内容正文:
2025-2026学年第二学期初三化学学科素养调查
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 F-19 Cl-35.5
一、选择题(共10小题,每小题1.5分,共15分。在每小题列出的四个选项中,只有一项最符合题意。)
1. 2026年低碳发展与再生能源国际会议在深圳举办,下列有关低碳发展与再生能源领域说法正确的是
A. "低碳"发展指必须停止化石燃料的使用
B. 夏季空调温度调到很低温是"低碳"行为
C. 天然气、氢气、煤气均属于可再生资源
D. 光伏电解水制氢是将光能转为化学能
【答案】D
【解析】
【详解】A.“低碳”的核心是减少二氧化碳排放,仅需降低化石燃料的使用比例,并非必须完全停止使用化石燃料,表述错误;
B.夏季空调温度设置越低,耗电量越高,会间接增加碳排放,不属于低碳行为,表述错误;
C.天然气属于化石燃料,短期内无法自然生成,属于不可再生资源,表述错误;
D.光伏电解水制氢过程中,光能先通过光伏装置转化为电能,再通过电解反应将能量储存在氢气中,总过程为光能转化为化学能,表述正确。
2. 掌握化学用语是学好化学的关键,下列化学用语书写正确的是
A. 电解水中的最小微观粒子:H、O
B. 2个氯离子:
C. 氯化亚铁中铁元素的化合价:
D. 硫酸钾:K2S
【答案】A
【解析】
【详解】A.化学变化中最小粒子是原子,电解水过程中水分子分解为氢原子()和氧原子()后再重新组合,因此电解水的最小微观粒子是、,书写正确。
B.离子符号前加数字表示离子个数,2个氯离子应写为,书写错误。
C.氯化亚铁的化学式为,其中铁元素为+2价,应标注为,题干标注的+3价铁对应物质是氯化铁(),书写错误。
D.硫酸钾的化学式为,是硫化钾,书写错误。
3. 在“宏观—微观—符号”之间建立联系是化学学科特有的思维方式。对下列图示信息的分析中正确的是
A. 图①表示一种阴离子 B. 图②表示的微粒在化学反应中易得电子
C. 图①②对应元素位于元素周期表同一周期 D. 图①③对应元素组成的化合物由分子构成
【答案】B
【解析】
【详解】A.图①:质子数为11,核外电子数=2+8=10,质子数>电子数,为(阳离子),不是阴离子,错误。
B.氧原子最外层电子数为6,大于4,化学反应中易得2个电子达到8电子稳定结构,正确。
C.图①对应的钠元素原子核外有3个电子层,位于元素周期表第三周期。图②:质子数为8,核外电子数=2+6=8,为氧原子,最外层电子数为6,对应的氧元素原子核外有2个电子层,位于元素周期表第二周期,不在同一周期,错误。
D.图①③对应元素组成的化合物为NaCl,由钠离子和氯离子构成,不是由分子构成,错误。
4. 制造芯片的关键步骤是光刻和蚀刻,中国芯片蚀刻技术国际领先。利用三氟化氮(NF₃)进行硅芯片蚀刻时的产物均为气体,在硅芯片表面无任何残留物。该反应微观示意图如图,下列说法正确的是
A. 该反应属于复分解反应
B. 该化学反应前后各元素化合价没变
C. 丙和丁分子个数比为3:2
D. 保持气体丁化学稳定性的是氮原子
【答案】C
【解析】
【分析】根据微观示意图写出配平的化学反应方程式:。
【详解】A.复分解反应要求反应物、生成物均为化合物,且是两种化合物互相交换成分的反应,该反应有单质(Si、N2)参与和生成,属于置换反应,不是复分解反应,错误。
B.反应前Si为0价、NF3中N为+3价,反应后SiF4中Si为+4价、N2中N为0价,存在元素化合价变化,错误。
C.由配平的方程式可知,丙()和丁(N2)的分子个数比为化学计量数之比3:2,正确。
D.丁是N2,由分子构成的物质,分子是保持其化学性质的最小粒子,因此保持氮气化学稳定性的是氮分子,不是氮原子,错误。
5. 某电热蚊香(如图)通电后,陶瓷发热元件(主要成分为氧化铝)对芯加热。其有效成分为氟氯醚菊酯(C17H16Cl2F4O3),受热后有效成分扩散到空气中。下列说法不正确的是
A. 氟氯醚菊酯中碳元素质量分数最高
B. 每个氟氯醚菊酯分子由42个原子构成
C. 塑料外壳和陶瓷发热元件是合成材料
D. 受热后,氟氯醚菊酯分子运动更剧烈
【答案】C
【解析】
【详解】A.计算氟氯醚菊酯中各元素的总相对质量: C:,H:,Cl:,F:,O:。 碳元素总相对质量最大,因此碳元素质量分数最高,正确;
B.1个氟氯醚菊酯分子的原子总数为,正确;
C.塑料属于合成材料,但陶瓷主要成分为氧化铝,属于无机非金属材料,不属于合成材料,错误;
D.分子运动速率随温度升高而加快,受热后氟氯醚菊酯分子运动更剧烈,正确。
6. KNO3和NaCl的溶解度曲线如图所示。T3℃时,分别向盛有10.0g水的甲、乙试管中加入等质量的两种晶体,充分溶解后现象如图所示。下列说法正确的是
A. 乙试管中加入的晶体是NaCl
B. 试管中溶液的溶质质量分数:甲>乙
C. 将乙试管降温至T2℃,一定有晶体析出
D. 甲试管恒温蒸发水,溶质质量分数变大
【答案】C
【解析】
【详解】A. 时,分别向盛有10.0g水的甲、乙试管中加入等质量的两种晶体,甲试管中晶体部分溶解,乙试管中晶体完全溶解,说明该温度下,乙中晶体的溶解度大于甲中晶体的溶解度,时,溶解度:硝酸钾大于氯化钠,则乙试管中加入的晶体是硝酸钾,选项错误;
B. 试管中溶液的溶剂质量相同,溶质质量:甲小于乙,则溶质质量分数:甲小于乙,选项错误;
C. T3℃时,甲试管中有固体未溶解,为饱和溶液,将甲试管降温至T2℃,降温后,甲的溶解度减小,有溶质析出,还是饱和溶液,T2℃时,硝酸钾和氯化钠的溶解度相等,甲、乙试管中溶剂质量相等,加入晶体的质量相等,则乙试管中也一定有晶体析出,选项正确;
D. 由以上分析可知,T3℃时,甲试管中溶液是饱和溶液,恒温蒸发水,溶剂质量减小,有晶体析出,还是饱和溶液,温度不变,溶解度不变,饱和溶液的溶质质量分数不变,选项错误。
7. 初中化学常见纯净物M、甲、乙、丙、丁,其物质类别、部分元素化合价及转化关系如图("—"表示相互反应,"→"表示一步转化)。甲、乙、丙、丁含同种元素,丁的溶液呈黄色。下列说法正确的是
A. 乙→甲中,乙发生氧化反应
B. 反应①和③都观察到溶液变为浅绿色
C. 反应②和④的化学反应可能相同
D. 甲可与盐溶液通过置换反应转化为丁
【答案】C
【解析】
【分析】丁溶液呈黄色,说明含,因此甲、乙、丙、丁均含铁元素:甲为0价铁单质:,乙为+3价铁的氧化物:,丙为+3价铁的碱:,M为-1价酸根的酸:,丁为+3价铁的盐:如。
【详解】A.转化为时,铁元素化合价从+3降低到0,发生还原反应,不是氧化反应,错误。
B.反应①是,溶液变浅绿色;反应③是,溶液变黄色,二者现象不同,错误。
C.反应②是,该反应同时可以实现到的转化,即反应④可以是同一个反应,因此二者可能相同,正确。
D.铁单质参与置换反应时,只能生成+2价亚铁盐,无法直接得到+3价铁盐,错误。
8. 下列实验设计不正确的是
A. 探究空气中氧气的含量
B. 澄清石灰水变浑浊,证明蜡烛中含有碳元素
C. 探究铁生锈需要接触水
D. 滴入水,红墨水向右移动,证明氢氧化钠溶解放热
【答案】C
【解析】
【详解】A.白磷在密闭装置中被聚光点燃,消耗装置内氧气,反应后压强减小,通过U型管液面的变化可以测定空气中氧气的体积占比,正确。
B.澄清石灰水变浑浊说明蜡烛燃烧生成了,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,反应物氧气仅含氧元素,因此碳元素来自蜡烛,可证明蜡烛含碳元素,正确。
C.探究铁生锈需要水,需使用控制变量法,保证氧气为无关变量,两组实验仅水为唯一变量。但该实验中左侧铁钉接触氧气、不接触水,右侧铁钉接触水、不接触氧气,同时存在水、氧气两个变量,无法得出铁生锈需要水的结论,错误。
D.氢氧化钠固体溶于水放热,使烧瓶内空气受热膨胀,压强增大,推动红墨水向右移动,可证明氢氧化钠溶解放热,正确。
9. 下列方法正确的是
选项
实验目的
实验方法
A
检验集气瓶中无色气体是
将燃着的木条伸入瓶中,观察是否熄灭
B
除去中含有的和
将气体通过氢氧化钠固体干燥剂
C
除去食盐中混有的纯碱
加入过量的稀盐酸后蒸发结晶
D
鉴别溶液与溶液
分别滴加溶液,观察现象
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.不支持燃烧的气体不只有(如也能使燃着的木条熄灭),检验应使用澄清石灰水,错误;
B.氢氧化钠是碱性干燥剂,除了吸收和外,还会和待保留的发生反应:,错误;
C.纯碱()和稀盐酸反应:,过量的在蒸发结晶时会完全挥发,最终得到纯净的食盐,正确;
D.滴加时,反应生成白色沉淀,反应生成白色沉淀,两者现象相同,无法鉴别,错误。
10. 将一定量的氢氧化钾溶液与稀硫酸混合,观察不到明显现象。为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应,甲同学采取图1实验装置进行以下实验,三颈烧瓶中盛放溶液X,用恒压漏斗匀速加另一种溶液,并在A、B、M三个时间点取出少量溶液进行实验。传感器获得实验过程中pH与温度变化分别如图2、图3所示。下列说法不正确的是
A. 从图2推测X溶液为稀硫酸
B. M点时取出的溶液只含一种溶质
C. 加入氯化钡溶液,有白色沉淀,可推测该溶液是A点取出的
D. 取B点溶液滴加碳酸钠,无明显现象,可证明硫酸已和氢氧化钾反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.图2初始pH<7呈酸性,随滴加溶液pH逐渐升高至大于7,说明三颈烧瓶中X为稀硫酸,恒压漏斗中滴加氢氧化钾溶液,正确;
B.由图3可知M点对应的时间点与图2中时对应的时间点一致,为恰好完全反应的点,发生的反应为,此时溶质只有生成的一种,正确;
C.反应全程溶液中都存在(硫酸未反应完时来自和生成的,恰好反应或碱过量时来自),加入氯化钡都会生成白色硫酸钡沉淀,无法判断溶液为A点取出,错误;
D.若硫酸未反应,加入碳酸钠会产生气泡,B点加碳酸钠无明显现象,说明硫酸已被消耗,可证明二者发生了反应,正确。
二、非选择题(共4题,共35分)
11. 阅读下列科普短文。
【材料一】稀土元素性质非常活泼,从富含稀土元素的矿物中提取稀土,是一个复杂的化学过程,常涉及多种分离方法。稀土是不可再生的战略资源。我国长期承担了世界主要供应国的角色,却也付出了破坏自身天然环境与消耗自身资源的代价。
【材料二】氢能是一种理想的清洁能源,其制取和储存是科学研究的重要方向。制氢的技术有多种,其中煤气化制氢约占56%,天然气重整制氢约占21%,电解水制氢约占1%。此外,在一定温度下,利用Fe-Mo/C作催化剂裂解乙醇也可以制备氢气。科研人员研究相同温度下裂解乙醇制备氢气时,催化剂中Mo与Fe最佳质量比的实验结果如图1,氢气产率越高,说明催化剂效果越好。我国科学家发明了稀土元素(Ce)的氧化物为催化剂将甲烷中的氢转化为氢气的工艺,反应原理如图2所示。随着低耗能制氢及高效储氢问题的解决,氢能终将在各领域实现大规模的应用。
(1)从材料一可知,稀土元素在自然界中主要以______(填“单质”或“化合物”)形式存在。
(2)图1可知,在相同温度下,相同时间内,裂解乙醇制氢气所需的催化剂中,Mo与Fe的最佳质量比为______。
(3)根据图2,写出铈(Ce)的氧化物催化制氢的化学反应方程式______。
(4)下列说法中不正确的是(多选)_________(填序号)。
a.目前制氢的原料主要来源于化石燃料
b.裂解乙醇(C2H5OH)制氢指将乙醇分解只生成H2和CO2
c.现阶段氢能已经大规模使用
(5)稀土资源是不可再生的。为保护稀土资源,我们应该采取的措施是_______。
【答案】(1)化合物 (2)1:9
(3)
(4)b、c (5)合理开发、回收利用、寻找替代品(任写一条)
【解析】
【小问1详解】
材料一明确 “稀土元素性质非常活泼”,活泼金属在自然界中不能以单质形式稳定存在,只能以化合物形式存在。
【小问2详解】
图1中Mo:Fe=1:9曲线的氢气产率最高,说明该比例为最佳质量比。
【小问3详解】
根据图2的循环过程,反应物为CH4,最终产物为C和H2,CeO2为催化剂,水在过程中生成又消耗,故总反应为;
【小问4详解】
a.现有制氢中,煤气化(煤炭属于化石燃料)占56%,天然气重整(天然气属于化石燃料)占21%,大部分制氢原料来自化石燃料,正确;
b.根据质量守恒定律,若乙醇分解只生成H2和CO2,反应前后氧原子数目不相等,不可能只生成这两种物质,错误;
c.材料提到“随着低耗能制氢及高效储氢问题的解决,氢能终将大规模应用”,说明现阶段氢能还未大规模使用,错误。
【小问5详解】
稀土是不可再生资源,保护措施包括合理开发、回收利用、寻找替代资源等。
12. 中国的茶文化源远流长,多数同学都有饮茶的习惯,但茶垢的清洗经常让我们烦恼;利用茶垢清洁剂与热水的反应,可快速将茶垢去除干净。为此,某兴趣小组进行了以下实验探究。
探究一:探究茶垢清洁剂的主要组成结构
【资料卡片】茶垢清洁剂的主要成分是过碳酸钠,过碳酸钠主要由Na2CO3、H2O2结合而成。
请根据提供的实验用品,设计实验方案,验证其组成成分。
实验用品:茶垢清洁剂、水、MnO2、CaCl2溶液、澄清石灰水、带火星木条、试管
(1)完成实验操作。
实验操作
实验现象
实验结论
实验一:取适量的茶垢清洁剂放入试管,加水溶解后加_______,并用带火星木条伸入试管中
观察到_______
成分有H2O2
实验二:_______
________
成分有Na2CO3
(2)实验二中发生的反应化学方程式为______。
茶垢清洁剂在水中分解成Na2CO3和H2O2,随之快速释放大量的氧气,这些气体进入茶垢的微小缝隙,使茶垢脱落。
探究二:探究Na2CO3溶液中的哪种粒子加快了H2O2溶液的分解
(3)推测Na2CO3可加快H2O2产生氧气的速率。究竟是Na2CO3溶液中的哪种粒子加快了H2O2溶液的分解呢?兴趣小组展开了探究。
【查阅资料】Na2CO3溶液中含有Na⁺、、OH⁻、H2O
对照实验设计表
体积/mL种类
实验3
实验4
实验5
10%H2O2溶液
10
10
10
5%NaCl溶液
5
0
0
5%Na2CO3溶液
0
a
0
NaOH溶液
0
0
5
(注:NaOH溶液与5%Na2CO3溶液pH相同,以控制OH⁻浓度一致)
①实验4中a的数值是______。
②通过讨论分析,不可能是H2O加速分解原因是______。
③通过分析氧气传感器曲线图可得出的实验结论为______。
(4)反思与评价:根据实验分析,该茶垢清洁剂在______(填"酸""碱"或"中")性条件下,使用效果更佳。
【答案】(1) ①. MnO2 ②. 产生气泡,使带火星木条复燃 ③. 取实验一上层清液,加入溶液(或澄清石灰水) ④. 产生白色沉淀
(2)或(与实验二所选取的试剂相对应)
(3) ①. 5 ②. 因为实验3中加入了含水的氯化钠溶液,但的分解速率并未明显加快,说明水不是催化剂; ③. 其他条件相同时,氢氧根更能促进双氧水的分解
(4)碱
【解析】
【小问1详解】
是分解的催化剂,题干试剂仅可催化双氧水分解,用来检验;
分解产生水和氧气,氧气具有助燃性,可使带火星的木条复燃;
检验成分中是否有,即检验,可以用钙盐、钡盐或者钙碱、钡碱,题中所给实验用品中符合的为溶液(或澄清石灰水),取上层清液避免固体干扰检验;
无论是溶液还是澄清石灰水,都含有,与生成碳酸钙白色沉淀;
【小问2详解】
碳酸钠与溶液反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为(若实验二选取试剂为澄清石灰水,则化学方程式为)
【小问3详解】
①控制变量原则:除离子种类外,所有条件统一,、添加体积都是5 mL,因此溶液也必须加5 mL,保证液体总体积一致;
②溶液自带溶剂水,实验3加入后分解速率几乎不变,排除的催化作用;
③结合题图:其他条件相同时,()产氧远快于()、();
【小问4详解】
、在碱性环境下存在且均可加速分解,因此清洁剂碱性条件去污效果更好。
13. 芯片是人工智能领域的核心材料,由高纯硅和铜等材料加工制成。工业上用石英砂(主要成分SiO2,少量Fe2O3杂质)为原料制得高纯硅,工艺流程如下图(已知:SiO2不与盐酸反应,且不溶于水和盐酸)
(1)酸浸后废液中的溶质是______(填化学式),操作Ⅰ名称是______。
(2)冶炼炉中产生的废气是有毒的,则发生的化学反应方程式为______。
(3)纯化炉发生的化学方程式为______。该反应属于______反应(填基本反应类型)。该反应需在无氧环境进行,原因是______。
(4)该工艺流程中可循环利用的物质有______。(写名称,填一种)
(5)如图,从长晶炉中获得平均粒径1mm的晶体应选择温度______℃。
【答案】(1) ①. ②. 过滤
(2)
(3) ①. ②. 置换 ③. 防止氢气与氧气混合爆炸或防止硅被氧化
(4)氢气 (5)2200
【解析】
【小问1详解】
石英砂中的氧化铁与稀盐酸反应,生成氯化铁,废液溶质为氯化铁;操作Ⅰ分离液体和固体,名称为过滤。
【小问2详解】
进入冶炼炉的物质为焦炭和二氧化硅,碳有还原性,得到二氧化硅中提供的氧元素且废气有毒,结合元素守恒,所以生成一氧化碳和硅,配平即可。
【小问3详解】
氢气和高温下反应,生成硅和,配平即可;该反应特征为单质和化合物反应生成单质和化合物,属于置换反应;该反应在高温下进行,氢气与氧气混合受热可能发生爆炸,因此需在无氧环境中进行。
【小问4详解】
在流程中既消耗又生成的物质可以循环利用
【小问5详解】
由图可知,当平均晶粒尺寸为1mm时,对应的横坐标温度为2200℃。
14. 电制气技术(PtG)利用CO2甲烷化反应,有望解决碳排放难题,原理如图。
(1)KOH和NaOH都可以用于吸收CO2。写出氢氧化钾做吸收剂时发生的化学反应方程式______。
(2)根据下列信息,从成本和绿色化的角度考虑,你选择______作为CO2的吸收剂,理由是______。
吸收剂
吸收速率
价格(元/kg)
再生能耗
KOH
更快
6.8
更大
NaOH
快
2
较低
(3)CO2甲烷化主反应为:,通过该反应制备32kgCH4理论上可消耗CO2的质量为多少?(写计算过程)。
(4)PtG技术独特优势还有______(写一点)。
【答案】(1)
(2) ①. NaOH ②. 价格更低、再生能耗更低
(3)解:设消耗质量为x。
,
答:理论消耗为88 kg。
(4)实现资源化利用、助力碳中和、绿色低碳(任写一条)
【解析】
【小问1详解】
是强碱,反应规律和与一致。故其与反应生成碳酸钾和水,化学方程式见答案;
【小问2详解】
成本看单价:(2元/kg)<(6.8元/kg);绿色化看再生能耗:再生能耗更低,耗能少更环保,吸收速率二者都达标;
【小问3详解】
计算过程见答案;
【小问4详解】
由题图可知,该技术将转化为有用的化工产品甲烷,实现了的资源化利用;该技术利用可再生能源,减少了的净排放,有助于实现碳中和,是一种绿色低碳的技术(任写一条即可)。
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2025-2026学年第二学期初三化学学科素养调查
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 F-19 Cl-35.5
一、选择题(共10小题,每小题1.5分,共15分。在每小题列出的四个选项中,只有一项最符合题意。)
1. 2026年低碳发展与再生能源国际会议在深圳举办,下列有关低碳发展与再生能源领域说法正确的是
A. "低碳"发展指必须停止化石燃料的使用
B. 夏季空调温度调到很低温是"低碳"行为
C. 天然气、氢气、煤气均属于可再生资源
D. 光伏电解水制氢是将光能转为化学能
2. 掌握化学用语是学好化学的关键,下列化学用语书写正确的是
A. 电解水中的最小微观粒子:H、O
B. 2个氯离子:
C. 氯化亚铁中铁元素的化合价:
D. 硫酸钾:K2S
3. 在“宏观—微观—符号”之间建立联系是化学学科特有的思维方式。对下列图示信息的分析中正确的是
A. 图①表示一种阴离子 B. 图②表示的微粒在化学反应中易得电子
C. 图①②对应元素位于元素周期表同一周期 D. 图①③对应元素组成的化合物由分子构成
4. 制造芯片的关键步骤是光刻和蚀刻,中国芯片蚀刻技术国际领先。利用三氟化氮(NF₃)进行硅芯片蚀刻时的产物均为气体,在硅芯片表面无任何残留物。该反应微观示意图如图,下列说法正确的是
A. 该反应属于复分解反应
B. 该化学反应前后各元素化合价没变
C. 丙和丁分子个数比为3:2
D. 保持气体丁化学稳定性的是氮原子
5. 某电热蚊香(如图)通电后,陶瓷发热元件(主要成分为氧化铝)对芯加热。其有效成分为氟氯醚菊酯(C17H16Cl2F4O3),受热后有效成分扩散到空气中。下列说法不正确的是
A. 氟氯醚菊酯中碳元素质量分数最高
B. 每个氟氯醚菊酯分子由42个原子构成
C. 塑料外壳和陶瓷发热元件是合成材料
D. 受热后,氟氯醚菊酯分子运动更剧烈
6. KNO3和NaCl的溶解度曲线如图所示。T3℃时,分别向盛有10.0g水的甲、乙试管中加入等质量的两种晶体,充分溶解后现象如图所示。下列说法正确的是
A. 乙试管中加入的晶体是NaCl
B. 试管中溶液的溶质质量分数:甲>乙
C. 将乙试管降温至T2℃,一定有晶体析出
D. 甲试管恒温蒸发水,溶质质量分数变大
7. 初中化学常见纯净物M、甲、乙、丙、丁,其物质类别、部分元素化合价及转化关系如图("—"表示相互反应,"→"表示一步转化)。甲、乙、丙、丁含同种元素,丁的溶液呈黄色。下列说法正确的是
A. 乙→甲中,乙发生氧化反应
B. 反应①和③都观察到溶液变为浅绿色
C. 反应②和④的化学反应可能相同
D. 甲可与盐溶液通过置换反应转化为丁
8. 下列实验设计不正确的是
A. 探究空气中氧气的含量
B. 澄清石灰水变浑浊,证明蜡烛中含有碳元素
C. 探究铁生锈需要接触水
D. 滴入水,红墨水向右移动,证明氢氧化钠溶解放热
9. 下列方法正确的是
选项
实验目的
实验方法
A
检验集气瓶中无色气体是
将燃着的木条伸入瓶中,观察是否熄灭
B
除去中含有的和
将气体通过氢氧化钠固体干燥剂
C
除去食盐中混有的纯碱
加入过量的稀盐酸后蒸发结晶
D
鉴别溶液与溶液
分别滴加溶液,观察现象
A. A B. B C. C D. D
10. 将一定量的氢氧化钾溶液与稀硫酸混合,观察不到明显现象。为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应,甲同学采取图1实验装置进行以下实验,三颈烧瓶中盛放溶液X,用恒压漏斗匀速加另一种溶液,并在A、B、M三个时间点取出少量溶液进行实验。传感器获得实验过程中pH与温度变化分别如图2、图3所示。下列说法不正确的是
A. 从图2推测X溶液为稀硫酸
B. M点时取出的溶液只含一种溶质
C. 加入氯化钡溶液,有白色沉淀,可推测该溶液是A点取出的
D. 取B点溶液滴加碳酸钠,无明显现象,可证明硫酸已和氢氧化钾反应
二、非选择题(共4题,共35分)
11. 阅读下列科普短文。
【材料一】稀土元素性质非常活泼,从富含稀土元素的矿物中提取稀土,是一个复杂的化学过程,常涉及多种分离方法。稀土是不可再生的战略资源。我国长期承担了世界主要供应国的角色,却也付出了破坏自身天然环境与消耗自身资源的代价。
【材料二】氢能是一种理想的清洁能源,其制取和储存是科学研究的重要方向。制氢的技术有多种,其中煤气化制氢约占56%,天然气重整制氢约占21%,电解水制氢约占1%。此外,在一定温度下,利用Fe-Mo/C作催化剂裂解乙醇也可以制备氢气。科研人员研究相同温度下裂解乙醇制备氢气时,催化剂中Mo与Fe最佳质量比的实验结果如图1,氢气产率越高,说明催化剂效果越好。我国科学家发明了稀土元素(Ce)的氧化物为催化剂将甲烷中的氢转化为氢气的工艺,反应原理如图2所示。随着低耗能制氢及高效储氢问题的解决,氢能终将在各领域实现大规模的应用。
(1)从材料一可知,稀土元素在自然界中主要以______(填“单质”或“化合物”)形式存在。
(2)图1可知,在相同温度下,相同时间内,裂解乙醇制氢气所需的催化剂中,Mo与Fe的最佳质量比为______。
(3)根据图2,写出铈(Ce)的氧化物催化制氢的化学反应方程式______。
(4)下列说法中不正确的是(多选)_________(填序号)。
a.目前制氢的原料主要来源于化石燃料
b.裂解乙醇(C2H5OH)制氢指将乙醇分解只生成H2和CO2
c.现阶段氢能已经大规模使用
(5)稀土资源是不可再生的。为保护稀土资源,我们应该采取的措施是_______。
12. 中国的茶文化源远流长,多数同学都有饮茶的习惯,但茶垢的清洗经常让我们烦恼;利用茶垢清洁剂与热水的反应,可快速将茶垢去除干净。为此,某兴趣小组进行了以下实验探究。
探究一:探究茶垢清洁剂的主要组成结构
【资料卡片】茶垢清洁剂的主要成分是过碳酸钠,过碳酸钠主要由Na2CO3、H2O2结合而成。
请根据提供的实验用品,设计实验方案,验证其组成成分。
实验用品:茶垢清洁剂、水、MnO2、CaCl2溶液、澄清石灰水、带火星木条、试管
(1)完成实验操作。
实验操作
实验现象
实验结论
实验一:取适量的茶垢清洁剂放入试管,加水溶解后加_______,并用带火星木条伸入试管中
观察到_______
成分有H2O2
实验二:_______
________
成分有Na2CO3
(2)实验二中发生的反应化学方程式为______。
茶垢清洁剂在水中分解成Na2CO3和H2O2,随之快速释放大量的氧气,这些气体进入茶垢的微小缝隙,使茶垢脱落。
探究二:探究Na2CO3溶液中的哪种粒子加快了H2O2溶液的分解
(3)推测Na2CO3可加快H2O2产生氧气的速率。究竟是Na2CO3溶液中的哪种粒子加快了H2O2溶液的分解呢?兴趣小组展开了探究。
【查阅资料】Na2CO3溶液中含有Na⁺、、OH⁻、H2O
对照实验设计表
体积/mL种类
实验3
实验4
实验5
10%H2O2溶液
10
10
10
5%NaCl溶液
5
0
0
5%Na2CO3溶液
0
a
0
NaOH溶液
0
0
5
(注:NaOH溶液与5%Na2CO3溶液pH相同,以控制OH⁻浓度一致)
①实验4中a的数值是______。
②通过讨论分析,不可能是H2O加速分解原因是______。
③通过分析氧气传感器曲线图可得出的实验结论为______。
(4)反思与评价:根据实验分析,该茶垢清洁剂在______(填"酸""碱"或"中")性条件下,使用效果更佳。
13. 芯片是人工智能领域的核心材料,由高纯硅和铜等材料加工制成。工业上用石英砂(主要成分SiO2,少量Fe2O3杂质)为原料制得高纯硅,工艺流程如下图(已知:SiO2不与盐酸反应,且不溶于水和盐酸)
(1)酸浸后废液中的溶质是______(填化学式),操作Ⅰ名称是______。
(2)冶炼炉中产生的废气是有毒的,则发生的化学反应方程式为______。
(3)纯化炉发生的化学方程式为______。该反应属于______反应(填基本反应类型)。该反应需在无氧环境进行,原因是______。
(4)该工艺流程中可循环利用的物质有______。(写名称,填一种)
(5)如图,从长晶炉中获得平均粒径1mm的晶体应选择温度______℃。
14. 电制气技术(PtG)利用CO2甲烷化反应,有望解决碳排放难题,原理如图。
(1)KOH和NaOH都可以用于吸收CO2。写出氢氧化钾做吸收剂时发生的化学反应方程式______。
(2)根据下列信息,从成本和绿色化的角度考虑,你选择______作为CO2的吸收剂,理由是______。
吸收剂
吸收速率
价格(元/kg)
再生能耗
KOH
更快
6.8
更大
NaOH
快
2
较低
(3)CO2甲烷化主反应为:,通过该反应制备32kgCH4理论上可消耗CO2的质量为多少?(写计算过程)。
(4)PtG技术独特优势还有______(写一点)。
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