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文檔簡介
壓軸題12跨學科實踐中考化學中“跨學科實踐”的考點主要結合科學、技術、社會與環境(STSE)的視角,強調學科融合與實際問題解決能力。以下是常見的跨學科實踐考點及題型分析:一.物質性質與能量變化1.燃料燃燒(如氫氣、甲烷)的熱值計算,結合能量轉化(化學能→熱能)·電池反應(如干電池、鋰電池)中的化學能轉化為電能。例題:解釋電動車電池工作時涉及的化學與物理變化。2.物質狀態變化與熱學干冰升華制冷(吸熱)、水蒸發吸熱等物理現象與化學物質性質結合。
例題:分析滅火器中干冰滅火的物理和化學原理。二、化學與生物的結合1.生命活動中的化學反應·光合作用(CO,→0)、呼吸作用(葡萄糖分解)中的氣體變化。·人體內酶的作用(如胃蛋白酶與酸堿環境)。例題:解釋劇烈運動后肌肉酸痛的化學原因(乳酸積累)2.環境與生態問題·酸雨(SO,、NOx)對植物生長的影響。·化肥(氮、磷、鉀)使用與土壤酸堿性的關系。例題:設計實驗驗證酸雨對種子發芽率的影響。三、化學與地理的結合1.自然資源與化學應用·金屬礦物(如赤鐵礦、鋁土礦)的分布與擯售冶煉。·海水淡化技術(蒸餾、膜分離)與水資源保護。2.大氣環境問題溫室效應(CO、CH)臭氧層空洞(氟利昂)的成因與防治。例題:分析“碳中和”目標中化學技術的應用(如碳捕獲、新能源)。四、化學與數學的結合1.計算題與數據分析·化學方程式計算(質量守恒、溶液濃度)。·實驗數據的圖表分析(如反應速率曲線、pH變化趨勢)。
例題:根據溶解度曲線計算某溫度下溶液的溶質質量分數。2.統計與概率實驗數據的誤差分析(如多次測量取平均值)。五、化學與工程技術的結合1.鏌縱材料科學與技術·合成合金的性質(如不銹鋼耐腐蝕)、材料(塑料、纖維)的應用,·工業流程(如合成氨、煉鐵高爐)中的化學反應與設備設計。2.能源技術氫能源的制備與儲存(電解水、金屬儲氫)。例題:對比化石燃料與新能源的優缺點六﹑實驗設計與科學探究1.跨學科實驗設計探究影響反應速率的因素(溫度、催化劑)時,結合物理測量(溫度計)和生物酶活性。設計凈水裝置(物理過濾、化學消毒生物降解結合)2.項目式學習·案例:調查社區垃圾分類情況,分析可回收物(如塑料、金屬)的化學處理方式。七、社會熱點與實際問題1.碳中和與新能源
·二氧化碳捕集技術、光伏發電材料(硅半導體)。2.疫情防控中的化學消毒劑(如84消毒液、酒精)的成分與反應原理。·口罩材料(熔噴布、靜電吸附)的化學題型01物質性質與能量變化1.(2025·江蘇常州·一模)下列變化過程中,主要發生化學變化的是A.汽油燃燒 B.濕衣晾干 C.石油分餾 D.干冰升華【答案】A【詳解】A、汽油燃燒,發生了燃燒,一定有新物質生成,屬于化學變化;B、濕衣晾干,只是水的狀態的改變,無新物質生成,屬于物理變化;C、石油分餾是利用石油中各成分沸點的不同將其分離,只是狀態的改變,無新物質生成,屬于物理變化;D、干冰升華,只是狀態的改變,無新物質生成,屬于物理變化。故選A。2.(2025·河南安陽·模擬預測)2025年2月第九屆亞冬會在哈爾濱舉行,漫天飛雪中亞冬會火炬熊熊燃燒,象征光明、團結和溫暖。(一)初識“燃燒”(1)為探究燃燒的條件設計了如圖所示實驗。滴加過氧化氫溶液時發生反應的化學方程式為,一段時間后,觀察到白磷燃燒而紅磷不燃燒,由此可說明可燃物燃燒的條件是。(已知白磷的著火點為40℃,紅磷的著火點為240℃)(二)了解“燃燒”中華民族有著悠久的用火歷史,火的利用促進燃料的發展,家用燃料變遷圖如下:(2)天然氣是目前城鎮居民家庭主要用到的燃料,寫出天然氣燃燒的化學方程式。(3)氫氣被譽為未來的理想燃料,寫出氫能的優點(寫出一條即可)。(三)調控“燃燒”(4)2025年2月11日,我國在文昌航天發射場用長征八號改運載火箭成功發射衛星互聯網低軌02組衛星。該火箭采用液氧液氫推進劑,發動機(運行簡示圖如圖)可通過調控閥門調整動力。火箭升空時,為增大動力,應對閥門進行的操作是。(四)解決“燃燒”帶來的問題化石能源燃燒時產生的一些物質會對空氣和氣候造成一定影響,如燃燒產生的二氧化碳增多,會導致全球氣候變暖。為解決這一問題,中國提出2060年“碳中和”目標。(5)“碳捕集”:采用化學吸收法,利用堿性吸收劑捕集并安全存儲二氧化碳,寫出用氫氧化鈉溶液“捕集”二氧化碳時發生反應的化學方程式。(6)“碳利用”:清華大學研究人員成功研制出一種納米纖維催化劑,可將二氧化碳轉化為液態燃料甲醇CH3OH,其微觀示意圖如圖所示。參加反應的甲和乙的分子個數比為(7)根據上述反應原理,若要制取3.2kg【答案】(1)2H(2)CH(3)產物是水,無污染/燃燒熱值高等(4)增大閥門開度,提高液氫和液氧的供應量(5)2(6)1:3(7)解:設能吸收二氧化碳的質量為x。答:能吸收二氧化碳的質量為4.4kg【詳解】(1)過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣,反應的化學方程式為2H2O(2)天然氣的主要成分是甲烷,完全燃燒生成二氧化碳和水,反應的化學方程式為CH4+2O(3)氫氣被譽為未來的理想燃料,氫能的優點有原料來源廣、熱值高、燃燒產物是水,無污染,故填:產物是水,無污染或燃燒熱值高等;(4)液體火箭發動機的優點是可以通過調控發動機內閥門來燃燒室調控動力。火箭運行過程中,為增大動力,應進行的操作是增大閥門開度,提高液氫和液氧的供應量,使燃燒室內的液氫、液氧充分燃燒,故填:增大閥門開度,提高液氫和液氧的供應量;(5)二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水,反應的化學方程式為2NaOH+CO(6)由反應的微觀示意圖可知,二氧化碳和氫氣在催化劑的作用下生成甲醇和水,反應的化學方程式為CO2+3H2催化劑CH3OH+H2O,則參加反應的甲(CO2)和乙(H2)的分子個數比為1:3,故填:1:3;(7)見答案。題型02化學與生物的結合1.(2024·云南德宏·一模)下圖是硫酸型酸雨的形成過程示意圖,下列說法不正確的是A.由S轉化為H2SO4的過程中硫元素的化合價依次升高B.SO2和SO3的組成元素相同,分子結構不同C.過程③中發生的化學方程式為SO3+H2O=H2SO4D.在煤中加入石灰石,可減少SO2的排放【答案】A【詳解】A、由圖可知,S→SO2,硫元素化合價由0價→+4價,化合價升高;①中SO2→SO3,硫元素化合價由+4價→+6價,化合價升高;③中SO3→H2B、SO2和SO3的組成元素相同,分子結構不同,二氧化硫由二氧化硫分子構成,三氧化硫由三氧化硫分子構成,說法正確,不符合題意;C、由圖可知,過程③中發生的反應是三氧化硫與水反應生成硫酸,化學方程式為SO3D、在煤中加入石灰石,可減少SO2的排放,說法正確,不符合題意。故選:A。2.(2024·山東棗莊·一模)農作物光合作用的產物有一半左右儲存在秸稈中,其中的有機物主要是纖維素類物質,絕大多數可以燃燒,是早期農村家用的主要燃料。(1)秸稈燃燒的灰燼又稱草木灰,草木灰是一種農業肥料,主要成分是碳酸鉀,其余雜質大多數不溶于水。①從草木灰中分離出碳酸鉀的步驟是溶解、過濾、。②草木灰可以改良酸性土壤并且有較強的殺菌消毒作用。分析其主要成分,可以推測它與下列(填序號)性質相似。A.食鹽
B.燒堿
C.純堿
D.熟石灰③草木灰的水溶液呈(填寫“中性”、“酸性”、“堿性”三者之一)。(2)隨著科技水平的不斷發展,秸稈不再是農村家庭的主要燃料。越來越多的秸稈需要處理,出現了粉碎還田、粉碎做飼料、集中發電、就地焚燒等多種處理方法。下列觀點你認為合理的有_________。A.無論是秸稈粉碎還田還是集中發電,都需要經過實踐論證,不應該“紙上談兵”B.一切政策應尊重當地農民的選擇,他們覺得焚燒合理,就不應該制止C.秸稈的利用只能從科學促使能量釋放的角度尋找途徑D.秸稈廉價易得,只要是秸稈再利用技術,就可以推廣,不需考慮環保利用率等問題E.秸稈的再利用過程中,化學研究起著不可忽視的作用【答案】(1)蒸發結晶C堿性(2)ACE【詳解】(1)①草木灰中的碳酸鉀易溶于水,通過溶解、過濾、蒸發結晶等步驟,可以從草木灰中分離出碳酸鉀,故填:蒸發結晶;②草木灰的主要成分是碳酸鉀,碳酸鉀屬于鹽,碳酸鉀的水溶液中解離出的陰離子是碳酸根離子,碳酸鉀溶液顯堿性,碳酸鉀可以與酸發生反應,可以用于改良酸性土壤并且有較強的殺菌消毒作用,利用歸納的方法,碳酸鈉的水溶液中解離出的陰離子也是碳酸根離子,則碳酸鉀和碳酸鈉(純堿)有相似的化學性質,故選C;③草木灰的水溶液能改良酸性土壤,說明其水溶液呈堿性,故填:堿性;(2)A、無論是秸稈粉碎還田還是集中發電,都需要經過實踐論證,不應該“紙上談兵”,故選項說法合理;B、由于焚燒秸稈會造成空氣污染,會造成環境污染,故選項說法不合理;C、秸稈的利用只能從科學促使能量釋放的角度尋找途徑,故選項說法合理;D、秸稈雖然廉價易得,但同時也需考慮環保利用率的問題,故選項說法不合理;E、秸稈的再利用過程中,化學研究起著不可忽視的作用,故選項說法合理;故選ACE。題型03化學與地理的結合1.(2025·陜西銅川·一模)我國古代采用鹽田法曬鹽,經日曬、風吹等,結晶池中會有氯化鈉晶體析出,獲得海鹽。獲得的海鹽中常混有Na2溫度/℃010203040氯化鈉溶解度/g3535.53636.537碳酸鈉溶解度/g6101836.550(1)t1℃時,氯化鈉和碳酸鈉的溶解度相等,為(2)t2℃時,將40g碳酸鈉固體加入50(3)結合溶解度曲線圖說明“冬天撈堿(Na2CO3(4)如2圖所示,t1A.氫氧化鈉 B.生石灰 C.硝酸銨 D.干冰【答案】(1)36.5(2)2∶5(3)冬天溫度降低,碳酸鈉的溶解度減小,且減小幅度較大,其飽和溶液中會有較多碳酸鈉晶體析出(4)CD【詳解】(1)溶解度曲線的交點表示該溫度下兩種物質溶解度相等,由圖可知t1℃時,氯化鈉和碳酸鈉的溶解度曲線相交,結合表格數據,此時二者溶解度均為36.5g。(2)由圖可知t2℃時碳酸鈉溶解度為40g,即100g水中最多溶解40g碳酸鈉,則50g水中最多溶解20g碳酸鈉。將40g碳酸鈉固體加入50g水中,最多溶解20g,則所得溶液中溶質與溶劑質量比為20g:50g=2:5。(3)由溶解度曲線可知,碳酸鈉溶解度受溫度影響大,冬天溫度降低,碳酸鈉溶解度大幅減小,原來的飽和溶液中溶質結晶析出,所以冬天可撈堿。(4)碳酸鈉的溶解度隨溫度升高而增大,t1℃時,向水中加入某物質后,試管中有碳酸鈉晶體析出,說明加入物質后溶液溫度降低。A、氫氧化鈉溶于水放熱,溫度升高,不符合要求。B、生石灰與水反應放熱,溫度升高,不符合要求。C、硝酸銨溶于水吸熱,溫度降低,符合要求。D、干冰升華吸熱,使溶液溫度降低,符合要求。故選CD。2.(2025·陜西銅川·一模)2025年,中國載人航天的征程更是令人期待。神舟二十號、神舟二十一號、天舟九號蓄勢待發,吳龍貨運航天飛機、輕舟貨運飛船也將攜手朱雀三號、力箭二號閃亮登場。請回答下列問題:(1)火箭的制造用到了鈦合金材料,鈦合金材料的顯著特點是(填一點)。(2)空間站實驗艙使用的太陽能電池中含有鎵(Ga)元素。金屬鎵由(填“分子”或“原子”)構成。(3)火箭燃料艙內含有液氧、甲烷,液氧、甲烷反應的微觀示意圖如圖所示。該反應前后分子數目(填“改變”“不變”或“不能確定”),反應生成c、d的質量比為(填最簡整數比)。【答案】(1)強度高(或密度小、抗腐蝕性強等,合理即可)(2)原子(3)不變11∶9【詳解】(1)鈦合金用于火箭制造,其具有諸多優良特性,如強度高,能承受火箭發射等過程中的巨大外力;密度小,可減輕火箭整體重量;抗腐蝕性強,能在復雜環境下保持性能穩定。(2)金屬是由原子直接構成的,鎵屬于金屬單質,所以金屬鎵由原子構成。(3)根據微觀示意圖,該反應是CH4(a)、O2(b)在點燃條件下反應生成CO2(c)、H2O(d),化學方程式為CH4根據化學方程式,每1個甲烷分子與2個氧分子反應生成1個二氧化碳分子和2個水分子,反應前后分子數目不變;反應生成c、d的質量比為(1×44)∶(2×18)=11∶9。題型04化學與數學的結合1.(2025·新疆烏魯木齊·一模)如圖是甲、乙、丙三種固體物質的溶解度曲線,請根據溶解度曲線回答下列問題:(1)P點的含義是。(2)t3℃時,甲的飽和溶液中溶質與溶液的質量比為(填最簡整數比);t3℃時,將30g甲物質加入50g水中,充分溶解后所得溶液的質量為g。(3)將t3℃時的甲、乙、丙三種物質的飽和溶液降溫到t1℃時,溶液中溶質質量分數最小的是。(4)當乙中含有少量甲時,提純乙的方法是。(5)t3℃時等質量的甲、乙、丙三種物質形成的飽和溶液,質量最大的是。【答案】(1)t2℃時甲和乙的溶解度相等(2)1:375(3)丙(4)蒸發結晶(5)丙【詳解】(1)P點是t2℃時甲、乙兩物質的溶解度曲線的交點,表示t2℃時甲和乙的溶解度相等;。(2)t3℃時甲的溶解度是50g,即100g水中最多溶解50g的甲,達到飽和狀態,則t3℃時,甲的飽和溶液中溶質與溶液的質量比50g:(100g+50g)=1:3;t3℃時,將30g甲物質加入到50g水中,充分溶解后最多溶解25g甲,所得溶液為50g+25g=75g;(3)t3℃時,等質量的甲、乙、丙三種物質的飽和溶液降溫至t1℃,甲乙的溶解度減小,析出晶體,變為t1℃下的飽和溶液,丙的溶解度增大,變為t1℃下的不飽和溶液,溶液組成不變,按照t3℃下的溶解度計算,t1℃乙的溶解度>t1℃甲的溶解度>t3℃下丙的溶解度,飽和溶液溶質質量分數=溶解度溶解度(4)甲乙的溶解度均隨溫度升高而增大,甲的溶解度受溫度影響較大,乙的溶解度受溫度影響較小,所以當乙中含有少量甲時,提純乙的方法是蒸發結晶;(5)t3℃時甲乙丙的溶解度關系為甲>乙>丙,等質量的甲、乙、丙三種物質形成的飽和溶液,需要水的質量甲<乙<丙,則溶液質量最大的是丙。2.(2025·陜西西安·二模)從圖表中獲取信息是學習化學的一種重要能力,分析以下圖表,回答相關問題。(1)下表是NaCl在不同溫度下的溶解度。20°C時,氯化鈉的溶解度為溫度/℃01020304050NaCl35.735.836.036.336.637(2)t℃時,取某固體的溶液mg于燒杯中,進行如圖操作。由上圖可知,圖中燒杯中的mg溶液屬于(選填“飽和”或“不飽和”)溶液,根據上圖分析與計算,m=(3)已知硝酸鉀的溶解度隨溫度升高而增大,在不同溫度下,向裝有10?A.B. C.【答案】(1)36.0g(2)不飽和87.5(3)C【詳解】(1)根據表格數據,20°(2)t℃時,取某固體的溶液mg第二次恒溫蒸發5g水,析出固體0.5g,此時溶液變為飽和溶液,第三次恒溫蒸發5g水,共析出固體2.5g,則第三次析出固體的質量為2.5g-0.5g=2.0g;說明t℃時,5g水中最多能溶解2.0g固體,即100g水中最多能溶解40g該固體,即t℃下,該固體的溶解度為40g;繼續蒸干水分,析出固體的總質量為22.5g,此過程中析出固體的質量為22.5g-2.5g=20g,對應蒸發水分的質量為20g根據操作,一共蒸發水的質量為5g+5g+5g+50g=65g;析出固體的質量為22.5g;則原溶液的質量mg=65g+22.5g=87.5g;(3)已知硝酸鉀的溶解度隨溫度升高而增大,在不同溫度下,向裝有10?題型05化學與工程技術的結合1.(2024·山西太原·模擬預測)在一次研學活動中,校科技小組的同學發現某沿海城市一小區圍墻鐵藝欄桿銹蝕嚴重,于是圍繞“鐵藝欄桿銹蝕”這一主題展開了項目式學習。任務一:交流鐵藝欄桿銹蝕的條件及防護【查閱資料】鐵藝欄桿為鋼鐵制品。鋼鐵被廣泛應用于交通運輸、機械設備、建筑等領域,據統計,每年全球的鋼鐵產量達數十億噸,因銹蝕而損失的鋼鐵量占全年生產量的1/4。【小組交流】(1)鋼鐵銹蝕的條件是,防止鐵藝欄桿銹蝕的措施有(寫一點)。任務二:探究鐵藝欄桿銹蝕嚴重的原因【信息檢索】沿海地區空氣濕度大,鹽霧含量高,鹽霧的主要成分為氯化鈉。【進行實驗】小組同學用圖1所示的裝置進行實驗,實驗數據如圖2所示。【分析討論】(2)通過對比圖2中曲線,可以得出的結論是。任務三:探究該城市空氣中是否含有氯化鈉【實驗準備】用圖3所示的裝置采樣。一端連接抽氣泵抽氣,空氣從另一端進入水中,一段時間后,取出裝置中溶液備用。【教師指導】①灼燒含鈉的物質會產生黃色火焰。②AgCl為既不溶于水,也不溶于硝酸的白色沉淀。【進行實驗】(3)為證明該城市空氣中含有氯化鈉,小組同學設計如下方案,并進行實驗。實驗操作實驗現象實驗結論Ⅰ.用潔凈的鐵絲蘸取該溶液,放到火焰上灼燒火焰為黃色含有(填離子符號)Ⅱ.取少量該溶液于試管中,滴加幾滴稀硝酸和產生白色沉淀含有Cl【反思評價】(4)該沿海城市空氣中含有氯化鈉,采集空氣樣品時,抽氣泵應與圖3裝置的端連接。(5)步驟Ⅱ中發生復分解反應的化學方程式為。任務四:展望金屬資源的保護【走訪調查】同學們通過走訪,知道了金屬材料在生產、生活中的重要作用,了解到金屬礦物資源是有限的,不能再生。【成果分享】(6)通過探究學習,同學們進一步認識了鋼鐵銹蝕的條件、影響銹蝕速率的因素及保護金屬資源的重要性,提出了防止金屬腐蝕、等保護金屬資源有效途徑的建議。【答案】(1)與氧氣和水共同接觸刷漆(合理即可)(2)食鹽能加速鐵生銹(3)Na+硝酸銀/AgNO3(4)b(5)AgNO(6)回收廢舊金屬(合理即可)【詳解】(1)鐵和氧氣、水共同接觸時會生銹;隔絕氧氣和水會防止鐵生銹,則防止鐵藝欄桿銹蝕的措施有刷漆等方法。(2)由圖可知,加入食鹽后,消耗的氧氣更多,且更快,說明食鹽可加入鐵的生銹。(3)Ⅰ、由于灼燒含鈉的物質會產生黃色火焰,灼燒該溶液時,火焰呈黃色,說明該溶液中含有鈉離子,符號為Na+。Ⅱ、由于氯化鈉和硝酸銀反應生成氯化銀沉淀和硝酸鈉,則可滴加硝酸銀來證明氯離子。(4)由于要將空氣通入水中,則空氣應從a口進入,則抽氣泵應與圖3裝置的b端連接。(5)步驟Ⅱ中,氯化鈉和硝酸銀反應生成氯化銀沉淀和硝酸鈉,反應的化學方程式為:AgNO3(6)保護金屬資源,除了防止金屬腐蝕外,還可采用回收廢舊金屬、尋找金屬的替代品等。2.(2025·新疆烏魯木齊·一模)海水曬鹽可制得粗鹽,粗鹽除氯化鈉外,還含有MgCl【查閱資料】可溶性鋇鹽有劇毒,可以導致蛋白質變性,破壞體內各種酶,使一系列生理活動被破壞。(1)步驟①中玻璃棒的作用是,溶解粗鹽時所加水的質量不宜過多,也不宜過少,過多會造成,過少會使得精鹽的產率(填“偏高”或“偏低”)。(2)下列試劑X符合要求的是_____(填字母)。A.氧化鈣 B.氫氧化鋇溶液 C.氫氧化鈉溶液 D.氫氧化鈣溶液 E.氫氧化鉀溶液(3)氯化鋇溶液和碳酸鈉溶液的添加順序(填“能”或“不能”)顛倒,沉淀B中的成分是BaSO4、CaCO3、BaCO3和Mg(OH)2;加入鹽酸的作用是,寫出一個可能發生反應的化學方程式。(4)某同學為了檢驗溶液C是否有鹽酸剩余,設計的下列方案中正確的是(填字母)。A.取樣,加入銅,若無現象,說明沒有鹽酸剩余B.取樣,測溶液pH,若pH<7,說明有鹽酸剩余C.取樣,加碳酸鈉溶液,若有氣泡產生,說明有鹽酸剩余D.取樣,加硝酸銀溶液,若有白色沉淀產生,說明有鹽酸剩余【答案】(1)攪拌,加快溶解速率蒸發時浪費燃料并且耗時長偏低(2)ABCD(3)不能除去過量的碳酸鈉、氫氧化鈉HCl+NaOH(4)BC【詳解】(1)步驟①溶解操作中玻璃棒的作用是攪拌,加快溶解速率;溶解粗鹽時所加水的質量不宜過多,也不宜過少,過多會造成蒸發時浪費燃料并且耗時長;溶解粗鹽時,所加水的質量過少,會導致氯化鈉不能完全溶解,從而會使得粗鹽的產率偏低;(2)氯化鋇與硫酸鎂生成硫酸鋇和氯化鎂,能除去硫酸鎂;碳酸鈉與氯化鈣反應生成碳酸鈣和氯化鈉,能除去氯化鈣,根據題意可知,加入X是除去氯化鎂;A、氧化鈣能和水反應生成氫氧化鈣,氫氧化鈣能和氯化鎂反應生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈣,碳酸鈉能與過量的氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和氫氧化鈉,能除去過量氫氧化鈣,因此氧化鈣符合要求;B、氫氧化鋇能和氯化鎂反應生成氫氧化鎂沉淀和氯化鋇,氫氧化鋇和氯化鋇都能與碳酸鈉反應生成碳酸鋇沉淀,過量的碳酸鈉能除去過量的氫氧化鋇和生成的氯化鋇,因此氫氧化鋇符合要求;C、氫氧化鈉能和氯化鎂反應生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉,因此氫氧化鈉符合要求;D、氫氧化鈣能和氯化鎂反應生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈣,過量的碳酸鈉能除去過量的氫氧化鈣和生成的氯化鈣,因此氫氧化鈣符合要求;E、氫氧化鉀和氯化鎂反應生成氫氧化鎂沉淀和氯化鉀,氯化鉀在以后步驟中不能除去,因此氫氧化鉀不符合要求;故選ABCD;(3)碳酸鈉能與氯化鋇反應生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉,碳酸鈉溶液可除去過量的氯化鋇,氯化鋇溶液和碳酸鈉溶液的添加順序不能顛倒,這是因為如果顛倒后會導致過量的氯化鋇不能除去;沉淀B中的成分是BaSO4、CaCO3、BaCO3和Mg(OH)2,加入稀鹽酸,碳酸鈉與鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳,氫氧化鈉與鹽酸反應生成氯化鈉和水,加入鹽酸的作用是除去過量的碳酸鈉、氫氧化鈉;化學方程式為HCl+NaOH=(4)A、取樣,加入銅,若無現象,不能說明鹽酸沒有剩余,這是因為銅不能和稀鹽酸反應,錯誤;B、取樣,測溶液pH,若pH<7,說明溶液顯酸性,說明鹽酸有剩余,正確;C、取樣,加碳酸鈉溶液,若有氣泡產生,說明有鹽酸剩余,碳酸鈉和鹽酸反應生成二氧化碳氣體,正確;D、取樣,加硝酸銀溶液,若有白色沉淀產生,不能說明有鹽酸剩余,這是因為氯化鈉液能和硝酸銀反應生成白色沉淀氯化銀,錯誤;故選BC。題型06實驗設計與科學探究1.(2025·江蘇揚州·一模)氫氣發熱量高,燃燒時CO2排放量為零,被譽為未來的理想燃料。以下從制氫、儲氫兩方面探討氫能的開發與利用,請同學們完成相關問題:圖A、圖B分別為全球制氫原料占比和主流制氫方法的經濟性對比圖。(1)由圖象可知:目前氫氣的主要來源是(填“天然氣和煤”、“醇類”或“水”)。結合圖B分析,目前電解水制氫還不適宜大規模推廣的可能原因是。(2)如圖C燃料電池中反應的化學方程式為。利用甲烷催化重整制取氫氣。一種甲烷水蒸氣催化制氫的透氫膜反應器如圖D所示,通入的甲烷和水蒸氣在高溫和催化劑作用下反應生成一氧化碳和氫氣(該反應是吸熱反應),一部分氫氣通過透氫膜與膜外側通入的氧氣反應。結合圖D分析甲烷水蒸氣制氫反應。(3)甲烷水蒸氣制氫反應的化學方程式為。(4)在反應器的膜外側通入氧氣的主要目的是。(5)已知該制氫過程存在副反應CO+H2O=CO2+H2,可添加適量氧化鈣吸收CO2改變出口處混合氣體中氫氣體積分數,H2(6)提純氧氣還有一種方法是使用金屬膜透氫,微觀過程如圖F所示,從微觀角度描述該過程。合金X是一種制備儲氫材料的原料,在5MPa的氫氣流下,并在550℃持續反應,最終得到灰黑色粉末——儲氫材料。反應過程用XRD圖譜分析,得到如下圖像:(7)由圖G分析由合金X反應得到的生成物,該反應需要隔絕空氣的原因是。(8)根據實驗可推斷合金X的元素組成中一定含有。(9)其釋氫原理為氫化鎂(MgH2)與水反應釋放氫氣,同時生成難溶于水的氫氧化鎂,反應的化學方程式為。(10)碳納米管與活性炭均具有疏松多孔的結構,研究表明碳納米管儲氫的能力是活性炭的10倍。碳納米管儲氫是利用了其有性。【答案】(1)天然氣和煤電解水制氫成本高(2)2H(3)CH(4)與氫氣反應,提供反應所需的能量(5)CaO吸收CO2生成CaCO3覆蓋在CaO表面,阻礙吸收進行(6)氫分子先在金屬膜表面解離成氫原子進入膜內,再在另一側重新結合成氫分子逸出。(7)MgCu2、MgH2防止合金及生成的氫化物被氧化(8)Cu、Mg(9)MgH(10)吸附【詳解】(1)由圖1可知,天然氣和煤占比最大,所以制取氫氣的最主要源料是天然氣和煤;結合圖2分析,目前電解水制氫成本高,所以目前電解水制氫還不適宜大規模推廣;(2)圖C中氫氣和氧氣點燃生成水,化學方程式為2H2(3)甲烷和水蒸氣在高溫和催化劑作用下反應生成一氧化碳和氫氣,化學方程式為CH4(4)在反應器的膜外側通入氧氣,氧氣具有氧化性,能與氫氣發生反應,主要目的是與生成的氫氣反應,提供反應所需的能量,促進反應的進行;(5)從圖像可知,反應一段時間后CaO的消耗率變慢,而氫氣的體積分數下降,則可推測有物質阻礙了CaO與二氧化碳的反應。則可能原因是CaO吸收CO2生成CaCO3覆蓋在CaO表面,阻礙吸收進行;(6)根據圖F,從微觀角度分析,氫分子先在金屬膜表面解離成氫原子進入膜內,再在另一側重新結合成氫分子逸出;(7)由圖可知,隨著氫化時間增加,MgCu2、MgH2含量增加,故得到的生成物是MgCu2、MgH2;反應需隔絕空氣以防合金及生成的氫化物被氧化;(8)根據質量守恒,反應前后元素種類不變,生成物中含有鎂元素、銅元素,反應物中一定含有鎂元素和銅元素;(9)氫化鎂(MgH2)與水反應釋放氫氣,同時生成難溶于水的氫氧化鎂,反應的化學方程式為MgH2(10)研究表明碳納米管儲氫的能力是活性炭的10倍。碳納米管儲氫是利用了其有很強的吸附性。2.(2025·新疆吐魯番·一模)我國在碳中和領域取得重大突破,彰顯作為大國的責任與擔當。(1)碳中和中的“碳”是指CO2,化石燃料的燃燒排放出大量的CO2。①化石燃料主要包括煤、和天然氣。煤燃燒會釋放出SO2、NO2等污染物,易形成酸雨,酸雨的pH范圍為(填字母)。A.小于5.6
B.小于7
C.大于5.6小于7②大氣中CO2的含量過高,會使加劇,導致兩極冰川融化,海平面升高,土地沙漠化等。(2)碳中和是指人為排放CO2的量與通過植樹造林和人為碳捕集技術吸收CO2的量達到平衡。自然界中消耗二氧化碳的主要途徑是。(3)碳封存:圖(a)
是利用不可采用的煤層封存CO2的過程。注入CO2前先將氣態CO2壓縮成超臨界流體。從微觀角度分析CO2易被壓縮的原因是。封存原理是利用煤對氣體的吸附能力不同,用CO2驅替CH4氣體,則煤對兩種氣體的吸附能力CH4CO2(填“>”“<”或“=”)。(4)碳轉化:以CO2和H2為原料合成C2H4是綜合利用CO2、實現“碳中和”的研究熱點,相關反應的微觀示意圖如圖(b)所示。寫出此反應的化學方程式。【答案】(1)石油A溫室效應(2)植物的光合作用(3)二氧化碳分子間有間隔<(4)6H【詳解】(1)①化石燃料主要包括煤、石油和天然氣;煤燃燒會釋放出SO2、NO②大氣中CO2(2)自然界中消耗二氧化碳的主要途徑是植物的光合作用;(3)從微觀角度分析CO2封存原理是利用煤對氣體的吸附能力不同,用CO2驅替CH4氣體,說明煤吸附二氧化碳的能力比甲烷強,則煤對兩種氣體的吸附能力CH4(4)由微觀示意圖可知,該反應為二氧化碳與氫氣在一定條件下反應生成C2H4題型07社會熱點與實際問題1.(2025·陜西咸陽·模擬預測)電影《哪吒之魔童鬧海》創造了中國動畫電影的多項新紀錄。(1)影片中,哪吒與敖丙在戰斗時出現了“水火交融”的場景。如圖所示實驗,通過導管持續不斷通入,水中的白磷就能燃燒,出現“水火交融”的奇觀。(2)東海龍王噴水滅火。用水滅火的主要原理是。(3)哪吒手持火尖槍在煉丹爐內與烈火搏斗。火尖槍不會被烈火熔化,是因為打造火尖槍的金屬材料具有較(填“高”或“低”)的熔點。(4)哪吒借蓮藕重塑肉身重獲新生。蓮藕中含有核黃素(C17H20【答案】(1)氧氣/O2(2)降低溫度至可燃物的著火點以下(3)高(4)7:12【詳解】(1)燃燒的條件:可燃物、與氧氣接觸、溫度達到可燃物的著火點,三個條件缺一不可,水中的白磷屬于可燃物,且溫度達到了白磷的著火點,但沒有與氧氣接觸,所以不燃燒,通過導管持續不斷通入氧氣,使水中的白磷與氧氣接觸就能燃燒,出現“水火交融”的奇觀;(2)用水滅火的主要原理是降低溫度至可燃物的著火點以下;(3)火尖槍不會被烈火熔化,是因為打造火尖槍的金屬材料具有較高的熔點;(4)核黃素中氮、氧元素的質量比為14×4:一、選擇題(2025·湖南湘潭·一模)以中國傳統神話故事為原型的春節檔電影《哪吒之魔童鬧海》票房突破145億,向世界展示了中國文化,也加深了我們的文化自信。電影情節中包含許多化學知識,請你結合所學知識回答下列小題。1.下列情節中體現的是化學變化的是A.敖丙將水凝結成冰作為自己的武器進行戰斗B.哪吒的風火輪在使用時都伴隨著熊熊燃燒的烈火C.太乙真人將蓮藕拼接重塑哪吒肉身D.申公豹的袍子被哪吒撕破2.電影中魔氣污染海水的情節,是映射現實當中有人破壞水資源的行為,下列做法能起到保護水資源的作用的是A.工業污水進行分級凈化處理后重新作為灌溉用水使用B.生活廢水直接排放到江河中C.將生活垃圾收集投海D.大肆使用農藥和化肥3.哪吒所使用的火尖槍是由金屬鐵制作而成,以下做法不能有效防止火尖槍生銹的是A.在槍身上涂油進行保養 B.在槍頭鍍一層耐腐蝕的鉻C.將鐵質槍身換成不銹鋼 D.用濕布包裹后存放在山洞中【答案】3.B4.A5.D【解析】1.A、敖丙將水凝結成冰作為自己的武器進行戰斗,水凝結成冰過程中沒有新物質生成,屬于物理變化,故選項錯誤;B、哪吒的風火輪在使用時都伴隨著熊熊燃燒的烈火,燃燒過程中有新物質生成,屬于化學變化,故選項正確;C、太乙真人將蓮藕拼接重塑哪吒肉身,過程中蓮藕的狀態發生了變化,沒有新物質生成,屬于物理變化,故選項錯誤;D、申公豹的袍子被哪吒撕破,過程中沒有新物質生成,屬于物理變化,故選項錯誤;故選:B;2.A、工業污水進行分級凈化處理后重新作為灌溉用水使用,可以保護水資源,故選項正確;B、生活廢水直接排放到江河中,會污染水資源,故選項錯誤;C、將生活垃圾收集投海,會污染水資源,故選項錯誤;D、大肆使用農藥和化肥,會污染水資源,故選項錯誤;故選:A;3.A、涂油可隔絕水和氧氣,有效防銹,故選項錯誤;B、鍍鉻是覆蓋保護層,有效防銹,故選項錯誤;C、不銹鋼耐腐蝕,有效防銹,故選項錯誤;D、濕布包裹增加濕度,加速生銹,無法防銹,故選項正確;故選:D。4.(2025·江蘇常州·一模)為探究銅的化學性質,某同學借助氧氣傳感器在密閉裝置中進行圖1所示實驗,觀察實驗現象并得到圖2所示圖像。結合圖示判斷下列說法正確的是A.加熱前的空氣樣品中氧氣的質量分數為20.99%B.點B至點C對應曲線,說明Cu與O2C.點C至點D所對應的時間范圍內,裝置內物質的總質量逐漸減少D.將傳感器換成合適的注射器,即可精確測定空氣中氧氣的體積分數【答案】B【詳解】A、由圖可知,加熱前的空氣樣品中氧氣的體積分數為20.99%,不是質量分數,不符合題意;B、點B至點C對應曲線,氧氣的含量幾乎不變,說明銅與氧氣需要加熱到一定溫度才發生反應,符合題意;C、點C至點D所對應的時間范圍內,銅與氧氣在加熱的條件下反應生成氧化銅,根據質量守恒定律,化學反應前后物質的總質量不變,則裝置內物質的總質量不變,不符合題意;D、將傳感器換成合適的注射器,只能粗略測定空氣中氧氣的體積分數,傳感器測定的更為精確,不符合題意。故選B。二、實驗題5.(2025·四川綿陽·二模)請回答下列問題。(1)某化學興趣小組同學利用Y形管設計了以下三個實驗進行探究活動。①圖1所示實驗中,一段時間后,觀察到Y形管中的現象是,由此得出氨水的性質有:。②圖2所示實驗中,-段時間后,Y形管右側鐵片生銹了,由此可得出結論:是鐵生銹的必要條件。③圖3所示實驗中,根據Y形管左右兩側現象對比,可得到的實驗結論是。該實驗中,Y形管頂端氣球的主要作用是。(2)實驗室制取H2和CH4可選裝置如圖4所示:①寫出實驗室制取H2的化學方程式:。若選用F裝置收集H2,氣體應該從(填“a”或“b”)口進入。實驗室用無水醋酸鈉固體和固體堿石灰通過加熱制取CH4應選擇圖中的發生裝置(填字母序號)。②我國科學家研制出一種利用太陽光在催化劑Ca2Fe2O5作用下高效分解水制取氫氣的“綠氫”制取技術,其化學方程式為。【答案】(1)無色酚酞溶液變紅氨水具有揮發性,氨氣的水溶液呈堿性水燃燒需要溫度達到可燃物的著火點防止空氣污染(2)Zn+H2SO【詳解】(1)①濃氨水具有揮發性,揮發出的氨氣分子運動到無色酚酞溶液中,與水反應生成氨水,氨水顯堿性,使無色酚酞溶液變紅。故填:無色酚酞溶液變紅;氨水具有揮發性,氨氣的水溶液呈堿性。②圖2中Y形管一側是干燥的鐵片,一側是與水接觸的鐵片,一段時間后與水接觸的鐵片生銹,說明水是鐵生銹的必要條件。③燃燒的條件是:可燃物;可燃物與氧氣充分接觸;溫度達到可燃物的著火點。白磷(著火點為40℃)和紅磷(著火點為240℃)都是可燃物,圖3中熱水溫度為80℃,能使白磷的溫度達到著火點但不能使紅磷的溫度達到著火點,白磷燃燒而紅磷不燃燒,說明燃燒需要溫度達到可燃物的著火點;白磷燃燒生成有毒的五氧化二磷,Y形管頂端氣球可防止五氧化二磷逸散到空氣中,作用是防止空氣污染。(2)①實驗室常用鋅與稀硫酸反應制取氫氣,二者反應生成硫酸鋅、氫氣,化學方程式為Zn+H2氫氣密度比空氣小,可采用向下排空氣法收集,用F裝置收集時應從b口進入;實驗室用無水醋酸鈉固體和固體堿石灰加熱制取CH4,屬于固體加熱型反應,發生裝置應選A。②利用太陽光在催化劑Ca2Fe2O5作用下高效分解水,生成氫氣和氧氣,化學方程式為2H2三、科學探究題6.(2025·廣東肇慶·一模)同學們把盛有自上而下依次呈現多種顏色溶液的試管稱為“彩虹管”。小組同學看到某個“彩虹管”的制作過程(如圖)后,對影響“彩虹管”效果的因素進行探究。【查閱資料】“彩虹管”呈現出的顏色越多、保持時間越長,效果越好。【進行實驗】實驗1:用蒸餾水浸泡黑枸杞得到浸取液,分別滴入pH不同的無色溶液中,記錄現象。pH≤34~56~89~1112≥13溶液顏色紅色粉色紫色藍色綠色黃色實驗2:向試管中加入6mL一定質量分數的鹽酸、滴入5滴黑枸杞浸取液、振蕩,再逐滴滴入約3mL一定質量分數的NaOH溶液,之后記錄溶液顏色。實驗鹽酸的溶質質量分數/%NaOH溶液的溶質質量分數/%溶液顏色①55紅色②510自上而下依次為紅色、藍色、黃色,靜置約6分鐘只剩紅色、黃色③515自上而下依次為紅色、藍色、黃色,靜置約20分鐘仍無明顯變化④105自上而下為無色、紅色⑤1010紅色⑥1015自上而下依次為紅色、藍色、黃色,靜置約6分鐘只剩紅色、黃色【解釋與結論】(1)向pH=7的無色溶液中滴加黑枸杞浸取液,溶液顏色變為(2)鹽酸與NaOH反應的化學方程式為。實驗①反應后的試管中溶質成分有(不考慮黑枸杞浸出成分)。(3)實驗2中,①②③的目的是探究。(4)實驗2中,“彩虹管”效果最佳的是③,理由是。【進一步探究】查閱資料發現,在NaOH溶液中加入一定量Na2實驗3:向100質量分數為15%的NaOH溶液中加入1gNa2操作現象向試管中加入6mL一定質量分數的鹽酸、滴入5滴黑枸杞浸取液、振蕩,再逐滴滴入約______mL溶液a立即出現氣泡;滴加完成后溶液顏色自上而下依次為紅色、粉色、紫色、藍色、綠色、黃色,靜置約1小時仍無明顯變化【交流與討論】(5)實驗3中所需溶液a體積為mL。(6)實驗3中觀察到氣泡,對應的反應方程式為。【答案】(1)紫色(2)HCl+(3)相同質量分數的稀鹽酸與不同質量分數的氫氧化鈉溶液反應后對“彩虹管”效果的影響(4)呈現出的顏色多、保持時間長(5)3(6)Na【詳解】(1)結合表中數據,pH=7的無色溶液顯中性,滴加黑枸杞浸取液后,溶液顏色變為紫色,故填:紫色;(2)鹽酸與NaOH反應生成氯化鈉和水,反應的化學方程式為HCl+NaOH=(3)對比實驗2中的①②③可知,是將3mL5%、10%、15%的NaOH溶液分別滴入6mL5%的鹽酸和5滴黑枸杞浸取液混合溶液中,通過現象可得,實驗①②③的目的是:探究相同質量分數的稀鹽酸與不同質量分數的氫氧化鈉溶液反應后對“彩虹管”效果的影響,故填:相同質量分數的稀鹽酸與不同質量分數的氫氧化鈉溶液反應后對“彩虹管”效果的影響;(4)實驗③中溶液自上而下依次呈現紅色、藍色、黃色,且靜置約20分鐘后仍無明顯變化,說明顏色保持時間較長,效果最佳,故填:呈現出的顏色多、保持時間長;(5)小組同學設計實驗3進行驗證,并與實驗2中③對照。根據對比實驗的要求可得,實驗3的操作為:向試管中加入6mL溶質質量分數為5%的鹽酸,滴入5滴黑枸杞浸出液,振蕩,再逐滴滴入約3mL溶液a,故填:3;(6)鹽酸會和碳酸鈉反應生成氯化鈉、二氧化碳氣體和水,可觀察到有氣泡產生,反應的化學方程式為Na2CO37.(2025·陜西咸陽·模擬預測)牙膏是保障口腔健康的日用品,化學興趣小組的同學對某品牌牙膏產生了濃厚的興趣,并展開了項目式學習活動。任務一:了解牙膏中的酸堿度調節劑食物殘渣發酵產生的乳酸可能使唾液的pH<5.5,使牙齒脫礦化,所以牙膏中需添加酸堿度調節劑。(1)下列選項中可作為牙膏酸堿度調節劑的是_____(填字母)。A.氯化鈉 B.氫氧化鈉 C.碳酸氫鈉 D.銅粉(2)用20%葡萄糖溶液漱口模擬進食,測定“進食后”口腔酸堿度變化如圖所示。相同條件下,齲齒患者比無齲人群在用餐后口腔環境酸性更任務二:探究牙膏中的其他成分某牙膏成分中可能含有下列物質中的若干種,它們的溶解性如下表所示:碳酸鈣水合硅石羥苯甲酯氯化鈉在水中的溶解性不不微溶在酒精中的溶解性不不溶不為探究牙膏的成分,進行如下實驗:【查閱資料】①水合硅石、羥苯甲酯不和稀鹽酸反應。②羥苯甲酯與硝酸銀溶液不反應。【學習交流】(3)步驟II中有氣泡產生,說明牙膏中含有。寫出該步驟中發生反應的化學方式。(4)步驟III中觀察到現象,說明牙膏中含有氯化鈉。【提出問題】沉淀D的成分是什么?【做出猜想】猜想1:水合硅石猜想2:羥苯甲酯
猜想3:水合硅石和羥苯甲酯【實驗驗證】(5)同學們設計如下實驗方案,請補全下表。實驗操作實驗現象結論猜想3成立任務三:動手制作牙膏(6)按照水合硅石50%、碳酸氫鈉20%、甘油15%、草莓香料10%、水5%的配料完成牙膏制作。可以在牙膏中加入適量含氟物質,有效預防齲齒。氟的元素符號為。【成果分享】通過小組合作,同學們學習到了牙膏的成分,理解了化學對人們身體健康的重要作用,領略化學學科的魅力。【答案】(1)C(2)強(3)碳酸鈣/CaCO3(4)有白色沉淀產生(5)部分沉淀D溶于酒精中(6)F【詳解】(1)乳酸可能使唾液的pH<5.5顯酸性,所以牙膏中需添加顯堿性的調節劑來中和乳酸;A.氯化鈉顯中性,此選項錯誤;B.氫氧化鈉顯堿性,但氫氧化鈉的堿性太強,不適合做牙膏中的酸堿度調節劑,此選項錯誤;C.碳酸氫鈉顯弱堿性,可以做牙膏中的酸堿度調節劑,此選項正確;D.銅粉屬于氫后金屬,不與酸反應,此選項錯誤;故選C。(2)pH越小,酸性越強;由圖可知,在相同條件下,齲齒患者用餐后口腔pH?值更低,環境酸性更強。(3)由溶解性表格可知,碳酸鈣、水合硅石不溶于水,羥苯甲酯微溶于水,牙膏樣品加水溶解得到沉淀B,所以沉淀B中可能含有碳酸鈣、水合硅石、羥苯甲酯,因碳酸鈣與稀鹽酸反應生成二氧化碳氣體,水合硅石、羥苯甲酯不和稀鹽酸反應,而步驟II中有氣泡產生,說明牙膏中含有碳酸鈣,碳酸鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳,反應的化學方程式為CaCO(4)步驟III中加入硝酸銀和稀硝酸,氯化鈉與硝酸銀反應生成氯化銀白色沉淀和硝酸鈉,所以若牙膏中含有氯化鈉,則步驟III中觀察到有白色沉淀產生。(5)由實驗結論:猜想3成立,則沉淀D的成分是水合硅石和羥苯甲酯,而水合硅石不溶于酒精,羥苯甲酯溶于酒精,所以實驗現象為部分沉淀D溶于酒精中。(6)氟的元素符號為F。8.(2025·遼寧·一模)某品牌威化餅干的配料如下圖,研究性學習小組對其部分成分進行相關探究。配料表:小麥粉,白砂糖,植物油,乳粉,玉米淀粉,麥芽糊精,乳清粉,食用香精,大豆磷脂,食用鹽,碳酸氫鈉【查閱資料】①餅干制作烘焙過程中,配料中的碳酸氫鈉全部受熱分解轉化為碳酸鈉,而碳酸鈉不分解。②堿石灰是固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物。【實驗準備】稱取質量為m的餅干樣品放入燒杯中,加入適量蒸餾水,充分溶解后過濾,將濾液通過半透膜滲析(除去蛋白質等有機物),得到待檢液。將待檢液平均分為甲、乙兩等份。任務一:定性驗證餅干樣品中的有關成分【實驗驗證】(1)請完善下面的表格。實驗步驟實驗現象實驗結論Ⅰ.取少許待檢液甲于試管中,滴入過量稀硝酸有產生餅干中含有碳酸鈉,反應的化學方程式為。Ⅱ.向步驟Ⅰ反應后溶液中滴入少量硝酸銀溶液有白色沉淀產生餅干中含有。【交流討論】(2)小組有同學認為可以把步驟I中的稀硝酸改為稀鹽酸。經討論后,大家一致認為不可行,理由是任務二:定量測定餅干樣品中碳酸鈉的質量分數【實驗探究】小組同學用待檢液乙進行如下實驗。主要步驟:①檢查裝置氣密性后裝入藥品;②通入一段時間N2;③稱量裝置C的質量為m1;④滴加稀硫酸充分反應;⑤再通入一段時間N2【實驗分析】(3)裝置C中發生反應的化學方程式為。【實驗結論】(4)該餅干樣品中碳酸鈉的質量分數為(用m、m1、m【反思評價】(5)在探究過程中,若省略步驟⑤會導致所測樣品中碳酸鈉的質量分數(填“偏大”“偏小”或“不變”)。(6)在實驗探究過程中,裝置D的作用是。【答案】(1)氣泡Na2(2)稀鹽酸中含有氯離子,會對后續氯化鈉的檢驗產生干擾(3)2(4)53(5)偏小(6)吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣,防止空氣中的二氧化碳進入C裝置中,導致所測樣品中碳酸鈉的質量分數偏大【詳解】(1)根據實驗結論餅干中含有碳酸鈉,則步驟Ⅰ取少許待檢液甲于試管中,滴入過量稀硝酸,碳酸鈉與稀硝酸反應生成硝酸鈉、二氧化碳和水,實驗現象為有氣泡產生,該反應的化學方程式為Na2步驟Ⅱ向步驟Ⅰ反應后溶液中滴入少量硝酸銀溶液,有白色沉淀產生,銀離子能與氯離子反應生成氯化銀白色沉淀,說明餅干中含有氯化鈉;(2)小組有同學認為可以把步驟I中的稀硝酸改為稀鹽酸,經討論后,大家一致認為不可行,理由是稀鹽酸中含有氯離子,會對后續氯化鈉的檢驗產生干擾;(3)裝置A中碳酸鈉與稀硫酸反應生成硫酸鈉、二氧化碳和水,濃硫酸具有吸水性且不與二氧化碳反應,則裝置C中發生的反應是二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水,化學方程式為2NaOH(4)裝置C的作用是吸收生成的二氧化碳,則裝置C增重的質量為生成二氧化碳的質量,即m2?m則該餅干樣品中碳酸鈉的質量分數為53m(5)在探究過程中,若省略步驟⑤會導致部分二氧化碳不能被裝置C的氫氧化鈉溶液吸收,進一步導致裝置C增重的質量偏小,則所測樣品中碳酸鈉的質量分數偏小;(6)在實驗探究過程中,裝置D的作用是吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣,防止空氣中的二氧化碳進入C裝置中,導致所測樣品中碳酸鈉的質量分數偏大。9.(2025·遼寧沈陽·模擬預測)性炭被廣泛用于污水處理和空氣凈化等方面。某校化學小組對活性炭進行以下探究。【活動一】驗證活性炭的吸附能力向盛有水的試管中滴入紅墨水,再向試管中加入足量的活性炭。(1)實驗現象:紅墨水逐漸擴散到水中,最后變成均勻的紅色溶液。這一現象說明了微粒具有的主要性質是;活性炭漂浮在液體中,褪色現象無法觀察。(2)甲同學優化實驗(如圖1):用玻璃棒將脫脂棉推入試管內的液體中,得到無色液體。該設計的原理與操作原理相同。證明活性炭有吸附能力。(3)乙同學認為甲實驗結論不嚴密。紅墨水褪色可能是脫脂棉對紅墨水起到了吸附作用。為證明甲同學結論正確,繼續進行的操作:。【活動二】探究影響活性炭吸附能力的因素查閱資料:制備果殼活性炭的流程如下:(4)制備果殼活性炭的炭化和活化過程均發生了化學變化。①碳化過程用N?作保護氣,利用N2的主要性質是。②活化過程需將炭粉和活化劑充分研磨,目的是。實驗1探究活性炭的種類對吸附能力的影響(5)實驗如圖2,三個錐形瓶中分別放入等質量的炭和等體積的NO2,目的是。(6)實驗數據如圖3所示,可以得出的結論是。實驗2探究活性炭的純度、用量對吸附能力的影響利用上述裝置進行實驗,記錄錐形瓶內紅色褪去時間如下表:實驗編號活性炭的純度活性炭用量/g消失時間/s①80%1.060②a9.045③60%b55(7)若得到實驗結論:其它條件相同,活性炭的純度越低、用量越多對于NO2的吸附效果越好,則表中a、b的取值是(8)你認為影響活性炭吸附能力的因素還可能有。【活動三】活性炭的應用(9)使用以活性炭為主要吸附材料的防毒面具或口罩,要注意的問題是(馬一點)。【答案】(1)不斷運動(2)過濾(3)用紅墨水代替加入活性炭的紅墨水,重復上述實驗(或用玻璃棒將脫脂棉直接推入盛有紅墨水試管中,將液體顏色與前面的實驗做對比,合理即可)(4)化學性質不活潑增大反應物接觸面積,反應更快、更充分(5)控制變量,排除炭和二氧化氮的質量不同對實驗的干擾(6)不同種類的活性炭吸附能力不同,其中竹炭的吸附能力最強(7)80%1.0或60%1.0(8)溫度(活性炭的顆粒大小等,合理即可)(9)不能重復使用,需要及時更換(合理即可)【詳解】(1)紅墨水逐漸擴散到水中變成均勻紅色溶液,體現了微粒在不斷運動,紅墨水的微粒不斷運動到水分子間隔中。(2)用玻璃棒將脫脂棉推入試管內液體中得到無色液體,是將不溶性的活性炭等與液體分離,原理和過濾(分離不溶性固體和液體)相同。(3)要證明紅墨水褪色是活性炭的作用而非脫脂棉,需設置對照實驗,只改變有無活性炭這一變量,觀察脫脂棉單獨存在時是否有吸附褪色效果,操作可以是:用紅墨水代替加入活性炭的紅墨水,重復上述實驗(或用玻璃棒將脫脂棉直接推入盛有紅墨水試管中,將液體顏色與前面的實驗做對比,合理即可)。(4)①碳化過程用作保護氣,是利用氮氣化學性質不活潑,不易與果殼碎屑等發生化學反應,防止果殼碎屑被氧化等。②活化過程將炭粉和活化劑充分研磨,能增大反應物之間的接觸面積,讓反應進行得更快速、更充分。(5)三個錐形瓶中放入等質量的炭和等體積的NO2,這樣除活性炭種類不同外,其他條件相同,可以排除炭和二氧化氮的質量不同對實驗的干擾,便于探究活性炭種類對吸附能力的影響。(6)從圖3數據可知,花生殼活性炭和超市竹炭使紅棕色褪去時間短,核桃殼活性炭使紅棕色褪去時間長,說明不同種類的活性炭吸附能力不同,其中竹炭的吸附能力最強。(7)根據實驗結論,活性炭純度越低、用量越多吸附效果越好。實驗①純度80%,用量1.0g;實驗③純度60%。要滿足結論,實驗②純度a可能是80%或60%,當a=80%時,用量9.0g大于1.0g符合;當a=60%時,用量b為1.0g也能滿足純度低或用量多使吸附效果好的結論。故填:80%1.0或60%1.0。(8)活性炭顆粒大小會影響比表面積,進而影響吸附能力;溫度可能影響吸附速率和吸附量;被吸附物質不同,活性炭吸附能力也可能不同。(9)活性炭吸附一定量物質后吸附能力會下降,所以不能重復使用,需要及時更換;不同使用環境中污染物種類和濃度不同,也會影響使用效果,所以要注意使用環境。四、綜合應用題10.(2025·江蘇常州·一模)實驗室用石灰石和稀鹽酸制備少量CO2(1)儀器a的名稱是。(2)B中發生反應的化學方程式為。C裝置是利用濃硫酸具有性。(3)向D中緩慢通入氣體研究CO2的部分性質,可證明CO2能與水反應的現象是;可證明CO2(4)實驗室用含雜質20%的大理石2.5g與足量稀鹽酸反應,理論上能生成二氧化碳的體積是多少?(實驗條件下二氧化碳的密度是2g【答案】(1)錐形瓶(2)NaHCO3(3)2處干燥石蕊紙花不變色,1、3處濕潤石蕊紙花變紅色3處濕潤石蕊紙花比1處濕潤石蕊紙花先變紅色(4)解:含雜質20%2.5g的大理石中碳酸鈣的質量為(1-20%)×2.5g=2g。設2g碳酸鈣完全反應生成二氧化碳的質量為x。CaCO31002g答:生成二氧化碳的體積為0.44L。【詳解】(1)由圖知,儀器a的名稱是錐形瓶。(2)鹽酸具有揮發性,使制取的二氧化碳中混有氯化氫氣體,氯化氫溶于水形成鹽酸,鹽酸和碳酸氫鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳,則B中發生反應的化學方程式為:NaHCO3C裝置是利用濃硫酸的吸水性,除去二氧化碳氣體中的水蒸氣。(3)向D中緩慢通入CO2氣體,二氧化碳不能使干燥石蕊紙花變色,二氧化碳和水反應生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊變紅色,可證明CO2能與水反應的現象是2處干燥石蕊紙花不變色,1、3處濕潤石蕊紙花變紅色。3處濕潤石蕊紙花比1處濕潤石蕊紙花先變紅色,則證明CO2密度比空氣大,先在下方聚集。(4)見答案。五、填空與簡答11.(2025·陜西咸陽·模擬預測)《天工開物》是一部綜合性的科學技術著作。請回答:(1)制鹽工藝。書中記載“凡引水種鹽,……南風大起,則一宵結成,名曰顆鹽”,該制鹽工藝發生的是(填“物理”或“化學”)變化。(2)松煙制墨。古代文人用墨作的字畫可以保存至今而不褪色的原因是常溫下,碳單質的化學性質。(3)冶煉金屬。古代煉鋅原理與泥罐結構如圖所示:①煤屬于(填“可再生”或“不可再生”)能源。②“泥封”的目的是防止高溫條件下。【答案】(1)物理(2)穩定/不活潑(3)不可再生鋅與氧氣反應【詳解】(1)“凡引水種鹽,……南風大起,則一宵結成,名曰顆鹽”,該制鹽工藝是利用蒸發結晶的方法制鹽,沒有新物質生成,發生的是物理變化;(2)古代文人用墨作的字畫可以保存至今而不褪色的原因是常溫下,碳單質的化學性質穩定;(3)①煤在短時間內不能從自然界中得到補充,屬于不可再生能源;②“泥封”的目的是防止高溫條件下鋅與氧氣反應。12.(2025·江蘇常州·一模)天青石(主要含有SrSO4和少量CaCO3雜質)是獲取鍶元素各種化合物的主要原料,以天青石生產已知:①鍶(Sr)是人體必需的微量元素,其單質和化合物的化學性質與鈣相似。②Sr(OH)溫度/℃物質020406080100溶解度/gSr0.911.773.958.4220.291.2Ca0.190.170.140.120.090.08(1)“反應1”要控制溫度在30℃以下,原因是。(2)濾渣2為CaCO3和SrCO3的混合物,濾液3中含有的溶質為(NH(3)“煅燒”濾渣2得到的固體4的成分是;(4)固體4“加熱水浸”是為了獲得較純凈的Sr(OH)2溶液,此時應緩慢加熱使沉淀顆粒長大,濾渣6的主要成分(5)“操作2”主要有:、過濾、洗滌、干燥。【答案】(1)碳酸氫銨受熱易分解(2)碳酸氫鈉/NaHCO3(3)CaO、SrO(4)Ca(OH)2防止氫氧化鍶因溫度降低溶解度減小而析出(5)降溫結晶【詳解】(1)碳酸氫銨受熱分解生成氨氣、二氧化碳和水,則“反應1”要控制溫度在30℃以下,以免碳酸氫銨受熱分解。(2)由于加入的碳酸氫銨過量,則濾液3中含有的溶質為(NH4)2SO4和NaHCO3。(3)碳酸鈣高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳,碳酸鍶高溫分解生成氧化鍶和二氧化碳,則“煅燒”濾渣2得到的固體4的成分是CaO、SrO。(4)氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣,且氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而減小,則濾渣6的主要成分是Ca(OH)2;氫氧化鍶的溶解度隨溫度降低而減小,則“趁熱過濾”的目的是防止氫氧化鍶溶解。(5)由表中內容可知,氫氧化鍶的溶解度受溫度影響比較大,則可采用降溫結晶的方法獲得Sr(OH)2?8H2O,故“操作2”主要有:降溫結晶、過濾、洗滌、干燥。13.(2025·山西朔州·一模)科技改變生活,創新引領未來。我國以新質生產力為驅動,推動傳統產業改造升級,為傳統產業注入創新活力。分析圖文信息,解答下列的相關問題。(1)智能溫室是一種新型農業模式,涉及多種傳感技術的應用。氣體傳感器能調節溫室內二氧化碳的濃度,二氧化碳在植物生長中的作用是。當室內濕度低時,會自動開啟高壓噴霧系統,加濕的同時還可降溫,原理是。智能溫室能創造最適宜作物生長的環境,全程不采用化學藥劑,其好處是。(2)富氧鼓風是在高爐鼓風中加入工業氧,以提高爐溫和增加產量的一項新技術。高爐煉鐵的原理是(用化學方程式表示)。與常規鼓風相比,富氧鼓風能有效提高爐溫的原因是。(3)我國的6G通信技術取得長足進步,逐步擺脫對國外芯片的依賴。制造芯片的重要材料是硅,硅的原子結構示意圖為,其中x=。從原子結構上分析,硅在常溫下化學性質。(4)萬物皆可“織”,8個廢舊塑料瓶抽出的滌綸絲,就可織成一件男士T恤。滌綸屬于材料。將以二氧化碳為原料制成的碳納米纖維植入紡織品中,可做成防火服、防彈衣、宇航服等功能類服裝,這種纖維具有的性能是。【答案】(1)光合作用的原料水蒸發吸熱減少環境污染,避免農藥殘留(2)Fe2(3)4不活潑(4)合成強度大、耐高溫等(合理即可)【詳解】(1)二氧化碳是植物光合作用的原料,光合作用吸收二氧化碳,放出氧氣;當室內濕度低時,會自動開啟高壓噴霧系統,加濕的同時還可降溫,原理是水蒸發吸熱;智能溫室能創造最適宜作物生長的環境,全程不采用化學藥劑,其好處是減少環境污染,避免農藥殘留;(2)高爐煉鐵的原理是一氧化碳和氧化鐵在高溫下反應生成鐵和二氧化碳,該反應的化學方程式為:Fe2與常規鼓風相比,富氧鼓風能有效提高爐溫的原因是:提供了充足的氧氣,使燃燒更充分;(3)在原子中,質子數=核外電子數,故x=14-2-8=4;硅原子的最外層電子數為4,在化學反應中,既不易得電子,也不易失去電子,故硅在常溫下化學性質不活潑;(4)滌綸屬于合成纖維,屬于合成材料;將以二氧化碳為原料制成的碳納米纖維植入紡織品中,可做成防火服、防彈衣、宇航服等功能類服裝,說明這種纖維具有的性能是:強度大、耐高溫等。14.(2025·陜西·模擬預測)折疊式電動車成為了上班族熱愛的交通工具,請根據圖示回答下列問題:(1)圖示含有的金屬元素是(寫符號,一種即可)。(2)塑料屬于(填“合金”或“有機合成材料”)。(3)鋁的金屬活動性比鐵的(填“強”或“弱”),空氣中鋁比鐵具有更好的抗腐蝕性,原因是(寫化學方程式)。【答案】(1)Fe/Al(2)有機合成材料(3)強4【詳解】(1)不銹鋼中含有鐵,鋁制輪轂含有鋁,鐵與鋁均屬于金屬元素,元素符號分別為Fe、Al;(2)塑料屬于有機合成材料;(3)鋁的金屬活動性比鐵的強;空氣中鋁比鐵具有更好的抗腐蝕性,是因為常溫下,鋁易與空氣中的氧氣反應生成一層致密的氧化鋁保護膜,從而阻止內部的鋁進一步氧化,化學方程式為4Al+3O215.(2024·廣東中山·二模)甲醇是一種綠色、清潔的燃料,常溫下呈液態,易儲存,易運輸。如圖1是我國通過光伏發電制得的氫氣與二氧化碳共同作用生產甲醇的工藝流程。此外,研究發現,甲醇的產率與催化劑CuO的質量分數有關,其關系如圖2所示。請回答:
(1)甲醇屬于(有機物或無機物)。(2)步驟1中,光伏發電制氫氣是將能最終轉化成能。(3)寫出步驟2中發生的化學反應的方程式。(4)H2和CH3OH都可以作為燃料,CH3OH(5)研究發現,甲醇產率與催化劑CuO的質量分數有關,關系如上圖2所示。下列說法正確的是______。A.CuO的質量分數大約為50%時,CO2B.CuO的質量分數越大,甲醇的產率越高C.CuO的質量分數大約為50%D.CuO在反應前后質量和化學性質均不變(6)在上述制取甲醇的過程中,除催化劑外,還可循環利用的物質是有。【答案】(1)有機物(2)光化學(3)3(4)易儲存,易運輸(合理即可)(5)CD(6)水/H2O【詳解】(1)甲醇為含碳元素的化合物,屬于有機物。(2)光伏發電制取氫氣過程中,是將光能轉化電能,最終轉化為化學能。(3)由圖可知,步驟2中,氫氣和二氧化碳在氧化銅催化作用下生成甲醇和水,反應的化學方程式為:3H(4)氫氣難儲存,難運輸,而由題意可知,甲醇易儲存,易運輸。(5)A、由圖可知,CuO的質量分數大約為50%時,甲醇的產率約60%,則二氧化碳不能完全轉化為甲醇,該選項說法不正確;B、由圖可知,隨著氧化銅質量分數的增加,甲醇的產率先增大后減小,該選項說法不正確;C、由圖可知,CuO的質量分數大約為50%時,甲醇的產率最高,則催化效果最好,該選項說法正確;D、在該反應中,CuO為催化劑,反應前后質量和化學性質不變,該選項說法正確。故選CD。(6)由流程可知,該反應既需要水,同時又有水生成,則水可循環使用。16.(2025·甘肅天水·模擬預測)化學學科的發展離不開與其他學科的交叉融合。(1)語文:詩句“猶比至元無事日,印文銅綠長苔錢”描述了銅在空氣中與氧氣和兩種氧化物反應生成銅綠Cu2OH2(2)物理:利用氣壓變化檢查如圖裝置的氣密性,向外拉動注射器活塞,觀察到,說明該裝置氣密性良好。(3)生物:植物進行光合作用時能吸收二氧化碳,并將其轉化為葡萄糖C6H12【答案】(1)CO2、(2)長頸漏斗下端管口有氣泡冒出(3)40%【詳解】(1)由質量守恒定律可知,化學反應前后元素種類不變,銅綠是由銅、氧、氫、碳四種元素組成的,銅綠是銅與氧氣及空氣中的另外兩種氧化物反應生成的,這兩種氧化物是二氧化碳和水,其化學式分別為CO2、H2O;(2)由圖可知,向外拉動注射器
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