“化学是在分子、原子层次上研究物质的性质、组成、结构与变化规律的科学”。请根据你对“化学”这门科学的认识解答以下问题:
(1)通过电解水的实验,可以推断水是由 (填元素符号)元素组成。
(2)金刚石和石墨组成元素相同,而它们的物理性质却有很大差异,其微观解释是 。
(3)以下物质用途主要是由其物理性质决定的是 (填序号)。
①氢气填充探空气球②氢氧化钠干燥气体③天然气作燃料④用铜制作导线
(4)以下符合化学方程式书写原则的是 (填序号)。
①C+O2═CO2
②Al+HCl═AlCl3+H2↑
③Ca(OH)2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH
化学与生活息息相关。请回答下列问题:
(1)大枣含有蛋白质、糖类及维生素等营养素,其中能起到调节人体新陈代谢、预防疾病作用的是 。
(2)净化水时放入活性炭除去色素、异味,这是利用了活性炭的 性。
(3)家庭中常用洁厕灵(有效成分为盐酸)去除尿垢(其中含有碳酸钙)。写出盐酸与碳酸钙反应的化学方程式 。
镁是一种用途很广的金属,目前世界上60%的镁是从海水(溶质主要含NaCl和MgCl2等)中提取的,主要步骤如下:
(1)工业生产中,加入试剂①发生反应的化学方程式为 ,试剂②的名称为 ;
(2)写出无水MgCl2在熔融状态下电解制取金属镁的化学方程式 ,该反应属于基本反应类型中的 反应。
新高铁站淄博北站正在建设之中,此项工程需要使用大量的钢材,钢材的防锈尤为重要。请你根据学过的知识回答以下问题
(1)钢铁锈蚀主要是铁与 发生化学反应的结果,写出用可稀盐酸除去铁锈的化学方程式
(2)不锈钢是铁、铬(Cr)、镍(Ni)的合金,常用来制造医疗器械、餐其等。通过实验得知,铬和镍两种金属都能与稀硫酸反应生成氢气,分別得到硫酸铬(CrSO4)和硫酸镍(NiSO4)溶液。请任意选取铬或镍中的一种,写出其与稀硫酸反应的化学方程式 ,并设计一种比较铁和铬金属活动性强弱的方法 。
雾霾已经成为人类健康的隐形杀手,防治雾霾污染是当前化学研究的重要内容。
(1)如图是一种鼻用空气净化器,主要材料是硅胶。净化器中的硅胶结构疏松多孔,对PM2.5的吸收率达99%,说明其具有 性。
(2)目前,国内重型柴油车尾气污染物减排的原理是:在一定条件下,车用尿素溶液先转化为NH3,NH3再与发动机排出的NO反应生成氮气和水。NH3与NO反应的化学方程式是 。
(3)某同学收集了某地区的雾霾,将其溶于水后得到试样溶液,该试样溶液中可能含有NH4NO3、NaNO3、BaCl2、MgCl2、Na2SO4五种物质中的一种或几种,为确定试样溶液的成分,设计并完成了如图2所示实验。
①白色沉淀D的化学式是 。
②试样溶液加入过量M溶液时生成X的化学反应方程式是 。
③根据以上实验可以判断该试样溶液中一定含有上述五种物质中的 (写化学式)。
2017年12月28日,全球首段承载式太阳能光伏发电公路试验段在我省建成通车。高纯硅是光伏发电的重要材料,生产高纯硅的流程图如图:
(1)生产高纯硅需要对普通石英砂(含有少量Fe2O3杂质)进行提纯,其中酸洗是一个重要的步骤。请写出用盐酸除去Fe2O3的化学方程式 。
(2)整个生产过程中必须控制无氧、无水。在HSiCl3与H2反应过程中若混入O2,可能引起的后果是 。HSiCl3遇水能剧烈反应生成H2SiO3、H2与HCl,该反应的化学方程式是 。
(3)为了节约资源,上述生产流程中可循环利用的物质是 (填化学式)。
某纯碱厂生产的某批次碳酸钠产品中可能含有氯化钠杂质。
定性检验
(1))要确定该产品中是否含有杂质氯化钠,你的方法是 。
定量测定
(2)若利用沉淀法测定该产品中碳酸钠的质量分数,你确定的反应原理是(用化学方程式表示) 。
(3)假设你取样的质量为m 1,根据你确定的反应原理,你需要通过实验测量沉淀(填化学式) 的质量(假设你测得的沉淀的质量为m 2)。
(4)请你设计实验方案,获得数据m 1、m 2,把方案填在下表中。
适用的仪器名称 |
实验步骤 |
|
|
(5)数据处理:
请用含m 1、m 2的式子表示所测样品中碳酸钠的质量分数。 。
分析讨论
(6)要测定混合物中某成分的含量,可通过化学方法将不易测定的物质转化为易测量的物质。除沉淀法外,还可依据反应(用化学方程式表示) 来测定该纯碱样品中碳酸钠的质量分数。
阅读下面材料,回答问题。
人类赖以生存的环境由自然环境和社会环境组成。自然环境由生物圈、岩石圈、大气圈、水圈组成(如图1所示),四个圈层经过漫长演化,既相对稳定、动态平衡,又相互作用、不断变化,各圈层之间的物质和能量不停循环,这些循环既跟物质的组成、结构和性质有关,也受人类活动的影响,并通过复杂的物理变化和化学变化实现。
(一)内涵决定身份﹣﹣物质的组成与分类
(l)用化学符号填空:
岩石圈中含量最高的金属元素是 。大气圈中含量最高的物质是 。水圈中含量最高的元素是 。土壤中能促进农作物根系发达的元素是 。
(2)按要求填表:
物质所属圈层 |
物质名称 |
物质的化学式 |
用符号表示构成物质的微粒 |
物质类别 |
生物圈 |
蔗糖 |
|||
大气圈 |
氩气 |
|||
水圈 |
氢氧化钙 |
|||
岩石圈 |
Na+、SiO32﹣ |
(二)甲烷﹣﹣小分子,大作为
在图1的四大圈层中,有下列6种物质:①甲烷;②水;③二氧化碳;④一氧化碳;⑤氢气;⑥氧气。构成这些物质的分子虽然简单,但这些物质有的是人类赖以生存的基本物质,有的是物质循环关键物质,有的是人类社会生产活动必需的物质。请回答:
(1)在这6种物质中,元素种类共有 种,人类的生命活动不可缺少的物质有 (填化学式,下同),植物生长必需的物质有 ,元素种类完全相同的物质是 。
(2)甲烷是最重要的基础有机物之一,不仅可做燃料,还能发生如下反应:
①在隔绝空气和1000℃条件下,甲烷分解产生炭黑和氢气;
②在隔绝空气和1500℃条件下,甲烷分解产生乙炔和氢气;
③在1400℃条件下,适当比例的甲烷和氧气反应生成氢气和一氧化碳;
④在800℃和催化剂条件下,适当比例的甲烷和二氧化碳反应生成氢气和一氧化碳。
试写出上述②~④三个反应的化学方程式:
② ;
③ ;
④ ;
(3)在反应①~④中,属于置换反应的有 。
在反应①和②中,反应物相同,而生成物不同,从微观的角度看,是因为反应条件不同导致 。
③和④两个反应的反应物不同,但生成物相同,从物质组成的角度看,其原因是 。
在实际生产中,反应③需要按比例控制氧气不能超量,从物质性质的角度看,原因是 。
(三)柔之力﹣﹣神奇的水溶液
水在生活、生产和科学实验中应用广泛。岩石圈约有四分之三被水覆盖,其中的某些物质被水溶解,其随水的天然循环在水圈中富集,富集后的物质可能再次沉积到岩石圈。
图2是氯化钠和碳酸钠的溶解度曲线。据图回答下列问题:
(1)青海湖区的人们有一种经验,冬天捞“碱”、夏天晒盐,这里的“碱”指纯碱,盐指氯化钠,他们所依据的原理是 。
(2)纯碱是一种重要的化工原料,但仅用物理方法从盐湖中“捞碱”远远不能满足需求,工业上主要利用从水圈中获得的食盐来制备纯碱,其反应的化学方程式是 、 。
(3)为确定某白色周体是碳酸钠还是氯化钠,在20℃时,取2.5g样品加入盛有10g水的烧杯中,充分搅拌后现象如图3所示,则固体粉末是 。若将该溶液升温到40℃时,则所得溶液溶质质量分数为 。
(四)金属﹣﹣工业的脊梁
金属及合金广泛应用于生活、生产和航天军工。
资料:水圈和岩石圈中含有丰富的镁元素。工业生产中,可用菱镁矿做原科制'备金属镁,流程如图4所示:
请回答下列问题:
(l)已知①和②属于分解反应,化学方程式分别为 和 。
(2)通过化学反应,以岩石圈的矿石为原料还可以制备很多其他金属,请举一例说明(用化学方程式表示其制备原理) 。
(3)图5是镁原子结构示意图,镁化学性质活泼,原因是 。四大圈层中含有下列物质:①硫酸锌;②氯化钠;③硫酸;④氢氧化钙;⑤氧气。其中能和铁反应的物质有(填序号) 。
(4)小梅同学将点燃的镁条伸入盛二氧化碳的集气瓶中,看到镁条剧烈燃烧,发出耀眼白光,瓶壁上有黑色物质生成,她认为这种黑色物质是碳单质。在上述过程中,小梅运用的科学方法有 。
“水循环”、“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的三大重要循环。请结合如图1回答问题:
(1)从物质变化及分子角度看,三种循环中有一种与另外两种在变化上有本质的区别这种循环主要是由
的运动引起的;
(2)用学科观点分析碳循环和氧循环,其中正确的是 (填字母序号);
A.变化观:每个人都在参与碳、氧循环
B.守恒观:碳、氧循环过程中各元素守恒,其化合价不变
C.平衡观:碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
D.微粒观:绿色植物的作用是使自然界中的氧原子总数增加
(3)自然界中的碳循环主要是通过二氧化碳来实现的。图1中消耗二氧化碳的途径有 (填数字序号)。近年来,大气中二氧化碳含量增加,导致温室效应,因此人类要积极采取措施维持循环体系中二氧化碳的相对平衡;
(4)为解决日益加剧的温室效应,有科学家提出“绿色自由”构想:把CO2含量高的气体用氢氧化钠溶液吸收,然后再通化学反应在分解池内放出二氧化碳进入合成塔,在合成塔内300℃、200kPa和催化剂条件下使之变为甲醇(CH3OH)和水。写出该反应的化学方程式 。
已知Mg能在CO2中燃烧生成一种单质和一种氧化物,现设计实验进行验证。请回答下列问题:
(1)制备二氧化碳的下列发生装置中,能控制“反应随时发生与停止”的是
A.①③⑤
B.②③④
C.①②④⑤
D.③
(2)对CO2进行净化、干燥,并进行Mg在CO2中燃烧的探究实验。
实验进行时,若要气体从左向右流动,则上述装置的连接顺序为(填仪器接口的字母)
( )( ) 接( ) ( ) 接( ) ( ) 接( ) ( )
(3)实验开始时,在点燃酒精灯前必须进行的操作是先通入CO2,待装置中澄清石灰水出现现象时,再点燃酒精灯,以上操作的目的是 。
(4)实验中,镁粉与二氧化碳发生反应的化学方程式是 。
MnO2在能源、材料、信息等方面有重要应用,常用作电池的正极材料和制备金属锰等物质。在化学上,还用作催化剂和氧化剂。请回答下列问题:
(1)MnO2的制备:2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4,在反应物和生成物中,锰元素的最高化合价是 价。
(2)制备O2:加热氯酸钾和MnO2的混合物,反应的化学方程式是 。
(3)制备Cl2:MnO2+4HCl(浓)X+Cl2↑+2H2O,则X的化学式是 。
(4)Mn的冶炼:3MnO2+4Al3Mn+2A12O3,基本反应类型是 。
实验室制取气体时需要的一些装置如图所示,请回答下列问题。
(1)写出标有序号的仪器名称:① ,② 。
(2)实验室制取氧气和二氧化碳的发生装置都可选用B装置的原因是 ,装置中使用分液漏斗的优点是 。
(3)若要得到干燥的氧气,所选择装置的连接顺序为:B→ → (填字母序号)。
(4)检验二氧化碳是否收集满的操作方法是 。
(5)某兴趣小组的同学连接B、G、H装置进行实验。若实验时G装置中蜡烛燃烧更剧烈,H装置中溶液变浑浊,则B装置中反应的化学方程式为 。
某工厂附近海水中含有较多Na2CO3等物质。该工厂采用海水脱硫技术吸收燃煤烟气中的SO2,其主要设备及流程如下:
(1)海水脱硫设备中,排出的海水呈碱性的是 (填字母序号)。
A.海水泵 B.吸收塔 C.曝气池①D.曝气池②
(2)向曝气池①内通入空气后,主要有两个化合反应发生,写出其中一个反应的化学方程式 。
(3)曝气池②排放的海水中不含H2SO4的原因是 (用化学方程式表示)。
利用数据传感技术可以形象地比较不同形状的碳酸钙与稀盐酸反应的速率。某同学倾斜锥形瓶,使试管内的稀盐酸流入瓶中与碳酸钙发生反应,测得瓶内气压随时间的变化如图所示。
(1)碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式 。
(2)下列有关说法正确的是 (填字母序号)。
A.对比分析a、b点可知,曲线①表示块状碳酸钙与稀盐酸反应
B.对比分析c、d点可知,相同的气压时,碳酸钙粉末与稀盐酸反应速率更快
C.碳酸钙粉末产生的CO2质量多