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所属成套资源:2024年沪教版(全国)中考化学压轴集锦
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2024年沪教版(全国)化学第1-4章压轴题(0.15系数)
展开这是一份2024年沪教版(全国)化学第1-4章压轴题(0.15系数),共68页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,实验题,推断题,计算题,科学探究题,综合应用题等内容,欢迎下载使用。
1.著名化学家傅鹰说“化学给人以知识,化学史给人以智慧。”下列有关化学史的说法正确的是( )
A.阿伏伽德罗等科学家得出结论:分子中原子的重新组合是化学变化的基础
B.拉瓦锡用红磷燃烧的实验证明氧气约占空气总体积的五分之一
C.我国著名实业家侯德榜发明了制取烧碱的“侯氏制碱法” D.波义耳发现了质量守恒定律
2.已知FeSO4、Fe2(SO4)3混合物中铁元素的质量分数为31%,则硫元素的质量分数为( )
A.69%B.23%
C.46%D.无法计算
3.在C2H4、C2H5OH的混合物中,已知氧元素的质量分数为y,则碳元素的质量分数为( )
A.37(1-89y)
B.67(1-98y)
C.37(1-98y)
D.67(1-89y)
4.下列说法正确的是( )
A.分子是保持物质化学性质最小的粒子,因此分子不可分
B.氦原子与镁原子最外层电子数相同,所以化学性质相似
C.含有不同元素的纯净物是化合物,因此化合物一定是由不同元素组成
D.同种元素质子数相同,因此质子数相同的微粒一定是同种元素
5.由氢氧化钠(NaOH)和过氧化钠(Na2O2)组成的混合物,检测出氢元素的质量分数为2%,那么混合物中钠元素的质量分数为( )
A.46% B.57.8%
C.58.4% D.无法计算
6.下列说法中,正确的有( )
①含相等质量铁元素的Fe2O3和FeS的质量比为10:11
②现有CO2和CO的混合气体10g,其中碳元素的质量分数为36%,则混合气体中CO2和CO的质量比为11:14
③某硝酸铵(NH4NO3)样品,测知含氮量为25%,该样品中含有杂质可能是NH4HCO3
④在某种氮的氧化物中,若氮元素与氧元素的质量比为7:20,该氧化物的化学式为N2O5
A.1个B.2个C.3个D.4个
7.在FeO、Fe2O3、CuO的混合物中,已知铁元素的质量分数为56%,则CuO的质量分数可能是( )
A.10%B.25%
C.30%D.35%
8.由于铁丝在氧气中高温燃烧,部分熔化的铁没有及时反应便熔入到生成物中.得到的黑色固体为Fe3O4和Fe,若实验后.测定瓶底黑色固体中氧元素质量分数为24%.则黑色固体中没有反应的铁质量占原铁丝质量约为()
A.17%B.20%
C.21%D.23%
9.电解水时为了增强水的导电性可加入少量氢氧化钠溶液(氢氧化钠未参与反应),电解一定质量氢氧化钠稀溶液的过程中,下列说法正确的是( )
A.生成氢气和氧气的质量比为2:1B.溶液中钠元素质量变大
C.溶液中氢、氧元素质量比不变D.溶液中氢元素质量分数减小
10.已知FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物中,铁与氧的质量比为21:8,则混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4三种物质的质量比可以是( )
A.9:20:5 B.6:15:11
C.2:5:3 D.5:6:3
11.在FeO、Fe2O3、CaCO3组成的混合物中,已知铁元素的质量分数为56%,则钙元素的质量分数可能是( )
A.10%B.28%
C.20%D.25%
12.已知FeSO4、Fe2(SO4)3混合物中铁元素的质量分数为a%,则硫元素的质量分数为( )
A.1﹣a%B.1-a%3
C.2(1-a%)3D.无法计算
13.将乙酸(CH3COOH)和葡萄糖(C6H12O6)溶于水得到混合溶液,测得溶液中氢元素的质量分数为a,则溶液中碳元素的质量分数为( )
A.1﹣9aB.1﹣8a
C.12a D.8a
14.下列说法中正确的个数是( )
①元素是质子数相同的一类原子的总称
②质子数相同的粒子一定属于同种元素的粒子
③分子、原子都是不带电的粒子,所以不带电的粒子一定是分子或原子
④质子数和电子数都相同两种微粒不可能是一种分子和一种离子
⑤具有稳定结构的粒子,最外层电子数一定是8
⑥离子是带电荷的粒子,所以带电荷的粒子一定是离子
⑦所有原子的原子核都是由质子和中子构成
A.1个B.2个C.3个D.4个
15.向氧化铁和氧化亚铁的固体混合物中加入一定量的稀硫酸,恰好完全反应,得到100g含硫元素6.4%的溶液,将反应后的溶液蒸干得到24g固体,则原固体混合物中氧元素的质量分数为( )
A.32%B.20%
C.40%D.60%
16.下列每组的两种粒子的质子数与电子数分别不同的一组是( )
A.Na+和FB.H2O和NH3C.Na+和NH4+D.O2和S
17.氧化铜可用于有机物组成的测定,反应原理为aCxHy+bCuO→ΔcCu+dH2O+eCO2.向盛有CuO的试管中通入足量气体CxHy并加热,实验过程中生成CO2的质量和试管中固体质量的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.化学计量数b:e=4:1
B.CxHy中,x和y之比为1:4
C.生成2.2g二氧化碳时,试管中固体减少了3.2g
D.生成2.2g二氧化碳时,参加反应的CxHy质量为1.6g
18.有CO、CO2和N2的混合气体180g,其中碳元素的质量分数为20%,使该混合气体与足量的灼热氧化铜完全反应后,再将气体通入足量的澄清石灰水中,充分反应后得到白色沉淀的质量为( )
A.150gB.200g
C.250gD.300g
19.实验室现有一瓶水垢样品,其成分为氢氧化镁和碳酸钙。已知:氢氧化镁受热易分解,反应化学方程式:Mg(OH)2△MgO+H2O;碳酸钙高温下才分解。某兴趣小组为测定其中各成分的质量分数,取12.9g水垢样品加热,加热过程中剩余固体的质量随加热时间的变化如图所示。关于加热一段时间后剩余固体的判断,下列说法不正确的是( )
A.图中ab间任一点(不包括a、b两点)的剩余固体成分为CaCO3、MgO和Mg(OH)2
B.图中x=7.6
C.若向c点的剩余固体中加入足量稀盐酸,充分反应生成CO2的质量为4.4g
D.某时刻测得剩余固体中钙元素的质量分数为36.0%,则此时剩余固体的成分为CaCO3和MgO
20.18.30g CC2O4•2H2O热分解的质量变化过程如图所示,其中600℃之前是隔绝空气加热,600℃之后是在空气中加热,三点的产物均为纯净物。下列说法不正确的是( )
A.A→B过程中失去的是结晶水
B.整个过程中,固体中钴元素的质量分数先增大后减小
C.B→C过程中发生的反应为:CC2O4△C+2CO2↑
D.D点的化学式为C3O4
21.双氢青蒿素为青蒿素的衍生物,对疟原虫红内期有强大且快速的杀灭作用。现有2.84g双氢青蒿素燃烧生成6.6gCO2和2.16gH2O,则双氢青蒿素中氧的质量与其燃烧消耗氧气的质量之比为( )
A.5:62B.63:5
C.5:36D.5:37
22.Fe2(SO4)3溶液用于脱除H2S,并由反应Ⅱ再生,原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应过程中,S、O、Fe、H的化合价都发生了变化
B.理论上每生成16g S,需补充200g Fe2(SO4)3
C.理论上每生成32g S,同时有16g O2参与反应
D.理论上反应Ⅱ中每生成18g H2O,同时消耗152g FeSO4
23.取一定质量的Fe(OH)3固体加热至550℃完全分解为Fe2O3和H2O,温度提高到1400°C时,Fe2O3继续分解为复杂的铁的氧化物和O2;将产生的气体先通过浓硫酸,浓硫酸质量增加5.4克,再通过灼热的铜网,铜网质量增加0.32克(产生的气体均被完全吸收)。则所得复杂的铁的氧化物化学式为( )
A.FeOB.Fe3O4C.Fe4O5D.Fe5O7
24.一定质量的CH4可与常见物质M反应,同时放出少量热量;将所得产物Cu2O与O2反应又生成M,同时放出较多热量。其反应原理如下图所示。下列说法正确的是( )
A.理论上反应每生成44gCO2,同时生成18gH2O B.理论上每16gCH4参与反应,最终消耗64gO2
C.物质M中铜元素的质量分数比Cu2O高 D.过程②中氧元素化合价不变
25.利用氧化镁分解氯化铵制氨气,其物质转化如图所示,下列有关说法正确的是( )
A.制得的氨气是一种无色无味的气体
B.该方案便于NH3和HCl的分离
C.理论上每生成1.7gNH3,需补充4gMgO
D.理论上分解5.35gNH4C1,可获得7.3gHCl
26.在一个密闭容器中,2.4g甲烷在氧气不足的情况下燃烧,完全转化为一氧化碳、二氧化碳和水蒸气,测得一氧化碳和二氧化碳的总质量为5.8g.下列说法错误的是( )
A.反应生成水的质量为5.4g
B.参加反应的氧气质量为8.8g
C.反应生成的一氧化碳和二氧化碳的质量比为7:22
D.该反应的化学方程式可表示为4CH4+7O2点燃2CO2+8H2O
27.已知铁有三种氧化物,如FeO、Fe2O3、Fe3O4,在一定条件下,均能失去其中的氧,被还原为铁。现有仅含Fe、O两种元素的固体14.4g,为了探究其成分进行如图所示的实验:
充分反应后,称得装置C在反应前后质量增加了 8.8g。下列说法正确的是( )
(通入A装置中的CO气体混有CO2和H2O,碱石灰能完全吸收CO2和H2O, NaOH溶液能完全吸收CO2)
①实验开始前应先点燃酒精喷灯,再通入一氧化碳气体。
②若无A装置,测定的原固体中铁元素质量分数将偏大。
③根据实验数据进行计算,可确定原固体中铁和氧的原子的个数比为1:1。
④B中反应停止时,为防止C中液体倒吸入B中,可以关闭K2。⑤原14. 4g固体的组成可能有7种情况。
A.③④⑤B.②③④C.①②⑤D.①
28.取24.8g过氧化银(Ag2O2)在真空条件下加热至固体质量不再发生变化,产生3.2gO2,固体质量随温度的变化如图所示(图中各点对应固体均为纯净物)。下列说法正确的是( )
A.该实验中固体质量减少,违背了质量守恒定律
B.Y点对应的固体中银元素和氧元素的质量比为27∶4
C.Z→W过程中产生氧气的质量为1.6g
D.Z→W 过程中发生的反应为Ag2O=2Ag+O2↑
29.如图所示图1为一氧化碳还原氧化铜的实验,图2为碳还原氧化铜的实验,其中澄清石灰水足量,下列正确的是∶( )
图1 图2
①两个实验中都可观察到黑色固体变红,澄清石灰水变浑浊;
②两个实验都可以根石灰水不冒气泡的现象判断反应已经结束
③两个实验均应防止石灰水倒吸
④两个实验发生的反应中,C、CO都得到氧,发生还原反应;
⑤两个实验的相关反应中,C、Cu、O三种元素的化合价都发生改变;
⑥两个实验中固体减少的质量均为产生气体的质量
⑦两个实验中铜元素在固体中的质量分数逐渐变大;
⑧图1中,若取氧化铜样品质量为m,充分反应后,玻璃管内的固体质量减少了n,则样品中氧化铜的质量分数为20n11m ×100%(杂质不参加反应),澄清石灰水增加的质量为 11n4 。
A.2个B.3 个C.4个D.5个
30.取21.6g过氧化钙晶体,对其进行热分解实验,并绘制固体质量与温度关系图(过氧化钙晶体受热时先失去结晶水:CaO2⋅xH2OΔCaO2+xH2O,固体中钙元素质量保持不变)。下列说法正确的是( )
A.a点对应的物质属于混合物
B.生成水的质量为16g
C.x=6
D.b点对应固体的化学式为CaO
31.以MnO2为原料制备KMnO4的途径有如下两种。下列说法错误的是( )
A.电解时生成的气体X为H2
B.酸化时的反应为:3K2MnO4+2CO2=MnO2↓+2KMnO4+2K2CO3
C.KOH和MnO2在各自途径中都能循环使用
D.等质量的K2MnO4溶液通过两途径能得到等质量的KMnO4
32.某同学取一定质量的石灰石样品(杂质为7.2克且不含钙元素),煅烧一段时间后得到20克固体其中的钙元素的质量分数为30%,向煅烧后的固体加入100克稀盐酸恰好完全反应,问此同学煅烧石灰石与加入稀盐酸两个实验过程中,产生二氧化碳的质量比为( )
A.1:2B.2:1
C.1:3D.3:1
33.一定量木炭在盛有氮气和氧气混合气体的密闭容器中燃烧后生成CO和CO2,测得反应后所得CO、CO2、N2的混合气体中碳元素的质量分数为24%,请思考其中氮气的质量分数可能为( )
A.12%B.20%
C.50%D.44%
二、多选题
34.下列叙述正确的是( )
A.质量相同的 CO 和 CO2中,氧元素的质量比为 14:11
B.某 NH4NO3化肥中含 NH4NO3 80%(杂质中不含氮元素),化肥中氮元素的质量分数为 28%
C.硫酸亚铁和硫酸铁组成的混合物中,硫元素的质量分数为 a,则铁元素的质量分数为 1-2a
D.FeO、Fe2O3、CaCO3混合物中,铁元素质量分数为56%,则CaCO3 质量分数可能为 25%
35.由氧化铁和某一金属氧化物组成的混合物8克,已知其中含氧元素3克,则另一金属氧化物可能是( )
A.氧化铜B.氧化钙C.氧化镁D.氧化铝
36.实验室现有氧化铜(CuO)和氧化铁(Fe2O3)的混合物样品。取 10g 该样品,测得其中氧化铜含有的氧元素和氧化铁含有的氧元素质量比为 2∶3,下列说法正确的是( )
A.样品中铜元素的质量为 4g B.样品中氧元素的质量为 3.2g
C.样品中铜元素和铁元素的质量比为 8∶7
D.样品中氧化铁的质量分数为 50%
37.下列说法中正确的是( )
A.质量相等的SO2和SO3中,氧元素的质量比为2:3
B.某氮的氧化物中,氮、氧元素的质量比为7∶12,则该氧化物的化学式为N2O5
C.120g尿素[CO(NH2)2]与160g硝酸铵(NH4NO3)中氮元素的质量相等
D.现有CO和CO2的混合气体25.2g,若混合气体中碳元素的质量为7.2g,则该混合气体中CO和CO2的质量比为1∶11
38.1869年,俄国化学家门捷列夫排列出第一张元素周期表,成为科学家探索未知世界的有力工具。图1是元素周期表的一部分,空白部分被墨水沾黑,图2是钙原子的结构示意图。若用R表示空白部分的元素,则关于R的下列说法不正确的是( )
A.在化学变化中易失去电子变成R2-
B.属于金属元素,位于元素周期表第五周期
C.其原子核内共有38个质子
D.其原子的真实质量为碳12原子真实质量的87.62倍
三、填空题
39.归纳总结是学习化学的重要方法,某化学兴趣小组学习碱的性质后,通过实验对氢氧化钙的化学性质进行了验证和总结,如图所示-——表示物质两两之间能发生化学反应。请根据如图,回答问题。(已知:CaCl2溶液呈中性,CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl)
(1)甲同学将酚酞试液滴入氢氧化钙溶液中,观察到溶液变红,得出结论:氢氧化钙溶液呈 (填“酸性、碱性或中性”)。
(2)乙同学将过量的稀盐酸加入到甲同学所得溶液中,观察到的现象是 ,此时含有的溶质有 (酸碱指示剂除外)(用化学式填空,下同)。
(3)为验证乙同学所得溶液中含有的溶质,可取少量反应后的溶液滴加过量的 溶液(填一种物质的化学式),产生 现象,则证明存在。
40.图中 B、C、D、E、F是初中化学常见的物质。A是铜绿的主要成分碱式碳酸铜【化学式为Cu2(OH)2CO3】,B是胃酸的主要成分,D、E、F都是氧化物,图中“ —”表示两种物质能发生反应,“→”表示物质间的转化关系(部分反应物、生成物及反应条件已略去)。
若A在加热时可以生成F及D、E三种氧化物, B与C、C与D、B与F反应均可生成E。请写出:
(1)D的化学式 ;
(2)B和F反应的化学方程式是 ;
41.右图是某药厂生产的葡萄糖注射液的标签,其中葡萄糖的化学式为C6H12O6 。试计算:
(1)葡萄糖的相对分子质量;
(2)葡萄糖中的碳、氢、氧三种元素的质量比;
(3)葡萄糖中的碳元素的质量分数;
(4)180g葡萄糖中含碳元素的质量。
42.M元素常为骨质疏松患者需补充的元素,其原子结构示意图为: ,请回答下列问题:
(1)X的值是 ,M元素属于 (填“金属”或“非金属”)元素,它容易 电子,形成 (填“阴”或“阳”)离子.
(2)下列微粒结构示意图中属于离子的是 (填序号),其符号可表示为 ,根据“结构决定性质”的观点,M元素的化学性质与下列 (填序号)元素的化学性质相似.
43.一定条件下,一定质量的乙醇与O2恰好完全反应,生成2.7gH2O、2.2gCO2和一定质量的CO,则参加反应的氧气和生成的CO的质量分别为 、 ,该反应的化学方程式为 。
44.氢气被看做是理想的“绿色能源”,氢气的制备和储存是目前的研究热点。
I制氢
(1)甲烷和水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一,主要流程如下:
①甲烷和水蒸气反应的化学方程式是 。
②600℃时加入CaO的作用是 。
(2)还可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如图甲。通过控制开关连接K1或K2,可交替得到H2和O2。
①制H2时,连接 (填“K1”或“K2”);改变开关连接方式,可得O2。
②利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢的总反应化学方程式为 。
Ⅱ储氢
(3)镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的储氢材料,在氩气保护下,将一定化学计量比的Mg、A1单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al12+17H2=17MgH2+12Al ,反应后得到的混合物在一定条件下可释放出H2。
①根据完全吸氢的化学方程式计算:3.66g镁铝合金(Mg17A112)理论上能吸收氢气的质量为多少 ?(写出计算过程)。
②图乙为氢气球磨镁铝合金在不同温度下的放氢曲线(氢气球磨镁铝合金材料的储氢量约为3.03%),根据以上信息,下列关于镁铝合金储氢材料的说法正确的是 。
a.镁铝合金的熔点介于金属镁和金属铝之间
b.镁铝合金在氩气中熔炼的目的是防止金属被氧化
c.由图可知,当温度高于260℃时,几乎所有的储存氢都能放出
d.当放氢温度由260℃升至320℃时,放氢的速度变快
45.一定质量的乙烯(C2H4)在空气中燃烧后生成4.4 g CO2、2.8 g CO、x g H2O,则x为 ,该反应的化学方程式为 。
46.“长征五号”火箭是中国迄今运载能力最大的火箭,目前已经成功完成“嫦娥五号”探测器、中国空间站天和核心舱等的发射任务。
(1)“长征五号”的第一、二子级火箭用偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)做推进剂,该反应的能量转化形式是 ,反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4=3N2+4H2O+2X,则X的化学式是 。
(2)“长征五号”的第三子级火箭采用液氢、液氧做推进剂。制取与储存氢气是氢能源利用领域的研究热点。
I.制氢:铁酸锌(ZnFe2O4)可用于循环分解水制氢气。如图所示,制氢过程中,ZnFe2O4的作用是 ,该循环制氢中不断消耗的物质是 (填化学式)。
II.贮氢:请写出反应③的化学方程式 。氢化物MgH2与水反应生成一种碱,并释放出H2,其化学方程式为 。
III.如图是氢气和氧气在密闭容器中燃烧的微观示意图:
请回答:从微观角度看,变化Ⅰ和变化II的本质区别是 。
(3)“嫦娥五号”的任务之一是探明月壤成分,以探索未来新能源。月壤中含有丰富的氦-3,氦-3是世界公认的高效、清洁、安全的核聚变发电燃料。下列关于氦-3的叙述正确的是______。
A.其原子核内质子数为3B.其原子核外电子数为2
C.其相对原子质量约为2D.其化学性质肯定比较活泼
47.(1)黑火药是我国古代四大发明之一,黑火药爆炸原理可用下式表示为2KNO3+S+3C=X+N2↑+3CO2↑。请据此推出X的化学式 。
(2)C60的模型如下图所示,每个碳原子和相邻的 个碳原子以小棍结合。若要搭建一个这样的模型,需要代表碳原子的小球 个,需要代表化学键的连接小球的小棍 根。
(3)已知一个SO2分子质量为nkg,一个SO3分子质量为mkg,若以硫原子质量的132作为相对原子质量的标准,则SO2的相对分子质量为 。
(4)已知Fe元素在化合物里通常显+2或+3价, 因此Fe3O4可写成氧化物形式( FeO·Fe2O3]或盐的形式[Fe(FeO2)2]。Pb 在化合物里显+2价或+4价,那么Pb3O4也可以写成 或 (写化学式)。
(5)一定条件下,4.8gCH4与16.0gO2恰好完全反应,生成10.8gH2O、4.4gCO2和物质X。则X的质量为 g;该反应方程式中O2与X化学计量数之比为 。
(6)三聚氰胺的化学式为C3H6N6,其中氮元素的质量分数为 ;常见蛋白质的含氮量相近,平均约为16%,请解释为什么不法商贩要在奶制品中添加三聚氰胺: 。
48.天然气(主要成分是甲烷)完全燃烧的化学方程式 ;现有甲醛(CH2O)和乙醛蒸气(CH3CHO)的混合物共7.4g,完全燃烧后生成5.4gH2O和一定质量的CO2,则燃烧反应中消耗氧气的质量为 g。
49.在密闭容器中,将盛有丙烯(C3H6)和氧气的混合气体点燃使其充分反应,丙烯全部转化为CO、CO2和H2O,待容器恢复至室温,测得反应前后容器内混合气体中碳元素的质量分数之比为50:77。.则参加反应的H2O和O2的质量比为 ;其反应的化学方程式是 。
50.一定条件下,x gCH4与16.0 gO2恰好完全反应,生成水的同时得到CO和CO2的混合气体10.0 g,经测定混合气体中碳元素的质量分数为36%,则参加反应的CH4与O2的化学计量数之比为 ,其反应的化学方程式为 。
51.(1)在反应A + 3B===2C + 2D中,A和B的相对分子质量比为9:11,已知1.8gA与一定质量B恰好完全反应,生成5.1gD,则在此反应中B和C的质量比为 。(2)某化合物4.6g完全燃烧,生成二氧化碳8.8g,生成水5.4g,则此反应中消耗氧气的质量为 ,此化合物的化学式为 。
52.某同学把3 g碳放在给定的氧气中充分燃烧,实验数据如下:
(1)通过以上数据说明,这三次实验中第 次恰好完全反应;
(2)第 次实验中碳有剩余,剩余 g; (3)第 次实验中氧气有剩余,剩余 g;
(4)在三次化学反应过程中,是否有不符合质量守恒定律的? 。
四、实验题
53.某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验进行了大胆改进,分别设计了以下两种装置,如图Ⅰ和图Ⅱ,图Ⅱ选用容积为30mL(规格为18mm×180mm)的试管作反应容器进行实验,均取得了良好的实验效果。请你对比分析下面图Ⅰ、图Ⅱ的实验,回答下列有关问题:
(1)图Ⅰ实验中观察到的现象是 ,燃烧后的产物为 (填名称)。
(2)下表是图Ⅰ实验中记录的数据:
根据实验数据计算空气中氧气的体积分数是 。
(3)图Ⅰ实验中,下列操作过程对实验结果的影响分析正确的是 (填序号)。
A.弹簧夹没夹紧(有空气外逸)会导致实验结果偏小B.燃烧匙内盛放过量的红磷会导致实验结果偏大
C.没等装置完全冷却就打开弹簧夹(并没有空气外逸)会导致实验结果偏小
D.点燃红磷伸入瓶中时,没有立即塞紧瓶塞会导致实验结果偏大
(4)图Ⅱ实验的操作步骤如下:你认为正确的实验操作顺序是 。(填序号)
①点燃酒精灯; ②撤去酒精灯,待试管冷却后松开弹簧夹;
③将少量红磷平装入试管中,将规格为20mL的注射器活塞置于10mL刻度处,并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好,再将弹簧夹紧橡皮管;
④读取注射器活塞的数据; ⑤连接仪器并检查装置气密性。
(5)图Ⅱ实验中,若操作均正确,注射器活塞柱最终停止在 mL刻度处。
(6)图Ⅱ实验中,若上述步骤③中,未用弹簧夹夹住橡皮管,其他步骤都不变,则实验过程中注射器的活塞将先向 (填左或右,下同)移动,后 移动,最终活塞会停留在 mL刻度处。(上述过程中活塞始终未脱离注射器)
(7)对比图Ⅰ和图Ⅱ,下列分析正确的是(填序号)
A.图Ⅰ和图Ⅱ都能粗略的测出空气中氧气的质量分数 B.图Ⅱ实验中,没有白烟逸出,更环保
C.图Ⅱ实验中装置始终密闭,避免红磷放入瓶中时空气逸出,实验结果更准确
D.实验中红磷的用量越多,实验测量结果越大
54.以下四个实验装置,可用于“测定空气中氧气的含量”。请认真分析,回答下列问题。
(1)拉瓦锡用装置A定量研究了空气的成分,在密闭容器中,空气中的氧气与汞反应,生成固态物质。人们沿着科学家的足迹,对反应物进行了优化,分别用铜粉、红磷等进行实验,其原理都是采用 (填“物理”或“化学”)方法,从混合气体中除去某种气体,从而达到物质的分离。
(2)对装置C进行了装置D所示的改进。装置D的试管中空气体积为40mL,反应前注射器活塞位于20mL刻度处,反应完毕后打开弹簧夹,注射器活塞位于10mL刻度处,则该实验测得空气中氧气的体积分数为 (保留小数点后一位)。小明分析,该实验结果与理论值有差异的可能原因是 (任答1点)。
(3)与装置C相比,装置B的优点是 (答一点)。装置B实验中,为了使氧气反应更充分,实验中采取的措施合理的是 (填序号)。
A 铜粉平铺在玻璃管中 B 反复推拉注射器的活塞 C 增加铜粉的质量
(4)为了帮助同学们理解装置C实验的原理,利用传感器技术实时测定了装置C实验过程中装置内的压强、温度和氧气浓度,三条曲线变化趋势如图四所示。试回答:
①其中Y曲线表示的是 (填“温度”或“氧气浓度”)。
②结合X、Y两条曲线,解释图四中BC段压强变化的原因是 。
55.实验室中定量测定空气中氧气的含量,可以采用下图装置一来完成,因为铜和氧气在加热的条件下能生成黑色的氧化铜固体,该实验的生成物对环境无影响,现象直观。下面我们一起来完成相关练习。
(1)实验中,反应的原理为 (用文字表达式表示);
(2)装置一比装置二更合理,理由是 ;
(3)根据下表提供的实验数据,完成下表:
(4)定量实验操作中易产生误差,如果反应前气球中存在气体(其量小于注射器内的空气),而实验后冷却至室温,将气球内的气体全部挤出读数,导致实验测得结果 (填“偏小”“偏大”或“无影响”)。
(5)用如图所示装置来测定空气中氧气的量,对该实验认识错误的是
A 铜粉用量的多少,会影响实验结果
B 气球的作用是调节气压,使氧气完全反应
C 实验结束后冷却到室温才能读数
D 在正常操作情况下,反应结束后消耗氧气的总体积应该是反应前注射器内气体体积的1/5
E 实验中会看到玻璃管中固体由黑色逐渐变为红色
56.某同学设计了如图1所示的
装置,用于实验室制取CO2并对它的部分性质进行探究。请按要求答题。
(1)仪器m的名称是 。
(2)在装置A、B中选 与
Ⅰ组合制取一袋二氧化碳,
发生反应的化学方程式为 ,
验满的方法是 。若把H与 组合成发生装置可控制反应的发生和停止,可通过
(写出操作方法)可使反应停止。
(3)往图C中的试管通入CO2,当出现 现象,表明石灰水的溶质刚好完全沉淀。
(4)向图F中的塑料软瓶中倒入一定量的NaOH溶液,迅速拧紧瓶盖,振荡,可观察到瓶子变瘪,但不能由此说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应,也可能是 。
(5)为了验证氢氧化钠溶液与二氧化碳能发生反应。把图1中E装置改为图2装置。把注射器内的氢氧化钠溶液注入到装有二氧化碳的集气瓶中,打开弹簧夹,看到 现象。写出产生此现象化学方程式 、 ,证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了化学反应。
57.CO2是空气中一种重要的气体,某小组同学对CO2进行如下探究。
【CO2的制备探究】
Ⅰ、选择装置
(1)A装置检查气密性的操作是 。
(2)实验室若要制取并收集较多量CO2,可选择图A中的 (填字母)装置,验满方法
是 。
Ⅱ、选择药品
小组同学分别取等质量颗粒状和粉末状的石灰石样品与等体积、等浓度的稀盐酸(HCl气体的水溶液,有挥发性)在图B中图1的三颈烧瓶中反应,采集数据如图2:
(3)图B中图1中三颈烧瓶内发生反应的符号表达式是 。
(4)据图B中图2分析,表示粉末状石灰石与稀盐酸反应的曲线是 (填“a”或“b”)。
(5)据图B中图3分析,影响测定石灰石样品中碳酸钙含量准确性的原因是___________(填字母)。
A.水蒸气含量增加 B.稀盐酸会挥发出的HCl气体增加 C.装置气密性不好
【CO2的含量探究】地窖中因贮存农产品而容易积蓄CO2,根据相关要求,CO2短时间接触容许浓度为18mg/L。小组同学从某地窖中收集2瓶各500mL的气体样品进行如下实验:①将点燃的蜡烛放入瓶1中,蜡烛火焰无明显变化;②用CO2传感器测出瓶2中CO2浓度为22mg/L。
(6)进入地窖时,下列防范措施正确的是___________(填字母)。
A.用农用喷雾器向地窖内喷洒水
B.手持火把进入地窖时,若火把持续燃烧,则表示安全,可继续前进
C.利用鼓风机将地窖内部分空气排出,也可打开地窖盖,通风一段时间后再进入
(7)某同学用注射器抽取100mL菜窖中的气体样品,按图C所示装置进行实验,将气体推入足量澄清石灰水,充分反应:(足量澄清石灰水能对通入其中的CO2气体完全吸收)
①装置内发生反应的符号表达式是 ,多孔球泡的作用是 ;
②当CO2传感器显示CO2浓度慢慢下降,当浓度降至0mg/L时,理论上瓶内物质总质量反应前后增加了 mg。
(8)下列说法可能导致测得的CO2含量偏小的是___________(填字母)。
A.缓慢推动注射器活塞 B.抽取气体前未将注射器内空气排净
58.学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。
某品牌制氧机的制氧剂为过碳酸钠(化学式2Na2CO3⋅3H2O2,相对分子质量为314,白色固体)和二氧化锰。制氧过程的反应为:22Na2CO3⋅3H2O2MnO24Na2CO3+6H2O+3O2↑,该反应为放热反应。
【活动一】认识制氧机
(1)观察窗的作用是 。(2)加湿仓的作用是 。
【活动二】选择制氯剂
实验一:过氧化氢
小组设计了图2实验装置,用表中溶质质量相等的四组过氧化氢溶液进行实验。在集气瓶中加满水,锥形瓶中加入0.2g MnO2,注入溶液,记录并处理20min内数据如图3。
(3)检查图2装置气密性的操作是 。(4)反应的化学方程式为 。
(5)④比③产氧量少,可能的原因是 。
实验二:过碳酸钠
往锥形瓶中加入a g过碳酸钠、0.2g MnO2和9.11mL水,待反应完全后收集到约159.1mL水(产生氧气的量与上表中药品得到氧气的最大量相等)。其它药品质量不变,再分别用不同体积的水进行实验。记录并处理20min内数据如图4。
(6)a= g。(氧气密度为1.43g/L,忽略其它因素的影响)。
(7)由图4可得出的结论是 。
【活动三】制作供氧器
(8)综合分析,选用过碳酸钠作制氧剂的理由是 。
(9)学习小组利用身边物品自制了如图5的简易供氧器。与真实产品对比中,形成的观点不正确的是______(填字母)。
A.产氧和洗气装置组合不用一体化
B.内部气体流向采用高进低出方式
C.特定需求是选择制氧方法的重要依据
D.制氧机要符合美学、工程、安全等标准
59.数字化传感技术应用于化学实验能实现实验数据采集自动化, 形成相应图像,更好地解决化学中的疑难问题。化学兴趣小组打算在实验室用贝壳和一定浓度的稀盐酸制取二氧化碳并验证二氧化碳的部分性质,在实验中使用了压强和温度两种传感器。
【查阅资料】①贝壳主要成分为碳酸钙,贝壳中的其它杂质对实验影响可以忽略不计;②浓盐酸具有挥发性,会挥发出氯化氢气体。
【探究实验一】选择药品:分别取等质量颗粒状和粉末状的贝壳样品与等体积、等浓度的稀盐酸在图 1 的三颈烧瓶中反应,采集数据,形成如图 2 和图 3 的图像。
(1)图1中反应的化学方程式是 ;
(2)根据图2回答:
①对比分析a、b点可知,曲线 (填“①”或“②”)表示颗粒状贝壳与稀盐酸反应;
②对比分析c、d点可知,相同的气压时, 与稀盐酸反应速率更快;
③最终粉末状贝壳产生CO2的质量 (填“>”或“<”或“=”)颗粒状贝壳产生CO2的质量;
(3)据图3分析,影响实验测定准确性的原因:一是水蒸气含量增加;二是 。
【探究实验二】 发生装置的优化
(4)选用图4装置(不包括传感器)制二氧化碳的优点是 ;为了解装置具有该优点的原因,他们在装置中连接压强传感器(如图4左),从而测定实验中试管内气体压强变化的情况(如图4右)。下列说法正确的是 。
A.ab段试管中液面逐渐上升 B.bc段石灰石与稀盐酸脱离接触 C.c点的对应操作是打开弹簧夹
【探究实验三】 验证CO2的性质。
操作步骤:用3个250 mL的烧瓶收集满CO2进行实验。如图5所示,同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中,关闭活塞;一段时间后,同时振荡三个烧瓶。从左到右依次得到如图6所示的烧瓶内压强与时间的关系曲线1、2、3。
回答下列问题:
(5)实验步骤中,曲线1、2、3中导致气压快速变小(如:cd段)的操作是 ;
(6)曲线2对应发生反应的化学方程式为 ;
(7)根据图6所示,可以得出的结论是______(填序号)。
A.1体积水中溶解CO2的量约为1体积 B.CO2能与水发生反应生成碳酸
C.CO2能与NaOH溶液发生反应 D.40%NaOH溶液比澄清石灰水更适合用于吸收CO2
五、推断题
60.A、B、C、D、E、F、G、H都是已经学过的化学物质,它们之间有如下的转化关系。已知A为暗紫色固体,E、F常温下为无色液体。回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:H ;Q ;
(2)在反应①②③④⑤中,属于分解反应的
有 ,其中D在反应④中作 。
(3)写出下列化学反应化学式表达式:反应①: ;反应③: ;反应⑤: 。
61.下图表示某些物质间转化关系。A、D为固体且组成元素相同,A为紫黑色;X、F为液体且组成元素相同,E为产生温室效应的常见气体,Y是红色的金属。请回答:
(1)写出化学式:B ,Y ;(2)C在反应③中起 作用。
(3)写出有关反应的化学方程式:① ;⑤ 。
(4)反应⑥在催化反应室中进行,且发生多个反应,如Ⅰ和Ⅱ,请推断完成反应Ⅱ的化学方程式:
Ⅰ CH4+2H2O催化剂高温CO2+4H2, Ⅱ C+ 高温 2CO
(5)若将合成气中两气体按分子数之比为1:1进行化合(原子利用率为100%),可合成多种有机化工产品,写出其中一种可能产品的化学式 。
62.B、C、D、E分别是初中化学常见的四种不同的氧化物(或过氧化物)。B、C由相同的元素组成,常温下呈液态,且C的相对分子质量比B的大;D、E是常见的黑色固体。“→”表示物质间的转化关系。请回答:
(1)写出C的化学式
(2)若A→D时的实验现象为剧烈燃烧、火星四射。则D的化学式为 。
(3)若A和单质铜在加热条件下反应生成E,写出该反应的文字表达式 。
63.元素X、Y,Z的相关信息如下表所示。
(1)若A、B、C分别是由X、Y,Z中的一种或两种元素组成的纯净物。它们之间的转化关系如下图所示。(“→”表示转化关系,部分反应物、生成物及反应条件已略去),A、B是组成元素相同的氧化物,请回答下列问题:
A的化学式为 ;该物质由 构成(填“分子”、“原子”或“离子”)。B→C的反应类型是 。(填“化合反应”“分解反应”或者“无法确定”)
(2)若A为两种元素组成的气体10g,且两种元素质量比为3:22,C、D、E均为纯净物,每步都是恰好完全反应。
根据上述转化关系回答下列问题。
A从分类上看属于(填“化合物”,“混合物”或者“纯净物”) ;气体C的质量为 ;若生成E的质量为4.4g,请推测蜡烛的元素组成 。
六、计算题
64.某气体由CO、CO2 和NO2混合而成,该气体所含碳元素的质量分数为0.12。该气体中NO2的质量分数可能为 。
65.由(NH4)2S,(NH4)2SO4,(NH4)HPO4组成的化合物中,已初氮元素的质量分数为28%,则混合物中氧元素的质量分数为 。
66.计算题:
(1)已知葡萄糖的化学式为C6H12O6,则①葡萄糖中C、H、O三种元素质量比为 。
②36g葡萄糖中所含氢元素与 g水中所含氢元素质量相等。
(2)若规定以氧原子质量的1/16作为相对原子质量的标准,已知一个NO2分子质量为ag,一个N2O5分子质量为bg,则N2O4的相对分子质量为 (用含a、b的式子表示)。
(3)某种胃药的主要成分可用MgaAlb(OH)x(CO3)y表示,请用一个等式表示a、b、x、y之间的关系 。
(4)1吨下述氮肥的市场价格如下:①CO(NH2)2:1200元;②NH4NO3:810元 ③NH4HCO3 :330元,分别用1万元采购上述氮肥,则得到的氮元素质量由多到少顺序为 (填序号)。
(5)已知乙醇(C2H5OH)与水的混合物中,水的质量分数为54%,则该混合物中乙醇分子与水分子的个数比 。
67.小志想测定鸡蛋壳的主要成分碳酸钙的质量分数。实验如下:将鸡蛋壳洗净、干燥并捣碎后,称取8g放在烧杯里,然后往烧杯中加入19g稀盐酸,恰好完全反应,称得反应剩余物为24.8g(假设其他物质不与盐酸反应)。请回答:
(1)产生二氧化碳气体的质量为 g。
(2)计算该鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程,结果保留到0.1%)
68.实验室制取二氧化碳时,选择合适溶质质量分数的盐酸,有利于减少盐酸浪费。分别取400克溶质质量分数为7.3%、14.6%、21.9%的盐酸与足量的石灰石反应,产生二氧化碳的快慢与时间关系如图所示,算得盐酸利用率如表(盐酸利用率是指收集到的气体体积理论上所需要的盐酸量与实际消耗的盐酸总量的比值)。
盐酸利用率与盐酸溶质质量分数的关系
(1)实验过程中发生装置中的锥形瓶外壁发烫。推测图中C组在第5~10分钟时反应快速变慢的主要原因是 。
(2)用100g盐酸与足量石灰石反应,若盐酸利用率为100%,理论上可产生二氧化碳多少克?
69.为了探究石灰石的纯度(假设样品中的杂质既不溶于水也不与盐酸反应),称取40g石灰石样品等分为4份(编号为①②③④),每份样品分别与一定量的稀盐酸反应,所得数据如表所示:
为了探究石灰石与稀盐酸反应后所得溶液中的溶质成分,将编号③所得溶液过滤,取滤液质量的1/4于烧杯中,向其中滴加质量分数为10.6%的碳酸钠溶液使其充分反应直至过量,有关沉淀质量的变化如图所示,请回答下列问题:
(1)该石灰石样品的纯度为______;盐酸溶液的溶质质量分数为______。
(2)编号③所用稀盐酸的质量m为______g。
(3)A点处对应的溶液中溶质的质量是多少_____?(写出计算过程)
七、科学探究题
70.小明发现装有膨化食品的包装袋内都充有一定量的气体。他和同学对所充气体的作用及成分产生了好奇,于是进行了如下探究。
探究一:包装袋内填充气体的目的是什么?
【交流讨论】讨论后,同学们一致认为在膨化食品包装袋内填充气体的目的可能是∶
(1)防止膨化食品在运输过程中被压碎;
(2) 。小组同学的这一分析得到了老师的肯定,老师还告诉他们,包装袋内填充的是一种初中化学常见的气体。
探究二:包装袋内的气体成分是什么?
【猜想与假设】包装袋内的气体为:
猜想1:氧气;猜想2:氮气;猜想3:二氧化碳;猜想4:二氧化硫;猜想5:空气。通过分析,大家认为猜想1是错误的,理由是氧气的化学性质 ,易与食品发生缓慢氧化而变质;猜想4也是错误的,理由是 。
【查阅资料】
①镁能与氧气在点燃条件下反应,生成物常温下不溶于水也不与水反应;
②镁也能与二氧化碳在点燃条件下反应,生成一种黑色单质和一种金属氧化物;
③镁还能在氮气中燃烧,反应生成氮化镁(Mg3N2)固体;
④氮化镁在常温下能与水反应生成能使无色酚酞溶液变红的物质。
请回答:镁与二氧化碳反应的文字或符号表达为 ;
【进行实验】
实验一:抽取包装袋内气体一瓶,向其中加入一定量的澄清石灰水,振荡,观察不到石灰水变浑浊的现象,小明据此推断只有猜想2成立。小红不同意此结论,理由是 ,所以只能说明猜想3不成立。
实验二:另抽取包装袋内气体一瓶,将燃着的木条伸入瓶中。观察到木条立即熄灭,小组同学据此判断猜想1不成立,猜想2成立。
为进一步确认猜想2成立,小组同学进行了实验三:
71.为提高测定空气中氧气含量实验的精确度,科学兴趣小组对课本实验进行了创新改进。
【实验步骤】
①取一根玻璃管,用橡胶塞将一端密封;
②将食品脱氧剂粉末迅速装入玻璃管,立即向管口注入一滴水将玻璃管密封,水滴的下端标为A,弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密,脱氧剂的上端标为O,如图甲所示;
③水平滚动玻璃管,使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中,静置至水滴不再移动时,水滴的右端标为B,如图乙所示;
④用刻度尺测量出AO段和AB段的长度,并计算出AB与AO的比值,将数据记录在表格中;
⑤洗涤、干燥实验装置,重复上述实验。
【得出结论】
(1)若把AO看作空气的体积,则AB相当于 。根据表格中的实验数据,可知空气中氧气含量为 (用百分数表示,结果精确到0.01%)。
【思考讨论】
(2)实验步骤③中,将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是 。
(3)步骤③中水滴向右移动的原因是 。
(4)如果测量结果偏小,可能原因是 (填序号)。
a.食品脱氧剂已变质 b.食品脱氧剂量不足
c.第②步脱氧剂粉末分布不紧密 d.第③步未等水滴静止就测量
【反思评价】
(5)改进后的实验与原实验相比的优点是 (任写一条)。
(6)根据实验原理,在方便操作的前提下实验中使用的玻璃管越 (选填“粗”或“细”)实验结果越准确。
老师利用图甲装置测定空气中氧气的含量并结合现代传感器技术,测得过程中容器内气体压强、温度、氧气浓度的变化趋势如图乙所示。
(7)红磷在氧气中燃烧的反应属于 (填基本反应类型)反应。
(8)该同学测得空气中氧气的体积分数为19%,与理论值21%相比较,产生误差的原因很可能是 (导管的体积可忽略不计)。
(9)结合曲线,解释AB段气体压强变化的原因是 。
(10)反思应用:图丙实验与图甲实验相比,优点是 (写一点)。
72.有关空气组成的研究与发现对化学的发展做出了重要贡献。
Ⅰ拉瓦锡的研究:用加热汞的方法测定空气中氧气的含量。
如图1所示,拉瓦锡把少量的汞放在密闭的玻璃容器中连续加热12天后,发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末,容器内空气体积减少了约五分之一。收集汞表面生成的红色粉末(氧化汞),置于另一容器内强热得到了汞和氧气,且氧气的体积恰好等于原来密闭容器里所减少的空气体积。
(1)上述实验中,使用汞的优点有
A汞为液态,在加热的条件下只与氧气反应且生成物为固体
B时间足够长,能将密闭装置中的氧气几乎耗尽C实验过程中没有污染
D生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
(2)继拉瓦锡研究后,英国科学家瑞利经多次实验发现:从空气分离得到的氮气密度总是略大于纯净氮气密度。造成这一差异主要与空气中的 相关。
II兴趣小组A的实验:用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量,并用传感器记录集气瓶内氧气浓度随时间变化的情况,如图3所示。
【进行实验】
活动1:证明红磷熄灭后,氧气还有剩余
【解释与结论】
(1)红磷燃烧的符号表达式为
(2)步骤中白磷的现象是
(3)实验中气球的作用是
活动2:探究影响剩余氧气浓度的因素用如图2装置进行实验,得到数据如表。
(4)通过对比右表中红磷和白磷的相关数据,可以得出影响剩余氧气浓度的因素可能是
(5)结合以上探究及实验数据,在“测定空气中氧气含量”的实验中,通常使用红磷而不用木炭的原因可能有
Ⅲ兴趣小组B的实验:用如图4所示装置(夹持装置已略去)测定空气中氧气的含量。
已知:①白磷的着火点为40℃;,②带刻度玻璃管读数从上往下增大。
【实验步骤】
(1)检查图甲装置的气密性:往管B中加适量水,塞紧管A上端的橡皮塞,调整管B的高度,使管B内液面高于另一侧液面,过一段时间,当观察到现象: 说明装置气密性良好。
(2)如图乙所示,将稍过量的白磷放入燃烧匙,塞紧橡皮塞,调整管A与管B内液面处于同一水平线,读取管B内液面读数V0。
(3)用激光笔点燃白磷,可观察到管A内白磷燃烧,待冷却至室温,调整管A与管B内液面处于同水平线,读取管B内液面读数V1(如图丙所示)。
(4)如图丁所示,打开管A上端橡皮塞,将管A位置下移,管B上移,至管A中充满水,立即再塞紧上端橡皮塞,调整管A与管B内液面处于同水平线,读取管B内液面读数V2。
【数据记录与处理】
某次实验记录数据如下表,请根据数据计算并填写表中空格。
重复3次实验,计算出空气中氧气含量的平均值。
【实验评价】
与实验(装置如图5所示)比较,本实验的优点是 (写一条)。
73.200多年前,法国化学家拉瓦锡定量的研究了空气的成分。仿照该实验的原理,某校兴趣小组开展如下探究实验。
【实验1】A组同学按图1所示装置,用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。
【实验2】B组同学按图2所示装置,在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂(辅助成分不干扰实验),利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。
(1)实验1中,红磷燃烧的主要现象是 。
(2)实验2中,铁粉除氧剂发生复杂的化学反应,首先是铁粉与氧气、水反应生成氢氧化亚铁固体,该反应的化学方程式是 。
(3)实验过程中,连接数字传感器,测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。据图可知, (填“实验1”或“实验2”)的测定方法更准确,判断依据是 。
【查阅资料】①2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;
②浓硫酸具有吸水性;
③本炭、棉花和蜡烛在密闭容器内燃烧停止后,残留氧气的体积分数分别14%、8%和16%。
【实验3】C组同学设计图5所示装置,利用木炭燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。
【实验结果】燃烧停止,装置冷却后打开止水夹,发现最终进入集气瓶内液体的体积分数小于五分之一、
【提出问题】是什么原因导致测量结果不准确?
【猜想与假设】①木炭用量不足;
②木炭燃烧没有耗尽集气瓶内的氧气;
③木炭燃烧生成其他气体。
【探究1】(4)实验结束后,燃烧匙中还残留有黑色固体,可知猜想 不成立。
【探究2】(5)小组同学在密闭的集气瓶中进行如下实验。
【探究3】(6)小组同学从木炭燃烧产物的角度猜想还可能是生成了 导致测量结果小于五分之一;于是用注射器抽取集气瓶内剩余气体做了如图6所示的实验,当观察到D中 (写实验现象),可证明猜想③成立。该实验中,A的作用是 。
【实验结论】C组同学设计的方案不合理。
【实验反思】(7)若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物,用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数,该替代物应满足的条件是 (写两点)。
【实验拓展】(8)D组同学设计图所示装置,测定用排空气法收集二氧化碳后的集气瓶中二氧化碳的体积分数,从实验原理上分析,该方案 (填“可行”或“不可行”)。
74.某学习小组对人体吸入的空气与呼出的气体,进行了如下探究.
【提出问题】人体吸入的空气与呼出的气体在组成上有什么不同?
【查阅资料】①通常条件下,白磷与澄清石灰水不反应;白磷燃烧和红磷燃烧相似,且更易燃烧;
②澄清石灰水可以吸收二氧化碳。
【实验操作、记录、分析】
实验一:
(1)先检查装置的 ,装入试剂,在医用输液袋中装入VmL气体,连接装置。
(2)打开弹簧夹 ,缓慢将袋中的气体全部排除。读出量筒中液体体积为V1mL。锥形瓶中澄清石灰水的作用是 。
(3)关闭弹簧夹K1、K2,再向烧杯中加入沸水,以促使白磷迅速燃烧。待瓶中气体 ,再打开K2,读出量筒中液体体积为V2mL。测量值V1-V2是 的体积(填物质名称)。
【数据处理】
(4)二氧化碳气体的测量值是 (用字母表示,下同),根据实验算出氧气的体积分数是 。
实验二:
(5)把氧气、二氧化碳、水蒸气(测湿度)探头放入有少量空气的袋中,开始采集数据,然后向袋内呼出气体。呼出气体中各气体体积变化趋势如图3,表示氧气体积分数变化的曲线是 (填“X”或“Y”或“Z”),曲线Z的体积分数逐渐增大的原因是 。曲线Y在80s后略微下降的原因是 。
【评价与反思】
(6)有人认为教材中空气成分的“其它气体和杂质”主要是指水蒸气,由实验二数据判断此说法是 (填“正确”或“错误”)的。
75.空气是一种宝贵的自然资源。某兴趣小组的同学在实验室欲用下图所示装置粗略测定空气中氧气的含量。
【实验回顾】(1) 写出红磷燃烧的文字表达式: 。
(2) 实验原理:由于红磷燃烧消耗空气中的氧气,使瓶内 减小,烧杯中水倒吸到集气瓶。若装置的气密性良好,操作规范,用量筒测量进入瓶中水的体积,能粗略测得空气中氧气的含量。
【提出问题】有实验资料表明:燃烧过程中当氧气体积分数低于7% 时,红磷就无法继续燃烧,因此通过上述实验,测定结果与理论值误差较大。那么,能否设计一套实验装置使测定结果更为准确呢?
【查阅资料】1.铁生锈的原理是:铁与空气中的氧气和水蒸气等发生化学反应。
2.饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈。
【实验改进】方案一:Ⅰ.同学们根据铁在空气中生锈的原理设计如图的实验装置,再次测定空气中氧气含量。
Ⅱ.测得实验数据如下表:
【交流表达】(1) 根据上表数据计算,改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是 (计算结果精确到0.1%)。
(2) 从实验原理角度分析,改进后的实验结果比前者准确度更高的原因是:① ;
② 。
方案二:同学们又设计了下图所示的实验装置,实验步骤如下(装置气密性良好,部分操作已略去):
I.打开止水夹a和b,向集气瓶中缓慢鼓入一定量空气,至白磷与空气接触,测得进入量筒中水的体积为V1;II.强光照射引燃白磷;III.白磷熄灭并冷却至室温,测得量筒中水的体积变为V2;IV.计算空气中氧气的体积分数。
下列有关这个实验的说法中,正确的是 (填字母)。
A 步骤I中,俯视量筒读数会使测得的V1数值偏低
B 步骤II中,白磷燃烧时可以不关闭止水夹a和b
C 步骤III中,未冷却至室温会使测得的V2数值偏高
D 步骤IV中,求得氧气的体积分数等于V1-V2V1×100 %
76.碳单质在生产、生活中具有重要的用途。某化学兴趣小组的同学在老师的指导下对碳单质进行如下探究。
【活动一】认识碳单质(1)金刚石与石墨的物理性质不同,是因为碳原子的 不同。
【活动二】定性探究碳与氧化铜反应的气体生成物
【提出问题】碳与氧化铜反应可能生成什么气体?
【作出猜想】猜想①:只生成CO2;猜想②:只生成CO;猜想③:既生成CO,又生成CO2。
【查阅资料】浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇CO2无变化,但遇微量的CO会立即变成蓝色。
【实验验证】小红同学经过思考之后,设计了如图1所示的实验装置。
步骤一:打开弹簧夹,先通一会儿纯净、干燥的氮气;步骤二:关闭弹簧夹,点燃酒精灯给玻璃管加热;步骤三:实验结束后,拆洗装置和仪器。
(2)实验开始时,先通一会儿氮气再加热的目的是 。
(3)给玻璃管集中加热一段时间后,玻璃管中黑色粉末逐渐变成红色,B装置和C装置中出现的现象分别是 。
【实验结论】(4)通过分析得出,猜想③是正确的。写出C装置中发生反应的化学方程式: 。
【实验反思】(5)C装置的作用是 。
【活动三】用数字传感器探究碳与氧化铜反应的气体生成物
(6)小亮同学采用数字化传感器对木炭还原氧化铜的实验进行探究(如图2所示),对不同质量比的CuO与C反应产生的气体进行数据采集(1 ppm=0.0001%),结果如图3和图4所示。
①分析图3,CO2浓度下降的原因可能是 。
②分析图4可得,反应物的质量比与产生的CO含量的关系是 。
77.一种名为“污渍爆炸盐”的洗涤产品能高效去除衣物上的顽固污渍,某校化学研究性学习小组的同学在老师的指导下对该产品开展了以下探究活动。
【查阅资料】:“污渍爆炸盐”的主要成分是过碳酸钠(Na2CO4,相对分子质量为122),它是一种白色固体粉末,易溶于水且能与水反应生成一种盐和一种强氧化性的物质,是当前使用最为广泛的洗涤助剂之一、
【实验探究】:过碳酸钠含量测定
老师给同学们一份含碳酸钠杂质的过碳酸钠样品(不含其它杂质),要求设计方案测定该样品中过碳酸钠的含量,同学们经讨论设计了如下图所示的实验装置。
(1)过碳酸钠与水反应的化学方程式是 。
(2)首先关闭活塞K、K2,打开活塞K1、K3、K4,通入一段时间的氮气排出锥形瓶中的空气,此时装置B盛装的试剂是 ,其作用是 。
(3)装置C盛装的试剂是 ,装置D盛装的试剂是 。
(4)依次关闭活塞K1、K3、K4,打开活塞K2、K,此时锥形瓶中反应生成的气体是 ,E中装入碱石灰的作用是 ,反应完全后关闭活塞K,再次打开活塞K1通入氮气的作用是 。
(5)同学们根据E装置在测定前后的质量差计算出了样品中过碳酸钠的含量。装置F的作用是 ,如不连接装置F,测定的过碳酸钠含量会 (填“偏高”或“偏低”)。
78.某校九年级同学在外研学活动饮用可乐时,对“二氧化碳的溶解性”产生了兴趣,于是小雪同学对此进行了探究。
【查阅资料】①二氧化碳能溶于水。在通常情况下,1体积的水约能溶解1体积的二氧化碳,二氧化碳溶于水,既有物理变化,又有化学变化。
②在其他条件不变时,气体在水中的溶解能力随温度的升高而降低。
【提出问题】在实验室条件下,1体积的水究竟能溶解多少体积的二氧化碳呢?
【进行实验】(1)将蒸馏水煮沸后,置于细口瓶中,立刻盖上瓶塞,冷却至室温,备用。将蒸馏水煮沸的目的是 。
(2)制取二氧化碳,以软塑料瓶为容器,用向上排空气法收集,验满后备用。
a 定性实验
(3)实验①:取两瓶盛满二氧化碳的塑料瓶,分别倒入250毫升水,立即盖紧瓶盖。将其中一瓶静置,一瓶充分振荡。观察到,静置的一瓶几乎没有发生形变,而振荡后的塑料瓶发生形变。
【得出结论 1】:
b 定量实验
(4)实验②:取2支医用注射器分别抽取10mL空气和10mL备用的蒸馏水,用胶管连接(如图1所示),交替推动2支注射器的活塞,反复多次。
实验③:另取2支医用注射器分别抽取10mL现制的二氧化碳气体和10mL备用的蒸馏水,用胶管连接(如图所示),交替推动2支注射器的活塞,反复多次至体积不再减少为止。反复交替推动注射器活塞的作用是 。
(5)记录数据:
【得出结论2】由上表所列数据可知,在实验室条件下,空气难溶于水,二氧化碳的溶解性为1体积水最多能溶解 体积的二氧化碳。
【反思质疑】为了能更加直接的观察到二氧化碳能溶于水,化学老师用数字实验测量了反应前后容器内压强的变化。
实验装置如图2所示,用烧瓶收集一瓶二氧化碳气体并验满,连接压强传感器和一只装有20mL备用的蒸馏水的注射器,刚开始时测量到容器内压强为106.07KPa,迅速将注射器里的蒸馏水全部压入烧瓶中,压强开始缓慢减小,约10秒后振荡烧瓶,观察到压强明显减小,一段时间后压强几乎不变,最终烧瓶内压强为106.51KPa。压强变化曲线如图3所示。
(1)BC段压强上升的原因是: 。
(2)D点压强大于B点,说明反应后压强略大于反应前容器内的压强,由此你的解释是 。
79.1.化学是一门以实验为基础的科学。
(一)如图所示,是某同学用酚酞溶液和浓氨水做“氨分子的扩散”实验,在滤纸条A、B、C处均滴有无色酚酞溶液,在棉花上滴有浓氨水,实验中可以看到的现象为 ,这一实验说明,所用的两种试剂中 ,具有更强的挥发性,该实验中吸取浓氨水的仪器名称是 。
(二)空气中氧气含量测定的再认识。请回忆教材用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。
【实验原理】由于红磷燃烧消耗空气中的氧气,使瓶内压强减小,烧杯中水倒吸到集气瓶。红磷燃烧反应的符号表达式为 ,但是实验测定结果往往偏低,其可能原因是 。
【问题提出】有实验资料表明:燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时,红磷就无法继续燃烧, 因此通过上述实验,测试结果与理论值误差较大。
【实验改进】
Ⅰ.根据铁在空气中生锈的原理设计下图实验装置,再次测定空气中氧气含量。装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈。
Ⅱ.测得实验数据如下表
【交流表达】
(1)铁生锈过程发生复杂的化学反应(一个缓慢氧化的过程),最终生成铁锈。根据表中的数据计算,改进实验后测的空气中氧气体积分数是 (计算结果精确到0.1 %) 。
(2)从实验原理角度分析,改进后的实验结果比前者准确度更高的原因是: 。
80.科学探究和证据推理是化学学科的核心素养。学习小组对蓝绿色碱式碳酸铜晶体[Cu2(OH)2CO3]的性质进行实验探究,并基于证据进行推理分析。
I.分析碱式碳酸铜的组成
根据化学式可知,碱式碳酸铜中Cu元素的化合价为 。
Ⅱ.探究碱式碳酸铜受热的变化
【设计实验】学习小组设计了如图装置(夹持仪器已略去),并用于探究碱式碳酸铜的分解产物。
【实验过程】
①在装置丙导管a处连接一导管,并插入水中,微热试管,观察到 ,说明整套装置的气密性良好。
②按图示加入样品和试剂,加热一段时间后,试管中固体变黑,U形管中无水硫酸铜变蓝,澄清石灰水变浑浊。
【实验分析】
①装置甲中用于加热的仪器名称为 。
②装置丙中发生反应的化学方程式为 。
③根据现象可知,碱式碳酸铜受热可分解,分解产物有CO2、CuO、 。
④装置乙、丙位置不能互换的理由是 。
Ⅲ.探究碱式碳酸铜与酸的作用
【实验过程】取样品少量于试管中,加水,固体不溶解。继续加入足量稀硫酸,有气泡产生,得到蓝色溶液。
【实验结论】碱式碳酸铜能与硫酸发生反应,生成的盐为 。
【拓展延伸】碱式盐在生活中应用广泛。碱式氯化铝[Al2(OH)Cl5]是一种高效净水剂。写出碱式氯化铝与盐酸发生反应的化学方程式 。
81.黄铁矿(主要成分为FeS2,杂质不含硫元素)是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料。化学课外活动小组为测定某黄铁矿中FeS2含量进行了如下的实验探究(假设每步反应均完全)。
【查阅资料】
①4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 ②Na2SO3+H2O2=Na2SO4+H2O
③Na2SO4+BaCl2=BaSO4 ↓+2NaCl ④Na2CO3+BaCl2=BaCO3 ↓+2NaCl
【实验探究】
Ⅰ. 称取1.60 g黄铁矿样品放入下图所示装置(夹持和加热装置省略)的石英管中,从a处不断地缓缓通入空气,高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全。
Ⅱ. 反应结束后,将乙瓶中的溶液进行如下处理:
【问题讨论】(1)Ⅰ中装置中甲瓶内盛放的试剂是氢氧化钠溶液,其作用是 。
【含量测定】(2)Ⅱ中最终得到的4.66g固体是 (填物质的化学式)。
(3)计算该黄铁矿中FeS2的质量分数。 (请写出计算过程)
【交流反思】(4)如果缺少甲装置,则最终测得FeS2的质量分数将会 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)Ⅱ中证明所加BaCl2溶液过量的方法是 。
【拓展应用】工业上以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下所示:
(6)接触室中发生反应的化学方程式为 。化学实验室现有质量分数为98%的浓硫酸,但在实验中常需要用到较稀的硫酸。要把100g上述浓硫酸稀释成质量分数为10%的硫酸,需要水的质量是 g,稀释时,应将 沿烧杯内壁慢慢注入 中,并不断用玻璃棒搅拌。硫酸是一种重要的化工产品,用途十分广泛,请写出稀硫酸的一种用途 。
(7)依据生产硫酸的工艺流程图,下列说法正确的是 (填字母)。
A.为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎 B.催化剂能够提高SO2的反应速率和产量
C.SO2可做为生产硫酸的原料循环再利用 D.沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
八、综合应用题
82.空气是一种重要的资源,人类的生产生活离不开空气,对于空气的研究人类从未停止。
研究一:从空气中获得氮气(N2),并进行氨气的合成。氨气(NH3)是一种重要的化学物质,可用于制造硝酸和氮肥。工业合成氨气的流程如下图1所示,在铁触媒作用下,用体积比为 1:3 的氮气(N2)和氢气(H2)合成氨气,当容器中氨气的含量不再发生变化时(平衡时),测得氨气的含量分别与温度和压强的关系如图2所示。
(1)工业上可用 的方法从空气中获得合成氨气的原料——氮气,该方法是利用空气中各成分 的不同将空气成分进行分离。A.熔点 B.沸点 C.密度
(2)该反应过程中可以循环利用的物质有 。
(3)按下列条件进行合成氨气反应,平衡时氨气的含量最高的是 (填字母)。
A.200大气压、300℃ B.200大气压、500℃ C.400大气压、300℃ D.400大气压、500℃
研究二:三个实验小组同学分别利用不同的方法测定空气中氧气的含量:
A组实验:利用红磷燃烧测定空气中氧气含量
图3是利用气压传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置;图4是集气瓶内气压的变化情况。
(4)点燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入集气瓶中并把橡皮塞塞紧。待红磷熄灭并冷却后,打开止水夹。下列有关图4的分析不正确的是_____。
A.BC段气压增大的主要原因是燃烧放热
B.CD段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气不断被消耗且瓶内温度逐渐冷却
C.DE段气压增大的主要原因是烧杯中的水进入集气瓶
D.若用木炭代替红磷完成此实验,集气瓶内气压变化趋势与图4基本一致
(5)经多次实验发现,当反应停止并恢复至室温,用氧气浓度传感器测得集气瓶内始终有 8%左右的氧气残留,但实际实验中倒吸入瓶内的水的体积能达到理论值(五分之一)其可能的操作原因是 。
B组实验:加热铜粉测定空气中氧气含量
图5是铜粉与氧气加热后生成氧化铜实验装置
(6)实验的主要实验步骤如下:
①组装装置,检查装置的气密性;
②向试管中加入足量的铜粉,铜粉要足量的原因是 ;
③点燃酒精灯,不停地抽拉注射器的活塞,充分反应后停止加热。试管中发生的反应文字表达式为 。
(7)实验开始时,若注射器活塞前沿停在35mL的刻度线上,实验结束并等到具支试管冷却后观察,活塞前沿约停在 mL的刻度线上。若实验过程中没有不断推拉注射器,则可能导致测定的氧气的体积分数 (填“偏大”、“偏小”、“不变”)。
(8)装置中小气球的作用是 。
C组实验:用铁生锈原理测定空气中氧气含量
图6 是利用铁粉生锈消耗空气中的氧气和水,测定空气中氧气含量实验,实验数据如下表:
(9)根据表中数据,计算实验测得的空气中氧气的体积分数是 (计算结果精确到 0.1%),相比较 A 组实验,该方法测定结果更精确。
(10)C组学生观察B组学生实验后,想利用铜粉生锈来进行空气中氧气的含量测定,那么请你预测, 用此法测定的氧气含量会 (“偏大”或“偏小”或“接近理论值”)。( 提示:铜+氧气+二氧化碳+水→碱式碳酸铜)
83.二氧化碳是重要的自然资源,和人类的生命活动息息相关。
Ⅰ.二氧化碳的发现
资料一:1630年,海尔蒙特发现在一些洞穴处,有一种能使燃着的蜡烛熄灭的气体,后来被证实是CO2。
资料二:1754年,布莱克将石灰石煅烧首次制得CO2,并完成了如图甲所示的物质转化研究。
资料三:1766年,卡文迪许通过实验测得,室温下1体积水大约能溶解1体积二氧化碳气体。
(1)根据海尔蒙特的发现,可推测二氧化碳的化学性质: 。
(2)写出布莱克实验中反应③的化学方程式: 。
(3)如图乙,在室温下将容积为200毫升的广口瓶注满蒸馏水,通过导管缓慢通入300毫升CO2。如果卡文迪许的结论是正确的,则在量筒中收集到的水约为 毫升。
(4)有人设计了一个实验验证二氧化碳的温室效应,如图丙。
①该实验需要将实验装置置于 (填“阳光下”或“黑暗中”)。
②甲和乙中的气体分别为 。A.二氧化碳、二氧化碳B.二氧化碳、空气C.空气、空气D.空气、氧气
Ⅱ.二氧化碳的制取
(5)化学实验室一般用块状石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,但制出的二氧化碳中常混有氯化氢气体。在老师指导下,某化学兴趣小组将该实验进行了优化,改用块状石灰石和稀硫酸制取二氧化碳并测定石灰石中碳酸钙的含量(实验装置见图1)。
①实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式为 。
②若不改变温度,整套装置气密性的检查方法是 。
③加入足量稀硫酸后,反应一段时间后即停止。同学们经查阅资料,发现当反应停止后再加入氯化铵溶液,又能继续产生气泡,采用该方法,可使块状石灰石与足量稀硫酸充分反应。请推测加入氯化铵溶液的作用是 。
(6)该小组在收集二氧化碳时,又对能不能用排水法收集二氧化碳进行了探究。
实验设计与操作:在通常状况下分别测定排空气法和排水法收集的气体中氧气的体积分数,从而得到二氧化碳的体积分数。
用氧气测量仪测得收集的气体中氧气体积分数随时间的变化关系如图2(起始时氧气的体积分数都以21%计),则最终两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数较大的是 (填“排空气”或“排水”)法,两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数的差值是 。
(7)你认为二氧化碳 (填“能”或“不能”)用排水法收集。
84.某氧系茶垢清洁剂外观为白色粉末,主要成分为过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2),热水溶解后,能迅速产生活性气体,快速清洁茶具、咖啡器具上附着的茶垢与咖啡渍。校兴趣小组对该茶垢清洁剂展开探究。
资料:①该茶垢清洁剂中不含酸性物质。②过碳酸钠兼具有Na2CO3与H2O2的双重性质,不稳定,受热、遇水易分解。③碳酸钠在温度约1744℃左右方能分解产生CO2。
④相关部门对“茶垢清洁剂”出厂时过碳酸钠含量与产品的等级划分标准如下:
⑤ MrNa2CO3=106、MrH2O2=34、Mr2Na2CO3⋅3H2O2=314、MrKMnO4=158
探究一、探究茶垢清洁剂遇热水产生气体的成分
(1)作出猜想:小组同学讨论后认为该茶垢清洁剂遇热水产生的气体应该为O2,不可能为CO2,理由是 。
(2)实验检验:取样于试管中,向其中倾入适量热水,塞上带导管的橡皮塞,将生成的气体通入澄清石灰水,发现澄清石灰水 ;打开橡皮塞,向其中伸入 的木条,观察到预期的现象,证实猜想。
探究二、测定茶垢清洁剂样品中过碳酸钠的含量。
小组同学为确定某新出厂的茶垢清洁剂等级,取10.000g样品平均分成两等份,分别测定。
方案一:取一份样品和适量的MnO2于锥形瓶内,加入适量的蒸馏水,装置A中有气泡产生,待反应停止,温度恢复至室温,称得A、B两装置的总质量在实验前后的质量差为0.480g。
(3)装置A中MnO2的作用是 :装置B的作用是 :装置C的作用是 。
(4)该方案所测:实验所用茶垢清洁剂样品中过碳酸钠的质量分数为 。
方案二:取另一份样品于锥形瓶中,加适量蒸馏水使其完全溶解,加入足量稀硫酸,再逐滴加入KMnO4溶液至溶液由无色刚好转变为粉红色(此时溶液中过氧化氢与高锰酸钾恰好完全反应,反应原理为:2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O),消耗KMnO4的质量为2.370g。
(5)依据该方案所测结果,确定实验所用茶垢清沽剂样品等级。 (写出解题过程)
(6)实验反思:针对两套方案测定的结果,甲同学认为方案一所测结果理论上一定偏小,你 (填“赞成”或“不赞成”)他的观点,理由是 。
探究三、过碳酸钠的工业制备(反应温度10℃,反应时间10min)
注;上述流程中加入异丙醇的目的是降低过碳酸钠的溶解度,使其从溶液中顺利析出
(7)工业制备过碳酸钠晶体,选用饱和Na2CO2溶液的优点是 ;反应体系的最佳温度控制在15~25℃,温度偏高时造成产率偏低的主要原因是 (用化学方程式表示)
(8)流程中“分离”过程发生的是 (填“物理”或“化学”)变化,所得母液是过碳酸钠的 (填“饱和”或“不饱和”)溶液,对所得晶体进行干燥操作,需要“低温”进行的原因是 。
(9)为研究制备过碳酸钠的原料配比对过碳酸钠产率及活性氧含量的影响,控制其他条件不变,调节过氧化氢溶液的使用量,测得 Na2CO3与H2O2不同分子数之比下的相关数据,见表。工业制备过碳酸钠晶体最好控制Na2CO3与H2O2的分子数之比为1:1.7,理由为 。当Na2CO3与H2O2的分子数之比为1:18时,过碳酸钠产率反而偏低的原因是 。
85.I.小红打算用下图完成实验室制取气体,请根据题目要求答题
(1)写出标号仪器名称① ;
(2)实验室利用B装置制取氧气,写出该反应的文字或符号表达式为 ,要收集较纯净的氧气,应选择的收集装置是 (填编号,下同),如果用G装置来收集氧气则应从 端通入(填“a”或“b”)
(3)已知二氧化碳密度比空气大,能溶于水,在实验室可以利用稀盐酸(液体)和块状大理石混合制取二氧化碳,则可以选择的装置组合是 ;
(4)利用下图甲装置探究“MnO2的用量对 H2O2分解反应的影响”,实验中H2O2的溶质质量分数为3%,装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出(在等温条件下,产生氧气体积与装置内压强成正比.反应放热忽略不计.)
①写出装置甲中的文字或符号表达式:________;
②图乙是“0.1克MnO2与不同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果,从图中可以得出的是 _______;
③ 当用“3%H2O2溶液8毫升与不同质量的MnO2混合”时,得到如图丙所示的曲线.曲线的斜率显示,当MnO2的用量增加到0.08克时,分解速度达到实验要求.在此实验条件下,若MnO2的质量有4克(一药匙),就能使如图______(选填字母)烧杯中所装的3%H2O2溶液,其分解速度最接近实验要求。
Ⅱ.探究相同浓度的FeCl3溶液和CuSO4溶液对H2O2分解的催化效果
【定性研究】(1)如图甲,可通过观察________来定性比较两者的催化效果。
【定量研究】(2)如图乙,实验前检查该装置气密性的方法是________。要定量比较两者的催化效果,可测量生成等体积气体所需的________。
【实验拓展】
探究小组同学通过查阅资料得知:除了上述几种物质可以做过氧化氢溶液分解的催化剂外,CuO、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是 _________(填序号)。
A.不用催化剂过氧化氢溶液就不能分解
B.同一个化学反应可以有多种催化剂,同一物质也可以做不同反应的催化剂
C.催化剂只能加快化学反应的速率
D.某同学用氯酸钾制氧气时,误将高锰酸钾当作MnO2一起加热,结果发现反应速率和氧气的产量均增加了,故催化剂还可以增加生成物的质量。
86.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种多功能水处理剂,工业上湿法制备高铁酸钠的原理为:2Fe(NO3)3+10NaOH+3NaClO═2Na2FeO4+6NaNO3+3NaCl+5H2O。
(1)反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钠的产率都有影响。图1为不同反应温度下,Fe(NO3)3质量浓度对Na2FeO4产率的影响,图2为一定温度下,最佳Fe(NO3)3质量浓度时,NaClO的质量浓度对Na2FeO4产率的影响。
工业生产中最佳反应温度为 ℃,Fe(NO3)3与NaClO两种溶液的最佳质量浓度之比 。
(2)对Na2FeO4进行烘干时,Na2FeO4纯度与烘干温度的关系如表一,推测80℃时铁元素的存在形式为 (填化学式)。
表一:不同温度所得产品特性
(3)以24.2kg Fe(NO3)3为原料制备Na2FeO4,当产率为30%时,计算实际所得产品的质量(写出计算过程,已知:产率=实际产量理论产量×100%)。
87.碳的氧化物在生活、生产中用途广泛。
Ⅰ.探究CO的还原性。
实验1:将CuO加水制成糊状,刷在试管内壁,在试管底部加入炭粉,再向试管里
通入CO2(见图1),集满后立即用气球密封。
实验2:用酒精灯先加热CuO部位(见图2),无明显现象。
实验3:再用加网罩的酒精灯加热炭粉(见图3);一段时间后,利用CO2传感器测得试管内CO2含量变小。
实验4:加热CuO(见图4),黑色固体变成紫红色。
(1)实验2得到的结论是 。
(2)实验3的目的是 ,酒精灯加网罩的作用是 。
(3)写出实验4中发生反应的化学方程式: 。
Ⅱ.CO2捕捉和利用。
(4)CO2的捕捉:利用氨水(NH3·H2O)捕捉CO2,得到高纯度CO2的流程如图。
①吸收塔中NH3•H2O常采用雾状喷淋技术,其目的是 。
②再生塔中发生反应的化学方程式为 。
(5)二氧化碳的资源化利用。
中国科学家已实现由CO2到淀粉的全人工合成,主要过程如下:
①阶段I反应的微观过程如图。甲醇中C、H、O三种原子的个数比为 。
②阶段Ⅱ的物质转化如图所示。反应a中四种物质的化学计量数均为1。
a.推测分子中氢原子数目:甲醇 甲醛(填“>”、“<”或“=”)。
b.为使甲醇持续转化为甲醛,反应b需补充H2O2,理论上需补充的H2O2与反应a中生成的H2O2的分子个数比:N(需补充H2O2)N(反应a生成H2O2)≥ 。
88.无水四氯化锡(SnCl4)常用作有机合成的氯化催化剂。实验室可用熔融的锡与Cl2(黄绿色气体,有毒)反应制备SnCl4,某小组拟设计实验制备无水四氯化锡。
Ⅰ、查阅资料,得知:
2KMnO4+16HCl=2KCl + 2MnCl2 +5Cl2↑ +8H2O
Ⅱ、设计实验,装置如图
回答下列问题:
(1)A导管的作用 ,Ⅱ中饱和NaCl的作用 。
(2)装置Ⅳ中反应的化学方程式 。
(3)装置Ⅴ中冷水的作用 ,装置Ⅵ的作用是 。
(4)为防止产品中带入副产物 SnCl2,要控制反应的温度范围在 。
(5)SnCl4遇水蒸气剧烈反应的化学方程式 。
Ⅲ、最后进行产品纯度测定:
(6)取wg SnCl4产品用足量蒸馏水吸收得到吸收液250mL。准确量取 25.00mL吸收液于锥形瓶中,恰好与mg质量分数为c%的AgNO3溶液反应(杂质不参与反应,SnCl4、AgNO3的相对分子质量分别为261、170)。利用上述数据计算产品纯度为 (用含 w、c、m的代数式表示)。
89.草酸亚铁晶体(FeC2O4·xH2O)按比例含有一定量的结晶水,隔绝空气受热分解会产生 FeO、CO、CO2和H2O三种气体。某化学兴趣小组的同学按质量为m 的草酸亚铁晶体通过下图装置测定草酸晶体中结晶水的x值。(装置气密性良好,装置B、C、D、E、H中的试剂足量,装置D的质量在实验前后保持不变。)
I.连接好装置,通氮气排尽各装置中的空气,关闭活塞;
II.加热草酸亚铁晶体至完全分解,再次打开活塞通氮气,当装置 H 不再产生沉淀时熄灭装置E处的酒精灯;
III.待装置冷却后,测量并记录装置A 固体减少的质量为a,装置B增加的质量为b,装置C增加的质量为c,装置E减少的质量为 d;
IV.甲、乙、丙三位同学分别利用装置A、B、C、E所得实验数据计算该草酸亚铁晶体中结晶水的x值。
(1)加热时,从实验结果的准确度考虑,应先点燃哪个装置的酒精灯 (填字母),草酸 亚铁晶体完全分解后,再次打开活塞通氮气的作用是 。
(2)写出A装置中的反应方程式 (用含x的形式表示)。
(3)若反应后没有通氮气,根据装置A、B实验数据,测得x的值会 (填“偏大”、“偏小” 或“不变”)
(4)通过上述实验数据计算出x的值,下列不正确的是 (填字母标号)。
A.8a-4m(m-a)B.6b(m-a)C.9d8bD.22b9c
90.某学习小组同学在用高锰酸钾做实验时不慎沾到手上,导致皮肤变成了棕褐色,老师提供草酸溶液给同学洗手,棕褐色立刻消失。同学对草酸产生了兴趣,经请教老师获知,草酸(H2C2O4)在通常状况下为固体,是一种易溶于水的酸,广泛存在于植物源食品中。草酸固体在浓硫酸的催化作用下,受热分解生成碳的氧化物和水,小组同学对生成物中碳的氧化物的种类进行了如下探究。
【提出问题】草酸受热分解的生成物中有哪几种碳的氧化物?
【进行猜想】猜想1:只有CO 猜想2:只有CO2 猜想3:同时含有CO和CO2。
【查阅资料】①一氧化碳不能与澄清石灰水反应。②浓硫酸有吸水性,能吸收气体中混有的水蒸气,使气体变干燥。
【实验探究】同学设计了如图1所示装置进行实验:
(1)实验时,当观察到装置A中的现象 ,说明草酸的分解产物中有CO2气体存在。
(2)为了实验安全,在实验开始应 (A先通气体后加热;B.先加热后通气体),实验过程中,观察到C中现象是 ,由此得出草酸分解产物有CO气体存在。同学甲认为,该套装置存在明显的缺陷,你的改进方法是 。
(3)装置C中玻璃管内发生反应的化学方程式为 。
【实验结论】
(4)通过实验,可得到的结论是猜想3正确。请写出草酸在浓硫酸的催化下,受热分解的化学方程式 。
(5)为确定CO和CuO反应的最佳温度,兴趣小组利用原位X射线粉末衍射仪来测定不同温度下反应4小时后的固体物质成分,实验结果如图2所示(该图谱可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同),据图回答下列问题:
① 400℃时,反应的固体产物中含有Cu和 。
② 用CO还原CuO制取纯净的Cu,反应温度至少要控制在 ℃以上。
【定量计算】
(6)测定高锰酸钾样品中高锰酸钾的质量分数(高锰酸钾样品中含少量杂质)。
已知:草酸与高锰酸钾反应的化学方程式为:3H2C2O4+2KMnO4=K2CO3+2MnO2+3H2O+5CO2↑
同学们设计了如图2的实验装置,取1g高锰酸钾固体样品(杂质不参加反应)放于试管中,实验中将注射器内的草酸溶液(足量)完全注入试管中。当试管中不再产生气泡时读数得到量筒中水的体积为220毫升。已知实验条件下二氧化碳的密度为2g/L。计算该样品中高锰酸钾的质量分数 。(写出计算过程)
【实验反思】
(7)实验结束后,学习小组的同学对该实验进行了反思,同学乙认为用该装置测得的样品中高锰酸钾的质量分数偏高,你认为原因可能是 。
A.有二氧化碳气体残留在试管内B.加入的草酸溶液占据试管内的部分体积
C.有部分水残留在导管内未进入量筒内
91.化学是造福人类的科学.
Ⅰ.下图是以空气和其他必要的原料合成硝酸铵(NH4NO3)的工业流程。请按要求回答下列问题:
(1)空气中氮气的体积分数约为 。
(2)步骤①中发生的是 (填“物理”或“化学”)变化。
(3)上述化学反应中属于化合反应的有 个。
Ⅱ.农业上化肥的使用探究
(4)如图是某化肥碳酸氢铵包装袋上的商标,商标上可知碳酸氢铵具有的性质是 (填字母).
A.易溶于水B.有挥发性C.受热易分解
(5)这种化肥含氮量是否达到16%,化肥中碳酸氢铵的含量是多少?带着这些问题,兴趣小组的同学取了一些化肥样品,进入实验室.
【查找资料】①碱石灰能够吸收水和CO2,但是不吸收NH3.②浓硫酸能吸收NH3但是不吸收CO2.③氨气溶于水形成氨水
【性质探究】该同学设计了如下的实验装置:
①用A装置给碳酸氢铵加热,装药品前,必须进行的一步操作是 。
②取适量碳酸氢铵加入试管,连接A、C、E装置,加热,E中的现象是 。
③连接A、B装置,继续加热,观察到试管口的现象是 ,B中的现象是 。
④碳酸氢铵在受热时发生反应的化学式表达式是 .
【含量分析】将装置A、C、D依次连接,加入20g化肥样品,加热至A中固体完全消失。
她称量装置D的质量如表:
⑤由此分析得知:反应中产生氨气的质量为 g.
⑥通过反应的表达式可以知道:氨气中氮元素全部来自于碳酸氢铵(假设杂质中不含氮元素),请计算此化肥含氮元素质量分数为 。
⑦请计算此化肥中碳酸氢铵的纯度 。
⑧ 千克的尿素[CO(NH2)2]和这袋化肥的含氮元素质量相等。
⑨蛋白质中也含有氮元素,蛋白质在酶的作用下被分解为氨基酸,甘氨酸(CxHyNOZ)就是一种氨基酸,已知化学反应前后元素的种类和质量不变,75g甘氨酸与足量的氧气完全反应,测得生成物质的质量如表:
通过计算,甘氨酸的化学式是: 。
92.铁制品在生活中有着广泛的应用。
Ⅰ、铁的冶炼,竖炉炼铁的工艺流程如图1所示。
(1)图1中CH4的作用除了提供能量还有 。
(2)写出“还原反应室”中炼铁的一个反应的化学方程式 。
(3)CH4与高温尾气中的CO2或H2O都能反应生成CO和H2,则16gCH4在催化反应室中完全反应后,理论上得到H2的质量(m)范围是:4≤m≤ 。
(4)利用Fe-C混合物(铁屑和活性炭)处理舍有Cu(NO3)2,Pb(NO3)2和Zn(NO3)2的化工废水。在同条件下,含铁量不同的Fe-C混合物对不同离子的去除率,结果如图2所示。
①含Fe量为100%时,水中的Cu2+、Pb2+能被除去、而Zn2+不能被除去,其原因是 。
②含Fe量为0%时,也能除去水中少量的重金属离子,利用了活性炭的 。
Ⅱ、铁的应用和防护
(5)某麦片中含微量Fe粉,食用后Fe粉与胃酸反应,反应的化学方程式为 。
(6)冬季取暖人们常用到暖宝宝,其热量来源于铁的缓慢氧化。已知暖宝宝的主要成分为Fe粉、C粉和少量NaCl,暖宝宝反应的主要原理是铁粉与氧气、水共同作用生成氢氧化铁,写出该反应的化学方程式: ,NaCl的作用是 。
Ⅲ、铁及其化合物的实验
(一)硫酸亚铁铵晶体(俗称摩尔盐)化学式为 xFeSO4·y(NH4)2 SO4·zH2O,是一种重要的化工原料,用途十分广泛。某同学制备硫酸亚铁铵晶体并设计实验测定其组成。
(7)步骤②中一系列操作包括:蒸发浓缩、 、过滤、洗涤等。
(8)步骤③中中使用乙醇汽油洗涤可以快速晾干。这样做的优点是 。
A 避免用水洗涤所造成的晶体损耗 B 酒精易挥发,可低温晾干晶体
(二)硫酸亚铁铵晶体的组成及热分解实验
兴趣小组称取此晶体样品78.4g,在科研人员的指导下用下图装置进行热分解实验。
【查阅资料】①硫酸亚铁铵晶体在200℃完全失去结晶水,剩余物在500℃完全分解为氧化铁、SO2、SO3、NH3和H2O。碱石灰不吸收NH3。
②1400℃后氧化铁隔绝空气能续继分解生成铁的某种氧化物。
(9)加热前后及过程中均通入N2,200℃停止加热后继续通N2的目的是防止倒吸和 。
(10)控制温度在不同的范围对A中样品加热,测得装置B和C中的质量变化如下表。并测得装置A剩余固体质量随温度的变化如下图所示。
①根据数据,硫酸亚铁铵晶体中,x:y:z=
②写出B点的化学式 。
③写出E到F段发生反应的化学方程式 。
93.高锰酸钾(KMnO4)是一种常用氧化剂,主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如图:
回答下列问题:
(1)原料软锰矿与氢氧化钾按1∶1的比例在“烘炒锅”中混配,混配前应将软锰矿粉碎,其作用是 ;
(2)“平炉”中发生的化学方程式为 ;
(3)将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺:
①“CO2歧化法”是传统工艺,即在K2MnO4溶液中通入CO2气体,使体系呈中性或弱碱性,K2MnO4发生歧化反应:3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+2X,其中X为 ;
②“电解法”为现代工艺,即电解K2MnO4水溶液,2K2MnO4+2H2O通电2KMnO4+Y+2KOH,阴极逸出的气体Y是 ;
(4)已知“K2MnO4的理论利用率”=(预期产物中锰元素的总质量/反应物中锰元素的总质量)×100%。“电解法”和“CO2歧化法”中,K2MnO4的理论利用率之比为 。
(5)利用反应2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+10CO2↑+8H2O+K2SO4进行高锰酸钾纯度的测定:称取6.6g样品,溶解后配制成100mLKMnO4样品溶液,摇匀待用,某H2C2O4标准溶液每升含有11.25gH2C2O4,取这样的标准溶液0.2L,加入稀硫酸酸化,与KMnO4溶液反应,恰好完全反应时,消耗KMnO4样品溶液的体积为25.00mL,该样品的纯度为多少? (写出计算过错,保留两位小数)
94.轻质碳酸镁(化学式为4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O)是制取氧化镁、颜料、油漆、日用化妆品的工业原料。
【制取轻质碳酸镁】工业上可利用工业副产品氢氧化镁悬浮液(含有的硫酸钠等物质均不与二氧化碳气体反应)采用碳化法制取轻质 碳酸镁。
(1)氢氧化镁悬浮液和二氧化碳在一定条件下生成MgCO3·3H2O沉淀,经过滤、洗涤获得纯净的MgCO3·3H2O,该反应的化学方程式为: ,最后加热 MgCO3·3H2O分解生成轻质碳酸镁,化学方程式为5MgCO3·3H2OΔ4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O+CO2↑ +10H2O。
(2)过滤需要用到的玻璃仪器有烧杯、 和 ,MgCO3·3H2O沉淀的洗涤干净的标准是取最后一次洗涤液,滴加3滴氯化钡溶液, ,说明已洗净。
【测定轻质碳酸镁的纯度】轻质碳酸镁与稀盐酸反应生成CO2等物质并放出热量,关系式为4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O~4CO2。如图是实验室测定产品中轻质碳酸镁含量的装置。
(3)检查装置气密性,其中检查图Ⅱ装置气密性的具体操作方法是将水注入图Ⅱ中,弹簧夹夹紧橡胶管,提升量气管高度形成液差,一段时间后,液差 ,说明装置气密性良好。
(4)称量0.25g样品装入试管2,在试管1中加入足量的稀盐酸。向图Ⅱ装置中放入水和油,调节左右液面相平,读取量气管的刻度为10mL;将试管1中稀盐酸加到试管2中的具体操作方法是 ,待观察试管2中不再产生 时,读取量气管的刻度为54mL。
(5)读取量气管内最终液面刻度前,需要进行的操作是 。
(6)实验中量气管的最佳规格是 mL(填“50”、“100”或“150”)
(7)计算样品中4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O的质量分数: 。 ( 已知:4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O的相对分子质量为466,常温下CO2的密度约为2.0g/L,要求计算过程,计算结果保留一位小数)
【交流讨论】
(8)图Ⅰ装置橡胶管A的作用是 ,图Ⅱ装置食用油的作用是 ;
(9)下列会影响测量结果的事项是 。
A未冷却就读取量气管中液面刻度 B原装置中的空气 C试管1中稀盐酸的体积
95.阅读下面材料,回答问题。
人类赖以生存的环境由自然环境和社会环境组成。自然环境由生物圈、岩石圈、大气圈、水圈组成(如图所示),四个圈层经过漫长演化,既相对稳定、动态平衡,又相互作用、不断变化,各圈层之间的物质和能量不停循环,这些循环既跟物质的组成、结构和性质有关,也受人类活动的影响,并通过复杂的物理变化和化学变化实现。
(一)内涵决定身份﹣﹣物质的组成与分类
(l)用化学符号填空:岩石圈中含量最高的金属元素是 。大气圈中含量最高的物质是 。水圈中含量最高的元素是 。土壤中能促进农作物根系发达的元素是 。
(2)按要求填表:
(二)甲烷﹣﹣小分子,大作为
在如图的四大圈层中,有下列6种物质:①甲烷;②水;③二氯化碳;④一氧化碳;⑤氢气;⑥氧气。构成这些物质的分子虽然简单,但这些物质有的是人类赖以生存的基本物质,有的是物质循环关键物质,有的是人类社会生产活动必需的物质。请回答:
(1)在这6种物质中,元素种类共有 种,人类的生命活动不可缺少的物质有 (填化学式,下同),植物生长必需的物质有 ,元素种类完全相同的物质是 。
(2)甲烷是最重要的基础有机物之一,不仅可做燃料,还能发生如下反应:
①在隔绝空气和1000℃条件下,甲烷分解产生炭黑和氢气;
②在隔绝空气和1500℃条件下,甲烷分解产生乙炔和氢气;
③在1400℃条件下,适当比例的甲烷和氧气反应生成氢气和一氧化碳;
④在800℃和催化剂条件下,适当比例的甲烷和二氧化碳反应生成氢气和一氧化碳。
试写出上述②~④三个反应的化学方程式:
② ;
③ ;
④ ;
(3)在反应①~④中,属于置换反应的有 。
在反应①和②中,反应物相同,而生成物不同,从微观的角度看,是因为反应条件不同导致 。
③和④两个反应的反应物不同,但生成物相同,从物质组成的角度看,其原因是 。
在实际生产中,反应③需要按比例控制氧气不能超量,从物质性质的角度看,原因是 。
(三)柔之力﹣﹣神奇的水溶液
水在生活、生产和科学实验中应用广泛。岩石圈约有四分之三被水覆盖,其中的某些物质被水溶解,其随水的天然循环在水圈中富集,富集后的物质可能再次沉积到岩石圈。
如图是氯化钠和碳酸钠的溶解度曲线。据图回答下列问题:
(1)青海湖区的人们有一种经验,冬天捞“碱”、夏天晒盐,这里的“碱”指纯碱,盐指氯化钠,他们所依据的原理是 。
(2)纯碱是一种重要的化工原料,但仅用物理方法从盐湖中“捞碱”远远不能满足需求,工业上主要利用从水圈中获得的食盐来制备纯碱,其反应的化学方程式是 、 。
(3)为确定某白色固体是碳酸钠还是氯化钠,在20℃时,取2.5g样品加入盛有10g水的烧杯中,充分搅拌后现象如图所示,则固体粉末是 。若将该溶液升温到40℃时,则所得溶液溶质质量分数为 。
(四)金属﹣﹣工业的脊梁
金属及合金广泛应用于生活、生产和航天军工。
资料:水圈和岩石圈中含有丰富的镁元素。工业生产中,可用菱镁矿做原科制'备金属镁,流程如图所示:
请回答下列问题:
(l)已知①和②属于分解反应,化学方程式分别为 和 。
(2)通过化学反应,以岩石圈的矿石为原料还可以制备很多其他金属,请举一例说明(用化学方程式表示其制备原理) 。
(3)如图是镁原子结构示意图,镁化学性质活泼,原因是 。四大圈层中含有下列物质:①硫酸锌;②氯化钠;③硫酸;④氢氧化钙;⑤氧气。其中能和铁反应的物质有(填序号) 。
(4)小梅同学将点燃的镁条伸入盛二氧化碳的集气瓶中,看到镁条剧烈燃烧,发出耀眼白光,瓶壁上有黑色物质生成,她认为这种黑色物质是碳单质。在上述过程中,小梅运用的科学方法有 。
96.镍粉常用于各种高光泽装饰漆和塑料生产,也常用作催化剂。
I、【镍粉制备】:
工业用电解镍新液(主要含NiSO4、NiCl2)制备碱式碳酸镍晶体xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O,并利用其制备镍粉的流程如下:
(1)反应器中的一个重要反应为3NiSO4 + 3Na2CO3 + 2H2O = NiCO3·2Ni(OH)2 +3Na2SO4 + 2X,X的化学式为 。
(2)物料在反应器中反应时需要控制反应条件。
分析下图,反应器中最适合的温度及pH分别为 ℃、 。
(3)生产中,pH逐渐增加,生成Ni(OH)2含量也相对增加,则生成的碱式碳酸镍晶体中,镍的含量将 (填“升高”、“降低”或“不变”)。
(4)操作1的名称是 ,实验室完成此操作,需要的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒及 ,其中玻璃棒的作用是 。
(5)固体洗涤时,需用纯水洗涤,检验其洗涤干净的试剂是 。
(6)气体Y是空气中含量最多的气体,其是 (填名称)。
(7)操作2含过滤、水洗、95%酒精浸泡、晾干等操作,其中用95%酒精浸泡的目的是 。
II、【测定碱式碳酸镍晶体的组成】:为测定碱式碳酸镍晶体(xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O)组成,某小组设计了如下实验方案及装置:
【资料卡片】:
①碱式碳酸镍晶体受热会完全分解生成NiO、CO2及H2O。
②400℃左右,NiO会氧化生成Ni2O3。
③碱石灰是NaOH及CaO的混合物,可以吸收CO2和H2O。
【实验步骤】:
①______;②准确称取3.77g xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O放在B装置中,连接仪器;③打开弹簧夹a,鼓入一段时间空气,称量装置C、D的质量;④关闭弹簧夹a,加热装置B至装置C中导管末端无气泡冒出;⑤打开弹簧夹a,______;⑥准确称量装置C、D的质量;⑦根据数据进行计算(相关数据如表)。
【实验分析及数据处理】:
(8)完善实验步骤中的填空:① ;⑤ 。
(9)计算xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O中x:y:z的值 。
(10)左侧通空气的目的是 、 。
【实验反思】:
(11)实验结束后,称得装置B中残留固体质量为2.33g。请通过计算确定残留固体的组成及各成分的质量(写出计算过程,精确到小数点后两位) 。
九、科普阅读题
97.阅读下面的科普短文,回答相关问题。
石墨烯是一种以碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状结构的新材料。石墨烯一层层叠起来就是石墨(图1),厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过,留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。
石墨烯可以弯曲,柔韧度很好,可以形成富勒烯、碳纳米管等(图2)。石墨烯是目前人类已知强度最高的物质,单位质量的强度,石墨烯是世界上最好钢铁的100倍。另外,石墨烯还具有优良的导电性能、光学性能、热传导性能等多种优点,被认为是一种未来革命性的材料。
石墨烯本来就存在于自然界,只是难以从石墨中剥离出单层结构。现在科学家们已经研究出了多种制石墨烯的方法,其中一种是碳化硅(SiC)外延法。碳化硅外延法:在超高真空的高温环境中,硅原子升华脱离材料,剩下的碳原子通过自组形式重构,从而得到基于SiC衬底的石墨烯。这种方法可以获得高质量的石墨烯,但是这种方法对设备要求较高。
(1)富勒烯家族的典型代表是由60个碳原子组成的具有美学对称性的足球状分子,化学式为 。
(2)有关石墨烯的说法不正确的是 。
a.石墨烯是石墨结构中的一层,厚度是一个碳原子的直径
b.石墨烯是一种新型化合物
c.石墨烯和金刚石组成元素相同,而它们的物理性质却有很大差异,这是因为碳原子排列方式不同
d.石墨烯可以作弯曲屏幕、防弹衣的外部材料
(3)碳化硅外延法制石墨烯要在超高真空的高温环境中进行。超高真空的原因是 ,高温的原因是 。
(4)碳化硅的制取通常在专用热工设备中进行。高温条件下,二氧化硅与石墨粉反应,生成碳化硅的同时生成一种可燃性气体,写出反应的化学方程式: 。
十、流程题
98.CO2 的捕集与资源化利用是化学研究的热点。
(1)我国科学家李灿院士团队突破了太阳能电解水制取H2和CO2加氢制甲醇(CH3OH)的关键技术(液态太阳燃料技术),技术路线如图-1所示。
①该路线实现了能量间的相互转化,电解水的过程是由电能转化为 (填“化学能”或“太阳能”)。
②氢能存储/CO2加氢反应(催化剂:ZnO-ZrO2、压强:5.0 Mpa、温度:315~ 320°C)的化学方程式为 ,每生成1吨甲醇,理论上可减少排放 吨CO2。
③图-1中可循环使用的物质是CO2和 。
(2)捕集燃煤电厂烟气(含有CO2、N2、O2及H2O)中的CO2,并将其甲烷(CH4)化的流程如下。
【资料卡片】
a、MEA水溶液低温可吸收CO2,升高温度可解吸CO2。
b、恒温流化床反应器出口温度高。
①“吸收塔”中电厂烟气从塔底通入,MEA水溶液从塔顶喷淋。这样操作的优点是 ,“解吸塔”实现CO2解吸的操作是 。
②“设备A”可实现CH4和H2O气液分离,方法是 。
③根据资料卡片信息及流程,说出一种降低工艺成本的措施: 。
④CO2甲烷化的反应中,m(H2)m(CH4)= 。
⑤不同制氢工艺碳排放量对比图如图-2所示,采用 (填制氢方式)可以实现碳减排。
99.金属及其化合物在生产生活中有广泛的应用。
(一)金属的特性与应用
(1)句容人葛洪在《抱朴子内篇·黄白》中有“以曾青涂铁,铁赤色如铜”的记载,其中蕴含化学含意的化学方程式为 。
(2)“航母”用钢要具有低磁性。下列具有磁性的是 。(填序号)
A.FeOB.Fe3O4C.Fe2O3
(3)“航母”螺旋桨可由特制的铜合金制造。铜比铁在海水中耐腐蚀的原因是 。
(4)生铁炼钢时,硅(Si)与氧化亚铁在高温条件下转化为二氧化硅和铁,该反应的化学方程式为 。
(5)碱式碳酸铝镁Mg6Al2(OH)12CO3·4H2O是一种新型塑料阻燃剂,其受热分解生成熔点较高的MgO和Al2O3,其阻燃原理是 。 a.分解吸热,降低可燃物着火点 b.MgO、Al2O3等覆盖燃烧物,隔绝氧气
(二)铁红(Fe2O3)的制备
用工业烧渣(含有Fe2O3、FeO和SiO2)制备化工原料铁红的实验流程如图:
(6)酸溶前将烧渣粉碎,目的是 。
(7)氧化时FeSO4在酸性条件下,被H2O2氧化成Fe2(SO4)3,该反应的化学方程式是 。反应温度不宜太高,原因是 。
(8)FeOOH焙烧反应的化学方程式是 。
(三)铁矿石的组成研究
碱式碳酸亚铁是工业上冶炼铁的一种矿物,为测定碱式碳酸亚铁【xFeCO3·yFe(OH)2·zH2O】的组成,同学们在老师的指导下称取3.58g碱式碳酸亚铁粉末进行了如下的探究:
【查阅资料】
①碱式碳酸亚铁受热会完全分解生成FeO、CO2以及H2O。②浓硫酸可以吸收H2O,碱石灰可以吸收CO2和H2O。
【实验步骤】
(9)装配好实验装置后,先要 。
(10)加热前后都要通一段时间空气,装置A的作用 。加热后通一段时间空气的目的是 。
充分反应后,准确称量装置C、D的质量,所得数据如表:
【实验结论】
(11)据表中数据分析,可计算出B中剩余固体的质量为 。xFeCO3·yFe(OH)2·zH2O中,x:y:z= 。
100.以某矿渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下:
(1)打浆混合的目的是 。
(2)氯化过程控制矿渣过量,在75℃左右进行。氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2、CaCl2和H2O,写出该反应的化学方程式 ,此反应 置换反应(选填“属于”“不属于”); 其中Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2。
(3)氯化时矿渣稍过量的原因是 。
(4)2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O滤渣的主要成分是 和 CaCO3、Ca(OH)2填化学式)。
(5)已知:几种物质的溶解度曲线如图所示。
向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3,若从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是 、冷却结晶。
第一次
第二次
第三次
给定氧气的质量
6 g
13 g
8 g
生成二氧化碳的质量
8.25 g
11 g
11 g
集气瓶的容积(mL)
实验开始时量筒内水体积(mL)
实验结束时量筒内水体积(mL)
150
60
37.5
硬质玻璃管中空气的体积
反应前注射器中空气体积
反应后注射器中气体体积
实验测得空气中氧气的体积分数
30mL
20mL
12mL
编号
浓度/%
体积/mL
①
5
9.11
②
15
2.89
③
25
1.66
④
30
1.37
元素
X
Y
Z
相关信息
该元素原子的结构示意图为:
该元素是地壳中含量最多的元素
位于第二周期,最外层有4个电子
组别
A
B
C
盐酸溶质质量分数
7.3%
14.6%
21.9%
盐酸利用率
82.5%
81.5%
72.1%
样品编号
①
②
③
④
稀盐酸的质量
25g
50g
m(80g<m<150g)
150g
剩余固体的质量
7.5g
5g
2g
2g
实验操作
实验现象
结论
①另取一瓶包装袋内的气体,向其中伸入燃着的镁条,观察现象。
镁条燃烧,发出耀眼的白光。
生成物中有 ,猜想2成立
②取少量反应后的固体,加入足量的蒸馏水中,并滴入酚酞溶液,观察现象。
实验次数
AO/mm
AB/mm
AB/AO
1
523.5
109.5
0.2092
2
525.5
110.0
0.2093
3
527.0
110.5
0.2097
实验装置
实验步骤
现象
结论
I用高能激光笔照射匙中的红磷
红磷燃烧,放出大量热,一段时间后熄灭,白磷始终不燃烧
红磷熄灭后,氧气还有剩余
II冷却后,将装有白磷的燃烧匙提出水面,用高能激光笔照射
白磷_____
可燃物
白磷
红磷
木炭
着火点/℃
40
240
370
生成物状态
固态
固态
气态
剩余氧气浓度
3.1%
7.0%
14.0%
V0/ml
V1/ml
V2/ml
管A中氧气所占的体积(ml)
管A中空气的体积(ml)
空气中氧气含量(用数值列式即可)
1.87
8.02
31.60
实验步骤
实验现象
实验结论
①将足量的红热的木炭伸入装有氧气的集气瓶中
木炭剧烈燃烧
猜想②成立
③ 待燃烧停止,装置冷却后,将燃着的 (填“棉花”或“蜡烛”)再伸入集气瓶中
测量
项目
实验前
实验后
烧杯中水的体积
烧杯中剩余水的体积
集气瓶(扣除内容物)和导管的体积
体积/ml
80.0
54.5
126.0
实验编号
抽取气体的体积
抽取蒸馏水的体积
充分混合后,气、液总体积
②
10mL空气
10mL
20mL
③
10mL现制的二氧化碳
10mL
13mL
测量项目
实验前
实验后
烧杯中水的体积
烧杯中剩余水的体积
集气瓶(扣除内容物)和导管的容积
体积/mL
80.0
54.5
126.0
测量项目
实验前烧杯中水的体积
实验后烧杯中剩余水的体积
实验后集气瓶(扣除内容物)和导管的容积
体积/mL
80.0
49.0
150.0
指标名称
一等品
合格品
过碳酸钠的含量(ω)
ω≥85.04%
85.04%>ω≥68.69%
Na2CO3与H2O2分子数比
过碳酸钠产率%
活性氧含量%
1:1.8
78.91
12.70
1:1.7
81.08
12.71
1:1.6
79.53
12.67
1:1.5
76.02
12.68
干燥温度/℃
纯度%
产品颜色
25
92.5
紫红色
60
98.3
紫黑色
80
0
红色
性质
物质
物理性质
化学性质
Sn
熔点:232℃
SnCl2
熔点:246℃,沸点:652℃
SnCl4
熔点:-33℃,沸点:114℃
遇水蒸气剧烈反应,一种产物是SnO2⋅xH2O,另一种产物在空气中产生白雾
实验前D装置的质量
149g
实验后D装置的质量
152.4g
产物
CO2
H2O
N2
质量/g
88
45
14
温度/℃
室温
200
500
B装置/g
200.00
221.6
255.60
C装置/g
100.00
100.00
106.80
物质所属圈层
物质名称
物质的化学式
用符号表示构成物质的微粒
物质类别
生物圈
蔗糖
大气圈
氩气
水圈
氢氧化钙
岩石圈
Na+、SiO32﹣
装置C / g
装置D / g
装置E / g
加热前
200.00
180.00
180.00
加热后
201.08
180.44
180.00
装置C/g
装置D/g
加热前
100.00
120.00
加热后
100.54
120.88
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