化学改变世界,科技改变生活。
请回答:
(1)我国自主研发的复兴号动车组列车,领跑世界,其制造材料有铝合金等,在空气中铝制品耐腐蚀的原因是 。
(2)我国对石墨烯技术的研究居世界领先地位。石墨烯性能优良,用途独特,比如用作太阳能电池的电极,这主要是利用了它的 性。
(3)我国自主设计建造的港珠澳大桥是目前世界最长的跨海大桥,它使用了世界最大尺寸高阻尼橡胶隔震支座,其中橡胶属于 (填字母)。
a.金属材料 b.有机高分子材料 c.复合材料
(4)我国在氢能汽车研发领域取得重大突破,采用了第四代以氢为燃料的电池技术。
氢气作为理想能源前景广阔,氢气燃烧的化学方程式为 ,氢能源的优点是 (答出一点即可)。
我国煤炭资源丰富。某实验室设计的利用水煤浆(由煤和水混合而成)制备氢气的生产工艺如图流程一所示。
[流程一]制备氢气。
(1)气化器中发生的主要反应为:Ⅰ.H2O+C CO+H2;Ⅱ.CO+H2O CO2+H2,其中属于置换反应的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”),反应Ⅱ中发生还原反应的物质是 。
(2)重整器的作用是 。重整器中发生反应的化学方程式是 。
(3)该流程中可以循环使用的物质是 。
[流程二]为充分利用流程一产生的高纯度二氧化碳,该实验室又设计了如图中流程二所示的两种工艺分别制备尿素和乙二醇。
(1)在高温高压下,CO2和NH3可以合成尿素[CO(NH2)2],同时生成水,该反应的化学方程式为 。尿素属于化肥中的 肥,能使作物枝叶繁茂。
(2)以CO和H2为原料生产乙二醇(C2H6O2)时,按照“绿色化学”原则,应调节原料中CO和H2的分子个数比为 。
烟台有漫长的海岸线,蕴藏着丰富的海洋资源。
(1)海水淡化。可以采用如图1所示的膜分离法淡化海水,水分子可以通过淡化膜(海水中体积较大的盐的离子和其他分子不能通过)进入左侧的淡水池,从而得到淡水。下列说法中正确的是 (填字母序号)。
A.膜分离法的原理与滤纸过滤原理类似
B.膜分离法还可以浓缩海水中的盐类物质
C.膜分离法也是一种分离混合物的方法
D.该膜分离法的目的是除去海水中的不溶物
(2)粗盐提纯。除去难溶性杂质后的食盐水中还含有Ca2+、Mg2+、SO42﹣等杂质离子,为得到较纯的氯化钠,进行如下的实验操怍①加入过量的Na2CO3溶液;②加入过量的BaCl2溶液③加入过量的NaOH溶液; ④加入适量的盐酸调节溶液的pH等于7;⑤过滤;⑥蒸发。下列操作顺序正确的是 (填字母序号),其中操作④加入适量的盐酸调节溶液的pH等于7的目的是 。
A.①③②④⑤⑥
B.③②①④⑤⑥
C.③①②⑤④⑥
D.②③①⑤④⑥
(3)海水资源综合利用的部分途径如图2。
①氨碱工业生产过程中,在加压并不断向饱和的氨盐水中通入二氧化碳的条件下,使碳酸氢钠结晶析出,该反应的化学方程式是 。
②写出步骤Ⅰ电解饱和NaCl溶液的化学方程式是 。
③海水制镁。实际生产中,步骤Ⅲ常选用 作为沉淀剂,从海水中提取MgCl2历经步骤Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三步转换的主要目的是 。
2018年12月8日,搭载着“嫦娥四号”探测器的“长征三号乙”运载火箭发射成功。
(1)“长征三号乙”火箭发动机在焊接时需要使用氩弧焊。氩弧焊(如图)是在氩气保护下,通过在钨电极与焊件间产生的高压电弧放热,熔化焊丝或焊件的一种焊接技术。
①金属钨作电极是利用了金属钨的导电性和 ;用氩气作保护气,是因为氩气的化学性质 。
②如果在没有保护气的情况下焊接金属,可能导致焊接不牢,原因是 。
(2)“长征三号乙”的第一、二子级火箭用偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)做推进剂,该反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4=3N2+4H2O+2X,则X的化学式是 。
(3)“长征三号乙”的第三子级火箭采用液氢、液氧做推进剂。实验室可采用电解水得到氢气和氧气,氢气在与直流电源 极相连的电极上产生。氢能是未来最理想的能源,但目前应用并不广泛的原因是 (答一条即可)。
(4)“嫦娥四号”光伏发电板的主要构成材料是硅,单质硅由石英固体(SiO2)和碳在高温下反应制得,同时产生一种可燃性气体,该反应的化学方程式是 。
“砂锅鱼头”汤鲜汁浓,其烹饪方法为:将鱼头下油锅煎黄后,放入砂锅中加适量食盐、葱段、生姜、香菜、矿泉水等,在火上煨煮数小时即成。
(1)鱼头中的蛋白质进入人体后会逐步分解成被人体吸收的 。
(2)砂锅鱼头”中几乎不含有的营养素是 (填字序号)。
A.无机盐 B.油脂 C.糖类 D.水
(3)用洗洁精清洗油腻的砂锅是利用洗洁精的 作用。
(4)用液化气灶煨制砂锅鱼头时,砂锅外壁出现黑灰,此时可将灶具的进风口 (填“调大”或“调小”)。液化气的主要成分之一是丙烷(C3H8),丙烷完全燃烧的化学方程式为 。
(5)使用液化气灶一定要注意安全,如果液化气一旦泄漏,遇到明火就可能发生爆炸。从微观角度解释发生爆炸的原因是 。
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 。