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2024年江苏省无锡地区中考模拟化学试卷 （原卷版+解析版）
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一、选择题（共15小题，满分30分，每小题2分）
1. 下列物质属于纯净物的是
A. 石油B. 干冰C. 矿泉水D. 不锈钢
【答案】B
【解析】
【分析】纯净物由一种物质组成，混合物由两种或两种以上的物质组成。
【详解】A、石油中含有多种碳氢化合物，是混合物，故错误；
B、干冰是固态二氧化碳，由一种物质组成的，是纯净物，故正确；
C、矿泉水中含有水和溶于水的矿物质，是混合物，故错误；
D、不锈钢主要成分是铁，还含有碳等物质，是混合物，故错误。
故选：B。
2. 人体中含量最多的元素是
A. 氢B. 氧C. 碳D. 钙
【答案】B
【解析】
【详解】人体中含有65%的氧元素、18%的碳元素、10%的氢元素及其他元素等，其中含量最高的是氧元素。
故选：B。
3. 华夏造物历史悠久，《天工开物》中记载的下列造物过程涉及化学变化的是
A. 炼生铁B. 晒海盐C. 钉木舟D. 织衣布
【答案】A
【解析】
【详解】A、炼生铁，有新物质生成，属于化学变化；
B、晒海盐，没有新物质生成，属于物理变化；
C、钉木舟，没有新物质生成，属于物理变化；
D、织衣步，没有新物质生成，属于物理变化；
答案：A。
4. 下列物质由离子构成的是
A. 硅B. 硫酸铜C. 氨气D. 二氧化碳
【答案】B
【解析】
【分析】根据金属、大多数固态非金属单质、稀有气体等由原子构成；有些物质是由分子构成的，气态的非金属单质和一般由非金属元素组成的化合物，如氢气、水等；有些物质是由离子构成的，一般是含有金属元素和非金属元素的化合物进行分析判断即可。
【详解】A、硅属于固态非金属单质，是由碳原子直接构成的，故A错误；
B、硫酸铜是含有金属元素和非金属元素的化合物，硫酸铜是由铜离子和硫酸根离子构成的，故B正确；
C、氨气是由非金属元素组成的化合物，是由氨分子构成的，故C错误；
D、二氧化碳是由非金属元素组成的化合物，是由二氧化碳分子构成的，故D错误；
故选：B。
5. 如图是甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线。下列叙述正确的是
A. t2℃时，20g丙能溶解于50g水中形成70g溶液
B. 若要将组成在N点的甲溶液转变为M点的甲溶液，可以采用恒温蒸发溶剂的方法
C. t1℃时，等质量的甲、乙溶液中所含溶质的质量为乙＞甲
D. t3℃时，将甲乙丙三种物质的饱和溶液降温到t2℃，所得溶液溶质质量分数的大小关系为乙＞甲＝丙
【答案】B
【解析】
【详解】A、由溶解度曲线可知，t2℃时，丙的溶解度为30g，即100g水中最多溶解30g丙物质，那么50g水中最多溶解25g丙物质，故 t2℃时，20g丙不能溶解于50g水中形成70g溶液，错误；B、由溶解度曲线可知，N点为t3℃时甲的不饱和溶液，M点为为t3℃时甲的饱和溶液，若要将组成在N点的甲溶液转变为M点的甲溶液，可以采用恒温蒸发溶剂的方法，正确；C、由溶解度曲线可知，t1℃时，乙的溶解度大于甲的溶解度，故t1℃时，等质量的甲、乙溶液中所含溶质的质量为乙＜甲，错误；D、由溶解度曲线可知，t3℃时，甲、乙、丙三种物质的溶解度大小关系为甲＞乙＞丙，且甲、乙溶解度随温度的升高而增大，丙的溶解度随温度的升高而降低。t2℃时，甲、乙、丙三种物质的溶解度大小关系为乙＞甲=丙，故t3℃时，将甲乙丙三种物质的饱和溶液降温到t2℃，所得溶液溶质质量分数的大小关系为乙＞甲＞丙，错误。故选B。
6. 我国科学家开发了一种基于二氧化钒的“冷热双吸”材料，有望助力实现“双碳”目标。钒元素在周期表中的信息如图所示。下列说法错误的是
A. 钒为金属元素B. 钒原子核外电子数为23
C. 钒的相对原子质量为50.94gD. 二氧化钒的化学式为VO2
【答案】C
【解析】
【详解】A、根据钒元素在周期表中的信息可知，钒为金属元素，故说法正确；
B、根据钒元素在周期表中的信息可知，原子序数=核外电子数=质子数=核电荷数=23，故说法正确；
C、根据钒元素在周期表中的信息可知，钒的相对原子质量为50.94，故说法错误；
D、根据氧化物的书写原则，氧化物中，氧在后，并在氧元素右下角标出氧原子的个数，则二氧化钒的化学式为VO2，故说法正确；
故选C。
7. 在给定条件下，下列物质间的转化能实现的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A、碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，不能生成一氧化碳，故选项转化不能一步实现；
B、锌的活动性比铜强，锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，故选项转化能一步实现；
C、铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，而不是氧化铁，故选项转化不能一步实现；
D、硝酸钠与氢氧化钙反应没有气体、水或沉淀生成，不符合复分解反应发生条件，故选项转化不能一步实现。
故选B。
8. 下列物质的性质和用途对应关系正确的是
A. 银有金属光泽，可用于制造电线B. 碳有还原性，可用于治金工业
C. 石墨有导电性，可用于生产铅笔芯D. 二氧化碳能溶于水，可用于灭火
【答案】B
【解析】
【详解】A、银有良好的导电性，但成本比较高，不用来制造电线，故A错误；
B、碳有还原性，可以将金属氧化物还原成金属单质，可用于治金工业，故B正确；
C、石墨可用于生产铅笔芯，是因为石墨灰黑色固体，质软，故C错误；
D、二氧化碳具有不可燃不助燃，且密度比空气大的性质，可用于灭火，故D错误。
故选B。
9. 将酒精灯的灯芯拨得松散一些，可使燃烧更旺的原因是
A. 减少酒精的挥发B. 降低可燃物的着火点
C. 增加空气中氧气含量D. 增大可燃物与空气的接触面积
【答案】D
【解析】
【分析】可燃物燃烧条件：物质是可燃物、与氧气充分接触；温度达到可燃物的着火点。
【详解】A、增大了酒精的挥发，故A不正确；
B、可燃物的着火点不变，故B不正确；
C、酒精灯的灯芯拨得松散一些，不能改变空气中氧气的含量，故C不正确；
D、酒精灯的灯芯拨得松散一些，不能改变空气中氧气的含量，可以增大酒精与氧气的接触面积，使燃烧更剧烈，故D正确。故选D。
10. 证据推理是学习化学的重要方法之一，下列推理中正确的是
A. 酸雨的 pH 值小于7， pH 值小于7的雨水一定是酸雨
B. 中和反应有盐和水生成，则有盐和水生成的反应一定是中和反应
C. 单质是由一种元素组成的纯净物，则一种元素组成的纯净物一定是单质
D. 由同种分子构成的物质为纯净物，则纯净物都由同种分子构成
【答案】C
【解析】
【详解】A、酸雨是 pH 值小于5.6的雨水， pH 值小于7的雨水不一定是酸雨，故选项A说法错误；
B、中和反应有盐和水生成，但有盐和水生成的反应不一定是中和反应，如二氧化碳和氢氧化钠的反应，故选项B说法错误；
C、单质是由一种元素组成的纯净物，则一种元素组成的纯净物一定是单质，故选项C说法正确；
D、由同种分子构成的物质为纯净物，但纯净物不一定都由同种分子构成，也可能由同种原子构成，故选项D说法错误；
故选：C。
11. 下列物质的转化在给定条件下能实现的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A、在金属活动顺序中，铜排在氢之后，不能与稀硫酸反应，物质的转化在给定条件下不能实现，不符合题意；
B、铁在空气 不能与氧气反应生成四氧化三铁，只能在空气与水和氧气共同作用生成铁锈，物质的转化在给定条件下不能实现，不符合题意；
C、氢氧化镁与氯化钠混合，不能生成沉淀、水和气体，不符合题意复分解反应的条件，两者不能发生化学反应，物质的转化在给定条件下不能实现，不符合题意；
D、石灰浆是氢氧化钙的悬浊液，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，物质的转化在给定条件下能实现，符合题意。
故选D。
12. 下列仪器的使用错误的是
A. 量筒：量取液体体积，不能加热
B. 漏斗：用作添加液体试剂，将液体注入小口径容器中
C. 试管：用作少量试剂的反应容器，在常温或者加热时使用
D. 烧杯：用作较大量试剂的反应容器，可以直接加热
【答案】D
【解析】
【详解】A、量筒是计量仪器，用于量取液体体积，不能加热，不能用作反应容器等，正确；
B、漏斗可用于添加液体试剂，将液体注入小口径容器中，也可组装过滤器，正确；
C、试管用作少量试剂的反应容器，在常温或者加热时使用，可直接加热，正确；
D、烧杯用作较大量试剂的反应容器，不可以直接加热，加热需要垫陶土网,错误；
故选D。
13. 用饼状图表示MgO中镁元素与氧元素的质量关系，表示方法正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】MgO中镁元素与氧元素的质量比为：24：16=3:2，故选B。
14. 《天工开物》中描述了系统、连续的炼铁炼钢过程，利用煤炭炼铁，从炼铁炉流出的生铁水，直接流进炒铁炉里炒成熟铁，从而减少了再熔化的过程。下列说法错误的是
A. 煤炭燃烧的温度能够达到炼铁所需的温度
B. 炼铁炉中流出的是纯铁
C. 生铁炒成熟铁的过程中降低了含碳量
D. 该炼铁工艺减少了再熔化的过程，节约燃料，彰显了古代劳动人民的智慧
【答案】B
【解析】
【详解】A、高炉炼铁时，用煤炭进行加热，煤炭燃烧释放热量的能够达到炼铁所需的温度，说法正确；
B、 高炉炼铁过程中，生成的铁与剩余的焦炭混合在一起从出铁口流出，故炼铁炉中流出的是生铁， 说法错误；
C、生铁炒成熟铁的过程中碳燃烧生成了二氧化碳，降低了含碳量 ，说法正确；
D、该炼铁工艺减少了再熔化的过程，节约燃料，彰显了古代劳动人民的智慧，说法正确。
故选B。
15. 生锈的铁钉放入盛有稀盐酸的密闭容器中，用压强传感器测得容器内气体压强和反应时间的变化曲线如图，说法正确的是
A. CD 段压强变化的主要因素是反应速度减慢
B. BC 段的化学反应是：Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑
C. D 点反应结束
D. E 点温度大于 A 点
【答案】B
【解析】
【分析】生锈的铁钉放入盛有稀盐酸的密闭容器中，一开始，氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水，待氧化铁完全反应后，铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气。
【详解】A、CD段压强变化是因为反应结束，温度冷却至室温，压强减小，不符合题意；
B、BC段是铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，该反应的化学方程式为：，符合题意；
C、C点压强最大，这时反应结束，不符合题意；
D、E点与A点温度相同，都室温，不符合题意。
故选B。
二、多选题（共4小题，满分8分，每小题2分）
16. 下列实验方案能达成实验目的的是
A. 除去CaCl2溶液中混有的少量盐酸：加入过量的Ca(OH)2溶液
B. 鉴别KCl和NH4Cl两种化肥：取样，加入适量熟石灰研磨
C. 检验NaOH溶液部分变质：取样，加入加入少量BaCl2溶液
D. 比较Fe、Ag金属活动性：将Fe、Ag分别放入Cu(NO3)2溶液
【答案】BD
【解析】
【详解】A、加入过量的氢氧化钙溶液，氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水，虽然除去了杂质，但是引入了新的杂质氢氧化钙，不符合题意；
B、取样，加入适量熟石灰研磨，氯化铵和熟石灰反应生成氨气，产生刺激性气味，氯化钾和熟石灰不反应，无明显现象，现象不同，可以鉴别，符合题意；
C、氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，取样，加入少量氯化钡溶液，氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠，产生白色沉淀，说明氢氧化钠已经变质，不能检验氢氧化钠是否部分变质，不符合题意；
D、将铁、银分别放入硝酸铜溶液中，铁能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，有红色固体析出，说明铁比铜活泼，银与硝酸铜不反应，无明显现象，说明铜比银活泼，从而得出铁比银活泼，符合题意。
故选BD。
17. 下列物质的转化在给定条件下均能实现的是
A. CaCO3CO2CO
B. CuSO4溶液Cu(OH)2悬浊液红色的Cu2O
C. AgAgClAgNO3溶液
D. H2O2H2H2O
【答案】AB
【解析】
【详解】A、碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，二氧化碳和碳在高温下反应生成一氧化碳，符合题意；
B、硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜和硫酸钠，氢氧化铜悬浊液和葡萄糖在加热的条件下反应生成氧化亚铜砖红色沉淀，该反应可用于检验糖尿病，符合题意；
C、铜比银活泼，银和氯化铜不反应，氯化银和稀硝酸不反应，不符合题意；
D、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，不符合题意。
故选AB。
18. 甲烷是天然气的主要成分。利用太阳能可将甲烷在高温熔融盐环境中转化为H2，反应原理如图所示，下列说法正确的是
A. 整个过程中，只有Zn的化合价发生变化
B. 过程①的化学反应为
C. 理论上过程①与过程②中产生H2的质量比为2：1
D. 当参加反应的CH4与H2O质量比为8：9时，理论上可不补充ZnO
【答案】CD
【解析】
【分析】根据反应原理示意图可知，该反应原理主要由两个反应，过程①的化学反应为，过程②的化学反应为，该反应原理为。
【详解】A、根据反应原理为可知，只有C、H的化合价发生改变，故选项说法错误；
B、根据分析可知，过程①的化学反应为，故选项说法错误；
C、根据分析可知，过程①的化学反应为，过程②的化学反应为，理论上过程①与过程②中产生H2的质量比为2：1，故选项说法正确；
D、根据分析可知，该反应原理为，当参加反应的CH4与H2O质量比为8：9时，理论上可不补充ZnO，故选项说法正确；
故选CD。
19. 分析推理是化学学习中常用的思维方法，下列说法错误的是
A. 质子数决定元素的种类，则质子数相同的微粒一定是同种元素
B. 化合物是由不同种元素组成的纯净物，由不同种元素组成的纯净物一定是化合物
C. 活泼金属能与稀硫酸反应放出气体，能与稀硫酸反应放出气体的物质一定是活泼金属
D. 碱溶液能使酚酞试液变红，则能使酚酞试液变红的溶液一定是碱性溶液
【答案】AC
【解析】
【详解】A、质子数相同的微粒不一定是同种元素，如Ne和H2O均含有10个质子，而Ne和H2O不是同种元素，A错误；
B、化合物是由不同种元素组成的纯净物，由不同种元素组成的纯净物一定是化合物，B正确；
C、能与稀硫酸反应放出气体的物质不一定是活泼金属，如碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和二氧化碳气体，C错误；
D、碱溶液能使酚酞试液变红，则能使酚酞试液变红的溶液一定是碱性溶液，D正确。
故选AC。
三、填空题（共4小题，满分19分）
20. 中国空间站建成国家太空实验室，标志着我国航天科技水平已处于世界领先地位。
（1）中国空间站的“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，“人造空气”中氧气含量约为______________。为了解决空间站中二氧化碳堆积问题，用NiFe2O4作催化剂将航天员呼出的二氧化碳转化为氧气。已知NiFe2O4中Fe为+3价，则Ni的化合价为_______________。
（2）中国空间站利用太阳能电池板进行工作，将太阳能转化为______________能。电池板需要用铝合金加工成的箔片进行密封支撑，铝合金能加工成箔片是利用了金属的_____________（填“导电”“导热”或“延展”）性。
（3）舱外宇航服的最外层使用了玻璃纤维和一种叫“特氟隆”的合成纤维，足以抵御像枪弹一般的微陨石的袭击，它具有的特性是______________（合理即可）。
（4）返回舱返回时的动力来自液氢和液氧，发生反应的化学方程式为______________。在即将着陆前，要迅速释放剩余的燃料，这样做的目的是______________。
【答案】（1） ①. 21% ②. +2
（2） ①. 电 ②. 延展
（3）硬度大（合理即可）
（4） ①. ②. 防止发生爆炸##减轻重量(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
空气中氧气约占21%，“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，“人造空气”中氧气含量约为21%；NiFe2O4中Fe为+3价,氧元素显﹣2价,设：镍元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零,则有:x+(+3)×2+(﹣2)×4=0,则x=+2；
【小问2详解】
中国空间站利用太阳能电池板进行工作，将太阳能转化为电能。电池板需要用铝合金加工成的箔片进行密封支撑，铝合金能加工成箔片是利用了金属的延展性；
【小问3详解】
舱外宇航服的最外层使用了玻璃纤维和一种叫“特氟隆”的合成纤维，足以抵御像枪弹一般的微陨石的袭击，它具有的特性是硬度大；
【小问4详解】
返回舱返回时的动力来自液氢和液氧，氢气在氧气中燃烧生成水，发生反应的化学方程式为；在即将着陆前，要迅速释放剩余的燃料，这样做的目的是防止发生爆炸或减轻重量(合理即可)。
21. 化学使生活丰富多彩：我们生活在多样的物质世界里。如：
（1）①金刚石既可以打磨成璀璨夺目的装饰品，又可以利用其十分坚硬的性质，用来______。
②建筑外墙加贴一层泡沫塑料隔热层，能达到更好的隔热效果。塑料属于______（填“有机合成材料”或“金属材料”）。
（2）化学为健康保驾护航：
①碳酸钙可补充人体所需的______（填元素符号，下同）元素，能预防因缺乏该元素导致的骨质疏松和佝偻病。海带等食物中富含______元素，缺乏该元素会引起甲状腺肿大。
②含有乙醇等成分的免洗洗手凝胶是重要的防疫物资，可用于手部消毒。使用时能闻到特殊气味，说明分子______。
③学校采购了一批含75％酒精的免洗消毒喷雾。你建议在存放处张贴的警示标识是______。
A、 B、 C、 D、
（3）化学让未来充满希望：我国科学家在实验室实现以CO2和H2为原料人工合成淀粉（C6H10O5）n，若用44gCO2人工合成淀粉（假设反应过程中无含碳物质的加入和损失），理论上制得淀粉的质量为______g。
【答案】（1） ①. 切割玻璃 ②. 有机合成材料
（2） ①. Ca ②. I ③. 不停运动 ④. D
（3）27
【解析】
【小问1详解】
①金刚石硬度大于玻璃，故其可用于切割玻璃；
②用有机高分子化合物制成的材料就是有机合成材料，棉花、羊毛和天然橡胶等都属于天然有机高分子材料，而日常生活中使用最多的塑料、合成纤维和合成橡胶等则属于合成有机高分子材料，简称有机合成材料；
【小问2详解】
①碳酸钙中含有钙元素，可用于补钙，故填Ca；碘是合成甲状腺激素的主要元素，缺乏会患甲状腺肿大和呆小症，海带中富含I元素；
②分子不停的运动，扩散至环境中，被人嗅到，故能闻到特殊气味；
③A、其是腐蚀性物品图标，不符合题意‘
B、其是中国节水标志，不符合题意；
C、其是剧毒品标志，不符合题意；
D、其易燃品标志，酒精具有易燃性，符合题意；
故选D；
【小问3详解】
解：题干中提到“假设反应过程中无含碳物质的加入和损失”，
设理论上制得淀粉的质量为x，
答：理论上制得淀粉的质量为27 g。
22. 如图是人类对氧化还原反应的认识过程中的三个阶段。
【阶段I】得失氧说：物质跟氧发生的反应叫氧化反应，含氧化合物中的氧被夺去的反应叫还原反应。
【阶段II】化合价升降说：凡是出现元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。化合价升高的反应叫氧化反应，化合价降低的反应叫还原反应。
【阶段Ⅲ】电子转移说：化合价升价的原因是电子转移。凡有电子转移发生的化学变化都是氧化还原反应。失电子的反应叫氧化反应，得电子得反应叫还原反应。
（1）根据得失氧说，在H2+CuOCu＋H2O化学变化中，H2发生了______反应。
（2）电子转移是元素化合价改变的本质原因。失电子后，元素的化合价会______（选填“升高”或“降低”）。
（3）根据化合价升降说，化学反应的四种基本类型与氧化还原反应之间的关系如图所示，其中乙是______反应。
（4）关于氧化还原反应的认识，下列理解正确的是______。
A. 人类对氧化还原反应的认识过程是一个逐步发展、延伸和完善的过程
B. 自然界中发生的氧化还原反应对人类的生活和生产都是有利的
C. 氧化和还原是相互对立又辩证统一的关系
D. 电子转移说是从微观视角来探析和建构氧化还原反应的概念
【答案】（1）氧化 （2）升高
（3）置换 （4）ACD
【解析】
【小问1详解】
在H2+CuOCu＋H2O化学变化中，H2得到氧，发生了氧化反应，故填氧化。
【小问2详解】
失电子的反应叫氧化反应，化合价升高的反应叫氧化反应，所以原子失电子后，元素的化合价会升高，故填升高。
【小问3详解】
置换反应中，有单质参与反应和单质生成，一定有元素的化合价升高，有的元素的化合价降低，即置换反应都是氧化还原反应，故填置换。
【小问4详解】
A 由题文可知，人类对氧化还原反应的认识过程是一个逐步发展、延伸和完善的过程，选项正确；
B 自然界中发生的氧化还原反应对人类的生活和生产不一定都是有利的，如金属的锈蚀等，选项错误；
C 失电子的反应叫氧化反应，得电子得反应叫还原反应，所以氧化和还原是相互对立又辩证统一的关系，选项正确；
D 电子转移说是从电子得失的微观视角来探析和建构氧化还原反应的概念，选项正确，故填ACD。
23. 为保持冻土路基夏季不融化，需在秋冬季将空气中的“冷”储存至路基。“热棒”插入路基（如图），利用钢管内氨的汽化和液化，实现路基与空气的热量交换。
（1）热棒主体采用碳素无缝钢管。碳素钢属于______（填“纯净物”或“混合物”）。
（2）热棒钢管外壁需喷涂保护层，其目的是______。
（3）氨的汽化和液化属于______（填“物理”或“化学”）变化。
（4）秋冬季热棒工作时，氨在A端发生的变化是______（填“汽化”或“液化”）。
【答案】（1）混合物 （2）防止钢管生锈 （3）物理 （4）液化
【解析】
【小问1详解】
钢铁是由铁和碳组成的铁合金，属于混合物；
【小问2详解】
铁在与氧气、水共存时会发生锈蚀，因此热棒钢管外壁需喷涂保护层，其目的是防止钢管锈蚀;；
【小问3详解】
氨的汽化和液化过程中只有物质的状态发生了改变，并没有生成新物质，属于物理变化；
【小问4详解】
为保持冻土路基夏季不融化，需在秋冬季将空气中的“冷”储存至路基。秋冬季热棒工作时，氨在A端发生的变化是液化，因为液化放热;。
四、解答题（共4小题，满分20分）
24. 金属材料在人类文明的发展中起着重要作用，古代冶金技术彰显了我国劳动人民的智慧。
（1）战国《韩非子.内储说上》提到，早期采金技术均是“沙里淘金”。金在自然界中主要以__________（填“单质”或“化合物”）形式存在。
（2）北宋沈括所著的《梦溪笔谈》中记载了“湿法炼铜”的方法：“熬胆矾铁金，久之亦化为铜”。即在硫酸铜溶液中加入铁，则可得到铜。该反应的化学方程式是__________，该反应属于__________反应（填基本反应类型）。
（3）明代宋应星所著的《天工开物》一书，介绍了“火法炼锌”的方法：把炉甘石（ZnCO3）和煤炭饼装入炼锌罐如下图所示，泥封，“其底铺薪，发火煅红”“冷定毁罐取出”。
①炉甘石（ZnCO3）加入锌罐之前，先将其粉碎的目的是__________。
②反应区中，炉甘石（ZnCO3）在高温下分解生成氧化锌和另一种氧化物，该氧化物的化学式是__________。
③反应区中，煤炭中的碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳，该反应的化学方程式是__________，该反应中体现了碳的__________（填“还原性”或“氧化性”）。
④必须“冷定”后才能“毁罐”取锌，请从化学变化的角度解释其原因__________。
【答案】（1）单质 （2） ①. Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu ②. 置换
（3） ①. 增大反应物接触面积，使反应更快更充分 ②. CO2 ③.
④. 还原性 ⑤. 防止锌与氧气在温度较高时反应生成氧化锌
【解析】
【小问1详解】
金化学性质不活泼，在自然界中主要以单质形式存在。
【小问2详解】
硫酸铜和铁反应生成铜和硫酸亚铁，化学方程式为。该反应是单质和化合物反应生成单质和化合物，是置换反应。
小问3详解】
①反应物间接触面积越大，反应越快越充分。所以先将其粉碎的目的是增大反应物接触面积，使反应更快更充分。
②化学反应前后元素的种类不变，氧化物是由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物。所以另一种氧化物为二氧化碳，化学式CO2。
③反应物是氧化锌和碳，生成物是锌和二氧化碳，反应条件是高温，所以化学方程式为。该反应中碳得到氧，体现了还原性。
④化学变化有新物质生成，则冷却后取出是避免发生反应，“毁罐”取锌，锌会与空气接触。则可能原因是防止锌与氧气在温度较高时反应生成氧化锌。
25. 阅读科普短文，回答问题。
氮气(N2)是空气中含量丰富的一种组分，与人类生活有何关联呢？
N2与食品行业：N2作为保护气，广泛应用于食品行业。在大型粮仓内充入，既能使仓内噬食粮食的小动物窒息死亡，又能抑制粮食本身的呼吸作用，延长其保存期。在一定程度上，还具有防止发生火灾的作用。
N2与农业生产：氮元素是植物生长所需的营养元素之一、民间俗语“雷雨发庄稼”，是指在雷电环境下空气中的N2能转变为含氮的化学肥料，其主要过程示意图如下图：
N2与光伏新材料：高纯N2被离子化后。通过氮离子束溅射技术，以高纯石墨为靶材可以沉积出光伏材料氮化碳薄膜，氮化碳薄膜中碳、氮元素的质量分数与氮离子束能量的关系如下图：
N2与环境治理：化石燃料中通常含有氮元素，直接燃烧会产生大量氮氧化合物。氮氧化合物不仅能形成酸而从而严重危害人体健康和生态环境，而且能与碳氢化合物在一定条件下反应生成有毒的光化学烟雾。利用N2合成氯可有效吸收氮氧化合物，从而实现无污染排放。
随着科技的进步，N2的用途将更加广泛。
（1）应用于食品行业作保护气，体现了N2的化学性质是_______。
（2）雷电环境下N2转变为化学肥料的主要过程中，涉及到氮元素的_______种化合价。步骤③反应中会生成HNO3 和NO，该反应的化学方程式是______。
（3）氮化碳薄膜中氮元素质量分数与氮离子束能量的关系为______。
（4）下列说法正确的是______ (填序号)。
a.是空气中含量最多的气体
b.大型粮仓内也可以充入 作保护气
c.氮氧化合物转变为光化学烟雾的过程属于物理变化
【答案】（1）不活泼
（2） ①. 4##四 ②.
（3）氮离子束能量越高，氮元素质量分数越小
（4）ab##ba
【解析】
【小问1详解】
氮气化学性质稳定，则可作食品行业作保护气。
【小问2详解】
雷电环境下，氮气先转化为NO，然后又转化为NO2，最后和水反应生成HNO3，其中N2中氮元素的化合价为0，NO中氧元素的化合价为-2价，根据”化合物中各元素化合价代数和为零“，则氮元素的化合价为+2价，而NO2中，设氮元素的化合价为x，则x+（-2）×2=0，解得x=+4，HNO3中，氢元素为+1，设氮元素为y，则1+y+（-2）×3=0，解得y=+5，则氮元素共涉及5种化合价；
步骤③中，NO2和H2O反应生成HNO3和NO，反应的化学方程式为。
【小问3详解】
由图可知，氮离子束能量越高，氮元素质量分数越小。
【小问4详解】
a、氮气为空气中含量最多的气体，该选项说法正确；
b、在大型粮仓内充入氮气，既能使仓内噬食粮食的小动物窒息死亡，又能抑制粮食本身的呼吸作用，延长其保存期，在一定程度上，还具有防止发生火灾的作用，该选项说法正确；
c、氮氧化合物能与碳氢化合物在一定条件下反应生成有毒的光化学烟雾，则属于化学变化，该选项说法不正确。
故选ab。
26. 湿法炼锌过程中的净化钴液中含有Zn、C、Cu和Fe的单质及Zn(OH)2，可利用过硫酸钠氧化水解法实现钴的富集，同时分别回收锌、铜和铁元素，工艺流程如下：
资料1.钴的金属活动性与铁相似。
资料2.该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表：
（1）工艺流程中“酸浸”“除铁”“沉钴”都需要进行的操作是________。
（2）“酸浸”中发生酸碱中和反应的化学方程式是_____，浸渣的主要成分为______。
（3）“除铁”过程中会发生分步反应2FeSO4+H2O2+H2SO4=Fe2(SO4)3+2X，X的化学式是______，该过程需要控制溶液的pH范围是_____。
（4）上述流程中_____ (填序号)可返回湿法炼锌系统，提高锌的利用率.
a.浸渣 b.滤渣I c.滤液II d.滤渣III
【答案】（1）过滤 （2） ①. ②. Cu
（3） ①. H2O ②. 3.2~7.7
（4） c
【解析】
【小问1详解】
工艺流程中“酸浸”“除铁”“沉钴”都是将固体和液体进行分离，需要进行的操作是过滤；
【小问2详解】
“酸浸”中发生酸碱中和是氢氧化锌和稀硫酸的反应，氢氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水，反应的化学方程式为：Zn(OH)2+H2SO4=ZnSO4+2H2O；
【小问3详解】
由反应的化学方程式可知，反应前有2个铁原子、3个硫原子、14个氧原子、4个氢原子，反应后有2个铁原子、3个硫原子、12个氧原子，由质量守恒定律可知，反应后2个X分子中含有2个氧原子、4个氢原子，则1个X分子中含有1个氧原子、2个氢原子，所以X的化学式为：H2O；铁离子完全沉淀所需溶液的最低pH为3.2，钴离子开始沉淀的溶液pH为7.7，所以该过程需要控制溶液的pH范围是3.2~7.7；
【小问4详解】
上述流程中滤液II中含有锌离子，可返回湿法炼锌系统，提高锌的利用率。
27. 化学兴趣小组同学利用下列装置对氢气的制取和性质进行了实验探究。
资料：无水硫酸铜是白色固体，遇到水会变蓝。
氢气的制取
（1）连接装置并检查装置气密性后，关闭 K1、K2和K3。在注射器中分别加入锌粒和稀硫酸，打开阀门K1、K2，将稀硫酸注入注射器2中，该反应的化学方程式是_______。
（2）利用装置A制取氢气的优点是______。
探究氢气的性质
（3）关闭K1，打开K3，固定注射器2，通一会氢气目的是______。
（4）点燃酒精灯，一段时间后，观察到a处现象是_______，证明氢气具有______性。
（5）无水硫酸铜变蓝，证明反应中有水生成。M处加入的试剂是_______。
【答案】（1）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
（2）节约药品
（3）把装置B中空气排净
（4） ①. 黑色粉末变成亮红色 ②. 还原
（5）碱石灰
【解析】
【小问1详解】
锌粒和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式是Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
【小问2详解】
装置A使用注射器添加稀硫酸，且把锌粒放在注射器中，只需少量药品即可开始反应放出氢气，所以有点有节约药品，其他合理即可。
【小问3详解】
通一会氢气目的是为了把装置B中空气排净，防止氢气和空气混合时，加热而引起爆炸。
【小问4详解】
氢气和氧化铜在加热条件下生成铜和水，故观察到a处现象是黑色粉末变成亮红色；氢气结合氧元素，是还原剂，具有还原性。
【小问5详解】
为了防止装置A中反应生成的氢气中含有水分干扰b处出现的现象，可以在干燥管中的圆球中放块状或颗粒状固体来吸收水分干燥氢气，故M处加入的试剂是碱石灰。
五、工艺流程题（共1小题，满分6分，每小题6分）
28. 从古至今，铁及其化合物一直被人类广泛应用。
（一）铁及其化合物的应用
（1）明代科学著作《天工开物》中记载：“泥固塞其孔，然后使水转釉”是指高温下CO将红砖中的Fe2O3转化为Fe3O4而形成青砖。该转化的化学方程式为______________。
（2）铁的化合物在现代更多领域发挥着重要作用。
①碳酸亚铁（FeCO3）不溶于水，可作补血剂，服用后与胃酸反应生成______________被人体吸收，促进血红蛋白的生成。
②火星探测器发回的信息表明，火星上存在FeOOH，从而证明火星表面曾经存在过水，其理由为______________。
③活性FeOOH可除去石油开采过程中的有害气体H2S，并获得S，原理如下。
吸收中生成的另一种物质的化学式为______________，再生时发生反应的化学方程式为______________。
（二）FeOOH的制备
用废铁屑（主要成分为Fe，含少量Fe2O3和FeCO3）制备FeOOH主要流程如下。
（3）酸溶时适当提高反应温度和H2SO4浓度，目的是______________，产生的气体为______________。
（4）还原发生的反应为 。
沉淀发生的反应为 。
沉淀时反应温度不宜太高，原因是______________。
（三）FeOOH的含量测定
已知：FOOH及铁的氧化物加热分解的温度如下。
称取含Fe3O4的FeOOH样品76.6g，进行热分解实验。控制不同的温度对样品加热，测得剩余固体质量随温度的变化如图所示。
（5）样品中FeOOH的含量_________________为%（精确到0.1%）。
（6）当加热到T4℃时，M点固体的成分是_______________。
【答案】（1）
（2） ①. 氯化亚铁 ②. FeOOH中存在H、O元素 ③. H2O ④. 2（Fe2S3•H2O）+3O2=4FeOOH+6S
（3） ①. 加快反应速率 ②. 氢气和二氧化碳
（4）防止过氧化氢受热分解
（5）由图像可知，生成氧化铁质量为71.2g；设FeOOH的质量为x
x=53.4g
样品中FeOOH的含量为：×100%≈69.7%
（6）Fe3O4和FeO
【解析】
【小问1详解】
高温下CO将红砖中的Fe2O3转化为Fe3O4而形成青砖，该转化的化学方程式为；
【小问2详解】
①碳酸亚铁（FeCO3）不溶于水，可作补血剂，服用后与胃酸反应生成氯化亚铁（FeCl2）被人体吸收，促进血红蛋白的生成；
②火星探测器发回的信息表明，火星上存在FeOOH，从而证明火星表面曾经存在过水（分子式为H2O），其理由为FeOOH中存在H、O元素；
③根据流程过程知，发生反应的方程式为：2FeOOH+3H2S=Fe2S3•H2O+3H2O，则吸收中生成的另一种物质的化学式为H2O；根据流程过程知，再生时发生反应的化学方程式为2（Fe2S3•H2O）+3O2=4FeOOH+6S；
【小问3详解】
酸溶时适当提高反应温度和H2SO4浓度，目的是加快反应速率；铁与稀硫酸反应生成氢气，碳酸亚铁与稀硫酸反应生成二氧化碳，因此产生的气体为氢气和二氧化碳的混合气体；
【小问4详解】
过氧化氢具有氧化性，把亚铁离子氧化为FeOOH，但是过氧化氢在高温下发生分解，氧化能力减弱，因此沉淀时反应温度不宜太高，原因是防止过氧化氢受热分解；
【小问5详解】
见答案；
【小问6详解】
由图像看出，当加热到T4℃时，Fe3O4还没有完全反应，M点固体的成分是Fe3O4和FeO。
六、科普阅读题（共1小题，满分6分，每小题6分）
29. 阅读下面科普短文。
2021年5月15日7时18分，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务﹣﹣着陆火星取得圆满成功。
肼又叫联氨，化学式为N2H4，是一种无色、易挥发、有剧毒、有刺激性气味的油状液体，制备肼的原料易得，可以通过氨或尿素与次氯酸反应制备肼。肼具有很高的燃烧热，将火星探测器送入万里高空的燃料就是肼。
火星作为太阳系中与地球最相似的行星，是各航天大国深空探测任务的最主要目标之一。国内外专家提出开展火星原位资源利用研究，即通过利用火星当地资源生产火星探测所需原料和能源，以减少成本。
火星大气和矿物是火星原位资源利用的主要研究对象。目前，探测出火星大气的主要成分及含量如图1所示，火星土壤不同位置处矿物的主要成分及含量如表所示
利用与地球上相似的冶炼原理，可以从火星土壤中获得多种金属单质，部分金属可以在CO2中燃烧，此反应可成为火星探测所需能量的来源之一。研究人员以火箭发动机为背景，分析了不同金属与CO2反应时，氧燃比（CO2与金属的质量比）对比冲的影响，比冲越高，发动机效率越高，结果如图2所示。目前，火星原位资源利用技术仍面临诸多挑战，需要人们不断探索。
依据文章内容回答下列问题：
（1）火星原位资源利用是指______。
（2）由图1可知，火星大气中体积分数占比最高的气体是______。
（3）图2中，以Mg为燃料时，比冲与氧燃比的关系是______。
（4）下列说法正确的是______（填标号）。
A. 火星原位资源利用的主要研究对象是火星大气和矿物
B. 由表1可知，火星土壤中至少含有3种金属元素
C. 肼能支持燃烧，在发射火箭时，常用肼作为燃料
D. 火星原位资源利用技术已经非常成熟
（5）已知肼在金属铂（Pt）的催化作用下，常温即可分解产生氢气和氮气，该反应的化学反应方程式为__________________________。
【答案】（1）通过利用火星当地资源生产火星探测所需原料和能源
（2）CO2##二氧化碳
（3）在实验研究的氧燃比范围内，随着氧燃比的增大，比冲先增大后减小 （4）BC
（5）
【解析】
【小问1详解】
根据“国内外专家提出开展原位资源利用研究，即通过利用火星当地资源生产火星探测所需原料和能源，以减少成本”，可知火星原位资源利用是指通过利用火星当地资源生产火星探测所需原料和能源。
【小问2详解】
由图1可知，火星大气中体积分数占比最高的气体是二氧化碳，占气体总体积的95.3%。
【小问3详解】
图2中，以Mg为燃料时，比冲与氧燃比的关系是在实验研究的氧燃比范围内，随着氧燃比的增大，比冲先增大后减小。
小问4详解】
A．火星大气和矿物是火星原位资源利用的主要研究对象，不符合题意；
B．由表1可知，火星土壤中至少含有3种（即镁、铝、铁）金属元素，符合题意；
C．由题干可知，肼具有很高的燃烧热，将火星探测器送入万里高空的燃料就是肼，符合题意；
D．火星原位资源利用技术还处于探索阶段，不成熟，不符合题意；
故选BC。
【小问5详解】
肼在金属铂（Pt）的催化作用下，常温即可分解产生氢气和氮气，该反应的符号表达式为。
七、科学探究题（共1小题，满分11分，每小题11分）
30. 兴趣小组的同学对金属的某些性质进行相关探究。
【实验回顾】用图甲所示装置制取氢气。
（1）锌与稀硫酸反应。化学方程式为______________。
（2）可用排水法收集氢气的原因是______________。
（3）在金属活动性顺序里，金属能否置换出盐酸、稀硫酸中的氢，判断依据是______________。
【发现问题】小路同学为验证上述“判断依据”，将纯锌片和纯铜片插入稀硫酸中，实验过程中偶然将两种金属触碰（如图乙），发现铜片表面产生了气泡。经检验，产生的气体仍是氢气。
【提出问题】图乙中哪种金属参与了反应？该反应的原理是什么？
【进行实验】在老师指导下，小路同学设计并进行了如下实验：
步骤1：另取纯锌片和纯铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中（如图丙），观察现象；
步骤2：用导线将纯锌片和纯铜片连接，并在两金属片之间串联一个电流表（如图丁），观察现象。
（4）步骤1观察到的现象是______________。
【分析解释】图戊为步骤2的微观原理示意图（提示：图中的e-表示电子）。
（5）氢气是由______________（填“锌片”或“铜片”）与稀硫酸反应产生的。
（6）请根据图示，从微观角度描述在铜片表面产生氢气的过程______________。
【反思拓展】
（7）若按己图进行实验，电流表指针发生偏转。则石墨碳棒上_____________（填“有”或“没有”）气泡产生。
（8）若将己图中稀硫酸换成硫酸铜溶液，电流表指针也发生偏转。则_____________（填“锌片”或“石墨碳棒”）上会出现红色固体。
【延伸应用】
（9）一般情况下，两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时，活动性强的金属首先被腐蚀。造船工业为了避免轮船的钢铁外壳被腐蚀，通常在轮船外壳镶嵌的金属是______________（填字母）。
A. 银块B. 铜块C. 锡块D. 锌块
【答案】（1）
（2）氢气难溶于水且与水不反应
（3）在金属活动性顺序中，金属是否位于氢前
（4）纯锌片逐渐溶解并产生气泡，纯铜片无明显现象 （5）锌片
（6）在该反应中，锌原子失去电子，电子通过导线传递到铜片处，铜片处的氢离子得到失去的电子形成氢气 （7）有
（8）石墨碳棒 （9）D
【解析】
【小问1详解】
锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式。
【小问2详解】
由于氢气难溶于水且与水不反应，所以可用排水法收集。
【小问3详解】
在金属活动性顺序里，氢前金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢，氢后金属不能置换出盐酸、稀硫酸中的氢，所以判断依据是在金属活动性顺序中，金属是否位于氢前。
【小问4详解】
取纯锌片和纯铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，铜与稀硫酸不反应，所以步骤1观察到的现象是纯锌片逐渐溶解并产生气泡，纯铜片无明显现象。
【小问5详解】
由图戊可知，在该反应中，锌原子失去电子，电子通过导线传递到铜片处，铜片处的氢离子得到失去的电子形成氢气，所以氢气是由锌片与稀硫酸反应产生的。
【小问6详解】
由图戊可知，可从微观角度描述在铜片表面产生氢气的过程是在该反应中，锌原子失去电子，电子通过导线传递到铜片处，铜片处的氢离子得到失去的电子形成氢气。
【小问7详解】
在该反应中，锌原子失去电子，电子通过导线传递到石墨碳棒处，石墨碳棒处的氢离子得到失去的电子形成氢气，所以石墨碳棒上有气泡产生。
【小问8详解】
若将己图中稀硫酸换成硫酸铜溶液，电流表指针也发生偏转是因为锌原子失去电子，电子通过导线传递到石墨碳棒处，石墨碳棒处的铜离子得到失去的电子形成铜，所以石墨碳棒上会出现红色固体。
【小问9详解】
根据两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时，活动性强的金属首先被腐蚀，而在银、铜、锡、锌四种金属中，锌的活动性比铁强；可得知，为了避免轮船的钢铁外壳被腐蚀，通常在轮船外壳镶嵌的金属的活动性比铁强的锌。故选D。金属离子
Fe3+
Fe2+
C2+
开始沉淀的pH
1.9
7.5
7.7
沉淀完全的pH
3.2
9.0
9.2
成分样品种类
二氧化硅
（SiO2）
氧化铝
（Al2O3）
氧化镁
（MgO）
氧化亚铁
（FeO）
第一表层土壤
45.5%
8.8%
7.2%
20。%
勃朗峰土壤
44.7%
8.8%
7.2%
19.0%
一、选择题（共15小题，满分30分，每小题2分）
1. 下列物质属于纯净物的是
A. 石油B. 干冰C. 矿泉水D. 不锈钢
【答案】B
【解析】
【分析】纯净物由一种物质组成，混合物由两种或两种以上的物质组成。
【详解】A、石油中含有多种碳氢化合物，是混合物，故错误；
B、干冰是固态二氧化碳，由一种物质组成的，是纯净物，故正确；
C、矿泉水中含有水和溶于水的矿物质，是混合物，故错误；
D、不锈钢主要成分是铁，还含有碳等物质，是混合物，故错误。
故选：B。
2. 人体中含量最多的元素是
A. 氢B. 氧C. 碳D. 钙
【答案】B
【解析】
【详解】人体中含有65%的氧元素、18%的碳元素、10%的氢元素及其他元素等，其中含量最高的是氧元素。
故选：B。
3. 华夏造物历史悠久，《天工开物》中记载的下列造物过程涉及化学变化的是
A. 炼生铁B. 晒海盐C. 钉木舟D. 织衣布
【答案】A
【解析】
【详解】A、炼生铁，有新物质生成，属于化学变化；
B、晒海盐，没有新物质生成，属于物理变化；
C、钉木舟，没有新物质生成，属于物理变化；
D、织衣步，没有新物质生成，属于物理变化；
答案：A。
4. 下列物质由离子构成的是
A. 硅B. 硫酸铜C. 氨气D. 二氧化碳
【答案】B
【解析】
【分析】根据金属、大多数固态非金属单质、稀有气体等由原子构成；有些物质是由分子构成的，气态的非金属单质和一般由非金属元素组成的化合物，如氢气、水等；有些物质是由离子构成的，一般是含有金属元素和非金属元素的化合物进行分析判断即可。
【详解】A、硅属于固态非金属单质，是由碳原子直接构成的，故A错误；
B、硫酸铜是含有金属元素和非金属元素的化合物，硫酸铜是由铜离子和硫酸根离子构成的，故B正确；
C、氨气是由非金属元素组成的化合物，是由氨分子构成的，故C错误；
D、二氧化碳是由非金属元素组成的化合物，是由二氧化碳分子构成的，故D错误；
故选：B。
5. 如图是甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线。下列叙述正确的是
A. t2℃时，20g丙能溶解于50g水中形成70g溶液
B. 若要将组成在N点的甲溶液转变为M点的甲溶液，可以采用恒温蒸发溶剂的方法
C. t1℃时，等质量的甲、乙溶液中所含溶质的质量为乙＞甲
D. t3℃时，将甲乙丙三种物质的饱和溶液降温到t2℃，所得溶液溶质质量分数的大小关系为乙＞甲＝丙
【答案】B
【解析】
【详解】A、由溶解度曲线可知，t2℃时，丙的溶解度为30g，即100g水中最多溶解30g丙物质，那么50g水中最多溶解25g丙物质，故 t2℃时，20g丙不能溶解于50g水中形成70g溶液，错误；B、由溶解度曲线可知，N点为t3℃时甲的不饱和溶液，M点为为t3℃时甲的饱和溶液，若要将组成在N点的甲溶液转变为M点的甲溶液，可以采用恒温蒸发溶剂的方法，正确；C、由溶解度曲线可知，t1℃时，乙的溶解度大于甲的溶解度，故t1℃时，等质量的甲、乙溶液中所含溶质的质量为乙＜甲，错误；D、由溶解度曲线可知，t3℃时，甲、乙、丙三种物质的溶解度大小关系为甲＞乙＞丙，且甲、乙溶解度随温度的升高而增大，丙的溶解度随温度的升高而降低。t2℃时，甲、乙、丙三种物质的溶解度大小关系为乙＞甲=丙，故t3℃时，将甲乙丙三种物质的饱和溶液降温到t2℃，所得溶液溶质质量分数的大小关系为乙＞甲＞丙，错误。故选B。
6. 我国科学家开发了一种基于二氧化钒的“冷热双吸”材料，有望助力实现“双碳”目标。钒元素在周期表中的信息如图所示。下列说法错误的是
A. 钒为金属元素B. 钒原子核外电子数为23
C. 钒的相对原子质量为50.94gD. 二氧化钒的化学式为VO2
【答案】C
【解析】
【详解】A、根据钒元素在周期表中的信息可知，钒为金属元素，故说法正确；
B、根据钒元素在周期表中的信息可知，原子序数=核外电子数=质子数=核电荷数=23，故说法正确；
C、根据钒元素在周期表中的信息可知，钒的相对原子质量为50.94，故说法错误；
D、根据氧化物的书写原则，氧化物中，氧在后，并在氧元素右下角标出氧原子的个数，则二氧化钒的化学式为VO2，故说法正确；
故选C。
7. 在给定条件下，下列物质间的转化能实现的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A、碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，不能生成一氧化碳，故选项转化不能一步实现；
B、锌的活动性比铜强，锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，故选项转化能一步实现；
C、铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，而不是氧化铁，故选项转化不能一步实现；
D、硝酸钠与氢氧化钙反应没有气体、水或沉淀生成，不符合复分解反应发生条件，故选项转化不能一步实现。
故选B。
8. 下列物质的性质和用途对应关系正确的是
A. 银有金属光泽，可用于制造电线B. 碳有还原性，可用于治金工业
C. 石墨有导电性，可用于生产铅笔芯D. 二氧化碳能溶于水，可用于灭火
【答案】B
【解析】
【详解】A、银有良好的导电性，但成本比较高，不用来制造电线，故A错误；
B、碳有还原性，可以将金属氧化物还原成金属单质，可用于治金工业，故B正确；
C、石墨可用于生产铅笔芯，是因为石墨灰黑色固体，质软，故C错误；
D、二氧化碳具有不可燃不助燃，且密度比空气大的性质，可用于灭火，故D错误。
故选B。
9. 将酒精灯的灯芯拨得松散一些，可使燃烧更旺的原因是
A. 减少酒精的挥发B. 降低可燃物的着火点
C. 增加空气中氧气含量D. 增大可燃物与空气的接触面积
【答案】D
【解析】
【分析】可燃物燃烧条件：物质是可燃物、与氧气充分接触；温度达到可燃物的着火点。
【详解】A、增大了酒精的挥发，故A不正确；
B、可燃物的着火点不变，故B不正确；
C、酒精灯的灯芯拨得松散一些，不能改变空气中氧气的含量，故C不正确；
D、酒精灯的灯芯拨得松散一些，不能改变空气中氧气的含量，可以增大酒精与氧气的接触面积，使燃烧更剧烈，故D正确。故选D。
10. 证据推理是学习化学的重要方法之一，下列推理中正确的是
A. 酸雨的 pH 值小于7， pH 值小于7的雨水一定是酸雨
B. 中和反应有盐和水生成，则有盐和水生成的反应一定是中和反应
C. 单质是由一种元素组成的纯净物，则一种元素组成的纯净物一定是单质
D. 由同种分子构成的物质为纯净物，则纯净物都由同种分子构成
【答案】C
【解析】
【详解】A、酸雨是 pH 值小于5.6的雨水， pH 值小于7的雨水不一定是酸雨，故选项A说法错误；
B、中和反应有盐和水生成，但有盐和水生成的反应不一定是中和反应，如二氧化碳和氢氧化钠的反应，故选项B说法错误；
C、单质是由一种元素组成的纯净物，则一种元素组成的纯净物一定是单质，故选项C说法正确；
D、由同种分子构成的物质为纯净物，但纯净物不一定都由同种分子构成，也可能由同种原子构成，故选项D说法错误；
故选：C。
11. 下列物质的转化在给定条件下能实现的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A、在金属活动顺序中，铜排在氢之后，不能与稀硫酸反应，物质的转化在给定条件下不能实现，不符合题意；
B、铁在空气 不能与氧气反应生成四氧化三铁，只能在空气与水和氧气共同作用生成铁锈，物质的转化在给定条件下不能实现，不符合题意；
C、氢氧化镁与氯化钠混合，不能生成沉淀、水和气体，不符合题意复分解反应的条件，两者不能发生化学反应，物质的转化在给定条件下不能实现，不符合题意；
D、石灰浆是氢氧化钙的悬浊液，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，物质的转化在给定条件下能实现，符合题意。
故选D。
12. 下列仪器的使用错误的是
A. 量筒：量取液体体积，不能加热
B. 漏斗：用作添加液体试剂，将液体注入小口径容器中
C. 试管：用作少量试剂的反应容器，在常温或者加热时使用
D. 烧杯：用作较大量试剂的反应容器，可以直接加热
【答案】D
【解析】
【详解】A、量筒是计量仪器，用于量取液体体积，不能加热，不能用作反应容器等，正确；
B、漏斗可用于添加液体试剂，将液体注入小口径容器中，也可组装过滤器，正确；
C、试管用作少量试剂的反应容器，在常温或者加热时使用，可直接加热，正确；
D、烧杯用作较大量试剂的反应容器，不可以直接加热，加热需要垫陶土网,错误；
故选D。
13. 用饼状图表示MgO中镁元素与氧元素的质量关系，表示方法正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】MgO中镁元素与氧元素的质量比为：24：16=3:2，故选B。
14. 《天工开物》中描述了系统、连续的炼铁炼钢过程，利用煤炭炼铁，从炼铁炉流出的生铁水，直接流进炒铁炉里炒成熟铁，从而减少了再熔化的过程。下列说法错误的是
A. 煤炭燃烧的温度能够达到炼铁所需的温度
B. 炼铁炉中流出的是纯铁
C. 生铁炒成熟铁的过程中降低了含碳量
D. 该炼铁工艺减少了再熔化的过程，节约燃料，彰显了古代劳动人民的智慧
【答案】B
【解析】
【详解】A、高炉炼铁时，用煤炭进行加热，煤炭燃烧释放热量的能够达到炼铁所需的温度，说法正确；
B、 高炉炼铁过程中，生成的铁与剩余的焦炭混合在一起从出铁口流出，故炼铁炉中流出的是生铁， 说法错误；
C、生铁炒成熟铁的过程中碳燃烧生成了二氧化碳，降低了含碳量 ，说法正确；
D、该炼铁工艺减少了再熔化的过程，节约燃料，彰显了古代劳动人民的智慧，说法正确。
故选B。
15. 生锈的铁钉放入盛有稀盐酸的密闭容器中，用压强传感器测得容器内气体压强和反应时间的变化曲线如图，说法正确的是
A. CD 段压强变化的主要因素是反应速度减慢
B. BC 段的化学反应是：Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑
C. D 点反应结束
D. E 点温度大于 A 点
【答案】B
【解析】
【分析】生锈的铁钉放入盛有稀盐酸的密闭容器中，一开始，氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水，待氧化铁完全反应后，铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气。
【详解】A、CD段压强变化是因为反应结束，温度冷却至室温，压强减小，不符合题意；
B、BC段是铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，该反应的化学方程式为：，符合题意；
C、C点压强最大，这时反应结束，不符合题意；
D、E点与A点温度相同，都室温，不符合题意。
故选B。
二、多选题（共4小题，满分8分，每小题2分）
16. 下列实验方案能达成实验目的的是
A. 除去CaCl2溶液中混有的少量盐酸：加入过量的Ca(OH)2溶液
B. 鉴别KCl和NH4Cl两种化肥：取样，加入适量熟石灰研磨
C. 检验NaOH溶液部分变质：取样，加入加入少量BaCl2溶液
D. 比较Fe、Ag金属活动性：将Fe、Ag分别放入Cu(NO3)2溶液
【答案】BD
【解析】
【详解】A、加入过量的氢氧化钙溶液，氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水，虽然除去了杂质，但是引入了新的杂质氢氧化钙，不符合题意；
B、取样，加入适量熟石灰研磨，氯化铵和熟石灰反应生成氨气，产生刺激性气味，氯化钾和熟石灰不反应，无明显现象，现象不同，可以鉴别，符合题意；
C、氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，取样，加入少量氯化钡溶液，氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠，产生白色沉淀，说明氢氧化钠已经变质，不能检验氢氧化钠是否部分变质，不符合题意；
D、将铁、银分别放入硝酸铜溶液中，铁能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，有红色固体析出，说明铁比铜活泼，银与硝酸铜不反应，无明显现象，说明铜比银活泼，从而得出铁比银活泼，符合题意。
故选BD。
17. 下列物质的转化在给定条件下均能实现的是
A. CaCO3CO2CO
B. CuSO4溶液Cu(OH)2悬浊液红色的Cu2O
C. AgAgClAgNO3溶液
D. H2O2H2H2O
【答案】AB
【解析】
【详解】A、碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，二氧化碳和碳在高温下反应生成一氧化碳，符合题意；
B、硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜和硫酸钠，氢氧化铜悬浊液和葡萄糖在加热的条件下反应生成氧化亚铜砖红色沉淀，该反应可用于检验糖尿病，符合题意；
C、铜比银活泼，银和氯化铜不反应，氯化银和稀硝酸不反应，不符合题意；
D、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，不符合题意。
故选AB。
18. 甲烷是天然气的主要成分。利用太阳能可将甲烷在高温熔融盐环境中转化为H2，反应原理如图所示，下列说法正确的是
A. 整个过程中，只有Zn的化合价发生变化
B. 过程①的化学反应为
C. 理论上过程①与过程②中产生H2的质量比为2：1
D. 当参加反应的CH4与H2O质量比为8：9时，理论上可不补充ZnO
【答案】CD
【解析】
【分析】根据反应原理示意图可知，该反应原理主要由两个反应，过程①的化学反应为，过程②的化学反应为，该反应原理为。
【详解】A、根据反应原理为可知，只有C、H的化合价发生改变，故选项说法错误；
B、根据分析可知，过程①的化学反应为，故选项说法错误；
C、根据分析可知，过程①的化学反应为，过程②的化学反应为，理论上过程①与过程②中产生H2的质量比为2：1，故选项说法正确；
D、根据分析可知，该反应原理为，当参加反应的CH4与H2O质量比为8：9时，理论上可不补充ZnO，故选项说法正确；
故选CD。
19. 分析推理是化学学习中常用的思维方法，下列说法错误的是
A. 质子数决定元素的种类，则质子数相同的微粒一定是同种元素
B. 化合物是由不同种元素组成的纯净物，由不同种元素组成的纯净物一定是化合物
C. 活泼金属能与稀硫酸反应放出气体，能与稀硫酸反应放出气体的物质一定是活泼金属
D. 碱溶液能使酚酞试液变红，则能使酚酞试液变红的溶液一定是碱性溶液
【答案】AC
【解析】
【详解】A、质子数相同的微粒不一定是同种元素，如Ne和H2O均含有10个质子，而Ne和H2O不是同种元素，A错误；
B、化合物是由不同种元素组成的纯净物，由不同种元素组成的纯净物一定是化合物，B正确；
C、能与稀硫酸反应放出气体的物质不一定是活泼金属，如碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和二氧化碳气体，C错误；
D、碱溶液能使酚酞试液变红，则能使酚酞试液变红的溶液一定是碱性溶液，D正确。
故选AC。
三、填空题（共4小题，满分19分）
20. 中国空间站建成国家太空实验室，标志着我国航天科技水平已处于世界领先地位。
（1）中国空间站的“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，“人造空气”中氧气含量约为______________。为了解决空间站中二氧化碳堆积问题，用NiFe2O4作催化剂将航天员呼出的二氧化碳转化为氧气。已知NiFe2O4中Fe为+3价，则Ni的化合价为_______________。
（2）中国空间站利用太阳能电池板进行工作，将太阳能转化为______________能。电池板需要用铝合金加工成的箔片进行密封支撑，铝合金能加工成箔片是利用了金属的_____________（填“导电”“导热”或“延展”）性。
（3）舱外宇航服的最外层使用了玻璃纤维和一种叫“特氟隆”的合成纤维，足以抵御像枪弹一般的微陨石的袭击，它具有的特性是______________（合理即可）。
（4）返回舱返回时的动力来自液氢和液氧，发生反应的化学方程式为______________。在即将着陆前，要迅速释放剩余的燃料，这样做的目的是______________。
【答案】（1） ①. 21% ②. +2
（2） ①. 电 ②. 延展
（3）硬度大（合理即可）
（4） ①. ②. 防止发生爆炸##减轻重量(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
空气中氧气约占21%，“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，“人造空气”中氧气含量约为21%；NiFe2O4中Fe为+3价,氧元素显﹣2价,设：镍元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零,则有:x+(+3)×2+(﹣2)×4=0,则x=+2；
【小问2详解】
中国空间站利用太阳能电池板进行工作，将太阳能转化为电能。电池板需要用铝合金加工成的箔片进行密封支撑，铝合金能加工成箔片是利用了金属的延展性；
【小问3详解】
舱外宇航服的最外层使用了玻璃纤维和一种叫“特氟隆”的合成纤维，足以抵御像枪弹一般的微陨石的袭击，它具有的特性是硬度大；
【小问4详解】
返回舱返回时的动力来自液氢和液氧，氢气在氧气中燃烧生成水，发生反应的化学方程式为；在即将着陆前，要迅速释放剩余的燃料，这样做的目的是防止发生爆炸或减轻重量(合理即可)。
21. 化学使生活丰富多彩：我们生活在多样的物质世界里。如：
（1）①金刚石既可以打磨成璀璨夺目的装饰品，又可以利用其十分坚硬的性质，用来______。
②建筑外墙加贴一层泡沫塑料隔热层，能达到更好的隔热效果。塑料属于______（填“有机合成材料”或“金属材料”）。
（2）化学为健康保驾护航：
①碳酸钙可补充人体所需的______（填元素符号，下同）元素，能预防因缺乏该元素导致的骨质疏松和佝偻病。海带等食物中富含______元素，缺乏该元素会引起甲状腺肿大。
②含有乙醇等成分的免洗洗手凝胶是重要的防疫物资，可用于手部消毒。使用时能闻到特殊气味，说明分子______。
③学校采购了一批含75％酒精的免洗消毒喷雾。你建议在存放处张贴的警示标识是______。
A、 B、 C、 D、
（3）化学让未来充满希望：我国科学家在实验室实现以CO2和H2为原料人工合成淀粉（C6H10O5）n，若用44gCO2人工合成淀粉（假设反应过程中无含碳物质的加入和损失），理论上制得淀粉的质量为______g。
【答案】（1） ①. 切割玻璃 ②. 有机合成材料
（2） ①. Ca ②. I ③. 不停运动 ④. D
（3）27
【解析】
【小问1详解】
①金刚石硬度大于玻璃，故其可用于切割玻璃；
②用有机高分子化合物制成的材料就是有机合成材料，棉花、羊毛和天然橡胶等都属于天然有机高分子材料，而日常生活中使用最多的塑料、合成纤维和合成橡胶等则属于合成有机高分子材料，简称有机合成材料；
【小问2详解】
①碳酸钙中含有钙元素，可用于补钙，故填Ca；碘是合成甲状腺激素的主要元素，缺乏会患甲状腺肿大和呆小症，海带中富含I元素；
②分子不停的运动，扩散至环境中，被人嗅到，故能闻到特殊气味；
③A、其是腐蚀性物品图标，不符合题意‘
B、其是中国节水标志，不符合题意；
C、其是剧毒品标志，不符合题意；
D、其易燃品标志，酒精具有易燃性，符合题意；
故选D；
【小问3详解】
解：题干中提到“假设反应过程中无含碳物质的加入和损失”，
设理论上制得淀粉的质量为x，
答：理论上制得淀粉的质量为27 g。
22. 如图是人类对氧化还原反应的认识过程中的三个阶段。
【阶段I】得失氧说：物质跟氧发生的反应叫氧化反应，含氧化合物中的氧被夺去的反应叫还原反应。
【阶段II】化合价升降说：凡是出现元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。化合价升高的反应叫氧化反应，化合价降低的反应叫还原反应。
【阶段Ⅲ】电子转移说：化合价升价的原因是电子转移。凡有电子转移发生的化学变化都是氧化还原反应。失电子的反应叫氧化反应，得电子得反应叫还原反应。
（1）根据得失氧说，在H2+CuOCu＋H2O化学变化中，H2发生了______反应。
（2）电子转移是元素化合价改变的本质原因。失电子后，元素的化合价会______（选填“升高”或“降低”）。
（3）根据化合价升降说，化学反应的四种基本类型与氧化还原反应之间的关系如图所示，其中乙是______反应。
（4）关于氧化还原反应的认识，下列理解正确的是______。
A. 人类对氧化还原反应的认识过程是一个逐步发展、延伸和完善的过程
B. 自然界中发生的氧化还原反应对人类的生活和生产都是有利的
C. 氧化和还原是相互对立又辩证统一的关系
D. 电子转移说是从微观视角来探析和建构氧化还原反应的概念
【答案】（1）氧化 （2）升高
（3）置换 （4）ACD
【解析】
【小问1详解】
在H2+CuOCu＋H2O化学变化中，H2得到氧，发生了氧化反应，故填氧化。
【小问2详解】
失电子的反应叫氧化反应，化合价升高的反应叫氧化反应，所以原子失电子后，元素的化合价会升高，故填升高。
【小问3详解】
置换反应中，有单质参与反应和单质生成，一定有元素的化合价升高，有的元素的化合价降低，即置换反应都是氧化还原反应，故填置换。
【小问4详解】
A 由题文可知，人类对氧化还原反应的认识过程是一个逐步发展、延伸和完善的过程，选项正确；
B 自然界中发生的氧化还原反应对人类的生活和生产不一定都是有利的，如金属的锈蚀等，选项错误；
C 失电子的反应叫氧化反应，得电子得反应叫还原反应，所以氧化和还原是相互对立又辩证统一的关系，选项正确；
D 电子转移说是从电子得失的微观视角来探析和建构氧化还原反应的概念，选项正确，故填ACD。
23. 为保持冻土路基夏季不融化，需在秋冬季将空气中的“冷”储存至路基。“热棒”插入路基（如图），利用钢管内氨的汽化和液化，实现路基与空气的热量交换。
（1）热棒主体采用碳素无缝钢管。碳素钢属于______（填“纯净物”或“混合物”）。
（2）热棒钢管外壁需喷涂保护层，其目的是______。
（3）氨的汽化和液化属于______（填“物理”或“化学”）变化。
（4）秋冬季热棒工作时，氨在A端发生的变化是______（填“汽化”或“液化”）。
【答案】（1）混合物 （2）防止钢管生锈 （3）物理 （4）液化
【解析】
【小问1详解】
钢铁是由铁和碳组成的铁合金，属于混合物；
【小问2详解】
铁在与氧气、水共存时会发生锈蚀，因此热棒钢管外壁需喷涂保护层，其目的是防止钢管锈蚀;；
【小问3详解】
氨的汽化和液化过程中只有物质的状态发生了改变，并没有生成新物质，属于物理变化；
【小问4详解】
为保持冻土路基夏季不融化，需在秋冬季将空气中的“冷”储存至路基。秋冬季热棒工作时，氨在A端发生的变化是液化，因为液化放热;。
四、解答题（共4小题，满分20分）
24. 金属材料在人类文明的发展中起着重要作用，古代冶金技术彰显了我国劳动人民的智慧。
（1）战国《韩非子.内储说上》提到，早期采金技术均是“沙里淘金”。金在自然界中主要以__________（填“单质”或“化合物”）形式存在。
（2）北宋沈括所著的《梦溪笔谈》中记载了“湿法炼铜”的方法：“熬胆矾铁金，久之亦化为铜”。即在硫酸铜溶液中加入铁，则可得到铜。该反应的化学方程式是__________，该反应属于__________反应（填基本反应类型）。
（3）明代宋应星所著的《天工开物》一书，介绍了“火法炼锌”的方法：把炉甘石（ZnCO3）和煤炭饼装入炼锌罐如下图所示，泥封，“其底铺薪，发火煅红”“冷定毁罐取出”。
①炉甘石（ZnCO3）加入锌罐之前，先将其粉碎的目的是__________。
②反应区中，炉甘石（ZnCO3）在高温下分解生成氧化锌和另一种氧化物，该氧化物的化学式是__________。
③反应区中，煤炭中的碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳，该反应的化学方程式是__________，该反应中体现了碳的__________（填“还原性”或“氧化性”）。
④必须“冷定”后才能“毁罐”取锌，请从化学变化的角度解释其原因__________。
【答案】（1）单质 （2） ①. Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu ②. 置换
（3） ①. 增大反应物接触面积，使反应更快更充分 ②. CO2 ③.
④. 还原性 ⑤. 防止锌与氧气在温度较高时反应生成氧化锌
【解析】
【小问1详解】
金化学性质不活泼，在自然界中主要以单质形式存在。
【小问2详解】
硫酸铜和铁反应生成铜和硫酸亚铁，化学方程式为。该反应是单质和化合物反应生成单质和化合物，是置换反应。
小问3详解】
①反应物间接触面积越大，反应越快越充分。所以先将其粉碎的目的是增大反应物接触面积，使反应更快更充分。
②化学反应前后元素的种类不变，氧化物是由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物。所以另一种氧化物为二氧化碳，化学式CO2。
③反应物是氧化锌和碳，生成物是锌和二氧化碳，反应条件是高温，所以化学方程式为。该反应中碳得到氧，体现了还原性。
④化学变化有新物质生成，则冷却后取出是避免发生反应，“毁罐”取锌，锌会与空气接触。则可能原因是防止锌与氧气在温度较高时反应生成氧化锌。
25. 阅读科普短文，回答问题。
氮气(N2)是空气中含量丰富的一种组分，与人类生活有何关联呢？
N2与食品行业：N2作为保护气，广泛应用于食品行业。在大型粮仓内充入，既能使仓内噬食粮食的小动物窒息死亡，又能抑制粮食本身的呼吸作用，延长其保存期。在一定程度上，还具有防止发生火灾的作用。
N2与农业生产：氮元素是植物生长所需的营养元素之一、民间俗语“雷雨发庄稼”，是指在雷电环境下空气中的N2能转变为含氮的化学肥料，其主要过程示意图如下图：
N2与光伏新材料：高纯N2被离子化后。通过氮离子束溅射技术，以高纯石墨为靶材可以沉积出光伏材料氮化碳薄膜，氮化碳薄膜中碳、氮元素的质量分数与氮离子束能量的关系如下图：
N2与环境治理：化石燃料中通常含有氮元素，直接燃烧会产生大量氮氧化合物。氮氧化合物不仅能形成酸而从而严重危害人体健康和生态环境，而且能与碳氢化合物在一定条件下反应生成有毒的光化学烟雾。利用N2合成氯可有效吸收氮氧化合物，从而实现无污染排放。
随着科技的进步，N2的用途将更加广泛。
（1）应用于食品行业作保护气，体现了N2的化学性质是_______。
（2）雷电环境下N2转变为化学肥料的主要过程中，涉及到氮元素的_______种化合价。步骤③反应中会生成HNO3 和NO，该反应的化学方程式是______。
（3）氮化碳薄膜中氮元素质量分数与氮离子束能量的关系为______。
（4）下列说法正确的是______ (填序号)。
a.是空气中含量最多的气体
b.大型粮仓内也可以充入 作保护气
c.氮氧化合物转变为光化学烟雾的过程属于物理变化
【答案】（1）不活泼
（2） ①. 4##四 ②.
（3）氮离子束能量越高，氮元素质量分数越小
（4）ab##ba
【解析】
【小问1详解】
氮气化学性质稳定，则可作食品行业作保护气。
【小问2详解】
雷电环境下，氮气先转化为NO，然后又转化为NO2，最后和水反应生成HNO3，其中N2中氮元素的化合价为0，NO中氧元素的化合价为-2价，根据”化合物中各元素化合价代数和为零“，则氮元素的化合价为+2价，而NO2中，设氮元素的化合价为x，则x+（-2）×2=0，解得x=+4，HNO3中，氢元素为+1，设氮元素为y，则1+y+（-2）×3=0，解得y=+5，则氮元素共涉及5种化合价；
步骤③中，NO2和H2O反应生成HNO3和NO，反应的化学方程式为。
【小问3详解】
由图可知，氮离子束能量越高，氮元素质量分数越小。
【小问4详解】
a、氮气为空气中含量最多的气体，该选项说法正确；
b、在大型粮仓内充入氮气，既能使仓内噬食粮食的小动物窒息死亡，又能抑制粮食本身的呼吸作用，延长其保存期，在一定程度上，还具有防止发生火灾的作用，该选项说法正确；
c、氮氧化合物能与碳氢化合物在一定条件下反应生成有毒的光化学烟雾，则属于化学变化，该选项说法不正确。
故选ab。
26. 湿法炼锌过程中的净化钴液中含有Zn、C、Cu和Fe的单质及Zn(OH)2，可利用过硫酸钠氧化水解法实现钴的富集，同时分别回收锌、铜和铁元素，工艺流程如下：
资料1.钴的金属活动性与铁相似。
资料2.该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表：
（1）工艺流程中“酸浸”“除铁”“沉钴”都需要进行的操作是________。
（2）“酸浸”中发生酸碱中和反应的化学方程式是_____，浸渣的主要成分为______。
（3）“除铁”过程中会发生分步反应2FeSO4+H2O2+H2SO4=Fe2(SO4)3+2X，X的化学式是______，该过程需要控制溶液的pH范围是_____。
（4）上述流程中_____ (填序号)可返回湿法炼锌系统，提高锌的利用率.
a.浸渣 b.滤渣I c.滤液II d.滤渣III
【答案】（1）过滤 （2） ①. ②. Cu
（3） ①. H2O ②. 3.2~7.7
（4） c
【解析】
【小问1详解】
工艺流程中“酸浸”“除铁”“沉钴”都是将固体和液体进行分离，需要进行的操作是过滤；
【小问2详解】
“酸浸”中发生酸碱中和是氢氧化锌和稀硫酸的反应，氢氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水，反应的化学方程式为：Zn(OH)2+H2SO4=ZnSO4+2H2O；
【小问3详解】
由反应的化学方程式可知，反应前有2个铁原子、3个硫原子、14个氧原子、4个氢原子，反应后有2个铁原子、3个硫原子、12个氧原子，由质量守恒定律可知，反应后2个X分子中含有2个氧原子、4个氢原子，则1个X分子中含有1个氧原子、2个氢原子，所以X的化学式为：H2O；铁离子完全沉淀所需溶液的最低pH为3.2，钴离子开始沉淀的溶液pH为7.7，所以该过程需要控制溶液的pH范围是3.2~7.7；
【小问4详解】
上述流程中滤液II中含有锌离子，可返回湿法炼锌系统，提高锌的利用率。
27. 化学兴趣小组同学利用下列装置对氢气的制取和性质进行了实验探究。
资料：无水硫酸铜是白色固体，遇到水会变蓝。
氢气的制取
（1）连接装置并检查装置气密性后，关闭 K1、K2和K3。在注射器中分别加入锌粒和稀硫酸，打开阀门K1、K2，将稀硫酸注入注射器2中，该反应的化学方程式是_______。
（2）利用装置A制取氢气的优点是______。
探究氢气的性质
（3）关闭K1，打开K3，固定注射器2，通一会氢气目的是______。
（4）点燃酒精灯，一段时间后，观察到a处现象是_______，证明氢气具有______性。
（5）无水硫酸铜变蓝，证明反应中有水生成。M处加入的试剂是_______。
【答案】（1）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
（2）节约药品
（3）把装置B中空气排净
（4） ①. 黑色粉末变成亮红色 ②. 还原
（5）碱石灰
【解析】
【小问1详解】
锌粒和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式是Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
【小问2详解】
装置A使用注射器添加稀硫酸，且把锌粒放在注射器中，只需少量药品即可开始反应放出氢气，所以有点有节约药品，其他合理即可。
【小问3详解】
通一会氢气目的是为了把装置B中空气排净，防止氢气和空气混合时，加热而引起爆炸。
【小问4详解】
氢气和氧化铜在加热条件下生成铜和水，故观察到a处现象是黑色粉末变成亮红色；氢气结合氧元素，是还原剂，具有还原性。
【小问5详解】
为了防止装置A中反应生成的氢气中含有水分干扰b处出现的现象，可以在干燥管中的圆球中放块状或颗粒状固体来吸收水分干燥氢气，故M处加入的试剂是碱石灰。
五、工艺流程题（共1小题，满分6分，每小题6分）
28. 从古至今，铁及其化合物一直被人类广泛应用。
（一）铁及其化合物的应用
（1）明代科学著作《天工开物》中记载：“泥固塞其孔，然后使水转釉”是指高温下CO将红砖中的Fe2O3转化为Fe3O4而形成青砖。该转化的化学方程式为______________。
（2）铁的化合物在现代更多领域发挥着重要作用。
①碳酸亚铁（FeCO3）不溶于水，可作补血剂，服用后与胃酸反应生成______________被人体吸收，促进血红蛋白的生成。
②火星探测器发回的信息表明，火星上存在FeOOH，从而证明火星表面曾经存在过水，其理由为______________。
③活性FeOOH可除去石油开采过程中的有害气体H2S，并获得S，原理如下。
吸收中生成的另一种物质的化学式为______________，再生时发生反应的化学方程式为______________。
（二）FeOOH的制备
用废铁屑（主要成分为Fe，含少量Fe2O3和FeCO3）制备FeOOH主要流程如下。
（3）酸溶时适当提高反应温度和H2SO4浓度，目的是______________，产生的气体为______________。
（4）还原发生的反应为 。
沉淀发生的反应为 。
沉淀时反应温度不宜太高，原因是______________。
（三）FeOOH的含量测定
已知：FOOH及铁的氧化物加热分解的温度如下。
称取含Fe3O4的FeOOH样品76.6g，进行热分解实验。控制不同的温度对样品加热，测得剩余固体质量随温度的变化如图所示。
（5）样品中FeOOH的含量_________________为%（精确到0.1%）。
（6）当加热到T4℃时，M点固体的成分是_______________。
【答案】（1）
（2） ①. 氯化亚铁 ②. FeOOH中存在H、O元素 ③. H2O ④. 2（Fe2S3•H2O）+3O2=4FeOOH+6S
（3） ①. 加快反应速率 ②. 氢气和二氧化碳
（4）防止过氧化氢受热分解
（5）由图像可知，生成氧化铁质量为71.2g；设FeOOH的质量为x
x=53.4g
样品中FeOOH的含量为：×100%≈69.7%
（6）Fe3O4和FeO
【解析】
【小问1详解】
高温下CO将红砖中的Fe2O3转化为Fe3O4而形成青砖，该转化的化学方程式为；
【小问2详解】
①碳酸亚铁（FeCO3）不溶于水，可作补血剂，服用后与胃酸反应生成氯化亚铁（FeCl2）被人体吸收，促进血红蛋白的生成；
②火星探测器发回的信息表明，火星上存在FeOOH，从而证明火星表面曾经存在过水（分子式为H2O），其理由为FeOOH中存在H、O元素；
③根据流程过程知，发生反应的方程式为：2FeOOH+3H2S=Fe2S3•H2O+3H2O，则吸收中生成的另一种物质的化学式为H2O；根据流程过程知，再生时发生反应的化学方程式为2（Fe2S3•H2O）+3O2=4FeOOH+6S；
【小问3详解】
酸溶时适当提高反应温度和H2SO4浓度，目的是加快反应速率；铁与稀硫酸反应生成氢气，碳酸亚铁与稀硫酸反应生成二氧化碳，因此产生的气体为氢气和二氧化碳的混合气体；
【小问4详解】
过氧化氢具有氧化性，把亚铁离子氧化为FeOOH，但是过氧化氢在高温下发生分解，氧化能力减弱，因此沉淀时反应温度不宜太高，原因是防止过氧化氢受热分解；
【小问5详解】
见答案；
【小问6详解】
由图像看出，当加热到T4℃时，Fe3O4还没有完全反应，M点固体的成分是Fe3O4和FeO。
六、科普阅读题（共1小题，满分6分，每小题6分）
29. 阅读下面科普短文。
2021年5月15日7时18分，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务﹣﹣着陆火星取得圆满成功。
肼又叫联氨，化学式为N2H4，是一种无色、易挥发、有剧毒、有刺激性气味的油状液体，制备肼的原料易得，可以通过氨或尿素与次氯酸反应制备肼。肼具有很高的燃烧热，将火星探测器送入万里高空的燃料就是肼。
火星作为太阳系中与地球最相似的行星，是各航天大国深空探测任务的最主要目标之一。国内外专家提出开展火星原位资源利用研究，即通过利用火星当地资源生产火星探测所需原料和能源，以减少成本。
火星大气和矿物是火星原位资源利用的主要研究对象。目前，探测出火星大气的主要成分及含量如图1所示，火星土壤不同位置处矿物的主要成分及含量如表所示
利用与地球上相似的冶炼原理，可以从火星土壤中获得多种金属单质，部分金属可以在CO2中燃烧，此反应可成为火星探测所需能量的来源之一。研究人员以火箭发动机为背景，分析了不同金属与CO2反应时，氧燃比（CO2与金属的质量比）对比冲的影响，比冲越高，发动机效率越高，结果如图2所示。目前，火星原位资源利用技术仍面临诸多挑战，需要人们不断探索。
依据文章内容回答下列问题：
（1）火星原位资源利用是指______。
（2）由图1可知，火星大气中体积分数占比最高的气体是______。
（3）图2中，以Mg为燃料时，比冲与氧燃比的关系是______。
（4）下列说法正确的是______（填标号）。
A. 火星原位资源利用的主要研究对象是火星大气和矿物
B. 由表1可知，火星土壤中至少含有3种金属元素
C. 肼能支持燃烧，在发射火箭时，常用肼作为燃料
D. 火星原位资源利用技术已经非常成熟
（5）已知肼在金属铂（Pt）的催化作用下，常温即可分解产生氢气和氮气，该反应的化学反应方程式为__________________________。
【答案】（1）通过利用火星当地资源生产火星探测所需原料和能源
（2）CO2##二氧化碳
（3）在实验研究的氧燃比范围内，随着氧燃比的增大，比冲先增大后减小 （4）BC
（5）
【解析】
【小问1详解】
根据“国内外专家提出开展原位资源利用研究，即通过利用火星当地资源生产火星探测所需原料和能源，以减少成本”，可知火星原位资源利用是指通过利用火星当地资源生产火星探测所需原料和能源。
【小问2详解】
由图1可知，火星大气中体积分数占比最高的气体是二氧化碳，占气体总体积的95.3%。
【小问3详解】
图2中，以Mg为燃料时，比冲与氧燃比的关系是在实验研究的氧燃比范围内，随着氧燃比的增大，比冲先增大后减小。
小问4详解】
A．火星大气和矿物是火星原位资源利用的主要研究对象，不符合题意；
B．由表1可知，火星土壤中至少含有3种（即镁、铝、铁）金属元素，符合题意；
C．由题干可知，肼具有很高的燃烧热，将火星探测器送入万里高空的燃料就是肼，符合题意；
D．火星原位资源利用技术还处于探索阶段，不成熟，不符合题意；
故选BC。
【小问5详解】
肼在金属铂（Pt）的催化作用下，常温即可分解产生氢气和氮气，该反应的符号表达式为。
七、科学探究题（共1小题，满分11分，每小题11分）
30. 兴趣小组的同学对金属的某些性质进行相关探究。
【实验回顾】用图甲所示装置制取氢气。
（1）锌与稀硫酸反应。化学方程式为______________。
（2）可用排水法收集氢气的原因是______________。
（3）在金属活动性顺序里，金属能否置换出盐酸、稀硫酸中的氢，判断依据是______________。
【发现问题】小路同学为验证上述“判断依据”，将纯锌片和纯铜片插入稀硫酸中，实验过程中偶然将两种金属触碰（如图乙），发现铜片表面产生了气泡。经检验，产生的气体仍是氢气。
【提出问题】图乙中哪种金属参与了反应？该反应的原理是什么？
【进行实验】在老师指导下，小路同学设计并进行了如下实验：
步骤1：另取纯锌片和纯铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中（如图丙），观察现象；
步骤2：用导线将纯锌片和纯铜片连接，并在两金属片之间串联一个电流表（如图丁），观察现象。
（4）步骤1观察到的现象是______________。
【分析解释】图戊为步骤2的微观原理示意图（提示：图中的e-表示电子）。
（5）氢气是由______________（填“锌片”或“铜片”）与稀硫酸反应产生的。
（6）请根据图示，从微观角度描述在铜片表面产生氢气的过程______________。
【反思拓展】
（7）若按己图进行实验，电流表指针发生偏转。则石墨碳棒上_____________（填“有”或“没有”）气泡产生。
（8）若将己图中稀硫酸换成硫酸铜溶液，电流表指针也发生偏转。则_____________（填“锌片”或“石墨碳棒”）上会出现红色固体。
【延伸应用】
（9）一般情况下，两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时，活动性强的金属首先被腐蚀。造船工业为了避免轮船的钢铁外壳被腐蚀，通常在轮船外壳镶嵌的金属是______________（填字母）。
A. 银块B. 铜块C. 锡块D. 锌块
【答案】（1）
（2）氢气难溶于水且与水不反应
（3）在金属活动性顺序中，金属是否位于氢前
（4）纯锌片逐渐溶解并产生气泡，纯铜片无明显现象 （5）锌片
（6）在该反应中，锌原子失去电子，电子通过导线传递到铜片处，铜片处的氢离子得到失去的电子形成氢气 （7）有
（8）石墨碳棒 （9）D
【解析】
【小问1详解】
锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式。
【小问2详解】
由于氢气难溶于水且与水不反应，所以可用排水法收集。
【小问3详解】
在金属活动性顺序里，氢前金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢，氢后金属不能置换出盐酸、稀硫酸中的氢，所以判断依据是在金属活动性顺序中，金属是否位于氢前。
【小问4详解】
取纯锌片和纯铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，铜与稀硫酸不反应，所以步骤1观察到的现象是纯锌片逐渐溶解并产生气泡，纯铜片无明显现象。
【小问5详解】
由图戊可知，在该反应中，锌原子失去电子，电子通过导线传递到铜片处，铜片处的氢离子得到失去的电子形成氢气，所以氢气是由锌片与稀硫酸反应产生的。
【小问6详解】
由图戊可知，可从微观角度描述在铜片表面产生氢气的过程是在该反应中，锌原子失去电子，电子通过导线传递到铜片处，铜片处的氢离子得到失去的电子形成氢气。
【小问7详解】
在该反应中，锌原子失去电子，电子通过导线传递到石墨碳棒处，石墨碳棒处的氢离子得到失去的电子形成氢气，所以石墨碳棒上有气泡产生。
【小问8详解】
若将己图中稀硫酸换成硫酸铜溶液，电流表指针也发生偏转是因为锌原子失去电子，电子通过导线传递到石墨碳棒处，石墨碳棒处的铜离子得到失去的电子形成铜，所以石墨碳棒上会出现红色固体。
【小问9详解】
根据两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时，活动性强的金属首先被腐蚀，而在银、铜、锡、锌四种金属中，锌的活动性比铁强；可得知，为了避免轮船的钢铁外壳被腐蚀，通常在轮船外壳镶嵌的金属的活动性比铁强的锌。故选D。金属离子
Fe3+
Fe2+
C2+
开始沉淀的pH
1.9
7.5
7.7
沉淀完全的pH
3.2
9.0
9.2
成分样品种类
二氧化硅
（SiO2）
氧化铝
（Al2O3）
氧化镁
（MgO）
氧化亚铁
（FeO）
第一表层土壤
45.5%
8.8%
7.2%
20。%
勃朗峰土壤
44.7%
8.8%
7.2%
19.0%
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