂S + N₂↑ + 3CO₂↑。KNO₃中氮元素化合价从+5降至0,发生还原反应,KNO₃作氧化剂;C元素从0升至+4,发生氧化反应。考查氧化还原反应初步、化合价变化。
④ KNO₃的性质:KNO₃受热分解生成KNO₂和O₂(2KNO₃ 2KNO₂ + O₂↑),提供助燃气体。考查KNO₃的热稳定性。
⑤ 省油灯原理:水比热容大,吸热降温,减少灯油挥发(降低温度→分子运动速率减慢→挥发减少)。考查水的比热容应用、分子运动与温度关系。
⑥ 着火点概念:着火点是可燃物的固有属性,一般不会改变(“降低可燃物的着火点”的说法错误)。考查着火点的概念辨析。
考法预测
1.油灯是古代重要的照明工具,下图是我国劳动人民的智慧发明“省油灯”的内部结构。下列说法正确的是
A.夹层中的水可以降低灯油的温度,减少灯油挥发
B.吹灭油灯的原理是降低可燃物的着火点
C.“省油灯”中水的作用是隔绝氧气
D.灯芯不是可燃物
2.(25-26九年级上·上海·期中)火折子被称为古代的“打火机”,燃芯由S、KNO3、薯藤和棉花等制成,结构如图。
(1)原料:火折子中燃芯属于________(填“混合物”或“纯净物”)。KNO3由______种元素组成,其中原子团的名称是________。
(2)反应:火折子中发生的化学反应之一:,X的化学式是________。
(3)使用:需要火源时,拔开火折子的竹帽,一吹燃芯上的火星即复燃,其原因是_________;旋转竹帽使竹筒和竹帽上小孔的位置错开,形成密封,燃芯上的火星就会熄灭,其原因是______。
3.火折子、夹瓷盏等器具体现了我国古代劳动人民掌控燃烧的智慧,其结构如下图:
(1)火折子:《天工开物》中有关“火折子”的记载:“以白薯蔓浸水……,辅以硝五钱、硫磺二两、松香四钱……,装入竹筒,吹气复燃。”
①“硝”指硝酸钾(KNO3),受热易分解生成亚硝酸钾(KNO2)和一种单质,该反应的化学方程式为___________。
②“吹气复燃”的原理是___________。
③火折子在保存时应控制的氧气浓度C的范围是___________(填序号)。
A.C<C1 B.C1<C<C2 C.C>C2
(2)夹瓷盏:诗人陆游曾道:“书灯惟瓷盏最省油,蜀中有夹瓷盏,一端作小窍,注清冷水于其中,每夕一易之,……可省油之半。”
①剪掉灯芯熄灭油灯,利用的灭火原理是___________。
②下列关于夹瓷盏说法正确的是___________(填序号)。
A.夹瓷盏中的可燃物只有炷
B.夹层中的清水可以降低灯油的温度,减少灯油的损耗
C.“注清冷水于其中,每夕一易之”说明使用过程中夹层中的水需要定期补充
(3)酒精灯是现代化学实验室常用的加热仪器,其中的燃料为酒精,则酒精燃烧的化学方程式为___________。
考向05 古代化学实验操作——过滤、蒸发、蒸馏、结晶
热点速览
我国古代劳动人民在长期实践中总结出许多与化学实验操作相似的工艺方法。《天工开物》记载古法制盐“海卤煎炼”——蒸发结晶;“淋盐沥水”——过滤/洗涤。造纸术中“捞纸”“压水去湿”——过滤;“晒纸”——蒸发。制烧酒工艺《本草纲目》记载“蒸令气上,用器承滴露”——蒸馏。制KNO₃工艺中“淋硝”(稻草过滤)、“熬硝”(蒸发浓缩)、“降温结晶”(冷却热饱和溶液析出KNO₃晶体)。卓筒井“滤卤”用枝条架、滤缸过滤泥沙。这些工艺与现代化学实验中的过滤、蒸发、蒸馏、结晶等操作原理相通。
考向解码
① 过滤:分离固体与液体的操作。古代例子:“淋硝”(稻草作滤材)、“滤卤”(滤缸)、“压水去湿”(竹帘)、“捞纸”(竹帘捞取纸膜)。考查过滤的适用范围、仪器(漏斗、玻璃棒、烧杯)、操作要点(一贴二低三靠)。
② 蒸发:加热使溶剂挥发得到溶质的操作。古代例子:“煎盐”“熬硝”“晒卤”“日晒成干”。考查蒸发的适用范围、仪器(蒸发皿、酒精灯、玻璃棒)、操作要点(加热时不断搅拌、出现大量固体时停止加热)。
③ 蒸馏:利用沸点差异分离混合物的操作。古代例子:“蒸令气上,用器承滴露”(烧酒蒸馏)。考查蒸馏的原理、适用范围(分离沸点不同的液体混合物)、仪器(蒸馏烧瓶、冷凝管、接收器)。
④ 结晶:从溶液中析出晶体的操作。降温结晶适用溶解度随温度变化大的物质(KNO₃);蒸发结晶适用溶解度随温度变化小的物质(NaCl)。考查结晶方法的选择依据及操作流程(溶解→加热浓缩→降温→过滤)。
⑤ 洗涤:用饱和溶液洗涤粗盐,可溶解杂质而不损失主要产物(“淋盐沥水”)。考查洗涤操作的目的及试剂选择。
⑥ 混合与研磨:“粉碎”“研细”增大接触面积,加快反应速率;“搅拌”加快溶解速率。考查影响反应速率的因素。
考法预测
1.(25-26九年级上·上海崇明·期末)古代以硝土【富含KNO3、Ca(NO3)2和NaCl】和草木灰(主要成分K2CO3)为原料生产KNO3的部分流程如图1所示,淋硝过程如图2。
(1)实验室配制50g溶质质量分数为16%的氯化钠溶液时,相关内容错误的是___________。
A.相关图标 B.称量
C.量取 D.溶解
(2)木桶内铺上木板和稻草,将硝土和草木灰混合后拌匀置于其上,用水冲淋,于木桶下方导出“硝水”。稻草相当于实验室过滤操作的___________(填实验用品);硝土中Ca(NO3)2与草木灰中K2CO3发生了复分解反应,化学方程式为___________。
淋硝所得的溶液称为硝水,熬硝主要是将淋硝过程中得到的硝水浓缩成浓硝水,冷却“热浓硝水”析出KNO3晶体。
(3)“硝水”中一定含有的溶质是___________。
(4)下表为KNO3、NaCl的溶解度数据。
温度(℃)
20
40
60
80
溶解度(g)
KNO3
31.6
61.3
106
167
NaCl
35.9
36.4
37.1
38.0
冷却“热浓硝水”主要获得KNO3晶体的原因是___________;若将206 g硝酸钾饱和溶液从60℃降低到20℃,析出硝酸钾晶体的质量为___________g。
(5)滤液M可以循环使用,原因是___________。
2.氯化钠是生活必需品,也是重要的化工原料。
I.古法制盐:古人用煎盐法制取食盐主要步骤有:①制卤水;②测卤水浓度;③煎卤得粗盐;④用“花水”冲洗粗盐得精品盐。
制取卤水的方法有两种:
刮土淋卤:将结有盐霜的土,聚集成堆,清水浇注,卤水从堆底流出;
草木灰淋卤:将草木灰浸入海水然后晾晒至现出白光,再用海水淋之,得卤水。
(1)卤水中存在大量的阴离子是______(填离子符号)。
(2)卤水入锅前,以石莲子或鸡蛋投入卤中,检验卤水浓度,石莲子或者鸡蛋沉入水下的为淡卤,半飘浮的为半淡卤,浮立于水面的为成卤,其中溶质质量分数最大的是______(填“淡卤”“半淡卤”或“成卤”)。
(3)以成卤入锅煎盐,有白色晶体析出时,此时卤水是______溶液(填“饱和”或“不饱和”)。
(4)经调查发现,“花水”是NaCl的饱和溶液,用“花水”冲洗粗盐而不用淡水冲洗的原因是______。
Ⅱ.工业制盐:目前工业上常用真空法制备食盐,通过减压使热的海水快速蒸发而获得食盐。小涵在实验室中用溶液a(3%NaCl溶液1000g)模拟真空法制备食盐的流程(忽略物质的损耗)及氯化钠溶解度曲线如图所示:
(5)步骤1中分子的______发生了变化。
A.间距 B.质量 C.种类 D.个数
(6)溶液a中溶质的质量为______g。溶液a经减压蒸发后得到溶液b和NaCl固体xg,x的数值为______。溶液b的质量______溶液c的质量(填“<”“=”或“>”)。
(7)海水晒盐是借助日光和风力使水分蒸发。对比分析真空制盐,海水晒盐的优点是______。
A.节省能源 B.成本低廉 C.生产效率高
考向06 物质构成的探索——原子结构模型的发展
热点速览
人类对物质构成的探索经历了漫长过程。古代元素观:我国古代有“五行说”(金木水火土)。近代原子论:1808年道尔顿提出“实心球模型”——原子是不可分割的实心小球;1897年汤姆孙发现电子,提出“葡萄干布丁模型”——正电荷均匀分布,电子镶嵌其中;1911年卢瑟福通过α粒子散射实验(大多数α粒子穿过金箔,少数被反弹),提出“核式结构模型”——原子中心有很小、带正电的原子核,电子绕核运动;1913年玻尔提出“行星轨道模型”(电子在固定轨道上运动);现代“电子云模型”。原子结构模型的演变体现了科学认识不断深化的过程。
考向解码
① 原子结构模型演变:道尔顿(实心球)→汤姆孙(枣糕/葡萄干布丁)→卢瑟福(核式结构/行星模型)→玻尔(轨道模型)→现代电子云模型。考查模型建立的先后顺序及核心观点。
② α粒子散射实验:大多数α粒子穿过金箔(原子内部大部分是空的);少数α粒子发生偏转(原子核带正电,对α粒子产生斥力);极少数被反弹(原子核体积很小但质量很大)。考查实验现象与结论的对应关系。
③ 原子的构成:原子由原子核(质子+中子)和核外电子构成。原子核带正电,体积小、质量大;电子带负电,在核外高速运动。考查原子的结构(质子、中子、电子、原子核)。
④ 电子的发现:汤姆孙发现电子,证明原子可分,纠正了道尔顿“原子不可分割”的观点。考查科学史及电子带负电。
⑤ 质量守恒定律:拉瓦锡通过定量实验(汞与氧气反应)建立质量守恒定律。考查质量守恒定律的内容、微观解释(原子种类、数目、质量不变)。
⑥ 元素周期表:元素原子结构示意图(电子层数=周期数,最外层电子数=主族序数);元素的化学性质由最外层电子数决定。考查原子结构示意图的画法及元素周期表的应用。
考法预测
1.人类探索原子结构的过程是漫长而艰辛的。
阅读下列材料,回答问题。
材料1:1808年,英国科学家道尔顿在古代原子观点和科学实验的基础上系统地提出了原子论。他提出物质都是由肉眼看不见的原子构成的,原子是不可分割的实心小球,即原子的“实心球模型”。
材料2:19世纪末,英国科学家汤姆孙发现了电子。在此基础上,他提出了一种原子模型,认为正电荷均匀地分布在整个原子内,电子镶嵌其中,即“葡萄干布丁模型”。
材料3:1909年,英国科学家卢瑟福进行了α粒子散射实验。1911年,他提出了原子的“核式结构模型”,为现代原子理论打下了基础。
(1)汤姆孙发现了电子,主要是纠正了道尔顿原子论中_______的观点。电子带______电荷。
(2)在卢瑟福的实验中,大多数α粒子穿过金箔后方向不变,说明________(填序号:a.原子的质量是均匀分布的;b.原子内部绝大部分空间是“空的”);卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是________。卢瑟福所使用的金箔是由_______(填“分子”、“原子”、或“离子”)构成的,卢瑟福进行的α粒子(带正电)散射实验如图所示,根据实验不能获得的结论是______。
A.金原子核带正电
B.金原子核体积很小
C.金原子核比电子所占空间小得多
D.金原子核外电子带负电
(3)卢瑟福通过实验得出原子是由_______和_______构成,并提出了沿用至今的现代原子结构理论。
(4)同学们用橡皮泥、绿豆、铁丝等制作了上述3种原子结构模型,如下图所示。其中能代表汤姆孙原子结构模型的是______(填字母,下间)。
A. B. C.
2.从古代元素观与原子论,到近代原子结构模型,至今日人工合成元素,人类从未停止对物质构成规律的探索。
(1)模型法是科学学习重要的方法。如图是科学家及其提出的原子结构假设模型,其中原子结构模型建立的先后顺序是___________(填数字序号)。
①汤姆生:枣糕模型
②卢瑟福:核式模型
③道尔顿:实心模型
(2)元素周期律的发现使化学学习和研究变得有规律可循。下图为元素周期表中部分元素的原子结构示意图:
①原子序数为15的元素属于___________(填“金属”或“非金属”)元素。
②镁元素与铝元素排在周期表的同一周期,因为它们原子的___________相同。
③从原子结构示意图分析,氧元素和硫元素具有相似化学性质的原因是___________。
④第9号元素和12号元素形成的化合物的化学式是___________,名称为___________。
热●点●限●时●训●练
(30分钟限时练)
1.(2020·上海宝山·三模)丹砂是古代炼丹术重要的炼丹材料,《抱朴子》“丹砂炼之成水银”,水银的元素符号是
A.Ag B.Mg C.Hg D.Al
2.(23-24九年级上·上海长宁·期中)《天工开物》中记载,我国古代以炉甘石(ZnCO3)炼制金属锌,有如下反应发生:①,②。下列有关说法正确的是
A.①属于化合反应 B.X的化学式为C
C.②反应后锌元素化合价升高 D.两个反应中共有3种氧化物
3.(24-25九年级上·上海崇明·期末)中华文化源远流长,蕴含了丰富的化学知识。
(1)《齐民要术》记载“粟米曲作酢”,“酢”即醋酸。古法酿醋是用粮食经过发酵而成,发酵属于___________(填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)《梦溪笔谈》记载“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。胆矾的化学式为___________;铁、铜属于___________ (填“金属”或“非金属”)单质。
(3)《天工开物》记载“淘洗铁砂”用孔径小于铁砂的容器在水中淘取铁砂,该原理类似于实验室的___________(填操作名称)。
(4)《辍耕录》中记载“杭人燃烧松木前,将其削成薄纸片状。”削成薄纸片状的目的是___________;为防止引发林火,可用泥土覆盖在燃着的松木和灰烬上,从灭火原理分析,主要利用___________。
(5)古代造纸工艺的其中一步为“浸灰水”。“灰”的主要成分是氧化钙,“浸灰水”过程中反应 的化学方程式为___________;该反应类型属于___________(填“化合”或“分解”)反应。
4.(2026·上海崇明·二模)《膏液》篇中有我国古代榨油的记载,其流程如下图甲所示。
(1)胡麻中富含“亚甘油酯”(化学式),有关“亚甘油酯”的说法正确的是_____。(不定项)
A.属于有机化合物 B.碳、氢元素质量比为
C.氢元素质量分数最高 D.属于六大营养素中的脂类
(2)炒胡麻用铁质“釜”,主要利用了铁的______。
A.导热性 B.导电性 C.硬度大 D.熔点高
(3)榨油用“文火慢炒”,“文火”是指小火,从燃烧条件分析,可控制“文火”的是______。
A.降低木柴温度至着火点以下 B.减少鼓入空气的量
C.增大木柴与氧气的接触面积 D.可以增加木柴的量
(4)榨油流程中“挤轧”后实现“油”与“枯饼”的分离,该操作类似于实验室中的_______。
A.蒸馏 B.过滤 C.蒸发 D.结晶
(5)“再蒸”“再榨”的作用是_______。
(6)胡麻最适宜种植的土壤酸碱度为6.0~7.5,某同学在给胡麻施肥前,对下列氮肥溶液的pH进行测定,结果如下。若长期施用,该同学最好选用的氮肥是_______。
A
B
C
D
化肥名称
硫酸铵
尿素
碳酸氢铵
氨水
溶液的pH
5
7
8
12
5.(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________________。
6.(25-26九年级上·上海闵行·月考)古代以硝土和草木灰(主要成分K2CO3)为原料生产“硝”(KNO3),部分生产步骤如下:
步骤1取土:采掘硝土备用,硝土主要成分KNO3、Ca(NO3)2、NaCl及泥沙等。
步骤2淋硝:在木桶或缸的底部钻一个小孔,铺上稻草,将硝土和草木灰装入桶中,往桶中加入水。桶下方用另一个容器接住滤出的澄清液体,称为“硝水”。
步骤3熬硝:将淋硝过程中得到的硝水浓缩成浓硝水。
步骤4降温结晶:将浓硝水转移至陶罐中,置于阴凉通风处。
(1)硝土属于___________(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)淋硝过程中发生反应的化学方程式为:K2CO3+Ca(NO3)2 === CaCO3↓+2KNO3,该反应的基本反应类型属于___________反应。
A.分解 B.化合 C.置换 D.复分解
(3)稻草的作用类似于实验室的过滤操作,在古法制硝过程中的作用是___________。
实验室模拟古法制硝(KNO3),请结合信息分析并回答。
(4)淋硝所得的“硝水”,其溶质中一定含有的物质是___________。
(5)根据图中的溶解度曲线分析,若硝土中含KNO3169 g,要使KNO3完全溶解,估算用80℃的热水质量约为___________g;溶解相同质量的KNO3,80℃时所需水的质量___________20℃所需水的质量。(填“>”、“<”或“=”)
(6)淋硝过程中需对水的质量进行估算,目的是___________。
A.防止水温过高造成晶体分解
B.确保高温下硝酸钾固体恰好完全溶解,降温时析出最多晶体
C.减少熬硝中加热所需能量
D.提高硝土中硝酸钾的溶解度
(7)最终得到的硝(KNO3),用于制造黑火药,其爆炸时发生反应的化学方程式是:,则X的化学式是___________。
(8)作为原料的草木灰(含K2CO3)和最终制得的产品“硝”(KNO3)都可以作为化肥使用。请简述二者在作为化肥方面的相同点和不同点___________。
7.(22-23九年级下·上海杨浦·阶段练习)古代冶金技术彰显了我国劳动人民的智慧。
(1)战国《韩非子·内储说上》提到,早期采金技术均是“沙里淘金”。金在自然界中主要以______(填“单质”或“化合物”)形式存在,金具有______(填“难溶”或“易溶”)于水的性质。
(2)《淮南万毕术》记载有“曾青(指硫酸铜溶液)得铁化为铜”,该反应的化学方程式是______,反应的基本类型是______。
(3)《格致粗谈》记载“赤铜入炉甘石炼为黄铜,其色如金”。把赤铜(Cu2O)和炉甘石、木炭粉混合高温制得黄铜。
I、Cu2O中铜元素的化合价是______。
II、反应的化学方程式:X+Cu2O+C Zn+2Cu+2CO2↑。则炉甘石主要成分X的化学式是______,根据产物可知黄铜中含有的金属是______
8.(24-25九年级下·上海·期末)人类发展的历史进程中人们不断研制出各种不同的用具,制造用具的材料也在不断地发生变化,金属制品因其美观、耐用、轻便易成型而被人们广泛利用,请根据所学知识及生活知识参与有关金属制品探究.
(1)以下工具的制作过程中没有发生化学变化的是____________。
A.原始人制作石刀 B.冶炼青铜 C.炼铁.
(2)请将以下金属材料的冶炼按年代的先后顺序排序____________(填序号)。
A.铁 B.青铜 C.铝
(3)金属区别于非金属的主要物理性质是:金属具有_______________,金属区别于非金属的主要化学特征_________________,在化学变化中金属原子通常表现为__________________。
(4)孔雀石主要成分为碱式碳酸铜,经加热会发生反应:,古代人们发现翠绿的孔雀石在森林大火中会变成红色的铜,请写出转化为铜的另一个反应方程式:________。
(5)古代术士将炉甘石(主要成分为ZnCO3)与赤铜矿(Cu2O)、木炭放在炼炉中高温灼烧,炼出金光灿灿的“黄金”,被称为“炼石成金”.
①请你用学过的知识回答,真的可以“炼石成金”吗_________?
②那么你认为这金光灿灿的金属是什么?它是怎么炼出来的?写出有关化学方程式.该金属可能是_____,炼出它的化学方程式为_________。
(6)到西汉时期我国的劳动人民又发明了“湿法炼铜”,在西汉刘安所著的《淮南万毕术》中就有“曾青得铁则化为铜”的记载(“曾青”是指铜的化合物),请用反应方程式表示其冶炼原理:_________。
(7)磁悬浮的核心技术得制备超导材料。有一种超导材料的化学式为,它是以、和为原料经研磨烧结而成.假设此过程中所有元素的化合价不变,试填写以下空白:
①超导材料是由________种元素组成的,的化学式是:________。
②在合成该超导材料的同时还生成一种产物,该物质是________(写化学式)。
③金属的使用及冶炼历史也引起同学们极大兴趣,初三同学组织化学兴趣小组继续进行(8)(9)探究:
首先他们收集大量有关钢铁的成语与民间谚语.其中有说明钢的性能比铁好的有________,知道“百炼成钢”是指铁在高温条件下反复敲打发生的反应是:________,从而了解钢与铁的机械性能不同是因为两者________。
(8)钛(Ti)因为具有许多神奇的性能而越来越引起人们的关注.化学兴趣小组对Mg、Ti、Ag的金属活动性顺序进行探究.
【提出假设】a.的金属活动性比Mg强;
b.的金属活动性介于Mg和Ag之间。
【查阅资料】在相同条件下,金属与酸反应,产生气泡的速率越快,则该金属活动性越强.
【实验设计】同温下,取大小相同的这三种金属薄片,分别投入等体积、等浓度的足量稀盐酸中,观察现象。
请回答:三种金属加入盐酸前都先用砂纸将表面擦光亮,其目的是_____。
【实验现象】
金属
反应现象
反应缓慢
反应强烈
无明显现象
【实验结论】原假设中_________不正确,理由是_________。
【结论】用不同浓度的足量稀盐酸反应,是否也能得出同样结论?____________,请说明理由_________。
现一块铜合金,可能是黄铜(铜锌合金)、青铜(铜、锡合金)、白铜【铜、镍(Ni)合金】中的一种,现欲测定其组成.
【查阅资料】Ⅰ.锌、锡、镍皆能与稀硫酸发生置换反应,生成价的金属离子;
Ⅱ.相对原子质量,一,一.
【实验步骤及数据】取合金粉碎后放入烧杯中,将稀分四次加入烧杯中充分反应后,测定剩余固体质量数据记录如下:
次数
加入酸质量
剩余固态质量
试求:①合金中铜的质量分数________。②合金中另一金属为何种金属_________。
9.(25-26九年级上·上海·阶段检测)“造纸术”是我国古代的四大发明,包括下面5个步骤:
(1)“浸沤切碎”是将原材料切碎,此步骤属于__________(选填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)“灰水浸泡”是将麻料浸泡在石灰水中,起到脱胶、分散纤维和漂白的作用。石灰水中的主要成分为氢氧化钙,如表是不同物质在不同温度时的溶解度。
温度/℃
0
10
20
30
40
60
80
100
溶解度(g)
NaCl
35.7
35.8
36.0
36.3
36.6
37.3
38.4
39.8
KNO3
13.3
20.9
31.6
45.8
63.9
110
169
246
Ca(OH)2
0.185
0.176
0.165
0.153
0.141
0.116
0.094
0.074
①20℃时,将25g氯化钠投入50g水中,充分搅拌后,形成的溶液质量为__________。
②“舂捣洗涤”是洗掉灰浆和杂质,增加纸的洁白度。这项工艺应在冷水中进行,请说明原因:______。
③从含硝酸钾、少量氯化钠和不溶性杂质的混合物中提纯硝酸钾,操作流程如图:
结合物质的溶解度分析,趁热过滤的设计意图是___________,操作a是__________(选填“降温结晶”或“蒸发结晶”)。滤液2的溶质是__________。
10.(25-26九年级下·上海·月考)《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色,历经千年色彩依旧,其中绿色来自孔雀石颜料,主要成分是碱式碳酸铜,也可写作,高温下易分解产生三种氧化物,后者化学式更能体现它的化学性质。CuSO4溶液与Na2CO3溶液反应能否得到碱式碳酸铜?某兴趣小组进行相关探究。
【沉淀制备】称取2.5 g胆矾(CuSO4⋅5H2O,相对分子质量为250)溶于一定量的水中配成8%的CuSO4溶液。向其中加入适量Na2CO3溶液,将所得蓝绿色悬浊液过滤,用蒸馏水洗涤,再用无水乙醇洗涤。
(1)2.5 g胆矾(CuSO4⋅5H2O)中CuSO4_____________g,先需配制8%的CuSO4溶液,配制所需仪器为_____________(填字母)。
A.量筒 B.玻璃棒 C.蒸发皿 D.烧杯 E.胶头滴管 F.电子天平
【实验探究】对上述制备的沉淀进行探究,甲同学认为沉淀是CuCO3;乙同学认为沉淀是;丙同学认为沉淀是。为了进一步测定组成,现设计了如下装置,用制得的固体进行实验。
【查阅资料】①无水硫酸铜固体为白色,能吸水变蓝;
②碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物。
A装置加热前,首先打开弹簧夹、,关闭,通入适量氮气。
停止通氮气,然后关闭弹簧夹、,打开,再点燃A处酒精灯。
(2)若丙同学的观点成立,实验观察到的现象是___________。
(3)经查阅文献,三位同学认为需要用Ba(OH)2代替Ca(OH)2来定量测定固体的化学式,其原因是___________。
A.相同温度下,Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2,能充分吸收CO2
B.Ba(OH)2的式量小于Ca(OH)2式量
C.吸收等量CO2生成的的质量大于,测量误差小
(4)古代也常用硫酸铜等铜溶液来制取铜,现向盛有Cu(NO3)2、AgNO3溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣,写出一个可能反应的方程式______,反应类型_________,下列判断一定错误的是_________(不定项)
A.滤渣中一定含有两种或两种以上的金属
B.滤渣中一定含有Ag、Fe,可能含有Cu
C.滤液中可能含有Cu(NO3)2、AgNO3,一定含有Fe(NO3)2
D.反应后溶液的质量和反应前相比,可能增加,也可能减少
公司2 / 18
学科网(北京)股份有限公司
$