2024年江苏省徐州市中考化学试卷
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意;每小题2分,共20分)
1.(2分)(2024•徐州)从化学视角研究水有重要意义。下列说法正确的是( )
A.水是最常用的溶剂
B.水蒸发属于化学变化
C.水由氢气和氧气组成
D.长期饮用硬水利于健康
2.(2分)(2024•徐州)造纸技术的提高与化学的发展密切相关。在唐朝时,人们在造纸过程中加“矾”以改善纸张质量。这种“矾”的主要成分为硫酸铝[Al2(SO4)3],硫酸铝所属的物质类别是( )
A.混合物 B.酸 C.氧化物 D.化合物
3.(2分)(2024•徐州)“粗盐的初步提纯”实验中,多次使用的一种玻璃仪器是( )
A. 托盘天平 B. 玻璃棒
C. 漏斗 D. 蒸发皿
4.(2分)(2024•徐州)下列物质的性质和用途对应关系不正确的是( )
A.生石灰具有吸水性,可作干燥剂
B.红磷能燃烧产生白烟,可作烟幕弹
C.一氧化碳具有毒性,可用于炼铁
D.金刚石硬度大,可用于切割玻璃
阅读下列材料,完成第5~6题:
空间站和潜水艇等密闭环境中的氧气从何而来?一方面通过地面携带加压氧气罐,另一方面可通过化学方法进行制氧,例如:
空间站利用太阳能电池板供电,电解水制氧,反应的化学方程式为2H2O 2H2↑+O2↑。
潜水艇利用氧烛(主要含氯酸钠)制氧,反应的化学方程式为2NaClO3 2NaCl+3O2↑
5.下列化学用语表述正确的是( )
A.氧元素:O2
B.四个氢分子:2H2
C.两个钠原子:2Na
D.氯元素的化合价:Na O3
6.下列相关说法正确的是( )
A.氧气加压后,氧分子的体积变小
B.氯酸钠和氯酸钾加热都可以产生氧气
C.太阳能不可以直接转化为电能
D.氧烛中加入催化剂可以产生更多氧气
7.(2分)(2024•徐州)为探究燃烧的条件,向粘有蜡烛的烧杯中加入水并点燃蜡烛,装置如图。蜡烛燃烧至水面处时熄灭,其主要原因是( )
A.蜡烛与氧气隔绝 B.蜡烛的着火点降低
C.蜡烛没有可燃性 D.燃烧产生二氧化碳
8.(2分)(2024•徐州)为了实现碳的资源化利用,我国科学家用纳米镍粒子作催化剂将二氧化碳合成甲烷,反应的化学方程式为CO2+4H2 CH4+2X。下列说法正确的是( )
A.X的化学式为H2O2
B.甲烷中碳、氢元素的质量比为3:1
C.反应前后分子的数目不变
D.参加反应的CO2和H2的质量比为22:1
9.(2分)(2024•徐州)下列与硫酸相关的实验操作规范且能达到实验目的的是( )
A.A B.B C.C D.D
10.(2分)(2024•徐州)人类开发利用金属的时间和金属的活动性有关。为探究金属的活动性强弱,用如图装置进行实验。下列说法不正确的是( )
A.实验前需要打磨金属片,除去表面的氧化膜
B.若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡
C.若向乙试管加入ZnSO4溶液,能得出锌的金属活动性比铜强
D.若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,能得出三种金属的活动性:Zn>Cu>Ag
二、填空题(本大题共有3小题,共15分)
11.(4分)(2024•徐州)徐州是汉文化历史名城。
(1)汉画像石“庖厨图”描述了古人用炉火烤肉串的情景,肉串富含的营养成分是 。
(2)东汉“铜牛灯”由材料制成,灯油燃烧产生的烟雾能被灯体内的水吸收,这对室内环境起到作用。
(3)博物馆用氮气作保护气保存珍贵文物,因为氮气的化学性质 。
12.(6分)(2024•徐州)蒸汽眼罩是常见的缓解眼睛疲劳的产品,使用原理是其中的发热剂(含有铁粉、氯化钠、活性炭和吸水树脂等)能释放热量,产生水蒸气。取发热剂进行如下探究。
(1)向发热剂中加入适量硫酸铜溶液,观察到有红色固体出现,说明发热剂含有 ,发生反应的基本反应类型为 。
(2)发热剂发热的原理是铁粉与反应生成铁锈放热,铁生锈是缓慢氧化放热不明显,而蒸汽眼罩打开即迅速升温,这与发热剂中含有的氯化钠、活性炭有关,其中活性炭具有性。
(3)取足量发热剂测定空气中氧气的含量,装置如图,气密性良好。广口瓶容积为150mL,量筒内水的体积为50mL。一段时间后,打开弹簧夹,进入瓶内的水的体积最多为 mL。
(4)影响蒸汽眼罩使用效果的因素很多,请列举一条: 。
13.(5分)(2024•徐州)铝的应用涉及生产、生活的各个方面。工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含沙石等杂质)制备铝的主要流程如图所示:
(1)过程①、②都包含固液分离的操作,该操作名称是 。
(2)为加快铝土矿与NaOH溶液反应的速率,可采取的措施是 。
(3)生成Al(OH)3的反应中,反应物除了有NaAlO2、CO2,还有一种氧化物为 。
(4)写出电解氧化铝获得铝的化学方程式: 。
三、实验与探究题(本大题共有2小题,共25分)
14.(11分)(2024•徐州)兴趣小组在老师指导下用稀盐酸和石灰石制取二氧化碳,并进行相关性质探究。
(1)实验室用A装置制取CO2,先向 (填仪器名称)加入石灰石,再向长颈漏斗中注入稀盐酸,反应的化学方程式为 。用B装置收集CO2,气体应从导管 (填“a”或“b”)端通入,因为CO2的密度 。
(2)连接装置A和C,将CO2通入滴有酚酞试液的澄清石灰水中,观察到澄清的石灰水变浑浊,还可能观察到的现象为 ,装置D可用来证实植物的光合作用,通入适量CO2后,进行光照,试管内有气泡产生,检验试管内气体的方法是 。
(3)实验室用A装置还可以制备氧气或氢气,请写出其中一个反应的化学方程式: 。
(4)用注射器向集满CO2的密闭的集气瓶中注入20mL水,并不断振荡,装置如图1。同时用气体压强传感器采集数据,如图2,图中曲线EF段气体压强迅速上开的原因是 ,曲线FG段气体压强逐渐减小,说明CO2具有的性质是 。
15.(14分)(2024•徐州)我国化工专家侯德榜创立了“侯氏联合制碱法”,为纯碱(Na2CO3)制造作出了重大贡献,促进了世界制碱技术的发展。化学小组对制碱过程进行项目化学习。
任务1:认识原理
NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl;
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O。
任务2:制备原料
(1)配制饱和氯化钠溶液。常温下,NaCl的溶解度为36g。该温度下,将 gNaCl固体完全溶解于50g水配得饱和溶液,此溶液的溶质质量分数为 (结果精确到0.1%)。从微观角度分析,下列图示中最接近NaCl溶液真实情况的是 (填字母)。
(2)获取气体。加热硫酸铵和氢氧化钙的固体混合物,将湿润的红色石蕊试纸放在导管a端,当观察到时,连接ab,收集NH3,待储气袋集满后关闭弹簧夹,如图1。再用相同规格的储气袋集满一袋CO2气体。
任务3:探秘变化
用注射器抽取约5mL饱和食盐水,从导管b端汪入盛有NH3的储气袋中,关闭弹簧夹,振荡至储气袋完全变瘪。再将该袋内全部液体用注射器吸出,注入盛有CO2的储气袋中,关闭弹簧夹充分振荡,静置后观察到袋内有白色固体析出。请结合图2溶解度曲线回答下列问题。
(3)析出的白色固体为NaHCO3的主要原因是 。袋内溶液中是否含有NaHCO3?请设计实验方案证明: (不可使用酸碱指示剂,写出操作、现象和结论)。
(4)NaHCO3的溶解度在60℃后无数据,原因可能是 。
任务4:应用产品
(5)析出得到的NaHCO3固体加热分解即制得产品——纯碱。工业上可用纯碱和熟石灰反应制取氢氧化钠,反应的化学方程式为 。
(6)副产品NH4Cl在农业上可用作 。某工厂用65吨NaCl(利用率在90%以上)生产纯碱,同时得到NH4Cl的质量至少是多少吨?(写出计算过程,结果保留一位小数)
2024年江苏省徐州市中考化学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意;每小题2分,共20分)
1.(2分)(2024•徐州)从化学视角研究水有重要意义。下列说法正确的是( )
A.水是最常用的溶剂
B.水蒸发属于化学变化
C.水由氢气和氧气组成
D.长期饮用硬水利于健康
【答案】A
【解答】解:A、水是最常用的溶剂,故选项说法正确。
B、水蒸发,只是状态发生改变,没有新物质生成,属于物理变化,故选项说法错误。
C、水是由氢元素和氧元素组成的,不含氢气和氧气,故选项说法错误。
D、长期饮用硬水对身体健康不利,会造成患结石等,故选项说法错误。
故选:A。
2.(2分)(2024•徐州)造纸技术的提高与化学的发展密切相关。在唐朝时,人们在造纸过程中加“矾”以改善纸张质量。这种“矾”的主要成分为硫酸铝[Al2(SO4)3],硫酸铝所属的物质类别是( )
A.混合物 B.酸 C.氧化物 D.化合物
【答案】D
【解答】解:A、硫酸铝[Al2(SO4)3]中只含有硫酸铝一种物质,属于纯净物,故选项错误。
B、硫酸铝[Al2(SO4)3]是由铝离子和硫酸根离子构成的化合物,属于盐,不属于酸,故选项错误。
C、硫酸铝[Al2(SO4)3]是由铝、硫、氧三种元素组成的化合物,不属于氧化物,故选项错误。
D、硫酸铝[Al2(SO4)3]是由铝、硫、氧三种元素组成的纯净物,属于化合物,故选项正确。
故选:D。
3.(2分)(2024•徐州)“粗盐的初步提纯”实验中,多次使用的一种玻璃仪器是( )
A. 托盘天平 B. 玻璃棒
C. 漏斗 D. 蒸发皿
【答案】B
【解答】解:粗盐的主要成分是氯化钠,氯化钠易溶于水,泥沙难溶于水,通过溶解(把不溶物与氯化钠初步分离)、过滤(把不溶物彻底除去)、蒸发(氯化钠从溶液中分离出来)能得到精盐。溶解操作所需仪器是烧杯、玻璃棒;过滤操作所需仪器是烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台;蒸发操作所需仪器是铁架台、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒,则多次使用的一种玻璃仪器是玻璃棒。
故选:B。
4.(2分)(2024•徐州)下列物质的性质和用途对应关系不正确的是( )
A.生石灰具有吸水性,可作干燥剂
B.红磷能燃烧产生白烟,可作烟幕弹
C.一氧化碳具有毒性,可用于炼铁
D.金刚石硬度大,可用于切割玻璃
【答案】C
【解答】解:A、生石灰具有吸水性,可作干燥剂,故选项说法正确。
B、红磷能燃烧产生大量的白烟,可作烟幕弹,故选项说法正确。
C、一氧化碳具有还原性,可用于炼铁,故选项说法错误。
D、金刚石硬度大,可用于切割玻璃,故选项说法正确。
故选:C。
阅读下列材料,完成第5~6题:
空间站和潜水艇等密闭环境中的氧气从何而来?一方面通过地面携带加压氧气罐,另一方面可通过化学方法进行制氧,例如:
空间站利用太阳能电池板供电,电解水制氧,反应的化学方程式为2H2O 2H2↑+O2↑。
潜水艇利用氧烛(主要含氯酸钠)制氧,反应的化学方程式为2NaClO3 2NaCl+3O2↑
5.下列化学用语表述正确的是( )
A.氧元素:O2
B.四个氢分子:2H2
C.两个钠原子:2Na
D.氯元素的化合价:Na O3
【答案】C
【解答】解:A、元素符号书写时一大二小,所以氧元素表示为O,故A错误;
B、标在分子符号前面的数字表示分子的个数,所以四个氢分子表示为:4H2,故B错误;
C、标在原子符号前面的数字表示原子的个数,所以两个钠原子表示为:2Na,故C正确;
D、元素化合价的表示方法:确定出化合物中所要标出的元素的化合价,然后在其化学式该元素的上方用正负号和数字表示,正负号在前,数字在后,所以氯元素的化合价表示为:Na O3,故D错误。
故选:C。
6.下列相关说法正确的是( )
A.氧气加压后,氧分子的体积变小
B.氯酸钠和氯酸钾加热都可以产生氧气
C.太阳能不可以直接转化为电能
D.氧烛中加入催化剂可以产生更多氧气
【答案】B
【解答】解:A、氧气加压后,氧分子的间隔变小,故A错误;
B、实验室制取氧气可以是加热氯酸钾和二氧化锰的混合物,潜水艇利用氧烛(主要含氯酸钠)制氧是氯酸钠,故B正确;
C、太阳能电池可以直接转化为电能,故C错误;
D、催化剂只能改变反应的速率,不会影响生成物的质量,故D错误。
故选:B。
7.(2分)(2024•徐州)为探究燃烧的条件,向粘有蜡烛的烧杯中加入水并点燃蜡烛,装置如图。蜡烛燃烧至水面处时熄灭,其主要原因是( )
A.蜡烛与氧气隔绝 B.蜡烛的着火点降低
C.蜡烛没有可燃性 D.燃烧产生二氧化碳
【答案】A
【解答】解:A、向粘有蜡烛的烧杯中加入水并点燃蜡烛,蜡烛燃烧至水面处时熄灭,是因为水使蜡烛和氧气隔绝,故选项正确。
B、着火点是物质本身固有的属性,蜡烛的着火点没有降低,故选项错误。
C、蜡烛具有可燃性,故选项错误。
D、蜡烛燃烧至水面处时熄灭,不是因为燃烧产生二氧化碳,故选项错误。
故选:A。
8.(2分)(2024•徐州)为了实现碳的资源化利用,我国科学家用纳米镍粒子作催化剂将二氧化碳合成甲烷,反应的化学方程式为CO2+4H2 CH4+2X。下列说法正确的是( )
A.X的化学式为H2O2
B.甲烷中碳、氢元素的质量比为3:1
C.反应前后分子的数目不变
D.参加反应的CO2和H2的质量比为22:1
【答案】B
【解答】解:A、由反应的化学方程式CO2+4H2 CH4+2X,反应前碳、氢、氧原子个数分别为1、8、2,反应后的生成物中碳、氢、氧原子个数分别为1、4、0,根据化学反应前后原子种类、数目不变,则2X分子中含有4个氢原子和2个氧原子,则每个X分子由2个氢原子和1个氧原子构成,则物质X的化学式为H2O,故选项说法错误。
B、甲烷中碳、氢元素的质量比为12:(1×4)=3:1,故选项说法正确。
C、微观上,该反应是1个二氧化碳分子和4个氢分子反应生成1个甲烷分子和2个水分子,反应前后分子的数目减少,故选项说法错误。
D、参加反应的CO2和H2的质量比为44:(2×4)=11:2,故选项说法错误。
故选:B。
9.(2分)(2024•徐州)下列与硫酸相关的实验操作规范且能达到实验目的的是( )
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解答】解:A、稀释浓硫酸时,要把浓硫酸慢慢地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时散失;一定不能把水注入浓硫酸中,以防止酸液飞溅,故选项说法错误。
B、用pH试纸测定溶液的pH时,正确的操作方法为在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用洁净、干燥的玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH。不能将pH试纸伸入待测液中,以免污染待测液,故选项说法错误。
C、中和碱性废水,可向碱性废水中加入适量的稀硫酸,故选项说法正确。
D、铁锈的主要成分氧化铁和稀硫酸完全反应后,铁能与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,不能将生锈的铁制品长时间浸泡在过量的稀硫酸中,故选项说法错误。
故选:C。
10.(2分)(2024•徐州)人类开发利用金属的时间和金属的活动性有关。为探究金属的活动性强弱,用如图装置进行实验。下列说法不正确的是( )
A.实验前需要打磨金属片,除去表面的氧化膜
B.若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡
C.若向乙试管加入ZnSO4溶液,能得出锌的金属活动性比铜强
D.若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,能得出三种金属的活动性:Zn>Cu>Ag
【答案】D
【解答】解:A、实验前需要打磨金属片,除去表面的氧化膜,以防止对实验造成干扰,故选项说法正确。
B、若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡,故选项说法正确。
C、若向乙试管加入ZnSO4溶液,无明显现象,能得出锌的金属活动性比铜强,故选项说法正确。
D、若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,锌、铜均能与硝酸银溶液反应,说明了金属活动性锌>银,铜>银,但无法确定锌和铜的活动性强弱,故选项说法错误。
故选:D。
二、填空题(本大题共有3小题,共15分)
11.(4分)(2024•徐州)徐州是汉文化历史名城。
(1)汉画像石“庖厨图”描述了古人用炉火烤肉串的情景,肉串富含的营养成分是蛋白质 。
(2)东汉“铜牛灯”由金属材料制成,灯油燃烧产生的烟雾能被灯体内的水吸收,这对室内环境起到净化作用。
(3)博物馆用氮气作保护气保存珍贵文物,因为氮气的化学性质不活泼 。
【答案】(1)蛋白质;
(2)金属;净化;
(3)不活泼。
【解答】解:(1)肉串中富含蛋白质。
(2)东汉“铜牛灯”是用青铜制成的,青铜是铜的合金,属于金属材料;灯油燃烧产生的烟雾能被灯体内的水吸收,这对室内环境起到净化作用。
(3)博物馆用氮气作保护气保存珍贵文物,因为氮气的化学性质不活泼。
故答案为:
(1)蛋白质;
(2)金属;净化;
(3)不活泼。
12.(6分)(2024•徐州)蒸汽眼罩是常见的缓解眼睛疲劳的产品,使用原理是其中的发热剂(含有铁粉、氯化钠、活性炭和吸水树脂等)能释放热量,产生水蒸气。取发热剂进行如下探究。
(1)向发热剂中加入适量硫酸铜溶液,观察到有红色固体出现,说明发热剂含有铁粉 ,发生反应的基本反应类型为置换反应 。
(2)发热剂发热的原理是铁粉与氧气、水反应生成铁锈放热,铁生锈是缓慢氧化放热不明显,而蒸汽眼罩打开即迅速升温,这与发热剂中含有的氯化钠、活性炭有关,其中活性炭具有吸附性。
(3)取足量发热剂测定空气中氧气的含量,装置如图,气密性良好。广口瓶容积为150mL,量筒内水的体积为50mL。一段时间后,打开弹簧夹,进入瓶内的水的体积最多为 30 mL。
(4)影响蒸汽眼罩使用效果的因素很多,请列举一条: 发热剂中氯化钠、活性炭的含量(或铁粉是否变质、蒸汽眼罩的外包装的密封性能是否好等) 。
【答案】(1)铁粉;置换反应;
(2)氧气、水;吸附;
(3)30;
(4)发热剂中氯化钠、活性炭的含量(或铁粉是否变质、蒸汽眼罩的外包装的密封性能是否好等)。
【解答】解:(1)发热剂中加入适量硫酸铜溶液,观察到有红色固体出现,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,说明发热剂含有铁粉;该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,属于置换反应。
(2)发热剂发热的原理是铁粉与氧气、水反应生成铁锈放热,铁生锈是缓慢氧化放热不明显,而蒸汽眼罩打开即迅速升温,这与发热剂中含有的氯化钠、活性炭有关,其中活性炭具有吸附性。
(3)广口瓶容积为150mL,量筒内水的体积为50mL。氧气约占空气总体积的五分之一,广口瓶中氧气的体积为150mL× =30mL,则一段时间后,打开弹簧夹,进入瓶内的水的体积最多为30mL。
(4)铁生锈是缓慢氧化放热不明显,蒸汽眼罩打开即迅速升温,这与发热剂中含有的氯化钠、活性炭有关,影响蒸汽眼罩使用效果的因素很多,如发热剂中氯化钠、活性炭的含量,铁粉是否变质,蒸汽眼罩的外包装的密封性能是否好等。
故答案为:
(1)铁粉;置换反应;
(2)氧气、水;吸附;
(3)30;
(4)发热剂中氯化钠、活性炭的含量(或铁粉是否变质、蒸汽眼罩的外包装的密封性能是否好等)。
13.(5分)(2024•徐州)铝的应用涉及生产、生活的各个方面。工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含沙石等杂质)制备铝的主要流程如图所示:
(1)过程①、②都包含固液分离的操作,该操作名称是过滤 。
(2)为加快铝土矿与NaOH溶液反应的速率,可采取的措施是将铝土矿粉碎(或搅拌、增大碱溶液的浓度、加热等) 。
(3)生成Al(OH)3的反应中,反应物除了有NaAlO2、CO2,还有一种氧化物为 H2O 。
(4)写出电解氧化铝获得铝的化学方程式: 2Al2O34Al+3O2↑ 。
【答案】(1)过滤;
(2)将铝土矿粉碎(或搅拌、增大碱溶液的浓度、加热等);
(3)H2O;
(4)2Al2O3 4Al+3O2↑。
【解答】解:(1)过程①、②都包含固液分离的操作,过滤是把不溶于液体的固体与液体分离的一种方法,则该操作名称是过滤。
(2)将铝土矿粉碎,搅拌,能增大反应物的接触面积,提高化学反应速率;增大碱溶液的浓度、加热等,也可以提高化学反应速率。
(3)二氧化碳和NaAlO2溶液反应,生成Al(OH)3,由质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,生成Al(OH)3的反应中,反应物除了有NaAlO2、CO2,还有一种氧化物为H2O。
(4)电解氧化铝生成铝,同时应生成氧气,反应的化学方程式为2Al2O3 4Al+3O2↑。
故答案为:
(1)过滤;
(2)将铝土矿粉碎(或搅拌、增大碱溶液的浓度、加热等);
(3)H2O;
(4)2Al2O3 4Al+3O2↑。
三、实验与探究题(本大题共有2小题,共25分)
14.(11分)(2024•徐州)兴趣小组在老师指导下用稀盐酸和石灰石制取二氧化碳,并进行相关性质探究。
(1)实验室用A装置制取CO2,先向锥形瓶 (填仪器名称)加入石灰石,再向长颈漏斗中注入稀盐酸,反应的化学方程式为 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 。用B装置收集CO2,气体应从导管 b (填“a”或“b”)端通入,因为CO2的密度比空气大 。
(2)连接装置A和C,将CO2通入滴有酚酞试液的澄清石灰水中,观察到澄清的石灰水变浑浊,还可能观察到的现象为溶液由红色变成无色 ,装置D可用来证实植物的光合作用,通入适量CO2后,进行光照,试管内有气泡产生,检验试管内气体的方法是把带火星的木条伸入试管内,若木条复燃,则是氧气 。
(3)实验室用A装置还可以制备氧气或氢气,请写出其中一个反应的化学方程式: 2H2O22H2O+O2↑或Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 。
(4)用注射器向集满CO2的密闭的集气瓶中注入20mL水,并不断振荡,装置如图1。同时用气体压强传感器采集数据,如图2,图中曲线EF段气体压强迅速上开的原因是注射器中的水进入集气瓶中,使气体的体积缩小,压强增大 ,曲线FG段气体压强逐渐减小,说明CO2具有的性质是能溶于水 。
【答案】(1)锥形瓶;CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;b;比空气大;
(2)溶液由红色变成无色;把带火星的木条伸入试管内,若木条复燃,则是氧气;
(3)2H2O2 2H2O+O2↑或Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;
(4)注射器中的水进入集气瓶中,使气体的体积缩小,压强增大;能溶于水。
【解答】解:(1)实验室用A装置制取CO2,先向锥形瓶中加入石灰石,再向长颈漏斗中注入稀盐酸,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;二氧化碳的密度比空气大,用B装置收集CO2,气体应从导管b端通入;
(2)滴有无色酚酞溶液的澄清石灰水呈红色,通入二氧化碳后,二氧化碳和氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和水,当二氧化碳恰好和氢氧化钙反应或二氧化碳过量时,溶液呈中性或酸性,红色溶液变成无色;通入适量CO2后,进行光照,绿色植物进行光合作用,消耗二氧化碳生成氧气,氧气具有助燃性,检验氧气的方法是:把带火星的木条伸入试管内,若木条复燃,则是氧气;
(3)A装置属于固、液常温型,可用作过氧化氢制取氧气的发生装置,也可用作锌和稀硫酸反应生成氢气的发生装置,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为:2H2O2 2H2O+O2↑,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式为:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;
(4)如图2,图中曲线EF段气体压强迅速上开的原因是注射器中的水进入集气瓶中,使气体的体积缩小,压强增大;曲线FG段气体压强逐渐减小,说明CO2具有的性质是能溶于水。
故答案为:
(1)锥形瓶;CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;b;比空气大;
(2)溶液由红色变成无色;把带火星的木条伸入试管内,若木条复燃,则是氧气;
(3)2H2O2 2H2O+O2↑或Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;
(4)注射器中的水进入集气瓶中,使气体的体积缩小,压强增大;能溶于水。
15.(14分)(2024•徐州)我国化工专家侯德榜创立了“侯氏联合制碱法”,为纯碱(Na2CO3)制造作出了重大贡献,促进了世界制碱技术的发展。化学小组对制碱过程进行项目化学习。
任务1:认识原理
NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl;
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O。
任务2:制备原料
(1)配制饱和氯化钠溶液。常温下,NaCl的溶解度为36g。该温度下,将 18 gNaCl固体完全溶解于50g水配得饱和溶液,此溶液的溶质质量分数为 26.5% (结果精确到0.1%)。从微观角度分析,下列图示中最接近NaCl溶液真实情况的是 A (填字母)。
(2)获取气体。加热硫酸铵和氢氧化钙的固体混合物,将湿润的红色石蕊试纸放在导管a端,当观察到湿润的红色石蕊试纸变蓝色时,连接ab,收集NH3,待储气袋集满后关闭弹簧夹,如图1。再用相同规格的储气袋集满一袋CO2气体。
任务3:探秘变化
用注射器抽取约5mL饱和食盐水,从导管b端汪入盛有NH3的储气袋中,关闭弹簧夹,振荡至储气袋完全变瘪。再将该袋内全部液体用注射器吸出,注入盛有CO2的储气袋中,关闭弹簧夹充分振荡,静置后观察到袋内有白色固体析出。请结合图2溶解度曲线回答下列问题。
(3)析出的白色固体为NaHCO3的主要原因是相同温度下,NaHCO3溶解度小于NH4Cl的溶解度 。袋内溶液中是否含有NaHCO3?请设计实验方案证明: 取少量袋内溶液于试管中,滴加适量的稀盐酸,若有气泡冒出,说明袋内溶液中含有NaHCO3 (不可使用酸碱指示剂,写出操作、现象和结论)。
(4)NaHCO3的溶解度在60℃后无数据,原因可能是 60℃时溶液中的碳酸氢钠受热分解 。
任务4:应用产品
(5)析出得到的NaHCO3固体加热分解即制得产品——纯碱。工业上可用纯碱和熟石灰反应制取氢氧化钠,反应的化学方程式为 Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH 。
(6)副产品NH4Cl在农业上可用作氮肥 。某工厂用65吨NaCl(利用率在90%以上)生产纯碱,同时得到NH4Cl的质量至少是多少吨?(写出计算过程,结果保留一位小数)
【答案】(1)18;26.5%;A;
(2)湿润的红色石蕊试纸变蓝色;
(3)相同温度下,NaHCO3溶解度小于NH4Cl的溶解度;取少量袋内溶液于试管中,滴加适量的稀盐酸,若有气泡冒出,说明袋内溶液中含有NaHCO3;
(4)60℃时溶液中的碳酸氢钠受热分解;
(5)Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH;
(6)氮肥;53.5吨。
【解答】解:(1)常温下,NaCl的溶解度为36g,则该温度下,将18ggNaCl固体完全溶解于50g水配得饱和溶液,此溶液的溶质质量分数为 ×100%≈26.5%,NaCl溶液中含有钠离子、氯离子和水分子三种微粒,则从微观角度分析,下列图示中最接近NaCl溶液真实情况的是A;
(2)加热硫酸铵和氢氧化钙的固体混合物生成硫酸钙、氨气和水,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,则将湿润的红色石蕊试纸放在导管a端,当观察到湿润的红色石蕊试纸变蓝色时,连接ab,收集NH3;
(3)由于相同温度下,NaHCO3溶解度小于NH4Cl的溶解度,所以析出的白色固体为NaHCO3,碳酸氢钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,则证明袋内溶液中是否含有NaHCO3的实验方案为取少量袋内溶液于试管中,滴加适量的稀盐酸,若有气泡冒出,说明袋内溶液中含有NaHCO3;
(4)NaHCO3的溶解度在60℃后无数据,原因可能是60℃时溶液中的碳酸氢钠受热分解;
(5)纯碱是碳酸钠的俗称,熟石灰是氢氧化钙的俗称,碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,反应的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH;
(6)副产品NH4Cl在农业上可用作氮肥,由反应原理可得关系式为NaCl~NH4Cl,参加反应的氯化钠质量至少为65吨×90%=58.5吨;
设得到NH4Cl的质量为x,
NaCl~NH4Cl
58.5 53.5
58.5吨 x
=
x=53.5吨
答:同时得到NH4Cl的质量至少是53.5吨。
故答案为:(1)18;26.5%;A;
(2)湿润的红色石蕊试纸变蓝色;
(3)相同温度下,NaHCO3溶解度小于NH4Cl的溶解度;取少量袋内溶液于试管中,滴加适量的稀盐酸,若有气泡冒出,说明袋内溶液中含有NaHCO3;
(4)60℃时溶液中的碳酸氢钠受热分解;
(5)Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH;
(6)氮肥;53.5吨。
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