春秋初期,绍兴一带是南方的一个冶铁中心,其炼铁方法是在1000℃左右的温度下,使木炭和铁矿石(主要成分为 )发生一系列的反应生成含较多杂质的海绵铁。其中主要化学反应为: 。下列说法正确的是( )
A. |
海绵铁是一种纯净物 |
B. |
中铁元素的化合价为+3价 |
C. |
上述反应中涉及的氧化物只有2种 |
D. |
炼铁过程中,木炭只是作为燃料使用 |
萤石是我市的优势矿产资源,也是我国“战略性矿物”。为探讨萤石的形成、开采、浮选等跨学科问题,兴趣小组对某萤石矿区开展项目化研究。
【萤石浮选】萤石矿开采后,将矿石破碎,研磨成矿粉,加水调成矿浆,往矿浆中添加捕收剂等药剂进行浮选,使目标矿粉粘附在泡沫上浮至水面,得到纯度较高的精矿。
(1)如图是pH值、捕收剂种类对浮选回收率影响的图像。为获得高浮选回收率,浮选时的最佳条件是 。
【纯度测定】萤石的主要成分为氟化钙( )。
已知:
(2)为测定精矿样品中氟化钙的含量,该小组称取10克样品和浓硫酸充分反应,生成的气体全部被碱性溶液吸收,测得碱性溶液增重4.4克,计算样品中氟化钙的质量分数。
【项目评估】萤石是我市优势矿产资源,但对萤石开采项目一直有不同观点。
(3)请选出你认同的一种观点 (填字母)。
A.我市应该立足资源优势,大力发展萤石开采项目
B.在勘探技术和环境监测到位的情况下,可以发展萤石开采项目
C.萤石开采项目会引发地表沉陷,诱发地质灾害,应禁止萤石开采项目
思维模型是依据事物发展内在规律所建立的解决问题的基本框架,能引导有序思维、增进深度理解、促进问题解决。小科建构了“混合物提纯”的思维模型:
【初步理解】根据混合物组分的性质差异,获得混合物中目标组分。
(1)海水淡化是将海水中的盐与水分开,常压加热蒸馏法是其中的一种:常压下将海水加热形成水蒸气,再液化得到淡水的过程。从建模角度分析,海水加热形成水蒸气属于上述模型中的 (填“分离转移”或“反应转化”)。
【探究本质】根据组分的性质差异,选择合适方法,实现物质提纯。
(2)从含少量氯化钠的硝酸钾固体中提纯硝酸钾,是通过溶解、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥实现的。其中过滤操作将硝酸钾晶体与溶液分离是根据 不同。
【实践应用】根据混合物中某组分发生化学反应,提高混合物中目标组分纯度。
(3)小科取10克混有少量硫酸的盐酸溶液,滴入氯化钡溶液至不再产生沉淀,经过滤、洗涤和干燥得到沉淀0.233克,则原混合溶液中硫酸的溶质质量分数为 。
【融合创新】依据科学原理,融合技术与工程,形成新颖而有价值的解决实际问题方案。
(4)常压加热蒸馏法,能耗大、成本高。小科查阅资料获知,现在世界上的许多大型海水淡化工厂,都已经采用低压加热蒸馏法,请解释其蕴含的科学道理 。
定律是对自然现象或关系的描述,通常可用数学方式加以表达。在学习“质量守恒定律”时,小丽查阅到以下材料:
(1)玻义耳实验中,金属灰增加的质量是 ;
(2)质量守恒定律的发现过程,带给我们的启示有 (填字母);
A.要善于总结前人的成果和经验
B.实验的成功与否,取决于药品的选择
C.定量方法是科学研究的重要方法
受上述研究启发,小丽对相关实验进行了深入探究。
(3)在白磷燃烧前后质量测定实验中(如图),气球的作用有 ;
(4)小丽认为,蜡烛燃烧后剩下的固体质量比燃烧前少了,因此该现象不符合质量守恒定律。请你设计一个能说服小丽的简明实验思路 。
小丽和小科在做“金属与酸反应”的实验时,他们分别将镁条投入盛有稀盐酸的试管中,小丽加入少量镁条,而小科加入了足量镁条。一段时间后,小科的试管底部“意外”地出现了灰白色固体。为探究该固体是什么物质,他们开展了如下探究:
【提出问题】足量镁和稀盐酸反应生成的灰白色固体是什么?
【查阅资料】氢氧化镁和碱式氯化镁[ ]都难溶于水,但都能与稀硝酸反应,后者能生成 和 。
【建立假设】假设1:未溶解完的氯化镁;假设2:氢氧化镁;假设3:碱式氯化镁;……
【进行实验】将灰白色固体过滤、充分洗涤后进行如下实验:
序号 |
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
实验一 |
取灰白色固体于试管中,加入足量蒸馏水,充分振荡 |
固体不溶解 |
假设1 |
实验二 |
取灰白色固体于试管中,加入足量稀硝酸,充分振荡 |
固体溶解 |
假设2不成立 |
往上述溶液中滴加硝酸银溶液 |
|
【评价交流】小丽认为该灰白色固体一定是碱式氯化镁。小科认为上述探究还不足以说明该固体就是碱式氯化镁,其理由是 。
【继续探究】……
价类图是以元素化合价为纵坐标、物质类别为横坐标绘制的图像,它能将散乱的科学知识联系在一起,有助于对科学问题的理解和整体认知。如图是含碳元素物质的价类图,其中“→”表示物质间的转化关系。
(1)写出物质B的化学式 ;
(2)写一个C→E的化学方程式 ;
(3)如图的物质相互转化关系中,涉及反应前后元素化合价有改变的反应类型有 (填字母)。
A.化合反应
B.分解反应
C.置换反应
D.复分解反应
2021年9月,我国科学家在世界上首次实现利用二氧化碳人工合成淀粉[ ],如图为人工合成淀粉过程中第一步反应的微观示意图。
(1)参加反应的和分子个数比为 ;
(2)3.2克有机物X中碳元素的质量为 克;
(3)若人工合成淀粉实现工厂化、规模化生产,在一定程度上能 (填字母)。
A.缓解粮食危机
B.缓解温室效应
C.节省耕地资源
物质结构决定性质,性质决定用途,现象反映本质。如图是小科构建的硫酸部分知识网络,其中“一”表示相连物质能发生化学反应。
(1)石蕊试液在 溶液中显红色,该溶液中能使石蕊试液变红的离子是 ;
(2)在实验室中常用浓硫酸做干燥剂,这是利用它的 。
某兴趣小组为探究“猪肝中的铁元素”,进行了以下实验:选用新鲜猪肝,如图操作,将猪肝中的铁转化为铁离子,再用硫氰化钾溶液检验(硫氰化钾溶液遇铁离子变红色)。有关该实验的说法正确的是( )
A. |
实验研究的问题是新鲜猪肝中是否含有铁离子 |
B. |
新鲜猪肝中的铁是以游离态形式存在的 |
C. |
实验中获得的土黄色混合液属于溶液 |
D. |
新鲜猪肝中含铁元素的证据是滴加硫氰化钾溶液后溶液变红 |
在实验室制取和收集气体的四种装置中,下列用法不正确的是( )
A. |
可制取 |
B. |
可制取 |
C. |
可收集 |
D. |
可收集 |
一般地说,金属越活泼,冶炼越困难,人类使用该金属的时间就越迟。如图为铁、铜、钠、锌四种金属的最早冶炼历史年代,则甲代表的金属是( )
A. |
铁 |
B. |
铜 |
C. |
钠 |
D. |
锌 |
在测定土壤酸碱性的实验中,下列操作规范的是( )
A. |
装入土样粉末 |
B. |
滴加蒸馏水 |
C. |
振荡土壤液 |
D. |
测定酸碱性 |
丽水市拥有众多地方特产,如龙泉青瓷、遂昌竹炭、青田石雕、景宁山哈酒等。下列地方特产的制作过程中,主要发生物理变化的是( )
A. |
煅烧青瓷 |
B. |
烧制竹炭 |
C. |
打磨石雕 |
D. |
酿山哈酒 |
某项目学习小组用传感器开展“影响铁锈蚀因素”的探究,设计如图1所示实验装置并完成实验。实验过程中,传感器采集数据绘制得到如图2的甲、乙两幅曲线图。
【资料1】一定条件下,碳和氯化钠溶液可加快铁的锈蚀,但它们本身不参加反应。
【资料2】该实验步骤如下:
①检查装置气密性;
②装药品,将5克铁粉和2克碳粉加入锥形瓶,并加入2毫升饱和氯化钠溶液;
③立即塞紧橡皮塞,橡皮塞上已插有一支装有5毫升稀盐酸的注射器及传感器;
④观察现象,采集数据。
用所学知识及以上资料信息完成下列问题:
(1)实验进行一段时间后,注射器中的盐酸会自动注入瓶内,原因是 ;
(2)图2甲、乙曲线图中, 段温度升高,瓶内压强减小; 段温度升高,瓶内压强增大。解释产生这两个不同现象的原因。
为了保护生态环境,针对全球气候变化,中国政府向全球承诺,力争于2060年前实现“碳中和”。“碳中和”是指在一定时间内,使二氧化碳的排放总量与吸收总量平衡,实现“零排放”。实现“碳中和”通常可采取如下措施:
Ⅰ.碳减排:减少人类生产和生活中二氧化碳的排放量。
(1)下列做法不能实现“碳减排”的是 。
A.加高烟囱排放工业废气
B.推进新能源汽车使用
C.废弃物分类投放并回收利用
D.养成节约用水用电习惯
Ⅱ.碳吸收:①利用植物光合作用,这是自然界消耗二氧化碳的最重要途径;②利用“碳捕捉与封存技术”,即通过一定的方法,将工业生产中产生的 分离出来进行储存。在实际生产中,经常用 溶液来“捕捉” 流程如图所示(部分条件及物质未标出)。
(2)用该技术进行“碳捕获”有效利用了原材料,该过程中被循环利用的物质有 。
(3)分离器中发生的反应:① ,② 。现有溶质质量分数为10.6%的 溶液100千克,求完全反应后,理论上可生成 的质量(要求根据化学方程式计算)。
Ⅲ.碳转化:指二氧化碳的资源化利用。