湖南省长沙市2024-2025学年九年级下学期期中化学试卷（解析版）

这是一份湖南省长沙市2024-2025学年九年级下学期期中化学试卷（解析版），共11页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题，填空题，实验与探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1. 下列基于实验事实的推理，正确的是（ ）
A. 点燃氢气前要检验纯度，那么点燃任何可燃性气体之前都需要验纯
B. 化学变化通常伴随能量变化，人类利用的能量都是通过化学变化获得
C. 原子的最外层电子数相同则化学性质一定相似
D. 单质是由同种元素组成的物质，由同种元素组成的物质一定是单质
【答案】A
【解析】
【详解】A、氢气具有可燃性，不纯的氢气点燃可能发生爆炸的危险，因此点燃氢气前要检验纯度，那么点燃任何可燃性气体之前都需要验纯，故A选项符合题意；
B、化学变化通常伴随能量变化，人类利用的能量不一定都是通过化学变化获得，例如太阳能不是通过化学变化获得的能量，故B选项不符合题意；
C、原子的最外层电子数决定原子的化学性质，原子的最外层电子数相同，化学性质不一定相似，例如氦原子的只有一层电子，最外层电子数为2，不易得失电子，其化学性质稳定，而镁原子的最外层电子数也为2，但镁原子易失去电子，二者的化学性质不同，故C选项不符合题意；
D、单质是由同种元素组成的物质，但由同种元素组成的物质不一定是单质，例如氧气和臭氧混合在一起的物质，该物质中只含有氧元素，但该物质是由两种物质组成的物质，属于混合物，故D选项不符合题意。
故选A。
2. 空气是人类生产活动的重要资源。下列关于空气的说法错误的是（ ）
A. 氧气能支持燃烧，可以作燃料
B. 空气的成分按体积计算，氮气大约占78%
C. 将氮气充入食品包装袋中可起到防腐作用
D. 计入空气质量评价的主要污染物有二氧化硫、一氧化碳等
【答案】A
【解析】
【详解】A、氧气具有助燃性，不具有可燃性，不能作燃料，符合题意；
B、空气的成分按体积计算，氮气大约占78%，是空气中含量最多的气体，不符合题意；
C、氮气化学性质稳定，可作保护气，将氮气充入食品包装袋中可起到防腐作用，不符合题意；
D、二氧化硫能与水反应生成酸性物质，导致酸雨的发生，属于空气污染物，一氧化碳有毒，属于空气污染物，不符合题意。
故选A。
3. 下列图示实验操作中正确的是（ ）
A. 移走蒸发皿 B. 给酒精灯添加酒精
C. 取用固体粉末 D. 稀释浓硫酸
【答案】C
【解析】
【详解】A、移取加热后的蒸发皿应使用坩埚钳，用手移动会烫伤手指，选项错误；
B、不可向燃着的酒精灯中添加酒精，选项错误；
C、粉末状药品取用，一横先将试管横放、二送用纸槽将粉末状药品送到试管底部、三直立将试管直立起来，选项正确；
D、稀释浓硫酸时，应将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒搅拌，切不可将水注入浓硫酸，否则会造成酸液溅出引发事故，选项错误。
故选C。
4. 天宫课堂水球光学实验中打入的“人造空气”中含有约21%氧气、78%氮气、0.7%二氧化碳。下列说法不正确的是（ ）

A. 21%和78%指的是气体的质量分数
B. 该“人造空气”中的主要成分都不是大气污染物
C. 硫磺在该“人造空气”中燃烧，产生淡蓝色火焰
D. 用如图所示装置可粗略测定“人造空气”中氧气的含量
【答案】A
【解析】
【详解】A、21%和78%指的是气体的体积分数，而不是质量分数，该选项说法不正确；
B、氧气、氮气、二氧化碳均不属于空气污染物，该选项说法正确；
C、“人造空气”中氧气含量与空气相同，硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，该选项说法正确；
D、红磷燃烧消耗氧气，则装置中的气体减少，压强减少，冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水会被吸入集气瓶中，进入的水的体积即为氧气的体积，则该装置可粗略测定“人造空气”中氧气的含量，该选项说法正确。
故选A。
5. 用化学的眼光看世界，能提高人的科学素养。下列对事实的解释错误的是（ ）
【答案】D
【解析】
【详解】A、每年4月，梨花盛开，花香四溢，是因为分子在不断运动，引起花香的分子四处扩散，不符合题意；
B、10mL水和10mL酒精混合后的体积小于20mL，是因为分子之间存在间隔，水分子和酒精分子相互扩散，不符合题意；
C、金刚石和石墨是由碳元素组成的不同单质，但是金刚石坚硬，而石墨很软，是因为碳原子的排列方式不同，不符合题意；
D、温度计中的水银(汞)热胀冷缩，是因为原子之间的间隔遇热时增大，遇冷时缩小的缘故，符合题意。
故选D。
6. 将酒精和氧气置于密闭容器中引燃，测得反应前、后各物质的质量如下表所示，下列说法错误的是（ ）
A. a值为1.4
B. 酒精中氢元素质量为
C. 二氧化碳和水的化学计量数之比为
D. 该反应中酒精燃烧只生成了二氧化碳和水
【答案】D
【解析】
【详解】A、根据质量守恒定律，反应前后物质总质量不变，所以，解得a=1.4g，A选项正确；
B、酒精化学式为C2H6O，其相对分子质量为，2.3g酒精中氢元素质量为，B选项正确；
C、反应生成的二氧化碳（CO2）质量为2.2g，生成的水（H2O）质量为2.7g，设它们的化学计量数之比为x∶y，则，解得x∶y=1∶3，C选项正确；
D、根据A选项的分析，a=1.4g，说明反应后生成了一氧化碳，可知酒精燃烧除生成二氧化碳和水外，还生成了一氧化碳，D选项错误。
故选：D
火树银花不夜天
7. 国家级“非遗”项目潮汕“烟花火龙”距今已有600多年历史。下列活动涉及化学变化的是（ ）
A. 竹篾制龙躯B. 棉布糊龙身
C. 彩笔绘鳞甲D. 火把燃彩龙
【答案】D
【解析】
【详解】A、竹篾制龙躯过程中没有新物质生成，属于物理变化，A不符合题意；
B、棉布糊龙身是将棉花糊在龙身上，没有新物质生成，属于物理变化，B不符合题意；
C、彩笔绘鳞甲是在龙身上画上龙鳞，属于物理变化，C不符合题意；
D、火把燃彩龙过程中彩龙燃烧属于化学变化，D符合题意。
故选D。
8. 火随龙起，烟花四射。烟花中含锶化合物燃烧时会发出红色火焰。如图是锶在元素周期表中的信息和原子结构示意图。下列关于锶元素的说法正确的是（ ）
A. B. 中子数为38
C. 属于非金属元素D. 原子质量为87.62
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据原子中，核内质子数=核外电子数，则：38=2+8+x+8+2，得：x=18，故A正确；
B.根据相对原子质量≈质子数+中子数，锶元素原子中子数为：87.62-38=49.62≈50，故B错误；
C.根据元素名称带有“钅”字旁，锶属于金属元素，故C错误；
D.由信息图可知，锶元素相对原子质量为87.62，根据，所以一个锶原子质量=，故D错误。
故选：A。
9. 使用“数字烟花”代替传统烟花，助力推进“美丽中国”建设。下列做法不能起到助力建设的是（ ）
A. 自备购物布袋B. 废旧电池放入“其他垃圾”
C. 回收金属易拉罐D. 使用可降解塑料制品
【答案】B
【解析】
【详解】A、自备购物布袋可以节约资源，减少塑料袋的使用，从而降低白色污染，不合题意；
B、废旧电池中含有有毒的重金属，废旧电池应放入“有害垃圾”，可以减少污染，符合题意；
C、回收金属易拉罐既能节约金属资源，又能减少环境污染，不合题意；
D、使用可降解塑料制品可以缓解白色污染，不合题意。
故选：B。
10. 下列关于碳及其氧化物的说法错误的是（ ）
A. 墨绘古画经久不变，说明常温下碳的化学性质稳定
B. 一氧化碳气体使人体中毒是因与血红蛋白结合导致
C. 金刚石和石墨物理性质不同的原因是碳原子排列方式不同
D. 可用点燃的方法除去CO2中混有的少量CO
【答案】D
【解析】
【详解】A、墨绘古画经久不变，说明常温下碳的化学性质稳定，说法正确，不符合题意；
B、一氧化碳气体使人中毒是因一氧化碳与人体血红蛋白结合的能力比氧气高很多倍，会导致人体缺氧而中毒，说法正确，不符合题意；
C、金刚石、石墨因碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大，化学性质相似，说法正确，不符合题意；
D、二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，二氧化碳中混有少量CO，无法被点燃，说法错误，符合题意；
故选D。
11. 下列关于燃烧与灭火的说法不正确的是（ ）
A. 森林失火时，可将大火蔓延路线前一片树木砍掉，形成隔离带
B. 电线老化着火，马上用水浇灭
C. 燃着的酒精灯不慎碰倒，若洒出的酒精燃烧起来，应立刻用湿抹布扑灭
D. 木柴架空有利于促进燃烧，是因为增大了木柴与氧气的接触面积
【答案】B
【解析】
【详解】A.森林失火时，可将大火蔓延路线前一片树木砍掉，形成隔离带，清除或隔离可燃物，达到灭火的目的，不符合题意；
B.电线老化着火，为防止触电，先应切断电源，再用水浇灭，符合题意；
C.燃着的酒精灯不慎碰倒，若洒出的酒精燃烧起来，应立刻用湿抹布扑灭，隔绝氧气，达到灭火的目的，不符合题意；
D.木柴架空，增大了木柴与氧气的接触面积，可促进燃烧，使火燃烧的更旺，不符合题意。
故选B。
12. 下列选项中的物质所属类别均正确的是（ ）
A. 空气、石灰石、干冰——混合物
B. 氧气、蒸馏水、二氧化碳——氧化物
C. 氮气、水银、黄铜——单质
D. 氯化钠、氯化镁、蒸馏水——化合物
【答案】D
【解析】
【详解】A、空气是由氮气、氧气等混合而成，属于混合物；石灰石的主要成分是碳酸钙，还含有其他物质，属于混合物；干冰是固体二氧化碳，由同种物质组成，属于纯净物，不符合题意；
B、氧气是由氧元素组成的纯净物，属于单质；蒸馏水是由H、O元素组成的化合物，属于氧化物；二氧化碳是由C、O元素组成的化合物，属于氧化物，不符合题意；
C、氮气是由氮元素组成的纯净物，属于单质；水银是汞的俗称，是由汞元素组成的纯净物，属于单质，黄铜是铜锌合金，属于混合物，不符合题意；
D、氯化钠是由Na、Cl元素组成的纯净物，属于化合物，氯化镁是由Mg、Cl元素组成的纯净物，属于化合物，蒸馏水是由H、O元素组成的纯净物，属于化合物，符合题意。
故选D。
13. 下列物质的应用正确的是（ ）
A. 纯碱用于制肥皂
B. 用消石灰改良碱性土壤
C. 盐酸制药物
D. 食盐配制生理盐水
【答案】C
【解析】
【详解】A、纯碱为碳酸钠的俗称，氢氧化钠可用于制肥皂，该选项不正确；
B、消石灰为氢氧化钙的俗称，氢氧化钙可用于改良酸性土壤，而不是碱性土壤，该选项不正确；
C、盐酸是胃液的成分之一，盐酸可用于制药物，该选项正确；
D、食盐的主要成分为氯化钠，其中还含有其它物质，则生理盐水应用氯化钠配制，而不是食盐，该选项不正确。
故选C。
14. 空气质量日报是通过新闻媒体向社会发布的环境信息，能及时准确地反映空气质量状况，增强人们对环境的关注，提高环保意识。某市11月3日晚，下了一场大雨。下表是该市连续两天的空气质量日报。下列说法错误的是（ ）
A. 空气质量级别越大(Ⅱ>Ⅰ)，空气质量状况越好
B. 造成该市空气污染的首要污染物是SO2
C. 化石燃料燃烧会产生SO2和NO2
D. 雨后CO含量变化不大，说明CO不溶于水
【答案】A
【解析】
【详解】A、根据图中信息可知，污染指数越高，空气质量级别大，因此级别越大空气质量状况越差，故符合题意；
B、根据图中信息可知，二氧化硫含量最多，因此是首要污染物，故不符合题意；
C、化石燃料中含有氮和硫元素，因此燃烧会产生二氧化硫和二氧化氮，故不符合题意；
D、一氧化碳在降雨前后变化不大，说明一氧化碳难溶于水，故不符合题意。
故选A。
二、不定项选择题(本大题共3小题，每小题有1~2个正确答案，全对得3分，答案正确但不全者得2分，不选或错选不得分，共9分)
15. 科学的方案设计是达到实验目的的前提。下列实验方案不能达到实验目的的是（ ）
A. 图甲通过对比探究可燃物燃烧的条件
B. 图乙观察两端液面在同一水平面，说明装置的气密性良好
C. 图丙实验中将二氧化碳慢慢倒入烧杯中，蜡烛由下而上依次熄灭
D. 图丁实验验证质量守恒定律时，铜粉量不足，最终天平仍然保持平衡
【答案】B
【解析】
【详解】A、图甲中铜片上的白磷与氧气接触，温度达到着火点，发生燃烧，红磷与氧气接触，温度没有达到着火点，不能燃烧，说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点；铜片上的白磷与氧气接触，温度达到着火点，发生燃烧，水中的白磷没有与氧气接触，温度达到着火点，不能燃烧，说明燃烧需要与氧气接触。通过对比能探究可燃物燃烧的条件，该方案能达到实验目的，不符合题意；
B、上下移动两端会形成压强差，图乙观察两端液面不在同一水平面，说明装置的气密性良好；若两端液面在同一水平面，说明装置漏气，该方案不能达到实验目的，符合题意；
C、 图丙实验中将二氧化碳慢慢倒入烧杯中，蜡烛由下而上依次熄灭，说明二氧化碳密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧，该方案能达到实验目的，不符合题意；
D、图丁实验验证质量守恒定律时，铜粉在空气中加热生成氧化铜，发生了化学反应，铜粉量不足不影响参加反应的各物质质量总和与生成的各物质质量总和相等，最终天平仍然保持平衡，该方案能达到实验目的，不符合题意。
故选B。
16. 下图是NaCl和两种固体物质的溶解度曲线。下列叙述中正确的是（ ）
A. 20℃时，饱和溶液的溶质质量分数为
B. 50℃时，的溶解度大于NaCl的溶解度
C. 将50℃时的饱和溶液与NaCl的饱和溶液同时降温至20℃，所得NaCl溶液的溶质质量分数大于溶液的溶质质量分数
D. 当固体中混有少量NaCl时，通常先用热水溶解，再降温结晶提纯
【答案】BCD
【解析】
【详解】A、20℃时，KNO3溶解度为31.6g,所以20℃时，KNO3饱和溶液的溶质质量分数为，选项错误；
B、由图可知，50℃时，KNO3的溶解度大于NaCl的溶解度，选项正确；
C、将50℃时KNO3的饱和溶液与NaCl的饱和溶液同时降温至20℃，两者的溶解度都变小，所以都会析出晶体，析出晶体后形成20℃的饱和溶液，由于20℃时NaCl的溶解度大于KNO3，所以形成的饱和溶液溶质质量分数NaCl＞KNO3，选项正确；
D、由图可知，KNO3的溶解度随温度的升高而增大，且受温度变化影响较大，而NaCl的溶解度受温度变化较小，故KNO3溶液中混有少量NaCl，提纯KNO3的方法是降温结晶，选项正确。
故选BCD。
17. 下列实验方案设计正确的是（ ）
【答案】AD
【解析】
【详解】A、取样，分别加入熟石灰研磨，闻气味，产生有刺激性气味气体的是硫酸铵，无明显气味的是硫酸钾，现象不同，可以鉴别，符合题意；
B、敞口放置的氢氧化钠变质是氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，即变质后的氢氧化钠溶液中含有碳酸钠，由于氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液均显碱性，均能使酚酞溶液变红色，所以滴加酚酞观察颜色不能鉴别，不符合题意；
C、二氧化碳和氯化氢气体均能与NaOH溶液反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，不符合题意；
D、氯化镁能与过量氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，再过滤，向滤液中加适量稀盐酸除去过量的氢氧化钠，至溶液pH=7，溶液中只有氯化钠，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合题意；
故选AD。
三、填空题(本大题共5小题，化学方程式每个3分，其余每空2分，共30分)
18. 在中国空间站的建设与运营中，化学发挥了不可或缺的作用。
（1）宇航员的饮食必须做到营养均衡，太空食谱有土豆烧牛肉、辣味烤鱼、八宝饭，馅饼等，其中八宝饭能为人体补充的营养素主要是______（写出一种即可）。
（2）空间站的呼吸循环系统和水循环系统中都会用到活性炭过滤器去除杂质，这是利用了活性炭的______性。
（3）空间站中产生的一些气体，如丙酮（CH3COCH3）、甲醇（CH3OH）和一氧化碳等，可以在过滤器中除去，请写出甲醇分子中C、H、O的原子个数比______。
（4）航天器上的太阳能电池可将______能转化为电能。密封座舱内，宇航员所需的氧气可通过电解水补充，该反应的基本反应类型为______，由此产生的氢气的处理方法为______。
【答案】（1）糖类
（2）吸附
（3）1:4:1
（4）①. 太阳 ②. 分解反应 ③. 用作燃料
【解析】（1）八宝饭中含有米饭，米饭中富含糖类，糖类为人体需要的基本营养素；
（2）活性炭结构疏松多孔具有吸附性，则可以用于水与空气的除杂；
（3）甲醇的化学式为CH3OH，则其中C、H、O的原子个数比为1:4:1；
（4）太阳能电池可以将太阳能转化为电能；水通电后分解产生氢气与氧气，该反应符合一变多的特点，则属于分解反应；H2具有可燃性，则可以用作燃料，继续提供能量。
19. 写出下列反应的化学方程式。
（1）硫在空气中充分燃烧：___________。
（2）工业上常常用Ca(OH)2来处理硫酸厂的污水：___________。
【答案】（1）
（2）
【解析】（1）硫在空气中充分燃烧生成二氧化硫，反应的化学方程式为：；
（2）Ca(OH)2与硫酸反应生成硫酸钙和水，反应的化学方程式为：。
20. 2023年6月3日神舟十六号载人飞船发射取得圆满成功。本次发射使用的火箭以液氢和液氧作为推进剂，则液氢燃烧的化学方程式为___________；氢气作为理想能源的一条优点是___________；实验室常用锌和稀硫酸反应制取氢气，写出反应的化学方程式___________。
【答案】①. ②. 产物只有水，对环境无污染（或热值高或原料来源丰富等合理即可） ③.
【解析】
【详解】液氢燃烧生成水，化学方程式为：；
氢气燃烧热值高，氢气可以通过电解水制得，原料水的来源丰富，氢气燃烧产物只有水，对环境无污染；
实验室常用锌和稀硫酸反应制取氢气，锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式为：。
21. 材料一：燃料电池是一种用途广泛的化学电源，燃料电池运行时必须使用流动性好的气体燃料，如图1所示为氢氧燃料电池。氢气从负极连续通入，从正极连续通入，二者在电池内部发生反应生成，同时产生电能。
材料二：锂离子电池是目前最受欢迎的为电动汽车和智能手机供电的方式之一，我国的电动汽车约有应用的电池为磷酸铁锂电池，它是一种使用磷酸铁锂（）为正极材料，石墨作为负极材料的锂离子电池（如图2所示）。该电池的能量密度高、安全性能好，循环寿命长。
（1）燃料电池是一种将__________能转化为__________能的电源。
（2）如图1，在反应过程中，氢原子在电极A处__________（填“得到”或“失去”）电子变为氢离子，氢离子通过质子交换膜后与氧结合。氢氧燃料电池被称为最环保电池的原因是_________________。氢氧燃料电池可能成为未来主流电池，但推广较慢，可能的原因是____________________（写一条）。
（3）如图2，磷酸铁锂电池中，石墨作为负极材料，利用了其__________性；聚合物隔膜将电池的正负极隔开，__________可以通过而电子不能，避免出现短路现象。磷酸铁锂电池的优点是_________________________（写一条）。
【答案】（1）①. 化学 ②. 电
（2）①. 失去 ②. 氢气燃烧产物只有水，比较环保 ③. 氢气制取成本高，贮存困难
（3） ①. 导电或良好的导电 ②. 锂离子##Li+##离子 ③. 能量密度高、安全性能好，循环寿命长
【解析】（1）燃料电池是利用燃料燃烧提供能量，故将化学能转化为电能；
（2）由图可知，氢原子在电极A处变为氢离子，故氢原子在电极A处失去电子；
氢气燃烧产物只有水，比较环保，故氢氧燃料电池被称为最环保电池；
氢气的制取成本较高，且贮存困难，故氢氧燃料电池可能成为未来主流电池，但推广较慢；
（3）磷酸铁锂电池中，石墨作为负极材料，利用了其导电性；
由图可知，聚合物隔膜将电池的正负极隔开，锂离子可以通过，而电子不能；
由题干信息可知，磷酸铁锂电池的优点是：能量密度高、安全性能好，循环寿命长。
22. 《天工开物》记载“凡钟为金乐之首”，在古代的金属乐器之中，钟是最重要的乐器。铸钟的材料，铜为上等，铁为下等。金属和金属材料在生产和生活中有着广泛的应用。请完成有关金属性质的实验。
Ⅰ．金属的物理性质
（1）铁是应用最广泛的金属．生活中用铁锅做饮具，主要利用铁的______性；
Ⅱ．金属的化学性质
（2）将稀盐酸滴加到装有铁、铜的试管中
①一种金属和酸不反应的理由______；
②另一种金属与酸反应的现象______。
Ⅲ．探究金属的活动性强弱
（3）①有X、Y、Z三种金属，它们具有如下性质：
a．X、Z均不与稀盐酸反应
b．
c．
则X、Y、Z三种金属活动性由强到弱的顺序是______；
②在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定量的镁粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定含有的物质是______(填化学式)。
Ⅳ．某工厂欲从含有的废液中回收金属铜，并得到工业原料硫酸亚铁，其工业流程如图：
（4）操作Ⅰ的名称是______。
（5）加入过量A物质化学式是______。
（6）加入适B物质时反应的化学方程式是______。
Ⅴ．据有关资料报道，世界上每年因腐蚀而报废的金属设备或材料相当于年产量的20%~40%。
（7）炼铁时焦炭的作用______，回收报废金属的意义______。
（8）请写出自行车链条防止生锈的方法______。
【答案】（1）导热（或良好的导热）
（2）①. 在金属活动性顺序里，铜排在氢后 ②. 产生气泡，溶液由无色变为浅绿色
（3）①. Y＞X＞Z ②. Fe、Cu
（4）过滤
（5）Fe
（6）
（7）①. 提供热量和还原剂一氧化碳 ②. 节约金属资料，减少污染，保护环境
（8）涂油
【解析】（1）生活中用铁锅做饮具，主要利用铁导热性；
（2）①在金属活动性顺序里，铜排在氢后，故铜和酸不反应；
②铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，故现象是：产生气泡，溶液由无色变为浅绿色；
（3）①a、X、Z均不与稀盐酸反应，说明在金属活动性顺序里，X、Z均排在氢后；b、Y能与稀盐酸反应，说明在金属活动性顺序里，Y排在氢前，则Y比X、Z活泼；c、X能将Z从其盐溶液中置换出来，说明X比Z活泼，故X、Y、Z三种金属活动性由强到弱的顺序是：Y＞X＞Z；
②金属活动性：Mg＞Fe＞Cu，在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定量的镁粉，镁先与氯化铜反应生成氯化镁和铜，待氯化铜完全反应后，镁和氯化亚铁反应生成氯化镁和铁，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生，说明滤渣中一定含铁，则滤渣中一定含Fe、Cu；
（4）操作Ⅰ实现了固液分离，名称是过滤；
（5）该流程的目的是从含有CuSO4的废液中回收金属铜，并得到工业原料硫酸亚铁，故加入的过量A应是铁，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，可得到铜，故填：Fe；
（6）固体A中应含过量的铁和反应生成的铜，要想得到铜，应加入适量的稀硫酸，即B为稀硫酸，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，从而除去铁，该反应的化学方程式为：；
（7）炼铁时，焦炭燃烧生成二氧化碳，放出大量的热，二氧化碳和焦炭在高温下反应生成一氧化碳，故焦炭的作用是：提供热量和还原剂一氧化碳；
回收报废金属，可以节约金属资源，减少污染，保护环境；
（8）铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，防止铁生锈，可以隔绝氧气和水，故自行车链条防止生锈的方法：涂油。
四、实验与探究题(本大题共2小题，每空2分，共20分)
23. 回答下列问题：
（1）请写出图中标号仪器的名称：a______；b______。
（2）实验室用氯酸钾制取并收集氧气，应选用的配套装置是______，化学方程式为______。
（3）若F装置中盛有紫色石蕊溶液，通入CO2气体。溶液变红，原因是______。(用化学方程式表示)
【答案】（1）①. 铁架台 ②. 酒精灯
（2）①. BC##BE ②.
（3）
【解析】（1）由图可知，标号a、b的仪器名称分别是铁架台、酒精灯，故填：铁架台；酒精灯；
（2）氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为，该反应适用于固-固加热型，发生装置选B，氧气的密度比空气大，不易溶于水也不与水反应，可采用向上排空气法或排水法进行收集，即收集装置选C或者E，故填：BC或者BE；；
（3）二氧化碳能与水反应生成碳酸，反应的化学方程式为，碳酸显酸性，能使紫色石蕊溶液变红，故填：。
24. 化学使世界变得绚丽多彩，绿色生活理念深入人心。小明同学在帮助老师处理实验室固体废弃物时，对其中一包固体废弃物很感兴趣，这包固体废弃物可能由木炭粉、铁粉、氧化铜、碳酸钾、硝酸钡、碳酸氢钠、氯化钠中的一种或几种组成。为确定其成分，小明在老师的指导下开展了以下科学探究活动。
【查阅资料】NaHCO3的水溶液显碱性；NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
【实验探究】
步骤Ⅰ：取少量固体样品于烧杯中，加入足量的水，充分搅拌后过滤，得到滤液A和滤渣甲。
步骤Ⅱ：向滤液A中加入过量的氢氧化钠溶液，产生白色沉淀，充分反应后过滤，得到滤液B。
步骤Ⅲ：取干燥后的滤渣甲用磁铁完全吸引得到固体乙，称量剩余滤渣，其质量为10g，然后向剩余滤渣中加入一定量稀硫酸，无气体产生，滤渣完全溶解，得到溶液C。
步骤Ⅳ：将固体乙加入到溶液C中，充分反应后过滤，将滤渣在低温下干燥，得到干燥固体丙。
【实验分析】
（1）若向滤液A中滴加少量无色酚酞试液，观察到的现象是 _____。
（2）步骤Ⅱ中产生的白色沉淀是_____（填化学式）。
（3）若向滤液B中加入足量稀硫酸，产生白色沉淀，则滤液B中一定含有的溶质是_____（填化学式）。
（4）由以上实验可知，原固体废弃物中一定含有的物质是_____（填化学式）。
【拓展延伸】
（5）若固体乙和固体丙的质量相等且都为ag，则a的取值范围为_____。
【答案】（1）溶液变为红色
（2）BaCO3
（3）NaNO3、Ba(NO3)2和NaOH
（4）Fe、CuO、Ba(NO3)2和NaHCO3
（5）a≥8
【解析】（1）步骤Ⅱ：向滤液A中加入过量的氢氧化钠溶液，产生白色沉淀，结合资料可知，碳酸氢钠与氢氧化钠反应生成碳酸钠，而碳酸钠会与硝酸钡反应生成碳酸钡白色沉淀，故可以确定滤液A中含有硝酸钡和碳酸氢钠，而碳酸氢钠溶液显碱性，故加入无色酚酞试液时，能观察到溶液变为红色；故答案为：溶液变为红色；
（2）由上述分析可知白色沉淀为碳酸钡，其化学式为BaCO3；
（3）向滤液B中加入足量稀硫酸，产生白色沉淀，在上述物质中，只有硝酸钡中的钡离子能与硫酸根离子生成硫酸钡白色沉淀，因此滤液B中含有硝酸钡，也说明硝酸钡的量多于碳酸氢钠的量，因步骤Ⅱ中碳酸钠会与硝酸钡反应生成碳酸钡白色沉淀和硝酸钠，且氢氧化钠溶液过量，故滤液B中一定含有的溶质是硝酸钠、硝酸钡和氢氧化钠，其化学式为NaNO3、Ba(NO3)2和NaOH；
（4）由上述分析可知，固体废弃物中一定含有硝酸钡和碳酸氢钠，步骤Ⅲ中取干燥后的滤渣甲用磁铁完全吸引得到固体乙，则固体乙必为铁粉，然后向剩余滤渣中加入一定量稀硫酸，无气体产生，滤渣完全溶解，得到溶液C，则说明固体废弃物中不含木炭粉和碳酸钾，一定含有氧化铜，原因是木炭粉不与稀硫酸反应，且如果存在碳酸钾，其会与硝酸钡反应生成碳酸钡白色沉淀，而碳酸钡能与稀硫酸反应生成硫酸钡白色沉淀、二氧化碳和水，因此会有气体产生，而氧化铜则能够与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，因此步骤Ⅲ滤渣中只有氧化铜。综上所述，原固体废弃物中一定含有的物质是铁粉、氧化铜、硝酸钡和碳酸氢钠，其化学式为Fe、CuO、Ba(NO3)2和NaHCO3；
（5）由分析可知，固体乙为铁粉，溶液C可能为硫酸铜溶液，步骤Ⅳ将固体乙加入到溶液C中，铁粉会与硫酸铜发生反应生成硫酸亚铁和铜单质，充分反应后过滤，将滤渣在低温下干燥，得到干燥固体丙，因此固体丙可能为铜单质。已知步骤Ⅲ中滤渣即氧化铜的质量为10g，氧化铜和稀硫酸反应：，铁和硫酸铜反应：，假设硫酸铜完全反应，且生成的固体丙全部为铜单质，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，氧化铜中的铜元素完全转化到了铜单质中，则生成铜单质的质量为：，设生成8g铜需要消耗铁粉的质量为x
x=7g，即每7g铁粉完全反应生成8g铜单质，但是根据题意可知，固体乙即铁粉的质量等于固体丙的质量，所以a≥8，且溶液C中会有剩余的稀硫酸。假设稀硫酸没有剩余，则剩余的铁粉会残留在固体丙中，而本身反应生成的铜单质的质量大于参加反应的铁粉的质量，因此就会有固体丙的质量始终大于固体乙的质量，而a＜8时，硫酸铜部分反应，铁粉完全反应，反应生成的铜单质的质量大于参加反应的铁粉的质量，也会有固体丙的质量始终大于固体乙的质量，故都不符合题意，因此溶液C中必有剩余的稀硫酸且a≥8。当a=8时，剩余的1g铁粉会与稀硫酸反应；当a＞8时，剩余的铁粉需要一部分与稀硫酸反应，另一部分则残留在固体丙中，如此，便可以满足固体乙和固体丙的质量相等。故答案为：a≥8。
五、计算题(本大题共1小题，第一小问2分，第二小问3分，共5分)
25. 利用CO2合成甲醇（CH3OH）是捕集CO2的一种方法。
（1）CO2催化加氢合成CH3OH的反应为CO2+3H2CH3OH+H2O。
①该反应________（填“属于”或“不属于”）置换反应。
②以17.6吨CO2为原料反应制得3.2吨CH3OH，计算CO2的转化率。_____
（CO2的转化率＝×100%CO2，请将计算过程写到答题卡上）
（2）CO和H2在高温、催化剂作用下也能合成CH3OH，该反应的化学方程式为_____。
【答案】（1）①. 不属于 ②. 解：设消耗CO2的质量为x。
则CO2的转化率为
答：CO2的转化率为25%。
（2）
【解析】（1）①根据化学方程式，该反应不符合一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，不属于置换反应；
②计算过程见答案；
（2）CO和H2在高温、催化剂作用下也能合成CH3OH，该反应的化学方程式为。
事实
解释
A
每年4月，梨花盛开，花香四溢
分子在不断运动
B
10mL水和10mL酒精混合后的体积小于20mL
分子之间有间隔
C
金刚石和石墨是由碳元素组成的不同单质，但是金刚石坚硬，而石墨很软
原子的排列方式不同
D
温度计中的水银(汞)热胀冷缩
原子本身的大小发生了改变
物质
酒精
氧气
二氧化碳
水
一氧化碳
反应前质量/g
2.3
4.0
0
0
0
反应后质量/g
0
0
2.2
2.7
a
日期
2021年11月3日
2021年11月4日
污染物
CO
SO2
NO2
可吸入颗粒物
CO
SO2
NO2
可吸入颗粒物
污染指数
21
84
31
25
20
23
12
11
质量级别
II
I
选项
实验目的
所选试剂及操作
A
鉴别硫酸铵和硫酸钾固体
取样，与熟石灰混合研磨，闻气味
B
检验敞口放置的氢氧化钠溶液是否变质
取样，滴加无色酚酞试液，观察颜色
C
除去二氧化碳中的氯化氢气体
先通过足量氢氧化钠溶液，再通过浓硫酸
D
除去氯化钠溶液中少量氯化镁
先加过量氢氧化钠溶液，过滤，再向滤液中加适量稀盐酸至溶液pH=7