内容正文:
专题08 工艺流程题 跨学科实践与情境应用题
2大高频考点
考点01 工艺流程题
考点02 跨学科实践与情境应用题
考点01 工艺流程题
1.(2025-2026九上·湖北孝感安陆·期中)如图是工业分离液态空气制氧气的有关流程。
(1)工业以空气为原料制取氧气的主要优点是 ;步骤C的原理是利用氮气和氧气的 不同,将氮气和氧气分离开来。
(2)嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中,这说明氮气的化学性质 。
(3)根据下表数据判断:工业上制取氧气,控制温度在-195.8<T< ℃时,可以将液态空气中的氮气分离。
物质
水
二氧化碳
氧气
氮气
沸点/℃
0
-56.6
-183.0
-195.8
(4)请写出一定条件下氮气和氧气合成一氧化氮(NO)的化学符号表达式 。
2.(2025-2026九上·湖北孝感孝南区·期中)利用分离液态空气的方法得到氧气是工业上制取氧气的重要途径,下图1为工业制氧气的流程图:
(1)上述工艺得到氧气的过程属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)对空气降温加压可得到液态空气,从微观的角度解释常温下空气比水易被压缩的原因是 。
(3)分离塔中发生的变化如图2,分离塔升温过程中,首先分离出的气体是______(填字母)。
A. 氮气 B. 氩气 C. 氧气
(4)工业上选用空气作原料制取氧气的优点是 (写一条)。
(5)在工业炼钢过程中,吹入工业氧气可以降低钢的含碳量,请写出碳与氧气反应的文字表达式 。
3.(2025-2026九上·湖北武汉硚口·期中)为了饮水便利,许多公共场所安装了直饮水机,处理步骤如图所示:
(1)步骤①中PP棉可以除去水中的泥沙等大颗粒杂质,与实验室常用的 操作相同,实验室中该操作需要用到的玻璃仪器有 。
(2)步骤②中用 吸附色素和异味。
(3)水是生命之源,节约水资源是每位公民应尽的义务。下列有关节约水资源的做法正确的是______(填字母)。
A. 工业上水的重复使用 B. 农业上采用节水灌溉方式
C. 生活上推广节水器具
(4)人们对于水的认识从未停歇。二百多年前,在法国化学家拉瓦锡的实验中,水蒸气与高温的铁反应,生成了一种黑色固体(四氧化三铁)和“易燃空气”,证明了水的组成。请依据以上资料,写出发生反应的化学方程式: 。
4.(2025-2026九上·湖北武汉江汉·期中)水是生命之源,人类需要合理利用水资源并保证饮用水安全。
Ⅰ.认识水的净化
自来水生产的工艺流程图如下:
请回答下列问题:
(1)图中a为 剂;b为 池。实验室进行过滤操作时需要用到的玻璃仪器有 、烧杯和玻璃棒。
(2)净化后的水需检测是否达标,图1中所示工艺针对的指标涉及 等。
a.浊度 b.色度 c.硬度 d.微生物
Ⅱ.从海水中获取淡水
地球上淡水资源很贫乏,反渗透法常用于海水的淡化,其原理如图所示,其中淡化膜只允许水通过。
(3)加压后,左侧液面 (填“上升”或“下降”)。海水通过淡化膜前需要先除去其中混有的固体难溶物,其目的是 。
Ⅲ.探究水的组成
(4)图3所示实验发生反应的文字表达式为 ,打开电源前 (填“是”或“否”)需要将两个注射器的活塞推到最顶端。图4所示实验 (填“能”或“不能”)用来探究水的组成元素。
Ⅳ.开发利用水
科学家通过光伏发电分解水可制得氢气,氢气可为汽车提供动力(图5)。
(5)氢气燃烧释放能量,从而为汽车提供动力
①从燃烧产物的角度看,氢气作为燃料的优点是 。
②已知氢气沸点为,据此分析氢气作为燃料需要解决的不足是 。
5.(2025-2026九上·湖北随州·期中)某兴趣小组用下图所示流程制取二氧化锰并探究其性质。
(1)图中“操作n”的名称是 。
(2)“操作n”是利用___________不同实现“溶液A”与“固体B”的分离。(填字母序号)
A. 气味 B. 熔点 C. 沸点 D. 溶解性
(3)下列对步骤②的相关说法正确的是___________(填序号)。
A. 二氧化锰作为催化剂 B. 二氧化锰能使生成氧气的质量增加
C. 二氧化锰的质量随着反应而减少 D. 二氧化锰可以作任何反应的催化剂
(4)请写出高锰酸钾受热分解的化学反应方程式 。
(5)若测得步骤①中所生成的氧气(全部被收集)质量为1.5 g,则称量的“高锰酸钾”为 (填“纯净物”或“混合物”)。
6.(2025-2026九上·湖北荆州·期中)硝酸铵是一种常见的化肥,极易溶于水,易吸湿结块,受猛烈撞击或受热会发生爆炸。如图是以空气为原料合成硝酸铵的工业流程。分析流程,回答问题:(特别提示:氨气的化学式为)
(1)步骤①得到的其他气体中稀有气体的一种用途是 。
(2)步骤③中发生反应的符号表达式为 。
(3)步骤⑤中只有硝酸铵生成,该反应属于基本反应类型中的 。上述整个流程涉及的物质中共有 种单质。
(4)保存硝酸铵时,要注意 。
7.(2025-2026九上·湖北武汉四区·期中)氮气()与氢气()反应生成氨气()的生产过程叫合成氨。合成氨相关研究曾三次获得诺贝尔化学奖,是人类科学技术上的一项重大突破。合成氨工艺的主要流程如图所示。
(1)构成氮气和氢气的微观粒子是 (填“分子”或“原子”)。
(2)氨气()中N、H元素的质量比是 ,其中N元素化合价是 价。
(3)合成塔中的反应在高温高压、催化剂条件下进行,写出合成塔中发生化学反应的文字表达式 。
(4)根据表中的数据回答问题。
物质
H2
N2
沸点/℃()
在时,要将工业合成氨的产物氨气()从氨分离器中分离开来,温度(t)的控制范围是 。
8.(2025-2026九上·湖北孝感汉川市·期中)水是人类赖以生存的重要物质。
Ⅰ.净化天然水为饮用水
生命吸管可直接将污水净化为饮用水,主要处理步骤如图所示。
(1)生命吸管中活性炭的主要作用是 。
(2)直径为0.5微米的微粒能被某超滤膜除去,该超滤膜的孔径大小可能为_______(填字母)。
A. 3微米 B. 0.1微米 C. 6微米
Ⅱ.从变化的角度认识水
(3)利用如图(甲)实验探究水的组成。与b管相连接的是电源的(填“正”或“负”)极,电解水的符号表达式为 。
(4)电解纯水速率较慢,为探究不同电压和不同浓度NaOH溶液对电解水速率的影响,兴趣小组进行多次实验,测得产生20mL氢气所需时间如图(乙)所示,由此得知,电解水速率最快的条件是 。
9.(2025-2026九上·湖北孝感汉川市·期中)氮气在生活、生产中有重要用途。以氮气(N2)为原料制取氨气(NH3)生产工艺如图:
请回答下列问题:
(1)工艺流程中发生化学变化的是 (填“合成塔”、“氨分离器”或“循环压缩机”)。
(2)工艺流程中属于纯净物是 (填“①”、“②”、“③”或“④”)。
(3)水冷器的作用是 。
(4)循环气体中主要成分是 。
(5)氮气和氢气在高温高压条件下反应生成氨气,写出此反应的符号表达式 。
考点02 跨学科实践与情境应用题
1.(2025-2026九上·湖北黄石·期中)“富氧空气”是指氧气含量高于普通空气的气体,可用于航天、医疗、炼钢等。某化学小组欲混制“富氧空气”并开展项目式探究。
该小组计划先制取一定体积的氧气,然后与一定体积的氮气混合制备100 mL“富氧空气”。
【查阅资料】目前市场上常见家用制氧机的工作原理有两种:分离空气法和化学试剂法。
【讨论交流】
(1)工业上制氧气,利用液态空气中各组分沸点的差异来分离,用该方法制取氧气时发生的是 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)用过氧化氢溶液制取氧气,反应的文字表达式为 。
2.(2025-2026九上·湖北孝感安陆·期中)随着环保意识的提高,人们对空气质量越来越关注,某实践活动小组在老师的带领下,对空气质量检测等开展了一系列项目式学习。
【活动一】寻找微型空气质量“检测站”
微型空气质量检测系统用于实时、准确检测室外空气污染物,其结构如图所示。
(1)图中太阳能板可将太阳能转化为 。
(2)你认为微型空气质量“检测站”通常在 (填某一个地方)容易找到。
【活动二】观察微型空气质量“检测站”
(3)同学们找到一个微型空气质量“检测站”,通过仔细观察,发现空气污染首要污染物几乎都是PM10(可吸入颗粒物或微尘),它可能对人体的 (填“呼吸系统”或“消化系统”)造成危害。
【活动三】展望微型空气质量“检测站”
(4)同学们认识到了空气质量检测的重要性,在本次项目式学习活动中,提出了许多合理化的建议,作为中学生,你可以做的是 (答一条)。
3.(2025-2026九上·湖北孝感孝南区·期中)某中学化学实验小组开展了《微型空气质量“检测站”的组装与使用》跨学科实践活动。
活动一:了解城市空气质量
(1)图1为某城市2025年9月8日的空气质量情况。
①9月8日该市空气主要污染物浓度最高的物质为 。
②图中的“X”代表 (填字母)。
a.氮气 b.氧气 c.二氧化碳 d.二氧化氮
活动二:检测某小区地下车库中的有害气体
(2)化学实验小组用微型空气质量“检测站”测得某小区地下车库中一氧化碳浓度如图2所示。一氧化碳浓度最大的时间段是 (填“”、“”或“”)。
活动三:成果分享
(3)同学们通过跨学科实践活动,了解了微型空气质量“检测站”的组装和使用、有害气体的检测等,他们一起制作了保护空气倡议书,请你将其补充完整。
保护空气倡议书为了使天空更蓝,人类正在积极行动,我们能做的很多,比如,其中一种保护空气的具体做法是 。
4.(2025-2026九上·湖北武汉青山·期中)某项目小组在实践活动上制作了一台简易“制氧机”,如图1所示。图2是实验室制取氧气的部分装置。已知:超氧化钾(KO2)可作生氧剂,为黄色固体,能分别与CO2、H2O反应生成O2和白色固体,产氧效率高。回答下列问题。
(1)实验室常用装置甲制取某种气体,推测其反应物为________(填标号)。
A. CH3COONa固体和碱石灰固体 B. Al4C3固体和水
(2)实验室若用装置乙制取氧气,反应的化学方程式为 。
(3)若用装置丙收集氧气,氧气应从 (填“m”或“n”)端进入。
(4)根据化学方程式4KO2+2H2O=4X+3O2↑,推断X的化学式为 。
(5)该“制氧机”使用一段时间后,观察到生氧剂基本由 ,则已失效。
5.(2025-2026九上·湖北武汉江岸·期中)氢气是一种清洁、高效能源,正在受到越来越多的关注。氢能产业链分制氢、储氢、用氢等环节。由风能、太阳能等可再生能源发电,再电解水制得的氢气为“绿氢”。由化石燃料制得的氢气为“灰氢”,其成本相对低廉,但会排放大量CO2.某项目小组同学就氢气的制取方法、储存手段、应用优势等方面开展了以下学习和探究。
(1)制取方法。
①该小组模拟制得“绿氢”的化学反应方程式是 。
②上述制取“绿氢”实验中产生氢气的体积坐标曲线如甲图所示,请在甲图上画出产生氧气的体积曲线 。
(2)储存手段。
目前常用的固态储氢材料是某种镁合金(工作原理如乙图),在熔炼镁合金时,需要通入氩气作保护气,这是因为氩气 。
(3)应用优势。
该小组同学进行图1所示实验(氢气、天然气均完全燃烧),将测得的数据绘制成图2所示曲线。结合所学知识对实验及曲线进行分析,得出的结论是 。
6.(2025-2026九上·湖北孝感孝昌县·期中)学习小组决定开展“为鱼缸增氧”的跨学科实践活动。
【任务一】了解鱼缸增氧原理
(1)由于氧气 (填“易”或“不易”)溶于水,需要往鱼缸内增氧以保证鱼的正常生存。
【任务二】讨论获得氧气的方法
(2)经过调查:某便携式富氧仪常使用膜分离技术,在一定压力下,利用高分子膜的选择透过性功能分离空气中的氧气和氮气,得到含氧量较高的富氧空气,工作原理如图1所示。
①图1中“”表示 (填化学用语)。
②图1便携式富氧仪中空气通过氧气分离膜时,氮分子渗透速率 (填“大于”或“小于”)氧分子渗透速率
【任务三】设计鱼缸增氧装置
小组同学决定往水中鼓入空气或氧气为鱼缸增氧,设计以下两种简易增氧装置。
(3)松开甲装置A瓶瓶盖,即可将B瓶中的空气通入鱼缸实现增氧;乙装置利用电动马达推拉注射器活塞,往鱼缸通入空气实现增氧。
①当乙装置马达拉动注射器活塞时,呈关闭状态的单向阀是 (填“”或“”),
②与甲装置相比,乙装置具有诸多优点。请你说出其中一条优点: 。
【任务四】反思与拓展
(4)小组同学认为在鱼缸内种植水草也能为鱼缸增氧,原因是 。
7.(2025-2026九上·湖北武汉武昌·期中)兴趣小组开展关于“水”的实践活动。
任务一:自制净水器并进行水质检测:小组同学用注射器、蓬松棉、活性炭、小卵石、石英砂等自制一个便携净水器,如图1。
(1)该净水器没有用到的净水方法是_______(填字母)。
A. 过滤 B. 吸附 C. 消毒 D. 蒸馏
(2)长江水经图1装置净化后所得的水是 (填“纯净物”或“混合物”)。
(3)水质检测:TDS值是水质的一项重要指标,TDS值和水质纯度的关系如图2。某水样经自制净水器净化后的TDS值如图3,则净化后的水质纯度为 。
任务二:兴趣小组设计了如图所示的装置电解水。
(4)水在通电时发生化学变化的文字表达式是 。
(5)下列说法正确的是_______(填字母)。
A. 该实验说明水是由氢、氧元素组成的
B. 实验过程中两电极产生气泡速率相同
C. 左侧针筒内产生的气体体积大约是右侧的两倍
D. 实验过程中没有发生变化的粒子是氢原子、氧原子
E. E. 水中加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液以增强导电性
试卷第1页,共3页
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专题08 工艺流程题 跨学科实践与情境应用题
2大高频考点
考点01 工艺流程题
考点02 跨学科实践与情境应用题
考点01 工艺流程题
1.(2025-2026九上·湖北孝感安陆·期中)如图是工业分离液态空气制氧气的有关流程。
(1)工业以空气为原料制取氧气的主要优点是 ;步骤C的原理是利用氮气和氧气的 不同,将氮气和氧气分离开来。
(2)嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中,这说明氮气的化学性质 。
(3)根据下表数据判断:工业上制取氧气,控制温度在-195.8<T< ℃时,可以将液态空气中的氮气分离。
物质
水
二氧化碳
氧气
氮气
沸点/℃
0
-56.6
-183.0
-195.8
(4)请写出一定条件下氮气和氧气合成一氧化氮(NO)的化学符号表达式 。
【答案】(1)① 原料来源广泛、成本低 ② 沸点 (2)稳定 (3)-183.0 (4)
【解析】(1)工业以空气为原料制氧气的主要优点是原料来源广泛、成本低;步骤 C 的原理是利用氮气和氧气的沸点不同,将二者分离(液态空气升温时,沸点低的氮气先汽化)。
(2)月壤保存在氮气中,说明氮气的化学性质不活泼(稳定),可作保护气。
(3)根据下表数据判断:工业上制取氧气,控制温度在-195.8<T<-183.0℃时,可以将液态空气中的氮气分离。
(4)氮气和氧气在一定条件下合成一氧化氮的符号表达式为: 。
2.(2025-2026九上·湖北孝感孝南区·期中)利用分离液态空气的方法得到氧气是工业上制取氧气的重要途径,下图1为工业制氧气的流程图:
(1)上述工艺得到氧气的过程属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)对空气降温加压可得到液态空气,从微观的角度解释常温下空气比水易被压缩的原因是 。
(3)分离塔中发生的变化如图2,分离塔升温过程中,首先分离出的气体是______(填字母)。
A. 氮气 B. 氩气 C. 氧气
(4)工业上选用空气作原料制取氧气的优点是 (写一条)。
(5)在工业炼钢过程中,吹入工业氧气可以降低钢的含碳量,请写出碳与氧气反应的文字表达式 。
【答案】(1)物理变化 (2)气体分子间的间隔大,容易被压缩 (3)A (4)空气来源广,成本低(合理即可) (5)碳+氧气二氧化碳
【解析】(1)空气中含有氧气,上述工艺得到氧气的过程中,无新物质生成,属于物理变化。
(2)常温下空气比水易被压缩的原因是气体分子间的间隔大,容易被压缩,常温下水为液态,水分子间的间隔小,不容易被压缩。
(3)氧气、氮气、氩气三种气体中,氮气的沸点最低,故蒸发液态空气首先得到的是氮气。故选A。
(4)空气中含有大量氧气,且用物理方法即可制得氧气,故工业上选用空气作原料制取氧气的优点是空气来源广,成本低。
(5)碳与氧气在点燃的条件下生成二氧化碳,该反应的文字表达式为:碳+氧气二氧化碳。
3.(2025-2026九上·湖北武汉硚口·期中)为了饮水便利,许多公共场所安装了直饮水机,处理步骤如图所示:
(1)步骤①中PP棉可以除去水中的泥沙等大颗粒杂质,与实验室常用的 操作相同,实验室中该操作需要用到的玻璃仪器有 。
(2)步骤②中用 吸附色素和异味。
(3)水是生命之源,节约水资源是每位公民应尽的义务。下列有关节约水资源的做法正确的是______(填字母)。
A. 工业上水的重复使用 B. 农业上采用节水灌溉方式
C. 生活上推广节水器具
(4)人们对于水的认识从未停歇。二百多年前,在法国化学家拉瓦锡的实验中,水蒸气与高温的铁反应,生成了一种黑色固体(四氧化三铁)和“易燃空气”,证明了水的组成。请依据以上资料,写出发生反应的化学方程式: 。
【答案】(1)① 过滤 ② 漏斗、玻璃棒、烧杯 (2)活性炭 (3)ABC (4)
【解析】(1)过滤是将固体和液体分开的操作,步骤① 中PP棉可以除去水中的泥沙等大颗粒杂质,与实验室常用的过滤操作相同;过滤用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯,故填:过滤;漏斗、玻璃棒、烧杯;
(2)活性炭结构疏松多孔,具有吸附性,步骤② 中可用活性炭吸附色素和异味,故填:活性炭;
(3)A、工业用水重复利用,有利于节约用水,A选项符合题意;
B、农业上采用节水灌溉方式,如滴灌,可以节约用水,B选项符合题意;
C、生活上推广节水器具,如节水型洗衣机,可以节约用水,C选项符合题意;
故选:ABC;
(4)水蒸气与高温的铁反应,生成四氧化三铁和氢气,化学方程式为 ,故填: 。
4.(2025-2026九上·湖北武汉江汉·期中)水是生命之源,人类需要合理利用水资源并保证饮用水安全。
Ⅰ.认识水的净化
自来水生产的工艺流程图如下:
请回答下列问题:
(1)图中a为 剂;b为 池。实验室进行过滤操作时需要用到的玻璃仪器有 、烧杯和玻璃棒。
(2)净化后的水需检测是否达标,图1中所示工艺针对的指标涉及 等。
a.浊度 b.色度 c.硬度 d.微生物
Ⅱ.从海水中获取淡水
地球上淡水资源很贫乏,反渗透法常用于海水的淡化,其原理如图所示,其中淡化膜只允许水通过。
(3)加压后,左侧液面 (填“上升”或“下降”)。海水通过淡化膜前需要先除去其中混有的固体难溶物,其目的是 。
Ⅲ.探究水的组成
(4)图3所示实验发生反应的文字表达式为 ,打开电源前 (填“是”或“否”)需要将两个注射器的活塞推到最顶端。图4所示实验 (填“能”或“不能”)用来探究水的组成元素。
Ⅳ.开发利用水
科学家通过光伏发电分解水可制得氢气,氢气可为汽车提供动力(图5)。
(5)氢气燃烧释放能量,从而为汽车提供动力
①从燃烧产物的角度看,氢气作为燃料的优点是 。
②已知氢气沸点为,据此分析氢气作为燃料需要解决的不足是 。
【答案】(1)① 絮凝 ② 吸附 ③ 漏斗 (2)abd (3)① 上升 ② 防止固体难溶物堵塞淡化膜,降低净水效率 (4)① 水氢气+氧气 ② 是 ③ 能 (5)① 只生成水,不污染环境 ② 难运输、储存
【解析】(1)图中a是絮凝剂,常用的絮凝剂是明矾;
过滤池去除的是不溶性杂质,水中仍有色素和异味,过滤之后需要吸附色素和异味,所以过滤池后面是吸附池;
过滤用到的玻璃仪器有:漏斗、烧杯、玻璃棒。
(2)过滤池可以降低水的浊度;吸附池可以吸附色素和异味,涉及色度;投药消毒是为了杀死微生物,最终得到的水可能仍然含有较多可溶性钙镁化合物(硬水),所以图1中所示工艺针对的指标涉及浊度、色度、微生物,故选abd。
(3)加压后,水分子从右侧通过淡化膜进入左侧,所以左侧液面升高;
淡化膜只允许水通过,海水通过淡化膜前需要先除去其中混有的固体难溶物,防止固体难溶物堵塞淡化膜,降低净水效率。
(4)水电解生成氢气和氧气,文字表达式为:水氢气+氧气;
为了收集较纯净的气体,打开电源前需要将两个注射器的活塞推到最顶端;
图4氢气燃烧生成水(烧杯内壁出现水珠)可以用来探究水的组成,氢气含有氢元素,氧气含有氧元素,根据反应前后元素种类不变,可以推出水是由氢元素和氧元素组成。
(5)① 氢气燃烧的产物是水,从燃烧产物的角度看,其作为燃料的优点是:只生成水,不污染环境。
② 氢气沸点为-252.8℃,控制到此温度有一定的困难,据此分析氢气作为燃料需要解决的不足是:难运输、储存。
5.(2025-2026九上·湖北随州·期中)某兴趣小组用下图所示流程制取二氧化锰并探究其性质。
(1)图中“操作n”的名称是 。
(2)“操作n”是利用___________不同实现“溶液A”与“固体B”的分离。(填字母序号)
A. 气味 B. 熔点 C. 沸点 D. 溶解性
(3)下列对步骤②的相关说法正确的是___________(填序号)。
A. 二氧化锰作为催化剂 B. 二氧化锰能使生成氧气的质量增加
C. 二氧化锰的质量随着反应而减少 D. 二氧化锰可以作任何反应的催化剂
(4)请写出高锰酸钾受热分解的化学反应方程式 。
(5)若测得步骤①中所生成的氧气(全部被收集)质量为1.5 g,则称量的“高锰酸钾”为 (填“纯净物”或“混合物”)。
【答案】(1)过滤 (2)D (3)A (4) (5)混合物
【解析】(1)“操作n”实现了固体与液体的分离,对应实验操作中的过滤。
(2)“溶液A”是可溶物的溶液,“固体B”是不溶物,利用的是物质溶解性的不同实现分离,与气味、熔点、沸点无关,故选D。
(3)A、步骤② 中二氧化锰可作过氧化氢分解反应的催化剂,说法正确。
B、催化剂不改变生成物的质量,说法错误。
C、催化剂在反应前后质量不变,说法错误。
D、二氧化锰不是所有反应的催化剂(如不能催化铁生锈),说法错误。
故选A。
(4)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为 。
(5)称取15.8g高锰酸钾,加热至质量不再变化,假设15.8g高锰酸钾完全反应生成氧气的质量为x,则
x=1.6g
实际只收集到1.5g氧气,说明高锰酸钾样品含有杂质,属于混合物。
6.(2025-2026九上·湖北荆州·期中)硝酸铵是一种常见的化肥,极易溶于水,易吸湿结块,受猛烈撞击或受热会发生爆炸。如图是以空气为原料合成硝酸铵的工业流程。分析流程,回答问题:(特别提示:氨气的化学式为)
(1)步骤①得到的其他气体中稀有气体的一种用途是 。
(2)步骤③中发生反应的符号表达式为 。
(3)步骤⑤中只有硝酸铵生成,该反应属于基本反应类型中的 。上述整个流程涉及的物质中共有 种单质。
(4)保存硝酸铵时,要注意 。
【答案】(1)制成多种用途的电光源 (2) (3)① 化合反应 ② 3 (4)阴凉、干燥、防潮、防撞击
【解析】(1)稀有气体通电会发出不同颜色的光,可以制成多种用途的电光源,故填:制成多种用途的电光源;
(2)步骤③ 中氨气和氧气在催化剂和加热的条件下反应生成一氧化氮和水,符合表达式为。
(3)步骤⑤ 中氨气和硝酸反应只生成硝酸铵,符合“多变一”的特点,属于化合反应;单质是同种元素组成的纯净物,上述整个流程涉及的物质中氮气、氧气、氢气为单质,共3种。
(4)硝酸铵是一种常见的化肥,极易溶于水,易吸湿结块,受猛烈撞击或受热会发生爆炸,所以保存硝酸铵时应注意阴凉、干燥、防潮、防撞击,故填:阴凉、干燥、防潮、防撞击。
7.(2025-2026九上·湖北武汉四区·期中)氮气()与氢气()反应生成氨气()的生产过程叫合成氨。合成氨相关研究曾三次获得诺贝尔化学奖,是人类科学技术上的一项重大突破。合成氨工艺的主要流程如图所示。
(1)构成氮气和氢气的微观粒子是 (填“分子”或“原子”)。
(2)氨气()中N、H元素的质量比是 ,其中N元素化合价是 价。
(3)合成塔中的反应在高温高压、催化剂条件下进行,写出合成塔中发生化学反应的文字表达式 。
(4)根据表中的数据回答问题。
物质
H2
N2
沸点/℃()
在时,要将工业合成氨的产物氨气()从氨分离器中分离开来,温度(t)的控制范围是 。
【答案】(1)分子 (2)① 14:3 ② -3 (3) (4)
【解析】(1)氮气和氢气均属于气态非金属单质,故构成氮气和氢气的微观粒子是分子;
(2)氨气中N、H元素的质量比是:14:3;
氨气中氢元素显+1价,设氮元素的化合价为x,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得:,x=-3;
(3)合成塔中的反应为氮气和氢气在高温高压和催化剂的作用下反应生成氨气,该反应的文字表达式为:;
(4)在时,要将工业合成氨的产物氨气()从氨分离器中分离开来,温度应高于氮气的沸点,低于氨气的沸点,使氮气和氢气变为气体分离出来,故温度(t)的控制范围是:-195.8℃≤t<-33.35℃。
8.(2025-2026九上·湖北孝感汉川市·期中)水是人类赖以生存的重要物质。
Ⅰ.净化天然水为饮用水
生命吸管可直接将污水净化为饮用水,主要处理步骤如图所示。
(1)生命吸管中活性炭的主要作用是 。
(2)直径为0.5微米的微粒能被某超滤膜除去,该超滤膜的孔径大小可能为_______(填字母)。
A. 3微米 B. 0.1微米 C. 6微米
Ⅱ.从变化的角度认识水
(3)利用如图(甲)实验探究水的组成。与b管相连接的是电源的(填“正”或“负”)极,电解水的符号表达式为 。
(4)电解纯水速率较慢,为探究不同电压和不同浓度NaOH溶液对电解水速率的影响,兴趣小组进行多次实验,测得产生20mL氢气所需时间如图(乙)所示,由此得知,电解水速率最快的条件是 。
【答案】(1)吸附水中的色素和异味 (2)B (3) (4)6V、5%的氢氧化钠溶液
【解析】(1)活性炭具有吸附性,能吸附水中的色素和异味。
(2)直径为0.5微米的微粒能被某超滤膜除去,则该超滤膜的孔径应小于0.5微米,故选B。
(3)电解水时,正极产生氧气,负极产生氢气,且生成的氧气和氢气的体积比约为1:2,由图可知,b管收集的气体为氢气,则与b管相连接的为电源负极;
电解水生成氢气和氧气,反应的符号表达式为:。
(4)由图可知,当电压为6V、氢氧化钠溶液浓度为5%时,收集20mL氢气所需时间最短,则反应速率最快。
9.(2025-2026九上·湖北孝感汉川市·期中)氮气在生活、生产中有重要用途。以氮气(N2)为原料制取氨气(NH3)生产工艺如图:
请回答下列问题:
(1)工艺流程中发生化学变化的是 (填“合成塔”、“氨分离器”或“循环压缩机”)。
(2)工艺流程中属于纯净物是 (填“①”、“②”、“③”或“④”)。
(3)水冷器的作用是 。
(4)循环气体中主要成分是 。
(5)氮气和氢气在高温高压条件下反应生成氨气,写出此反应的符号表达式 。
【答案】(1)合成塔 (2)③ (3)把氨气液化成液体 (4)氮气和氢气 (5)
【解析】(1)合成塔中氮气和氢气反应生成氨气,有新物质生成,属于化学变化,氨分离器中只是氨气的状态发生了改变,无新物质生成,属于物理变化,循环压缩机中无新物质生成,属于物理变化;
(2)① 由氮气和氢气混合而成,属于混合物;② 由氨气、氮气、氢气混合而成,属于混合物;③ 为液体氨气,由氨气一种物质组成,属于纯净物;④ 由氮气和氢气混合而成,属于混合物,故属于纯净物的是③ ;
(3)由图可知,经过水冷器和氨分离器后分离出液体氨气,所以水冷器的作用是把氨气液化成液体;
(4)由图可知,循环气体中的主要成分是氮气和氢气;
(5)氮气和氢气在高温高压条件下反应生成氨气,该反应的符号表达式为:。
考点02 跨学科实践与情境应用题
1.(2025-2026九上·湖北黄石·期中)“富氧空气”是指氧气含量高于普通空气的气体,可用于航天、医疗、炼钢等。某化学小组欲混制“富氧空气”并开展项目式探究。
该小组计划先制取一定体积的氧气,然后与一定体积的氮气混合制备100 mL“富氧空气”。
【查阅资料】目前市场上常见家用制氧机的工作原理有两种:分离空气法和化学试剂法。
【讨论交流】
(1)工业上制氧气,利用液态空气中各组分沸点的差异来分离,用该方法制取氧气时发生的是 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)用过氧化氢溶液制取氧气,反应的文字表达式为 。
【答案】(1)
物理 (2)
【解析】(1)工业上通过分离液态空气制氧气时,利用液态氮(沸点-196℃)和液态氧(沸点-183℃)的沸点差异进行分馏。此过程仅通过物理手段(降温、升温)分离混合物中的成分,未生成新物质,因此属于物理变化。
(2)过氧化氢在二氧化锰(催化剂)作用下分解为水和氧气。文字表达式为 。
2.(2025-2026九上·湖北孝感安陆·期中)随着环保意识的提高,人们对空气质量越来越关注,某实践活动小组在老师的带领下,对空气质量检测等开展了一系列项目式学习。
【活动一】寻找微型空气质量“检测站”
微型空气质量检测系统用于实时、准确检测室外空气污染物,其结构如图所示。
(1)图中太阳能板可将太阳能转化为 。
(2)你认为微型空气质量“检测站”通常在 (填某一个地方)容易找到。
【活动二】观察微型空气质量“检测站”
(3)同学们找到一个微型空气质量“检测站”,通过仔细观察,发现空气污染首要污染物几乎都是PM10(可吸入颗粒物或微尘),它可能对人体的 (填“呼吸系统”或“消化系统”)造成危害。
【活动三】展望微型空气质量“检测站”
(4)同学们认识到了空气质量检测的重要性,在本次项目式学习活动中,提出了许多合理化的建议,作为中学生,你可以做的是 (答一条)。
【答案】(1)电能 (2)交通枢纽、工业园区、居民区、交通干道等 (3)呼吸系统 (4)骑自行车上学、参与校园植树活动等
【解析】(1)太阳能板可将太阳能转化为电能;
(2)微型空气质量“检测站”通常在人口密集或污染源集中的区域,如交通枢纽、工业园区、居民区、交通干道等容易找到;
(3)空气与呼吸有关,因此可能对人体的呼吸系统造成危害;
(4)作为中学生,为改善空气质量,可以做的是:骑自行车上学、参与校园植树活动等。
3.(2025-2026九上·湖北孝感孝南区·期中)某中学化学实验小组开展了《微型空气质量“检测站”的组装与使用》跨学科实践活动。
活动一:了解城市空气质量
(1)图1为某城市2025年9月8日的空气质量情况。
①9月8日该市空气主要污染物浓度最高的物质为 。
②图中的“X”代表 (填字母)。
a.氮气 b.氧气 c.二氧化碳 d.二氧化氮
活动二:检测某小区地下车库中的有害气体
(2)化学实验小组用微型空气质量“检测站”测得某小区地下车库中一氧化碳浓度如图2所示。一氧化碳浓度最大的时间段是 (填“”、“”或“”)。
活动三:成果分享
(3)同学们通过跨学科实践活动,了解了微型空气质量“检测站”的组装和使用、有害气体的检测等,他们一起制作了保护空气倡议书,请你将其补充完整。
保护空气倡议书为了使天空更蓝,人类正在积极行动,我们能做的很多,比如,其中一种保护空气的具体做法是 。
【答案】(1)① 臭氧O3 ② d (2) (3)绿色出行 植树造林(合理即可)
【解析】(1)① 观察图1中各空气主要污染物的浓度数据,臭氧的浓度为80μg/m3,是所有污染物中浓度最高的,所以当日空气主要污染物浓度最高的物质为臭氧;
② 空气污染物包括:一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、细颗粒物、可吸入颗粒物、臭氧等,故选d。
(2)由图2可知,在t1~t2时间段,一氧化碳浓度对应的曲线最高,所以一氧化碳浓度最大的时间段是t1~t2。
(3)保护空气的具体做法有很多,比如植树造林、绿色出行等合理即可。
4.(2025-2026九上·湖北武汉青山·期中)某项目小组在实践活动上制作了一台简易“制氧机”,如图1所示。图2是实验室制取氧气的部分装置。已知:超氧化钾(KO2)可作生氧剂,为黄色固体,能分别与CO2、H2O反应生成O2和白色固体,产氧效率高。回答下列问题。
(1)实验室常用装置甲制取某种气体,推测其反应物为________(填标号)。
A. CH3COONa固体和碱石灰固体 B. Al4C3固体和水
(2)实验室若用装置乙制取氧气,反应的化学方程式为 。
(3)若用装置丙收集氧气,氧气应从 (填“m”或“n”)端进入。
(4)根据化学方程式4KO2+2H2O=4X+3O2↑,推断X的化学式为 。
(5)该“制氧机”使用一段时间后,观察到生氧剂基本由 ,则已失效。
【答案】(1)A (2) (3)m (4)KOH (5)黄色(固体)变成白色
【解析】(1)A、CH3COONa固体和碱石灰固体制取气体,由于反应物的状态为固体,反应条件需要加热,符合装置甲的特点,故A选项符合题意;
B、Al4C3固体和水制取气体,由于反应物的状态为固体和液体,反应条件不需要加热,不符合装置甲的固体加热型特点,故B选项不符合题意。
故选A。
(2)装置乙为固液不加热型发生装置,适用于过氧化氢在二氧化锰催化下分解制取氧气,过氧化氢在二氧化锰催化条件下反应生成水和氧气,该反应的化学方程式为2H2O2 2H2O+O2↑。
(3)因为氧气密度比空气大,用装置丙收集氧气时,氧气应从长管m端进入,将空气从短管n端排出。
(4)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变。在反应4KO2+2H2O=4X+3O2↑中,反应前钾原子、氧原子、氢原子的数目分别为4、10、4,反应后已知氧原子数目为6,则4个X微粒中应含有4个钾原子、4个氢原子和4个氧原子,所以X的化学式为KOH。
(5)由于超氧化钾(KO2)为黄色固体,能分别与CO2、H2O反应生成O2和白色固体,所以该“制氧机”使用一段时间后,观察到生氧剂基本由黄色固体变成白色固体,说明超氧化钾已完全反应,则该生氧剂已失效。
5.(2025-2026九上·湖北武汉江岸·期中)氢气是一种清洁、高效能源,正在受到越来越多的关注。氢能产业链分制氢、储氢、用氢等环节。由风能、太阳能等可再生能源发电,再电解水制得的氢气为“绿氢”。由化石燃料制得的氢气为“灰氢”,其成本相对低廉,但会排放大量CO2.某项目小组同学就氢气的制取方法、储存手段、应用优势等方面开展了以下学习和探究。
(1)制取方法。
①该小组模拟制得“绿氢”的化学反应方程式是 。
②上述制取“绿氢”实验中产生氢气的体积坐标曲线如甲图所示,请在甲图上画出产生氧气的体积曲线 。
(2)储存手段。
目前常用的固态储氢材料是某种镁合金(工作原理如乙图),在熔炼镁合金时,需要通入氩气作保护气,这是因为氩气 。
(3)应用优势。
该小组同学进行图1所示实验(氢气、天然气均完全燃烧),将测得的数据绘制成图2所示曲线。结合所学知识对实验及曲线进行分析,得出的结论是 。
【答案】(1)① ② (2)化学性质不活泼 (3)氢气完全燃烧放出的热量比同质量的天然气多
【解析】(1)① 由风能、太阳能等可再生能源发电,再电解水制得的氢气为“绿氢”,发生的反应是水在通电条件下分解生成氢气和氧气,化学方程式为 ;
②由风能、太阳能等可再生能源发电,再电解水制得的氢气为“绿氢”,电解水生成氢气与氧气的体积比约为2:1,则在甲图上画出产生氧气的体积曲线为;
(2)在熔炼镁合金时,需要通入氩气作保护气,这是因为氩气化学性质不活泼,可用作保护气,防止镁被氧化;
(3)由图可知,相同质量的氢气和天然气完全燃烧加热1L水时,氢气燃烧测得水的温度更高,说明氢气燃烧放出的热量更多,由此得出的结论是:氢气完全燃烧放出的热量比同质量的天然气多。
6.(2025-2026九上·湖北孝感孝昌县·期中)学习小组决定开展“为鱼缸增氧”的跨学科实践活动。
【任务一】了解鱼缸增氧原理
(1)由于氧气 (填“易”或“不易”)溶于水,需要往鱼缸内增氧以保证鱼的正常生存。
【任务二】讨论获得氧气的方法
(2)经过调查:某便携式富氧仪常使用膜分离技术,在一定压力下,利用高分子膜的选择透过性功能分离空气中的氧气和氮气,得到含氧量较高的富氧空气,工作原理如图1所示。
①图1中“”表示 (填化学用语)。
②图1便携式富氧仪中空气通过氧气分离膜时,氮分子渗透速率 (填“大于”或“小于”)氧分子渗透速率
【任务三】设计鱼缸增氧装置
小组同学决定往水中鼓入空气或氧气为鱼缸增氧,设计以下两种简易增氧装置。
(3)松开甲装置A瓶瓶盖,即可将B瓶中的空气通入鱼缸实现增氧;乙装置利用电动马达推拉注射器活塞,往鱼缸通入空气实现增氧。
①当乙装置马达拉动注射器活塞时,呈关闭状态的单向阀是 (填“”或“”),
②与甲装置相比,乙装置具有诸多优点。请你说出其中一条优点: 。
【任务四】反思与拓展
(4)小组同学认为在鱼缸内种植水草也能为鱼缸增氧,原因是 。
【答案】(1)不易 (2)① N2 ② 小于 (3)① K2 ② 可以控制增氧的速率,能更精准地控制进入鱼缸的空气量等 (4)水草在光照条件下能进行光合作用,产生氧气
【解析】(1)由于氧气不易溶于水,需要往鱼缸内增氧以保证鱼的正常生存;
(2)①氮气约占空气体积的78%,氧气约占空气体积的21%,故空气中氮气的含量多,则图1中“”表示氮分子,分子用化学式表示,故填:N2;
②从图1可知,经过氧气分离膜后,得到富氧空气,说明氧气分子能更多地通过分离膜,即氮分子渗透速率小于氧分子渗透速率;
(3)① 当乙装置马达拉动注射器活塞时,装置内压强减小,此时,外部空气会通过单向阀进入注射器。单向阀的作用是允许气体单向流动,防止气体回流。因此,当注射器活塞被拉动时,单向阀K1会打开,允许外部空气进入注射器,而单向阀K2会关闭,防止气体从鱼缸回流到注射器中。所以,呈关闭状态的单向阀是K2;
② 与甲装置相比,乙装置的优点有可以控制增氧的速率、能更精准地控制进入鱼缸的空气量等;
(4)小组同学认为在鱼缸内种植水草也能为鱼缸增氧,原因是水草在光照条件下能进行光合作用,产生氧气,从而增加水中的氧气含量。
7.(2025-2026九上·湖北武汉武昌·期中)兴趣小组开展关于“水”的实践活动。
任务一:自制净水器并进行水质检测:小组同学用注射器、蓬松棉、活性炭、小卵石、石英砂等自制一个便携净水器,如图1。
(1)该净水器没有用到的净水方法是_______(填字母)。
A. 过滤 B. 吸附 C. 消毒 D. 蒸馏
(2)长江水经图1装置净化后所得的水是 (填“纯净物”或“混合物”)。
(3)水质检测:TDS值是水质的一项重要指标,TDS值和水质纯度的关系如图2。某水样经自制净水器净化后的TDS值如图3,则净化后的水质纯度为 。
任务二:兴趣小组设计了如图所示的装置电解水。
(4)水在通电时发生化学变化的文字表达式是 。
(5)下列说法正确的是_______(填字母)。
A. 该实验说明水是由氢、氧元素组成的
B. 实验过程中两电极产生气泡速率相同
C. 左侧针筒内产生的气体体积大约是右侧的两倍
D. 实验过程中没有发生变化的粒子是氢原子、氧原子
E. E. 水中加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液以增强导电性
【答案】(1)CD (2)混合物 (3)一般 (4) (5)ADE
【解析】(1)小卵石、石英砂能起到过滤作用(除去不溶性杂质),活性炭具有吸附性,能吸附色素和异味,该净水器没有用到消毒和蒸馏的净水方法,故选CD;
(2)长江水经图1装置净化后,只是除去了不溶性杂质和部分色素、异味,水中还含有可溶性杂质,所以所得的水是混合物;
(3)由图2可知,TDS值为159PPM时,在100~300之间,水质纯度为一般;
(4)水在通电条件下分解生成氢气和氧气,文字表达式:;
(5)A、电解水生成氢气和氧气,氢气由氢元素组成,氧气由氧元素组成,根据化学反应前后元素种类不变,说明水是由氢、氧元素组成的,此选项正确;
B、实验过程中,与电源正极相连的电极产生氧气,与电源负极相连的电极产生氢气,氢气与氧气的体积比约为2:1,所以两电极产生气泡速率不同,此选项错误;
C、左侧针筒与电源正极相连,产生氧气,右侧针筒与电源负极相连,产生氢气,氧气与氢气的体积比约为1:2,所以应该是右侧针筒内产生的气体体积大约是左侧的两倍,此选项错误;
D、在化学变化中,分子可分,原子不可分,所以实验过程中没有发生变化的粒子是氢原子、氧原子,此选项正确;
E、水的导电性很弱,水中加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液能增强导电性,此选项正确。
故选:ADE。
试卷第1页,共3页
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让教与学更高效
专题08工艺流程题跨学科实践与情境应用题
2大高频考点
考点01工艺流程题
考点02跨学科实践与情境应用题
》
考点01工艺流程题
1.【答案】(1)①原料来源广泛、成本低
②沸点
(2)稳定
(3)-
183.0
(4)N2+02
一定条件
2.【答案】(1)物理变化
(2)气体分子间的间隔大,容易被压缩
(3)A
(4)空气来源广,成本低(合理即可)
(5)碳十氧气点檐二氧化碳
3.【答案】(1)①过滤
②漏斗、玻璃棒、烧杯
(2)活性炭
(3)
ABC
(4)4A,0+3Fe高温
4.【答案】(1)①絮凝
②吸附
③漏斗
(2)abd
(3)①上
通电
升
②防止固体难溶物堵塞淡化膜,降低净水效率
(4)①水氢气+氧
气
②是
③能
(5)①只生成水,不污染环境
②难运输、储
存
5.【答案】(1)过滤
(2)D
(3)A
(4)2KMn04
(5)
混合物
催化剂
6.【答案】(1)制成多种用途的电光源
(2)NH,+0,gNO+H,0
(3)①
化合反应
②3
(4)阴凉、干燥、防潮、防撞击
7.【答案】(1)分子
(2)①14:3
②3
(3)
高温高压
氮气+氢气
氨气
(4)-195.8C≤t<-33.35C
催化剂
8.【答案】(1)吸附水中的色素和异味
(2)B
通电
(3)H,0H+02
(4)6V、5%的氢氧化钠溶液
9.【答案】(1)合成塔
(2)③
(3)把氨气液化成液体
(4)氮气和氢
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高温、高压
(5)N2+H2
NH3
》
考点02跨学科实践与情境应用题
1.【答案】(1)
物理
(2)
二氧化锰
过氧化氢
2.【答案】(1)电能
(2)交通枢纽、工业园区、居民区、交通干道等
(3)呼吸
系统
(4)骑自行车上学、参与校园植树活动等
3.【答案】(1)①臭氧0
②d
(2)t1~t2
(3)绿色出行植树造林(合
理即可)
4.【答案】(1)A
MnO2
(2)2H,0,
(3)m(4)KoH(5)黄色(固体)
变成白色
个体积/mL
10
8
6
2山,0通电
4
2
024
6
8
5.【答案】(1)①
②
时间/min
(2)化学性质
不活泼
(3)氢气完全燃烧放出的热量比同质量的天然气多
6.【答案】(1)不易
(2)①N
②小于
(3)①K
②可以控制
增氧的速率,能更精准地控制进入鱼缸的空气量等
(4)水草在光照条件下能进行光合作用,
产生氧气
7.【答案】(1)CD
(2)混合物
(3)一般
通电
(4)水,氢气+氧气
(5)ADE
212