2024年湖南省岳阳市岳阳县二模化学试卷 (原卷版+解析版)

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2024年湖南省岳阳市岳阳县二模化学试卷 (原卷版+解析版)

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2024年初中学业水平考试模拟试题
化学(二)
温馨提示:可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32
一、选择题(本题共15个小题,每小题3分,共计45分。每小题只有一个最佳选项)。
1. 家庭劳动是每个家庭成员的义务、下列劳动涉及到化学变化的是
A. 淘米洗菜 B. 厕所消毒 C. 晾晒衣服 D. 水果榨汁
2. 某同学探究常见酸碱的性质,部分操作如下,其中正确的是
A. 稀释浓硫酸 B. 振荡加速NaOH溶解
C. 倾倒澄清石灰水 D. 测量稀盐酸pH
3. 洞庭银鱼肉质细嫩且有宽中健胃的功效而被大家喜爱。嫩白的鱼肉中富含的营养素是
A. 蛋白质 B. 维生素 C. 糖类 D. 油脂
4. 2023年六五环境日主题为“建设人与自然和谐共生的现代化”,以下做法符合这一主题的是
A. 大力开发煤、石油等资源 B. 生活中多使用一次性木筷
C. 限制新能源汽车的使用 D. 提倡垃圾分类回收
5. 冻雨是由冰水混合物组成,雨滴落到温度为0℃以下的物体上时,立刻冻结成外表光滑而透明的冰层,称为雨凇。这个过程中发生变化的是
A. 水分子变大 B. 水分子质量变大
C. 水分子之间间隔改变 D. 分子种类变多
6. “珍爱生命,保障安全,守护健康”是人类永恒的主题。下列做法错误的是
A. 可燃性气体点燃前要验纯 B. 实验试剂溅进眼睛立即用纸巾擦拭
C. 面粉加工厂等场所严禁烟火 D. 火灾发生后应用湿毛巾捂住口鼻迅速逃离
7. 白钨矿主要成分是钨酸钙,化学式CaWO4,其中Ca元素的化合价是+2,钨元素的化合价是
A. +4 B. -2 C. -6 D. +6
8. 物质的性质决定其用途,下列物质的用途中利用其化学性质的是
A. 干冰用于人工降雨 B. 石墨用于制列车电刷
C. 金刚石用于裁玻璃 D. 酒精用作燃料
9. 中国科学院首创室温制氢方案,其反应原理如图所示。下列说法正确的是
A. 参加反应的两种物质的微粒个数比为 B. 该反应前后氢元素的化合价不变
C. 反应前后共有2种氧化物 D. 该反应前后原子种类改变
10. 下列化学用语表达正确的是
A. 2个氢原子:H2 B. 锌元素:ZN
C. 氯化铁:FeCl3 D. 碳酸分子:CO3
11. 图1是电解水的装置,图2是甲、乙试管中收集到的气体体积与时间的关系图。若甲试管中生成气体N,下列说法不正确的是
A. a应接电源正极
B. 气体M能使带火星的木条复燃
C. 该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的
D. 8min时产生的H2和O2的体积比是2:1
12. 如图是用扫描隧道显微镜拍摄的“奥林匹克烯”(olympicene)单分子图像,化学式为C19H12,下列说法正确的是
A. “奥林匹克烯”由31个原子构成 B. “奥林匹克烯”的相对分子质量是240
C. “奥林匹克烯”由碳、氢原子组成 D. “奥林匹克烯”中碳、氢元素的质量比为19:12
13. 如图是和的溶解度曲线,下列说法正确的是
A. 时,等质量的两种溶液中溶质的质量相等
B. 升高温度可将时接近饱和的溶液变为饱和溶液
C. 将两种物质饱和溶液从降温到,析出固体的质量:
D. 北方常采用“夏天晒盐,冬天捞碱”主要利用了的溶解度大,的溶解度小
14. 下列图像能正确反映对应变化关系的是
A. ①气体的溶解度与温度和压强的关系
B. ②一定温度时,向一定量的饱和石灰水中加入生石灰
C. ③将碳酸钠溶液逐滴滴入盛有稀盐酸的烧杯中至过量
D. ④向等质量、等浓度的稀硫酸中分别加入足量的镁和铝
15. 下列实验操作中(括号内为待检验物质或杂质)不能达到实验目的的是
选项 物质 目的 主要实验操作
A NaCl溶液和BaCl2溶液 区分 分别滴加CuSO4溶液
B 混有少量NaCl的KNO3固体 提纯 先加水溶解再蒸发结晶
C CO2 (HCl气体) 除杂 通入饱和 NaHCO3溶液,干燥
D CaCO3、NaOH、NaCl、NH4NO3四种固体 鉴别 加水,观察
A. A B. B C. C D. D
二、填空题(本题共5道小题,每空2分,共30分)
16. 火是人类文明的起源,水是人类生命之源。
(1)取火有“术”:在汽油中添加乙醇可有效减缓石油危机,乙醇是一种_____(填“可”或“不可”)再生能源。
(2)防火有“法”:油锅起火时切记不要使用水来扑灭,灭火的有效方法之一是盖上锅盖,其灭火原理是______________。
(3)水之净:自来水厂可以用_______方法来分离水中的不溶性杂质。
17. 阅读下列科普短文,回答有关问题。
石墨烯是从石墨中剥离出来的单层碳原子晶体,是一种理想的复合材料增强体,石墨烯复合纤维应用于纺织行业,能更有效的抑制真菌滋生,祛湿透气,同时能瞬间升温,还可防紫外线等。复合纤维中石墨烯含量对紫外线透过率的影响如图1。石墨烯还可用于橡胶行业制成石墨烯橡胶复合材料,能提高导电、导热及力学性能。石墨烯用量对橡胶复合材料热导率的影响如图2。
(1)石墨烯与金刚石组成元素相同,但物理性质差异大的原因_________。
(2)工业上利用甲烷在高温条件下分解制取石墨烯(C)和氢气,反应的化学方程式为:______。
(3)下列说法正确的是______(填序号)。
A. 石墨烯是一种新型理想的复合材料
B. 石墨烯面料的抗菌性能优于普通棉混纺纱面料
C. 由图1可知复合纤维中石墨烯的含量越多、紫外线透过率越低
D. 由图2可知橡胶复合材料中石墨烯用量越多,导热性越好
18. 在宏观、微观和符号之间建立联系是化学特有的思维方式。
(1)月球上存在丰富的氦-3,已知氦-3原子的相对原子质量是3,下图1能正确表示氦3原子的结构模型图的是______(填字母)。
(2)图2是A~D四种粒子的结构示意图。四种粒子中属于同种元素的是_______(填序号),C与D粒子的单质发生化学反应,产物的化学式是_________。
19. 利用数字化实验可以形象地比较不同形状(块状和粉末状)的碳酸钙与等体积等浓度的稀盐酸在密闭锥形瓶中反应的速率。瓶内气压的变化如曲线所示,回答下列问题:
(1)该反应的反应原理是___________(写化学反应方程式)。
(2)块状碳酸钙与稀盐酸反应的曲线是________(填①或②)。
(3)对比分析点a、b可知,一定时间内要增大化学反应速率,可以_____________
20. 钛和钛合金广泛应用于航天、医疗等领域。工业上以金红石(主要成分为TiO2)为原料生产金属钛的流程如下:
(1)写出过程Ⅰ发生反应的化学方程式____________。
(2)过程Ⅱ发生反应的基本反应类型为________。
(3)CoxNi(1-x)Fe2O4可用作H2O2分解的催化剂,具有较高的活性。如图表示在其他条件一定时H2O2分解速率随CoxNi(1-x)Fe2O4中的x变化曲线。由图中信息可知:Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是_________。
三、实验与探究题(本题共2个小题,每空分,共20分)
21. 根据图中的实验装置回答:
(1)仪器①的名称________;
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为________________,利用该反应制备和收集较为纯净的氧气可选取装置组合是________(填字母组合)。
(3)常温常压下,氨气(NH3)是一种无色、有刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水,能使湿润的蓝色石蕊试纸变红。若用G装置来收集氨气,验满的方法是________________。
22. 管道疏通剂主要针对厨卫设施由于油脂、毛发、菜渣等各种有机物造成的管道堵塞进行疏通。简易版管道疏通剂成分是氢氧化钠和过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2),工作原理是通过氢氧化钠的腐蚀性软化,再利用过碳酸钠反应生成气体产生压强差,冲开管道内腐蚀物。兴趣小组对简易版疏通剂做了以下探究任务。
任务一:初识疏通剂,观察疏通剂外观和溶解效果。
【观察讨论】
(1)疏通剂是两种白色固体的混合物,预测溶解时现象__________。
任务二:探究过碳酸钠反应产生气体成分。
【实验预测】根据元素守恒和碳酸钠、过氧化氢的性质推断,产生的气体可能是“CO2”或“CO2和O2”或“O2”。
【实验设计】
(2)请设计实验证明,产生的气体只有O2____________。
【实验反思】
(3)过碳酸钠的作用是提供氧气,为什么疏通剂中不直添加过氧化氢而选用过碳酸钠 根据下图1回答: ___________。
任务三:计算简易版疏通剂中氢氧化钠与过碳酸钠的配比,自制疏通剂。
【实验方案】
(4)经讨论决定利用二氧化碳的质量,计算得过碳酸钠的质量。二氧化碳和浓氢氧化钠反应,溶液增重的质量即是CO2的质量,其原理是__________(写化学反应方程式),再用m(样品)-m(过碳酸钠)=m(氢氧化钠),从而得到两种物质得的配比。
【实验设计】大家从酸的种类、气体干燥、除空气中二氧化碳等方面考虑设计了图2实验:
【反思交流】
(5)指导老师看过后,指出图2实验设计还存在问题,请修正问题__________。
(6)任务四:为自制的疏通剂标注使用的“注意事项”:___________(写一条即可)。
四、计算题(本题共1个小题,共5分)
23. 某工厂化验室用质量分数12%的氢氧化钠溶液洗涤一定量石油产品中残余硫酸,共消耗氢氧化钠溶液40g,洗涤后的溶液呈中性:
(1)40g氢氧化钠溶液中含有氢氧化钠的质量为_______g;
(2)这一定量石油产品中含硫酸的质量是多少 (写出计算过程)2024年初中学业水平考试模拟试题
化学(二)
温馨提示:可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32
一、选择题(本题共15个小题,每小题3分,共计45分。每小题只有一个最佳选项)。
1. 家庭劳动是每个家庭成员的义务、下列劳动涉及到化学变化的是
A. 淘米洗菜 B. 厕所消毒 C. 晾晒衣服 D. 水果榨汁
【答案】B
【解析】
【详解】A、淘米洗菜,没有新物质生成,属于物理变化,故不符合题意;
B、厕所消毒,杀死细菌等微生物有新物质生成,属于化学变化,故符合题意;
C、晾晒衣服,没有新物质生成,属于物理变化,故不符合题意;
D、水果榨汁,没有新物质生成,属于物理变化,故不符合题意。
故选B。
2. 某同学探究常见酸碱的性质,部分操作如下,其中正确的是
A. 稀释浓硫酸 B. 振荡加速NaOH溶解
C. 倾倒澄清石灰水 D. 测量稀盐酸pH
【答案】A
【解析】
【详解】A.稀释浓硫酸,将浓硫酸倾倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌,选项正确;
B加速溶解不能上下振荡,选项错误;
C.倾倒液体,瓶塞应该倒放在桌面上,选项错误;
D.测定溶液的pH值,不能用湿润的试纸,会影响溶液的浓度,选项错误;
故选A。
3. 洞庭银鱼肉质细嫩且有宽中健胃的功效而被大家喜爱。嫩白的鱼肉中富含的营养素是
A. 蛋白质 B. 维生素 C. 糖类 D. 油脂
【答案】A
【解析】
【详解】鱼肉中富含的营养素是蛋白质。
故选A。
4. 2023年六五环境日的主题为“建设人与自然和谐共生的现代化”,以下做法符合这一主题的是
A. 大力开发煤、石油等资源 B. 生活中多使用一次性木筷
C. 限制新能源汽车的使用 D. 提倡垃圾分类回收
【答案】D
【解析】
【详解】A.大力开发煤、石油等资源错误,要合理开发,故选项错误;
B.生活中多使用一次性木筷,既浪费资源,又造成环境污染,故选项错误;
C.限制新能源汽车的使用错误,开发新能源汽车的使用,减少汽车尾气的产生,故选项错误,
D.提倡垃圾分类回收可以节约资源、减少环境污染,故选项正确;
故选D。
5. 冻雨是由冰水混合物组成,雨滴落到温度为0℃以下的物体上时,立刻冻结成外表光滑而透明的冰层,称为雨凇。这个过程中发生变化的是
A. 水分子变大 B. 水分子质量变大
C. 水分子之间间隔改变 D. 分子种类变多
【答案】C
【解析】
【详解】A、冻雨冻结成雨凇,分子是保持物质化学性质的最小粒子,该过程中分子的大小不变,改变的是分子间间隔,该选项不符合题意;
B、冻雨冻结成雨凇,水分子的质量不变,该选项不符合题意;
C、冻雨冻结成雨凇,该过程中分子的种类、大小不变,水分子之间间隔改变,该选项符合题意;
D、冻雨冻结成雨凇,该过程无新物质生成,属于物理变化,分子种类不变,该选项不符合题意;
故选C。
6. “珍爱生命,保障安全,守护健康”是人类永恒的主题。下列做法错误的是
A. 可燃性气体点燃前要验纯 B. 实验试剂溅进眼睛立即用纸巾擦拭
C. 面粉加工厂等场所严禁烟火 D. 火灾发生后应用湿毛巾捂住口鼻迅速逃离
【答案】B
【解析】
【详解】A、可燃性气密不纯遇明火易爆炸,故可燃性气体点燃前要验纯,选项正确;
B、实验试剂溅进眼睛立即用大量的水冲洗,然后就医,选项错误;
C、面粉加工厂等场所严禁烟火,因为面粉与空气混合遇明火会发生爆炸,选项正确;
D、火灾发生后应用湿毛巾捂住口鼻迅速逃离,防止烟尘进入呼吸道,选项正确。
故选B。
7. 白钨矿主要成分是钨酸钙,化学式CaWO4,其中Ca元素的化合价是+2,钨元素的化合价是
A. +4 B. -2 C. -6 D. +6
【答案】D
【解析】
【详解】钨酸钙中钙元素显+2价,氧元素显-2价,设钨元素的化合价为x,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得:,x=+6。
故选D。
8. 物质的性质决定其用途,下列物质的用途中利用其化学性质的是
A. 干冰用于人工降雨 B. 石墨用于制列车电刷
C. 金刚石用于裁玻璃 D. 酒精用作燃料
【答案】D
【解析】
【分析】物理性质是指物质不需要发生化学变化就表现出来的性质。化学性质是指物质在化学变化中表现出来的性质。
【详解】A、干冰用于人工降雨是利用干冰升华吸热,使周围温度降低,水蒸气冷凝成水滴,属于物理性质,故不符合题意;
B、石墨用作电刷是利用石墨的导电性,属于物理性质,故不符合题意;
C、金刚石划玻璃是金刚石的硬度大,属于物理性质,故不符合题意;
D、酒精用作燃料是利用酒精的可燃性,属于化学性质,故符合题意。
故选D。
9. 中国科学院首创室温制氢方案,其反应原理如图所示。下列说法正确的是
A. 参加反应的两种物质的微粒个数比为 B. 该反应前后氢元素的化合价不变
C. 反应前后共有2种氧化物 D. 该反应前后原子种类改变
【答案】A
【解析】
【分析】如图可知,一氧化碳和水催化作用下反应生成二氧化碳和氢气,反应的化学方程式是:
【详解】A、由分析可知,参加反应的一氧化碳和水两种物质的微粒个数比为,故正确;
B、H2O中,H为+1价,H2为单质,H2中H为0价,该反应前后氢元素的化合价改变,故错误;
C、由分析可知,反应后H2为单质,反应前后有3种氧化物,水,CO,二氧化碳,故错误;
D、化学反应前后原子种类不变,故错误;
故选A。
10. 下列化学用语表达正确的是
A. 2个氢原子:H2 B. 锌元素:ZN
C. 氯化铁:FeCl3 D. 碳酸分子:CO3
【答案】C
【解析】
【详解】A、原子用元素符号表示,多个原子就是在元素符号前面加上相应的数字,故2个氢原子表示为:2H,不符合题意;
B、由两个字母表示的元素符号,第一个字母大写,第二个字母必须小写,故锌元素表示为:Zn,不符合题意;
C、氯化铁中铁元素显+3价,氯元素显-1价,化学式为:FeCl3,符合题意;
D、分子用化学式表示,故碳酸分子表示为:H2CO3,不符合题意。
故选C。
11. 图1是电解水的装置,图2是甲、乙试管中收集到的气体体积与时间的关系图。若甲试管中生成气体N,下列说法不正确的是
A. a应接电源正极
B. 气体M能使带火星的木条复燃
C. 该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的
D. 8min时产生的H2和O2的体积比是2:1
【答案】B
【解析】
【详解】A、由电解水实验结论"正氧一、负氢二"可知,甲中的气体体积较小,连接的是电源的正极,故选项说法正确;
B、M气体的体积较大,是氢气,氢气没有助燃性,不能使带火星的木条复燃,故选项说法错误;
C、水在通电条件下生成氢气和氧气,氢气由氢元素组成,氧气由氧元素组成,该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的,故选项说法正确;
D、由图2可知,8s时产生的H2和O2的体积比是10mL:5mL=2:1,故选项说法正确;
故选:B。
12. 如图是用扫描隧道显微镜拍摄的“奥林匹克烯”(olympicene)单分子图像,化学式为C19H12,下列说法正确的是
A. “奥林匹克烯”由31个原子构成 B. “奥林匹克烯”的相对分子质量是240
C. “奥林匹克烯”由碳、氢原子组成 D. “奥林匹克烯”中碳、氢元素的质量比为19:12
【答案】B
【解析】
【详解】A、“奥林匹克烯”(化学式为C19H12)由“奥林匹克烯”分子构成,一个“奥林匹克烯”分子由19个碳原子、12个氢原子共31个原子构成,说法错误,不符合题意;
B、“奥林匹克烯”的相对分子质量为(12×19)+(1×12)=240,说法正确,符合题意;
C、“奥林匹克烯”由碳、氢两种元素组成,说法错误,不符合题意;
D、“奥林匹克烯”中碳、氢元素的质量比为(12×19):(1×12)=19:1,说法错误,不符合题意。
故选:B。
13. 如图是和的溶解度曲线,下列说法正确的是
A. 时,等质量的两种溶液中溶质的质量相等
B. 升高温度可将时接近饱和的溶液变为饱和溶液
C. 将两种物质的饱和溶液从降温到,析出固体的质量:
D. 北方常采用“夏天晒盐,冬天捞碱”主要利用了的溶解度大,的溶解度小
【答案】B
【解析】
【详解】A、t1℃时,等质量的两种溶液的状态不能确定,所以溶液中溶质的质量也不能确定,故A说法错误;
B、大于t2℃时,碳酸钠的溶解度随温度的升高而减小,所以升高温度可将t2℃时接近饱和的Na2CO3溶液变为饱和溶液,故B说法正确;
C、将两种物质的饱和溶液从t2℃降温到t1℃,饱和溶液的质量不能确定,所以析出固体的质量不能确定,故C说法错误;
D、北方盐湖中常采用“夏天晒盐(NaCl),冬天捞碱(Na2CO3)”主要利用了Na2CO3的溶解度受温度变化影响大,NaCl的溶解度受温度变化影响较小,故D说法错误;
故选:B。
14. 下列图像能正确反映对应变化关系的是
A. ①气体的溶解度与温度和压强的关系
B. ②一定温度时,向一定量的饱和石灰水中加入生石灰
C. ③将碳酸钠溶液逐滴滴入盛有稀盐酸的烧杯中至过量
D. ④向等质量、等浓度的稀硫酸中分别加入足量的镁和铝
【答案】C
【解析】
【详解】A、气体的溶解度与温度和压强的关系:气体的溶解度随温度升高而减小,随压强的增大而增大,①图像不能正确反映对应变化关系,不符合题意;
B、一定温度时,向一定量的饱和石灰水中加入生石灰:生石灰(氧化钙)与水反应生成氢氧化钙并放热,溶剂的质量减少,氢氧化钙溶解度减小,溶质的质量也减少,反应停止后,温度恢复到反应前的温度,氢氧化钙又溶解一部分,但因为溶剂较原来减少,所以溶解的比原来少,溶液质量比原来少,放出热量温度升高,②图像不能正确反映对应变化关系,不符合题意;
C、将碳酸钠溶液逐滴滴入盛有稀盐酸的烧杯中至过量:碳酸钠溶液中含有水,且碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,也有水生成,故水的质量随着碳酸钠溶液的加入明显增加,至所加碳酸钠溶液与稀盐酸恰好反应时,增加水的质量只有加入碳酸钠溶液中所含水的质量,增加趋势减少,③图像能正确反映对应变化关系,符合题意;
D、向等质量、等浓度的稀硫酸中分别加入足量的镁和铝:金属足量酸反应完,产生氢气的质量由酸决定,酸等质量、等浓度,则产生氢气的质量相等;根据,则等质量的镁()、铝反应完(),铝比镁产生氢气多,④图像不能正确反映对应变化关系,不符合题意。
故选:C。
15. 下列实验操作中(括号内为待检验物质或杂质)不能达到实验目的的是
选项 物质 目的 主要实验操作
A NaCl溶液和BaCl2溶液 区分 分别滴加CuSO4溶液
B 混有少量NaCl的KNO3固体 提纯 先加水溶解再蒸发结晶
C CO2 (HCl气体) 除杂 通入饱和 NaHCO3溶液,干燥
D CaCO3、NaOH、NaCl、NH4NO3四种固体 鉴别 加水,观察
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A、氯化钠与硫酸铜不发生反应,氯化钡与硫酸铜反应生成硫酸钡沉淀和氯化铜,因此分别滴加CuSO4溶液可以区分NaCl溶液和BaCl2溶液,不符合题意;
B、硝酸钾的溶解度受温度影响变化较大,而氯化钠的溶解度受温度影响变化较小,提纯混有少量NaCl的KNO3固体,可采取加热水溶解配成饱和溶液,再冷却饱和溶液使硝酸钾先结晶出来,再通过过滤则可得到较纯净的硝酸钾固体,说法错误,符合题意;
C、CO2不能与饱和NaHCO3溶液反应,HCl气体能与饱和NaHCO3溶液反应生成氯化钠、二氧化碳和水,因此往混合气体中通入饱和NaHCO3溶液、干燥,能除去杂质且不会引入新的杂质,符合除杂原则,不符合题意;
D、碳酸钙难溶于水,氢氧化钠溶于水放热溶液温度升高,氯化钠溶于水温度无明显变化,硝酸铵溶于水吸热溶液温度降低,因此加水观察能鉴别CaCO3、NaOH、NaCl、NH4NO3四种固体,不符合题意。
故选:B。
二、填空题(本题共5道小题,每空2分,共30分)
16. 火是人类文明的起源,水是人类生命之源。
(1)取火有“术”:在汽油中添加乙醇可有效减缓石油危机,乙醇是一种_____(填“可”或“不可”)再生能源。
(2)防火有“法”:油锅起火时切记不要使用水来扑灭,灭火的有效方法之一是盖上锅盖,其灭火原理是______________。
(3)水之净:自来水厂可以用_______方法来分离水中的不溶性杂质。
【答案】(1)可 (2)隔绝氧气
(3)过滤
【解析】
【小问1详解】
乙醇短时间内可形成,属于可再生能源;
【小问2详解】
盖上锅盖,能隔绝氧气,从而灭火,故灭火的原理是隔绝氧气;
【小问3详解】
水是液体,不溶性杂质是固体,进行固液分离的操作是过滤。
17. 阅读下列科普短文,回答有关问题。
石墨烯是从石墨中剥离出来的单层碳原子晶体,是一种理想的复合材料增强体,石墨烯复合纤维应用于纺织行业,能更有效的抑制真菌滋生,祛湿透气,同时能瞬间升温,还可防紫外线等。复合纤维中石墨烯含量对紫外线透过率的影响如图1。石墨烯还可用于橡胶行业制成石墨烯橡胶复合材料,能提高导电、导热及力学性能。石墨烯用量对橡胶复合材料热导率的影响如图2。
(1)石墨烯与金刚石组成元素相同,但物理性质差异大的原因_________。
(2)工业上利用甲烷在高温条件下分解制取石墨烯(C)和氢气,反应的化学方程式为:______。
(3)下列说法正确的是______(填序号)。
A. 石墨烯是一种新型理想的复合材料
B. 石墨烯面料的抗菌性能优于普通棉混纺纱面料
C. 由图1可知复合纤维中石墨烯的含量越多、紫外线透过率越低
D. 由图2可知橡胶复合材料中石墨烯的用量越多,导热性越好
【答案】(1)碳原子排列方式不同
(2) (3)BC
【解析】
【小问1详解】
金刚石和石墨均是由碳原子构成,但是碳原子的排列方式不同,故物理性质差异很大;
【小问2详解】
甲烷在高温条件下分解制取石墨烯(C)和氢气,反应的化学方程式为:;
【小问3详解】
A、石墨烯是从石墨中剥离出来的单层碳原子晶体,是一种理想的复合材料增强体,不属于复合材料,故选项错误;
B、根据题目信息可知,石墨烯面料的抗菌性能优于普通棉混纺纱面料,故选项正确;
C、根据图1可知,复合纤维中石墨烯的含量越高,紫外线透过率越低,故选项正确;
D、根据图2可知,橡胶复合材料中石墨烯的用量越多,导热性越差,故选项错误;
18. 在宏观、微观和符号之间建立联系是化学特有的思维方式。
(1)月球上存在丰富的氦-3,已知氦-3原子的相对原子质量是3,下图1能正确表示氦3原子的结构模型图的是______(填字母)。
(2)图2是A~D四种粒子的结构示意图。四种粒子中属于同种元素的是_______(填序号),C与D粒子的单质发生化学反应,产物的化学式是_________。
【答案】(1)A (2) ①. AC ②. NaCl
【解析】
小问1详解】
氦是2号元素,在原子中,原子序数=质子数=核外电子数=2,相对原子质量≈质子数+中子数,故中子数=3-2=1。
故选A;
【小问2详解】
元素是质子数相同的一类原子的总称,A、C质子数相同,属于同种元素;
质子数=原子序数,C中质子数是11,11号元素是钠元素,D中质子数是17,17号元素是氯元素,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物中含Na、Cl,生成物中也应含Na、Cl,故产物为氯化钠,化学式为:NaCl。
19. 利用数字化实验可以形象地比较不同形状(块状和粉末状)的碳酸钙与等体积等浓度的稀盐酸在密闭锥形瓶中反应的速率。瓶内气压的变化如曲线所示,回答下列问题:
(1)该反应的反应原理是___________(写化学反应方程式)。
(2)块状碳酸钙与稀盐酸反应的曲线是________(填①或②)。
(3)对比分析点a、b可知,一定时间内要增大化学反应速率,可以_____________。
【答案】(1)
(2)② (3)增大碳酸钙与稀盐酸之间的接触面积
【解析】
【小问1详解】
反应原理为碳酸钙与稀盐酸反应,故化学方程式为;
【小问2详解】
粉末状碳酸钙与稀盐酸反应速率要快一些,产生气体的速率更快,装置中气压增大更快,则曲线①表示粉末碳酸钙与稀盐酸反应,曲线②表示块状碳酸钙与稀盐酸反应,故答案应为②。
【小问3详解】
点a、b为相同时间锥形瓶内的气压,a点压强更大,说明此时产生二氧化碳更多,粉末状碳酸钙与稀盐酸反应速率更快,故一定时间内增大化学反应速率可通过增大碳酸钙与稀盐酸之间的接触面积。
20. 钛和钛合金广泛应用于航天、医疗等领域。工业上以金红石(主要成分为TiO2)为原料生产金属钛的流程如下:
(1)写出过程Ⅰ发生反应化学方程式____________。
(2)过程Ⅱ发生反应的基本反应类型为________。
(3)CoxNi(1-x)Fe2O4可用作H2O2分解的催化剂,具有较高的活性。如图表示在其他条件一定时H2O2分解速率随CoxNi(1-x)Fe2O4中的x变化曲线。由图中信息可知:Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是_________。
【答案】(1)
(2)置换反应 (3)Co2+
【解析】
【小问1详解】
过程Ⅰ为二氧化钛、氯气和碳在高温下反应生成四氯化钛和一氧化碳,反应的化学方程式为:;
【小问2详解】
过程Ⅱ发生反应为四氯化钛和镁在高温下生成氯化镁和钛,反应符合单质和化合物生成另一种单质和化合物的特征,基本反应类型为置换反应;
【小问3详解】
过氧化氢的分解速率越快,说明催化剂的催化效果越好,分析图中信息可知,随着X的增大,过氧化氢的分解速率增大,说明Co2+增多,过氧化氢的分解速率增大,故Co2+的催化效果更好;故答填:Co2+。
三、实验与探究题(本题共2个小题,每空分,共20分)
21. 根据图中的实验装置回答:
(1)仪器①的名称________;
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为________________,利用该反应制备和收集较为纯净的氧气可选取装置组合是________(填字母组合)。
(3)常温常压下,氨气(NH3)是一种无色、有刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水,能使湿润的蓝色石蕊试纸变红。若用G装置来收集氨气,验满的方法是________________。
【答案】(1)铁架台 (2) ①. ②. BF或CF
(3)将湿润的蓝色石蕊试纸放在a端,试纸变红,说明已经集满
【解析】
【小问1详解】
由图可知,仪器①的名称:铁架台;
【小问2详解】
过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,该反应的化学方程式为:;
该反应属于固液不加热反应,发生装置可选B或C,氧气不易溶于水,密度比空气大,可用排水法或向上排空气法收集,排水法收集的氧气比较纯净,故收集装置可选F,故填:BF或CF;
【小问3详解】
若用G装置来收集氨气,氨气的密度比空气小,应从b端通入,氨气能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,故验满的方法是:将湿润的蓝色石蕊试纸放在a端,试纸变红,说明已经集满。
22. 管道疏通剂主要针对厨卫设施由于油脂、毛发、菜渣等各种有机物造成的管道堵塞进行疏通。简易版管道疏通剂成分是氢氧化钠和过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2),工作原理是通过氢氧化钠的腐蚀性软化,再利用过碳酸钠反应生成气体产生压强差,冲开管道内腐蚀物。兴趣小组对简易版疏通剂做了以下探究任务。
任务一:初识疏通剂,观察疏通剂外观和溶解效果。
【观察讨论】
(1)疏通剂是两种白色固体的混合物,预测溶解时现象__________。
任务二:探究过碳酸钠反应产生气体的成分。
【实验预测】根据元素守恒和碳酸钠、过氧化氢的性质推断,产生的气体可能是“CO2”或“CO2和O2”或“O2”。
【实验设计】
(2)请设计实验证明,产生的气体只有O2____________。
【实验反思】
(3)过碳酸钠的作用是提供氧气,为什么疏通剂中不直添加过氧化氢而选用过碳酸钠 根据下图1回答: ___________。
任务三:计算简易版疏通剂中氢氧化钠与过碳酸钠配比,自制疏通剂。
【实验方案】
(4)经讨论决定利用二氧化碳的质量,计算得过碳酸钠的质量。二氧化碳和浓氢氧化钠反应,溶液增重的质量即是CO2的质量,其原理是__________(写化学反应方程式),再用m(样品)-m(过碳酸钠)=m(氢氧化钠),从而得到两种物质得的配比。
【实验设计】大家从酸的种类、气体干燥、除空气中二氧化碳等方面考虑设计了图2实验:
【反思交流】
(5)指导老师看过后,指出图2实验设计还存在问题,请修正问题__________。
(6)任务四:为自制的疏通剂标注使用的“注意事项”:___________(写一条即可)。
【答案】(1)放出热量,产生气泡
(2)将产生的气体通入澄清石灰水,无明显变化,则没有CO2产生,将带火星的木条放在试管口,带火星的木条复燃,说明产生了氧气
(3)过碳酸钠可以持续稳定供氧
(4)
(5)为保证反应前装置中无CO2,反应后CO2全被被吸收,在实验开始前应向装置中通入氮气,将装置内空气排尽,反应后,继续通入氮气,使反应生成的二氧化碳全部被浓氢氧化钠完全吸收,该装置在实验前后,无法通入氮气
(6)严禁接触皮肤、不得与洁厕灵等酸性物质混用、密封保存,注意防潮防晒等(一条即可)
【解析】
【小问1详解】
由题干信息可知,简易版管道疏通剂成分是氢氧化钠和过碳酸钠,氢氧化钠溶于水放出大量的热,过碳酸钠反应生成气体,故预测溶解时现象:放出热量,产生气泡;
【小问2详解】
二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,能使澄清石灰水变浑浊,故将产生的气体通入澄清石灰水,无明显变化,则没有CO2产生,氧气具有助燃性,故将带火星的木条放在试管口,带火星的木条复燃,说明产生了氧气;
【小问3详解】
由图可知,过氧化氢浓度较高时,制氧速率快,持续时间短,过氧化氢浓度较低时,制氧速率较慢,而过碳酸钠可以持续稳定供氧,产氧量和产氧速率均随加水量的增加而增大,故疏通剂中不直添加过氧化氢而选用过碳酸钠的原因是:过碳酸钠可以持续稳定供氧;
【小问4详解】
二氧化碳和浓氢氧化钠反应,溶液增重的质量即是CO2的质量,其原理是二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,该反应的化学方程式为:;
【小问5详解】
为保证反应前装置中无CO2,反应后CO2全被被吸收,在实验开始前应向装置中通入氮气,将装置内空气排尽,反应后,继续通入氮气,使反应生成的二氧化碳全部被浓氢氧化钠完全吸收,该装置在实验前后,无法通入氮气;
【小问6详解】
疏通剂中含氢氧化钠,氢氧化钠具有腐蚀性,能与酸等反应,能与空气中的二氧化碳反应从而变质,故标注使用的“注意事项”:严禁接触皮肤、不得与洁厕灵等酸性物质混用、密封保存,注意防潮防晒等。
四、计算题(本题共1个小题,共5分)
23. 某工厂化验室用质量分数12%的氢氧化钠溶液洗涤一定量石油产品中残余硫酸,共消耗氢氧化钠溶液40g,洗涤后的溶液呈中性:
(1)40g氢氧化钠溶液中含有氢氧化钠质量为_______g;
(2)这一定量石油产品中含硫酸的质量是多少 (写出计算过程)
【答案】(1)4.8 (2)解:设这一定量石油产品中含硫酸的质量是x
x=5.88g
答:这一定量石油产品中含硫酸的质量是5.88g
【解析】
【小问1详解】
40g氢氧化钠溶液中含有氢氧化钠的质量为:;
【小问2详解】
见答案。

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