2022-2023学年浙江省宁波市海曙区兴宁中学九年级(上)期中科学试卷(附答案)
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一、选择题(本题共15小题,第1~10题,每小题4分,第11~15题,每小题4分,共55分。请选出每小题中一个符合题意的选项,不选、错选均不给分)
1.(4分)下列成语涉及化学变化的是( )
A.冰冻三尺 B.刻舟求剑 C.沙里淘金 D.钻木取火
2.(4分)化学是一门以实验为基础的科学。下列实验操作正确的是( )
A.读取液体的体积 B.过滤
C.稀释浓硫酸 D.点燃酒精灯
3.(4分)下列每组物质的名称、俗称、化学式三者不能表示同一种物质的是( )
A.氢氧化钠、烧碱、NaOH
B.碳酸钠、小苏打、Na2CO3
C.氯化钠、食盐、NaCl
D.氢氧化钙、消石灰、Ca(OH)2
4.(4分)铁制品在通常情况下很易生锈,制造时往往在铁制品表面电镀一层铜起防锈作用。下列说法正确的是( )
A.镀铜铁制品不可以在弱酸性条件下使用
B.镀铜铁制容器可盛硝酸银溶液
C.镀铜铁制品不易生锈的原因之一是使铁隔绝了空气
D.镀铜铁制品是一种合金
5.(4分)推理是化学学习中常用的思维方法。下列推理正确的是( )
A.单质是由一种元素组成的纯净物,所以由一种元素组成的纯净物一定是单质
B.有机物都含有碳元素,所以含有碳元素的化合物一定是有机物
C.置换反应生成单质和化合物,所以生成单质和化合物的反应一定是置换反应
D.燃烧都伴随着发光、放热现象,所以有发光、放热现象的一定是燃烧
6.(4分)汽车尾气中含有许多有害气体,使用催化转换器可减少有害气体的排放,其中某一反应过程的微观变化如图所示(尚未配平)。下列说法正确的是( )
A.该反应属于复分解反应
B.甲物质由碳原子和氧原子构成
C.参加反应的反应物分子个数比为1:1
D.反应前后各元素化合价都保持不变
7.(4分)下列实验方案不能达到目的的是( )
选项
实验目的
实验方案
A
除去CO2中的HCl气体
通过盛有NaOH溶液的洗气瓶
B
鉴别氮气和氧气
将带火星的木条分别伸入集气瓶
C
鉴别NaOH和NH4NO3固体
分别溶于水,测溶解前后液体温度变化
D
从KCl与MnO2的混合物中回收MnO2
加水溶解、过滤、洗涤、干燥
A.A B.B C.C D.D
8.(4分)取一段镁条放入盛有少量稀盐酸的试管中,用手摸外壁会感觉发烫,反应的化学方程式为Mg+2HCl═MgCl2+H2↑。下列有关说法正确的是( )
A.反应中无明显现象
B.反应是一个吸热反应
C.反应说明镁能置换出酸中的氢
D.反应后溶液中溶质质量减少
9.(4分)为验证锌,铁、铜三种金属的活动性顺序,小红设计了如图所示的四个实验,下列说法中正确的是( )
A.通过实验①②③能验证锌的金属活动性比铁的强
B.实验③中溶液的质量变大
C.X可能为锌,Y可能为硫酸亚铁
D.只做实验③和④,一定不能验证锌、铁、铜的金属活动性顺序
10.(4分)如图是氮元素的化合价与物质类别的关系图,已知a物质是NH3,下列叙述不正确的是( )
A.甲物质是空气中含量最多的物质
B.乙物质排放到空气中可能形成酸雨
C.丙物质的化学式为HNO2
D.丁物质中含有的阳离子是NH4+
11.(4分)某工业尾气中可能含有H2、CO和CO2中的一种或几种,为检验其成分,小明同学按如图装置进行实验时,观察到黑色固体变红,澄清石灰水变浑浊,由此实验现象得出尾气的组成情况可能有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
12.(4分)学会识图能发展科学思维。一小块未打磨的铝片和一定质量的稀盐酸反应,产生气泡的快慢和反应时间的关系如图。下列猜想正确的有( )
①0~t1阶段,可能是铝表面有层氧化膜
②t1~t2阶段,可能是铝和稀盐酸反应放出热量
③t3时刻,可能是稀盐酸过量
④t3时刻,可能是稀盐酸不足
A.1项 B.2项 C.3项 D.4项
13.(4分)有关下列图像的描述,正确的是( )
A.图①表示向硫酸铜溶液中不断滴入氢氧化钡溶液
B.图②表示将两份质量相等的固体物质分别加热制取氧气
C.图③表示向一定温度下氢氧化钙的饱和溶液中加入少量氧化钙固体
D.图④表示向等质量的镁条和铝条中分别加入足量的溶质质量分数相同的稀硫酸
14.(4分)向盛有100.0gCuSO4和H2SO4混合溶液的烧杯中,加入过量BaCl2溶液,充分反应后再滴加溶质质量分数为20.0%的NaOH溶液,烧杯中沉淀质量与滴加NaOH溶液质量的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.加入NaOH溶液前,溶液中有两种溶质
B.m1﹣m2=19.6
C.原混合溶液中CuSO4与H2SO4的质量比为40:49
D.取a点对应溶液,滴加稀H2SO4,不能立即出现白色浑浊
15.(4分)实验室有一黑色粉末(含氧化铜、碳粉、铁粉中的一种或几种)和未知溶质质量分数的稀硫酸。某同学进行了如下探究:将14.6g黑色粉末加入盛有100g该稀硫酸的烧杯中,充分反应后,称得烧杯内物质质量为114.2g。该同学的以下推断中正确的是( )
①若反应后烧杯中有固体存在,则原黑色粉末中一定含有碳粉
②黑色固体粉末可能由铁粉和碳粉组成
③黑色固体中一定有铁,且其质量不低于11.2g
④反应后可能得到红色固体
⑤该稀硫酸的溶质的质量分数为19.6%
A.①③④ B.②③④ C.②③⑤ D.③④⑤
二、填空题(本题共6小题,每空2分,共36分)
16.(8分)化学在生产、生活中有着广泛应用。
(1)现有三种物质:A.氧气B.金刚石C.氯化钾,选择适当的物质填空(填字母序号)。
①可用于医疗急救的是 ;②可用来裁玻璃的是 ;③可用作钾肥的是 。
(2)疫情防控,处处蕴含化学知识。“84消毒液”(有效成分是次氯酸钠NaClO),其中Cl的化合价为 ;“84消毒液”与洁厕灵混用会使人中毒,反应原理为:NaClO+2HCl═NaCl+Cl2↑+X,其中X的化学式为 。
17.(6分)太阳能属于新能源,光伏发电的关键元件是太阳能电池(主要材料为晶体硅)和铅酸蓄电池。如图是太阳能电池路灯。
(1)下列不属于合成材料的是 (填序号)。
A.塑料灯罩
B.合金边框
C.铁质灯杆
(2)铅酸蓄电池的反应原理为:PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O放电过程中酸液的pH (填“增大”或“减小”)。
(3)高温下SiCl4和H2发生置换反应生成单质Si,该反应的化学方程式为 。
18.(4分)(1)某同学利用空塑料输液袋(如图所示)收集二氧化碳,验满二氧化碳时,把燃着的火柴放在玻璃管 (填“a”或“b”)端,如果火焰熄灭,则表示收集满了。
(2)氧化前和氧化后的铁片分别与稀硫酸反应,消耗的稀硫酸质量关系是:前者 后者(填“大于”、“小于”、或“等于”)。
19.(6分)A~F是初中化学常见的六种物质。已知A是人体胃液中的一种物质,可帮助消化;B、C、E在常温常压下为无色无味的气体,C、D、E为氧化物,F为固体。它们之间的转换关系如图所示。(“→”表示一种物质可以转化为另一种物质,“一”表示相连两物质之间可以发生反应,部分反应物、生成物以及反应条件省略)
请回答下列问题:
(1)物质A的化学式是 ;
(2)物质F的用途是 (任写一种即可);
(3)若物质D为红棕色固体,请写出D与E发生反应的化学方程式: 。
20.(4分)有一包固体粉末可能含有NaOH、NaCl、CuCl2、Mg(OH)2、CaCO3中的一种或多种,为探究其成分,某同学取样进行了如图所示实验:
(1)操作Ⅰ和操作Ⅱ相同,其名称是 。
(2)原固体粉末中一定含有的物质是 。
21.(2分)向盛有氢氧化钡和氢氧化钠混合溶液的烧杯中先滴加一定质量的硫酸铜溶液,充分反应后再逐滴加入稀硫酸,其中加入稀硫酸的质量与烧杯中沉淀的质量关系如图所示:
(1)b点对应溶液的pH 7。(选填“大于”“等于”或“小于”)
(2)cd段发生反应的化学方程式为 。
(3)原混合溶液中氢氧化钡的质量为 g。
三、实验探究题(本题共4小题,每空3分,共42分)
22.(9分)如图是实验室制取气体的常用实验装置,请按要求回答问题。
(1)仪器a的名称是 ;
(2)B装置中试管口略微向下倾斜的原因是 ;
(3)下列气体既能用C装置收集又能用D装置收集的是 。(填序号)
①H2②O2③CO2
23.(9分)化学小组在学习酸和碱的中和反应后,从不同角度开展实验活动,验证氢氧化钠和盐酸能发生反应。
(1)通过溶液酸碱性的变化进行验证。在实验1中,用滴管缓慢滴入稀盐酸,并不断搅拌。观察到烧杯内溶液由红色变为无色,该现象能证明氢氧化钠与盐酸反应,依据是酚酞溶液遇碱性溶液变红色。反应后溶液中一定含有的粒子是 (不考虑酚酞)。
(2)利用中和反应放热进行验证。在实验2中,将稀盐酸全部注入试管中,立即固定活塞。观察到氢氧化钠固体全部消失,U形管的液面左低右高,部分同学由此认为氢氧化钠和盐酸发生了反应。但有的同学不赞同,理由是 (装置气密性良好,稀盐酸挥发忽略不计);他认为仍利用此装置,再补充一个实验才能达成实验2目的,实验需要的试剂及用量为 。
24.(12分)如图为气体X(纯净物)与氧化铜反应制取铜的实验装置。回答问题:
(1)在对A中氧化铜进行加热前,需要先通一段时间的气体X,其目的是 。
(2)若实验中,观察到A中黑色氧化铜粉末变红,B中无水硫酸铜无明显现象,C中澄清石灰水变浑浊,则通入的气体X为 。
(3)查阅资料得知:①气体X与氧化铜反应除生成铜外还可能生成氧化亚铜(Cu2O);②铜和氧化亚铜均为不溶于水的红色固体;③Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O。
小乐为了探究反应所得红色固体的成分,进行了如下实验:
实验操作
实验现象
实验结论
步骤一
取20g红色固体于烧杯中,加入足量稀硫酸
红色固体可能是氧化亚铜,也可能是铜和氧化亚铜
步骤二
将步骤一反应所得的混合物经过滤、洗涤、干燥并称量剩余红色固体质量
剩余红色固体质量为12g
20g红色固体中,铜和氧化亚铜的质量比为
25.(12分)化学药品在实验室中若保存不当,可能会发生变质,某学校化学实验活动小组的同学们为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体药品的成分,进行了下列有关实验。
【猜想与假设】
久置的氢氧化钠固体的成分有下面3种可能情况:
猜想一:只有氢氧化钠
猜想二:
猜想三:只有碳酸钠
【实验探究】
实验方案
实验现象
结论
称取m克固体放入试管中,加蒸馏水完全溶解,然后滴加足量的BaCl2溶液
猜想一不成立
为了进一步验证是猜想二还是猜想三成立,活动小组的同学们又提出了一个定量实验方案。
实验如下:将反应后的物质过滤、洗涤、干燥,称得沉淀的质量为ng(忽略操作过程中物质的损失)。若猜想二成立,则n的取值范围是 。
【反思与交流】
氢氧化钠暴露在空气中容易变质,其主要原因是 (用化学方程式表示),因此实验室中氢氧化钠固体必须密封保存。
四、解答题(本题共6小题,第26题4分,27、28题各6分,第29、30题各10分,第31题11分,共47分)
26.(4分)口罩作为防疫的必备品,正确佩戴口罩是预防新冠肺炎的有效途径。
(1)制作口罩使用的是无纺布面料,它的主要成分是聚丙烯(C3H6)n,聚丙烯结构中的单体是C3H6,该单体中碳原子和氢原子个数比为 。
(2)一个常用无纺布口罩中,无纺布面料的质量为2.1g,其中C元素的质量为 g。
27.(6分)如图是实验室模拟工业上用大理石(含少量Fe2O3和SiO2)为原料提纯碳酸钙的实验流程,请回答问题:
已知:①SiO2不溶于水也不溶于酸
②氨水呈碱性,与盐酸反应的化学方程式为:NH3•H2O+HCl═NH4Cl+H2O
(1)操作a中需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
(2)写出滤液A中加氨水生成Fe(OH)3的化学方程式: 。
(3)滤液B中加入试剂X,恰好完全反应,若滤液C中只含有两种溶质,则试剂X的化学式为 。
28.(6分)某科学兴趣小组用足量的稀硫酸对10克铜锌合金样品进行科学探究,有关数据见图。
(1)图中M的值为 克。
(2)AB和BC不在同一直线上的原因是 。
(3)求所用稀硫酸的溶质的质量分数。
29.(10分)两化学兴趣小组测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数(假定:石灰石样品中除碳酸钙外,其余物质不与稀盐酸反应也不溶于水;且为了反应充分,尽量将石灰石样品粉碎)。不同的小组采用了不同的方法,但是他们都成功的测定了所取样品中碳酸钙的质量分数。
【第一组】
(1)称取12g样品放入烧杯;
(2)加入足量的稀盐酸至不再产生气体时,过滤、洗涤、干燥后称量剩余固体质量为3.6g;
(3)根据剩余固体的质量求出样品中碳酸钙的质量分数为 。
【第二组】
(1)称取6g样品:按规范操作,用托盘天平称取6g样品时,若指针略向左偏转,要使指针居中的恰当操作是: ;把称取好的样品放入烧杯中(烧杯质量为10g)。
(2)将50g稀盐酸分5次加入,每次加入稀盐酸后,用玻璃棒不断搅拌,然后对烧杯(包括溶液和残余固体)进行了称量,记录如下表:
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
加入稀盐酸的总质量(g)
10
20
30
40
50
烧杯和药品总质量(g)
25.56
35.12
44.68
54.24
64.24
(3)分析数据,进行计算。
①样品完全反应后生成二氧化碳的质量为 g。
②石灰石样品中碳酸钙的质量分数是多少?(计算结果精确到0.1%)
③最后所得溶液的质量为 g。
30.(10分)铁粉中混入了少量的某种盐杂质,为测定混合物中铁粉的质量分数,某小组进行了如下操作:称取7.7g混合物,然后将80g稀硫酸分四次加入盛装混合物的容器中,测得加入稀硫酸的质量与生成氢气的质量关系如表。(盐杂质不与单质铁反应)
第一次
第二次
第三次
第四次
加入稀硫酸的质量/g
20
20
20
20
产生氢气的质量/g
0.05
0.15
0.20
m
(1)表中m的值为 ;第三次加入的硫酸 (填“被”或“未被”)反应完。
(2)计算混合物中铁粉的质量分数是多少?(写出计算过程,结果精确到0.1%)
(3)请根据数据和计算结果,在坐标中画出对应的曲线。
(4)第一次加入稀硫酸时,产生的氢气只有0.05g的原因可能是 。
31.(11分)实验室有一瓶敞口放置一段时间的氢氧化钠固体,为测定这瓶样品中氢氧化钠的质量分数,做如下实验:现取Wg样品放入盛有足量水的烧杯中(充分溶解),向烧杯中逐滴加入200g一定溶质质量分数的稀盐酸。实验数据如图1所示,试分析计算回答:
(1)恰好完全反应时,产生气体的质量是 g,与P点对应的溶液溶质是 。
(2)Wg样品中氢氧化钠的质量分数是多少?(精确到0.1%)
(3)在往烧杯内逐滴加入稀盐酸的过程中,烧杯中溶液各个量随盐酸质量的变化图象如图2所示,则正确的有 (可多选)。
2022-2023学年浙江省宁波市海曙区兴宁中学九年级(上)期中科学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共15小题,第1~10题,每小题4分,第11~15题,每小题4分,共55分。请选出每小题中一个符合题意的选项,不选、错选均不给分)
1.(4分)下列成语涉及化学变化的是( )
A.冰冻三尺 B.刻舟求剑 C.沙里淘金 D.钻木取火
【分析】化学变化是指有新物质生成的变化,物理变化是指没有新物质生成的变化,化学变化与物理变化的本质区别是有无新物质生成,据此抓住化学变化和物理变化的区别结合事实进行分析判断即可。
【解答】解:A、冰冻三尺,只是状态发生改变,没有新物质生成,属于物理变化,故选项错误。
B、刻舟求剑,只是形状发生改变,没有新物质生成,属于物理变化,故选项错误。
C、沙里淘金,只是分离出黄金,没有新物质生成,属于物理变化,故选项错误。
D、钻木取火的过程中有新物质二氧化碳等生成,属于化学变化,故选项正确。
故选:D。
【点评】本题难度不大,解答时要分析变化过程中是否有新物质生成,这里的新物质是指和变化前的物质是不同种的物质,若没有新物质生成属于物理变化,若有新物质生成属于化学变化。
2.(4分)化学是一门以实验为基础的科学。下列实验操作正确的是( )
A.读取液体的体积 B.过滤
C.稀释浓硫酸 D.点燃酒精灯
【分析】A、根据量筒读数时视线要与量筒内液体的凹液面的最低处保持水平进行分析判断。
B、过滤液体时,注意“一贴、二低、三靠”的原则。
C、根据浓硫酸的稀释方法(酸入水,沿器壁,慢慢倒,不断搅)进行分析判断。
D、使用酒精灯时要注意“两查、两禁、一不可”。
【解答】解:A、量取液体读数时,视线与液体的凹液面最低处保持水平,图中仰视刻度,图中所示操作错误。
B、过滤液体时,要注意“一贴、二低、三靠”的原则,图中缺少玻璃棒引流,图中所示操作错误。
C、稀释浓硫酸时,要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时的扩散;一定不能把水注入浓硫酸中,以防止酸液飞溅;图中所示操作正确。
D、使用酒精灯时要注意“两查、两禁、一不可”,禁止用酒精灯去引燃另一只酒精灯,图中所示操作错误。
故选:C。
【点评】本题难度不大,熟悉各种仪器的用途及使用注意事项、常见化学实验基本操作的注意事项是解答此类试题的关键。
3.(4分)下列每组物质的名称、俗称、化学式三者不能表示同一种物质的是( )
A.氢氧化钠、烧碱、NaOH
B.碳酸钠、小苏打、Na2CO3
C.氯化钠、食盐、NaCl
D.氢氧化钙、消石灰、Ca(OH)2
【分析】根据常见化学物质的名称、俗称、化学式,进行分析判断即可。
【解答】解:A、氢氧化钠俗称火碱、烧碱、苛性钠,其化学为NaOH,物质的名称、俗称、化学式三者能表示同一种物质,故选项错误。
B、碳酸钠俗称纯碱、苏打,其化学式为Na2CO3,小苏打是碳酸氢钠的俗称,物质的名称、俗称、化学式三者不能表示同一种物质,故选项正确。
C、氯化钠的俗称是食盐,其化学式为NaCl,物质的名称、俗称、化学式三者能表示同一种物质,故选项错误。
D、氢氧化钙的俗称是熟石灰或消石灰,其化学式为Ca(OH)2,物质的名称、俗称、化学式三者能表示同一种物质,故选项错误。
故选:B。
【点评】本题难度不大,熟练掌握常见化学物质(特别是常见的酸碱盐)的名称、俗称、化学式是正确解答此类题的关键。
4.(4分)铁制品在通常情况下很易生锈,制造时往往在铁制品表面电镀一层铜起防锈作用。下列说法正确的是( )
A.镀铜铁制品不可以在弱酸性条件下使用
B.镀铜铁制容器可盛硝酸银溶液
C.镀铜铁制品不易生锈的原因之一是使铁隔绝了空气
D.镀铜铁制品是一种合金
【分析】根据铁生锈的知识进行分析,铁在有水和氧气并存时易生锈,防锈就是使铁与水或氧气隔绝,合金指的是在一种金属中加热熔合其他金属或非金属形成的具有金属特性的混合物。
【解答】解:A、铜与一般的酸不能发生化学反应,故镀铜的铁制品可以在弱酸性条件下使用,故A错误;
B、在金属活动性顺序中,铜在银的前面,铜能与硝酸银反应,故镀铜铁制品不能盛放硝酸银溶液,故B错误;
C、镀铜后铁与氧气隔绝,起到了防锈的作用,故C正确;
D、合金是指在一种金属中加热熔合其他金属或非金属形成的混合物,而镀铜没有将铁和铜熔合,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了铁锈蚀的条件以及合金的概念,完成此题,可以依据已有的知识进行,要求同学们理解有关的基本概念,以便灵活应用。
5.(4分)推理是化学学习中常用的思维方法。下列推理正确的是( )
A.单质是由一种元素组成的纯净物,所以由一种元素组成的纯净物一定是单质
B.有机物都含有碳元素,所以含有碳元素的化合物一定是有机物
C.置换反应生成单质和化合物,所以生成单质和化合物的反应一定是置换反应
D.燃烧都伴随着发光、放热现象,所以有发光、放热现象的一定是燃烧
【分析】A、根据单质的概念来分析;
B、根据有机物的概念来分析;
C、根据置换反应的定义来分析;
D、根据燃烧的概念来分析。
【解答】解:A、单质是由一种元素组成的纯净物,所以由一种元素组成的纯净物一定是单质正确;故选项正确;
B、有机物的特征是它由碳元素组成的化合物,但是,少数含碳元素的化合物,如一氧化碳、二氧化碳、碳酸和碳酸盐等具有无机物的特点,因此把它们看做无机物,故选项错误;
C、置换反应生成单质和化合物,生成单质和化合物的反应不一定是置换反应,如CO+CuOCu+CO2,故选项错误;
D、燃烧都伴随着发光、放热现象,所以有发光、放热现象的不一定是燃烧,故选项错误;
故选:A。
【点评】本题考查的知识点较多,但基本属于基础知识的考查,难度不大。
6.(4分)汽车尾气中含有许多有害气体,使用催化转换器可减少有害气体的排放,其中某一反应过程的微观变化如图所示(尚未配平)。下列说法正确的是( )
A.该反应属于复分解反应
B.甲物质由碳原子和氧原子构成
C.参加反应的反应物分子个数比为1:1
D.反应前后各元素化合价都保持不变
【分析】根据反应过程的微观变化图可知,该反应是一氧化碳和一氧化氮反应生成二氧化碳和氮气,化学方程式为:2CO+2NO2CO2+N2.根据方程式的意义、微粒的变化、反应的特点等分析判断有关的问题。
【解答】解:由应过程的微观变化图可知,该反应是一氧化碳和一氧化氮反应生成二氧化碳和氮气,化学方程式为:2CO+2NO2CO2+N2。
A、该反应的生成物是一种化合物和一种单质,不符合复分解反应的特点,故A说法不正确;
B、由微粒的构成可知,甲物质是由一氧化碳分子构成的,故B说法不正确;
C、由方程式的意义可知,参加反应的反应物分子个数比为2:2=1:1,故C说法正确。
D、该反应有单质生成,一定有元素化合价的变化,故D说法不正确。
故选:C。
【点评】根据变化微观示意图及粒子构成模拟图,根据分子由原子构成等特点,正确判断变化中的物质构成,是解答本题的基本方法。
7.(4分)下列实验方案不能达到目的的是( )
选项
实验目的
实验方案
A
除去CO2中的HCl气体
通过盛有NaOH溶液的洗气瓶
B
鉴别氮气和氧气
将带火星的木条分别伸入集气瓶
C
鉴别NaOH和NH4NO3固体
分别溶于水,测溶解前后液体温度变化
D
从KCl与MnO2的混合物中回收MnO2
加水溶解、过滤、洗涤、干燥
A.A B.B C.C D.D
【分析】A、除杂质至少要满足两个条件:①一般加入的试剂只能与杂质反应,不能与原物质反应;②反应后不能引入新的杂质。
B、鉴别物质时,首先对需要鉴别的物质的性质进行对比分析找出特性,再根据性质的不同,选择适当的试剂,出现不同的现象的才能鉴别。
C、鉴别物质时,首先对需要鉴别的物质的性质进行对比分析找出特性,再根据性质的不同,选择适当的试剂,出现不同的现象的才能鉴别。
D、根据KCl易溶于水,MnO2难溶于水,进行分析判断。
【解答】解:A、CO2和HCl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,故选项实验方案不能达到目的。
B、将带火星的木条分别伸入集气瓶,能使带火星的木条复燃的是氧气,不能使带火星的木条复燃的是氮气,可以鉴别,故选项实验方案能达到目的。
C、分别溶于水,测溶解前后液体温度变化,溶于水温度升高的是氢氧化钠,溶于水温度降低的是硝酸铵,可以鉴别,故选项实验方案能达到目的。
D、KCl易溶于水,MnO2难溶于水,可用加水溶解、过滤、洗涤、干燥的方法回收MnO2,故选项实验方案能达到目的。
故选:A。
【点评】本题难度不是很大,化学实验方案的设计是考查学生能力的主要类型,同时也是实验教与学难点,在具体解题时要对其原理透彻理解,可根据物质的物理性质和化学性质结合实验目的进行分析判断。
8.(4分)取一段镁条放入盛有少量稀盐酸的试管中,用手摸外壁会感觉发烫,反应的化学方程式为Mg+2HCl═MgCl2+H2↑。下列有关说法正确的是( )
A.反应中无明显现象
B.反应是一个吸热反应
C.反应说明镁能置换出酸中的氢
D.反应后溶液中溶质质量减少
【分析】根据镁与稀盐酸反应生成氯化镁溶液和氢气,用手摸外壁会感觉发烫,结合题意,进行分析判断。
【解答】解:A、镁与稀盐酸反应生成氯化镁溶液和氢气,有气泡产生,故选项说法错误。
B、用手摸外壁会感觉发烫,反应是放热反应,故选项说法错误。
C、由反应的化学方程式为Mg+2HCl═MgCl2+H2↑,反应说明镁能置换出酸中的氢,故选项说法正确。
D、参加反应的镁的质量大于生成氢气的质量,反应后溶液中溶质质量增加,故选项说法错误。
故选:C。
【点评】本题难度不大,掌握金属的化学性质、化学反应中的能量变化等是正确解答本题的关键。
9.(4分)为验证锌,铁、铜三种金属的活动性顺序,小红设计了如图所示的四个实验,下列说法中正确的是( )
A.通过实验①②③能验证锌的金属活动性比铁的强
B.实验③中溶液的质量变大
C.X可能为锌,Y可能为硫酸亚铁
D.只做实验③和④,一定不能验证锌、铁、铜的金属活动性顺序
【分析】金属活动性顺序中,排在氢前面的金属,能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气,排在前面的金属,能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来,并且金属越活泼,越容易和盐反应。
【解答】解:A、通过实验①②③不能验证锌的金属活动性比铁的强,该选项不正确。
B、铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,56份质量的铁反应生成64份质量的铜,反应后溶液质量减小,该选项不正确。
C、X可能为锌,Y可能为硫酸亚铁,是因为锌能和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,说明锌比铁活泼,该选项正确。
D、只做实验③和④,可能能够验证锌、铁、铜的金属活动性顺序,例如X为锌,Y为硫酸亚铁时,能够验证锌比铁活泼,铁能和硫酸铜反应,说明铁比铜活泼,该选项不正确。
故选:C。
【点评】会利用金属活动顺序表分析实验,氢前边的金属会与稀硫酸、盐酸反应,但氢后边的金属不会与稀硫酸、盐酸反应,前边的金属会把后边的金属从其盐溶液中置换出来。
10.(4分)如图是氮元素的化合价与物质类别的关系图,已知a物质是NH3,下列叙述不正确的是( )
A.甲物质是空气中含量最多的物质
B.乙物质排放到空气中可能形成酸雨
C.丙物质的化学式为HNO2
D.丁物质中含有的阳离子是NH4+
【分析】A、根据物质的种类来分析;
B、根据物质的种类以及造成酸雨的物质来分析;
C、根据物质的分类以及元素的化合价来分析;
D、根据物质的种类以及元素的化合价来分析。
【解答】解:A、甲物质是氮元素组成的一种单质——氮气,氮气是空气中含量最多的物质,说法正确;
B、乙物质是一种氧化物,其中氮元素显+4价,则该物质是二氧化氮,二氧化氮是造成酸雨的气体之一,说法正确;
C、丙物质是一种酸,其中氮元素的化合价为+5价,则该物质的化学式为HNO3,说法错误;
D、丁物质是一种盐,其中氮元素显﹣3价,则该物质中含有的阳离子是NH4+,说法正确。
故选:C。
【点评】本题是对有关氮的单质、氮的氧化物及盐的相关知识的考查,对学生知识的综合能力考查大,有难度。
11.(4分)某工业尾气中可能含有H2、CO和CO2中的一种或几种,为检验其成分,小明同学按如图装置进行实验时,观察到黑色固体变红,澄清石灰水变浑浊,由此实验现象得出尾气的组成情况可能有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
【分析】根据黑色固体变红说明含有还原剂一氧化碳或者氢气,澄清石灰水变浑浊说明通过氧化铜后的气体中含有二氧化碳进行分析。
【解答】解:黑色固体变红说明含有还原剂一氧化碳或者氢气,澄清石灰水变浑浊说明通过氧化铜后的气体中含有二氧化碳,二氧化碳可能是原来的,也可能是一氧化碳与氧化铜反应生成的,是否含有氢气不能确定,所以尾气的组成有以下情况:①CO;②CO和CO2;③H2、CO;④H2、CO和CO2;⑤H2、CO2。
故选:D。
【点评】解答本题关键是熟悉一氧化碳的还原性,二氧化碳的性质。
12.(4分)学会识图能发展科学思维。一小块未打磨的铝片和一定质量的稀盐酸反应,产生气泡的快慢和反应时间的关系如图。下列猜想正确的有( )
①0~t1阶段,可能是铝表面有层氧化膜
②t1~t2阶段,可能是铝和稀盐酸反应放出热量
③t3时刻,可能是稀盐酸过量
④t3时刻,可能是稀盐酸不足
A.1项 B.2项 C.3项 D.4项
【分析】氧化铝和稀盐酸反应生成氯化铝和水,铝和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,据此分析。
【解答】解:①0~t1阶段,没有气泡产生,说明铝和稀盐酸还没有反应,可能是铝表面有层氧化膜,正确;
②t1~t2阶段,产生气泡变快,可能是铝和稀盐酸反应且放出热量,正确;
③t2时刻以后产气泡的速率下降,是因为稀盐酸的浓度降低,t3时刻,刚好不再产生气泡,则可能是稀盐酸过量或铝被消耗,与酸的接触面积变小,正确;
④t3时刻,可能是稀盐酸不足,正确;
故选:D。
【点评】本题主要考查学生对应反应图像的分析能力,有一定的难度。
13.(4分)有关下列图像的描述,正确的是( )
A.图①表示向硫酸铜溶液中不断滴入氢氧化钡溶液
B.图②表示将两份质量相等的固体物质分别加热制取氧气
C.图③表示向一定温度下氢氧化钙的饱和溶液中加入少量氧化钙固体
D.图④表示向等质量的镁条和铝条中分别加入足量的溶质质量分数相同的稀硫酸
【分析】A、根据硫酸铜和氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀,进行分析判断。
B、根据催化剂的特征(一变二不变),进行分析判断。
C、根据氧化钙能与水反应生成氢氧化钙,进行分析判断。
D、根据若消耗硫酸相同,则生成氢气质量相同,故开始两斜线重合,后因硫酸过量,铝消耗的硫酸多,进行分析判断。
【解答】解:A、向硫酸铜溶液中不断滴入氢氧化钡溶液,硫酸铜和氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀,随着反应的进行,溶液的质量逐渐只减少,至完全反应减少至0,继续滴加氢氧化钡溶液,溶液的质量又开始增加,故选项图象正确。
B、将两份质量相等的固体物质中,纯氯酸钾中含有的氯酸钾多,最终纯氯酸钾产生的氧气的质量多;有催化剂的反应速率快,至完全反应所需时间短,故选项图象错误。
C、氧化钙能与水反应生成氢氧化钙,溶液中溶剂质量减少,有氢氧化钙析出,则溶液质量减少,故选项图象错误。
D、向等质量的镁条和铝条中分别加入足量的溶质质量分数相同的稀硫酸,若消耗硫酸相同,则生成氢气质量相同,故开始两斜线重合,后因硫酸过量,铝消耗的硫酸多,生成的氢气多,拐点高些,故选项图象错误。
故选:A。
【点评】本题是一道图象坐标与化学知识相结合的综合题,解题的关键是结合所涉及的化学知识,正确分析各变化的过程,注意分析坐标轴表示的意义、曲线的起点、折点及变化趋势,进而确定正确的图象。
14.(4分)向盛有100.0gCuSO4和H2SO4混合溶液的烧杯中,加入过量BaCl2溶液,充分反应后再滴加溶质质量分数为20.0%的NaOH溶液,烧杯中沉淀质量与滴加NaOH溶液质量的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.加入NaOH溶液前,溶液中有两种溶质
B.m1﹣m2=19.6
C.原混合溶液中CuSO4与H2SO4的质量比为40:49
D.取a点对应溶液,滴加稀H2SO4,不能立即出现白色浑浊
【分析】A、根据氯化钡与硫酸铜反应生成硫酸钡沉淀和氯化铜;氯化钡与硫酸反应生成硫酸钡沉淀和盐酸;氯化钡过量进行分析;
B、根据m1﹣m2的值为生成的氢氧化铜沉淀的质量进行分析;
C、根据关系式法计算原溶液中硫酸铜和硫酸的质量;
D、根据a点溶液中所含的溶质进行分析。
【解答】解:A、氯化钡与硫酸铜反应生成硫酸钡沉淀和氯化铜;氯化钡与硫酸反应生成硫酸钡沉淀和盐酸;氯化钡过量,因此加入NaOH溶液前,溶液中有氯化铜、盐酸和过量的氯化钡三种溶质,故选项错误;
B、加入NaOH溶液前,溶液中有氯化铜、盐酸和过量的氯化钡三种溶质,向其中加入氢氧化钠溶液时,氢氧化钠先与其中的盐酸反应,后与氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀,因此m1﹣m2的值为反应生成的氢氧化铜沉淀的质量,根据参与反应的氢氧化钠的质量与生成氢氧化铜沉淀的质量关系,设生成的氢氧化铜沉淀的质量为x;
2NaOH~Cu(OH)2
2×40 98
(120g﹣80g)×20% x
x=9.8g,因此m1﹣m2=9.8g,故选项错误;
C、从图可知与酸反应的氢氧化钠的质量为80g,根据参与反应的氢氧化钠、硫酸、硫酸铜的质量关系,设原溶液中H2SO4的质量为x,CuSO4的质量为y;
H2SO4~2HC l~2NaOH CuSO4~CuCl2~2NaOH
98 2×40 160 2×40
x 80g×20% y (120g﹣80g)×20%
x=19.6g y=16g
因此原混合溶液中CuSO4与H2SO4的质量比为16g:19.6g=40:49,故选项正确;
D、a点对应溶液中有氢氧化钠、氯化钠、氯化钡,向其中滴入稀硫酸时,稀硫酸中的硫酸根离子会立即与溶液中的钡离子产生白色沉淀,故选项错误;
故选:C。
【点评】正确地分析图象是解题的关键。分析沉淀的质量与所滴入BaCl2溶液、NaOH溶液的质量关系曲线,并找到反应时各物质的质量关系是解题关键
15.(4分)实验室有一黑色粉末(含氧化铜、碳粉、铁粉中的一种或几种)和未知溶质质量分数的稀硫酸。某同学进行了如下探究:将14.6g黑色粉末加入盛有100g该稀硫酸的烧杯中,充分反应后,称得烧杯内物质质量为114.2g。该同学的以下推断中正确的是( )
①若反应后烧杯中有固体存在,则原黑色粉末中一定含有碳粉
②黑色固体粉末可能由铁粉和碳粉组成
③黑色固体中一定有铁,且其质量不低于11.2g
④反应后可能得到红色固体
⑤该稀硫酸的溶质的质量分数为19.6%
A.①③④ B.②③④ C.②③⑤ D.③④⑤
【分析】根据物质之间的反应及物质的性质,在金属活动性顺序中,氢前的金属能与酸反应生成氢气,氧化铜能与硫酸反应生成硫酸铜和水,位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来,碳不与硫酸反应进行分析。
【解答】解:①碳粉不与酸反应,也不溶于水,若反应后烧杯中有固体存在,但黑色粉末中不一定含有碳粉,还可能为剩余的氧化铜或铁粉或二者混合物,故①错误;
②将14.6g黑色粉末加入盛有100g该稀硫酸的烧杯中,充分反应后,称得烧杯内物质质量为114.2g。说明生成氢气0.4g,说明一定含有铁粉,可能含有碳,故②正确;
③设生成氢气0.4g需要铁的质量为x。
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 2
x 0.4g
=
x=11.2g
生成氢气0.4g需要铁的质量是11.2g,铁还能与硫酸铜反应,
因为还可能混有碳粉或氧化铜,所以铁质量不低于11.2g,故③正确;
④如果样品中含有氧化铜时,氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,铁能和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,因此反应中可能得到红色固体,故④正确;
⑤设生成氢气0.4g需要硫酸的质量为y。
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
98 2
y 0.4g
=
y=19.6g
该稀硫酸中溶质的质量分数最小为:×100%=19.6%,
如果稀硫酸只和铁反应,则反应的硫酸质量是9.8g,此时稀硫酸质量分数是19.6%,如果再和氧化铜反应时,则稀硫酸的质量分数大于19.6%,因此该稀H2SO4的溶质质量分数不低于19.6%,故⑤错误。
故选:B。
【点评】本题考查了金属活动性顺序的应用以及根据化学方程式的有关计算,完成此题,可以依据已有的知识进行。
二、填空题(本题共6小题,每空2分,共36分)
16.(8分)化学在生产、生活中有着广泛应用。
(1)现有三种物质:A.氧气B.金刚石C.氯化钾,选择适当的物质填空(填字母序号)。
①可用于医疗急救的是 A ;②可用来裁玻璃的是 B ;③可用作钾肥的是 C 。
(2)疫情防控,处处蕴含化学知识。“84消毒液”(有效成分是次氯酸钠NaClO),其中Cl的化合价为 +1 ;“84消毒液”与洁厕灵混用会使人中毒,反应原理为:NaClO+2HCl═NaCl+Cl2↑+X,其中X的化学式为 H2O 。
【分析】(1)物质的性质决定了物质的用途,解题时根据物质的性质来分析;
(2)根据化合价的计算方法、质量守恒定律来分析。
【解答】解:(1)①氧气能供给呼吸,可用于医疗急救;
②金刚石是天然存在的硬度最大的物质,可用来裁玻璃;
③氯化钾是一种含有氮、磷、钾中钾元素的物质,可用作钾肥。
(2)NaClO中钠元素显+1价,氧元素显﹣2价,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可知氯元素的化合价是+1价;根据反应的化学方程式NaClO+2HCl═NaCl+X+Cl2↑,反应物中钠、氯、氢、氧原子个数分别为1、3、2、1,反应后的生成物中钠、氯、氢、氧原子个数分别为1、3、0、0,根据反应前后原子种类、数目不变,则每个X分子由2个氢原子和1个氧原子构成,则物质X的化学式为H2O;
故答案为:(1)①A;②B;③C;
(2)+1;H2O。
【点评】本题考查化学与生产、生活相关的知识,比较基础,是中考考查的热点之一,但涉及知识点较多,灵活运用所学知识进行解答。
17.(6分)太阳能属于新能源,光伏发电的关键元件是太阳能电池(主要材料为晶体硅)和铅酸蓄电池。如图是太阳能电池路灯。
(1)下列不属于合成材料的是 BC (填序号)。
A.塑料灯罩
B.合金边框
C.铁质灯杆
(2)铅酸蓄电池的反应原理为:PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O放电过程中酸液的pH 增大 (填“增大”或“减小”)。
(3)高温下SiCl4和H2发生置换反应生成单质Si,该反应的化学方程式为 SiCl4+2H2Si+4HCl 。
【分析】(1)根据合成材料包括塑料、合成橡胶、合成纤维,金属材料包括合金和纯金属进行分析;
(2)根据放电过程中消耗硫酸,酸液中氢离子减少进行分析;
(3)根据一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和化合物的反应,属于置换反应进行分析。
【解答】解:(1)A、合成材料包括塑料、合成橡胶、合成纤维,塑料灯罩是塑料制品,属于合成材料;
B、金属材料包括合金和纯金属,合金边框是合金制成,属于金属材料;
C、铁质灯杆由金属铁制成,属于金属材料。
故答案为:BC
(2)光伏发电的原理是将太阳能转化为电能。放电过程中消耗硫酸,酸液中氢离子减少,则pH值增大。故答案为:增大;
(3)一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和化合物的反应,属于置换反应,已知高温下SiCl4和H2发生置换反应生成单质Si,则另一化合物由氢元素和氯元素组成的,则该物质是HCl,所以该反应的化学方程式为:SiCl4+2H2Si+4HCl。故答案为:SiCl4+2H2Si+4HCl。
【点评】本题主要考溶液的酸碱性与pH的关系等,注意注意在书写化学方程式后,首先检查化学式,再检查是否配平、反应条件和沉淀、气体符号的标注。
18.(4分)(1)某同学利用空塑料输液袋(如图所示)收集二氧化碳,验满二氧化碳时,把燃着的火柴放在玻璃管 b (填“a”或“b”)端,如果火焰熄灭,则表示收集满了。
(2)氧化前和氧化后的铁片分别与稀硫酸反应,消耗的稀硫酸质量关系是:前者 小于 后者(填“大于”、“小于”、或“等于”)。
【分析】(1)根据二氧化碳的密度比空气大来分析;
(2)根据化学方程式来分析解答。
【解答】解:(1)二氧化碳的密度比空气大,用图示装置收集二氧化碳时,二氧化碳应从a短进入,验满时可将燃着的火柴放在玻璃管b端,如果火焰熄灭,则表示收集满了;故答案为:b;
(2)铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,铁元素与消耗的硫酸的质量关系为:
Fe~H2SO4
56 98
铁氧化后生成氧化铁,氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水,化学方程式为Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,铁元素与消耗的硫酸的质量关系为:
2Fe~3H2SO4
112 294
56 147
则氧化前和氧化后的铁片分别与稀硫酸反应,消耗的稀硫酸质量关系是:前者小于后者;
故答案为:小于。
【点评】本题考查了二氧化碳的性质以及收集方法、化学方程式的意义等,难度不大。
19.(6分)A~F是初中化学常见的六种物质。已知A是人体胃液中的一种物质,可帮助消化;B、C、E在常温常压下为无色无味的气体,C、D、E为氧化物,F为固体。它们之间的转换关系如图所示。(“→”表示一种物质可以转化为另一种物质,“一”表示相连两物质之间可以发生反应,部分反应物、生成物以及反应条件省略)
请回答下列问题:
(1)物质A的化学式是 HCl ;
(2)物质F的用途是 作燃料(合理即可) (任写一种即可);
(3)若物质D为红棕色固体,请写出D与E发生反应的化学方程式: 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 。
【分析】根据题意,A是人体胃液中的一种物质,可帮助消化,则A为盐酸;B、C、E在常温常压下为无色无味的气体,C、D、E为氧化物,F为固体。稀盐酸能转化为B,B能与D反应,由稀盐酸能与活泼金属反应生成氢气,能与碳酸盐反应生成二氧化碳,二氧化碳能转化为一氧化碳,一氧化碳和氢气具有还原性,能与金属氧化物反应,则B为氢气,C为二氧化碳,E为一氧化碳;F为具有还原性的固体碳;据此进行分析解答。
【解答】解:(1)A是人体胃液中的一种物质,可帮助消化,则A为盐酸;B、C、E在常温常压下为无色无味的气体,C、D、E为氧化物,F为固体。稀盐酸能转化为B,B能与D反应,由稀盐酸能与活泼金属反应生成氢气,能与碳酸盐反应生成二氧化碳,二氧化碳能转化为一氧化碳,一氧化碳和氢气具有还原性,能与金属氧化物反应,则B为氢气,C为二氧化碳,E为一氧化碳;F为具有还原性的固体碳。物质A的化学式是HCl。
(2)物质F为碳,具有可燃性,可用作燃料(合理即可)。
(3)若物质D为红棕色固体,D为氧化铁,一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
故答案为:
(1)HCl;
(2)作燃料(合理即可);
(3)3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
【点评】本题有一定难度,解题时往往需要从题目中挖出一些明显或隐含的条件,抓住突破口(突破口往往是现象特征、反应特征等),获得结论,最后把结论代入原题中验证。
20.(4分)有一包固体粉末可能含有NaOH、NaCl、CuCl2、Mg(OH)2、CaCO3中的一种或多种,为探究其成分,某同学取样进行了如图所示实验:
(1)操作Ⅰ和操作Ⅱ相同,其名称是 过滤 。
(2)原固体粉末中一定含有的物质是 NaOH、CuCl2、CaCO3 。
【分析】根据铜离子在溶液中显蓝色,NaOH和CuCl2会生成氢氧化铜沉淀,而氢氧化铜沉淀与稀盐酸反应生成氯化铜溶液;CaCO3和稀盐酸反应会生成气体等知识进行分析。
【解答】解:结合图框,固体粉末加入足量的水过滤,得到沉淀Ⅰ,往沉淀Ⅰ中加入盐酸有无色气体生成和蓝色溶液,CaCO3和稀盐酸反应会生成气体,说明固体粉末中含有碳酸钙,氢氧化铜沉淀与盐酸反应生成氯化铜和水,氯化铜溶液呈蓝色,说明固体粉末中含有NaOH、CuCl2,因为存在氢氧化钠和氯化铜,氢氧化钠与氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钠,所以溶液Ⅰ一定含有钠离子和氯离子,进而后面实验对氯离子的检验没有意义,因为无法确定原固体中含有氯化钠,因此无法确定是否含有NaCl、Mg(OH)2。
(1)操作Ⅰ和操作Ⅱ相同,都是用于固体和液体的分离,名称是过滤;
(2)由上述分析可知,原固体粉末中一定含有NaOH、CuCl2、CaCO3。
故答案为:(1)过滤;
(2)NaOH、CuCl2、CaCO3。
【点评】在解此类题时,首先分析题中所给物质的性质和两两之间的反应,然后依据题中的现象判断各物质的存在性,最后进行验证即可。
21.(2分)向盛有氢氧化钡和氢氧化钠混合溶液的烧杯中先滴加一定质量的硫酸铜溶液,充分反应后再逐滴加入稀硫酸,其中加入稀硫酸的质量与烧杯中沉淀的质量关系如图所示:
(1)b点对应溶液的pH 大于 7。(选填“大于”“等于”或“小于”)
(2)cd段发生反应的化学方程式为 H2SO4+Cu(OH)2═CuSO4+2H2O 。
(3)原混合溶液中氢氧化钡的质量为 17.1 g。
【分析】根据向盛有氢氧化钡和氢氧化钠混合溶液的烧杯中先滴加一定质量的硫酸铜溶液,氢氧化钡与硫酸铜反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀,氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠,硫酸钠与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化钠,氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠和水,氢氧化钡与硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水,氢氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水以及图象分析。
【解答】解:(1)由图像可知,加入硫酸沉淀质量增加,说明加硫酸之前溶液中氢氧化钡有剩余,故b点对应d的是氢氧化钡与硫酸恰好完全反应,此时溶液中仍有氢氧化钠,此时溶液中仍有氢氧化钠,故溶液呈碱性,b点对应溶液的pH大于7;故答案为:大于;
(2)cd段沉淀溶解,硫酸钡不溶于硫酸,氢氧化铜与硫酸反应,故cd段为氢氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,化学方程式为H2SO4+Cu(OH)2═CuSO4+2H2O;故答案为:H2SO4+Cu(OH)2═CuSO4+2H2O;
(3)cd段沉淀溶解,最终沉淀质量为2.33g,硫酸钡不溶于稀硫酸,该沉淀为硫酸钡,根据质量守恒定律,硫酸钡中钡元素质量为氢氧化钡中钡元素质量相等,故氢氧化钡质量为23.3g××100%÷×100%=17.1g;故答案为:17.1。
【点评】本题考查了酸碱盐的复分解反应,需要根据图像数据来分析反应过程,难度较大。
三、实验探究题(本题共4小题,每空3分,共42分)
22.(9分)如图是实验室制取气体的常用实验装置,请按要求回答问题。
(1)仪器a的名称是 锥形瓶 ;
(2)B装置中试管口略微向下倾斜的原因是 防止冷凝水回流,使试管炸裂 ;
(3)下列气体既能用C装置收集又能用D装置收集的是 ② 。(填序号)
①H2②O2③CO2
【分析】(1)根据常见仪器的名称进行分析;
(2)根据试管口略微向下倾斜的原因是防止冷凝水回流,使试管炸裂,进行分析;
(3)根据既能用C装置收集又能用D装置收集,说明该气体不易(或难)溶于水,不能与水反应,气体的密度比空气大进行分析。
【解答】解:(1)仪器a的名称是锥形瓶,故答案为:锥形瓶;
(2)B装置中试管口略微向下倾斜的原因是防止冷凝水回流,使试管炸裂;故答案为:防止冷凝水回流,使试管炸裂;
(3)既能用C装置收集又能用D装置收集,说明该气体不易(或难)溶于水,不能与水反应,气体的密度比空气大;
①H2密度比空气小,故①错误;
②O2密度比空气大,不能与水反应,不易溶于水,故②正确;
③CO2密度比空气大,能与水反应,故③错误。
故答案为:②。
【点评】本题主要考查氧气制取装置,收集装置等,注意书写化学方程式时应注意反应条件和气体符号及沉淀符号的标注。
23.(9分)化学小组在学习酸和碱的中和反应后,从不同角度开展实验活动,验证氢氧化钠和盐酸能发生反应。
(1)通过溶液酸碱性的变化进行验证。在实验1中,用滴管缓慢滴入稀盐酸,并不断搅拌。观察到烧杯内溶液由红色变为无色,该现象能证明氢氧化钠与盐酸反应,依据是酚酞溶液遇碱性溶液变红色。反应后溶液中一定含有的粒子是 Na+、Cl﹣、H2O (不考虑酚酞)。
(2)利用中和反应放热进行验证。在实验2中,将稀盐酸全部注入试管中,立即固定活塞。观察到氢氧化钠固体全部消失,U形管的液面左低右高,部分同学由此认为氢氧化钠和盐酸发生了反应。但有的同学不赞同,理由是 可能是氢氧化钠溶于水放热造成U形管的液面左低右高 (装置气密性良好,稀盐酸挥发忽略不计);他认为仍利用此装置,再补充一个实验才能达成实验2目的,实验需要的试剂及用量为 0.5g氢氧化钠固体和5mL蒸馏水 。
【分析】根据氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水及反应放热进行分析。
【解答】解:(1)酚酞溶液遇碱性溶液变红色,因此观察到烧杯内溶液由红色变为无色,该现象能证明氢氧化钠与盐酸反应,氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,因此反应后一定含有的粒子是钠离子、氯离子和水分子,故答案为:Na+、Cl﹣、H2O;
(2)有的同学不赞同,理由是稀盐酸中含有水,氢氧化钠溶解放热,可能是氢氧化钠固体溶解放热,造成U形管的液面左低右高。仍利用此装置,再补充一个实验才能达成实验2目的,实验需要将5mL稀盐酸换成5mL蒸馏水,故答案为:可能是氢氧化钠溶于水放热造成U形管的液面左低右高;0.5g氢氧化钠固体和5mL蒸馏水。
【点评】本题主要考查学生对中和反应的过程的理解,难度不大。
24.(12分)如图为气体X(纯净物)与氧化铜反应制取铜的实验装置。回答问题:
(1)在对A中氧化铜进行加热前,需要先通一段时间的气体X,其目的是 排尽玻璃管中的空气,防止加热时发生爆炸 。
(2)若实验中,观察到A中黑色氧化铜粉末变红,B中无水硫酸铜无明显现象,C中澄清石灰水变浑浊,则通入的气体X为 CO 。
(3)查阅资料得知:①气体X与氧化铜反应除生成铜外还可能生成氧化亚铜(Cu2O);②铜和氧化亚铜均为不溶于水的红色固体;③Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O。
小乐为了探究反应所得红色固体的成分,进行了如下实验:
实验操作
实验现象
实验结论
步骤一
取20g红色固体于烧杯中,加入足量稀硫酸
溶液变为蓝色,红色固体部分溶解
红色固体可能是氧化亚铜,也可能是铜和氧化亚铜
步骤二
将步骤一反应所得的混合物经过滤、洗涤、干燥并称量剩余红色固体质量
剩余红色固体质量为12g
20g红色固体中,铜和氧化亚铜的质量比为 7:18
【分析】(1)根据X气体具有可燃性,和空气的混合气点燃,可能发生爆炸进行分析;
(2)根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,一氧化碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳进行分析;
(3)步骤一、根据X还原氧化铜的产物分析;
步骤二、根据铜、氧化亚铜的性质分析、计算。
【解答】解:(1)X气体具有可燃性,和空气的混合气点燃时可能发生爆炸,所以实验开始时,先通一会儿X气体,再加热的目的是:排尽玻璃管中的空气,防止加热时发生爆炸。
(2)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,一氧化碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳,所以A玻璃管内观察到的黑色固体变红色,B干燥管中无明显现象,C中澄清石灰水变浑浊,则X气体为CO。
(3)步骤一、由于氧化亚铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和铜,所以现象是:溶液变为蓝色,红色固体部分溶解;
步骤二、由于铜不与稀硫酸反应,氧化亚铜能与稀硫酸反应,所以剩余红色固体质量为铜,质量为12g。
设20g固体中铜的质量为x,则氧化亚铜的质量为20g﹣x,则
Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O
144 64
20g﹣x
所以:x+=12g 解得:x=5.6g
20g红色固体中,铜和氧化亚铜的质量比为5.6g:(20g﹣5.6g)=7:18。
故答案为:(1)排尽玻璃管中的空气,防止加热时发生爆炸。
(2)CO。
(3)步骤一、溶液变为蓝色,红色固体部分溶解;
步骤一、7:18。
【点评】合理设计实验,科学地进行实验、分析实验,是得出正确实验结论的前提,因此要学会设计实验、进行实验、分析实验,为学好化学知识奠定基础。
25.(12分)化学药品在实验室中若保存不当,可能会发生变质,某学校化学实验活动小组的同学们为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体药品的成分,进行了下列有关实验。
【猜想与假设】
久置的氢氧化钠固体的成分有下面3种可能情况:
猜想一:只有氢氧化钠
猜想二: 氢氧化钠和碳酸钠
猜想三:只有碳酸钠
【实验探究】
实验方案
实验现象
结论
称取m克固体放入试管中,加蒸馏水完全溶解,然后滴加足量的BaCl2溶液
有白色沉淀产生
猜想一不成立
为了进一步验证是猜想二还是猜想三成立,活动小组的同学们又提出了一个定量实验方案。
实验如下:将反应后的物质过滤、洗涤、干燥,称得沉淀的质量为ng(忽略操作过程中物质的损失)。若猜想二成立,则n的取值范围是 0<n<m 。
【反思与交流】
氢氧化钠暴露在空气中容易变质,其主要原因是 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O (用化学方程式表示),因此实验室中氢氧化钠固体必须密封保存。
【分析】【猜想与假设】根据氢氧化钠变质程度分析;
【实验探究】氯化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠;设mg固体全部是碳酸钠,利用化学方程式求出生成沉淀与m关系,结合题干信息分析;
【反思交流】氢氧化钠固体与二氧化碳反应生成碳酸钠和水。
【解答】解:【猜想与假设】久置的氢氧化钠固体可能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水变质,故久置的氢氧化钠固体的成分:猜想一:只有氢氧化钠,没有变质;猜想二:氢氧化钠和碳酸钠,部分变质;猜想三:只有碳酸钠,全部变质;
【实验探究】氯化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,猜想一不成立,说明有碳酸钠,故称取m 克固体放入试管中,加蒸馏水完全溶解,然后滴加足量的BaCl2溶液,观察到有白色沉淀产生;
设mg固体全部是碳酸钠
BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl
106 197
m n
n=
猜想二成立,则mg固体是碳酸钠和氢氧化钠质量和,则生成沉淀质量小于,大于0,即0<n<m;
【反思交流】氢氧化钠固体与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。
故答案为:
【猜想与假设】氢氧化钠和碳酸钠;
【实验探究】有白色沉淀产生;0<n<m;
【反思交流】2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。
【点评】在解此类题时,首先要将题中的知识认知透,然后结合学过的知识进行解答,此类题难度较大,要细心进行分析解答。
四、解答题(本题共6小题,第26题4分,27、28题各6分,第29、30题各10分,第31题11分,共47分)
26.(4分)口罩作为防疫的必备品,正确佩戴口罩是预防新冠肺炎的有效途径。
(1)制作口罩使用的是无纺布面料,它的主要成分是聚丙烯(C3H6)n,聚丙烯结构中的单体是C3H6,该单体中碳原子和氢原子个数比为 1:2 。
(2)一个常用无纺布口罩中,无纺布面料的质量为2.1g,其中C元素的质量为 1.8g g。
【分析】(1)根据化学式的意义来分析;
(2)根据化合物中元素质量的计算来分析。
【解答】解:(1)聚丙烯结构中的单体是C3H6,1个单体分子中有3个碳原子和6个氢原子,所以该单体中碳原子和氢原子个数比为3:6=1:2。
(2)2.1g无纺布面料中C元素的质量为:2.1g××100%═1.8g。
故答案为:
(1)1:2;
(2)1.8g。
【点评】本题难度不大,掌握化学式的意义和计算的相关知识是解题关键。
27.(6分)如图是实验室模拟工业上用大理石(含少量Fe2O3和SiO2)为原料提纯碳酸钙的实验流程,请回答问题:
已知:①SiO2不溶于水也不溶于酸
②氨水呈碱性,与盐酸反应的化学方程式为:NH3•H2O+HCl═NH4Cl+H2O
(1)操作a中需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 漏斗 。
(2)写出滤液A中加氨水生成Fe(OH)3的化学方程式: 3NH3•H2O+FeCl3=Fe (OH)3↓+3NH4Cl 。
(3)滤液B中加入试剂X,恰好完全反应,若滤液C中只含有两种溶质,则试剂X的化学式为 (NH4)2CO3 。
【分析】根据给出的转化关系对应的过程分析每个对应的问题,或者直接分析每个问题,从给出的信息中找对应的信息。
【解答】解:(1)操作a是固体和液体分离的操作,为过滤,所以需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗;故答案为:漏斗;
(2)根据“氨水呈碱性,所以滤液A中加氨水生成Fe ( OH )3和氯化铵,对应的化学方程式为:3NH3•H2O+FeCl3=Fe (OH)3↓+3NH4Cl;故答案为:3NH3•H2O+FeCl3=Fe (OH)3↓+3NH4Cl;
(3)滤液B中含有生成的氯化铵、氯化钙和剩余的NH3•H2O,加入试剂X,恰好完全反应,若滤液C中只含有两种溶质,一种是氨水,且还有氯化物,同时还要生成碳酸钙,所以加入的X的化学式为(NH4)2CO3,所以溶质为氨水和氯化铵;故答案为:(NH4)2CO3
【点评】读图,从中获得解答题目所需的信息,所以在解答题目时先看解答的问题是什么,然后带着问题去读给出的图进而去寻找解答有用的信息,这样提高了信息捕捉的有效性。解答的问题实际上与复杂的转化图相比,其实很简单很基础,或者可以说转化图提供的是情境,考查基本知识。
28.(6分)某科学兴趣小组用足量的稀硫酸对10克铜锌合金样品进行科学探究,有关数据见图。
(1)图中M的值为 109.8 克。
(2)AB和BC不在同一直线上的原因是 AB段稀硫酸和锌反应有气体逸出,BC段反应结束 。
(3)求所用稀硫酸的溶质的质量分数。
【分析】根据金属活动顺序,铜不与稀硫酸反应,锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,根据锌的质量和化学方程式计算参加反应的硫酸质量,然后根据溶质的质量分数的公式计算稀硫酸中溶质的质量分数。
【解答】解:(1)由图可知,反应生成氢气的质量为10g+120g﹣129.8g=0.2g,B点表示反应恰好完成,所以M的值为10+100﹣0.2=109.8;
(2)由于AB段稀硫酸和锌反应有气体逸出,反应容器内物质的总质量=加入稀硫酸的质量﹣氢气的质量;BC段反应结束,反应容器内物质的总质量=加入稀硫酸的质量;
(3)设参加反应的硫酸的质量为x。
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
98 2
x 0.2g
x=9.8g
所用稀硫酸溶液中溶质的质量分数为:×100%=9.8%
答:所用稀硫酸溶液中溶质的质量分数为9.8%。
故答案为:(1)109.8;
(2)AB段稀硫酸和锌反应有气体逸出,BC段反应结束;
(3)9.8%。
【点评】此题主要考查化学方程式计算,主要是利用流程图及反应方程式来分析和解决化学计算中的有关问题,结合各方面的条件得出正确结论。
29.(10分)两化学兴趣小组测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数(假定:石灰石样品中除碳酸钙外,其余物质不与稀盐酸反应也不溶于水;且为了反应充分,尽量将石灰石样品粉碎)。不同的小组采用了不同的方法,但是他们都成功的测定了所取样品中碳酸钙的质量分数。
【第一组】
(1)称取12g样品放入烧杯;
(2)加入足量的稀盐酸至不再产生气体时,过滤、洗涤、干燥后称量剩余固体质量为3.6g;
(3)根据剩余固体的质量求出样品中碳酸钙的质量分数为 70% 。
【第二组】
(1)称取6g样品:按规范操作,用托盘天平称取6g样品时,若指针略向左偏转,要使指针居中的恰当操作是: 减少药品 ;把称取好的样品放入烧杯中(烧杯质量为10g)。
(2)将50g稀盐酸分5次加入,每次加入稀盐酸后,用玻璃棒不断搅拌,然后对烧杯(包括溶液和残余固体)进行了称量,记录如下表:
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
加入稀盐酸的总质量(g)
10
20
30
40
50
烧杯和药品总质量(g)
25.56
35.12
44.68
54.24
64.24
(3)分析数据,进行计算。
①样品完全反应后生成二氧化碳的质量为 1.76 g。
②石灰石样品中碳酸钙的质量分数是多少?(计算结果精确到0.1%)
③最后所得溶液的质量为 52.24 g。
【分析】第一组:直接称量剩余固体进而确定碳酸钙的质量分数;
第二组:根据质量守恒定律可知,过程中质量的减少是因为生成了二氧化碳,所以可以求算二氧化碳的质量,根据二氧化碳的质量和对应的化学方程式求算碳酸钙和HCl的质量,进而求算对应的质量分数以及溶液的质量.
【解答】解:【第一组】
(3)由于剩余固体为不溶性物质,所以减少的质量就是碳酸钙的质量,因此样品中碳酸钙的质量分数为×100%=70%.
【第二组】
(1)称量6g固体的操作为:调节天平至平衡,然后砝码和游码之和调节到6g,然后加入药品,当发现指针略向左偏转,说明药品加多了,所以应该减少药品才能使指针居中。
(3)①根据质量守恒定律可知,样品完全反应后生成二氧化碳的质量为6g+50g+10g﹣64.24g=1.76g。
②设该石灰石样品中碳酸钙的质量为x,
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 1.76g
=
x=4g
所以石灰石样品中碳酸钙的质量分数是×100%≈66.7%。
③最后所得溶液的质量为64.24g﹣10g﹣(6g﹣4g)=52.24g。
故答案为:
【第一组】
(3)70%;
【第二组】
(1)减少药品;
(3)①1.76;②66.7%;③52.24。
【点评】本题主要考查化学方程式的计算,在根据化学方程式计算时,第一要正确书写化学方程式,第二要使用正确的数据,第三计算过程要完整。
30.(10分)铁粉中混入了少量的某种盐杂质,为测定混合物中铁粉的质量分数,某小组进行了如下操作:称取7.7g混合物,然后将80g稀硫酸分四次加入盛装混合物的容器中,测得加入稀硫酸的质量与生成氢气的质量关系如表。(盐杂质不与单质铁反应)
第一次
第二次
第三次
第四次
加入稀硫酸的质量/g
20
20
20
20
产生氢气的质量/g
0.05
0.15
0.20
m
(1)表中m的值为 0.2g ;第三次加入的硫酸 未被 (填“被”或“未被”)反应完。
(2)计算混合物中铁粉的质量分数是多少?(写出计算过程,结果精确到0.1%)
(3)请根据数据和计算结果,在坐标中画出对应的曲线。
(4)第一次加入稀硫酸时,产生的氢气只有0.05g的原因可能是 硫酸先与铁中的杂质反应 。
【分析】(1)根据第二次加入20g的硫酸后,氢气质量增加了0.1g,第三次加入20g的硫酸后,氢气质量增加了0.05g进行分析;
(2)根据生成的氢气质量和化学方程式进行计算;
(3)根据第一次和第二次的数据计算硫酸的质量分数,然后计算与铁反应的硫酸的质量进行分析;
(4)根据第一次加入稀硫酸时,产生的氢气只有0.05g的原因可能是:硫酸先与铁中的杂质反应进行分析。
【解答】解:(1)第二次加入20g的硫酸后,氢气质量增加了0.1g,第三次加入20g的硫酸后,氢气质量增加了0.05g,所以表中m的值为0.2g;第三次加入的硫酸未被反应完;
(2)设参加反应的铁的质量为x,需要硫酸的质量为b
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 98 2
x b 0.2g
==
x=5.6g
b=9.8g
混合物中铁粉的质量分数是:×100%=72.7%;
(3)设硫酸的质量分数为y
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
98 2
20g×x 0.1g
=
x=24.5%
设生成0.05g氢气需要的硫酸质量为z
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
98 2
z×24.5% 0.05g
=
z=10g
所以与盐反应的硫酸质量为10g,
生成0.2g的氢气需要硫酸的质量为:=40g,
所以对应的曲线为:
(4)第一次加入稀硫酸时,产生的氢气只有0.05g的原因可能是:硫酸先与铁中的杂质反应。
故答案为:(1)0.2g;未被;
(2)72.7%;
(3)
(4)硫酸先与铁中的杂质反应。
【点评】本题主要考查了化学方程式的计算,难度较大,注意认真审题和解题的规范性、准确性。
31.(11分)实验室有一瓶敞口放置一段时间的氢氧化钠固体,为测定这瓶样品中氢氧化钠的质量分数,做如下实验:现取Wg样品放入盛有足量水的烧杯中(充分溶解),向烧杯中逐滴加入200g一定溶质质量分数的稀盐酸。实验数据如图1所示,试分析计算回答:
(1)恰好完全反应时,产生气体的质量是 2.2 g,与P点对应的溶液溶质是 NaOH和Na2CO3以及NaCl 。
(2)Wg样品中氢氧化钠的质量分数是多少?(精确到0.1%)
(3)在往烧杯内逐滴加入稀盐酸的过程中,烧杯中溶液各个量随盐酸质量的变化图象如图2所示,则正确的有 CD (可多选)。
【分析】根据生成的二氧化碳的质量和对应的化学方程式求算稀盐酸的质量分数,进而根据与氢氧化钠反应的稀盐酸中溶质的质量求算氢氧化钠的质量,进而求算对应的质量分数。
【解答】解:由图可知产生气体的质量是 2.2g,P点没有生成气体,且一直到150g稀盐酸时才有气体生成,说明此时氢氧化钠没有完全反应,而碳酸钠尚未开始反应,所以与 P 点对应的溶液溶质是 剩余的NaOH和尚未参加反应的Na2CO3和生成的NaCl。
设稀盐酸的质量分数为y,设碳酸钠的质量为x
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106 73 44
x (200g﹣150g)y 2.2g
==
x=5.3g
y=7.3%
设氢氧化钠的质量为z
NaOH+HCl═NaCl+H2O
40 36.5
z 150g×7.3%
=
z=12g
Wg 样品中氢氧化钠的质量分数是×100%≈69.4%
在往烧杯内逐滴加入稀盐酸的过程中,烧杯中溶液各个量随盐酸质量的变化图。
A、图中pH变小,但是稀盐酸过量后pH应该小于7.错误。
B、开始没有气体生成,而中间有气体生成,所以溶液的质量变化速率应该是中间那段慢,表现为图象的话就是中间那段更平缓而不是更陡。错误。
C、根据上面的化学方程式可知,等质量的盐酸反应,与氢氧化钠反应生成水比与碳酸钠反应生成的水多,所以图象曲线变的平缓,而反应完全后,没有水生成,导致水只是来自溶液本身,所以图象更加平缓。正确。
D、根据上面的化学方程式可知,等质量的盐酸反应,与氢氧化钠反应生成氯化钠和与碳酸钠反应生成的氯化钠一样多。正确。
故选:CD。
故答案为:(1)2.2;NaOH和Na2CO3以及NaCl。
(2)69.4%。
(3)CD。
【点评】根据化学方程式计算时,第一要正确书写化学方程式,第二要使用正确的数据,第三计算过程要完整。
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