探秘火星上的化学物质
2021年5月15日，我国自主研制的天问一号搭载祝融号火星车，成功登陆火星。
研究表明，火星上有大气，但总量很小，密度只有地球空气的1%左右，主要成分是二氧化碳，年平均气温﹣55℃，冬季最低至﹣133℃，夏季最高至27℃。火星地表没有发现水，但地表下发现有水冰的痕迹，并有大量干冰。土壤及岩石中含有的无机盐跟地球相似，表层土壤主要为氧化铁。到目前为止，火星上还没有发现生命迹象。
（1）下表是火星大气及土壤的部分成分。请你完善下表信息：
成分 |
二氧化碳 |
氮气 |
氩气 |
氧气 |
水蒸气 |
碳酸钙 |
构成微粒 （写符号） |
||||||
体积分数 |
95.3% |
2.7% |
1.6% |
0.15% |
0.03% |
/ |
（2）已知干冰在﹣78.5℃升华。一年四季火星大气中二氧化碳的含量波动较大，原因是 。
（3）移居火星是人类的梦想，根据题中信息回答：跟地球相比，火星上没有或含量不足以支持人类生命活动的基本物质有哪些？ 。
（4）要在太空中制取氧气、水和铁，有关物质的信息如下：
资料1.用铁酸镍（NiFe2O4）做催化剂，用舱外太阳能电池发电，通电分解二氧化碳可生成氧气和碳。
资料2.氮气的沸点﹣196℃；氢气的沸点﹣253℃；肼（分子式为N2H4，读音：jing）的沸点114℃；肼是一种无色、易挥发、有刺激性气味的油状液体，有腐蚀性，能腐蚀玻璃和橡胶，有剧毒。肼是航空器上常用的燃料。
请根据提供的信息，探究制取氧气、水和铁的方法。
①在密闭的太空舱中，用资料1中的方法制备氧气的优点是 ，该反应的化学方程式为 。
②肼在氧气中燃烧是否有可能获得水？请说明理由 。
③已知肼在金属铂（Pt）的催化作用下，常温即可分解产生氢气和氮气。反应的化学方程式为 。写出从氢气、氮气混合气体中分离出氢气的依据 。分离出的氢气在氧气中燃烧可制得水。
④根据资料2中肼的性质，在使用肼制取氢气时，为保障安全，需要注意的问题有 。
⑤以资料1中二氧化碳分解产生的碳、火星大气中的二氧化碳和火星土壤中的氧化铁为原料制备金属铁，反应的化学方程式为 。
2020年9月，中国向世界宣布了2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标。
（1）为减缓大气中二氧化碳含量的增加，下列措施可行的是 （填序号）。
A.植树造林，开发和利用太阳能、水能、风能等新能源
B.禁止使用煤、石油、天然气等化石燃料
（2）绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳，生成葡萄糖并放出氧气，其反应的化学方程式：6CO2+6H2O
葡萄糖+6O2，则葡萄糖的化学式为 。若吸收44g二氧化碳，理论上可释放出氧气 g。
（3）近年我国科学家合成了一种新型催化剂，可将二氧化碳和氢气转化为清洁的液体燃料甲醇（CH3OH）和水，该反应的化学方程式为 。
（4）将一氧化碳和二氧化碳的混合气体3.2g通过足量灼热氧化铜粉末，充分反应，将所得的气体全部通入足量的氢氧化钡溶液中，气体全部被吸收，生成白色碳酸钡沉淀，溶液质量减少15.3g。则原混合气体中碳、氧元素的质量比为 （填最简比）。
2017年4月，"航母"下水，开拓中国新蓝海。
（1）"航母"舰体材料为合金钢，国产航母使用的"超级钢"具有极佳的抗压性、延展性和焊接性。合金钢是 （填序号）
a．合成材料 b．复合材料 c．无机材料
（2）"航母"升降机可由铝合金制造，用石墨作电极在高温条件下电解熔融氧化铝，在阴极和阳极区分别得到A1和O 2，阳极区使用的石墨易消耗的原因是 。
（3）"航母"螺旋浆可由铜合金制造。铜合金比铜的硬度 （填"大"或"小"），铜比铁在海水中耐腐蚀的原因是 。
（4）由生铁炼钢时，硅（Si）与氧化亚铁在高温条件下反应生成二氧化硅和铁，该反应的化学方程式为
证据推理
（1）在探究碱的性质时，用到了氢氧化钾，小铭在整理实验台时发现，盛有氢氧化钾固体的试剂瓶没有盖上瓶盖。他认为瓶中氢氧化钾已有部分变质，他推理的依据是（用化学方程式表示） 。要证明氢氧化钾部分变质，请写出实验步骤、可能的现象及相关推理
。
（2）小铭在切圆葱时眼睛被刺激而流泪。小铭想：为什么圆葱会释放出催泪的物质？这种“催人泪下”的物质有什么性质？小铭查阅资料得知：①圆葱被切开时因破坏了细胞组织，生成了多种挥发性的能刺激眼睛的物质（其中含有少量SO3），这些挥发性物质是“催人泪下”的元凶。②SO3跟CO2的化学性质相似。
请你运用类比推理，写出三氧化硫跟水反应的化学方程式 。
若要避免切圆葱时眼睛流泪，请你给出两条建议。 ， 。
二氧化碲（TeO2）是性能优良的声光晶体材料。用某工业废渣（主要含有TeO2，还有少量Cu、Ag）为原料制备纯净的TeO2的一种工艺流程如图：
已知：TeO2微溶于水，能与NaOH发生反应。回答下列问题：
（1）粉碎的目的是 。
（2）类比CO2与NaOH的反应，写出“碱浸”时发生反应的化学方程式： 。
（3）“碱浸”后过滤，此时滤渣成分为 。
（4）“沉碲”时，加入硫酸的作用为 。
2020﹣2021年中国成功“追星逐月”。
（1）“长征五号”运载火箭采用液氢作为燃料，我国科研团队研制的低温合成催化剂STSO颗粒，大大降低了太阳能分解水的成本。对该制氢反应描述正确的是 （填字母序号）。
A．太阳能转化为化学能
B．产生的氢气被压缩成液态后分子体积减小
C．反应过程中分子种类改变，原子种类不变
D．产生的氢气与氧气体积之比为1：2
（2）“天和”号核心舱的太阳能电池翼由砷化镓材料制成。如图是镓、砷原子的结构示意图，x＝ ，请写出砷化镓的化学式 。
（3）核心舱中环境控制与生命保障系统采用含粉末状氢氧化锂（LiOH）的过滤器来清除呼出的二氧化碳（已知氢氧化锂化学性质与氢氧化钠相似），其原理用化学方程式表示为 。
（4）月壤中含有钛铁矿（主要成分为FeTiO3）、辉石（主要成分为CaMgSi2O6）、橄榄石（主要成分为MgFeSiO4）等，CaMgSi2O6的氧化物形式可表示为CaO•MgO•2SiO2，则MgFeSiO4的氧化物形式可表示为 。硫酸钛（Ti（SO4）2）是制备钛的原料之一，工业上用FeTiO3与硫酸在加热条件下制备硫酸钛（反应过程中各元素化合价不变），该反应的化学方程式是 。
2020年9月中国宣布：力争CO 2的排放在2030年前实现"碳达峰"，2060年前实现"碳中和"，新能源的开发、CO 2的"捕集"与利用成为当前研究的热点。
（1）氢能源开发，2021年4月科技部与山东省签署"氢进万家"科技示范工程。
①氢气作为新能源的优点是 （答一条）。
②光伏发电可为电解水制气提供电能，光伏发电用到的高纯硅可用SiO 2和碳在高温条件下反应制取，同时生成一种可燃性气体，该反应的化学方程式是 。
③某种镁铝合金是一种储氢材料，制取该合金通常在真空中熔炼而非空气中熔炼的原因是 。
（2）CO 2的"捕集"，如图是一种利用NaOH溶液"捕集"CO 2的主要技术流程。
①"捕集室"中发生反应的化学方程式是 。"捕集室"中采用喷淋方式加入NaOH溶液，其优点是 。
②整个设计流程中，可以循环利用的物质是 （写化学式）。
（3）CO 2的利用。
①在高温高压下，CO 2和NH 3可以合成尿素[CO（NH 2） 2]，同时生成水，该反应中参加反应的CO 2与NH 3的分子个数比是 。
②超临界CO 2是指温度与压强达到一定值时，CO 2形成气态与液态交融在一起的流体，研究发现超临界CO 2流体和水相似，溶解能力强，被誉为"绿色环保溶剂"。下列关于超临界CO 2流体的说法正确的是 （填序号）。
| A． |
它是混合物 |
| B． |
它的化学性质与普通二氧化碳相同 |
| C． |
它的分子不再运动 |
| D． |
它可代替许多有害、有毒、易燃的溶剂 |
扬州被称为运河之都、文化之都和美食之都，自古人文荟萃。
（1）故人西辞黄鹤楼，烟花三月下扬州。﹣﹣唐•李白
①孟浩然“下扬州”的交通工具是木船。现代游船常用玻璃钢制造船体，玻璃钢属于
（填“复合材料”或“金属材料”）。
②现代人远行可乘坐飞机。铝锂合金材料大量运用于国产C919大飞机的制造，下列不属于铝锂合金性质的是 （填字母）。
A.密度大
B.硬度大
C.抗腐蚀
③汽车是重要的陆路交通工具。燃油车辆须加装尾气催化净化装置，该装置将尾气中的CO和NO转化成CO2和一种无污染的气体，发生反应的化学方程式是 。
（2）天下三分明月夜，二分无赖是扬州。﹣﹣唐•徐凝
①空气质量影响人们观赏明月。空气属于 （填“混合物”或“纯净物”）。
②下列做法不利于改善空气质量的是 （填字母）。
A.风力发电
B.徒步出行
C.垃圾露天焚烧
③煤的气化和液化可实现能源清洁化，改善空气质量。水煤气中CO和H2在高温、高压和催化剂条件下合成甲醇（CH4O），该反应的化学方程式是 。
（3）前日扬州去，酒熟美蟹蜊。﹣﹣宋•梅尧臣
①蟹肉鲜美，富含蛋白质。蛋白质水溶液在加热时会生成沉淀，此沉淀 （填“能”或“不能”）重新溶解于水中。
②各种酒中都含有乙醇（C2H6O）。在酿酒过程中，粮食中的 （填糖类名称）先转化为葡萄糖，再经发酵生成乙醇。
③下列食品中富含维生素C的是 （填字母）。
A.盐水鹅
B.西红柿
C.大虾
（1）如图1中A、B、C、D是四种粒子的结构示意图。
①C粒子的符号为 。
②图A、B、C、D共表示 种元素，由A、C两种元素组成的化合物的化学式为 。
③D中x＝ 。
（2）二氧化碳会引起温室效应。某纳米纤维化剂可将二氧化碳转化为液体燃料甲醇（CH3OH），其微观示意图如图2（图中的微粒恰好完全反应）。
①该反应中涉及到的单质的化学式为 。
②写出该化学反应方程式： 。
金属材料与人类生活息息相关，请回答下列问题。
（1）钛元素在元素周期表中的信息如图所示，则钛的相对原子质量是 。
（2）家用台灯通常采用铜质插头，是利用金属铜的 性。
（3）我国是最早采用湿法炼铜的国家，铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式是 。
（4）将一定质量的Zn片加入AgNO3、Cu（NO3）2的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，则滤渣中一定含有的金属是 ；若滤液蓝色，则滤液中溶质一定有 。
学习小组同学用如图装置进行实验。打开分液漏斗的活塞，将NaOH浓溶液加入锥形瓶A中，关闭活塞，打开弹簧夹，观察到A中产生白色沉淀，烧杯B中液面降低。
（1）写出CO2与NaOH溶液发生反应的化学方程式： 。
（2）若X是一种碱，其化学式可能是 （只写一种）。
（3）学习小组同学用的X是CaCl2，实验结束后，同学们又分别做了以下三组实验：
①取少量A中溶液，测其pH，pH＞7
②取少量A中溶液，向其中加入CaCl2溶液，无明显现象，再测其pH，pH＞7
③取少量A中溶液，测其pH，pH＞7，再向其中加入K2CO3溶液，产生白色沉淀
查阅资料可知CaCl2溶液呈中性。
以上三组实验事实中，能说明A中溶液一定含有NaOH的是 （填序号）。
有限的元素可以组成种类繁多的物质，依据表中的元素回答下列问题。
| 元素名称 |
铜 |
钠 |
钙 |
氧 |
碳 |
氢 |
| 元素符号 |
Cu |
Na |
Ca |
O |
C |
H |
（1）常用作冶炼金属的还原剂是 （任写一种物质的化学式）。
（2）能使紫色石蕊溶液变红的有机物是 （写化学式）。
（3）战国《周礼》中记载"煤饼烧蛎房（即牡蛎壳）成灰"，蔡伦将此"灰"溶于水即得碱。请写出蛎房烧成灰的化学方程式 。
（4）甲、乙、丙都是由以上元素组成的初中化学常见物质，其中甲为氧化物，它们之间有如图所示转化关系（部分反应物、生成物及反应条件已略去，"→"表示某一种物质经一步反应可转化为另一种物质）。
①若丙为黑色固体，则乙→丙发生反应的化学方程式为 。
②下列推断正确的是 （填序号）。
| A． |
a.甲只能为H 2O或CO 2 |
| B． |
b.乙可以为氧化物或碱、盐 |
| C． |
c.乙和丙不可能为同种类别的物质 |
| D． |
d.丙→甲发生的反应可能是化合反应或分解反应、置换反应、复分解反应 |
大量实验证明，化学反应符合质量守恒定律。
（1）如图是铁钉与硫酸铜溶液反应的实验。
①反应一段时间，观察到的现象是 ；
②该反应的化学方程式是 ；
③溶液中减少的铜元素质量等于反应生成的 的质量。
（2）取足量的铁、锌，各加入相同质量相同溶质质量分数的稀盐酸，完全反应后，铁、锌均有剩余，下列说法正确的是 。
| A． |
生成氢气的质量相等 |
| B． |
生成的氯化亚铁和氯化锌的质量相等 |
| C． |
参加反应的铁和锌的质量相等 |
| D． |
参加反应的稀盐酸中HCl的质量相等 |
（3）经计算3g镁和100g质量分数7.3%的盐酸充分反应可生成氢气0.2g，但经实验测定，生成氢气的质量大于0.2g，则可能的原因是过量的镁与 发生反应。
【关注生产实际】
造纸术是中国古代四大发明之一。一直以来，传统工艺不断改进。现阶段，利用方解石（主要成分为CaCO3，还含有少量MgO、Fe2O3、SiO2等杂质）造纸已较为普遍，它取代传统的植物纤维造纸，全程无需用水，原料造价仅为传统造纸的
。（已知：SiO2、聚乙烯塑料、粘合剂均难溶于水，且不与盐酸反应。）分析生产过程，回答下列问题：
（1）将方解石粉碎成纳米级超细粉末的目的是 。
（2）混合器内需要进行的操作是 。
（3）利用方解石作原料生产纸张的优点是 。
（4）从绿色环保的角度分析，对使用的原料需要改进的地方是 。
（5）成品纸张在保存过程中应避免与酸接触，若遇到稀盐酸，则可能发生反应的化学方程式为 （写1个）。
粤公网安备 44130202000953号
