山东省烟台市2025年中考真题化学试卷(解析版)
展开 这是一份山东省烟台市2025年中考真题化学试卷(解析版),共16页。试卷主要包含了可能用到的相对原子质量等内容,欢迎下载使用。
1.本试卷共8页,共100分;考试时间90分钟。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
2.答题前,务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座位号填写在试卷和答题卡规定的位置上。
3.选择题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。
4.非选择题必须用0.5毫米黑色签字笔作答,答案必须写在答题卡指定区域内的相应位置;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不能使用涂改液、胶带纸、修正带。
5.写在试卷上和答题卡指定区域外的答案无效。
6.可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 O—16 Na—23 Mg—24 Cl—35.5 Ca—40
一、选择题(本题包括10个小题。每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 《天工开物》被誉为“中国17世纪的工艺百科全书”,其中记载的下列工艺主要涉及化学变化的是( )
A. 纺纱织布B. 沙里淘金
C. 海水晒盐D. 五谷酿酒
【答案】D
【解析】
A、纺纱织布:此过程是将纤维(如棉花、羊毛等)通过纺车、织机等工具,改变其形态(如将纤维捻成线)和排列方式(如将线织成布)。整个过程中,纤维本身的化学组成没有发生改变,依旧是原来的物质,因此属于物理变化。
B、沙里淘金:利用金的密度远大于沙子的特性,通过水流冲洗等方式将金从沙子中分离出来。在这个过程中,金和沙子各自的物质成分都没有发生变化,只是实现了两者的物理分离,属于物理变化。
C、海水晒盐:海水含有大量盐分(主要是氯化钠),通过太阳照射使水分蒸发,盐分因水分减少而结晶析出。这一过程中,盐分从溶解在水中的状态转变为固体状态,仅为物质状态的改变,没有新物质生成,属于物理变化。
D、五谷酿酒:五谷(如稻、麦、玉米等)的主要成分是糖类。在酿酒时,通过微生物(如酵母菌)的发酵作用,糖类会发生复杂的化学反应,转化为酒精(乙醇)和二氧化碳等新物质。由于有新物质生成,因此属于化学变化。
综上,只有D选项涉及新物质的生成,属于化学变化,故选D。
2. 2025年世界环境日中国主题是“美丽中国我先行”。下列做法不符合这一主题的是( )
A. 积极参与垃圾分类投放B. 深埋废旧电池防止污染
C. 设计家庭低碳行动方案D. 回收化学实验后的废液集中处理
【答案】B
【解析】
A、垃圾分类投放:将不同类型的垃圾分开投放,便于对可回收物进行再利用,同时减少有害垃圾对环境的污染,能有效提高资源利用率,符合环保要求,做法正确。
B、深埋废旧电池:废旧电池中含有铅、汞、镉等重金属,若深埋处理,这些重金属可能会逐渐渗入土壤和地下水中,造成土壤污染和水污染,对生态环境和人体健康危害极大。正确的处理方式是将废旧电池投入专门的回收箱,由专业机构进行处理,因此该做法错误。
C、设计家庭低碳方案:通过减少使用一次性用品、节约用电用水、选择绿色出行方式等家庭低碳方案,能有效减少二氧化碳等温室气体的排放,符合可持续发展的环保理念,做法正确。
D、回收实验废液集中处理:实验废液中可能含有酸、碱、重金属离子等有害物质,若随意排放会污染土壤和水源。回收后集中进行专业处理,可避免有害物质扩散污染环境,做法正确。
综上,不符合环保要求的是B选项,故选B。
3. 实验小组制备氢氧化镁需要经历以下操作。下列相关实验操作规范的是( )
A. 配制稀硫酸B. 测定溶液pH
C. 过滤D. 烘干
【答案】A
【解析】
A、稀释浓硫酸:浓硫酸溶于水时会释放大量的热,若将水倒入浓硫酸中,水会因密度小浮在浓硫酸表面,受热沸腾造成液滴飞溅。因此,正确操作是将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌,使热量及时扩散,该操作正确。
B、测定溶液pH:pH试纸直接浸入待测液中,会污染待测液,导致后续实验结果不准确。正确做法是用玻璃棒蘸取少量待测液滴在pH试纸上,待显色后与标准比色卡对比,该操作不正确。
C、过滤操作:过滤时需用玻璃棒引流,防止液体直接倒入漏斗时洒出;同时漏斗下端应紧贴烧杯内壁,避免液体飞溅。此操作未遵循上述要求,不正确。
D、加热固体:加热固体时,试管口略向下倾斜可防止冷凝水(如固体中的水分受热蒸发后凝结)倒流回热的试管底部,避免试管因骤冷而炸裂。该操作中试管口未向下倾斜,不正确。
综上,操作正确的是A选项,故选A。
4. 自然界中存在着“水循环”“碳循环”“氧循环”三大循环。下列说法错误的是( )
A. 三大循环过程中元素守恒,元素化合价不变
B. 水的天然循环既实现了水的自身净化,又完成了水资源的重新分配
C. 碳、氧循环有利于维持大气中二氧化碳和氧气含量的相对稳定
D. 水的天然循环是通过其三态变化实现的,而碳循环、氧循环过程中均有化学变化发生
【答案】A
【解析】
A、三大循环的变化与守恒:
“水循环”主要是水的三态(固态、液态、气态)之间的转化,仅为状态改变,无新物质生成,属于物理变化,过程中各元素种类和化合价均保持不变;
“碳循环”“氧循环”涉及诸多化学变化(如光合作用中二氧化碳转化为氧气和有机物,呼吸作用中有机物与氧气反应生成二氧化碳和水),根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变(元素守恒),但部分反应中元素化合价会改变(如光合作用中氧元素化合价发生变化)。因此该选项描述正确,符合题意。
B、水的天然循环作用:
水的天然循环通过蒸发、降水等物理过程,不仅能净化水体(如蒸发可去除部分杂质),还能实现水资源的重新分配(如从海洋到陆地),该选项描述错误,不符合题意。
C、碳、氧循环的平衡作用:
碳、氧循环通过光合作用(植物吸收二氧化碳释放氧气)和呼吸作用(生物吸收氧气释放二氧化碳)等过程形成动态平衡,从而维持大气中二氧化碳和氧气含量的相对稳定,该选项描述错误,不符合题意。
D、三大循环的变化类型:
水循环以物理变化(三态变化)为主;碳、氧循环则涉及大量化学变化(如燃烧、呼吸、光合作用等),该选项描述错误,不符合题意。
综上,正确答案是A选项,故选A。
5. 下列关于水与溶液的说法错误的是( )
A. 工业上可用多级闪急蒸馏法淡化海水
B. 喷灌与滴灌式浇水可以有效节约水资源
C. 溶液都是均一、稳定、无色、透明的混合物
D. 配制100g溶质质量分数为0.9%的生理盐水,需要0.9g氯化钠
【答案】C
【解析】
A、海水淡化方法:工业上常用多级闪急蒸馏法淡化海水,其原理是通过分阶段降低压强,使海水在不同温度下迅速汽化,再将蒸汽冷凝得到淡水,该说法正确。
B、节水措施:喷灌和滴灌相比传统的漫灌,能精准地将水输送到植物根部,减少水分的蒸发和流失,从而有效节约水资源,该说法正确。
C、溶液的性质:溶液具有均一性(各部分性质相同)和稳定性(外界条件不变时不分层),但溶液不一定无色透明。例如,硫酸铜溶液是蓝色的,高锰酸钾溶液是紫红色的,该说法错误。
D、溶液配制计算:配制100g 0.9%的生理盐水,需要氯化钠的质量为溶质质量分数乘以溶液质量,即100g×0.9%=0.9g,该计算正确。
综上,说法错误的是C选项,故选C。
6. 国产芯片与AI大模型融合发展需要高性能半导体材料,如硅(Si)、锗(Ge)等。如图是元素周期表部分截图,下列相关描述正确的是( )
A. 硅的相对原子质量是28.09gB. 一个硅原子核外有14个电子
C. 硅、锗元素位于同一周期D. 半导体材料都是非金属
【答案】B
【解析】
A、相对原子质量的单位:相对原子质量是一个原子的实际质量与碳-12原子质量的1/12的比值,单位为“1”,通常省略不写,并非“g”。因此该选项说法不正确。
B、硅原子的核外电子数:在元素周期表中,单元格左上角的数字表示原子序数。对于原子而言,原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。硅的原子序数为14,所以一个硅原子核外有14个电子,该选项说法正确。
C、硅、锗元素的位置关系:元素周期表中,同一横行的元素属于同一周期,同一纵列的元素属于同一族。硅和锗位于同一纵列,因此属于同一族,而非同一周期,该选项说法不正确。D、半导体材料的类别:半导体材料的导电性介于导体和绝缘体之间。常见的半导体材料中,硅是非金属,锗是金属,可见半导体材料既可以是金属,也可以是非金属,并非局限于某一类,该选项说法不正确。
综上,说法正确的是B选项,故选B。
7. 荞麦粉中含有淀粉、食物纤维、维生素E(C29H50O2)等物质,以及铁、锰、碘等元素。碘是甲状腺激素的重要成分,成人缺碘会引起甲状腺肿大。下列有关说法正确的是( )
A. 荞麦粉中不含糖类B. 维生素E中含有氧分子
C. 维生素E的组成元素与糖类相同D. 荞麦粉食品可作为补碘的药物
【答案】C
【解析】
A、荞麦粉中的营养成分:荞麦粉中富含淀粉,淀粉属于糖类中的多糖(由多个葡萄糖分子聚合而成),因此该选项说法错误。
B、维生素E中的氧元素存在形式:分子由原子构成,维生素E(C₂₉H₅₀O₂)的分子中含有氧原子,但氧分子是构成氧气(单质)的基本粒子,化合物中不可能含有氧分子,该选项说法错误。
C、维生素E与糖类的组成元素:维生素E的化学式为C₂₉H₅₀O₂,组成元素为碳(C)、氢(H)、氧(O);糖类的组成元素通常也是C、H、O(如葡萄糖C₆H₁₂O₆),二者组成元素相同,该选项说法正确。
D、荞麦粉与补碘的关系:虽然荞麦粉可能含碘元素,但日常食用量中碘的含量较低,且其存在形式未必能满足人体对碘的特殊需求(如防治甲状腺疾病)。补碘药物通常需特定剂量和稳定的化合物形式(如碘酸钾),不能仅依靠荞麦粉替代,该选项说法错误。
综上,说法正确的是C选项,故选C。
8. 2025年全国两会聚焦环保、能源、健康、农业等领域的可持续发展,化学在其中做出了重要贡献。下列各组对相关主题知识归纳完全正确的是( )
【答案】A
【解析】
A、环保与污染防治:①可降解塑料在自然环境中能被微生物分解,避免了传统塑料长期残留造成的白色污染,有利于环境保护,说法正确。②煤炭燃烧时会产生二氧化硫(SO₂),形成酸雨污染环境,使用固硫剂可与SO₂反应生成稳定的物质,减少其排放,说法正确。该选项符合题意。
B、能源与能量转化:①化学电池(如干电池、锂电池)的工作原理是直接将化学能转化为电能,供设备使用,说法正确。②目前化石能源(煤、石油、天然气)仍是全球主要能源,虽然其使用会带来环境问题,但完全禁止使用不现实,应逐步减少并开发清洁能源,说法错误。该选项不符合题意。
C、化学与人体健康:①铁是人体必需的微量元素,是血红蛋白的重要组成成分,人体缺铁会导致血红蛋白合成不足,易患贫血症,说法正确。②油脂是人体必需的营养素之一,能为人体提供能量、保护内脏等,应合理摄入而非完全不吃,说法错误。该选项不符合题意。
D、化学与农业生产:①大量施用化肥和农药会导致土壤污染、水体富营养化等环境问题,应根据作物需求合理使用,说法错误。②钾肥能增强农作物的抗倒伏能力和抗病虫害能力,如玉米缺钾易倒伏,说法正确。该选项不符合题意。
综上,正确的是A选项,故选A。
9. 下列对宏观事实的微观解释错误的是( )
A. 氢气经压缩储存在钢瓶中——压强增大,分子间的间隔变小
B. 降温能使水结成冰——低温导致水分子静止不动
C. 一氧化碳能燃烧,二氧化碳能灭火——不同种分子化学性质不同
D. 稀盐酸、稀硫酸的化学性质相似——它们的水溶液中都含有大量氢离子
【答案】B
【解析】
A、氢气压缩储存的原因:分子之间存在间隔,氢气压缩储存时,通过加压使氢分子间的间隔变小,从而减小体积便于储存,该说法正确。
B、水结冰时分子的状态:降温使水结冰,是水分子之间的间隔发生变化(间隔变小),但分子始终在不断运动,并不会静止,该说法错误。
C、CO和CO₂化学性质不同的原因:分子是保持物质化学性质的最小粒子,CO由一氧化碳分子构成,CO₂由二氧化碳分子构成,二者分子构成不同,因此化学性质存在差异(如CO可燃、CO₂不可燃),该说法正确。
D、稀盐酸和稀硫酸性质相似的原因:稀盐酸中含有H⁺和Cl⁻,稀硫酸中含有H⁺和SO₄²⁻,二者都能解离出H⁺,这是它们具有相似化学性质(如能与活泼金属、碱等反应)的根本原因,该说法正确。
综上,说法错误的是B选项,故选B。
10. 为验证NaOH溶液和稀盐酸能够发生反应,兴趣小组用图1所示装置进行实验,烧杯内溶液的pH随滴入溶液X体积变化的曲线如图2所示。下列说法错误的是( )
A. 溶液X是稀盐酸
B. b点时NaOH溶液和稀盐酸恰好完全反应
C. c点时烧杯内的溶液能使石蕊试液变红
D. a、b、c三点对应的烧杯内溶液中NaCl的质量为:
【答案】D
【解析】
A、判断溶液X的种类:由图2的pH变化曲线可知,初始溶液pH>7,呈碱性(应为氢氧化钠溶液),随着溶液X的加入,pH逐渐减小,最终pH<7,呈酸性,说明加入的是酸性溶液(稀盐酸)。因此,溶液X为稀盐酸,该选项说法正确。
B、分析b点的反应状态:b点时溶液pH=7,呈中性,表明氢氧化钠与稀盐酸恰好完全反应,生成氯化钠和水,此时溶液中既无剩余的氢氧化钠,也无剩余的稀盐酸,该选项说法正确。
C、c点溶液对石蕊的作用:c点时溶液pH<7,呈酸性,紫色石蕊溶液遇酸性溶液会变红色,因此该点溶液能使紫色石蕊溶液变红,该选项说法正确。
D、比较各点氯化钠的质量:氢氧化钠与稀盐酸反应的化学方程式为NaOH + HCl = NaCl + H₂O,随着稀盐酸的加入,氯化钠的质量逐渐增加。a点时,氢氧化钠未完全反应,生成的氯化钠质量较少;b点时,两者恰好完全反应,氯化钠质量达到最大;c点时,稀盐酸过量,但反应已停止,氯化钠质量不再增加(与b点相等)。因此,氯化钠的质量关系应为mc=mb>ma,该选项说法不正确。
综上,说法不正确的是D选项,故选D。
二、选择题(本题包括5个小题。每小题2分,共10分。每小题有一个或两个选项符合题意。若有两个答案,漏选1个扣1分,错选则不得分)
11. 我国科研人员研究出二氧化碳转化为工业原料甲酸的新方法,反应的微观示意图如下图所示。下列说法错误的是( )
A. 生成丙、丁的分子个数比为1 : 1
B. 该反应实现了无机物向有机物的转化
C. 反应物和生成物中共有3种氧化物
D. 该反应为实现碳中和提供了新路径
【答案】AC
【解析】【分析】由图可知,甲是二氧化碳(CO₂),乙是水(H₂O),丙是甲酸(HCOOH),丁是氧气(O₂),根据质量守恒定律,反应的化学方程式为
【详解】
A、判断丙、丁的分子个数比:由化学方程式可知,生成丙(HCOOH)和丁(O₂)的分子个数比为2:1,而非题目中所说的比例,该说法错误。
B、分析反应中物质类别的转化:反应物二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)均属于无机物,生成物甲酸(HCOOH)含碳元素,属于有机物,因此该反应实现了无机物向有机物的转化,说法正确。
C、统计氧化物的种类:氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物。甲(CO₂)由C、O两种元素组成,乙(H₂O)由H、O两种元素组成,均属于氧化物;丙(HCOOH)含C、H、O三种元素,丁(O₂)是单质,均不属于氧化物,因此氧化物共2种,题目中说法错误。
D、分析该过程对“碳中和”的意义:“碳中和”指减少二氧化碳的排放或促进其转化利用,该反应将二氧化碳转化为甲酸,减少了大气中二氧化碳的含量,为实现“碳中和”提供了新途径,说法正确。
综上,说法错误的是A、C选项,故选AC。
12. 在修复三星堆青铜器时,可用稀盐酸除去青铜器表面锈蚀物[Cu2(OH)2CO3]。从物质的性质、元素守恒及要达到的目的分析,稀盐酸与锈蚀物反应的产物可能是( )
A. Cu、H2O、CO2B. CuO、H2O、CO2、Cl2
C. CuCl2、H2O、CO2D. CuSO4、H2O、CO2
【答案】C
【解析】【分析】碱式碳酸铜[Cu₂(OH)₂CO₃]属于盐,与稀盐酸(HCl)发生复分解反应时,会解离出的离子(Cu²⁺、OH⁻、CO₃²⁻)与盐酸中的离子(H⁺、Cl⁻)重新结合,生成对应的盐、水和气体。
【详解】
A、分析产物Cu、H₂O、CO₂的合理性:铜(Cu)是单质,而稀盐酸不具有还原性,无法将碱式碳酸铜中的Cu²⁺还原为Cu单质,该选项错误。
B、分析产物CuO、H₂O、CO₂、Cl₂的合理性:CuO需在特定条件下生成,而碱式碳酸铜与盐酸反应会完全解离,应生成可溶性的CuCl₂而非CuO;Cl₂的生成需要Cl⁻被氧化,但反应中无强氧化剂,无法产生Cl₂,该选项错误。
C、分析产物CuCl₂、H₂O、CO₂的合理性:反应中,Cu²⁺与Cl⁻结合生成CuCl₂(盐);OH⁻与H⁺结合生成H₂O;CO₃²⁻与H⁺反应生成H₂O和CO₂,完全符合复分解反应规律,该选项正确。
D、分析产物CuSO₄、H₂O、CO₂的合理性:反应物中只有盐酸(含Cl⁻),不含硫酸根离子(SO₄²⁻),无法生成CuSO₄,该选项错误。
综上,正确答案是C选项,故选C。
13. 物质的检验、鉴别、除杂是化学研究的重要方法。下列实验方案能达到目的的是( )
【答案】B
【解析】
A、分析除去铜粉中碳粉的方法:将混合物在空气中灼烧时,碳粉会与氧气反应生成二氧化碳而被除去,但铜粉也会与氧气反应生成氧化铜,导致原物质铜粉被消耗,无法达到除杂且保留铜粉的目的,该方法错误。
B、分析鉴别硝酸铵和氯化钠的方法:硝酸铵溶于水时会吸收热量,使溶液温度明显降低;而氯化钠溶于水时,溶液温度几乎无明显变化。通过观察两者溶解时的温度变化,可轻松区分这两种物质,该方法正确。
C、分析验证乙醇含碳元素的方法:点燃乙醇后,在火焰上方罩干冷烧杯,烧杯内壁出现水珠,只能证明乙醇中含有氢元素(因为水由氢、氧元素组成,氧气提供氧元素)。要验证含碳元素,需在火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水的烧杯,若石灰水变浑浊,说明生成了二氧化碳,进而证明乙醇含碳元素,该方法不充分,错误。
D、分析除去稀盐酸中稀硫酸的方法:加入过量氯化钡溶液,虽能与稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀和盐酸,但过量的氯化钡会留在溶液中,引入新的杂质钡离子,不符合除杂“不引入新杂质”的原则。正确做法应是加入适量氯化钡溶液,至不再产生沉淀为止,该方法错误。
综上,正确的选项是B,故选B。
14. 下列图像能正确反映其对应实验操作的是( )
A. 向一定质量的含HCl和的稀溶液中滴加NaOH溶液至过量
B. 一定温度时,向一定质量的饱和Ca(OH)2溶液中加入CaO
C. 向等质量的CaO、Ca(OH)2中分别滴加相同溶质质量分数的稀盐酸至过量
D. 将等质量的镁和氧气在密闭容器中充分燃烧
【答案】AC
【解析】
A、分析氢氧化钠与盐酸、氯化镁的反应顺序:氢氧化钠(NaOH)会先与盐酸(HCl)发生中和反应生成氯化钠(NaCl)和水,待盐酸完全反应后,剩余的氢氧化钠再与氯化镁(MgCl₂)反应生成氢氧化镁(Mg(OH)₂)沉淀和氯化钠。因此,反应初期无沉淀,加入一定量氢氧化钠后才产生沉淀,该选项正确。
B、分析氧化钙与水反应对溶液质量的影响:氧化钙(CaO)与水反应生成氢氧化钙(Ca(OH)₂),此过程中溶剂水不断被消耗,且氢氧化钙的溶解度较小,会有溶质结晶析出。溶液质量=溶质质量+溶剂质量,两者均减少,因此溶液质量持续减小,该选项不正确。
C、比较氧化钙和氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙的质量:元素质量分数=,根据钙元素守恒,氧化钙(CaO)中钙元素质量分数(40/56≈71.4%)大于氢氧化钙(Ca(OH)₂)中钙元素质量分数(40/74≈54.1%),等质量的两者中,氧化钙含有的钙元素更多。与盐酸反应时,钙元素全部转化为氯化钙(CaCl₂),因此:当盐酸不足时,两者生成的氯化钙质量相等;当盐酸过量时,氧化钙生成的氯化钙质量更大,该选项正确。
D、分析等质量镁和氧气反应的消耗关系:镁(Mg)与氧气(O₂)反应的化学方程式为,参加反应的镁与氧气的质量比为(2×24):32=3:2。因此,等质量的镁和氧气反应时,镁会先被消耗完,消耗的镁的质量大于氧气,该选项不正确。
综上,正确选项是A、C,故选AC。
15. 将m g碳酸钙固体高温加热一段时间后,冷却,测得剩余固体的质量是15.6g,且剩余固体中钙元素与碳元素的质量比是。下列有关说法正确的是( )
A. m数值是27.9
B. 剩余固体中钙元素的质量分数是40%
C. 过程中产生质量是4.4g
D. 剩余固体中碳酸钙与氧化钙的质量比是
【答案】CD
【解析】背景分析:高温煅烧碳酸钙(CaCO₃)时,部分分解为氧化钙(CaO)和二氧化碳(CO₂),钙元素始终留在固体中,碳元素仅存在于未分解的CaCO₃中,分解的CaCO₃中的碳元素以CO₂形式逸出。
由钙、碳原子个数比可推知,剩余固体中CaO与CaCO₃的分子个数比为1:1。
A选项分析: 上述分析可知,混合物中氧化钙分子数和碳酸钙分子数1:1,则钙元素质量=,则原碳酸钙的质量为,故A错误;
B选项分析:钙元素总质量=(1×40)+(1×40)=80(以分子数1:1计算相对质量),剩余固体总质量=56(CaO)+100(CaCO₃)=156,钙元素质量分数=80/156≈51.3%≠40%,故B错误。
C选项分析: 碳酸钙中碳元素的质量为,混合物中氧化钙分子数和碳酸钙分子数1:1,则碳元素质量=,则二氧化碳中碳元素的质量为2.4g-1.2g=1.2g,则二氧化碳质量为,故C正确;
D选项分析:设生成CaO质量为x,消耗CaCO₃质量为y,由反应式可知 x=5.6g,y=10g
剩余CaCO₃与生成CaO分子数1:1,则消耗CaCO₃与剩余CaCO₃质量均为10g(100相对质量),生成CaO为5.6g(56相对质量),质量比=10:5.6=25:14,故D正确。
综上,正确选项是C、D,故选CD。
三、理解与应用(本题包括4个小题。共34分)
16. 国家非物质文化遗产“章丘铁锅”表面光滑如镜,炒菜不粘锅。制作时经过了冷锻、热锻等十二道工序,上万次捶打。兴趣小组以“章丘铁锅”为主题进行项目式学习。
任务一:认识铁料的来源
(1)自然界中铁。因为铁的化学性质________,所以自然界中的铁元素大多以________形式存在。
(2)炼铁。工业炼铁常用热还原法。一氧化碳在高温条件下还原氧化铁的化学方程式是________。
任务二:认识铁锅的制作
(3)裁料。在钢板上划线,沿线切出锅胚。传统工艺常用一种蓝色溶液划线,划线处会出现红色物质,该蓝色溶液可能是________(写一种物质)溶液。
(4)锻打。铁锅胚锻打成型,是利用铁具有________(性质)。
(5)淬火。将锻打好的铁锅加热,然后伸入到冷水中,铁在高温下与水蒸气反应生成一层致密的四氧化三铁,铁锅的硬度和耐磨性会显著增强,另外还生成一种气体单质。该反应的化学方程式是_________。
(6)防锈。在制好的铁锅表面涂一层油防止锈蚀,其原理是________。
【答案】(1)①. 比较活泼 ②. 化合物
(2)
(3)硫酸铜
(4)延展性
(5)
(6)隔绝氧气和水
【解析】(1)铁的化学性质比较活泼,容易与水、氧气等反应;所以自然界中的铁元素大多以化合物形式存在——常见的矿石有赤铁矿(Fe₂O₃)、磁铁矿(Fe₃O₄)、褐铁矿(Fe₂O₃·nH₂O)和菱铁矿(FeCO₃)等。只有极少量的天然铁(陨铁)以游离态出现。
(2)一氧化碳在高温条件下还原氧化铁生成铁和二氧化碳,化学方程式是:
该反应是高炉炼铁的核心步骤之一,CO 既作还原剂又作燃料。
(3)蓝色溶液可能是硫酸铜溶液,因为铁能与硫酸铜发生置换反应,生成红色的铜和硫酸亚铁:Fe + CuSO₄ =Cu + FeSO₄;该反应常用于“铁置换铜”的实验,也可用于在铁锅表面形成美观的“铜斑”装饰。
(4)铁锅胚锻打成型,是利用铁具有延展性。延展性包括“延性”(可拉成细丝)和“展性”(可压成薄片)。铁锅在 800 ℃~1000 ℃ 的“红热”状态下反复锻打,晶粒被拉长细化,既提高强度又改善导热性能。
(5)依据质量守恒定律,反应前有铁(Fe)、氢(H)、氧(O)元素,反应后已知生成 Fe₃O₄(含 Fe、O 元素),所以缺失的气体单质必含氢元素,即为氢气;铁在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,化学方程式是:
该反应又称“铁的蒸汽氧化反应”,在锅炉、热处理炉中需避免发生,以防钢材氢脆。
(6)在制好的铁锅表面涂一层油防止锈蚀,原理是隔绝氧气和水。油膜还能渗入铁锅微孔,与铁形成“油脂–金属复合层”,日常使用中经反复加热、冷却、再涂油,会逐渐形成黑色致密、不易粘锅的“物理不粘层”(俗称“开锅”)。此外,油膜中的不饱和脂肪酸在高温下部分聚合,生成疏水性的高分子膜,进一步增强防锈效果。
17. 2025年3月,我国首个利用清洁能源的海洋氢氨醇一体化项目在烟台建设完工。该项目的主要流程如下图,相关物质的沸点如下表。
(1)在水电解装置中,与电源正极相连的电极产生1000L气体,则与电源负极相连的电极上产生的气体体积是________L。
(2)在合成装置1中产生氨气。氨气燃烧生成氮气和水,可作为远洋船舶的绿色燃料。从燃烧产物看,氨气被称为绿色燃料的原因是________。
(3)合成装置2中发生的反应是。甲醇可做燃料,其充分燃烧的化学方程式是________。从反应物分析,用合成装置2生产甲醇比用石油为原料生产甲醇有利于实现“双碳”目标,原因是___________。
(4)氢气本身就是绿色燃料,转化成氨气或甲醇再做燃料的原因是_________。
【答案】(1)2000
(2)燃烧产物是氮气和水,无污染
(3)①. ②. 消耗捕集的CO2,减少碳排放
(4)氢气沸点低,难储存运输,转化为氨气或甲醇更易储存运输
【解析】(1)电解水时,正极产生氧气、负极产生氢气,体积比为 1∶2。
正极若得到 1000 L O₂,则负极理论上可收集到 2000 L H₂。
该体积关系来源于法拉第电解定律:每通过 1 ml 电子,阳极析出 0.25 ml O₂、阴极析出 0.5 ml H₂,即 n(H₂)=2 n(O₂)。在相同温压下,气体体积比等于物质的量之比,故 V(H₂)=2 V(O₂)。
工业电解槽常采用 30 % KOH 作电解质,温度 70~80 ℃,电流效率约 95 %,因此实际产氢量略小于理论值。
(2)氨气(NH₃)在纯氧或空气中燃烧,反应式为:4 NH₃ + 3 O₂ =2 N₂ + 6 H₂O
产物只有氮气和水,无 CO、CO₂、SOₓ、颗粒物等污染物,故被称为“绿色燃料”。
此外,NH₃ 的体积能量密度(约 11.2 MJ m⁻³,15 ℃,1 bar)虽低于汽油,但高于高压氢(20 MPa 时约 5.6 MJ m⁻³),且其自燃温度 651 ℃、火焰速度低,便于内燃机改造使用。
(3)甲醇充分燃烧生成二氧化碳和水,化学方程式:
合成装置 2 采用“CO₂ 资源化”路线:CO₂ + 3 H₂ ⇌ CH₃OH + H₂O (铜-锌-铝催化剂,230–260 ℃,5–10 MPa)。该路线每生产 1 t CH₃OH 可固定 1.375 t CO₂;而传统“天然气重整—合成气制甲醇”路线则额外排放约 0.6–0.8 t CO₂。因此,用捕集的 CO₂ 制甲醇可实现“负碳”或“低碳”甲醇,显著减少全生命周期碳排放。
(4)氢气沸点极低(−252.9 ℃),临界温度 −240 ℃,常温下必须 350–700 bar 高压或 −253 ℃ 深冷才能液/固化,储运成本高且存在氢脆、泄漏风险。
转换为氨(沸点 −33.5 ℃,常温 8–10 bar 即可液化)或甲醇(沸点 64.7 ℃,常温常压液态)后:体积能量密度显著增大:液 NH₃ 约 11.2 MJ L⁻¹,CH₃OH 约 15.8 MJ L⁻¹,而液氢仅 8.5 MJ L⁻¹;基础设施兼容性好:液氨可直接利用化肥储运体系,甲醇可借用现有液体燃料管网;安全性提升:NH₃ 具有刺激性气味,泄漏易察觉;甲醇闪点 11 ℃,虽易燃但爆炸极限窄,且常温常压液态,管理技术成熟。
因此,将氢转化为氨或甲醇,是解决“氢经济”中储运瓶颈的主流技术路径之一(所谓“氢载体”或“Pwer-t-X”路线)。
18. 黑火药是我国古代的四大发明之一,其成分含有KNO3。古代以硝土和草木灰(主要成分K2CO3)为原料生产KNO3的部分流程如下图1所示。
【查阅资料】①硝土的主要成分是KNO3、Ca(NO3)2和NaCl等。
②Ca(NO3)2与K2CO3能发生复分解反应。
(1)淋硝过程中Ca(NO3)2与K2CO3反应的化学方程式是_______。淋硝所得的溶液称为“硝水”,其溶质中一定含有的物质是________。
(2)熬硝主要是将淋硝过程中得到的硝水浓缩成浓硝水。根据图2中的溶解度曲线分析,冷却热浓硝水,主要获得KNO3晶体的原因是_________。若将80℃的269g硝酸钾饱和溶液降温到20℃,则析出硝酸钾晶体质量是________g。
(3)滤液A可以循环使用,原因是__________。
(4)黑火药爆炸时发生反应的化学方程式是,则X的化学式是__________。
【答案】(1)①. ②. KNO3、NaCl
(2)①. 硝酸钾溶解度随温度降低显著减小,氯化钠溶解度随温度变化小 ②. 137.4
(3)提高原料硝酸钾的利用率,减少资源浪费
(4)N2
【解析】(1)Ca(NO₃)₂ 与 K₂CO₃ 发生复分解反应,生成碳酸钙沉淀和硝酸钾,化学方程式为,反应后生成的 KNO₃ 与原硝土中已有的 KNO₃、NaCl 共同进入“硝水”,因此溶质中一定含有 KNO₃ 和 NaCl。由于 CaCO₃ 难溶于水,过滤即被除去,NaCl 不参与反应,故母液体系始终存在 NaCl。
(2)冷却热浓硝水主要析出 KNO₃ 的原因:
• KNO₃ 溶解度随温度降低而急剧下降(80 ℃→20 ℃,从 169 g 降至 31.6 g/100 g 水);
• NaCl 溶解度变化幅度很小(80 ℃ 38.4 g → 20 ℃ 36.0 g/100 g 水)。
因此,降温时 KNO₃ 大量析出,而 NaCl 基本留在溶液中,实现两者的初步分离。
80 ℃ 时 269 g KNO₃ 饱和溶液的组成:
溶质 169 g、溶剂水 100 g。
降至 20 ℃ 后,100 g 水最多溶解 31.6 g KNO₃,故析出晶体质量
169 g – 31.6 g = 137.4 g。
(3)冷却结晶后的母液是 KNO₃ 的饱和溶液(含少量 NaCl)。将其作为滤液 A 返回蒸发或结晶工段,可:
• 回收仍未析出的 KNO₃,提高产率;
• 减少蒸发所需热量,降低能耗;
• 减少外排母液量,减轻环保压力;
• 稀释后续投料,降低杂质累积速率,延长设备清洗周期。
(4)根据题给原子守恒:
反应前:K 2、N 2、O 6、S 1、C 3
反应后:K 2、S 1、C 3、O 6
缺少 2 个 N 原子,故 X 的化学式为 N₂。
常见对应反应为黑火药燃烧:2 KNO₃ + S + 3 C =K₂S + N₂↑ + 3 CO₂↑
生成的 N₂ 为无色气体,带走大量热量,使反应体系迅速膨胀并产生爆炸效应。
19. 某化学兴趣小组利用工业废镍材料(含有金属镍及少量Fe、Cu、)回收金属镍(Ni),设计流程如下图所示(部分产物略去)。回答下列问题:
【查阅资料】①“转化”过程中发生的反应:;
②“除铁”过程中,可以通过调节溶液pH,使溶液中的硫酸铁生成沉淀,而硫酸镍不生成沉淀。
(1)“酸浸”过程中Ni与稀硫酸反应的化学方程式是____________,此反应的基本反应类型是________。酸浸后,滤渣的成分是___________。
(2)“除铁”过程中,生成沉淀,该反应的化学方程式是___________。
(3)“置换”过程中,生成镍的化学方程式是_________。铁粉能置换出镍,说明铁的金属活动性比镍____________。
【答案】(1)①. ②. 置换反应 ③. Cu
(2)
(3)①. ②. 强
【解析】(1)
基本反应类型:置换反应(单质 + 化合物 → 新单质 + 新化合物)。
废镍原料中的 Cu 在金属活动性顺序中位于 H 之后,不与稀硫酸反应;Fe 与 H₂SO₄ 反应生成 FeSO₄ 和 H₂;Fe₂O₃(若存在)与 H₂SO₄ 反应生成 Fe₂(SO₄)₃ 和水。因此酸浸后滤渣为 Cu,可能夹杂少量未反应的碳或其它惰性杂质。
(2)转化工序将 Fe²⁺ 全部氧化为 Fe³⁺,最终溶液中主要含铁离子形态为 Fe³⁺(以硫酸铁形式存在)。,生成的 Fe(OH)₃ 为红棕色沉淀,经洗涤、干燥、煅烧后可得高纯 Fe₂O₃ 产品,或直接作为颜料级氧化铁出售。
(3)滤液中的硫酸镍通过加入铁粉发生置换反应:Fe + NiSO₄ → FeSO₄ + Ni↓
铁粉过量可确保 Ni²⁺ 被完全置换,生成的海绵镍经磁选或筛分与过量铁粉分离。
该反应说明金属活动性:Fe > Ni,符合常见金属活动性顺序 Fe > Ni > Sn > Pb > (H) > Cu。
得到的 FeSO₄ 溶液可经蒸发浓缩、冷却结晶制备七水硫酸亚铁(绿矾),实现副产物综合利用。
四、实验与探究(本题包括3个小题。共29分)
20. 实验探究是学习化学的重要方法。请根据下列实验装置图回答问题。
(1)装置A中仪器a的名称是________。
(2)实验室用过氧化氢溶液制取O2,用大理石和稀盐酸制取CO2。二者都可以选用的发生装置是________(填装置序号,下同),用排空气法收集两种气体都可以选用的收集装置是________。
(3)实验室用过氧化氢溶液和MnO2制取O2,反应化学方程式是__________,用装置C收集生成的O2纯度偏低,原因可能是________(填序号)。
①制取装置气密性不好
②收集前,集气瓶中未注满水
③收集完成时,集气瓶中仍有少量水
(4)向盛有80℃热水的装置F的试管中放入白磷,然后将O2通入试管中与白磷接触,白磷燃烧(白磷着火点为40℃)。水能灭火,但试管中的白磷却在水中燃烧,请从可燃物燃烧的条件分析,原因是_________。
【答案】(1)铁架台
(2)①. B ②. D
(3)①. ②. ②
(4)白磷是可燃物,温度达到着火点,且与氧气接触
【解析】(1)装置 A 中仪器 a 是铁架台,用于固定和支持试管、烧瓶等反应容器。
(2)过氧化氢溶液(液体)与 MnO₂(固体)常温反应,以及大理石(固体)与稀盐酸(液体)常温反应,均属于“固—液、不加热”型,故发生装置选 B(长颈漏斗—锥形瓶简易装置)。
O₂ 密度略大于空气,CO₂ 密度明显大于空气,二者皆可用向上排空气法(装置 D)收集;若需干燥,可在发生装置与收集装置之间加一只盛有浓硫酸的洗气瓶。
(3)过氧化氢在二氧化锰催化下的分解方程式:
用排水法(装置 C)收集 O₂ 时,导致纯度偏低的常见原因:
① 装置气密性不好 → 气体外逸,收集量少,但残留空气比例不一定升高;
② 集气瓶未预先注满水 → 瓶内原有空气混入,O₂ 浓度下降;
③ 集气完毕仍残留少量水 → 仅减少 O₂ 体积,不改变纯度。
故应填 ②。
(4)白磷(P₄)本身是可燃物,80 ℃ 热水使其温度达到着火点(白磷约 40 ℃)。通入 O₂ 后,白磷同时满足“可燃物、温度 ≥ 着火点、与氧气接触”三条件,立即自燃:
4 P + 5 O₂ =2 P₂O₅(白烟)
实验中常将生成的 P₂O₅ 用碱液吸收,防止污染空气。
21. 兴趣小组进行跨学科实践活动——探究土壤酸碱性对绣球花颜色的影响。
任务一:探究调控绣球花变色措施
【查阅资料】①绣球花从土壤中吸收铝盐与色素作用,花瓣呈现蓝色;土壤中铝盐不足时,花瓣呈现粉色、红色等颜色。土壤的酸碱度影响其铝盐的含量,当土壤pH为4.5~6时,绣球花为最艳丽的蓝色。②氢氧化铝不溶于水。
小组同学根据资料确定绣球花调色措施:
(1)调蓝:向土壤中施加铝盐,铝盐的溶解性应为________。如果再施加酸性物质使土壤pH为4.5~6,能实现绣球花呈最艳丽的蓝色。
(2)调红:向土壤中施加碱性物质使铝盐生成________。
任务二:筛选合适的调色试剂
(3)小组同学选择了硫酸铝作调蓝试剂,白醋(主要成分醋酸)作为土壤酸化试剂。白醋可以中和土壤中的碱性物质,醋酸()与氢氧化钙反应的化学方程式是____________。(已知:在水溶液中能解离出和)
(4)因NaOH碱性强、有强腐蚀性,调红时,稍有不慎就会造成绣球花死亡,故小组同学选用石灰乳或纯碱溶液作为调红试剂,但二者不能混合施用,原因是________。
任务三:制备用于调蓝的硫酸铝溶液
【查阅资料】①硫酸铝水溶液呈无色;②工业上制备硫酸铝常用的原料是铝土矿(主要成分为,还含有及不溶于稀硫酸的);③过量的铝粉与硫酸铁溶液反应的化学方程式是。
【设计并实施实验】
(5)兴趣小组以铝土矿为原料,在实验室制取硫酸铝。
【反思评价】
(6)在用熟石灰调红时,不能与铵态氮肥一起施用。原因:①释放出氨气,使肥效降低;②________,影响调红效果。
【答案】(1)易溶
(2)氢氧化铝
(3)
(4)石灰乳主要成分是氢氧化钙,氢氧化钙和碳酸钠反应会产生碳酸钙沉淀和氢氧化钠(也生成了氢氧化钠)
(5)①. ②. 铝粉 ③. 溶液由黄色变为无色 ④. 产生气泡
(6)若和铵态氮肥使用,氢氧根离子被消耗,不能吸收铝离子
【解析】(1)“铝盐”能被植物根系直接吸收,说明其在土壤溶液中必须能够完全电离出 Al³⁺,因此应选用易溶于水的铝盐,如 AlCl₃、Al₂(SO₄)₃ 或 KAl(SO₄)₂·12H₂O(明矾)。若使用难溶铝盐(如 Al(OH)₃ 或 AlPO₄)则无法提供足够的有效铝离子。
(2)Al³⁺ 与 OH⁻ 的沉淀反应:
Al³⁺ + 3 OH⁻ =Al(OH)₃↓
生成的 Al(OH)₃ 为白色胶状沉淀,既可降低溶液中游离 Al³⁺ 浓度,又可吸附土壤胶体,调节微域 pH。
(3)醋酸(CH₃COOH)与氢氧化钙(Ca(OH)₂)中和:
2 CH₃COOH + Ca(OH)₂ =Ca(CH₃COO)₂ + 2 H₂O
生成的醋酸钙可溶于水,常被用作钙肥,同时对土壤 pH 影响较温和。
(4)石灰乳 [Ca(OH)₂ 悬浊液] 与碳酸钠(Na₂CO₃)反应:
Ca(OH)₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃↓ + 2 NaOH
生成的 NaOH 属强碱,会使局部土壤 pH 骤升,导致 Al(OH)₃ 进一步溶解(Al(OH)₃ + OH⁻ → [Al(OH)₄]⁻),反而增加可溶性铝含量;同时 NH₄⁺ 也会与 OH⁻ 反应:NH₄⁺ + OH⁻ = NH₃↑ + H₂O,损失氮素。因此二者不宜直接混用。
(5)氧化铁(Fe₂O₃)与稀硫酸反应:
Fe₂O₃ + 3 H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + 3 H₂O
溶液 a 中除含 Fe₂(SO₄)₃ 和过量 H₂SO₄ 外,还含有由 Al₂O₃ 溶解生成的 Al₂(SO₄)₃。
加入过量铝粉的目的:
① Al + Fe₂(SO₄)₃ = 2 FeSO₄ + Al₂(SO₄)₃(或进一步 2 Al + 3 Fe²⁺ = 2 Al³⁺ + 3 Fe 黑色固体)
② Al + 3 H⁺ = Al³⁺ + ³⁄₂ H₂↑
现象:黄色(Fe³⁺)逐渐变浅至无色,同时有黑色铁粉析出并伴随气泡产生。
(6)在绣球等“铝指示植物”中,花色素苷与 Al³⁺ 络合呈蓝色;缺少铝离子则呈粉色或红色。为获得红色花朵,需要降低可利用铝浓度,可通过施 Ca(OH)₂ 提高 pH 并沉淀 Al³⁺:
Al³⁺ + 3 OH⁻ = Al(OH)₃↓
若同时配施铵态氮肥(NH₄⁺),NH₄⁺ 会与 OH⁻ 反应:NH₄⁺ + OH⁻ = NH₃↑ + H₂O,消耗 OH⁻,降低 pH,使 Al(OH)₃ 重新溶解,Al³⁺ 浓度回升,削弱甚至抵消调红效果。因此 Ca(OH)₂ 类调红剂不宜与铵态氮肥同时施用,应间隔 7–10 天。
22. 过碳酸钠()俗称“固体双氧水”,常用于特定环境供氧。它遇水能分解为碳酸钠和过氧化氢。兴趣小组对过碳酸钠的组成和性质进行以下探究。
活动一:验证过碳酸钠部分化学性质
【设计并实施实验】
(1)小组设计并实施实验如下表,完成相关内容。
活动二:测定过碳酸钠的组成
【设计并实施实验】
为测定过碳酸钠()样品中x、y的比值,兴趣小组选用下图所示装置进行实验(省略胶皮管、夹持等装置,整个装置气密性良好)。
【查阅资料】碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的固体混合物;与稀不反应。
实验1:依次连接装置A、F,将盛有一定质量的过碳酸钠样品的网袋慢慢浸没在锥形瓶内的水中,待完全反应后,恢复到室温,测得量筒中进入224mL水(该实验状况下,224mL氧气质量为0.32g)。
实验2:先称量装置C、D的质量,再将“实验1”反应后的装置A小心拆下,依次连接装置A、B、C、D、E。慢慢倾斜装置A,使试管中的稀硫酸逐渐流入锥形瓶中,待反应完全后,再打开弹簧夹通入一会儿。测得装置C、D分别增重0.83g和0.05g。
(2)“实验2”中装置D增重的原因是________。
(3)根据实验数据计算,一定质量的过碳酸钠样品分解生成的碳酸钠与过氧化氢的质量比是________(填最简整数比,下同),则该过碳酸钠样品()中________。
【反思评价】
(4)“实验1”中反应生成的氧气有部分残留在装置A中,没有全部进入装置F,对测定氧气体积的影响是________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)过碳酸钠的实际组成是。如果你计算的过碳酸钠组成中的量偏大,试分析造成实验误差的原因可能是________(写1条)。
【答案】(1)①. 带火星的木条复燃 ②. 将产生的气体通入澄清石灰水 ③. 有气泡产生,澄清石灰水变浑浊
(2)吸收气流从装置C中带出的水蒸气
(3)①. 53:17 ②. 1:1
(4)无影响
(5)装置A拆卸、连接时,空气中的CO2 被装置C吸收(合理即可 )
【解析】下面把解析要点再扩充、理顺,并补充一些定量关系与误差分析细节,方便整体把握。
(1)现象与检验
步骤Ⅰ:2Na₂CO₃·3H₂O₂ = 2Na₂CO₃ + 3H₂O₂;2H₂O₂ → 2H₂O + O₂↑(MnO₂催化)
故带火星木条复燃,确认 O₂。
步骤Ⅱ:CO₃²⁻ + 2H⁺ = CO₂↑ + H₂O;CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O
操作:把步骤Ⅰ反应后的上层清液取出,逐滴加入稀盐酸,将逸出的气体通入澄清石灰水;现象:石灰水变浑浊,确认 CO₃²⁻ 存在。
(2)装置流程与增重原因
A:Na₂CO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + CO₂↑ + H₂O
B:浓 H₂SO₄ 吸收水蒸气,得到干燥 CO₂
C:NaOH(aq) 吸收 CO₂(2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O)
D:碱石灰吸收随气流带出的水蒸气,故 D 的增重 m(D)=0.05 g 即为水蒸气质量。
因此 CO₂ 的总质量
m(CO₂)=m(C)+m(D)=0.83 g+0.05 g=0.88 g。
(3)质量比计算
实验 1 中收集到的 O₂ 质量 0.32 g,对应 H₂O₂ 的质量:
2H₂O₂ → 2H₂O + O₂
2×34 g 32 g
x 0.32 g
x = 0.68 g
实验 2 中 CO₂ 质量 0.88 g,对应 Na₂CO₃ 的质量:
Na₂CO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + CO₂ + H₂O
106 g 44 g
y 0.88 g
y = 2.12 g
故
m(Na₂CO₃) : m(H₂O₂) = 2.12 g : 0.68 g = 53 : 17
若过碳酸钠“化学式”写成 2Na₂CO₃·3H₂O₂(摩尔质量 314 g·ml⁻¹),则
n(Na₂CO₃) : n(H₂O₂) = 2 : 3,质量比 2×106 : 3×34 = 212 : 102 ≈ 53 : 25.5。
实验测得 53 : 17,对应 n(Na₂CO₃) : n(H₂O₂) = 1 : 1,说明样品中过碳酸钠以 Na₂CO₃·H₂O₂(摩尔质量 146 g·ml⁻¹)形式存在,即 x : y = 1 : 1。
(4)排水法测氧气体积无系统误差
装置 A 内原有空气体积 V₀ 在反应结束后仍占空间;当反应产生的 O₂ 进入量筒(或量气管)时,V₀ 被等体积 O₂ 置换,因此 V₀ 不影响最终读数。
只有当温度、压强未恢复到室温、常压时才会带来误差,而解析已说明“恢复室温”,故无影响。
(5)CO₂ 质量偏大可能原因
• 实验 1 结束后拆卸装置,外部空气(含 CO₂)进入 A,后续实验 2 时这部分 CO₂ 被 C 吸收;
• 实验 2 开始前未用气体(如 N₂)吹扫系统,B、C 之间管路中的空气 CO₂ 被计入;
• 浓硫酸瓶 B 本身若含少量可挥发碳酸,也可能贡献痕量 CO₂;
• 称量碱石灰管 D 前未充分冷却,水蒸气冷凝增重被误计为 CO₂。
只要答出“装置连接时空气进入,导致额外 CO₂ 被吸收”即可得分。
五、分析与计算(本题包括1个小题。共7分)
23. 化学小组同学在实践基地发现一袋久置的熟石灰,标签显示其含少量杂质(杂质不溶于水也不与酸反应)。同学们为探究其变质程度,进行以下实验。取该熟石灰样品10 g于锥形瓶中,加入40 g水,振荡,然后逐滴加入一定溶质质量分数的稀盐酸,边加边振荡。加入稀盐酸的质量与锥形瓶中物质的总质量关系如下图所示。(忽略在水中的溶解)
请完成下列问题:
(1)10 g该熟石灰样品产生的质量是________g。
(2)计算所加入的稀盐酸的溶质质量分数。(写出计算过程,结果精确至0.1%)
(3)10 g该熟石灰样品中氢氧化钙的质量是________g。(不写计算过程)
【答案】(1)0.88
(2)解:根据图像分析,与碳酸钙反应的稀盐酸质量是60g−50g=10g;
设10g稀盐酸中HCl质量为x。
,x=1.46g。
稀盐酸溶质质量分数×100%=14.6%
答:稀盐酸溶质质量分数为14.6%。
(3)7.4
【解析】
(1)根据图像,久置的熟石灰中含有碳酸钙和氢氧化钙,当加入50g 稀盐酸时,氢氧化钙和盐酸先反应,后加入 60g -50g稀盐酸时,碳酸钙和盐酸反应;则生成质量为 50g+60g−109.12g=0.88g,答案: 0.88。
(2)见答案;
(3)与氢氧化钙反应的稀盐酸质量是50g,含HCl质量为50g×14.6%=7.3g。
设氢氧化钙质量为y。
,y=7.4g。
A.化学与环保
B.化学与能源
①使用可降解塑料,减少“白色污染”
②煤炭中加入固硫剂,减少污染
①化学电池是将化学能直接转化为电能的装置
②开发和利用新能源,禁止使用化石燃料
C.化学与健康
D.化学与农业
①人体内缺乏铁元素会导致贫血症
②实行体重健康管理,不吃含油脂食品
①大量施用化肥和农药提高农作物产量
②钾肥能增强农作物抗病虫害和抗倒伏能力
选项
实验目的
实验方案
A
除去铜粉中混有的碳粉
将混合物在空气中充分灼烧
B
鉴别硝酸铵和氯化钠固体
取等量样品,加等温、等量水溶解,比较温度变化
C
验证乙醇中含有碳元素
取样,点燃,在火焰上方罩一个干而冷的烧杯
D
除去稀盐酸中少量的稀硫酸
加入过量的BaCl2溶液,过滤
燃料
沸点(°C)(101kPa)
氢气
氨气
甲醇
64.7
实验操作
实验现象
结论及解释
步骤I.取20g铝土矿加入锥形瓶中,向其中加入过量的稀硫酸,充分反应后过滤,得到滤液a和滤渣()。
滤液a显黄色。
、与稀硫酸反应。与稀硫酸反应的化学方程式是_________。
步骤Ⅱ.向滤液a中加入过量________,充分反应后过滤,得滤液b。
有黑色固体析出;
__________;
__________。
滤液b为硫酸铝溶液。
实验操作
实验现象
实验结论
步骤I.取少量过碳酸钠样品和粉末于试管中,加足量水,将带火星的木条放在试管口。
_______。
过碳酸钠溶于水能产生氧气。
步骤Ⅱ.取步骤Ⅰ反应后的上层清液,滴加过量的稀盐酸,________。
________。
上层清液与稀盐酸反应能产生二氧化碳。
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