金属钛广泛用于航空航天工业、化工、医疗等领域。用钛铁矿(主要成分为 FeTiO3)制取钛并获得副产品A的主要工艺流程如图1所示:
请回答下列问题:
(1)构成金属钛的微粒是 (填“分子”“原子”或“离子”),H2TiO3中钛元素的化合价为 ;
(2)反应②需持续通入氩气,氩气的作用是 ;
(3)反应③的产物除红色固体A外,还有两种组成元素相同且相对分子质量相差16的气体,则该反应的化学方程式为 ;
(4)反应①②③中属于分解反应的是 (填“①”“②”“③”);
(5)对反应③进行改进,可直接生产锂离子电池的电极材料 LiFePO4,工艺流程如图2所示:
写出“高温煅烧”由FePO4制备 LiFePO4的化学方程式 。
在“宏观﹣微观﹣符号”之间建立联系,是化学学科特有的思维方式,能帮助我们更好地认识物质变化的本质。请完成下列问题:
(1)晋代葛洪所著《抱朴子》一书中记载有“丹砂烧之成水银”,丹砂指的是HgS.该反应的微观示意图可以表示为(如图1所示):
请写出该反应的化学方程式 ,微粒“”表示的物质属于 (填“单质”或“化合物”)。
(2)由初中学习可知:中和反应的微观实质是氢离子和氢氧根离子结合生成了水分子,即:H++OH﹣=H2O.像这种用实际参加反应的离子符号来表示化学反应的式子叫离子方程式。离子方程式的书写一般按以下步骤(以氯化镁溶液与氢氧化钾溶液反应为例):
I.写出氯化镁溶液与氢氧化钾溶液反应的化学方程式: ;
Ⅱ.把易溶于水、易电离的物质写成离子形式,难溶的物质、气体和水等仍用化学式表示。上述方程式可改写成:Mg2++2C1﹣+2K++2OH﹣═Mg(OH)2↓+2C1﹣+2K+;
Ⅲ.删去两边不参加反应的离子,即得离子方程式:Mg2++2OH﹣═Mg(OH)2↓。
请回答:
①如图2是碳酸钠溶液和稀盐酸反应的微观示意图,请写出该反应的离子方程式: 2H++C ;
②写出一个与Fe+Cu2+═Fe2++Cu相对应的化学方程式 。
③下列各组离子,在pH=3的无色水溶液中能大量共存的是 (填序号)。
A.K+、Fe2+、Cl﹣、SO42﹣
B.Na+、Ca2+、NO3﹣、OH﹣
C.Na+、Ca2+、Cl﹣、CO32﹣
D.NH4+、Ba2+、Cl﹣、NO3﹣
日常生活、生产以及社会发展中,往往蕴含了许多化学知识。请根据要求回答下列问题:
(1)端午节吃粽子是中华民族的传统习俗。粽子的主要配料是糯米,粽子为人体提供的主要营养物质是 ;
(2)装饰房屋的玻璃雕刻着美丽的花纹,带给我们美的享受。氢氟酸(HF)能刻画玻璃,发生的主要反应是:CaSiO3+6HF=X+SiF4↑+3H2O,则X的化学式为 ;
(3)我国研发的“柔性、可裁剪碲化铋(Bi2Te3)/纤维素复合热点薄膜电池”,能充分贴合人体体表,实现利用体表散热为蓝牙耳机、手表、智能手环等可穿戴电子设备供电。该过程是 能转化为电能;
(4)新能源汽车越来越受到人们的青睐,华晨宝马530Le新能源汽车定位系统微电脑控制器应用了一种新型材料氮化铝(AlN)。工业上在氮气流中由氧化铝与焦炭在高温条件下制得氮化铝,并生成一种可燃性气体,该反应的化学方程式为 ;
(5)2019年1月3日,嫦娥四号月球探测器在月球背面的南极撞击坑成功软着陆。探测器如图所示。请回答下列问题:
①图中标示的物质中,属于有机合成材料的是 ;
②聚酰亚胺聚合材料覆盖在探测器表面,可以保证探测器在温差极大的月球上正常工作,请推测该材料的一条性质 ;
③月球上有丰富的氦﹣3(He﹣3)资源,它是核聚变反应堆理想的燃料,核内中子数为1,画出He﹣3的原子结构示意图 。
元素组成万物
2019年是“国际化学元素周期表年”,元素周期表迎来了它150周岁的生日。
(1)人们很早就意识到物质都是由几种亘古不变的基本成分﹣﹣“元素”组成的。
①古人曾认为水是组成物质的元素之一,在你学过的知识中能说明“水不是元素”的实验事实是 。
②如图是两个微粒的结构模型示意图,这两个微粒是否属于同种元素?你的观点及依据是 。
(2)1869年,俄国化学家门捷列夫在前人研究的基础上制作出第一张元素周期表,为预测新元素的结构和性质提供了线索,如图是元素周期表的部分内容和铝原子结构示意图,据图回答下列问题:
①下列说法正确的有 。
A.表中元素都是金属元素
B.铝的相对原子质量是26.98g
C.铝原子在化学反应中易失去电子变成Al3+
D.锗原子中质子数等于中子数
E.铝原子最外层3个电子能量最高
②图中空白处元素原子的质子数为 ,小明根据元素周期表预测该元素组成的单质(用R表示)与铝有相似的化学性质,他的依据应是 。R在空气中被氧化的化学方程式是 。若要比较R与Al的活动性强弱,实验方案为 。
(3)如图是二氧化碳循环的部分过程。
该循环中,生成物葡萄糖中的元素来源于(填化学符号) 。
德谟克利特曾说过“无中不能生有,任何存在的东西也不会消灭”。在该循环过程中,“不会消灭”的微粒有 (填符号)。无论经过多少化学变化,这些微粒永远“不会消灭”的原因是 。
(4)人体是一个巨大的元素仓库,青少年需要适当补钙。某钙片的主要成分是碳酸钙,这种钙片在胃中消化时发生反应的化学方程式是 。咀嚼有利于钙片消化,其原理是增大了反应物的接触面积,除此之外,影响化学反应速率的因素还有 。
我国科学家研究出碳化钼(Mo2C)负载金(Au)原子组成的高效催化体系,使水煤气中的CO和H2O在120℃下发生反应,为氢能经济的推广以及氢气纯化过程提供了新的思路,反应微观模型如图所示。回答下列问题:
(1)反应微观模型中,共有 种元素。
(2)该反应过程中:
①构成催化剂的各原子 (填“有”或“没有”)变化。
②对H2O起吸附催化作用的物质是 (填化学式)。
(3)上述反应的化学方程式为 (须注明反应条件),该反应 (填“是”或“不是”)置换反应,反应中有 种元素的化合价发生变化。
实验是进行科学探究的重要方式。请根据如图回答问题
(1)用图A 所示装置蒸发食盐水时,玻璃棒的作用是 。
(2)用图B 所示装置在空气中点燃氢气,该反应的化学方程式为 。在点燃氢气等可燃性气体前,一定要先 。
(3)图 C 所示装置是探究铜生锈的部分实验,铜锈的主要成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3].实验所用铜片形状、大小相同。一段时间后,试管①中铜片保持光亮,试管②中铜片出现绿色锈渍。对比试管①②的实验现象,得出的结论是 。
(4)甲同学用图D 所示装置探究二氧化碳能否与氢氧化钠发生反应。他向盛满二氧化碳的软塑料瓶中倒入 10%的氢氧化钠溶液 50mL,迅速拧紧瓶盖,振荡,观察到软塑料瓶变瘪。由此得出结论:二氧化碳能与氢氧化钠发生反应。乙同学认为甲同学的实验方案不严谨,理由是 。乙同学利用图D 所示装置,补做一个对比实验:将甲同学实验中的 换成 ,实验步骤与甲同学完全相同,对比两个实验的现象得出结论:二氧化碳能与氢氧化钠发生反应。
以空气等为原料可合成氨、尿素[CO(NH2)2],以下是简易生产流程的一部分。
(1)工业合成氨的原料是氮气和氢气,氮气可从空气分离中获得。此空气分离的变化属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)写出合成塔①中合成氨的化学方程式 该反应的反应类型是 。
(3)写出合成塔②中合成尿素的化学方程式 。
盐中含有金属离子(或NH4+)和酸根离子,组成相似的盐具有一些相似的化学性质。
(1)硫酸铜、硝酸铜两种物质的溶液均显 色,因为它们都具有相同的阳离子;向这两种物质的溶液中分别加入NaOH溶液,有相同的实验现象发生,写出其中一个反应的化学方程式 。
(2) 向硫酸铜、 硝酸铜两种物质的溶液中分别加入BaCl2溶液,能发生反应的物质是 (填化学式),另外一种物质不反应。
(3)向硫酸铜溶液中,加入某纯净物的溶液,能同时将铜离子和硫酸根离子转变成沉淀,该纯净物的化学式为 。
某同学用稀盐酸和石灰石(杂质不与稀盐酸反应,也不溶于水)反应制取二氧化碳并验证其性质(如图所示),实验时发现烧杯中澄清石灰水先变浑浊,后逐渐变澄清(提示碳酸钙能与二氧化碳、水发生反应生成碳酸氢钙,碳酸氢钙易溶于水)。
(1)甲装置中发生反应的化学方程式是 。
(2)实验开始时,乙装置中澄清石灰水发生浑浊的现象不很明显,出现这种现象可能的原因是 。
(3)实验结束时,甲装置溶液中的溶质除氯化钙外,还可能有 (填化学式)。
(4)请写出乙装置中由浑浊变澄清发生反应的化学方程式 。
地铁是以地下运行为主的城市轨道交通系统,地铁建设中各种材料被广泛应用。
(1)锰钢主要成分是铁、锰、碳,主要用于制造钢轨、挖掘机铲斗等,锰钢属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)在钢轨上喷涂防锈涂料,可防止钢轨生锈。该防锈方法的原理是 。
(3)地铁中常用氢氧化镁作为阻燃材料,氢氧化镁不溶于水,可用海水中提取的氯化镁与熟石灰在溶液中反应制取,该制取反应的化学方程式是 。
在宏观、微观和符号之间建立联系是化学学科学习的特点。甲、乙、丙、丁表示四种物质,它们的微观示意图如表所示
物质 |
甲 |
乙 |
丙 |
丁 |
|
微观示意图 |
(1)一个丙分子共有 个原子。
(2)甲、乙两种物质在一定条件下反应生成丙和丁,反应的化学方程式为 ,参加反应的甲和乙的分子个数比为 。
波尔多液广泛应用于蔬菜、果树等的病害防治,是由硫酸铜溶液和石灰乳按一定比例混合而成的一种保护性杀菌剂。请回答:
(1)配制波尔多液时,发生反应的化学方程式是 ,配制过程中不能用铁制容器,原因是 (用化学方程式表示);
(2)喷洒波尔多液后,不到采摘期的蔬果表面有一些蓝色斑点(一种难溶性碱),蓝色斑点的成分是 (填化学式),不易用水清洗,可用厨房中的调味剂 浸泡除去。
壮丽七十年,奋斗新时代。我国科技发展日新月异,在空间科学研究领域取得重大成果。
①2019年1月3日,“嫦娥”四号成功实现人类探测器首次月球背面软着陆,开启了人类月球探测新篇章。“嫦娥”四号探测器由“长征”三号乙改进型运载火箭携带升空,该运载火箭的推进剂中有液氢和液氧。试写出氢气在氧气中燃烧的化学方程式: 。
②我国“墨子号”量子科学实验卫星团队在量子通信实验方面做出了卓越贡献,”墨子号”量子科学实验卫星上的光伏太阳能电池板的基板材料是玻璃纤维,光伏太阳能电池的作用是将 能转化为电能。在玻璃纤维中含有多种成分,其中有Na2SiO3、CaSiO3、SiO2,在上述三种物质中,硅元素表现的化合价均为 价。
化学与杜会生活
(1)从铁、生石灰、烧碱、小苏打、硫酸铜中选择符合题意的物质(用化学式填空)。
常用来配制波尔多液的盐是 ,焙制糕点所用的发酵粉的主要成份是 。
(2)生活中常用二氧化碳灭火而不用氮气灭火的原因是 。
化学与传统文化
(3)北宋《浸铜要略序》载“山麓有胆泉(硫酸铜溶液),土人汲以浸铁,数日辄类朽木,刮取其屑,锻炼成铜”,请用化学方程式表示其原理 。
(4)《汉代古火井碑序》记载:“诸葛丞相躬莅视察,改进技法,刳斑竹以导气(气指天然气),引井火以煮盐”,请用化学方程式表示其原理 。
含氮元素的物质与人类生产、生活关系密切。请你回答有关问题:
(1)N2、NH3、HNO3等都是常见的含氮物质,其中氮元素化合价最低的物质是 。
(2)氮气具有广泛的用途,如超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能。从微观角度分析:制取液氮时,在氮气液化过程中发生变化的是 (填序号)。
①分子的大小
②分子的质量
③分子间的间隔
④分子的数目
(3)将空气中的氮气转化为含氮化合物的过程称为固氮(“氮”指氮元素)。某些生物(如大豆根系中的根瘤菌)就具有固氮作用。经田间试验测定,一亩大豆可固氮8kg,相当于施用 kg(保留整数)尿素[化学式为CO(NH2)2]。
(4)如图是在汽车尾气治理过程中有关化学反应的微观示意图。图中所示反应的化学方程式为 。