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课时训练(二十五)　物质间的循环和转化
基础过关
1.(2024嘉兴期末)在自然界中,氧循环与碳循环有着密切的联系。如图K25-1是小嘉建构的“碳、氧循环”模型,下列相关说法正确的是 (　　)
图K25-1
A.碳、氧循环指的是CO2和O2的循环
B.过程①可以将光能转化为化学能储存
C.过程③发生的化学反应一定是化合反应
D.过程④中植物的生理活动需要光照
2.(2022台州玉环一模)下列各组物质,在水溶液中能共存的是 (　　)
A.HCl、Ca(OH)2 B.HCl、KNO3
C.AgNO3、BaCl2 D.H2SO4、Na2CO3
3. (2023金华婺城期末)下列离子能在 pH=1 的无色溶液中大量共存的是 (　　)
A.Ba2+、S、Cl-、Na+
B.Mg2+、S、Al3+、N
C.OH-、K+、N、Ba2+
D.Na+、C、Ca2+、Cl-
4.(2024宁波模拟)建构知识网络是科学学习中的重要方法。小宁同学以同一元素为主题构建的知识网络如图K25-2所示,其中甲~丁分别代表不同的物质,“→”表示可以一步转化。在如图K25-2所示关于甲~丁所代表的物质中,错误的是 (　　)
图K25-2
A.甲:氢气 B.乙:水
C.丙:氢氧化钙 D.丁:氧化铜
5.(2024杭州拱墅二模)普通粉笔的主要成分为CaSO4、CaCO3和少量CaO,教师使用粉笔后皮肤容易开裂。环保粉笔只含生石膏(CaSO4·2H2O)。小乐尝试将普通粉笔制成环保粉笔,操作流程如图K25-3所示。
图K25-3
(1)普通粉笔容易造成皮肤开裂,是因为粉笔中的某成分与汗液中的水反应,生成有腐蚀性的物质。该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。
(2)向粉笔粉末中加入适量稀硫酸的目的是　　　　　。
(3)当向烧杯中加入一定量的稀硫酸后,小乐取烧杯中的上层清液2 mL于试管中,向其中滴入2滴无色酚酞试液,发现溶液仍为无色。小乐认为此时溶液的pH=7。判断此结论是否可靠并说明理由: ____________________
______________________。
6.(2024宁波模拟)纳米铁因其独特的性质而被用于一些特殊领域。制备纳米铁的方法较多,利用甘蔗渣等材料的化学还原法是常用制备方法之一,主要制备步骤如下:
①将烘干并粉碎的甘蔗渣(主要成分为纤维素)浸入FeCl3溶液,甘蔗渣中的碱性物质与吸附在表面上的Fe3+反应生成Fe2O3。
②将带有Fe2O3的甘蔗渣放入石英管式炉内,并向炉内通入一段时间的氮气。
③将石英管式炉加热至900 ℃,并控制适宜的氮气流速,使纤维素炭化、Fe2O3被炭还原为单质铁。
④反应完全并自然降温后,将纳米铁固体粉末转移至充满氮气的保存箱储存。
图K25-4
(1)装置A石英管式炉内Fe2O3被还原的化学方程式为　 。
(2)装置B的作用是吸收反应生成的大量气体,则装置中为　　　　　　溶液。
(3)开启升温程序前通入氮气的目的是 　。
走进重高
7.(2024宁波慈溪一模)中国科学家已实现由CO2到淀粉的全人工合成,其中一步重要反应的物质转化如图K25-5所示(反应a中,各物质分子个数比为1∶1∶1∶1)。下列说法不正确的是 (　　)
图K25-5
A.O2是反应a、b中可循环利用的物质
B.反应a、b中均有元素化合价的改变
C.由反应a可推测甲醛中含氢量高于甲醇
D.为使甲醇持续转化为甲醛,反应b需补充H2O2
8.(2024杭州上城二模)“草木染”是利用天然植物汁液染色,某小组在印染活动中结合纺织印染核心工艺流程,以“探究古代碱煮原理—探索现代酸洗工艺—探寻织物pH调节剂”为线索,建构物质转化的知识体系。
(1)古代碱煮原理“碱煮”能使布料表面变得光滑。古人将A、B物质经系列处理后混合煮练布料,如图K25-6所示,目的是获得碱性更强的物质进一步处理布料。请写出流程①中涉及的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　 　　。
图K25-6
(2)现代酸洗工艺“酸洗”能中和布料上残留的碱液,选择时很大程度上取决于价格。现代碱煮常用烧碱,若碱煮后每千吨布料残留4 t NaOH(不考虑其他杂质),请通过计算协助小组成员完成表格。
酸洗剂 市场价 /(元·吨-1) 每千吨布料的 酸洗费用/元 选出合适 的酸洗剂
30%盐酸 200 2433 　　　
98%硫酸 600 　　　　　
(3)织物pH调节剂碱煮、酸洗等处理后的织物经过漂白、染色便成了精美的布匹,质检合格即可出厂。质检中的一项是pH范围,标准规定直接接触皮肤织物的pH范围如流程⑤所示。请根据如图K25-7所示图像分析,盐酸不适合作为织物pH调节剂的原因:___________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
图K25-7
【参考答案】
1.D　[解析]碳、氧循环指的是碳元素和氧元素的循环,而不是CO2和O2的循环;过程①是动植物的呼吸作用,可以将化学能转化为热能;过程③是化石燃料燃烧的过程,发生的化学反应不一定是化合反应,如天然气燃烧生成二氧化碳和水,不属于化合反应;过程④是植物的光合作用,这一生理活动需要光照。
2.B　3.B
4.A　[解析]过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,水和氧气能相互转化,则甲是水。盐酸和铁反应生成氯化亚铁和氢气,盐酸和氧化铜反应生成氯化铜和水,氢气和水能相互转化,则乙是水。碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,则丙是氢氧化钙。硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜,铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,氧化铜和一氧化碳在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳,氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜,则丁是氧化铜。
5.(1)CaO+H2OCa(OH)2
(2)将碳酸钙和少量的氧化钙转化为硫酸钙
(3)不可靠;因为当溶液显酸性时,无色酚酞试液也不变色
6.(1)3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑
(2)氢氧化钠
(3)排出装置内的空气,以免甘蔗渣被氧化
7.C　[解析]反应a为甲醇和氧气反应生成甲醛和过氧化氢,根据题中条件反应a中四种物质的分子个数比为1∶1∶1∶1,可得到甲醛的化学式为CH2O,甲醇含氢量为×100%=12.5%,甲醛含氢量为≈6.67%,故甲醛中含氢量低于甲醇。
8.(1)Ca(OH)2+K2CO3CaCO3↓+2KOH
(2)3000　30%盐酸
(3)pH为7.5时加入盐酸的体积为6.1 mL,pH下降到4.0时加入盐酸的体积为6.4 mL,中和过程中pH变化太快不易于控制,容易导致酸超标。与盐酸相比,醋酸的用量范围更广(合理即可)
[解析](2)设消耗硫酸的质量为x。
H2SO4　+　2NaOHNa2SO4+2H2O
98 80
98%×x 4 t
=　
x=5 t
则使用硫酸每千吨布料的酸洗费用为
5 t×600元/t=3000元。　
2433元<3000元,故酸洗剂应选择30%盐酸。

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