2024年贵州省中考化学试卷
一、选择题(本题包括7个小题,每小题2分,共14分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2分)(2024•贵州)今年全国低碳日的主题是“绿色低碳美丽中国”。下列做法与这一主题不相符的是( )
A.随意焚烧废旧纸屑 B.积极参与植树造林
C.减少使用化石燃料 D.大力倡导节约用电
2.(2分)(2024•贵州)下列是粗盐提纯的部分实验操作,其中正确的是( )
A. 量取 B. 溶解 C. 过滤 D. 蒸发
3.(2分)(2024•贵州)唐朝诗人孟浩然《夏日南亭怀辛大》有诗句“荷风送香气,竹露滴清响”,能闻到荷花香的原因是( )
A.分子之间有间隔 B.分子的质量很小
C.分子在不断运动 D.分子的体积很小
4.(2分)(2024•贵州)氮化镁(Mg3N2)是一种高强度材料,已知Mg3N2中Mg的化合价为+2价,则N的化合价为( )
A.﹣3 B.﹣2 C.0 D.+5
5.(2分)(2024•贵州)合理使用化学肥料,可提高农作物产量。下列物质属于磷肥的是( )
A.CO(NH2)2 B.MgSO4
C.K2CO3 D.Ca(H2PO4)2
6.(2分)(2024•贵州)下列实验方案能解决相应实际问题的是( )
A.A B.B C.C D.D
7.(2分)(2024•贵州)为确定碱石灰干燥剂(CaO和NaOH的混合物)的干燥效果,测定其中CaO与NaOH的质量比。实验如下:
步骤1 取16.8g样品于锥形瓶中,向其中滴加过量稀盐酸,样品完全溶解,无气泡产生。
步骤2 向步骤1的锥形瓶中滴加Na2CO3溶液,Na2CO3溶液的体积与生成沉淀的质量变化曲线如图。下列说法正确的是( )
A.步骤1所得溶液中的溶质是CaCl2和NaCl
B.步骤2加入Na2CO3溶液立即观察到有沉淀产生
C.步骤2溶液中溶质的质量逐渐减小
D.该样品中CaO与NaOH的质量比为1:2
二、非选择题(本题包括7个小题,共46分)
8.(5分)(2024•贵州)化学在解决资源、能源、材料、环境、人类健康等相关问题上具有重要作用。
(1)我们周围的空气中,按体积计含量最多的气体是 。
(2)开发新能源已成为人类的迫切需求,写出一种新能源 。
(3)常用作食品包装袋的聚乙烯塑料属于 (选填“合成”或“天然”)有机高分子材料。
(4)水是生命之源,爱护水资源的做法有 。
(5)可在食盐中添加碘酸钾(KIO3),为人体补充元素,能预防甲状腺肿大。
9.(6分)(2024•贵州)阅读下面科普短文,回答问题。
自然界中,天然金刚石较少。人工合成金刚石通常需要在高温高压条件下才能进行。近期,科学家在一个标准大气压、1025℃条件下,将硅融入镓、铁、镍组成的液态金属中,通入甲烷(CH4)气体,硅(Si)与甲烷反应生成四氢化硅(SiH4)和石墨(C),石墨在液态金属表面转化成金刚石薄膜,其转化过程如图1和图2。金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性,在多领域有广泛的应用。
(1)从宏观上看,甲烷由元素组成。从微观上看,金刚石由构成。
(2)图1生成石墨的化学方程式为 ,图2变化的微观实质是 。
(3)金刚石薄膜的性质有 。
10.(10分)(2024•贵州)图1是实验室制取常见气体的装置,图2是探究铁生锈条件的实验装置,回答下列问题。
(1)用大理石和稀盐酸制取CO2的化学方程式为 ,发生装置是 (填字母序号)。
(2)加热高锰酸钾制取O2的化学方程式为 ,收集装置是 (填字母序号),检验O2的方法是 。
(3)装置F中分液漏斗内的试剂是 ,打开活塞,缓慢滴加试剂,持续反应5分钟后,装置G中的现象是 ,达到实验目的。
(4)火星的大气中含有大量CO2,科学家认为人类未来建设火星基地时,能利用火星大气中的CO2制取O2,理论依据是 。
11.(6分)(2024•贵州)燃烧是常见的化学变化。科学利用和控制燃烧为人类服务,可推动社会的可持续发展。
(1)蜡烛燃烧
用燃着的火柴将图1中相同大小的两支蜡烛点燃。
①用火柴引燃蜡烛,为蜡烛燃烧提供的条件是 。
②乙的烛芯比甲长,导致燃烧时更旺,原因是 。
③围绕甲、乙两支蜡烛的燃烧,你还想探究的问题是 。
(2)氢气燃烧
高压2024年5月3日,搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射。该火箭的发动机使用液氧液氢作为推进剂,火箭发动机运行简示图如图2。
①火箭升空时,燃烧室里反应的化学方程式为 。
②液体火箭发动机的优点是可以通过调控发动机内阀门来燃烧室调控动力。火箭运行过程中,为增大动力,应进行的操作是 。
12.(9分)(2024•贵州)贵州蕴藏丰富的铝、锰、锌、铁、铜等矿产资源。合理开采、充分利用这些矿产资源,可实现“富矿精开”。
Ⅰ.精准识矿
(1)金属的性质与存在形式。
①铝具有很好的抗腐蚀性,因为铝在空气中能与氧气反应形成一层致密的氧化铝薄膜,反应的化学方程式为 。
②分别在放有锰片、铜片的试管中加入稀硫酸,锰片表面有气泡产生,铜片表面无明显变化。由此可知金属活动性:锰 (选填“强”或“弱”)于铜。
③在放有锌片的试管中加入硫酸铜溶液,观察到的现象是 。
多数金属的化学性质比较活泼,它们主要以化合物的形式存在于自然界。如菱锌矿(ZnCO3)、铝土矿(Al2O3)、菱锰矿(MnCO3)等。
Ⅱ.精深用矿
(2)工业上用赤铁矿(Fe2O3)炼铁,CO与Fe2O3反应的化学方程式为 。炼铁时,加入菱锰矿可制得冶炼锰钢的材料。锰钢用作高铁的钢轨,利用了锰钢的性能。
(3)用某菱锰矿为原料制备高附加值新型电池材料Mn3O4的流程如图1。
已知:菱锰矿中除MnCO3外,还有SiO2;MnCO3能与稀硫酸发生复分解反应,SiO2不溶于水也不与稀硫酸反应;氨水呈碱性。
①过滤器中得到的滤渣是 。
②反应器中,MnSO4溶液与O2反应可生成锰的氧化物,如MnO2、Mn2O3、Mn3O4。发生的反应之一是6MnSO4+6H2O+O2═2Mn3O4↓+6X,X的化学式是 。
③70℃时,在反应器中保持通入的O2和MnSO4溶液的质量不变,只改变MnSO4溶液的溶质质量分数,测得生成含锰元素的固体中锰元素的质量分数与MnSO4溶液的溶质质量分数之间的关系如图2。由图可知,当MnSO4溶液的溶质质量分数为5.1%时,可获得高纯度的Mn3O4,当MnSO4溶液的溶质质量分数为其它数值时,Mn3O4纯度降低,原因可能是 。
13.(5分)(2024•贵州)大自然的鬼斧神工造就出千沟万壑、千瀑万洞的“喀斯特地貌”,贵州双河溶洞是全球白云岩喀斯特典型的范例,某小组同学开展了研究性学习。
任务一:调查溶洞概况
小组同学通过实地勘察,绘制部分洞穴剖面图如图1。
(1)溶洞岩石以白云岩为主,其中的CaCO3、MgCO3两种化合物的类别属于 (选填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)岩石裂缝渗水以及洞内地下水对白云岩不断侵蚀,形成千姿百态的溶洞地貌。测得A处渗水的pH<7,显性。
任务二:探究白云岩溶蚀与钟乳石的形成
【资料显示】当CaCO3遇到溶有CO2的水时,会生成溶解性较大的Ca(HCO3)2,发生反应①CaCO3+CO2+H2O═Ca(HCO3)2;溶有Ca(HCO3)2的水遇热或压强变小时,就会分解,重新形成CaCO3沉积下来,发生反应②Ca(HCO3)2═CaCO3↓+CO2↑+H2O。
【探究活动1】用CaCO3模拟白云岩的溶蚀
(1)设计方案制取CaCO3
白云岩中除CaCO3、MgCO3外,还含有多种成分。小组同学设计两种不同反应原理的方案制取CaCO3模拟溶蚀过程,完成下表。
(2)进行溶蚀模拟实验
实验一:用方案一进行实验,向盛有一定量氢氧化钙固体的烧杯中加入蒸馏水,搅拌,过滤,得到饱和澄清石灰水。取15mL饱和澄清石灰水于烧杯中,通入一定量CO2,观察到溶液立即变浑浊,继续通入过量CO2,浑浊液未变澄清。
【表达交流】根据资料显示中的反应①,应观察到浑浊液变澄清,现象与预期不符。经过讨论、分析,为达到实验目的,改进实验如下。
实验二:另取15mL饱和澄清石灰水于烧杯中,加入35mL蒸馏水,搅拌,通入一定量CO2,溶液逐渐变浑浊,继续通入过量CO2,浑浊液变澄清。
【分析与解释】改进后现象与预期相符。加入35mL蒸馏水的作用是 ,浑浊液变澄清的原因是 。
小组同学用其它的方法,证明了白云岩中的MgCO3也能在酸性条件下发生溶蚀。
【探究活动2】模拟钟乳石的形成
取实验二反应后的溶液,静置,放于低压环境,一段时间以后发现澄清溶液中出现浑浊现象,实验成功。
【迁移应用】图1中,滴水从B处下落的过程中,产生CO2的原因可能是 。
任务三:模拟洞内地下水对白云岩的溶蚀
洞内地下水中富含钙离子、锶离子、硫酸根离子等,小组同学用四种盐溶液进行地下水对白云岩的溶蚀实验,测得白云岩溶蚀率(溶蚀率:白云岩减少的质量与白云岩总质量的比值。)随时间变化的关系如图2。下列说法正确的是 (填字母序号)。
A.白云岩的溶蚀率随时间的增加而增大
B.锶离子含量越多,越能促进白云岩的溶蚀
C.混合溶液会增大白云岩的溶蚀率
D.白云岩的溶蚀受钙离子、锶离子的影响
【项目总结】沉积物是“时间胶囊”,可反映出它们形成时的地质环境,极具科研价值。
14.(5分)(2024•贵州)我国重载铁路加氢站今年投入了商业运营。机车加注80kg氢气做燃料,若用电解水的方法制取这些氢气,理论上需要水的质量是多少?(写出计算过程)
2024年贵州省中考化学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题包括7个小题,每小题2分,共14分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2分)(2024•贵州)今年全国低碳日的主题是“绿色低碳美丽中国”。下列做法与这一主题不相符的是( )
A.随意焚烧废旧纸屑 B.积极参与植树造林
C.减少使用化石燃料 D.大力倡导节约用电
【解答】解:A、随意焚烧废旧纸屑,会产生大量的空气污染物、二氧化碳等,不符合绿色低碳的理念,故选项正确。
B、积极参与植树造林,能净化空气,增加二氧化碳的吸收,促进植物的光合作用等,符合绿色低碳的理念,故选项错误。
C、减少使用化石燃料,能减少空气污染,减少二氧化碳的排放,符合绿色低碳的理念,故选项错误。
D、大力倡导节约用电,能节约电能,减少二氧化碳的排放,符合绿色低碳的理念,故选项错误。
故选:A。
2.(2分)(2024•贵州)下列是粗盐提纯的部分实验操作,其中正确的是( )
A. 量取 B. 溶解 C. 过滤 D. 蒸发
【解答】解:A、量取液体读数时,视线与液体的凹液面最低处保持水平,图中俯视刻度,图中所示操作错误。
B、溶解操作应在烧杯中进行,用玻璃棒不断搅拌,图中所示操作正确。
C、过滤时要注意“一贴、二低、三靠”的原则,图中缺少玻璃棒引流,图中所示操作错误。
D、正在加热的蒸发皿温度较高,为防止烫伤手,不能用手直接拿热的蒸发皿,应用坩埚钳夹取,图中所示操作错误。
故选:B。
3.(2分)(2024•贵州)唐朝诗人孟浩然《夏日南亭怀辛大》有诗句“荷风送香气,竹露滴清响”,能闻到荷花香的原因是( )
A.分子之间有间隔 B.分子的质量很小
C.分子在不断运动 D.分子的体积很小
【解答】解:“荷风送香气”,能闻到荷花的香味,是因为荷花花香中含有的分子是在不断运动的,向四周扩散,使人们闻到荷花花香。
故选:C。
4.(2分)(2024•贵州)氮化镁(Mg3N2)是一种高强度材料,已知Mg3N2中Mg的化合价为+2价,则N的化合价为( )
A.﹣3 B.﹣2 C.0 D.+5
【解答】解:Mg3N2中Mg的化合价为+2价,设氮元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:(+2)×3+2x=0,则x=﹣3价。
故选:A。
5.(2分)(2024•贵州)合理使用化学肥料,可提高农作物产量。下列物质属于磷肥的是( )
A.CO(NH2)2 B.MgSO4
C.K2CO3 D.Ca(H2PO4)2
【解答】解:A、CO(NH2)2中只含有氮、磷、钾这三种营养元素中的氮元素,属于氮肥,故选项错误。
B、MgSO4中不含氮、磷、钾这三种营养元素,一般不用作化肥,故选项错误。
C、K2CO3中只含有氮、磷、钾这三种营养元素中的钾元素,属于钾肥,故选项错误。
D、Ca(H2PO4)2中只含有氮、磷、钾这三种营养元素中的磷元素,属于磷肥,故选项正确。
故选:D。
6.(2分)(2024•贵州)下列实验方案能解决相应实际问题的是( )
A.A B.B C.C D.D
【解答】解:A、在盛有16gNaCl的烧杯中,加入100g蒸馏水,所得溶液中溶质质量分数为 100%<16%,故选项实验方案错误。
B、取样,分别加熟石灰研磨,闻气味,产生有刺激性气味气体的是NH4Cl,无明显气味的是KCl固体,可以鉴别,故选项实验方案正确。
C、取样,点燃,在火焰上方罩干冷烧杯,烧杯内壁出现水雾,说明生成了水,水是由氢元素和氧元素组成的,反应物氧气中只含有氧元素,说明乙醇中一定含有氢元素,无法确定是否含有氧元素,故选项实验方案错误。
D、稀硫酸能与过量的BaCl2溶液反应生成硫酸钡沉淀和盐酸,能除去杂质但引入了新的杂质氯化钡(过量的),不符合除杂原则,故选项实验方案错误。
故选:B。
7.(2分)(2024•贵州)为确定碱石灰干燥剂(CaO和NaOH的混合物)的干燥效果,测定其中CaO与NaOH的质量比。实验如下:
步骤1 取16.8g样品于锥形瓶中,向其中滴加过量稀盐酸,样品完全溶解,无气泡产生。
步骤2 向步骤1的锥形瓶中滴加Na2CO3溶液,Na2CO3溶液的体积与生成沉淀的质量变化曲线如图。下列说法正确的是( )
A.步骤1所得溶液中的溶质是CaCl2和NaCl
B.步骤2加入Na2CO3溶液立即观察到有沉淀产生
C.步骤2溶液中溶质的质量逐渐减小
D.该样品中CaO与NaOH的质量比为1:2
【解答】解:A、取16.8g样品于锥形瓶中,向其中滴加过量稀盐酸,样品完全溶解,无气泡产生,氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水,氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,稀盐酸过量,步骤1所得溶液中的溶质是CaCl2、NaCl、HCl,故选项说法错误。
B、加入Na2CO3溶液的体积与生成沉淀的质量变化曲线图,一开始没有沉淀生成,说明加入的碳酸钠溶液先与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,盐酸反应完,碳酸钠再与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,故选项说法错误。
C、由Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑,每73份质量的氯化氢转化为117份质量的氯化钠,溶质质量增加;由CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl,每111份质量的氯化钙转化为117份质量的氯化钠,溶质质量增加,故步骤2溶液中溶质的质量逐渐增加,故选项说法错误。
D、由图示可知,最终生成碳酸钙沉淀的质量为10g,化学反应前后钙元素的质量不变,则该样品中CaO的质量为10g× ×100%÷( ×100%)=5.6g,该样品中CaO与NaOH的质量比为5.6g:(16.8g﹣5.6g)=1:2,故选项说法正确。
故选:D。
二、非选择题(本题包括7个小题,共46分)
8.(5分)(2024•贵州)化学在解决资源、能源、材料、环境、人类健康等相关问题上具有重要作用。
(1)我们周围的空气中,按体积计含量最多的气体是氮气 。
(2)开发新能源已成为人类的迫切需求,写出一种新能源太阳能等 。
(3)常用作食品包装袋的聚乙烯塑料属于合成 (选填“合成”或“天然”)有机高分子材料。
(4)水是生命之源,爱护水资源的做法有洗手后及时关闭水龙头(合理即可) 。
(5)可在食盐中添加碘酸钾(KIO3),为人体补充碘 元素,能预防甲状腺肿大。
【解答】解:(1)们周围的空气中,按体积计含量最多的气体是氮气,约战空气总体积的78%。
(2)太阳能、风能、潮汐能等均属于新能源。
(3)聚乙烯塑料是塑料的一种,属于合成有机高分子材料。
(4)爱护水资源要从两方面做起:一方面要节约用水.另一方面要防止水体污染,洗手后及时关闭水龙头,用淘米水、洗衣水冲厕,均可以节约用水(合理即可)。
(5)碘是合成甲状腺激素的主要元素,缺乏会患甲状腺肿大,可在食盐中添加碘酸钾(KIO3),为人体补充碘元素,能预防甲状腺肿大。
故答案为
(1)氮气;
(2)太阳能等;
(3)合成;
(4)洗手后及时关闭水龙头(合理即可);
(5)碘。
9.(6分)(2024•贵州)阅读下面科普短文,回答问题。
自然界中,天然金刚石较少。人工合成金刚石通常需要在高温高压条件下才能进行。近期,科学家在一个标准大气压、1025℃条件下,将硅融入镓、铁、镍组成的液态金属中,通入甲烷(CH4)气体,硅(Si)与甲烷反应生成四氢化硅(SiH4)和石墨(C),石墨在液态金属表面转化成金刚石薄膜,其转化过程如图1和图2。金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性,在多领域有广泛的应用。
(1)从宏观上看,甲烷由碳、氢元素组成。从微观上看,金刚石由碳原子构成。
(2)图1生成石墨的化学方程式为 Si+CH4SiH4+C ,图2变化的微观实质是碳原子的排列方式发生改变 。
(3)金刚石薄膜的性质有具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性 。
【解答】解:(1)从宏观上看,甲烷由碳、氢元素组成。从微观上看,金刚石由碳原子构成;故答案为:碳、氢;碳原子;
(2)由微观反应示意图可知,在一定条件下,硅(Si)与甲烷反应生成四氢化硅(SiH4)和石墨(C),化学方程式为Si+CH4 SiH4+C;图2是由石墨转化为金刚石,该变化的微观实质是碳原子的排列方式发生改变;故答案为:Si+CH4 SiH4+C;碳原子的排列方式发生改变;
(3)由题干信息可知,金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性,故答案为:具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性。
10.(10分)(2024•贵州)图1是实验室制取常见气体的装置,图2是探究铁生锈条件的实验装置,回答下列问题。
(1)用大理石和稀盐酸制取CO2的化学方程式为 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ ,发生装置是 B (填字母序号)。
(2)加热高锰酸钾制取O2的化学方程式为 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ ,收集装置是 C或E (填字母序号),检验O2的方法是将带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃,证明是氧气 。
(3)装置F中分液漏斗内的试剂是过氧化氢溶液 ,打开活塞,缓慢滴加试剂,持续反应5分钟后,装置G中的现象是 ①处光亮的细铁丝发生锈蚀,②处光亮的细铁丝没有锈蚀 ,达到实验目的。
(4)火星的大气中含有大量CO2,科学家认为人类未来建设火星基地时,能利用火星大气中的CO2制取O2,理论依据是二氧化碳中含有氧元素 。
【解答】解:(1)实验室通常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,大理石和石灰石的主要成分是碳酸钙,能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;该反应属于固液常温型,发生装置选择B;故答案为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;B;
(2)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑;氧气的密度比空气大,可采用向上排空气法来收集,氧气不易溶于水,可采用排水法来收集;氧气具有助燃性,检验O2的方法是将带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃,证明是氧气;故答案为:2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑;C或E;将带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃,证明是氧气;
(3)F装置中的氧气发生装置属于固液常温型,因此分液漏斗内的试剂是过氧化氢溶液,①处的光亮的细铁丝与氧气和水蒸气共存,发生锈蚀,②处的光亮的细铁丝只与氧气接触,没有发生锈蚀,故答案为:过氧化氢溶液;①处光亮的细铁丝发生锈蚀,②处光亮的细铁丝没有锈蚀;
(4)由质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类不变。能利用火星大气中的CO2制取O2,理论依据是二氧化碳中含有氧元素;故答案为:二氧化碳中含有氧元素。
11.(6分)(2024•贵州)燃烧是常见的化学变化。科学利用和控制燃烧为人类服务,可推动社会的可持续发展。
(1)蜡烛燃烧
用燃着的火柴将图1中相同大小的两支蜡烛点燃。
①用火柴引燃蜡烛,为蜡烛燃烧提供的条件是使可燃物的温度达到其着火点 。
②乙的烛芯比甲长,导致燃烧时更旺,原因是可燃物与氧气的接触面积更大 。
③围绕甲、乙两支蜡烛的燃烧,你还想探究的问题是蜡烛燃烧的产物是什么 。
(2)氢气燃烧
高压2024年5月3日,搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射。该火箭的发动机使用液氧液氢作为推进剂,火箭发动机运行简示图如图2。
①火箭升空时,燃烧室里反应的化学方程式为 2H2+O22H2O 。
②液体火箭发动机的优点是可以通过调控发动机内阀门来燃烧室调控动力。火箭运行过程中,为增大动力,应进行的操作是控制阀门A和阀门B,使燃烧室内的液氢、液氧充分反应 。
【解答】解:(1)①用火柴引燃蜡烛,为蜡烛燃烧提供的条件是使可燃物的温度达到其着火点;故答案为:使可燃物的温度达到其着火点;
②乙的烛芯比甲长,导致燃烧时更旺,原因是可燃物与氧气的接触面积更大;故答案为:可燃物与氧气的接触面积更大;
③围绕甲、乙两支蜡烛的燃烧,还想探究的问题是蜡烛燃烧的产物是什么?故答案为:蜡烛燃烧的产物是什么;
(2)①在点燃的条件下,氢气与氧气反应生成水,化学方程式为2H2+O2 2H2O;故答案为:2H2+O2 2H2O;
②液体火箭发动机的优点是可以通过调控发动机内阀门来燃烧室调控动力。火箭运行过程中,为增大动力,应进行的操作是控制阀门A和阀门B,使燃烧室内的液氢、液氧充分反应;故答案为:控制阀门A和阀门B,使燃烧室内的液氢、液氧充分反应。
12.(9分)(2024•贵州)贵州蕴藏丰富的铝、锰、锌、铁、铜等矿产资源。合理开采、充分利用这些矿产资源,可实现“富矿精开”。
Ⅰ.精准识矿
(1)金属的性质与存在形式。
①铝具有很好的抗腐蚀性,因为铝在空气中能与氧气反应形成一层致密的氧化铝薄膜,反应的化学方程式为 4Al+3O2=2Al2O3 。
②分别在放有锰片、铜片的试管中加入稀硫酸,锰片表面有气泡产生,铜片表面无明显变化。由此可知金属活动性:锰强 (选填“强”或“弱”)于铜。
③在放有锌片的试管中加入硫酸铜溶液,观察到的现象是锌片附着一层红色固体,溶液由蓝色变成无色 。
多数金属的化学性质比较活泼,它们主要以化合物的形式存在于自然界。如菱锌矿(ZnCO3)、铝土矿(Al2O3)、菱锰矿(MnCO3)等。
Ⅱ.精深用矿
(2)工业上用赤铁矿(Fe2O3)炼铁,CO与Fe2O3反应的化学方程式为 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2; 。炼铁时,加入菱锰矿可制得冶炼锰钢的材料。锰钢用作高铁的钢轨,利用了锰钢的硬度大、耐腐蚀性能。
(3)用某菱锰矿为原料制备高附加值新型电池材料Mn3O4的流程如图1。
已知:菱锰矿中除MnCO3外,还有SiO2;MnCO3能与稀硫酸发生复分解反应,SiO2不溶于水也不与稀硫酸反应;氨水呈碱性。
①过滤器中得到的滤渣是 SiO2 。
②反应器中,MnSO4溶液与O2反应可生成锰的氧化物,如MnO2、Mn2O3、Mn3O4。发生的反应之一是6MnSO4+6H2O+O2═2Mn3O4↓+6X,X的化学式是 H2SO4。 。
③70℃时,在反应器中保持通入的O2和MnSO4溶液的质量不变,只改变MnSO4溶液的溶质质量分数,测得生成含锰元素的固体中锰元素的质量分数与MnSO4溶液的溶质质量分数之间的关系如图2。由图可知,当MnSO4溶液的溶质质量分数为5.1%时,可获得高纯度的Mn3O4,当MnSO4溶液的溶质质量分数为其它数值时,Mn3O4纯度降低,原因可能是 MnSO4溶液的溶质质量分数不同,生成不同的锰的氧化物 。
【解答】解:(1)①铝具有很好的抗腐蚀性,因为铝在空气中能与氧气反应形成一层致密的氧化铝薄膜,反应的化学方程式为:4Al+3O2=2Al2O3。
②金属活动性顺序中,排在氢前面的金属能与稀盐酸反应生成氢气。分别在放有锰片、铜片的试管中加入稀硫酸,锰片表面有气泡产生,说明锰在氢前。铜片表面无明显变化,说明铜在氢后。由此可知金属活动性:锰强于铜。
③金属活动性顺序中,排在前面的金属能将排在后面的金属从其化合物的水溶液中置换出来,在放有锌片的试管中加入硫酸铜溶液,发生反应的方程式为:Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4,生成的铜附着在锌片的表面,所以观察到的现象是:锌片附着一层红色固体,溶液由蓝色变成无色。
(2)工业上用赤铁矿(Fe2O3)炼铁,CO与Fe2O3反应生成二氧化碳和铁,反应的化学方程式为:Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2;炼铁时,加入菱锰矿可制得冶炼锰钢的材料。锰钢用作高铁的钢轨,利用了锰钢的硬度大、耐腐蚀的性能。
(3)①通过过滤可将难溶于水的固体物质与水分离,因为SiO2不溶于水也不与稀硫酸反应,所以过滤器中得到的滤渣是SiO2。
②反应前有6Mn、32O、12H、6S,反应后(X除外)有6Mn、8O,根据化学反应前后各种原子个数相等,则X的化学式是H2SO4。
③由图可知,当MnSO4溶液的溶质质量分数为5.1%时,可获得高纯度的Mn3O4,当MnSO4溶液的溶质质量分数为其它数值时,Mn3O4纯度降低,原因可能是MnSO4溶液的溶质质量分数不同,生成不同的锰的氧化物。
故答案为:(1)①4Al+3O2=2Al2O3;
②强;
③锌片附着一层红色固体,溶液由蓝色变成无色;
(2)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2;硬度大、耐腐蚀;
(3)①SiO2;
②H2SO4;
③MnSO4溶液的溶质质量分数不同,生成不同的锰的氧化物。
13.(5分)(2024•贵州)大自然的鬼斧神工造就出千沟万壑、千瀑万洞的“喀斯特地貌”,贵州双河溶洞是全球白云岩喀斯特典型的范例,某小组同学开展了研究性学习。
任务一:调查溶洞概况
小组同学通过实地勘察,绘制部分洞穴剖面图如图1。
(1)溶洞岩石以白云岩为主,其中的CaCO3、MgCO3两种化合物的类别属于盐 (选填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)岩石裂缝渗水以及洞内地下水对白云岩不断侵蚀,形成千姿百态的溶洞地貌。测得A处渗水的pH<7,显酸 性。
任务二:探究白云岩溶蚀与钟乳石的形成
【资料显示】当CaCO3遇到溶有CO2的水时,会生成溶解性较大的Ca(HCO3)2,发生反应①CaCO3+CO2+H2O═Ca(HCO3)2;溶有Ca(HCO3)2的水遇热或压强变小时,就会分解,重新形成CaCO3沉积下来,发生反应②Ca(HCO3)2═CaCO3↓+CO2↑+H2O。
【探究活动1】用CaCO3模拟白云岩的溶蚀
(1)设计方案制取CaCO3
白云岩中除CaCO3、MgCO3外,还含有多种成分。小组同学设计两种不同反应原理的方案制取CaCO3模拟溶蚀过程,完成下表。
(2)进行溶蚀模拟实验
实验一:用方案一进行实验,向盛有一定量氢氧化钙固体的烧杯中加入蒸馏水,搅拌,过滤,得到饱和澄清石灰水。取15mL饱和澄清石灰水于烧杯中,通入一定量CO2,观察到溶液立即变浑浊,继续通入过量CO2,浑浊液未变澄清。
【表达交流】根据资料显示中的反应①,应观察到浑浊液变澄清,现象与预期不符。经过讨论、分析,为达到实验目的,改进实验如下。
实验二:另取15mL饱和澄清石灰水于烧杯中,加入35mL蒸馏水,搅拌,通入一定量CO2,溶液逐渐变浑浊,继续通入过量CO2,浑浊液变澄清。
【分析与解释】改进后现象与预期相符。加入35mL蒸馏水的作用是增加碳酸氢钙溶解的量 ,浑浊液变澄清的原因是碳酸钙和二氧化碳、水反应生成可溶于水的碳酸氢钙 。
小组同学用其它的方法,证明了白云岩中的MgCO3也能在酸性条件下发生溶蚀。
【探究活动2】模拟钟乳石的形成
取实验二反应后的溶液,静置,放于低压环境,一段时间以后发现澄清溶液中出现浑浊现象,实验成功。
【迁移应用】图1中,滴水从B处下落的过程中,产生CO2的原因可能是压强变小,碳酸氢钙分解 。
任务三:模拟洞内地下水对白云岩的溶蚀
洞内地下水中富含钙离子、锶离子、硫酸根离子等,小组同学用四种盐溶液进行地下水对白云岩的溶蚀实验,测得白云岩溶蚀率(溶蚀率:白云岩减少的质量与白云岩总质量的比值。)随时间变化的关系如图2。下列说法正确的是 ACD (填字母序号)。
A.白云岩的溶蚀率随时间的增加而增大
B.锶离子含量越多,越能促进白云岩的溶蚀
C.混合溶液会增大白云岩的溶蚀率
D.白云岩的溶蚀受钙离子、锶离子的影响
【项目总结】沉积物是“时间胶囊”,可反映出它们形成时的地质环境,极具科研价值。
【解答】解:(1)CaCO3、MgCO3都是由金属离子和酸根离子构成的化合物,属于盐;
(2)pH<7,溶液呈酸性,则测得A处渗水的pH<7,显酸性;
【探究活动1】(1)方案一:氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
方案二:可用碳酸钠溶液和氢氧化钙溶液制取碳酸钙,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;
(2)【分析与解释】根据资料显示中的反应①CaCO3+CO2+H2O═Ca(HCO3)2可知,反应中要消耗水,若水的量不足,碳酸氢钙不能完全溶解,则加入35mL蒸馏水的作用是增加碳酸氢钙溶解的量,继续通入过量CO2,浑浊液变澄清,原因是碳酸钙和二氧化碳、水反应生成可溶于水的碳酸氢钙;
【迁移应用】图1中,滴水从B处下落的过程中,溶有较多碳酸氢钙的地下水从岩石层渗进溶洞时遭遇压强变小,碳酸氢钙逐渐转化为碳酸钙,同时放出二氧化碳并生成水,则产生CO2的原因可能是压强变小,碳酸氢钙分解;
任务三:根据图2可知,时间越长,白云岩的溶蚀率越大,即白云岩的溶蚀率随时间的增加而增大,故A正确;
B、根据图2可知,水中只有硫酸锶时,白云岩的溶蚀率越小,则锶离子含量越多,越能促进白云岩的溶蚀的说法错误,故B错误;
C、根据图2可知,水中含有硫酸钙、硫酸锶时,会增大白云岩的溶蚀率,故C正确;
D、根据图2可知,水中含有不同量的钙离子、锶离子时,白云岩的溶蚀率不同,则白云岩的溶蚀受钙离子、锶离子的影响,故D正确;
故选:ACD。
故答案为:(1)盐;
(2)酸:
【探究活动1】(1)方案一:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
方案二:碳酸钠溶液、氢氧化钙溶液;Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH;
(2)【分析与解释】增加碳酸氢钙溶解的量;碳酸钙和二氧化碳、水反应生成可溶于水的碳酸氢钙;
【迁移应用】压强变小,碳酸氢钙分解;
任务三:ACD。
14.(5分)(2024•贵州)我国重载铁路加氢站今年投入了商业运营。机车加注80kg氢气做燃料,若用电解水的方法制取这些氢气,理论上需要水的质量是多少?(写出计算过程)
【解答】解:理论上需要水的质量为x。
2H2O 2H2↑+O2↑
36 4
x 80kg
x=720kg
答:理论上需要水的质量为720kg。
声明:试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2024/7/5 13:58:34;用户:初中化学;邮箱:yjjy06@jyeoo.com;学号:42846410
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