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四川省泸州市五年（2018-2022）中考化学真题分题型分层汇编-03实验探究&解答题
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这是一份四川省泸州市五年（2018-2022）中考化学真题分题型分层汇编-03实验探究&解答题，共34页。试卷主要包含了已知，燃烧与灭火紧密联系着我们的生活，3、SiO2中的一种或几种组成，或消耗CO2的途径，是一种重要的战略金属等内容，欢迎下载使用。
四川省泸州市五年（2018-2022）中考化学真题分题型分层汇编
03实验探究&解答题
一．实验探究物质的性质或变化规律（共5小题）
1．（2021•泸州）某实验小组验证“Fe+Ag2SO4═FeSO4+2Ag”反应并进行了如下探究。已知银粉为黑色，22℃时Ag2SO4的溶解度为0.8g。
①22℃时，向盛有硫酸银饱和溶液的烧杯中加入过量铁粉，搅拌静置，观察到溶液变为黄色并逐渐加深。
②静置3小时后观察，烧杯底部仍有黑色粉末，溶液黄色几乎消失。
③用pH试纸检测Ag2SO4、FeSO4溶液，测得pH均小于7。
回答下列问题：
（1）22℃时，硫酸银饱和溶液显 性（填“酸”“碱”或“中”），其溶质质量分数为 。（列出计算式即可）
（2）取步骤①上层的黄色溶液少许滴加盐酸，观察到白色沉淀，该沉淀的化学式为 。
（3）某同学由步骤②中“仍有黑色粉末”得出Fe比Ag活泼的结论。小组同学讨论后认为思维不严密，因为黑色粉末不一定含Ag，还可能是 ，需要进一步实验才能得出结论，该实验方案是：取黑色粉末少许， 。（补充完实验方案）
（4）溶液呈黄色是因为含有Fe3+离子。小组对Fe3+产生的原因作出如下假设：
a.可能是铁粉表面有氧化物，可产生Fe3+；
b.空气中的O2能与Fe2+反应，可产生Fe3+；
c.溶液中存在 离子能与Fe2+反应，可产生Fe3+。
请设计实验证明假设a、b不是产生Fe3+的主要原因。实验方案是：向同样的铁粉中加入FeSO4溶液，振荡静置，观察到 时即可证明。
2．（2020•泸州）NaHCO3在生产和生活中有许多重要用途，某学习小组对其性质进行了如下探究。物质的溶解度见下表。回答下列问题：
温度
10℃
20℃
NaHCO3的溶解度（g/100g水）
8.1
9.6
Ca（HCO3）2的溶解度（g/100g水）
16.6
（1）在20℃时称取4g NaHCO3加入46mL蒸馏水（密度取值为1g/mL），充分搅拌制得澄清溶液。该实验可以达到探究NaHCO3 性的目的；实验中不需要的仪器是 （选填字母编号）。
（2）用pH计测得溶液的pH为8.2，说明溶液呈 性。
（3）所配NaHCO3溶液的质量分数等于 ，降温到10℃时溶液 （填“是”或“不是”）饱和溶液。
（4）取2mL所配NaHCO3溶液于试管中，滴加5%的CaCl2溶液，观察到气泡和白色沉淀，实验证明该气体是CO2．据此小组同学讨论认为：白色沉淀不可能是Ca（OH）2，其理由是 ，于是得出结论：白色沉淀是 。
3．（2019•泸州）已知：Na2O为白色，Na2O2为淡黄色；Na2O+H2O＝2NaOH．某兴趣小组对钠和铜的单质及其化合物的性质进行了如下实验探究。
①将铜片置于铁架台的铁圈上，用酒精灯加热，观察到铜片表面变黑；
②趁热将钠置于铜片表面，钠剧烈燃烧，有淡黄色物质生成，将此淡黄色物质转移到试管中待用，再用蒸馏水冲洗铜片，观察到铜片上钠燃烧处出现了光亮的铜斑；
③向盛装淡黄色物质的试管中滴加蒸馏水，观察到冒气泡，将带火星的木条伸入试管，木条复燃。
回答下列问题：
（1）步骤①产生的黑色物质是 ，步骤②淡黄色产物中氧元素的化合价为 价。
（2）步骤②中产生铜斑反应的另一产物，进一步与氧气反应也转化为淡黄色物质，则产生铜斑反应的化学方程式为 。
（3）步骤③产生的气体物质为 。
（4）猜想步骤③还可能有一种常见物质 （填化学式）生成，向反应后的溶液中滴加 溶液（可供选择的试剂：H2SO4、CuSO4、KOH、Na2CO3），观察到 的现象时，即证明了你的猜想。
4．（2018•泸州）已知Na2SO4溶液pH＝7．亚硫酸钠（Na2SO3）是种重要的化工原料，某实验小组对其性质进行如下探究：
（1）取1.0g亚硫酸钠固体于试管中，加入滴有酚酞的蒸馏水10mL，振荡。观察到固体逐渐溶解，溶液变红。据此现象你能得出亚硫酸钠的性质有 、 。将溶液分成两份。
（2）①取一份溶液滴加BaCl2溶液，观察到白色沉淀，该反应类型是 ，再滴加盐酸，沉淀溶解，并产生刺激味SO2，写出沉淀溶解的化学方程式 。
②取另一份溶液通入足量空气，观察到红色逐渐消失。小组猜想红色消失的原因可能是Na2SO3与O2发生了化合反应，该反应的化学方程式是 。请设计实验证明：向褪色后的溶液中滴加 ，观察到 ，则猜想合理。
5．（2022•泸州）燃烧与灭火紧密联系着我们的生活。请你依据下列实验探究，回答相关问题。
（1）在空气中点燃镁条，观察到镁条剧烈燃烧，发出耀眼白光，说明该反应 （填“放出”或“吸收”）能量，生成白色固体MgO，说明镁发生了 反应（填“氧化”或“还原”）。
（2）CO2可用于灭火，是否也可熄灭燃着的镁呢？某实验小组进行了如下探究：
①实验探究
取两块大小相同的干冰，在一块干冰中央挖一个小穴，放入一些镁屑，用红热的铁棒点燃镁屑。（见图1）
迅速将另一块干冰盖上，镁在两块干冰间剧烈反应，发出耀眼的白光，像冰块中装入一个明亮的电灯泡一样。（见图2和图3）
取走上面一块干冰，观察到有白色固体产生（见图4），用铁片拨开图4产物的表面（见图5），还观察到的现象是 ，写出该反应的化学方程式 。
②反思交流
小组实验后讨论，对初中教材中燃烧的条件有了新的认识，请你代为表达。 。
二．实验探究物质的组成成分以及含量（共1小题）
6．（2018•泸州）已知：SiO2不与稀盐酸反应。牙膏中的摩擦剂约占牙膏成分的50%，主要用于增强牙膏对牙齿的摩擦和去污，牙膏摩擦剂一般由CaHPO4、CaCO3、Al（OH）3、SiO2中的一种或几种组成。牙膏中只有摩擦剂不溶于水。请回答下列问题：
（1）上述几种物质中属于盐的是CaCO3和 （填化学式）；Al（OH）3的名称是 。
（2）已知某品牌牙膏中的摩擦剂是CaCO3、Al（OH）3和SiO2中的一种或两种，将适量的牙膏溶于水，静置后过滤，向滤渣中加入足量稀盐酸，没有观察到气泡，且有不溶物，则该牙膏中一定不含 ，一定含 。
（3）用如图所示装置（夹持仪器略去）测定另一品牌牙膏中碳酸钙的含量。请回答下列问题：
①装置B中仪器X的名称是 。
②装置A中滴加盐酸反应完全后，打开活塞K缓缓通入N2，其作用是 。
③准确称取5.0g牙膏样品进行实验，测得B中沉淀质量为1.2g。则样品中碳酸钙的质量分数为 。
三．常用气体的发生装置和收集装置与选取方法（共1小题）
7．（2019•泸州）已知：相同条件下，氨气的密度比空气小，极易溶于水，其水溶液称为氨水，溶质NH3•H2O能解离出NH4+和OH﹣．某同学对其制备与性质进行了如下探究。回答下列问题：
（1）氨气制取：固体NH4Cl与足量消石灰混合加热可以制取氨气。
①选择的发生装置是 ，收集装置是 （选填大写字母）。
②结合选择的装置完成氨气的制取、收集并吸收氨气制取氨水，按气流顺序各装置的接口从左到右依次为 （用小写字母表示）。
③充分反应后冷却，将残余固体转移到烧杯中，加水溶解，还需要的玻璃仪器是 ，溶液中的阳离子为 。
（2）性质探究：向滴加了酚酞试液的氨水中再滴加足量AlCl3溶液，观察到的现象是 ，反应的化学方程式为 。
四．自然界中的碳循环（共1小题）
8．（2021•泸州）我国“十四五”规划已经明确“2030年前实现碳达峰”的目标。碳达峰是指二氧化碳的排放达到峰值，不再增长。如图为自然界中CO2的循环图，图中箭头指向表示产生（排放）或消耗CO2的途径。回答下列问题：
（1）途径①需要消耗空气中的 。
（2）途径②中，枯枝败叶中的纤维素[化学式为（C6H10O5）n]在微生物作用下彻底转化为CO2和H2O，该转化中消耗O2与产生的CO2分子个数比为 。
（3）途径④通过光合作用吸收CO2的量白天 夜晚（填“大于”或“小于”）。
（4）途径⑤消耗的化石燃料是 （填“可”或“不可”）再生资源。
（5）降碳的一种途径是在合适的催化剂条件下，将二氧化碳与氢气反应使碳全部转化为乙烯（C2H4）、同时生成另一种化合物。请写出反应的化学方程式 。
（6）某年通过不同途径产生或消耗碳量的相对值如下表所示：
途径
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
相对值
0.6
60
60
121.8
5.5
92
90
据表可知，这一年大气中碳量增加了 （用表中相对值计算）。为达成“2030年前实现碳达峰”的目标，下列措施不可行的是 。
A.开发新能源
B.植树造林
C.禁止使用化石燃料
进一步分析上表回答：人口增多是否是大气中碳量增加的主要因素，并说明理由 。
五．氢气的制取和检验（共1小题）
9．（2021•泸州）钨（W）是一种重要的战略金属。实验室需用干燥的H2还原WO3制备金属W，所用装置如图所示。已知Zn粒中往往含有ZnS杂质，焦性没食子酸溶液可用于吸收氧气。回答下列问题：
（1）装置①中用到的仪器有长颈漏斗、带导管的橡胶塞和 ，其反应的化学方程式有： 、ZnS+2HCl═ZnCl2+H2S↑。
（2）装置②的作用是安全瓶防倒吸，则a连接 （选填b、c、d或e）。
（3）装置③中盛装NaOH溶液，其作用是 。
（4）装置④⑤中盛装的溶液依次是 、 。
（5）装置①是启普发生器的简易装置，关闭活塞K后装置①中反应很快停止，其原因是 。
六．金属的化学性质（共1小题）
10．（2022•泸州）2018年世界权威期刊《自然》，连刊两文报道石墨烯超导重大发现，论文的第一作者是四川成都籍中科大年轻博士曹原。下面让我们一起重走“超导材料”发现的神奇之路。请回答相关问题。
（1）1911年荷兰物理学家海克•卡莫林•昂内斯经过无数次实验确认；汞在温度接近﹣273℃时几乎处于“零电阻状态”，称之为“超导电性”。汞属于 元素（填“金属”或“非金属”），其导电的原因是含有自由移动的 。
（2）1980年有人发现了铜氧化合物的“超导电性”，将温度提高到约为﹣140℃。YBa2Cu3O5为其代表之一，其中Cu为+1价，О为﹣2价，则Y为 价。
（3）2017年曹原团队发现了石墨烯中的非规“超导电性”，石墨烯是一层碳原子（如图，黑球代表碳原子）。
①曹原推测，当两层石墨烯叠在一起，若彼此之间发生轻微偏移时，有可能产生超导现象，经过不懈努力，困扰世界107年的常温超导难题，终于被曹原团队突破！石墨烯属于 （填“单质”或“化合物”），两层石墨烯叠在一起轻微偏移时发生的是 变化（填“物理”或“化学”）。
②曹原小时候就喜欢动手研究，在家里弄了个实验室，曾经把银放入稀硝酸中，自己“合成”实验所需硝酸银。该实验是否产生了氢气？ （填“是”或“否”），原因是 。我们坚信未来的中国，必定有十个、百个乃至成千上万个“曹原”，用自己的科技之梦去推动中华民族的伟大复兴。
七．常见金属的冶炼方法（共1小题）
11．（2022•泸州）同学们观看央视《发现》《走进科学》节目后，对节目中介绍人类使用金属材料的年代及其背后的科学原理产生了兴趣，于是查阅Al、Cu、Fe、Ag四种金属元素的信息形成下表资料。
元素编号
①
②
③
④
金属材料使用的大致年代
公元前7000年
公元前4000年
公元前2200年
公元1827年
在地壳中的含量/%
0.007
0.00001
4.75
7.73
请回答相关问题。
（1）我们的祖先很早就掌握了炼铜的工艺，最初他们将 （填化学式）和孔雀石[主要成分是Cu2（OH）2CO3]混合后加热就得到了红色的金属铜。
（2）Al元素的单质是在电发现之后，通过电解Al2O3才工业化生产的，则Al在表中的编号是 。
（3）大家发现金属材料使用年代的先后规律一般是：金属越活泼使用年代越迟。但上表中某元素因含量过低而出现了例外。综合分析，①、②、③元素依次是 。
八．碱的化学性质（共1小题）
12．（2020•泸州）过氧化氢能极缓慢分解，可看成分解为水和氧原子：H2O2→H2O+O，其水溶液显弱酸性。过氧化氢是实验室中重要化学试剂，在生产生活中有重要用途。回答下列问题：
（1）过氧化氢中氧元素的化合价为 。
（2）MnO2能加快过氧化氢分解，氧原子再结合成氧分子而制得氧气，MnO2在反应中作 剂，下列装置可用于制取氧气的是 （选填字母编号，下同），可用于收集氧气的装置有 。
（3）氧原子容易与许多有机物反应而破坏其结构，所以过氧化氢溶液能杀死新冠病毒，这个过程叫做蛋白质的 。
（4）向氢氧化钠溶液中滴加酚酞试液，再滴加过氧化氢溶液，观察到溶液先变红后褪色，猜想其褪色原因可能有两种：
①H2O2显酸性消耗了NaOH，而使红色褪去；
②H2O2分解产生的氧原子与酚酞反应破坏其结构，而使红色褪去。究竟哪种猜想合理？请用本次实验用过的试剂设计实验 （补充完实验方案）。有兴趣的同学可在后续学习中通过实验得出结论。
九．中和反应及其应用（共1小题）
13．（2019•泸州）水污染与防治是当今人类需要关注的环境问题之一，工农业废水和生活污水是水污染的主要来源。回答下列问题：
（1）酸雨 （填“能”或“不能”）污染水体，煤燃烧产生SO2，SO2形成酸雨的主要原因是 。
（2）废旧电池中含有的汞、镉等重金属会污染水体，造成生物体中毒，其原因是重金属能使生物体内的 （填化学物质）结构破坏，失去生理活性。
（3）某工业废水含HgSO4，可通过铁网而将汞留下，加热将汞形成蒸气回收利用。其反应的化学方程式为 ，汞的沸点 （填“低于”或“高于”）铁的沸点。也可以向废水中加入Na2S溶液形成沉淀而除去汞，该沉淀的化学式为 。
（4）甲厂污水含硫酸的质量分数为0.98%，其流速为45kg/s，乙厂污水含烧碱的质量分数为0.4%，为排放达标，现将两厂的污水混合处理，反应的化学方程式为 ，则乙厂污水的最佳流速为 kg/s。
一十．盐的化学性质（共1小题）
14．（2022•泸州）碳酸钾主要用于制造钾玻璃等无机化学品，也可用于脱除工业气体中的二氧化碳。请你结合下列实验探究，回答相关问题。
（1）观察与记录。描述碳酸钾（）的颜色与状态： 。
（2）猜想与证明。从物质的类别看，预测K2CO3具有盐类的性质。实验证明如下：
①称取0.3g碳酸钾，加10mL蒸馏水溶解。用到的玻璃仪器有 、玻璃棒、烧杯。
②取少许所配溶液，再滴加氯化钙溶液，观察到的现象是 。
③另取少许所配溶液缓缓滴加稀盐酸并振荡，观察到开始无气泡产生，一段时间后产生气泡，原因是，在实验过程中，先发生K2CO3+HCl═KHCO3+KCl，后发生 （写出化学方程式）。
（3）思考与拓展。用如图所示装置，模拟工业吸收CO2。其中用多孔球泡（内空球体，球面有许多小孔能通气）比直接用导管插入K2CO3溶液的吸收效果好，原因是 。实验中，需要监测K2CO3溶液是否还有较强吸收CO2的能力，方法之一：取适量溶液于试管中， （补充操作、现象及结论；可供选择的试剂：NaOH溶液、KCl溶液、稀硫酸）。
一十一．物质的相互转化和制备（共2小题）
15． （2022•泸州）工业上用FeCl3溶液蚀刻铜箔制造印刷电路板，反应为2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2，蚀刻废液又可再处理，实现资源回收和循环利用，其流程转化关系如图。
请回答相关问题。
（1）“蚀刻废液”的全部溶质有 和少量FeCl3。操作Ⅰ的名称是 。
（2）参照上述流程，画出由“金属残渣x”分离回收Cu和FeCl2溶液的简单流程图。 。
（3）上述流程中，能使三价铁转化为二价铁的物质有 。
（4）蚀刻掉128g铜，消耗FeCl3的质量为 g，理论上至少需要20%FeCl3溶液的质量为 g。（不需要写出计算过程）
16．（2018•泸州）工业上用闪锌矿（主要含ZnS，还含PbS等杂质）制备锌的流程如图1（部分产物略去）：
（1）X的化学式是 ，图1中用过量空气的目的是 。
（2）①～④中属于化合反应的是 。
（3）Zn （填“能”或“不能”）与PbCl2溶液反应。
（4）写出反应③中生成ZnO的化学方程式 。
（5）结合下表数据设计：从粗锌中分离出纯锌的方案是 ℃ 。
物质
Zn
Pb
C
沸点℃
907
1749
4827
（6）反应②中固体质量随反应时间的变化图示如图，计算产生Y的质量。（写出必要的计算过程）
一十二．根据化学反应方程式的计算（共3小题）
17．（2019•泸州）水与自然界中矿石长期接触，常含Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2等物质，导致钙离子、镁离子含量较多，称之为硬水。生活中，水的硬度过高会造成一定危害。长期使用硬水烧水的热水壶，内部会形成一层水垢，其主要成分为碳酸钙和氢氧化镁，说明加热煮沸可使这类硬水成为软水。其原理的流程如下（气体产物已略去）：
回答下列问题：
（1）反应Ⅰ属于四大基本反应类型中的 反应；反应Ⅱ除产生水垢外，还有一种气体产物为 ；如果当地硬水中CaSO4含量较多，则水垢中还常含有少量CaSO4，CaSO4析出的原因是 。
（2）向200g水垢中加入400g过量的稀盐酸，充分反应，测得3分钟内混合物质量的变化（不考虑水与HCl的挥发）如下表所示：
时间/s（秒）
0
30
60
90
120
180
混合物的质量/g
600
574
554
547.2
547.2
547.2
①观察到的现象是 。
②计算水垢中碳酸钙的质量分数，写出必要的计算过程。
18．（2021•泸州）孔雀石的主要成分是Cu2（OH）2CO3，还含有Fe2O3、Al2O3、SiO2杂质，用该矿石制备Cu的流程如图所示（部分产物略去）：
（1）过程①中，操作a是溶解和 ，还有一种气体产物是 ，滤液X中含有的金属阳离子为 。
（2）过程①中硫酸略过量，则过程②调pH除杂的最佳试剂是 （选填“CuO”或“Na2CO3”）。
（3）下列关于制取铜的两种方案的说法，正确的是 。
A.“方案一”得到的铜产品更纯
B.“方案一”不存在消耗能量的问题
C.“方案二”需考虑废气污染的问题
D.“方案二”得到纯铜的产率更高
（4）过程③发生的反应：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+ （补充完方程式），当收集到800t氧气时，产生Cu的质量是多少？（写出必要的计算过程）
19．（2020•泸州）菱镁矿中主要含MgCO3、FeCO3和SiO2．以菱镁矿为原料制取镁的工艺流程如图。
回答下列问题：
（1）菱镁矿属于 （选填“纯净物”或“混合物”）。
（2）流程中滤渣a主要成分是 。
（3）写出菱镁矿中MgCO3与稀HCl反应的化学方程式 。
（4）溶液b→溶液c反应的化学方程式为：4FeCl2+ +4HCl＝4FeCl3+2H2O（补充完方程式）
（5）溶液c调pH使Fe3+完全沉淀为Fe（OH）3从而与Mg2+分离，则调pH的范围应为2.8﹣ 。
已知：物质沉淀的pH见下表：
物质
Mg（OH）2
Fe（OH）3
开始沉淀的pH
8.9
1.5
完全沉淀的pH
10.9
2.8
（6）结合流程中的数据计算。
①菱铁矿中镁元素的质量分数为 （不考虑整个流程转化中的损失）。
②MgCl2通电制得的气体的质量（写出计算过程）。
一十三．资源综合利用和新能源开发（共2小题）
20．（2020•泸州）新能源页岩气，正在冲击传统能源体系。据报道，我国页岩气储量排名世界第一，合理开采将有利于改善我国的能源结构，川南页岩气田分布在泸州等地。页岩气是藏身于地下3000多米的页岩层裂缝中的天然气，在此高压环境中，还有部分溶解于裂缝中存在的少量石油里。目前，开采页岩气时从地表钻井到页岩层，向地下压入大量水和沙，使页岩气所在的地层产生缝隙，因压强降低，页岩气将从其藏匿处逸出。这些水和沙将被抽回地面，形成返排液。回答下列问题：
（1）页岩气中主要成分的化学式是 ，溶解在石油中的页岩气逸出的原因是 。
（2）页岩气中还可能含有乙烷（C2H6），写出乙烷完全燃烧的化学方程式 。
（3）返排液是油、水溶液和沙组成的混合物。从返排液中分离出沙的实验操作名称是 ；下表是某返排液中水溶液的主要成分及其含量，质量分数最高的金属离子是 ，这些离子的含量远高于自然水。
离子
K+
Ca2+
Mg2+
HCO3﹣
Cl﹣
含量（mg/L）
310
491
129
470
26.1
（4）结合上文分析简答：开采时可能产生的主要环保问题是 （写一点），你的解决建议是 。
21．（2018•泸州）2017年5月，中国首次海城天然气水合物（可燃冰）试采成功，成为全球第一个稳定开采可燃冰的国家。可燃冰开采困难重重，原因之一是可燃冰极不稳定易爆炸，大量甲烷气体涌入大气层，会产生比二氧化碳更为严重的温室效应。置换法是开采方法之一，将CO2液化后进入1500米以下的洋面，就会生成二氧化碳水合物沉入海底，因CO2较甲烷易于形成水合物，因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子置换出来。
（1）甲烷属于 （填“有机物”或“无机物”），其氢元素的质量分数为 。
（2）甲烷燃烧是将化学能主要转化为 能，甲烷燃料电池则是将化学能转化为 能。
（3）下列有关说法正确的是 。
A．开采可燃冰不会产生环境问题 B．二氧化碳水合物的密度比水小
C．可燃冰比二氧化碳水合物稳定 D．可燃冰是一种前景广阔的清洁燃料
（4）可燃冰的微观构成为46个H2O分子形成8个笼，有6个笼中每个笼容纳了1个CH4分子，余下2个笼每个容纳1个H2O分子，则可燃冰中H2O与CH4的分子数之比是 。
（5）一定条件下，甲烷与二氧化碳反应是回收处理二氧化碳的一种方法，产物都是常见双（两）原子分子，请写出反应的化学方程式 。
参考答案与试题解析
一．实验探究物质的性质或变化规律（共5小题）
1．（2021•泸州）某实验小组验证“Fe+Ag2SO4═FeSO4+2Ag”反应并进行了如下探究。已知银粉为黑色，22℃时Ag2SO4的溶解度为0.8g。
①22℃时，向盛有硫酸银饱和溶液的烧杯中加入过量铁粉，搅拌静置，观察到溶液变为黄色并逐渐加深。
②静置3小时后观察，烧杯底部仍有黑色粉末，溶液黄色几乎消失。
③用pH试纸检测Ag2SO4、FeSO4溶液，测得pH均小于7。
回答下列问题：
（1）22℃时，硫酸银饱和溶液显 酸 性（填“酸”“碱”或“中”），其溶质质量分数为 ×100% 。（列出计算式即可）
（2）取步骤①上层的黄色溶液少许滴加盐酸，观察到白色沉淀，该沉淀的化学式为 AgCl 。
（3）某同学由步骤②中“仍有黑色粉末”得出Fe比Ag活泼的结论。小组同学讨论后认为思维不严密，因为黑色粉末不一定含Ag，还可能是 铁粉 ，需要进一步实验才能得出结论，该实验方案是：取黑色粉末少许， 加入足量稀盐酸，若黑色粉末未完全溶解，说明黑色粉末中含有Ag，若黑色粉末完全溶解，说明黑色粉末只有铁粉 。（补充完实验方案）
（4）溶液呈黄色是因为含有Fe3+离子。小组对Fe3+产生的原因作出如下假设：
a.可能是铁粉表面有氧化物，可产生Fe3+；
b.空气中的O2能与Fe2+反应，可产生Fe3+；
c.溶液中存在 银 离子能与Fe2+反应，可产生Fe3+。
请设计实验证明假设a、b不是产生Fe3+的主要原因。实验方案是：向同样的铁粉中加入FeSO4溶液，振荡静置，观察到 溶液未变为黄色 时即可证明。
【解答】解：（1）溶液的pH＜7，呈酸性；溶液的pH＞7，呈碱性；溶液的pH＝7，呈中性；从题目中的资料用pH试纸检测22℃时硫酸银饱和溶液，测得＜pH均小于7；因此22℃时，硫酸银饱和溶液显酸性；一定温度下饱和溶液溶质的质量分数＝×100%，所以22℃时，硫酸银饱和溶液溶质质量分数为×100%；故填：酸；×100%；
（2）①22℃时，向盛有硫酸银饱和溶液的烧杯中加入过量铁粉，Fe+Ag2SO4═FeSO4+2Ag，由于银离子浓度大，银离子可以将亚铁离子氧化成铁离子，搅拌静置，观察到溶液变为黄色并逐渐加深，说明黄色溶液中银离子与铁离子反应慢，因此黄色溶液中含有银离子，所以取步骤①上层的黄色溶液少许滴加盐酸，银离子与氯离子结合成的氯化银白色沉淀，化学式为AgCl；故填：AgCl；
（3）22℃时，向盛有硫酸银饱和溶液的烧杯中加入过量铁粉，铁粉也是黑色，因此静置3小时后观察，烧杯底部仍有黑色粉末，黑色粉末不一定含Ag，还可能是铁粉；根据金属的活动性铁在氢前与酸反应，银在氢后与酸不反应，为了得出结论，该实验方案是取黑色粉末少许，加入足量稀盐酸，若黑色粉末未完全溶解，说明黑色粉末中有Ag，若黑色粉末完全溶解，说明黑色粉末只有铁粉；故填：铁粉；加入足量稀盐酸，若黑色粉末未完全溶解，说明黑色粉末中有Ag，若黑色粉末完全溶解，说明黑色粉末只有铁粉；
（4）银离子浓度大，银离子可以将亚铁离子氧化成铁离子，因此溶液中存在离子能与Fe2+反应，可产生Fe3+；用pH试纸检测FeSO4溶液，测得pH均小于7，因此向同样的铁粉中加入FeSO4溶液，振荡静置，观察到溶液未变为黄色，可说明溶液变黄的原因不是a、b；故填：银；溶液未变为黄色。
2．（2020•泸州）NaHCO3在生产和生活中有许多重要用途，某学习小组对其性质进行了如下探究。物质的溶解度见下表。回答下列问题：
温度
10℃
20℃
NaHCO3的溶解度（g/100g水）
8.1
9.6
Ca（HCO3）2的溶解度（g/100g水）
16.6
（1）在20℃时称取4g NaHCO3加入46mL蒸馏水（密度取值为1g/mL），充分搅拌制得澄清溶液。该实验可以达到探究NaHCO3 溶解 性的目的；实验中不需要的仪器是 AD （选填字母编号）。
（2）用pH计测得溶液的pH为8.2，说明溶液呈 碱 性。
（3）所配NaHCO3溶液的质量分数等于 8% ，降温到10℃时溶液 是 （填“是”或“不是”）饱和溶液。
（4）取2mL所配NaHCO3溶液于试管中，滴加5%的CaCl2溶液，观察到气泡和白色沉淀，实验证明该气体是CO2．据此小组同学讨论认为：白色沉淀不可能是Ca（OH）2，其理由是 二氧化碳会氢氧化钙反应 ，于是得出结论：白色沉淀是 碳酸钙 。
【解答】解：（1）由题意可知，在20℃时称取4g NaHCO3加入46mL蒸馏水（密度取值为1g/mL），充分搅拌制得澄清溶液。说明碳酸氢钠可以溶解于水中，故该实验可以探究碳酸氢钠的溶解性。在该实验过程中，没有过滤操作，故不需要漏斗，也无需试管。故答案为：溶解；AD；
（2）由题意可知，用pH计测得溶液的pH为8.2，溶液pH值大于7，溶液呈碱性，故答案为：碱；
（3）由题意可知，在20℃时称取4g NaHCO3加入46mL蒸馏水（密度取值为1g/mL），充分搅拌制得澄清溶液，说明碳酸氢钠固体全部溶解在蒸馏水中。46mL蒸馏水的质量为46mL×1g/mL＝46g，故所配的碳酸氢钠溶液的溶质质量分数为：×100%＝8%，由表格可知，碳酸氢钠温度越高，溶解度越大，在10℃时的碳酸氢钠饱和溶液的溶质质量分数为×100%＝7.5%，在20℃时的碳酸氢钠溶液的溶质质量分数为8%，大于10℃时饱和碳酸氢钠的溶质质量分数，故降温到10℃时溶液是饱和溶液。故答案为：8%；是；
（4）由题意可知，实验证明该气体是CO2．据此小组同学讨论认为：白色沉淀不可能是Ca（OH）2，因为如果沉淀是氢氧化钙，是不可能有二氧化碳气体产生的，因为二氧化碳气体会与氢氧化钙反应。由于排除了白色沉淀是氢氧化钙的可能，在反应过程中，碳酸氢钠可能变质有一部分变成了碳酸钠，故白色沉淀可能是碳酸钠与氯化钙反应生成的碳酸钙沉淀。故答案为：二氧化碳会与氢氧化钙反应；碳酸钙。
3．（2019•泸州）已知：Na2O为白色，Na2O2为淡黄色；Na2O+H2O＝2NaOH．某兴趣小组对钠和铜的单质及其化合物的性质进行了如下实验探究。
①将铜片置于铁架台的铁圈上，用酒精灯加热，观察到铜片表面变黑；
②趁热将钠置于铜片表面，钠剧烈燃烧，有淡黄色物质生成，将此淡黄色物质转移到试管中待用，再用蒸馏水冲洗铜片，观察到铜片上钠燃烧处出现了光亮的铜斑；
③向盛装淡黄色物质的试管中滴加蒸馏水，观察到冒气泡，将带火星的木条伸入试管，木条复燃。
回答下列问题：
（1）步骤①产生的黑色物质是 氧化铜 ，步骤②淡黄色产物中氧元素的化合价为 ﹣1 价。
（2）步骤②中产生铜斑反应的另一产物，进一步与氧气反应也转化为淡黄色物质，则产生铜斑反应的化学方程式为 CuO+2NaCu+Na2O 。
（3）步骤③产生的气体物质为 氧气 。
（4）猜想步骤③还可能有一种常见物质 NaOH （填化学式）生成，向反应后的溶液中滴加 CuSO4 溶液（可供选择的试剂：H2SO4、CuSO4、KOH、Na2CO3），观察到 产生蓝色沉淀 的现象时，即证明了你的猜想。
【解答】解：（1）将铜片置于铁架台的铁圈上，用酒精灯加热，铜与氧气在加热条件下生成氧化铜，步骤①产生的黑色物质是氧化铜。
步骤②淡黄色产物是Na2O2，钠元素显+1价，设氧元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：（+1）×2+2x＝0，则x＝﹣1价。
（2）铜片上钠燃烧处出现了光亮的铜斑，是因为氧化铜与钠在加热条件下生成铜和氧化钠，反应的化学方程式为：CuO+2NaCu+Na2O。
（3）将带火星的木条伸入试管，木条复燃，说明产生的气体是氧气。
（4）由质量守恒定律，反应前后元素种类不变，步骤③还可能有一种常见物质是氢氧化钠，氢氧化钠能与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，则观察到产生蓝色沉淀，证明猜想正确。
故答案为：
（1）氧化铜；﹣1；
（2）CuO+2NaCu+Na2O；
（3）氧气；
（4）NaOH；CuSO4；产生蓝色沉淀。
4．（2018•泸州）已知Na2SO4溶液pH＝7．亚硫酸钠（Na2SO3）是种重要的化工原料，某实验小组对其性质进行如下探究：
（1）取1.0g亚硫酸钠固体于试管中，加入滴有酚酞的蒸馏水10mL，振荡。观察到固体逐渐溶解，溶液变红。据此现象你能得出亚硫酸钠的性质有 易溶于水 、 水溶液显碱性 。将溶液分成两份。
（2）①取一份溶液滴加BaCl2溶液，观察到白色沉淀，该反应类型是 复分解反应 ，再滴加盐酸，沉淀溶解，并产生刺激味SO2，写出沉淀溶解的化学方程式 BaSO3+2HCl＝BaCl2+H2O+SO2↑ 。
②取另一份溶液通入足量空气，观察到红色逐渐消失。小组猜想红色消失的原因可能是Na2SO3与O2发生了化合反应，该反应的化学方程式是 2Na2SO3+O2＝2Na2SO4 。请设计实验证明：向褪色后的溶液中滴加 滴加盐酸 ，观察到 无气泡产生 ，则猜想合理。
【解答】解：（1）取1.0g亚硫酸钠固体于试管中，加入滴有酚酞的蒸馏水10mL，振荡。观察到固体逐渐溶解，说明亚硫酸钠易溶于水；溶液变红，说明亚硫酸钠水溶液显碱性。
（2）①取一份溶液滴加BaCl2溶液，观察到白色沉淀，是因为亚硫酸钠与氯化钡反应生成了亚硫酸钡沉淀和氯化钠，该反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应，属于复分解反应。
再滴加盐酸，沉淀溶解，并产生刺激味SO2，是因为亚硫酸钡与盐酸反应生成氯化钡、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：BaSO3+2HCl＝BaCl2+H2O+SO2↑。
②Na2SO3与O2发生了化合反应，反应的化学方程式为2Na2SO3+O2＝2Na2SO4；亚硫酸钠能与稀盐酸反应生成二氧化硫气体，硫酸钠不能与稀盐酸反应，故可向褪色后的溶液中滴加稀盐酸，观察到无气泡产生，说明不含亚硫酸钠。
故答案为：
（1）易溶于水；水溶液显碱性；
（2）①复分解反应；BaSO3+2HCl＝BaCl2+H2O+SO2↑；
②2Na2SO3+O2＝2Na2SO4；稀盐酸；无气泡产生。
5．（2022•泸州）燃烧与灭火紧密联系着我们的生活。请你依据下列实验探究，回答相关问题。
（1）在空气中点燃镁条，观察到镁条剧烈燃烧，发出耀眼白光，说明该反应 放出 （填“放出”或“吸收”）能量，生成白色固体MgO，说明镁发生了 氧化 反应（填“氧化”或“还原”）。
（2）CO2可用于灭火，是否也可熄灭燃着的镁呢？某实验小组进行了如下探究：
①实验探究
取两块大小相同的干冰，在一块干冰中央挖一个小穴，放入一些镁屑，用红热的铁棒点燃镁屑。（见图1）
迅速将另一块干冰盖上，镁在两块干冰间剧烈反应，发出耀眼的白光，像冰块中装入一个明亮的电灯泡一样。（见图2和图3）
取走上面一块干冰，观察到有白色固体产生（见图4），用铁片拨开图4产物的表面（见图5），还观察到的现象是 出现黑色固体 ，写出该反应的化学方程式 2Mg+CO22MgO+C 。
②反思交流
小组实验后讨论，对初中教材中燃烧的条件有了新的认识，请你代为表达。 燃烧不一定需要氧气 。
【解答】解：（1）在空气中点燃镁条，观察到镁条剧烈燃烧，发出耀眼白光，说明该反应放出能量，生成白色固体MgO，说明镁发生了氧化反应。
故答案为：放出；氧化。
（2）①取走上面一块干冰，观察到有白色固体产生（见图4），用铁片拨开图4产物的表面（见图5），还观察到的现象是出现 黑色固体，说明镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，该反应的化学方程式是2Mg+CO22MgO+C。
故答案为：出现黑色固体；2Mg+CO22MgO+C。
②小组实验后讨论，对初中教材中燃烧的条件有了新的认识，即燃烧不一定需要氧气。
故答案为：燃烧不一定需要氧气。
二．实验探究物质的组成成分以及含量（共1小题）
6．（2018•泸州）已知：SiO2不与稀盐酸反应。牙膏中的摩擦剂约占牙膏成分的50%，主要用于增强牙膏对牙齿的摩擦和去污，牙膏摩擦剂一般由CaHPO4、CaCO3、Al（OH）3、SiO2中的一种或几种组成。牙膏中只有摩擦剂不溶于水。请回答下列问题：
（1）上述几种物质中属于盐的是CaCO3和 CaHPO4 （填化学式）；Al（OH）3的名称是 氢氧化铝 。
（2）已知某品牌牙膏中的摩擦剂是CaCO3、Al（OH）3和SiO2中的一种或两种，将适量的牙膏溶于水，静置后过滤，向滤渣中加入足量稀盐酸，没有观察到气泡，且有不溶物，则该牙膏中一定不含 CaCO3 ，一定含 SiO2 。
（3）用如图所示装置（夹持仪器略去）测定另一品牌牙膏中碳酸钙的含量。请回答下列问题：
①装置B中仪器X的名称是 烧杯 。
②装置A中滴加盐酸反应完全后，打开活塞K缓缓通入N2，其作用是 将A中残留的CO2气体全部排到B中 。
③准确称取5.0g牙膏样品进行实验，测得B中沉淀质量为1.2g。则样品中碳酸钙的质量分数为 24% 。
【解答】解：（1）上述几种物质中属于盐的是CaCO3和CaHPO4，Al（OH）3的名称是氢氧化铝。
故填：CaHPO4；氢氧化铝。
（2）将适量的牙膏溶于水，静置后过滤，向滤渣中加入足量稀盐酸，没有观察到气泡，则该牙膏中一定不含碳酸钙，且有不溶物，则一定含SiO2。
故填：CaCO3；SiO2。
（3）①装置B中仪器X的名称是烧杯。
故填：烧杯。
②装置A中滴加盐酸反应完全后，打开活塞K缓缓通入N2，其作用是将A中残留的CO2气体全部排到B中，使实验结果更准确。
故填：将A中残留的CO2气体全部排到B中。
③设牙膏中碳酸钙质量为x，
由CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O可知，CaCO3～CO2～CaCO3↓，
CaCO3～CO2～CaCO3↓，
100 100
x 1.2g
＝，
x＝1.2g，
则样品中碳酸钙的质量分数为：×100%＝24%。
故填：24%。
三．常用气体的发生装置和收集装置与选取方法（共1小题）
7．（2019•泸州）已知：相同条件下，氨气的密度比空气小，极易溶于水，其水溶液称为氨水，溶质NH3•H2O能解离出NH4+和OH﹣．某同学对其制备与性质进行了如下探究。回答下列问题：
（1）氨气制取：固体NH4Cl与足量消石灰混合加热可以制取氨气。
①选择的发生装置是 C ，收集装置是 E （选填大写字母）。
②结合选择的装置完成氨气的制取、收集并吸收氨气制取氨水，按气流顺序各装置的接口从左到右依次为 acbd （用小写字母表示）。
③充分反应后冷却，将残余固体转移到烧杯中，加水溶解，还需要的玻璃仪器是 玻璃棒 ，溶液中的阳离子为 Ca2+ 。
（2）性质探究：向滴加了酚酞试液的氨水中再滴加足量AlCl3溶液，观察到的现象是 溶液变浑浊有白色沉淀生成，红色逐渐消失 ，反应的化学方程式为 3NH3•H2O+AlCl3＝Al（OH）3↓+3NH4Cl 。
【解答】解：（1）①用固体NH4Cl与足量消石灰混合加热制取氨气，反应条件是加热，可用C装置作发生装置；氨气密度比空气小，易溶于水，收集装置可选E；
②由于氨气密度比空气小，易溶于水，结合选择的装置完成氨气的制取、收集并吸收氨气制取氨水，按气流顺序各装置的接口从左到右依次为：acbd；
③为了加快固体的溶解，还要玻璃棒不停的搅拌；固体NH4Cl与足量消石灰混合加热生成氯化钙、水和氨气，溶液中的阳离子为钙离子；
（2）向滴加了酚酞试液的氨水中再滴加足量AlCl3溶液，反应后生成氢氧化铝沉淀和氯化铵；溶液中的溶质是氯化铵和过量的氯化铝，两者的溶液都呈弱酸性，故可以看的现象是：溶液变浑浊有白色沉淀生成，红色逐渐消失；化学方程式为：3NH3•H2O+AlCl3＝Al（OH）3↓+3NH4Cl。
故答案为：
（1）①C；E；
②acbd；
③玻璃棒；
（2）溶液变浑浊有白色沉淀生成，红色逐渐消失；3NH3•H2O+AlCl3＝Al（OH）3↓+3NH4Cl。
四．自然界中的碳循环（共1小题）
8．（2021•泸州）我国“十四五”规划已经明确“2030年前实现碳达峰”的目标。碳达峰是指二氧化碳的排放达到峰值，不再增长。如图为自然界中CO2的循环图，图中箭头指向表示产生（排放）或消耗CO2的途径。回答下列问题：
（1）途径①需要消耗空气中的 氧气 。
（2）途径②中，枯枝败叶中的纤维素[化学式为（C6H10O5）n]在微生物作用下彻底转化为CO2和H2O，该转化中消耗O2与产生的CO2分子个数比为 1：1 。
（3）途径④通过光合作用吸收CO2的量白天 大于 夜晚（填“大于”或“小于”）。
（4）途径⑤消耗的化石燃料是 不可 （填“可”或“不可”）再生资源。
（5）降碳的一种途径是在合适的催化剂条件下，将二氧化碳与氢气反应使碳全部转化为乙烯（C2H4）、同时生成另一种化合物。请写出反应的化学方程式 2CO2+6H2C2H4+4H2O 。
（6）某年通过不同途径产生或消耗碳量的相对值如下表所示：
途径
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
相对值
0.6
60
60
121.8
5.5
92
90
据表可知，这一年大气中碳量增加了 2.3 （用表中相对值计算）。为达成“2030年前实现碳达峰”的目标，下列措施不可行的是 C 。
A.开发新能源
B.植树造林
C.禁止使用化石燃料
进一步分析上表回答：人口增多是否是大气中碳量增加的主要因素，并说明理由 是，人口增多需要消耗更多的化石燃料，呼吸会产生二氧化碳 。
【解答】解：（1）途径①是呼吸作用，需要消耗空气中的氧气；故填：氧气；
（2）纤维素[化学式为（C6H10O5）n]在微生物作用下与氧气反应彻底转化为CO2和H2O，化学方程式为（C6H10O5）n+6nO26nCO2+5nH2O，所以该转化中消耗O2与产生的CO2分子个数比为6n：6n＝1：1；故填：1：1；
（3）光合作用需要太阳能，所以途径④通过光合作用吸收CO2的量白天大于夜晚；故填：大于；
（4）化石能源在短期内得不到补充，所以属于不可再生能源；故填：不可；
（5）在合适的催化剂条件下，将二氧化碳与氢气反应使碳全部转化为乙烯（C2H4）、同时生成另一种化合物——水，化学方程式为2CO2+6H2C2H4+4H2O；故填：2CO2+6H2C2H4+4H2O；
（6）根据排放和吸收二氧化碳的量可知，这一年大气中碳量增加了：0.6+60+60+5.5+90﹣121.8﹣92＝2.3；
A.开发新能源可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，可行；
B.植树造林可以增加二氧化碳的吸收，降低二氧化碳的含量，可行；
C.化石燃料是当前人类获取能量的主要来源，不能禁止使用化石燃料，不可行；
由表格数据可知，人口增多需要消耗更多的化石燃料，呼吸会产生二氧化碳，因此人口增多是大气中碳量增加的主要因素；故填：2.3；C；是，人口增多需要消耗更多的化石燃料，呼吸会产生二氧化碳。
五．氢气的制取和检验（共1小题）
9．（2021•泸州）钨（W）是一种重要的战略金属。实验室需用干燥的H2还原WO3制备金属W，所用装置如图所示。已知Zn粒中往往含有ZnS杂质，焦性没食子酸溶液可用于吸收氧气。回答下列问题：
（1）装置①中用到的仪器有长颈漏斗、带导管的橡胶塞和 试管 ，其反应的化学方程式有： Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑ 、ZnS+2HCl═ZnCl2+H2S↑。
（2）装置②的作用是安全瓶防倒吸，则a连接 b （选填b、c、d或e）。
（3）装置③中盛装NaOH溶液，其作用是 吸收氯化氢气体和硫化氢气体 。
（4）装置④⑤中盛装的溶液依次是 焦性没食子酸溶液 、 浓硫酸 。
（5）装置①是启普发生器的简易装置，关闭活塞K后装置①中反应很快停止，其原因是 装置内的压强增大，部分稀盐酸进入长颈漏斗，试管内的液面下降，锌粒与稀盐酸分离，反应停止 。
【解答】解：（1）装置①中用到的仪器有长颈漏斗、带导管的橡胶塞和试管，锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气，其反应的化学方程式为Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑；故填：试管；Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑；
（2）装置②的作用是安全瓶防倒吸，则a连接b；故填：b；
（3）氢氧化钠溶液与氢气不反应，能与氯化氢气体、硫化氢气体反应，所以装置③中盛装NaOH溶液，其作用是吸收氯化氢气体和硫化氢气体；故填：吸收氯化氢气体和硫化氢气体；
（4）除去氯化氢气体和硫化氢的氢气中还含有少量氧气和水蒸气，所以④中的焦性没食子酸溶液可用于吸收氧气；⑤中的浓硫酸吸收氢气中的水蒸气，故填：焦性没食子酸溶液；浓硫酸；
（5）关闭活塞K后装置①中反应很快停止，其原因是装置内的压强增大，部分稀盐酸进入长颈漏斗，试管内的液面下降，锌粒与稀盐酸分离，反应停止；故填：装置内的压强增大，部分稀盐酸进入长颈漏斗，试管内的液面下降，锌粒与稀盐酸分离，反应停止。
六．金属的化学性质（共1小题）
10．（2022•泸州）2018年世界权威期刊《自然》，连刊两文报道石墨烯超导重大发现，论文的第一作者是四川成都籍中科大年轻博士曹原。下面让我们一起重走“超导材料”发现的神奇之路。请回答相关问题。
（1）1911年荷兰物理学家海克•卡莫林•昂内斯经过无数次实验确认；汞在温度接近﹣273℃时几乎处于“零电阻状态”，称之为“超导电性”。汞属于 金属 元素（填“金属”或“非金属”），其导电的原因是含有自由移动的 电子 。
（2）1980年有人发现了铜氧化合物的“超导电性”，将温度提高到约为﹣140℃。YBa2Cu3O5为其代表之一，其中Cu为+1价，О为﹣2价，则Y为 +3 价。
（3）2017年曹原团队发现了石墨烯中的非规“超导电性”，石墨烯是一层碳原子（如图，黑球代表碳原子）。
①曹原推测，当两层石墨烯叠在一起，若彼此之间发生轻微偏移时，有可能产生超导现象，经过不懈努力，困扰世界107年的常温超导难题，终于被曹原团队突破！石墨烯属于 单质 （填“单质”或“化合物”），两层石墨烯叠在一起轻微偏移时发生的是 物理 变化（填“物理”或“化学”）。
②曹原小时候就喜欢动手研究，在家里弄了个实验室，曾经把银放入稀硝酸中，自己“合成”实验所需硝酸银。该实验是否产生了氢气？ 否 （填“是”或“否”），原因是 银的金属活动性排在氢的后面 。我们坚信未来的中国，必定有十个、百个乃至成千上万个“曹原”，用自己的科技之梦去推动中华民族的伟大复兴。
【解答】解：（1）汞属于金属元素；其导电的原因是含有自由移动的电子；
（2）YBa2Cu3O5为其代表之一，其中Cu为+1价，О为﹣2价，钡元素显+2价，是由Y为+3价；
（3）①石墨烯是由同种元素组成的纯净物，属于单质；两层石墨烯叠在一起轻微偏移时没有新物质生成，发生的是物理变化；
②曹原小时候就喜欢动手研究，在家里弄了个实验室，曾经把银放入稀硝酸中，自己“合成”实验所需硝酸银，硝酸具有强氧化性，硝酸和银反应生成硝酸银、一氧化氮或二氧化氮和水，该实验不产生了氢气；原因是：银的金属活动性排在氢的后面。
故答案为：（1）金属；电子；
（2）+3；
（3）①单质；物理；
②否；银的金属活动性排在氢的后面。
七．常见金属的冶炼方法（共1小题）
11．（2022•泸州）同学们观看央视《发现》《走进科学》节目后，对节目中介绍人类使用金属材料的年代及其背后的科学原理产生了兴趣，于是查阅Al、Cu、Fe、Ag四种金属元素的信息形成下表资料。
元素编号
①
②
③
④
金属材料使用的大致年代
公元前7000年
公元前4000年
公元前2200年
公元1827年
在地壳中的含量/%
0.007
0.00001
4.75
7.73
请回答相关问题。
（1）我们的祖先很早就掌握了炼铜的工艺，最初他们将 C （填化学式）和孔雀石[主要成分是Cu2（OH）2CO3]混合后加热就得到了红色的金属铜。
（2）Al元素的单质是在电发现之后，通过电解Al2O3才工业化生产的，则Al在表中的编号是 ④ 。
（3）大家发现金属材料使用年代的先后规律一般是：金属越活泼使用年代越迟。但上表中某元素因含量过低而出现了例外。综合分析，①、②、③元素依次是 铜、银、铁 。
【解答】解：（1）木炭具有还原性，我们的祖先很早就掌握了炼铜的工艺，最初他们将C和孔雀石[主要成分是Cu2（OH）2CO3]混合后加热就得到了红色的金属铜；
（2）铝是地壳中含量最多的金属元素，所以Al元素的单质是在电发现之后，通过电解Al2O3才工业化生产的，所以Al在表中的编号是④；
（3）大家发现金属材料使用年代的先后规律一般是：金属越活泼使用年代越迟。但上表中某元素因含量过低而出现了例外。综合分析，①、②、③元素依次是：铜、银、铁。
故答案为：（1）C；
（2）④；
（3）铜、银、铁。
八．碱的化学性质（共1小题）
12．（2020•泸州）过氧化氢能极缓慢分解，可看成分解为水和氧原子：H2O2→H2O+O，其水溶液显弱酸性。过氧化氢是实验室中重要化学试剂，在生产生活中有重要用途。回答下列问题：
（1）过氧化氢中氧元素的化合价为 ﹣1 。
（2）MnO2能加快过氧化氢分解，氧原子再结合成氧分子而制得氧气，MnO2在反应中作 催化 剂，下列装置可用于制取氧气的是 B （选填字母编号，下同），可用于收集氧气的装置有 ab 。
（3）氧原子容易与许多有机物反应而破坏其结构，所以过氧化氢溶液能杀死新冠病毒，这个过程叫做蛋白质的 变性 。
（4）向氢氧化钠溶液中滴加酚酞试液，再滴加过氧化氢溶液，观察到溶液先变红后褪色，猜想其褪色原因可能有两种：
①H2O2显酸性消耗了NaOH，而使红色褪去；
②H2O2分解产生的氧原子与酚酞反应破坏其结构，而使红色褪去。究竟哪种猜想合理？请用本次实验用过的试剂设计实验 向褪色的溶液中滴加足量的氢氧化钠溶液，如果溶液变红色，说明H2O2显酸性消耗了NaOH，而使红色褪去，如果溶液不变色，说明H2O2分解产生的氧原子与酚酞反应破坏其结构，而使红色褪去（合理即可） （补充完实验方案）。有兴趣的同学可在后续学习中通过实验得出结论。
【解答】解：（1）过氧化氢中氢元素化合价是+1，根据化合物中元素化合价代数和为零可知，氧元素的化合价为﹣1。
故填：﹣1。
（2）MnO2能加快过氧化氢分解，氧原子再结合成氧分子而制得氧气，MnO2在反应中作催化剂，下列装置可用于制取氧气的是B，不能用A，是因为二氧化锰是粉末，会从有孔隔板漏下，可用于收集氧气的装置有ab，是因为氧气密度比空气大，不易溶于水。
故填：催化；B；ab。
（3）氧原子容易与许多有机物反应而破坏其结构，所以过氧化氢溶液能杀死新冠病毒，这个过程叫做蛋白质的变性。
故填：变性。
（4）实验方案：向褪色的溶液中滴加足量的氢氧化钠溶液，如果溶液变红色，说明H2O2显酸性消耗了NaOH，而使红色褪去，如果溶液不变色，说明H2O2分解产生的氧原子与酚酞反应破坏其结构，而使红色褪去。
故填：向褪色的溶液中滴加足量的氢氧化钠溶液，如果溶液变红色，说明H2O2显酸性消耗了NaOH，而使红色褪去，如果溶液不变色，说明H2O2分解产生的氧原子与酚酞反应破坏其结构，而使红色褪去（合理即可）。
九．中和反应及其应用（共1小题）
13．（2019•泸州）水污染与防治是当今人类需要关注的环境问题之一，工农业废水和生活污水是水污染的主要来源。回答下列问题：
（1）酸雨 能 （填“能”或“不能”）污染水体，煤燃烧产生SO2，SO2形成酸雨的主要原因是 SO2与水反应生成亚硫酸，让雨水的pH＜5.6 。
（2）废旧电池中含有的汞、镉等重金属会污染水体，造成生物体中毒，其原因是重金属能使生物体内的 蛋白质 （填化学物质）结构破坏，失去生理活性。
（3）某工业废水含HgSO4，可通过铁网而将汞留下，加热将汞形成蒸气回收利用。其反应的化学方程式为 HgSO4+Fe＝Hg+FeSO4 ，汞的沸点 低于 （填“低于”或“高于”）铁的沸点。也可以向废水中加入Na2S溶液形成沉淀而除去汞，该沉淀的化学式为 HgS 。
（4）甲厂污水含硫酸的质量分数为0.98%，其流速为45kg/s，乙厂污水含烧碱的质量分数为0.4%，为排放达标，现将两厂的污水混合处理，反应的化学方程式为 2NaOH+H2SO4＝Na2SO4+2H2O ，则乙厂污水的最佳流速为 90 kg/s。
【解答】解：（1）酸雨呈酸性，能污染水体；煤燃烧产生SO2，SO2与水反应生成亚硫酸，让雨水的pH＜5.6；
（2）废旧电池中含有的汞、镉等重金属会污染水体，造成生物体中毒，其原因是重金属能使生物体内的蛋白质结构破坏，失去生理活性；
（3）HgSO4和Fe反应生成Hg和FeSO4，化学方程式为：HgSO4+Fe＝Hg+FeSO4；根据题干中的信息可知汞的沸点低于铁的沸点；也可以向废水中加入Na2S溶液形成沉淀而除去汞，该沉淀的化学式为HgS；
（4）硫酸和氢氧化钠生成硫酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+H2SO4＝Na2SO4+2H2O；
设乙厂污水每秒的流出的质量为x。
2NaOH+H2SO4＝Na2SO4+2H2O
80 98
x×0.4% 45kg×0.98%
x＝90kg
故答案为：
（1）能；SO2与水反应生成亚硫酸，让雨水的pH＜5.6；
（2）蛋白质；
（3）HgSO4+Fe＝Hg+FeSO4；低于；HgS；
（4）2NaOH+H2SO4＝Na2SO4+2H2O；90。
一十．盐的化学性质（共1小题）
14．（2022•泸州）碳酸钾主要用于制造钾玻璃等无机化学品，也可用于脱除工业气体中的二氧化碳。请你结合下列实验探究，回答相关问题。
（1）观察与记录。描述碳酸钾（）的颜色与状态： 白色固体 。
（2）猜想与证明。从物质的类别看，预测K2CO3具有盐类的性质。实验证明如下：
①称取0.3g碳酸钾，加10mL蒸馏水溶解。用到的玻璃仪器有 量筒 、玻璃棒、烧杯。
②取少许所配溶液，再滴加氯化钙溶液，观察到的现象是 有白色沉淀生成 。
③另取少许所配溶液缓缓滴加稀盐酸并振荡，观察到开始无气泡产生，一段时间后产生气泡，原因是，在实验过程中，先发生K2CO3+HCl═KHCO3+KCl，后发生 KHCO3+HCl＝KCl+H2O+CO2↑ （写出化学方程式）。
（3）思考与拓展。用如图所示装置，模拟工业吸收CO2。其中用多孔球泡（内空球体，球面有许多小孔能通气）比直接用导管插入K2CO3溶液的吸收效果好，原因是 增大了反应物的接触面积 。实验中，需要监测K2CO3溶液是否还有较强吸收CO2的能力，方法之一：取适量溶液于试管中， 加入适量的稀硫酸，一段时间后才出现气泡 （补充操作、现象及结论；可供选择的试剂：NaOH溶液、KCl溶液、稀硫酸）。
【解答】解：（1）通过观察碳酸钾（）的颜色与状态为：白色固体；
（2）①称取0.3g碳酸钾，加10mL蒸馏水溶解，量筒可以用来量取液体的体积，用到的玻璃仪器有：量筒、玻璃棒、烧杯；
②取少许所配溶液，再滴加氯化钙溶液，氯化钙和碳酸钾反应生成碳酸钙沉淀和氯化钾，观察到的现象是：有白色沉淀生成；
③另取少许所配溶液缓缓滴加稀盐酸并振荡，观察到开始无气泡产生，一段时间后产生气泡，原因是，在实验过程中，先发生K2CO3+HCl═KHCO3+KCl，碳酸氢钾和盐酸反应生成氯化钾、水和二氧化碳，后发生KHCO3+HCl＝KCl+H2O+CO2↑；
（3）思考与拓展。用如图所示装置，模拟工业吸收CO2。其中用多孔球泡（内空球体，球面有许多小孔能通气）比直接用导管插入K2CO3溶液的吸收效果好，原因是：增大了反应物的接触面积。实验中，需要监测K2CO3溶液是否还有较强吸收CO2的能力，方法之一：取适量溶液于试管中，加入适量的稀硫酸，一段时间后才出现气泡。
故答案为：（1）白色固体；
（2）①量筒；
②有白色沉淀生成；
③KHCO3+HCl＝KCl+H2O+CO2↑；
（3）增大了反应物的接触面积；加入适量的稀硫酸，一段时间后才出现气泡。
一十一．物质的相互转化和制备（共2小题）
15．（2022•泸州）工业上用FeCl3溶液蚀刻铜箔制造印刷电路板，反应为2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2，蚀刻废液又可再处理，实现资源回收和循环利用，其流程转化关系如图。
请回答相关问题。
（1）“蚀刻废液”的全部溶质有 氯化亚铁和氯化铜 和少量FeCl3。操作Ⅰ的名称是 过滤 。
（2）参照上述流程，画出由“金属残渣x”分离回收Cu和FeCl2溶液的简单流程图。 。
（3）上述流程中，能使三价铁转化为二价铁的物质有 铁、铜 。
（4）蚀刻掉128g铜，消耗FeCl3的质量为 650 g，理论上至少需要20%FeCl3溶液的质量为 3250 g。（不需要写出计算过程）
【解答】解：（1）氯化铁溶液能和铜反应，该反应是2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2，蚀刻废液”的全部溶质有氯化亚铁和氯化铜和少量FeCl3，操作Ⅰ可以将固液分离开，该操作的名称是过滤，故答案为：氯化亚铁和氯化铜；过滤；
（2）“金属残渣x”中含有铜和铁，从“金属残渣x”分离回收Cu和FeCl2溶液，加入稀盐酸，铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，该流程图为，故答案为：；
（3）由2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2，铁与氯化铁反应生成氯化亚铁可知：上述流程中，能使三价铁转化为二价铁的物质有铁和铜，故答案为：铁、铜；
（4）设蚀刻掉128g铜，消耗FeCl3的质量为x，
2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2
325 64
x 128g
x＝650g
所以蚀刻掉128g铜，消耗FeCl3的质量为650g，理论上至少需要20%FeCl3溶液的质量为＝3250g，故答案为：650；3250。
16．（2018•泸州）工业上用闪锌矿（主要含ZnS，还含PbS等杂质）制备锌的流程如图1（部分产物略去）：
（1）X的化学式是 CO2 ，图1中用过量空气的目的是 使焦炭完全反应 。
（2）①～④中属于化合反应的是 ①② 。
（3）Zn 能 （填“能”或“不能”）与PbCl2溶液反应。
（4）写出反应③中生成ZnO的化学方程式 2ZnS+3O22ZnO+2SO2 。
（5）结合下表数据设计：从粗锌中分离出纯锌的方案是 将粗锌放在一容器中，保持温度907﹣1749 ℃ 收集的锌蒸气，冷却后可得纯净的锌 。
物质
Zn
Pb
C
沸点℃
907
1749
4827
（6）反应②中固体质量随反应时间的变化图示如图，计算产生Y的质量。（写出必要的计算过程）
【解答】解：（1）焦炭在氧气充足时燃烧生成二氧化碳，图1中用过量空气是为了保证让碳完全反应，故填：CO2；使焦炭完全反应；
（2）反应①是碳和氧气点燃生成二氧化碳，属于化合反应，反应②是碳和二氧化碳高温反应生成一氧化碳，属于化合反应，反应③是硫化锌与氧气高温反应生成氧化锌和二氧化硫，不是化合反应，反应④是氧化锌和一氧化碳反应生成锌和二氧化碳，不是化合反应，故填：①②；
（3）锌的活动性强于铅，故锌能与氯化铅溶液反应，故填：能；
（4）反应③中硫化锌与氧气高温反应生成氧化锌和二氧化硫，故填：2ZnS+3O22ZnO+2SO2；
（5）根据表格提供的数据可以看出，锌的沸点比铅低，故可以将粗锌放在一容器中，保持温度907﹣1749℃，收集的锌蒸气，冷却后可得纯净的锌，故填：将粗锌放在一容器中，保持温度907﹣1749；收集的锌蒸气，冷却后可得纯净的锌；
（6）设生成Y的质量为x
C+CO22CO
12 56
30g x
x＝140g
答：产生Y的质量为140g。
一十二．根据化学反应方程式的计算（共3小题）
17．（2019•泸州）水与自然界中矿石长期接触，常含Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2等物质，导致钙离子、镁离子含量较多，称之为硬水。生活中，水的硬度过高会造成一定危害。长期使用硬水烧水的热水壶，内部会形成一层水垢，其主要成分为碳酸钙和氢氧化镁，说明加热煮沸可使这类硬水成为软水。其原理的流程如下（气体产物已略去）：
回答下列问题：
（1）反应Ⅰ属于四大基本反应类型中的 分解 反应；反应Ⅱ除产生水垢外，还有一种气体产物为 二氧化碳 ；如果当地硬水中CaSO4含量较多，则水垢中还常含有少量CaSO4，CaSO4析出的原因是 硫酸钙微溶，且温度升高溶解度降低 。
（2）向200g水垢中加入400g过量的稀盐酸，充分反应，测得3分钟内混合物质量的变化（不考虑水与HCl的挥发）如下表所示：
时间/s（秒）
0
30
60
90
120
180
混合物的质量/g
600
574
554
547.2
547.2
547.2
①观察到的现象是 固体逐渐溶解，产生无色气体 。
②计算水垢中碳酸钙的质量分数，写出必要的计算过程。
【解答】解：
（1）反应Ⅰ是碳酸氢钙和碳酸氢镁分解为碳酸钙和碳酸镁的同时，还生成二氧化碳和水，所以属于四大基本反应类型中的 分解反应；反应Ⅱ除产生水垢外，由于碳酸镁转化为了氢氧化镁，根据质量守恒定律可得，生成的气体产物为 二氧化碳；如果当地硬水中CaSO4含量较多，则水垢中还常含有少量CaSO4，CaSO4析出的原因是 硫酸钙微溶，且温度升高溶解度降低。
（2）
①由于碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳，所以观察到的现象是 固体逐渐溶解，产生无色气体。
②根据质量守恒定律可得，生成的二氧化碳的质量为600g﹣547.2g＝52.8g
设水垢中碳酸钙的质量分数为x
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
200gx 52.8g
＝
x＝60%
故答案为：
（1）分解； 二氧化碳； 硫酸钙微溶，且温度升高溶解度降低。
（2）①固体逐渐溶解，产生无色气体。
②60%。
18．（2021•泸州）孔雀石的主要成分是Cu2（OH）2CO3，还含有Fe2O3、Al2O3、SiO2杂质，用该矿石制备Cu的流程如图所示（部分产物略去）：
（1）过程①中，操作a是溶解和 过滤 ，还有一种气体产物是 二氧化碳（或CO2） ，滤液X中含有的金属阳离子为 铜离子、铁离子、铝离子（或Cu2+、Fe3+、Al3+） 。
（2）过程①中硫酸略过量，则过程②调pH除杂的最佳试剂是 CuO （选填“CuO”或“Na2CO3”）。
（3）下列关于制取铜的两种方案的说法，正确的是 AC 。
A.“方案一”得到的铜产品更纯
B.“方案一”不存在消耗能量的问题
C.“方案二”需考虑废气污染的问题
D.“方案二”得到纯铜的产率更高
（4）过程③发生的反应：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+ 2H2SO4 （补充完方程式），当收集到800t氧气时，产生Cu的质量是多少？（写出必要的计算过程）
【解答】解：（1）从流程图可看出经过操作a得到了滤液和二氧化硅固体，因此操作为过滤；Cu2（OH）2CO3与硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝和水，二氧化硅与硫酸不反应，因此还有一种气体产物是二氧化碳，滤液X中含有的金属阳离子为铜离子、铁离子、铝离子（或Cu2+、Fe3+、Al3+）；故填：过滤、二氧化碳（或CO2）；铜离子、铁离子、铝离子（或Cu2+、Fe3+、Al3+）；
（2）除杂的原则是不引入新杂质，因此过程①中硫酸略过量，则过程②调pH除杂的最佳试剂是氧化铜；故填：CuO；
（3）A、从图中可以看出“方案一”得到的铜是纯铜，“方案二”得到的粗铜，因此“方案一”得到的铜产品更纯；正确；
B、“方案一”③是电解，“方案一”存在消耗能量的问题；错误；
C、“方案二”是焦炭作还原剂，会生成一氧化碳，一氧化碳有毒，因此“方案二”需考虑废气污染的问题；正确；
D、根据质量守恒定律，化学变化前后元素的质量不变，因此“方案一”、“方案二”得到纯铜的产率相同，错误；
故选：AC；
（4）根据质量守恒定律，化学变化前后原子的个数不变，反应前铜原子2个，硫原子2个，氢原子4个，氧原子10个，反应后铜原子2个，氧原子2个，因此
还少4个氢原子，2个硫原子，8个氧原子，故补充为：2H2SO4；故填：2H2SO4；
设当收集到800t氧气时，产生Cu的质量为x
2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4
128 32
x 800t
＝
x＝3200t
答：产生Cu的质量为3200t。
19．（2020•泸州）菱镁矿中主要含MgCO3、FeCO3和SiO2．以菱镁矿为原料制取镁的工艺流程如图。
回答下列问题：
（1）菱镁矿属于 混合物 （选填“纯净物”或“混合物”）。
（2）流程中滤渣a主要成分是 SiO2 。
（3）写出菱镁矿中MgCO3与稀HCl反应的化学方程式 MgCO3+2HCl＝MgCl2+H2O+CO2↑ 。
（4）溶液b→溶液c反应的化学方程式为：4FeCl2+ O2 +4HCl＝4FeCl3+2H2O（补充完方程式）
（5）溶液c调pH使Fe3+完全沉淀为Fe（OH）3从而与Mg2+分离，则调pH的范围应为2.8﹣ 8.9 。
已知：物质沉淀的pH见下表：
物质
Mg（OH）2
Fe（OH）3
开始沉淀的pH
8.9
1.5
完全沉淀的pH
10.9
2.8
（6）结合流程中的数据计算。
①菱铁矿中镁元素的质量分数为 24% （不考虑整个流程转化中的损失）。
②MgCl2通电制得的气体的质量（写出计算过程）。
【解答】解：（1）菱镁矿中主要含MgCO3、FeCO3和SiO2，所以菱镁矿属于混合物；故填：混合物；
（2）菱镁矿中主要含MgCO3和FeCO3都能与盐酸反应，而SiO2与稀盐酸不反应，所以流程中滤渣a主要成分是SiO2；故填：SiO2；
（3）菱镁矿中MgCO3与稀HCl反应生成氯化镁、水和二氧化碳；故填：MgCO3+2HCl＝MgCl2+H2O+CO2↑；
（4）由质量守恒定律可知，化学反应前后原子的种类与数目保持不变，反应前有：4个铁原子、12个氯原子和4个氢原子；反应后有：4个铁原子、12个氯原子、4个氢原子和2个氧原子，所以空格处应填写O2；故填：O2；
（5）由表格中的数据可知，溶液c调pH使Fe3+完全沉淀为Fe（OH）3从而与Mg2+分离，则调pH的范围应为2.8～8.9；故填：8.9；
（6）①菱铁矿中镁元素的质量分数为；故填：24%；
②设制得气体的质量为x，则：
MgCl2Mg+Cl2↑
24 71
7.2t x
x＝21.3t
答：MgCl2通电制得的气体的质量为21.3t。
一十三．资源综合利用和新能源开发（共2小题）
20．（2020•泸州）新能源页岩气，正在冲击传统能源体系。据报道，我国页岩气储量排名世界第一，合理开采将有利于改善我国的能源结构，川南页岩气田分布在泸州等地。页岩气是藏身于地下3000多米的页岩层裂缝中的天然气，在此高压环境中，还有部分溶解于裂缝中存在的少量石油里。目前，开采页岩气时从地表钻井到页岩层，向地下压入大量水和沙，使页岩气所在的地层产生缝隙，因压强降低，页岩气将从其藏匿处逸出。这些水和沙将被抽回地面，形成返排液。回答下列问题：
（1）页岩气中主要成分的化学式是 CH4 ，溶解在石油中的页岩气逸出的原因是 压强降低，气体的溶解度随着压强的减小而减小 。
（2）页岩气中还可能含有乙烷（C2H6），写出乙烷完全燃烧的化学方程式 2C2H6+7O24CO2+6H2O 。
（3）返排液是油、水溶液和沙组成的混合物。从返排液中分离出沙的实验操作名称是 过滤 ；下表是某返排液中水溶液的主要成分及其含量，质量分数最高的金属离子是 Ca2+ ，这些离子的含量远高于自然水。
离子
K+
Ca2+
Mg2+
HCO3﹣
Cl﹣
含量（mg/L）
310
491
129
470
26.1
（4）结合上文分析简答：开采时可能产生的主要环保问题是 水体污染 （写一点），你的解决建议是 对返排液集中净化处理 。
【解答】解：（1）页岩气是藏身于地下3000多米的页岩层裂缝中的天然气，天然气的主要成分是甲烷；气体的溶解度随着压强的减小而降低，所以溶解在石油中的页岩气逸出；故填：CH4；压强降低，气体的溶解度随着压强的减小而减小；
（2）在点燃的条件下，乙烷与氧气反应生成二氧化碳和水；故填：2C2H6+7O24CO2+6H2O；
（3）返排液是油、水溶液和沙组成的混合物。从返排液中分离出沙的实验操作名称是过滤；由表格中的数据可知，质量分数最高的金属离子是钙离子。故填：过滤；Ca2+；
（4）开采时过程中，若返排液泄漏会造成水体污染，所以对返排液要集中净化处理；故填：水体污染；对返排液集中净化处理。
21．（2018•泸州）2017年5月，中国首次海城天然气水合物（可燃冰）试采成功，成为全球第一个稳定开采可燃冰的国家。可燃冰开采困难重重，原因之一是可燃冰极不稳定易爆炸，大量甲烷气体涌入大气层，会产生比二氧化碳更为严重的温室效应。置换法是开采方法之一，将CO2液化后进入1500米以下的洋面，就会生成二氧化碳水合物沉入海底，因CO2较甲烷易于形成水合物，因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子置换出来。
（1）甲烷属于 有机物 （填“有机物”或“无机物”），其氢元素的质量分数为 25% 。
（2）甲烷燃烧是将化学能主要转化为 热 能，甲烷燃料电池则是将化学能转化为 电 能。
（3）下列有关说法正确的是 D 。
A．开采可燃冰不会产生环境问题 B．二氧化碳水合物的密度比水小
C．可燃冰比二氧化碳水合物稳定 D．可燃冰是一种前景广阔的清洁燃料
（4）可燃冰的微观构成为46个H2O分子形成8个笼，有6个笼中每个笼容纳了1个CH4分子，余下2个笼每个容纳1个H2O分子，则可燃冰中H2O与CH4的分子数之比是 48：6 。
（5）一定条件下，甲烷与二氧化碳反应是回收处理二氧化碳的一种方法，产物都是常见双（两）原子分子，请写出反应的化学方程式 CH4+CO22H2+2CO 。
【解答】解：（1）甲烷是含碳元素的化合物，属于有机物；其中氢元素的质量分数为：；故填：有机物；25%；
（2）甲烷燃烧是将化学能主要转化为热能；甲烷燃料电池则是将化学能转化为电能；故填：热；电；
（3）A．开采可燃冰一旦泄漏会造成严重的温室效应，且燃烧的产物有二氧化碳也会造成温室效应，故错误；
B．二氧化碳水合物沉入海底，说明二氧化碳水合物的密度比水大，故错误；
C．置换法是将CO2液化后进入1500米以下的洋面，就会生成二氧化碳水合物沉入海底，因CO2较甲烷易于形成水合物，可燃冰不如二氧化碳水合物稳定，故错误；
D．可燃冰储量大、燃烧产物几乎没有污染，所以是一种前景广阔的清洁燃料，故正确。
故选：D；
（4）由平均每46个水分子构成8个笼，每个笼里容纳1个CH4分子或1个游离的H2O分子，可知笼中共有6个甲烷分子和2个水分子，这8个笼中共有6个甲烷分子和48个水分子，所以“可燃冰”的平均组成CH4•8H2O；故填：48：6；
（5）一定条件下，甲烷与二氧化碳反应生成氢气和一氧化碳；故填：CH4+CO22H2+2CO。
四川省泸州市五年（2018-2022）中考化学真题分题型分层汇编
03实验探究&解答题
一．实验探究物质的性质或变化规律（共5小题）
1．（2021•泸州）某实验小组验证“Fe+Ag2SO4═FeSO4+2Ag”反应并进行了如下探究。已知银粉为黑色，22℃时Ag2SO4的溶解度为0.8g。
①22℃时，向盛有硫酸银饱和溶液的烧杯中加入过量铁粉，搅拌静置，观察到溶液变为黄色并逐渐加深。
②静置3小时后观察，烧杯底部仍有黑色粉末，溶液黄色几乎消失。
③用pH试纸检测Ag2SO4、FeSO4溶液，测得pH均小于7。
回答下列问题：
（1）22℃时，硫酸银饱和溶液显 性（填“酸”“碱”或“中”），其溶质质量分数为 。（列出计算式即可）
（2）取步骤①上层的黄色溶液少许滴加盐酸，观察到白色沉淀，该沉淀的化学式为 。
（3）某同学由步骤②中“仍有黑色粉末”得出Fe比Ag活泼的结论。小组同学讨论后认为思维不严密，因为黑色粉末不一定含Ag，还可能是 ，需要进一步实验才能得出结论，该实验方案是：取黑色粉末少许， 。（补充完实验方案）
（4）溶液呈黄色是因为含有Fe3+离子。小组对Fe3+产生的原因作出如下假设：
a.可能是铁粉表面有氧化物，可产生Fe3+；
b.空气中的O2能与Fe2+反应，可产生Fe3+；
c.溶液中存在 离子能与Fe2+反应，可产生Fe3+。
请设计实验证明假设a、b不是产生Fe3+的主要原因。实验方案是：向同样的铁粉中加入FeSO4溶液，振荡静置，观察到 时即可证明。
2．（2020•泸州）NaHCO3在生产和生活中有许多重要用途，某学习小组对其性质进行了如下探究。物质的溶解度见下表。回答下列问题：
温度
10℃
20℃
NaHCO3的溶解度（g/100g水）
8.1
9.6
Ca（HCO3）2的溶解度（g/100g水）
16.6
（1）在20℃时称取4g NaHCO3加入46mL蒸馏水（密度取值为1g/mL），充分搅拌制得澄清溶液。该实验可以达到探究NaHCO3 性的目的；实验中不需要的仪器是 （选填字母编号）。
（2）用pH计测得溶液的pH为8.2，说明溶液呈 性。
（3）所配NaHCO3溶液的质量分数等于 ，降温到10℃时溶液 （填“是”或“不是”）饱和溶液。
（4）取2mL所配NaHCO3溶液于试管中，滴加5%的CaCl2溶液，观察到气泡和白色沉淀，实验证明该气体是CO2．据此小组同学讨论认为：白色沉淀不可能是Ca（OH）2，其理由是 ，于是得出结论：白色沉淀是 。
3．（2019•泸州）已知：Na2O为白色，Na2O2为淡黄色；Na2O+H2O＝2NaOH．某兴趣小组对钠和铜的单质及其化合物的性质进行了如下实验探究。
①将铜片置于铁架台的铁圈上，用酒精灯加热，观察到铜片表面变黑；
②趁热将钠置于铜片表面，钠剧烈燃烧，有淡黄色物质生成，将此淡黄色物质转移到试管中待用，再用蒸馏水冲洗铜片，观察到铜片上钠燃烧处出现了光亮的铜斑；
③向盛装淡黄色物质的试管中滴加蒸馏水，观察到冒气泡，将带火星的木条伸入试管，木条复燃。
回答下列问题：
（1）步骤①产生的黑色物质是 ，步骤②淡黄色产物中氧元素的化合价为 价。
（2）步骤②中产生铜斑反应的另一产物，进一步与氧气反应也转化为淡黄色物质，则产生铜斑反应的化学方程式为 。
（3）步骤③产生的气体物质为 。
（4）猜想步骤③还可能有一种常见物质 （填化学式）生成，向反应后的溶液中滴加 溶液（可供选择的试剂：H2SO4、CuSO4、KOH、Na2CO3），观察到 的现象时，即证明了你的猜想。
4．（2018•泸州）已知Na2SO4溶液pH＝7．亚硫酸钠（Na2SO3）是种重要的化工原料，某实验小组对其性质进行如下探究：
（1）取1.0g亚硫酸钠固体于试管中，加入滴有酚酞的蒸馏水10mL，振荡。观察到固体逐渐溶解，溶液变红。据此现象你能得出亚硫酸钠的性质有 、 。将溶液分成两份。
（2）①取一份溶液滴加BaCl2溶液，观察到白色沉淀，该反应类型是 ，再滴加盐酸，沉淀溶解，并产生刺激味SO2，写出沉淀溶解的化学方程式 。
②取另一份溶液通入足量空气，观察到红色逐渐消失。小组猜想红色消失的原因可能是Na2SO3与O2发生了化合反应，该反应的化学方程式是 。请设计实验证明：向褪色后的溶液中滴加 ，观察到 ，则猜想合理。
5．（2022•泸州）燃烧与灭火紧密联系着我们的生活。请你依据下列实验探究，回答相关问题。
（1）在空气中点燃镁条，观察到镁条剧烈燃烧，发出耀眼白光，说明该反应 （填“放出”或“吸收”）能量，生成白色固体MgO，说明镁发生了 反应（填“氧化”或“还原”）。
（2）CO2可用于灭火，是否也可熄灭燃着的镁呢？某实验小组进行了如下探究：
①实验探究
取两块大小相同的干冰，在一块干冰中央挖一个小穴，放入一些镁屑，用红热的铁棒点燃镁屑。（见图1）
迅速将另一块干冰盖上，镁在两块干冰间剧烈反应，发出耀眼的白光，像冰块中装入一个明亮的电灯泡一样。（见图2和图3）
取走上面一块干冰，观察到有白色固体产生（见图4），用铁片拨开图4产物的表面（见图5），还观察到的现象是 ，写出该反应的化学方程式 。
②反思交流
小组实验后讨论，对初中教材中燃烧的条件有了新的认识，请你代为表达。 。
二．实验探究物质的组成成分以及含量（共1小题）
6．（2018•泸州）已知：SiO2不与稀盐酸反应。牙膏中的摩擦剂约占牙膏成分的50%，主要用于增强牙膏对牙齿的摩擦和去污，牙膏摩擦剂一般由CaHPO4、CaCO3、Al（OH）3、SiO2中的一种或几种组成。牙膏中只有摩擦剂不溶于水。请回答下列问题：
（1）上述几种物质中属于盐的是CaCO3和 （填化学式）；Al（OH）3的名称是 。
（2）已知某品牌牙膏中的摩擦剂是CaCO3、Al（OH）3和SiO2中的一种或两种，将适量的牙膏溶于水，静置后过滤，向滤渣中加入足量稀盐酸，没有观察到气泡，且有不溶物，则该牙膏中一定不含 ，一定含 。
（3）用如图所示装置（夹持仪器略去）测定另一品牌牙膏中碳酸钙的含量。请回答下列问题：
①装置B中仪器X的名称是 。
②装置A中滴加盐酸反应完全后，打开活塞K缓缓通入N2，其作用是 。
③准确称取5.0g牙膏样品进行实验，测得B中沉淀质量为1.2g。则样品中碳酸钙的质量分数为 。
三．常用气体的发生装置和收集装置与选取方法（共1小题）
7．（2019•泸州）已知：相同条件下，氨气的密度比空气小，极易溶于水，其水溶液称为氨水，溶质NH3•H2O能解离出NH4+和OH﹣．某同学对其制备与性质进行了如下探究。回答下列问题：
（1）氨气制取：固体NH4Cl与足量消石灰混合加热可以制取氨气。
①选择的发生装置是 ，收集装置是 （选填大写字母）。
②结合选择的装置完成氨气的制取、收集并吸收氨气制取氨水，按气流顺序各装置的接口从左到右依次为 （用小写字母表示）。
③充分反应后冷却，将残余固体转移到烧杯中，加水溶解，还需要的玻璃仪器是 ，溶液中的阳离子为 。
（2）性质探究：向滴加了酚酞试液的氨水中再滴加足量AlCl3溶液，观察到的现象是 ，反应的化学方程式为 。
四．自然界中的碳循环（共1小题）
8．（2021•泸州）我国“十四五”规划已经明确“2030年前实现碳达峰”的目标。碳达峰是指二氧化碳的排放达到峰值，不再增长。如图为自然界中CO2的循环图，图中箭头指向表示产生（排放）或消耗CO2的途径。回答下列问题：
（1）途径①需要消耗空气中的 。
（2）途径②中，枯枝败叶中的纤维素[化学式为（C6H10O5）n]在微生物作用下彻底转化为CO2和H2O，该转化中消耗O2与产生的CO2分子个数比为 。
（3）途径④通过光合作用吸收CO2的量白天 夜晚（填“大于”或“小于”）。
（4）途径⑤消耗的化石燃料是 （填“可”或“不可”）再生资源。
（5）降碳的一种途径是在合适的催化剂条件下，将二氧化碳与氢气反应使碳全部转化为乙烯（C2H4）、同时生成另一种化合物。请写出反应的化学方程式 。
（6）某年通过不同途径产生或消耗碳量的相对值如下表所示：
途径
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
相对值
0.6
60
60
121.8
5.5
92
90
据表可知，这一年大气中碳量增加了 （用表中相对值计算）。为达成“2030年前实现碳达峰”的目标，下列措施不可行的是 。
A.开发新能源
B.植树造林
C.禁止使用化石燃料
进一步分析上表回答：人口增多是否是大气中碳量增加的主要因素，并说明理由 。
五．氢气的制取和检验（共1小题）
9．（2021•泸州）钨（W）是一种重要的战略金属。实验室需用干燥的H2还原WO3制备金属W，所用装置如图所示。已知Zn粒中往往含有ZnS杂质，焦性没食子酸溶液可用于吸收氧气。回答下列问题：
（1）装置①中用到的仪器有长颈漏斗、带导管的橡胶塞和 ，其反应的化学方程式有： 、ZnS+2HCl═ZnCl2+H2S↑。
（2）装置②的作用是安全瓶防倒吸，则a连接 （选填b、c、d或e）。
（3）装置③中盛装NaOH溶液，其作用是 。
（4）装置④⑤中盛装的溶液依次是 、 。
（5）装置①是启普发生器的简易装置，关闭活塞K后装置①中反应很快停止，其原因是 。
六．金属的化学性质（共1小题）
10．（2022•泸州）2018年世界权威期刊《自然》，连刊两文报道石墨烯超导重大发现，论文的第一作者是四川成都籍中科大年轻博士曹原。下面让我们一起重走“超导材料”发现的神奇之路。请回答相关问题。
（1）1911年荷兰物理学家海克•卡莫林•昂内斯经过无数次实验确认；汞在温度接近﹣273℃时几乎处于“零电阻状态”，称之为“超导电性”。汞属于 元素（填“金属”或“非金属”），其导电的原因是含有自由移动的 。
（2）1980年有人发现了铜氧化合物的“超导电性”，将温度提高到约为﹣140℃。YBa2Cu3O5为其代表之一，其中Cu为+1价，О为﹣2价，则Y为 价。
（3）2017年曹原团队发现了石墨烯中的非规“超导电性”，石墨烯是一层碳原子（如图，黑球代表碳原子）。
①曹原推测，当两层石墨烯叠在一起，若彼此之间发生轻微偏移时，有可能产生超导现象，经过不懈努力，困扰世界107年的常温超导难题，终于被曹原团队突破！石墨烯属于 （填“单质”或“化合物”），两层石墨烯叠在一起轻微偏移时发生的是 变化（填“物理”或“化学”）。
②曹原小时候就喜欢动手研究，在家里弄了个实验室，曾经把银放入稀硝酸中，自己“合成”实验所需硝酸银。该实验是否产生了氢气？ （填“是”或“否”），原因是 。我们坚信未来的中国，必定有十个、百个乃至成千上万个“曹原”，用自己的科技之梦去推动中华民族的伟大复兴。
七．常见金属的冶炼方法（共1小题）
11．（2022•泸州）同学们观看央视《发现》《走进科学》节目后，对节目中介绍人类使用金属材料的年代及其背后的科学原理产生了兴趣，于是查阅Al、Cu、Fe、Ag四种金属元素的信息形成下表资料。
元素编号
①
②
③
④
金属材料使用的大致年代
公元前7000年
公元前4000年
公元前2200年
公元1827年
在地壳中的含量/%
0.007
0.00001
4.75
7.73
请回答相关问题。
（1）我们的祖先很早就掌握了炼铜的工艺，最初他们将 （填化学式）和孔雀石[主要成分是Cu2（OH）2CO3]混合后加热就得到了红色的金属铜。
（2）Al元素的单质是在电发现之后，通过电解Al2O3才工业化生产的，则Al在表中的编号是 。
（3）大家发现金属材料使用年代的先后规律一般是：金属越活泼使用年代越迟。但上表中某元素因含量过低而出现了例外。综合分析，①、②、③元素依次是 。
八．碱的化学性质（共1小题）
12．（2020•泸州）过氧化氢能极缓慢分解，可看成分解为水和氧原子：H2O2→H2O+O，其水溶液显弱酸性。过氧化氢是实验室中重要化学试剂，在生产生活中有重要用途。回答下列问题：
（1）过氧化氢中氧元素的化合价为 。
（2）MnO2能加快过氧化氢分解，氧原子再结合成氧分子而制得氧气，MnO2在反应中作 剂，下列装置可用于制取氧气的是 （选填字母编号，下同），可用于收集氧气的装置有 。
（3）氧原子容易与许多有机物反应而破坏其结构，所以过氧化氢溶液能杀死新冠病毒，这个过程叫做蛋白质的 。
（4）向氢氧化钠溶液中滴加酚酞试液，再滴加过氧化氢溶液，观察到溶液先变红后褪色，猜想其褪色原因可能有两种：
①H2O2显酸性消耗了NaOH，而使红色褪去；
②H2O2分解产生的氧原子与酚酞反应破坏其结构，而使红色褪去。究竟哪种猜想合理？请用本次实验用过的试剂设计实验 （补充完实验方案）。有兴趣的同学可在后续学习中通过实验得出结论。
九．中和反应及其应用（共1小题）
13．（2019•泸州）水污染与防治是当今人类需要关注的环境问题之一，工农业废水和生活污水是水污染的主要来源。回答下列问题：
（1）酸雨 （填“能”或“不能”）污染水体，煤燃烧产生SO2，SO2形成酸雨的主要原因是 。
（2）废旧电池中含有的汞、镉等重金属会污染水体，造成生物体中毒，其原因是重金属能使生物体内的 （填化学物质）结构破坏，失去生理活性。
（3）某工业废水含HgSO4，可通过铁网而将汞留下，加热将汞形成蒸气回收利用。其反应的化学方程式为 ，汞的沸点 （填“低于”或“高于”）铁的沸点。也可以向废水中加入Na2S溶液形成沉淀而除去汞，该沉淀的化学式为 。
（4）甲厂污水含硫酸的质量分数为0.98%，其流速为45kg/s，乙厂污水含烧碱的质量分数为0.4%，为排放达标，现将两厂的污水混合处理，反应的化学方程式为 ，则乙厂污水的最佳流速为 kg/s。
一十．盐的化学性质（共1小题）
14．（2022•泸州）碳酸钾主要用于制造钾玻璃等无机化学品，也可用于脱除工业气体中的二氧化碳。请你结合下列实验探究，回答相关问题。
（1）观察与记录。描述碳酸钾（）的颜色与状态： 。
（2）猜想与证明。从物质的类别看，预测K2CO3具有盐类的性质。实验证明如下：
①称取0.3g碳酸钾，加10mL蒸馏水溶解。用到的玻璃仪器有 、玻璃棒、烧杯。
②取少许所配溶液，再滴加氯化钙溶液，观察到的现象是 。
③另取少许所配溶液缓缓滴加稀盐酸并振荡，观察到开始无气泡产生，一段时间后产生气泡，原因是，在实验过程中，先发生K2CO3+HCl═KHCO3+KCl，后发生 （写出化学方程式）。
（3）思考与拓展。用如图所示装置，模拟工业吸收CO2。其中用多孔球泡（内空球体，球面有许多小孔能通气）比直接用导管插入K2CO3溶液的吸收效果好，原因是 。实验中，需要监测K2CO3溶液是否还有较强吸收CO2的能力，方法之一：取适量溶液于试管中， （补充操作、现象及结论；可供选择的试剂：NaOH溶液、KCl溶液、稀硫酸）。
一十一．物质的相互转化和制备（共2小题）
15． （2022•泸州）工业上用FeCl3溶液蚀刻铜箔制造印刷电路板，反应为2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2，蚀刻废液又可再处理，实现资源回收和循环利用，其流程转化关系如图。
请回答相关问题。
（1）“蚀刻废液”的全部溶质有 和少量FeCl3。操作Ⅰ的名称是 。
（2）参照上述流程，画出由“金属残渣x”分离回收Cu和FeCl2溶液的简单流程图。 。
（3）上述流程中，能使三价铁转化为二价铁的物质有 。
（4）蚀刻掉128g铜，消耗FeCl3的质量为 g，理论上至少需要20%FeCl3溶液的质量为 g。（不需要写出计算过程）
16．（2018•泸州）工业上用闪锌矿（主要含ZnS，还含PbS等杂质）制备锌的流程如图1（部分产物略去）：
（1）X的化学式是 ，图1中用过量空气的目的是 。
（2）①～④中属于化合反应的是 。
（3）Zn （填“能”或“不能”）与PbCl2溶液反应。
（4）写出反应③中生成ZnO的化学方程式 。
（5）结合下表数据设计：从粗锌中分离出纯锌的方案是 ℃ 。
物质
Zn
Pb
C
沸点℃
907
1749
4827
（6）反应②中固体质量随反应时间的变化图示如图，计算产生Y的质量。（写出必要的计算过程）
一十二．根据化学反应方程式的计算（共3小题）
17．（2019•泸州）水与自然界中矿石长期接触，常含Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2等物质，导致钙离子、镁离子含量较多，称之为硬水。生活中，水的硬度过高会造成一定危害。长期使用硬水烧水的热水壶，内部会形成一层水垢，其主要成分为碳酸钙和氢氧化镁，说明加热煮沸可使这类硬水成为软水。其原理的流程如下（气体产物已略去）：
回答下列问题：
（1）反应Ⅰ属于四大基本反应类型中的 反应；反应Ⅱ除产生水垢外，还有一种气体产物为 ；如果当地硬水中CaSO4含量较多，则水垢中还常含有少量CaSO4，CaSO4析出的原因是 。
（2）向200g水垢中加入400g过量的稀盐酸，充分反应，测得3分钟内混合物质量的变化（不考虑水与HCl的挥发）如下表所示：
时间/s（秒）
0
30
60
90
120
180
混合物的质量/g
600
574
554
547.2
547.2
547.2
①观察到的现象是 。
②计算水垢中碳酸钙的质量分数，写出必要的计算过程。
18．（2021•泸州）孔雀石的主要成分是Cu2（OH）2CO3，还含有Fe2O3、Al2O3、SiO2杂质，用该矿石制备Cu的流程如图所示（部分产物略去）：
（1）过程①中，操作a是溶解和 ，还有一种气体产物是 ，滤液X中含有的金属阳离子为 。
（2）过程①中硫酸略过量，则过程②调pH除杂的最佳试剂是 （选填“CuO”或“Na2CO3”）。
（3）下列关于制取铜的两种方案的说法，正确的是 。
A.“方案一”得到的铜产品更纯
B.“方案一”不存在消耗能量的问题
C.“方案二”需考虑废气污染的问题
D.“方案二”得到纯铜的产率更高
（4）过程③发生的反应：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+ （补充完方程式），当收集到800t氧气时，产生Cu的质量是多少？（写出必要的计算过程）
19．（2020•泸州）菱镁矿中主要含MgCO3、FeCO3和SiO2．以菱镁矿为原料制取镁的工艺流程如图。
回答下列问题：
（1）菱镁矿属于 （选填“纯净物”或“混合物”）。
（2）流程中滤渣a主要成分是 。
（3）写出菱镁矿中MgCO3与稀HCl反应的化学方程式 。
（4）溶液b→溶液c反应的化学方程式为：4FeCl2+ +4HCl＝4FeCl3+2H2O（补充完方程式）
（5）溶液c调pH使Fe3+完全沉淀为Fe（OH）3从而与Mg2+分离，则调pH的范围应为2.8﹣ 。
已知：物质沉淀的pH见下表：
物质
Mg（OH）2
Fe（OH）3
开始沉淀的pH
8.9
1.5
完全沉淀的pH
10.9
2.8
（6）结合流程中的数据计算。
①菱铁矿中镁元素的质量分数为 （不考虑整个流程转化中的损失）。
②MgCl2通电制得的气体的质量（写出计算过程）。
一十三．资源综合利用和新能源开发（共2小题）
20．（2020•泸州）新能源页岩气，正在冲击传统能源体系。据报道，我国页岩气储量排名世界第一，合理开采将有利于改善我国的能源结构，川南页岩气田分布在泸州等地。页岩气是藏身于地下3000多米的页岩层裂缝中的天然气，在此高压环境中，还有部分溶解于裂缝中存在的少量石油里。目前，开采页岩气时从地表钻井到页岩层，向地下压入大量水和沙，使页岩气所在的地层产生缝隙，因压强降低，页岩气将从其藏匿处逸出。这些水和沙将被抽回地面，形成返排液。回答下列问题：
（1）页岩气中主要成分的化学式是 ，溶解在石油中的页岩气逸出的原因是 。
（2）页岩气中还可能含有乙烷（C2H6），写出乙烷完全燃烧的化学方程式 。
（3）返排液是油、水溶液和沙组成的混合物。从返排液中分离出沙的实验操作名称是 ；下表是某返排液中水溶液的主要成分及其含量，质量分数最高的金属离子是 ，这些离子的含量远高于自然水。
离子
K+
Ca2+
Mg2+
HCO3﹣
Cl﹣
含量（mg/L）
310
491
129
470
26.1
（4）结合上文分析简答：开采时可能产生的主要环保问题是 （写一点），你的解决建议是 。
21．（2018•泸州）2017年5月，中国首次海城天然气水合物（可燃冰）试采成功，成为全球第一个稳定开采可燃冰的国家。可燃冰开采困难重重，原因之一是可燃冰极不稳定易爆炸，大量甲烷气体涌入大气层，会产生比二氧化碳更为严重的温室效应。置换法是开采方法之一，将CO2液化后进入1500米以下的洋面，就会生成二氧化碳水合物沉入海底，因CO2较甲烷易于形成水合物，因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子置换出来。
（1）甲烷属于 （填“有机物”或“无机物”），其氢元素的质量分数为 。
（2）甲烷燃烧是将化学能主要转化为 能，甲烷燃料电池则是将化学能转化为 能。
（3）下列有关说法正确的是 。
A．开采可燃冰不会产生环境问题 B．二氧化碳水合物的密度比水小
C．可燃冰比二氧化碳水合物稳定 D．可燃冰是一种前景广阔的清洁燃料
（4）可燃冰的微观构成为46个H2O分子形成8个笼，有6个笼中每个笼容纳了1个CH4分子，余下2个笼每个容纳1个H2O分子，则可燃冰中H2O与CH4的分子数之比是 。
（5）一定条件下，甲烷与二氧化碳反应是回收处理二氧化碳的一种方法，产物都是常见双（两）原子分子，请写出反应的化学方程式 。
参考答案与试题解析
一．实验探究物质的性质或变化规律（共5小题）
1．（2021•泸州）某实验小组验证“Fe+Ag2SO4═FeSO4+2Ag”反应并进行了如下探究。已知银粉为黑色，22℃时Ag2SO4的溶解度为0.8g。
①22℃时，向盛有硫酸银饱和溶液的烧杯中加入过量铁粉，搅拌静置，观察到溶液变为黄色并逐渐加深。
②静置3小时后观察，烧杯底部仍有黑色粉末，溶液黄色几乎消失。
③用pH试纸检测Ag2SO4、FeSO4溶液，测得pH均小于7。
回答下列问题：
（1）22℃时，硫酸银饱和溶液显 酸 性（填“酸”“碱”或“中”），其溶质质量分数为 ×100% 。（列出计算式即可）
（2）取步骤①上层的黄色溶液少许滴加盐酸，观察到白色沉淀，该沉淀的化学式为 AgCl 。
（3）某同学由步骤②中“仍有黑色粉末”得出Fe比Ag活泼的结论。小组同学讨论后认为思维不严密，因为黑色粉末不一定含Ag，还可能是 铁粉 ，需要进一步实验才能得出结论，该实验方案是：取黑色粉末少许， 加入足量稀盐酸，若黑色粉末未完全溶解，说明黑色粉末中含有Ag，若黑色粉末完全溶解，说明黑色粉末只有铁粉 。（补充完实验方案）
（4）溶液呈黄色是因为含有Fe3+离子。小组对Fe3+产生的原因作出如下假设：
a.可能是铁粉表面有氧化物，可产生Fe3+；
b.空气中的O2能与Fe2+反应，可产生Fe3+；
c.溶液中存在 银 离子能与Fe2+反应，可产生Fe3+。
请设计实验证明假设a、b不是产生Fe3+的主要原因。实验方案是：向同样的铁粉中加入FeSO4溶液，振荡静置，观察到 溶液未变为黄色 时即可证明。
【解答】解：（1）溶液的pH＜7，呈酸性；溶液的pH＞7，呈碱性；溶液的pH＝7，呈中性；从题目中的资料用pH试纸检测22℃时硫酸银饱和溶液，测得＜pH均小于7；因此22℃时，硫酸银饱和溶液显酸性；一定温度下饱和溶液溶质的质量分数＝×100%，所以22℃时，硫酸银饱和溶液溶质质量分数为×100%；故填：酸；×100%；
（2）①22℃时，向盛有硫酸银饱和溶液的烧杯中加入过量铁粉，Fe+Ag2SO4═FeSO4+2Ag，由于银离子浓度大，银离子可以将亚铁离子氧化成铁离子，搅拌静置，观察到溶液变为黄色并逐渐加深，说明黄色溶液中银离子与铁离子反应慢，因此黄色溶液中含有银离子，所以取步骤①上层的黄色溶液少许滴加盐酸，银离子与氯离子结合成的氯化银白色沉淀，化学式为AgCl；故填：AgCl；
（3）22℃时，向盛有硫酸银饱和溶液的烧杯中加入过量铁粉，铁粉也是黑色，因此静置3小时后观察，烧杯底部仍有黑色粉末，黑色粉末不一定含Ag，还可能是铁粉；根据金属的活动性铁在氢前与酸反应，银在氢后与酸不反应，为了得出结论，该实验方案是取黑色粉末少许，加入足量稀盐酸，若黑色粉末未完全溶解，说明黑色粉末中有Ag，若黑色粉末完全溶解，说明黑色粉末只有铁粉；故填：铁粉；加入足量稀盐酸，若黑色粉末未完全溶解，说明黑色粉末中有Ag，若黑色粉末完全溶解，说明黑色粉末只有铁粉；
（4）银离子浓度大，银离子可以将亚铁离子氧化成铁离子，因此溶液中存在离子能与Fe2+反应，可产生Fe3+；用pH试纸检测FeSO4溶液，测得pH均小于7，因此向同样的铁粉中加入FeSO4溶液，振荡静置，观察到溶液未变为黄色，可说明溶液变黄的原因不是a、b；故填：银；溶液未变为黄色。
2．（2020•泸州）NaHCO3在生产和生活中有许多重要用途，某学习小组对其性质进行了如下探究。物质的溶解度见下表。回答下列问题：
温度
10℃
20℃
NaHCO3的溶解度（g/100g水）
8.1
9.6
Ca（HCO3）2的溶解度（g/100g水）
16.6
（1）在20℃时称取4g NaHCO3加入46mL蒸馏水（密度取值为1g/mL），充分搅拌制得澄清溶液。该实验可以达到探究NaHCO3 溶解 性的目的；实验中不需要的仪器是 AD （选填字母编号）。
（2）用pH计测得溶液的pH为8.2，说明溶液呈 碱 性。
（3）所配NaHCO3溶液的质量分数等于 8% ，降温到10℃时溶液 是 （填“是”或“不是”）饱和溶液。
（4）取2mL所配NaHCO3溶液于试管中，滴加5%的CaCl2溶液，观察到气泡和白色沉淀，实验证明该气体是CO2．据此小组同学讨论认为：白色沉淀不可能是Ca（OH）2，其理由是 二氧化碳会氢氧化钙反应 ，于是得出结论：白色沉淀是 碳酸钙 。
【解答】解：（1）由题意可知，在20℃时称取4g NaHCO3加入46mL蒸馏水（密度取值为1g/mL），充分搅拌制得澄清溶液。说明碳酸氢钠可以溶解于水中，故该实验可以探究碳酸氢钠的溶解性。在该实验过程中，没有过滤操作，故不需要漏斗，也无需试管。故答案为：溶解；AD；
（2）由题意可知，用pH计测得溶液的pH为8.2，溶液pH值大于7，溶液呈碱性，故答案为：碱；
（3）由题意可知，在20℃时称取4g NaHCO3加入46mL蒸馏水（密度取值为1g/mL），充分搅拌制得澄清溶液，说明碳酸氢钠固体全部溶解在蒸馏水中。46mL蒸馏水的质量为46mL×1g/mL＝46g，故所配的碳酸氢钠溶液的溶质质量分数为：×100%＝8%，由表格可知，碳酸氢钠温度越高，溶解度越大，在10℃时的碳酸氢钠饱和溶液的溶质质量分数为×100%＝7.5%，在20℃时的碳酸氢钠溶液的溶质质量分数为8%，大于10℃时饱和碳酸氢钠的溶质质量分数，故降温到10℃时溶液是饱和溶液。故答案为：8%；是；
（4）由题意可知，实验证明该气体是CO2．据此小组同学讨论认为：白色沉淀不可能是Ca（OH）2，因为如果沉淀是氢氧化钙，是不可能有二氧化碳气体产生的，因为二氧化碳气体会与氢氧化钙反应。由于排除了白色沉淀是氢氧化钙的可能，在反应过程中，碳酸氢钠可能变质有一部分变成了碳酸钠，故白色沉淀可能是碳酸钠与氯化钙反应生成的碳酸钙沉淀。故答案为：二氧化碳会与氢氧化钙反应；碳酸钙。
3．（2019•泸州）已知：Na2O为白色，Na2O2为淡黄色；Na2O+H2O＝2NaOH．某兴趣小组对钠和铜的单质及其化合物的性质进行了如下实验探究。
①将铜片置于铁架台的铁圈上，用酒精灯加热，观察到铜片表面变黑；
②趁热将钠置于铜片表面，钠剧烈燃烧，有淡黄色物质生成，将此淡黄色物质转移到试管中待用，再用蒸馏水冲洗铜片，观察到铜片上钠燃烧处出现了光亮的铜斑；
③向盛装淡黄色物质的试管中滴加蒸馏水，观察到冒气泡，将带火星的木条伸入试管，木条复燃。
回答下列问题：
（1）步骤①产生的黑色物质是 氧化铜 ，步骤②淡黄色产物中氧元素的化合价为 ﹣1 价。
（2）步骤②中产生铜斑反应的另一产物，进一步与氧气反应也转化为淡黄色物质，则产生铜斑反应的化学方程式为 CuO+2NaCu+Na2O 。
（3）步骤③产生的气体物质为 氧气 。
（4）猜想步骤③还可能有一种常见物质 NaOH （填化学式）生成，向反应后的溶液中滴加 CuSO4 溶液（可供选择的试剂：H2SO4、CuSO4、KOH、Na2CO3），观察到 产生蓝色沉淀 的现象时，即证明了你的猜想。
【解答】解：（1）将铜片置于铁架台的铁圈上，用酒精灯加热，铜与氧气在加热条件下生成氧化铜，步骤①产生的黑色物质是氧化铜。
步骤②淡黄色产物是Na2O2，钠元素显+1价，设氧元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：（+1）×2+2x＝0，则x＝﹣1价。
（2）铜片上钠燃烧处出现了光亮的铜斑，是因为氧化铜与钠在加热条件下生成铜和氧化钠，反应的化学方程式为：CuO+2NaCu+Na2O。
（3）将带火星的木条伸入试管，木条复燃，说明产生的气体是氧气。
（4）由质量守恒定律，反应前后元素种类不变，步骤③还可能有一种常见物质是氢氧化钠，氢氧化钠能与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，则观察到产生蓝色沉淀，证明猜想正确。
故答案为：
（1）氧化铜；﹣1；
（2）CuO+2NaCu+Na2O；
（3）氧气；
（4）NaOH；CuSO4；产生蓝色沉淀。
4．（2018•泸州）已知Na2SO4溶液pH＝7．亚硫酸钠（Na2SO3）是种重要的化工原料，某实验小组对其性质进行如下探究：
（1）取1.0g亚硫酸钠固体于试管中，加入滴有酚酞的蒸馏水10mL，振荡。观察到固体逐渐溶解，溶液变红。据此现象你能得出亚硫酸钠的性质有 易溶于水 、 水溶液显碱性 。将溶液分成两份。
（2）①取一份溶液滴加BaCl2溶液，观察到白色沉淀，该反应类型是 复分解反应 ，再滴加盐酸，沉淀溶解，并产生刺激味SO2，写出沉淀溶解的化学方程式 BaSO3+2HCl＝BaCl2+H2O+SO2↑ 。
②取另一份溶液通入足量空气，观察到红色逐渐消失。小组猜想红色消失的原因可能是Na2SO3与O2发生了化合反应，该反应的化学方程式是 2Na2SO3+O2＝2Na2SO4 。请设计实验证明：向褪色后的溶液中滴加 滴加盐酸 ，观察到 无气泡产生 ，则猜想合理。
【解答】解：（1）取1.0g亚硫酸钠固体于试管中，加入滴有酚酞的蒸馏水10mL，振荡。观察到固体逐渐溶解，说明亚硫酸钠易溶于水；溶液变红，说明亚硫酸钠水溶液显碱性。
（2）①取一份溶液滴加BaCl2溶液，观察到白色沉淀，是因为亚硫酸钠与氯化钡反应生成了亚硫酸钡沉淀和氯化钠，该反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应，属于复分解反应。
再滴加盐酸，沉淀溶解，并产生刺激味SO2，是因为亚硫酸钡与盐酸反应生成氯化钡、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：BaSO3+2HCl＝BaCl2+H2O+SO2↑。
②Na2SO3与O2发生了化合反应，反应的化学方程式为2Na2SO3+O2＝2Na2SO4；亚硫酸钠能与稀盐酸反应生成二氧化硫气体，硫酸钠不能与稀盐酸反应，故可向褪色后的溶液中滴加稀盐酸，观察到无气泡产生，说明不含亚硫酸钠。
故答案为：
（1）易溶于水；水溶液显碱性；
（2）①复分解反应；BaSO3+2HCl＝BaCl2+H2O+SO2↑；
②2Na2SO3+O2＝2Na2SO4；稀盐酸；无气泡产生。
5．（2022•泸州）燃烧与灭火紧密联系着我们的生活。请你依据下列实验探究，回答相关问题。
（1）在空气中点燃镁条，观察到镁条剧烈燃烧，发出耀眼白光，说明该反应 放出 （填“放出”或“吸收”）能量，生成白色固体MgO，说明镁发生了 氧化 反应（填“氧化”或“还原”）。
（2）CO2可用于灭火，是否也可熄灭燃着的镁呢？某实验小组进行了如下探究：
①实验探究
取两块大小相同的干冰，在一块干冰中央挖一个小穴，放入一些镁屑，用红热的铁棒点燃镁屑。（见图1）
迅速将另一块干冰盖上，镁在两块干冰间剧烈反应，发出耀眼的白光，像冰块中装入一个明亮的电灯泡一样。（见图2和图3）
取走上面一块干冰，观察到有白色固体产生（见图4），用铁片拨开图4产物的表面（见图5），还观察到的现象是 出现黑色固体 ，写出该反应的化学方程式 2Mg+CO22MgO+C 。
②反思交流
小组实验后讨论，对初中教材中燃烧的条件有了新的认识，请你代为表达。 燃烧不一定需要氧气 。
【解答】解：（1）在空气中点燃镁条，观察到镁条剧烈燃烧，发出耀眼白光，说明该反应放出能量，生成白色固体MgO，说明镁发生了氧化反应。
故答案为：放出；氧化。
（2）①取走上面一块干冰，观察到有白色固体产生（见图4），用铁片拨开图4产物的表面（见图5），还观察到的现象是出现 黑色固体，说明镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，该反应的化学方程式是2Mg+CO22MgO+C。
故答案为：出现黑色固体；2Mg+CO22MgO+C。
②小组实验后讨论，对初中教材中燃烧的条件有了新的认识，即燃烧不一定需要氧气。
故答案为：燃烧不一定需要氧气。
二．实验探究物质的组成成分以及含量（共1小题）
6．（2018•泸州）已知：SiO2不与稀盐酸反应。牙膏中的摩擦剂约占牙膏成分的50%，主要用于增强牙膏对牙齿的摩擦和去污，牙膏摩擦剂一般由CaHPO4、CaCO3、Al（OH）3、SiO2中的一种或几种组成。牙膏中只有摩擦剂不溶于水。请回答下列问题：
（1）上述几种物质中属于盐的是CaCO3和 CaHPO4 （填化学式）；Al（OH）3的名称是 氢氧化铝 。
（2）已知某品牌牙膏中的摩擦剂是CaCO3、Al（OH）3和SiO2中的一种或两种，将适量的牙膏溶于水，静置后过滤，向滤渣中加入足量稀盐酸，没有观察到气泡，且有不溶物，则该牙膏中一定不含 CaCO3 ，一定含 SiO2 。
（3）用如图所示装置（夹持仪器略去）测定另一品牌牙膏中碳酸钙的含量。请回答下列问题：
①装置B中仪器X的名称是 烧杯 。
②装置A中滴加盐酸反应完全后，打开活塞K缓缓通入N2，其作用是 将A中残留的CO2气体全部排到B中 。
③准确称取5.0g牙膏样品进行实验，测得B中沉淀质量为1.2g。则样品中碳酸钙的质量分数为 24% 。
【解答】解：（1）上述几种物质中属于盐的是CaCO3和CaHPO4，Al（OH）3的名称是氢氧化铝。
故填：CaHPO4；氢氧化铝。
（2）将适量的牙膏溶于水，静置后过滤，向滤渣中加入足量稀盐酸，没有观察到气泡，则该牙膏中一定不含碳酸钙，且有不溶物，则一定含SiO2。
故填：CaCO3；SiO2。
（3）①装置B中仪器X的名称是烧杯。
故填：烧杯。
②装置A中滴加盐酸反应完全后，打开活塞K缓缓通入N2，其作用是将A中残留的CO2气体全部排到B中，使实验结果更准确。
故填：将A中残留的CO2气体全部排到B中。
③设牙膏中碳酸钙质量为x，
由CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O可知，CaCO3～CO2～CaCO3↓，
CaCO3～CO2～CaCO3↓，
100 100
x 1.2g
＝，
x＝1.2g，
则样品中碳酸钙的质量分数为：×100%＝24%。
故填：24%。
三．常用气体的发生装置和收集装置与选取方法（共1小题）
7．（2019•泸州）已知：相同条件下，氨气的密度比空气小，极易溶于水，其水溶液称为氨水，溶质NH3•H2O能解离出NH4+和OH﹣．某同学对其制备与性质进行了如下探究。回答下列问题：
（1）氨气制取：固体NH4Cl与足量消石灰混合加热可以制取氨气。
①选择的发生装置是 C ，收集装置是 E （选填大写字母）。
②结合选择的装置完成氨气的制取、收集并吸收氨气制取氨水，按气流顺序各装置的接口从左到右依次为 acbd （用小写字母表示）。
③充分反应后冷却，将残余固体转移到烧杯中，加水溶解，还需要的玻璃仪器是 玻璃棒 ，溶液中的阳离子为 Ca2+ 。
（2）性质探究：向滴加了酚酞试液的氨水中再滴加足量AlCl3溶液，观察到的现象是 溶液变浑浊有白色沉淀生成，红色逐渐消失 ，反应的化学方程式为 3NH3•H2O+AlCl3＝Al（OH）3↓+3NH4Cl 。
【解答】解：（1）①用固体NH4Cl与足量消石灰混合加热制取氨气，反应条件是加热，可用C装置作发生装置；氨气密度比空气小，易溶于水，收集装置可选E；
②由于氨气密度比空气小，易溶于水，结合选择的装置完成氨气的制取、收集并吸收氨气制取氨水，按气流顺序各装置的接口从左到右依次为：acbd；
③为了加快固体的溶解，还要玻璃棒不停的搅拌；固体NH4Cl与足量消石灰混合加热生成氯化钙、水和氨气，溶液中的阳离子为钙离子；
（2）向滴加了酚酞试液的氨水中再滴加足量AlCl3溶液，反应后生成氢氧化铝沉淀和氯化铵；溶液中的溶质是氯化铵和过量的氯化铝，两者的溶液都呈弱酸性，故可以看的现象是：溶液变浑浊有白色沉淀生成，红色逐渐消失；化学方程式为：3NH3•H2O+AlCl3＝Al（OH）3↓+3NH4Cl。
故答案为：
（1）①C；E；
②acbd；
③玻璃棒；
（2）溶液变浑浊有白色沉淀生成，红色逐渐消失；3NH3•H2O+AlCl3＝Al（OH）3↓+3NH4Cl。
四．自然界中的碳循环（共1小题）
8．（2021•泸州）我国“十四五”规划已经明确“2030年前实现碳达峰”的目标。碳达峰是指二氧化碳的排放达到峰值，不再增长。如图为自然界中CO2的循环图，图中箭头指向表示产生（排放）或消耗CO2的途径。回答下列问题：
（1）途径①需要消耗空气中的 氧气 。
（2）途径②中，枯枝败叶中的纤维素[化学式为（C6H10O5）n]在微生物作用下彻底转化为CO2和H2O，该转化中消耗O2与产生的CO2分子个数比为 1：1 。
（3）途径④通过光合作用吸收CO2的量白天 大于 夜晚（填“大于”或“小于”）。
（4）途径⑤消耗的化石燃料是 不可 （填“可”或“不可”）再生资源。
（5）降碳的一种途径是在合适的催化剂条件下，将二氧化碳与氢气反应使碳全部转化为乙烯（C2H4）、同时生成另一种化合物。请写出反应的化学方程式 2CO2+6H2C2H4+4H2O 。
（6）某年通过不同途径产生或消耗碳量的相对值如下表所示：
途径
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
相对值
0.6
60
60
121.8
5.5
92
90
据表可知，这一年大气中碳量增加了 2.3 （用表中相对值计算）。为达成“2030年前实现碳达峰”的目标，下列措施不可行的是 C 。
A.开发新能源
B.植树造林
C.禁止使用化石燃料
进一步分析上表回答：人口增多是否是大气中碳量增加的主要因素，并说明理由 是，人口增多需要消耗更多的化石燃料，呼吸会产生二氧化碳 。
【解答】解：（1）途径①是呼吸作用，需要消耗空气中的氧气；故填：氧气；
（2）纤维素[化学式为（C6H10O5）n]在微生物作用下与氧气反应彻底转化为CO2和H2O，化学方程式为（C6H10O5）n+6nO26nCO2+5nH2O，所以该转化中消耗O2与产生的CO2分子个数比为6n：6n＝1：1；故填：1：1；
（3）光合作用需要太阳能，所以途径④通过光合作用吸收CO2的量白天大于夜晚；故填：大于；
（4）化石能源在短期内得不到补充，所以属于不可再生能源；故填：不可；
（5）在合适的催化剂条件下，将二氧化碳与氢气反应使碳全部转化为乙烯（C2H4）、同时生成另一种化合物——水，化学方程式为2CO2+6H2C2H4+4H2O；故填：2CO2+6H2C2H4+4H2O；
（6）根据排放和吸收二氧化碳的量可知，这一年大气中碳量增加了：0.6+60+60+5.5+90﹣121.8﹣92＝2.3；
A.开发新能源可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，可行；
B.植树造林可以增加二氧化碳的吸收，降低二氧化碳的含量，可行；
C.化石燃料是当前人类获取能量的主要来源，不能禁止使用化石燃料，不可行；
由表格数据可知，人口增多需要消耗更多的化石燃料，呼吸会产生二氧化碳，因此人口增多是大气中碳量增加的主要因素；故填：2.3；C；是，人口增多需要消耗更多的化石燃料，呼吸会产生二氧化碳。
五．氢气的制取和检验（共1小题）
9．（2021•泸州）钨（W）是一种重要的战略金属。实验室需用干燥的H2还原WO3制备金属W，所用装置如图所示。已知Zn粒中往往含有ZnS杂质，焦性没食子酸溶液可用于吸收氧气。回答下列问题：
（1）装置①中用到的仪器有长颈漏斗、带导管的橡胶塞和 试管 ，其反应的化学方程式有： Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑ 、ZnS+2HCl═ZnCl2+H2S↑。
（2）装置②的作用是安全瓶防倒吸，则a连接 b （选填b、c、d或e）。
（3）装置③中盛装NaOH溶液，其作用是 吸收氯化氢气体和硫化氢气体 。
（4）装置④⑤中盛装的溶液依次是 焦性没食子酸溶液 、 浓硫酸 。
（5）装置①是启普发生器的简易装置，关闭活塞K后装置①中反应很快停止，其原因是 装置内的压强增大，部分稀盐酸进入长颈漏斗，试管内的液面下降，锌粒与稀盐酸分离，反应停止 。
【解答】解：（1）装置①中用到的仪器有长颈漏斗、带导管的橡胶塞和试管，锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气，其反应的化学方程式为Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑；故填：试管；Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑；
（2）装置②的作用是安全瓶防倒吸，则a连接b；故填：b；
（3）氢氧化钠溶液与氢气不反应，能与氯化氢气体、硫化氢气体反应，所以装置③中盛装NaOH溶液，其作用是吸收氯化氢气体和硫化氢气体；故填：吸收氯化氢气体和硫化氢气体；
（4）除去氯化氢气体和硫化氢的氢气中还含有少量氧气和水蒸气，所以④中的焦性没食子酸溶液可用于吸收氧气；⑤中的浓硫酸吸收氢气中的水蒸气，故填：焦性没食子酸溶液；浓硫酸；
（5）关闭活塞K后装置①中反应很快停止，其原因是装置内的压强增大，部分稀盐酸进入长颈漏斗，试管内的液面下降，锌粒与稀盐酸分离，反应停止；故填：装置内的压强增大，部分稀盐酸进入长颈漏斗，试管内的液面下降，锌粒与稀盐酸分离，反应停止。
六．金属的化学性质（共1小题）
10．（2022•泸州）2018年世界权威期刊《自然》，连刊两文报道石墨烯超导重大发现，论文的第一作者是四川成都籍中科大年轻博士曹原。下面让我们一起重走“超导材料”发现的神奇之路。请回答相关问题。
（1）1911年荷兰物理学家海克•卡莫林•昂内斯经过无数次实验确认；汞在温度接近﹣273℃时几乎处于“零电阻状态”，称之为“超导电性”。汞属于 金属 元素（填“金属”或“非金属”），其导电的原因是含有自由移动的 电子 。
（2）1980年有人发现了铜氧化合物的“超导电性”，将温度提高到约为﹣140℃。YBa2Cu3O5为其代表之一，其中Cu为+1价，О为﹣2价，则Y为 +3 价。
（3）2017年曹原团队发现了石墨烯中的非规“超导电性”，石墨烯是一层碳原子（如图，黑球代表碳原子）。
①曹原推测，当两层石墨烯叠在一起，若彼此之间发生轻微偏移时，有可能产生超导现象，经过不懈努力，困扰世界107年的常温超导难题，终于被曹原团队突破！石墨烯属于 单质 （填“单质”或“化合物”），两层石墨烯叠在一起轻微偏移时发生的是 物理 变化（填“物理”或“化学”）。
②曹原小时候就喜欢动手研究，在家里弄了个实验室，曾经把银放入稀硝酸中，自己“合成”实验所需硝酸银。该实验是否产生了氢气？ 否 （填“是”或“否”），原因是 银的金属活动性排在氢的后面 。我们坚信未来的中国，必定有十个、百个乃至成千上万个“曹原”，用自己的科技之梦去推动中华民族的伟大复兴。
【解答】解：（1）汞属于金属元素；其导电的原因是含有自由移动的电子；
（2）YBa2Cu3O5为其代表之一，其中Cu为+1价，О为﹣2价，钡元素显+2价，是由Y为+3价；
（3）①石墨烯是由同种元素组成的纯净物，属于单质；两层石墨烯叠在一起轻微偏移时没有新物质生成，发生的是物理变化；
②曹原小时候就喜欢动手研究，在家里弄了个实验室，曾经把银放入稀硝酸中，自己“合成”实验所需硝酸银，硝酸具有强氧化性，硝酸和银反应生成硝酸银、一氧化氮或二氧化氮和水，该实验不产生了氢气；原因是：银的金属活动性排在氢的后面。
故答案为：（1）金属；电子；
（2）+3；
（3）①单质；物理；
②否；银的金属活动性排在氢的后面。
七．常见金属的冶炼方法（共1小题）
11．（2022•泸州）同学们观看央视《发现》《走进科学》节目后，对节目中介绍人类使用金属材料的年代及其背后的科学原理产生了兴趣，于是查阅Al、Cu、Fe、Ag四种金属元素的信息形成下表资料。
元素编号
①
②
③
④
金属材料使用的大致年代
公元前7000年
公元前4000年
公元前2200年
公元1827年
在地壳中的含量/%
0.007
0.00001
4.75
7.73
请回答相关问题。
（1）我们的祖先很早就掌握了炼铜的工艺，最初他们将 C （填化学式）和孔雀石[主要成分是Cu2（OH）2CO3]混合后加热就得到了红色的金属铜。
（2）Al元素的单质是在电发现之后，通过电解Al2O3才工业化生产的，则Al在表中的编号是 ④ 。
（3）大家发现金属材料使用年代的先后规律一般是：金属越活泼使用年代越迟。但上表中某元素因含量过低而出现了例外。综合分析，①、②、③元素依次是 铜、银、铁 。
【解答】解：（1）木炭具有还原性，我们的祖先很早就掌握了炼铜的工艺，最初他们将C和孔雀石[主要成分是Cu2（OH）2CO3]混合后加热就得到了红色的金属铜；
（2）铝是地壳中含量最多的金属元素，所以Al元素的单质是在电发现之后，通过电解Al2O3才工业化生产的，所以Al在表中的编号是④；
（3）大家发现金属材料使用年代的先后规律一般是：金属越活泼使用年代越迟。但上表中某元素因含量过低而出现了例外。综合分析，①、②、③元素依次是：铜、银、铁。
故答案为：（1）C；
（2）④；
（3）铜、银、铁。
八．碱的化学性质（共1小题）
12．（2020•泸州）过氧化氢能极缓慢分解，可看成分解为水和氧原子：H2O2→H2O+O，其水溶液显弱酸性。过氧化氢是实验室中重要化学试剂，在生产生活中有重要用途。回答下列问题：
（1）过氧化氢中氧元素的化合价为 ﹣1 。
（2）MnO2能加快过氧化氢分解，氧原子再结合成氧分子而制得氧气，MnO2在反应中作 催化 剂，下列装置可用于制取氧气的是 B （选填字母编号，下同），可用于收集氧气的装置有 ab 。
（3）氧原子容易与许多有机物反应而破坏其结构，所以过氧化氢溶液能杀死新冠病毒，这个过程叫做蛋白质的 变性 。
（4）向氢氧化钠溶液中滴加酚酞试液，再滴加过氧化氢溶液，观察到溶液先变红后褪色，猜想其褪色原因可能有两种：
①H2O2显酸性消耗了NaOH，而使红色褪去；
②H2O2分解产生的氧原子与酚酞反应破坏其结构，而使红色褪去。究竟哪种猜想合理？请用本次实验用过的试剂设计实验 向褪色的溶液中滴加足量的氢氧化钠溶液，如果溶液变红色，说明H2O2显酸性消耗了NaOH，而使红色褪去，如果溶液不变色，说明H2O2分解产生的氧原子与酚酞反应破坏其结构，而使红色褪去（合理即可） （补充完实验方案）。有兴趣的同学可在后续学习中通过实验得出结论。
【解答】解：（1）过氧化氢中氢元素化合价是+1，根据化合物中元素化合价代数和为零可知，氧元素的化合价为﹣1。
故填：﹣1。
（2）MnO2能加快过氧化氢分解，氧原子再结合成氧分子而制得氧气，MnO2在反应中作催化剂，下列装置可用于制取氧气的是B，不能用A，是因为二氧化锰是粉末，会从有孔隔板漏下，可用于收集氧气的装置有ab，是因为氧气密度比空气大，不易溶于水。
故填：催化；B；ab。
（3）氧原子容易与许多有机物反应而破坏其结构，所以过氧化氢溶液能杀死新冠病毒，这个过程叫做蛋白质的变性。
故填：变性。
（4）实验方案：向褪色的溶液中滴加足量的氢氧化钠溶液，如果溶液变红色，说明H2O2显酸性消耗了NaOH，而使红色褪去，如果溶液不变色，说明H2O2分解产生的氧原子与酚酞反应破坏其结构，而使红色褪去。
故填：向褪色的溶液中滴加足量的氢氧化钠溶液，如果溶液变红色，说明H2O2显酸性消耗了NaOH，而使红色褪去，如果溶液不变色，说明H2O2分解产生的氧原子与酚酞反应破坏其结构，而使红色褪去（合理即可）。
九．中和反应及其应用（共1小题）
13．（2019•泸州）水污染与防治是当今人类需要关注的环境问题之一，工农业废水和生活污水是水污染的主要来源。回答下列问题：
（1）酸雨 能 （填“能”或“不能”）污染水体，煤燃烧产生SO2，SO2形成酸雨的主要原因是 SO2与水反应生成亚硫酸，让雨水的pH＜5.6 。
（2）废旧电池中含有的汞、镉等重金属会污染水体，造成生物体中毒，其原因是重金属能使生物体内的 蛋白质 （填化学物质）结构破坏，失去生理活性。
（3）某工业废水含HgSO4，可通过铁网而将汞留下，加热将汞形成蒸气回收利用。其反应的化学方程式为 HgSO4+Fe＝Hg+FeSO4 ，汞的沸点 低于 （填“低于”或“高于”）铁的沸点。也可以向废水中加入Na2S溶液形成沉淀而除去汞，该沉淀的化学式为 HgS 。
（4）甲厂污水含硫酸的质量分数为0.98%，其流速为45kg/s，乙厂污水含烧碱的质量分数为0.4%，为排放达标，现将两厂的污水混合处理，反应的化学方程式为 2NaOH+H2SO4＝Na2SO4+2H2O ，则乙厂污水的最佳流速为 90 kg/s。
【解答】解：（1）酸雨呈酸性，能污染水体；煤燃烧产生SO2，SO2与水反应生成亚硫酸，让雨水的pH＜5.6；
（2）废旧电池中含有的汞、镉等重金属会污染水体，造成生物体中毒，其原因是重金属能使生物体内的蛋白质结构破坏，失去生理活性；
（3）HgSO4和Fe反应生成Hg和FeSO4，化学方程式为：HgSO4+Fe＝Hg+FeSO4；根据题干中的信息可知汞的沸点低于铁的沸点；也可以向废水中加入Na2S溶液形成沉淀而除去汞，该沉淀的化学式为HgS；
（4）硫酸和氢氧化钠生成硫酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+H2SO4＝Na2SO4+2H2O；
设乙厂污水每秒的流出的质量为x。
2NaOH+H2SO4＝Na2SO4+2H2O
80 98
x×0.4% 45kg×0.98%
x＝90kg
故答案为：
（1）能；SO2与水反应生成亚硫酸，让雨水的pH＜5.6；
（2）蛋白质；
（3）HgSO4+Fe＝Hg+FeSO4；低于；HgS；
（4）2NaOH+H2SO4＝Na2SO4+2H2O；90。
一十．盐的化学性质（共1小题）
14．（2022•泸州）碳酸钾主要用于制造钾玻璃等无机化学品，也可用于脱除工业气体中的二氧化碳。请你结合下列实验探究，回答相关问题。
（1）观察与记录。描述碳酸钾（）的颜色与状态： 白色固体 。
（2）猜想与证明。从物质的类别看，预测K2CO3具有盐类的性质。实验证明如下：
①称取0.3g碳酸钾，加10mL蒸馏水溶解。用到的玻璃仪器有 量筒 、玻璃棒、烧杯。
②取少许所配溶液，再滴加氯化钙溶液，观察到的现象是 有白色沉淀生成 。
③另取少许所配溶液缓缓滴加稀盐酸并振荡，观察到开始无气泡产生，一段时间后产生气泡，原因是，在实验过程中，先发生K2CO3+HCl═KHCO3+KCl，后发生 KHCO3+HCl＝KCl+H2O+CO2↑ （写出化学方程式）。
（3）思考与拓展。用如图所示装置，模拟工业吸收CO2。其中用多孔球泡（内空球体，球面有许多小孔能通气）比直接用导管插入K2CO3溶液的吸收效果好，原因是 增大了反应物的接触面积 。实验中，需要监测K2CO3溶液是否还有较强吸收CO2的能力，方法之一：取适量溶液于试管中， 加入适量的稀硫酸，一段时间后才出现气泡 （补充操作、现象及结论；可供选择的试剂：NaOH溶液、KCl溶液、稀硫酸）。
【解答】解：（1）通过观察碳酸钾（）的颜色与状态为：白色固体；
（2）①称取0.3g碳酸钾，加10mL蒸馏水溶解，量筒可以用来量取液体的体积，用到的玻璃仪器有：量筒、玻璃棒、烧杯；
②取少许所配溶液，再滴加氯化钙溶液，氯化钙和碳酸钾反应生成碳酸钙沉淀和氯化钾，观察到的现象是：有白色沉淀生成；
③另取少许所配溶液缓缓滴加稀盐酸并振荡，观察到开始无气泡产生，一段时间后产生气泡，原因是，在实验过程中，先发生K2CO3+HCl═KHCO3+KCl，碳酸氢钾和盐酸反应生成氯化钾、水和二氧化碳，后发生KHCO3+HCl＝KCl+H2O+CO2↑；
（3）思考与拓展。用如图所示装置，模拟工业吸收CO2。其中用多孔球泡（内空球体，球面有许多小孔能通气）比直接用导管插入K2CO3溶液的吸收效果好，原因是：增大了反应物的接触面积。实验中，需要监测K2CO3溶液是否还有较强吸收CO2的能力，方法之一：取适量溶液于试管中，加入适量的稀硫酸，一段时间后才出现气泡。
故答案为：（1）白色固体；
（2）①量筒；
②有白色沉淀生成；
③KHCO3+HCl＝KCl+H2O+CO2↑；
（3）增大了反应物的接触面积；加入适量的稀硫酸，一段时间后才出现气泡。
一十一．物质的相互转化和制备（共2小题）
15．（2022•泸州）工业上用FeCl3溶液蚀刻铜箔制造印刷电路板，反应为2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2，蚀刻废液又可再处理，实现资源回收和循环利用，其流程转化关系如图。
请回答相关问题。
（1）“蚀刻废液”的全部溶质有 氯化亚铁和氯化铜 和少量FeCl3。操作Ⅰ的名称是 过滤 。
（2）参照上述流程，画出由“金属残渣x”分离回收Cu和FeCl2溶液的简单流程图。 。
（3）上述流程中，能使三价铁转化为二价铁的物质有 铁、铜 。
（4）蚀刻掉128g铜，消耗FeCl3的质量为 650 g，理论上至少需要20%FeCl3溶液的质量为 3250 g。（不需要写出计算过程）
【解答】解：（1）氯化铁溶液能和铜反应，该反应是2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2，蚀刻废液”的全部溶质有氯化亚铁和氯化铜和少量FeCl3，操作Ⅰ可以将固液分离开，该操作的名称是过滤，故答案为：氯化亚铁和氯化铜；过滤；
（2）“金属残渣x”中含有铜和铁，从“金属残渣x”分离回收Cu和FeCl2溶液，加入稀盐酸，铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，该流程图为，故答案为：；
（3）由2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2，铁与氯化铁反应生成氯化亚铁可知：上述流程中，能使三价铁转化为二价铁的物质有铁和铜，故答案为：铁、铜；
（4）设蚀刻掉128g铜，消耗FeCl3的质量为x，
2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2
325 64
x 128g
x＝650g
所以蚀刻掉128g铜，消耗FeCl3的质量为650g，理论上至少需要20%FeCl3溶液的质量为＝3250g，故答案为：650；3250。
16．（2018•泸州）工业上用闪锌矿（主要含ZnS，还含PbS等杂质）制备锌的流程如图1（部分产物略去）：
（1）X的化学式是 CO2 ，图1中用过量空气的目的是 使焦炭完全反应 。
（2）①～④中属于化合反应的是 ①② 。
（3）Zn 能 （填“能”或“不能”）与PbCl2溶液反应。
（4）写出反应③中生成ZnO的化学方程式 2ZnS+3O22ZnO+2SO2 。
（5）结合下表数据设计：从粗锌中分离出纯锌的方案是 将粗锌放在一容器中，保持温度907﹣1749 ℃ 收集的锌蒸气，冷却后可得纯净的锌 。
物质
Zn
Pb
C
沸点℃
907
1749
4827
（6）反应②中固体质量随反应时间的变化图示如图，计算产生Y的质量。（写出必要的计算过程）
【解答】解：（1）焦炭在氧气充足时燃烧生成二氧化碳，图1中用过量空气是为了保证让碳完全反应，故填：CO2；使焦炭完全反应；
（2）反应①是碳和氧气点燃生成二氧化碳，属于化合反应，反应②是碳和二氧化碳高温反应生成一氧化碳，属于化合反应，反应③是硫化锌与氧气高温反应生成氧化锌和二氧化硫，不是化合反应，反应④是氧化锌和一氧化碳反应生成锌和二氧化碳，不是化合反应，故填：①②；
（3）锌的活动性强于铅，故锌能与氯化铅溶液反应，故填：能；
（4）反应③中硫化锌与氧气高温反应生成氧化锌和二氧化硫，故填：2ZnS+3O22ZnO+2SO2；
（5）根据表格提供的数据可以看出，锌的沸点比铅低，故可以将粗锌放在一容器中，保持温度907﹣1749℃，收集的锌蒸气，冷却后可得纯净的锌，故填：将粗锌放在一容器中，保持温度907﹣1749；收集的锌蒸气，冷却后可得纯净的锌；
（6）设生成Y的质量为x
C+CO22CO
12 56
30g x
x＝140g
答：产生Y的质量为140g。
一十二．根据化学反应方程式的计算（共3小题）
17．（2019•泸州）水与自然界中矿石长期接触，常含Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2等物质，导致钙离子、镁离子含量较多，称之为硬水。生活中，水的硬度过高会造成一定危害。长期使用硬水烧水的热水壶，内部会形成一层水垢，其主要成分为碳酸钙和氢氧化镁，说明加热煮沸可使这类硬水成为软水。其原理的流程如下（气体产物已略去）：
回答下列问题：
（1）反应Ⅰ属于四大基本反应类型中的 分解 反应；反应Ⅱ除产生水垢外，还有一种气体产物为 二氧化碳 ；如果当地硬水中CaSO4含量较多，则水垢中还常含有少量CaSO4，CaSO4析出的原因是 硫酸钙微溶，且温度升高溶解度降低 。
（2）向200g水垢中加入400g过量的稀盐酸，充分反应，测得3分钟内混合物质量的变化（不考虑水与HCl的挥发）如下表所示：
时间/s（秒）
0
30
60
90
120
180
混合物的质量/g
600
574
554
547.2
547.2
547.2
①观察到的现象是 固体逐渐溶解，产生无色气体 。
②计算水垢中碳酸钙的质量分数，写出必要的计算过程。
【解答】解：
（1）反应Ⅰ是碳酸氢钙和碳酸氢镁分解为碳酸钙和碳酸镁的同时，还生成二氧化碳和水，所以属于四大基本反应类型中的 分解反应；反应Ⅱ除产生水垢外，由于碳酸镁转化为了氢氧化镁，根据质量守恒定律可得，生成的气体产物为 二氧化碳；如果当地硬水中CaSO4含量较多，则水垢中还常含有少量CaSO4，CaSO4析出的原因是 硫酸钙微溶，且温度升高溶解度降低。
（2）
①由于碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳，所以观察到的现象是 固体逐渐溶解，产生无色气体。
②根据质量守恒定律可得，生成的二氧化碳的质量为600g﹣547.2g＝52.8g
设水垢中碳酸钙的质量分数为x
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
200gx 52.8g
＝
x＝60%
故答案为：
（1）分解； 二氧化碳； 硫酸钙微溶，且温度升高溶解度降低。
（2）①固体逐渐溶解，产生无色气体。
②60%。
18．（2021•泸州）孔雀石的主要成分是Cu2（OH）2CO3，还含有Fe2O3、Al2O3、SiO2杂质，用该矿石制备Cu的流程如图所示（部分产物略去）：
（1）过程①中，操作a是溶解和 过滤 ，还有一种气体产物是 二氧化碳（或CO2） ，滤液X中含有的金属阳离子为 铜离子、铁离子、铝离子（或Cu2+、Fe3+、Al3+） 。
（2）过程①中硫酸略过量，则过程②调pH除杂的最佳试剂是 CuO （选填“CuO”或“Na2CO3”）。
（3）下列关于制取铜的两种方案的说法，正确的是 AC 。
A.“方案一”得到的铜产品更纯
B.“方案一”不存在消耗能量的问题
C.“方案二”需考虑废气污染的问题
D.“方案二”得到纯铜的产率更高
（4）过程③发生的反应：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+ 2H2SO4 （补充完方程式），当收集到800t氧气时，产生Cu的质量是多少？（写出必要的计算过程）
【解答】解：（1）从流程图可看出经过操作a得到了滤液和二氧化硅固体，因此操作为过滤；Cu2（OH）2CO3与硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝和水，二氧化硅与硫酸不反应，因此还有一种气体产物是二氧化碳，滤液X中含有的金属阳离子为铜离子、铁离子、铝离子（或Cu2+、Fe3+、Al3+）；故填：过滤、二氧化碳（或CO2）；铜离子、铁离子、铝离子（或Cu2+、Fe3+、Al3+）；
（2）除杂的原则是不引入新杂质，因此过程①中硫酸略过量，则过程②调pH除杂的最佳试剂是氧化铜；故填：CuO；
（3）A、从图中可以看出“方案一”得到的铜是纯铜，“方案二”得到的粗铜，因此“方案一”得到的铜产品更纯；正确；
B、“方案一”③是电解，“方案一”存在消耗能量的问题；错误；
C、“方案二”是焦炭作还原剂，会生成一氧化碳，一氧化碳有毒，因此“方案二”需考虑废气污染的问题；正确；
D、根据质量守恒定律，化学变化前后元素的质量不变，因此“方案一”、“方案二”得到纯铜的产率相同，错误；
故选：AC；
（4）根据质量守恒定律，化学变化前后原子的个数不变，反应前铜原子2个，硫原子2个，氢原子4个，氧原子10个，反应后铜原子2个，氧原子2个，因此
还少4个氢原子，2个硫原子，8个氧原子，故补充为：2H2SO4；故填：2H2SO4；
设当收集到800t氧气时，产生Cu的质量为x
2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4
128 32
x 800t
＝
x＝3200t
答：产生Cu的质量为3200t。
19．（2020•泸州）菱镁矿中主要含MgCO3、FeCO3和SiO2．以菱镁矿为原料制取镁的工艺流程如图。
回答下列问题：
（1）菱镁矿属于 混合物 （选填“纯净物”或“混合物”）。
（2）流程中滤渣a主要成分是 SiO2 。
（3）写出菱镁矿中MgCO3与稀HCl反应的化学方程式 MgCO3+2HCl＝MgCl2+H2O+CO2↑ 。
（4）溶液b→溶液c反应的化学方程式为：4FeCl2+ O2 +4HCl＝4FeCl3+2H2O（补充完方程式）
（5）溶液c调pH使Fe3+完全沉淀为Fe（OH）3从而与Mg2+分离，则调pH的范围应为2.8﹣ 8.9 。
已知：物质沉淀的pH见下表：
物质
Mg（OH）2
Fe（OH）3
开始沉淀的pH
8.9
1.5
完全沉淀的pH
10.9
2.8
（6）结合流程中的数据计算。
①菱铁矿中镁元素的质量分数为 24% （不考虑整个流程转化中的损失）。
②MgCl2通电制得的气体的质量（写出计算过程）。
【解答】解：（1）菱镁矿中主要含MgCO3、FeCO3和SiO2，所以菱镁矿属于混合物；故填：混合物；
（2）菱镁矿中主要含MgCO3和FeCO3都能与盐酸反应，而SiO2与稀盐酸不反应，所以流程中滤渣a主要成分是SiO2；故填：SiO2；
（3）菱镁矿中MgCO3与稀HCl反应生成氯化镁、水和二氧化碳；故填：MgCO3+2HCl＝MgCl2+H2O+CO2↑；
（4）由质量守恒定律可知，化学反应前后原子的种类与数目保持不变，反应前有：4个铁原子、12个氯原子和4个氢原子；反应后有：4个铁原子、12个氯原子、4个氢原子和2个氧原子，所以空格处应填写O2；故填：O2；
（5）由表格中的数据可知，溶液c调pH使Fe3+完全沉淀为Fe（OH）3从而与Mg2+分离，则调pH的范围应为2.8～8.9；故填：8.9；
（6）①菱铁矿中镁元素的质量分数为；故填：24%；
②设制得气体的质量为x，则：
MgCl2Mg+Cl2↑
24 71
7.2t x
x＝21.3t
答：MgCl2通电制得的气体的质量为21.3t。
一十三．资源综合利用和新能源开发（共2小题）
20．（2020•泸州）新能源页岩气，正在冲击传统能源体系。据报道，我国页岩气储量排名世界第一，合理开采将有利于改善我国的能源结构，川南页岩气田分布在泸州等地。页岩气是藏身于地下3000多米的页岩层裂缝中的天然气，在此高压环境中，还有部分溶解于裂缝中存在的少量石油里。目前，开采页岩气时从地表钻井到页岩层，向地下压入大量水和沙，使页岩气所在的地层产生缝隙，因压强降低，页岩气将从其藏匿处逸出。这些水和沙将被抽回地面，形成返排液。回答下列问题：
（1）页岩气中主要成分的化学式是 CH4 ，溶解在石油中的页岩气逸出的原因是 压强降低，气体的溶解度随着压强的减小而减小 。
（2）页岩气中还可能含有乙烷（C2H6），写出乙烷完全燃烧的化学方程式 2C2H6+7O24CO2+6H2O 。
（3）返排液是油、水溶液和沙组成的混合物。从返排液中分离出沙的实验操作名称是 过滤 ；下表是某返排液中水溶液的主要成分及其含量，质量分数最高的金属离子是 Ca2+ ，这些离子的含量远高于自然水。
离子
K+
Ca2+
Mg2+
HCO3﹣
Cl﹣
含量（mg/L）
310
491
129
470
26.1
（4）结合上文分析简答：开采时可能产生的主要环保问题是 水体污染 （写一点），你的解决建议是 对返排液集中净化处理 。
【解答】解：（1）页岩气是藏身于地下3000多米的页岩层裂缝中的天然气，天然气的主要成分是甲烷；气体的溶解度随着压强的减小而降低，所以溶解在石油中的页岩气逸出；故填：CH4；压强降低，气体的溶解度随着压强的减小而减小；
（2）在点燃的条件下，乙烷与氧气反应生成二氧化碳和水；故填：2C2H6+7O24CO2+6H2O；
（3）返排液是油、水溶液和沙组成的混合物。从返排液中分离出沙的实验操作名称是过滤；由表格中的数据可知，质量分数最高的金属离子是钙离子。故填：过滤；Ca2+；
（4）开采时过程中，若返排液泄漏会造成水体污染，所以对返排液要集中净化处理；故填：水体污染；对返排液集中净化处理。
21．（2018•泸州）2017年5月，中国首次海城天然气水合物（可燃冰）试采成功，成为全球第一个稳定开采可燃冰的国家。可燃冰开采困难重重，原因之一是可燃冰极不稳定易爆炸，大量甲烷气体涌入大气层，会产生比二氧化碳更为严重的温室效应。置换法是开采方法之一，将CO2液化后进入1500米以下的洋面，就会生成二氧化碳水合物沉入海底，因CO2较甲烷易于形成水合物，因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子置换出来。
（1）甲烷属于 有机物 （填“有机物”或“无机物”），其氢元素的质量分数为 25% 。
（2）甲烷燃烧是将化学能主要转化为 热 能，甲烷燃料电池则是将化学能转化为 电 能。
（3）下列有关说法正确的是 D 。
A．开采可燃冰不会产生环境问题 B．二氧化碳水合物的密度比水小
C．可燃冰比二氧化碳水合物稳定 D．可燃冰是一种前景广阔的清洁燃料
（4）可燃冰的微观构成为46个H2O分子形成8个笼，有6个笼中每个笼容纳了1个CH4分子，余下2个笼每个容纳1个H2O分子，则可燃冰中H2O与CH4的分子数之比是 48：6 。
（5）一定条件下，甲烷与二氧化碳反应是回收处理二氧化碳的一种方法，产物都是常见双（两）原子分子，请写出反应的化学方程式 CH4+CO22H2+2CO 。
【解答】解：（1）甲烷是含碳元素的化合物，属于有机物；其中氢元素的质量分数为：；故填：有机物；25%；
（2）甲烷燃烧是将化学能主要转化为热能；甲烷燃料电池则是将化学能转化为电能；故填：热；电；
（3）A．开采可燃冰一旦泄漏会造成严重的温室效应，且燃烧的产物有二氧化碳也会造成温室效应，故错误；
B．二氧化碳水合物沉入海底，说明二氧化碳水合物的密度比水大，故错误；
C．置换法是将CO2液化后进入1500米以下的洋面，就会生成二氧化碳水合物沉入海底，因CO2较甲烷易于形成水合物，可燃冰不如二氧化碳水合物稳定，故错误；
D．可燃冰储量大、燃烧产物几乎没有污染，所以是一种前景广阔的清洁燃料，故正确。
故选：D；
（4）由平均每46个水分子构成8个笼，每个笼里容纳1个CH4分子或1个游离的H2O分子，可知笼中共有6个甲烷分子和2个水分子，这8个笼中共有6个甲烷分子和48个水分子，所以“可燃冰”的平均组成CH4•8H2O；故填：48：6；
（5）一定条件下，甲烷与二氧化碳反应生成氢气和一氧化碳；故填：CH4+CO22H2+2CO。
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