[化学][二模]广东省广州市黄埔区2024年中考二模试题(解析版)
展开注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的学校、班级、姓名、考生号和座位号填写在答题卡上,再用2B铅笔将考生号、座位号对应的信息点涂黑。
2.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应的题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再填涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案,不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Ca 40 Fe 56
一、选择题:本题包括14小题,每小题3分,共4分。每小题给出的四个选项中,只有一项最符合题意。错选、不选、多选或涂改不清的,均不给分。
1. 材料发展的历史反映了人类社会发展的文明史。下列关于材料说法正确的是( )
A. 四羊方尊礼器中的青铜属于纯净物
B. 唐三彩中的陶瓷属于金属材料
C. 硅电池板中的硅是地壳中含量最多的非金属元素
D. 塑料管道中的聚丙烯属于合成材料
【答案】D
【解析】
【详解】A、纯净物只含一种物质,混合物含有两种或两种以上物质。青铜是铜和锡合金,含有多种物质,属于混合物而不是纯净物,A错误;
B、金属材料包括纯金属与合金,陶瓷属于无机非金属材料,B错误;
C、地壳中含量前五的元素是氧、硅、铝、铁、钙,所以含量最多的非金属元素是氧,C错误;
D、合成材料包括塑料、合成纤维、合成橡胶。聚丙烯是塑料的一种,塑料属于合成材料,所以聚丙烯属于合成材料,D正确。
故选:D。
2. “化学让生活更美好”。下列有关说法不正确的是( )
A. 服用氢氧化铝可以中和过多胃酸
B. 酸性废水直接排入下水道会腐蚀铸铁管
C. 洗洁精去除油污发生了乳化现象
D. 患佝偻病和老人骨质疏松都是因为碘元素的摄入过低
【答案】D
【解析】
【详解】A、胃酸主要成分是盐酸,氢氧化铝是碱,酸与碱可发生中和反应,服用氢氧化铝可以中和过多胃酸,A正确;
B、酸能与铁反应生成可溶性铁盐、氢气,所以酸性废水直接排入下水道会腐蚀铸铁管,B正确;
C、洗洁精具有乳化作用,能将油污以小液滴的形式分散在水中,随水流冲走,洗洁精去除油污发生了乳化现象,C正确;
D、青少年缺钙易患佝偻病,老年人缺钙易引起骨质疏松,患佝偻病和老人骨质疏松都是因为钙元素的摄入过低,D错误。
故选:D。
3. 空气是一种,宝贵的资源,下列说法不正确的是( )
A. 工业制硝酸用到的二氧化氮直接来自空气
B. 二氧化碳在蔬菜大棚中作气体肥料
C. 稀有气体可制成多种用途的电光源
D. 分离液态空气法制氧气属于物理变化
【答案】A
【解析】
【详解】A、正常情况下空气中不含二氧化氮,所以工业制硝酸用到的二氧化氮不是直接来自空气,A错误;
B、二氧化碳是光合作用的原料之一,所以二氧化碳可在蔬菜大棚中作气体肥料,B正确;
C、稀有气体通电时能发出不同颜色的光,所以稀有气体可制成多种用途的电光源,C正确;
D、分离液态空气法制氧气是利用各成分沸点不同进行分离,分离过程没有产生新物质,属于物理变化,D正确。
故选:A。
4. 食品安全越来越引起人们的重视,下列做法不会危害人体健康的是( )
A. 青少年大量服用含锌口服液促进生长发育B. 用甲醛浸泡海产品延长保鲜时间
C. 添加适量的小苏打使糕点变得松软D. 霉变大米继续食用
【答案】C
【解析】
【详解】A、缺锌会导致食欲不振、发育不良,生长迟缓,可适量服用含锌口服液促进生长发育,不能大量服用,不符合题意;
B、甲醛有毒,能使蛋白质变性,不能用甲醛浸泡海产品,不符合题意;
C、小苏打是碳酸氢钠的俗称,碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳,且能与发酵过程中产生的酸性物质反应生成二氧化碳,可添加适量的小苏打使糕点变得松软,符合题意;
D、霉变的大米中含有黄曲霉毒素,具有致癌性,不能继续食用,不符合题意。
故选C。
5. 下列生活事例用化学知识解释不合理的是( )
【答案】B
【解析】
【详解】A、配制“波尔多液”的原料是硫酸铜、氢氧化钙、水,若使用铁桶,铁会与硫酸铜反应生成硫酸亚铁、铜单质,导致无法配成“波尔多液”,所以不能用铁桶来配“波尔多液”,A正确;
B、炒菜时油锅着火,用锅盖盖灭,是通过隔绝空气的方法使燃烧停止,油的着火点无法降低,B错误;
C、硬水是含有较多可溶性钙镁矿物质盐的水,煮沸后,水中的Ca2+、Mg2+转化为CaCO3、Mg(OH)2,Ca2+、Mg2+含量降低,从而水的硬度降低,C正确;
D、金属生锈是金属与空气中的氧气、水反应所致,淋湿的自行车擦干并涂油,可以隔绝氧气、水,使金属不易生锈,D正确。
故选:B。
6. 下列宏观事实的微观解释,合理的是( )
A. 氧气液化储存于钢瓶中一氧分子体积变小
B. 金刚石和石墨的物理性质差异较大—构成的微粒种类不同
C. 稀H2SO4和NaOH溶液均能导电—溶液中都含有能自由移动的离子
D. 化学反应遵循质量守恒定律—反应前后分子的种类、数目都不变
【答案】C
【解析】
【详解】A、氧经压缩储存在钢瓶中,是因为分子间有间隔,气体受压后,分子间隔变小,故选项解释错误;
B、金刚石、石墨的物理性质差异较大,是因为碳原子的排列方式不同,故选项说法错误;
C、稀H2SO4和NaOH溶液均能导电,是因为溶液中都含有自由移动的离子,故选项解释正确;
D、化学反应遵循质量守恒定律,是因反应前后原子的种类、数目和质量都不变,故选项解释错误。
故选C。
7. 下图处镓元素的原子结构示意图和在元素周期表中的相关信息,下列说法正确的是( )
A. 镓属于非金属元素B. 镓是第四周期元素
C. “31”表示镓原子核内有31个中子D. 氧化镓的化学式是GaO
【答案】B
【解析】
【详解】A、镓是“金字旁”的汉字,所以镓属于金属元素,A错误;
B、原子的核外电子层数等于对应元素的周期数,根据镓的原子结构示意图,其核外电子层数为4,所以镓是第四周期元素,B正确;
C、原子结构示意图左侧圆圈内的数字代表质子数或核电荷数,而不是中子数,“31”表示镓原子核内有31个质子,C错误;
D、根据镓的原子结构示意图,镓原子的最外层电子数为3,在化学变化中容易失去3个电子,所以镓元素在化合物中通常显+3价,而氧元素在化合物中一般显-2价。化合物中元素化合价之和为零,设氧化镓中镓原子个数为x,氧原子个数为y,则有,解得x∶y=2∶3,所以氧化镓的化学式是Ga2O3,D错误。
故选:B。
8. 下列说法正确的是( )
A. 煤、石油和氢气都是不可再生能源
B. 碳中和的“碳”指的是碳单质
C. 人类需要的能量都是通过燃料燃烧获得的
D. 燃气灶火焰呈黄色,锅底出现黑色,可增大灶具进风口
【答案】D
【解析】
【详解】A、煤、石油使用后短期内无法重新生成,属于不可再生能源,氢气可以通过电解水,光催化分解水等途径获取,使用后短期内可补充,属于可再生能源,A错误;
B、碳中和中指的是二氧化碳的产生量和消耗量基本相当,所以碳中和的“碳”指的是二氧化碳,B错误;
C、人类需要的能量可以通过燃料燃烧、太阳能、水能、风能、潮汐能等途径获得,C错误;
D、燃气灶火焰呈黄色,锅底出现黑色,说明燃气燃烧不充分,有碳单质生成,可增大灶具进风口以提供充足的氧气使燃料充分燃烧,D正确。
故选:D。
9. 下图是氢氧燃料电池工作原理:H2与O2在电池装置中反应产生直流电。下列说法正确的是( )
A. 该电池中发生反应与电解水相同
B. 参加反应的两种分子的质量比为2:1
C. 该电池具有清洁、安全、高效等特点
D. 氢气来源广泛,价格低廉,易于储存
【答案】C
【解析】
【分析】根据氢氧燃料电池工作原理示意图可知,工作原理是氢气与氧气生成水,反应的化学方程式为:。
【详解】A、由氢氧燃料电池工作原理示意图可知,在氢氧燃料电池发生的反应是氢气与氧气反应生成水,电解水是在通电条件下,水分解生成氢气和氧气,故说法错误;
B、由可知,加反应的两种分子的质量比为4:32=1:8或8:1,故说法错误;
C、氧燃料电池工作是氢气与氧气生成水,产物对环境没有污染,因此氢氧燃料电池具有清洁、安全、高效等特点,故说法正确;
D、氢气是气体,且分子很小,有可燃性,所以不易于储存,故说法错误。
故选C
10. 下图是CO2和H2转化为甲醇(CH3OH)的微观示意图,下列说法不正确的是( )
A. X分子的微观示意图为
B. 加入催化剂能增加生成物的质量
C. 利用该技术可捕捉大气中的二氧化碳
D. 参加反应的CO2和H2分子个数比为1:3
【答案】B
【解析】根据反应的微观示意图可知,在催化剂的作用下二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,反应的化学方程式是。
【详解】A、一定条件下二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,X分子的微观示意图为,故选项说法正确;
B、催化剂能改变反应速率,但不能改变生成物质量,故说法选项错误;
C、二氧化碳是该反应的反应物,所以利用该技术可捕捉大气中的二氧化碳,故选项说法正确;
D、由可知,参加反应的CO2和H2两物质分子个数比为1:3,故选项说法正确。
故选B。
11. 下列说法正确的是( )
A. 碳酸钠溶液的pH=7
B. 雨水的pH由5.1变为4.5,酸性减弱
C. 生活中物质的pH大小为:食醋>食盐水>苏打水
D. 月季花适宜生长在弱酸性环境中,可定期施用的硫酸亚铁溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A、碳酸钠溶液显碱性,pH>7,故说法错误;
B、当溶液的pH<7时,随着pH的减小酸性增强,所以雨水的pH由5.1变为4.5,酸性增强,故说法错误;
C、食醋显酸性,pH<7,食盐水显中性,pH=7,苏打水显碱性,pH>7,故说法错误;
D、硫酸亚铁是强酸弱碱盐,其溶液显酸性,故说法正确。
故选D。
12. 下图是硫酸氢钾溶液的微观示意图,下列预测不合理的是( )
A. 该溶液能与碳酸钠反应B. 该溶液能与锌粉反应
C. 该溶液中含有氢离子,所以硫酸氢钾属于酸D. 该溶液能与硝酸钡溶液反应
【答案】C
【解析】
【详解】A、硫酸氢钾溶液含有氢离子,氢离子能与碳酸钠中碳酸根离子反应生成碳酸,碳酸分解生成二氧化碳和水,该选项预测合理;
B、硫酸氢钾溶液含有氢离子,可与锌粉反应生成氢气,该选项预测合理;
C、硫酸氢钾溶液中虽然含有氢离子,但电离出的阳离子还有钾离子,它不属于酸,属于盐,该选项预测不合理;
D、硫酸氢钾溶液中含有硫酸根离子,能与硝酸钡溶液中的钡离子结合产生硫酸钡白色沉淀,该选项预测合理;
故选C。
13. 下列除杂所选用试剂与操作方法均正确的是( )
【答案】A
【解析】
【详解】A、混合气体经过足量NaOH溶液,CO与NaOH不反应,CO2与NaOH反应生成Na2CO3、H2O,除去了CO2,而气体经过溶液会带出水分,浓硫酸有吸水性且与CO不反应,可以作为干燥剂除去气体中的水分,最终得到的气体为CO,A正确;
B、H2、CO都有还原性。加热条件下,CO与CuO反应生成Cu、CO2,H2与CuO反应生成Cu、H2O,最终得不到目标产物H2,B错误;
C、加入过量的BaCl2溶液,NaCl与BaCl2不反应,Na2SO4与BaCl2反应生成BaSO4沉淀、NaCl,过滤可以除去BaSO4沉淀,但无法除去过量的BaCl2,该过程除去了Na2SO4但引进了新的杂质BaCl2,C错误;
D、Fe与稀盐酸反应生成FeCl2、H2,AgNO3与稀盐酸反应生成AgCl沉淀、HNO3,最终无法得到目标产物Fe,D错误。
故选:A。
14. 利用下列装置进行实验,能达到相应目的是( )
A. 实验证明不同种溶质在同种溶剂中的溶解性不同
B. 实验证明水是由氢气和氧气组成
C. 实验证明滤纸片的着火点比乒乓球片的高
D. 实验证明纯金属的硬度大于合金
【答案】C
【解析】
【详解】A、图中实验,碘几乎不溶于水,能溶于酒精,说明同种溶质在不同溶剂中的溶解性不同,故选项不能达到相应目的;
B、根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,电解水生成了氢气和氧气,说明水是由氢、氧两种元素组成的,故选项不能达到相应目的;
C、图中实验,乒乓球碎片先燃烧,可实验证明滤纸片着火点比乒乓球片的高,故选项能达到相应目的;
D、图中实验,纯金属片上有划痕,说明纯金属的硬度小于合金,故选项不能达到相应目的。
故选C。
二、非选择题:本题包括6小题,共48分。
15. 氮族元素包括氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)等。
(1)氮有多种化合价,N2O4读作_______。
(2)根据化合物的分类,次磷酸钠(),属于______,次磷酸根离子的化学符号是______。
(3)雌黄是一种硫化砷矿物,其中砷(As)元素为+3价,则硫化砷的化学式为________。
(4)工业上常用碳与Sb2O3固体在高温下反应制得锑和二氧化碳,写出该反应的化学方程式____。
(5)武德合金是由铋、铅、锡、镉熔合制成的,常用于制作保险丝,炼锡时关键的一步“点铅勾锡”,即加铅能使锡较易熔化流出,其原因是________。
【答案】(1)四氧化二氮
(2)①. 盐 ②.
(3)
(4)
(5)加铅形成合金,熔点降低
【解析】(1)根据先写后读原则可知,N2O4读作四氧化二氮;
(2)次磷酸钠()由金属离子和酸根离子构成,属于盐;次磷酸根离子的化学符号是;
(3)硫化砷中砷(As)元素为+3价,硫元素常显-2价,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则硫化砷的化学式为;
(4)碳与Sb2O3在高温下反应生成锑和二氧化碳,化学方程式为;
(5)合金的熔点低于其组成金属的熔点,炼锡时加铅形成合金,熔点降低使锡较易熔化流出,故其原因是加铅形成合金,熔点降低。
16. 金属材料在人类文明的发展中起着重要作用。《天工开物》中记载了“古法炼铁”如图1和“炒钢法”如图2。
(1)选料:炼铁的原料赤铁矿主要成分是___________(填化学式)。
破碎:选好的矿石进行破碎使其变得更细小。
(2)烘干:在高温环境中烘干矿石,是为了防止高炉中生成的铁和水蒸气置换反应生成Fe3O4,其化学方程式是___________。
(3)炼炉:工业上把铁矿石、焦炭和石灰石一起投入高炉可以冶炼出生铁,下列说法正确的是___________。
A. CO还原赤铁矿的反应类别是置换反应
B. 焦炭的作用是提供热量和生成还原剂
C. 石灰石的作用是除去矿石中二氧化硅
D. 高炉尾气对环境无影响,可直接排放
(4)精炼:“炒剂法”不断翻炒液态生铁是为了降低生铁中___________元素的含量。
(5)湿法冶金利用置换反应。在一定量的硫酸铜溶液中加入金属粉X和金属粉Y的混合物,完全反应前后相关微粒的数量如下表所示。
①表格的空白处对应微粒的数量为___________。
②分析可知,金属X、Y与Cu的活动性由强到弱关系为___________。
【答案】(1)Fe2O3
(2)
(3)BC
(4)碳
(5)①. 0.8a ②. X>Cu,X>Y,但是无法确定Y与Cu的活动性强弱(合理即可)
【解析】(1)赤铁矿主要成分是氧化铁,化学式为:Fe2O3;
(2)在高温下,铁和水蒸气置换反应生成Fe3O4和氢气,反应的化学方程式是:;
(3)A、一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳,反应物是两种化合物,不属于置换反应,故说法错误;
B、原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳,故说法正确;
C、石灰石的作用是与铁矿石中的杂质反应形成炉渣,故说法正确;
D、炼铁后产生的废气中含有一氧化碳、粉尘等有害物质,直接排放到空气中会造成空气污染,所以要处理后达标排放,故说法错误;
故选BC;
(4)不断翻炒液态生铁,使碳接触氧气,碳燃烧生成二氧化碳,是为了降低生铁中碳元素的含量;
(5)①根据表格数据,X原子反应前为a,反应后数量为0.2a,则参加反应的数量为a-0.2a=0.8a,X2+反应前为0,则反应后为0.8a;
②根据表格数据可知,X有剩余,Y没有参与反应,生成了Cu,故完全反应后溶液底部的金属有X、Y、Cu;在一定量的硫酸铜溶液中加入金属粉X和金属粉Y的混合物,反应前后Y不变,X与硫酸铜反应生成X2+和铜,说明X比铜活泼,X比Y活泼,由表格数据可知,X没有反应完全,铜离子反应完全,则无法确定Y与Cu的金属活动性顺序。
17. 碳酸锂(Li2CO3)是制备锂电池的重要原料。工业上以锂辉石精矿(主要成分是Li2O)为原料制取碳酸锂的工艺流程如下:
(1)经过“酸浸”、“沉锂”流程后都要进行的操作是___________。
(2)“沉锂”中主要发生的反应方程式为___________。
(3)“沉锂”后所得的滤液为碳酸锂的___________(填“不饱和”或“饱和”)溶液。请设计证明滤液中同时还含有硫酸钠的实验方案___________。
(4)下表为Li2CO3与Na2SO4在不同温度下的溶解度(g)数据,据此判断:
①“沉锂”应在较___________(填“高”或“低”)温度下进行。
②“沉锂”后回收Na2SO4晶体的操作是蒸发浓缩、___________、过滤、洗涤。
(5)查阅资料:碳酸锂与碳酸钙化学性质相似。请你预测碳酸锂其中的一个化学性质___________(用化学方程式表示)。
【答案】(1)过滤
(2)Li2SO4+Na2CO3=Na2SO4+Li2CO3↓
(3)①. 饱和 ②. 取少量滤液于试管中,先加入过量稀盐酸,再加入氯化钡溶液,若产生白色沉淀,证明含有硫酸钠(合理即可)
(4)①. 高 ②. 降温结晶
(5)(合理即可)
【解析】(1)“酸浸”、“沉锂”都是将固体与液体分离,操作名称为过滤;
(2)“沉锂”过程中发生的反应是硫酸锂和碳酸钠反应生成碳酸锂沉淀和硫酸钠,反应的化学方程式为:Li2SO4+Na2CO3=Na2SO4+Li2CO3↓;
(3)“沉锂”池过滤所得的滤液为Li2CO3的饱和溶液;碳酸根离子和钡离子反应生成碳酸钡沉淀,硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡沉淀,而碳酸钡能溶于酸,硫酸钡不溶于酸盐酸可以排除碳酸根离子的干扰,所以证明滤液中同时还含有硫酸钠的实验方案:取少量滤液于试管中,先加入过量稀盐酸,再加入氯化钡溶液,若产生白色沉淀,证明含有硫酸钠;
(4)①碳酸锂在水中溶解度不大,且溶解度随温度升高而减小,所以“沉锂”应在较高温度下进行;
②结合资料分析,硫酸钠的溶解度受温度变化影响较大,所以从“沉锂”池过滤所得的滤液中获得Na2SO4晶体的方法为降温结晶;
(5)碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,则碳酸锂高温分解生成氧化锂和二氧化碳,反应的化学方程式为:。
18. 通过实验获取证据,是化学学习和研究的重要方法。
(一)定性探究氢氧化钠是否与二氧化碳发生反应
(1)如图1所示,甲同学向充满CO2气体集气瓶中稀缓缓注射5mL氢氧化钠溶液,观察到_______。乙同学认为,该现象不能说明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应,应利用相同实验装置,设计对比实验,所需的试剂及用量为___________。
(2)丙同学往甲同学实验后的集气瓶中滴加几滴稀盐酸,也没有观察到有气泡产生。他据此认为NaOH溶液与CO2不反应。你认为内同学判断是否正确?请说出你的观点并阐述理由:___________。
(二)某化学兴起小组为了研究酸碱盐的性质,进行如下图所示的实验操作:
(3)实验甲观察到___________,可判断发生了反应。
(4)若实验乙两种溶液恰好完全反应,混合液中不含___________(填离子符号)。
(5)往乙反应结束后的溶液中滴加质量分数对26.5%的Na2CO3溶液(如丙),溶液pH的变化如图所示,对应溶液中存在阳离子是___________(填离子符号)
(6)丙实验结束后,产生沉淀质量为___________g。
【答案】(1)①. 瘪气球鼓起 ②. 5mL蒸馏水
(2)不正确,若NaOH有剩余,则稀盐酸先与NaOH反应,不产生气泡
(3)溶液由红色变为无色
(4)H+、OH-
(5)H+、Ca2+
(6)10
【解析】(1)二氧化碳能溶于水,且能与NaOH反应。甲同学向充满CO2气体集气瓶中稀缓缓注射5mL氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液吸收CO2,导致集气瓶内气压下降,将观察到瘪气球鼓起。由于CO2能溶于水,也能与NaOH反应,这两个性质都会导致集气瓶内气压下降,因此要设置对比实验排除水的影响,根据控制变量法的要求,除变量外其它条件需要保持一致,则另一组实验需要5mL蒸馏水。
(2)NaOH与CO2反应生成Na2CO3、H2O,但不确定NaOH是否有剩余,若NaOH有剩余,则加入的稀盐酸先与NaOH反应,反应生成NaCl、H2O,没有气泡产生,故填:不正确,若NaOH有剩余,则稀盐酸先与NaOH反应,不产生气泡。
(3)酚酞试液遇碱变红,遇中性或酸性物质不变色,Ca(OH)2溶液呈碱性,能使酚酞试液变红,所以实验开始时,滴有酚酞试液的Ca(OH)2溶液呈红色。Ca(OH)2与稀盐酸反应生成氯化钙、H2O,氯化钙溶液呈中性,稀盐酸呈酸性,都不能使酚酞试液变红,若实验中发现溶液由红色变为无色,说明Ca(OH)2已发生反应转化为其它物质。故填:溶液由红色变为无色。
(4)Ca(OH)2溶液含有Ca2+、OH-、H2O,稀盐酸含有H+、Cl-、H2O。实验乙中Ca(OH)2与稀盐酸反应生成氯化钙、水,若恰好完全反应,则溶质只有氯化钙,所含微粒有Ca2+、Cl-、H2O,则混合溶液中不含的离子是:H+、OH-。
(5)实验开始时,溶液pH小于7,说明溶液呈酸性,即稀盐酸过量,且稀盐酸与Ca(OH)2反应生成CaCl2,溶液中的溶质有HCl、CaCl2,存在的阳离子是:H+、Ca2+。
(6)碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀、氯化钠,化学方程式为,根据图象,消耗的碳酸钠溶液质量为70.0g-30.0g=40g,设产生的碳酸钙沉淀的质量为x,则
x=10g,故填:10。
19. 研究和控制化学反应条件有重要意义。为了比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果,某研究小组的同学设计实验如图所示。请回答相关问题:
(1)写出H2O2在CuSO4,作用下发生反应的化学方程式:___________。
(2)定性分析:如图甲可通过观察产生___________,定性比较得出结论。有同学提出应将FeCl3改为,其理由是___________。
(3)请简述如何检查装置乙的气密性良好。组装好实验装置,关闭分液漏斗活塞,___________。
(4)定量分析:探究双氧水的溶质质量分数与反应速率的影响。在其他条件相同的情况下进行了三次实验。记录收集一瓶相同体积氧气所需要的时间。(水的密度为1g/cm3)
补充实验3的配液数据:a=___________,c=___________。
已知CuSO4溶液中主要含有H2O、Cu2+和三种微粒,中同学又做了两种猜想。
猜想1:真正催化分解H2O2的是CuSO4溶液中Cu2+。
猜想2:真正催化分解H2O2的是CuSO4溶液中的。
(5)完成表格验证猜想:
【答案】(1)
(2)①. 气泡的速率 ②. 控制阴离子相同,消除阴离子不同对实验的干扰
(3)向里推注射器,若松开手后注射器活塞恢复原位,说明装置气密性良好,若松开手后注射器活塞无法恢复原位,说明装置气密性不好
(4)①. 30 ②. 5
(5)①. 取少量H2O2溶液于试管中,加入适量Na2SO4溶液 ②. 无明显现象
【解析】(1)根据题目信息,Cu2+对H2O2分解有催化作用,所以H2O2在CuSO4作用下加速分解为H2O、O2,化学方程式为。
(2)为了比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果,图甲可通过观察产生气泡的速率,定性比较催化效果强弱。实验变量是Fe3+、Cu2+,将FeCl3改为Fe2(SO4)3,其理由是:控制阴离子相同,消除阴离子不同对实验的干扰。
(3)检查装置乙的气密性的方法是:组装好实验装置,关闭分液漏斗活塞,向里推注射器,若松开手后注射器活塞恢复原位,说明装置气密性良好,若松开手后注射器活塞无法恢复原位,说明装置气密性不好。
(4)根据控制变量法的要求,除了变量以外的条件需保持相同,则溶液的质量应保持相同,水的密度为1g/cm3,所以10+40=a+20,解得a=30,而FeCl3溶液的量也应保持相同,则c=5,故填:30;5。
(5)实验结论是对H2O2分解无催化作用,则能验证猜想的一种方案是:取少量H2O2溶液于试管中,加入适量Na2SO4溶液,若无明显现象,说明对H2O2分解无催化作用。故填:取少量H2O2溶液于试管中,加入适量Na2SO4溶液;无明显现象。
20. 食品包装中常使用一种防腐剂,品名为“504双吸剂”,其标签如图。某化学实践小组对一包久置的“504双吸剂”固体样品的成分展开了探究。
【提出问题】久置固体的成分是什么?
【作出猜想】
(1)久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、___________和CaCO3。
(2)久置固体中铁粉锈蚀生成Fe2O3,主要是铁粉与___________发生化学反应所致。
【实验探究】
(3)步骤①样品用磁铁吸引前需经过研碎,其中研碎的目的___________。
(4)步骤②中观察到___________,证明残留固体中含有较多的CaO。
(5)该小组通过对滤渣B进行检验,证明同时含有CaCO3和Fe2O3。检验的操作和现象是:取样于试管中_________。
(6)回收Fe2O3可用于制备硫酸亚铁(FeSO4)。由Fe2O3生产FeSO4的转化路径,依次写出反应的化学方程式:___________。(提示:铁粉能和硫酸铁反应生成硫酸亚铁)
(7)将所得FeSO4‧7H2O晶体进行热重分析,取8.34gFeSO4‧7H2O (相对分子质量为278)样品受热,脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示。
①温度159℃,固体物质N的化学式为___________
②取适量380℃时所得的样品P,隔绝空气加热至650℃,得到一种红色的固体,同时有两种无色化合物气体,两种气体组成元素相同,相对分子质量相差16,根据信息补充完整该反应的化学方程式:________。
【答案】(1)Ca(OH)2##氢氧化钙
(2)氧气、水
(3)使铁粉被磁铁充分吸引,同时增大反应物的接触面积,加快反应速率
(4)溶液沸腾
(5)加入足量稀盐酸,固体完全溶解,产生气泡,溶液由无色变为黄色。
(6)、
(7)①. FeSO4•H2O ②.
【解析】(1)根据题目信息,双吸剂主要成分是铁粉、生石灰,久置的铁粉会生锈变为氧化铁,生石灰有吸水性,久置的生石灰会与空气中的水分反应生成Ca(OH)2,Ca(OH)2会与空气中的CO2反应生成CaCO3,所以久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2和CaCO3,故填:Ca(OH)2。
(2)铁粉生锈是铁与空气中的氧气、水发生化学反应所致。
(3)反应物的接触面积越大,反应速率越快。固体成分中只有铁粉具有磁性,能被磁铁吸引,而步骤②中需要加水进行反应,所以步骤①样品用磁铁吸引前需经过研碎,其中研碎的目的是:使铁粉被磁铁充分吸引,同时增大反应物的接触面积,加快反应速率。
(4)实验结论是残留固体中含有较多的CaO,CaO溶于水放出大量的热,所以现象是:溶液沸腾。
(5)滤渣B同时含有CaCO3和Fe2O3,可用稀盐酸对它们进行检验,CaCO3与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳、水,Fe2O3与稀盐酸反应生成氯化铁、水,现象是:固体不断溶解,产生气泡,溶液由无色变为黄色。
故填:加入足量稀盐酸,固体完全溶解,产生气泡,溶液由无色变为黄色。
(6)根据提示,铁粉能和硫酸铁反应生成硫酸亚铁,则Fe2O3先转化为铁粉再转化为FeSO4,Fe2O3可与CO在高温条件下反应生成Fe、CO2,化学方程式为,铁粉和硫酸铁反应生成硫酸亚铁,化学方程式为:。故填:、。
(7)①根据题目信息,该过程是FeSO4‧7H2O脱水的过程,设温度为159℃时,固体物质N的化学式为FeSO4‧xH2O,则
x=1,则物质N的化学式为FeSO4•H2O。
②根据题目信息,样品P为FeSO4,隔绝空气加热至650℃,得到一种红色的固体,同时有两种无色化合物气体,两种气体组成元素相同,相对分子质量相差16,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素种类不变,则该红色固体是Fe2O3,两种气体是SO2、SO3,则FeSO4在高温条件下分解生成Fe2O3、SO2、SO3,化学方程式为:。故填:FeSO4•H2O;。
选项
生活事例
化学知识
A
不能用铁桶来配“波尔多液”
因为铁会跟硫酸铜反应
B
炒菜时油锅着火,用锅盖盖灭
降低油的着火点
C
煮沸能降低自来水的硬度
煮沸后,水中Ca2+、Mg2+含量降低
D
淋湿的自行车擦干并涂油
金属在隔绝水、氧气环境下不易生锈
选项
物质(括号内为杂质)
除杂试剂
实验操作
A
CO(CO2)
足量NaOH溶液、浓硫酸
洗气、干燥
B
H2(CO)
足量CuO
加热
C
NaCl溶液(Na2SO4)
过量BaCl2溶液
过滤
D
Fe粉(AgNO3固体)
适量稀盐酸
过滤、洗涤、干燥
微粒
X原子
Y原子
Cu原子
Cu2+
X2+
反应前数量(个)
a
b
0
0.8a
0
反应后数量(个)
0.2a
b
0.8a
0
_______
温度/℃
0
20
40
60
80
Li2CO3
1.54
1.33
1.17
1.01
0.85
Na2SO4
5.0
19.4
48.8
45.3
43.7
实验序号
30%双氧水的质量/g
加入水的体积/mL
FeCl3溶液的量/滴
收集时间/s
1
10
40
5
200
2
20
b
5
100
3
a
20
c
67
实验操作
现象与结论
___________。
___________,说明对H2O2分解无催化作用。
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