2024年江苏省南通市中考化学试卷
一、选择题
1.(3分)(2024•南通)江海大地河网密布,水资源丰富。下列有利于构建人水和谐新南通的是( )
A.直接向河流中排放生活废水
B.及时清理河道垃圾
C.大量抽取地下水作工业用水
D.过度繁殖水生植物
2.(3分)(2024•南通)诗句“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”中涉及的石灰石,其主要成分CaCO3属于( )
A.酸 B.碱 C.盐 D.氧化物
3.(3分)(2024•南通)“实验室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的实验装置及操作不正确的是( )
A. 装入MnO2 B. 制备O2
C. 干燥O2 D. 收集O2
4.(3分)(2024•南通)生活中处处有化学。下列说法正确的是( )
A.花生油的主要成分为淀粉
B.油锅着火后立即用锅盖盖灭
C.制作门窗的铝合金属于有机高分子材料
D.铁钉在干燥的空气中比在潮湿的空气中更易生锈
阅读下列材料,完成第15~16题。
南通作为沿海城市,对海水资源的利用有着得天独厚的优势。从海水中可获得淡水、NaCl、KCl等物质,电解饱和NaCl溶液得到Cl2、H2和NaOH,Cl2、H2进一步反应生成HCl,HCl溶于水制得盐酸。
5.下列关于 Cl2+H2 2HCl的说法正确的是( )
A.反应前后分子种类发生变化
B.反应前后元素种类发生变化
C.反应前后分子总数发生变化
D.反应前后原子总数发生变化
6.下列物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A.氯化钾熔点高,可用作钾肥
B.氯化钠是白色固体,可用作调味品
C.氢氧化钠溶液呈碱性,可用于吸收酸性气体
D.盐酸具有挥发性,可用于实验室制备二氧化碳
7.(3分)(2024•南通)SO2与O2反应制备SO3是硫酸工业中的重要反应,其微观变化过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.SO2发生氧化反应
B.反应后催化剂的质量减少
C.参加反应的SO2和O2的质量比为2:1
D.该反应的化学方程式为SO2+O2 SO3
8.(3分)(2024•南通)“侯氏制碱法”大幅提高了NaCl的利用率。NaHCO3、NaCl、NH4Cl的溶解度曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.NH4Cl的溶解度一定小于NaCl的溶解度
B.将20℃的NaCl饱和溶液升高5℃,溶质的质量分数增大
C.40℃时,NaCl溶液中溶质的质量分数可能小于NaHCO3溶液中溶质的质量分数
D.40℃时,将15gNaCl溶于50g水中,可获得NaCl饱和溶液
9.(3分)(2024•南通)下列实验方案不能达到实验目的的是( )
A.去除粗盐中难溶性杂质:将粗盐溶解、过滤、蒸发
B.比较Al片、Cu片的硬度:将两片金属相互刻画,观察现象
C.探究CO和Fe2O3反应的气态产物:按图所示装置进行实验
D.判断某水样是否属于硬水:用玻璃棒蘸取该水样滴在pH试纸上,观察现象
10.(3分)(2024•南通)学习小组为探究氢气还原氧化铜所得固体产物X的组成,设计如下实验:
步骤1 观察产物X的颜色为红色。
步骤2 向产物X中加入过量的盐酸充分反应,过滤得到9.6g红色固体和蓝色溶液。
步骤3 向步骤2所得蓝色溶液中加入过量的Na2H2Y溶液,测得与CuCl2反应的Na2H2Y的质量为33.6g。
已知:①Na2H2Y的相对分子质量为336
②Cu2O为红色固体
③Cu2O+2HCl═Cu+CuCl2+H2O
CuCl2+Na2H2Y=CuH2Y+2NaCl
下列说法正确的是( )
A.产物X为Cu单质
B.步骤2所得蓝色溶液中仅含有Cu2+、Cl﹣两种离子
C.步骤3中参加反应的CuCl2的质量为27g
D.产物X中Cu元素的质量分数为90.9%
二、解答题第21至25题为化学试题,第26至37题为物理试题。答案请按要求书写在答题卡上。
11.(8分)(2024•南通)合成氨是20世纪伟大的成就之一。研究氨气的组成、性质及用途具有重要意义。
(1)液氨可用作制冷剂。构成氨分子的微粒是氮原子和 。液态的氨转化为氨气的过程中,氨分子间的距离 (填“变大”或“变小”)。
(2)反应8NH3+3Cl2═6NH4Cl+N2可用于检查输送氯气的管道是否泄漏。
①N的质子数为7,核外第一层有2个电子,则第二层有个电子。由Cl转化为Cl﹣的过程中,Cl (填“得到电子”或“失去电子”)。
② 中H的化合价为+1价,则N的化合价为价。
(3)NH3在能源与环境领域应用广泛。
①NH3燃烧生成N2和H2O,未来可用作化石燃料的替代能源,从产物的角度分析,作为燃料NH3相比于CH4的优点是 。
②NH3可用于烟气脱硝,如4NH3+6R 5N2+6H2O,R的化学式为 。
12.(6分)(2024•南通)实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3,含少量FeO、Fe2O3、Al2O3)为原料制备MgCO3。实验过程如下:
已知:①在溶液中,pH=5.0时AlCl3完全转化为Al(OH)3沉淀,pH=8.5时MgCl2开始生成Mg(OH)2沉淀。
②MgCl2在过量Na2CO3溶液中会生成Mg(OH)2沉淀。
(1)“酸溶”时,MgCO3与稀盐酸反应的化学方程式为 。
(2)“氧化”时发生的反应为2FeCl2+2HCl+H2O2═2FeCl3+2H2O。
①反应前后化合价发生变化的元素有O、 。
②“酸溶”时需加入稍过量的稀盐酸,原因可能是 (写一条)。
(3)“调pH”时,需控制溶液pH为 。
(4)“沉镁”时,为提高MgCO3的纯度,试剂加入顺序为 (填“a”或“b”)。
a.向Na2CO3溶液中逐滴加入MgCl2溶液
b.向MgCl2溶液中逐滴加入Na2CO3溶液
13.(9分)(2024•南通)氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
Ⅰ制取氢气
(1)相同温度下,相同大小的Fe片、Zn片,投入到等体积等浓度的稀盐酸中制取H2,反应更剧烈的是 (填“Fe”或“Zn”)。
(2)高温下C与水蒸气反应生成CO和H2,CO和水蒸气继续反应得到CO2和H2。
①CO和水蒸气反应的化学方程式为 。
②反应后的气体中含有H2、CO、CO2及水蒸气,向其中加入一定量的CaO可提高H2在混合气体中的百分含量,原因是 。
(3)利用太阳能电厂富余电力电解水制氢,电极上微观粒子的变化情况如图1所示。太阳能属于 (填“可再生能源”或“不可再生能源”)。B电极表面生成H2的过程可描述为 。
Ⅱ储存氢气
(4)碳纳米管(图2)与活性炭均具有疏松多孔的结构,研究表明碳纳米管吸附储氢的能力是活性炭的10倍。碳纳米管吸附储氢属于变化。
(5)Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时,Mg2Cu与H2反应生成MgHn,MgHn中Mg与H的质量比为12:1,则n= 。
14.(11分)(2024•南通)学习小组配制一定质量分数的NaHCO3溶液并探究其性质。
Ⅰ配制一定质量分数的NaHCO3溶液
(1)“称量”时,用 (填“镊子”或“药匙”)从试剂瓶中取出NaHCO3粉末。
(2)“溶解”时,若需量取15.0mL的水,当量筒中已有14.6mL水时,后续加水使用的仪器为 (填字母)。
(3)配制过程中玻璃棒的作用是 (填字母)。
a.搅拌
b.引流
c.蘸取
Ⅱ探究NaHCO3溶液的性质
(4)取少量NaHCO3溶液,向其中滴入无色酚酞溶液后显色,说明NaHCO3溶液呈碱性。
(5)取三份NaHCO3溶液,向其中分别滴入CaCl2溶液。试剂用量、浓度及实验现象如下表所示。
①“实验3”生成的白色沉淀为CaCO3,无色气体为CO2,此外还生成NaCl和H2O,“实验3”中反应的化学方程式为 。
②“实验2、3”中发生的化学反应相同,从气体溶解度的角度分析“实验2”中没有观察到CO2逸出的原因是 。
③三组实验研究表明:1mL0.8%的NaHCO3溶液与CaCl2溶液混合后,能否观察到明显现象与相关。
④已知:向1mL0.8%的Na2CO3溶液中滴入1滴0.1%的CaCl2溶液,有白色沉淀生成。设计实验鉴别浓度均为0.8%的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。简述实验方案(包括操作、现象和结论) 。(实验中须使用的试剂:0.1%的CaCl2溶液)
15.(6分)(2024•南通)利用CO2合成甲醇(CH3OH)是捕集CO2的一种方法。
(1)CO2催化加氢合成CH3OH的反应为CO2+3H2 CH3OH+H2O。
①该反应 (填“属于”或“不属于”)置换反应。
②以17.6吨CO2为原料反应制得3.2吨CH3OH,计算CO2的转化率。
(CO2的转化率= ×100%CO2,请将计算过程写到答题卡上)
(2)CO和H2在高温、催化剂作用下也能合成CH3OH,该反应的化学方程式为 。
2024年江苏省南通市中考化学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题
1.(3分)(2024•南通)江海大地河网密布,水资源丰富。下列有利于构建人水和谐新南通的是( )
A.直接向河流中排放生活废水
B.及时清理河道垃圾
C.大量抽取地下水作工业用水
D.过度繁殖水生植物
【答案】B
【解答】解:A、生活废水中含有有害物质,直接向河水中排放会造成水体污染,不合题意;
B、及时清理河道垃圾可以防止水体污染,符合题意;
C、大量抽取地下水作工业用水会造成水资源的浪费,不合题意;
D、过度繁殖水生植物会造成水体污染,不合题意。
故选:B。
2.(3分)(2024•南通)诗句“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”中涉及的石灰石,其主要成分CaCO3属于( )
A.酸 B.碱 C.盐 D.氧化物
【答案】C
【解答】解:碳酸钙是由钙离子和碳酸根离子组成的纯净物,因此碳酸钙属于盐;
故选:C。
3.(3分)(2024•南通)“实验室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的实验装置及操作不正确的是( )
A. 装入MnO2 B. 制备O2
C. 干燥O2 D. 收集O2
【答案】B
【解答】解:A、取用粉末状药品,试管倾斜(或平放),用药匙或纸槽把药品送到试管底部,然后使试管直立起来,图中所示操作正确。
B、用图示装置制取氧气时,长颈漏斗的下端要伸入液面以下,以防生成的氧气由长颈漏斗逸出,图中所示操作错误。
C、用浓硫酸干燥氧气时,氧气应从长管通入,经浓硫酸干燥后由短管排出,图中所示操作正确。
D、氧气的密度比空气大,且与空气中的其他成分不反应,因此可采用向上排空气法来收集氧气,图中所示操作正确。
故选:B。
4.(3分)(2024•南通)生活中处处有化学。下列说法正确的是( )
A.花生油的主要成分为淀粉
B.油锅着火后立即用锅盖盖灭
C.制作门窗的铝合金属于有机高分子材料
D.铁钉在干燥的空气中比在潮湿的空气中更易生锈
【答案】B
【解答】解:A.花生油是从花生中提取的食用油,它属于植物油,而植物油和动物脂肪的主要成分都是油脂,而不是淀粉,淀粉是植物体内的一种多糖,主要存在于植物的种子、块茎或块根中,如大米、小麦、玉米、马铃薯等,是这些食物的主要成分,故A选项错误;
B.油锅着火时,如果立即用锅盖盖灭,可以隔绝空气(氧气),使火焰熄灭,这是灭火的一种基本方法,即隔绝空气法,故B选项正确;
C.铝合金是由铝与其他金属(如铜、镁、锌等)通过熔合而成的具有金属特性的物质,它属于金属材料,而不是有机高分子材料,有机高分子材料通常是由有机高分子化合物制成的,如塑料、合成纤维、合成橡胶等,故C选项错误;
D.铁钉生锈是铁与空气中的氧气和水蒸气共同作用的结果,在潮湿的空气中,铁钉更容易接触到水蒸气,从而加速生锈过程,而在干燥的空气中,由于缺少水蒸气,铁钉生锈的速度会大大减慢,故D选项错误;
故选:B。
阅读下列材料,完成第15~16题。
南通作为沿海城市,对海水资源的利用有着得天独厚的优势。从海水中可获得淡水、NaCl、KCl等物质,电解饱和NaCl溶液得到Cl2、H2和NaOH,Cl2、H2进一步反应生成HCl,HCl溶于水制得盐酸。
5.下列关于 Cl2+H2 2HCl的说法正确的是( )
A.反应前后分子种类发生变化
B.反应前后元素种类发生变化
C.反应前后分子总数发生变化
D.反应前后原子总数发生变化
【答案】A
【解答】解:A.根据化学方程式可知,反应前的分子是氯气分子(Cl2)和氢气分子(H2),反应后的分子是氯化氢分子(HCl),因此分子种类发生了变化,故A说法正确;
B.根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类是不变的,根据化学方程式,反应前和反应后都包含氯元素(Cl)和氢元素(H),因此元素种类没有发生变化,故B说法错误;
C.反应前的分子总数(1个Cl2分子和1个H2分子,共2个分子)和反应后的分子总数(2个HCl分子)在数值上相等,但这并不能说明所有化学反应的分子总数都不变,实际上,很多化学反应的分子总数是会发生变化的,故C说法错误;
D.根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类、数目和质量都是不变的,在化学方程式中,反应前和反应后的原子总数(包括氯原子和氢原子)都是不变的,故D说法错误;
故选:A。
6.下列物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A.氯化钾熔点高,可用作钾肥
B.氯化钠是白色固体,可用作调味品
C.氢氧化钠溶液呈碱性,可用于吸收酸性气体
D.盐酸具有挥发性,可用于实验室制备二氧化碳
【答案】C
【解答】解:A.氯化钾作为钾肥,主要是因为它含有植物所需的钾元素,而不是因为其熔点高,熔点高是氯化钾的物理性质,与其作为钾肥的用途无直接关联,故A选项错误;
B.氯化钠(食盐)作为调味品,主要是因为它具有咸味,这种味道是氯化钠的化学性质之一,而“氯化钠是白色固体”描述的是氯化钠的物理性质,与其作为调味品的用途没有直接对应关系,故B选项错误;
C.氢氧化钠溶液呈碱性,这是其重要的化学性质之一,由于碱性溶液可以与酸性气体发生中和反应,因此氢氧化钠溶液可以用于吸收酸性气体,如二氧化碳、二氧化硫等,这里的性质与用途具有明确的对应关系,故C选项正确;
D.盐酸在实验室中常用于制备二氧化碳,但这并不是因为其具有挥发性,实际上,盐酸与大理石(主要成分为碳酸钙)反应制备二氧化碳,是利用了盐酸的酸性与碳酸钙的碳酸根离子反应,生成可溶的氯化钙、水和二氧化碳,盐酸的挥发性在此反应中并不是关键因素,故D选项错误;
故选:C。
7.(3分)(2024•南通)SO2与O2反应制备SO3是硫酸工业中的重要反应,其微观变化过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.SO2发生氧化反应
B.反应后催化剂的质量减少
C.参加反应的SO2和O2的质量比为2:1
D.该反应的化学方程式为SO2+O2 SO3
【答案】A
【解答】解:由微观反应示意图可知,二氧化硫和氧气在催化剂的作用下反应生成三氧化硫,化学方程式为2SO2+O2 2SO3。
A、该反应是物质与氧气发生的反应,属于氧化反应,选项说法正确;
B、催化剂可以改变化学反应的速率,但其质量与化学性质在反应前后保持不变,选项说法错误;
C、由化学方程式可知,参加反应的SO2和O2的质量比为(64×2):32=4:1,选项说法错误;
D、该反应的化学方程式为2SO2+O2 2SO3,选项说法错误;
故选:A。
8.(3分)(2024•南通)“侯氏制碱法”大幅提高了NaCl的利用率。NaHCO3、NaCl、NH4Cl的溶解度曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.NH4Cl的溶解度一定小于NaCl的溶解度
B.将20℃的NaCl饱和溶液升高5℃,溶质的质量分数增大
C.40℃时,NaCl溶液中溶质的质量分数可能小于NaHCO3溶液中溶质的质量分数
D.40℃时,将15gNaCl溶于50g水中,可获得NaCl饱和溶液
【答案】C
【解答】解:A、选项说法没有指明温度,NH4Cl的溶解度不一定小于NaCl的溶解度,故选项说法错误。
B、将20℃的NaCl饱和溶液升高5℃,氯化钠的溶解度增大,但溶液的组成没有发生改变,溶质的质量分数不变,故选项说法错误。
C、40℃时氯化钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度,但选项说法没有指明是否饱和,则40℃时,NaCl溶液中溶质的质量分数可能小于NaHCO3溶液中溶质的质量分数,故选项说法正确。
D、40℃时,氯化钠的溶解度大约是36.6g,则40℃时,则50g水中最多能溶解18.3g氯化钠,40℃时,将15gNaCl溶于50g水中,能全部溶解,可获得NaCl的不饱和溶液,故选项说法错误。
故选:C。
9.(3分)(2024•南通)下列实验方案不能达到实验目的的是( )
A.去除粗盐中难溶性杂质:将粗盐溶解、过滤、蒸发
B.比较Al片、Cu片的硬度:将两片金属相互刻画,观察现象
C.探究CO和Fe2O3反应的气态产物:按图所示装置进行实验
D.判断某水样是否属于硬水:用玻璃棒蘸取该水样滴在pH试纸上,观察现象
【答案】D
【解答】解:A.将粗盐溶解、过滤、蒸发可以去除粗盐中难溶性杂质,故A正确;
B.将两片金属相互刻画,观察是否有划痕,可以比较Al片、Cu片的硬度,故B正确;
C.3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,一氧化碳有毒,需要定期处理,按图所示装置进行实验,探究CO和Fe2O3反应的气态产物,故C正确;
D.判断某水样是否属于硬水应该加入肥皂水搅拌,泡沫少的是硬水,故D错误。
故选:D。
10.(3分)(2024•南通)学习小组为探究氢气还原氧化铜所得固体产物X的组成,设计如下实验:
步骤1 观察产物X的颜色为红色。
步骤2 向产物X中加入过量的盐酸充分反应,过滤得到9.6g红色固体和蓝色溶液。
步骤3 向步骤2所得蓝色溶液中加入过量的Na2H2Y溶液,测得与CuCl2反应的Na2H2Y的质量为33.6g。
已知:①Na2H2Y的相对分子质量为336
②Cu2O为红色固体
③Cu2O+2HCl═Cu+CuCl2+H2O
CuCl2+Na2H2Y=CuH2Y+2NaCl
下列说法正确的是( )
A.产物X为Cu单质
B.步骤2所得蓝色溶液中仅含有Cu2+、Cl﹣两种离子
C.步骤3中参加反应的CuCl2的质量为27g
D.产物X中Cu元素的质量分数为90.9%
【答案】D
【解答】解:A、由D中的分析可知,产物X为Cu单质和Cu2O,而不是产物X为Cu单质,故A错误;
B、由于步骤2中向产物X中加入过量的盐酸,所以溶液中的溶质含有HCl,则骤2所得蓝色溶液中含有H+、Cu2+、Cl﹣三种离子,故B错误;
C、设步骤3中参加反应的CuCl2的质量为x,
CuCl2+Na2H2Y=CuH2Y+2NaCl
135 336
x 33.6g
=
x=13.5g
即步骤3中参加反应的CuCl2的质量为13.5g,而不是27g,故C错误;
D、设生成13.5gCuCl2时,参加反应的Cu2O质量为y,同时生成铜的质量为z,
Cu2O+2HCl═Cu+CuCl2+H2O
144 64 135
y z 13.5g
=
y=14.4g
即参加反应的Cu2O质量为14.4g;
=
z=6.4g
则产物X中Cu的质量为9.6g﹣6.4g=3.2g,Cu2O质量为14.4g,14.4gCu2O中铜元素的质量为14.4g× ×100%=12.8g,故产物X中Cu元素的质量分数为 ×100%≈90.9%,故D正确;
故选:D。
二、解答题第21至25题为化学试题,第26至37题为物理试题。答案请按要求书写在答题卡上。
11.(8分)(2024•南通)合成氨是20世纪伟大的成就之一。研究氨气的组成、性质及用途具有重要意义。
(1)液氨可用作制冷剂。构成氨分子的微粒是氮原子和氢原子 。液态的氨转化为氨气的过程中,氨分子间的距离变大 (填“变大”或“变小”)。
(2)反应8NH3+3Cl2═6NH4Cl+N2可用于检查输送氯气的管道是否泄漏。
①N的质子数为7,核外第一层有2个电子,则第二层有 5 个电子。由Cl转化为Cl﹣的过程中,Cl 得到 (填“得到电子”或“失去电子”)。
② 中H的化合价为+1价,则N的化合价为 ﹣3 价。
(3)NH3在能源与环境领域应用广泛。
①NH3燃烧生成N2和H2O,未来可用作化石燃料的替代能源,从产物的角度分析,作为燃料NH3相比于CH4的优点是燃烧产物无污染(或环保) 。
②NH3可用于烟气脱硝,如4NH3+6R 5N2+6H2O,R的化学式为 NO 。
【答案】(1)氢原子;变大。
(2)①5;得到电子;②﹣3。
(3)①燃烧产物无污染(或环保);②NO。
【解答】解:(1)液氨可用作制冷剂,这是因为液氨在汽化过程中会吸收大量的热,从而降低周围环境的温度,而构成氨分子的微粒是氮原子和氢原子,它们通过共价键结合形成氨分子,当液态的氨转化为氨气时,由于分子间的相互作用力减弱,氨分子间的距离会变大,使得液态氨能够更容易地转化为气态;故答案为:氢原子;变大。
(2)①在原子中,质子数等于核外电子数,已知N的质子数为7,那么它的核外电子数也为7,由于核外第一层有2个电子,根据原子电子排布的规律,第二层电子数应为总电子数减去第一层电子数,即7−2=5;在化学反应中,元素的化合价会发生变化,这通常伴随着电子的得失,由Cl转化为Cl−的过程中,氯元素的化合价由0价变为﹣1价,说明氯原子得到了一个电子,形成了氯离子;故答案为:5;得到电子。
②在化合物中各元素正负化合价的代数和必须为零,已知中H的化合价为+1价,设N的化合价为x,则有x+(+1)×4=+1,解得x=−3,因此, 中N的化合价为﹣3价;故答案为:﹣3。
(3)①NH3燃烧生成N2和H2O,这两种产物都是无毒的,不会对环境造成污染。而CH4燃烧虽然也能产生大量的热能,但其产物中包括二氧化碳,这是一种温室气体,对全球气候有负面影响,因此,从产物的角度分析,作为燃料NH3相比于CH4的优点是燃烧产物无污染(或环保);故答案为:燃烧产物无污染(或环保)。
②在化学反应中,根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和数目必须保持不变,反应前含有4个N原子、12个H原子和未知数量的R原子,反应后含有10个N原子、12个H原子和6个O原子,通过比较可以发现,反应后比反应前多了6个N原子和6个O原子,而H原子的数量保持不变,由于反应前R的系数是6,因此可以推断出R的化学式必须包含1个N原子和1个O原子,即NO;故答案为:NO。
12.(6分)(2024•南通)实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3,含少量FeO、Fe2O3、Al2O3)为原料制备MgCO3。实验过程如下:
已知:①在溶液中,pH=5.0时AlCl3完全转化为Al(OH)3沉淀,pH=8.5时MgCl2开始生成Mg(OH)2沉淀。
②MgCl2在过量Na2CO3溶液中会生成Mg(OH)2沉淀。
(1)“酸溶”时,MgCO3与稀盐酸反应的化学方程式为 MgCO3+2HCl=MgCl2+CO2↑+H2O 。
(2)“氧化”时发生的反应为2FeCl2+2HCl+H2O2═2FeCl3+2H2O。
①反应前后化合价发生变化的元素有O、 Fe 。
②“酸溶”时需加入稍过量的稀盐酸,原因可能是废渣溶解充分,提高原料的浸出率(合理即可) (写一条)。
(3)“调pH”时,需控制溶液pH为 5.0≤pH<8.5 。
(4)“沉镁”时,为提高MgCO3的纯度,试剂加入顺序为 b (填“a”或“b”)。
a.向Na2CO3溶液中逐滴加入MgCl2溶液
b.向MgCl2溶液中逐滴加入Na2CO3溶液
【答案】(1)MgCO3+2HCl=MgCl2+CO2↑+H2O;
(2)①Fe;②废渣溶解充分,提高原料的浸出率(合理即可);
(3)5.0≤pH<8.5;
(4)b。
【解答】解:(1)“酸溶”时,MgCO3与稀盐酸反应的化学方程式为 MgCO3+2HCl=MgCl2+CO2↑+H2O;
(2)“氧化”时发生的反应为2FeCl2+2HCl+H2O2═2FeCl3+2H2O。
①亚铁离子被氧化为铁离子,化合价升高;氧元素由﹣1价还原到﹣2价,因此反应前后化合价发生变化的元素有O、Fe;
②“酸溶”时需加入稍过量的稀盐酸,原因可能是保证废渣溶解充分,提高原料的浸出率,为过氧化氢氧化亚铁离子提供酸性环境等;
(3)根据题文信息,“调pH”时,需控制溶液pH为5.0≤pH<8.5之间;
(4)MgCl2在过量Na2CO3溶液中会生成Mg(OH)2沉淀,“沉镁”时,为提高MgCO3的纯度,试剂加入顺序为:向MgCl2溶液中逐滴加入Na2CO3溶液,故选b;
故答案为:
(1)MgCO3+2HCl=MgCl2+CO2↑+H2O;
(2)①Fe;②废渣溶解充分,提高原料的浸出率(合理即可);
(3)5.0≤pH<8.5;
(4)b。
13.(9分)(2024•南通)氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
Ⅰ制取氢气
(1)相同温度下,相同大小的Fe片、Zn片,投入到等体积等浓度的稀盐酸中制取H2,反应更剧烈的是 Zn (填“Fe”或“Zn”)。
(2)高温下C与水蒸气反应生成CO和H2,CO和水蒸气继续反应得到CO2和H2。
①CO和水蒸气反应的化学方程式为 CO+H2OCO2+H2 。
②反应后的气体中含有H2、CO、CO2及水蒸气,向其中加入一定量的CaO可提高H2在混合气体中的百分含量,原因是氧化钙与水蒸气反应,消耗了水蒸气,使氢气的百分含量提高 。
(3)利用太阳能电厂富余电力电解水制氢,电极上微观粒子的变化情况如图1所示。太阳能属于可再生能源 (填“可再生能源”或“不可再生能源”)。B电极表面生成H2的过程可描述为氢离子在B电极上得到电子生成氢气分子 。
Ⅱ储存氢气
(4)碳纳米管(图2)与活性炭均具有疏松多孔的结构,研究表明碳纳米管吸附储氢的能力是活性炭的10倍。碳纳米管吸附储氢属于物理变化。
(5)Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时,Mg2Cu与H2反应生成MgHn,MgHn中Mg与H的质量比为12:1,则n= 2 。
【答案】(1)Zn。
(2)①CO+H2O CO2+H2;②氧化钙与水蒸气反应,消耗了水蒸气,使氢气的百分含量提高。
(3)可再生能源;氢离子在B电极上得到电子生成氢气分子。
(4)物理。
(5)2。
【解答】解:(1)在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,与酸反应的速度就越快,由于锌(Zn)在铁(Fe)的前面,因此相同温度下,相同大小的Fe片、Zn片投入到等体积等浓度的稀盐酸中,Zn与稀盐酸的反应会更剧烈;故答案为:Zn。
(2)①在高温条件下,一氧化碳(CO)与水蒸气(H2O)反应生成二氧化碳(CO2)和氢气(H2),这个反应的化学方程式为CO+H2O CO2+H2;②反应后的气体中含有H2、CO、CO2及水蒸气,当向其中加入一定量的氧化钙(CaO)时,氧化钙会与水蒸气反应生成氢氧化钙[Ca(OH)2],这个反应会消耗掉水蒸气,从而使混合气体中氢气的百分含量提高;故答案为:CO+H2O CO2+H2;氧化钙与水蒸气反应,消耗了水蒸气,使氢气的百分含量提高。
(3)太阳能是一种可再生能源,因为它来源于太阳,而太阳的能量是无穷无尽的,在电解水的过程中,B电极是负极,负极上氢离子(H+)得到电子生成氢气(H2),这个过程可以描述为:水分子在电流的作用下被分解为氢离子和氢氧根离子,氢离子在B电极上得到电子生成氢气分子;故答案为:可再生能源;氢离子在B电极上得到电子生成氢气分子。
(4)碳纳米管与活性炭均具有疏松多孔的结构,这使得它们都具有很强的吸附能力,当它们用于吸附储氢时,只是将氢气分子吸附在表面或孔隙中,并没有改变氢气的化学性质,因此这个过程属于物理变化;故答案为:物理。
(5)在MgHn中,镁(Mg)与氢(H)的质量比为12:1,设MgHn中氢原子的个数为n,则镁与氢的质量比可以表示为 (因为镁的相对原子质量为24),根据题目给出的质量比12:1,我们可以列出等式: ,,解这个等式得到n=2;故答案为:2。
14.(11分)(2024•南通)学习小组配制一定质量分数的NaHCO3溶液并探究其性质。
Ⅰ配制一定质量分数的NaHCO3溶液
(1)“称量”时,用药匙 (填“镊子”或“药匙”)从试剂瓶中取出NaHCO3粉末。
(2)“溶解”时,若需量取15.0mL的水,当量筒中已有14.6mL水时,后续加水使用的仪器为 c (填字母)。
(3)配制过程中玻璃棒的作用是 a (填字母)。
a.搅拌
b.引流
c.蘸取
Ⅱ探究NaHCO3溶液的性质
(4)取少量NaHCO3溶液,向其中滴入无色酚酞溶液后显红 色,说明NaHCO3溶液呈碱性。
(5)取三份NaHCO3溶液,向其中分别滴入CaCl2溶液。试剂用量、浓度及实验现象如下表所示。
①“实验3”生成的白色沉淀为CaCO3,无色气体为CO2,此外还生成NaCl和H2O,“实验3”中反应的化学方程式为 2NaHCO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl+CO2↑+H2O 。
②“实验2、3”中发生的化学反应相同,从气体溶解度的角度分析“实验2”中没有观察到CO2逸出的原因是产生的 CO2很少,全部溶解在溶液中(溶液中 CO2未达到饱和) 。
③三组实验研究表明:1mL0.8%的NaHCO3溶液与CaCl2溶液混合后,能否观察到明显现象与 CaCl2溶液的浓度相关。
④已知:向1mL0.8%的Na2CO3溶液中滴入1滴0.1%的CaCl2溶液,有白色沉淀生成。设计实验鉴别浓度均为0.8%的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。简述实验方案(包括操作、现象和结论) 分别取1mL0.8%的 Na2CO3溶液和 NaHCO3溶液,向其中各加入1滴0.1%的 CaCl2溶液,有白色沉淀产生的是 Na2CO3溶液,无白色沉淀产生的是 NaHCO3溶液 。(实验中须使用的试剂:0.1%的CaCl2溶液)
【答案】(1)药匙。
(2)c。
(3)a。
(4)红。
(5)①2NaHCO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl+CO2↑+H2O。
②产生的 CO2 很少,全部溶解在溶液中(溶液中 CO2 未达到饱和)。
③CaCl2 溶液的浓度。
④分别取1mL0.8%的 Na2CO3 溶液和 NaHCO3 溶液,向其中各加入1滴0.1%的 CaCl2 溶液,有白色沉淀产生的是 Na2CO3 溶液,无白色沉淀产生的是 NaHCO3 溶液。
【解答】解:(1)“称量”时,用药匙从试剂瓶中取出NaHCO3粉末。
(2)“溶解”时,若需量取15.0mL的水,当量筒中已有14.6mL水时,后续加水使用的仪器为c(胶头滴管)。
(3)配制过程中玻璃棒的作用是a(搅拌)。
(4)取少量NaHCO3溶液,向其中滴入无色酚酞溶液后显红色,说明NaHCO3溶液呈碱性。
(5)①“实验3”生成的白色沉淀为CaCO3,无色气体为CO2,此外还生成NaCl和H2O,“实验3”中反应的化学方程式为2NaHCO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl+CO2↑+H2O。②“实验2、3”中发生的化学反应相同,从气体溶解度的角度分析“实验2”中没有观察到CO2逸出的原因是产生的 CO2 很少,全部溶解在溶液中(溶液中 CO2 未达到饱和)。③三组实验研究表明:1mL0.8%的NaHCO3溶液与CaCl2溶液混合后,能否观察到明显现象与氯化钙溶液浓度相关。④实验方案:分别取1mL0.8%的 Na2CO3 溶液和 NaHCO3 溶液,向其中各加入1滴0.1%的 CaCl2 溶液,有白色沉淀产生的是 Na2CO3 溶液,无白色沉淀产生的是 NaHCO3 溶液。
故答案为:(1)药匙。
(2)c。
(3)a。
(4)红。
(5)①2NaHCO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl+CO2↑+H2O。
②产生的 CO2 很少,全部溶解在溶液中(溶液中 CO2 未达到饱和)。
③CaCl2 溶液的浓度。
④分别取1mL0.8%的 Na2CO3 溶液和 NaHCO3 溶液,向其中各加入1滴0.1%的 CaCl2 溶液,有白色沉淀产生的是 Na2CO3 溶液,无白色沉淀产生的是 NaHCO3 溶液。
15.(6分)(2024•南通)利用CO2合成甲醇(CH3OH)是捕集CO2的一种方法。
(1)CO2催化加氢合成CH3OH的反应为CO2+3H2 CH3OH+H2O。
①该反应不属于 (填“属于”或“不属于”)置换反应。
②以17.6吨CO2为原料反应制得3.2吨CH3OH,计算CO2的转化率。
(CO2的转化率= ×100%CO2,请将计算过程写到答题卡上)
(2)CO和H2在高温、催化剂作用下也能合成CH3OH,该反应的化学方程式为 CO+2H2CH3OH 。
【答案】(1)①不属于;
②25%;
(2)CO+2H2 CH3OH。
【解答】解:(1)①由反应的化学方程式CO2+3H2 CH3OH+H2O可知,该反应不符合单换单、价改变的特点,不属于置换反应;
②设消耗CO2的质量为x。
CO2+3H2 CH3OH+H2O
44 32
x 3.2t
x=4.4t
则CO2的转化率为: ×100%=25%。
答:CO2的转化率为25%。
(2)CO和H2在高温、催化剂作用下也能合成CH3OH,该反应的化学方程式为:CO+2H2 CH3OH。
故答案为:
(1)①不属于;
②25%;
(2)CO+2H2 CH3OH。
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