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2025-2026学年九年级上学期化学学科素养期中诊断
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 0-16 S-32 K-39
第一部分 选择题(共 20分)
一、选择题(本大题共 12 小题，第1~8题每小题 1.5 分，第9~ 12题每小题2分，共 20 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
古有《天工开物》“究天人之际，通古今之变，助中国之强”，《尚书·舜典》“在璇玑玉衡，以齐七政”；今有“玉衡芯片，宇宙光谱巡天展梦”。中国科技在人类进步中从未缺席。
科技之强基篇(1~7题)
1. 《天工开物》言“贵五谷而贱金玉”，并介绍了绿豆的食用方法，其中涉及化学变化的是
A. 打粉磨浆 B. 澄去浆水 C. 晒干成粉 D. 蒸制粉皮
2. 科技在促进人类进步时会与环境深度对话，下列说法中正确的是
A. 为节约成本，工业废水直接排进大亚湾
B. 追求高额利益，随意开发深圳海洋资源
C. 龙岗能源生态园养殖黑水虻分解厨余垃圾发电
D. 大力发展新能源产业，废弃电池直接丢弃深埋
3. 有人将“玉衡”解释为仪器，使用仪器是科技和智慧的象征，下列操作中错误的是
A. 检查装置气密性 B. 倾倒液体
C. 活性炭脱色 D. 过滤
4. 熟识化学用语，为发展科技打牢知识基础，下列化学用语中正确的是
A. N2：两个氮原子
B. K2MnO4：锰酸钾中锰元素的化合价是+6
C. 3Cu：3个铜元素
D. Fe2+：一个铁离子带2个单位正电荷
5. 物质的变化和现象在探寻科技中体现事物的本质，下列对现象的描述正确的是
A. 木炭在空气中燃烧发出白光，照亮夜晚的星空
B. 红磷在空气中燃烧产生大量白雾，释放朦胧美
C. 硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，炫彩梦幻
D. 铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成有刺激性气味的气体
6. “玉衡”芯片用铌酸锂做材料突破传统技术难题，如图是铌元素和锂元素的相关信息，下列说法中正确的是
A. Nb 和 Li 分别可以表示单质 B. 一个铌原子中有 41 个中子
C. 铌原子的最外层电子数为 41 D. 锂元素的相对原子质量为 6.94g
7. 《天工开物》中多次提到布料染色，蓝靛（C16H10N2O2）是古代应用广泛的染料之一，下列说法中错误的是
A. 每个蓝靛分子由 30 个原子构成
B. 蓝靛分子中 C、H、N、O 原子质量比为 8：5：1：1
C. 蓝靛中氢元素质量分数最小
D. 蓝靛中含有4种元素
科技之启思篇(8-12题)
8. 乙烯(C2H4)产量常用于衡量一个国家石油化工的发展水平，如图是乙烯的合成过程，下列关于该微观过程的信息错误的是
A. Ⅰ发生分解反应，反应条件绿色节能
B. 反应Ⅰ和反应Ⅱ的过程中原子的种类和数目都没有发生改变
C. 催化剂Ⅱ使用，使得等量原料下乙烯的产量增多
D. 整个过程实现了水的循环利用
9. 科技进步离不开严谨的思维，设计实验是智慧提升的体现，下列实验设计中正确的是
A．证明分子在不断运动 B．测定空气中氧气的含量
C．探究温度对过氧化氢分解速率的影响 D．验证蜡烛燃烧产生二氧化碳
A. A B. B C. C D. D
10. 在科技发展进程中化学发挥着巨大作用，模型建构法是学习化学的常用方法，以下化学模型正确的是
A. B.
C. D.
11. 于细微变化中见微知著是科技研究的基本素养，下列实验能达到相应目的的是
选项 实验目的 方法
A 鉴别空气和二氧化碳 分别伸入带火星的木条
B 除去水中溶解的 Ca2+、Mg2+ 通过活性炭净水器
C 除去氮气中的氧气 将混合气体通过灼热碳层
D 提取用过氧化氢溶液制氧气后剩余混合物中的二氧化锰 过滤、洗涤、烘干
A. A B. B C. C D. D
12. 科学实验模拟真实场景凸显科技的意义。学习小组模拟真实火灾场景，测定密闭容器中点燃两支高低不同的蜡烛时 a、b处的氧气含量，测量数据如图所示。下列说法中错误的是
A. 蜡烛燃烧时冒出黑烟并附着在烧杯底，所以火灾发生时要用湿毛巾捂住口鼻以免吸入烟尘
B. 分析数据获悉，当氧气浓度较低时无法继续支持蜡烛燃烧
C. 最先熄灭的是较低处的蜡烛，该模拟实验告诉我们，发生火灾时要低姿态逃生
D. 最终 a、b两线重合是分子运动的结果
第二部分 非选择题(共 30分)
二、综合题(本大题共4小题，除标注外，文字或符号表达式 1.5 分，其余每空1分，共 30 分)
科技之探索篇(13~16题)
13. 科普阅读。
2025 年诺贝尔化学奖授予北川进、理查德。罗布森、奥马尔。亚吉，以表彰他们创造了一种新的分子结构类型——“金属有机框架”(简称 MOF)。这种结构内部具有可供分子进出的巨大空腔，内部是表面积极大的纳米级孔道。利用这种结构，通过调节温度使水分子在材料中进或出，实现从沙漠的空气中收集水分并再次释放，从而循环利用，缓解沙漠地区饮水困难。同类型的其他结构被描述为“为捕获二氧化碳而量身打造”“为药物的靶向输送而量身打造”或者“为剧毒气体的安全处理而量身打造”。还有的 MOF结构可以捕集水果释放出来的乙烯气体，起到延缓水果成熟的作用。
热重分析(TGA)是一种测定金属有机框架(MOF)热稳定性的技术，选择载气种类(例如 N2、空气或O2)在测定 MOF 的热稳定性时十分重要。在相同条件下，分别测定某 MOF 材料(NU-1000)在氮气和空气氛围中随温度升高的质量变化规律，获得如图数据(横坐标表示温度，纵坐标表示样品剩余质量比率)。
依据以上资料回答问题
（1）物质的结构一定程度上决定物质的性质，MOF 材料的“巨大空腔”和“纳米级孔道”使它表现出极好的___________性，从而实现对不同分子的收集和捕获。
（2）在沙漠地区利用 MOF 材料收集和释放水分的过程发生了___________(选填“物理”或“化学”)变化。
（3）分析MOF 材料(NU-1000)在氮气和空气氛围中剩余质量比率随温度升高的变化曲线，你得出什么信息？___________
（4）分析图中两条曲线的差异，空气氛围中 MOF材料(NU-1000)的最终剩余质量远低于氮气氛围，是因为空气里的___________参加了反应，加速了材料的氧化分解。进而证明，该材料在氧化与非氧化环境下热稳定性___________(选填“相同”或“不同”)。
（5）依据材料中的信息，预测一条金属有机框架的用途：___________。
14. “鱼浮灵”是水产养殖中常见的增氧剂，主要成分是过碳酸钠，溶于水后生成碳酸钠(Na2CO3)和过氧化氢，能迅速增加水体溶氧量。“鱼浮灵”增氧的原理是什么？
（1）猜想一：碳酸钠能分解出氧气；
猜想二：___________能分解出氧气；
猜想三：碳酸钠能促进过氧化氢分解出氧气。
化学小组用列表法进行方案设计，并用溶解氧传感器测定实验数据：
注：“√”表示实验中已加入，“x”表示实验中未加入。
实验序号 物质 传感器数值( mg/L)
80 mL水 80mL4%H2O2溶液 2gNa2CO3固体
① √ × × 4.60
② √ √ × 8.76
③ √ × √ 4.45
④ √ √ √ 9.83
（2）实验①传感器出现数值，是因为常温下，氧气___________(填溶解性)溶于水。
（3）对比实验①③可知，猜想___________错误。
（4）对比实验②④发现，碳酸钠确实可以促进过氧化氢的分解，但不能确定碳酸钠就是该反应的催化剂，理由是___________。
（5）硫酸铜(CuSO4)可以做过氧化氢分解的催化剂，写出反应的文字或符号表达式：___________。
（6）收集一瓶实验④中气体，如何证明该气体是氧气？(写出操作、现象和结论)___________。
15. 某污水处理厂采用如图所示工艺流程处理生活污水，请回答下列问题：
（1）一级处理中格栅的作用与化学实验中的___________(填操作名称)原理相似，其目的是去除污水中的___________(选填“可溶性”或“难溶性”)杂质。
（2）二级处理中活性污泥池是处理核心环节，利用微生物将污水中的有机物进行降解，如可将葡萄糖(C6H12O6)分解为CO2和一种常见液态氧化物，该氧化物的化学式为___________。
（3）三级处理中的消毒池常用含氯消毒剂(如Cl2)进行消毒，氯气与水反应生成有消毒属性的次氯酸(HCIO)和另一种化合物，其反应的微观过程如图所示。
写出该反应的文字或符号表达式：___________，该过程涉及的含氯物质中氯元素化合价最高的物质的化学式是___________。
（4）次氯酸能够破坏细菌的细胞壁和细胞膜，从而达到杀菌的目的，处理达标的水最终排入河流。利用氯气进行消毒时应严格控制用量，原因是___________。
（5）单过硫酸氢钾(KHSO5)是一种新型的非氯消毒剂，适用于多种水质的消毒。计算30.4g单过硫酸氢钾中硫元素的质量：___________(列式并计算)。
16. 科技的力量使祖国更加强大，航天员可以在空间站正常生活。科技小组一起探寻空间站里水循环的奥秘。
(一)太空水之去——水电解。
以空间站空气中的水蒸气、尿、汗液等为原料，利用太阳能电池板产生的电能电解水，产生氧气供给航天员呼吸。科技小组利用如图1装置模拟该过程。
（1）写出装置中反应的文字或符号表达式：___________。
（2）矿泉水瓶中的液面不断___________(选填“升高”或“下降”)
（3）写出该装置的一条优点：___________。
(二)太空水之来——氢气的燃烧。
空间站通过氢氧燃料电池中氢气和氧气反应为航天器提供电能，同时产生水，电池工作原理如图2 所示。
（4）写出电池中反应的文字或符号表达式：___________。
（5）上述电池工作过程中可循环利用的物质是___________，这样的设计降低了安全隐患。若在空气中点燃氢气，点燃前一定要先___________。
(三)太空水之构——水分子的构成。
小组成员提出疑问：氢氧元素组成物质除了H2O，还可能是H2O2，如何确定水分子的构成呢？
查阅资料：同温同压下，气体的体积比等于分子个数比。
（6）观察发现，图1中a、b两试管中产生的气体体积比为___________，推测生成的氢分子和氧分子个数比为___________，进而确定了水分子的构成。
答案和解析
第一部分 选择题(共 20分)
一、选择题(本大题共 12 小题，第1~8题每小题 1.5 分，第9~ 12题每小题2分，共 20 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
古有《天工开物》“究天人之际，通古今之变，助中国之强”，《尚书·舜典》“在璇玑玉衡，以齐七政”；今有“玉衡芯片，宇宙光谱巡天展梦”。中国科技在人类进步中从未缺席。
科技之强基篇(1~7题)
1. 《天工开物》言“贵五谷而贱金玉”，并介绍了绿豆的食用方法，其中涉及化学变化的是
A. 打粉磨浆 B. 澄去浆水 C. 晒干成粉 D. 蒸制粉皮
【答案】D
【解析】
【详解】A.绿豆被打粉磨浆，此过程是机械力作用下的颗粒大小改变，物质成分未变，无新物质生成，属于物理变化；
B.澄去浆水是将固液混合物进行分离，没有新物质生成，是物理变化；
C.晒干成粉是将潮湿的豆粉晒干，水蒸发到空气中去，没有新物质生成，属于物理变化；
D.蒸制粉皮，粉皮里含有蛋白质，在加热的过程中会变性，属于化学变化；
故选D。
2. 科技在促进人类进步时会与环境深度对话，下列说法中正确的是
A. 为节约成本，工业废水直接排进大亚湾
B. 追求高额利益，随意开发深圳海洋资源
C. 龙岗能源生态园养殖黑水虻分解厨余垃圾发电
D. 大力发展新能源产业，废弃电池直接丢弃深埋
【答案】C
【解析】
【详解】A、工业废水直接排放会污染水体，破坏大亚湾生态环境，该做法错误。
B、随意开发海洋资源会破坏海洋生态平衡，应合理开发，该做法错误。
C、养殖黑水虻分解厨余垃圾发电，实现了垃圾资源化利用，有利于环境保护，该做法正确。
D、废弃电池直接丢弃深埋会污染土壤和水体，应集中处理，该做法错误。
故选C。
3. 有人将“玉衡”解释为仪器，使用仪器是科技和智慧的象征，下列操作中错误的是
A. 检查装置气密性 B. 倾倒液体
C. 活性炭脱色 D. 过滤
【答案】B
【解析】
【详解】A.向里推注射器的活塞，若装置不漏气，锥形瓶内气压增大，会将液体压入长颈漏斗中，长颈漏斗内液面上升，故A选项正确；
B.倾倒液体药品时， 细口瓶的瓶塞必须倒放在桌面上，防止药品腐蚀实验台或污染药品；瓶口必须紧挨试管口，试管稍倾斜，并且缓缓地倒，防止药液损失；细口瓶贴标签的一面必须朝向手心处，防止药液洒出腐蚀标签，图中这几方面都存在错误，故B选项错误；
C.活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，能吸附色素和异味，所以可用活性炭脱色，脱色过程中用玻璃棒搅拌，可加快脱色速度，故C选项正确；
D.过滤实验时，滤纸要紧贴漏斗内壁；滤纸边缘要低于漏斗边缘，漏斗内液体的液面低于滤纸边缘；烧杯嘴紧靠引流的玻璃棒，玻璃棒的末端轻靠在三层滤纸的一边，漏斗下端紧靠接受的烧杯，故D选项正确；
故选B。
4. 熟识化学用语，为发展科技打牢知识基础，下列化学用语中正确的是
A. N2：两个氮原子
B. K2MnO4：锰酸钾中锰元素的化合价是+6
C. 3Cu：3个铜元素
D. Fe2+：一个铁离子带2个单位正电荷
【答案】B
【解析】
【详解】A、N2表示氮气或一个氮分子，两个氮原子应表示为2N，该说法错误。
B、化合物中元素正负化合价之和为0，K2MnO4中，钾元素显+1价，氧元素显 2价，设锰元素化合价为x，则，解得x=+6，该说法正确。
C、3Cu表示3个铜原子，元素只讲种类不讲个数，该说法错误。
D、Fe2+表示一个亚铁离子带2个单位正电荷，铁离子应表示为Fe3+，该说法错误。
故选B。
5. 物质的变化和现象在探寻科技中体现事物的本质，下列对现象的描述正确的是
A. 木炭在空气中燃烧发出白光，照亮夜晚的星空
B. 红磷在空气中燃烧产生大量白雾，释放朦胧美
C. 硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，炫彩梦幻
D. 铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成有刺激性气味的气体
【答案】C
【解析】
【详解】A、木炭在空气中燃烧发出红光，在氧气中燃烧才发出白光，该描述错误。
B、红磷在空气中燃烧产生大量白烟（五氧化二磷固体小颗粒），不是白雾，该描述错误。
C、硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，该描述正确。
D、铁丝在氧气中燃烧火星四射，生成黑色固体（四氧化三铁），不会生成有刺激性气味的气体，该描述错误。
故选C。
6. “玉衡”芯片用铌酸锂做材料突破传统技术难题，如图是铌元素和锂元素的相关信息，下列说法中正确的是
A. Nb 和 Li 分别可以表示单质 B. 一个铌原子中有 41 个中子
C. 铌原子的最外层电子数为 41 D. 锂元素的相对原子质量为 6.94g
【答案】A
【解析】
【详解】A、Nb（铌）和Li（锂）均为金属元素，其元素符号可直接表示单质，该说法正确。
B、元素周期表信息示意图左上角的数字表示原子序数，下方数字表示相对原子质量，铌的原子序数为41，相对原子质量为92.91。原子序数=质子数，相对原子质量约等于质子数加中子数，则铌原子的中子数为，不是41，该说法错误。
C、铌原子的质子数为41，而最外层电子数不会超过8，该说法错误。
D、相对原子质量的单位是 “1”，不是 “g”，锂元素的相对原子质量为6.94，该说法错误。
故选A。
7. 《天工开物》中多次提到布料染色，蓝靛（C16H10N2O2）是古代应用广泛的染料之一，下列说法中错误的是
A. 每个蓝靛分子由 30 个原子构成
B. 蓝靛分子中 C、H、N、O 原子质量比为 8：5：1：1
C. 蓝靛中氢元素质量分数最小
D. 蓝靛中含有4种元素
【答案】B
【解析】
【详解】A、每个蓝靛分子（C16H10N2O2）含16个原子、10个原子、2个原子、2个原子，共个原子，该说法正确。
B、蓝靛分子中C、H、N、O原子质量比为，不是，该说法错误。
C、蓝靛中C、H、N、O元素质量比为，可知氢元素质量分数最小，该说法正确。
D、蓝靛由C、H、N、O四种元素组成，该说法正确。
故选B。
科技之启思篇(8-12题)
8. 乙烯(C2H4)产量常用于衡量一个国家石油化工发展水平，如图是乙烯的合成过程，下列关于该微观过程的信息错误的是
A. Ⅰ发生分解反应，反应条件绿色节能
B. 反应Ⅰ和反应Ⅱ的过程中原子的种类和数目都没有发生改变
C. 催化剂Ⅱ的使用，使得等量原料下乙烯的产量增多
D. 整个过程实现了水的循环利用
【答案】C
【解析】
【分析】由微观示意图可知，反应Ⅰ是水在催化剂Ⅰ和太阳光照下生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：；反应Ⅱ是在催化剂Ⅱ的作用下，CO2和H2转化为化工原料乙烯（C2H4）和水，反应的化学方程式为：。
【详解】A、反应Ⅰ是水在催化剂Ⅰ和太阳光照下生成氢气和氧气，符合一变多的特点，属于分解反应，反应条件绿色节能，故说法正确；
B、由质量守恒定律可知，反应前后原子种类和数目均不变，故说法正确；
C、催化剂只能改变化学反应的速率，不能提高生成物的产量，故说法错误；
D、由、可知，整个过程实现了水的循环利用，故说法正确。
故选C。
9. 科技进步离不开严谨的思维，设计实验是智慧提升的体现，下列实验设计中正确的是
A．证明分子在不断运动 B．测定空气中氧气的含量
C．探究温度对过氧化氢分解速率的影响 D．验证蜡烛燃烧产生二氧化碳
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A、一段时间后，装置中的酚酞溶液变红色，而两者没有直接接触，说明氨分子运动到了酚酞溶液中，故选项实验设计正确；
B、图中实验，实验前没有用弹簧夹夹紧胶皮管，且少量红磷不能把氧气耗尽，故选项实验设计不正确；
C、图中实验，除有无催化剂和温度不同，其它条件相同，不能探究温度对过氧化氢分解速率的影响，故选项实验设计不正确；
D、在火焰上方罩一个干冷的烧杯，烧杯内壁有无色液滴产生，说明蜡烛燃烧生成了水，不能检验有二氧化碳生成，故选项实验设计不正确。
故选A。
10. 在科技发展的进程中化学发挥着巨大作用，模型建构法是学习化学的常用方法，以下化学模型正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A、纯净物只含一种物质，混合物含有两种或两种以上物质，化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物。混合物和化合物是并列关系，没有交集，该模型错误。
B、地壳中元素含量前四位是O、Si、Al、Fe，顺序错误，该模型错误。
C、分离液态空气过程中没有产生新物质，是物理变化，不是化学变化，该模型错误。
D、二氧化碳（CO2）由二氧化碳分子构成，氦气（He）由氦原子构成，氯化钠（NaCl）由钠离子和氯离子构成，该模型正确。
故选D。
11. 于细微变化中见微知著是科技研究的基本素养，下列实验能达到相应目的的是
选项 实验目的 方法
A 鉴别空气和二氧化碳 分别伸入带火星的木条
B 除去水中溶解的 Ca2+、Mg2+ 通过活性炭净水器
C 除去氮气中的氧气 将混合气体通过灼热碳层
D 提取用过氧化氢溶液制氧气后剩余混合物中的二氧化锰 过滤、洗涤、烘干
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A、带火星的木条在空气（氧气浓度低）和二氧化碳中均可能熄灭，不能鉴别，该实验不能达到目的；
B、活性炭能吸附色素和异味，但不能去除Ca 、Mg ，该实验不能达到目的；
C、灼热碳层与氧气反应生成二氧化碳，引入新杂质，该实验不能达到目的；
D、二氧化锰不溶于水，过滤、洗涤、烘干可提取，该实验能达到目的。
故选D。
12. 科学实验模拟真实场景凸显科技的意义。学习小组模拟真实火灾场景，测定密闭容器中点燃两支高低不同的蜡烛时 a、b处的氧气含量，测量数据如图所示。下列说法中错误的是
A. 蜡烛燃烧时冒出黑烟并附着在烧杯底，所以火灾发生时要用湿毛巾捂住口鼻以免吸入烟尘
B 分析数据获悉，当氧气浓度较低时无法继续支持蜡烛燃烧
C. 最先熄灭的是较低处的蜡烛，该模拟实验告诉我们，发生火灾时要低姿态逃生
D. 最终 a、b两线重合是分子运动的结果
【答案】C
【解析】
【详解】A、蜡烛燃烧时冒出黑烟，黑烟是未完全燃烧的碳颗粒，火灾发生时用湿毛巾捂住口鼻，可以过滤部分烟尘，防止吸入有害物质，该说法正确，不符合题意。
B、从图中数据可以看出，随着蜡烛燃烧，氧气含量逐渐降低，当氧气浓度降低到一定程度后，蜡烛熄灭，说明当氧气浓度较低时无法继续支持蜡烛燃烧，该说法正确，不符合题意。
C、从图 2 可以看出，b 处（低处）氧气含量下降得更慢，高处氧气含量先降低到蜡烛熄灭的浓度，最先熄灭的是较高处的蜡烛。发生火灾时，热的二氧化碳等气体上升，低处氧气相对较多且烟尘较少，所以要低姿态逃生，说法错误，符合题意。
D、最终 a、b 两线重合，是因为分子在不断运动，使容器内氧气分布趋于均匀，该说法正确，不符合题意。
故选C。
第二部分 非选择题(共 30分)
二、综合题(本大题共4小题，除标注外，文字或符号表达式 1.5 分，其余每空1分，共 30 分)
科技之探索篇(13~16题)
13. 科普阅读。
2025 年诺贝尔化学奖授予北川进、理查德。罗布森、奥马尔。亚吉，以表彰他们创造了一种新的分子结构类型——“金属有机框架”(简称 MOF)。这种结构内部具有可供分子进出的巨大空腔，内部是表面积极大的纳米级孔道。利用这种结构，通过调节温度使水分子在材料中进或出，实现从沙漠的空气中收集水分并再次释放，从而循环利用，缓解沙漠地区饮水困难。同类型的其他结构被描述为“为捕获二氧化碳而量身打造”“为药物的靶向输送而量身打造”或者“为剧毒气体的安全处理而量身打造”。还有的 MOF结构可以捕集水果释放出来的乙烯气体，起到延缓水果成熟的作用。
热重分析(TGA)是一种测定金属有机框架(MOF)热稳定性的技术，选择载气种类(例如 N2、空气或O2)在测定 MOF 的热稳定性时十分重要。在相同条件下，分别测定某 MOF 材料(NU-1000)在氮气和空气氛围中随温度升高的质量变化规律，获得如图数据(横坐标表示温度，纵坐标表示样品剩余质量比率)。
依据以上资料回答问题
（1）物质的结构一定程度上决定物质的性质，MOF 材料的“巨大空腔”和“纳米级孔道”使它表现出极好的___________性，从而实现对不同分子的收集和捕获。
（2）在沙漠地区利用 MOF 材料收集和释放水分的过程发生了___________(选填“物理”或“化学”)变化。
（3）分析MOF 材料(NU-1000)在氮气和空气氛围中剩余质量比率随温度升高的变化曲线，你得出什么信息？___________
（4）分析图中两条曲线的差异，空气氛围中 MOF材料(NU-1000)的最终剩余质量远低于氮气氛围，是因为空气里的___________参加了反应，加速了材料的氧化分解。进而证明，该材料在氧化与非氧化环境下热稳定性___________(选填“相同”或“不同”)。
（5）依据材料中的信息，预测一条金属有机框架的用途：___________。
【答案】（1）吸附 （2）物理
（3）其他条件相同时，当温度达到约450℃时，(NU-1000)空气氛围中剩余质量比率降到最低（合理即可）
（4） ①. 氧气 ②. 不同
（5）可用于捕捉二氧化碳，解决气候问题(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
由于 MOF 具有“巨大空腔”和“纳米级孔道”，使其表现出极好的“吸附(或选择性吸附)”性，从而可以对不同分子进行收集与捕获；
小问2详解】
水分子在 MOF 多孔材料中的“进入”与“逸出”不改变水的组成，故属物理变化；
【小问3详解】
从图中可见，其他条件相同时，当温度达到约450℃时，(NU-1000)空气氛围中剩余质量比率降到最低；
【小问4详解】
空气氛围中剩余质量远低于氮气氛围，是因为“氧气”参与了反应，加速材料的氧化分解，从而证明该材料在氧化与非氧化环境下的热稳定性不同；
【小问5详解】
依据材料信息可预测的 MOF 用途如：可用于捕捉二氧化碳，解决气候问题等。
14. “鱼浮灵”是水产养殖中常见的增氧剂，主要成分是过碳酸钠，溶于水后生成碳酸钠(Na2CO3)和过氧化氢，能迅速增加水体溶氧量。“鱼浮灵”增氧的原理是什么？
（1）猜想一：碳酸钠能分解出氧气；
猜想二：___________能分解出氧气；
猜想三：碳酸钠能促进过氧化氢分解出氧气。
化学小组用列表法进行方案设计，并用溶解氧传感器测定实验数据：
注：“√”表示实验中已加入，“x”表示实验中未加入。
实验序号 物质 传感器数值( mg/L)
80 mL水 80mL4%H2O2溶液 2gNa2CO3固体
① √ × × 4.60
② √ √ × 8.76
③ √ × √ 4.45
④ √ √ √ 9.83
（2）实验①传感器出现数值，是因为常温下，氧气___________(填溶解性)溶于水。
（3）对比实验①③可知，猜想___________错误。
（4）对比实验②④发现，碳酸钠确实可以促进过氧化氢的分解，但不能确定碳酸钠就是该反应的催化剂，理由是___________。
（5）硫酸铜(CuSO4)可以做过氧化氢分解的催化剂，写出反应的文字或符号表达式：___________。
（6）收集一瓶实验④中的气体，如何证明该气体是氧气？(写出操作、现象和结论)___________。
【答案】（1）过氧化氢
（2）不易 （3）一
（4）实验中没有验证碳酸钠质量和化学性质是否改变
（5）##
（6）将一根带火星的木条伸入实验④收集的气体瓶内，若木条复燃，则为氧气，反之，则不是氧气
【解析】
【小问1详解】
过碳酸钠溶于水生成碳酸钠和过氧化氢，结合猜想一和猜想三，猜想二应为过氧化氢能分解出氧气。
【小问2详解】
实验①只有水，传感器有数值，说明常温下氧气不易溶于水，但仍有少量溶解。
【小问3详解】
实验①（无碳酸钠）和实验③（有碳酸钠）溶解氧数值相近，说明碳酸钠不能分解出氧气，猜想一错误。
【小问4详解】
催化剂需满足 “一变两不变”（改变反应速率，反应前后质量和化学性质不变），此处未验证碳酸钠的质量和化学性质是否改变，因此不能确定其为催化剂。
【小问5详解】
硫酸铜催化过氧化氢分解生成水和氧气，文字表达式为：，符号表达式为：。
【小问6详解】
氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，据此设计实验验证，方案可以是：将一根带火星的木条伸入实验④收集的气体瓶内，若木条复燃，则为氧气，反之，则不是氧气。
15. 某污水处理厂采用如图所示工艺流程处理生活污水，请回答下列问题：
（1）一级处理中格栅的作用与化学实验中的___________(填操作名称)原理相似，其目的是去除污水中的___________(选填“可溶性”或“难溶性”)杂质。
（2）二级处理中活性污泥池是处理核心环节，利用微生物将污水中的有机物进行降解，如可将葡萄糖(C6H12O6)分解为CO2和一种常见液态氧化物，该氧化物的化学式为___________。
（3）三级处理中的消毒池常用含氯消毒剂(如Cl2)进行消毒，氯气与水反应生成有消毒属性的次氯酸(HCIO)和另一种化合物，其反应的微观过程如图所示。
写出该反应的文字或符号表达式：___________，该过程涉及的含氯物质中氯元素化合价最高的物质的化学式是___________。
（4）次氯酸能够破坏细菌的细胞壁和细胞膜，从而达到杀菌的目的，处理达标的水最终排入河流。利用氯气进行消毒时应严格控制用量，原因是___________。
（5）单过硫酸氢钾(KHSO5)是一种新型的非氯消毒剂，适用于多种水质的消毒。计算30.4g单过硫酸氢钾中硫元素的质量：___________(列式并计算)。
【答案】（1） ①. 过滤 ②. 难溶性
（2）H2O （3） ① ##Cl2+H2O→HCl+HClO ②. HClO
（4）氯气与水反应产生的次氯酸过量对人体有害（合理即可）
（5）30.4 g 单过硫酸氢钾中硫元素的质量 = 30.4 g ×=6.4g
【解析】
【小问1详解】
格栅可以拦截体积或颗粒较大的不溶杂质，这与实验室中用滤纸过滤不溶性固体的道理一致；
【小问2详解】
葡萄糖在微生物的作用下分解生成二氧化碳和水，水即常见液态氧化物，化学式为：H2O；
【小问3详解】
氯气与水反应生成盐酸(HCl)和次氯酸(HClO)，反应的文字或符号表达式为：或Cl2+H2O→HCl+HClO；
在化合物中，氢元素的化合价为+1价，氧元素为-2价，根据化合物中政府化合价的代数和为零，HClO 中的氯为 +1 价，HCl中的氯为 -1 价；单质中元素的化合价为0，所以氯气中氯的化合价为0，所以HClO 中的氯元素的化合价最高；
【小问4详解】
氯用量过大时，水中余氯过多，不仅会危及水中生物和人体健康，也可能与有机物反应产生有害副产物，导致二次污染；
【小问5详解】
见答案。
16. 科技的力量使祖国更加强大，航天员可以在空间站正常生活。科技小组一起探寻空间站里水循环的奥秘。
(一)太空水之去——水的电解。
以空间站空气中的水蒸气、尿、汗液等为原料，利用太阳能电池板产生的电能电解水，产生氧气供给航天员呼吸。科技小组利用如图1装置模拟该过程。
（1）写出装置中反应的文字或符号表达式：___________。
（2）矿泉水瓶中的液面不断___________(选填“升高”或“下降”)
（3）写出该装置的一条优点：___________。
(二)太空水之来——氢气的燃烧。
空间站通过氢氧燃料电池中氢气和氧气反应为航天器提供电能，同时产生水，电池工作原理如图2 所示。
（4）写出电池中反应的文字或符号表达式：___________。
（5）上述电池工作过程中可循环利用的物质是___________，这样的设计降低了安全隐患。若在空气中点燃氢气，点燃前一定要先___________。
(三)太空水之构——水分子的构成。
小组成员提出疑问：氢氧元素组成的物质除了H2O，还可能是H2O2，如何确定水分子的构成呢？
查阅资料：同温同压下，气体的体积比等于分子个数比。
（6）观察发现，图1中a、b两试管中产生的气体体积比为___________，推测生成的氢分子和氧分子个数比为___________，进而确定了水分子的构成。
【答案】（1）##
（2）升高 （3）便于从装置外面加水，方便实验##节约资源（合理即可）
（4）##
（5） ①. 氢气##H2 ②. 验纯
（6） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
电解水生成氢气和氧气，文字表达式为：，符号表达式为：。
【小问2详解】
电解水时，水分解产生气体，将试管内的水压入矿泉水瓶内，导致瓶内液面升高。
【小问3详解】
该装置利用废弃矿泉水瓶等材料，体现了节约资源的优点，同时，便于从装置外面加水，方便实验。
【小问4详解】
氢氧燃料电池中氢气和氧气在催化剂作用下反应生成水，文字表达式为：，符号表达式为：。
【小问5详解】
根据图2，电池中未反应的氢气（H2）可循环利用，节约能源的同时降低了安全隐患；
氢气具有可燃性，点燃前必须验纯，防止爆炸。
【小问6详解】
电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，体积比为，即 a（氢气）、b（氧气）体积比为；
同温同压下气体体积比等于分子个数比，故氢分子（H2）和氧分子（O2）个数比为，进而可确定水分子的构成。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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