初中化学解答题

某同学用质量分数为15%的稀硫酸处理某造纸厂含NaOH的碱性废水样品：

（1）用9.2g质量分数为98%的浓硫酸能配制上述稀硫酸　　g（计算结果保留整数）。

（2）若上述造纸厂废水75g能与9.8g 15%的稀硫酸恰好反应（设只发生NaOH与硫酸的反应），试计算该废水中NaOH的质量分数（写出计算过程，结果精确到0.1%）。

CO₂是最主要的温室气体，也是巨大的碳资源，CO₂的低能耗捕集、转化和利用正受到世界各国的广泛关注。

（1）以CO₂为原料制取炭黑的太阳能工艺如图1所示。

①反应1的基本类型为　　。

②反应2中碳元素的化合价　　（填“升高”“不变”或“降低”）。

（2）利用NaOH溶液吸收CO₂，部分转化关系见图2。

反应①的化学方程式为　　，该转化中循环使用的物质是　　。

（3）利用Na₂CO₃或K₂CO₃溶液吸收低浓度的CO₂，将其转化为NaHCO₃或KHCO₃，NaHCO₃或KHCO₃受热分解生成高浓度的CO₂储存利用，生成的Na₂CO₃或K₂CO₃循环使用以降低生产成本。

吸收剂	Na2CO3	K2CO3
20℃最高浓度（g/L）	212	1104
价格（元/Kg）	1.25	9.80

根据表中信息，选择K₂CO₃溶液作吸收液的优点是　　。

（4）利用一种新型“人造树叶”将CO₂转化为乙醇（C₂H₅OH）的反应如下：2CO₂+3H₂O $\frac{\underset{¯}{\mathit{光照}}}{}$C₂H₅OH+3O₂，研究显示，1L“人造树叶”每天能从空气中吸收968g CO₂，计算1L“人造树叶”工作1天可得到乙醇的质量（写出计算过程）。　　

（5）某研究小组设计如图3所示实验，探究CO₂和H₂在一定条件下反应的产物。

查阅资料：①CO₂和H₂在合适催化剂和一定温度下反应转化为CO和H₂O；

②白色无水硫酸铜吸水后变为蓝色。

实验过程中观察到的主要现象有：B装置中白色固体变为蓝色，C装置中黑色固体变为红色，D装置中澄清石灰水变浑浊。

①设计B装置的目的是　　。

②C装置中发生的反应的化学方程式为　　。

③研究小组反思后认为，根据上述实验现象不能确认CO₂和H₂反应生成了CO，理由是　　。

硼及其化合物在现代工农业、医学、国防中有着重要的应用价值。利用硼镁矿可制备硼，工艺流程如图所示。请回答下列问题：

（1）B₂O₃中B元素的化合价为　　。

（2）为加快硼镁矿石与浓NaOH溶液的反应速率，可采取的措施是　　；回收副产物Mg（OH）₂可制得流程　　的反应物。

（3）H₃BO₃加热分解只生成两种氧化物，流程②的化学反应方程式为　　。

（4）根据流程③的化学反应方程式：B₂O₃+3Mg $\frac{\underset{¯}{\mathit{一定条件}}}{}$2B+3MgO，理论上制备1.1吨的硼，需消耗镁多少吨写出计算过程）？

钢铁的腐蚀是重要研究课题。

[知识回顾]用如图1所示实验进行铁钉腐蚀的研究。一段时间后试管A、B中铁钉几乎没有生锈，而试管C中铁钉明显锈蚀，试管D、E中铁钉严重锈蚀。

（1）由A、B、C的现象可知，铁的锈蚀是铁跟　（填化学式）等物质作用的过程。

（2）试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”，其目的是　　。

[实验探究]向试管D中（含生锈铁钉）加入过量10%稀盐酸，浸泡。可观察到铁锈逐渐消失，铁钉表面有气泡产生，溶液呈黄色，一段时间后黄色变为浅绿色。

（3）写出铁锈溶于盐酸的化学方程式：　　。

（4）推测试管D中溶液由黄色变为浅绿色，可能是因为氯化铁与某些物质发生反应所致。现进行如表3个实验（持续10小时，已知氢气不影响该反应）

序号	实验Ⅰ	实验Ⅱ	实验Ⅲ
实验内容
现象	溶液颜色始终呈黄色	产生红褐色沉淀	溶液逐渐由黄色变浅绿色

①设计实验Ⅰ的目的是　　。

②综合分析上述3个实验，试管D中溶液由黄色变为浅绿色的原因是　　。

[拓展延伸]研究水样的pH、水中溶解氧浓度与钢铁腐蚀速率的关系。查阅相关文献得到如下资料。

（5）图2表示水样温度22℃、氧含量6mL•L^﹣1时，钢铁腐蚀速率与水样pH的关系。当pH＜4时，钢铁腐蚀速率明显增大的原因是　　。

（6）图3表示温度22℃、pH＝7时，钢铁腐蚀速率与水中溶解氧浓度的关系。当溶解氧超过20mL•L^﹣1时，钢铁腐蚀速率明显下降的原因可能是　　。

南通滨临长江，将长江水净化处理可成为居民生活用水。

（1）水净化时先加入絮凝剂，沉降过滤后，通过活性炭。活性炭的作用是　　。

（2）将硬水通过如图所示的阳离子交换柱后可变成软水（图中阴离子未画出），交换后的水仍然呈电中性。

①一个Ca²⁺可以交换出　　个Na⁺。

②阳离子交换柱长时间使用后，Na⁺变少，失去硬水软化功能而失效。利用生活中常见物质检验阳离子交换柱已失效的方法是　　。

（3）二氧化氯（ClO₂）可用于饮用水的杀菌消毒。取100mL经ClO₂消毒后的饮用水于锥形瓶中，调节溶液至弱碱性，加入足量KI充分反应，测得生成I₂的质量为0.0254mg。上述过程中发生的反应为2ClO₂+2KI═2KClO₂+I₂，其他物质不参与反应。计算该饮用水中ClO₂的残留量（以mg/L计），在答题卡上写出计算过程。

溶液在生产、生活中起着十分重要的作用。某学习小组的同学对溶液的性质进行探究。

[引发思考]

生理盐水是医疗上常用的一种溶液，100mL生理盐水（其密度可近似看做lg/cm³）中含有0.9g医用氯化钠，该溶液中溶质的质量分数为　　。一瓶合格的生理盐水密封放置一段时间后，不会出现浑浊现象，原因是　　。

[提出问题]

溶液的某些性质是否可以通过定量实验进行验证？

[查阅资料]

电导率传感器用于测量溶液的导电性强弱：一定条件下，电导率的大小能反映离子浓度的大小。

[实验探究1]

氯化钠溶于水形成溶液的过程中氯离子浓度电导率的测定。

第一步：读取室温为26℃，取100mL蒸馏水，加入烧杯中，放入磁力搅拌器磁珠；

第二步：校准传感器，组装仪器，设定搅拌档位；

第三步：用氯离子传感器和电导率传感器同时采集数据，迅速将定质量的氯化钠加入烧杯中。实验数据如图1所示。

分析图1实验数据：

（1）a～b段曲线呈这种形态的原因是　　。

（2）请说明实验过程中液体的电导率变化的原因　　。

[交流反思1]

如何通过实验验证氯化钠溶液是均一的？请简要说明。　　。

[实验探究2]用氯离子传感器和电导率传感器同时采集数据，向一定体积、一定浓度的氯化钠溶液中慢慢加入等体积、一定浓度的硝酸银溶液，恰好完全反应。部分实验数据如图2所示。

[交流反思2]

推测c点时溶液的电导率是否为零，并说明理由。　　。

中和反应是化学核心概念之一。某化学兴趣小组对中和反应展开了探究。

[实验目的]证明氢氧化钠溶液与盐酸发生化学反应。

[实验步骤]

步骤一：取一定量稀氢氧化钠溶液于烧杯中，滴加2滴酚酞试液，溶液呈红色。

步骤二：用仪器A吸取稀盐酸向烧杯中逐滴加入，边滴加边用玻璃棒搅拌，红色变浅直至消失。

步骤三：向溶液中继续滴加稀盐酸至溶液呈酸性，用玻璃棒蘸取其中溶液，在酒精灯上加热至蒸干，有白色固体产生。

[思考拓展]

（1）从下列仪器中选择步骤二中的“仪器A”，名称是　　。

（2）兴趣小组认为仅从上述步骤二的现象，难以证明盐酸与氢氧化钠发生了反应。

查阅资料：（i）酚酞试液在不同的pH时变化情况如下：

pH	0～8.2	8.2～10.0	10.0～14.0
颜色	无色	粉红色	红色

（ⅱ）氢氧化钠溶液的pH随浓度的降低而减小。

兴趣小组据此形成了对比实验方案以排除干扰，该对比实验方案是　　。

（2）为确认步骤三中的白色固体是氯化钠而不是氢氧化钠，进行如下实验：

步骤	现象	结论
将白色固体溶于水形成溶液，均分成两等份	向其中一份滴加CuSO4溶液，振荡、静置	①无　　色沉淀生成	白色固体不是NaOH．
	向另一份滴加AgNO3溶液，振荡、静置	出现白色沉淀	②白色固体是NaCl，反应的化学方程式为　　。

[继续探究]

（4）图1是氢氧化钠与盐酸反应的微观示意图。从微观角度分析，氢氧化钠溶液和盐酸反应的实质是　　。

（5）兴趣小组认为上述实验对反应实质缺少直观的验证。

査阅资料：（ⅲ）变色硅胶为蓝色，吸水后呈红色。（ⅳ）变色硅胶与NaOH固体充分混合，无明显现象；变色硅胶与无水醋酸（CH₃COOH）充分混合，无明显现象。

兴趣小组据此设计了图2实验，验证中和反应有水生成：将无水醋酸迅速倒入装有NaOH固体和变色硅胶的试管中，并用玻璃棒在试管中不断搅拌，观察到变色硅胶由蓝色逐渐变为红色，U型管内液面左低右高。

①U型管内液面左低右高说明该反应　　热量（填写“放出”或“吸收”）。

②无水醋酸由CH₃COO^﹣和H⁺构成。变色硅胶由蓝色变成红色的原因是　　（用化学方程式表示）。

我国塑料购物袋的年消耗量很大，废弃塑料的处理亟待解决。回答下列问题。

（1）购物袋等塑料制品的大量使用，可能会造成的一种环境污染是　　。

（2）小林尝试用焚烧法对某类塑料购物袋（主要成分是聚氯乙烯）进行处理，并将燃烧产物用氢氧化钠溶液进行吸收。

【查阅资料】Ⅰ．聚氯乙烯的化学式为（C₂H₃Cl）_n。

Ⅱ．氯化氢气体会污染环境

Ⅲ．Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl

①聚氯乙烯完全燃烧的化学方程式如下：

2（C₂H₃Cl）_n+5nO₂ $\frac{\underset{¯}{\mathit{点燃}}}{}$4nCO₂+2nHCl+2nX，则X的化学式为　　。

②将完全燃烧后的产物，全部通入到一定量的NaOH溶液中，得到吸收液，写出氢氧化钠溶液吸收氯化氢的化学方程式　　。

③小林对吸收液的溶质成分产生了兴趣，进行如下探究：

[提出问题]吸收液中溶质的成分是什么？

[进行实验1]取吸收液少许置于试管中，滴加2～3滴无色酚酞试液，发现酚酞变红色，说明溶液呈　　性。

[猜想]猜想1：NaCl、NaOH、Na₂CO₃

猜想2：　　

猜想3：NaCl、Na₂CO₃、NaHCO₃

猜想4：NaCl、NaHCO₃

[进行实验2]向实验1所得溶液中，加入过量的CaCl₂溶液，小林观察到　　（填实验现象），最终得出结论：猜想1正确。

[交流反思]实验结束后，小林对吸收液进行无害化处理，其方案是　　，然后倒入废液缸。

咨询老师后，小林获悉废弃塑料的资源化回收是减少环境危害的最好方法。

（3）聚氯乙烯的生产需要用到氯气。工业上获取氯气的方法是电解饱和食盐水，发生反应的化学方程式为：2NaCl+2H₂O $\frac{\underset{¯}{\mathit{通电}}}{}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．某工厂需生产14.2t氯气（Cl₂），至少需要氯化钠的质量为多少？（请写出计算过程）

化学兴趣小组对“可乐除铁锈”实验展开探究。同学们将几枚生锈的铁钉放入某品牌的可乐中，观察到铁钉表面有气泡产生，容器底部沉有固体物质。取出铁钉后用水清洗，铁钉恢复光亮。

Ⅰ．容器底部固体成分探究。

【实验探究1】取出容器底部剩余的固体物质，用水清洗后干燥，分成甲、乙两份备用。

实验操作	实验现象	解释与结论
①用磁铁靠近固体物质甲	固体物质　　（填“能”或“不能”）被吸引	固体物质中不含铁单质
②将固体物质甲放入20%的盐酸中	固体逐渐消失，溶液变成黄色	固体物质主要是氧化铁，化学反应方程式为　　。

Ⅱ．溶液中逸出气体成分探究。

【猜想假设】气体中除了可乐本身含有的CO₂外，可能还有H₂。

【查阅资料】①H₂可以还原CuO，生成Cu和H₂O。

②无水硫酸铜为白色固体，遇水变蓝。

【实验探究2】将逸出气体依次通过如图的组合装置。

（1）NaOH溶液的作用是　　。

（2）实验过程中观察到　　现象，证明逸出气体中含有氢气。

Ⅲ．深入探究

【提出问题】铁钉表面已变光亮，而容器底部有大量铁锈剩余的原因是什么？

【猜想假设】①可乐太少，酸性物质量不足。②可乐酸性弱，与铁锈反应太慢。

【实验探究3】取可乐与锈铁钉反应后的剩余液，测得溶液仍然呈酸性，猜想①不成立。

【查阅资料】3%的稀盐酸pH约为1，某品牌可乐的pH值为3.39．质量分数为3%的稀盐酸比该品牌可乐的酸性　　（选填“弱”或“强”）。

【实验探究4】取另一份固体物质乙放入3%的稀盐酸中，振荡，观察无明显现象。

【实验结论】对比【实验探究1】和【实验探究4】的不同反应现象可得出：化学反应速率与反应物的　　有关。猜想②成立。

【合理推测】可乐能快速去除铁钉表面铁锈的真正原因是：铁锈结构疏松多孔，　　。

Ⅳ．废液处理

将【实验探究1】和【实验探究4】中废液混合，得到澄清溶液100.0g，通过氯离子检测仪测得氯离子质量分数为7.1%．从环保角度考虑，最好在废液中加入　　g氢氧化钠固体，充分反应，过滤后再将废液排放。

某工厂利用废铁屑与废硫酸反应制取绿矾（FeSO₄•7H₂O）。

（1）绿矾中铁原子与氧原子个数比为　　。

（2）现有废硫酸4.9t（硫酸的质量分数为20%）与足量的废铁屑反应，理论上可生产出绿矾的质量是多少？（请写出计算过程，结果保留三位有效数字，下同）

（3）若配制100g质量分数为20%的稀硫酸溶液，需质量分数为98%的浓硫酸的体积是多少？（已知：质量分数为98%的浓硫酸的密度为1.84g/cm³）。

为了测定某小苏打样品中碳酸氢钠的质量分数，小兰同学进行了如下实验：向盛有10g样品的烧杯中加入稀硫酸，恰好完全反应时，加入稀硫酸的质量为90g，反应后烧杯内物质的总质量为95.6g。（杂质不溶于水也不与酸发生反应）

已知反应的化学方程式如下：2NaHCO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O

（1）该反应生成二氧化碳的质量为　　g。

（2）求该样品中碳酸氢钠的质量分数（写出计算过程）。

我国著名的化学家侯德榜发明了联合制碱法，大大提高了原料的利用率，其反应原理之一为NaCl+CO₂+NH₃+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl，某化工厂消耗117t氯化钠，理论上可生产碳酸氢钠的质量是多少？

（注：在20℃时，将二氧化碳通入含NH₃的饱和NaCl溶液中能生成 NaHCO₃晶体和NH₄Cl溶液）

向表面生锈的铁片中滴加稀硫酸，产生氢气的质量与所加稀硫酸的质量关系如图所示，请回答：

（1）从图中可以看出完全反应后产生氢气的质量为　　g。

（2）求所加稀硫酸中溶质的质量分数。（写出计算过程，计算结果精确到0.1%）

国家明令禁止在面粉生产中添加过氧化钙（CaO₂）等食品添加剂。过氧化钙是一种安全无毒物质，常带有结晶水，广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面。某化学兴趣小组为测定某过氧化钙样品（CaO₂•xH₂O）中的结晶水，称取4.86g过氧化钙样品，灼热时发生如下反应：

2[CaO₂•xH₂O] $\frac{\underset{¯}{\mathit{灼热}}}{}$2CaO+O₂↑+2xH₂O

完全反应冷却后称量，得到剩余固体的质量为3.36g。

（1）反应中生成O₂的质量是　　g。

（2）计算样品CaO₂•xH₂O中的x值（写出详细的计算过程）。

某化学兴趣小组的同学进行了如图所示实验。

请根据图示信息计算：

（1）实验中产生氢气的质量是　　g。

（2）实验中所用稀硫酸溶质的质量分数是多少（要求书写计算过程）？