2024-2025学年江苏省苏州市昆山、太仓、常熟、张家港四市九年级(上)期中阳光测评卷化学试卷(解析版)
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这是一份2024-2025学年江苏省苏州市昆山、太仓、常熟、张家港四市九年级(上)期中阳光测评卷化学试卷(解析版),共21页。试卷主要包含了5 O-16, 下列有关化学用语表示正确的是等内容,欢迎下载使用。
注意事项:
1. 本试卷分选择题和非选择题,选择题第1页至第3页,非选择题第4页至第8页; 共26题,满分100分; 考试用时 100分钟。
2. 答题前,考生务必将自己的学校名称、班级、姓名、座位号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在答题卡相对应的位置上,并认真核对条形码上的准考号、姓名是否与本人的相符合。
3. 答选择题必须用2B铅笔把答题卡相对应题目的答案标号涂黑,如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案:答非选择题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔写在答题卡指定的位置上,不在答题区域内的答案一律无效,不得用其他笔答题。
可能用到的相对原子质量: H-1 Mg-24 K-39 Cl-35.5 O-16
选择题(共40分)
单项选择题(包括20小题,每题2分,共40分。每题只有一个选项最符合题意。)
1. 下列研究不属于化学范畴的是( )
A. 计算返回舱落点B. 制取空间站内所需氧气
C. 研制火箭燃料D. 制造返回舱外层耐高温涂料
【答案】A
【解析】
【详解】A、计算返回舱落点,属于物理学研究范畴,符合题意;
B、制取空间站内所需氧气,涉及物质的制取、性质和应用,属于化学研究范畴,不符合题意;
C、研制火箭的燃料,属于能源的开发和利用,属于化学研究范畴,不符合题意;
D、制造返回舱外层耐高温涂料,属于材料的开发和利用,属于化学研究范畴,不符合题意。
故选A。
2. 下列物质由离子构成的是( )
A. 铜B. 二氧化碳C. 氯化钠D. 金刚石
【答案】C
【解析】
【详解】A、铝是由铝原子构成的,不符合题意;
B、二氧化碳是由二氧化碳分子构成的,不符合题意;
C、 氯化钠是由钠离子和氯离子构成的,符合题意;
D、金刚石是由碳构成的,不符合题意。
故选:C。
3. 下列涉及酒精灯操作的图示正确的是( )
A. 添加酒精B. 点燃酒精灯
C. 加热液体D. 熄灭酒精灯
【答案】A
【解析】
【详解】A、应用漏斗添加酒精,防止酒精洒出,图中操作正确,符合题意;
B、禁止用燃着的酒精灯去引燃另一酒精灯,防止发生火灾,图中操作错误,不符合题意;
C、给试管中的液体加热时,应用外焰加热,且试管里的液体不能超过试管容积的13,图中操作错误,不符合题意;
D、熄灭酒精灯,应用灯帽盖灭,不能用嘴吹灭,防止发生火灾,图中操作错误,不符合题意。
故选A。
4. 下列有关化学用语表示正确的是( )
A. 2 个镁离子:2Mg+2B. 银元素:AG
C. 五氧化二磷:P2O5D. 8 个硫原子:S8
【答案】C
【解析】
【详解】A、书写离子符号时,右上角的数字表示离子所带电荷数,带正电用+,带负电用,数字在前,正负号在后,表示多个离子时在符号前面加数字,2个镁离子正确写法应为。答案错误。
B、元素符号的写法应为第一个字母大写,第二个字母小写,银元素符号应为Ag。答案错误。
C、五氧化磷的化学式为。答案正确。
D、原子的符号为该元素的元素符号,表示多个原子则在前面加数字,8个硫原子符号应为8S。答案错误。
故选C。
5. 下列相关物质属于氧化物的是( )
A. 碱式碳酸铜B. 氯化钾C. 液氧D. 氧化镁
【答案】D
【解析】
【分析】氧化物是由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物。
【详解】A、碱式碳酸铜由Cu、C、H、O四种元素组成,不属于氧化物,不符合题意;
B、氯化钾由K、Cl两种元素组成,不含氧元素,不属于氧化物,不符合题意;
C、液氧是液态氧气,是由氧元素组成的纯净物,属于单质,不符合题意;
D、氧化镁是由Mg、O元素组成的化合物,属于氧化物,符合题意。
故选D。
6. 下列物质的性质与其用途对应关系正确的是( )
A. 活性炭有吸附性,可除去水中色素
B. 铜具有导热性,可用于制作导线
C. 金刚石有特殊光学性质,可用于切割玻璃
D. 石墨有导电性,可用于制作铅笔芯
【答案】A
【解析】
【分析】根据物质的性质决定物质的用途进行分析。
【详解】A、活性炭有吸附性,可除去水中色素,故A正确;
B、铜具有导电性,可用于制作导线,故B错误;
C、金刚石硬度大,可用于切割玻璃,故C错误;
D、石墨有导电性,可用于制作电极,故D错误。
故选A。
阅读下列材料,完成下面小题:工业上常采用分离液态空气制备氧气,实验室加热氟酸钾(KClO3)和二氧化锰的固体混合物也可制取氧气,同时生成易溶于水的氯化钾。该反应中二氧化锰是催化剂。
7. 有关“液态氧汽化”说法正确的是( )
A. 氧分子体积变大B. 氧分子间空隙变大
C. 氧分子数目变多D. 氧分子质量变大
8. 下列有关加热氯酸钾制取氧气的实验操作正确的是( )
A. 组装仪器B. 加热固体
C. 收集气体D. 氧气验满
9. 对KClO3完全分解后的残留固体进行分离提取二氧化锰,下列实验操作步骤中首先进行的是( )
A. 干燥B. 溶解C. 洗涤D. 过滤
【答案】7. B 8. C 9. B
【解析】
【7题详解】“液态氧汽化”,只是分子之间间隔发生了改变,分子的体积、质量、数目不变。故选B;
【8题详解】A、应把橡皮塞慢慢转动着塞进容器口,切不可把试管放在桌上,再使劲塞进塞子,以免压破试管,图中操作错误,不符合题意;
B、给试管中的固体加热时,试管口应略向下倾斜,防止冷凝水倒流,炸裂试管,图中操作错误,不符合题意;
C、氧气的密度比空气略大,可用向上排空气法收集,符合题意;
D、氧气具有助燃性,氧气验满:将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,说明已经集满,不能伸入集气瓶内部,不符合题意。
故选C;
【9题详解】氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气,完全分解后的固体是氯化钾和二氧化锰,氯化钾溶于水,二氧化锰难溶于水,故可通过溶解、过滤、洗涤、干燥,得到二氧化锰。
故选B。
10. 下列符号所展示的微观粒子中,能保持二氧化碳化学性质的微观粒子是( )
A. CB. OC. O2D. CO2
【答案】D
【解析】
【详解】由分子构成的物质,分子是保持其化学性质的最小粒子,二氧化碳是由二氧化碳分子构成的,故保持二氧化碳化学性质的最小粒子是二氧化碳分子,表示为CO2。故选D。
11. 我国科学家屠呦呦提取并研制出青蒿素 (C15H22O5) 和双氢青蒿素(C15H24O5) , 为人类解决疟疾防治问题做出了重大贡献。下列说法正确的是( )
A. 青蒿素与双氢青蒿素属于同种物质
B. 青蒿素在氧气中完全燃烧生成一氧化碳和水
C. C、H、O三种元素均为人体必需的微量元素
D. 一个青蒿素分子中含有15个碳原子、22个氢原子和5个氧原子
【答案】D
【解析】
【详解】A、青蒿素和双氢青蒿素化学式不同,是两种不同的物质,不符合题意;
B、根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,青蒿素由C、H、O三种元素组成,则青蒿素在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水,不符合题意;
C、C、H、O三种元素为人体必需的常量元素,不符合题意;
D、由化学式可知,青蒿素由青蒿素分子构成,每个青蒿素分子中含有15个碳原子、22个氢原子和5个氧原子,符合题意。
故选D。
12. 镓是常用的半导体原材料。镓在元素周期表中的信息如下图所示,下列说法正确的是( )
A. 镓的相对原子质量是69.72g
B. 镓离子中核外电子数为31
C. 镓元素属于非金属元素
D. 可用 Ga表示物质镓
【答案】D
【解析】
【详解】A、在元素周期表中,元素名称下方的数字表示相对原子质量,相对原子质量是一个比值,单位为“1”,常省略不写,故镓的相对原子质量是69.72,不符合题意;
B、在元素周期表中,元素名称左上角的数字表示原子序数,在原子中,原子序数=质子数=核外电子数,故镓原子的核外电子数为31,镓离子是镓原子失去电子后形成的,故镓离子中核外电子数小于31,不符合题意;
C、由“金”字旁可知,镓元素属于金属元素,不符合题意;
D、Ga可以表示镓这种物质,镓元素,还能表示一个镓原子,符合题意。
故选D。
13. 下列有关实验的操作正确的是( )
【答案】B
【解析】
【详解】A、选取量筒时,要选取比量取液体体积大,且最接近的,用10mL的量筒量取8.0mL的水,故操作错误;
B、铁丝在氧气中燃烧时,集气瓶底部没有放入少量水会造成瓶底炸裂,故操作正确;
C、红磷点燃后一定要快速放到集气瓶中,并塞紧瓶塞,防止装置内气体受热膨胀从瓶口逸出而使进水量增多,导致测量的氧气含量结果偏大,故操作错误;
D、高锰酸钾制取氧气结束时需要先从水槽中移出导管,后熄灭酒精灯,以防止水槽中的水倒吸入试管,使试管因骤然冷却而炸裂,故操作错误。
故选B。
14. 为防止疾病传染,河水需经处理后方能饮用。常用的措施有:①加热煮沸②用消毒剂杀菌消毒③过滤④自然沉降。较为合理的处理顺序是( )
A. ①②③④B. ④③②①
C. ④②③①D. ②④③①
【答案】B
【解析】
【详解】将河水转化为饮用水的处理过程:一般先进行自然沉降(除去水中的难溶性大颗粒),然后过滤(除去难溶性杂质),再经用消毒剂杀菌消毒(杀死微生物)等过程,最后加热煮沸即可饮用,所以顺序为:④③②①。故选B。
15. 下列存放试剂时所选择的仪器及存放方式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A、稀盐酸是液体,应存放在细口瓶中,图中操作正确,符合题意;
B、氧化铜是固体,应存放在广口瓶中,图中操作错误,不符合题意;
C、澄清石灰水是液体,应存放在细口瓶中,图中操作错误,不符合题意;
D、氢气密度比空气小,集气瓶应倒放在桌面上,且磨砂面应向下,不符合题意。
故选A。
16. 下列区分物质的方法中,不能达到实验目的的是( )
A. 用无色酚酞试液区分氨水和水
B. 用闻气味的方法区分氮气和氧气
C. 用加热蒸干的方法区分食盐水和蒸馏水
D. 通过观察颜色区分碱式碳酸铜和木炭粉
【答案】B
【解析】
【详解】A、无色酚酞试液遇到碱变红色,遇蒸馏水不变色,可以鉴别,故实验方法正确;
B、氮气和氧气都是无色无味气体,闻气味的方法不能鉴别,故实验方法错误;
C、食盐水加热蒸干后有固体出现,蒸馏水加热蒸干后没有物质剩余,可以区别,故实验方法正确;
D、碱式碳酸铜是绿色的,木炭粉是黑色的,可以鉴别,故实验方法正确。
故选B。
17. 如图为电解水的实验装置,下列说法正确的是( )
A. 实验过程中电能转化为化学能
B. b试管内收集的气体是氢气
C. a试管内收集的气体能使带火星的木条复燃
D. 电解水实验可以证明水是由氢气和氧气组成
【答案】A
【解析】
【分析】根据电解水时,与电源负极相连的玻璃管内的气体体积多,是氢气;与电源正极相连的玻璃管内产生的气体体积少,是氧气;且两者的体积之比大约是2:1,可简记为:正氧负氢、氢二氧一。
【详解】A、电解水时该反应将电能转化为化学能,故选项说法正确;
B、电解水时“正氧负氢、氢二氧一”可知,装置中b管收集的气体是氧气,故选项说法错误;
C、电解水时“正氧负氢、氢二氧一”可知,装置中a管收集的气体是氢气,不具有助燃性,不能使带火星的木条复燃,故选项说法错误;
D、电解水生成氢气和氧气,氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的,说明水是由氢元素和氧元素组成的,故选项说法错误。
故选A。
18. 证据推理是化学学科的重要素养之一。下列事实与相关解释或结论合理的是( )
【答案】C
【解析】
【详解】A、鱼能在水中生活,是因为水中含有溶解氧,氧气不易溶于水,不符合题意;
B、将木柴架空可以使燃烧更旺,是因为增大了木柴与氧气的接触面积,着火点是一个定值,不能被降低,不符合题意;
C、碳在常温下不与氧气反应, 点燃时能与氧气反应,是因为反应温度不同,需要温度达到碳的着火点,碳才能燃烧,符合题意;
D、将干燥烧杯罩在蜡烛火焰上, 烧杯内壁出现水雾,说明石蜡燃烧生成了水,不符合题意。
故选C。
19. 用调节好的托盘天平称量7.5g氯化钠固体时,发现指针向分度盘中线的左侧偏斜,后续应进行的操作是( )
A. 调节天平平衡螺母B. 添加砝码
C. 继续添加药品D. 减少药品
【答案】D
【解析】
【详解】小明同学用托盘天平称取7.5g克氯化钠固体,步骤是:调节天平平衡,先向右边托盘添加砝码和拨动游码,然后向左边托盘添加氯化钠固体直至天平平衡;在称量过程中他发现天平指针向左边偏,为了使天平达到平衡,说明氯化钠的质量大于需要的质量,应减少氯化钠。故选D。
20. 硼纤维是将硼沉积到金属丝表面形成的材料,具有较好的耐热性和弹性。硼可由氯化硼(BCl3)蒸气与干燥、纯净的氢气在 1200℃~1300℃时反应制得,同时生成氯化氢。下列说法不正确的是( )
A. 硼纤维具有耐热性 B. 氯化硼可能与水反应
C. 该制硼反应属于化合反应 D. 该反应需要在隔绝空气的条件下进行
【答案】C
【解析】
【详解】A、硼纤维是将硼沉积到金属丝表面形成的材料,具有较好的耐热性和弹性,不符合题意;
B、硼可由氯化硼(BCl3)蒸气与干燥、纯净的氢气在 1200℃~1300℃时反应制得,氯化硼需与干燥的氢气反应,说明氯化硼可能与水反应,不符合题意;
C、氯化硼与氢气在1200℃~1300℃时反应生成硼和氯化氢,该反应的生成物有两种,不符合“多变一”的特点,不属于化合反应,符合题意;
D、氢气具有可燃性,混有一定量的空气,高温下容易发生爆炸,故该反应需要在隔绝空气的条件下进行,不符合题意。
故选C。
非选择题(共60分)
21. 下图是实验室常用制备气体的装置。
(1)仪器a的名称为______。
(2)从“物质组成的角度”分析,实验室选用高锰酸钾制取氧气的理由是______。
(3)用F装置收集氧气,适宜的时机是______。
(4)搭建如图1 所示装置时, 需要调整试管的高度, 可松开______(选填“K1”、 “K2”或“K3”) 处的螺丝,待调整后再拧紧。
(5)如图2为增氧酒精灯,是在普通酒精灯的灯芯座中间加一根导气管(即增氧孔), 使用时将氧气通入增氧孔。
①若利用过氧化氢给增氧酒精灯提供氧气,上述发生装置中最适合的是_______(填字母)。
②用增氧酒精灯引燃铁丝,铁丝剧烈燃烧,该反应的符号表达式为______。
【答案】(1)分液漏斗
(2)高锰酸钾组成中含有氧元素
(3)导管口气泡连续均匀冒出时
(4)
(5)①. C ②.
【解析】(1)由图可知,仪器a的名称是:分液漏斗;
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,氧气由氧元素组成,故从“物质组成的角度”分析,实验室选用高锰酸钾制取氧气的理由是:高锰酸钾组成中含有氧元素;
(3)用F装置,即排水法收集氧气,当导管口气泡连续均匀冒出时开始收集,因为一开始排出的是装置内的空气;
(4)铁架台上的三个旋钮,K1顶住铁架台竖直的铁杆,用于固定铁夹的高度;K2顶住铁夹后面的铁杆,用于固定铁夹的角度(试管口略向下倾斜);K3在铁夹上,用于夹紧试管,故需要调整试管的高度,可松开K1处的螺丝,待调整后再拧紧;
(5)①若利用过氧化氢给增氧酒精灯提供氧气,该反应属于固液不加热反应,发生装置可选B或C,C装置可通过分液漏斗控制液体的滴加速率,从而控制反应速率,故上述发生装置中最适合的是C;
②用增氧酒精灯引燃铁丝,铁丝剧烈燃烧,该反应为铁和氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁,该反应的符号表达式为:。
22. 阅读下面科普短文。
乙醇 (C2H5OH) 俗称酒精,是一种易燃、易挥发的无色液体,有特殊香味,能与水以任意比互溶。工业上将淀粉[(C6H10O5)n]水解转化为葡萄糖,葡萄糖经发酵、蒸馏、精馏等工艺操作可制得高浓度酒精。
医用酒精(浓度为75%)主要用于消毒、杀菌。酒精浓度过高时,会在细菌表面形成一层保护膜,阻止其进入细菌体内,不能彻底杀死细菌; 浓度过低时,不能将细菌体内的蛋白质凝固,同样无法将细菌杀死。因此,浓度适当的酒精溶液,才能达到良好的杀菌效果。
下表是不同浓度酒精杀灭不同细菌所需的时间:
(1)乙醇属于_______(填“单质”或“化合物”) 。
(2)“淀粉水解”属于_______(填“物理”或“化学”)变化。 (已知:葡萄糖化学式为( )
(3)酒精浓度为______时,杀灭金黄色葡萄球菌速度最快。
(4)酒精杀灭大肠杆菌所需时间与其浓度的关系是______。
(5)某实验小组利用如图装置加热石灰石,在火焰上方倒扣一个用澄清石灰水润湿的烧杯,石灰水变浑浊。(已知:①石灰石的主要成分是碳酸钙;②)
此实验能否推断石灰石煅烧产生二氧化碳,并说明理由:______。
【答案】(1)化合物
(2)化学
(3)80%
(4)酒精浓度在40%~100%范围内,随着浓度的增大,杀灭大肠杆菌所需的时间先减小后增大
(5)不能,酒精燃烧也会生成二氧化碳,使澄清石灰水变浑浊
【解析】(1)乙醇的化学式为C2H5OH,是由三种元素组成的纯净物,属于化合物;
(2)工业上将淀粉[(C6H10O5)n]水解转化为葡萄糖,此过程有新物质生成,属于化学变化;
(3)根据表中数据可知,酒精浓度为80%时,杀灭金黄色葡萄球菌用的时间最短,故杀灭金黄色葡萄球菌速度最快;
(4)根据表中数据可知,酒精浓度在40%~100%范围内,随着浓度的增大,杀灭大肠杆菌所需的时间先减小后增大;
(5)石灰水变浑浊,是因为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,此实验不能推断石灰石煅烧产生二氧化碳,是因为酒精燃烧也会生成二氧化碳,也使澄清石灰水变浑浊。
23. 空气是宝贵的自然资源,以空气等为原料合成化肥的流程如图所示。
I. 氮气的获取
(1)工业上通过控制温度可将液态空气中沸点_______(填“较高”或“较低”) 的氮气先于氧气分离出来。
(2)利用“分子筛”特殊的吸附能力和解吸技术也可分离获取到氮气。由题下图可知,25℃时吸附压越大越有利于分离氮气和氧气,证据是______。
Ⅱ. 氨气的制备
(3)合成塔中的反应在高温、高压、催化剂条件下进行。
① 合成氨气反应的符号表达式为______。
② 科学家研究寻找合成氨气反应催化剂的目的是______。
(4)从“合成塔”中出来的气体是_______(填“纯净物”或“混合物”)。
Ⅲ. 氨气的利用
(5)氦气可用于生产氮肥,如硝酸铵、尿素等,这为解决人类面临的粮食危机等作出了重大贡献。
①写出硝酸铵的化学式_______。
②氨气在一定条件下和二氧化碳反应合成尿素[]同时生成相对分子质量最小的氧化物,该反应的符号表达式为______。
【答案】(1)较低
(2)25℃时,吸附压越大,氮气的吸附量越大,而氧气的吸附量变化不大
(3)①. ②. 提高氢气和氮气的化学反应速率##提高合成氨的化学反应速率
(4)混合物
(5)①. ②.
【解析】
(1)从步骤中可以看出氮气先汽化,说明氮气的沸点比氧气的沸点低;
(2)由图乙可知,25℃时吸附压越大越有利于分离N2和O2,证据是25℃时,吸附压越大,氮气的吸附量越大,而氧气的吸附量变化不大;
(3)①在高温、高压、催化剂条件下,氮气和氢气反应生成氨气,反应的符号表达式为:;
②使用催化剂的目的主要是加快反应速率;
(4)从“合成塔”中出来的气体除了有氨气外,还有剩余的氮气和氢气,因此从“合成塔”中出来的气体是混合物;
(5)①硝酸铵中铵根是+1价,硝酸根是-1价,其化学式为NH4NO3;
②“相对分子质量最小的氧化物”为水,则反应物为氨气和二氧化碳,生成物为CO(NH2)2和水,该反应的符号表达式为:。
24. 市场出售的某食盐添加了碘酸钾(KIO3) ,可补充碘元素。
(1)该食盐中含有的金属元素为______。
(2)碘酸钾中碘元素的化合价为_____,人体缺碘元素可能造成的疾病是_____(填字母) 。
a. 贫血 b. 甲状腺疾病 c. 侏儒症
(3)某兴趣小组设计了如下实验探究KIO3的性质。
【实验1】探究KIO3的热稳定性。按下图装置及试剂进行实验,实验现象记录如下。
【解释与结论】
①实验1-1组装好装置后,应进行的操作是______。
②根据实验1-2,试分析收集到的气体具有的性质是______、______。
③进一步实验可知,实验1-1中还产生了碘化钾(KI),该反应的符号表达式为______。
【实验2】探究 KIO3与维生素C的反应。按下图操作及试剂进行实验,实验现象记录如下表。
资料:淀粉溶液遇I2变为蓝色,遇KIO3、维生素C、醋酸不变色。
【解释与结论】
④根据实验2-1,可得到的结论是______。
⑤对比实验2-1、2-2, 影响KIO3与维生素C反应的因素是______。
【反思与评价】
⑥以上实验_______(填“能”或“不能”) 得出“醋酸促进KIO3与维生素C的反应”的结论。
【答案】(1)、K
(2)①. +5 ②. B
(3)①. 检查装置气密性 ②. 气体的密度大于空气 ③. 具有助燃性 ④. ⑤. 能与维生素C反应生成 ⑥. 物质的浓度 ⑦. 不能
【解析】(1)该食盐中含有的金属元素为钠、钾,符号为:、K;
(2)在KIO3中,K是+1价,O是-2价,设I的化合价为x,则(+1)+x+(-2)×3=0,解得x=+5;甲状腺疾病就缺碘或碘过量引起的,故选B;
(3)①根据实验要求,实验1-1组装好装置后,应进行的操作是检查装置气密性;
②分析实验1-2的实验现象可知,带火星木条复燃,说明1-1中收集到的气体是氧气,说明该气体的密度比空气大且能助燃;
③根据实验可知,加热KIO3生成氧气和碘化钾,反应的符号表达式为:;
④淀粉溶液遇KIO3、维生素C不变色,KIO3溶液与维生素C溶液混合,能使淀粉溶液变蓝,则可说明KIO3能与维生素C反应生成I2;根据实验2-1,可得到的结论是能与维生素C反应生成;
⑤对比分析实验2-1、2-2的实验方案可知,KIO3溶液与维生素C溶液的浓度不同,反应速率不同,则对比实验2-1、2-2,可探究的影响KIO3与维生素C反应速率的因素是反应物浓度不同;
⑥分析实验2-3可知,醋酸不会促进KIO3与维生素C的反应,理由是醋酸可能与KIO3反应生成生成I2。
25. 氢气的制取和储存是氢能源利用领域的研究热点。
I. 氢气的制取
(1)水热分解可得氢气,高温下水分解体系中微观粒子含量与温度的关系如图所示。
①此法制取氢气的不足之处是_____。
②图中曲线B 对应的微观粒子是_____ (填符号) 。
(2)我国化学家研究出一种新型催化剂,可用水煤气在 120℃的条件下制备氢气,该反应的微观过程如图所示:
①该反应的符号表达式为______.
②用CaO可以提高反应后混合气体中氢气的体积分数,CaO消耗率随时间变化关系如图所示。从t1开始,单位时间内 CaO消耗率_______(填“升高”“降低”或“不变”) 。
Ⅱ. 氢气的储存
(3)氢气可以直接加压储存在储氢罐中,从微观视角解释氢气能被压缩的原因是_____。
(4)某镁铜合金可用于储氢。
①将镁、铜单质按比例在600℃~700℃熔炼得到上述合金。熔炼时须通入氩气,其目的是______。
②350℃时,该镁铜合金与氢气反应生成了MgH2,MgH2中氢元素的质量分数为______(计算结果精确到0.1%)。
Ⅲ. 氢气的利用
(5)在Pt-Pb催化剂作用下,氢气和氧气化合得到过氧化氢,该反应的符号表达式为____.出于安全考虑,合成时需在反应物中加入大量N2,加入N2的目的是_____。
【答案】(1)①. 能耗高 ②. O
(2)①. ②. 降低
(3)分子之间存在间隔
(4)①. 防止熔炼时镁、铜与氧气反应 ②. 7.7%
(5)①. ②. 降低氢气的体积分数,防止发生爆炸
【解析】(1)①水热分解可得氢气,该反应需要在高温下进行,不足之处是:能耗高;
②每个水分子会分解为2个氢原子和1个氧原子,由图可知,A的数目大于B的数目,所以图中曲线A、B对应的微粒依次是氢原子、氧原子,原子用元素符号表示,故图中曲线B对应的微观粒子是O;
(2)①由图可知,该反应为一氧化碳和水在催化剂和120℃条件下反应生成二氧化碳和氢气,该反应的符号表达式为:;
②用CaO可以提高反应后混合气体中氢气的体积分数,由图可知,从t1开始,氢气的体积分数下降,氧化钙的消耗率变慢,说明单位时间内 CaO消耗率降低;
(3)氢气可以直接加压储存在储氢罐中,从微观视角解释氢气能被压缩的原因是:分子之间存在间隔,受压后,分子之间的间隔变小;
(4)①将镁、铜单质按比例在600℃~700℃熔炼得到上述合金。熔炼时须通入氩气,因为氩气化学性质稳定,可作保护气,可防止熔炼时镁、铜与氧气反应;
②MgH2中氢元素的质量分数为:;
(5)氢气和氧气在Pt-Pb催化剂作用下反应生成过氧化氢,该反应的符号表达式为:;
出于安全考虑,合成时需在反应物中加入大量氮气,氮气化学性质稳定,可降低氢气的体积分数,防止发生爆炸。
26. MnO2是合成工业、实验室常用的催化剂。
I. MnO2的制备
实验室以软锰矿(主要含MnO2)为原料制备MnO2的流程如下:
(1)“反应2”为提高原料碳酸氢铵的利用率,反应时温度宜控制在_______(填字母) 。
a. 35℃ b. 100℃
(2)实验室进行“过滤”操作需用到的玻璃仪器有_____(任填一种)。
(3)在空气中煅烧 MnCO3会生成不同的锰氧化物,各锰氧化物质量分数随煅烧温度的变化关系如图所示。
①温度控制在450℃的目的是____。
②加热至370℃~410℃间,二氧化锰质量分数上升的原因是______。
Ⅱ. MnO2的利用
(4)某兴趣小组利用过氧化氢和二氧化锰展开实验探究。
将质量相同但聚集状态不同的MnO2分别加入到5mL5%的过氧化氢溶液中,并用带火星的木条进行测试,测试结果如下:
①上述反应的符号表达式为______。
②实验结果说明催化剂的催化效果与_____有关。
(5)某兴趣小组利用氯酸钾与二氧化锰展开实验探究。
①其反应的理论产氧率为______。
[已知KClO3中氧元素完全转化为O2,产氧率 结果精确到0.1%]
②加热一定质量 MnO2与KClO3的混合物,使之完全反应。发现实际产氧率高于上述数值,可能的原因有_______(测定过程中产生的误差可忽略)。
【答案】(1)a
(2)漏斗##玻璃棒##烧杯
(3)①. 得到较纯的 ②. 部分、转化为
(4)①. ②. 催化剂的聚集状态##接触面积大小
(5)①. 39.2% ②. 受热分解生成(合理即可)
【解析】(1)碳酸氢铵受热易分解,所以保证在较低温度下进行反应,故选a;
(2)在实验室进行过滤操作需用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗;
(3)①据图可知,煅烧温度在450℃时,生成二氧化锰最多,所以温度控制在450℃的目的是得到较纯的;
②据图可知,加热至370℃~410℃间,部分、转化为,所以加热至370℃~410℃间,二氧化锰质量分数上升;
(4)①过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,反应的符号表达式为:;
②由表中数据可知,粉末状的二氧化锰比块状的二氧化锰的催化效果好,说明催化剂的催化效果与催化剂的聚集状态或接触面积大小;
(5)①根据反应关系可知,其反应的理论产氧率为;
②加热一定质量 MnO2与KClO3的混合物,使之完全反应,发现实际产氧率高于上述数值,可能的原因有: MnO2在加热的条件分解产生氧气。
选项
实验
操作
A
量取 80mL 蒸馏水
向 50mL 量筒内直接倾倒至所需体积
B
铁丝在氧气中燃烧
预先在集气瓶内加适量的水
C
空气中氧气体积分数的测定
盛红磷的燃烧匙缓慢伸入集气瓶
D
用排水法收集高锰酸钾分解产生的氧气
收集完毕, 先熄灭酒精灯, 后移出导管
选项
事实
解释或结论
A
鱼能在水中生活
氧气易溶于水
B
将木柴架空可以使燃烧更旺
降低了木柴的着火点
c
碳在常温下不与氧气反应, 点燃时能与氧气反应
反应温度不同
D
将干燥烧杯罩在蜡烛火焰上, 烧杯内壁出现水雾
石蜡中含有水
酒材浓度
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
金黄色葡萄球菌
4小时
2小时
30分钟
5分钟
2分钟
30分钟
7 天
溶血性链球菌
2分钟
20秒
10秒
10秒
10秒
5分钟
15分钟
大肠杆菌
2分钟
25秒
20秒
30秒
1小时
15小时
1 天
序号
1-1
1-2
装置
现象
加热较长时间后, 产生大量气泡
带火星的木条复燃
操作
序号
溶液中物质的浓度
实验现象
KIO3
维生素C
2-1
10%
10%
溶液立即由无色变为蓝色
2-2
0.5%
0.5%
溶液逐渐由无色变为蓝色
2~3
0.25%
0.25%
一段时间后溶液无明显变化。再滴入5消稀醋酸后, 溶液逐渐变为汲蓝色
催化剂(MnO2)
操作情况
观察结果
反应完成所需的时间
粉末状
混合
不振荡
剧烈反应, 带火星的木条复燃
3.5 分钟
块状
反应较慢, 火星红亮但木条未复燃
30分钟
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