初中化学解答题

某同学用如图装置验证质量守恒定律。称取一定质量的碳酸钠装入气球，将气球套在锥形瓶上。将药品全部倒入装有足量稀盐酸的锥形瓶中，气球迅速胀大。称量反应前后装置的总质量，实验数据如下表所示。

实验次数	1	2	3
碳酸钠质量/克	0.53	1.06	2.12
反应前装置总质量/克	66.33	66.86	67.92
反应后装置总质量/克	66.19	66.62	67.42

（1）计算第1次反应产生的二氧化碳质量。

（2）分析数据发现每次反应前后装置的总质量均不相等，请以第1次反应为例，通过计算说明该反应是否遵循质量守恒定律。（空气密度取1.3克/升，二氧化碳密度取2.0克/升，结果精确到0.01）

2018年2月《自然》杂志上发表了一项新研究，展示了一种全新的加工木材的方法（如图），把天然木材放在NaOH和Na ₂SO ₃的混合液中煮沸以除去部分木质素，接着在100℃以上的高温中进行机械压缩制成致密木材。

（1）致密木材是由天然木材加工而成的，其密度为天然木材的3倍。

①加工致密木材的材料主要取自于植物的 　　（填植物器官名称）。

②充分压缩后木材的厚度减小到原天然木材的20%，这一过程主要是 　　变化。若在压缩过程中底面保持不变，则说明处理过程中木材的质量减少了 　　（用百分数表示）。

（2）致密木材的硬度、拉伸强度都很大，为天然木材的10倍左右，甚至超过了部分金属。

①致密木材的拉伸强度和纤维素有关。纤维素的化学式为（C ₁₂H ₁₀O ₅）n，则其中三种元素的质量比是C：H：O＝ 　　。

②拉伸强度 ，它用来表示材料的坚韧程度。拉伸强度与我们所学的科学量 　　的单位是相同的。

（3）与其他材料相比，致密木材的优点是 　　。

A．加工过程中没有任何污染

B．可代替部分金属材料，具有广阔的应用前景

C．原料来源丰富，能通过无限制砍伐树木加工制成

科学家尝试通过多种途径减少CO ₂的排放，或将CO ₂转化为有用的物质。其中一种途径是利用NaOH溶液来"捕捉"CO ₂，并将CO ₂储存或利用，反应流程如图所示。

（1）反应分离室中分离物质的操作是 　　。

（2）上述反应流程中，可循环利用的物质是 　　。

（3）若反应分离室中有溶质质量分数为10.6%的Na ₂CO ₃溶液100千克，求完全反应后，理论上可生成CaCO ₃的质量（要求根据化学方程式计算）。

为测定CuCl ₂和FeCl ₂组成的混合溶液中FeCl ₂的质量分数，进行如下实验：

①取200g混合溶液加入足量的AgNO ₃溶液，经过滤、洗涤、干燥、称量，得到143.5g AgCl固体；

②另取原混合溶液各200g与含有杂质的废铁屑反应（杂质不溶于水，也不参与反应），共做了五组实验，其实验数据如下表。

实验组别	一	二	三	四	五
混合溶液质量/g	200	200	200	200	200
铁屑质量/g	6	9	12	15	18
析出铜的质量/g	6.4	9.6	m	16	16

请分析计算：

（1）表中第三组实验的m值为 　　。

（2）第 　　组实验恰好完全反应。

（3）铁屑中铁的质量分数为多少？（计算结果精确到0.1%）

（4）原混合溶液中FeCl ₂的质量分数为多少？（计算结果精确到0.1%）

某拓展性学习小组在学校科学实验创新比赛中，做了一个有趣的实验，装置如图。

实验设计：三颈烧瓶中充满二氧化碳气体，A颈、B颈分别连接充满氢氧化钠溶液和盐酸的注射器，C颈插有两端开口的玻璃导管（伸入瓶内的一端连有小气球），装置气密性良好。

实验操作：先通过A颈往瓶内注入氢氧化钠溶液，观察到小气球的形状发生了变化；过一段时间后再通过B颈往瓶中注入盐酸，发现小气球的形状又发生了改变。

请描述小气球形状的变化情况，并对此作出合理的解释。

2018年2月《自然》杂志上发表了一项新研究，展示了一种全新的加工木材的方法（如图），把天然木材放在NaOH和Na ₂SO ₃的混合液中煮沸以除去部分木质素，接着在100℃以上的高温中进行机械压缩制成致密木材。

（1）致密木材是由天然木材加工而成的，其密度为天然木材的3倍。

①加工致密木材的材料主要取自于植物的 　 　（填植物器官名称）。

②充分压缩后木材的厚度减小到原天然木材的20%，这一过程主要是 　　变化。若在压缩过程中底面保持不变，则说明处理过程中木材的质量减少了 　　（用百分数表示）。

（2）致密木材的硬度、拉伸强度都很大，为天然木材的10倍左右，甚至超过了部分金属。

①致密木材的拉伸强度和纤维素有关。纤维素的化学式为（C ₁₂H ₁₀O ₅）n，则其中三种元素的质量比是C：H：O＝ 　　。

②拉伸强度＝ $\frac{\mathrm{最大负荷力}}{\mathrm{材料宽度}\times \mathrm{材料厚度}}$ ，它用来表示材料的坚韧程度。拉伸强度与我们所学的科学量 　　的单位是相同的。

（3）与其他材料相比，致密木材的优点是 　　。

A．加工过程中没有任何污染

B．可代替部分金属材料，具有广阔的应用前景

C．原料来源丰富，能通过无限制砍伐树木加工制成

有一种管道疏通剂，主要成分为铝粉和氢氧化钠混合粉末。工作原理是：利用铝和氢氧化钠遇水反应放出大量的热，加快氢氧化钠对毛发等淤积物的腐蚀，同时产生氢气增加管道内的气压，利于疏通。小柯利用如图装置测定疏通剂中铝的质量分数。

Ⅰ．取样品20g，倒入容积为200mL的锥形瓶中，然后在分液漏斗中加入水，置于电子天平上测出总质量m ₁。

Ⅱ．打开活塞，加入足量的水充分反应，直到没有固体剩余，静置一段时间，测出总质量m ₂。

Ⅲ．实验数据如下表：

反应前总质量m 1	反应后总质量m 2
371.84g	371.24g

回答下列问题：

（1）配平化学方程式：2Al+2NaOH+2H ₂O 　　NaAlO ₂+3H ₂↑

（2）根据化学方程式计算样品中铝的质量分数。

（3）以下情形会导致样品中铝的质量分数测量结果偏高的原因可能有 　　。

A．向锥形瓶中倒入样品时，撒出了部分粉末

B．在反应过程中有水蒸气逸出

C．没有等装置中氢气全部排尽就称量

实验室有一瓶碳酸钙和氯化钙粉末组成的均匀混合物，小科用相同溶质质量分数的稀盐酸和该混合物反应（所得溶液均为不饱和溶液），四组实验数据记录如表，请分析计算：

实验组别	一	二	三	四
稀盐酸质量/g	100.0	100.0	100.0	100.0
混合物质量/g	3.0	6.0	9.0	12.0
所得溶液质量/g	101.9	103.8	105.0	a
剩余固体质量/g	0	0	m	n

（1）反应后，稀盐酸还有剩余的是第　　组；

（2）求混合物中碳酸钙和氯化钙质量之比；

（3）表中a的值为　　；

（4）求表中m的值。

BaCl₂是一种重金属盐，其水溶液具有很强的毒性，若误服了BaCl₂溶液，可立即服用MgSO₄溶液解毒，为测定某BaCl₂溶液的溶质质量分数，现取100克BaCl₂溶液，不断加入MgSO₄溶液，反应过程中溶液总质量与加入MgSO₄溶液的质量关系如图所示，请回答：

（1）P点时溶液的溶质名称是　　；

（2）反应生成沉淀的最大质量为　　克；

（3）求原BaCl₂溶液的溶质质量分数。

碱式碳酸镁[Mg₂（OH）₂CO₃]和过氧化镁（MgO₂）都是重要化工原料。

Ⅰ．以Mg₂（OH）₂CO₃为原料，制备产品MgO₂的步骤如下：

（1）煅烧：煅烧Mg₂（OH）₂CO₃得到三种氧化物，其中一种常温下是气体，且能使澄清石灰水变浑浊，煅烧时反应的化学方程式为　　。

（2）转化：向所得固体中加双氧水充分搅拌，发生反应MgO+H₂O₂＝MgO₂+H₂O，温度升高，说明该反应　　热量（填“放出”或“吸收”）。其他条件相同，煅烧温度、煅烧时间不同，所得MgO对MgO₂产率（产率＝×100%）的影响分别如图1所示，则最佳的煅烧温度为　　℃、煅烧时间为　　小时。

（3）分离：得到产品。

（4）测定：假设产品中仅少量MgO，某小组设计图2装置，通过测定生成O₂体积，计算MgO₂的质量分数。

已知：a．MnO₂与稀盐酸不反应             b．MgO₂+2HCl＝MgCl₂+H₂O₂

          c.2MgO₂2MgO+O₂↑        d．MgO+CMg+CO↑

①仪器M的名称是　　，MnO₂的作用是　　。

②相同条件下，　　能使测定结果更准确。（填图2中“装置A”或“装置B”）

③实验室用溶质质量分数为37%、密度是1.18g•mL^-1的浓盐酸配制10%的稀盐酸110g，需要水　　mL．（水的密度是1g•mL^﹣1，计算结果保留一位小数）

④经讨论，该小组又设计了下列3种方案，分别取5.0g产品进行实验，能确定MgO₂质量分数的是　　。（填序号）

a．加热，使MgO₂完全分解，测出剩余固体的质量

b．与足量炭粉在高温下充分反应，测出生成Mg的质量

c．先加足量稀盐酸，再加足量NaOH溶液，充分反应，测出Mg（OH）₂质量

Ⅱ．MgCl₂是制备Mg₂（OH）₂CO₃的原料，现用含碳酸镁84%的菱镁矿制备MgCl₂，反应如下：MgCO₃+Cl₂+COMgCl₂+2CO₂（设杂质不参加反应）。生产19吨MgCl₂需要这样的菱镁矿多少吨？（写出计算过程）

二氧化锰因在工业生产中应用广泛而备受关注，制备二氧化锰是一项有意义的工作，某研究性小组对此展开了系列研究。

Ⅰ．用高锰酸钾制备

资料一：（1）3K₂MnO₄+2H₂SO₄═2KMnO₄+MnO₂↓+2K₂SO₄+H₂O

（2）K₂MnO₄易溶于水

实验室加热高锰酸钾制氧气，反应的化学方程式为　　。其反应类型是　　。将反应后的固体剩余物用稀硫酸浸取一段时间后过滤、洗涤、烘干即得MnO₂，用稀硫酸而不用水浸取的原因是　　。

Ⅱ．用硫酸锰制备：电解MnSO₄溶液可制得活性MnO₂，同时生成氢气和硫酸，该反应的化学方程式为　　，一段时间后溶液的pH将　　（填“变大”、“变小”或“不变”）

Ⅲ．用废锂电池制备

资料二：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑

用废锂电池正极材料（LiMn₂O₄、碳粉等涂覆在铝箔上）制备纳米MnO₂，并进行锂资源回收，流程如下：

请回答下列问题：

（1）“滤液”中溶质的主要成分是　　（填化学式）。

（2）在实验室进行“过滤”操作时，需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗和　　。

（3）MnO₂与碳粉经下列三步反应制得纳米MnO₂：

①2MnO₂+C 2MnO+CO₂↑

②MnO+H₂SO₄═MnSO₄+H₂O

③3MnSO₄+2KMnO₄+2H₂O═5MnO₂↓+K₂SO₄+2H₂SO₄

上述涉及元素化合价变化的反应有　　（填序号）。

IV．用碳酸锰制备

控制一定的温度，焙烧MnCO₃制取MnO₂的装置如下：

（1）实验中观察到澄清石灰水变浑浊，写出石英管中发生反应的化学方程式　　。

（2）MnCO₃在空气中加热易转化为锰的不同氧化物，其残留固体质量随温度的变化如图所示。图中B点对应固体成分的化学式为　　（请写出计算过程）

实验室常会产生含硫酸的废水，需经处理至中性。某兴趣小组同学配制一定质量分数的氢氧化钾溶液来处理酸性废水。

（l）定性检测废水

检测废水呈酸性的方法是 　　。

（2）配制200g质量分数为5.6%的氢氧化钾溶液

①计算

m （KOH）＝ 　　g，V（H ₂O）＝ 　　mL（水的密度近似为1.0g•mL ^{﹣ 1}）。

②称取氢氧化钾

调节托盘天平平衡后，将一只烧杯放在托盘天平的左盘，称量其质量。然后 　　（按操作先后顺序，填字母），直至天平平衡。

A．向烧杯中加氢氧化钾固体    B．按需要添加砝码、移动游码 C．量取水 D．溶解 E．转移。

（3）定量测定废水

取酸性废水样品100g，逐滴加入5.6%的氢氧化钾溶液，废水中硫酸的质量分数变化如图所示。（假设废水中其他成分不与氢氧化钾反应且不含硫酸钾）

①P点对应溶液中一定存在的阳离子有 　　（填离子符号）。

②酸性废水中硫酸的质量分数为 　　（用百分数表示，保留到0.1%）。

③计算当废水处理至中性时，溶液中硫酸钾的质量分数（写出计算过程，结果用百分数表示，保留到0．l%）。

维生素C主要存在于蔬菜、水果中，其分子式为C ₆H ₈O ₆，在空气中易氧化变质．

（1）维生素C中C、H、O三种元素的质量比为 　　（用最简比表示）．

（2）为测定某鲜榨橙汁中维生素C的含量，兴趣小组进行如下实验：

步骤1 取橙汁样品，加入活性炭，振荡、静置、过滤，滤液移至小烧杯中，盖上玻

璃片．

步骤2 配制碘（I ₂）溶液，测得其浓度为1.27g/L（即1升碘溶液中含有1.27克I ₂）．

步骤3 快速移取20.00mL处理后的橙汁样品置于锥形瓶中，滴入碘溶液，恰好完全反应时消耗碘溶液10.00mL．（测定原理：C ₆H ₈O ₆+I ₂═C ₆H ₆O ₆+2HI）

①步骤1中活性炭的作用是 　　．

②步骤3必须在步骤1、步骤2之后立即进行的原因是 　　．

③计算1L该橙汁样品中含有维生素C的质量： 　　g．（请写出计算过程）

"氧泡泡"系列产品去污能力强、绿色环保，已成为中国氧系清洁品类领导品牌，其主要成分是过碳酸钠（2Na ₂CO ₃•3H ₂O ₂）。某化学活动小组对过碳酸钠产生了浓厚的兴趣，决定对其进行探究。

【查阅资料】

Ⅰ．过碳酸钠在水中易离解成Na ₂CO ₃和H ₂O ₂，其水溶液具有Na ₂CO ₃和H ₂O ₂的双重性质；

Ⅱ．过碳酸钠与盐酸反应：2（2Na ₂CO ₃•3H ₂O ₂）+8HCl═8NaCl+4CO ₂↑+3O ₂↑+10H ₂O；

Ⅲ．过碳酸钠的去污能力主要与其在反应中释放处的"活性氧"有关，"活性氧"含量越高，去污能力越强。

（1）20℃时，测得1%过碳酸钠水溶液的pH为10.5，说明其溶液呈 　　（选填"酸性"、"中性"或"碱性"）。

（2）向过碳酸钠水溶液中加入少量MnO ₂时产生大量气泡，发生反应的化学方程式是 　　。

（3）过碳酸钠样品中"活性氧"含量可按如下公式计算：

"活性氧"含量＝ ×100%

为测定某过碳酸钠样品中"活性氧"含量，取20g样品按如图实验装置与足量盐酸反应。（已知样品中杂质不溶于水且不与盐酸反应，装置气密性良好）

①将盐酸慢慢地入A中，反应一段时间，观察到 　　，停止滴加盐酸。

②装置B可吸收生成的CO ₂，该反应的化学方程式是 　　。

③甲同学认为若要得出生成氧气的质量，除要记录量筒内液体的读数外，还需要知道的数据是该实验条件下的 　　。

④将反应后A中所得溶液过滤、蒸发、结晶、烘干，称得固体质量为11.7g，乙同学据此计算出该过碳酸钠样品的"活性氧"含量，写出其计算过程。

⑤完成上述探究后，丙同学提出：称量反应前后装置B的质量，其质量差就是反应生成CO ₂的质量，据此可计算出样品中"活性氧"含量。但丁同学认为该方案不合理，丁同学的理由是 　　（填写一条即可）

某学校兴趣小组在参与"五水共治"行动中，考察了某工厂的废水处理工程，并取该厂未经处理的废水样品进行测定分析：

（1）用紫色石蕊试液检验废水的酸碱性，石蕊试液呈 　　色，说明该废水显酸性．

（2）另取废水样品少量，滴加适量Ba（NO ₃） ₂，有白色沉淀产生，说明该废水中一定含有的酸根离子是 　　．

（3）同学们进一步了解到该废水中中含有一种酸，为测定其所含酸的质量分数，取该废水200克于烧杯中，逐渐加入硝酸钡溶液，生成的沉淀质量与加入硝酸钡溶液的质量关系如图所示，请计算废水中硫酸的质量分数．（假设该废水中的其他物质均溶于水且不与硝酸钡溶液反应）．