初中化学质量守恒定律及其应用解答题

生活中的泡沫灭火器常装有硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液，使用时把泡沫灭火器倒转，两种药液相互混合，发生如下化学反应：

1Al₂（SO₄）₃+　　NaHCO₃═　　Na₂SO₄+　　Al（OH）₃↓+　　CO₂↑

（1）请完成上述反应的化学方程式的配平。

（2）上述反应生成的大量二氧化碳跟发泡剂（主要成分是皂角等原料制取的液体）混合形成液体泡沫，从喷嘴中快速喷射出来，覆盖在燃烧物的表面，以达到灭火目的。其中应用的灭火原理有　　。

（3）当电器发生火灾时，应先　　，然后才能使用泡沫灭火器。

（4）泡沫灭火器表面通常喷红漆防锈防锈的原理是　　。

自来水厂的生活用水常用氯气来杀菌消毒．氯气是一种黄绿色有刺激性气味的气体，把氯气通入水中生成两种酸，其中一种酸有强氧化性，可杀菌消毒，该酸性质不稳定，见光分解产产生O₂．

（1）根据上述信息写出氯气的一种物理性质：　　．

（2）C1₂+H₂O＝HCl+X，X的化学式为　　．

石灰石和铁的化合物在生产、生活中有着广泛的应用．

（1）炼铁的原理是一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，写出该反应的化学反应方程式 　　．

（2）牙膏中常用轻质碳酸钙粉末做摩擦剂．生产轻质碳酸钙的主要过程：①煅烧石灰石制得氧化钙； ②氧化钙加水制成石灰乳[主要成分是Ca（OH） ₂]； ③石灰乳与二氧化碳反应得到碳酸钙．写出③的化学方程式 　　．

（3） 取62.5g含碳酸钙80%的石灰石（杂质不含钙元素且不参加反应）高温煅烧，一段时间后停止加热，测得剩余固体中钙元素的质量分数为40%，则生成的二氧化碳质量为 　　g．

（4）合成氨工业生产中所用到的催化剂是铁触媒，其主要的成分是FeO和Fe ₂O ₃，当FeO和Fe ₂O ₃中铁元素的质量比为1：2时，该催化剂的催化作用效果最好，此时FeO和Fe ₂O ₃的质量比为 　　（写最简比）．

神舟十一号与天宫二号的成功对接增强了国人的民族自信，推动了相关领域的研究．

（1）合金材料的研发

①合金的很多性能与组成它们的纯金属不同．图1能表示锡铅合金的是 　　（填序号"a""b"或"c"）．

②镁合金被誉为"21世纪绿色金属结构材料"．Mg ₁₇Al ₁₂是一种特殊的镁合金，通常选择真空熔炼而非空气中熔炼的原因是 　　（任写一个化学方程式）．该合金是一种储氢材料，完全吸氢后得到MgH ₂和Al，"储氢过程"属于 　　（填"物理"或"化学"）变化．

（2）合成材料的改良

①碱式碳酸铝镁[Mg _aAl _b[OH] _c（CO ₃） _d•χH ₂O]是一种新型塑料阻燃剂，其中a、b、c、d的代数关系式：2a+3b＝ 　　．

②大部分塑料在自然环境中很难降解而造成"白色污染"，为缓解这一环境问题可采取的措施有 　　（答出一点即可）．

（3）CO ₂的绿色利用

①目前空间站处理CO ₂的一种方法是在催化剂作用下，利用H ₂使CO ₂转化为甲烷并得到生活用水．该反应的化学方程式为 　　．

②以"铁氧化物"为催化剂，利用太阳能将CO ₂热解为碳和氧气，这一转化过程（如图2）中化合价升高的非金属元素是 　　．

汽车尾气催化转化器的投入使用，可缓解大气污染。下图为其中某种转化的微观示意图。

（1）图中表示单质微粒的化学式 　　；

（2）对此转化过程的认识，不正确的是 　　；

A．催化剂是实现转化的条件                 B．能减少碳元素排放量

C．催化剂能增加生成气体的产量             D．氮元素的化合价降低

（3）若某车辆汽车经燃烧产生如图I中气体的质量各为12g，实测相同时间经转化排放出的图Ⅱ中气体总质量为20.4g。某同学认为污染物没有完全转化，他的依据是 　　，计算图I中某一种气体实际转化的质量是 　　g。

84消毒液是一种无色或者淡黄色具有刺激性气味的含氯消毒剂，有效成分为次氯酸钠（NaClO）。广泛用于医院、宾馆、旅游、家庭等的卫生消毒。某化学兴趣小组对该消毒液进行了如下系列探究。

【查阅资料】

Ⅰ84消毒液不稳定，其杀菌作用主要依靠有效氯，有效氯越高杀菌效果越好。

Ⅱ消毒杀菌就是使病毒蛋白质变性，鸡蛋中蛋白质发生变性反应时变成白色固体。

探究一：84消毒液中有效氯含量的稳定性

0.5%的84消毒液在不同温度、不同存放时间下的有效氯含量：

存放时间 （小时）	不同温度下，有效氯存留率
	60℃	70℃	80℃	90℃
0（对照）	100%	100%	100%	100%
3.0	……	……	94.66%	88.05%
6.0	……	96.66%	89.67%	74.69%
12.0	……	93.32%	82.62%	……
20.0	94.75%	……	……	……
20.0	92.99%	……	……	……

【解释与结论】

（1）次氯酸钠（NaClO）中Cl元素的化合价为 　　。

（2）综合分析探究一中数据，在其他条件不变时，0.5%的84消毒液有效氯存留率受温度和时间的影响，其影响的变化趋势是 　　，因此保存84消毒液应注意的问题是 　　。

探究二：不同浓度84消毒液的杀菌效果

在四只试管中各加入鸡蛋液2mL，分别加入不同浓度的消毒液，静置15分钟后，记录如下：

序号	2﹣1	2﹣2	2﹣3	2﹣4
实验操作	加入0.5mL消毒原液	加入0.5mL清毒 原液，12.5mL水	加入0.5mL消毒原液，50mL水	加入0.5mL消毒原液，100mL水
现象	液体表面产生气泡，无其他现象	液体中产生大量白色固体	液体中产生少量白色固体	液体中产生极少量白色固体

【解释与结论】

（3）探究二中杀菌效果最好的一组实验为 　　（填序号）。

（4）洁厕灵主要成分是盐酸，与84消毒液混合会产生有毒气体Cl ₂，完成反应的化学方程式：2HCl+NaClO═Cl ₂↑+H ₂O+ 　　。

某学习小组运用传感器探究钠与水的反应得到如图图象，其中图1是反应过程中溶液温度与时间的图象，图2是反应过程中溶液pH与时间的图象。

回答下列问题：

（1）钠与水的反应属于　　反应（填“吸热”或者“放热”）。

（2）反应产生的气体为氢气。检验氢气纯度的操作是（请补充完整）：用拇指堵住集满气体的试管口，　　。实验中能表明氢气不纯的现象是　　。

（3）钠与水反应的化学方程式为　　。

（4）将少量金属钠投入稀的氯化铁溶液中，产生了无色气体和一种红褐色沉淀，红褐色沉淀的化学式为　　；与反应前溶液相比，反应后溶液质量　　（填“增大”、“不变”或者“减小”）。

小滨同学为了测定某珍珠粉中碳酸钙的质量分数，称取12.5g珍珠粉样品，进行四次高温煅烧、冷却、称量剩余固体的重复操作（杂质不参加反应），记录数据如下：

操作次数	第1次	第2次	第3次	第4次
剩余固体质量（g）	10.8	9.6	8.1	8.1

试计算：

（1）完全反应后生成二氧化碳的质量是　　g．

（2）求珍珠粉中碳酸钙的质量分数．

我国塑料购物袋的年消耗量很大，废弃塑料的处理亟待解决。回答下列问题。

（1）购物袋等塑料制品的大量使用，可能会造成的一种环境污染是　　。

（2）小林尝试用焚烧法对某类塑料购物袋（主要成分是聚氯乙烯）进行处理，并将燃烧产物用氢氧化钠溶液进行吸收。

【查阅资料】Ⅰ．聚氯乙烯的化学式为（C₂H₃Cl）_n。

Ⅱ．氯化氢气体会污染环境

Ⅲ．Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl

①聚氯乙烯完全燃烧的化学方程式如下：

2（C₂H₃Cl）_n+5nO₂ $\frac{\underset{¯}{\mathit{点燃}}}{}$4nCO₂+2nHCl+2nX，则X的化学式为　　。

②将完全燃烧后的产物，全部通入到一定量的NaOH溶液中，得到吸收液，写出氢氧化钠溶液吸收氯化氢的化学方程式　　。

③小林对吸收液的溶质成分产生了兴趣，进行如下探究：

[提出问题]吸收液中溶质的成分是什么？

[进行实验1]取吸收液少许置于试管中，滴加2～3滴无色酚酞试液，发现酚酞变红色，说明溶液呈　　性。

[猜想]猜想1：NaCl、NaOH、Na₂CO₃

猜想2：　　

猜想3：NaCl、Na₂CO₃、NaHCO₃

猜想4：NaCl、NaHCO₃

[进行实验2]向实验1所得溶液中，加入过量的CaCl₂溶液，小林观察到　　（填实验现象），最终得出结论：猜想1正确。

[交流反思]实验结束后，小林对吸收液进行无害化处理，其方案是　　，然后倒入废液缸。

咨询老师后，小林获悉废弃塑料的资源化回收是减少环境危害的最好方法。

（3）聚氯乙烯的生产需要用到氯气。工业上获取氯气的方法是电解饱和食盐水，发生反应的化学方程式为：2NaCl+2H₂O $\frac{\underset{¯}{\mathit{通电}}}{}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．某工厂需生产14.2t氯气（Cl₂），至少需要氯化钠的质量为多少？（请写出计算过程）

将适量二氧化碳通入100g氢氧化钠溶液中。恰好完全反应后，得到108.8g碳酸钠溶液请计算：

（1）参加反应的二氧化碳的质量为　　g；

（2）氢氧化钠溶液的溶质质量分数。

某课外兴趣小组的同学取14g大理石样品（主要成分是CaCO₃）于烧杯中，将50克稀盐酸分成5次加入到烧杯中充分反应（已知大理石样品中其余成分不溶于水，也不与稀盐酸反应），得到如下数据：

次数	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次
加入稀盐酸的质量/g	10	10	10	10	10
烧杯中剩余物的总质量/g	22.8	31.6	40.4	49.6	59.6

试计算：

（1）实验过程中生成气体的总质量　　g；

（2）实验最终所得溶液中CaCl₂的质量分数（写出计算过程）；

（3）第4次加入10g稀盐酸所产生气体的质量　　g。

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）。

某工厂利用废铁屑与废硫酸反应制取绿矾（FeSO₄•7H₂O）。

（1）绿矾中铁原子与氧原子个数比为　　。

（2）现有废硫酸4.9t（硫酸的质量分数为20%）与足量的废铁屑反应，理论上可生产出绿矾的质量是多少？（请写出计算过程，结果保留三位有效数字，下同）

（3）若配制100g质量分数为20%的稀硫酸溶液，需质量分数为98%的浓硫酸的体积是多少？（已知：质量分数为98%的浓硫酸的密度为1.84g/cm³）。

某化学兴趣小组为了测定某纯碱样品（只含有Na₂CO₃、NaCl）中Na₂CO₃质量分数，取5克样品，往其中加入一定质量的稀盐酸，产生气体的质量与所加稀盐酸的质量变化如图，试计算：

（1）共产生　　克二氧化碳；

（2）该纯碱样品中Na₂CO₃的质量分数；

（3）求恰好完全反应时所得溶液的质量分数？

为测定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数，小龙和他的同学用足量的一氧化碳与10g赤铁矿石样品充分反应（杂质不参与反应），并将生成的气体用一定量的氢氧化钠溶液完全吸收，该溶液总质量与反应时间的变化关系如图。

（1）上述反应产生二氧化碳的质量为 　　g；

（2）计算该赤铁矿石中氧化铁的质量分数。