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押題02綜合應(yīng)用題一、綜合應(yīng)用題1.(2023·江蘇蘇州·蘇州工業(yè)園區(qū)星灣學(xué)校校考模擬預(yù)測)海水中含有大量鹽類,海水淡化是綜合利用海洋資源的重要產(chǎn)業(yè)。某種海水淡化裝置允許水分子透過,阻止鹽類透過。采用該裝置淡化海水,可分別獲得濃鹽水和淡水。(1)①進(jìn)入淡化裝置前的海水必須進(jìn)行預(yù)處理,可用純堿除去大部分鈣鹽和鎂鹽,寫出純堿與CaCl2生成沉淀的化學(xué)方程式________。②分離出的濃鹽水相比較原海水,不變的是_______(填序號(hào))。A.各溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
B.各溶質(zhì)的質(zhì)量
C.溶劑的質(zhì)量③該方法除了用于海水淡化,還可用于______(填序號(hào))。A.硬水軟化
B.污水處理
C.物質(zhì)鑒別(2)某工廠淡化海水后得到的濃鹽水和淡水中鹽類物質(zhì)含量如下表(微量鹽類忽略不計(jì))。國家規(guī)定居民生活用水中鹽類物質(zhì)總含量≤500mg·L-1,計(jì)算并推斷所得淡水中鹽類總含量______生活用水的標(biāo)準(zhǔn)(填“達(dá)到”或“未達(dá)到”);該工廠一套淡化裝置每小時(shí)產(chǎn)生濃鹽水300L,其中含有NaCl_______kg。氯化鈉氯化鎂硫酸鎂硫酸鈣淡水0.170.0124.8×10-48.5×10-4濃鹽水45.03.63.30.14(3)淡化海水所得的濃鹽水中含大量MgCl2,可制各金屬鎂,主要物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示:已知:1.MgCl2溶解度隨溫度升高而增大。2.MgCl2的溶液為中性。3.MgCl2在酸性溶液中結(jié)晶,可避免與水反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂沉淀。①寫出步驟1的主要反應(yīng)方程式______。該過程使用石灰乳,而不用澄清石灰水的原因是______。②濃鹽水經(jīng)過步驟1和2兩步反應(yīng)后又獲得了MgCl2,設(shè)計(jì)這兩步的目的是_______。③圖中未涉及的反應(yīng)類型為_______。A.化合反應(yīng)
B.分解反應(yīng)C.置換反應(yīng)
D.復(fù)分解反應(yīng)④步驟2分兩步完成,第一步加入物質(zhì)X,第二步降溫結(jié)晶得到純凈的MgCl2。第一步應(yīng)加入_______。⑤鎂在空氣中燃燒發(fā)出耀眼白光,依據(jù)此現(xiàn)象可用鎂制作______(寫出一種即可)?!敬鸢浮?1)
CaCl2+Na2CO3=2NaCl+CaCO3↓
B
AB(2)
達(dá)到
13.5(3)
MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓.+CaCl2
使氯化鎂充分反應(yīng)
提純氯化鎂,去除雜質(zhì)
C
稀鹽酸
照明彈【解析】(1)①純堿是碳酸鈉的俗名,碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)生成氯化鈉和碳酸鈣沉淀,化學(xué)方程式為:CaCl2+Na2CO3=2NaCl+CaCO3↓;②分離出的濃鹽水相比較原海水,不變的是各溶質(zhì)的質(zhì)量,故選B;③海水淡化裝置允許水分子透過,阻止鹽類透過。該方法除了用于海水淡化,還可用于硬水軟水、污水處理,故選:AB;(2)淡水中每升所含鹽類物質(zhì)總質(zhì)量為,故所得淡水中鹽類總含量達(dá)到生活用水的標(biāo)準(zhǔn);該工廠一套淡化裝置每小時(shí)產(chǎn)生濃鹽水300L,其中含有NaCl質(zhì)量為:;(3)①石灰乳主要成分是氫氧化鈣,氫氧化鈣與氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈣,化學(xué)方程式為:MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓.+CaCl2;石灰乳中氫氧化鈣含量更高,該過程使用石灰乳,而不用澄清石灰水的原因是使氯化鎂充分反應(yīng);②濃鹽水經(jīng)過步驟1和2兩步反應(yīng)后又獲得了MgCl2,設(shè)計(jì)這兩步的目的是提純氯化鎂,去除雜質(zhì);③氫氧化鈣與氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈣,氫氧化鎂和鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和水,屬于復(fù)分解反應(yīng);氯化鎂電解生成金屬鎂和氯氣,符合一變多,屬于分解反應(yīng);氫氣在氯氣中燃燒生成氯化氫,屬于化合反應(yīng),圖中未涉及的反應(yīng)類型為置換反應(yīng)。故選C;④步驟2分兩步完成,第一步加入物質(zhì)X,第二步降溫結(jié)晶得到純凈的MgCl2,第一步應(yīng)加入稀鹽酸;⑤利用鎂燃燒發(fā)出耀眼的白光這一特殊現(xiàn)象,可用鎂制造照明彈(合理即可)。2.(2023春·江蘇揚(yáng)州·九年級(jí)校聯(lián)考階段練習(xí))氫氣是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?,它的開發(fā)與儲(chǔ)存是目前研究的熱點(diǎn)。Ⅰ.北京冬奧大量使用氫能,標(biāo)志著我國氫能研制走在了世界前列。(1)北京冬奧會(huì)滑雪使用的是氫能客車搭載“氫騰”燃料電池系統(tǒng),“氫騰”燃料電池工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化形式為______能轉(zhuǎn)化為電能。Ⅱ.氫氣是高熱值清潔燃料,目前主要通過電解水和天然氣催化重整的方法獲取氫氣,其中天然氣催化重整制氫涉及的反應(yīng)原理為:(第1步)CH4H2,(第2步)CO+H2OCO2+H2(2)第1步反應(yīng)的微觀示意圖如下圖所示:①該反應(yīng)中涉及的氧化物有______種。②該反應(yīng)生成C和D的分子個(gè)數(shù)比為______。③該反應(yīng)中,元素化合價(jià)保持不變的是_______(填元素符號(hào))。④通過上述兩步天然氣重整制氫,16g甲烷與足量的H2O反應(yīng),理論上最終能獲得_______gH2。(3)向催化重整體系中投入一定量的CaO可以吸收CO2,從而提高H2的百分含量。H2體積分?jǐn)?shù)和CaO消耗率隨時(shí)間變化關(guān)系如圖1。從t1起,H2體積分?jǐn)?shù)降低且CaO吸收CO2的速率變慢,可能的原因是_______。Ⅲ.Mg17Al12是一種特殊的鎂合金。(4)該合金是一種儲(chǔ)氫材料,完全吸氫后得到MgH2和Al,“儲(chǔ)氫過程”屬于_______(填“物理”或“化學(xué)”)變化。(5)單位質(zhì)量的MgH2分解釋放出氫氣的質(zhì)量隨時(shí)間的變化如圖2所示,其中溫度T1、T2、T3由小到大的順序是_______?!敬鸢浮?1)化學(xué)(2)
2
1:3
O
8(3)CaO吸收CO2生成CaCO3覆蓋在CaO表面,阻礙吸收進(jìn)行(4)化學(xué)(5)T3<T2<T1【解析】(1)“氫騰”燃料電池工作時(shí)將化學(xué)物質(zhì)中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。(2)①氧化物由兩種元素組成,其中一種是氧元素。B(H2O)和C(CO)是氧化物,所以該反應(yīng)中涉及的氧化物有2種;②該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。C和D的分子個(gè)數(shù)比為1:3。③單質(zhì)中元素化合價(jià)為0,化合物中元素化合價(jià)不為0,因有氫氣生成,所以氫元素化合價(jià)一定改變。CH4中碳元素為-4價(jià),H2O中氧元素為-2價(jià),CO中碳元素為+2價(jià),氧元素為-2價(jià),所以元素化合價(jià)保持不變的是O;④根據(jù)甲烷和水反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣的化學(xué)方程式可知,16份質(zhì)量的甲烷完全反應(yīng)生成6份質(zhì)量的氫氣和28份質(zhì)量的一氧化碳。根據(jù)第2步的化學(xué)方程式可知。28份質(zhì)量的一氧化碳可以轉(zhuǎn)化為2份質(zhì)量的氫氣,所以16g甲烷與足量的水反應(yīng),理論上最終能生成6g+2g=8g的氫氣。(3)從圖像可知,反應(yīng)一段時(shí)間后CaO的消耗率變慢,而氫氣的體積分?jǐn)?shù)下降,則可推測有物質(zhì)阻礙了CaO與二氧化碳的反應(yīng)。則可能原因是CaO吸收CO2生成CaCO3覆蓋在CaO表面,阻礙吸收進(jìn)行。(4)在儲(chǔ)氫過程中有新物質(zhì)生成,則屬于化學(xué)變化。(5)溫度越高,反應(yīng)速度越快,則釋放出氫氣的速度越快,所以溫度的大小為T3<T2<T1。3.(2023春·江蘇揚(yáng)州·九年級(jí)校聯(lián)考階段練習(xí))碳及其化合物的綜合利用能使世界變得更加絢麗多彩。Ⅰ.碳的多樣性碳元素是人類接觸和利用最早的元素之一。由碳元素組成的單質(zhì)可分為無定形碳、過渡態(tài)碳和晶形碳三大類,如圖。石墨是制鉛筆芯的原料之一,在16世紀(jì)被發(fā)現(xiàn)后,曾被誤認(rèn)為是含鉛的物質(zhì)。直到18世紀(jì),化學(xué)家將石墨與KNO3共熔后產(chǎn)生CO2,才確定了它是含碳的物質(zhì)。(1)金剛石屬于______(填字母序號(hào))。a.無定形碳
b.過渡態(tài)碳
c.晶形碳(2)證明石墨是含碳物質(zhì),是通過石墨與KNO3共熔生成二氧化碳來判斷,其依據(jù)原理是______。Ⅱ.碳中和(3)廣袤無際的自然界是一個(gè)碳的世界。碳在自然界中的循環(huán)變化,對于生態(tài)環(huán)境有極為重要的意義。隨著工業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展和人們生活水平的提高,排入大氣中的CO2越來越多,會(huì)導(dǎo)致______的加劇。減少CO2排放,實(shí)現(xiàn)碳中和,已成為全球共識(shí)。碳循環(huán)、碳替代、碳減排、碳封存是實(shí)現(xiàn)碳中和的4種主要途徑。(4)碳循環(huán):碳循環(huán)是自然界中的重要循環(huán),綠色植物通過______吸收CO2。(5)碳替代:實(shí)現(xiàn)碳替代,可用清潔的新能源替代高污染能源。下列屬于新能源的是_____(填字母序號(hào))。a.太陽能
b.地?zé)崮?/p>
c.國六B汽油(6)碳減排:實(shí)現(xiàn)碳減排,以下措施可行的是________(填字母序號(hào))。a.出行乘坐公共交通
b.提高能源的使用效率
c.禁止使用化石燃料(7)碳封存:CO2的吸收是碳封存的首要環(huán)節(jié),常選用NaOH、氨水等作吸收劑。如圖是一種利用氫氧化鈉溶液捕集CO2的主要技術(shù)流程。①利用氫氧化鈉溶液與CO2的反應(yīng)可以吸收CO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。捕捉室中采用噴淋方式加入氫氧化鈉溶液,其優(yōu)點(diǎn)是______。②整個(gè)流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)除水外還有______(寫化學(xué)式)?!敬鸢浮?1)c(2)化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變##質(zhì)量守恒定律(3)溫室效應(yīng)(4)光合作用(5)ab(6)ab(7)
增大反應(yīng)物之間的接觸面積,使反應(yīng)更快更充分
CaO、NaOH【解析】(1)由圖可知,金剛石是晶形碳,故選c。(2)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變,二氧化碳中含有碳元素,而KNO3中不含碳元素,則說明石墨為含碳物質(zhì)。(3)空氣中二氧化碳含量過高,會(huì)引起溫室效應(yīng)的加劇。(4)植物通過光合作用可吸收二氧化碳。(5)太陽能、地?zé)崮芫鶎儆谛履茉?,而汽油屬于化石燃料,故選ab。(6)a、出行乘坐公共交通,能減少化石燃料的使用,且減少污染,該措施可行;b、提高能源的使用效率,能保護(hù)能源,且減少污染,該措施可行;c、目前使用的主要能源為化石燃料,則不能完全禁止使用,該措施不可行。故選ab。(7)①氫氧化鈉能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為;采用噴淋方式加入氫氧化鈉溶液,能增加反應(yīng)物的接觸面積,使反應(yīng)更快更充分。②有流程可知,該過程中既有氫氧化鈉、氧化鈣的生成,又需要氧化鈣和氫氧化鈉,則可循環(huán)使用的物質(zhì)為CaO、NaOH。4.(2023春·江蘇揚(yáng)州·九年級(jí)校聯(lián)考階段練習(xí))硫酸銅是一種重要物質(zhì)。Ⅰ.硫酸銅晶體的制備某化學(xué)興趣小組提出可以用回收的廢舊電線獲得的含銅廢料制備藍(lán)色膽礬(CuSO4?XH2O)。查閱資料:①過氧化氫常溫下會(huì)緩慢分解為氧氣和水。對其水溶液加熱、光照或加催化劑(如MnO2)都促進(jìn)其分解。②CuSO4?XH2O易溶于水難溶于酒精,加熱時(shí)會(huì)逐步失去結(jié)晶水,最終生成CuSO4。③白色粉末CuSO4易與水化合生成CuSO4?XH2O方案1:原原同學(xué)根據(jù)已學(xué)知識(shí),提出了制備硫酸銅方案:方案2:驊驊同學(xué)查閱資料歸納了一種工業(yè)制備硫酸銅的流程:(1)方案1中形成藍(lán)色溶液的化學(xué)反應(yīng)方程式是:_______。(2)方案2中,加入H2O2后要求溫度控制在50℃到60℃是為了防止______。(3)從能耗角度對兩套方案的不同部分進(jìn)行比較,你認(rèn)為方案______(填“1”或“2”)更合理。(4)方案中“一系列操作”依次為:過濾、______、冷卻結(jié)晶、______(填字母序號(hào))。a.蒸發(fā)濃縮
b.加水稀釋
c.加水溶解
d.過濾(5)溶液M、N都是CuSO4的______(選填“飽和”、“不飽和”或“不一定飽和”)溶液。(6)所得硫酸銅晶體需要洗滌后晾干,最合適的洗滌試劑是______。(填字母序號(hào))a.冷蒸餾水
b.95%的酒精
c.熱蒸餾水Ⅱ.化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的硫酸銅(7)驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律步驟1:在錐形瓶中加入適量的CuSO4溶液,塞好橡膠塞。將幾根鐵釘用砂紙打磨干凈,將盛有CuSO4溶液的錐形瓶和鐵釘一起放在托盤天平上稱量,記錄所稱質(zhì)量為m1。步驟2:將鐵釘浸入到CuSO4溶液中,塞好橡膠塞。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,待反應(yīng)有明顯現(xiàn)象后,將盛有CuSO4溶液和鐵釘?shù)腻F形瓶一起放在托盤天平上稱量,記錄所稱質(zhì)量為m2。①用砂紙將鐵釘打磨干凈的作用是______。②步驟2中可觀察到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______。該變化可說明Fe和Cu的金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是______。③若m1=m2,可證明參加反應(yīng)的Fe和CuSO4的質(zhì)量總和等于______。(8)某興趣小組同學(xué)在做硫酸銅和氫氧化鈉反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)滴加試劑的順序不同會(huì)產(chǎn)生不同的現(xiàn)象。【查閱資料】①NaOH和CuSO4溶液混合可生成Cu(OH)2、綠色難溶的Cux(OH)y(SO4)z等多種產(chǎn)物。②68℃時(shí),Cu(OH)2發(fā)生分解生成對應(yīng)的金屬氧化物和水;300℃左右Cux(OH)y(SO4)z發(fā)生分解?!舅伎冀涣鳌繉?shí)驗(yàn)一中的藍(lán)色沉淀加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______?!緦?shí)驗(yàn)探究】將實(shí)驗(yàn)二反應(yīng)后的物質(zhì)過濾、洗滌、低溫干燥得淺藍(lán)綠色固體樣品。小組同學(xué)稱取27.6g樣品,在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。①裝配好裝置后,裝藥品前要進(jìn)行的操作是______。②控制溫度為68℃,對樣品進(jìn)行熱分解,至固體質(zhì)量不再減少,再通一段時(shí)間N2。冷卻后測得裝置B增重1.8g。a.再通一段時(shí)間N2的目的是______。b.樣品中Cu(OH)2的質(zhì)量為_______。③取出裝置A中加熱后的剩余固體,溶于適量稀鹽酸完全溶解后,再向溶液中加入過量BaCl2溶液,得11.65g沉淀;繼續(xù)加入過量NaOH溶液,沉淀質(zhì)量增加了24.5g。則Cux(OH)y(SO4)z中x:y:z=______。【拓展延伸】在燒杯中放入20mL某硫酸銅溶液,逐滴加入某濃度的氫氧化鋇溶液,測定混合液pH隨滴入Ba(OH)2溶液體積的變化,結(jié)果如圖。下列說法正確的是______(填字母序號(hào))。a.硫酸銅溶液呈酸性
b.a(chǎn)點(diǎn)燒杯內(nèi)溶液中溶質(zhì)是硫酸銅c.b點(diǎn)燒杯內(nèi)物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電
d.bc段燒杯內(nèi)沉淀質(zhì)量不斷增加【答案】(1)CuO+H2SO4=CuSO4+H2O(2)H2O2受熱分解(3)2(4)
a
d(5)飽和(6)b(7)
除去鐵釘表面的鐵銹
鐵釘表面有紅色固體析出,溶液由藍(lán)色逐漸變成淺綠色
Fe>Cu
反應(yīng)后生成的FeSO4和Cu的質(zhì)量總和(8)
Cu(OH)2CuO+H2O
檢查裝置氣密性
使反應(yīng)生成的水全部排入B中被B吸收
9.8g
3:4:1
abc【解析】(1)銅和氧氣加熱反應(yīng)生成氧化銅,氧化銅和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水,硫酸銅的水溶液為藍(lán)色,所以形成藍(lán)色溶液的化學(xué)反應(yīng)方程式是CuO+H2SO4=CuSO4+H2O。(2)過氧化氫受熱易分解,所以溫度控制在50℃到60℃是為了防止H2O2受熱分解。(3)方案1需要灼燒、加熱等,耗能較高。方案2只有部分操作需要控制溫度在50℃到60℃,能耗較低。所以從能耗角度對兩套方案的不同部分進(jìn)行比較,方案2更合理。(4)方案中“一系列操作”后得到含有結(jié)晶水的硫酸銅晶體,則為降溫結(jié)晶的過程,則依次為過濾、a.蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、d.過濾。(5)溶液M、和N都是硫酸銅的飽和溶液,因?yàn)橐幌盗胁僮骱蠖挤蛛x為硫酸銅晶體和溶液M或N,則溶液M或N不能繼續(xù)溶解硫酸銅,是硫酸銅的飽和溶液。(6)所得硫酸銅晶體需要洗滌后晾干,根據(jù)查閱資料硫酸銅晶體易溶于水難溶于酒精,則最好使用b.95%的酒精洗滌,以免硫酸銅晶體損失。(7)①砂紙打磨可除去表面雜質(zhì),則用砂紙將鐵釘打磨干凈的作用是除去鐵釘表面的鐵銹。②鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅,則現(xiàn)象是鐵釘表面有紅色固體析出,溶液由藍(lán)色逐漸變成淺綠色。活潑金屬能將不活潑金屬從其鹽溶液中置換出來,則該變化可說明Fe和Cu的金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镕e>Cu。③m1為反應(yīng)前錐形瓶及各物質(zhì)的總質(zhì)量,m2為反應(yīng)后錐形瓶及各物質(zhì)的總質(zhì)量。若m1=m2,可證明參加反應(yīng)的Fe和CuSO4的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的FeSO4和Cu的質(zhì)量總和。(8)思考交流:藍(lán)色沉淀是氫氧化鈉和硫酸銅生成的氫氧化銅。氫氧化銅發(fā)生分解生成對應(yīng)的金屬氧化物和水,化學(xué)反應(yīng)元素的種類不變,則生成氧化銅和水,化學(xué)方程式為。實(shí)驗(yàn)探究:①涉及氣體的實(shí)驗(yàn),裝配好裝置后,裝藥品前要進(jìn)行的操作是檢查裝置氣密性。以免裝置漏氣導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗,浪費(fèi)藥品。②該實(shí)驗(yàn)需要將生成的水全部排入B濃硫酸中,則通氮?dú)獾哪康氖鞘狗磻?yīng)生成的水全部排入B中被B吸收。裝置B增重1.8g是生成水的質(zhì)量。水中氫元素的質(zhì)量和氫氧化銅中氫元素的質(zhì)量相同,所以樣品中氫氧化銅的質(zhì)量為。③硫酸根與鋇離子結(jié)合生成硫酸鋇沉淀,則反應(yīng)后得到11.65g硫酸鋇沉淀,則硫酸根的質(zhì)量為。銅離子和氫氧化根離子結(jié)合生成氫氧化銅沉淀,則反應(yīng)后得到24.5g氫氧化銅沉淀。開始?xì)溲趸~加熱生成氧化銅,氧化銅和鹽酸反應(yīng)生成氯化銅,氯化銅和氫氧化鈉反應(yīng)也生成氧化銅,則Cux(OH)y(SO4)z中銅形成氫氧化銅的質(zhì)量為24.5g-9.8g=14.7g,其中銅的質(zhì)量為。則64x:96z=9.6g:4.8g,x:z=3:1。化合物整體不帶電,則2×3-y-(2×1)=0,y=4。所以x:y:z=3:4:1。拓展延伸:a.開始溶液pH<7,所以硫酸銅溶液呈酸性。正確;b.a點(diǎn)溶液pH<7,則硫酸銅過量。硫酸銅和氫氧化鋇反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀和硫酸鋇沉淀,所以此時(shí)溶質(zhì)是硫酸銅。正確;c.b點(diǎn)pH=7,溶液為中性,則硫酸銅和氫氧化鋇恰好完全反應(yīng),此時(shí)燒杯內(nèi)物質(zhì)為水,幾乎沒有自由移動(dòng)的離子,所以幾乎不導(dǎo)電。正確;d.bc段氫氧化鋇過量,不發(fā)生反應(yīng),所以沉淀質(zhì)量不變,錯(cuò)誤;故選abc。5.(2022春·江蘇鎮(zhèn)江·九年級(jí)校考階段練習(xí))鐵及其化合物在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。(一)鐵的廣泛應(yīng)用(1)生活中我們常用鐵鍋炒菜,主要是利用了鐵有良好的___________性。(2)自行車作為常用代步工具,既輕便靈活,又符合環(huán)保要求。如圖所標(biāo)物質(zhì)中不涉及到的材料是___________。(選填序號(hào))A.合金 B.無機(jī)非金屬材料 C.有機(jī)合成材料(3)沾染食鹽水的鐵制品更容易生銹,可能的原因是___________。(4)請寫出日常生活中防止鐵制品生銹的一種措施___________。(5)可以用稀硫酸除去鐵銹(Fe2O3·3H2O)。請寫出相關(guān)方程式:___________。(二)硫酸鐵銨的制備硫酸鐵銨[x(NH4)2SO4·yFe2(SO4)3·zH2O]廣泛應(yīng)用工業(yè)循環(huán)水的凈化處理等。用廢玻璃粉末(含F(xiàn)e2O3、FeO、SiO2等物質(zhì),SiO2不溶于酸)制備硫酸鐵銨的主要流程如下圖:(6)將廢玻璃研磨成粉末的目的是___________。(7)向?yàn)V液A中加入H2O2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________,加入H2O2時(shí)需要加熱,但溫度不宜過高,原因是___________。(8)得到濾渣A時(shí),需要將其表面雜質(zhì)洗滌回收,檢驗(yàn)濾渣A已經(jīng)洗滌干凈的方法是___________。(三)硫酸鐵銨的實(shí)驗(yàn)興趣小組同學(xué)稱取ng硫酸鐵銨,用下圖裝置進(jìn)行熱分解實(shí)驗(yàn)。資料:x(NH4)2SO4·yFe2(SO4)3·zH2O在t1℃時(shí)首先完全失去結(jié)晶水,加熱至t2℃時(shí)完全分解為FeaOb、SO3、NH3和H2O。堿石灰是CaO和NaOH的混合物回答下列問題:(9)裝配好實(shí)驗(yàn)裝置后,先要___________。(10)加熱之后需繼續(xù)通入一段時(shí)間N2,目的是___________。(11)控制溫度在t1℃時(shí)加熱,實(shí)驗(yàn)后測得B裝置質(zhì)量增加0.54g??刂茰囟仍趖2℃,加熱至反應(yīng)完全。另稱取兩份ng硫酸鐵銨,分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。I.向一份中加入過量的NaOH溶液,充分反應(yīng)后得到4.28g紅褐色沉淀;II.向另一份中加入過量的BaCl2溶液,充分反應(yīng)后過濾、洗滌、干燥得到18.64g白色沉淀。①x(NH4)2SO4·yFe2(SO4)3·zH2O中,x:y:z=___________,若缺少裝置C除了會(huì)導(dǎo)致尾氣污染環(huán)境,還會(huì)使___________(選填“x”,“y”或“z”)值偏大。②加熱至t2℃時(shí),測得FeaOb的質(zhì)量為3.04g,則FeaOb的化學(xué)式為___________。【答案】(1)導(dǎo)熱(2)B(3)氯化鈉會(huì)加速鐵的銹蝕(4)刷漆(合理即可)(5)(6)增大反應(yīng)物之間的接觸面積,使反應(yīng)更充分(7)
過氧化氫高溫下易分解(8)取最后一次洗滌液少量于試管,滴加氯化鋇溶液,無白色沉淀產(chǎn)生,則已洗凈(9)檢查裝置的氣密性(10)使反應(yīng)生成的氣體全部被B、C裝置吸收(11)
2:2:3
z
Fe4O5【解析】(1)生活中我們常用鐵鍋炒菜,主要是利用了鐵有良好的導(dǎo)熱性;(2)A、鋼和不銹鋼均是鐵的合金,不符合題意;B、沒有涉及無機(jī)非金屬材料,符合題意;C、塑料和制作輪胎的合成橡膠均屬于合成材料,不符合題意。故選B;(3)食鹽水是氯化鈉溶液,鐵生銹的條件是鐵與氧氣和水接觸,沾染食鹽水的鐵制品更容易生銹,可能的原因是氯化鈉會(huì)加速鐵的銹蝕;(4)鐵生銹的條件是鐵與氧氣和水接觸,防止鐵制品銹蝕,可以隔絕氧氣和水,如刷漆、涂油等;(5)稀硫酸除鐵銹,是因?yàn)镕e2O3·3H2O與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;(6)將廢玻璃研磨成粉末的目的是:增大反應(yīng)物之間的接觸面積,使反應(yīng)更充分;(7)向廢玻璃粉末中加入過量稀硫酸,氧化鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水,氧化亞鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和水,硫酸過量,向?yàn)V液A中加入過氧化氫,生成硫酸鐵,故發(fā)生反應(yīng)為過氧化氫和硫酸、硫酸亞鐵反應(yīng)生成硫酸鐵,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,化學(xué)反應(yīng)前后,元素的種類不變,反應(yīng)物中含氫元素,故還應(yīng)有水生成,故該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;加入H2O2時(shí)需要加熱,但溫度不宜過高,原因是高溫下,過氧化氫易分解;(8)分析流程圖信息可知,濾渣A表面可溶性雜質(zhì)為H2SO4、FeSO4和Fe2(SO4)3,則檢驗(yàn)濾渣A是否洗凈就是檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有硫酸根離子,鋇離子能與硫酸根離子結(jié)合生成硫酸鋇,則檢驗(yàn)濾渣A已經(jīng)洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌液少量于試管,滴加氯化鋇溶液,無白色沉淀產(chǎn)生,則已洗凈,故填:取最后一次洗滌液少量于試管,滴加氯化鋇溶液,無白色沉淀產(chǎn)生,則已洗凈;(9)實(shí)驗(yàn)過程中,有氣體生成,故裝配好實(shí)驗(yàn)裝置后,先要檢查裝置的氣密性,防止裝置漏氣;(10)加熱之后需繼續(xù)通入一段時(shí)間N2,目的是使反應(yīng)生成的氣體全部被B、C裝置吸收;(11)①設(shè)x(NH4)2SO4?yFe2(SO4)3?zH2O中Fe2(SO4)3的質(zhì)量為a,F(xiàn)e2(SO4)3與BaCl2反應(yīng)生成硫酸鋇的質(zhì)量為b硫酸鐵和氫氧化鈉反應(yīng):,氯化鋇和硫酸鐵反應(yīng):,可得關(guān)系式:2Fe(OH)2~Fe2(SO4)3~3BaSO4
a=8gb=13.98g設(shè)x(NH4)2SO4?yFe2(SO4)3?zH2O中(NH4)2SO4的質(zhì)量為c控制溫度在t1℃時(shí)加熱,實(shí)驗(yàn)后測得B裝置質(zhì)量增加0.54g,故結(jié)晶水的質(zhì)量為0.54g,則x(NH4)2SO4?yFe2(SO4)3?zH2O中,若缺少裝置C除了會(huì)導(dǎo)致尾氣污染環(huán)境,空氣中的水蒸氣還會(huì)被B裝置吸收,會(huì)使測得結(jié)晶水的質(zhì)量偏大,導(dǎo)致z值偏大;②根據(jù)質(zhì)量守恒定律,化學(xué)反應(yīng)前后,元素的種類和質(zhì)量不變,F(xiàn)eaOb中鐵元素的質(zhì)量與硫酸鐵中鐵元素的質(zhì)量相同,則鐵元素的質(zhì)量為,F(xiàn)eaOb中氧元素的質(zhì)量為,則FeaOb中,F(xiàn)eaOb的化學(xué)式為Fe4O5。6.(2023春·江蘇蘇州·九年級(jí)統(tǒng)考階段練習(xí))氫氣被看作是理想的能源。氫氣的制取和儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。Ⅰ.氫氣的制取(1)水煤氣變換是化石能源制氫的重要途徑,其反應(yīng)為:。不同溫度下,多種催化劑對該反應(yīng)中CO轉(zhuǎn)化率的影響如圖所示,下列有關(guān)說法正確的是___________。A.催化劑的使用效率與溫度有關(guān)B.2%Au/α—MoC在150℃時(shí)催化效果最佳C.α—MoC可使CO轉(zhuǎn)化率接近100%D.催化劑為2%Au/β—MoC時(shí),溫度越高CO轉(zhuǎn)化率越高(2)CH4—H2O催化重整是目前大規(guī)模制取H2的重要方法,生產(chǎn)過程中涉及的重要反應(yīng)有,。①向催化重整體系中投入一定量的CaO可提高H2的百分含量,原因是___________。②催化重整體系中有關(guān)CaO的使用與H2的百分含量的關(guān)系如圖所示,根據(jù)圖中信息可以得出的結(jié)論是___________。(3)使用C3N4/CQDS復(fù)合催化劑可將水轉(zhuǎn)化為氫氣,微觀變化原理如圖。①反應(yīng)I、II前后沒有改變的粒子是___________。請?jiān)趫D中方框內(nèi)補(bǔ)充完整該示意圖___________。②反應(yīng)I的化學(xué)方程式為___________。II.氫氣的儲(chǔ)存根據(jù)氫氣的特性,其儲(chǔ)存方法可分為物理法和化學(xué)法兩大類,物理法主要有低溫液化儲(chǔ)氫。高壓壓縮儲(chǔ)氫、碳基材料儲(chǔ)氫等,化學(xué)法主要有金屬氫化物儲(chǔ)氨,配位氫化物儲(chǔ)氫等,如圖是一些儲(chǔ)氫材料的質(zhì)量儲(chǔ)氫密度和體積儲(chǔ)氫密度。(已知:質(zhì)量儲(chǔ)氫密度=儲(chǔ)氫后氫元素在儲(chǔ)氫材料中的質(zhì)量分?jǐn)?shù);體積儲(chǔ)氫密度=儲(chǔ)氫后單位體積的儲(chǔ)氮材料中儲(chǔ)存氫元素的質(zhì)量)(4)碳基儲(chǔ)氫材料“碳納米管”屬于___________(填“單質(zhì)”或“化合物”)。(5)從分子角度解釋低溫、高壓儲(chǔ)氫的原理:___________。(6)結(jié)合圖示,下列儲(chǔ)氫材料中最理想的是___________。A.LaNi5H6 B.LiAlH4 C.Mg2FeH6 D.Al(BH4)3(7)Mg17Al12也是一種常用的儲(chǔ)氫材料,在一定條件下完全吸氫后可得到MgH2和Al。單位質(zhì)量的MgH2分解產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量隨時(shí)間變化如圖,其中溫度T1、T2、T3由小到大的順序是___________,此“儲(chǔ)氫過程”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。【答案】(1)AB(2)
CaO可吸收二氧化碳,使生成氫氣的反應(yīng)正向移動(dòng),氫氣百分含量增大
納米CaO顆粒小,表面積大,使反應(yīng)速率加快(3)
氫原子、氧原子
(4)單質(zhì)(5)低溫、高壓使氫分子間隔變小(6)D(7)
T3<T2<T1
【解析】(1)A、據(jù)圖可知,催化劑的使用效率與溫度有關(guān),比如,2%Au/α—MoC在150℃時(shí)催化效果最佳。A正確;B、據(jù)圖可知,催化劑的使用效率與溫度有關(guān),比如,2%Au/α—MoC在150℃時(shí)催化效果最佳。B正確;C、據(jù)圖可知,2%Au/α—MoC在150℃時(shí)可使CO轉(zhuǎn)化率接近100%。C不正確;D、據(jù)圖可知,催化劑為2%Au/β—MoC時(shí),在150℃時(shí)可使CO轉(zhuǎn)化率最高,溫度高于150℃時(shí)CO轉(zhuǎn)化率又下降,所以催化劑為2%Au/β—MoC時(shí),不是溫度越高CO轉(zhuǎn)化率越高。D不正確。綜上所述:選擇AB。(2)①由于CaO可吸收二氧化碳,使生成氫氣的反應(yīng)正向移動(dòng),氫氣百分含量增大,所以向催化重整體系中投入一定量的CaO可提高H2的百分含量。②據(jù)催化重整體系中有關(guān)CaO的使用與H2的百分含量的關(guān)系圖可以得出結(jié)論,納米CaO顆粒小,表面積大,會(huì)使反應(yīng)速率加快。(3)①據(jù)圖可知,反應(yīng)I、II前后沒有改變的粒子是氫原子、氧原子。據(jù)圖可知,反應(yīng)II是過氧化氫分解生成水和氧氣,所以圖中方框內(nèi)應(yīng)是1個(gè)氧分子,1個(gè)氧分子由2個(gè)氧原子構(gòu)成。所以示意圖為②據(jù)圖可知,反應(yīng)I是水在太陽光照射、催化劑作用下生成氫氣和過氧化氫,反應(yīng)I的化學(xué)方程式為(4)“碳納米管”是由碳元素組成的純凈物,是碳的一種單質(zhì)。(5)由于低溫、高壓使氫分子間隔變小,所以低溫、高壓儲(chǔ)氫。(6)據(jù)圖可知,相同條件下,儲(chǔ)氫材料中Al(BH4)3儲(chǔ)氫最多,是最理想的儲(chǔ)氫材料。(7)根據(jù)題意可知,“儲(chǔ)氫過程”中Mg17Al12在一定條件下完全吸氫后可得到MgH2和Al。所以“儲(chǔ)氫過程”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為;據(jù)圖可知,單位質(zhì)量的MgH2分解產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量隨時(shí)間變化中溫度T3<T2<T1。7.(2023春·江蘇蘇州·九年級(jí)統(tǒng)考階段練習(xí))某廢酸液中主要含有H2SO4和FeSO4,研究人員用CaCO3消耗部分酸,再加入廉價(jià)的電石渣(主要成分為CaO),經(jīng)一系列操作可得到磁性鐵(Fe3O4)。具體流程如圖所示:已知在90℃下向沉淀中加入氯酸鈉時(shí)所發(fā)生的主要反應(yīng)為:;(1)用pH試紙測定廢酸液酸堿度的操作方法為___________。(2)“沉鐵”過程中生成沉淀的反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。(3)“沉鐵”后,溶液的pH對磁性鐵產(chǎn)率的影響如下表。溶液的pH6.06.57.07.58.09.0產(chǎn)率(%)43.950.686.293.092.391.6根據(jù)表格分析,欲獲得較高的產(chǎn)率,最適宜的pH為___________,pH較低時(shí)產(chǎn)率較低的主要原因是___________。(4)“水洗”時(shí),為檢驗(yàn)濾渣是否洗滌干凈,可向最后一次洗滌液中滴加___________。A.稀鹽酸 B.氫氧化鈉溶液 C.硝酸銀溶液(5)若廢酸液中硫酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.5%,則50t廢液經(jīng)上述流程處理后最多可得到磁性鐵多少噸?(寫出詳細(xì)計(jì)算過程,結(jié)果保留兩位小數(shù))【答案】(1)將pH試紙放在干凈的玻璃片上,用玻璃棒蘸取待測液滴到pH試紙上,再將試紙顯示的顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比、讀數(shù)(2)(3)
7.5
四氧化三鐵能與酸反應(yīng)(4)C(5)設(shè)最多可得到磁性鐵的質(zhì)量為x,根據(jù)元素守恒,可得:解得x≈2.42t答:50t廢液經(jīng)上述流程處理后最多可得到磁性鐵2.42噸。【解析】(1)測定溶液酸堿度的方法為:將pH試紙放在干凈的玻璃片上,用玻璃棒蘸取待測液滴到pH試紙上,再將試紙顯示的顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比、讀數(shù)。(2)由題意可知,“沉鐵”過程中發(fā)生的反應(yīng)為硫酸亞鐵和石灰乳中的氫氧化鈣反應(yīng)生成氫氧化亞鐵和硫酸鈣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)由表中數(shù)據(jù)可知,pH=7.5時(shí),產(chǎn)率最高,則欲獲得較高的產(chǎn)率,最適宜的pH為7.5;當(dāng)pH較低時(shí),溶液顯酸性,而四氧化三鐵能與酸反應(yīng),則產(chǎn)率較低。(4)由題意可知,濾渣表面可能含有氯化鈉溶液,則若想檢驗(yàn)濾渣是否洗滌干凈,只需證明最后一次洗滌液中不含氯化鈉溶液即可,又由于稀鹽酸、氫氧化鈉均不與氯化鈉反應(yīng),而氯化鈉能與硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀沉淀,則可用硝酸銀證明,故選C。(5)見答案。8.(2023秋·江蘇蘇州·九年級(jí)統(tǒng)考期末)民以食為天,人類主要通過食用淀粉獲得能量。(1)大米、面粉等食物中的淀粉是綠色植物通過_____合成、轉(zhuǎn)化形成的。(2)2021年9月,中國科學(xué)家發(fā)表了利用CO2、H2人工合成淀粉的成果。此成果預(yù)示著人類能節(jié)約土地資源、解決糧食短缺,同時(shí)減少CO2排放,緩解_____(填環(huán)境問題)等。(3)如圖為人工合成淀粉的關(guān)鍵步驟。①圖中轉(zhuǎn)化Ⅰ的化學(xué)方程式為_____。②經(jīng)檢測,人工合成的淀粉與天然淀粉在分子組成、結(jié)構(gòu)上一致,實(shí)驗(yàn)室可用碘水初步檢驗(yàn)出有淀粉生成。(4)獲得大量H2是人工合成淀粉的重要一步。如圖是制氫、貯氫與釋氫的一種方法。①虛線框內(nèi)制氫的總反應(yīng)化學(xué)方程式為_____。②釋氫釋放的H2比貯氫吸收的H2_____(選填“多”或“少”)。【答案】(1)光合作用(2)溫室效應(yīng)(3)CO2+3H2CH3OH+H2O(4)
2H2O2H2↑+O2↑
多【解析】(1)植物的光合作用產(chǎn)生有機(jī)物,淀粉是由植物通過光合作用合成、轉(zhuǎn)化形成的。(2)空氣中二氧化碳含量過高會(huì)加劇溫室效應(yīng),故減少二氧化碳的排放能緩解溫室效應(yīng)。(3)①轉(zhuǎn)化Ⅰ中,二氧化碳和氫氣在催化劑的催化條件下生成甲醇和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2+3H2CH3OH+H2O。(4)①虛線框內(nèi)總反應(yīng)為水在通電的條件下生成氫氣和氧氣,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2O2H2↑+O2↑。②根據(jù)流程圖可知,釋氫過程的化學(xué)方程式為MgH2+2H2O=Mg(OH)2+2H2↑,則產(chǎn)生的氫元素有MgH2中的氫元素,也含有水中氫元素,故釋氫釋放的H2比貯氫吸收的H2多。【點(diǎn)睛】本題結(jié)合新信息考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決問題的能力,根據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析解答。9.(2023秋·江蘇揚(yáng)州·九年級(jí)校聯(lián)考期末)研究“水”可從多角度展開。(1)“水循環(huán)”、“氧循環(huán)”和“碳循環(huán)”是自然界存在的三大重要循環(huán)。請結(jié)合圖1回答問題:①從物質(zhì)變化及分子角度看,三種循環(huán)中有一種與另外兩種在變化上有本質(zhì)的區(qū)別這種循環(huán)主要是由______的運(yùn)動(dòng)引起的;②用學(xué)科觀點(diǎn)分析碳循環(huán)和氧循環(huán),其中正確的是______(填字母序號(hào));A.變化觀:每個(gè)人都在參與碳、氧循環(huán)B.守恒觀:碳、氧循環(huán)過程中各元素守恒,其化合價(jià)不變C.平衡觀:碳、氧循環(huán)有利于維持大氣中氧氣和二氧化碳含量的相對穩(wěn)定D.微粒觀:綠色植物的作用是使自然界中的氧原子總數(shù)增加③自然界中的碳循環(huán)主要是通過二氧化碳來實(shí)現(xiàn)的。圖1中消耗二氧化碳的途徑有______(填數(shù)字序號(hào))。近年來,大氣中二氧化碳含量增加,導(dǎo)致溫室效應(yīng),因此人類要積極采取措施維持循環(huán)體系中二氧化碳的相對平衡;④為解決日益加劇的溫室效應(yīng),有科學(xué)家提出“綠色自由”構(gòu)想:如圖2把CO2含量高的氣體用氫氧化鈉溶液吸收,然后再通化學(xué)反應(yīng)在分解池內(nèi)放出二氧化碳進(jìn)入合成塔,在合成塔內(nèi)300℃、200kPa和催化劑條件下使之變?yōu)榧状迹–H3OH)和水。寫出合成塔中反應(yīng)的化學(xué)方程式______。(2)水的電解:①理論上電解水得到氧氣和氫氣的體積比為1:2,某同學(xué)用碳棒作電極進(jìn)行電解水實(shí)驗(yàn),得到氧氣和氫氣的體積比小于1:2,對產(chǎn)生此現(xiàn)象原因的猜想不合理的是______(填字母)。A.部分氧氣溶于水
B.部分氧氣與碳棒反應(yīng)C.部分氧氣被碳棒吸附
D.部分氧氣與氫氣反應(yīng)重新生成了水②電解水的過程可用下列圖示表示,粒子運(yùn)動(dòng)變化的先后順序是______(填字母)。A.①②③④
B.①②④③
C.④③①②
D.④①②③(3)水的用途:①碘與鋅在常溫下反應(yīng)速度很慢,若滴入幾滴水則反應(yīng)劇烈,水在此的作用是______。②圖4實(shí)驗(yàn)中,對水的主要作用分析不全面的是______(填字母)。A.a(chǎn)圖中的水便于觀察燒瓶內(nèi)氣壓變化B.b圖中的水提供熱量C.c圖集氣瓶中的水排盡空氣且便于觀察H2何時(shí)集滿D.d圖中的水防止熔融物炸裂集氣瓶(4)水的保護(hù):2022年3月22日是第三十屆“世界水日”,其主題為“珍惜地下水,珍視隱藏的資源”。①地下水是______(填“混合物”或“純凈物”)。②在如圖所示的家庭小實(shí)驗(yàn)中,棉花、細(xì)沙和小卵石在凈水中的作用是______。③實(shí)驗(yàn)室制取蒸餾水時(shí),在燒瓶中加入幾粒沸石或碎瓷片的目的是______。④機(jī)場、車站等公共場所設(shè)有許多直飲水機(jī),能將自來水進(jìn)一步凈化處理得到可直接飲用水,其處理水的過程如下圖所示。吸附罐中固體顆粒的主要作用是______,該過程是______變化,紫外線燈管照射的作用是______。證明該直飲水是軟水還是硬水,需要加入______檢驗(yàn)。⑤閱讀下列科技短文并回答問題。過氧化氫可用于消毒殺菌,具有不穩(wěn)定性。將水蒸氣冷凝在硅、玻璃、塑料、金屬等材料表面,均發(fā)現(xiàn)了過氧化氫的存在。研究顯示:水蒸氣冷凝為粒徑小于10微米的液滴時(shí),部分水分子會(huì)轉(zhuǎn)化為過氧化氫分子。水微滴中形成的過氧化氫含量隨液滴尺寸的增大而減少。過氧化氫的產(chǎn)生量與濕度、溫度等環(huán)境條件密切相關(guān)。當(dāng)使用硅材料、相對濕度為55%時(shí),得到過氧化氫的最大濃度隨溫度變化關(guān)系如圖所示。ⅰ、下列說法錯(cuò)誤的是______(填字母)。A.水蒸氣在冷凝過程中可能發(fā)生化學(xué)變化B.水蒸氣在玻璃表面冷凝得到的液滴一定為純凈物C.一定條件下,水蒸氣冷凝可用于材料表面的綠色消毒D.水蒸氣冷凝為水流時(shí),水分子間的間隔減小ⅱ、圖中a點(diǎn)(―2.8℃)未生成過氧化氫的原因可能是______。【答案】(1)
水分子
AC
①⑥
(2)
D
C(3)
催化作用
AB(4)
混合物
過濾作用
防止暴沸
吸附色素和異味
物理
殺菌消毒
肥皂水
B
溫度過低,水蒸氣冷凝后直接凝固成固體【解析】(1)①“氧循環(huán)”和“碳循環(huán)”屬于化學(xué)變化,而“水循環(huán)”屬于物理變化,是由于水分子的不斷運(yùn)動(dòng)引起的。②A、人的呼吸作用參與了碳、氧循環(huán),選項(xiàng)正確;B、氧氣參與反應(yīng)生成二氧化碳,由0價(jià)變?yōu)?2價(jià),化合價(jià)發(fā)生改變,選項(xiàng)錯(cuò)誤;C、空氣中的二氧化碳可以通過植物的光合作用轉(zhuǎn)換為氧氣,使二氧化碳含量降低,有利于維持大氣中氧氣和二氧化碳含量的相對穩(wěn)定,選項(xiàng)正確;D、化學(xué)反應(yīng)前后原子的質(zhì)量、種類、個(gè)數(shù)不變,選項(xiàng)錯(cuò)誤。故選AC。③消耗二氧化碳是指CO2轉(zhuǎn)換為其他物質(zhì),根據(jù)圖示可知,符合條件的為①和⑥。④根據(jù)題干信息可知,反應(yīng)物為氫氣和二氧化碳,生成物為甲醇和水,反應(yīng)條件為300℃、200kPa和催化劑,所以反應(yīng)方程式為。(2)①電解水得到氧氣和氫氣的體積比小于1:2,說明氧氣的含量減少;A、部分氧氣溶于水,使氧氣的含量減少,猜想合理;B、部分氧氣與碳棒反應(yīng),使氧氣的含量減少,猜想合理;C、部分氧氣被碳棒吸附,使氧氣的含量減少,猜想合理;D、部分氧氣與氫氣反應(yīng)重新生成了水,氧氣和氫氣的含量都減少了,猜想不合理。故選D。②水電解過程中,水分子先變成氫原子和氧原子,氫原子在和氧原子重新結(jié)合成新的氫分子和氧分子,所以順序?yàn)棰堍邰佗?,故選C。(3)①催化劑能改變反應(yīng)速率,而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變,滴幾滴水能加快碘與鋅的反應(yīng)速率,所以水起到催化作用,為催化劑。②A、水便于觀察燒瓶內(nèi)氣壓變化和作反應(yīng)物,分析不全面;B、水提供熱量和隔絕氧氣,分析不全面;C、集氣瓶中的水排盡空氣且便于觀察H2何時(shí)集滿,分析全面;D、水防止熔融物炸裂集氣瓶底,分析前面。故選AB。(4)①地下水中含有水和其他可溶性雜質(zhì),屬于混合物。②棉花、細(xì)沙和小卵石在凈水過程中能過濾掉一些難溶性雜質(zhì),起過濾作用。③沸石或碎瓷片的表面都有很微小的孔,能短暫的儲(chǔ)存氣體,降低了液體中的壓強(qiáng),從而防止暴沸。④活性炭的主要作用是吸附色素和異味,該過程是物理變化,紫外線燈管照射能殺菌消毒;用肥皂水鑒別軟水和硬水。⑤A、根據(jù)題干信息可知,水蒸氣冷凝為粒徑小于10微米的液滴時(shí),部分水分子會(huì)轉(zhuǎn)化為過氧化氫分子,屬于化學(xué)變化,選項(xiàng)正確;B、水蒸氣在玻璃表面冷凝得到的液滴包含水和過氧化氫,屬于混合物,選項(xiàng)錯(cuò)誤;C、一定條件下,水蒸氣冷凝可產(chǎn)生少量過氧化氫,過氧化氫可用于消毒殺菌,選項(xiàng)正確;D、水蒸氣冷凝時(shí)形成液體水,分子間隔減小,選項(xiàng)正確。故選B。圖中a點(diǎn)(―2.8℃)未生成過氧化氫的原因可能是溫度過低,水蒸氣冷凝后直接凝固成固體。10.(2023秋·江蘇蘇州·九年級(jí)統(tǒng)考期末)實(shí)驗(yàn)室用氧化鐵粉末模擬煉鐵,裝置如圖所示。(1)B裝置的兩個(gè)作用是_____、_____。(已知:氫氧化鈉、碳酸鈉易溶于水,(2)某同學(xué)用酒精燈和酒精噴燈兩種不同的熱源進(jìn)行加熱,對模擬煉鐵進(jìn)一步探究,裝置如圖所示。完全反應(yīng)后,兩組生成物均為黑色粉末(純凈物),分別用兩組生成物進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):步驟實(shí)驗(yàn)操作甲組乙組1稱量黑色粉末的質(zhì)量m1m22取黑色粉末,用磁鐵吸引能被吸引能被吸引3取黑色粉末,加入稀鹽酸固體全部溶解,有大量氣泡固體不溶解,無氣泡產(chǎn)生4取黑色粉末,加入足量硫酸銅溶液有紅色物質(zhì)析出無紅色物質(zhì)析出查閱資料:a.常溫下Fe3O4不與稀鹽酸或硫酸銅溶液反應(yīng)。b.CO與Fe2O3反應(yīng)時(shí)的產(chǎn)物受溫度的影響如圖所示:根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析:①甲組產(chǎn)物是_______,乙組用的熱源是_______。②某同學(xué)猜想乙組的生成物為Fe3O4。若該同學(xué)稱量黑色粉末m2=_______g,則可證實(shí)他的猜想。(3)某鋼鐵廠采用赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)煉鐵,日產(chǎn)含鐵7×104t的生鐵,至少需要含F(xiàn)e2O380%的赤鐵礦的質(zhì)量是多少?(寫出計(jì)算過程)_______?!敬鸢浮?1)
吸收CO2
收集CO(2)
Fe##鐵
酒精燈
4.64(3)解:設(shè)至少需要含F(xiàn)e2O380%的赤鐵礦的質(zhì)量是xx=1.25×105t答:至少需要含F(xiàn)e2O380%的赤鐵礦的質(zhì)量是1.25×105t?!窘馕觥浚?)氫氧化鈉能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水,同時(shí)能利用排水法收集一氧化碳,故B裝置的作用是:吸收反應(yīng)生成的二氧化碳,收集一氧化碳;(2)①甲組的黑色粉末能被磁鐵吸引,能全部與鹽酸反應(yīng)有氣泡,加入足量硫酸銅溶液,有紅色物質(zhì)生成可知,甲組的固體產(chǎn)物是Fe;由圖可知,甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn),除了加熱溫度,其它因素都相同,通過查閱資料可知溫度升高會(huì)增強(qiáng)一氧化碳的還原性,對比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),甲組的產(chǎn)物是鐵,說明甲組用的熱源是酒精噴燈,則乙組用的熱源是酒精燈;②根據(jù)質(zhì)量守恒定律,化學(xué)反應(yīng)前后,元素的種類和質(zhì)量不變,故生成的四氧化三鐵中鐵元素的質(zhì)量與氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量相等,鐵元素的質(zhì)量為,生成四氧化三鐵的質(zhì)量為:;(3)見答案。11.(2023秋·江蘇鹽城·九年級(jí)統(tǒng)考期末)對于金屬材料,我們應(yīng)從多角度了解。(1)金屬的性質(zhì)①鐵鍋用于炒菜,主要利用鐵具有______性。②鋁耐腐蝕的原因是______。③鐵和水蒸氣在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)生成四氧化三鐵和一種可燃性氣體,請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式______,該反應(yīng)屬于______反應(yīng)(填基本反應(yīng)類型)。④將一定質(zhì)量的鋁片加入、和的混合溶液中,充分反應(yīng)后過濾,得到濾渣和無色濾液。則濾液中一定含有的陽離子是______(寫離子符號(hào))。(2)金屬的冶煉實(shí)驗(yàn)室用下圖所示的裝置進(jìn)行模擬煉鐵,反應(yīng)前大玻璃管中加入鐵的氧化物(FexOy)試樣質(zhì)量為5.8g(已知:試管內(nèi)NaOH溶液能將反應(yīng)產(chǎn)生的吸收完全)。①加熱前,應(yīng)先往玻璃管中通入CO氣體的原因是______。②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后繼續(xù)通CO氣體至玻璃管冷卻,此時(shí)NaOH溶液的質(zhì)量增加了4.4g。推算該氧化物(FexOy)中x、y的比為______(填最簡整數(shù)比)。③實(shí)驗(yàn)中需要進(jìn)行尾氣處理的原因是______。(3)金屬材料的應(yīng)用醫(yī)療器械通常用不銹鋼而不用純鐵,主要是因?yàn)椴讳P鋼具有______(答一點(diǎn))的性能。(4)金屬資源的保護(hù)下列保護(hù)金屬資源的做法正確的是______(填字母)。A.防止金屬腐蝕 B.回收利用廢舊金屬 C.任意開采礦物【答案】(1)
導(dǎo)熱
鋁在空氣中與氧氣反應(yīng),其表面生成一層致密的氧化鋁(Al2O3)薄膜,從而阻止鋁進(jìn)一步氧化
4H2O+3FeFe3O4+4H2;
置換
Mg2+、Al3+(2)
排盡裝置內(nèi)的空氣,防止加熱時(shí)爆炸以及干擾實(shí)驗(yàn)
3:4
CO有毒,會(huì)污染空氣(3)硬度大(或耐腐蝕等合理即可)(4)AB【解析】(1)①鐵鍋用于炒菜,需要使用燃?xì)饧訜?,主要利用鐵具有導(dǎo)熱性;②鋁耐腐蝕的原因是鋁在空氣中與氧氣反應(yīng),其表面生成一層致密的氧化鋁(Al2O3)薄膜,從而阻止鋁進(jìn)一步氧化;③根據(jù)質(zhì)量守恒定律得知,生成的可燃性氣體是氫氣,鐵和水蒸氣在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)生成四氧化三鐵和一種可燃性氣體氫氣,化學(xué)方程式為4H2O+3FeFe3O4+4H2;置換反應(yīng)是一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的化學(xué)反應(yīng),該反應(yīng)屬于置換反應(yīng);④金屬活動(dòng)性大小為:Mg>Al>Cu>Ag,充分反應(yīng)后過濾,得到濾渣和無色濾液,一定不含有銅離子,而金屬活動(dòng)性Cu>Ag,故銀離子也被完全置換出來,鋁與AgNO3、Cu(NO3)2反應(yīng)生成硝酸鋁,故濾液中一定含有的陽離子是Mg2+、Al3+。(2)①一氧化碳屬于易燃易爆氣體,加熱前,應(yīng)先往玻璃管中通入CO氣體的原因是排盡裝置內(nèi)的空氣,防止加熱時(shí)爆炸以及干擾實(shí)驗(yàn);②NaOH溶液的質(zhì)量增加了4.4g,此為反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量,③CO有毒,會(huì)污染空氣,反應(yīng)在的一氧化碳不能被完全消耗,故需要進(jìn)行尾氣處理。(3)合金的強(qiáng)度和硬度一般比組成它們的純金屬更高,抗腐蝕性也更好,故金屬材料的應(yīng)用醫(yī)療器械通常用不銹鋼而不用純鐵,主要是因?yàn)椴讳P鋼具有硬度大、強(qiáng)度高、抗腐蝕好的優(yōu)點(diǎn)。(4)A、防止金屬腐蝕可以節(jié)約金屬資源,符合題意;B、回收利用廢舊金屬可以減少金屬礦藏的開采,增加金屬資源的循環(huán)利用次數(shù),符合題意;C、任意開采礦物會(huì)浪費(fèi)金屬資源,不符合題意故選AB。12.(2022秋·江蘇揚(yáng)州·九年級(jí)統(tǒng)考期末)空氣是一種寶貴的自然資源。請回答下列問題。(1)空氣中能支持燃燒的氣體是___________;稀有氣體在通電時(shí)能發(fā)出不同顏色的光,這是利用稀有氣體的___________(填“化學(xué)性質(zhì)”或“物理性質(zhì)”)。(2)科學(xué)家研制的人造空氣可供航天員呼吸。人造空氣中氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)約為70%,比地球上空氣中氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)___________(填“大”或“小”)。(3)如圖1為工業(yè)制取氧氣的部分流程示意圖,請根據(jù)圖示回答相關(guān)問題:①液態(tài)空氣在空氣分餾塔中蒸發(fā)可分離出氧氣和氮?dú)猓硎抢玫獨(dú)夂脱鯕獾腳__________(填“密度”或“沸點(diǎn)”)不同而將氮?dú)夂脱鯕夥蛛x。②已知氧氣的沸點(diǎn)是-183℃,氮?dú)獾姆悬c(diǎn)是-196℃。當(dāng)打開一個(gè)裝有液態(tài)空氣的容器蓋,并將一根燃著的木條置于容器口上方,觀察到的現(xiàn)象是___________。(4)冰箱中常用“氣調(diào)保鮮”來達(dá)到對食物保鮮的效果。如圖2所示是工業(yè)上用膜分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)“氣調(diào)保鮮”的流程。在空氣分離后,進(jìn)入冰箱保鮮室內(nèi)的氣體是___________(填“富氧空氣”或“富氮空氣”)。這一保鮮原理主要是___________。(5)用圖3所示實(shí)驗(yàn)裝置測定空氣中氧氣含量,圖4是實(shí)驗(yàn)過程中集氣瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)變化曲線。下列說法錯(cuò)誤的是___________。A.圖4中BC段氣壓變化的原因是燒杯中水進(jìn)入廣口瓶B.圖4中CD段氣壓變化的原因是溫度降低至室溫、瓶中氧氣被消耗C.圖4中DE段氣壓變化的原因是紅磷燃燒放熱,瓶塞被沖開。D.實(shí)驗(yàn)前廣口瓶內(nèi)空氣體積為V,燒杯中水的體積為V1;實(shí)驗(yàn)后燒杯中剩余水的體積為V2,計(jì)算空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為:×100%【答案】(1)
氧氣##O2
物理性質(zhì)(2)小(3)
沸點(diǎn)
木條熄滅(4)
富氮空氣
氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定(5)AC【解析】(1)氧氣具有助燃性,能支持燃燒;稀有氣體通電時(shí)能發(fā)出不同顏色的光,不需要通過化學(xué)變化就能表現(xiàn)出來,利用的是其物理性質(zhì);(2)人造空氣中氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)約為70%,空氣中氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)約為78%,故比地球上空氣中氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)??;(3)①液態(tài)空氣在空氣分餾塔中蒸發(fā)可分離出氧氣和氮?dú)?,原理是利用氮?dú)夂脱鯕獾姆悬c(diǎn)不同,將其分離;②已知氧氣的沸點(diǎn)是-183℃,氮?dú)獾姆悬c(diǎn)是-196℃,氮?dú)獾姆悬c(diǎn)低,故氮?dú)庀确蛛x出來,氮?dú)獠蝗紵?、不支持燃燒,故觀察到的現(xiàn)象是:燃著的木條熄滅;(4)由圖可知,在空氣分離后,進(jìn)入冰箱保鮮室內(nèi)的氣體是富氮空氣,這是因?yàn)榈獨(dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,可作食品保護(hù)氣;(5)A、圖4中BC段壓強(qiáng)增大,是因?yàn)榧t磷燃燒放出大量的熱,裝置內(nèi)氣體受熱膨脹,壓強(qiáng)增大,符合題意;B、圖4中CD段氣壓變化的原因是逐漸冷卻至室溫,且紅磷燃燒消耗了氧氣,裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小,不符合題意;C、圖4中DE段氣壓變化的原因是,燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶,氣體體積減小,壓強(qiáng)增大,符合題意;D、紅磷燃燒消耗氧氣,待完全反應(yīng)后,逐漸冷卻至室溫,由于消耗了氧氣,裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小,打開彈簧夾,燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶,進(jìn)入水的體積就是消耗氧氣的體積,故空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為:,不符合題意。故選AC。13.(2023秋·江蘇蘇州·九年級(jí)統(tǒng)考期末)金屬材料是現(xiàn)代文明不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)。I、金屬的性質(zhì)(1)用銅制導(dǎo)線,是利用了銅的延展性和___________。(2)下列金屬不能與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的是___________(填字母)。A.Mg B.Zn C.CuII、金屬的冶煉(3)某鐵礦石中含F(xiàn)e2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%(無其他含鐵物質(zhì)),該鐵礦石中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________。(4)實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵的裝置如圖1所示,其中CO與Fe2O3中氧元素結(jié)合,使其失氧轉(zhuǎn)化為Fe。除了CO,從左側(cè)通入的物質(zhì)X還可以是___________(填字母)。A.水煤氣(CO和H2) B.CO2 C.木炭(5)工業(yè)上煉鐵高爐的結(jié)構(gòu)如圖2所示。①高爐中產(chǎn)生CO的主要反應(yīng)為、。其中A區(qū)域主要發(fā)生“C→CO2”反應(yīng)的原因是___________(從影響燃燒的因素角度分析)。②煉鐵時(shí)加入石灰石,可將鐵礦石中的SiO2轉(zhuǎn)化為CaSiO3與鐵水分離除去。加入的石灰石還有利于Fe2O3轉(zhuǎn)化,其原理是___________。Ⅲ、金屬的應(yīng)用金屬鎂通過反應(yīng)可儲(chǔ)存氫氣。常溫下,MgH2可以與水反應(yīng)釋放氫氣,同時(shí)生成難溶于水的Mg(OH)2。(6)①理論上,240g鎂通過上述反應(yīng)最多能儲(chǔ)存多少氫氣___________?(寫出計(jì)算過程)②MgH2與水反應(yīng)時(shí)釋氫速率逐漸減慢,且釋放的氫氣少于儲(chǔ)存的氫氣??赡艿脑蚴莀__________?!敬鸢浮?1)導(dǎo)電性(2)C(3)42%(4)A(5)
有充足的氧氣
碳酸鈣高溫分解生成的二氧化碳與焦炭反應(yīng)生成一氧化碳,可與更多的氧化鐵反應(yīng)生成鐵(6)
解:設(shè)理論上,240g鎂最多能儲(chǔ)存氫氣的質(zhì)量為x。答:設(shè)理論上,240g鎂最多能儲(chǔ)存氫氣的質(zhì)量為20g。
生成的氫氧化鎂沉淀附在固體表面阻礙反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行,反應(yīng)速率變慢,生成氫氣量變少【解析】(1)用銅制導(dǎo)線,是利用了銅的延展性和導(dǎo)電性,故填:導(dǎo)電性。(2)金屬活動(dòng)性順序表中銅排在氫后面,不能與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,鎂和鋅排在氫前面,能與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,故填:C。(3)某鐵礦石中含F(xiàn)e2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%,則該鐵礦石中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:,故填:42%。(4)實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵的裝置如圖1所示,其中CO與Fe2O3中氧元素結(jié)合,使其失氧轉(zhuǎn)化為Fe,CO具有還原性,除了CO,從左側(cè)通入的物質(zhì)X,應(yīng)該是具有還原性的氣體。A、水煤氣中的一氧化碳、氫氣都具有還原性,故A符合題意;B、CO2不具有還原性,故B不符合題意;C、木炭具有還原性,是固體,故C不符合題意。故填:A。(5)①高爐中A區(qū)域有充足的氧氣,所以該區(qū)域主要發(fā)生“C→CO2”反應(yīng),故填:有充足的氧氣。②煉鐵時(shí)加入石灰石,可將鐵礦石中的SiO2轉(zhuǎn)化為CaSiO3與鐵水分離除去。加入的石灰石還有利于Fe2O3轉(zhuǎn)化,其原理是碳酸鈣高溫分解生成的二氧化碳與焦炭反應(yīng)生成一氧化碳,可與更多的氧化鐵反應(yīng)生成鐵,更利于Fe2O3轉(zhuǎn)化,故填:碳酸鈣高溫分解生成的二氧化碳與焦炭反應(yīng)生成一氧化碳,可與更多的氧化鐵反應(yīng)生成鐵。(6)①見答案。②MgH2與水反應(yīng)時(shí)釋氫速率逐漸減慢,且釋放的氫氣少于儲(chǔ)存的氫氣??赡艿脑蚴巧傻臍溲趸V沉淀附在固體表面阻礙反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行,反應(yīng)速率變慢,生成氫氣量變少。14.(2023秋·江蘇無錫·九年級(jí)統(tǒng)考期末)中國將在2030年前實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”:2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”。為了實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),全社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域開始行動(dòng)起來。I、二氧化碳的產(chǎn)生(1)自然界中動(dòng)植物呼吸是二氧化碳的主要來源之一?;鹕奖l(fā)時(shí),碳酸類礦物(如碳酸鈣)的巖層高溫分解也會(huì)產(chǎn)生二氧化碳,寫出碳酸鈣分解的化學(xué)方程式:______。(2)化石燃料的利用使大氣中二氧化碳的濃度逐年上升。下列物質(zhì)中,不屬于化石燃料的是______。a.煤
b.氫氣
c.石油
d.天然氣Ⅱ、二氧化碳的捕集(3)自然界中消耗二氧化碳的主要途徑有______。(只答一點(diǎn)即可)(4)化學(xué)鏈燃燒技術(shù)有利于高效捕集CO2,流程如下圖所示:①寫出“空氣反應(yīng)器”中Fe3O4在加熱條件下與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式:______。②該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有______。③與CO、H2直接在空氣中燃燒相比,從燃料反應(yīng)器排放出的CO2濃度更高的原因是______。Ⅲ、二氧化碳的應(yīng)用2021年9月,中國科學(xué)家發(fā)表了利用CO2、H2人工合成淀粉的成果。合成步驟如下圖所示:(5)淀粉是由分子構(gòu)成的有機(jī)物,從微觀角度分析,直鏈淀粉和支鏈淀粉的性質(zhì)不同,原因是______。(6)步驟I中的反應(yīng)為:,現(xiàn)有6.6gCO2,最多能生成甲醇(CH3OH)的質(zhì)量是多少?(寫出計(jì)算過程)【答案】(1)(2)b(3)植物的光合作用(4)
H2O、Fe2O3
在空氣反應(yīng)器中已經(jīng)將不參與反應(yīng)的氮?dú)馀懦觯?5)分子構(gòu)成不同(6)解:設(shè)最多生成甲醇的質(zhì)量為x,x=4.8g答:最多生成甲醇的質(zhì)量為4.8g。【解析】(1)碳酸鈣高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳,個(gè)I反應(yīng)方程式為;(2)化石燃料包括煤、石油、天然氣,故氫氣不屬于化石燃料,故選b;(3)光合作用是植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水合成淀粉和氧氣同時(shí)釋放能量的過程,植物的光合作用是自然界中消耗二氧化碳的主要途徑;(4)①“空氣反應(yīng)器”中Fe3O4在加熱條件下與氧氣反應(yīng)生成氧化鐵,該反應(yīng)方程式為;②由圖可知,水在氣化爐中轉(zhuǎn)化為氫氣,氫氣與氧化鐵反應(yīng)生成水,氧化鐵在燃料反應(yīng)器中與一氧化碳和氫氣反應(yīng)生成四氧化三鐵,四氧化三鐵與氧氣反應(yīng)生成氧化鐵,故該流程中H2O和Fe2O3既是反應(yīng)物又是生成物,在流程中可循環(huán)利用;③與CO、H2直接在空氣中燃燒相比,在空氣反應(yīng)器中已經(jīng)將不參與反應(yīng)的氮?dú)馀懦?,故從燃料反?yīng)器排放出的CO2濃度更高;(5)淀粉是由分子構(gòu)成的有機(jī)物,從微觀角度分析,直鏈淀粉和支鏈淀粉的性質(zhì)不同,原因是分子構(gòu)成不同;(6)見答案。15.(2023春·江蘇連云港·九年級(jí)??茧A段練習(xí))從古至今,鐵及其化合物一直被人類廣泛應(yīng)用。(一)鐵及其化合物的應(yīng)用(1)明代科學(xué)著作《天工開物》中記載:“泥固塞其孔,然后使水轉(zhuǎn)釉”是指高溫下CO將紅磚中的Fe2O3轉(zhuǎn)化為Fe3O4而形成青磚。該轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式為______________。(2)鐵的化合物在現(xiàn)代更多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。①碳酸亞鐵(FeCO3)不溶于水,可作補(bǔ)血?jiǎng)煤笈c胃酸反應(yīng)生成______________被人體吸收,促進(jìn)血紅蛋白的生成。②火星探測器發(fā)回的信息表明,火星上存在FeOOH,從而證明火星表面曾經(jīng)存在過水,其理由為______________。③活性FeOOH可除去石油開采過程中的有害氣體H2S,并獲得S,原理如下。吸收中生成的另一種物質(zhì)的化學(xué)式為______________,再生時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。(二)FeOOH的制備用廢鐵屑(主要成分為Fe,含少量Fe2O3和FeCO3)制備FeOOH主要流程如下。(3)酸溶時(shí)適當(dāng)提高反應(yīng)溫度和H2SO4濃度,目的是______________,產(chǎn)生的氣體為______________。(4)還原發(fā)生的反應(yīng)為。沉淀發(fā)生的反應(yīng)為。沉淀時(shí)反應(yīng)溫度不宜太高,原因是______________。(三)FeOOH的含量測定已知:FOOH及鐵的氧化物加熱分解的溫度如下。稱取含F(xiàn)e3O4的FeOOH樣品76.6g,進(jìn)行熱分解實(shí)驗(yàn)。控制不同的溫度對樣品加熱,測得剩余固體質(zhì)量隨溫度的變化如圖所示。(5)樣品中FeOOH的含量_________________為%(精確到0.1%)。(6)當(dāng)加熱到T4℃時(shí),M點(diǎn)固體的成分是_______________。【答案】(1)(2)
氯化亞鐵
FeOOH中存在H、O元素
H2O
2(Fe2S3?H2O)+3O2=4FeOOH+6S(3)
加快反應(yīng)速率
氫氣和二氧化碳(4)防止過氧化氫受熱分解(5)由圖像可知,生成氧化鐵的質(zhì)量為71.2g;設(shè)FeOOH的質(zhì)量為xx=53.4g樣品中FeOOH的含量為:×100%≈69.7%(6)Fe3O4和FeO【解析】(1)高溫下CO將紅磚中的Fe2O3轉(zhuǎn)化為Fe3O4而形成青磚,該轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式為;(2)①碳酸亞鐵(FeCO3)不溶于水,可作補(bǔ)血?jiǎng)?,服用后與胃酸反應(yīng)生成氯化亞鐵(FeCl2)被人體吸收,促進(jìn)血紅蛋白的生成;②火星探測器發(fā)回的信息表明,火星上存在FeOOH,從而證明火星表面曾經(jīng)存在過水(分子式為H2O),其理由為FeOOH中存在H、O元素;③根據(jù)流程過程知,發(fā)生反應(yīng)的方程式為:2FeOOH+3H2S=Fe2S3?H2O+3H2O,則吸收中生成的另一種物質(zhì)的化學(xué)式為H2O;根據(jù)流程過程知,再生時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2(Fe2S3?H2O)+3O2=4FeOOH+6S;(3)酸溶時(shí)適當(dāng)提高反應(yīng)溫度和H2SO4濃度,目的是加快反應(yīng)速率;鐵與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣,碳酸亞鐵與稀硫酸反應(yīng)生成二氧化碳,因此產(chǎn)生的氣體為氫氣和二氧化碳的混合氣體;(4)過氧化氫具有氧化性,把亞鐵離子氧化為FeOOH,但是過氧化氫在高溫下發(fā)生分解,氧化能力減弱,因此沉淀時(shí)反應(yīng)溫度不宜太高,原因是防止過氧化氫受熱分解;(5)見答案;(6)由圖像看出,當(dāng)加熱到T4℃時(shí),F(xiàn)e3O4還沒有完全反應(yīng),M點(diǎn)固體的成分是Fe3O4和FeO。16.(2023春·江蘇蘇州·九年級(jí)??奸_學(xué)考試)金屬材料在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中有著廣泛的用途。Ⅰ.(1)鋁制品具有很好的抗腐蝕的原因是:_______________。(2)鐵制品發(fā)生銹蝕的原因是鐵與_______________接觸。Ⅱ.古玩市場驚現(xiàn)“三星堆”遺址出土的同款黃金面具,某化學(xué)興趣小組的同學(xué)為鑒別其真假進(jìn)行了如下探究活動(dòng)。銅鋅合金(又稱:假黃金)外觀和黃金相似,常被不法商版以假亂真。同學(xué)們設(shè)計(jì)了如下不同的探究方案,均驗(yàn)證了該黃金面具是假黃金,請幫他們完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。(3)方案一:截取小塊黃金面具放在酒精燈上加熱。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_______________。(4)方案二:截取小塊黃金面具于試管中,加入一定量稀硫酸,有氣泡產(chǎn)生。反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。Ⅲ.粗制氧化鎳主要含氧化鎳(NiO),以及少量氧化鈷(CoO)和氧化鐵,以粗制氧化鎳為原料制備純鎳的流程如圖:(5)反應(yīng)①中,反應(yīng)物X可能是_______________(填化學(xué)式)。(6)操作安全說明中要求反應(yīng)③開始前“用氮?dú)獬浞执祾咴O(shè)備內(nèi)部”的目的是_______________。(7)在以上生產(chǎn)流程中循環(huán)使用CO的目的是_______________。Ⅳ.請根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算:(8)用亦鐵礦床煉鐵時(shí),若煉得的生鐵中含5.6t鐵,理論上需加入含氧化鐵80%的赤鐵礦的質(zhì)量是多少?【答案】(1)鋁和氧氣在鋁表面形成一層致密氧化膜(2)氧氣、水##(3)固體顏色變?yōu)楹谏?4)(5)C(6)排盡裝置中的空氣;(7)防止一氧化碳污染空氣,且能降低生產(chǎn)成本(8)解:設(shè)理論上需要含氧化鐵80%的赤鐵礦質(zhì)量為x答:理論上需加入含氧化鐵80%的赤鐵礦的質(zhì)量為10t?!窘馕觥浚?)鋁能和氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁薄膜,該薄膜能夠阻礙鋁和氧氣的進(jìn)一步反應(yīng),所以使得鋁具有良好的抗腐蝕性,故填鋁和氧氣在鋁表面形成一層致密氧化膜;(2)鐵制品生銹是因?yàn)殍F和氧氣、水同時(shí)接觸。故填氧氣、水或(3)銅鋅合金中的紅色的銅在加熱條件下可以和空氣中的氧氣反應(yīng)生成黑色的氧化銅,所以“假黃金”在酒精燈上加熱時(shí),可觀察到固體顏色變?yōu)楹谏?。故填?)銅鋅合金中的鋅和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣和硫酸鋅,其化學(xué)反應(yīng)方程式為,故填;(5)根據(jù)流程可知,二氧化碳在高溫下轉(zhuǎn)化為一氧化碳,而二氧化碳和碳可以在高溫下生成一氧化碳,所以X可能為碳,故填C;(6)一氧化碳在不純凈時(shí)加熱或點(diǎn)燃易引發(fā)爆炸,所以需要用氮?dú)馀疟M裝置中的空氣。故填排盡裝置中的空氣;(7)一氧化碳有毒,不能直接排放,以免污染空氣,且一氧化碳循環(huán)利用,可降低生產(chǎn)成本,故填防止一氧化碳污染空氣,且能降低生產(chǎn)成本。(8)見答案。17.(2023秋·江蘇揚(yáng)州·九年級(jí)統(tǒng)考期末)雙氧水廣泛應(yīng)用于化學(xué)合成、印染紡織、污水處理等領(lǐng)域。(1)欲將100g30%的過氧化氫溶液稀釋成6%的過氧化氫溶液用以實(shí)驗(yàn)室制取氧氣,則需要加入水的體積為________mL,若量取30%的過氧化氫溶液時(shí)俯視讀數(shù),會(huì)導(dǎo)致所配溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)_________6%(填“>”“<”或“=”)。(2)某化學(xué)興趣小組利用下列裝置,通過測定產(chǎn)生相同體積氣體所用時(shí)間長短來探究影響H2O2分解速率的因素。①儀器a、儀器b的名稱分別是________、________。②錐形瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是________,此實(shí)驗(yàn)選用排水法收集時(shí),當(dāng)觀察到________的現(xiàn)象時(shí),開始收集。a.氣泡連續(xù)均勻冒出
b.一有氣泡冒出③探究過氧化氫分解快慢的影響因素,實(shí)驗(yàn)過程如下表所示實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度二氧化錳用量雙氧水體積雙氧水濃度氧氣體積收集時(shí)間甲20℃0.2g10mL6%125ml20S乙20℃0.2g10mL30%125ml2S丙40℃無10mL30%125ml148S通過對比實(shí)驗(yàn)甲與實(shí)驗(yàn)乙得出的結(jié)論是_______;對比實(shí)驗(yàn)乙與實(shí)驗(yàn)丙得出結(jié)論:溫度越高,過氧化氫分解速率越慢。你認(rèn)為該結(jié)論是否可靠?理由是_______。(3)某研究團(tuán)隊(duì)在《Science》雜志上提出一種一步合成法:在Pt-Pb催化劑作用下,氫氣和氧氣化合得到過氧化氫,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。其工藝特點(diǎn)主要采用水作為反應(yīng)介質(zhì),活性炭為載體的Pt-Pb催化劑,為了出于安全考慮,合成時(shí)在反應(yīng)物中加入大量CO2、N2等,請說出需要加入這些氣體的原因_________。(4)用雙氧水制得的“補(bǔ)鈣增氧靈”(主要成分是CaO2),在常溫下能與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氧氣,其反應(yīng)化學(xué)方程式為__________。長時(shí)間存放的過氧化鈣中含有的主要雜質(zhì)是氫氧化鈣和________(填化學(xué)式)?!敬鸢浮?1)
400
<(2)
錐形瓶
水槽
a
在其他條件相同時(shí),雙氧水的濃度越大,反應(yīng)速率越快
不可靠,因?yàn)橐冶麅蓚€(gè)實(shí)驗(yàn)中存在兩個(gè)變量,不能形成對比實(shí)驗(yàn)(3)
降低氫氣的含量(4)
CaCO3【解析】(1)設(shè):需要加入水的質(zhì)量為。100g×30%=(100g+)×6%,解得,=400g。需要加入水的體積=;取若量取30%的過氧化氫溶液時(shí)俯視讀數(shù),則實(shí)際30%的過氧化氫溶液體積偏小,即30%的過氧化氫溶液中溶質(zhì)質(zhì)量偏小,會(huì)導(dǎo)致所配溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)<6%。(2)①據(jù)圖可知,儀器a是錐形瓶,儀器b是水槽。②錐形瓶內(nèi)過氧化氫在二氧化錳催化作用下生成水和氧氣,化學(xué)方程式;用排水法收集氧氣時(shí),當(dāng)觀察到氣泡連續(xù)均勻冒出,說明氧氣生成,此時(shí)錐形瓶中空氣已經(jīng)排凈,這時(shí)氧氣較純,開始收集。故填:a。③據(jù)表格可知,通過對比實(shí)驗(yàn)甲與實(shí)驗(yàn)乙得出:在其他條件相同時(shí),雙氧水的濃度越大,反應(yīng)速率越快;由于乙丙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中存在兩個(gè)變量,不能形成對比實(shí)驗(yàn),所以對比實(shí)驗(yàn)乙與實(shí)驗(yàn)丙得出的結(jié)論不可靠。(3)在Pt-Pb催化劑作用下,氫氣和氧氣化合生成過氧化氫,所以化學(xué)方程式。因?yàn)闅錃馐强扇夹詺怏w,易發(fā)生爆炸,為了出于安全考慮,合成時(shí)在反應(yīng)物中加入大量CO2、N2等化學(xué)性質(zhì)不活潑氣體,以降低氫氣的含量。(4)“補(bǔ)鈣增氧靈”(主要成分是CaO2)常溫下與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氧氣,化學(xué)方程式。CaO2常溫下與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氧氣,生成的氫氧化鈣部分與空氣中二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣,所以長時(shí)間存放的過氧化鈣中含有的主要雜質(zhì)是氫氧化鈣和碳酸鈣,碳酸鈣的化學(xué)式CaCO3。18.(2023春·江蘇泰州·九年級(jí)階段練習(xí))銅及其化合物在生產(chǎn)、生活中都有廣泛的應(yīng)用。某含銅樣品中的成分是CuCO3、Cu(OH)2和雜質(zhì)。標(biāo)準(zhǔn)狀況下,某研究小組設(shè)計(jì)如下圖實(shí)驗(yàn)裝置測定其中CuCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(雜質(zhì)不與稀硫酸反應(yīng),不考慮植物油中溶解CO2產(chǎn)生的影響)。已知:無水硫酸銅為白色固體,遇水變成藍(lán)色。(1)實(shí)驗(yàn)步驟:①連接裝置并___________。②準(zhǔn)確稱量樣品的質(zhì)量1.2g。③裝藥品,調(diào)節(jié)量氣裝置兩邊液面相平,讀取量氣管刻度為10mL;④向錐形瓶內(nèi)加入50mL(足量)的稀硫酸,充分反應(yīng);⑤冷卻到室溫;⑥再次調(diào)節(jié)量氣裝置兩邊液面相平,讀取量氣管刻度為172mL。(2)裝置C中的無水硫酸銅的作用是____________。(3)步驟⑥中調(diào)節(jié)液面相平的操作是將水準(zhǔn)管___________(填“緩慢上升”或“緩慢下降”),直至液面相平。(4)若標(biāo)準(zhǔn)狀況下,每44g二氧化碳的體積為22.4L。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算產(chǎn)品中CuCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(寫出計(jì)算過程,保留到0.1%)(5)若其他操作均正確,僅因下列因素可使測定結(jié)果偏大的是___________(填序號(hào))。A.硫酸的用量不足B.量氣管中未加植物油C.步驟③中平視刻度,步驟⑥中仰視讀數(shù)D.步驟⑥中沒有調(diào)節(jié)量氣裝置兩邊液面相平,直接讀數(shù)【答案】(1)檢查氣密性(2)檢驗(yàn)二氧化碳中是否含有水蒸氣(3)緩慢下降(4)生成的二氧化碳的體積為:,生成的二氧化碳的質(zhì)量為:,二氧化碳中碳元素的質(zhì)量為:,由于二氧化碳中的碳元素全部來自于碳酸銅,則碳酸銅的質(zhì)量為:,碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:,答:碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為51.7%;(5)C【解析】(1)在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)前,要先檢查裝置的氣密性;(2)反應(yīng)生成的二氧化碳中含有水蒸氣
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