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专题20：物质与能量的转化相关问题
一、单选题
1．如图所示小球在光滑轨道上的a点静止自由释放，在运动过程中始终没有离开轨道，关于小球的运动过程的描述，以下说法正确的是（　　）
A．小球不能到达f点 B．小球越过c点时的速度为零
C．小球运动过程中动能不断增大 D．小球还能回到a点
2．如图是2023年杭州亚运会女子跳水10米跳台决赛掠影，全蝉红在起跳向上运动的过程中（忽略空气阻力）（　　）
A．动能不变，重力势能不变 B．动能增大，机械能增大
C．重力势能增大，机械能不变 D．动能减少，机械能减少
3．如图所示的用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）
A．电冰箱 B．电风扇
C．电热水壶 D．电视机
4．投掷实心球是体育中考项目之一。若不计空气阻力，实心球从离手到落地前的过程中，下列关于其动能、势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中（　　）
A．①③④ B．②③④ C．①④ D．③④
5．如图是航标灯内的海浪发电的气室示意图，其工作原理是利用海浪上下起伏将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电。下列说法正确的是（　　）
A．当海水下降时，阀门K1开启，阀门K2关闭
B．当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2关闭
C．当阀门K1开启，阀门K2关闭时，海水的机械能转化为电能
D．当阀门K1关闭，阀门K2开启时，空气的机械能转化为电能
6．小科通过微信公众号“胜哥课程”观看了《能量的转化与守恒》科学视频，对相关知识有了深刻的理解。下列事例中，不是通过化学反应提供能量的是（　　）
A．蓄电池放电 B．水力发电
C．汽车燃油做功 D．火箭点火升空
7．在杭州亚运会上，王琦获得男子链球金牌（如图），下列有关说法正确的是（　　）
A．链球在空中上升过程，王琦对链球做功
B．链球在空中飞行过程，化学能转化为机械能
C．链球在空中下落过程，动能转化为重力势能
D．链球砸向地面的瞬间，具有很大的动能
8．总质量为3×103kg的房车在平直公路上以100km/h的速度匀速行驶了200km（如图），若车受到的阻力是总重的0.1倍，则此次行程中下列有关说法正确的是（　　）
A．房车受到的牵引力为3×103N
B．房车牵引力做功为6×107J
C．房车行驶中功率为3×105W
D．房车行驶中机械能转化为化学能
9．认知元素及化合物，常研究该元素的单质、氧化物、酸(或碱)、盐的性质，应用及转化关系等。如碳元素对应物质的部分转化关系如图，下列相关说法不正确的是（　　）
A．转化①的反应类型是复分解反应
B．转化②可用于实验室制CO2气体
C．转化③可用来检验CO2气体
D．工业上可利用转化④制备生石灰
10．小科很喜欢观看微信公众号“胜哥课程”中的视频，因为“胜哥”讲知识点与解题时逻辑非常严密。
科学应基于证据与逻辑得出结论。对于有关证据和结论的说法正确的是（　　）
A．①中“硝酸铅与碘化钾发生了化学反应”是证据，“ 生成黄色沉淀”是结论
B．②中“观察到生成物不能被磁铁吸引”是证据，“ 金属都能与非金属反应”是结论
C．③中“观察到血管内血细胞单行通过”是证据，“ 该血管是毛细血管”是结论
D．④中“观察到橡皮塞向上跳出”是证据，“ 机械能转化成内能”是结论
11．化学中C60的分子结构和足球相似。下列关于碳单质的说法正确的是（　　）
A．碳单质在空气中燃烧只能生成二氧化碳
B．重要档案用碳素墨水书写只利用了碳的物理性质
C．金刚石、石墨和C60的物理性质有很大差异的原因是构成它们的原子大小不同
D．由于石墨具有良好的导电性，因此石墨可用于制高铁的电刷
12．很久很久以前我们中国的芯片技术领先于世界，可如今我们总被一些国家卡脖子。芯片是电脑、智能家电的核心部件，它是以高纯度的单质硅（Si） 为材料制成的。硅及其氧化物能发生如下反应：
①Si+O2SiO2②SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
③SiO2+2CSi+2CO↑④Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑
下列说法不正确的是（　　）
A．上述反应中共生成三种可燃性气体
B．反应③属于置换反应
C．Na2SiO3中Si 为+4价
D．Si和SiO2在一定条件下可以相互转化
13．.科学扑克中有一种叫“争上游”的玩法，规则是：上家出一张牌，下家跟着出一张牌，要求两张牌中的物质要能发生反应，依此规则出牌，先出完的为上游，最后出的为下游。在某局牌中，上家出了一张如图的“碳”牌，下面是ABCD四位玩家手中最后的一张牌，则你认为最后下游的应该是（　　）
A． B． C． D．
14．小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了化学的课程后，掌握了物质间的转化规律。下列物质间的转化一步就能实现的是（　　）
A．CO→CO2 B．Fe→FeCl3
C．CaCO3→Na2CO3 D．H2O2→H2
15．甲乙丙三种物质间通过一步反应能实现如图转化，下列选项中符合转化关系的（　　）
A．甲为NaOH，乙为NaCl，丙为NaNO3
B．甲为CuO，乙为CuCl2，丙为Cu(OH)2
C．甲为Na2CO3，乙为CO2，丙为CaCO3
D．甲为H2SO4，乙为BaSO4，丙为Na2SO4
16．硫酸铜在工农业上有广泛应用。下列是小科设计的利用铜制取硫酸铜的方案，可行的是（　　）
A．CuCuSO4 B．CuCuOCuSO4
C．CuCuSO4 D．CuCu（NO3）2CuSO4
17．蚀刻印刷电路后的溶液为FeCl3、FeCl2 和CuCl2的混合溶液。如图是向200g该溶液中加入铁粉的质量与溶液质量变化的关系。已知0→a段发生的反应为： 2FeCl3+Fe=3FeCl2。
下面说法正确的是（　　）
A．a→b段发生的反应为2Fe+3CuCl2=3Cu+2FeCl3
B．x=11.2
C．原溶液中FeCl3与CuCl2的质量之比为52：81
D．取出c点溶液中的固体，投入足量CuCl2溶液，可得25.6克Cu
18． 一包有主要成分是氧化钙的干燥剂，“胜哥”将其放在空气中一段时间，下列关于这包干燥剂的说法正确的是（　　）
A．这包干燥剂是纯净物
B．干燥剂吸水是物理变化
C．干燥剂中的氧化钙属于氧化物
D．干燥剂吸水过程中质量不发生改变
19．下列物质转化在一定条件下可以一步实现的是（　　）
A．C→CO2→Na2CO3 B．Cu→Cuo→Cu（OH）2
C．NaCl→KCl2→AgCl D．Fe→FeO3→FeSO4
20．如图所示转化关系中的反应均为初中化学常见的反应。下列选项中甲、乙、丙、丁四种物质间能通过一步反应实现图示转化关系的是（　　）
选项 甲 乙 丙 丁
A O2 MgO H2O2 H2O
B CuO CuSO4 FeSO4 FeCl2
C H2O Ca(OH)2 NaOH Na2CO3
D HCl BaCl2 BaSO4 H2SO4
A．A B．B C．C D．D
21．如图所示，“胜哥”把两只相同烧瓶的一侧都涂成黑色，另一侧都涂成白色，瓶口都用单孔橡皮塞连接一段有色液柱，两个装置的气密性良好。并同时将甲涂黑的一侧正对太阳，将乙白色的一侧正对太阳，几分钟后，记录有色液柱移动的距离，甲为L1，乙为L2，则 （　　）
A．L1>L2 B．L1=L2
C．L1二、填空题
22．图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在　 　点最大，B点重力势能的大小　 　(选填 “大于”“小于” 或“等于”) E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是　 　 (选填 “变化”或“不变”)的。
23．如图甲轻质弹簧原长为2L，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到静止时，弹簧长度为L。如图乙现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5L的光滑水平轨道，B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切，用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度L，然后释放，P开始沿轨道运动，问：
（1）从竖直放置在地面上的弹簧顶端，静止释放物块P，至弹簧被压缩后静止，物块P的重力势能转化为弹簧的　 　。（填能量形式）
（2）将弹簧压缩至长度L，然后放开，P开始沿轨道运动，能否到达“D”点？　 　（填“能”或“否”）。物块P达到最高点时的机械能大小为　 　焦耳。
24．如图所示，原长为l的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧，当其左端至A点时，弹簧具有的弹性势能为25J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1J。则木块最终静止的位置一定不可能位于　 　（B/C/D）点，整个过程中木块克服阻力做的功是　 　J，整个过程中木块速度最大时其左端可能位于　 　（B/C/D）点。
三、解答题
25．“胜哥”在调查当地燃料的来源和使用情况后，画出了当地的燃料使用的发展历程（括号内为燃料的主要成分），如图所示。
（1）用天然气替代蜂煤的优点是　 　(写出1点即可)。
（2）上述CO、H2、CH4等气体能够用做燃料，是因为它们具有性　 　，在燃料燃烧过程中涉及的能量转化是　 　
（3）在“碳中和”的背景下，科学家提出了碳捕集合成甲烷的方法，利用二氧化碳和氢气绿色合成甲烷(CO2+4H2=CH4+2H2O)。杭州市每个月二氧化碳排放量约为220万吨，假设总量80%的二氧化碳可被捕获消纳，则每个月可生产甲烷　 　万吨。
26．小科通过微信公众号“胜哥课程”观看了《物质的转化规律》科学视频后，准备写出Ca→CaO→Ca(OH)2转化的化学方程式，并总结金属及其化合物之间的转化规律。请你帮小科完成任务。
四、实验探究题
27．光滑斜面甲与水平面AB平滑连接。从斜面甲高H处静止释放小球，小球运动到B点静止，如图甲。在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙，已知AB=3AC，如图乙。如果小球从斜面甲高H处静止释放，试说明小球在乙斜面到达的最大高度h与H的数量关系及理由。
28．“胜哥”为了除去混在N2中的O2，将混合气体通过红热的铜丝网后，发现铜丝网变黑。在研究如何除去黑色物质，回收再利用铜丝网的讨论中，制定了下列方案。
请根据以上方案回答：
（1）混合气体通过红热的铜丝网后，铜丝网变黑的原因　 　（用化学方程式解释）。
（2）两种方案相比较，甲方案明显的不足之处是　 　。
（3）若采用甲、乙两种方案处理此黑色铜丝网，则回收的铜丝网a的质量　 　（填“＜”、“＞”或“＝”）铜丝网b的质量。
（4）“胜哥”发现，反应后烧杯中的液体有腐蚀性，应加以适当的处理。他采取加入过量的铁粉的方案处理废液。加入足量的铁粉充分搅拌，最后得到的溶液中溶质为　 　。（填物质名称）
29．为防止油脂酸败、肉类的氧化以及食品中维生素的损失，通常一些食品包装中会加入脱氧剂。例如月饼盒中常使用脱氧剂，主要成分为活性化铁粉，通过吸氧、绝氧等手段来达到产品保鲜目的。使用一段时间后黑色脱氧剂中会产生红褐色固体，小金对红褐色固体成分作出如下猜想，猜想一：可能是氧化铁；猜想二：可能是氢氧化铁；猜想三：可能是氧化铁和氢氧化铁。为探究固体中是否有氧化铁，小金设计图甲装置进行实验。
（1）图甲中C装置的作用是　 　。
（2）随着实验进行，B中出现白色沉淀，小金认为存在氧化铁。小金查阅资料发现氢氧化铁加热时会分解，并产生氧化铁和水，对实验结果存在干扰。于是他改进实验装置如图乙所示，在B装置前接一个U形管，里面装有无水硫酸铜粉末，D中出现　 　现象可以说明猜想一错误。请写出铁粉吸收空气中的氧气、水生成氢氧化铁的化学方程式：　 　。
（3）实验测得反应前后D装置的质量增加了a克，则红褐色固体中的氢氧化铁的质量为　 　(用含有字母的关系式表示)，小金再与反应前固体总质量的大小进行比较，即可判断猜想二、三正确性。
30．氢氧化钠是重要的化工原料，某工厂通过系列化学反应制取氢氧化钠固体，其流程如图所示，其中石灰石中的杂质不参与反应。
（1）高温煅烧石灰石发生的主要反应是CaCO3CaO+CO2↑，该反应属于基本反应类型中的　 　反应。
（2）该流程中能循环使用的物质是水和　 　(写出化学式)。
（3）为了检验反应后得到的氢氧化钠溶液中是否含有氢氧化钙，采用的检验方法是　 　。
31．我国西部地区的青海省塔拉滩，土地呈半荒漠化，寸草不生，不适宜人们居住，但中国建设者们通过多年的努力，将这里打造成了全球最大的光伏发电园区，一年可发电量达14.94亿千瓦时，减少二氧化碳排放约122.66万吨，生态环境得到极大的改善（如图)。
资料一：塔拉滩地势平缓，土地辽阔，阳光辐射强烈，日照时间长。光伏发电板板面太阳辐射越强或遮挡越少，发电量越多；温度越高，发电量越低。
资料二：建设者们将光伏发电板朝南倾斜一定角度；聘请当地牧民定期适时给光伏发电板清洗；植物长出后，牧民将羊群赶至园区吃掉过于茂盛的杂草。在附近的龙羊峡水电站修建水库，将日间剩余发电量输送过去，利用水泵将水库蓄满。
结合上述信息并综合运用所学知识，对建设者们打造光伏园区的相关措施作出解释。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】 球在光滑轨道上的a点静止自由释放 ，因为光滑，所以没有能量损失，机械能守恒。
【解答】A.af等高，机械能守恒，所以 小球能到达f点，A错误；
B. C点高度小于a，小球越过c点时的速度为大于零，B错误；
C. 小球运动过程中只有高度不断下降才能动能不断增大，C错误；
D.机械能守恒，小球运动到f速度变为零，然后还能回到a点，D正确；
故答案为：D。
2．【答案】C
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】动能大小与质量，速度有关，势能大小与质量高度有关，考虑空气阻力时，机械能转化为内能，机械能减小，内能增大；不考虑空气阻力时，机械能守恒。
【解答】跳水运动员向上运动过程中，运动员的质量不变，速度变小，动能变小；高度变大，重力势能增大；不考虑空气阻力时，机械能守恒，机械能保持不变，故C正确，ABD错误。
故选：C。
3．【答案】C
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】分析各个用电器的能量转化过程判断。
【解答】 A.电冰箱将电能转化为机械能，与热效应无关，故A不合题意；
B.电风扇，将电能转化为机械能，与热效应无关，故B不合题意；
C.电热水壶，将电能转化为内能，利用电流热效应，故C符合题意；
D.电视机，将电能转化为光能和声能，与热效应无关，故D不合题意。
故选C。
4．【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】动能的大小和物体的质量、速度有关，物体的质量越大，速度越大，动能越大；重力势能和物体的质量、所处的高度有关，物体的质量越大，高度越高，重力势能越大。若只有动能和势能的相互转化，机械能守恒。
【解答】①②实心球上升的过程中，质量不变，速度越来越小，动能越来越小，当上升到最高点时，速度最小，动能最小；下落的过程中，实心球的质量不变，速度越来越大，动能越来越大。所以实心球的动能是先减小，上升到最高点速度最小，动能最小。但最高点水平方向上有速度，所以动能不为0。后下落，动能又增大。图①错误，图②正确。
③实心球上升的过程中，质量不变，高度越来越大，重力势能越来越大，当上升到最高点时，高度最高，重力势能最大，下落的过程中，高度越来越小，最后落地，重力势能越来越小，直到为零。所以重力势能是先增大，上升到最高点重力势能最大，后又减小，最后为零。图③正确。
④由于整个过程不计空气阻力，所以整个过程中实心球的机械能是守恒的，机械能不变。图④正确。
综上分析可知，②③④正确。故ACD错误，B正确。
故答案为：B。
5．【答案】C
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）潮汐（海浪）发电是利用海水的机械能推动涡轮机；
（2）涡轮机带动发电机工作，将机械能转化为电能。
【解答】由题知，海浪发电的工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电；由图分析可知：
海水下降时，气室的容积增大，其内部气体压强减小，阀门K1关闭，阀门K2开启，将空气吸入气室，没有能量的转化；
海水上升时，气室的容积减小，其内部气体压强增大，阀门K1开启，阀门K2关闭，压缩后将空气推入工作室，海水的机械能转化为电能；
综上所述，故ABD错误，C正确。
故答案为：C。
6．【答案】B
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据能量转化的知识分析判断。
【解答】A.蓄电池放电，将化学能转化为电能，故A不合题意；
B.水力发电时，将水能转化为电能，故B符合题意；
C.汽车燃油做功，将化学能转化为内能，故C不合题意；
D.火箭点火升空，将燃料的化学能转化为内能，故D不合题意。
故选B。
7．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】做功需要两个条件，一是有力的作用，二是在力的作用下移动一定的距离；物体由于运动而具有的能称为动能，由于具有一定的高度而具有的能是重力势能，一个物体所具有的动能与重力势能之和即机械能。
【解答】A.链球在空中上升过程中，王琦没有对它施加力的作用，因此对链球没有做功，故A错误；
B.链球在空中飞行过程中，动能转化为内能，故B错误；
C.链球在空气下落的过程中，重力势能转化为动能，故C错误；
D.链球砸向地面的瞬间，它的速度最大，此时的动能最大，故D正确。
故答案为：D。
8．【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据题意计算房车匀速行驶时受到的阻力，汽车匀速行驶时牵引力等于阻力，根据W=Fs得到房车行驶过程中牵引力所做的功；
（2）根据计算牵引力做功的功率；
（3）房车行驶中内能转化为机械能。
【解答】A.该房车的总重力为：
G=mg=3×103kg×10N/kg=3×104N，
房车匀速行驶时受到的阻力为：
f=0.1G=0.1×3×104N=3×103N，
由题知汽车匀速行驶时牵引力等于阻力，则牵引力F=f=3×103N，故A正确，
B.牵引力做的功为：
W=Fs=3000N×200×103m=6×108J，故B错误；
C.汽车的速度，
牵引力做功的功率，故C错误；
D.房车行驶中内能转化为机械能，故D错误。
故答案为：A。
9．【答案】B
【知识点】非金属及其化合物之间的转化
【解析】【分析】A、碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀与氢氧化钠。
B、根据碳酸钠和稀盐酸反应速率过快，不利于二氧化碳气体的收集分析。
C、氢氧化钙能与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀与水。
D、碳酸钙高温煅烧能生成氧化钙与二氧化碳。
【解答】A. 转化①为碳酸钠转化为碳酸钙，碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀与氢氧化钠，该反应为复分解反应，故正确，不符合题意；
B. 碳酸钠和稀盐酸反应速率过快，不利于二氧化碳气体的收集，转化②不可用于实验室制CO2气体，故错误，符合题意；
C. 转化③为二氧化碳转化为碳酸钙，澄清的石灰水中的溶质为氢氧化钙，氢氧化钙能与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀与水，则澄清的石灰水可以用来检验二氧化碳，故正确，不符合题意；
D. 转化④为碳酸钙转化为二氧化碳，碳酸钙高温煅烧能生成氧化钙与二氧化碳，工业上常用高温煅烧石灰石（主要成分碳酸钙）制取生石灰，故正确，不符合题意；
故答案为：B。
10．【答案】C
【知识点】心脏和血管；化学变化与物理变化的判别；热机；非金属及其化合物之间的转化；金属及其化合物之间的转化
【解析】【分析】 化学反应是指有新物质产生的反应，我们通过新物质产生的现象就可以知道该反应是化学反应；血管的种类有三种，分别是动脉、静脉和毛细血管；动脉是分支的流动；静脉呈现汇总的方式；毛细血管只允许单个红细胞通过。
【解答】A.化学反应的证据是有新物质的产生；所以 ①中“硝酸铅与碘化钾发生了化学反应”是结论，“ 生成黄色沉淀”是证据；A错误；
B. ②中“观察到生成物不能被磁铁吸引”是证据，“ 金属都能与某些非金属反应”是结论，金属能和某些非金属反应，而不是所有的非金属，B错误；
C. ③中“观察到血管内血细胞单行通过”是证据，“ 该血管是毛细血管”是结论 ，C正确；
D. ④中“观察到橡皮塞向上跳出”是证据，“ 内能转化成机械能”是结论，D错误；
故答案为：C.
11．【答案】D
【知识点】分子、原子、离子、元素与物质之间的关系；非金属及其化合物之间的转化
【解析】【分析】A、根据碳不充分燃烧生成一氧化碳分析；
B、根据碳化学性质稳定分析；
C、根据金刚石、石墨碳原子排列不同分析；
D、根据石墨的导电性分析。
【解答】A、 碳单质在空气中充分燃烧生成二氧化碳 ，不充分燃烧生成一氧化碳，不符合题意；
B、 重要档案用碳素墨水书写只利用了碳的化学性质稳定 ，不符合题意；
C、 金刚石、石墨和C60的物理性质有很大差异的原因是构成它们的原子排列不同 ，不符合题意；
D、石墨具有导电性，可制高铁的电刷，符合题意；
故选D。
12．【答案】A
【知识点】元素化合价的规则与计算；置换反应及其应用；非金属及其化合物之间的转化
【解析】【分析】根据所给各反应，确定反应物生成物，结合置换反应中反应物和生成物都是一种单质和一种化合物，化合物中元素化合价代数和为分析。
【解答】A、所给反应中生成的可燃性气体有氢气和一氧化碳两种，符合题意；
B、 反应③中反应物和生成物都一种单质和一种化合物，属于置换反应 ，不符合题意；
C、 Na2SiO3中钠元素为+1价，氧元素为－2价，根据化合物中元素化合价代数和为0可知，Si 为+4价 ，不符合题意；
D、由所给反应可知， Si和SiO2在一定条件下可以相互转化 ，不符合题意；
故选A。
13．【答案】C
【知识点】非金属及其化合物之间的转化
【解析】【分析】根据所给几种物质的性质分析，由此确定各物质反应情况，确定最后一张牌代表物质。
【解答】碳能与氧化铜反应，氧化铜能与盐酸反应，盐酸能与氢氧化钠反应，氢氧化钠与氯化铵反应，由此可知最后下游的应该是氯化铵；
故选C。
14．【答案】A
【知识点】金属及其化合物之间的转化；化合物之间的相互转化
【解析】【分析】根据各选项所给物质性质分析，由各物质的性质确定转化是否可实现。
【解答】A、一氧化碳与氧化铜、氧气等反应可生成二氧化碳，符合题意；
B、铁不能一步转化氯化铁，不符合题意；
C、碳酸钙为难溶性盐，不能一步转化为碳酸钠，不符合题意；
D、过氧化氢分解生成水和氧气，不能一步转化为氢气，不符合题意；
故选A。
15．【答案】C
【知识点】金属及其化合物之间的转化
【解析】【分析】根据各选项中所给物质的性质分析，由各物质性质确定各步转化是否可以实现。
【解答】A、氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠，氯化钠与硝酸银反应可生成硝酸钠，但硝酸钠无法转化为氯化钠，不符合题意；
B、氧化铜与盐酸反应生成氯化铜，氯化铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜，氢氧化铜与盐酸反应生成氯化铜，但氧化铜无法一步转化为氢氧化铜，不符合题意；
C、碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳，碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙，符合题意；
D、硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡，硫酸钡不能一步转化为硫酸钠，不符合题意；
故选C。
16．【答案】B
【知识点】金属及其化合物之间的转化
【解析】【分析】根据金属活动性顺序中，排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液发生反应，排在氢前的金属能与酸反应，排在氢后面的金属不能与酸反应，金属氧化物能与酸反应生成盐和水分析。
【解答】A、铜与稀硫酸不能反应，不符合题意；
B、铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，符合题意；
C、铜的活动性小于铁，铜不能与硫酸亚铁反应，不符合题意；
D、铜的活动性大于银，铜与硝酸银反应可生成硝酸铜，硝酸铜与硫酸钠不能发生化学反应，不符合题意；
故选B。
17．【答案】D
【知识点】金属及其化合物之间的转化
【解析】【解答】
A、a→b段发生的反应是——Fe和CuCl2反应生成的是FeCl2和Cu，所以A错误；
B、设a→b段用去Fe的质量是y，原溶液中CuCl2的质量为z，则
Fe+ CuCl2= FeCl2+ Cu 溶液质量
56 135 　 64 -8
p q 　 r -2.4g
，得，p=16.8g，q=40.5g，r=19.2g。
所以x=5.6g+16.8g=22.4g，所以B错误；
C、设原溶液中FeCl3的质量为s，则
2FeCl3+ Fe= 2FeCl2
325 56 　
p 5.6g 　
，得p=32.5g。所以原溶液中FeCl3与CuCl2的质量之比为32.5g：40.5g=65：81，所以C错误；
D、c点溶液中的固体是Fe：28.0g-22.4g=5.6g，Cu：19.2g。将C点的固体投入足量的CuCl2溶液中，设生成Cu的质量为w，则
Fe+ CuCl2= FeCl2+ Cu
56 　 　 64
5.6g 　 　 w
，得w=6.4g，所以共得到Cu的质量为6.4g+19.2g=25.6g，所以D正确。
故答案为D。
【分析】
当一种物质投入到混合溶液且先后与溶液中的不同物质反应，可用列表法表述反应进程，如下表所示。
Fe的质量 溶液中的溶质 固体的种类 对应图像
很少（反应一未完成） FeCl3、FeCl2、CuCl2 / 0-a
较少（反应一恰好完成） FeCl2、CuCl2 / a
一般（反应二未完成） FeCl2、CuCl2 Cu a-b
较多（反应二恰好完成） FeCl2 Cu b
很多（Fe过量） FeCl2 Cu、Fe b-c
18．【答案】C
【知识点】化学变化与物理变化的判别；常见物质的分类；化合物之间的相互转化
【解析】【分析】根据氧化钙吸水生成氢氧化钙，氢氧化钙吸收二氧化碳生成碳酸钙，结合纯净物由同种物质组成，物理变化是不生成新物质的变化，氧化物是由氧元素和另一种元素组成的化合物分析。
【解答】A、氧化钙敞口放置会吸水或吸二氧化碳而变质，变质后的干燥剂为混合物，不符合题意；
B、 干燥剂吸水生成了氢氧化钙等新物质，是化学变化 ，不符合题意；
C、 干燥剂中的氧化钙由钙元素和氧元素组成，属于氧化物 ，符合题意；
D、 干燥剂吸水过程中质量增加，不符合题意；
故选C。
19．【答案】A
【知识点】化合物之间的相互转化
【解析】【分析】根据不同物质的性质，结合它们之间的反应规律分析判断。
【解答】 A.碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，故A符合题意；
B.铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，氧化铜无法一步转化成氢氧化铜，故B不合题意；
C.钠盐、钾盐都能溶于水，氯化钠无法一步转化成氯化钾，故C不合题意；
D.根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，铁可以与氧气反应一步转化为氧化铁，氧化铁与硫酸反应不能生成硫酸亚铁，故D不合题意。
故选A。
20．【答案】C
【知识点】化合物之间的相互转化
【解析】【分析】硫酸钡和氯化银不溶于水也不溶于水，几乎不能和其他物质继续发生反应。
【解答】A.乙转化为丙无法实现，A错误；
B.甲转化为乙加硫酸，乙转化为丙加铁，丙转化为丁加氯化钡，丁无法直接制得甲，B错误；
C.甲转化为乙加氧化钙，乙转化为丙加碳酸钠，丙转化为丁加二氧化碳，丁加盐酸制得甲，C正确；
D.丙转化为丁无法实现，D错误；
故答案为：C。
21．【答案】A
【知识点】太阳能及其利用与转化
【解析】【分析】黑色吸收太阳辐射的能力笔白色强，升温更快；
【解答】黑色吸收太阳辐射的能力强，升温快，白色吸收太阳辐射的能力弱，升温慢；所以甲中的气体膨胀大于乙，所以移动的距离L1大于L2；
故答案为：A.
22．【答案】C；等于；变化
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】动能与速度和质量质量有关，质量越大，速度越大，物体的动能越大；重力势能与质量和高度有关，质量越大，高度越高，物体的重力势能越大；机械能等于物体的势能和动能的总和；
【解答】在此过程中，机械能不断地转化为内能，所以机械能一直在减小；从 A点出发，先后经过B、C、D、E点的过程中，重力势能先减小后增大在减小；动能先增大后减小在增大；图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在C点最大，B点重力势能的大小等于E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是变化的。
故答案为：C；等于；变化
23．【答案】（1）弹性势能
（2）否；mgL
【知识点】能量的相互转化和转移；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能；
（2）①在物块运动的过程中，表面光滑，则没有机械能损失，将压缩后物体获得的动能与D点时的重力势能大小进行比较即可；
②根据机械能守恒计算物体到达最高点时的机械能即可。
【解答】（1）弹簧被压缩后发生弹性形变，从而产生弹性势能，因此物体的重力势能转化为弹簧的弹性势能。
（2）①根据甲图可知，当弹簧长度缩短L时，物体向下运动距离为L，那么弹簧的弹性势能等于物体减小的重力势能mgL。在乙图中，弹簧被压缩长度为L，则弹簧的弹性势能为mgL，转化为物块的机械能，那么物体此时的机械能为mgL。圆弧的半径为L，则D点高度为2L，那么D点时物体的重力势能为2mgL。比较可知，物体获得的机械能小于D点的重力势能，因此不能达到D点；
②表面是光滑的，则物块没有机械能损失，那么到达最高点时的机械能为mgL。
24．【答案】C；24；B
【知识点】功的计算公式的应用；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据木块静止时具有弹性势能分析弹簧是否发生形变即可；
（2）弹簧的弹性势能转化为木块的动能，而木块克服摩擦做功，因此弹簧弹性势能的减小量就是克服阻力做功；
（3）当物体受到的合力方向与运动方向相同时做加速运动；当合力为零时加速停止，此时做减速运动；当合力方向与运动方向相反时，做减速运动。
【解答】（1）根据题意可知，当木块静止时，弹簧的弹性势能不为零，那么弹簧肯定发生形变，则它的长度不可能为原长，即不可能在C点；
（2）根据题意可知，木块克服阻力做功：W=25J-1J=24J；
（3）根据题意可知，当第一次从A到D的过程中，开始时，由于弹力大于摩擦力，则木块做加速运动。随着弹力的减小，当弹力和摩擦力相等时，加速停止，此时速度最大。因为此时弹力不为零，即发生形变，那么速度最大的位置可能位于B点。
25．【答案】（1）增大了燃料与氧气的接触面积；使得煤燃烧更充分
（2）可燃；化学能转化为内能
（3）64
【知识点】能量的相互转化和转移；根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】（1）根据燃料燃烧对环境的影响来分析；
（2）根据物质的性质与用途、燃料燃烧过程中能量变化来分析；
（3）根据化学方程式来分析计算。
【解答】（1）天然气的主要成分是甲烷，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，煤炭不充分燃烧会生成一氧化碳，煤炭燃烧过程还可能生成二氧化硫等有害气体，因此用天然气替代蜂煤的优点是环保节能。
（2）上述CO、H2、CH4等气体能够用做燃料，是因为它们具有可燃性，在燃料燃烧过程中涉及的能量转化是化学能转化为内能。
（3）参加反应的二氧化碳的质量为220万吨×80% =176万吨，设生成甲烷的质量为x，则：
CO2 +4H2=CH4+2H2O
44 16
176万吨 x
x = 64万吨
故答案为64。
26．【答案】化学方程式：2Ca+O2=2CaO，CaO+H2O=Ca(OH)2。
规律：金属→金属氧化物→碱。
【知识点】金属及其化合物之间的转化
【解析】【分析】某些活泼金属可以和氧气反应生成金属氧化物，某些金属氧化物可以和水反应生成相应的碱；
【解答】化学方程式：2Ca+O2=2CaO，CaO+H2O=Ca(OH)2。
规律：金属→金属氧化物→碱。
27．【答案】从释放点到B点静止，减少的机械能等于在AB水平面上由于摩擦而损失的机械能，因为AB=3AC，所以在AC上损耗的机械能是AB上的三分之一，所以乙斜面上时机械能比甲斜面上时的机械能少三分之一，故上升的高度h=H
【知识点】动能和势能的大小变化；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】物体下落，机械能守恒，在水平面由于摩擦力做功，机械能减少。
【解答】 AB=3AC ，摩擦力做功损失的能量WAB=3WAC，WAB=mgH=3WAC，所以，即
28．【答案】（1）
（2）没有处理尾气
（3）＞
（4）硫酸亚铁
【知识点】金属及其化合物之间的转化；还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】 混合气体通过红热的铜丝网后，发现铜丝网变黑。 铜丝网变黑的原因：铜和氧气反应生成氧化铜。甲方案是利用CO来还原氧化铜，。乙方案中，B溶液可以是稀硫酸，因为氧化铜能和稀硫酸反应生成硫酸铜和水。
【解答】(1)铜丝网变黑的原因：铜和氧气反应生成氧化铜，反应的化学方程式为
(2)甲方案是利用CO来还原氧化铜，CO是有毒气体，需要进行尾气处理。乙方案中，可以用稀硫酸处理氧化铜，这是因为氧化铜能和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，两种方案相比较，甲方案明显的不足之处是没有处理尾气。
(3)甲方案中：，可以将氧化成的氧化铜全部还原成铜单质。乙方案中：，氧化铜中的铜元素转化成了硫酸铜，若采用甲、乙两种方案处理此黑色铜丝网，则回收的铜丝网a的质量>铜丝网b的质量。
(4)实验小组的同学发现，反应后烧杯中的液体有腐蚀性，是因为溶液中含有硫酸铜和硫酸，加入过量的铁粉时，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，因此最后得到的溶液中溶质为硫酸亚铁。
29．【答案】（1）尾气处理，防止污染环境
（2）白色固体变蓝色；4Fe+3O2+6H2O=4Fe（OH）3
（3）107a/27
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查；质量守恒定律及其应用；金属及其化合物之间的转化
【解析】【分析】（1）根据尾气中含CO，CO污染环境分析；
（2）根据硫酸铜遇水变蓝，铁、氧气、水化合生成氢氧化铁分析；
（3）根据反应前后元素质量守恒及元素质量为物质质量×元素质量分数分析。
【解答】（1）一氧化碳的实验中尾气有一氧化碳，排放空气中会污染空气，装置C作用是处理尾气，防止污染环境。
（2）氢氧化铁受热分解产生氧化铁和水，无水硫酸铜遇水由白色变成蓝色，所以D中出现白色固体变蓝色，说明有水生成，由此可证明猜想一错误，铁吸收氧气和水生成氢氧化铁，反应方程式为为 4Fe+3O2+6H2O=4Fe（OH）3 。
（3） 反应前后D装置的质量增加了a克，即生成水的质量为a克，由水中氢元素质量即为氢氧化铁中氢元素质量可知，红褐色固体中的氢氧化铁的质量为。
故答案为：（1） 尾气处理，防止污染环境 ；（2） 白色固体变蓝色 ；4Fe+3O2+6H2O=4Fe（OH）3 ；（3） 107a/27 。
30．【答案】（1）分解
（2）CaCO3
（3）取少量溶液于试管中，滴加Na2CO3溶液，观察是否有沉淀生成
【知识点】化合物之间的相互转化；物质的鉴别、推断
【解析】【分析】本题考查氢氧化钠的制取。根据反应的特点进行分析解答即可。
【解答】(1)该反应由一种物质生成了两种物质，属于基本反应类型中的分解反应。
(2)石灰石的主要成分是碳酸钙，在高温条件下分解生成二氧化碳气体和氧化钙，所以固体X是氧化钙。氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，所以固体Y为碳酸钙。观察流程图，结合以上分析可知流程中能循环使用的物质是水和CaCO3。
(3)由于氨氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，所以为了检验反应后得到的氢氧化钠溶液中是否含有氢氧化钙，采用的检验方法是取少量溶液于试管中滴加Na2CO3溶液，观察溶液是否有沉淀生成。(合理即可)
31．【答案】其他答案合理即可
满分示例：
①根据塔拉滩的地理环境，将光伏发电板建立在此，并朝南倾斜一定角度，有利于太阳直射，增强太阳辐射，提高发电量。
②聘请当地牧民定期清洗光伏发电板可以避免沙尘遮挡，清洁下来的水也有利于植物的生长。
③待植物生长过高遮挡光伏发电板时，利用羊群吃掉杂草。既给当地人民提供工作岗位，也带动畜牧经济。④光伏发电板阻挡了大风，遮挡了烈日，有利于植物吸收水分，进行光合作用。
⑤植物的蒸腾作用又能降低周围的温度，提高光伏发电板的发电量。
⑥利用光伏发电站日间剩余的电能将龙羊峡水电站的水输送到高处，待夜间和阴雨天时，通过水电站将水的机械能再转化为电能，合理利用资源。
(⑦建立发电量庞大的光伏发电站，有利于绿色能源的利用，减少环境的污染。)
【知识点】蒸腾作用；光合作用的原料、条件和产物；能量的相互转化和转移；能量利用效率；新能源及其开发与利用；太阳能及其利用与转化
【解析】【分析】 塔拉滩地势平缓，土地辽阔，阳光辐射强烈，日照时间长。 有利于发电； 建设者们将光伏发电板朝南倾斜一定角度，可以增加太阳辐射面积，有利于发电；聘请当地牧民定期适时给光伏发电板清洗，可以给植物提供水分，并且保证植物的存活，可以通过植物的蒸腾作用，降低周围的温度，提高发电量，而且带动了当地的就业；植物长出后，牧民将羊群赶至园区吃掉过于茂盛的杂草。 可以减少杂草对光伏发电板的遮挡，提高其发电量；在附近的龙羊峡水电站修建水库，将日间剩余发电量输送过去，利用水泵将水库蓄满，待夜间和阴雨天时，通过水电站将水的机械能再转化为电能，合理利用资源。
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