[化学]山东省济南市长清区五校联盟2024年九年级模拟试题(解析版)
展开答题前,请考生务必将自己的姓名、座号、准考证号写在答题卡的规定位置,并同时将考点、姓名、准考证号、座号写在试题的规定位置。
答题时,选择题部分每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。非选择题部分,用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上题号所提示的答题区域作答。直接在试题上作答无效。
本考试不允许使用计算器。考试结束后,将本试题和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Cl 35.5 Ca 40 Fe 56 Cu 64 Zn 65 K39
选择题部分 共40分
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项最符合题目的要求)
1. 世界万物是在不断变化的。下列过程中,不涉及化学变化的是( )
A 光合作用B. 冰变成水
C. 葡萄酿酒D. 火箭发射
【答案】B
【解析】
【详解】A、光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程。在这个过程中,有新物质生成,属于化学变化,不符合题意;
B、冰变成水只是物质的状态发生了改变,没有新物质生成,属于物理变化,符合题意;
C、葡萄酿酒是利用微生物发酵的原理,将葡萄糖转化为酒精和二氧化碳等物质。在这个过程中,有新物质生成,属于化学变化,不符合题意;
D、火箭发射需要燃料燃烧,燃料燃烧过程中有新物质产生,属于化学变化,不符合题意。
故选B。
2. “碳达峰”是指二氧化碳的排放达到峰值不再增长,意味着中国要在2030年前,使二氧化碳的排放总量达到峰值之后,不再增长,并逐渐下降。“碳中和”是指在2060年前,中国通过植 树造林、节能减排、产业调整等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放。下列有利于实现“碳达峰、碳中和”的是( )
A. 推广风能发电B. 石油分馏C. 燃煤脱硫 D. 开发可燃冰
【答案】A
【解析】
【详解】A、推广风能发电,可以减少化石燃料使用,减少二氧化碳的生成,有利于实现“碳达峰、碳中和”,故A正确;
B、石油分馏,不能减少二氧化碳的排放,不能实现“碳达峰、碳中和”,故B错误;
C、燃煤脱硫,不能减少二氧化碳的排放,不能实现“碳达峰、碳中和”,故C错误;
D、开发可燃冰(主要成分是甲烷),甲烷燃是生成二氧化碳,不能减少二氧化碳的排放,不能实现“碳达峰、碳中和”,故D错误;
故选:A。
3. “吃出营养,吃出健康”是人们普遍的饮食追求,下列说法正确的是( )
A. 人体缺乏维生素A会引起坏血病
B. 使用甲醛浸泡食品以延长保质期
C. 不吃霉变或超过保质期的食物
D. 微量元素对人体十分重要,必须大量服用
【答案】C
【解析】
【详解】A、人体缺乏维生素C会引起坏血病,缺乏维生素A会引起夜盲症,故选项说法错误;
B、甲醛有毒,能破坏人体内的蛋白质结构,不能用来浸泡食物,故选项说法错误;
C、霉变食品中含有黄曲霉毒素,超过保质期的食品可能发生变质,不能再食用,以免危害人体健康,故选项说法正确;
D.、微量元素对人体十分重要,但是摄入过度也会危害人体健康,所以不能大量服用,故选项说法错误;
故选:C。
4. 严谨规范的实验操作是实验成功和人身安全的重要保证。下列实验操作正确的是( )
A. 稀释浓硫酸时,将水注入盛有浓硫酸的量筒中
B. 蒸发结晶时,将滤液全部蒸干后再停止加热
C. 实验室用氢气还原氧化铜,先通氢气,再用酒精灯加热
D. 称量氢氧化钠时,将其放在天平左盘的纸上进行称量
【答案】C
【解析】
【详解】A、稀释浓硫酸时,要把浓硫酸慢慢地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时的散失;一定不能把水注入浓硫酸中,以防止酸液飞溅,也不能在量筒内进行,故A操作错误;
B、蒸发结晶时,当蒸发皿中出现较多晶体时即停止加热,利用余热将其蒸干,不能将滤液全部蒸干后再停止加热,故B操作错误;
C、实验室用氢气还原氧化铜,先通氢气,再用酒精灯加热,以防氢气不纯,加热时发生爆炸,故C操作正确;
D、托盘天平的使用,遵循“左物右码”的原则,且氢氧化钠具有腐蚀性,不能放在纸上称量,应放在天平左盘的玻璃容器内称量,故D操作错误。
故选:C。
5. 下图是四种微粒结构示意图,下列有关各微粒的说法,正确的是( )
A. ③④不属于同种元素B. ④对应的元素位于第二周期
C. ①④都达到了相对稳定结构D. 以上四种微粒中不含阳离子
【答案】C
【解析】
【详解】A、元素是具有相同质子数的一类原子的总称,③④质子数相同,是同种元素,故该选项说法错误;
B、④质子数>核外电子数,是由原子失去最外层电子形成的阳离子,对应原子核外有3层电子,所以对应的元素位于元素周期表的第三周期,故该选项说法错误;
C、在微粒结构中,我们将最外层电子数为8个(只有一个电子层时2个)的结构称为相对稳定结构,①④所表示的微粒结构中最外层电子数都是8个,都达到了相对稳定结构,故该选项说法正确;
D、四种微粒结构中②③是原子结构,①④是离子结构,①中核内质子数小于核外电子数是阴离子结构,④中核外电子数少于核内质子数是阳离子结构,故该选项说法错误;
故选择C;
6. 分析推理是化学学习和研究中常用的思维方法。下列分析推理正确的是( )
A. 蜡烛燃烧后质量减小,所以蜡烛燃烧不遵循质量守恒定律
B. 氯化钠、硫酸钡等盐中都含有金属元素,所以盐中一定都含有金属元素
C. 燃烧需要同时满足三个条件,因此灭火也要同时破坏这三个条件
D. 无色酚酞试液遇碱性溶液变红,所以能使无色酚酞试液变红的一定是碱性溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A、化学变化都遵循质量守恒定律,蜡烛燃烧属于化学变化,所以遵循质量守恒定律,故A错误;
B、氯化钠、硫酸铜等盐中都含有金属元素,但是盐中不一定都含有金属元素,如氯化铵属于盐,但是不含金属元素,故B错误;
C、燃烧需要同时满足三个条件,灭火只需要破坏一个条件即可,故C错误;
D、无色酚酞试液遇碱性溶液变红,能使无色酚酞试液变红的一定是碱性溶液,故D正确。
故选D。
7. 工业上用粗盐(含Ca2+、Mg2+、等杂质)为主要原料采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥NH4Cl的工艺流程如图所示。下列有关说法正确的是( )
A. 对粗盐溶液除杂可依次加入NaOH、Na2CO3、BaCl2,再加入盐酸调节溶液pH
B. Na2CO3固体中混有NaHCO3可采用加热方法去除
C. 操作Ⅰ、操作Ⅱ完全相同
D. 反应②的基本反应类型是复分解反应
【答案】B
【解析】
【详解】A、镁离子与氢氧根离子结合生成氢氧化镁沉淀,加入过量的氢氧化钠溶液可以将镁离子沉淀;硫酸根离子和钡离子结合生成硫酸钡沉淀,加入过量的氯化钡溶液可以将硫酸根离子沉淀;至于先除镁离子,还是先除硫酸根离子都可以;钙离子和碳酸根离子结合生成碳酸钙沉淀,加入过量的碳酸钠溶液可除去钙离子,但是加入碳酸钠溶液要放在加入氯化钡溶液之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡;完全反应后,再进行过滤,最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,故选项说法错误;
B、Na2CO3加热不易分解,NaHCO3加热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,则Na2CO3固体中混有NaHCO3可采用加热方法去除,故选项说法正确;
C、操作Ⅰ将固体和液体分离,为过滤操作,操作Ⅱ是将氯化铵溶液蒸发结晶得到氯化铵固体,为蒸发操作,故选项说法错误;
D、反应②为碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,该反应符合“一变多”的特征,属于分解反应,故选项说法错误。
故选:B。
8. 实验探究是解决化学问题最重要的手段,下列操作不能达到实验目的的是( )
A. 探究铁生锈的条件
B. 验证质量守恒定律
C. 检验NaOH是否变质
D. 探究生石灰遇水放热
【答案】C
【解析】
【详解】A、甲试管中铁钉只与水接触,不生锈,乙试管中铁钉与氧气和水接触,生锈,丙试管中铁钉只与氧气接触,不生锈,甲、乙对比可知,铁生锈需要与氧气接触,乙、丙对比可知,铁生锈需要与水接触,可以探究铁生锈的条件,不符合题意;
B、该实验中,红磷燃烧生成五氧化二磷,有新物质生成,属于化学变化,且该反应在密闭容器中进行,待完全反应,冷却至室温后,天平平衡,可以验证质量守恒定律,不符合题意;
C、氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液均显碱性,均能使无色酚酞试液变红,无法用酚酞试液检验氢氧化钠是否变质,符合题意;
D、生石灰和水反应生成氢氧化钙,放出大量的热,温度升高,装置内气体受热膨胀,压强增大,U型管中液面“左低右高”,可以探究生石灰遇水放热,不符合题意。
故选C。
9. 已知某溶液X是氢氧化钾溶液和氢氧化钙溶液两者之一,又知甲、乙、丙三种试剂分别是稀盐酸、硫酸铜溶液、碳酸钾溶液三者中的各一种。取三等份溶液X,分别向其中加入适量的甲、乙、丙三种试剂,产生的现象如表所示。则依据实验现象做出的下列推断中,不合理的是( )
A. 甲是碳酸钾溶液B. X是氢氧化钙溶液
C. X与乙不发生化学反应D. X与丙生成的蓝色沉淀是氢氧化铜
【答案】C
【解析】
【分析】氢氧化钙与碳酸钾反应生成白色沉淀碳酸钙,氢氧化钾与碳酸钾不反应;氢氧化钾、氢氧化钙与稀盐酸反应都无明显现象;氢氧化钾、氢氧化钙都能与硫酸铜反应生成蓝色沉淀,对比表中信息可知,由于氢氧化钾与三种溶液混合,都不能形成白色沉淀,所以X溶液是氢氧化钙,则甲是碳酸钾溶液、乙是稀盐酸,丙是硫酸铜溶液。
【详解】A.由分析可知,甲是碳酸钾溶液,故A选项正确;
B.X是氢氧化钙溶液,故B选项正确;
C.X为氢氧化钙溶液,与稀盐酸混合,虽然无明显现象,但二者能发生中和反应,故C选项错误;
D.氢氧化钙与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钙,故D选项正确;
故选C。
10. 下列图像与所对应的实验操作相符合的是( )
A. 向等质量的锌片和镁片中加入足量的等质量分数的稀硫酸
B. 用两份等质量、等质量分数的过氧化氢溶液制取氧气
C. 向一定质量分数的稀盐酸中加水稀释
D. 向一定质量的稀盐酸和氯化铜的混合溶液中滴加NaOH溶液至过量
【答案】D
【解析】
【详解】A、镁与稀硫酸反应生成硫酸镁、氢气,化学方程式为,每24份质量的镁反应生成2份质量的氢气;锌与稀硫酸反应生成硫酸锌、氢气,化学方程式为:,每65份质量的锌反应生成2份质量的氢气,则等质量的锌片和镁片完全反应时,镁片产生的氢气更多,而图中锌片最终产生的氢气更多,A错误;
B、用两份等质量、等质量分数的过氧化氢溶液制取氧气,有催化剂情况下过氧化氢分解速率更快,相同时间内产生氧气更多,但催化剂不能改变最终产量,所以不论有无催化剂,氧气最终产量相等,而图中氧气最终产量不等,B错误;
C、向一定质量分数的稀盐酸中加水稀释,盐酸的浓度不断减小,溶液pH不断增大并靠近7,但酸不会消失,所以溶液的pH不会等于7或大于7,而图中溶液pH最终大于7,C错误;
D、向一定质量的稀盐酸和氯化铜的混合溶液中滴加NaOH溶液至过量,NaOH先与稀盐酸反应,生成NaCl、H2O,没有沉淀,待稀盐酸反应完,NaOH与氯化铜反应,生成Cu(OH)2沉淀、NaCl,随着反应进行,沉淀质量不断增大,待氯化铜反应完,沉淀质量不再增大,D正确。
故选:D。
二、多项选择题(本大题共5小题,每小题4分,共20分。每小题给出的四个选项中,至少有两个选项符合题目的要求,全部选对得4分,选对两个及以上但不全的得3分,选对一个得2分,有错选的得0分)
11. 合理使用化肥可提高农作物产量。如图是生产尿素的微观示意图,下列叙述错误的是( )
A. A物质中氮元素的化合价是+3
B. D物质的化学式是H2O
C. NH4Cl与尿素不属于同类肥料
D. 参与反应的A和B的分子数量之比为1:2
【答案】ACD
【解析】
【详解】 A、由示意图可知,A物质是氨气(化学式为NH3),氨气中氢元素显+1价,设氮元素化合价为x,根据化合价代数和为零,x+(+1)×3=0,x=-3,错误;
B、反应前后C、H、O、N的原子个数分别为1、6、2、2,1、4、1、2,反应前后相差2个氢原子,1个氧原子,故D物质的化学式为H2O,正确;
C、NH4Cl属于氮肥,尿素含有氮元素也是氮肥,属于同类肥料,错误;
D、根据图示,参与反应的A和B的分子数量之比为2:1,错误;
故选ACD。
12. 分离、提纯、除杂、鉴别是基本的实验技能,如表实验设计能达到实验目的的是( )
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、鉴别棉线与羊毛:分别取样,灼烧后闻气味,有烧焦羽毛气味的是羊毛,没有烧焦羽毛气味的是棉线,实验设计能达到实验目的;
B、除去CO2中的CO:通过足量灼热的氧化铜,一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳气体,能除去一氧化碳气体且不增加新的杂质,实验设计能达到实验目的;
C、除去FeSO4溶液中的CuSO4:加入过量铁粉,铁粉和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁,过滤除去铁、铜,得到硫酸亚铁溶液,实验设计能达到实验目的;
D、鉴别碳酸钠和氢氧化钠溶液:分别滴加无色酚酞试液,碳酸钠、氢氧化钠溶液都显碱性,都能使无色酚酞溶液变红,观察颜色变化,无法鉴别碳酸钠和氢氧化钠溶液,实验设计不能达到实验目的;
故选:ABC。
13. 如图所示为甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线,下列说法不正确的是( )
A. T2℃时,甲、乙的饱和溶液的溶质质量分数为60%
B. T3℃时,丙的不饱和溶液降温到T1℃后,所得溶液为饱和溶液
C. T1℃时,甲、丙的饱和溶液中溶质的质量分数相等
D. T3℃时,50g水中加入40g的甲物质充分溶解可得到90g甲的饱和溶液
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、由图可知,T2℃时,甲、乙的溶解度为60g,则该温度下,甲、乙饱和溶液的溶质质量分数为:,符合题意;
B、T3℃时,丙的不饱和溶液降温到T1℃,降温后,丙的溶解度增加,还是不饱和溶液,符合题意;
C、由图可知,T1℃时,甲、丙的溶解度相等,则该温度下,甲、丙饱和溶液的溶质质量分数相等,不符合题意;
D、由图可知,T3℃时,甲的溶解度为70g,则该温度下,50g水中加入40g的甲物质充分溶解,只能溶解35g,得到饱和溶液,所得饱和溶液的质量为:35g+50g=85g,符合题意。
故选ABD。
14. 向一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定质量铁粉,充分反应后过滤,得滤液M和滤渣N。向滤渣N中加入稀盐酸,有气泡产生。根据实验现象分析判断下列说法中,不正确的是( )
A. 滤液M中一定存在Fe2+ B. 滤液M的颜色呈蓝色
C. 滤渣N中只含有Fe和Cu D. 滤渣N的质量小于加入铁粉的质量
【答案】BCD
【解析】
【分析】在金属活动性顺序中,铁、铜、银活动性顺序为铁>铜>银。所以向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中投入一些铁粉,先发生铁与硝酸银的反应,铁与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,还能发生铁与硝酸铜的反应,铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜。向滤渣N中加入稀盐酸,有气泡产生。说明铁粉过量,铁将硝酸银和硝酸铜完全反应了,滤渣N中含有铁、铜、银,滤液M中只有硝酸亚铁。
【详解】A、根据分析,滤液M中一定存在Fe2+;不符合题意;
B、根据分析,滤液M中只有硝酸亚铁,溶液是浅绿色;符合题意;
C、根据分析,滤渣N中含有铁、铜、银;符合题意;
D、方程式:,,铁置换出铜、银都会使固体的质量增加,所以滤渣N的质量大于于加入铁粉的质量;符合题意;
故选BCD。
15. 烧杯中有CaO和CaCO3的混合物25.6 g,向其中加入300 g稀盐酸,恰好完全反应。一定温度下,得到316.8 g不饱和溶液。下列有关说法中,正确的是( )
A. 生成CO2的质量为8.8 g
B. 混合物中CaO的质量为5.6 g
C. 稀盐酸的溶质质量分数为14.6%
D. 所得不饱和溶液的溶质质量为33.3 g
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、由质量守恒定律可知,生成二氧化碳的质量为25.6g+300g-316.8g=8.8g,正确;
B、设碳酸钙的质量为x,与碳酸钙的反应的盐酸中溶质的质量为y,生成的氯化钙的质量为z。
解得:x=20g
解得:y=14.6g
解得:z=22.2g
混合物中CaO的质量为:25.6g-20g=5.6g,正确;
C、设与氧化钙反应的稀盐酸中溶质的质量为m,生成的氯化钙的质量为n。
解得:m=73g
解得:n=11.1g
稀盐酸的溶质质量分数为,错误;
D、所得不饱和溶液的溶质质量为:22.2g+11.1g=33.3g,正确。
故选ABD。
非选择题部分 共 60 分
三、非选择题(本大题共 5 小题,共 60 分)
16. 完成下列小题
(1)化学就在我们身边,它与我们的生活密切相关。按要求从铁、氮气、硫酸、碳酸、碳酸钙、氢氧化铁、氧化镁六种物质中选择合适的物质,将其化学式填写在下列横线上。
① 一种非金属单质_______________;
② 一种金属氧化物______________;
③ 一种易分解的酸______________;
④ 一种难溶的碱______________。
(2)化学推动着社会的进步和科技的创新,化学科技的应用广泛深远,应用到各个领域中。聚酰亚胺塑料可用来制作智能折叠手机的屏幕,已知某聚酰亚胺的化学式为(C16H6O4N2)n
①聚酰亚胺属于______(选填“氧化物”“无机物”或“有机物”之一)。
②聚酰亚胺分子中,氮、氢原子个数比为______(填最简整数比),聚酰亚胺中其所含元素质量分数最大的是______(写元素符号)。
随着科技的发展和人们对于环境保护意识的觉醒,经过近几年的发展新能源汽车已经逐渐呈现出了取代传统燃油车的势头,3月28日,小米集团在北京举行主题为“向前”的小米汽车上市发布会,正式发布小米SU7。 小米品牌汽车,就是一款拥有自主知识产权的纯电动车。它所使用的电池为高铁电池,主要成分为高铁酸钾K2FeO4。
③在高铁酸钾中(K2FeO4)铁元素的化合价__________。
④高铁电池在释放出电能的同时发生如下反应:2K2FeO4+3Zn=2K2ZnO2+X+ZnO,则X的化学式为________ 。
⑤下列有关说法正确的是_________(填选项序号之一)。
A.铁比铝的化学性质活泼,因此铁在空气中容易锈蚀。
B.塑料灯罩和橡胶轮胎都属于合成有机高分子材料
C.汽车铝合金轮毂属于合成材料
D.报废的电动汽车电池要回收利用,可以用土进行掩埋处理
⑥我国古代已拥有较为成熟的炼铜技术,北宋沈括所著的《梦溪笔谈》中记载了“湿法炼铜”的方法:“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。请写出铁与硫酸铜溶液湿法炼铜的化学方程式________。
【答案】(1)①. N2 ②. MgO ③. H2CO3 ④. Fe(OH)3
(2)①. 有机物 ②. 1:3 ③. C ④. +6 ⑤. Fe2O3 ⑥. B ⑦.
【解析】(1)①氮气是由氮元素组成的纯净物,是一种非金属单质,其化学式为:N2;
②氧化镁是由Mg、O元素组成的化合物,是一种金属氧化物,其化学式为:MgO;
③碳酸是电离时产生的阳离子都是氢离子的化合物,属于酸,且碳酸易分解为二氧化碳和水,其化学式为:H2CO3;
④氢氧化铁是电离时产生的阴离子都是氢氧根离子的化合物,且氢氧化铁难溶于水,其化学式为Fe(OH)3;
(2)①聚酰亚胺的化学式为(C16H6O4N2)n是一种含碳元素的化合物,属于有机物;
②由化学式可知,聚酰亚胺分子中,氮、氢原子个数比为2n:6n=1:3;
聚酰亚胺中,碳元素、氢元素、氮元素、氧元素的质量比为(12×16×n):(6×n):(2×14×n):(4×16×n)=192:6:28:64,据此可知,所含元素质量分数最大的元素是C;
③高铁酸钾中钾元素显+1价,氧元素显-2价,设铁元素的化合价为x,根据在化合物中,正、负化合价的代数和为零可知:(+1)×2+x+(-2)×4=0,x=+6;
④根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类与数目不变,由化学方程式2K2FeO4+3Zn═2K2ZnO2+X+ZnO可知,反应前有:4个钾原子、2个铁原子、8个氧原子和3个锌原子;反应后有:4个钾原子、3个锌原子、5个氧原子,还少2个铁原子和3个氧原子,则X的化学式为Fe2O3;
⑤A.铁不如铝的化学性质活泼,但是铝能与空气中的氧气反应,在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化,而铁锈疏松多孔,具有吸附性,会加速铁的锈蚀,故铁在空气中容易锈蚀,选项说法错误;
B.塑料灯罩和橡胶轮胎(合成橡胶制成的)都属于合成有机高分子材料,选项说法正确;
C.汽车铝合金轮毂属于合金,属于金属材料,选项说法错误;
D.报废的电动汽车电池要回收利用,不能用土进行掩埋处理,以防造成土壤污染、地下水污染,选项说法错误。
故选B;
⑥铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,反应的化学方程式为:。
17. 山东濒临渤海、黄海,为寒暖流交汇区域,还有黄河水流入渤海,海洋资源富饶。
(1)海水淡化:2023年3月3日,山东省重点研发计划(重大科技创新工程)“海水淡化反渗透膜用复合无纺布及反渗透膜研发与应用”项目启动暨实施方案论证会在济南召开。海水淡化,可以采用如图1所示的膜分离法淡化海水,水分子可以通过淡化膜(海水中体积较大的盐的离子和其他分子不能通过)进入左侧的淡水池,从而得到淡水,下列说法中正确的是 (填字母序号)。
A. 膜分离法的原理是依据各组分沸点的不同
B. 膜分离法还可以浓缩海水中的盐类物质
C. 膜分离法也是一种分离混合物的方法
D. 该分离法的目的是除去海水中的不溶物
(2)海水提镁:淡化海水所得的浓盐水中含大量MgCl2,可制取金属镁,主要物质转化关系如图所示:
①写出步骤1的主要反应方程式______。
②浓盐水经过步骤1和2两步反应后又获得了MgCl2,设计这两步的目的是___。
③图中未涉及的反应类型为_____(填“化合反应”“ 分解反应”“ 置换反应”“ 复分解反应”之一)。
(3)金属锂被称为“21世纪的能源金属”,锂是一种比较活泼的金属,储氢材料也会用到锂,锂化氢(LiH)可用于储存氢气,与水反应会生成氢氧化锂和一种可燃性的气体。
①该反应的化学方程式为_______。
②每年钢铁材料产量很高,但是钢铁锈蚀会带来很大的损失,为减缓钢铁锈蚀可以采用的方法_________(填写一种即可)。
③请写出用适量稀盐酸除去铁锈的原理:____。
【答案】(1)BC
(2)①. Ca(OH)2+MgCl2 = Mg(OH)2↓+ CaCl2 ②. 提高氯化镁的纯度 ③. 置换反应
(3)①. LiH+H2O=LiOH+H2↑ ②. 刷漆##涂油(合理即可) ③. Fe2O3 +6HCl=2FeCl3+3H2O
【解析】(1)A.膜分离法的原理是依据各组分粒子大小的不同,该选项不正确;
B.该膜分离法只能让水分子通过,故左侧中水分子减少,则可以浓缩海水中的盐类物质,该选项正确;
C.由膜分离法的原理可知,水分子可以通过淡化膜而海水中体积较大的盐的离子和其他分子不能通过,所以,膜分离法是一种分离混合物的方法,该选项正确;
D.该膜分离法的目的是除去海水中的可溶性盐类物质,该选项不正确;
故选BC;
(2)①步骤1中氢氧化钙和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,化学反应方程式是Ca(OH)2+MgCl2 = Mg(OH)2↓+ CaCl2;
②氢氧化钙和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,氢氧化镁和盐酸反应生成生成氯化镁和水,所以浓盐水经过步骤1和2两步反应后又获得了MgCl2,设计这两步的目的是提高氯化镁的纯度;
③图中氯气和氢气反应生成氯化氢是化合反应,氯化镁分解生成镁和氯气是分解反应,氢氧化钙和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙是复分解反应,未涉及的反应类型为置换反应;
(3)①锂化氢与水反应会生成氢氧化锂和一种可燃性的气体(氢气),该反应的化学方程式为LiH+H2O═LiOH+H2↑;
②每年钢铁材料产量很高,但是钢铁锈蚀会带来很大的损失,为减缓钢铁锈蚀可以采用的方法是刷漆或涂油等;
③用适量稀盐酸除去铁锈的原理是氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水,反应的化学方程式是Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O。
18. 下图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器(组装实验装置时,可重复选择仪器),某化学小组的同学欲利用其进行下列化学实验。
试回答下列问题:
(1)某化学小组以石灰石和稀盐酸为原料,在实验室中制备并收集干燥、纯净的二氧化碳气体,按照要求设计实验装置,连接仪器。(提示:盐酸中挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收)
①所选仪器的连接顺序为__________(从左到右填写仪器序号字母)。
②检验二氧化碳的方法是:将二氧化碳通入澄清石灰水,若看到_____现象,则证明是二氧化碳。
(2)某化学小组以过氧化氢溶液为原料(二氧化锰作催化剂)在实验室中制取氧气,并对某种塑料试样的组成进行分析探究实验(资料显示该塑料只含C、H两种元素),所选仪器按“A→B1→E→B2→C→B3”的顺序连接(B1、B2、B3为浓硫酸洗气瓶),检查装置气密性,然后进行实验。使W g该塑料试样碎屑在充足氧气中充分燃烧,观察现象,收集有关实验数据。(假设发生的化学反应都充分反应)
①上述制氧气的化学方程式为_______。
②该装置中,洗气瓶B1的作用是______。
③W g该塑料试样充分燃烧后,测得仪器B2质量增加a g,则该塑料试样中氢元素的质量分数为_________。(结果用代数式表示)
(3)某化学小组用CO气体(含少量水蒸气),进行CO还原Fe2O3试样探究实验。所选仪器按“CO(含少量水蒸气)→B→E→C”的顺序连接,并检验装置气密性。先通入CO气体(含少量水蒸气),然后加热,观察现象。
①写出装置E内发生反应的化学方程式_________。
②欲通过测量反应前后C的质量变化(设反应生成的气体全部被C吸收),求算参加反应CO的质量。在其他操作正确的条件下,若E的玻璃管内红棕色固体粉末完全变黑,此时测得的质量增加2.2g,则实际参加反应的CO的质量为_____g(计算结果精确至0.1g)。
③从安全角度考虑,该实验方案设计还存在不完善之处,你的具体改进方案是______ 。
【答案】(1)①. ADBF ②. 澄清石灰水变浑浊
(2)① ②. 干燥氧气 ③.
(3)①. ②. 1.4 ③. 在装置末端加一个燃着酒精灯
【解析】(1)①以石灰石和稀盐酸为原料,在实验室中制备并收集纯净、干燥的二氧化碳气体,制取原理为碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应中反应物为固体和液体,反应条件为常温,应选择固液常温型发生装置,即装置A;由于盐酸具有挥发性,会挥发出氯化氢气体,因此制取的二氧化碳中常混有少量氯化氢气体和水蒸气,盐酸中挥发出的少量气体可用装置D饱和碳酸氢钠溶液吸收(碳酸氢钠和盐酸反应产生氯化钠、水和二氧化碳),不能用装置C氢氧化钠溶液,是因为氢氧化钠能与二氧化碳、盐酸都反应;装置B浓硫酸具有吸水性且不与二氧化碳反应,可用于干燥二氧化碳气体,由于二氧化碳通入饱和碳酸氢钠溶液会带出部分水蒸气,因此净化装置应在干燥装置之前,以除尽水蒸气;由于二氧化碳密度比空气大、能溶于水且与水反应,应采用装置F向上排空气法进行收集,故仪器的连接顺序为ADBF;
②检验二氧化碳的方法是:将二氧化碳通入澄清石灰水(溶质氢氧化钙),二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,会观察到澄清石灰水变浑浊,则是二氧化碳;
(2)①过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为:;
②该装置中,洗气瓶B1为浓硫酸洗气瓶,浓硫酸具有吸水性,其作用是干燥氧气;
③B2质量增加ag,则塑料燃烧产生的水的质量是ag,则氢元素的质量为,该塑料试样中氢元素的质量分数为;
(3)①装置E内CO和氧化铁在高温下反应产生铁和二氧化碳,发生反应的化学方程式是;
②设参加反应的CO的质量为x。
解得x=1.4g;
③CO有毒,会污染空气,从安全角度考虑,需要进行尾气处理,具体改进方案可以是在装置末端加一个燃着酒精灯,利用CO的可燃性将其转化成无毒的二氧化碳。
19. 暖宝宝是一种防寒用品,暖宝宝中的主要成分有哪些?
小明探究暖宝宝中的主要成分,剪开内包装袋,倒出其中的粉末,发现呈黑色。
【提出猜想】该黑色粉末可能含有炭粉、铁粉、二氧化锰、氧化铜、四氧化三铁中的一种或几种。
【进行实验】
【实验分析】
(1)① 由实验①可知,该黑色粉末肯定含_______(写化学式),肯定不含______(写化学式)。
②实验①的化学反应方程式为_________。
③由实验②可知,该黑色粉末中肯定还含有_____ (写化学式)。
实验室中有一瓶无色溶液A,已知其中的溶质可能是NaOH和BaCl2或两者之一,另有固体混合物B,其中可能含有NH4Cl、(NH4)2SO4、CuO三种物质中的两种或多种。按如图所示进行探究实验,出现的现象如图中所述(设过程中所有发生的反应都恰好完全反应)。
(2)请根据实验过程和发生的现象,回答下列问题:
①气体C的化学式________。
②根据上述实验现象推理,在固体混合物B中,肯定存在的物质是__________(填化学式)。
③在无色滤液F中,一定存在的酸根阴离子有_____________(填离子符号)。
④写出步骤④中发生的化学方程式__________ 。
⑤根据上述现象固体B中不能确定的物质是____(填写化学式)。
【答案】(1) ①. Fe ②. CuO ③. ④. C
(2)①. NH3 ②. (NH4)2SO4 、CuO ③. ④. ⑤. NH4 Cl
【解析】(1)取黑色粉末加足量硫酸,碳粉、二氧化锰与稀硫酸不反应;铁粉与稀硫酸反应生成硫酸亚铁、氢气,化学方程式为,现象是产生气泡,所得溶液为浅绿色;氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜、水,所得溶液为蓝色;四氧化三铁与稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁、水,所得溶液为黄绿色,而实验现象是固体溶解,有气泡生成,所得溶液无蓝色,说明该黑色粉末一定含有铁粉,一定不含氧化铜。
①根据分析,该黑色粉末肯定含Fe,肯定不含CuO。
②根据分析,实验①中铁粉与稀硫酸反应生成硫酸亚铁、氢气,化学方程式为。
③实验②取适量的残渣灼烧,将内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩在上方,澄清石灰水变浑浊,说明灼烧后产生了二氧化碳。根据质量守恒定律,化学反应前后,元素种类不变,灼烧是物质与氧气(O2)发生的反应,生成物中二氧化碳含有碳、氧两种元素,反应物中氧气只含氧元素,则另外的反应物一定含有碳元素,炭粉(C)、铁粉(Fe)、二氧化锰(MnO2)、四氧化三铁(Fe3O4)中,只有碳粉含有碳元素,能灼烧生成二氧化碳,所以该黑色粉末中肯定还含有碳粉(C)。
(2)①紫色石蕊遇酸变红遇碱变蓝,遇中性物质不变色。气体C能使紫色石蕊溶液变蓝,说明该气体呈碱性,该气体是NH3。
②无色溶液A中NaOH可与NH4Cl反应生成NaCl、NH3、H2O,NaOH可与(NH4)2SO4反应生成Na2SO4、NH3、H2O,与CuO不反应;BaCl2可与(NH4)2SO4反应生成BaSO4沉淀、NH4Cl,BaCl2与NH4Cl或CuO都不反应。由于步骤①中反应产生了NH3,所以固体混合物中一定含有NH4Cl或(NH4)2SO4,不确定是否含有CuO。而步骤④中加入足量稀硝酸,沉淀部分溶解,由于BaSO4不溶于稀硝酸,说明沉淀E中一定含有BaSO4、CuO,CuO与稀硝酸反应生成硝酸铜、水,化学方程式为:,证明固体混合物B中一定含有(NH4)2SO4、CuO,则无色溶液A中一定含有NaOH和BaCl2,该实验过程无法确定固体混合物B中是否含有NH4Cl。
故填:(NH4)2SO4、CuO。
③根据②的分析,固体混合物B中一定含有(NH4)2SO4、CuO,无色溶液A中一定含有NaOH和BaCl2,则一定发生反应、,所以滤液D中一定含有Na2SO4、NH4Cl,步骤③中加入适量AgNO3溶液,Na2SO4与AgNO3反应生成Ag2SO4沉淀、NaNO3,NH4Cl与AgNO3反应生成AgCl沉淀、NH4NO3,所以无色滤液F中,一定存在的酸根阴离子有:。
④根据②的分析,步骤④中CuO与稀硝酸反应生成Cu(NO3)2、H2O,化学方程式为:。
⑤根据②的分析,固体B中不能确定的物质是NH4Cl。
20. 烧碱(NaOH)是一种重要的化工原料,苛化法制烧碱是目前工业制烧碱的重要方法之一,其主要流程如图所示:
(1)①第④步中加入试剂 X 的化学式为__________。
②氢氧化钠固体如果暴露在空气中不仅会吸收空气中的水分,还能和空气中的二氧化碳发生反应而变质,该反应的化学方程式为_________。
某化学兴趣小组的同学欲对石灰石样品进行探究,在烧杯中加入含CaCO3质量分数为80%的石灰石样品25g,然后逐滴加入稀盐酸,烧杯中石灰石样品的质量与滴入稀盐酸的质量关系曲线如图所示(假设石灰石中的杂质不反应,也不溶于水,也不含CaCO3中的任何成分)。请根据题意回答下列问题:
(2)①该石灰石样品中Ca元素的质量分数为________ 。
②当滴入稀盐酸73g(即图中A点)时,烧杯中溶液里的溶质是_____________(写化学式)。
③当滴入稀盐酸146g(即图中B点)时,试通过计算求此时烧杯中所得不饱和溶液的质量_____________ (计算结果精确到0.1g)。
【答案】(1)①. Na2CO3 ②.
(2)①. 32% ②. CaCl2 ③. 解:样品中碳酸钙的质量为:
设样品和稀盐酸完全反应生成的CO2质量为x
x=8.8g
20g+146g-8.8g=157.2g
答:所得不饱和溶液质量为157.2g。
【解析】(1)①第④步反应的生成物是CaCO3和NaOH,由复分解反应的规律可以推断出该反应的反应物是氢氧化钙和碳酸钠,因为石灰水是氢氧化钙的水溶液,所以试剂 X是碳酸钠,其化学式为:Na2CO3。
②氢氧化钠和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,该反应的化学方程式为:。
(2)①因为样品中杂质不含CaCO3中的任何成分,所以该石灰石样品中Ca元素全部来自于样品中的碳酸钙。根据题意,样品中碳酸钙的质量为:25g×80%=20g,故样品中Ca元素的质量分数为:。
②当滴入稀盐酸73g(即图中A点)时,样品中碳酸钙还没有全部反应,因此稀盐酸完全反应,此时溶液中不含盐酸。又因为碳酸钙难溶于水,石灰石中的杂质不反应,也不溶于水,故烧杯中溶液里的溶质是碳酸钙和盐酸反应生成的氯化钙(假定反应生成的二氧化碳气体全部逸出溶液),其化学式为:CaCl2。
③见答案。
加入试剂
甲
乙
丙
实验现象
产生白色沉淀
无明显现象
产生蓝色沉淀
选项
实验目的
实验方案
A
鉴别棉线与羊毛
分别取样,灼烧后闻气味
B
除去CO2中的CO
通过足量灼热的氧化铜
C
除去FeSO4溶液中的CuSO4
加入过量铁粉,过滤
D
鉴别碳酸钠和氢氧化钠溶液
分别滴加无色酚酞试液,观察颜色变化
实验编号
实验操作
实验现象
①
取黑色粉末加足量硫酸
固体溶解,有气泡生成,溶液无蓝色
②
取适量的残渣灼烧,将内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩在上方
澄清石灰水变浑浊
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