精品解析:山东青岛市市南区2025-2026学年九年级下学期阶段性学业水平质量检测化学试题
2026-06-10
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内容正文:
2025—2026学年度第二学期阶段性学业水平质量检测
九年级化学试题
(考试时间:60分钟;满分:80分)
说明:
1.本试题分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共25题。第Ⅰ卷为选择题,共20小题,25分;第Ⅱ卷为非选择题和附加题,共5小题,55分。
2.所有题目均在答题卡上作答,在试题上作答无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Mn-55 Fe-56 Cu-64 Ag-108 Ba-137
第Ⅰ卷(共25分)
一、选择题(本题共15小题,每小题1分,共15分)在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 中华古代文化蕴含着丰富的化学知识,下列对文摘的理解不合理的是
A. 露从今夜白,月是故乡明——描述中涉及物理变化
B. 世间丝、麻、裘褐皆具素质——“丝、麻”的主要成分都是纤维素
C. 一尺之棰,日取其半,万世不竭——蕴含着物质无限可分的思想
D. 金(即铜)柔锡柔,合两柔则刚——合金的硬度比组成它的纯金属大
2. 实验室模拟海水淡化实验中,一定不需要用到的仪器是
A. B. C. D.
3. 做化学实验时,要求规范、节约、安全。下列实验操作符合要求的是
A. 用托盘天平准确称取2.42 g氯化钠固体
B. 使用完滴瓶上的胶头滴管后,立即清洗
C. 给试管中的液体加热时,液体超过试管容积的
D. 制取气体时,先检查整套装置的气密性,再装入试剂
4. “宏微结合”是化学学科的重要思想之一,下列对宏观事实的微观解释正确的是
选项
宏观事实
微观解释
A
滴水成冰
温度降低,分子停止运动
B
金块制成金箔面积增大
金原子数目增多
C
氯化钠溶解在水中形成溶液
氯化钠分子分散到水分子之间
D
氢气在氧气中燃烧生成水
原子重新组合生成新分子
A. A B. B C. C D. D
5. 化学观念是认识物质及其变化,以及解决实际问题的基础。下列说法不正确的是
A. 物质具有多样性——同一种元素可以组成不同的物质
B. 物质性质决定用途——碳酸氢铵受热易分解,可用作氮肥
C. 化学变化中伴随着能量变化——氧化钙与水反应放出热量
D. 化学反应是可以调控的——燃气灶火焰呈现黄色,锅底变黑,可调大灶具的进风口
6. 茶叶中富含的硒有防癌、抗癌作用。下图为硒在元素周期表中的部分信息及其原子结构示意图,下列说法不正确的是
A. 硒元素是人体必需的微量元素
B. m数值为34,x数值为18
C. 硒元素和钠元素位于同一个周期
D. 硒原子在化学反应中易得到电子
7. 化学概念在逻辑上存在下图所示关系,下列说法正确的是
A. 燃烧与爆炸属于交叉关系
B. 含氧化合物与酸属于包含关系
C. 碱性溶液与盐溶液属于并列关系
D. 氧化反应与化合反应属于包含关系
8. a、b、c三种物质的溶解度曲线如图所示。下列说法正确的是
A. a的不饱和溶液转化成饱和溶液,溶质质量分数一定变大
B. t1℃时,a、c两种溶液溶质质量分数一定相等
C. t2℃时,等质量的a、b、c的饱和溶液,c溶液中溶剂的质量最多
D. 将t2℃时a、b、c三种物质的饱和溶液降温至t1℃,所得三种溶液的溶质质量分数由大到小的顺序是b>a=c
9. 如图表示元素的化合价与物质类别的关系,“→”表示物质之间可以转化,甲、乙、丙、丁、戊是初中化学常见物质,它们均含有X元素。下列有关说法正确的是( )
A. 戊代表的物质均易溶于水
B. 由X元素形成的不同单质具有相同的性质
C. “甲→乙→丙”的转化都只能通过与O2反应来实现
D. 加热丁和紫色石蕊的混合液,溶液颜色由红色变紫色
10. 如图是某反应的微观示意图,反应前后甲、乙、丙的质量变化比为23:17:1。下列分析不正确的是
A. 该反应属于置换反应
B. 物质X中含三种元素
C. 参加反应的乙与生成丙的分子个数之比为1:1
D. 催化剂能够提高X物质的生成速率,但不改变其产量
11. 下列实验设计能达到实验目的的是
A.证明可燃物燃烧需要与接触
B.证明中和反应放热
C.证明葡萄糖中含有碳元素
D.探究铁锈蚀与水有关
A. A B. B C. C D. D
12. 某粗盐样品中含有少量的氯化镁、氯化钙和硫酸钠。兴趣小组开展如下探究对粗盐进行提纯(实验过程中微溶物不沉淀,试剂甲~丁从稀盐酸、碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液中选择,且每种试剂限用一次)。下列说法正确的是
A. 甲可以是碳酸钠溶液,丁是稀盐酸
B. “滤渣”中加入足量稀盐酸可全部溶解
C. “滤液”中共有4种溶质
D. 最终获得的氯化钠质量一定比原样品中的大
13. 某混合气体中可能含有H2O、CO、CO2中的一种或几种,某学习小组利用如图所示装置进行检验(已排除空气中原有成分干扰)。下列说法中不正确的是
A. 气体检出的顺序依次为H2O、CO2、CO
B. 装置e减少的质量等于装置f增加的质量
C. 实验用到三次澄清石灰水,其检验目的各不相同
D. 若省去装置b~d,通过控制装置e是否加热,也能检验出混合气体成分
14. 将锌粉和铁粉的混合物加入盛有一 定量硝酸银溶液的烧杯中,充分反应后过滤,关于滤渣和滤液的说法正确的是
A. 若向滤渣中加稀盐酸,有气泡产生,则滤液中最少有2种溶质
B. 若向滤液中加稀盐酸,无明显现象,则法渣中最多有1种金属
C. 若滤渣中只有两种金属,则滤液中最少有1种溶质
D. 若滤液中只有两种溶质,则滤渣中最多有1种金属
15. 硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。如图是处理H2S并回收S的工艺流程。下列说法不正确的是
A. ①中各元素化合价不变
B. 总反应的生成物只有S
C. 理论上,整个转化过程无需补充HCl
D. 回收17 kg H2S至少要消耗8 kg O2
二、选择题(本题共5小题,每小题2分,共10分)在每小题给出的四个选项中,有一项或两项符合题目要求。
16. 某未知溶液中可能含有、、、Na+、Mg2+、Cu2+中的几种,为确定可能含有的离子,兴趣小组进行了下面的实验:
①取少量溶液,滴加足量氢氧化钠溶液,生成蓝色和白色沉淀;
②另取少量试液,滴加BaCl2溶液,无白色沉淀生成;继续向该溶液中滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀。分析实验,得到的以下结论中合理的是
A. 一定有、Mg2+、Cu2+
B. 可能有、Mg2+
C. 可能含有Na+、
D. 一定没有、
17. 已知NaF溶液显碱性,25℃时,向20 mL溶质质量分数为15%的氢氟酸(HF)中滴加氢氧化钠溶液(两者密度近似相等),溶液的pH与所加氢氧化钠溶液的体积关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 过程中发生的反应属于复分解反应
B. 可用无色酚酞试液区分b点和d点对应的溶液
C. 所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数为30%
D. c点对应的溶液中溶质是NaF和HF
阅读下列材料,完成下面小题
SO2是食品加工中常用的防腐剂,某小组用下图装置测定某干果中SO2残留量。实验步骤:
i.称取m g粉碎后的干果置于B中,加入200 mL蒸馏水;A中加入足量3%的H2O2溶液。
ii.接通C中冷凝水,向B中先通入N2,后加入10 mL 20%的盐酸,加热至微沸。
iii.将A中溶液冷却后配制成100 mL溶液。取20 mL该溶液,逐滴加入0.04%的NaOH溶液(密度约为1 g/mL),恰好完全反应时消耗体积为V1 mL。
iv.不加样品,重复上述操作进行空白实验,消耗NaOH标准溶液体积为V2 mL(V2>0)。
已知:①干果中SO2以形式存在,与酸反应生成SO2;②SO2+H2O2=H2SO4;③SO2、都易与氧气反应。
18. 下列有关该实验的说法正确的是
A. 装置C中,冷凝水应从b口进,a口出
B. 加热至微沸能加快反应的速率同时减少二氧化硫的溶解
C. 实验结束先停止加热再停止通冷凝水目的是防倒吸
D. 测得m g干果中SO2残留量为1.6(V1-V2)×10-3 g
19. 下列有关实验结果的分析,不正确的是
A. 若将盐酸换为等浓度硫酸会使测得的二氧化硫结果更准确
B. 若将氮气改为空气会使测得的二氧化硫结果偏大
C. 若省略空白对照实验会使测得的二氧化硫结果偏大
D. 若步骤iii中通入氮气速度过快,会使测得的二氧化硫结果偏小
20. 化学项目小组为探究两份久置的氧化钙和氢氧化钠固体的组成。取2.8g的氧化钙样品和一定质量的氢氧化钠样品,分别加入足量水溶解,静置,均无固体剩余。向两份溶液中分别加入酚酞溶液,溶液均变红色。再将两份溶液混合之后滴加溶质质量分数为14.6%的稀盐酸,生成二氧化碳的质量与加入稀盐酸的质量变化关系如图所示。实验过程中忽略二氧化碳溶解。下列说法中正确的是
A. 原氢氧化钠样品一定完全变质
B. 图中A点的溶液呈中性
C. 图中a=67.5,且M点溶液含有两种溶质(指示剂除外)
D. 两份溶液混合后,上层清液中一定含有氢氧化钠和氢氧化钙
第Ⅱ卷(共55分)
三、非选择题(本题共4小题,45分)
21. 2026年4月,机器人“闪电”获人形机器人半程马拉松冠军,“健步如飞”的背后,离不开化学所提供的物质与能量基础。
(1)机器人的皮肤材料含有石墨烯。石墨烯是从石墨中分离出的单层石墨片,从分类角度看,石墨烯属于_______(选填“单质”或“化合物”)。
(2)机器人的外壳主要使用铝合金。铝具有很好的抗腐蚀性能,原因是_______________(用化学方程式表示);此外,选铝合金材料做外壳是因为它还具有________的性质(写一条即可)。若只用三种试剂比较铝、铁、铜的金属活动性,可选用的试剂是________。
(3)机器人动力由锂离子电池提供,电池放电过程中,能量转化形式为________。一种锂离子电池的正极材料为钴酸锂(LiCoO2),已知锂与钠的最外层电子数相同,则钴酸锂中Co元素的化合价是_____价。
(4)机器人内部的核心控制依靠芯片。氮化镓(GaN)芯片能实现更快响应和更精准的控制,氮化镓纳米薄层的一种制备方法如图所示,制备氮化镓时,金属镓熔化过程通入氩气的目的是____________;反应过程中生成一种气体单质,该反应的化学方程式为______________。
22. 某兴趣小组在用酸除铁锈时,发现用稀盐酸和稀硫酸分别与生锈铁钉反应,虽然都生成含有Fe3+的盐溶液,但溶液颜色却不同。同学们对溶液颜色不同的原因进行探究。
【原理分析】
(1)写出稀盐酸除铁锈的化学反应方程式_____________;稀硫酸、稀盐酸都能用于除铁锈,其本质原因是_______。
【实验探究】
(2)完成下列表格
序号
假设
操作
现象
结论
①
Fe3+浓度不同,溶液颜色不同
各取1 g、2 g氧化铁粉末,分别加入足量稀盐酸和稀硫酸
加入稀盐酸的试管中,溶液为黄色;加入稀硫酸的试管中,溶液近乎无色
假设成立
②
________不同,溶液颜色不同
分别向40%的硫酸铁溶液(黄色)中,加入1 mL 1%的硫酸、1%的硫酸钠溶液、10%的硫酸
只有加入10%硫酸的试管中,溶液为无色;其余试管中溶液均为黄色
③
酸根离子种类不同,溶液颜色不同
取实验1中稀硫酸与氧化铁反应所得溶液,分成两份,向其中一份溶液中加入少量________(填化学式)
加入该试剂后,溶液颜色为______色
【反思评价】
(3)甲同学通过实验①中的现象证明假设不成立。你是否认同甲同学的观点,判断并说明理由________。
【拓展探究】铁盐的性质
(4)FeCl3固体为棕黄色,易升华,与H2加热反应获得铁粉和一种酸性气体,反应的化学方程式为________________。设计如图所示实验,当观察到________________现象时,可证明反应的发生。
23. 硅孔雀石主要成分为CuCO3·Cu(OH)2、CuSiO3,含少量的SiO2、FeCO3、Fe2O3等杂质,以其为原料制备CuCl2·2H2O的工艺流程如图:
已知:①SiO2不溶于盐酸,CuSiO3+2HCl=CuCl2+H2SiO3↓
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH如下:
金属离子
Fe2+
Fe3+
Cu2+
开始沉淀pH
6.3
1.5
5.2
沉淀完全pH
8.8
2.8
6.4
(1)酸浸时,盐酸与CuCO3·Cu(OH)2反应的化学方程式为____________。为提高浸出速率,可采取的措施是________(写一条即可)。
(2)“滤渣1”的主要成分为________(填化学式)。
(3)下列试剂是常见的氧化剂,该流程中,氧化剂A可选用______(填字母序号)。
A. Cl2 B. HNO3 C. H2O2
(4)“调节pH”时,应控制的pH范围为________;若省去氧化步骤,可能导致的后果是____________。
(5)从氯化铜溶液得到氯化铜晶体的方法是:蒸发浓缩、__________、洗涤、低温烘干。
(6)用含铜元素质量分数32%的硅孔雀石10吨,理论上可制得CuCl2·2H2O质量为______吨(假设制备过程中铜元素无损失)。
24. 氮化铝(AlN,高温与水、二氧化碳反应)是一种新型无机非金属材料,广泛用于集成电路生产领域。某化学研究小组利用氮气、氧化铝和活性炭在高温下制取氮化铝,并测定所得产物中AlN的质量分数。回答下列问题。
Ⅰ.制备AlN。实验装置如图甲所示(部分夹持仪器已省略)。
(1)实验开始先点燃______(选填“A”或“C”)处的酒精灯或酒精喷灯,目的是____________。
(2)装置B除了干燥气体和平衡气压之外,还具有的功能是________。
(3)装置C中生成氮化铝和一种可燃性气体,则该反应的化学方程式为________________。
(4)装置甲设计和实施细节中各存在一处不足,说明改进措施________________。
Ⅱ.测定AlN样品纯度。如图所示,利用AlN与NaOH溶液反应生成的体积测定AlN样品纯度,已知:
(5)为准确测定生成气体的体积,装置乙中的X液体可以是______。
A. B. 浓硫酸 C. 植物油
(6)称m g装置C中所得产物,加入足量NaOH溶液,测得生成氨气的体积为b mL(实验条件下,氨气密度为d g/L),则所得产物中AlN的质量分数为________(无需化简)。
(7)若装置中分液漏斗旁没有导管a,对所测AlN质量分数的影响是________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
四、附加题(本题共1小题,10分)
25. 化学科学的进步促进了水处理技术的发展。兴趣小组围绕常见的铁系净水剂展开探究。
Ⅰ.FeCl3净水剂
(1)FeCl3溶于水,解离出的Fe3+水解生成氢氧化铁Fe(OH)3胶体,吸附水中悬浮杂质使之沉降;明矾[KAl(SO4)2·12H2O]净水原理和FeCl3类似,则明矾溶于水,起吸附作用的物质是________。
Ⅱ.高铁酸钾(K2FeO4)净水剂
常用Fe(OH)3、KClO在强碱环境中制备K2FeO4,制取装置如图所示。
已知:①K2FeO4易溶于水,微溶于KOH溶液,难溶于乙醇;在中性或酸性环境中遇水迅速放出O2,在碱性溶液中较稳定。②化学反应中,一种物质失去电子,必然同时有物质得到电子,且得失电子总数相等。
(2)通过装置A、B进行原料的制备和预处理,装置B的具体作用为________。
(3)装置C中采用冰水浴,是为了避免Cl2与KOH在较高温度时结合生成KClO3,该反应的化学方程式为_______________。
(4)烧瓶中加入的KOH溶液应过量,目的是_______________。
(5)C中的混合物经分离、用________洗涤、真空干燥,得到高铁酸钾晶体。若K2FeO4晶体未洗涤干净,含有的杂质阴离子为________。
Ⅲ.聚合硫酸铁[Fex(OH)y(SO4)z]净水剂
(6)已知:酸性条件下,KMnO4能与Fe2+反应,生成Fe3+和Mn2+;锌、铁、铜都能将Fe3+转化为Fe2+。采用下列步骤测定聚合硫酸铁(其中Fe元素为+3价)的化学式。
①称取一定质量的聚合硫酸铁溶于稀盐酸中,向所得溶液中滴加BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体11.65 g;
②另称取与①等质量的聚合硫酸铁溶于稀硫酸中,加入足量________(选填“锌粉”“铁粉”或“铜粉”),充分反应后过滤、洗涤,将滤液和洗液合并配成250 mL溶液B;
③量取25.00 mL溶液B,逐滴加入15.8 g/L的KMnO4溶液,滴定至终点,消耗KMnO4溶液8.00 mL,则该聚合硫酸铁的化学式为________。
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2025—2026学年度第二学期阶段性学业水平质量检测
九年级化学试题
(考试时间:60分钟;满分:80分)
说明:
1.本试题分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共25题。第Ⅰ卷为选择题,共20小题,25分;第Ⅱ卷为非选择题和附加题,共5小题,55分。
2.所有题目均在答题卡上作答,在试题上作答无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Mn-55 Fe-56 Cu-64 Ag-108 Ba-137
第Ⅰ卷(共25分)
一、选择题(本题共15小题,每小题1分,共15分)在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 中华古代文化蕴含着丰富的化学知识,下列对文摘的理解不合理的是
A. 露从今夜白,月是故乡明——描述中涉及物理变化
B. 世间丝、麻、裘褐皆具素质——“丝、麻”的主要成分都是纤维素
C. 一尺之棰,日取其半,万世不竭——蕴含着物质无限可分的思想
D. 金(即铜)柔锡柔,合两柔则刚——合金的硬度比组成它的纯金属大
【答案】B
【解析】
【详解】A.露是空气中水蒸气遇冷液化形成的小水滴,过程中没有新物质生成,属于物理变化,理解合理。
B.丝来自动物,主要成分是蛋白质;麻来自植物,主要成分是纤维素,二者主要成分不同,理解不合理。
C.文摘含义是每日分割物质都还能继续分割,蕴含了物质无限可分的思想,理解合理。
D.该句说明纯铜、纯锡质地偏软,制成合金后硬度变大,符合“合金硬度比组成它的纯金属更大”的性质,理解合理。
2. 实验室模拟海水淡化实验中,一定不需要用到的仪器是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.蒸发皿用于蒸发结晶操作,目的是从溶液中分离得到固体溶质,蒸馏法海水淡化过程不需要该仪器,符合要求。
B.蒸馏操作中需要直形冷凝管将汽化的水蒸气冷却冷凝为液态淡水,装置中需要该仪器,不符合要求。
C.海水淡化蒸馏过程需要加热使水汽化,酒精灯作为加热热源,装置中需要该仪器,不符合要求。
D.牛角管的作用是将冷凝后得到的液态淡水导流到接收容器中,是蒸馏装置的必要仪器,不符合要求。
3. 做化学实验时,要求规范、节约、安全。下列实验操作符合要求的是
A. 用托盘天平准确称取2.42 g氯化钠固体
B. 使用完滴瓶上的胶头滴管后,立即清洗
C. 给试管中的液体加热时,液体超过试管容积的
D. 制取气体时,先检查整套装置的气密性,再装入试剂
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验室常用托盘天平的精确度为,无法称出的固体,操作错误。
B.滴瓶上的胶头滴管是配套专用滴管,使用后不需要清洗,直接放回原滴瓶即可,清洗会稀释、污染滴瓶内试剂,操作错误。
C.给试管中液体加热时,为防止液体沸腾喷出引发危险,要求液体体积不能超过试管容积的,操作错误。
D.制取气体时,需要先检查整套装置的气密性,确认装置不漏气后再装入药品,操作正确。
4. “宏微结合”是化学学科的重要思想之一,下列对宏观事实的微观解释正确的是
选项
宏观事实
微观解释
A
滴水成冰
温度降低,分子停止运动
B
金块制成金箔面积增大
金原子数目增多
C
氯化钠溶解在水中形成溶液
氯化钠分子分散到水分子之间
D
氢气在氧气中燃烧生成水
原子重新组合生成新分子
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子始终在不断运动,滴水成冰后分子只是运动速率减慢,不会停止运动,解释错误。
B.金块制成金箔只是形状发生改变,金原子总数没有变化,解释错误。
C.氯化钠是由钠离子和氯离子构成的,不存在氯化钠分子,溶解过程是钠离子、氯离子分散到水分子之间,解释错误。
D.氢气在氧气中燃烧生成水属于化学变化,化学变化的微观本质是分子破裂为原子,原子重新组合生成新分子,解释正确。
5. 化学观念是认识物质及其变化,以及解决实际问题的基础。下列说法不正确的是
A. 物质具有多样性——同一种元素可以组成不同的物质
B. 物质性质决定用途——碳酸氢铵受热易分解,可用作氮肥
C. 化学变化中伴随着能量变化——氧化钙与水反应放出热量
D. 化学反应是可以调控的——燃气灶火焰呈现黄色,锅底变黑,可调大灶具的进风口
【答案】B
【解析】
【详解】A. 同种元素可组成不同物质,例如碳元素可组成金刚石、石墨等不同单质,因此物质具有多样性,说法正确。
B. 碳酸氢铵用作氮肥是因为其含有氮元素,可为农作物补充氮营养,与受热易分解的性质无关,性质与用途对应错误,说法不正确。
C. 氧化钙与水反应会放出大量热量,说明化学变化中伴随着能量变化,说法正确。
D. 火焰呈黄色、锅底变黑是燃气不完全燃烧导致的,调大进风口可增加氧气供给,使燃烧更充分,说明化学反应可以调控,说法正确。
6. 茶叶中富含的硒有防癌、抗癌作用。下图为硒在元素周期表中的部分信息及其原子结构示意图,下列说法不正确的是
A. 硒元素是人体必需的微量元素
B. m数值为34,x数值为18
C. 硒元素和钠元素位于同一个周期
D. 硒原子在化学反应中易得到电子
【答案】C
【解析】
【详解】A. 硒元素是人体必需的微量元素,具有防癌、抗癌作用,正确;
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=质子数=核外电子数,因此;根据核外电子总数等于质子数,,解得,正确;
C. 元素所处周期数等于其原子核外电子层数,硒原子核外有4个电子层,位于第四周期,钠原子核外有3个电子层,位于第三周期,二者不在同一周期,错误;
D. 硒原子最外层电子数为6,大于4个电子,在化学反应中易得到电子达到最外层8电子稳定结构,正确;
7. 化学概念在逻辑上存在下图所示关系,下列说法正确的是
A. 燃烧与爆炸属于交叉关系
B. 含氧化合物与酸属于包含关系
C. 碱性溶液与盐溶液属于并列关系
D. 氧化反应与化合反应属于包含关系
【答案】A
【解析】
【详解】A.燃烧是剧烈发光放热的氧化反应;爆炸分为物理爆炸(如气球爆炸,不属于燃烧)和化学爆炸(如炸药爆炸,本质是剧烈燃烧),同时普通燃烧也不会引发爆炸,因此二者只有部分重叠,属于交叉关系,该说法正确。
B.含氧化合物是含有氧元素的化合物;酸分为含氧酸(如硫酸,含氧)和无氧酸(如盐酸,不含氧),因此只有部分酸属于含氧化合物,二者不是包含关系,是交叉关系,该说法错误。
C.部分盐溶液本身就是碱性,例如碳酸钠(属于盐)的水溶液呈碱性,因此碱性溶液和盐溶液存在重叠,属于交叉关系,不是并列关系,该说法错误。
D.部分化合反应属于氧化反应(如碳燃烧),部分化合反应不属于氧化反应(如氧化钙和水生成氢氧化钙),同时部分氧化反应也不属于化合反应(如蜡烛燃烧),因此二者是交叉关系,不是包含关系,该说法错误。
8. a、b、c三种物质的溶解度曲线如图所示。下列说法正确的是
A. a的不饱和溶液转化成饱和溶液,溶质质量分数一定变大
B. t1℃时,a、c两种溶液溶质质量分数一定相等
C. t2℃时,等质量的a、b、c的饱和溶液,c溶液中溶剂的质量最多
D. 将t2℃时a、b、c三种物质的饱和溶液降温至t1℃,所得三种溶液的溶质质量分数由大到小的顺序是b>a=c
【答案】C
【解析】
【详解】A.a的不饱和溶液转化为饱和溶液,若采用降低温度的方法,恰好达到饱和且无溶质析出时,溶质、溶剂质量都不变,溶质质量分数不变,因此溶质质量分数不一定变大,错误。
B.时a、c溶解度相等,只有二者的饱和溶液溶质质量分数才相等,选项未说明溶液是饱和溶液,溶质质量分数不一定相等,错误。
C.时溶解度:,饱和溶液中溶解度越小,溶质质量分数越小;等质量的饱和溶液中,溶质质量越小则溶剂质量越大,因此c溶液中溶剂质量最多,正确。
D.降温到时,a、b都为饱和溶液,溶解度,因此溶质质量分数;c降温后溶解度增大,变为不饱和溶液,溶质质量分数等于时c饱和溶液的溶质质量分数,且时c的溶解度小于时a的溶解度,因此溶质质量分数,最终大小顺序为,错误。
9. 如图表示元素的化合价与物质类别的关系,“→”表示物质之间可以转化,甲、乙、丙、丁、戊是初中化学常见物质,它们均含有X元素。下列有关说法正确的是( )
A. 戊代表的物质均易溶于水
B. 由X元素形成的不同单质具有相同的性质
C. “甲→乙→丙”的转化都只能通过与O2反应来实现
D. 加热丁和紫色石蕊的混合液,溶液颜色由红色变紫色
【答案】D
【解析】
【分析】由转化可知,甲、乙、丙、丁、戊均含有X元素,且X元素除0价外只有+2、+4两种价态,可以确定X为碳元素。再根据化合价与物质类别的关系可知,甲为单质碳,乙为一氧化碳(CO),丙为二氧化碳(CO2),丁为碳酸(H2CO3),戊为碳酸盐。
【详解】A、根据前面的分析可知戊为碳酸盐,可以是可溶性碳酸盐,也可以是难溶性碳酸盐。选项A错误;
B、X元素是碳元素,碳元素可以形成的不同单质,如金刚石、石墨等。不同的单质具有不同的物理性质,但化学性质相似。选项B错误;
C、“甲→乙→丙”的转化即“碳→CO→CO2”的转化,可以通过与氧气反应实现,也可以通过与金属氧化物反应实现。选项C错误;
D、碳酸溶于水显酸性,遇紫色石蕊试液显红色。但碳酸极不稳定,受热极易分解生成水和二氧化碳,酸性消失,溶液颜色由红色恢复石蕊试液的紫色。选项D正确。
故选:D。
【点睛】本题需要通过元素化合价与物质类别之间的关系进行分析推断。要求学生对常见元素的化合价要熟练掌握,对物质之间相互转化的化学反应方程式要准确理解。
10. 如图是某反应的微观示意图,反应前后甲、乙、丙的质量变化比为23:17:1。下列分析不正确的是
A. 该反应属于置换反应
B. 物质X中含三种元素
C. 参加反应的乙与生成丙的分子个数之比为1:1
D. 催化剂能够提高X物质的生成速率,但不改变其产量
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据微观示意图可知,甲为钠单质,乙为氨气(1个氮原子+3个氢原子),丙为氢气。根据质量变化比,计算分子个数比: 各物质相对质量:为23,为17,为2,分子个数比为,配平得到反应方程式为,根据原子守恒得X为,该反应为单质与化合物反应生成新单质和新化合物,属于置换反应,分析正确。
B.X为,含钠、氮、氢三种元素,分析正确。
C.该反应的化学方程式为,参加反应的乙()和生成丙()的分子个数比为,不是,分析错误。
D.催化剂只改变化学反应速率,不改变生成物的产量,因此可以加快X的生成速率,不改变X的产量,分析正确。
11. 下列实验设计能达到实验目的的是
A.证明可燃物燃烧需要与接触
B.证明中和反应放热
C.证明葡萄糖中含有碳元素
D.探究铁锈蚀与水有关
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.该设计中,铜片上的红磷温度未达到着火点不燃烧,热水中的白磷没有接触氧气也不燃烧,两个物质都不燃烧,没有有效对比,无法证明可燃物燃烧需要与接触,不能达到实验目的。
B.该实验中固体溶于水本身就会放出大量热,无法证明热量是中和反应放出的,存在干扰,不能达到实验目的。
C.葡萄糖加热后,若烧杯内壁的澄清石灰水变浑浊,说明生成了二氧化碳,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,可证明葡萄糖中含有碳元素,能达到实验目的。
D.探究铁锈蚀与水有关,需要设置“只接触氧气、同时接触氧气和水”的对比实验,该装置中两根铁丝都只接触干燥的氧气,都不接触水,无有效对比,不能达到实验目的。
12. 某粗盐样品中含有少量的氯化镁、氯化钙和硫酸钠。兴趣小组开展如下探究对粗盐进行提纯(实验过程中微溶物不沉淀,试剂甲~丁从稀盐酸、碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液中选择,且每种试剂限用一次)。下列说法正确的是
A. 甲可以是碳酸钠溶液,丁是稀盐酸
B. “滤渣”中加入足量稀盐酸可全部溶解
C. “滤液”中共有4种溶质
D. 最终获得的氯化钠质量一定比原样品中的大
【答案】D
【解析】
【分析】粗盐提纯除杂规则:碳酸钠必须在氯化钡之后加入,用于除去杂质Ca2+和过量的Ba2+,最后加入稀盐酸除去过量的OH-和。
【详解】A. 若甲为碳酸钠溶液,后续加入氯化钡引入的过量Ba2+无法被除去,错误。
B. 滤渣中含有不溶于稀盐酸的硫酸钡,加入足量稀盐酸不能全部溶解,错误。
C. 滤液中溶质为氯化钠、过量的氢氧化钠、过量的碳酸钠,共3种,错误。
D. 除杂过程中,硫酸钠与氯化钡、氯化镁与氢氧化钠、氯化钙/过量氯化钡与碳酸钠、过量氢氧化钠/碳酸钠与稀盐酸的反应,均会生成氯化钠,因此最终氯化钠质量一定大于原样品中氯化钠的质量,正确。
13. 某混合气体中可能含有H2O、CO、CO2中的一种或几种,某学习小组利用如图所示装置进行检验(已排除空气中原有成分干扰)。下列说法中不正确的是
A. 气体检出的顺序依次为H2O、CO2、CO
B. 装置e减少的质量等于装置f增加的质量
C. 实验用到三次澄清石灰水,其检验目的各不相同
D. 若省去装置b~d,通过控制装置e是否加热,也能检验出混合气体成分
【答案】B
【解析】
【分析】各装置的作用:
a无水硫酸铜:检验原混合气体中的水蒸气;
b澄清石灰水:检验原混合气体中的;
c氢氧化钠溶液:除去原混合气体中的,防止干扰的检验;
d澄清石灰水:检验是否除尽;
e灼热氧化铜:与还原性气体反应;
f澄清石灰水:检验反应生成的,从而证明原气体是否含。
【详解】A.检验气体时,必须先检验水(若先通过溶液会带出水蒸气,干扰原水的检验),再检验,最后除去后检验,顺序正确,说法正确。
B.e中减少的质量是被还原的氧化铜中氧元素的质量。例如还原氧化铜:,f增加的质量是生成的质量,e减少的质量是参加反应的氧元素的质量,e减少的质量是参加反应的氧元素的质量,根据化学方程式,生成的的质量大于参加反应的氧元素的质量,故二者不相等说法错误。
C.三次澄清石灰水目的各不相同:b检验原气体是否含,d检验是否除尽,f检验生成的从而确认,说法正确。
D.省去b~d后,首先a可以检验;先不加热e,通气体,若f变浑浊说明原气体含;再加热e,若e中黑色固体变红、f浑浊更明显,说明原气体含,可以通过控制e是否加热检验所有成分,说法正确。
14. 将锌粉和铁粉的混合物加入盛有一 定量硝酸银溶液的烧杯中,充分反应后过滤,关于滤渣和滤液的说法正确的是
A. 若向滤渣中加稀盐酸,有气泡产生,则滤液中最少有2种溶质
B. 若向滤液中加稀盐酸,无明显现象,则法渣中最多有1种金属
C. 若滤渣中只有两种金属,则滤液中最少有1种溶质
D. 若滤液中只有两种溶质,则滤渣中最多有1种金属
【答案】C
【解析】
【详解】A、若向滤渣中加稀盐酸,有气泡产生,则说明滤渣中一定含有能与稀盐酸反应的铁,同时一定含有银,说明铁没有参加反应,或部分参加了反应,若铁没有参加反应,则滤液中最少有硝酸锌一种溶质,故选项说法错误。
B、若向滤液中加稀盐酸,无明显现象,是说明滤液中不含硝酸银,则滤渣中最多有银、铁、锌三种金属,故选项说法错误。
C、若滤渣中只有两种金属,则含有银和铁,铁可能没有参加反应,或部分参加了反应,若铁没有参加反应,锌与硝酸银恰好完全反应,则滤液中最少有硝酸锌1种溶质,故选项说法正确。
D、若滤液中只有两种溶质,则为硝酸锌和硝酸银,则滤渣中最多有银、铁2种金属,故选项说法错误。
故选: C。
15. 硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。如图是处理H2S并回收S的工艺流程。下列说法不正确的是
A. ①中各元素化合价不变
B. 总反应的生成物只有S
C. 理论上,整个转化过程无需补充HCl
D. 回收17 kg H2S至少要消耗8 kg O2
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应①为,反应前后各元素化合价:、、、,所有元素化合价均未改变,说法正确。
B.该流程中、、都是可循环物质,总反应为,生成物除了还有水,说法错误。
C.反应①生成,在体系中循环使用,理论上没有损耗,整个过程无需补充,说法正确。
D. 根据总反应, 可知,设回收 至少要消耗的质量为x,则,解得,说法正确。
二、选择题(本题共5小题,每小题2分,共10分)在每小题给出的四个选项中,有一项或两项符合题目要求。
16. 某未知溶液中可能含有、、、Na+、Mg2+、Cu2+中的几种,为确定可能含有的离子,兴趣小组进行了下面的实验:
①取少量溶液,滴加足量氢氧化钠溶液,生成蓝色和白色沉淀;
②另取少量试液,滴加BaCl2溶液,无白色沉淀生成;继续向该溶液中滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀。分析实验,得到的以下结论中合理的是
A. 一定有、Mg2+、Cu2+
B. 可能有、Mg2+
C. 可能含有Na+、
D. 一定没有、
【答案】AD
【解析】
【分析】实验①: 滴加足量氢氧化钠溶液,生成蓝色沉淀→蓝色沉淀是,说明原溶液一定含;同时生成白色沉淀→白色沉淀是,说明原溶液一定含。 、都会和反应生成沉淀,不能共存,因此原溶液一定不含。
实验②: 滴加溶液无白色沉淀→和会生成不溶的沉淀,因此原溶液一定不含。 继续加硝酸银产生白色沉淀,但由于之前加入已经引入了,无法直接通过该现象判断原溶液是否含;但根据溶液不显电性(电中性):原溶液已经确定有阳离子、,阴离子中、都不存在,因此剩下唯一的阴离子就是,可推出原溶液一定含;不参与上述反应,无法确定是否存在,属于可能存在的离子。
【详解】A. 一定有、、:符合推导,正确。
B. 可能有、:是一定存在,错误。
C. 可能含有、:是一定存在,错误。
D. 一定没有、:符合推导,正确。
17. 已知NaF溶液显碱性,25℃时,向20 mL溶质质量分数为15%的氢氟酸(HF)中滴加氢氧化钠溶液(两者密度近似相等),溶液的pH与所加氢氧化钠溶液的体积关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 过程中发生的反应属于复分解反应
B. 可用无色酚酞试液区分b点和d点对应的溶液
C. 所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数为30%
D. c点对应的溶液中溶质是NaF和HF
【答案】C
【解析】
【详解】A.氢氟酸和氢氧化钠的反应是酸碱中和反应,属于复分解反应(两种化合物交换成分,生成另外两种化合物,符合复分解反应定义),说法正确。
B.b点溶液,呈酸性,不能使无色酚酞试液变色;d点溶液,呈碱性,能使无色酚酞试液变红,因此可以区分,说法正确。
C.已知溶液显碱性,若和恰好完全反应,溶质只有,此时溶液。图像中加入溶液时,说明此时不足,未完全反应。 根据反应,与恰好反应时质量比为。设溶液密度为,原有溶质质量为,恰好完全反应需要质量为;若质量分数为,则中溶质质量为,恰好完全反应后溶液应大于7,和图像中c点矛盾,因此溶质质量分数小于,说法错误。
D.c点,且纯溶液显碱性,说明此时还有未反应,溶液中溶质为和,说法正确。
阅读下列材料,完成下面小题
SO2是食品加工中常用的防腐剂,某小组用下图装置测定某干果中SO2残留量。实验步骤:
i.称取m g粉碎后的干果置于B中,加入200 mL蒸馏水;A中加入足量3%的H2O2溶液。
ii.接通C中冷凝水,向B中先通入N2,后加入10 mL 20%的盐酸,加热至微沸。
iii.将A中溶液冷却后配制成100 mL溶液。取20 mL该溶液,逐滴加入0.04%的NaOH溶液(密度约为1 g/mL),恰好完全反应时消耗体积为V1 mL。
iv.不加样品,重复上述操作进行空白实验,消耗NaOH标准溶液体积为V2 mL(V2>0)。
已知:①干果中SO2以形式存在,与酸反应生成SO2;②SO2+H2O2=H2SO4;③SO2、都易与氧气反应。
18. 下列有关该实验的说法正确的是
A. 装置C中,冷凝水应从b口进,a口出
B. 加热至微沸能加快反应的速率同时减少二氧化硫的溶解
C. 实验结束先停止加热再停止通冷凝水目的是防倒吸
D. 测得m g干果中SO2残留量为1.6(V1-V2)×10-3 g
19. 下列有关实验结果的分析,不正确的是
A. 若将盐酸换为等浓度硫酸会使测得的二氧化硫结果更准确
B. 若将氮气改为空气会使测得的二氧化硫结果偏大
C. 若省略空白对照实验会使测得的二氧化硫结果偏大
D. 若步骤iii中通入氮气速度过快,会使测得的二氧化硫结果偏小
【答案】18. BD 19. B
【解析】
【18题详解】
A. 根据装置图,为达到最佳冷凝效果,冷凝水应“下进上出”,即从a口进,b口出。选项A中水的流向与此相反,错误。
B. 升高温度可加快反应速率,且气体溶解度随温度升高而减小,能减少SO2在溶液中的溶解,正确。
C. 实验持续通入N2,装置内压强不会低于外界大气压,不会发生倒吸,该操作目的是使残余SO2全部被A中溶液吸收,错误。
D. 由反应关系,结合NaOH溶液的质量分数、密度,以及溶液稀释倍数计算,可得总SO2质量为,正确。
【19题详解】
A. 硫酸是难挥发性酸,不会随SO2进入A装置消耗NaOH,可减小误差,结果更准确,正确。
B. 空气中的O2会氧化,使生成的SO2减少,测得的结果偏小,错误。
C. 省略空白实验则未扣除其他杂质消耗的NaOH,比实际值偏大,测得结果偏大,正确。
D. N2流速过快,部分SO2来不及被A中溶液吸收就排出,消耗NaOH体积减小,测得结果偏小,正确。
20. 化学项目小组为探究两份久置的氧化钙和氢氧化钠固体的组成。取2.8g的氧化钙样品和一定质量的氢氧化钠样品,分别加入足量水溶解,静置,均无固体剩余。向两份溶液中分别加入酚酞溶液,溶液均变红色。再将两份溶液混合之后滴加溶质质量分数为14.6%的稀盐酸,生成二氧化碳的质量与加入稀盐酸的质量变化关系如图所示。实验过程中忽略二氧化碳溶解。下列说法中正确的是
A. 原氢氧化钠样品一定完全变质
B. 图中A点的溶液呈中性
C. 图中a=67.5,且M点溶液含有两种溶质(指示剂除外)
D. 两份溶液混合后,上层清液中一定含有氢氧化钠和氢氧化钙
【答案】C
【解析】
【分析】氧化钙暴露在空气中会吸收水分变成氢氧化钙,氢氧化钙能与二氧化碳反应变成碳酸钙,所以久置的氧化钙样品中可能含有氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙;氢氧化钠暴露在空气中,会吸收空气中的二氧化碳,变成碳酸钠,所以久置的氢氧化钠样品中可能含有氢氧化钠、碳酸钠。
【详解】A、根据题意,加入稀盐酸后有二氧化碳生成,说明混合后的物质中含有碳酸根离子,则氢氧化钠变质,生成的碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,则溶液中一定含有氢氧化钠,但如果氢氧化钠完全变质,则氢氧根离子来自于氢氧化钙,
若氧化钙没有变质,则钙元素的质量是;若完全转化为氢氧化钙,则样品中钙元素的质量是;由此说明样品中一定含有氢氧化钠,故选项错误;
B、根据碳酸钠和碳酸钙能和盐酸反应生成二氧化碳,若生成的二氧化碳完全有碳酸钙反应得到,则
根据a选项的计算分析,说明二氧化碳不可能是完全由碳酸钙转化而来,则说明溶液中还含有碳酸钠,碳酸钠显碱性,故溶液呈碱性,选项错误;
C、由图像可知生成二氧化碳质量最大为3.3g,已知碳酸钠与碳酸钙均可与稀盐酸反应生成二氧化碳,其中碳酸钙为氧化钙溶于水生成的氢氧化钙溶液与碳酸钠反应生成。则生成二氧化碳的反应方程式分别为,。设生成3.3g二氧化碳消耗氯化氢质量为x。根据HCl与CO2的关系式可计算:
,
解得x=5.475g,根据题意:,则a=67.5,此时M点的溶质为反应生成的氯化钠和氯化钙,C选项正确;
D、两者混合时发生化学反应,氢氧化钠为反应生成物,则溶液中一定含有氢氧化钠,根据B项分析可知,溶液中含有碳酸钠,由于氢氧化钙能与碳酸钠发生反应:生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,则上层清液中一定没有氢氧化钙,D选项错误。
故选C。
第Ⅱ卷(共55分)
三、非选择题(本题共4小题,45分)
21. 2026年4月,机器人“闪电”获人形机器人半程马拉松冠军,“健步如飞”的背后,离不开化学所提供的物质与能量基础。
(1)机器人的皮肤材料含有石墨烯。石墨烯是从石墨中分离出的单层石墨片,从分类角度看,石墨烯属于_______(选填“单质”或“化合物”)。
(2)机器人的外壳主要使用铝合金。铝具有很好的抗腐蚀性能,原因是_______________(用化学方程式表示);此外,选铝合金材料做外壳是因为它还具有________的性质(写一条即可)。若只用三种试剂比较铝、铁、铜的金属活动性,可选用的试剂是________。
(3)机器人动力由锂离子电池提供,电池放电过程中,能量转化形式为________。一种锂离子电池的正极材料为钴酸锂(LiCoO2),已知锂与钠的最外层电子数相同,则钴酸锂中Co元素的化合价是_____价。
(4)机器人内部的核心控制依靠芯片。氮化镓(GaN)芯片能实现更快响应和更精准的控制,氮化镓纳米薄层的一种制备方法如图所示,制备氮化镓时,金属镓熔化过程通入氩气的目的是____________;反应过程中生成一种气体单质,该反应的化学方程式为______________。
【答案】(1)
单质 (2) ①.
②.
硬度大(或密度小、强度高,合理即可) ③.
铝、硫酸亚铁溶液、铜(或硫酸铝溶液、铁、硫酸铜溶液,合理即可)
(3) ①.
化学能转化为电能 ②.
+3 (4) ①.
作保护气,防止高温下金属镓被氧化 ②.
【解析】
【小问1详解】
石墨烯是仅由碳元素组成的纯净物,符合单质的定义。
【小问2详解】
常温下铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,可阻止内部铝继续被氧化;
铝合金硬度大、密度小,适合作为外壳材料;
验证三种金属活动性可采用“两金夹一盐”的方案,铝能置换硫酸亚铁中的铁、铜不能,即可证明活动性顺序为(合理即可)。
【小问3详解】
电池放电是将化学反应释放的化学能转化为电能的过程;化合物中正负化合价代数和为0,为+1价、为-2价,设Co化合价为x,(+1)+x+(-2)×2=0,x=+3。
【小问4详解】
氩气化学性质稳定,可隔绝氧气,避免高温下镓与氧气反应;
根据质量守恒,反应物含、、三种元素,生成后,剩余的气体单质为,配平即得反应方程式。
22. 某兴趣小组在用酸除铁锈时,发现用稀盐酸和稀硫酸分别与生锈铁钉反应,虽然都生成含有Fe3+的盐溶液,但溶液颜色却不同。同学们对溶液颜色不同的原因进行探究。
【原理分析】
(1)写出稀盐酸除铁锈的化学反应方程式_____________;稀硫酸、稀盐酸都能用于除铁锈,其本质原因是_______。
【实验探究】
(2)完成下列表格
序号
假设
操作
现象
结论
①
Fe3+浓度不同,溶液颜色不同
各取1 g、2 g氧化铁粉末,分别加入足量稀盐酸和稀硫酸
加入稀盐酸的试管中,溶液为黄色;加入稀硫酸的试管中,溶液近乎无色
假设成立
②
________不同,溶液颜色不同
分别向40%的硫酸铁溶液(黄色)中,加入1 mL 1%的硫酸、1%的硫酸钠溶液、10%的硫酸
只有加入10%硫酸的试管中,溶液为无色;其余试管中溶液均为黄色
③
酸根离子种类不同,溶液颜色不同
取实验1中稀硫酸与氧化铁反应所得溶液,分成两份,向其中一份溶液中加入少量________(填化学式)
加入该试剂后,溶液颜色为______色
【反思评价】
(3)甲同学通过实验①中的现象证明假设不成立。你是否认同甲同学的观点,判断并说明理由________。
【拓展探究】铁盐的性质
(4)FeCl3固体为棕黄色,易升华,与H2加热反应获得铁粉和一种酸性气体,反应的化学方程式为________________。设计如图所示实验,当观察到________________现象时,可证明反应的发生。
【答案】(1) ①. ②. 都含有氢离子
(2) ①. 氢离子浓度 ②. NaCl(合理即可,如HCl等可溶性氯化物) ③. 黄
(3)不认同,实验①没有控制酸的种类相同,存在两个变量,无法证明Fe3+浓度对溶液颜色的
(4) ①. ②. 硬质玻璃管中棕黄色固体变为黑色,硝酸银溶液中产生白色沉淀
【解析】
【小问1详解】
铁锈的主要成分是氧化铁,和稀盐酸反应生成氯化铁和水,据此写出反应方程式;
稀盐酸和稀硫酸都能电离出氢离子,都可以和金属氧化物(铁锈)反应,因此都可用于除铁锈。
【小问2详解】
实验②中所有试剂都含有硫酸根,只改变了氢离子浓度,因此假设是氢离子浓度不同影响溶液颜色;
实验③探究酸根离子种类的影响,需要向稀硫酸和氧化铁反应的无色溶液中引入氯离子,因此加入可溶性氯化物(如NaCl);结合结论“酸根种类影响颜色”,盐酸和氧化铁反应得到黄色溶液,因此加入氯离子后溶液会变为黄色
【小问3详解】
探究单一因素对实验的影响需要遵循控制变量法,实验①同时改变了Fe3+浓度和酸的种类,变量不唯一,因此不能证明原假设不成立。
【小问4详解】
根据质量守恒定律,氯化铁和氢气加热反应生成铁粉和酸性气体氯化氢,配平得到反应方程式;
反应中棕黄色的氯化铁变为黑色的铁粉,生成的氯化氢进入硝酸银溶液会生成白色氯化银沉淀,两个现象都能证明反应发生。
23. 硅孔雀石主要成分为CuCO3·Cu(OH)2、CuSiO3,含少量的SiO2、FeCO3、Fe2O3等杂质,以其为原料制备CuCl2·2H2O的工艺流程如图:
已知:①SiO2不溶于盐酸,CuSiO3+2HCl=CuCl2+H2SiO3↓
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH如下:
金属离子
Fe2+
Fe3+
Cu2+
开始沉淀pH
6.3
1.5
5.2
沉淀完全pH
8.8
2.8
6.4
(1)酸浸时,盐酸与CuCO3·Cu(OH)2反应的化学方程式为____________。为提高浸出速率,可采取的措施是________(写一条即可)。
(2)“滤渣1”的主要成分为________(填化学式)。
(3)下列试剂是常见的氧化剂,该流程中,氧化剂A可选用______(填字母序号)。
A. Cl2 B. HNO3 C. H2O2
(4)“调节pH”时,应控制的pH范围为________;若省去氧化步骤,可能导致的后果是____________。
(5)从氯化铜溶液得到氯化铜晶体的方法是:蒸发浓缩、__________、洗涤、低温烘干。
(6)用含铜元素质量分数32%的硅孔雀石10吨,理论上可制得CuCl2·2H2O质量为______吨(假设制备过程中铜元素无损失)。
【答案】(1) ①. ②. 将矿石粉碎(或适当升温、搅拌、提高盐酸浓度,合理即可)
(2)SiO2、H2SiO3 (3)AC
(4) ①. 2.8≤pH<5.2 ②. 无法除去Fe2+杂质,除去Fe2+时Cu2+也会沉淀,导致产品不纯、产率降低
(5)冷却结晶(或降温结晶)
(6)8.55
【解析】
【小问1详解】
碱式碳酸盐与盐酸反应生成盐、二氧化碳和水,根据原子守恒配平即可;
略。
【小问2详解】
由已知信息,不溶于盐酸,与盐酸反应生成沉淀,其余杂质均能与盐酸反应溶解,因此滤渣1为这两种物质。
【小问3详解】
氧化剂不能引入新杂质:氧化生成和,氧化生成和,均无新杂质;会引入杂质,故排除B。
【小问4详解】
调节pH的目的是使完全沉淀、不沉淀,结合表格数据可知pH范围为2.8~5.2;若不氧化,沉淀完全的pH为8.8,远大于完全沉淀的pH6.4,无法在不损失的前提下除杂。
【小问5详解】
带结晶水的晶体受热易失去结晶水,因此蒸发浓缩后需冷却结晶析出,不能直接蒸干。
【小问6详解】
根据铜元素质量守恒,铜元素总质量为,中铜元素质量分数为,因此产品质量为。
24. 氮化铝(AlN,高温与水、二氧化碳反应)是一种新型无机非金属材料,广泛用于集成电路生产领域。某化学研究小组利用氮气、氧化铝和活性炭在高温下制取氮化铝,并测定所得产物中AlN的质量分数。回答下列问题。
Ⅰ.制备AlN。实验装置如图甲所示(部分夹持仪器已省略)。
(1)实验开始先点燃______(选填“A”或“C”)处的酒精灯或酒精喷灯,目的是____________。
(2)装置B除了干燥气体和平衡气压之外,还具有的功能是________。
(3)装置C中生成氮化铝和一种可燃性气体,则该反应的化学方程式为________________。
(4)装置甲设计和实施细节中各存在一处不足,说明改进措施________________。
Ⅱ.测定AlN样品纯度。如图所示,利用AlN与NaOH溶液反应生成的体积测定AlN样品纯度,已知:
(5)为准确测定生成气体的体积,装置乙中的X液体可以是______。
A. B. 浓硫酸 C. 植物油
(6)称m g装置C中所得产物,加入足量NaOH溶液,测得生成氨气的体积为b mL(实验条件下,氨气密度为d g/L),则所得产物中AlN的质量分数为________(无需化简)。
(7)若装置中分液漏斗旁没有导管a,对所测AlN质量分数的影响是________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. A ②. 排尽装置内的空气,防止高温下氮化铝与空气中的氧气、水、二氧化碳反应变质
(2)作安全瓶,监测装置是否堵塞,若后续装置堵塞,长颈漏斗内液面会上升提示
(3)
(4)设计不足有尾气含一氧化碳有毒,无尾气处理,改进:在D末端添加尾气处理装置(点燃CO或用气囊收集);实施不足有空气中的水和二氧化碳会进入C使产物变质,改进:在D后再加一个干燥装置,阻挡空气进入 。 (5)C
(6)
(7)偏大
【解析】
【小问1详解】
反应需要氮气作为反应物,实验开始先点燃A处酒精灯,用生成的氮气排出装置内空气,避免产物高温下变质。
【小问2详解】
装置B带长颈漏斗,若后续装置堵塞,瓶内气压升高,会将液体压入长颈漏斗,通过液面变化即可提示堵塞,起到安全防护的作用。
【小问3详解】
反应物为氧化铝、氮气、活性炭,产物为氮化铝和可燃性气体,二氧化碳不可燃,因此可燃性气体为一氧化碳,其反应的化学方程式为。
【小问4详解】
根据反应产物和题干信息(高温下与水、二氧化碳反应),设计不足有尾气含一氧化碳有毒,无尾气处理,改进:在D末端添加尾气处理装置(点燃CO或用气囊收集);实施不足有空气中的水和二氧化碳会进入C使产物变质,改进:在D后再加一个干燥装置,阻挡空气进入 。
【小问5详解】
氨气极易溶于水,不能选水;氨气会被浓硫酸吸收,无法测定体积;植物油不吸收氨气,还能隔绝氨气和水,因此选C。
【小问6详解】
已知氨气体积为,换算单位得,根据公式 ,氨气质量 ,的相对分子质量为41,的相对分子质量为17,设样品中的实际质量为 x。解得
的质量分数为。
【小问7详解】
若无导管a,滴加溶液时,液体占据锥形瓶体积,会将自身体积的空气排入后续装置,这部分体积会被算作生成氨气的体积,导致测得体积偏大,最终质量分数偏大。
四、附加题(本题共1小题,10分)
25. 化学科学的进步促进了水处理技术的发展。兴趣小组围绕常见的铁系净水剂展开探究。
Ⅰ.FeCl3净水剂
(1)FeCl3溶于水,解离出的Fe3+水解生成氢氧化铁Fe(OH)3胶体,吸附水中悬浮杂质使之沉降;明矾[KAl(SO4)2·12H2O]净水原理和FeCl3类似,则明矾溶于水,起吸附作用的物质是________。
Ⅱ.高铁酸钾(K2FeO4)净水剂
常用Fe(OH)3、KClO在强碱环境中制备K2FeO4,制取装置如图所示。
已知:①K2FeO4易溶于水,微溶于KOH溶液,难溶于乙醇;在中性或酸性环境中遇水迅速放出O2,在碱性溶液中较稳定。②化学反应中,一种物质失去电子,必然同时有物质得到电子,且得失电子总数相等。
(2)通过装置A、B进行原料的制备和预处理,装置B的具体作用为________。
(3)装置C中采用冰水浴,是为了避免Cl2与KOH在较高温度时结合生成KClO3,该反应的化学方程式为_______________。
(4)烧瓶中加入的KOH溶液应过量,目的是_______________。
(5)C中的混合物经分离、用________洗涤、真空干燥,得到高铁酸钾晶体。若K2FeO4晶体未洗涤干净,含有的杂质阴离子为________。
Ⅲ.聚合硫酸铁[Fex(OH)y(SO4)z]净水剂
(6)已知:酸性条件下,KMnO4能与Fe2+反应,生成Fe3+和Mn2+;锌、铁、铜都能将Fe3+转化为Fe2+。采用下列步骤测定聚合硫酸铁(其中Fe元素为+3价)的化学式。
①称取一定质量的聚合硫酸铁溶于稀盐酸中,向所得溶液中滴加BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体11.65 g;
②另称取与①等质量的聚合硫酸铁溶于稀硫酸中,加入足量________(选填“锌粉”“铁粉”或“铜粉”),充分反应后过滤、洗涤,将滤液和洗液合并配成250 mL溶液B;
③量取25.00 mL溶液B,逐滴加入15.8 g/L的KMnO4溶液,滴定至终点,消耗KMnO4溶液8.00 mL,则该聚合硫酸铁的化学式为________。
【答案】(1)氢氧化铝
(2)除去Cl2中混有的HCl杂质
(3)
(4)提供碱性环境,保证K2FeO4稳定存在
(5) ①. 乙醇 ②. 氯离子
(6) ①. 铜粉 ②. Fe4(OH)2(SO4)5
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,氯化铁净水是铁离子水解生成氢氧化铁胶体吸附杂质,明矾原理类似,明矾解离出的水解生成氢氧化铝胶体,起吸附作用。
【小问2详解】
装置A中浓盐酸易挥发,制得的氯气中混有HCl杂质,饱和食盐水可以吸收HCl,同时降低氯气的溶解度,除去杂质。
【小问3详解】
氯气和热的氢氧化钾反应,生成氯酸钾、氯化钾和水,根据化合价升降配平即可得到该方程式。
【小问4详解】
已知在中性/酸性环境中易分解,碱性环境中稳定,且制备需要强碱环境,因此氢氧化钾过量。
【小问5详解】
已知难溶于乙醇,用乙醇洗涤可以减少产品溶解损失;反应过程中生成可溶性氯化物,因此未洗涤干净时,杂质阴离子为氯离子。
【小问6详解】
②锌粉还原性过强,会还原,还会和酸反应引入干扰;铁粉会和稀硫酸反应生成额外的,干扰滴定结果;铜只能将还原为,且不和稀硫酸反应,过量铜过滤即可除去,因此选铜粉。
③白色沉淀为硫酸钡,相对分子质量为233,其中硫酸根的相对质量为96。 11.65g硫酸钡中硫酸根的质量为:;
量取25.00 mL溶液B,逐滴加入15.8 g/L的KMnO4溶液,发生的反应为5Fe2+++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O可知,高锰酸钾的相对分子质量为158,铁的相对原子质量为56。根据反应规律,每158份质量的高锰酸钾,恰好与280份质量的Fe2+完全反应。 参与反应的高锰酸钾质量为:15.8g/L×0.008L=0. 1264g ;
25mL溶液中Fe2+(即铁元素)的质量为:0.1264 g× =0.224g;
250mL溶液中铁元素的总质量为:0.224g× =2.24g ;
化合物中,原子(原子团)的个数比=元素(原 子团)的质量:相对原子(原子团)质量的比值。 铁原子与硫酸根的个数比为:
设聚合硫酸铁的化学式为Fe4(OH)y(SO4)5, 根据化合物中正负化合价代数和为0,(+3)×4 + (-1) ×y+ (-2)×5=0, y=2 因此该聚合硫酸铁的化学式为Fe4(OH)2(SO4)5。
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