初中化学书写化学方程式、文字表达式、电离方程式解答题

燃料的使用，给我们的生活带来了便利。煤、石油和天然气是重要的化石能源，写出天然气中最主要成分在空气中燃烧的化学方程式　　；目前化石燃料面临被耗尽的危险，人们正在利用和开发许多其他能源，请你列举几种常见的其他能源（列出3种以上）　　。

铁的冶炼与利用是学习和研究化学的重要课题。

Ⅰ．铁的冶炼。竖炉炼铁的工艺流程如图1所示。

（1）“燃烧室”中CH₄燃烧的作用是　　

（2）写出“还原反应室”中炼铁的一个反应的化学方程式　　。

（3）CH₄与高温尾气中的CO₂或H₂O都能反应生成CO和H₂，则16g CH₄在催化反应室中完全反应后，理论上得到H₂的质量（m）范围是　　。

Ⅱ．铁的利用，利用铁炭混合物（铁屑和活性炭的混合物）处理含有Cu（NO₃）₂，Pb（NO₃）₂和Zn（NO₃）₂的铜冶炼废水。在相同条件下，测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中重金属离子的去除率，实验结果如图2所示。

（1）铁炭混合物中铁的质量分数为100%时，水中的Cu²⁺、Pb²⁺能被除去、而Zn²⁺不能被除去，其原因是　　。

（2）铁炭混合物中铁的质量分数为0时，也能除去水中少量的重金属离子，其原因是　　。

（3）处理效果最好时，铁炭混合物中的铁的质量分数为　　。

阅读短文后回答下列问题。

燃料电池（Fuelcell），是一种使用燃料进行化学反应产生电能的装置，最早于1839年由英国的Grove发明。燃料的选择性非常多，包括纯氢气（H₂）、甲醇（CH₃OH）、乙醇（CH₃CH₂OH）、天然气，甚至于现在运用最广泛的汽油，都可以作为燃料电池的燃料。这是目前其他所有动力来源无法做到的。而以燃料电池做为汽车的动力，已被公认是二十一世纪必然的趋势。2017年，我国共有8个品牌的10款车型燃料电池汽车在产，总产量为1272辆，2018年国产燃料电池汽车已经超过3000辆。

燃料电池是以特殊催化剂作电极使燃料与氧气发生反应，生成二氧化碳和水。因其不需推动涡轮等发电器具，也不需将水加热至水蒸气再经散热变回水，所以能量转换效率高达70%左右，足足比一般发电方法高出了约40%；优点还不只如此，其二氧化碳排放量比一般方法低许多，且水又是无害的生成物，所以燃料电池是一种高效、低污染装置。

燃料电池主要由正极、负极、电解质溶液和外部电路4部分组成，其正极和负极分别通入燃料气和氧气（空气），负极上燃料气放出电子，外电路传导电子到正极并与氧气结合生成离子，在电场作用下，离子通过电解质转移到负极上再与燃料气进行反应，最后形成回路产生电能。与此同时，因为燃料自身的反应及电池存在的内阻，燃料电池也要排出一定的热量，以保持电池恒定的工作温度。如图是甲烷燃料电池的工作原理示意图。

（1）燃料电池是将　　能转化为电能的装置。

（2）下列说法错误的是　　

A．化学反应放出的能量可以是光能、热能、电能等

B．燃料电池可以广泛用于新能源汽车

C．氢燃料电池汽车所需要的H₂可电解水生成

D．燃料电池都要排放CO₂气体

（3）写出甲醇完全燃烧的化学方程式　　。

（4）甲烷燃料电池释放能量的总反应化学方程式是　　。

从微观的角度了解物质及其变化，有助于更好地认识物质的组成和变化的本质。

（1）下表为部分元素的原子结构示意图

元素名称	氢	氦	氧	氟	钠	硫
元素符号	H	He	O	F	Na	S
原子结构示意图

①表中氧原子的核电荷数x＝　　

②元素在周期表中的周期序数等于该元素原子具有的电子层数。上表所列的6种元素中，位于第一周期的元素有　　种。

③氟原子得到一个电子所形成离子的离子符号为　　。

④由上表中两种元素组成的一种化合物排放到空气中会形成酸雨，该化合物为　　。

（2）如图为金属钠与水反应的示意图

黄铜是由铜和锌组成的合金，可用于制造钱币、机器零件等。利用黄铜制造各种物品的过程中，会产生大量的黄铜渣，主要含有Zn、Cu、ZnO、CuO．一种利用黄铜渣获取金属铜和硫酸锌溶液的实验流程如图：

（1）下列关于黄铜的说法正确的是　　。

a．黄铜不能被腐蚀

b．黄铜的硬度比铜大

c．黄铜的熔点比锌高

（2）“酸溶”过程中有气体生成，写出生成该气体的化学方程式：　　。

（3）“置换”过程中需要加入过量Zn的目的是　　。

（4）为进一步提高原料利用率，得到更多的铜和硫酸锌溶液，需要对流程中的“滤渣”进行处理，向滤渣中缓慢加入　　（选填“稀硫酸”或“稀盐酸”）并不断搅拌，观察到　　时停止加入，过滤。

（5）上述流程中，能判断锌的金属活动性比铜强的事实是　　（任写一条）。

随着手机、电脑等移动设备的普及，人们对充电设备的要求越来越高。最近，某品牌氮化镓充电设备以体积小、功率大深受消费者喜爱。

（1）氮化镓（GaN）是充电设备中的核心材料。查阅资料得知：氮化镓中氮元素的化合价与氨气（NH₃）中氮元素的化合价相同。由此可知，氮化镓中镓元素的化合价为　　。

（2）氮化镓的制取可通过镓与氨气在高温下发生置换反应来实现，其反应的化学方程式为　　。

化学就在我们身边，请回答下列问题。

（1）玉米中富含的基本营养素是　　。在种植玉米的过程中常施用铵态氮肥，铵态氮肥不能与碱性物质混合施用，是因为其能与碱性物质发生反应，生成　　，逸散到空气中，降低肥效。

（2）生活中鉴别羊毛纤维和棉纤维的方法是　　。

（3）金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但物理性质却存在很大差异，其原因是　　。

（4）车用乙醇汽油可适当节省石油资源，并能在一定程度上减少汽车尾气的污染。请写出乙醇燃烧的化学方程式　　。

某化学小组选用如图部分装置制取纯净、干燥的CO₂。

（1）写出A中所发生反应的化学方程式　　。

（2）若将a、b连接，B中溶液不变浑浊，这是因为CO₂中混有哪种杂质？　　。

（3）为达到实验目的，所选用装置的导管接口从左到右的正确连接顺序为：     a接　　、　　接　　、　　接j。

（4）用F收集CO₂，j为进气口。请将F中的玻璃导管补画完整。

实验室利用如图所示装置进行相关实验。

回答下列问题：

（1）写出装置图中标号仪器的名称：①　　，②　　。

（2）用高锰酸钾制氧气，应选用的发生装置是　　（填字母序号），该反应的化学方程式为　　，其中转化为氧气的氧元素与高锰酸钾中氧元素的质量之比是　　。

（3）常温下，用锌和稀硫酸反应制取氢气，若要随时控制反应的发生和停止，应选用的发生装置是　　（填字母序号），反应的化学方程式为　　；点燃氢气前必须验纯，为确保安全，最好选用装置　　（填字母序号）所示方法收集氢气。

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”）。

自然界并不缺少镁，缺少的是发现镁的眼睛。某化学兴趣小组开启寻镁之旅，现邀请你参与并完成相关内容。

（1）第一站：初识金属镁。①金属镁的物理性质：　　（写一条）；②金属镁的化学性质：镁能与氧气反应，反应的化学方程式为　　。

（2）第二站：再遇金属镁。将打磨过的镁条放入稀盐酸中，反应现象是　　，化学方程式为　　。

（3）第三站：制备金属镁。小组同学模拟工业上从海水晒盐剩下的苦卤中提取镁，流程如下：

苦卤 $\stackrel{\mathit{加入NaOH溶液}}{\underset{\mathit{过滤}}{\to }}$Mg（OH）₂ $\stackrel{\mathit{加入X}}{\to }$MgCl₂ $\stackrel{\mathit{多步操作后通电}}{\to }$Mg，流程中X为　　。

（4）第四站：再探金属镁。

[提出问题]镁能否与热水反应？如果反应，产物是什么？

[相关信息]①Mg+2H₂O＝Mg（OH）₂+H₂↑；②氢氧化镁在热水中能部分溶解。

实验操作	实验现象	实验结论
①      ②	①    ②	镁能与热水反应，生成氢氧化镁和氢气

（5）上述寻镁之旅中你收获到镁的化学性质有　　。

在实验室里可采用多种方法制取氧气。

（1）写出用如图装置制氧气的化学方程式　　。（写出一个即可）

（2）收集氧气可以采用排水法，这是利用了氧气的什么性质？　　。

实验室利用如图所示装置进行相关实验。

回答下列问题：

（1）写出装置图中标号仪器的名称：①　　，②　　。

（2）用高锰酸钾制氧气，应选用的发生装置是　　（填字母序号），该反应的化学方程式为　　，其中转化为氧气的氧元素与高锰酸钾中氧元素的质量之比是　　。

（3）常温下，用锌和稀硫酸反应制取氢气，若要随时控制反应的发生和停止，应选用的发生装置是　　（填字母序号），反应的化学方程式为　　；点燃氢气前必须验纯，为确保安全，最好选用装置　　（填字母序号）所示方法收集氢气。

根据下列图示，回答相关问题

（1）实验一：实验中铜片上出现的现象是　　，该反应的化学方程式是　　。

（2）实验二：自制简易净水器中小卵石，石英砂和蓬松棉的作用是　　。

（3）实验三：仪器①的名称是　　；X、Y分别是水和汽油中的一种，加入X、Y后，观察到a中固体消失并得到棕色溶液，b中固体不消失，则物质X是　　，由实验可知，物质的溶解性与　　有关。

在实验过程中常会得到混合物，请完成下列问题。

（1）当用稀盐酸和大理石制取二氧化碳时，二氧化碳气体中常混入氯化氢，原因是　　。可以用饱和碳酸氢钠溶液吸收氯化氢气体，该反应的化学方程式为　　。

（2）过量的铁粉与硫酸铜溶液充分反应后过滤，得到滤渣的成分是　　，向滤渣中加入足量稀硫酸可回收金属铜。上述反应所涉及的化学反应基本类型是　　。