一、中考化学综合题
1.(1)如图1是元素周期表中的一部分,图2是铜原子的结构示意图。据图回答:
①图2中n的值为____;铜元素位于元素周期表中的第____周期。
②古代青铜器工艺精湛,但出土的青铜器表面大都锈蚀,锈蚀部分存在CuCl,CuCl的化学名称为________,为防止出土的青铜器再锈蚀,文物工作者将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位,Ag2O与CuCl发生复分解反应,可以防止青铜器进一步被腐蚀,写出该反应的化学方程式_______。某新出土的青铜器通过分析测得Sn、Pb的质量分别为119 g、20.7 g,则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为__。
(2)二氧化氯(ClO2)是一种高效净水剂。以粗盐为原料生产ClO2的工艺主要包括:A.粗盐精制;B.特殊条件下电解NaCl溶液制NaClO3;C.ClO2的制取。工艺流程如图。
(其中反应Ⅲ制取ClO2的化学方程式为:2NaClO3+4HCl==2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O) ①试剂X中溶质的化学式为________________;操作A名称_____________。 ②分析完成反应Ⅱ的化学方程式:_______________________________。 ③我国最近已研究出ClO2的新制法,其反应的微观过程如图所示:
该反应的化学方程式是___________________;该反应中,反应物和生成物所属物质类别有________类。
(3)下图中A~H是初中化学常见的物质。B是最常用的溶剂,E有很好的抗腐蚀性能;D、E、F、H是四种不同类别的物质,且均含有地壳中含量最高的金属元素;四个虚线圈中的反应各属于四个不同的基本反应类型。图中“—”表示两端的物质间能发生化学反应;“→”表示物质间存在转化关系;反应条件、部分反应物和生成物已略去。
①写出H的化学式:___________。
②写出相关的反应的化学方程式:A→C:_____________; E—G:______________。 ③G中一定含有(填元素符号)_______元素。
【答案】1 四 氯化亚铜 Ag2O+2CuCl= 2 AgCl + Cu2O 10:1 Na2CO3 过滤 NaCl+3H2O
特殊条件下通电H2O+NaClO3+3H2↑ 2NaClO2 + Cl2 =2NaCl +2ClO2 三 Al(OH)3
2H2O2
MnO22H2O+ O2↑ 2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑ H
【解析】 【详解】
(1)①同一原子中,质子数=核外电子数,图2中n的值为1;在元素周期表中,周期数等于原子的电子层数,铜元素位于元素周期表中的第四周期;②CuCl中铜元素显+1价,根据化合物的命名原则,CuCl的化学名称为氯化亚铜,复分解反应就是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应,Ag2O与CuCl发生复分解反应,该反应的化学方程式Ag2O+2CuCl= 2 AgCl + Cu2O;Sn、Pb的质量分别为119 g、20.7 g,Sn、Pb的相对原子质量分别为:119、207,则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为:
119g20.7g: =10:1;119207(2)①由流程图可知,试剂X将氯化钙转化成碳酸钙沉淀,所以其溶质是碳酸钠,化学式为:Na2CO3;操作A将难溶固体与液体分离,应是过滤操作;②反应Ⅲ制取ClO2的化学方程式为:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,可知反应Ⅱ的生成物有氯酸钠,即电解食盐水的产物有氯酸钠,因此反应Ⅱ的化学方程式:NaCl+3H2O
特殊条件下通电H2O+NaClO3+3H2↑;③由图中信息可知,该反应的化学方程式是
2NaClO2 + Cl2 = 2NaCl + 2ClO2;该反应中,Cl2是由一种元素组成的纯净物,是单质;NaClO2和NaCl是由金属和酸根组成的化合物,属于盐;ClO2是由两种元素组成,且其中一种元素是氧的化合物,属于氧化物,共三类物质;(3)A~H是初中化学常见的物质。四个虚线圈中的反应各属于四个不同的基本反应类型。由两种或两种以上物质生成一种物质的反应叫化合反应;由一种物质生成两种或两种以上物质的反应叫分解反应;由一中单质和一种化合物生成另一种和另一种化合物的反应叫置换反应。由两种化合物相互交换成分形成两种新的化合物的反应叫复分解反应。B是最常用的溶剂,所以B是水,E有很好的抗腐蚀
性能,D、E、F、H是四种不同类别的物质,且均含有地壳中含量最高的金属元素——铝;所以E是铝,F是氯化铝,D是氧化铝,H是氢氧化铝,A是过氧化氢,C是氧气,G是酸——盐酸或硫酸。代入转化关系,检验推理正确。①H的化学式:Al(OH)3。②相关的反应的化学方程式:A→C(即过氧化氢分解生成水和氧气):2H2O2
MnO22H2O+O2↑; E—G:
(即铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气)2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑或铝和硫酸生成硫酸铝和氢气:2Al+3H2SO4 = Al2(SO4)3+3H2↑。③酸中一定含有氢元素-H。
2.硫酸是一种重要的化工原料,也是实验室中常用的化学试剂,下面是对硫酸的组成、性质、制取、用途等方面的探究,请你共同参与并回答有关问题 探究一、检测硫酸溶液中所含的离子
以下试剂能用来检测硫酸溶液中所含的阴阳离子的组合是____________(填序号) ①石蕊试液 氯化钡溶液 ②PH试纸、钡溶液 ③石蕊试液 稀盐酸、氯化钡溶液 ④钡溶液、稀 ⑤氯化钡溶液稀 探究二、硫酸的性质
由于浓度不同,浓硫酸与稀硫酸在性质上存在较大差异: (1)探究浓硫酸的某些特征作了如下一些实验:
①用小木棍蘸取少量浓硫酸,放置一会后,可观察到________________
②兴趣小组把98%的浓硫酸10ml和63.3%的硫酸溶液(用10ml98%的浓硫酸与10ml水配成)约20ml分别放入两个相同的小烧杯中,称量、观察、记录、分析;根据室温环境下实验的数据绘成的曲线如图1;
由如图1曲线你能得到的实验结论有哪些?(写两点)_________________________ (2)浓硫酸的稀释;实验室用98%的浓硫酸(密度1.84g/cm3)配制100g溶质质量分数为20%的稀硫酸,需要水的体积为__________ml(精确到0.1);浓硫酸稀释过程如图2所示,b中盛放的物质是__________(填物质名称),a的作用是______________。
(3)探究稀硫酸的化学性质;
如图选择不同类别的物质与稀硫酸反应发生了如下颜色变化;
①请在编号C处填一种物质,则C是________________________________(写化学式) ②请写出B体现了稀硫酸的性质是__________________ ③请写出符合编号A的一个化学反应方程式__________________ 探究三、硫酸的工业制法
工业上黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程如图所示;
(1)接触室中发生的化学方程式为
____________________________________________________ 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_____________________
(2)依据生产硫酸的工艺流程图,下列说法正确的是_____________填字母序号) 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、吸收塔中得到的产品为混合物 D、沸腾炉排除的矿渣可供炼铁 (3)探究某黄铁矿中FeSO2的含量:
同学们进行了如下实验探究(假设每步反应均完全)。 (查阅资料) ①4FeS2+11O2
高温2Fe2O3+8SO2 ②Na2SO3+H2O2=Na2SO4+H2O
(实验探究)
I称取1.60g黄铁矿样品放入如图所示装置(夹持装置省略)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完全反应。
II反应结束后,将乙瓶中的溶液进行如图处理
(问题讨论)
①I中装置甲瓶内盛放的试剂是氢氧化钠溶液,其作用是____________________;II中滤液所含的溶质一定有__________________________________。 (含量测定)
②II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的质量分数为______________; (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”“不变”
⑤如何证明II中所加BaCl2溶液已过量(请简要写出操作方法及现象_________________ 【答案】③ 小木棍蘸取浓硫酸的部分变黑 浓硫酸比稀硫酸吸收能力强吸水速度快、吸水量大 ;浓硫酸和一定浓度以上的硫酸溶液都具有吸水性 79.6 浓硫酸 引流并不断搅拌 CuO 显酸性,能使石蕊试液变红 BaCl2+H2SO4=BaSO4+2HCl或
Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4+2H2O 2SO2+O2=2SO3 除铁锈 ACD 吸收空气
催化剂中的二氧化碳 NaCl、BaCl2、NaOH BaSO4 75% 偏大 取滤液少量于试管中,滴加少量硫酸钠溶液,若有白色沉淀产生,则证明氯化钡已过量 【解析】 【分析】
探究一:根据硫酸溶液在水中解离出的离子氢离子和硫酸根离子来分析;
探究二:(1)①根据浓硫酸的特性-脱水性来分析;②根据浓硫酸的吸水性及曲线,能得到的实验结论;
(2)根据浓硫酸的稀释规律分析,可知浓硫酸稀释时需要把浓硫酸倒入水中; (3)①根据稀硫酸的5条化学性质分析,反应后颜色可分析;②根据指示剂变色,分析酸的性质③酸与碱、盐反应规律分析。 探究三:
(1)根据接触室内的物质可推断反应的反应物为二氧化硫与氧气,生成物为三氧化硫,可
完成化学方程式;
(2)根据流程图及各容器内的反应和物质,可分析; 【问题讨论】
①根据图中甲瓶内的氢氧化钠溶液和空气中的二氧化碳,可分析其作用;根据乙瓶内过量的氢氧化钠吸收了二氧化硫生成Na2SO3,以及Na2SO3+H2O2=Na2SO4+H2O,Na2SO4和BaCl2生成BaSO4和NaCl,可分析反应后的溶质;
②根据上述反应产生的沉淀即为过滤后的滤渣;③根据滤渣的质量,及质量守恒中的硫元素守恒即可算出FeS2的质量,进一步算出其质量分数; 【交流反思】
④根据甲装置的作用是为了吸收二氧化碳防止进入乙瓶,影响到生成沉淀的质量来分析;⑤若证明BaCl2过量,则会存在滤液中,用其和硫酸钠反应,观察有无沉淀生成。 【详解】
探究一、检测硫酸溶液中所含的离子:检验某无色溶液是否为稀硫酸,先用紫色石蕊试液验证某无色溶液中含有氢离子,若变红,可确定该溶液显酸性;用盐酸酸化后能排除碳酸根离子的干扰,硫酸根离子与钡离子反应生成不溶于稀盐酸的白色沉淀硫酸钡,可用氯化钡溶液和稀盐酸来验证是否含硫酸根离子,故选③;
探究二、硫酸的性质:(1)①浓硫酸具有的脱水性。用小木棍蘸取少量浓硫酸,放置一会后,可观察到小木棍蘸取浓硫酸的部分变黑;
②从曲线观察两种不同的酸的吸水情况的变化可知: 浓硫酸比稀硫酸吸收能力强吸水速度快、吸水量大;浓硫酸和一定浓度以上的硫酸溶液都具有吸水性;
(2)设需要浓硫酸的质量为x,100g×20%=x×98%,x=20.4g;配制时所需水的质量=100g-20.4g=79.6g,所需水的体积为79.6mL;稀释浓硫酸时,一定要将浓硫酸沿烧杯壁缓慢地注入盛有水的烧杯里,并用玻璃棒搅拌。所以b中盛放的物质是浓硫酸,a的作用是搅拌、降温;
(3)探究稀硫酸的化学性质:(1)含有铜离子的溶液显蓝色,稀硫酸与氧化铜反应生成硫酸铜溶液与水,氧化铜属于氧化物,所以答案为:CuO;
(2)根据加入稀硫酸后,指示剂变红,说明是在稀硫酸中滴加石蕊,说明了硫酸显酸性,能使石蕊试液变红;
(3)因为硫酸可与氯化钡溶液或氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和对应的物质,与氯化钡反应的化学方程式是:BaCl2+H2SO4=BaSO4+2HCl;与氢氧化钡反应的化学方程式是:Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4+2H2O;
探究三、硫酸的工业制法:(1)由图示可知,在接触室内,二氧化硫和氧气在加热和催化剂的条件下生成了三氧化硫,反应的方程式是:2SO2+O2=2SO3;稀硫酸的用途有
催化剂除锈等;
(2)A、为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎,能增大与氧气的接触面积,正确;B、催化剂能够提高SO2的反应速率,不能提高产量,错误;C、吸收塔中得到的产品为混合物,正确;D、沸腾炉排出的矿渣中含有氧化铁,可供炼铁,正确。故选ACD。 (3)探究某黄铁矿中FeSO2的含量:
①由于空气中的二氧化碳能与氢氧化钠反应影响二氧化硫的测定,Ⅰ中装置中甲瓶内盛放的试剂是氢氧化钠溶液,其作用是吸收空气中的二氧化碳;由于过氧化氢具有强氧化性,能将乙瓶中亚硫酸钠氧化成硫酸钠,硫酸钠溶液与过量的BaCl2反应生成硫酸钡和氯化钠,过滤后得到的滤液中一定存在生成氯化钠(NaCl)和过量的氯化钡(BaCl2),氢氧化钠(NaOH);
②II中最终得到的4.66g固体是BaSO4;
③由于在化学变化中硫元素质量守恒,所以硫元素的质量:4.66g×的质量:0.g÷(
32×100%=0.g,FeS2233 ×100%)=1.2g, 120黄铁矿中FeS2的质量分数=
1.2g ×100%=75%; 1.6g④如果缺少甲装置,由于二氧化碳能与氢氧化钠反应,则最终测得FeS2的质量分数将会偏大;
⑤若氯化钡过量则滤液中应存在氯化钡,由于硫酸钠能与氯化钡反应,Ⅱ中证明所加BaCl2溶液过量的方法是:取滤液少许于试管中,滴加氯化钡溶液,若有白色沉淀,则氯化钡过量。 【点睛】
本考点既考查了实验步骤的设计,又考查了化学方程式的书写,还对实验进行了评价,综合性比较强。实验探究题是近几年中考的热点之一,它包括实验方法和过程的探究,实验结论和实验规律的探究等。还考查了实验分析与数据计算。本题通过实验资料和实验分析,得到了正确的结论,属于结论性探究。题目由简到难,考查内容比较全面。综合性较强,有一定难度。
3.下图是A、B、C三种固体物质的溶解度曲线,请回答下列问题。
(1)P点的含义是___________________。
(2)在t1℃时,将20g A物质加入到50g水中,充分溶解,得到溶液的质量为________。 (3)将t3℃时A、B、C三种物质的饱和溶液降温到t2℃,此时三种溶液中溶质的质量分数大小关系是________。
(4)若A中混有少量B时,最好采用___________的方法提纯A。 【答案】t2℃ A、C两物质的溶解度相同 60g B>A>C 降温结晶 【解析】
【分析】 【详解】
(1)溶解度曲线的交点代表在该温度下两种物质的溶解度一样。
(2)依据A物质的溶解度曲线可知。t1℃时,将20g A物质加入到50g水中,只能溶解10g,故溶液的质量为50g+10g=60g。
(3)A、B的物质此时依然为饱和溶液,t2℃时B的溶解度大于A,则B的质量分数大于A,C物质变为不饱和溶液,则应该使用t3℃时C的溶解度进行计算,C的溶解度明显小于A、B。则其大小关系为:B>A>C。
(4)A的溶解度随着温度的变化较大,故采用降温结晶的方法。
4.Ⅰ.请结合下图回答问题。
(1)写出图中有标号仪器的名称: ①__________________。
(2)用高锰酸钾制取一瓶干燥的氧气,可选用装置组合为___________(选填序号);实验室制取二氧化碳和氧气可选用发生装置C或B,C装置的优点是__________________,用此装置制取O2的化学方程式是____________________;
(3)实验室常用甲酸(HCOOH)溶液滴加到浓硫酸中制CO气体,可选用的制取装置是______(选填序号)。该反应中浓硫酸既是催化剂又是脱水剂,试写出该反应的化学方程式________________。
Ⅱ.某同学将氢氧化钠溶液滴入到一定量的稀氯化铜溶液中,出现蓝绿色不溶于水的固体。该同学对生成蓝绿色而不是蓝色固体的现象产生疑惑。 (查阅资料)
(1).CuCl2溶液与NaOH溶液反应可生成蓝色固体(Cu(OH)2),在氢氧化钠较少的情况下会生成蓝绿色碱式氯化铜(Cux(OH)yClz),其不溶于水,能与酸反应。
(2).Cu(OH) 2在60℃开始分解生成两种氧化物,100℃分解完全。碱式氯化铜在300℃开始分解生成氧化铜、水和氯化氢,在400℃分解完全。
(猜想)蓝绿色固体可能是:①Cu(OH)2;②Cux(OH)yClz晶体;③_______。猜想①的理由是:________(用化学方程式表示)。
(验证)该同学取31.25g蓝绿色固体,加热至100℃出现黑色固体。则猜想 ________不正确。继续加热到400℃至质量不再改变,并使产生的气体全部缓缓通过如图_____(选填“甲”或“乙”)装置(装置中药品足量)。
(实验数据) ①最终得到剩余固体24.00g;
②与银溶液反应得到的沉淀经过滤、洗涤和低温烘干,得到固体14.35g; ③浓硫酸装置中数据如表。 加热前 250.00g 100℃ 251.80g 400℃ 253.60g
(得出结论)猜想③成立,且碱式氯化铜中X∶Y:Z = _________。 (拓展延伸)
为使实验中生成蓝色固体,少出现蓝绿色固体,应作_______________改进(选填序号)。
a.实验中将氯化铜溶液滴加到氢氧化钠溶液中 b.实验中应提供足量、较浓的氢氧化钠溶液 c.实验应该在80℃的水浴中进行
【答案】 分液漏斗 AE 能控制反应的发生和停止(或随开随用,随关随停) 2H2O2 2H2O+O2↑ BD HCOOH
H2O+CO↑ Cux(OH)yClz与Cu(OH)2的混合物 CuCl2
+2NaOH=Cu(OH)2 ↓+2 NaCl ② 甲 X︰Y:Z= 2︰3:1 a b(少写、多写、错写不给分) 【解析】Ⅰ.(1)仪器①是分液漏斗;
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的反应物是固体,反应条件是加热,因为氧气的密度比空气大,可以用向上排空气法收集,即用E装置收集,氧气不易溶于水,可以用排水法收集,要收集干燥的氧气,需要用向上排空气法收集,可选用的装置组合为AE;C装置的优点是可以通过控制活塞的开关,来控制装置中的压强,使固体和液体分离与接触,从而控制反应的发生和停止;适合于装置C或B制氧气的是过氧化氢在二氧化锰的催化下生成水和氧气,化学方程式为:2H2O2
2H2O+O2↑;
(3)用甲酸溶液滴加到浓硫酸中制CO气体,通过分液漏斗可以向锥形瓶中滴加浓硫酸,因此选用的发生装置是B;由于一氧化碳有毒不用排空气法,所以用D装置收集,甲酸(HCOOH)溶液在浓硫酸作用下生成水和CO气体,化学方程式为:HCOOH H2O+CO↑;
Ⅱ. 【猜测】蓝绿色固体可能是:①Cu(OH)2;②Cux(OH)yClz晶体;
③Cu(OH)2、Cux(OH)yClz;猜想①的理由是:氯化铜和氢氧化钠反应生成蓝色沉淀氢氧化铜和氯化钠,反应的化学方程式为:CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaCl;
【实验】该同学取31.25g蓝绿色固体,加热至100℃出现黑色固体,说明固体中含有氢氧化铜,则猜想②不正确;继续加热到400℃至质量不再改变,并使产生的气体全部缓缓通过如图甲装置,先通过浓硫酸时,通过质量变化可以检验是否生成水,后通过银时,然后产生白色沉淀,说明生成了氯化氢气体;
【延伸】(1)解:氢氧化铜受热分解得到的氧化铜质量为w Cu(OH)2
CuO+ H2O
80 18
w 251.80g-250.00g
w=8.00g
则碱式氯化铜分解所得氧化铜质量为24.00g-8.00g=16.00g,所以铜元素的质量为16.00g× ×100%=12.80g
设与银反应的氯化氢质量为n HCl+AgNO3 =AgCl↓+HNO3 36.5 143.5 n 14.35g
n=3.65g,
所以碱式氯化铜中氯元素的质量为3.65g×
×100%=3.55g
则碱式氯化铜分解所得水的质量为253.60g-251.80g=1.80g,所以碱式氯化铜中氧元素的质量为1.80g× ×100%+(16.00g-12.80g)=4.80g 所以碱式氯化铜中X∶Y:Z =
=2︰3:1;
(2)为使实验中生成蓝色固体,少出现蓝绿色固体,实验中可以将氯化铜溶液滴加到氢氧化钠溶液中,这样可以保证氢氧化钠足量;实验中应提供足量、较浓的氢氧化钠溶液,这样可以保证氢氧化钠足量。
5.A—-I为初中化学常见的物质,它们之间的转化关系如下图所示(只略去反应①的部分产物)。其中B是紫红色金属;D、F为黑色固体;H为实验室中最常见的无色无味液体。
请回答:
(1)若A在常温下为固体,则反应①的化学方程式为________,下图所示的仪器中,可用作该反应发生装置的是________(填字母);若A 在常温下为液体,则A的化学式为________,反应①的基本反应类型是______。
(2)在金属活动性顺序中,B位于铁的_______(填“前面”或“后面”)。若要证明,所需试剂有:B的单质、铁的单质和_______(只填一种)。 (3)G的化学式为_____,它不具有的性质有_____(填字母)。 A.酸性 B.还原性 C.毒性 D.助燃性 (4)反应②的化学方程式为___________。 【答案】2KClO3CO AD H2+CuO【解析】
(1). 氯酸钾在二氧化锰的作用下分解生成氯化钾和氧气,2KClO3
MnO2 2KCl+3O2↑ C H2O2 分解反应 后面 稀盐酸(答案合理即可) Cu+H2O
2KCl+3O2↑,选择
发生装置需考虑是因素是,反应物的状态和反应条件。加热固取气体,发生装置为C,固体和液体常温下反应制取气体应选用的发生装置为b。 (3). H2O2 在二氧化锰的作用下分解生成水和氧气,是分解反应 (5). B是紫红色金属,B是铜;在金属活动性顺序表中,铜在铁的后边;将铁放入酸的溶液中,铁能与酸反应,证明铁在氢前,铜和酸不反应,证明铜在氢后,因此铁在铜前; (7). 铜和氧气生成氧化铜F,氧气和碳不充分燃烧时生成一氧化碳G, 氧化铜和一氧化碳反应生成铜和二氧化碳;(8).一氧化碳能和血红蛋白结合,使人失去和氧结合的机会,使人中毒;一氧化碳能做还原剂,还原金属氧化物; (9). 氧化铜和氢气反应生成水和铜;
点睛:推断题的解题方法是找题眼,物质颜色、用途等,然后结合转化关系,利用反应条件和反应类型,进行推断,最后再将推断的结果检查,看是否符合题中物质间的关系。
6.氢气作为新能源有很多优点,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气,其反应可表示为: 6ZnFe2O4
6ZnO+4Fe3O4+O2↑;3ZnO+2Fe3O4+H2O
3ZnFe2O4+H2↑
(1)ZnFe2O4中Fe的化合价为_______________。
(2)该循环制氢中不断消耗的物质是________(填化学式),得到H2和O2的质量比为__________。
(3)氢气作为新能源的优点有________(任写一点)。该循环法制氢的不足之处是________。 Ⅱ.贮氢:合金Mg2Cu是一种潜在的贮氢材料,高温时在氩气保护下,由一定质量比的Mg、Cu单质熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢生成氢化物和另一种合金,其化学方程式为: 2Mg2Cu+ 3H2
3MgH2+MgCu2
(4)熔炼制备Mg2Cu合金时,通入氩气的目的是_________________。
(5)氢化物MgH2与水反应生成一种碱,并释放出H2。 其化学反应方程式为________。 (6)11.2g Mg2Cu完全吸氢后所得混合物与过量盐酸反应,放出H2的质量为________g。 【答案】 +3 H2O 1:8 不污染环境、热值大、原料来源丰富 能耗高 起到保护作用,防止金属被氧化 MgH2+2H2O=Mg(OH)2↓+2H2↑ 0.7g
【解析】本题考查了有关元素化合价的计算,氢能源,化学方程式的书写,根据化学方程式的计算。难度较大,仔细审题,找出的用的信息结合已有知识进行分析解答。 (1)ZnFe2O4中锌的化合价为+2价,氧元素的化合价为﹣2,设:Fe的化合价为x,根据化合物中元素化合价的代数和为零,则有(+2)+2x+(﹣2)×4=0,x=+3; (2)根据化学方程式6ZnFe2O4
6ZnO+4Fe3O4+O2↑;3ZnO+2Fe3O4+H2O
3ZnFe2O4+H2↑可知,该循环制
氢中不断消耗的物质是水,其化学式为H2O,得到H2和O2的质量比为4:32=1:8; (3)氢气作为新能源的优点有不污染环境、热值大、原料来源丰富,该循环法制氢时都是在高温下进行,不足之处是能耗高;
(4)高温时Mg、Cu都能与空气中氧气反应,熔炼制备Mg2Cu合金时,通入氩气可以起到保护作用,防止金属被氧化;
(5)氢化物MgH2与水反应生成一种碱,并释放出H2,根据质量守恒定律可知,生成的碱是氢氧化镁,化学反应方程式为 MgH2+2H2O=Mg(OH)2↓+2H2↑;
(6)11.2g Mg2Cu完全吸氢后所得混合物与过量盐酸反应,其中的氢化镁与水反应生成氢氧化镁和氢气,MgCu2中只有镁与盐酸反应产生氢气。
设:11.2g Mg2Cu完全吸氢后生成氢化镁的质量为x,MgCu2的质量为y。 2Mg2Cu+3H2
3MgH2+MgCu2
224 78 152 11.2g x y
x=3.9g y=7.6g
设:3.9g氢化镁与水反应生成氢气的质量为a MgH2+2H2O=Mg(OH)2↓+2H2↑
26 4 3.9g a
a=0.6g
7.6gMgCu2含有镁的质量为:7.6g×Mg+2HCl═MgCl2+H2↑ 24 2 1.2g b
b=0.1g
生成氢气的质量为:0.6g+0.1g=0.7g。
× 100%=1.2g
设:1.2g的镁与盐酸反应生成的氢气质量为b
7.请根据下列实验装置图回答有关问题:
(1)装置B中标号仪器①的名称是_____。
(2)实验室制取二氧化碳的化学方程式为_____。选择的发生装置是_____(填字母编号)。
(3)用双氧水和二氧化锰制取氧气的化学方程式为_____,反应后过滤、干燥,所得到的二氧化锰___(填“能”或不能”)继续作为双氧水分解的催化剂。
(4)装置C、D、E、F在实验室中都可收集气体,其中不能用来收集氧气的是___(填字母编号)。若用F装置收集二氧化碳,气体应从____(填“a”或“b”)端通入。 (5)某化学兴趣小组借助氧气传感器探究微粒的运动,数据处理软件可实时绘出氧气体积分数随时间变化的曲线。收集一塑料瓶氧气进行以下三步实验:①敞口放置;②双手贴在塑料瓶外壁上;③将塑料瓶的瓶口朝下,三步实验中测得氧气的体积分数随时间变化的曲线依次为图2中的MN段、NP段和PQ段。
①能够说明氧分子不断运动的曲线是_____ A.MN段 B.NP段 C.PQ段 ②MN段和NP段相比较,说明_____。
③随着实验的进行,传感器测出氧气的体积分数约为_____时几乎不再变化。 【答案】分液漏斗 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑; B 2H2O2a A 温度越高,分子运动越快 21% 【解析】 【分析】 【详解】
(1)装置B中标号仪器①的名称是分液漏斗;(2)实验室制取CO2,选择的实验药品是大理石或石灰石和稀盐酸,反应的化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;实验室制取二氧化碳反应物是固体和液体,且该反应不需要加热,应该选择固液常温型的发生装置,即B;(3)实验室用过氧化氢制取氧气的化学方程式是2H2O2
2H2O+O2↑,二氧化锰2H2O+O2↑; 能 E;
是该反应的催化剂,催化剂是一种能够改变化学反应的速率,但是本身的质量和化学性质在反应前后不发生改变的物质,所以过滤、干燥,所得到的二氧化锰仍然可以作为反应的催化剂;(4)氧气的密度比空气的密度大,氧气不易溶于水,可以用排水法或者向上排空气法进行收集,二氧化碳的密度比空气的密度大,用F装置来收集二氧化碳应该从长导管进,短导管出;(5)氧气的密度比空气的密度大,MN段氧气的体积分数减少,能够说明分子是不断地运动的,把手贴在塑料瓶外壁上,塑料瓶内气体的温度升高,分子运动更加剧烈,因为空气中氧气的体积分数约为21%,所以随着实验的进行,传感器测出氧气的体积分数约为21%时几乎不再变化。 【点睛】
本考点主要考查了仪器的名称、气体的制取装置和收集装置的选择,同时也考查了化学方程式的书写、分子的性质等,综合性比较强。气取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关,气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关。
8.某涂料添加剂M的成分为银、铝、锌中的一种,为确定其成分,取一定质量的M和稀硫酸进行实验。
①银、铝、锌的金属活动性由强到弱的顺序是_______________。
②用右图方法收集氢气,是因为氢气________(选填“可溶”、“难溶”)于水;仪器Ⅰ的名称是__________。
③6.5g锌与足量稀硫酸完全反应,计算产生氢气的物质的量。_______(根据化学方程式列式计算)
④铝、锌分别与足量的稀硫酸反应。产生氢气的物质的量与消耗铝的质量关系曲线如下图所示,在图中画出产生氢气的物质的量与消耗锌的质量关系曲线。________
⑤1.8g样品M与足量稀硫酸完全反应产生0.1mol氢气,则M的化学方程式是_________。 【答案】铝、锌、银 难溶 长颈漏斗 0.1mol
2Al+3H2SO4═Al2(SO4)3+3H2↑
【解析】 【分析】
铝比锌活泼,锌比银活泼;稀硫酸和锌反应生成硫酸锌和氢气,和铝反应生成硫酸铝和氢气。 【详解】
①根据金属活动性顺序表,银、铝、锌的金属活动性由强到弱的顺序是铝、锌、银;
②用如图1方法收集氢气,是因为氢气难溶于水;仪器Ⅰ的名称是长颈漏斗; ③解:设产生氢气的物质的量为x, 6.5g锌的物质的量为:6.5g÷65g/mol=0.1mol, Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑, 1 1 0.1mol x
11= 0.1molxx=0.1mol,
答:产生氢气的物质的量是0.1mol。
④由计算可知,6.5g锌与足量稀硫酸反应生成0.1mol氢气,产生氢气的物质的量与消耗锌的质量关系曲线如下所示:
⑤铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,反应的化学方程式及其质量、物质的量的关系为: 2Al+3H2SO4═Al2(SO4)3+3H2↑, 54 6 1.8g 0.2mol
由以上关系可知,1.8g铝与足量稀硫酸完全反应产生0.1mol氢气,则M是Al。则铝和稀硫酸反应的化学方程式是:2Al+3H2SO4═Al2(SO4)3+3H2↑。
9.实验室常用下列装置制取气体,请你根据所学知识回答下列问题。
(1)仪器a的名称是_____。
(2)实验室制取氧气时,选用的收集装置是_____(填字母序号)。若改用下图装置收集氧气,则气体应从_____进(填“a”或“b”)。
(3)小明取一定浓度的盐酸与石灰石反应制取气体,反应的化学方程式为__________;将生成的气体通入澄清石灰水中,未见变浑浊。为探究其原因,进行了如下过程: (作出猜想)A.石灰水已经完全变质; B.气体中有挥发出来的HCl气体。 (实验探究)
①取少量石灰水于试管中,并向试管中滴加几滴无色酚酞试液,振荡,观察到溶液变红色。于是排除了猜想A,你认为排除猜想A的理由是_____________。
②小明想探究所得气体中是否有挥发出来的HCl气体,设计如下实验。请你帮他完成实验,填写以下表格: _________ 实验步骤 实验现象 实验结论
(查阅资料)
气体中有HCl 碳酸钠溶液中通入二氧化碳发生反应:Na2CO3+ CO2+ H2O = 2NaHCO3 (拓展延伸)
如果用上述原料制得纯净的二氧化碳气体,所选仪器的连接顺序为_____(填字母)。 【答案】酒精灯 C b CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O 酚酞试液变红,说明溶液中存在碱性物质Ca(OH)2 实验步骤 实验现象 实验结论 将生成的气体通入AgNO3溶液中 产生白色沉淀 气体中有HCl B H E C 【解析】 【分析】 【详解】
(2)氧气的密度比空气大,难溶于水,可用向上排空气法或排水法收集,故选C装置;右图装置是用排水法收集氧气,由于水只能从a端排水,故氧气从b端通入; (3)碳酸钙与稀盐酸反应生成的是氯化钙、水和二氧化碳:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O;
【实验探究】
①酚酞试液变红,说明溶液呈碱性,即含有氢氧化钙,若氢氧化钙完全变质了,那么氢氧化钙与二氧化碳反应生成的是碳酸钙沉淀和水,不能使酚酞试液变成红色;
②氯化氢气体溶于水形成的盐酸,要证明含有盐酸,即证明含有氯离子,那么可将气体通入银溶液中,若产生了白色沉淀,则证明含有氯化氢气体; 【拓展延伸】
要得到纯净的二氧化碳气体,那么要先把氯化氢气体和水蒸汽除去,其中氯化氢气体可用饱和的碳酸氢钠溶液除去,水蒸汽可用浓硫酸除去,故顺序是B H E C。
考点:常用气体的发生装置和收集装置与选取方法,实验室制取二氧化碳的反应原理
10.某工厂用电解饱和食盐水的方法生产氯气、烧碱、氢气等化工产品(反应的化学方程式:2NaCl+2H2O 通电 2NaOH+H2↑+Cl2↑),这种工业称为“氯碱工业”。某研究性学习小组对该厂生产的烧碱样品进行如下探究。 I.定性探究
(提出问题)烧碱样品中可能含有哪些杂质?
(猜 想)猜想一:可能含有Na2CO3,作出此猜想的依据是 (用化学方程式表示)。 猜想二:可能含有NaCl,作出此猜想的依据是 (用简洁的文字表述)。 (设计实验) 实验步骤 实验现象 解释或结论 ①取适量烧碱样品置于试管中,加水溶解,并用手触摸试管外壁。 试管外壁发热 原因是 ②向①所得的溶液中逐滴加入稀至过量 一开始无明显现象,一段时间后产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。 样品中含有的杂质是 ③向②所得的溶液中滴加几滴银溶液 产生白色沉淀 样品中还含有的杂质是 (交流与讨论)小明同学提出:“上述实验中稀也可以用稀盐酸代替”。你认为他的观点
(填“正确”或“不正确”)。 II.定量探究
(提出问题)烧碱样品中氢氧化钠的质量分数是多少呢? (设计实验)小婉同学设计探究方案后进行实验并测得数据如下:
请你利用小婉同学测得的数据计算烧碱样品中氢氧化钠的质量分数(请列出计算过程)。 (交流与反思)小强同学认为小婉同学设计的探究方案不够严密,其理由是: (1)探究方案中未考虑氢氧化钠的吸水性。
(2)探究方案中因缺少 (填操作名称),导致测得的氢氧化钠的质量分数偏小。 【答案】2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O
氢氧化钠从电解后的溶液中析出时有少量未反应的氯化钠同时析出 氢氧化钠固体溶于水放热;碳酸钠;氯化钠;不正确 91.5% 洗涤 【解析】
(1)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,因此可能有碳酸钠;氯化钠可能没有全部反应,因此可能有氯化钠;
(2)加水溶解,试管外壁发热,原因是氢氧化钠固体溶于水放热;向①所得的溶液中逐渐加入稀至过量,一开始无明显现象,一段时间后产生能使澄清石灰水浑浊的气体,因此样品中含有的杂质是碳酸钠;向②所得的溶液中滴加几滴银溶液,产生白色沉淀氯化银,说明样品中还含有的杂质是氯化钠;上述实验中稀不可以用稀盐酸代替,因为盐酸中有氯离子,影响氯化钠中氯离子的检验. 解:设20g样品中含Na2CO3的质量为x,NaCl的质量为y。 Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑ NaCl+AgNO3====AgCl↓+NaNO3 106 44 58.5 143.5 x0.22gy2.87g
x=0.53g(1分) y=1.17g 氢氧化钠的质量分数=
答:样品中氢氧化钠的质量分数为91.5% 洗涤
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