资源简介

【浙教版】科学九年级上册第2章物质转化与材料利用 专练5 技术、工程与社会
一、资源循环利用
1．（2025九上·衢州期末）为了进一步保护环境以及资源的高效利用，垃圾的分类和处理成为了我市的一项重要工程，某校科学学习小组对垃圾处理等开展了实践活动。
（1）任务一：填埋处理
塑料垃圾自然降解速率很慢，若用填埋处理不仅占用大量土地资源，有的还会在细菌的作用下分解产生二氧化碳（CO2）及恶臭气体如氨气（NH3）、硫化氢（H2S）等（空气中极少量的氢气对该反应影响忽略不计）。
由此分析，该塑料垃圾中含有的元素一定有　 　（写元素符号）。
（2）任务二：焚烧处理同学们在实验室采用相对封闭的装置焚烧某种含C、H、O元素的垃圾，对产生的废气成分按如图所示的装置进行检验。
【提出猜想】废气中可能含有CO2、CO、H2O中的一种或几种。
【查阅资料】无水CuSO4为白色固体，遇水会变蓝色。
【进行实验】拉动装置F处的注射器，让废气依次通过装置，点燃D处的酒精灯，反应一段时间后观察。
A中的实验现象为白色固体变蓝；D中的实验现象为　 　；B和E中澄清石灰水变浑浊。
【实验结论】废气中存在CO2、CO、H2O。
（3）【反思评价】装置B中发生反应的化学方程式为　 　。
（4）装置F处的大号注射器，除了可以引导气体流向，其另一个主要作用是　 　。科学小组通过研究发现：不论用填埋处理还是焚烧处理，都会对环境产生不利的影响，大家感受到了垃圾分类的积极意义。
2．（2025·拱墅模拟） 对印刷电路板蚀刻废液(主要成分为 CuCl2和HCl)的资源化利用有如下方法：
方法一：用废铝屑为主要原料回收蚀刻废液中的铜并生产AlCl3，其工艺流程如下所示。
方法二：用碳酸钠溶液与蚀刻废液制备杀菌剂碱式碳酸铜，其工艺流程如下所示。
小乐在实验室模拟上述方法，回答问题：
（1）反应A中，生成铜的反应的化学方程式为　 　。在进行反应A时需远离火源，其原因是　 　。
（2）反应B的装置如图所示，为减少副产物的生成，合适的加料方式为：将M溶液缓慢滴入N溶液中。则M溶液为　 　(选填“蚀刻废液”或“碳酸钠溶液”)。
（3）检验固体b是否洗涤干净的实验操作是　 　。
3．（2023九上·临平期中）杭州亚运会，在亚运史上首次由“数字人”参与开幕式点火仪式，也是首次使用源自废碳再生的绿色甲醇（CH4O）作为主火炬塔“潮涌”的燃料，实现主火炬在循环使用期间的零排放。二氧化碳转化为甲醇的某条反应路径的微观示意如下：
（1）甲醇属于　 　（选填“无机物”或“有机物”），在上述过程中，若有44g二氧化碳全部转化为甲醇，理论上可生成甲醇　 　g。
（2）甲醇在空气中燃烧生成二氧化碳和水，该反应的化学方程式为　 　，燃烧过程的能量转化主要是燃料中的　 　能转化为热能。
二、科学技术
4．（2024九上·柯桥期中）2024年4月25日晚我国“神舟十八号”发射成功，这标志着中国空间探索事业的重要进步，为未来的空间站建设和技术验证提供了支持。
（1）火箭制造用到了钛合金材料，你认为钛合金应具有的优点是　 　（写一点）。已知钛的金属活动性顺序位于镁和铁之间，下列验证这三种金属活动性顺序的实验中，可行的组合是　 　（填字母）。
（2）火箭发射的推进剂含有偏二甲肼，燃烧时反应为C2H8N2+2N2O42CO2+4H2O+3X，则X为　 　。
（3）为提高供电能力，神舟十八号飞船的主电源储能电池由镉镍电池更改为锂离子电池，电池放电过程中能量转化关系为　 　
（4）宇航员呼吸产生的CO2，采用氢氧化锂吸收的方式处理，结合图1分析，选用氢氧化锂而不用价格更便宜的氢氧化钠的原因是：　 　。
（5）航天员预计要在天宫空间站生活半年，期间约需氧气480kg。图2是水气整合系统，其中“氧气生成系统”的原理是电解水，通过“萨巴蒂尔系统”处理航天员排出的。
①“萨巴蒂尔系统”内部提供高温、高压和催化剂等条件，写出该系统内反应的化学方程式：　 　。
②若该空间站所需氧气的一半由该水气整合系统提供，整个过程需要不断补充水，理由是　 　。
5．（2025·绍兴模拟）第19届亚运会于2023年9月23日至10月8日在杭州市举行。作为G20峰会后杭州又一盛会，杭州亚运将力争交出一份完美的“零碳”答卷。 “零碳甲醇(CH4O)”因作为杭州亚运会主火炬燃料而备受瞩目。如图所示为基于“绿氢”和生物质富氧燃烧技术的“零碳甲醇”合成系统，其中X为某种发电方式。
（1）“绿氢”是指利用可再生能源发电进行电解水制氢，则“X”可以是____。
A．光伏发电 B．风力发电 C．燃煤发电 D．核能发电
（2）在合成甲醇的反应中，参加反应的二氧化碳和氢气的分子个数比为　 　。“零碳甲醇”更准确地说是“零增碳甲醇”， “零增碳”是指　 　。
（3）吉祥物中的"莲莲"创意取自"接天莲叶无穷碧"，荷叶中的己烯醇( 是荷叶独特香味的来源。从物质分类的角度来说，己烯醇属于　 　(填“无机化合物”或“有机化合物”)。在己烯醇中，碳、氢元素的质量比为　 　(填最简整数比)。
（4）亚运吉祥物毛绒玩具，生产全程采用绿电，还优化了毛绒玩具中的填充原料、省去外包装环节， 一只玩具可减少0.11千克二氧化碳的排放量。排放的二氧化碳原本需要氢氧化钠进行吸收，如果生产15万只玩具，减排后可以节约多少千克的氢氧化钠
6．（2024九下·拱墅开学考）氢能是最理想的清洁能源，制氢技术一直是开发氢能的研究热点。
甲烷化学链制氢：以Fe2O3为载氧体，CH4、水蒸气、空气为原料，主要工艺如图1所示。
（1）“燃料反应器”中，发生反应的化学方程式为：3CH4+4Fe2O3 8Fe+3CO2+6H2O，发生还原反应的物质是　 　。
（2）“蒸气反应器”中，高温条件下制取H2的化学方程式为　 　。如图2是采用不同载氧体制氢时H2产量和纯度对比图，对比Fe2O3，能同时提高H2产量和纯度的载氧体是　 　（填字母）。
A.Fe2O3﹣Ni B.Fe2O3﹣Ce C.Fe2O3﹣Zn D.Fe2O3﹣Cu
（3）“空气反应器”中，发生的反应属于　 　（填基本反应类型）。
7．（2024·金东模拟）暖贴是一种可供取暖的片状贴剂，由明胶层（起隔绝空气的作用）、无纺布袋、原料层组成。存放时，原料层处于密闭状态，使用时，撕开明胶层，原料部分与空气接触，开始发生氧化反应，把化学能转化成热能释放出来。因为无纺布袋采用微孔透气膜透氧技术，其透气率维持在一定状态，热量缓慢释放，一般可以保持10小时左右。
原料层中的物质：铁粉、活性炭粉、蛭石[]、水、盐等
请回答下列问题：
（1）原料层中属于氧化物的物质是　 　；
（2）放热过程中，活性炭和盐主要起到加快反应速率的作用，原料层主要发生以下反应：
①
②
某包暖贴中含有22.4g铁粉，完全放热后，吸收氧气的体积为　 　（常温常压下，氧气的密度为1.43g/L，计算结果保留一位小数）；
（3）下列有关蛭石[]的说法正确的是____（蛭石中硅的化合价为+4价）；
A．蛭石中Fe元素的化合价为+3价
B．高温下灼烧蛭石，不可能产生水蒸气
C．蛭石中Si元素和O元素的质量比为7：24
D．暖贴中，蛭石主要起到保温的作用
（4）氢氧化铁[]最终分解为红棕色水合氧化铁（）和水，则该反应的化学方程式是　 　。
答案解析部分
1．【答案】（1）C、H、S、N
（2）黑色固体变红
（3）Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O
（4）尾气处理，防止CO污染空气
【知识点】书写化学方程式、文字表达式；二氧化碳的检验和验满；物质的鉴别、推断
【解析】【分析】（1）根据质量守恒定律可知，反应前后元素的种类不变，据此推测该塑料的成分；
（2）根据一氧化碳和氧化铜的反应产物解答；
（3）根据反应物、反应条件和生成物，确定反应的化学方程式；
（4）根据一氧化碳有毒需要尾气处理分析。
【解答】（1）塑料垃圾在细菌的作用下分解产生 二氧化碳（CO2）及恶臭气体如氨气（NH3）、硫化氢（H2S）等 ，生成物含有C、N、S、H、O等元素，由于空气中含有大量的氧（O），O可能来自环境中的氧气或塑料本身，所以该塑料垃圾中一定有含有的元素有C、N、S、H；
（2）根据结论可知，废气中存在一氧化碳，则加热时氧化铜和一氧化碳反应生成铜和二氧化碳，那么D中的实验现象为黑色固体变红色；
（3）装置B中，二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；
（4）一氧化碳具有毒性，是空气污染物。装置F处的大号注射器，除了可以引导气体流向，其另一个主要作用是收集尾气，防止污染环境。
（1）根据质量守恒定律可知，反应前后元素的种类不变，塑料垃圾在细菌的作用下分解产生 二氧化碳（CO2）及恶臭气体如氨气（NH3）、硫化氢（H2S）等 ，生成物含有C、N、S、H、O等元素，由于空气中含有大量的氧（O），O可能来自环境中的氧气或塑料本身，所以该塑料垃圾中一定有含有的元素有C、N、S、H；
（2）由实验结论为废气中存在CO2、CO、H2O可知A中的实验现象为白色固体变蓝色（水和硫酸铜反应生成五水硫酸铜）；D中的实验现象为黑色固体变红色（加热时氧化铜和一氧化碳反应生成铜和二氧化碳）；E中澄清石灰水变浑浊；
（3）装置B中发生反应是二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；
（4）一氧化碳具有毒性，是空气污染物。装置F处的大号注射器，除了可以引导气体流向，其另一个主要作用是收集尾气，防止污染环境。
2．【答案】（1）；Al 与稀HCl反应产生氢气，其遇明火易发生爆炸
（2）碳酸钠溶液
（3）取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，则洗涤干净，反之，未洗涤干净
【知识点】金属的化学性质；金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】（1）金属活动性顺序及应用：在金属活动性顺序中，铝（Al）排在铜（Cu）前面，所以铝能与氯化铜（CuCl2）发生置换反应，将铜置换出来；同时铝还能与盐酸（HCl）反应产生氢气，氢气具有可燃性，与空气混合遇明火易爆炸。
（2）物质反应的酸碱性条件及加料顺序：蚀刻废液中含盐酸呈酸性，碳酸钠溶液呈碱性。氢氧化铜（
Cu(OH)2）是在碱性条件下由铜离子和氢氧根离子结合生成的。为减少副产物Cu(OH)2生成，需控制碱性物质的加入速度。
（3）物质洗涤干净的检验方法：固体洗涤是为了除去表面附着的杂质离子。对于本题，固体b表面可能附着氯化钠（NaCl），检验是否洗涤干净，就是检验最后一次洗涤液中是否还存在Cl ，通常用硝酸酸化的硝酸银溶液检验Cl ，若产生白色沉淀，说明有Cl ，未洗涤干净，反之则洗涤干净。
【解答】（1）反应 A 中生成铜的化学方程式及远离火源的原因
因为铝的金属活动性比铜强，所以铝能与氯化铜发生置换反应，化学方程式为
。
蚀刻废液中含有HCl，铝与HCl反应会产生氢气，氢气是可燃性气体，与空气混合遇明火易发生爆炸，所以在进行反应A时需远离火源。
（2）确定反应B中M溶液蚀刻废液主要成分是CuCl2 和HCl，呈酸性；碳酸钠溶液呈碱性。
若将蚀刻废液滴入碳酸钠溶液中，局部碱性过强，容易生成副产物Cu(OH)2。而将碳酸钠溶液缓慢滴入蚀刻废液中，可使碳酸钠先与盐酸反应，再与氯化铜反应，减少副产物Cu(OH)2的生成，所以M溶液为碳酸钠溶液。
（3）检验固体b是否洗涤干净的操作固体b表面可能附着有氯化钠（NaCl），要检验是否洗涤干净，需检验最后一次洗涤液中是否含有氯离子（Cl ）。
取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若没有白色沉淀（氯化银AgCl）产生，说明洗涤液中没有Cl ，固体b洗涤干净；反之，则未洗涤干净。
3．【答案】（1）有机物；32
（2）2CH3OH＋3O2CO2+4H2O；化学
【知识点】化学反应中能量的变化；质量守恒定律及其应用；书写化学方程式、文字表达式；有机物与无机物的区别
【解析】【分析】（1）根据含碳化合物为有机物，反应前后碳元素质量不变分析；
（2）根据甲醇在空气中燃烧生成二氧化碳和水，燃烧是化学能转化为热能分析。
【解答】（1） 甲醇为含碳元素化合物，属于有机物， 在上述过程中，若有44g二氧化碳全部转化为甲醇，二氧化碳中碳元素质量即为甲醇中碳元素质量，则理论上生成甲醇质量为。
（2） 甲醇在空气中燃烧生成二氧化碳和水， 反应方程式为2CH3OH＋3O2CO2+4H2O 。 燃烧过程是燃料中的化学能转化为热能。
故答案为：（1）有机物；32；（2） 2CH3OH＋3O2CO2+4H2O ；化学。
4．【答案】（1）熔点高；CD
（2）N2
（3）化学能转化为电能
（4）吸收相同质量的二氧化碳所需氢氧化锂的质量小，可以减轻火箭发射的重量（合理即可）
（5）；进入氧气生成系统发生电解的水比萨巴蒂尔反应系统中生成的水的质量多/甲烷不参与循环再生过程，消耗了氢元素（合理即可）
【知识点】金属的化学性质；碱的化学性质
【解析】【分析】（1）合金具有许多优良性能，如强度高、硬度大、熔点高等。金属活动性顺序中，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来，据此可验证金属活动性顺序。
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目和质量不变，可用于推断化学反应中未知物质的化学式。
（3）电池放电过程是将化学能转化为电能。
（4）根据图像分析两种物质吸收二氧化碳的能力，从而判断选用的原因。
（5）根据给定的反应条件和反应物、生成物书写化学方程式，以及根据反应的物料平衡分析需要补充物质的原因。
【解答】（1）火箭飞行时与大气摩擦产生高温。为了获得更大的速度，需要减小自身重力。在飞行时遇到碰撞或酸雨腐蚀，应该不受影响，那么钛合金的特点：熔点高、密度小、硬度大、抗腐蚀性强等；A中镁能与稀盐酸反应，B中钛能与稀盐酸反应，且铝与稀盐酸反应速率比钛快，说明金属活动性Mg＞Ti；C中钛不和硫酸镁反应，则活动性镁大于钛；D中钛能与硫酸亚铁反应，说明金属活动性Ti＞Fe；则验证这三种金属的活动性顺序可选择CD或ABD
（2）根据质量守恒定律，反应前有2个碳原子、8个氢原子、6个氮原子、8个氧原子，所以反应后也该有2个碳原子、8个氢原子、6个氮原子、8个氧原子。已知反应后有2个碳原子、8个氢原子、8个氧原子，还缺少6个氮原子，3X分子中含有6个氮原子，则每个X分子由2个氮原子构成，则X的化学式为N2；
（3）神舟十八号飞船的主电源储能电池由镉镍电池更改为锂离子电池，电池放电过程中能量转化关系为：化学能转化为电能；
（4）结合图1分析，选用氢氧化锂而不用价格更便宜的氢氧化钠的原因是：吸收相同质量的二氧化碳所需氢氧化锂的质量小，可以减轻火箭发射的重量；
（5）①二氧化碳和氢气在催化剂和高温、高压的作用下反应，生成甲烷和水，则反应的方程式为：；
②若该空间站所需氧气的一半由该水气整合系统提供，整个过程需要不断补充水，理由是：进入氧气生成系统发生电解的水比萨巴蒂尔反应系统中生成的水的质量多/甲烷不参与循环再生过程，消耗了氢元素。
（1）火箭飞行时与大气摩擦产生高温。为了获得更大的速度，需要减小自身重力。在飞行时遇到碰撞或酸雨腐蚀，应该不受影响，那么钛合金的特点：熔点高、密度小、硬度大、抗腐蚀性强等；A中镁能与稀盐酸反应，B中钛能与稀盐酸反应，且铝与稀盐酸反应速率比钛快，说明金属活动性Mg＞Ti；C中钛不和硫酸镁反应，则活动性镁大于钛；D中钛能与硫酸亚铁反应，说明金属活动性Ti＞Fe；则验证这三种金属的活动性顺序可选择CD或ABD
（2）根据质量守恒定律，反应前有2个碳原子、8个氢原子、6个氮原子、8个氧原子，所以反应后也该有2个碳原子、8个氢原子、6个氮原子、8个氧原子。已知反应后有2个碳原子、8个氢原子、8个氧原子，还缺少6个氮原子，3X分子中含有6个氮原子，则每个X分子由2个氮原子构成，则X的化学式为N2；
（3）神舟十八号飞船的主电源储能电池由镉镍电池更改为锂离子电池，电池放电过程中能量转化关系为：化学能转化为电能；
（4）结合图1分析，选用氢氧化锂而不用价格更便宜的氢氧化钠的原因是：吸收相同质量的二氧化碳所需氢氧化锂的质量小，可以减轻火箭发射的重量；
（5）①二氧化碳和氢气在催化剂和高温、高压的作用下反应，生成甲烷和水，则反应的方程式为：；
②若该空间站所需氧气的一半由该水气整合系统提供，整个过程需要不断补充水，理由是：进入氧气生成系统发生电解的水比萨巴蒂尔反应系统中生成的水的质量多/甲烷不参与循环再生过程，消耗了氢元素。
5．【答案】（1）A；B
（2）1：3；合成甲醇消耗的二氧化碳质量与甲醇燃烧生成的二氧化碳质量相等
（3）有机化合物；6：1
（4）CO2的质量：15×104×0.11kg=1.65×104kg；
CO2 + 2NaOH=Na2CO3 + H2O
44 80
1.65×104Kg x
；
解得：x=3.0×104kg 。
答： 节约3.0X104Kg
【知识点】有关化学式的计算和推断；根据化学反应方程式的计算；简单的有机物
【解析】【分析】 （1）根据）“绿氢”的含义进行分析；
（2）根据二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲醇和水的原理及“零增碳”的含义进行分析。
（3） 根据有机物的概念及元素质量比的计算方法进行分析；
（4） 根据二氧化碳与氢氧化钠反应的方程式中相关物质的质量关系列式计算。
【解答】 （1）“绿氢”是指利用可再生能源发电，通过电解水制氢，生成过程碳的排放量很小，因此“X”可以是AB；燃煤发电会放出大量的二氧化碳气体，碳的排放量较大，且不属于可再生能源；核能不属于可再生能源；
（2）二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲醇和水，方程式为：；因此在合成甲醇的反应中，参加反应的二氧化碳和氢气的分子个数比为1：3；
“零碳甲醇”更准确的说是“零增碳甲醇”，“零增碳”是指甲醇燃烧产生二氧化碳，而合成甲醇可消耗等量的二氧化碳。
（3） 从物质分类的角度来说，己烯醇中含有碳元素，属于有机物；元素质量比等于各元素原子相对原子质量总和之比，在己烯醇 中，碳、氢元素的质量之比为72：12=6：1。
6．【答案】（1）Fe2O3
（2）3Fe+4H2O 4H2+Fe3O4；D
（3）化合反应
【知识点】化合反应和分解反应；书写化学方程式、文字表达式；还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】根据氧化还原反应的规律、流程信息、图示信息进行分析；
【解答】（1）在化学反应中，含氧化合物中的氧被夺去的反应叫做还原反应。
在反应3CH4+4Fe2O38Fe+3CO2+6H2O中，Fe2O3中的氧被夺去，生成了Fe，所以发生还原反应的物质是Fe2O3。反应前Fe2O3中铁元素的化合价为+3价，反应后Fe中铁元素的化合价为0价，所以铁元素化合价降低。
（2）根据图1可知，“蒸气反应器”中反应物是Fe和H2O，反应条件是高温，产物是H2和Fe3O4，化学方程式为
3Fe+4H2O 4H2+Fe3O4；对比图2中不同载氧体制氢时H2产量和纯度对比图，能同时提高H2产量和纯度的载氧体是Fe2O3-Cu，即选D。
（3）“空气反应器”中的反应是2Fe+O22FeO，该反应是由两种物质生成一种物质的反应，属于化合反应；
7．【答案】（1）H2O
（2）6.7L
（3）C；D
（4）
【知识点】有关化学式的计算和推断；书写化学方程式、文字表达式；常见物质的分类
【解析】【分析】（1）根据氧化物是由两种元素组成，其中一种为氧元素的化合物分析；
（2）根据所给方程式确定物质间质量关系，由铁的质量计算需氧气质量，从而计算氧气体积分析；
（3）根据化合物中元素化合价代数和为0，化学反应前后元素种类不变，元素质量比为相对原子质量×原子个数之比分析；
（4）根据题中信息确定反应物和生成物写出反应方程式分析。
【解答】（1）原料层中水为氧化物。
（2）由所给方程式中转化关系，设铁粉完全反应吸收氧气质量为x
4Fe－－ 3O2
224 96
22.4g x
224：96=22.4g：x
x=9.6g
则氧气体积为。
（3）若铁元素化合价为+3价，则由化合物中元素化合价代数和为0计算出x＝5，则铁元素原子个数为0，不符合化学式书写，A错误；蛭石中含有氢和氧元素， 高温下灼烧蛭石，可能产生水蒸气，B错误； 蛭石中Si元素和O元素的质量比为（28×3）：（16×18）＝7：24，C正确； 由所给暖贴中放热的反应可知，暖贴中，蛭石主要起到保温的作用，D正确。
（4） 氢氧化铁最终分解为红棕色水合氧化铁和水， 方程式为 。
故答案为：（1） H2O ；（2） 6.7L ；（3）CD；（4）。
1 / 1【浙教版】科学九年级上册第2章物质转化与材料利用 专练5 技术、工程与社会
一、资源循环利用
1．（2025九上·衢州期末）为了进一步保护环境以及资源的高效利用，垃圾的分类和处理成为了我市的一项重要工程，某校科学学习小组对垃圾处理等开展了实践活动。
（1）任务一：填埋处理
塑料垃圾自然降解速率很慢，若用填埋处理不仅占用大量土地资源，有的还会在细菌的作用下分解产生二氧化碳（CO2）及恶臭气体如氨气（NH3）、硫化氢（H2S）等（空气中极少量的氢气对该反应影响忽略不计）。
由此分析，该塑料垃圾中含有的元素一定有　 　（写元素符号）。
（2）任务二：焚烧处理同学们在实验室采用相对封闭的装置焚烧某种含C、H、O元素的垃圾，对产生的废气成分按如图所示的装置进行检验。
【提出猜想】废气中可能含有CO2、CO、H2O中的一种或几种。
【查阅资料】无水CuSO4为白色固体，遇水会变蓝色。
【进行实验】拉动装置F处的注射器，让废气依次通过装置，点燃D处的酒精灯，反应一段时间后观察。
A中的实验现象为白色固体变蓝；D中的实验现象为　 　；B和E中澄清石灰水变浑浊。
【实验结论】废气中存在CO2、CO、H2O。
（3）【反思评价】装置B中发生反应的化学方程式为　 　。
（4）装置F处的大号注射器，除了可以引导气体流向，其另一个主要作用是　 　。科学小组通过研究发现：不论用填埋处理还是焚烧处理，都会对环境产生不利的影响，大家感受到了垃圾分类的积极意义。
【答案】（1）C、H、S、N
（2）黑色固体变红
（3）Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O
（4）尾气处理，防止CO污染空气
【知识点】书写化学方程式、文字表达式；二氧化碳的检验和验满；物质的鉴别、推断
【解析】【分析】（1）根据质量守恒定律可知，反应前后元素的种类不变，据此推测该塑料的成分；
（2）根据一氧化碳和氧化铜的反应产物解答；
（3）根据反应物、反应条件和生成物，确定反应的化学方程式；
（4）根据一氧化碳有毒需要尾气处理分析。
【解答】（1）塑料垃圾在细菌的作用下分解产生 二氧化碳（CO2）及恶臭气体如氨气（NH3）、硫化氢（H2S）等 ，生成物含有C、N、S、H、O等元素，由于空气中含有大量的氧（O），O可能来自环境中的氧气或塑料本身，所以该塑料垃圾中一定有含有的元素有C、N、S、H；
（2）根据结论可知，废气中存在一氧化碳，则加热时氧化铜和一氧化碳反应生成铜和二氧化碳，那么D中的实验现象为黑色固体变红色；
（3）装置B中，二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；
（4）一氧化碳具有毒性，是空气污染物。装置F处的大号注射器，除了可以引导气体流向，其另一个主要作用是收集尾气，防止污染环境。
（1）根据质量守恒定律可知，反应前后元素的种类不变，塑料垃圾在细菌的作用下分解产生 二氧化碳（CO2）及恶臭气体如氨气（NH3）、硫化氢（H2S）等 ，生成物含有C、N、S、H、O等元素，由于空气中含有大量的氧（O），O可能来自环境中的氧气或塑料本身，所以该塑料垃圾中一定有含有的元素有C、N、S、H；
（2）由实验结论为废气中存在CO2、CO、H2O可知A中的实验现象为白色固体变蓝色（水和硫酸铜反应生成五水硫酸铜）；D中的实验现象为黑色固体变红色（加热时氧化铜和一氧化碳反应生成铜和二氧化碳）；E中澄清石灰水变浑浊；
（3）装置B中发生反应是二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；
（4）一氧化碳具有毒性，是空气污染物。装置F处的大号注射器，除了可以引导气体流向，其另一个主要作用是收集尾气，防止污染环境。
2．（2025·拱墅模拟） 对印刷电路板蚀刻废液(主要成分为 CuCl2和HCl)的资源化利用有如下方法：
方法一：用废铝屑为主要原料回收蚀刻废液中的铜并生产AlCl3，其工艺流程如下所示。
方法二：用碳酸钠溶液与蚀刻废液制备杀菌剂碱式碳酸铜，其工艺流程如下所示。
小乐在实验室模拟上述方法，回答问题：
（1）反应A中，生成铜的反应的化学方程式为　 　。在进行反应A时需远离火源，其原因是　 　。
（2）反应B的装置如图所示，为减少副产物的生成，合适的加料方式为：将M溶液缓慢滴入N溶液中。则M溶液为　 　(选填“蚀刻废液”或“碳酸钠溶液”)。
（3）检验固体b是否洗涤干净的实验操作是　 　。
【答案】（1）；Al 与稀HCl反应产生氢气，其遇明火易发生爆炸
（2）碳酸钠溶液
（3）取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，则洗涤干净，反之，未洗涤干净
【知识点】金属的化学性质；金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】（1）金属活动性顺序及应用：在金属活动性顺序中，铝（Al）排在铜（Cu）前面，所以铝能与氯化铜（CuCl2）发生置换反应，将铜置换出来；同时铝还能与盐酸（HCl）反应产生氢气，氢气具有可燃性，与空气混合遇明火易爆炸。
（2）物质反应的酸碱性条件及加料顺序：蚀刻废液中含盐酸呈酸性，碳酸钠溶液呈碱性。氢氧化铜（
Cu(OH)2）是在碱性条件下由铜离子和氢氧根离子结合生成的。为减少副产物Cu(OH)2生成，需控制碱性物质的加入速度。
（3）物质洗涤干净的检验方法：固体洗涤是为了除去表面附着的杂质离子。对于本题，固体b表面可能附着氯化钠（NaCl），检验是否洗涤干净，就是检验最后一次洗涤液中是否还存在Cl ，通常用硝酸酸化的硝酸银溶液检验Cl ，若产生白色沉淀，说明有Cl ，未洗涤干净，反之则洗涤干净。
【解答】（1）反应 A 中生成铜的化学方程式及远离火源的原因
因为铝的金属活动性比铜强，所以铝能与氯化铜发生置换反应，化学方程式为
。
蚀刻废液中含有HCl，铝与HCl反应会产生氢气，氢气是可燃性气体，与空气混合遇明火易发生爆炸，所以在进行反应A时需远离火源。
（2）确定反应B中M溶液蚀刻废液主要成分是CuCl2 和HCl，呈酸性；碳酸钠溶液呈碱性。
若将蚀刻废液滴入碳酸钠溶液中，局部碱性过强，容易生成副产物Cu(OH)2。而将碳酸钠溶液缓慢滴入蚀刻废液中，可使碳酸钠先与盐酸反应，再与氯化铜反应，减少副产物Cu(OH)2的生成，所以M溶液为碳酸钠溶液。
（3）检验固体b是否洗涤干净的操作固体b表面可能附着有氯化钠（NaCl），要检验是否洗涤干净，需检验最后一次洗涤液中是否含有氯离子（Cl ）。
取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若没有白色沉淀（氯化银AgCl）产生，说明洗涤液中没有Cl ，固体b洗涤干净；反之，则未洗涤干净。
3．（2023九上·临平期中）杭州亚运会，在亚运史上首次由“数字人”参与开幕式点火仪式，也是首次使用源自废碳再生的绿色甲醇（CH4O）作为主火炬塔“潮涌”的燃料，实现主火炬在循环使用期间的零排放。二氧化碳转化为甲醇的某条反应路径的微观示意如下：
（1）甲醇属于　 　（选填“无机物”或“有机物”），在上述过程中，若有44g二氧化碳全部转化为甲醇，理论上可生成甲醇　 　g。
（2）甲醇在空气中燃烧生成二氧化碳和水，该反应的化学方程式为　 　，燃烧过程的能量转化主要是燃料中的　 　能转化为热能。
【答案】（1）有机物；32
（2）2CH3OH＋3O2CO2+4H2O；化学
【知识点】化学反应中能量的变化；质量守恒定律及其应用；书写化学方程式、文字表达式；有机物与无机物的区别
【解析】【分析】（1）根据含碳化合物为有机物，反应前后碳元素质量不变分析；
（2）根据甲醇在空气中燃烧生成二氧化碳和水，燃烧是化学能转化为热能分析。
【解答】（1） 甲醇为含碳元素化合物，属于有机物， 在上述过程中，若有44g二氧化碳全部转化为甲醇，二氧化碳中碳元素质量即为甲醇中碳元素质量，则理论上生成甲醇质量为。
（2） 甲醇在空气中燃烧生成二氧化碳和水， 反应方程式为2CH3OH＋3O2CO2+4H2O 。 燃烧过程是燃料中的化学能转化为热能。
故答案为：（1）有机物；32；（2） 2CH3OH＋3O2CO2+4H2O ；化学。
二、科学技术
4．（2024九上·柯桥期中）2024年4月25日晚我国“神舟十八号”发射成功，这标志着中国空间探索事业的重要进步，为未来的空间站建设和技术验证提供了支持。
（1）火箭制造用到了钛合金材料，你认为钛合金应具有的优点是　 　（写一点）。已知钛的金属活动性顺序位于镁和铁之间，下列验证这三种金属活动性顺序的实验中，可行的组合是　 　（填字母）。
（2）火箭发射的推进剂含有偏二甲肼，燃烧时反应为C2H8N2+2N2O42CO2+4H2O+3X，则X为　 　。
（3）为提高供电能力，神舟十八号飞船的主电源储能电池由镉镍电池更改为锂离子电池，电池放电过程中能量转化关系为　 　
（4）宇航员呼吸产生的CO2，采用氢氧化锂吸收的方式处理，结合图1分析，选用氢氧化锂而不用价格更便宜的氢氧化钠的原因是：　 　。
（5）航天员预计要在天宫空间站生活半年，期间约需氧气480kg。图2是水气整合系统，其中“氧气生成系统”的原理是电解水，通过“萨巴蒂尔系统”处理航天员排出的。
①“萨巴蒂尔系统”内部提供高温、高压和催化剂等条件，写出该系统内反应的化学方程式：　 　。
②若该空间站所需氧气的一半由该水气整合系统提供，整个过程需要不断补充水，理由是　 　。
【答案】（1）熔点高；CD
（2）N2
（3）化学能转化为电能
（4）吸收相同质量的二氧化碳所需氢氧化锂的质量小，可以减轻火箭发射的重量（合理即可）
（5）；进入氧气生成系统发生电解的水比萨巴蒂尔反应系统中生成的水的质量多/甲烷不参与循环再生过程，消耗了氢元素（合理即可）
【知识点】金属的化学性质；碱的化学性质
【解析】【分析】（1）合金具有许多优良性能，如强度高、硬度大、熔点高等。金属活动性顺序中，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来，据此可验证金属活动性顺序。
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目和质量不变，可用于推断化学反应中未知物质的化学式。
（3）电池放电过程是将化学能转化为电能。
（4）根据图像分析两种物质吸收二氧化碳的能力，从而判断选用的原因。
（5）根据给定的反应条件和反应物、生成物书写化学方程式，以及根据反应的物料平衡分析需要补充物质的原因。
【解答】（1）火箭飞行时与大气摩擦产生高温。为了获得更大的速度，需要减小自身重力。在飞行时遇到碰撞或酸雨腐蚀，应该不受影响，那么钛合金的特点：熔点高、密度小、硬度大、抗腐蚀性强等；A中镁能与稀盐酸反应，B中钛能与稀盐酸反应，且铝与稀盐酸反应速率比钛快，说明金属活动性Mg＞Ti；C中钛不和硫酸镁反应，则活动性镁大于钛；D中钛能与硫酸亚铁反应，说明金属活动性Ti＞Fe；则验证这三种金属的活动性顺序可选择CD或ABD
（2）根据质量守恒定律，反应前有2个碳原子、8个氢原子、6个氮原子、8个氧原子，所以反应后也该有2个碳原子、8个氢原子、6个氮原子、8个氧原子。已知反应后有2个碳原子、8个氢原子、8个氧原子，还缺少6个氮原子，3X分子中含有6个氮原子，则每个X分子由2个氮原子构成，则X的化学式为N2；
（3）神舟十八号飞船的主电源储能电池由镉镍电池更改为锂离子电池，电池放电过程中能量转化关系为：化学能转化为电能；
（4）结合图1分析，选用氢氧化锂而不用价格更便宜的氢氧化钠的原因是：吸收相同质量的二氧化碳所需氢氧化锂的质量小，可以减轻火箭发射的重量；
（5）①二氧化碳和氢气在催化剂和高温、高压的作用下反应，生成甲烷和水，则反应的方程式为：；
②若该空间站所需氧气的一半由该水气整合系统提供，整个过程需要不断补充水，理由是：进入氧气生成系统发生电解的水比萨巴蒂尔反应系统中生成的水的质量多/甲烷不参与循环再生过程，消耗了氢元素。
（1）火箭飞行时与大气摩擦产生高温。为了获得更大的速度，需要减小自身重力。在飞行时遇到碰撞或酸雨腐蚀，应该不受影响，那么钛合金的特点：熔点高、密度小、硬度大、抗腐蚀性强等；A中镁能与稀盐酸反应，B中钛能与稀盐酸反应，且铝与稀盐酸反应速率比钛快，说明金属活动性Mg＞Ti；C中钛不和硫酸镁反应，则活动性镁大于钛；D中钛能与硫酸亚铁反应，说明金属活动性Ti＞Fe；则验证这三种金属的活动性顺序可选择CD或ABD
（2）根据质量守恒定律，反应前有2个碳原子、8个氢原子、6个氮原子、8个氧原子，所以反应后也该有2个碳原子、8个氢原子、6个氮原子、8个氧原子。已知反应后有2个碳原子、8个氢原子、8个氧原子，还缺少6个氮原子，3X分子中含有6个氮原子，则每个X分子由2个氮原子构成，则X的化学式为N2；
（3）神舟十八号飞船的主电源储能电池由镉镍电池更改为锂离子电池，电池放电过程中能量转化关系为：化学能转化为电能；
（4）结合图1分析，选用氢氧化锂而不用价格更便宜的氢氧化钠的原因是：吸收相同质量的二氧化碳所需氢氧化锂的质量小，可以减轻火箭发射的重量；
（5）①二氧化碳和氢气在催化剂和高温、高压的作用下反应，生成甲烷和水，则反应的方程式为：；
②若该空间站所需氧气的一半由该水气整合系统提供，整个过程需要不断补充水，理由是：进入氧气生成系统发生电解的水比萨巴蒂尔反应系统中生成的水的质量多/甲烷不参与循环再生过程，消耗了氢元素。
5．（2025·绍兴模拟）第19届亚运会于2023年9月23日至10月8日在杭州市举行。作为G20峰会后杭州又一盛会，杭州亚运将力争交出一份完美的“零碳”答卷。 “零碳甲醇(CH4O)”因作为杭州亚运会主火炬燃料而备受瞩目。如图所示为基于“绿氢”和生物质富氧燃烧技术的“零碳甲醇”合成系统，其中X为某种发电方式。
（1）“绿氢”是指利用可再生能源发电进行电解水制氢，则“X”可以是____。
A．光伏发电 B．风力发电 C．燃煤发电 D．核能发电
（2）在合成甲醇的反应中，参加反应的二氧化碳和氢气的分子个数比为　 　。“零碳甲醇”更准确地说是“零增碳甲醇”， “零增碳”是指　 　。
（3）吉祥物中的"莲莲"创意取自"接天莲叶无穷碧"，荷叶中的己烯醇( 是荷叶独特香味的来源。从物质分类的角度来说，己烯醇属于　 　(填“无机化合物”或“有机化合物”)。在己烯醇中，碳、氢元素的质量比为　 　(填最简整数比)。
（4）亚运吉祥物毛绒玩具，生产全程采用绿电，还优化了毛绒玩具中的填充原料、省去外包装环节， 一只玩具可减少0.11千克二氧化碳的排放量。排放的二氧化碳原本需要氢氧化钠进行吸收，如果生产15万只玩具，减排后可以节约多少千克的氢氧化钠
【答案】（1）A；B
（2）1：3；合成甲醇消耗的二氧化碳质量与甲醇燃烧生成的二氧化碳质量相等
（3）有机化合物；6：1
（4）CO2的质量：15×104×0.11kg=1.65×104kg；
CO2 + 2NaOH=Na2CO3 + H2O
44 80
1.65×104Kg x
；
解得：x=3.0×104kg 。
答： 节约3.0X104Kg
【知识点】有关化学式的计算和推断；根据化学反应方程式的计算；简单的有机物
【解析】【分析】 （1）根据）“绿氢”的含义进行分析；
（2）根据二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲醇和水的原理及“零增碳”的含义进行分析。
（3） 根据有机物的概念及元素质量比的计算方法进行分析；
（4） 根据二氧化碳与氢氧化钠反应的方程式中相关物质的质量关系列式计算。
【解答】 （1）“绿氢”是指利用可再生能源发电，通过电解水制氢，生成过程碳的排放量很小，因此“X”可以是AB；燃煤发电会放出大量的二氧化碳气体，碳的排放量较大，且不属于可再生能源；核能不属于可再生能源；
（2）二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲醇和水，方程式为：；因此在合成甲醇的反应中，参加反应的二氧化碳和氢气的分子个数比为1：3；
“零碳甲醇”更准确的说是“零增碳甲醇”，“零增碳”是指甲醇燃烧产生二氧化碳，而合成甲醇可消耗等量的二氧化碳。
（3） 从物质分类的角度来说，己烯醇中含有碳元素，属于有机物；元素质量比等于各元素原子相对原子质量总和之比，在己烯醇 中，碳、氢元素的质量之比为72：12=6：1。
6．（2024九下·拱墅开学考）氢能是最理想的清洁能源，制氢技术一直是开发氢能的研究热点。
甲烷化学链制氢：以Fe2O3为载氧体，CH4、水蒸气、空气为原料，主要工艺如图1所示。
（1）“燃料反应器”中，发生反应的化学方程式为：3CH4+4Fe2O3 8Fe+3CO2+6H2O，发生还原反应的物质是　 　。
（2）“蒸气反应器”中，高温条件下制取H2的化学方程式为　 　。如图2是采用不同载氧体制氢时H2产量和纯度对比图，对比Fe2O3，能同时提高H2产量和纯度的载氧体是　 　（填字母）。
A.Fe2O3﹣Ni B.Fe2O3﹣Ce C.Fe2O3﹣Zn D.Fe2O3﹣Cu
（3）“空气反应器”中，发生的反应属于　 　（填基本反应类型）。
【答案】（1）Fe2O3
（2）3Fe+4H2O 4H2+Fe3O4；D
（3）化合反应
【知识点】化合反应和分解反应；书写化学方程式、文字表达式；还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】根据氧化还原反应的规律、流程信息、图示信息进行分析；
【解答】（1）在化学反应中，含氧化合物中的氧被夺去的反应叫做还原反应。
在反应3CH4+4Fe2O38Fe+3CO2+6H2O中，Fe2O3中的氧被夺去，生成了Fe，所以发生还原反应的物质是Fe2O3。反应前Fe2O3中铁元素的化合价为+3价，反应后Fe中铁元素的化合价为0价，所以铁元素化合价降低。
（2）根据图1可知，“蒸气反应器”中反应物是Fe和H2O，反应条件是高温，产物是H2和Fe3O4，化学方程式为
3Fe+4H2O 4H2+Fe3O4；对比图2中不同载氧体制氢时H2产量和纯度对比图，能同时提高H2产量和纯度的载氧体是Fe2O3-Cu，即选D。
（3）“空气反应器”中的反应是2Fe+O22FeO，该反应是由两种物质生成一种物质的反应，属于化合反应；
7．（2024·金东模拟）暖贴是一种可供取暖的片状贴剂，由明胶层（起隔绝空气的作用）、无纺布袋、原料层组成。存放时，原料层处于密闭状态，使用时，撕开明胶层，原料部分与空气接触，开始发生氧化反应，把化学能转化成热能释放出来。因为无纺布袋采用微孔透气膜透氧技术，其透气率维持在一定状态，热量缓慢释放，一般可以保持10小时左右。
原料层中的物质：铁粉、活性炭粉、蛭石[]、水、盐等
请回答下列问题：
（1）原料层中属于氧化物的物质是　 　；
（2）放热过程中，活性炭和盐主要起到加快反应速率的作用，原料层主要发生以下反应：
①
②
某包暖贴中含有22.4g铁粉，完全放热后，吸收氧气的体积为　 　（常温常压下，氧气的密度为1.43g/L，计算结果保留一位小数）；
（3）下列有关蛭石[]的说法正确的是____（蛭石中硅的化合价为+4价）；
A．蛭石中Fe元素的化合价为+3价
B．高温下灼烧蛭石，不可能产生水蒸气
C．蛭石中Si元素和O元素的质量比为7：24
D．暖贴中，蛭石主要起到保温的作用
（4）氢氧化铁[]最终分解为红棕色水合氧化铁（）和水，则该反应的化学方程式是　 　。
【答案】（1）H2O
（2）6.7L
（3）C；D
（4）
【知识点】有关化学式的计算和推断；书写化学方程式、文字表达式；常见物质的分类
【解析】【分析】（1）根据氧化物是由两种元素组成，其中一种为氧元素的化合物分析；
（2）根据所给方程式确定物质间质量关系，由铁的质量计算需氧气质量，从而计算氧气体积分析；
（3）根据化合物中元素化合价代数和为0，化学反应前后元素种类不变，元素质量比为相对原子质量×原子个数之比分析；
（4）根据题中信息确定反应物和生成物写出反应方程式分析。
【解答】（1）原料层中水为氧化物。
（2）由所给方程式中转化关系，设铁粉完全反应吸收氧气质量为x
4Fe－－ 3O2
224 96
22.4g x
224：96=22.4g：x
x=9.6g
则氧气体积为。
（3）若铁元素化合价为+3价，则由化合物中元素化合价代数和为0计算出x＝5，则铁元素原子个数为0，不符合化学式书写，A错误；蛭石中含有氢和氧元素， 高温下灼烧蛭石，可能产生水蒸气，B错误； 蛭石中Si元素和O元素的质量比为（28×3）：（16×18）＝7：24，C正确； 由所给暖贴中放热的反应可知，暖贴中，蛭石主要起到保温的作用，D正确。
（4） 氢氧化铁最终分解为红棕色水合氧化铁和水， 方程式为 。
故答案为：（1） H2O ；（2） 6.7L ；（3）CD；（4）。
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