2026年中考化学考前最后预测卷5(上海专用)
2026-06-14
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2份
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20页
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摘要:
**基本信息**
以生活与科技情境为载体,通过盐的用途、蒸汽眼罩、氢能源等主题,融合实验探究与实际应用,突出化学观念建构与科学探究能力考查。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|非选择题|6大题/43分|盐的催化作用(氯化铁催化双氧水)、金属燃烧条件(铁丝燃烧影响因素)、氢能源制取与储存、酸的性质(食醋、碳酸饮料)、氮循环(氨合成与固定)|项目式探究(蒸汽眼罩任务链设计)、科技前沿(氨燃料制备方案分析)、真实问题解决(食品自热锅成分选择、长期饮可乐对牙齿影响)|
内容正文:
2026年中考化学考前最后预测卷5(上海专用)
化 学
注意事项:
1.本考试分设试卷和答题纸。答题前,务必在答题纸上填写姓名、班级和学号,并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须涂或写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
2.选择题中,未标注说明的,为单选,每题只能选一个选项;标注“不定项”的,每题应选一个或多个选项;标注“多选”的,每题应选两个或两个以上的选项。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32
一:盐的用途(5分)
盐类物质不仅是化学工艺的主力军,更在人体生理、居家清洁和食品加工中扮演着不可或缺的角色。
1. 氯化铁溶液也可以催化双氧水分解,现对氯化铁溶液浓度对双氧水分解速率的影响进行探究:按照图1装置,分别取10 mL 5%的H2O2溶液于3个容积相同的锥形瓶中,再用注射器同时向3个锥形瓶中注入1 mL 8%、16%和24%的FeCl3溶液,测得压强随时间变化的数据曲线如图2所示。
(1)锥形瓶内发生反应的化学方程式是________________。
(2)图2中,a点对应的实验操作是_____________。
(3)通过实验可知,H2O2分解速率随FeCl3溶液的浓度的增加而变快,请预测实验结束后,分别注入1 mL 8%(1号)、16%(2号)和24%(3号)的FeCl3溶液锥形瓶内压强的大小关系是________。
2. 做馒头时会用到碱水(碳酸钠溶液),在配制碱水的过程中发现溶液的温度升高,设计实验,比较氢氧化钠和碳酸钠溶解时的热量变化,如图所示。
(1)实验中需要控制的变量是_______(填序号)
①水的体积 ②氢氧化钠的质量 ③压强 ④碳酸钠的质量
(2)由图可知,两种固体溶解时放热更快的是________,请说出你的理由:_________。
(3)氢氧化钠溶解时放热明显,但食品自热锅中都不含氢氧化钠的原因是:________。
2、 蒸汽眼罩(13分)
3. 现代生活中的电子产品越来越多,在尽情享受的同时,我们的眼睛却很“受伤”。对此人们常常采用热敷的方法进行缓解,从而催生了蒸汽眼罩的“火爆”。由此,化学兴趣小组的同学们针对蒸汽眼罩展开了项目式活动。
任务一:初识蒸汽眼罩
【查阅资料】①蒸汽眼罩的主要成分是铁粉、活性炭、氯化钠、吸水树脂、蛭石等。
②蒸汽眼罩的发热原理是铁粉与空气中的氧气、水等发生反应。
【交流讨论】
(1)蒸汽眼罩使用铁粉而不使用铁块的目的是_____。
任务二:探究蒸汽眼罩的成分
同学们打开一个新的蒸汽眼罩的内部包装,发现里面有黑色固体。
【进行实验】
(2)为了探究黑色固体的成分,他们设计了如表实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量黑色固体于试管中,加入适量______
部分固体溶解,有气泡产生
黑色固体中含有铁粉
②取步骤①中未溶解的固体,洗涤、干燥后放入硬质玻璃管中加热,将生成的气体通入澄清石灰水中
______
黑色固体中含有活性炭
【交流反思】
(3)写出步骤①中发生反应的化学方程式:______。
(4)小晋同学提出检验黑色固体中是否含有铁粉,最简单的方法是______。
任务三:探究氯化钠在蒸汽眼罩中的作用
【再次实验】
(5) 为探究氯化钠在蒸汽眼罩中的作用、同学们设计了对比实验展开探究。具体实验药品的用量如表,请将表格补充完整。
实验
实验药品
实验一
4g铁粉、2mL水、2g氯化钠、2g活性炭
实验二
4g铁粉、2mL水、______
他们利用温度传感器、氧气浓度传感器设计了如图1所示的实验装置,并根据以上表格内容,将药品混合均匀,放入无纺布袋,再将无纺布袋放入锥形瓶中,收集数据,电脑屏幕上显示的图像如图2所示。
【得出结论】
(6)分析实验数据可得____。
任务四:讨论蒸汽眼罩的保存
(7)经过以上活动,同学们了解了蒸汽眼罩的成分及发热原理。请你对生活中如何存放蒸汽眼罩提出一条建议:____。
成果分享:通过这次项目式活动,同学们深刻认识到:要辩证地看待事物,让科学服务于生活。
三:铁燃烧性质探究(7分)
4.某兴趣小组同学进行铁丝在氧气中燃烧的实验时,发现铁丝出现不同的燃烧现象。为此开展了探究影响铁燃烧及燃烧剧烈程度的因素。
【知识回顾】
(1)写出细铁丝在氧气中燃烧的化学方程式:_______。
(2)集气瓶底部预先放少量水的目的是_______。
(3)“当火柴梗剩余左右时”才将铁丝伸入集气瓶,不宜过早的原因是 。
【提出问题】影响铁燃烧及燃烧剧烈程度的因素有哪些?
【设计实验】
(4)方案一:将两根细铁丝都绕成螺旋状,末端系上火柴梗,一根点燃火柴,伸入装满高浓度氧气的集气瓶中;另一根火柴梗没有点燃,细铁丝直接伸入装满高浓度氧气的集气瓶中。
实验现象:点燃火柴梗的细铁丝剧烈燃烧,而另一根细铁丝不能燃烧。
实验结论:从燃烧条件分析,燃烧需要________。
(5)方案二:将两根细铁丝绕成一样的螺旋状,末端系上火柴梗,点燃火柴,一根伸入装满高浓度氧气的集气瓶中。另一根伸入装满空气的集气瓶中。
实验现象:_____。
实验结论:说明氧气浓度大小影响铁丝燃烧的现象。
(6)方案三:将两根粗细不同的铁丝分别绕成螺旋状,末端系上火柴梗,点燃火柴,分别伸入装满高浓度氧气的集气瓶中。
实验现象:细铁丝剧烈燃烧,粗铁丝不燃烧。
实验结论:说明_______影响铁丝燃烧的现象。
【反思评价】
(7)上述实验方案一和方案二中需控制铁丝的________等变量相同。
(8)小组同学用铁粉代替细铁丝进行了对比实验:用药匙取适量铁粉撒在点燃的酒精灯火焰上,观察到火星四射。该实验能验证方案___(填序号)所得的结论。
(9)某同学收集了一瓶氧气,在做“细铁丝在氧气中燃烧”的实验时,结果没有观察到应有的现象,请你帮助他分析一下原因:_____。
四、氢能源的利用(10分)
5. 氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
Ⅰ制取氢气
(1)相同温度下,相同大小的Fe片、Zn片,投入到等体积等浓度的稀盐酸中制取H2,反应更剧烈的是_______(填“Fe”或“Zn”)。
(2)高温下C与水蒸气反应生成CO和H2,CO和水蒸气继续反应得到CO2和H2。
①CO和水蒸气反应化学方程式为___________。
②反应后的气体中含有H2、CO、CO2及水蒸气,向其中加入一定量的CaO可提高H2在混合气体中的百分含量,原因是:_____________。
(3)利用太阳能电厂富余电力电解水制氢,电极上微观粒子的变化情况如图1所示。太阳能属于____(填“可再生能源”或“不可再生能源”)。B电极表面生成H2的过程可描述为_:___。
Ⅱ储存氢气
(4)碳纳米管(图2)与活性炭均具有疏松多孔的结构,研究表明碳纳米管吸附储氢的能力是活性炭的10倍。碳纳米管吸附储氢属于 _______变化。
(5)Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时,Mg2Cu与H2反应生成MgHn,MgHn中Mg与H的质量比为12:1,则n=_____。
五、生活中的酸(8分)
6.生活中的酸溶液有:食醋(含醋酸)、碳酸饮料(含碳酸)、柠檬汁(含柠檬酸)等等,食醋独特的酸味能增强食物味道的层次感,还能刺激胃酸分泌,帮助消化。
(1)食醋属于 (选填“纯净物”或“混合物”)。醋酸()由 种元素组成,其中碳、氢元素的质量比为 。
(2)胃酸的主要成分为 (填写物质名称),该物质能杀灭大部分随食物进入的微生物,还能有助于钙、铁等矿物质的溶解和吸收。
(3)网络传言:某品牌燕麦片添加安全许可计量的铁单质,铁和胃酸反应能生成可被人体吸收的铁元素,反应的化学方程式为 ,该反应的基本反应类型为 。
某C品牌可乐的配料:水、果葡糖浆、白砂糖、食品添加剂(二氧化碳、焦糖色、磷酸、咖啡因)、食用香精。其中磷酸()为可乐提供酸味,增强饮品的口感层次。
(4)打开碳酸饮料的瓶盖,冒出大量气泡,下列说法正确的是______。
A.冒出气泡后的饮料是二氧化碳的不饱和溶液
B.产生的气体能使澄清石灰水变浑浊
C.冒出气泡的主要原因是温度升高,二氧化碳溶解度减小。
D.使碳酸饮料呈酸性的物质只有碳酸。
(5)有一个魔术表演者拿有颜色的可乐作表演,加入活性炭将其变成无色的“雪碧”,利用的是活性炭的 性。
(6)已知人牙齿的主要成分是碳酸钙。根据可乐的配料,分析长期饮用可乐对人牙齿的影响 。
六、动植物生命的基础:氮元素
氮元素对地球上所有生命都至关重要,是所有蛋白质及DNA中具有决定性作用的元素之一,植物生长离不开氮元素。氮元素是动植物生命的基础,自然界中由于存在氮的循环,生命世界才能像我们所见到的那样生机勃勃,充满活力。
7.氨的合成:工业上利用N2+3H22NH3合成氨气。氨气的传统应用包括生产硝酸铵(NH4NO3)尿素【CO2(NH2)2】等氮肥。
(1)该反应微观示意图(待补全)如下图所示,请将右框内粒子补画完整,要求体现质量守恒。
(2)尿素中氮元素的质量分数为______________(保留一位小数),若测得某尿素样品中氮元素的质量分数为43.5%,则该尿素样品______________(选填“属于”或“不属于”)纯净物。
8.氮的固定
(1)氮的循环离不开氮的固定,氮的固定是将氮单质转化为氮的化合物的过程,氮的固定分为人工固氮和自然固氮。下列属于氮的固定的是______________。(多选)
A.分离液态空气获得氮气 B.N2和H2在一定条件下合成氨
C.N2和O2反应生成NO D.NH3经催化氧化生成NO
(2)硝酸盐属于氮的化合物,以硝酸钠(NaNO3)为例,其中N的化合价为______________。
9.氨气(NH3)正在由肥料走向燃料。
(1)氨气、氢气都属于清洁能源,对比下列图表中的信息,你认为氨气替代氢气成为理想燃料的理由有______________、______________。
性质参数
氢气(H2)
氨气(NH3)
额色、气味
无色、无味
无色、刺激性
沸点/℃
-251.77
-33.34
爆炸限值/%
4~75
15~28
水中溶解度
难溶于水
极易溶于水
与水反应
不与水反应
与水反应,形成氨水
(2)将氨气置于空气中发现无法燃烧,而在氧气流中却燃烧起来,说明氨气燃烧与______________有关。氨气在纯氧中可以完全燃烧,生成水和氮气,该反应的化学方程式是______________。
【资料卡片】当量比是燃料完全燃烧理论所需要的空气量与实际供给的空气量之比。
在氨气中添加适量的氢气,进行混合燃烧。科学研究不同当量比下的氨气/氢气/空气的燃烧速度,如下图所示。
(3)分析上图中数据发现当量比为______________左右,X(NH3)=______________,燃烧速度最快。
(4)已知氨气燃烧生成了空气中含量最多的气体,该气体的化学式是______________。
10.【科技前沿】探究制备氨燃料的方法
【方案1】利用碳酸氢铵制备氨气(化学原理:NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2↑)
【方案2】利用铵盐溶液和碱溶液混合加热制备氨气
【方案3】我国科研团队借助一种固体催化剂LDH,在常温、常压和可见光条件下,用氮气和水合成氨气(NH3)的原理如下图所示。
(1)方案3的总反应方程式是______________。
(2)经分析,方案1不合理,理由是______________。
(3)利用方案2氯化铵溶液和氢氧化钠溶液混合加热制氨气,实验过程中发现此方法制得的氨气量较少,可能的原因是______________。经讨论改用铵盐固体和碱固体混合物来提高氨气产量(实验装置如下图所示),当观察到______________的现象,则证明氨气已收集满。
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2026年中考化学考前最后预测卷5(上海专用)
化 学
注意事项:
1.本考试分设试卷和答题纸。答题前,务必在答题纸上填写姓名、班级和学号,并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须涂或写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
2.选择题中,未标注说明的,为单选,每题只能选一个选项;标注“不定项”的,每题应选一个或多个选项;标注“多选”的,每题应选两个或两个以上的选项。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32
一:盐的用途(5分)
盐类物质不仅是化学工艺的主力军,更在人体生理、居家清洁和食品加工中扮演着不可或缺的角色。
1. 氯化铁溶液也可以催化双氧水分解,现对氯化铁溶液浓度对双氧水分解速率的影响进行探究:按照图1装置,分别取10 mL 5%的H2O2溶液于3个容积相同的锥形瓶中,再用注射器同时向3个锥形瓶中注入1 mL 8%、16%和24%的FeCl3溶液,测得压强随时间变化的数据曲线如图2所示。
(1)锥形瓶内发生反应的化学方程式是________________。
(2)图2中,a点对应的实验操作是_____________。
(3)通过实验可知,H2O2分解速率随FeCl3溶液的浓度的增加而变快,请预测实验结束后,分别注入1 mL 8%(1号)、16%(2号)和24%(3号)的FeCl3溶液锥形瓶内压强的大小关系是________。
【答案】(1) (2)推动注射器活塞,将FeCl3溶液注入锥形瓶内 (3) 1号=2号=3号
【小问1详解】
锥形瓶内过氧化氢在氯化铁催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为。
【小问2详解】
图2中,a点后压强均增加相同高度,对应的操作是推动注射器活塞,将FeCl3溶液注入锥形瓶内;
【小问3详解】
H2O2分解速率随FeCl3溶液的浓度的增加而变快,催化剂只改变反应速率,不改变生成物的总量。因三个实验所用H2O2溶液的量相同,最终生成O₂的量相同,故实验结束后锥形瓶内的压强相等,故1 mL 8%(1号)、16%(2号)和24%(3号)的FeCl3溶液锥形瓶内压强的大小关系是1号=2号=3号
2. 做馒头时会用到碱水(碳酸钠溶液),在配制碱水的过程中发现溶液的温度升高,设计实验,比较氢氧化钠和碳酸钠溶解时的热量变化,如图所示。
(1)实验中需要控制的变量是_______(填序号)
①水的体积 ②氢氧化钠的质量 ③压强 ④碳酸钠的质量
(2)由图可知,两种固体溶解时放热更快的是________,请说出你的理由:_________。
(3)氢氧化钠溶解时放热明显,但食品自热锅中都不含氢氧化钠的原因是:________。
【答案】(1)①②④ (2) ①. 氢氧化钠(或) ②. 相同时间内,氢氧化钠对应的温度升高的幅度更大
(3)氢氧化钠具有强腐蚀性,对人体有严重危害
【解析】
【小问1详解】
对比实验需控制除研究对象外的其他变量相同,本实验研究 “氢氧化钠和碳酸钠溶解的热量变化”:
①水的体积(溶剂体积相同),需要控制。
②氢氧化钠的质量,需要控制。
③压强对溶解热量变化无显著影响,无需控制。
④碳酸钠的质量(溶质质量相同),需要控制。
故填:①②④。
【小问2详解】
由图可知,氢氧化钠溶解得更快;理由:相同时间内,氢氧化钠对应的温度升高的幅度更大。
故填:氢氧化钠(或);相同时间内,氢氧化钠对应的温度升高的幅度更大。
【小问3详解】
氢氧化钠具有强腐蚀性,对人体有严重危害,因此不能用于食品类自热锅的加热材料。
故填:氢氧化钠具有强腐蚀性,对人体有严重危害。
2、 蒸汽眼罩(13分)
3. 现代生活中的电子产品越来越多,在尽情享受的同时,我们的眼睛却很“受伤”。对此人们常常采用热敷的方法进行缓解,从而催生了蒸汽眼罩的“火爆”。由此,化学兴趣小组的同学们针对蒸汽眼罩展开了项目式活动。
任务一:初识蒸汽眼罩
【查阅资料】①蒸汽眼罩的主要成分是铁粉、活性炭、氯化钠、吸水树脂、蛭石等。
②蒸汽眼罩的发热原理是铁粉与空气中的氧气、水等发生反应。
【交流讨论】
(1)蒸汽眼罩使用铁粉而不使用铁块的目的是_____。
任务二:探究蒸汽眼罩的成分
同学们打开一个新的蒸汽眼罩的内部包装,发现里面有黑色固体。
【进行实验】
(2)为了探究黑色固体的成分,他们设计了如表实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量黑色固体于试管中,加入适量______
部分固体溶解,有气泡产生
黑色固体中含有铁粉
②取步骤①中未溶解的固体,洗涤、干燥后放入硬质玻璃管中加热,将生成的气体通入澄清石灰水中
______
黑色固体中含有活性炭
【交流反思】
(3)写出步骤①中发生反应的化学方程式:______。
(4)小晋同学提出检验黑色固体中是否含有铁粉,最简单的方法是______。
任务三:探究氯化钠在蒸汽眼罩中的作用
【再次实验】
(5) 为探究氯化钠在蒸汽眼罩中的作用、同学们设计了对比实验展开探究。具体实验药品的用量如表,请将表格补充完整。
实验
实验药品
实验一
4g铁粉、2mL水、2g氯化钠、2g活性炭
实验二
4g铁粉、2mL水、______
他们利用温度传感器、氧气浓度传感器设计了如图1所示的实验装置,并根据以上表格内容,将药品混合均匀,放入无纺布袋,再将无纺布袋放入锥形瓶中,收集数据,电脑屏幕上显示的图像如图2所示。
【得出结论】
(6)分析实验数据可得____。
任务四:讨论蒸汽眼罩的保存
(7)经过以上活动,同学们了解了蒸汽眼罩的成分及发热原理。请你对生活中如何存放蒸汽眼罩提出一条建议:____。
成果分享:通过这次项目式活动,同学们深刻认识到:要辩证地看待事物,让科学服务于生活。
【答案】(1)增大反应物的接触面积,使反应更充分
(2) ①. 稀盐酸##稀硫酸 ②. 黑色固体逐渐减少,澄清石灰水变浑浊
(3)##(与所选试剂对应)
(4)用磁铁吸引 (5)2g活性炭
(6)氯化钠能加快铁粉的氧化速率,从而加快蒸汽眼罩的发热速率 (7)放在干燥处
【解析】
【小问1详解】
铁粉比铁块的颗粒更小,能增大反应物的接触面积,使反应更充分,从而使蒸汽眼罩快速发热。
【小问2详解】
①铁粉能与稀盐酸(或稀硫酸)反应生成氢气,产生气泡,因此加入的是稀盐酸或稀硫酸。
②活性炭在加热时会与氧气反应生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,因此实验现象是:黑色固体逐渐减少,澄清石灰水变浑浊。
【小问3详解】
若使用稀盐酸,铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,化学方程式为;若使用稀硫酸,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为。
【小问4详解】
铁粉具有磁性,用磁铁吸引是检验铁粉最简单的方法。
【小问5详解】
该实验的目的是探究氯化钠的作用,因此实验二应与实验一的其他药品用量一致,只改变氯化钠的有无,故加入2g活性炭。
【小问6详解】
从实验数据可知,实验一(含氯化钠)的温度升高更快、氧气浓度下降更快,说明氯化钠能加快铁粉的氧化速率,从而加快蒸汽眼罩的发热速率。
【小问7详解】
蒸汽眼罩的发热原理是铁粉与氧气、水反应,因此应放在干燥处,密封保存。
三:铁燃烧性质探究(7分)
4.某兴趣小组同学进行铁丝在氧气中燃烧的实验时,发现铁丝出现不同的燃烧现象。为此开展了探究影响铁燃烧及燃烧剧烈程度的因素。
【知识回顾】
(1)写出细铁丝在氧气中燃烧的化学方程式:_______。
(2)集气瓶底部预先放少量水的目的是_______。
(3)“当火柴梗剩余左右时”才将铁丝伸入集气瓶,不宜过早的原因是 。
【提出问题】影响铁燃烧及燃烧剧烈程度的因素有哪些?
【设计实验】
(4)方案一:将两根细铁丝都绕成螺旋状,末端系上火柴梗,一根点燃火柴,伸入装满高浓度氧气的集气瓶中;另一根火柴梗没有点燃,细铁丝直接伸入装满高浓度氧气的集气瓶中。
实验现象:点燃火柴梗的细铁丝剧烈燃烧,而另一根细铁丝不能燃烧。
实验结论:从燃烧条件分析,燃烧需要________。
(5)方案二:将两根细铁丝绕成一样的螺旋状,末端系上火柴梗,点燃火柴,一根伸入装满高浓度氧气的集气瓶中。另一根伸入装满空气的集气瓶中。
实验现象:_____。
实验结论:说明氧气浓度大小影响铁丝燃烧的现象。
(6)方案三:将两根粗细不同的铁丝分别绕成螺旋状,末端系上火柴梗,点燃火柴,分别伸入装满高浓度氧气的集气瓶中。
实验现象:细铁丝剧烈燃烧,粗铁丝不燃烧。
实验结论:说明_______影响铁丝燃烧的现象。
【反思评价】
(7)上述实验方案一和方案二中需控制铁丝的________等变量相同。
(8)小组同学用铁粉代替细铁丝进行了对比实验:用药匙取适量铁粉撒在点燃的酒精灯火焰上,观察到火星四射。该实验能验证方案___(填序号)所得的结论。
(9)某同学收集了一瓶氧气,在做“细铁丝在氧气中燃烧”的实验时,结果没有观察到应有的现象,请你帮助他分析一下原因:_____。
【答案】(1)
(2)防止高温熔融物溅落而炸裂瓶底
(3)防止火柴梗燃烧消耗过多氧气,影响实验(合理即可)
(4)温度达到可燃物的着火点
(5)细铁丝在高浓度的氧气中剧烈燃烧;细铁丝在空气中只是发红(合理即可)
(6)铁丝的粗细(合理即可)
(7)铁丝的粗细(合理即可)
(8)三 (9)铁丝表面没有除锈(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
细铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,反应的化学方程式为:;
【小问2详解】
铁丝在氧气中燃烧放出大量的热,能使固体熔化为液体落到集气瓶中而炸裂集气瓶底部,集气瓶内要预先装少量水或铺层细沙,所以集气瓶中加入少量水的作用是:防止高温熔融物溅落而炸裂瓶底;
【小问3详解】
“当火柴梗剩余左右时”才将铁丝伸入集气瓶,不宜过早的原因是:防止火柴梗燃烧消耗过多氧气,影响实验;
【小问4详解】
根据“点燃火柴梗的细铁丝剧烈燃烧,而另一根细铁丝不能燃烧”可得:燃烧需要温度达到可燃物的着火点;
【小问5详解】
结论是:氧气浓度大小影响铁丝燃烧的现象。所以将两根细铁丝绕成一样的螺旋状,末端系上火柴梗,点燃火柴,一根伸入装满高浓度氧气的集气瓶中。另一根伸入装满空气的集气瓶中,实验现象为:细铁丝在高浓度的氧气中剧烈燃烧;细铁丝在空气中只是发红;
【小问6详解】
根据‘细铁丝剧烈燃烧,粗铁丝不燃烧’的现象可得,铁丝的粗细(或表面积)影响铁丝的燃烧;
【小问7详解】
在实验方案一和方案二中,分别探究温度和氧气浓度对细铁丝燃烧的影响,根据控制变量的要求,铁丝的粗细、铁丝的光亮程度等应保持一致;
【小问8详解】
在化学反应中,反应的剧烈程度与反应物之间的接触面积有关,铁粉和铁丝比,铁粉的颗粒很小,铁粉与空气中氧气的接触面积比铁丝与空气中氧气的接触面积大,因此铁粉能在空气中燃烧,而铁丝不能,该实验能验证方案三所得的结论;
【小问9详解】
若细铁丝没有燃烧可能是铁丝表面没有除锈或氧气的浓度小或火柴燃烧消耗了较多的氧气或细铁丝温度没有达到着火点等。
四、氢能源的利用(10分)
5. 氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
Ⅰ制取氢气
(1)相同温度下,相同大小的Fe片、Zn片,投入到等体积等浓度的稀盐酸中制取H2,反应更剧烈的是_______(填“Fe”或“Zn”)。
(2)高温下C与水蒸气反应生成CO和H2,CO和水蒸气继续反应得到CO2和H2。
①CO和水蒸气反应化学方程式为___________。
②反应后的气体中含有H2、CO、CO2及水蒸气,向其中加入一定量的CaO可提高H2在混合气体中的百分含量,原因是:_____________。
(3)利用太阳能电厂富余电力电解水制氢,电极上微观粒子的变化情况如图1所示。太阳能属于____(填“可再生能源”或“不可再生能源”)。B电极表面生成H2的过程可描述为_:___。
Ⅱ储存氢气
(4)碳纳米管(图2)与活性炭均具有疏松多孔的结构,研究表明碳纳米管吸附储氢的能力是活性炭的10倍。碳纳米管吸附储氢属于 _______变化。
(5)Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时,Mg2Cu与H2反应生成MgHn,MgHn中Mg与H的质量比为12:1,则n=_____。
【答案】(1)Zn (2) ①. ②. 氧化钙与水蒸气反应,消耗了水蒸气,使氢气的百分含量提高
(3) ①. 可再生能源 ②. 氢离子在B电极上得到电子生成氢气分子
(4)物理 (5)2
【解析】
【小问1详解】
在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,与酸反应的速度就越快,由于锌(Zn)在铁(Fe)的前面,因此相同温度下,相同大小的Fe片、Zn片投入到等体积等浓度的稀盐酸中,Zn与稀盐酸的反应会更剧烈。
【小问2详解】
①在高温条件下,一氧化碳(CO)与水蒸气(H2O)反应生成二氧化碳(CO2)和氢气(H2),这个反应的化学方程式为。
②反应后的气体中含有H2、CO、CO2及水蒸气,当向其中加入一定量的氧化钙(CaO)时,氧化钙会与水蒸气反应生成氢氧化钙[Ca(OH)2],这个反应会消耗掉水蒸气,从而使混合气体中氢气的百分含量提高。
【小问3详解】
太阳能是一种可再生能源,因为它来源于太阳,而太阳的能量是无穷无尽的,在电解水的过程中,B电极是负极,负极上氢离子(H+)得到电子生成氢气(H2),这个过程可以描述为:水分子在电流的作用下被分解为氢离子和氢氧根离子,氢离子在B电极上得到电子生成氢气分子;故答案为:可再生能源;氢离子在B电极上得到电子生成氢气分子。
【小问4详解】
碳纳米管与活性炭均具有疏松多孔的结构,这使得它们都具有很强的吸附能力,当它们用于吸附储氢时,只是将氢气分子吸附在表面或孔隙中,并没有改变氢气的化学性质,因此这个过程属于物理变化。
【小问5详解】
在MgHn中,镁(Mg)与氢(H)的质量比为12:1,设MgHn中氢原子的个数为n,则镁与氢的质量比可以表示为(因为镁的相对原子质量为24),根据题目给出的质量比12:1,我们可以列出等式:,解这个等式得到n=2。
五、生活中的酸(8分)
6.生活中的酸溶液有:食醋(含醋酸)、碳酸饮料(含碳酸)、柠檬汁(含柠檬酸)等等,食醋独特的酸味能增强食物味道的层次感,还能刺激胃酸分泌,帮助消化。
(1)食醋属于 (选填“纯净物”或“混合物”)。醋酸()由 种元素组成,其中碳、氢元素的质量比为 。
(2)胃酸的主要成分为 (填写物质名称),该物质能杀灭大部分随食物进入的微生物,还能有助于钙、铁等矿物质的溶解和吸收。
(3)网络传言:某品牌燕麦片添加安全许可计量的铁单质,铁和胃酸反应能生成可被人体吸收的铁元素,反应的化学方程式为 ,该反应的基本反应类型为 。
某C品牌可乐的配料:水、果葡糖浆、白砂糖、食品添加剂(二氧化碳、焦糖色、磷酸、咖啡因)、食用香精。其中磷酸()为可乐提供酸味,增强饮品的口感层次。
(4)打开碳酸饮料的瓶盖,冒出大量气泡,下列说法正确的是______。
A.冒出气泡后的饮料是二氧化碳的不饱和溶液
B.产生的气体能使澄清石灰水变浑浊
C.冒出气泡的主要原因是温度升高,二氧化碳溶解度减小。
D.使碳酸饮料呈酸性的物质只有碳酸。
(5)有一个魔术表演者拿有颜色的可乐作表演,加入活性炭将其变成无色的“雪碧”,利用的是活性炭的 性。
(6)已知人牙齿的主要成分是碳酸钙。根据可乐的配料,分析长期饮用可乐对人牙齿的影响 。
【答案】(1)混合物
(2) 6:1 3.氯化氢
(3) 置换反应
(4)B
(5)吸附
(6)腐蚀牙齿
【解析】(1)食醋由醋酸和水等物质组成,属于混合物。根据醋酸的化学式()可知,醋酸由三种元素组成,其中碳、氢元素的质量比为。
(2)胃酸的主要成分为氯化氢。
(3)铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气。故该反应的化学方程式为:。
该反应的反应物为一种单质和一种化合物,生成物为另一种单质和另一种化合物,属于置换反应。
(4)A、二氧化碳逸出说明饮料里不能再溶解二氧化碳,所以冒出气泡后的饮料是二氧化碳的饱和溶液。此选项错误。
B、打开碳酸饮料的瓶盖,产生的气体是二氧化碳,能使澄清石灰水变浑浊。此选项正确。
C、冒出气泡的主要原因是打开瓶盖,气压减小,二氧化碳溶解度减小。此选项错误。
D、根据可乐的配料可知使碳酸饮料呈酸性的物质有碳酸和磷酸。此选项错误。
故选B。
(5)活性炭具有吸附性,可以除去色素和异味。
(6)人牙齿的主要成分碳酸钙能与酸反应,可乐中含有磷酸,长期饮用会腐蚀牙齿。
六、动植物生命的基础:氮元素
氮元素对地球上所有生命都至关重要,是所有蛋白质及DNA中具有决定性作用的元素之一,植物生长离不开氮元素。氮元素是动植物生命的基础,自然界中由于存在氮的循环,生命世界才能像我们所见到的那样生机勃勃,充满活力。
7.氨的合成:工业上利用N2+3H22NH3合成氨气。氨气的传统应用包括生产硝酸铵(NH4NO3)尿素【CO2(NH2)2】等氮肥。
(1)该反应微观示意图(待补全)如下图所示,请将右框内粒子补画完整,要求体现质量守恒。
(2)尿素中氮元素的质量分数为______________(保留一位小数),若测得某尿素样品中氮元素的质量分数为43.5%,则该尿素样品______________(选填“属于”或“不属于”)纯净物。
答案:
(1)。
(2)46.7%;不属于。
详解:
(1)由化学方程式可知,1个氮分子与3个氢分子反应生成2个氨分子,则2个氢分子未参与反应,即反应后,应补充2个氢分子1个氨分子,故图为:。
(2)尿素CO(NH₂)₂的相对分子质量=12+16+(14+2)×2=60,氮元素质量分数=(28/60)×100%≈46.7%。样品中氮元素质量分数43.5% < 46.7%,说明含有杂质,不属于纯净物。
8.氮的固定
(1)氮的循环离不开氮的固定,氮的固定是将氮单质转化为氮的化合物的过程,氮的固定分为人工固氮和自然固氮。下列属于氮的固定的是______________。(多选)
A.分离液态空气获得氮气 B.N2和H2在一定条件下合成氨
C.N2和O2反应生成NO D.NH3经催化氧化生成NO
(2)硝酸盐属于氮的化合物,以硝酸钠(NaNO3)为例,其中N的化合价为______________。
答案:
(1)B、C
(2)+5
详解:
(1)氮的固定是将氮单质转化为氮的化合物。A是物理变化;B和C是氮气转化为化合物;D是氨转化为NO,不是从氮单质开始。
(2)NaNO₃中Na为+1,O为-2,设N化合价为x,则+1+x+(-2)×3=0,解得x=+5。
9.氨气(NH3)正在由肥料走向燃料。
(1)氨气、氢气都属于清洁能源,对比下列图表中的信息,你认为氨气替代氢气成为理想燃料的理由有______________、______________。
性质参数
氢气(H2)
氨气(NH3)
额色、气味
无色、无味
无色、刺激性
沸点/℃
-251.77
-33.34
爆炸限值/%
4~75
15~28
水中溶解度
难溶于水
极易溶于水
与水反应
不与水反应
与水反应,形成氨水
(2)将氨气置于空气中发现无法燃烧,而在氧气流中却燃烧起来,说明氨气燃烧与______________有关。氨气在纯氧中可以完全燃烧,生成水和氮气,该反应的化学方程式是______________。
【资料卡片】当量比是燃料完全燃烧理论所需要的空气量与实际供给的空气量之比。
在氨气中添加适量的氢气,进行混合燃烧。科学研究不同当量比下的氨气/氢气/空气的燃烧速度,如下图所示。
(3)分析上图中数据发现当量比为______________左右,X(NH3)=______________,燃烧速度最快。
(4)已知氨气燃烧生成了空气中含量最多的气体,该气体的化学式是______________。
答案:
(1)沸点较高,易于液化储存;爆炸限值范围较窄,安全性较高(或其他合理性质对比)
(2)氧气浓度;4NH₃ + 3O₂ 2N₂ + 6H₂O
(3)1.15;40%
(4)N₂
详解:
(1)从表中数据看,氨气沸点(-33.34℃)远高于氢气(-251.77℃),更易液化储存;氨气爆炸限值(15~28%)比氢气(4~75%)窄,燃烧爆炸风险更低。
(2)氨气在空气中无法燃烧,在纯氧中燃烧,说明燃烧需要足够高的氧气浓度。氨气在纯氧中完全燃烧生成氮气和水。
(3)从图中曲线分析,当量比为1.15时,X(NH₃)=40%的燃烧速度最快。
(4)空气中含量最多的气体是氮气(N₂),氨气燃烧生成氮气。
10.【科技前沿】探究制备氨燃料的方法
【方案1】利用碳酸氢铵制备氨气(化学原理:NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2↑)
【方案2】利用铵盐溶液和碱溶液混合加热制备氨气
【方案3】我国科研团队借助一种固体催化剂LDH,在常温、常压和可见光条件下,用氮气和水合成氨气(NH3)的原理如下图所示。
(1)方案3的总反应方程式是______________。
(2)经分析,方案1不合理,理由是______________。
(3)利用方案2氯化铵溶液和氢氧化钠溶液混合加热制氨气,实验过程中发现此方法制得的氨气量较少,可能的原因是______________。经讨论改用铵盐固体和碱固体混合物来提高氨气产量(实验装置如下图所示),当观察到______________的现象,则证明氨气已收集满。
答案:
(1)2N₂ + 6H₂O 4NH₃ + 3O₂
(2)方案1生成的氨气中混有二氧化碳,不纯
(3)氨气极易溶于水,部分氨气溶解在水中导致产量较少;湿润的
详解:
(1)根据图示,氮气和水在催化剂和光作用下生成氨气和氧气。
(2)NH₄HCO₃分解生成NH₃、H₂O和CO₂,得到的氨气含有二氧化碳杂质。
(3)氨气极易溶于水,溶液中的氨气会部分溶解,导致收集量较少。改用固体加热制氨气时,可用湿润的红色石蕊试纸检验,氨气溶于水呈碱性,使试纸变蓝。
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