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九年级化学中考模拟试题(一)
时间:60 分钟 分数:100 分
可能用到的相对原子质量:H1 Li7 C12 N14 O16 S32 Cl35.5 Fe56 Cu64
一、选择题(本题包括15小题,1-10小题每小题2分,11-15小题每小题3分,共35分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 科学与生活交融,安全与健康同行,下列做法正确的是
A. 煤炉取暖注意通风 B. 电器起火用水灭火
C. 霉变花生清洗后食用 D. 用稀甲醛溶液泡海鲜
2. 《天工开物》被誉为“中国17世纪的工艺百科全书”,其中蕴含了大量的化学知识。下列理解错误的是
A. “煤饼烧石成灰”——石灰石经煅烧变成生石灰
B. “凡金性又柔,可屈折如枝柳”——金的硬度比较小
C. “火燃釜底,滚沸延及成盐”——加热蒸发溶剂析出食盐晶体
D. “烧铁器淬于胆矾水中,即成铜色也”——铁浸入铜盐溶液,表面生成红色铁锈
3. 某同学用0.40g氢氧化钠固体和100mL水配制溶液并测其pH,下列操作不正确的是
A. 称量 B. 量取
C. 溶解 D. 测pH
4. 下列物质的性质和用途对应关系正确的是
A. 石墨有金属光泽,可用作电极材料
B. 酒精有可燃性,可用作燃料
C. 盐酸能与某些金属反应,可用于金属除锈
D. 熟石灰能与碳酸钠反应,可用于改良酸性土壤
5. 荧光灯内的白色粉末涂层是一种叫钨酸钙(CaWO4)的化合物,如图所示为钙元素与钨元素在元素周期表中的部分信息。下列分析正确的是
A. 钨原子中的电子数为74 B. 一个钙原子的质量为40.08g
C. CaWO4中非金属元素有两种 D. Ca与W的本质区别是相对原子质量不同
6. 逻辑推理是化学学习过程中常用的思维方法,下列逻辑推理合理的是
A. NaOH溶液中的OH-能与酸反应,则KOH溶液中的OH-也能与酸反应
B. 酸碱中和反应有盐和水生成,则有盐和水生成的反应一定是酸碱中和反应
C. 复分解反应生成沉淀、气体或水,有沉淀、气体或水生成的反应一定是复分解反应
D. 盐是由金属离子和酸根离子组成的,NH4NO3中没有金属离子,不属于盐
7. 我国天宫空间站利用“氧气生成系统”可回收CO2,再生O2,其微观示意图如下。下列对微观示意图的理解错误的是
A. 过程Ⅰ中生成的氢气与氧气的质量比为
B. 过程Ⅱ中涉及的变化属于缓慢氧化
C. 过程Ⅲ中参加反应的和个数比为
D. 过程Ⅲ中参加反应的氢气中氢元素质量大于生成的水中氢元素质量
8. 开展跨学科实践活动中,下列做法所对应的解释正确的是
A. 活性炭用于自制净水器——活性炭可杀菌消毒
B. 用橡皮泥制作水分子的模型——水是由氢原子和氧原子构成的
C. 过氧化氢溶液用于制作简易供氧器——过氧化氢由氢气和氧气组成
D. 自制酸碱指示剂测土壤酸碱性——酸碱指示剂遇不同酸碱性溶液会显不同颜色
9. 我国西北地区部分盐湖除含有较多NaCl外,还含有Na2CO3或Na2SO4。三种物质的溶解度曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 10℃时,NaCl的溶解度大于Na2SO4
B. 含Na2CO3的盐碱湖可“夏天晒盐,冬天捞碱”
C. 20℃时,取NaCl、Na2CO3各10g,分别加入20g水充分溶解,所得溶液质量相同
D. 除去Na2SO4晶体中的少量NaCl,可先配制34℃的饱和溶液,再降温结晶、过滤
10. 辣椒素(C18H27NO3)是决定辣味的物质,其水溶液显碱性。下列说法正确的是
A. 辣椒素含有臭氧分子 B. 辣椒素中氢元素质量分数最大
C. 食用辣椒后,用柠檬水漱口可缓解辣味 D. 辣椒素中碳和氮元素的质量比是18:1
11. 我国古代曾用火法炼铜,为减少污染,现代工业使用生物浸出法炼铜,如图是以黄铜矿(CuFeS2)为原料制备 CuSO4 的一种原理。向硫酸铜溶液中加入适量铁粉,即可得到铜。下列说法正确的是
A. 图中Fe2(SO4)3 转化为 FeSO4 的化学方程式是2Fe2(SO4)3+CuFeS2=4FeSO4+2S+CuSO4
B. FeSO4 是中间产物,可循环使用,理论上最终将完全消耗
C. 理论上每生产160吨CuSO4,需要消耗184吨CuFeS2
D. 硫在微生物作用下变为硫酸的过程中,为提升反应速率,可提高温度
12. “侯氏制碱法”与“氨碱法”是世界上生产两种主要方法,其流程示意如下:
下列关于这两种方法的说法中错误的是
A. 氨碱法循环Ⅱ的物质X是主要是,排出液W中主要溶质是和NaCl
B. 联合制碱法中的“联合”体现了合成氨与制纯碱的“联合”
C. 氨碱法与联合制碱法沉淀池中均是先通入饱和再通入
D. 与氨碱法相比,联合制碱法提高了食盐的利用率
13. 利用物质的性质差异可以实现物质的鉴别和除杂。下列实验方案不能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
鉴别稀盐酸和NaCl溶液
分别滴加紫色石蕊溶液,观察现象
B
鉴别木炭粉和铁粉
观察颜色
C
除去溶液中混有的少量
加入适量溶液,过滤
D
除去N2中的少量O2
将气体通过灼热的铜网
A. A B. B C. C D. D
14. 兴趣小组利用下列装置(夹持装置已略去)进行实验,并依据现象从微观角度分析密闭体系中气体的变化情况。下列分析不正确的是
选项
操作及现象
分析
A
装置1:挤压胶头滴管,U形管内液面左高右低
气体分子间隔变小
B
装置2:将液体全部注入,U形管内液面左低右高
气体分子数目增多
C
装置3:同时将液体全部注入,U形管内液面左高右低
消耗的气体分子数目:甲>乙
D
装置4:反应一段时间,关闭活塞,试管内液面逐渐下降
气体分子数目增多
A. A B. B C. C D. D
15. 某工厂排放的废气中可能含有一氧化碳、氢气、二氧化碳、水蒸气、甲烷中的一种或几种。为确定其成分,设计如图所示实验。下列说法正确的是
提示:①图中每步都反应或吸收完全。②
A. 若装置A和B互换,无法确定废气中是否含有水蒸气和二氧化碳
B. 若装置C和D互换,不影响对废气中一氧化碳的检验
C. 若装置E中黑色粉末变红,装置F中白色粉末变蓝,证明废气中一定含有氢气
D. 若反应前后F装置增重,G装置增重,则进入E装置的气体可能有3种组成
二、非选择题:(本题共6小题,共65分)
16. 化学为推进科技创新和社会发展作出了重要贡献。
Ⅰ.化学助力新能源发展,服务于人类生活。
(1)化学在生活、生产和推动科技发展中发挥着重要作用。《齐民要术》记载“粟米曲作酢”,酢即醋酸,该过程发生了___________(填“物理”或“化学”)变化。
Ⅱ.化学助力航空航天。
(2)中国制造的朱雀二号遥二运载火箭是全球首枚成功入轨飞行的液氧甲烷火箭。甲烷在氧气中充分燃烧的化学方程式为___________ 。
Ⅲ.化学助力国之重器。
(3)中国科研团队研制出一种新型材料——“碳弹簧”,它由多孔碳材料制作而成,与金刚石、石墨等多种碳单质的组成元素相同,但它们的物理性质有很大差异,原因是___________ 。
(4)天宫”核心舱“天和”电推系统中的霍尔推力器腔体采用了氮化硼陶瓷基复合材料。制备氮化硼(BN)的反应如下:,则 X 的化学式为___________。
(5)橡胶是制造重型卡车轮胎的主要材料。橡胶属于________ (填“复合”“无机非金属”“有机高分子”之一)材料。
Ⅳ.化学助力低碳经济。
绿氨合成及供能的流程如图所示。
(6)上述流程中氨气在氧气中燃烧的化学方程式为___________。
17. 2025 年第十八届中国国际汽车博览会在南京举办。
Ⅰ.汽车材料
(1)如图所示的汽车部件,属于金属材料的是_____(填序号)。
Ⅱ.汽车能源
(2)传统能源——汽油
①汽油是从石油中提炼出来的,石油属于___________(填“可再生”或“不可再生”)能源。
②汽车发动机中的化油器先将汽油喷成雾状后再进入汽缸中燃烧,其目的是___________
(3)绿色能源——氢能
①氢氧燃料电池的工作原理是:氢气与外界进来的氧气在催化剂作用下化合生成水。写出该原理的化学方程式___________。液氢燃料电池供电时将___________能转化为电能。
②生物柴油是一种生物质燃料,在其生产过程中的副产物甘油还能在常温常压、催化剂等条件下生成氢气。其他条件相同时,几种催化剂的催化效果如图所示。
下列说法不正确的是___________ (填字母)。
a.TiO2、CuO、NiO 均属于氧化物
b.其他条件相同时 TiO2 的催化效果最好
c.催化剂在化学反应前后化学性质会发生改变
d.生物柴油的开发和利用促进能源消费结构向清洁低碳方向转变
18. 物质的制备是化学研究的重要内容之一、
Ⅰ.气体的制备:根据下列装置图回答问题。
(1)实验室用装置 B 制取二氧化碳反应的化学方程式是___________。
(2)实验室制取二氧化碳的发生装置可选用 A 或 B,与装置 B 相比,装置 A 具有的优点是___________ 。
(3)如用 C 装置收二氧化碳,验满的方法是___________。
(4)若选用装置 D 测定产生二氧化碳的体积,水面需加一层植物油,其目的是___________ ,植物油上方的空气对二氧化碳体积的测定___________ (填“有”或“没有”)影响。
Ⅱ.溶液的配制:
(5)配制 50g 质量分数为 6%的氯化钠溶液,若量取水时俯视读数(其他操作均正确),制得的溶液溶质质量分数将会 ___________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
Ⅲ.固体的制备:碳酸锂(Li2CO3)是锂电池生产的核心原料,可以用盐湖水(含有 LiCl、NaCl、MgCl2)为原料进行制备。
(6)化学小组的同学设计的制备 Li2CO3 实验流程如下∶
请回答下列问题∶
①盐湖水“晒盐”得到粗盐,是利用___________(填“蒸发结晶”或“降温结晶”)的方法实现的。
②“沉镁”时生成 Mg(OH)2 的化学方程式为___________ 。
③“沉钙”时加入的是稀 Na2CO3 溶液且在常温下进行过滤,而“沉锂”时加入的是饱和 Na2CO3 溶液,且加热到 80~90℃后再进行过滤。请结合上述实验流程和 Li2CO3 的溶解度曲线(如图),解释“沉钙”和“沉锂”时所用 Na2CO3 溶液浓度不同和过滤时温度不同的原因是 ___________。
(7)化学小组的同学为测定某 Li2CO3 样品(杂质为 NaCl)中 Li2CO3 的质量分数,称取Li2CO3 样品16g 加入烧杯中,再加入 146g 溶质质量分数为 10%的稀盐酸,恰好完全反应。(已知:Li2CO3+2HCl=2LiCl+H2O+CO2↑,LiCl 易溶于水),请回答下列问题∶
①恰好完全反应时,烧杯中溶液里含有的溶质为___________(填化学式)。
②计算该样品中 Li2CO3 的质量分数。________(写出计算过程,结果精确至 0.1%)
19. “科学思维”是化学学科的核心素养。某兴趣小组对盐酸和硫酸的共性和差异性进行以下研究。回答下列问题。
(1)小组同学用甲基橙酸碱指示剂,滴加至盐酸和硫酸中都能变成红色。说明两种酸溶液中均存在___________(填微粒符号)。
(2)将铁钉表面铁锈(主要成分为 Fe2O3)取下,投入到稀硫酸中恰好完全反应,溶液变黄色,反应的化学方程式是___________ ,属于___________ 反应(填基本反应类型);然后再加入无锈铁钉,溶液慢慢变为黄绿色,图 1 是对溶液变为黄绿色的一种微观解释,参加反应的微粒是___________(填微粒符号)。
(3)分别向两份相同的 Ba(OH)2溶液中匀速滴加相同 pH的稀盐酸和稀硫酸,观察现象并绘制溶液电导率随时间变化曲线(图 2)(电导率能衡量溶液导电能力大小,相同条件下,单位体积溶液中的自由移动离子总数越多,电导率越大)。
①图2中曲线1表示向Ba(OH)2溶液中滴加___________,曲线2反应中的实验现象为___________。
②结合图3解释电导率Q点小于N点的原因__________。
③该实验说明,不同的酸中,由于___________不同,酸的性质也表现出差异。
20. 人类生活离不开氧气。
Ⅰ.探究人体呼吸作用。下表为某同学测量的呼吸前后部分气体组成的实验数据(通常状况)。
物质
吸入空气(体积分数/%)
呼出气体(体积分数/%)
N2
78
75
O2
21
16
CO2
0.039
4
(1)氮气在呼吸前后体积几乎不变。实验中呼出气体的总体积___________吸入空气的总体积(填“>”“=”或“<”)。
Ⅱ.探究呼吸自救器的工作原理。一种面罩式呼吸自救器中的制氧药剂主要含 NaClO3、MnO2(催化剂)和铝粉。
(2)制氧药剂中铝粉的作用是燃烧提供 NaClO3 分解所需的热量。控制制氧药剂中物质的质量比 m(NaClO3):m(MnO2)为 22:1,进行实验,得到 O2 的质量如下。
实验编号
m(制氧药剂)/g
m(NaClO3+MnO2)/g
m(铝粉)/g
M(O2)/g
1
100
99
1
20.6
2
100
98
2
28.4
3
100
97
3
38.6
4
100
96
4
37.3
①上述实验的目的是探究___________对得到氧气质量的影响。
②实验 1(或实验 2)中得到 O2 质量明显小于实验 3 的主要原因是___________。
③实验4中得到O2质量小于实验3的原因是___________。
(3)某种呼吸自救器的结构如图,可在有毒危险空间提供约2小时左右呼吸用氧气。区域A填充的是NaOH和CaO。
①写出NaOH发生反应的化学方程式___________;
②若将呼出气体通过单向阀(控制气体单向流动)直接排出呼吸面罩,可省去区域A,简化呼吸自救器的设计。实际不采用此种设计的理由主要是___________。
21. 我国使用青铜历史悠久,学习小组对青铜冶炼及防护开展研究。
【查阅资料】
1.孔雀石高温下可分解为 CuO、H2O 和 CO2。
2.铜锈分为无害锈和有害锈。氯化亚铜(CuCl,灰白色固体)和碱式氯化铜[Cu2(OH)3Cl,绿色固体]是有害锈,两者均能与稀硝酸或稀盐酸反应生成可溶的氯化铜。
3.CuCl2+2AgNO3=2AgCl +Cu(NO3)2 。
4.Cu 与 CuCl 均能与酸化后的过氧化氢溶液反应。
【青铜冶炼】青铜是铜锡合金,我国古代将孔雀石、锡石、木炭投入炉内,高温炼得青铜。
(1)冶炼时,生成铜的化学方程式为___________。
(2)青铜中锡(Sn)含量不同,性质有差异。《周礼·考工记》记载了不同青铜铸件的锡含量如表,结合表和铜锡合金强度硬度图分析,选择含锡量约为 25%的青铜铸造刀剑的原因是___________ 。
铸件
编钟
箭镞
戈戟
锡含量/%
15
17
14-24
【青铜防护】
实验一 探究含氯化合物和相对湿度对青铜有害锈形成的影响,在其他条件相同时,用青铜片设计并进行甲、乙两组实验,记录如表 :
实验组别
甲
乙
实验序号
i
ii
iii
iv
v
vi
vii
i
ii
iii
iv
v
vi
vii
氯化铵
有
无
相对湿度/%
35
47
58
65
70
85
90
35
47
58
65
70
85
90
实验现象
无明显锈点
均有灰白色锈点,且逐渐变成绿色疏松锈;绿色疏松锈依次增多
无明显锈点
用其他含氯化合物重复实验,观察到相似实验现象。
(3)结合以上实验可得出的结论是___________。甲组 iii~vii 号实验,相对湿度增加,绿色疏松锈依次增多的原因是___________。
实验二 处理青铜有害锈
(4)青铜铸件有白色锈点时,可用酸化后的过氧化氢溶液擦拭,并在 5~10 分钟后及时清理。“及时清理”的原因是 ___________。
【反思交流】
(5)结合以上研究,对保护青铜器提出合理建议___________(写一条即可)。
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九年级化学中考模拟试题(一)
时间:60 分钟 分数:100 分
可能用到的相对原子质量:H1 Li7 C12 N14 O16 S32 Cl35.5 Fe56 Cu64
一、选择题(本题包括15小题,1-10小题每小题2分,11-15小题每小题3分,共35分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 科学与生活交融,安全与健康同行,下列做法正确的是
A. 煤炉取暖注意通风 B. 电器起火用水灭火
C. 霉变花生清洗后食用 D. 用稀甲醛溶液泡海鲜
【答案】A
【解析】
【详解】A.煤不完全燃烧会生成有毒的一氧化碳,取暖时通风可避免一氧化碳积聚中毒,做法正确。
B.水具有导电性,电器起火用水灭火易引发触电事故,做法错误。
C.霉变花生含有的黄曲霉毒素性质稳定,普通清洗无法去除,食用会危害健康,做法错误。
D.甲醛有毒,可破坏蛋白质结构,用甲醛浸泡的海鲜食用后会损害人体健康,做法错误。
2. 《天工开物》被誉为“中国17世纪的工艺百科全书”,其中蕴含了大量的化学知识。下列理解错误的是
A. “煤饼烧石成灰”——石灰石经煅烧变成生石灰
B. “凡金性又柔,可屈折如枝柳”——金的硬度比较小
C. “火燃釜底,滚沸延及成盐”——加热蒸发溶剂析出食盐晶体
D. “烧铁器淬于胆矾水中,即成铜色也”——铁浸入铜盐溶液,表面生成红色铁锈
【答案】D
【解析】
【详解】A、“煤饼烧石成灰”是指石灰石经高温煅烧变成生石灰,故A选项不符合题意;
B、“凡金性又柔,可屈折如枝柳”说明金的硬度比较小,故B选项不符合题意;
C、“火燃釜底,滚沸延及成盐”是指含有食盐的溶液加热蒸发溶剂可以析出食盐晶体,故C选项不符合题意;
D、“烧铁器淬于胆矾水中,即成铜色也”是指铁浸入铜盐溶液,表面生成红色的铜,故D选项符合题意。
故选D。
3. 某同学用0.40g氢氧化钠固体和100mL水配制溶液并测其pH,下列操作不正确的是
A. 称量 B. 量取
C. 溶解 D. 测pH
【答案】D
【解析】
【详解】A、氢氧化钠具有腐蚀性,应放在玻璃器皿中称量,故图示操作正确;
B、量取所需要的水用量筒,视线要与凹液面最低处保持水平,故图示操作正确;
C、溶解操作应在烧杯中进行,用玻璃棒不断搅拌,故图示操作正确;
D、用pH试纸测定溶液的pH时,正确的操作方法为在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用洁净、干燥的玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH,用潮湿的pH 试纸,稀释了待测氢氧化钠溶液,则使溶液的碱性减弱,测定结果不准确,故图示操作不正确。
故选D。
4. 下列物质的性质和用途对应关系正确的是
A. 石墨有金属光泽,可用作电极材料
B. 酒精有可燃性,可用作燃料
C. 盐酸能与某些金属反应,可用于金属除锈
D. 熟石灰能与碳酸钠反应,可用于改良酸性土壤
【答案】B
【解析】
【详解】A、石墨具有导电性,可用作电极材料,与金属光泽无关,故选项性质和用途对应关系不正确;
B、酒精具有可燃性,可用作燃料,故选项性质和用途对应关系正确;
C、金属表面锈的主要成分是金属的氧化物,盐酸能与某些金属氧化物反应,可用于金属除锈,故选项性质和用途对应关系不正确;
D、熟石灰呈碱性,能与酸性土壤中的酸反应,可用于改良酸性土壤,故选项性质和用途对应关系不正确。
故选B。
5. 荧光灯内的白色粉末涂层是一种叫钨酸钙(CaWO4)的化合物,如图所示为钙元素与钨元素在元素周期表中的部分信息。下列分析正确的是
A. 钨原子中的电子数为74 B. 一个钙原子的质量为40.08g
C. CaWO4中非金属元素有两种 D. Ca与W的本质区别是相对原子质量不同
【答案】A
【解析】
【详解】A、元素周期表中元素名称左上角的数字表示该元素的原子序数,原子序数=质子数=电子数,钨原子中的电子数为74,正确;
B、元素周期表总元素名称正下方的数字表示该元素的原子的相对原子质量,钙原子相对原子质量为40.08,并不是一个钙原子的质量,错误;
C、CaWO4是由钙、钨和氧组成,其中钙、钨元素名称中含有“钅”旁,属于金属元素,氧元素名称中含有“气”字头,属于非金属元素,CaWO4中非金属元素有一种,错误;
D、元素是具有相同的核电荷数(核内质子数)的一类原子的总称,Ca与W的本质区别是核电荷数(核内质子数)不同,不是相对原子质量不同,错误。
故选A。
6. 逻辑推理是化学学习过程中常用的思维方法,下列逻辑推理合理的是
A. NaOH溶液中的OH-能与酸反应,则KOH溶液中的OH-也能与酸反应
B. 酸碱中和反应有盐和水生成,则有盐和水生成的反应一定是酸碱中和反应
C. 复分解反应生成沉淀、气体或水,有沉淀、气体或水生成的反应一定是复分解反应
D. 盐是由金属离子和酸根离子组成的,NH4NO3中没有金属离子,不属于盐
【答案】A
【解析】
【详解】A、氢氧化钠、氢氧化钾都属于碱,碱能与酸发生中和反应,反应的实质就是氢氧根离子与氢离子反应生成水,故选项推理正确;
B、酸碱中和反应有盐和水生成,但有盐和水生成的反应不一定是酸碱中和反应。例如二氧化碳与氢氧化钠反应也生成盐和水,但不属于中和反应,故选项推理错误;
C、复分解反应生成沉淀、气体或水,但有沉淀、气体或水生成的反应不一定是复分解反应,例如二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,不属于复分解反应,故选项推理错误;
D、盐是指由金属离子(或铵根离子)与酸根离子构成的化合物,NH4NO3中没有金属离子,但有铵根离子,属于盐类,故选项推理错误;
故选:A。
7. 我国天宫空间站利用“氧气生成系统”可回收CO2,再生O2,其微观示意图如下。下列对微观示意图的理解错误的是
A. 过程Ⅰ中生成的氢气与氧气的质量比为
B. 过程Ⅱ中涉及的变化属于缓慢氧化
C. 过程Ⅲ中参加反应的和个数比为
D. 过程Ⅲ中参加反应的氢气中氢元素质量大于生成的水中氢元素质量
【答案】C
【解析】
【详解】A、由图可知,过程Ⅰ为水电解或光解生成氢气和氧气,化学方程式为,则生成的氢气与氧气的质量比为,说法正确,不符合题意;
B、过程Ⅱ为宇航员呼吸,呼吸作用是有机物与氧气发生的缓慢、不易被察觉的缓慢氧化,说法正确,不符合题意;
C、由图可知,过程Ⅲ为二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲烷和水,化学方程式为,则参加反应的和个数比为,说法错误,符合题意;
D、由图可知,过程Ⅲ为二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲烷和水,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类及质量不变,则氢气中氢元素的质量等于甲烷和水中氢元素的质量之和,则参加反应的氢气中氢元素质量大于生成的水中氢元素质量,说法正确,不符合题意。
故选:C。
8. 开展跨学科实践活动中,下列做法所对应的解释正确的是
A. 活性炭用于自制净水器——活性炭可杀菌消毒
B. 用橡皮泥制作水分子的模型——水是由氢原子和氧原子构成的
C. 过氧化氢溶液用于制作简易供氧器——过氧化氢由氢气和氧气组成
D. 自制酸碱指示剂测土壤酸碱性——酸碱指示剂遇不同酸碱性溶液会显不同颜色
【答案】D
【解析】
【详解】A、活性炭用于自制净水器的作用是吸附水中的色素和异味,因其具有疏松多孔的结构,能通过物理吸附去除杂质,但活性炭不能杀菌消毒,杀菌需化学消毒剂(如氯气),故A错误;
B、用橡皮泥制作水分子模型是为了展示一个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成,而“水由氢原子和氧原子构成”的说法错误,因为水是由水分子构成的,1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成,故B错误;
C、过氧化氢溶液分解可制氧气,但过氧化氢的组成是氢元素和氧元素,而非直接含有氢气和氧气,故C错误;
D、酸碱指示剂(如紫甘蓝汁)遇酸、碱性溶液会显示不同颜色(如红、蓝),这是其特性,利用此特性可检测土壤酸碱性,故D正确。
故选D。
9. 我国西北地区部分盐湖除含有较多NaCl外,还含有Na2CO3或Na2SO4。三种物质的溶解度曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 10℃时,NaCl的溶解度大于Na2SO4
B. 含Na2CO3的盐碱湖可“夏天晒盐,冬天捞碱”
C. 20℃时,取NaCl、Na2CO3各10g,分别加入20g水充分溶解,所得溶液质量相同
D. 除去Na2SO4晶体中的少量NaCl,可先配制34℃的饱和溶液,再降温结晶、过滤
【答案】C
【解析】
【详解】A、由图知,10℃时,NaCl的溶解度大于Na2SO4,故A不符合题意;
B、碳酸钠的溶解度受温度变化影响较大,氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,所以含Na2CO3的盐碱湖可“夏天晒盐,冬天捞碱”,故B不符合题意;
C、20℃时,碳酸钠的溶解度是20g,氯化钠的溶解度小于40g,溶解度不相等,所以取NaCl、Na2CO3各10g,分别加入20g水充分溶解,固体都不能全部溶解,所得溶液质量不相同,故C符合题意;
D、硫酸钠的溶解度受温度变化影响较大,氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,除去Na2SO4晶体中的少量NaCl,可先配制34℃的饱和溶液,再降温结晶、过滤,故D不符合题意。
故选C。
10. 辣椒素(C18H27NO3)是决定辣味的物质,其水溶液显碱性。下列说法正确的是
A. 辣椒素含有臭氧分子 B. 辣椒素中氢元素质量分数最大
C. 食用辣椒后,用柠檬水漱口可缓解辣味 D. 辣椒素中碳和氮元素的质量比是18:1
【答案】C
【解析】
【详解】A、辣椒素是纯净物,是由辣椒素分子构成,其中不含臭氧分子,错误;
B、辣椒素中碳、氢、氮、氧元素的质量比为(12×18):(1×27):14:(16×3)=216:27:14:48,其中碳元素质量比最大,则其质量分数最大,错误;
C、辣椒素水溶液显碱性,柠檬水呈酸性,二者可发生反应,因此用柠檬水漱口能缓解辣味,正确;
D、辣椒素中碳、氮元素的质量比为216:14=108:7,且是辣椒素中碳原子和氮原子的个数比,不是质量比,错误。
11. 我国古代曾用火法炼铜,为减少污染,现代工业使用生物浸出法炼铜,如图是以黄铜矿(CuFeS2)为原料制备 CuSO4 的一种原理。向硫酸铜溶液中加入适量铁粉,即可得到铜。下列说法正确的是
A. 图中Fe2(SO4)3 转化为 FeSO4 的化学方程式是2Fe2(SO4)3+CuFeS2=4FeSO4+2S+CuSO4
B. FeSO4 是中间产物,可循环使用,理论上最终将完全消耗
C. 理论上每生产160吨CuSO4,需要消耗184吨CuFeS2
D. 硫在微生物作用下变为硫酸的过程中,为提升反应速率,可提高温度
【答案】C
【解析】
【详解】A.该化学方程式原子不守恒,左侧铁原子总数为 ,右侧只有4个铁原子,正确的反应为 ,错误。
B.和在流程中可以相互转化,循环使用,理论上不会完全消耗,错误。
C.根据Cu元素守恒,1个含1个原子,最终生成1个; 的相对分子质量为184,的相对分子质量为160,因此生产160吨,需要消耗184吨,正确。
D.微生物的主要成分为蛋白质,高温会使蛋白质变性失活,反应速率反而下降,因此不能通过升高温度提升反应速率,错误。
12. “侯氏制碱法”与“氨碱法”是世界上生产两种主要方法,其流程示意如下:
下列关于这两种方法的说法中错误的是
A. 氨碱法循环Ⅱ的物质X是主要是,排出液W中主要溶质是和NaCl
B. 联合制碱法中的“联合”体现了合成氨与制纯碱的“联合”
C. 氨碱法与联合制碱法沉淀池中均是先通入饱和再通入
D. 与氨碱法相比,联合制碱法提高了食盐的利用率
【答案】C
【解析】
【详解】A、氨碱法中,食盐水、氨气和二氧化碳反应生成碳酸氢钠沉淀,煅烧碳酸氢钠生成碳酸钠、X和水,X为二氧化碳,母液中含有氯化铵和氯化钠,加入氧化钙后,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与氯化铵反应生成氯化钙、水和氨气,氯化钠和氨气可以循环利用,则排出液W中主要溶质是和NaCl,选项正确;
B、联合制碱法利用合成氨厂的二氧化碳和氨气作为副产品供给碱厂作原料,提高了原料的利用率,减少了废物的排放,降低能源消耗,从而降低生产成本,体现了合成氨与制纯碱的“联合”,选项正确;
C、氨碱法与联合制碱法沉淀池中均是先通入NH3营造碱性环境,增大二氧化碳的溶解程度,再通入CO2,选项错误;
D、与氨碱法相比,联合制碱法得到的母液中通入氨气得到氯化铵和氯化钠,氯化铵可以结晶分离,母液中的氯化钠可与循环使用,提高了食盐的利用率,选项正确,故选C。
13. 利用物质的性质差异可以实现物质的鉴别和除杂。下列实验方案不能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
鉴别稀盐酸和NaCl溶液
分别滴加紫色石蕊溶液,观察现象
B
鉴别木炭粉和铁粉
观察颜色
C
除去溶液中混有的少量
加入适量溶液,过滤
D
除去N2中的少量O2
将气体通过灼热的铜网
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A、盐酸能使紫色石蕊溶液变红色,氯化钠不能使紫色石蕊溶液变色,则能鉴别,该方案能达到实验目的;
B、木炭粉和铁粉均为黑色,不能鉴别,该方案不能达到实验目的;
C、氢氧化钡和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钡,既能除去杂质,也不能引入新杂质,该方案能达到实验目的;
D、铜和氧气反应生成氧化铜,既能除去杂质,也不能引入新杂质,该方案能达到实验目的。
故选B。
14. 兴趣小组利用下列装置(夹持装置已略去)进行实验,并依据现象从微观角度分析密闭体系中气体的变化情况。下列分析不正确的是
选项
操作及现象
分析
A
装置1:挤压胶头滴管,U形管内液面左高右低
气体分子间隔变小
B
装置2:将液体全部注入,U形管内液面左低右高
气体分子数目增多
C
装置3:同时将液体全部注入,U形管内液面左高右低
消耗的气体分子数目:甲>乙
D
装置4:反应一段时间,关闭活塞,试管内液面逐渐下降
气体分子数目增多
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A、装置1中挤压胶头滴管,滴入水,硝酸铵溶于水吸热,温度降低,气体分子之间的间隔变小,装置内压强变小,故U形管内液面左高右低,不符合题意;
B、装置2中将液体全部注入,镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,该反应放出热量,温度升高,密闭容器内分子之间的间隔变大,压强增大,故U形管内液面左低右高,密闭容器内气体分子的数目不变,符合题意;
C、装置3中同时将液体全部注入,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,二氧化碳被消耗,装置内气体减少,压强减小,二氧化碳与水反应生成碳酸,二氧化碳被消耗,装置内气体减少,压强减小,氢氧化钠溶液吸收二氧化碳的能力比水强,消耗的气体分子数目:甲>乙,故甲中压强减少的多,故U形管内液面左高右低,不符合题意;
D、反应一段时间,关闭活塞,石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,反应生成了二氧化碳,装置内气体分子数目增多,压强增大,故试管内液面逐渐下降,长颈漏斗内液面逐渐上升至固液分离,反应停止,不符合题意。
故选B。
15. 某工厂排放的废气中可能含有一氧化碳、氢气、二氧化碳、水蒸气、甲烷中的一种或几种。为确定其成分,设计如图所示实验。下列说法正确的是
提示:①图中每步都反应或吸收完全。②
A. 若装置A和B互换,无法确定废气中是否含有水蒸气和二氧化碳
B. 若装置C和D互换,不影响对废气中一氧化碳的检验
C. 若装置E中黑色粉末变红,装置F中白色粉末变蓝,证明废气中一定含有氢气
D. 若反应前后F装置增重,G装置增重,则进入E装置的气体可能有3种组成
【答案】BD
【解析】
【详解】A、装置 A 中无水硫酸铜可检验水蒸气,装置 B 中石灰水可检验二氧化碳。若 A 和 B 互换,先通过石灰水会带出水蒸气,无法确定原废气中是否含水蒸气,但仍能通过石灰水变浑浊确定二氧化碳存在,该选项错误;
B、装置 C 中氢氧化钠溶液吸收二氧化碳,装置 D 中浓硫酸干燥气体。若 C 和 D 互换,气体先经浓硫酸干燥,再经氢氧化钠溶液会带出水蒸气,影响后续对反应生成水的检验,进而影响对氢气的检验(通过 F 中无水硫酸铜是否变蓝判断),但一氧化碳的检验是通过 E 装置固体由黑变红以及 G 装置澄清石灰水变浑浊来判断的,C 和 D 互换对一氧化碳的检验无影响,该选项正确;
C、装置 E 中黑色粉末变红,装置 F 中白色粉末变蓝,说明有水生成,但甲烷与氧化铜反应也能生成水,不能仅据此证明废气中一定含氢气,该选项错误;
D、若反应前后 F 装置增重3.6g(即生成水的质量),G 装置增重8.8g(即生成二氧化碳的质量),则生成的水(H2O)中氢元素质量为,二氧化碳(CO2)中碳元素质量为,碳、氢元素质量比为。甲烷(CH4)中碳、氢元素质量比为,一氧化碳(CO)含有碳元素,氢气(H2)含有氢元素,甲烷与一氧化碳按一定比例混合可使碳、氢元素质量比为,氢气与一氧化碳按一定比例混合也可使碳、氢元素质量比为,还可能是甲烷、氢气、一氧化碳的混合气体,所以进入 E 装置的气体可能有 3 种组成,该选项正确。
故选BD。
二、非选择题:(本题共6小题,共65分)
16. 化学为推进科技创新和社会发展作出了重要贡献。
Ⅰ.化学助力新能源发展,服务于人类生活。
(1)化学在生活、生产和推动科技发展中发挥着重要作用。《齐民要术》记载“粟米曲作酢”,酢即醋酸,该过程发生了___________(填“物理”或“化学”)变化。
Ⅱ.化学助力航空航天。
(2)中国制造的朱雀二号遥二运载火箭是全球首枚成功入轨飞行的液氧甲烷火箭。甲烷在氧气中充分燃烧的化学方程式为___________ 。
Ⅲ.化学助力国之重器。
(3)中国科研团队研制出一种新型材料——“碳弹簧”,它由多孔碳材料制作而成,与金刚石、石墨等多种碳单质的组成元素相同,但它们的物理性质有很大差异,原因是___________ 。
(4)天宫”核心舱“天和”电推系统中的霍尔推力器腔体采用了氮化硼陶瓷基复合材料。制备氮化硼(BN)的反应如下:,则 X 的化学式为___________。
(5)橡胶是制造重型卡车轮胎的主要材料。橡胶属于________ (填“复合”“无机非金属”“有机高分子”之一)材料。
Ⅳ.化学助力低碳经济。
绿氨合成及供能的流程如图所示。
(6)上述流程中氨气在氧气中燃烧的化学方程式为___________。
【答案】(1)化学 (2)
(3)碳原子排列方式不同
(4)B2O3 (5)有机高分子
(6)
【解析】
【小问1详解】
粟米发酵制醋酸过程有新物质醋酸生成,属于化学变化。
【小问2详解】
甲烷充分燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为:。
【小问3详解】
金刚石和石墨都为碳原子直接构成的单质,但由于碳原子的排列方式不同,则它们的物理性质不同。
【小问4详解】
根据质量守恒定律,反应前后原子种类、数目不变。生成物共含2个B、2个N、6个H、3个O,反应物中已有2个N、6个H,因此X含2个B和3个O,化学式为。
【小问5详解】
橡胶属于有机物,相对分子质量很大,属于有机高分子材料。
【小问6详解】
由流程图可知氨气燃烧生成氮气和水,反应的化学方程式为:。
17. 2025 年第十八届中国国际汽车博览会在南京举办。
Ⅰ.汽车材料
(1)如图所示的汽车部件,属于金属材料的是_____(填序号)。
Ⅱ.汽车能源
(2)传统能源——汽油
①汽油是从石油中提炼出来的,石油属于___________(填“可再生”或“不可再生”)能源。
②汽车发动机中的化油器先将汽油喷成雾状后再进入汽缸中燃烧,其目的是___________
(3)绿色能源——氢能
①氢氧燃料电池的工作原理是:氢气与外界进来的氧气在催化剂作用下化合生成水。写出该原理的化学方程式___________。液氢燃料电池供电时将___________能转化为电能。
②生物柴油是一种生物质燃料,在其生产过程中的副产物甘油还能在常温常压、催化剂等条件下生成氢气。其他条件相同时,几种催化剂的催化效果如图所示。
下列说法不正确的是___________ (填字母)。
a.TiO2、CuO、NiO 均属于氧化物
b.其他条件相同时 TiO2 的催化效果最好
c.催化剂在化学反应前后化学性质会发生改变
d.生物柴油的开发和利用促进能源消费结构向清洁低碳方向转变
【答案】(1)③⑤ (2) ①. 不可再生 ②. 增大与氧气的接触面积,使燃烧更充分
(3) ①. ②. 化学 ③. bc
【解析】
【小问1详解】
金属材料包括纯金属和合金。
①玻璃车窗属于无机非金属材料;
②橡胶轮胎属于合成有机高分子材料;
③铝合金轮毂属于合金,是金属材料;
④塑料保险杠属于合成有机高分子材料;
⑤钢板车身属于金属材料。
【小问2详解】
石油是经过漫长的地质年代形成的化石能源,短时间内无法从自然界得到补充,属于不可再生能源。
略。
【小问3详解】
氢气和氧气在催化剂的条件下发生化合反应生成水,按照化学方程式书写规则配平并标注反应条件即可。
液氢燃料电池工作时,氢气、氧气发生化学反应,将物质中储存的化学能转化为电能对外供电。
a. TiO2、CuO、NiO均由两种元素组成,且其中一种元素是氧元素,都属于氧化物。正确。
b. 由图像可知,CuO-NiO/TiO2相同时间内,作催化剂时生成氢气的质量最多,催化效果最好;TiO2催化效果最差。错误。
c. 催化剂在化学反应前后,本身的质量和化学性质都不会发生改变。错误。
d. 生物柴油属于清洁的生物质可再生能源,它的开发利用可以减少化石燃料的使用,推动能源消费结构向清洁低碳的方向转变。正确。
18. 物质的制备是化学研究的重要内容之一、
Ⅰ.气体的制备:根据下列装置图回答问题。
(1)实验室用装置 B 制取二氧化碳反应的化学方程式是___________。
(2)实验室制取二氧化碳的发生装置可选用 A 或 B,与装置 B 相比,装置 A 具有的优点是___________ 。
(3)如用 C 装置收二氧化碳,验满的方法是___________。
(4)若选用装置 D 测定产生二氧化碳的体积,水面需加一层植物油,其目的是___________ ,植物油上方的空气对二氧化碳体积的测定___________ (填“有”或“没有”)影响。
Ⅱ.溶液的配制:
(5)配制 50g 质量分数为 6%的氯化钠溶液,若量取水时俯视读数(其他操作均正确),制得的溶液溶质质量分数将会 ___________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
Ⅲ.固体的制备:碳酸锂(Li2CO3)是锂电池生产的核心原料,可以用盐湖水(含有 LiCl、NaCl、MgCl2)为原料进行制备。
(6)化学小组的同学设计的制备 Li2CO3 实验流程如下∶
请回答下列问题∶
①盐湖水“晒盐”得到粗盐,是利用___________(填“蒸发结晶”或“降温结晶”)的方法实现的。
②“沉镁”时生成 Mg(OH)2 的化学方程式为___________ 。
③“沉钙”时加入的是稀 Na2CO3 溶液且在常温下进行过滤,而“沉锂”时加入的是饱和 Na2CO3 溶液,且加热到 80~90℃后再进行过滤。请结合上述实验流程和 Li2CO3 的溶解度曲线(如图),解释“沉钙”和“沉锂”时所用 Na2CO3 溶液浓度不同和过滤时温度不同的原因是 ___________。
(7)化学小组的同学为测定某 Li2CO3 样品(杂质为 NaCl)中 Li2CO3 的质量分数,称取Li2CO3 样品16g 加入烧杯中,再加入 146g 溶质质量分数为 10%的稀盐酸,恰好完全反应。(已知:Li2CO3+2HCl=2LiCl+H2O+CO2↑,LiCl 易溶于水),请回答下列问题∶
①恰好完全反应时,烧杯中溶液里含有的溶质为___________(填化学式)。
②计算该样品中 Li2CO3 的质量分数。________(写出计算过程,结果精确至 0.1%)
【答案】(1)CaCO3 + 2HCl=CaCl2 + H2O + CO2↑
(2)可控制反应的发生和停止
(3)将燃着的木条放在a导管口,若木条熄灭,证明已收集满
(4) ①. 防止二氧化碳溶于水或与水反应 ②. 没有
(5)偏大 (6) ①. 蒸发结晶 ②. Ca(OH)2+MgCl2= Mg(OH)2↓+CaCl2 ③. “沉钙”时,常温下使用稀Na2CO3溶液即可使钙离子沉淀完全,且避免引入过多钠离子或其他杂质;沉锂时温度高、碳酸钠浓度大,是为了提高Li2CO3的析出率(合理即可)
(7) ①. LiCl、NaCl ②. 解:设样品中Li2CO3的质量为x。
Li2CO3的质量分数为
答:样品中Li2CO3的质量分数为92.5%。
【解析】
【小问1详解】
碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为CaCO3 + 2HCl=CaCl2 + H2O + CO2↑。
【小问2详解】
装置A与装置B相比,优点是可以控制反应的发生与停止,关闭弹簧夹时,装置内压强增大,液体被压回长颈漏斗,固液分离,反应停止;打开弹簧夹,固液接触,反应发生。
【小问3详解】
用C装置收集二氧化碳,密度比空气大,从长管b进,验满方法:将燃着的木条放在a导管口,若木条熄灭,证明已收集满。
【小问4详解】
水面加一层植物油的目的是防止二氧化碳溶于水并与水反应; 植物油上方的空气对二氧化碳体积的测定没有影响,因为二氧化碳进入装置后,排出的水的体积等于收集到的二氧化碳体积。
【小问5详解】
量取水时俯视读数,会导致量取的水的体积偏小,根据溶质质量分数公式: 溶质质量分数= 100% ,溶剂质量偏小,制得的溶液溶质质量分数将会偏大。
【小问6详解】
①氯化钠的溶解度受温度影响较小,则盐湖水“晒盐”得到粗盐,是利用蒸发结晶的方法实现的。
②“沉镁”时氯化镁与氢氧化钙反应生成Mg(OH)2和氯化钙,反应的化学方程式为Ca(OH)2+MgCl2= Mg(OH)2↓+CaCl2。
③钙离子与碳酸根离子反应生成碳酸钙沉淀,“沉钙”时,CaCO3的溶解度很小,常温下使用稀Na2CO3溶液即可使钙离子沉淀完全,且避免引入过多钠离子或其他杂质;而“沉锂”时,根据Li2CO3的溶解度曲线,其溶解度随温度升高而降低,加热到80~90℃并使用饱和Na2CO3溶液可以显著降低Li2CO3的溶解度,促进Li2CO3沉淀更完全,提高锂的回收率;
【小问7详解】
①Li2CO3与HCl反应生成LiCl、水和二氧化碳,Li2CO3样品含有的杂质为NaCl,因此恰好完全反应时,烧杯中溶液里含有的溶质为LiCl、NaCl。
②详见答案。
19. “科学思维”是化学学科的核心素养。某兴趣小组对盐酸和硫酸的共性和差异性进行以下研究。回答下列问题。
(1)小组同学用甲基橙酸碱指示剂,滴加至盐酸和硫酸中都能变成红色。说明两种酸溶液中均存在___________(填微粒符号)。
(2)将铁钉表面铁锈(主要成分为 Fe2O3)取下,投入到稀硫酸中恰好完全反应,溶液变黄色,反应的化学方程式是___________ ,属于___________ 反应(填基本反应类型);然后再加入无锈铁钉,溶液慢慢变为黄绿色,图 1 是对溶液变为黄绿色的一种微观解释,参加反应的微粒是___________(填微粒符号)。
(3)分别向两份相同的 Ba(OH)2溶液中匀速滴加相同 pH的稀盐酸和稀硫酸,观察现象并绘制溶液电导率随时间变化曲线(图 2)(电导率能衡量溶液导电能力大小,相同条件下,单位体积溶液中的自由移动离子总数越多,电导率越大)。
①图2中曲线1表示向Ba(OH)2溶液中滴加___________,曲线2反应中的实验现象为___________。
②结合图3解释电导率Q点小于N点的原因__________。
③该实验说明,不同的酸中,由于___________不同,酸的性质也表现出差异。
【答案】(1)H⁺ (2) ①. Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O ②. 复分解 ③. Fe和Fe3+
(3) ①. 稀盐酸 ②. 产生白色沉淀 ③. Q点Ba(OH)2与H2SO4恰好完全反应,生成硫酸钡沉淀和水,单位体积溶液中自由移动离子总数少于N点(N点Ba(OH)2与HCl恰好完全反应后,溶液中仍有大量自由移动的Ba2+ 和Cl-),因此电导率更小 ④. 酸根离子
【解析】
【小问1详解】
盐酸和硫酸都是酸,酸溶液中均存在相同的阳离子氢离子,符号为H+;
【小问2详解】
氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水,化学方程式为Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O,硫酸铁溶液为黄色。两化合物相互交换成分生成两种新的化合物,属于复分解反应,由图可知,发生改变的微粒是铁原子和铁离子,变为了亚铁离子,所以参加反应的微粒是Fe、Fe3+;
【小问3详解】
① 氢氧化钡和稀盐酸反应生成可溶的氯化钡和水,恰好完全反应后溶液仍有大量自由移动离子,电导率下降幅度小,对应曲线1,因此曲线1是滴加稀盐酸;
曲线2对应氢氧化钡和稀硫酸反应,会生成白色硫酸钡沉淀,因此现象为产生白色沉淀。
② 根据题意,电导率和单位体积自由移动离子总数正相关,Q点恰好反应后离子更少,因此电导率小于N点。
③ 盐酸和硫酸的阳离子都是,差异是酸根阴离子不同,因此性质存在差异。
20. 人类生活离不开氧气。
Ⅰ.探究人体呼吸作用。下表为某同学测量的呼吸前后部分气体组成的实验数据(通常状况)。
物质
吸入空气(体积分数/%)
呼出气体(体积分数/%)
N2
78
75
O2
21
16
CO2
0.039
4
(1)氮气在呼吸前后体积几乎不变。实验中呼出气体的总体积___________吸入空气的总体积(填“>”“=”或“<”)。
Ⅱ.探究呼吸自救器的工作原理。一种面罩式呼吸自救器中的制氧药剂主要含 NaClO3、MnO2(催化剂)和铝粉。
(2)制氧药剂中铝粉的作用是燃烧提供 NaClO3 分解所需的热量。控制制氧药剂中物质的质量比 m(NaClO3):m(MnO2)为 22:1,进行实验,得到 O2 的质量如下。
实验编号
m(制氧药剂)/g
m(NaClO3+MnO2)/g
m(铝粉)/g
M(O2)/g
1
100
99
1
20.6
2
100
98
2
28.4
3
100
97
3
38.6
4
100
96
4
37.3
①上述实验的目的是探究___________对得到氧气质量的影响。
②实验 1(或实验 2)中得到 O2 质量明显小于实验 3 的主要原因是___________。
③实验4中得到O2质量小于实验3的原因是___________。
(3)某种呼吸自救器的结构如图,可在有毒危险空间提供约2小时左右呼吸用氧气。区域A填充的是NaOH和CaO。
①写出NaOH发生反应的化学方程式___________;
②若将呼出气体通过单向阀(控制气体单向流动)直接排出呼吸面罩,可省去区域A,简化呼吸自救器的设计。实际不采用此种设计的理由主要是___________。
【答案】(1)> (2) ①. 制氧药剂中铝粉质量分数对氧气质量的影响(合理即可) ②. 铝粉量不足,反应放热不足,制氧药剂未完全分解(合理即可) ③. 铝粉过量,燃烧消耗氧气多(合理即可)
(3) ①. 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O ②. 呼出气体中仍有较高浓度的氧气,可被循环利用,若直接排出,则会浪费氧气,缩短供氧时间 (合理即可)
【解析】
【小问1详解】
空气中氮气约占78%,呼出气体中氮气约占75%,因为氮气在呼吸前后体积几乎不变,所以呼出气体的总体积大于吸入空气的总体积;
【小问2详解】
①实验中,控制制氧药剂总质量为100g,且m(NaClO3):m(MnO2)为 22:1,也就是m(NaClO3+MnO2)的质量是固定变化的,而铝粉的质量在不同实验中是改变的,同时得到氧气的质量也不同,所以上述实验的目的是探究制氧药剂中铝粉的质量分数(或比例)对得到氧气质量的影响;
②实验1(或实验2)中铝粉的质量比实验3中铝粉的质量少,因为制氧药剂中铝粉的作用是燃烧提供NaClO3分解所需要的热量,铝粉质量少,燃烧提供的热量就不足,使得NaClO3不能充分分解,从而导致得到氧气的质量明显小于实验3;
③实验4中NaClO3的质量比实验3少,分解产生的氧气量少;实验4中铝粉质量比实验3多,铝粉燃烧会消耗更多的氧气,所以实验4中得到氧气的质量小于实验3;
【小问3详解】
①呼出气体中的二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;
②呼出气体中有氧气、二氧化碳等,通过区域A,除去二氧化碳后,气体中还有较多的氧气,可供给呼吸,省去区域A,供氧时间会缩短。
21. 我国使用青铜历史悠久,学习小组对青铜冶炼及防护开展研究。
【查阅资料】
1.孔雀石高温下可分解为 CuO、H2O 和 CO2。
2.铜锈分为无害锈和有害锈。氯化亚铜(CuCl,灰白色固体)和碱式氯化铜[Cu2(OH)3Cl,绿色固体]是有害锈,两者均能与稀硝酸或稀盐酸反应生成可溶的氯化铜。
3.CuCl2+2AgNO3=2AgCl +Cu(NO3)2 。
4.Cu 与 CuCl 均能与酸化后的过氧化氢溶液反应。
【青铜冶炼】青铜是铜锡合金,我国古代将孔雀石、锡石、木炭投入炉内,高温炼得青铜。
(1)冶炼时,生成铜的化学方程式为___________。
(2)青铜中锡(Sn)含量不同,性质有差异。《周礼·考工记》记载了不同青铜铸件的锡含量如表,结合表和铜锡合金强度硬度图分析,选择含锡量约为 25%的青铜铸造刀剑的原因是___________ 。
铸件
编钟
箭镞
戈戟
锡含量/%
15
17
14-24
【青铜防护】
实验一 探究含氯化合物和相对湿度对青铜有害锈形成的影响,在其他条件相同时,用青铜片设计并进行甲、乙两组实验,记录如表 :
实验组别
甲
乙
实验序号
i
ii
iii
iv
v
vi
vii
i
ii
iii
iv
v
vi
vii
氯化铵
有
无
相对湿度/%
35
47
58
65
70
85
90
35
47
58
65
70
85
90
实验现象
无明显锈点
均有灰白色锈点,且逐渐变成绿色疏松锈;绿色疏松锈依次增多
无明显锈点
用其他含氯化合物重复实验,观察到相似实验现象。
(3)结合以上实验可得出的结论是___________。甲组 iii~vii 号实验,相对湿度增加,绿色疏松锈依次增多的原因是___________。
实验二 处理青铜有害锈
(4)青铜铸件有白色锈点时,可用酸化后的过氧化氢溶液擦拭,并在 5~10 分钟后及时清理。“及时清理”的原因是 ___________。
【反思交流】
(5)结合以上研究,对保护青铜器提出合理建议___________(写一条即可)。
【答案】(1)
(2)含锡量约25%时,合金强度硬度和拉伸强度均比较高,适合铸造刀剑
(3) ①. 在其他条件相同时,有含氯化合物且相对湿度达到一定值可形成有害锈 ②. 相对湿度越大,氯化亚铜转化为碱式氯化铜的量越多
(4)酸化后过氧化氢溶液会腐蚀金属铜
(5)隔绝含氯化合物或降低保护环境的相对湿度
【解析】
【小问1详解】
孔雀石高温先分解生成氧化铜、水和二氧化碳;随后木炭(碳单质)在高温条件下还原氧化铜,将铜从其氧化物中置换出来,生成铜和二氧化碳,这是古代湿法 / 火法炼铜的核心反应。
【小问2详解】
刀剑作为兵器,需要兼具良好的强度(不易断裂)和硬度(不易变形、锋利耐磨)。从合金强度硬度图可知,锡含量 25% 左右时,合金的拉伸强度和硬度都较高,适配刀剑的性能要求。
【小问3详解】
对比甲、乙两组实验:乙组无含氯化合物,所有湿度下均无明显锈点;甲组有含氯化合物,湿度达到 58% 及以上时开始出现有害锈,说明含氯化合物是有害锈形成的必要条件,且需要一定的湿度环境。灰白色的氯化亚铜(CuCl)会进一步和水、氧气反应,生成绿色的碱式氯化铜;湿度越高,水分越充足,该转化反应越容易进行,生成的绿色疏松锈也就越多。
【小问4详解】
根据资料 “Cu 与 CuCl 均能与酸化后的过氧化氢溶液反应”,过氧化氢溶液在除去有害锈的同时,也会持续腐蚀青铜本身的铜基体,因此需要及时清理,避免损伤文物。
【小问5详解】
结合实验结论,有害锈的形成依赖含氯化合物和较高的湿度,因此保护青铜器可以从隔绝氯离子、降低环境湿度两个角度入手。
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