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九年级化学上学期期末复习专练《工业流程、实验、探究题》
1．中国古代典籍中记录了很多化学知识，展示了我国古代人民的智慧。
I．《外丹本草》中记载的炉甘石，主要成分为碳酸锌 (ZnCO3)和碱式碳酸锌[]，炮制后，主要成分为氧化锌(ZnO)，可作为外用药使用。
(1)ZnO、ZnCO3、Zn2(OH)2CO3都有一定的抑菌活性， 说明起抑菌作用的有效成分可能是___________(填字母)。
A．锌分子 B．锌元素 C．锌单质
(2)药效高低与有效成分的含量相关。ZnCO3的抑菌活性低于相同质量的ZnO，可能的原因是两者中， 含锌量更高。
(3)的化学式也可表示为， 。
II．《周礼·考工记》中记载了关于将铜、锡按不同比例熔合制成功能各异的青铜器。图-1是铜锡合金的熔点和硬度随其中锡含量的变化趋势。
(4)图中表示熔点的是曲线 (填“a”或“b”)。
(5)根据图-1回答，制作青铜箭头之类作战用的硬质短兵器，铜锡的最佳质量比为 。
III．《梦溪笔谈》中记载了用“苦泉水”制取铜的方法：“挹其水熬之，则成胆矾烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。主要流程如图-2所示：
(6)流程“熬”的过程类似于下列中的___________(填字母)实验操作。
A．溶解 B．过滤 C．蒸发
(7)方案一“烹”的过程存在一步反应为：，则X的化学式为 。在炭火的高温作用下，CuO与碳发生反应，最终生成 Cu。
(8)方案二中若要加快溶解的速率，除了搅拌还可采取的措施是 。写出“铁釜”中发生反应的化学方程式 。
(9)方案一和方案二比较：
①两种制取铜的方案中，同学们认为方案二更佳，原因是 (任写一点)。
②用等质量的硫酸铜晶体冶铜，运用方案一得到铜的质量为m，运用方案二得到铜的质量为n， 则m n(选填“>”、“<”、“=”) 。
2．科学探究与化学实验是化学学习的重要内容。
I．化学反应原理的探究
(1)实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气的化学方程式为 。
(2)兴趣小组同学对氢气的实验制法中固体药品的选择进行了讨论。一致认为，不宜选用金属镁，其理由是 。
II．实验装置的探究（装置D中的⑤称为塞子，⑥称为旋塞）
(3)标有序号①的仪器名称是 。
(4)实验室制取氢气时，可选择的发生装置有 （在A ~C中选择，填字母）。
(5)D装置的名称是启普发生器，是曾经用于制取气体的发生装置，其优点与C装置相同，此优点是 。使用D装置制取气体时，固体盛放的位置是 （填数字）。实验过程中，若要中止反应，应进行的操作是 。
III．对实验现象的探究与思考
(6)同学们对铁丝在氧气中的燃烧实验中火星四射的现象产生了兴趣，各自提出了不少看法。从物质组成的角度分析，你认为发生火星四射的原因是 （用化学方程式表示）。
(7)将一个新鲜鸡蛋放入水中，鸡蛋沉入水底。加入适量稀盐酸后，鸡蛋会出现不断上浮、下沉的现象。一天后，发现鸡蛋一直浮在液面，鸡蛋表面变软了。
【查阅资料】鸡蛋壳中的主要成分是碳酸钙。
①你认为刚开始鸡蛋会上浮的原因是 。
②最终鸡蛋会浮在液面的原因是 。
3．燃料使用时需关注发热量和排放量等因素。
Ⅰ、燃料的发热量可以用每克燃料在一定条件下完全燃烧所释放出的热量表示。天然气和甲醇均可用作燃料，其发热量及排放量见右表。
燃料 发热量 排放量
天然气 49.8 0.055
甲醇 20.1 0.070
(1)天然气的排放量为，其含义是 。
(2)由上表可知，与甲醇相比，天然气作为燃料的优点是：获得相同的热量时， 。
(3)甲醇的组成可以看作， 。
Ⅱ、我国科研人员在国际上首次实现了到淀粉的合成。
(4)在自然界中，绿色植物将转化为淀粉和氧气的过程称为 作用，该过程的能量转化形式为：太阳能→ 能。
(5)人工合成的淀粉，这项研究成果的实际应用价值是___________(填字母)。
A．缓解温室效应加剧 B．缓解人类粮食短缺问题 C．可以节约耕地资源
(6)“碳足迹”就是指一个人的能源意识和行为对自然界产生的影响，它有一定的计算方法，如乘坐飞机长途旅行排放量公里数。若乘飞机旅行2000公里所排放的，至少需要种 棵树来补偿(按每棵树能吸收来计算)。
Ⅲ、氢气被誉为未来的理想燃料。
(7)与在高温、高压、催化剂条件下，生成和，反应的化学方程式为 。
为解决氢气的储运瓶颈，目前人们在重点研究固态储氢。镁-钇-镍储氢合金是我国科学家研究的一种新型储氢材料，其吸收和释放氢气的效率如图所示。
(8)甲、乙、丙、丁四种材料中储氢性能最好的是 ，原因是 。
(9)在氩气氛围中，将金属镁和钇、镍按一定比例熔炼可制得储氢合金。熔炼过程中，通入氩气的目的是 。
4．人类对金属的冶炼和使用经历了漫长的历史。
Ⅰ、古代金属冶炼
明代《天工开物》记载了炼锡的场景如图：“凡炼煎亦用洪炉，入砂数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞲(指鼓入空气)熔化，用铅少许勾引，方始沛然流注”。
(1)炼锡时的关键步骤“点铅勾锡”指的是加铅能使锡较易熔化流出，其原因是：锡铅合金的熔点 (填“低于”或“高于”)纯锡。
如图为古代炼锌工艺原理示意图。炉甘石主要成分是ZnCO3，高温易分解生成ZnO。
(2)泥罐内煤粉(主要成分为C)主要作用是与ZnO反应生成锌，泥罐外煤饼的主要作用是 。
(3)已知锌的沸点为907℃，泥罐下部温度可达1200℃，上部约为600℃，该工艺从反应混合物中收集液态锌的方法属于___________(填字母)。
A．蒸发 B．蒸馏 C．升华
(4)必须冷却后才能取锌，是为了防止Zn在较高温度下被氧化，其化学反应方程式为 。
Ⅱ、现代金属冶炼
随着生产力的发展，我国炼铁技术又有新的突破，是少数几个掌握羰基铁粉生产技术的国家之一，其制备的简易流程如图所示。
(5)制备时，进行___________(填字母)操作，可防止爆炸。
A．通入一段时间再加热 B．先加热再通入
(6)反应2的化学方程式为 。
(7)制备过程中可循环使用的物质是 ，循环使用该物质的目的是 。
(8)分解生成羰基铁粉的质量随时间的变化如图所示。在时，剩余 未分解。
Ⅲ、金属的锈蚀与防护
对钢铁制品进行“发蓝”处理，使其表面生成一层致密的氧化膜，能有效防止钢铁锈蚀。
(9)“发蓝”过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(10)“发蓝”能防止钢铁锈蚀的原因 。
5．下图为家用燃料的发展历程：
(1)柴草燃烧时 能转化为内能和光能。
(2)家庭用煤经历从“煤球”到“蜂窝煤”的变化(如图)，这种变化的优点是 。
(3)液化石油气()完全燃烧的化学方程式为 。
(4)已知相同条件下气体体积比等于分子个数比。若原来使用管道煤气的灶其改用天然气，进气管的风门不变，则应将进空气管的风门调 。(选填“大”，“小”)
(5)掺氢天然气能改善天然气的品质。某掺氢天然气(假设该混合气仅含和)中氢元素的质量分数为。混合气体充分燃烧后生成和的质量比为 (填最简比)。
(6)未来家用燃料在选择时需考虑的因素有 (任写一条)。
6．某小组利用废旧干电池中铜帽和锌筒为原料回收铜并制备硫酸锌晶体的流程如下：
(1)“浸取”时，所加稀硫酸过量的目的是除尽 。证明稀硫酸过量的方法是 。
(2)操作1中用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗和 。
(3)金属C为 （选填序号）。
a．Fe粉 b．Cu粉 c．Zn粉
操作2包括：蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤等。
(4)用氧化亚铁硫杆菌（简称T·f菌）脱除工业废气中H2S的原理如图所示。
①环节①中化合价降低的元素是 （填写元素符号）。
②整个转化过程的总化学方程式为 。
7．请结合下如图回答问题。
(1)仪器名称：① ，② 。
(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，可选用发生装置 （选填序号），反应的化学方程式为 ，可选E装置收集，理由是 。
(3)实验室制取的化学方程式为 ，选用装置C相对于B的优点是 。
(4)某兴趣小组同学将持续通入澄清石灰水中，用浊度传感器测定反应过程中石灰水混浊的情况，反应过程中透光率与时间变化的曲线如图所示。
已知：a.浊度传感器用于测量溶液中悬浮物的多少，悬浮物越多则透光率越小，溶液透明时透光率为100%。
b.二氧化碳与水、碳酸钙能通过化合反应生成碳酸氢钙。
c.20℃时，碳酸钙的溶解度约为0.0013g，碳酸氢钙的溶解度约为16.6g。
①AB段透光率下降的原因是 （用化学方程式表示）。
②BC段透光率上升的原因是 。
③最终液体的透光率并未达到100%，原因可能是 。
8．某工厂对印刷电路板刻蚀废液(主要成分为CuCl2和HCl)进行资源化利用。
(1)探究铜的性质。
步骤I、向装有铜片的试管A中加入稀盐酸，无明显现象，原因是 。
步骤Ⅱ、向试管A中继续滴入H2O2溶液，溶液变为蓝色，反应的化学方程式为 。
步骤Ⅲ、向试管A中再次滴入H2O2溶液，快速产生气泡，原因可能是 。
(2)刻蚀废液与Na2CO3溶液混合制备杀菌剂碱式碳酸铜。制备装置如图-1所示。
①为减少副产物Cu(OH)2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 (填“刻蚀废液”或“Na2CO3溶液”)。
②碱式碳酸铜中会含有一定量的Cl-而影响产品纯度，反应的pH对产品中铜和氯元素质量分数的影响如图-2所示。要获得较高纯度的产品，适宜的pH为 。
(3)碱式碳酸铜【Cux(OH)y(CO3)z】加热到220℃会分解为三种常见的氧化物。取碱式碳酸铜固体充分加热，将生成气体依次用足量的浓硫酸和碱石灰充分吸收。
①实验测得浓硫酸增重0．36g，碱石灰增重1．76g。则碱式碳酸铜的化学式为 。
②若碱石灰吸收了空气中的水蒸气和CO2，则测得的化学式中x值 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
9．北宋王希孟的《千里江山图》描绘了祖国的锦绣河山，其颜料为各色天然矿石。
【资料】画中颜料主要用石青，石绿两种矿石，其主要成分均为碱式碳酸铜[]。假设矿石中的杂质不与酸反应，受热也不反应。
(1)再作历经千年依旧色彩艳丽，说明两种矿石常温时化学性质比较 。
【实验1】两种矿石中主要成分的性质。
(2)加热石青粉末，将产生的气体通入澄清石灰水。石灰水变浑浊的化学方程式为 。
(3)向石绿粉末中加入足量稀盐酸，观察到固体减少， (填现象)，溶液变为蓝色。
【实验2】两种矿石中主要成分的组成。
(已知：浓硫酸具有强吸水性，不能吸收，碱石灰能吸收和。)
(4)分别取石青和石绿的干燥样品，加热使其充分反应，并将生成的气体缓慢通过下图中的 (选填“甲”或“乙”)装置，再缓缓通一段时间的，记录实验数据于下表中。
矿石 装置 反应前 反应后
石青 浓硫酸 120g 121.8g
碱石灰 100g 108.8g
石绿 浓硫酸 120g 121.8g
碱石灰 100g 104.4g
(5)石青主要成分化学式为 。
(6)两种矿石的主要成分中铜元素的质量分数：石青 石绿。(填“>”或“<”)
【实验分析】
(7)若样品未充分干燥，导致x的值 。(填“偏大”或“偏小”)
10．金属及其化合物的应用及制备。
（一）铁、铜的广泛应用
（1）航母用钢要具有低磁性。下列具有磁性的是 （填序号）。
A FeO B Fe3O4 C Fe2O3
（2）“航母”螺旋桨可由特制的铜合金制造。铜合金比铜的硬度 （填“大”或“小”）。铜比铁在海水中耐腐蚀的原因是 。
（3）生铁炼钢时，硅（Si）与氧化亚铁在高温条件下转化为二氧化硅和铁，该反应的化学方程式为 。
（二）硫酸铜的制备
下图为某兴趣小组用含较多杂质的铜粉制取硫酸铜晶体[CuSO4·5H2O]的两种实验方案。

（4）制备中需过滤得到硫酸铜晶体。过滤时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
（5）灼烧杂铜除去其中的杂质，产生CO2和少量CO。灼烧后的产物为CuO及少量Cu。产物中含有Cu的可能原因是 （填序号）。
A灼烧过程中，部分氧化铜与一氧化碳反应
B灼烧不充分，铜未被完全氧化
C该条件下铜无法被氧气氧化
（6）方案Ⅰ通入氧气，少量Cu转化为CuSO4。该反应的化学方程式为 。
（7）方案Ⅱ中加入浓硫酸发生的反应有Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
方案Ⅰ优于方案Ⅱ的理由是 。
（三）波尔多液的制备及组成测定
波尔多液是常见的杀菌剂，为天蓝色碱性悬浊液。以硫酸铜、生石灰及水为原料，制备波尔多液。为测定从波尔多液中分离出的天蓝色固体[CuSO4·aCu(OH)2·bCa(OH)2·cH2O]的组成，设计如下实验：
【实验Ⅰ】称取64.4g天蓝色固体，加入足量稀HNO3使其完全溶解，再加入过量Ba(NO3)2溶液，过滤，洗涤干燥得白色固体23.3g。
（8）判断Ba(NO3)2溶液已过量的方法是：静置，向上层清液中滴加 溶液，无现象。
（9）不能在铁制容器中配波尔多液。请用化学方程式解释原因 。
【实验Ⅱ】另取64.4g天蓝色固体，用下图装置进行热分解实验：

【资料】①CuSO4、Cu(OH)2、Ca(OH)2在一定温度下能受热分解，分别生成两种氧化物，分解过程中各元素的化合价均不改变。
②天蓝色固体在110℃时，完全失去结晶水。
③Cu(OH)2在100℃时分解完全。CuSO4和Ca(OH)2在580℃左右时开始分解，到650℃时均能分解完全。
④浓硫酸可用于吸收SO3。
（10）按图连接好装置，实验前要先 。
（11）控制温度在110℃充分加热，测得B装置增重10.8g。再升温至650℃充分加热，B装置又增重了15.2 g。最终剩余固体中的成分是 。
（12）整个加热过程中，天蓝色固体分解生成水的总质量为 g。
（13）天蓝色固体CuSO4·aCu(OH)2·bCa(OH)2·cH2O中，a∶b∶c＝ 。
11. 在实验室选用下图中A～G的装置制取气体。
（1）某同学选用装置A和F制取氧气，请写出反应的化学方程式______。
（2）从微观角度解释H操作产生现象的原因是______。
（3）实验室制取二氧化碳气体可选用装置B或C，与装置B相比，C装置的优点为______。
（4）通常情况下，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。若用装置G进行排空气法收集制取的，请把图“G”中的“导气管”补画完整。
（5）若用锌粒与足量稀硫酸反应，则产生氢气的体积为多少升？（已知常温常压下，氢气的密度为，结果保留到小数点后1位）
12. 项目小组的同学在用“双氧水”冲洗伤口时，不小心将过氧化氢溶液滴到水泥地板上，发现有大量气泡产生，这一现象引发了同学的注意。
【查阅资料】①水泥块中含有的二氧化锰、氯化铁、碘化钾等物质。
②氯化铁的水溶液为浅黄色，不同价态的铁元素在溶液中表现不同的颜色
一：影响过氧化氢分解的因素
实验序号 操作 现象
1 在试管中加入4%的H2O2溶液5mL，伸入带火星木条 少量气泡，带火星木条未复燃。
2 将实验1中装有药品的试管放于放在热水中 大量气泡
3 常温下，取4%的H2O2溶液5mL，加入0.5g二氧化锰 大量气泡
4 常温下，取4%的H2O2溶液5mL，加入0.5g氯化铁，伸入带火星木条 大量气泡，带火星木条复燃
依据上述实验回答下列问题
（1）实验1中带火星木条未复燃的原因可能是___________。
（2）对比实验1、2可得出的影响反应速率的因素为___________。
（3）实验3中发生反应的符号表达式___________。
（4）将实验4反应后的剩余物通过一系列方法分离出固体物质，若称得其质量为___________，再将该固体物质放入试管中，加入过氧化氢溶液，若观察到___________，说明氯化铁对过氧化氢分解有催化作用。
二：过氧化氢分解反应中溶液的颜色变化
在上述实验过程中，有同学发现，随着反应的进行，装置外壁有温热的感觉，当氯化铁加入装置中，有颜色变化。为此设计如下实验
实验序号 操作 现象
5 配制氯化铁的水溶液，取0.5mL氯化铁溶液加5mL水 溶液为浅黄色
6 将实验5中加水后的试管，放在60℃热水 溶液为浅黄色
7 常温下，取4%的H2O2溶液5mL和0.5mL氯化铁溶液 气泡冒出，溶液颜色由浅黄色变棕色，最终又变为浅黄色
依据上述实验回答下列问题
（5）设计实验6的目的是___________。
（6）氯化铁在作为过氧化氢的催化剂的过程中参与过氧化氢反应的依据是___________。
13. 从废旧电脑的某些零部件中回收金属银，设计流程如图所示：
（1）步骤Ⅰ和步骤Ⅱ都涉及的实验操作是 _____。
（2）步骤Ⅰ中加入足量稀硫酸后发生反应的化学方程式为 _____。
（3）溶液X中只含有一种溶质，该溶质的化学式为 _____。
（4）据此判断，铜、银、铝的金属活动性由强到弱的顺序是 _____（填元素符号）。
14. 硝酸铜可用作陶瓷的着色剂，制取纯度高的氧化铜等。利用含铜废料(含Cu、CuS)制备晶体的流程如下：
资料1：硝酸()受热易分解，且硝酸具有挥发性。
资料2：降温结晶速度太快，会导致晶体细碎，无法得到较大颗粒的晶体。
（1）“焙烧”： CuS转化为SO2和一种黑色固体，该黑色固体的化学式为___________。
（2）“酸化”：反应的化学方程式是___________。稀硫酸不宜过多的原因是___________。
（3）“置换”：需要在通风环境中进行反应的原因是___________。
（4）“淘洗”：淘洗液溶质成分是___________。(填化学式)
（5）“转化”：实验室在图1的装置中完成“转化”过程。
①仪器M的名称是___________，实验室配制100g溶质质量分数为20%的稀硝酸，需要密度为溶质质量分数为68%的浓硝酸___________mL。(结果保留整数)
②该过程利用流水冷却，控制温度在55℃左右，温度不宜过高的原因是___________。
③“转化”过程生成溶液，该反应的化学方程式是___________。
（6）从转化所得的溶液中获得较大颗粒晶体的方法是：蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥。结合信息和图2分析，降温结晶时需要控制的条件是___________。若得到的晶体中含有，则产品中铜元素的质量分数___________。(填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
15. 空气中约含有78%，很稳定，常温下很难与其他物质发生反应，但在较高温度下，氮气可能对金属和合金具有侵蚀性。下图表示氮及其化合物在一定条件下的转化关系。
请回答以下问题
（1）工业上分离液态空气可得到氧气和氮气是根据它们的______（选填序号）不同。
a．沸点 b．密度 c．溶解性
（2）Mg在N2中燃烧生成Mg3N2，反应的方程式为______，该反应属于______反应。
（3）上图中反应Ⅰ的化学方程式为______，反应Ⅱ可用于生产尿素[CO(NH2)2]，反应中NH3与CO2的质量比为______。
（4）上图中反应Ⅲ为：4CO(NH2)2 +6NO24X +7N2+8H2O，则X 的化学式为______。
（5）NH3与HNO3发生化合反应生成硝酸铵，该反应方程式为______。有人将生成的固体“硝酸铵”放入如图的试管中，可以观察到的现象是______。
16. 某小组利用废旧干电池中铜帽和锌筒为原料回收铜并制备硫酸锌晶体的流程如下：
（1）“浸取”时，所加稀硫酸过量的目的是除尽_______。证明稀硫酸过量的方法是_______。
（2）操作1中用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗和_______。
（3）金属C为_______（选填序号）。
a．Fe粉 b．Cu粉 c．Zn粉
操作2包括：蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤等
（4）用氧化亚铁硫杆菌（简称T·f菌）脱除工业废气中H2S的原理如图所示。
①环节①中化合价降低的元素是_______（填写元素符号）。
②整个转化过程的总化学方程式为_______。
17. 请结合图示实验装置，回答下列问题。
（1）写出有标号的仪器名称：①_______，②_______。
（2）加热高锰酸钾制O2的化学式的表达式为_______，选用的发生装置是_______(填序号)。可选E装置收集O2，理由是_______。
（3）实验室制取CO2的化学式的表达式为_______，若用C装置替代B装置作发生装置，其优点是______。若用D装置收集CO2气体应从______(选填“a”或“b”)端通入。
（4）向澄清石灰水不断通入CO2直至过量，反应中各物质的质量关系如图。
①A→B段，观察到的现象是_______。
②若最终反应生成了Ca(HCO3)2，则B→C段发生反应的化学式的表达式为_______。
26. 现有一包固体粉末，可能含有中的一种或几种。现做如下实验：
（1）取少量固体加热，无氨味，则原固体中一定不含______。
（2）另取少量固体溶于足量的水，过滤，得到无色滤液A和固体B，则原固体中一定还不含______。
（3）取少量固体B加入足量的稀HCl，有气泡产生，得到蓝绿色溶液，则原固体中一定含有______，可能含有______。
（4）从整个实验过程推断，______存在NaCl（选填“可能”、“一定”、“一定不”）。
18. 某兴趣小组在蒸发浓缩FeCl3溶液时发现有刺激性气味的气体生成，同时溶液中出现红褐色固体。小组同学对刺激性气味气体做出猜想：
【猜想】①Cl2 ②HCl ③_____。
【资料】①Cl2溶于水，形成溶液显酸性，具有较强的漂白能力，能使石蕊溶液褪色。
②红褐色固体碱式氯化铁晶体的化学式为Fe2(OH)aClb xH2O，它在50℃时开始失去部分结晶水，在200℃完全分解为Fe2O3、H2O、HCl气体。
③浓H2SO4不吸收HCl气体。
（1）小组同学将生成的气体通入紫色石蕊溶液中看到_____现象，证明猜想②成立。
（2）为确定固体的组成，进行如下实验：
【实验】称取50.4g固体按下图进行实验。充分持续加热至200℃，最终得到Fe2O316.0g，B、C装置最终分别增重19.8g、14.6g。
①加热前、后均需通入氮气，停止加热后通氮气的目的是防止倒吸和_____。
②晶体的化学式中a∶b＝_____，若缺失D装置，实验测得的b值会_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。x＝_____。
③请写出该红褐色固体在200℃时发生反应的总化学方程式__________________________________。
28. 铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。
一、铁的有关知识
（1）东汉“铁书刀”用于削除汉简上的错字。
①书刀表面铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，铁生锈主要与空气中的______有关。
②生活中的废铁应放入标有______(填字母)的垃圾箱。
a．可回收物 b．有害垃圾 c．厨余垃圾 d．其他垃圾
（2）《梦溪笔谈》中记载“用柔铁屈盘之，乃以生铁陷其间，封泥炼之。锻令相入，谓之灌钢”。
①以赤铁矿为原料炼铁反应的化学方程式为______。
②柔铁和生铁经炼、锻得到钢，柔铁的含碳量比钢______(填“高”或“低”)。
（3）“纳米零价铁—H2O2体系”可除去工业烟气中的NO。将H2O2溶液和稀盐酸雾化后与烟气混合通入装有纳米零价铁的装置，发生反应：
①铁与稀盐酸反应，化学方程式为___________。
②，NO脱除率随温度的变化如图2所示。当温度高于120℃后，NO脱除率下降的主要原因是_______。
二、制备活性Fe2O3·H2O
用废铁(含Fe、Fe2O3和少量ZnO)制备活性Fe2O3·H2O流程如下。
资料：“还原”反应为。
（4）废铁应研磨成粉末，目的是_______。
（5）“酸溶”时，Fe2O3和稀H2SO4反应的化学方程式为______；所加稀H2SO4可略低于理论消耗量，原因是______。
（6）“沉淀”时加入Fe2O3控制溶液的pH为3.2~6.2，参考下表数据说明：若溶液的pH为7.5，会导致______。
沉淀物 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH
Fe(OH)3 1.5 3.2
Zn(OH)2 6.2 8.2
（7）“洗涤”时判断固体已洗净的方法是_______。
三、活性Fe2O3·H2O脱硫
活性Fe2O3·H2O可脱除天然气中的H2S，原理如下：
（8）脱硫：Fe2O3·H2O将H2S吸入其孔隙进行反应，转化成Fe2S3·H2O。反应的化学方程式为______。
再生：通入O2使Fe2S3·H2O转化为Fe2O3·H2O和S。
（9）多次“再生”后，266.0gFe2S3·H2O与O2反应获得的Fe2O3·H2O可脱除的H2S比理论脱除量减少了5.1g。分析可能原因：
①再生不彻底：活性Fe2O3·H2O再生率（）为_______%。
②脱硫不完全：活性Fe2O3·H2O的脱硫效果变差，原因可能是_______。
答案与解析
1．中国古代典籍中记录了很多化学知识，展示了我国古代人民的智慧。
I．《外丹本草》中记载的炉甘石，主要成分为碳酸锌 (ZnCO3)和碱式碳酸锌[]，炮制后，主要成分为氧化锌(ZnO)，可作为外用药使用。
(1)ZnO、ZnCO3、Zn2(OH)2CO3都有一定的抑菌活性， 说明起抑菌作用的有效成分可能是___________(填字母)。
A．锌分子 B．锌元素 C．锌单质
(2)药效高低与有效成分的含量相关。ZnCO3的抑菌活性低于相同质量的ZnO，可能的原因是两者中， 含锌量更高。
(3)的化学式也可表示为， 。
II．《周礼·考工记》中记载了关于将铜、锡按不同比例熔合制成功能各异的青铜器。图-1是铜锡合金的熔点和硬度随其中锡含量的变化趋势。
(4)图中表示熔点的是曲线 (填“a”或“b”)。
(5)根据图-1回答，制作青铜箭头之类作战用的硬质短兵器，铜锡的最佳质量比为 。
III．《梦溪笔谈》中记载了用“苦泉水”制取铜的方法：“挹其水熬之，则成胆矾烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。主要流程如图-2所示：
(6)流程“熬”的过程类似于下列中的___________(填字母)实验操作。
A．溶解 B．过滤 C．蒸发
(7)方案一“烹”的过程存在一步反应为：，则X的化学式为 。在炭火的高温作用下，CuO与碳发生反应，最终生成 Cu。
(8)方案二中若要加快溶解的速率，除了搅拌还可采取的措施是 。写出“铁釜”中发生反应的化学方程式 。
(9)方案一和方案二比较：
①两种制取铜的方案中，同学们认为方案二更佳，原因是 (任写一点)。
②用等质量的硫酸铜晶体冶铜，运用方案一得到铜的质量为m，运用方案二得到铜的质量为n， 则m n(选填“>”、“<”、“=”) 。
【答案】(1)B (2)ZnO/氧化锌 (3)1:1 (4)a (5)7:3 (6)C (7)SO2
(8)将硫酸铜晶体粉碎
(9)节约能源、比较环保 =
【详解】（1）由化学式可知，ZnO、ZnCO3、Zn2(OH)2CO3中均含锌元素，故说明起抑菌作用的有效成分可能是锌元素。
故选B；
（2）碳酸锌中锌元素的质量分数为：，ZnO中锌元素的质量分数为：，故ZnO的含锌量更高；
（3）由化学式可知，该物质中，H、C元素的原子个数比为：2:1，即2x：y=2:1，则x：y=1:1；
（4）将铜、锡按不同比例熔合制成功能各异的青铜器，合金比组成它的纯金属熔点低，硬度大，故制成合金后，熔点降低，硬度增大，故图中表示熔点的是曲线a，表示硬度的是曲线b；
（5）由以上分析可知，表示硬度的是曲线b，由图可知，当锡含量为30%时，曲线b达到最大，硬度最大，则铜锡的最佳质量比为(1-30%):30%=7:3；
（6）“熬”的过程中，将硫酸铜溶液制成硫酸铜晶体，水分减少，其类似于蒸发。
故选C；
（7）根据质量守恒定律， 化学反应前后原子的种类和数目不变，反应物中含Cu、S、O的个数分别是2、2、8，生成物中含Cu、S、O的个数分别是2、0、4，故生成物中还应含2个S、4个O，故X的化学式为：SO2；
（8）方案二中若要加快溶解的速率，除了搅拌还可采取的措施是：将硫酸铜晶体粉碎，增大硫酸铜与水的接触面积，加快溶解速率；
“铁釜”中发生反应为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，该反应的化学方程式为：；
（9）①两种制取铜的方案中，方案二在常温下进行，可以节约能源，且方案二无污染性气体二氧化硫生成，比较环保；
②方案一中生成铜的反应为：、，方案二中生成铜的反应为：，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和质量不变，则最终得到铜的质量均与硫酸铜晶体中铜元素的质量相等，则m=n。
2．科学探究与化学实验是化学学习的重要内容。
I．化学反应原理的探究
(1)实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气的化学方程式为 。
(2)兴趣小组同学对氢气的实验制法中固体药品的选择进行了讨论。一致认为，不宜选用金属镁，其理由是 。
II．实验装置的探究（装置D中的⑤称为塞子，⑥称为旋塞）
(3)标有序号①的仪器名称是 。
(4)实验室制取氢气时，可选择的发生装置有 （在A ~C中选择，填字母）。
(5)D装置的名称是启普发生器，是曾经用于制取气体的发生装置，其优点与C装置相同，此优点是 。使用D装置制取气体时，固体盛放的位置是 （填数字）。实验过程中，若要中止反应，应进行的操作是 。
III．对实验现象的探究与思考
(6)同学们对铁丝在氧气中的燃烧实验中火星四射的现象产生了兴趣，各自提出了不少看法。从物质组成的角度分析，你认为发生火星四射的原因是 （用化学方程式表示）。
(7)将一个新鲜鸡蛋放入水中，鸡蛋沉入水底。加入适量稀盐酸后，鸡蛋会出现不断上浮、下沉的现象。一天后，发现鸡蛋一直浮在液面，鸡蛋表面变软了。
【查阅资料】鸡蛋壳中的主要成分是碳酸钙。
①你认为刚开始鸡蛋会上浮的原因是 。
②最终鸡蛋会浮在液面的原因是 。
【答案】(1)
(2)镁与稀硫酸的反应速率太快，不利于氢气的收集
(3)分液漏斗
(4)BC
(5)可控制反应的发生与停止 ③ 关闭⑥旋塞
(6)
(7) 生成的二氧化碳附在蛋壳表面，使鸡蛋所受的浮力大于重力，鸡蛋上浮 鸡蛋壳中的碳酸钙与稀盐酸反应被消耗，鸡蛋质量减小，密度减小，当鸡蛋密度小于液体密度时，鸡蛋所受浮力大于重力，从而使鸡蛋浮在液面
【详解】（1）锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式为；
（2）兴趣小组同学对氢气的实验制法中固体药品的选择进行了讨论，一致认为，不宜选用金属镁，其理由是镁与稀硫酸的反应速率太快，不利于氢气的收集；
（3）仪器①的名称是分液漏斗；
（4）实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气，该反应中反应物为固体，反应条件为常温，应选择固液常温型发生装置，即装置B或C；
（5）C装置能将固体药品放在多孔塑料片上，液体药品从长颈漏斗加入，关闭活塞，反应生成的气体增多，使得装置内压强增大，液体被压入长颈漏斗内，固液分离反应停止，打开活塞，气体导出，使得装置内压强减小，液体重新流入试管内，固液接触反应发生，故C装置的优点是可以控制反应的发生与停止；D装置的名称是启普发生器，其优点与C装置相同，则此优点是可以控制反应的发生与停止；
使用D装置制取气体时，固体盛放的位置是③；
实验过程中，若要中止反应，应进行的操作是关闭⑥旋塞，反应生成的气体增多，使得装置内压强增大，液体被压入②，从而使固体与液体分离，反应停止；
（6）铁丝在氧气中燃烧时火星四射，从物质组成的角度分析，这是因为铁丝中通常含有少量的碳元素，碳在氧气中燃烧生成二氧化碳气体，二氧化碳气体在高温下迅速膨胀，推动周围熔化的铁液滴飞溅，从而产生火星四射的现象，用化学方程式表示为；
（7）①鸡蛋壳中的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，则刚开始鸡蛋会上浮的原因是：生成的二氧化碳附在蛋壳表面，使鸡蛋所受的浮力大于重力，鸡蛋上浮；
②最终鸡蛋会浮在液面的原因是：鸡蛋壳中的碳酸钙与稀盐酸反应被消耗，鸡蛋质量减小，密度减小，当鸡蛋密度小于液体密度时，鸡蛋所受浮力大于重力，从而使鸡蛋浮在液面。
3．燃料使用时需关注发热量和排放量等因素。
Ⅰ、燃料的发热量可以用每克燃料在一定条件下完全燃烧所释放出的热量表示。天然气和甲醇均可用作燃料，其发热量及排放量见右表。
燃料 发热量 排放量
天然气 49.8 0.055
甲醇 20.1 0.070
(1)天然气的排放量为，其含义是 。
(2)由上表可知，与甲醇相比，天然气作为燃料的优点是：获得相同的热量时， 。
(3)甲醇的组成可以看作， 。
Ⅱ、我国科研人员在国际上首次实现了到淀粉的合成。
(4)在自然界中，绿色植物将转化为淀粉和氧气的过程称为 作用，该过程的能量转化形式为：太阳能→ 能。
(5)人工合成的淀粉，这项研究成果的实际应用价值是___________(填字母)。
A．缓解温室效应加剧 B．缓解人类粮食短缺问题 C．可以节约耕地资源
(6)“碳足迹”就是指一个人的能源意识和行为对自然界产生的影响，它有一定的计算方法，如乘坐飞机长途旅行排放量公里数。若乘飞机旅行2000公里所排放的，至少需要种 棵树来补偿(按每棵树能吸收来计算)。
Ⅲ、氢气被誉为未来的理想燃料。
(7)与在高温、高压、催化剂条件下，生成和，反应的化学方程式为 。
为解决氢气的储运瓶颈，目前人们在重点研究固态储氢。镁-钇-镍储氢合金是我国科学家研究的一种新型储氢材料，其吸收和释放氢气的效率如图所示。
(8)甲、乙、丙、丁四种材料中储氢性能最好的是 ，原因是 。
(9)在氩气氛围中，将金属镁和钇、镍按一定比例熔炼可制得储氢合金。熔炼过程中，通入氩气的目的是 。
【答案】(1)天然气燃烧每放出1KJ热量，排放出0.055gCO2
(2)消耗天然气的质量更少，CO2的排放量更少
(3)1:1/1
(4) 光合 化学
(5)ABC
(6)3/三
(7)CO+H2OCO2+H2
(8) 甲 相同时间内，材料甲吸收和释放氢气的效率更高
(9)作保护气/防止金属被氧化
【详解】（1）天然气的CO2排放量为0.055g/kJ，其含义是天然气燃烧每放出1kJ热量排放二氧化碳0.055g，故填：天然气燃烧每放出1kJ热量排放二氧化碳0.055g；
（2）由表格中数据可知，与甲醇相比，天然气作为燃料的优点是相同质量的天然气和甲醇燃烧，天然气发热量高，二氧化碳排放量少，故填：消耗天然气的质量更少，CO2的排放量更少；
（3）甲醇（CH4O）的组成可以看作mCH2 nH2O，根据原子种类和原子数目不变可知m=1，n=1，则m:n=1:1，故填：1:1或1；
（4）在自然界中，绿色植物将转化为淀粉和氧气的过程称为光合作用；该过程的能量转化形式为：太阳能转化为化学能，故填：光合；化学；
（5）A、这项研究成果可以二氧化碳转化为甲醇，减少二氧化碳的排放，能缓解温室效应加剧，故选项说法正确；
B、人工合成的淀粉，可以缓解人类粮食短缺问题，故选项说法正确；
C、节约了天然淀粉，可以节约耕地资源，故选项说法正确；
故选ABC；
（6）若乘飞机旅行2000公里所排放的，至少需要种树的棵数为2000×0.139÷111≈3棵，故填：3或三；
（7）与在高温、高压、催化剂条件下，生成和，
反应的化学方程式为CO+H2OCO2+H2，故填：CO+H2OCO2+H2；
（8）由图可知，甲、乙、丙、丁四种材料中储氢性能最好的是甲，原因是在相同的时间内，材料甲吸收氢气的量最多，释放氢气的效率也最高，故填：甲；相同时间内，材料甲吸收和释放氢气的效率更高；
（9）熔炼时须通入氩气，其目的是防止金属镁、钇、镍在高温下与空气中的氧气等发生反应，故填：作保护气或防止金属被氧化。
4．人类对金属的冶炼和使用经历了漫长的历史。
Ⅰ、古代金属冶炼
明代《天工开物》记载了炼锡的场景如图：“凡炼煎亦用洪炉，入砂数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞲(指鼓入空气)熔化，用铅少许勾引，方始沛然流注”。
(1)炼锡时的关键步骤“点铅勾锡”指的是加铅能使锡较易熔化流出，其原因是：锡铅合金的熔点 (填“低于”或“高于”)纯锡。
如图为古代炼锌工艺原理示意图。炉甘石主要成分是ZnCO3，高温易分解生成ZnO。
(2)泥罐内煤粉(主要成分为C)主要作用是与ZnO反应生成锌，泥罐外煤饼的主要作用是 。
(3)已知锌的沸点为907℃，泥罐下部温度可达1200℃，上部约为600℃，该工艺从反应混合物中收集液态锌的方法属于___________(填字母)。
A．蒸发 B．蒸馏 C．升华
(4)必须冷却后才能取锌，是为了防止Zn在较高温度下被氧化，其化学反应方程式为 。
Ⅱ、现代金属冶炼
随着生产力的发展，我国炼铁技术又有新的突破，是少数几个掌握羰基铁粉生产技术的国家之一，其制备的简易流程如图所示。
(5)制备时，进行___________(填字母)操作，可防止爆炸。
A．通入一段时间再加热 B．先加热再通入
(6)反应2的化学方程式为 。
(7)制备过程中可循环使用的物质是 ，循环使用该物质的目的是 。
(8)分解生成羰基铁粉的质量随时间的变化如图所示。在时，剩余 未分解。
Ⅲ、金属的锈蚀与防护
对钢铁制品进行“发蓝”处理，使其表面生成一层致密的氧化膜，能有效防止钢铁锈蚀。
(9)“发蓝”过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(10)“发蓝”能防止钢铁锈蚀的原因 。
【答案】(1)低于
(2)提供热量
(3)B
(4)2Zn+O22ZnO
(5)A
(6)Fe(CO)5Fe+5CO↑
(7) CO 提高原料利用率，减少空气污染
(8)98
(9)化学
(10)隔绝氧气和水
【详解】（1）合金的熔点低于其组成成分的熔点，所以锡铅合金的熔点低于纯锡；
（2）碳燃烧放出热量，所以泥罐外煤饼的主要作用是提供热量；
（3）该工艺从反应混合物中收集液态锌的方法属于蒸馏，故选：B；
（4）锌和氧气在加热的条件下生成氧化锌，反应的化学方程式为：2Zn+O22ZnO；
（5）制备Fe(CO)5时，通入一段时间CO，排净装置内的空气，再加热，可防止爆炸；
（6）反应2中Fe(CO)5在一定条件下反应生成铁和一氧化碳，反应的化学方程式为：Fe(CO)5Fe+5CO↑；
（7）由图可知，该制备过程中可循环使用的物质是CO，循环使用CO的目的是提高原料利用率，减少空气污染；
（8）由图可知，t1时生成羰基铁粉的质量为28kg，设t1时，反应的Fe(CO)5的质量为
则还未分解的Fe(CO)5的质量为；
（9）“发蓝”过程有新物质生成，属于化学变化；
（10）“发蓝”能防止钢铁锈蚀，是因为隔绝了氧气和水。
5．下图为家用燃料的发展历程：
(1)柴草燃烧时 能转化为内能和光能。
(2)家庭用煤经历从“煤球”到“蜂窝煤”的变化(如图)，这种变化的优点是 。
(3)液化石油气()完全燃烧的化学方程式为 。
(4)已知相同条件下气体体积比等于分子个数比。若原来使用管道煤气的灶其改用天然气，进气管的风门不变，则应将进空气管的风门调 。(选填“大”，“小”)
(5)掺氢天然气能改善天然气的品质。某掺氢天然气(假设该混合气仅含和)中氢元素的质量分数为。混合气体充分燃烧后生成和的质量比为 (填最简比)。
(6)未来家用燃料在选择时需考虑的因素有 (任写一条)。
【答案】(1)化学
(2)增大与空气的接触面积，使燃烧更充分（合理即可）
(3)
(4)大
(5)18:11
(6)安全环保等（合理即可）
【详解】（1）柴草燃烧时发光放热，是将化学能转化为内能和光能；
（2）家庭用煤经历从“煤球”到“蜂窝煤”的变化，这种变化的优点是增大与空气的接触面积，使燃烧更充分（合理即可）；
（3）液化石油气()完全燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为；
（4）
管道煤气的主要成分是CO、H2和少量烃类，天然气的主要成分是CH4，由化学方程式、、的微观粒子个数比可知，充分燃烧相同体积的管道煤气和天然气时，耗氧气较多的是天然气，则管道煤气用户改用天然气时，进气管的风门不变，则应将进空气管的风门调大；
（5）设混合气体的质量为100g，则其中含氢元素的质量为100g×40%=40g，含碳元素的质量为100g-40g=60g，由质量守恒定律可知，生成水的质量为40g÷（）=360g，生成二氧化碳的质量为60g÷（）=220g，混合气体充分燃烧后生成H2O和CO2的质量比为360g：220g=18：11；
（6）未来家用燃料在选择时需考虑的因素有安全环保等（合理即可）。
6．某小组利用废旧干电池中铜帽和锌筒为原料回收铜并制备硫酸锌晶体的流程如下：
(1)“浸取”时，所加稀硫酸过量的目的是除尽 。证明稀硫酸过量的方法是 。
(2)操作1中用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗和 。
(3)金属C为 （选填序号）。
a．Fe粉 b．Cu粉 c．Zn粉
操作2包括：蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤等。
(4)用氧化亚铁硫杆菌（简称T·f菌）脱除工业废气中H2S的原理如图所示。
①环节①中化合价降低的元素是 （填写元素符号）。
②整个转化过程的总化学方程式为 。
【答案】(1) 锌/Zn 取少量溶液A于试管中，加入锌粒，若有气泡产生，说明稀硫酸过量（合理即可）
(2)烧杯
(3)c
(4) Fe
【详解】（1）锌能与稀硫酸反应产生硫酸锌和氢气，铜不与稀硫酸反应，则加过量稀硫酸目的是除尽锌（或Zn），让锌完全反应转化到溶液中。证明稀硫酸过量的方法，如取少量溶液A于试管中，加入锌粒，若有气泡产生，说明稀硫酸过量（合理即可）。
（2）操作 1 实现了固液分离，是过滤操作，过滤用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗和烧杯。
（3）溶液A中含有硫酸锌和过量的稀硫酸，要制备硫酸锌晶体，加入金属粉末C是为了除去过量稀硫酸且不引入新杂质，所以加入锌粉，锌与稀硫酸反应，将硫酸转化为硫酸锌，故选c。
（4）①环节①发生反应为H2S+Fe2(SO4)3=S↓+2FeSO4+H2SO4 。H2S中S为-2价，H是+1价，反应后生成S单质（0价）；Fe2(SO4)3中Fe为+3价，反应后生成FeSO4中Fe为+2价，硫酸中H是+1价；硫酸根反应前后化合价没有变化。所以化合价降低的元素是Fe。
②总化学方程式：整个转化过程是H2S、O2在T f菌作用下，与Fe2(SO4)3、FeSO4循环反应生成，最终生成S和H2O，总反应为。
7．请结合下如图回答问题。
(1)仪器名称：① ，② 。
(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，可选用发生装置 （选填序号），反应的化学方程式为 ，可选E装置收集，理由是 。
(3)实验室制取的化学方程式为 ，选用装置C相对于B的优点是 。
(4)某兴趣小组同学将持续通入澄清石灰水中，用浊度传感器测定反应过程中石灰水混浊的情况，反应过程中透光率与时间变化的曲线如图所示。
已知：a.浊度传感器用于测量溶液中悬浮物的多少，悬浮物越多则透光率越小，溶液透明时透光率为100%。
b.二氧化碳与水、碳酸钙能通过化合反应生成碳酸氢钙。
c.20℃时，碳酸钙的溶解度约为0.0013g，碳酸氢钙的溶解度约为16.6g。
①AB段透光率下降的原因是 （用化学方程式表示）。
②BC段透光率上升的原因是 。
③最终液体的透光率并未达到100%，原因可能是 。
【答案】(1) 酒精灯 长颈漏斗
(2) A 氧气不易溶于水且不与水反应
(3) 可以控制反应的发生与停止
(4) 二氧化碳与水、碳酸钙反应生成了可溶性的碳酸氢钙 碳酸钙没有全部转化为可溶的碳酸氢钙
【详解】（1）仪器①②的名称分别是酒精灯、长颈漏斗；
（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气的原理是氯酸钾在二氧化锰和加热条件下分解生成氯化钾和氧气，该反应中反应物为固体，反应条件为加热，应选择固体加热型发生装置，即装置A；该反应的化学方程式为；
可选E装置通过排水法收集，理由是氧气不易溶于水且不与水反应；
（3）实验室制取二氧化碳的原理是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，化学方程式为；
B、C装置均为固液常温型发生装置，其中C装置能将固体药品放在多孔隔板上，液体药品从长颈漏斗加入，关闭活塞，反应生成的气体增多，使得装置内压强增大，液体被压入长颈漏斗内，固液分离反应停止，打开活塞，气体导出，使得装置内压强减小，液体重新流入试管内，固液接触反应发生，故选用装置C相对于B的优点是可以控制反应的发生与停止；
（4）①澄清石灰水主要成分是氢氧化钙，则AB段透光率下降的原因是二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为；
②BC段透光率上升的原因是二氧化碳与水、碳酸钙反应生成了可溶性的碳酸氢钙；
③最终液体的透光率并未达到100%，原因可能是碳酸钙没有全部转化为可溶的碳酸氢钙。
8．某工厂对印刷电路板刻蚀废液(主要成分为CuCl2和HCl)进行资源化利用。
(1)探究铜的性质。
步骤I、向装有铜片的试管A中加入稀盐酸，无明显现象，原因是 。
步骤Ⅱ、向试管A中继续滴入H2O2溶液，溶液变为蓝色，反应的化学方程式为 。
步骤Ⅲ、向试管A中再次滴入H2O2溶液，快速产生气泡，原因可能是 。
(2)刻蚀废液与Na2CO3溶液混合制备杀菌剂碱式碳酸铜。制备装置如图-1所示。
①为减少副产物Cu(OH)2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 (填“刻蚀废液”或“Na2CO3溶液”)。
②碱式碳酸铜中会含有一定量的Cl-而影响产品纯度，反应的pH对产品中铜和氯元素质量分数的影响如图-2所示。要获得较高纯度的产品，适宜的pH为 。
(3)碱式碳酸铜【Cux(OH)y(CO3)z】加热到220℃会分解为三种常见的氧化物。取碱式碳酸铜固体充分加热，将生成气体依次用足量的浓硫酸和碱石灰充分吸收。
①实验测得浓硫酸增重0．36g，碱石灰增重1．76g。则碱式碳酸铜的化学式为 。
②若碱石灰吸收了空气中的水蒸气和CO2，则测得的化学式中x值 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
【答案】(1) 铜的活动性比氢弱 铜、稀盐酸以及过氧化氢反应生成氯化铜，氯化铜催化过氧化氢分解，加快反应速率
(2) Na2CO3溶液 7
(3) 偏大
【详解】（1）步骤I、在铜片中滴加稀盐酸不反应，说明铜的活动性比氢弱；
步骤Ⅱ、铜、稀盐酸以及过氧化氢反应生成氯化铜和水，该反应的化学方程式为；
步骤Ⅲ、再向溶液中滴加过氧化氢溶液，发现产生大量气泡，可能是由于铜、稀盐酸以及过氧化氢反应生成氯化铜，氯化铜催化过氧化氢分解，加快反应速率；
（2）①刻蚀废液呈酸性，Na2CO3溶液呈碱性，则为减少副产物Cu(OH)2的生成，最好使溶液呈酸性，所以M溶液为Na2CO3溶液，N溶液为刻蚀废液；
②碱式碳酸铜中会含有一定量的Cl-而影响产品纯度，根据图示可知，当反应的pH为7时，对产品中铜元素的质量分数最大，而氯元素质量分数较小，则要获得较高纯度的产品，适宜的pH为7；
（3）①碱式碳酸铜【 】加热到220℃会分解为三种常见的氧化物，将生成气体依次用足量的浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重0．36g，碱石灰增重1．76g，则碱式碳酸铜受热分解的产物为氧化铜、水和二氧化碳，该反应化学方程式为，根据质量守恒定律可知，化学反应前后原子数目不变，则反应前后氧原子数目关系应为 ，又由于水的质量为0．36g，则水中氢元素的质量为 ，二氧化碳的质量为1．76g，则二氧化碳中碳元素的质量为 ；则氢元素与碳元素的质量比为 ，则碱式碳酸铜中氢原子与碳原子个数比为 ， 根据和，解得 ，则碱式碳酸铜的化学式为；
②空气中的二氧化碳会与氢氧化钠反应，使氢氧化钠的质量增重偏大，且氢氧化钠具有吸水性，空气中的水蒸气会被氢氧化钠吸收，使氢氧化钠的质量增重偏大，从而使测出的碱式碳酸铜中碳元素质量增大，则碳原子数目增大，再由根据上述第一问可知，，则x数值偏大。
9．北宋王希孟的《千里江山图》描绘了祖国的锦绣河山，其颜料为各色天然矿石。
【资料】画中颜料主要用石青，石绿两种矿石，其主要成分均为碱式碳酸铜[]。假设矿石中的杂质不与酸反应，受热也不反应。
(1)再作历经千年依旧色彩艳丽，说明两种矿石常温时化学性质比较 。
【实验1】两种矿石中主要成分的性质。
(2)加热石青粉末，将产生的气体通入澄清石灰水。石灰水变浑浊的化学方程式为 。
(3)向石绿粉末中加入足量稀盐酸，观察到固体减少， (填现象)，溶液变为蓝色。
【实验2】两种矿石中主要成分的组成。
(已知：浓硫酸具有强吸水性，不能吸收，碱石灰能吸收和。)
(4)分别取石青和石绿的干燥样品，加热使其充分反应，并将生成的气体缓慢通过下图中的 (选填“甲”或“乙”)装置，再缓缓通一段时间的，记录实验数据于下表中。
矿石 装置 反应前 反应后
石青 浓硫酸 120g 121.8g
碱石灰 100g 108.8g
石绿 浓硫酸 120g 121.8g
碱石灰 100g 104.4g
(5)石青主要成分化学式为 。
(6)两种矿石的主要成分中铜元素的质量分数：石青 石绿。(填“>”或“<”)
【实验分析】
(7)若样品未充分干燥，导致x的值 。(填“偏大”或“偏小”)
【答案】(1)稳定/不活泼
(2)
(3)有气泡产生
(4)甲
(5)Cu3(OH)2(CO3)2
(6)＜
(7)偏大
【详解】（1）画作历经千年色彩不变，说明两种矿石常温时化学性质比较稳定。
（2）二氧化碳会让澄清石灰水变浑浊，二氧化碳和氢氧化钙生成水和碳酸钙，化学方程式为：。
（3）石绿的主要成分可表示为Cux(OH)y(CO3)z，其和稀硫酸反应生成硫酸铜、二氧化碳和水，稀硫酸呈无色，硫酸铜溶液呈蓝色，因此可观察到溶液由无色变成蓝色，有气泡产生。
（4）石青和石绿的干燥样品加热会生成水和二氧化碳，若将碱石灰放在前面，区分不了生成二氧化碳和水的质量，应先通过浓硫酸，算出水的质量后，通过碱石灰再计算出二氧化碳的质量。故选：甲。
（5）石青生成水的质量为121.8g-120g=1.8g，石青生成二氧化碳的质量为108.8g-100g=8.8g，根据资料，石青的主要成分可表示为Cux(OH)y(CO3)z，受热时会分解得到水、二氧化碳和氧化铜，可假设石青分解的化学方程式为。根据反应生成的水和二氧化碳的质量可求出y与z的关系，，y=z，根据反应前后氧原子的个数不变，，可以得到关系式：，设x=3，则y=2，z=2，故石青的化学方程式为：Cu3(OH)2(CO3)2。
（6）石绿生成水的质量为121.8g-120g=1.8g，石绿生成二氧化碳的质量为104.4g-100g=4.4g，根据资料，石绿的主要成分可表示为Cux(OH)y(CO3)z，受热时会分解得到水、二氧化碳和氧化铜，可假设石绿分解的化学方程式为 。根据反应生成的水和二氧化碳的质量可求出y与z的关系， ，y=2z，根据反应前后氧原子的个数不变， ，可以得到关系式： ，设x=3，则y=2，z=1，故石绿的化学方程式为：Cu3(OH)2CO3。石青和石绿化学式中铜原子的个数相同，石绿的相对分子质量小，故石青的铜元素的质量分数＜石绿的铜元素的质量分数。
（7）样品未充分干燥，会导致收集的水的质量增加，根据前面计算化学式所列的几个比例可知，收集的水越多，y等于更多的z，但反应前后的氧原子个数不变，比例不变，假设z=1，收集的水越多，y越大，x也越大，故样品未充分干燥会导致x的数值偏大。
10．金属及其化合物的应用及制备。
（一）铁、铜的广泛应用
（1）航母用钢要具有低磁性。下列具有磁性的是 （填序号）。
A FeO B Fe3O4 C Fe2O3
（2）“航母”螺旋桨可由特制的铜合金制造。铜合金比铜的硬度 （填“大”或“小”）。铜比铁在海水中耐腐蚀的原因是 。
（3）生铁炼钢时，硅（Si）与氧化亚铁在高温条件下转化为二氧化硅和铁，该反应的化学方程式为 。
（二）硫酸铜的制备
下图为某兴趣小组用含较多杂质的铜粉制取硫酸铜晶体[CuSO4·5H2O]的两种实验方案。

（4）制备中需过滤得到硫酸铜晶体。过滤时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
（5）灼烧杂铜除去其中的杂质，产生CO2和少量CO。灼烧后的产物为CuO及少量Cu。产物中含有Cu的可能原因是 （填序号）。
A灼烧过程中，部分氧化铜与一氧化碳反应
B灼烧不充分，铜未被完全氧化
C该条件下铜无法被氧气氧化
（6）方案Ⅰ通入氧气，少量Cu转化为CuSO4。该反应的化学方程式为 。
（7）方案Ⅱ中加入浓硫酸发生的反应有Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
方案Ⅰ优于方案Ⅱ的理由是 。
（三）波尔多液的制备及组成测定
波尔多液是常见的杀菌剂，为天蓝色碱性悬浊液。以硫酸铜、生石灰及水为原料，制备波尔多液。为测定从波尔多液中分离出的天蓝色固体[CuSO4·aCu(OH)2·bCa(OH)2·cH2O]的组成，设计如下实验：
【实验Ⅰ】称取64.4g天蓝色固体，加入足量稀HNO3使其完全溶解，再加入过量Ba(NO3)2溶液，过滤，洗涤干燥得白色固体23.3g。
（8）判断Ba(NO3)2溶液已过量的方法是：静置，向上层清液中滴加 溶液，无现象。
（9）不能在铁制容器中配波尔多液。请用化学方程式解释原因 。
【实验Ⅱ】另取64.4g天蓝色固体，用下图装置进行热分解实验：

【资料】①CuSO4、Cu(OH)2、Ca(OH)2在一定温度下能受热分解，分别生成两种氧化物，分解过程中各元素的化合价均不改变。
②天蓝色固体在110℃时，完全失去结晶水。
③Cu(OH)2在100℃时分解完全。CuSO4和Ca(OH)2在580℃左右时开始分解，到650℃时均能分解完全。
④浓硫酸可用于吸收SO3。
（10）按图连接好装置，实验前要先 。
（11）控制温度在110℃充分加热，测得B装置增重10.8g。再升温至650℃充分加热，B装置又增重了15.2 g。最终剩余固体中的成分是 。
（12）整个加热过程中，天蓝色固体分解生成水的总质量为 g。
（13）天蓝色固体CuSO4·aCu(OH)2·bCa(OH)2·cH2O中，a∶b∶c＝ 。
【答案】B 大 铜的金属活动性比铁弱 Si+2FeO SiO2+2Fe 漏斗 AB 2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O 不会产生污染大气的气体 硝酸钡 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 检查装置的气密性 CuO和CaO 18 1：4：5
【详解】（1）航母用钢要具有低磁性，Fe3O4具有磁性，故选B；
（2）合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，铜合金比铜的硬度大；铜比铁在海水中耐腐蚀，是因为铜的金属活动性比铁弱；
（3）硅（Si）与氧化亚铁在高温条件下转化为二氧化硅和铁，反应的化学方程式为：Si+2FeO SiO2+2Fe。
（4）过滤时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗。
（5）铜在加热条件下易生成氧化铜，氧化铜稳定，难以分解，在灼烧过程中部分氧化铜被一氧化碳还原或者灼烧不充分铜未被完全氧化都会导致杂铜经灼烧后得到的产物含有少量铜，故选AB；
（6）方案Ⅰ通入氧气，少量Cu转化为CuSO4，即铜在氧气和稀硫酸作用下反应生成硫酸铜和水，该反应的化学方程式为 2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O；
（7）方案Ⅱ中加入浓硫酸发生的反应有Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O，方案Ⅰ优于方案Ⅱ的理由是不会产生污染大气的气体；
（8）CuSO4与Ba(NO3)2反应生成硫酸钡沉淀和硝酸铜，判断 Ba(NO3)2溶液已过量就是检验硫酸根离子无剩余，所以对应的方法是：静置，向上层清液中滴加硝酸钡溶液，无现象。
（9）不能在铁制容器中配波尔多液。是因为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，对应的化学方程式为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；
（10）按图连接好装置，为防止装置漏气，影响实验的准确性，实验前要先检查装置的气密性；
（11）根据“CuSO4、Cu(OH)2、Ca(OH)2在一定温度下能受热分解，分别生成两种氧化物，分解过程中各元素的化合价均不改变”可知，Cu（OH）2在100℃时分解完全生成CuO和H2O，CuSO4和Ca（OH）2在580℃左右时开始分解，到650℃时均能分解完全，CuSO4完全分解生成CuO和SO3，Ca（OH）2完全分解生成CaO和H2O，控制温度在110℃充分加热，测得B装置增重10.8g。再升温至650℃充分加热，B装置又增重了15.2 g，浓硫酸可用于吸收水和SO3，终剩余固体中的成分是CuO和CaO；
（12）CuSO4与Ba(NO3)2反应生成硫酸钡沉淀和硝酸铜，称取64.4g天蓝色固体，加入足量稀HNO3使其完全溶解，再加入过量Ba（NO3）2溶液，过滤，洗涤干燥得白色固体23.3g，沉淀为硫酸钡；
设：硫酸铜的质量为x，对应的硫酸铜分解生成的三氧化硫的质量为y，硫酸铜对应的分解产物氧化铜的质量为z。
x=16g；
y=8g；
z=8g；
浓硫酸可用于吸收水和SO3．所以测得B装置增重10.8g。再升温至650℃充分加热，B装置又增重了15.2g。整个加热过程中，天蓝色固体分解生成水的总质量为10.8g+15.2g-8g=18g；再升温至650℃充分加热，B装置又增重了15.2g，由于其中有吸收的8g三氧化硫，所以来自于氢氧化钙的分解生成水的质量为15.2g-8g=7.2g；
设：氢氧化钙的质量为a，对应的氧化钙的质量为b；
a=29.6g；
b=22.4g
则氢氧化铜对应生成的氧化铜的质量=64.4g-10.8g-15.2g-z-b=64.4g-10.8g-15.2g-8g-22.4g=8g；
设：对应的分解生成的水的质量为c，对应的氢氧化铜的质量为d。
c=1.8g；
d=9.8g；则结晶水的质量=18g-7.2g-1.8g=9g；天蓝色固体CuSO4 aCu（OH）2 bCa（ OH）2 cH2O中，a：b：c=。
11. 在实验室选用下图中A～G的装置制取气体。
（1）某同学选用装置A和F制取氧气，请写出反应的化学方程式______。
（2）从微观角度解释H操作产生现象的原因是______。
（3）实验室制取二氧化碳气体可选用装置B或C，与装置B相比，C装置的优点为______。
（4）通常情况下，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。若用装置G进行排空气法收集制取的，请把图“G”中的“导气管”补画完整。
（5）若用锌粒与足量稀硫酸反应，则产生氢气的体积为多少升？（已知常温常压下，氢气的密度为，结果保留到小数点后1位）
【答案】（1）
（2）分子间有间隔，温度升高，分子间的间隔变大
（3）可控制反应速率 （4）
（5）设产生氢气的质量为x。
氢气的体积为：
答：产生氢气的质量为2.2L。
【解析】
【小问1详解】
装置A属于固体加热型，试管口处没有棉花团，因此是加热氯酸钾与二氧化锰的方法制氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、加热分解为氯化钾和氧气，反应的化学方程式为：；
【小问2详解】
从微观角度解释H操作产生现象的原因是分子间有间隔，温度升高，分子间的间隔变大；
【小问3详解】
实验室制取二氧化碳气体可选用装置B或C，与装置B相比， C装置可通过注射器控制液体滴加的速度，进而可控制反应速率；
【小问4详解】
氨气的密度比空气小，若用此装置收集氨气，氨气应从短管进入，图示为；
【小问5详解】
解析见答案。
12. 项目小组的同学在用“双氧水”冲洗伤口时，不小心将过氧化氢溶液滴到水泥地板上，发现有大量气泡产生，这一现象引发了同学的注意。
【查阅资料】①水泥块中含有的二氧化锰、氯化铁、碘化钾等物质。
②氯化铁的水溶液为浅黄色，不同价态的铁元素在溶液中表现不同的颜色
一：影响过氧化氢分解的因素
实验序号 操作 现象
1 在试管中加入4%的H2O2溶液5mL，伸入带火星木条 少量气泡，带火星木条未复燃。
2 将实验1中的装有药品的试管放于放在热水中 大量气泡
3 常温下，取4%的H2O2溶液5mL，加入0.5g二氧化锰 大量气泡
4 常温下，取4%的H2O2溶液5mL，加入0.5g氯化铁，伸入带火星木条 大量气泡，带火星木条复燃
依据上述实验回答下列问题
（1）实验1中带火星木条未复燃的原因可能是___________。
（2）对比实验1、2可得出的影响反应速率的因素为___________。
（3）实验3中发生反应的符号表达式___________。
（4）将实验4反应后的剩余物通过一系列方法分离出固体物质，若称得其质量为___________，再将该固体物质放入试管中，加入过氧化氢溶液，若观察到___________，说明氯化铁对过氧化氢分解有催化作用。
二：过氧化氢分解反应中溶液的颜色变化
在上述实验过程中，有同学发现，随着反应进行，装置外壁有温热的感觉，当氯化铁加入装置中，有颜色变化。为此设计如下实验
实验序号 操作 现象
5 配制氯化铁的水溶液，取0.5mL氯化铁溶液加5mL水 溶液为浅黄色
6 将实验5中加水后的试管，放在60℃热水 溶液为浅黄色
7 常温下，取4%的H2O2溶液5mL和0.5mL氯化铁溶液 气泡冒出，溶液颜色由浅黄色变棕色，最终又变为浅黄色
依据上述实验回答下列问题
（5）设计实验6的目的是___________。
（6）氯化铁在作为过氧化氢的催化剂的过程中参与过氧化氢反应的依据是___________。
【答案】（1）过氧化氢溶液分解产生的氧气较少，氧气的浓度不高
（2）温度 （3）
（4） ①. 0.5g ②. 大量气泡
（5）排除温度对氯化铁溶液颜色变化的影响
（6）反应过程中溶液颜色由浅黄色变棕色
【解析】
【小问1详解】
在氧气浓度较高的气体中带火星的木条才能复燃，根据实验现象，实验1中4%的H2O2溶液分解速率较小，产生的氧气较少，因此试管内氧气浓度不高，不能使带火星的木条复燃。
【小问2详解】
由于实验1在常温下进行，实验2在热水中进行，其它反应条件都相同，实验1中出现少量气泡，而实验2中出现大量气泡，说明温度越高，过氧化氢溶液的分解速率越大，故对比实验1、2可得出的影响反应速率的因素为：温度。
【小问3详解】
实验3中过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应的符号表达式为：。
【小问4详解】
催化剂是能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。该实验证明氯化铁对过氧化氢分解有催化作用，是该反应的催化剂，因此反应前后氯化铁的质量不变，实验4反应前加入的氯化铁质量为0.5g，反应后分离出来的氯化铁固体质量也为0.5g。同样，该实验证明氯化铁是该反应的催化剂，因此反应前后氯化铁的化学性质不变，实验4反应后的剩余物分离出的氯化铁固体对过氧化氢溶液仍有催化作用，能加快过氧化氢溶液的分解速率，故将该固体物质放入试管中，加入过氧化氢溶液，可观察到有大量气泡放出。
【小问5详解】
在其它条件不变的前提下，将实验5中加水后的试管，放在60℃热水中，溶液颜色不变，说明温度对氯化铁溶液的颜色变化没有影响，故设计实验6的目的是：排除该实验中温度对氯化铁溶液颜色变化的影响。
【小问6详解】
实验6已证明温度对氯化铁溶液的颜色变化没有影响。因为氯化铁的水溶液为浅黄色，不同价态的铁元素在溶液中表现不同的颜色，所以实验7中出现溶液颜色由浅黄色变棕色的现象，说明反应过程中氯化铁发生了变化，虽然溶液颜色最终又变为浅黄色，但这只能说明氯化铁在反应中转变成的物质又转化为氯化铁。故说明氯化铁在作为过氧化氢的催化剂的过程中参与过氧化氢反应的依据是：反应过程中溶液颜色由浅黄色变棕色。
13. 从废旧电脑的某些零部件中回收金属银，设计流程如图所示：
（1）步骤Ⅰ和步骤Ⅱ都涉及的实验操作是 _____。
（2）步骤Ⅰ中加入足量稀硫酸后发生反应的化学方程式为 _____。
（3）溶液X中只含有一种溶质，该溶质的化学式为 _____。
（4）据此判断，铜、银、铝的金属活动性由强到弱的顺序是 _____（填元素符号）。
【答案】（1）过滤 （2）
（3）
（4）##
【解析】
【小问1详解】
步骤Ⅰ和步骤Ⅱ都是将不溶物和溶液分离，故涉及的实验操作是：过滤；
【小问2详解】
铝能与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，化学方程式为：；
【小问3详解】
根据题意，步骤Ⅰ加入足量的稀硫酸后铜和银未反应，滤出后加入硝酸银，铜会与硝酸银反应生成硝酸铜和银，若溶液X中只含有一种溶质，则是硝酸铜，化学式是：；
【小问4详解】
根据题意可知铝与酸反应，铜和银不反应说明铝最活泼，铜能置换出硝酸银的中的银，说明铜比银活泼，故三种金属活动性由强到弱的顺序是：铝>铜>银，故填：或。
14. 硝酸铜可用作陶瓷的着色剂，制取纯度高的氧化铜等。利用含铜废料(含Cu、CuS)制备晶体的流程如下：
资料1：硝酸()受热易分解，且硝酸具有挥发性。
资料2：降温结晶速度太快，会导致晶体细碎，无法得到较大颗粒的晶体。
（1）“焙烧”： CuS转化为SO2和一种黑色固体，该黑色固体的化学式为___________。
（2）“酸化”：反应的化学方程式是___________。稀硫酸不宜过多的原因是___________。
（3）“置换”：需要在通风环境中进行反应的原因是___________。
（4）“淘洗”：淘洗液的溶质成分是___________。(填化学式)
（5）“转化”：实验室在图1的装置中完成“转化”过程。
①仪器M的名称是___________，实验室配制100g溶质质量分数为20%的稀硝酸，需要密度为溶质质量分数为68%的浓硝酸___________mL。(结果保留整数)
②该过程利用流水冷却，控制温度在55℃左右，温度不宜过高的原因是___________。
③“转化”过程生成溶液，该反应的化学方程式是___________。
（6）从转化所得的溶液中获得较大颗粒晶体的方法是：蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥。结合信息和图2分析，降温结晶时需要控制的条件是___________。若得到的晶体中含有，则产品中铜元素的质量分数___________。(填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
【答案】（1）CuO （2） ①. ②. 会造成资源浪费，增加成本（合理即可）
（3）置换过程中有可燃气体氢气产生，防止发生爆炸（合理即可）
（4）H2SO4和FeSO4
（5）①. 分液漏斗 ②. 21 ③. 防止HNO3、H2O2分解，提高原料利用率（合理即可） ④. Cu+2HNO3+H2O2=Cu（NO3）2+2H2O
（6）①. 在高于26.4℃条件下缓慢降温结晶 ②. 偏小
【解析】
【小问1详解】
焙烧时CuS和氧气在高温下反应生成SO2和一种黑色固体氧化铜，黑色固体的化学式为：CuO；
【小问2详解】
氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，反应的化学方程式是：；根据流程可知，过多的稀硫酸还需要被铁除去，会造成资源浪费，增加成本；
【小问3详解】
置换过程中加入过量的铁粉，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，在置换过程中有可燃气体氢气产生，为防止发生爆炸，置换过程需要在通风环境中进行；
【小问4详解】
铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，而稀硫酸有剩余，所以淘洗液的溶质是：H2SO4和FeSO4；
【小问5详解】
①据图可知，仪器M的名称是分液漏斗；实验室配制100g溶质质量分数为20%的稀硝酸，需要密度为溶质质量分数为68%的浓硝酸的体积为：100g×20%÷68%÷≈21mL；
②HNO3、H2O2在加热下容易分解，实验室在完成“转化”过程时利用流水进行冷却，控制温度在55℃左右，这样做的目的是防止HNO3、H2O2分解，提高原料利用率；
③铜和硝酸、过氧化氢可以反应生成硝酸铜和水，反应的化学方程式为：Cu+2HNO3+H2O2=Cu（NO3）2+2H2O；
【小问6详解】
降温结晶速度太快，无法得到较大颗粒的晶体，为从滤液中得到较大颗粒的，结晶时需要控制的条件：在高于26.4℃条件下缓慢降温结晶；得到的晶体中含有，则水的含量高，产品中铜元素的质量分数会偏小。
15. 空气中约含有78%，很稳定，常温下很难与其他物质发生反应，但在较高温度下，氮气可能对金属和合金具有侵蚀性。下图表示氮及其化合物在一定条件下的转化关系。
请回答以下问题
（1）工业上分离液态空气可得到氧气和氮气是根据它们的______（选填序号）不同。
a．沸点 b．密度 c．溶解性
（2）Mg在N2中燃烧生成Mg3N2，反应的方程式为______，该反应属于______反应。
（3）上图中反应Ⅰ的化学方程式为______，反应Ⅱ可用于生产尿素[CO(NH2)2]，反应中NH3与CO2的质量比为______。
（4）上图中反应Ⅲ为：4CO(NH2)2 +6NO24X +7N2+8H2O，则X 的化学式为______。
（5）NH3与HNO3发生化合反应生成硝酸铵，该反应方程式为______。有人将生成的固体“硝酸铵”放入如图的试管中，可以观察到的现象是______。
【答案】（1）a （2） ①. ②. 化合
（3）①. ②. 17:22
（4）CO2 （5） ①. NH3+HNO3=NH4NO3 ②. 红墨水左侧液面升高，右侧液面降低
【解析】
【小问1详解】
工业上分离液态空气得到氧气和氮气，是利用液氧和液氮的沸点不同（液态氮沸点低于液态氧）；升温时，液氮先汽化分离出来，剩下的主要是液氧，与密度、溶解性无关，选a。
【小问2详解】
镁在点燃条件下与氮气反应生成氮化镁，反应方程式：。该反应是两种物质生成一种物质 ，符合 “多变一” 的特征，属于化合反应。
【小问3详解】
反应I是N2和H2在一定条件下生成NH3，方程式为。反应II是 ，NH3与CO2的质量比为(2×17):44=34:44=17:22。
【小问4详解】
根据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变。反应前：C原子4个、O原子16个、N原子14个、H原子16个；反应后：N原子14个、H原子16个、O原子8个； 所以4X中含4个C原子、8个O原子，即X的化学式为CO2。
【小问5详解】
氨气和硝酸的反应方程式：NH3+HNO3=NH4NO3。硝酸铵溶于水吸热 ，使瓶内温度降低，压强减小，导致 U 型管中红墨水左侧液面升高，右侧液面降低。
16. 某小组利用废旧干电池中铜帽和锌筒为原料回收铜并制备硫酸锌晶体的流程如下：
（1）“浸取”时，所加稀硫酸过量的目的是除尽_______。证明稀硫酸过量的方法是_______。
（2）操作1中用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗和_______。
（3）金属C为_______（选填序号）。
a．Fe粉 b．Cu粉 c．Zn粉
操作2包括：蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤等。
（4）用氧化亚铁硫杆菌（简称T·f菌）脱除工业废气中H2S的原理如图所示。
①环节①中化合价降低的元素是_______（填写元素符号）。
②整个转化过程的总化学方程式为_______。
【答案】（1）①. 锌##Zn ②. 取少量溶液A于试管中，加入锌粒，若有气泡产生，说明稀硫酸过量（合理即可）
（2）烧杯 （3）c
（4）①. Fe ②.
【解析】
【小问1详解】
锌能与稀硫酸反应产生硫酸锌和氢气，铜不与稀硫酸反应，则加过量稀硫酸目的是除尽锌（或Zn），让锌完全反应转化到溶液中。证明稀硫酸过量的方法，如取少量溶液A于试管中，加入锌粒，若有气泡产生，说明稀硫酸过量（合理即可）。
【小问2详解】
操作 1 实现了固液分离，是过滤操作，过滤用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗和烧杯。
【小问3详解】
溶液A中含有硫酸锌和过量的稀硫酸，要制备硫酸锌晶体，加入金属粉末C是为了除去过量稀硫酸且不引入新杂质，所以加入锌粉，锌与稀硫酸反应，将硫酸转化为硫酸锌，故选c。
【小问4详解】
①环节①发生反应为H2S+Fe2(SO4)3=S↓+2FeSO4+H2SO4 。H2S中S为-2价，H是+1价，反应后生成S单质（0价）；Fe2(SO4)3中Fe为+3价，反应后生成FeSO4中Fe为+2价，硫酸中H是+1价；硫酸根反应前后化合价没有变化。所以化合价降低的元素是Fe。
②总化学方程式：整个转化过程是H2S、O2在T f菌作用下，与Fe2(SO4)3、FeSO4循环反应生成，最终生成S和H2O，总反应为。
17. 请结合图示实验装置，回答下列问题。
（1）写出有标号的仪器名称：①_______，②_______。
（2）加热高锰酸钾制O2的化学式的表达式为_______，选用的发生装置是_______(填序号)。可选E装置收集O2，理由是_______。
（3）实验室制取CO2的化学式的表达式为_______，若用C装置替代B装置作发生装置，其优点是______。若用D装置收集CO2气体应从______(选填“a”或“b”)端通入。
（4）向澄清石灰水不断通入CO2直至过量，反应中各物质的质量关系如图。
①A→B段，观察到的现象是_______。
②若最终反应生成了Ca(HCO3)2，则B→C段发生反应的化学式的表达式为_______。
【答案】（1）①. 酒精灯 ②. 分液漏斗
（2）①. ②. A ③. 氧气不易溶于水且不与水反应
（3）①. ②. 可以控制反应的发生与停止 ③. b
（4）①. 澄清石灰水变浑浊 ②.
【解析】
【小问1详解】
①为酒精灯，②为分液漏斗；
【小问2详解】
高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学式表达式为：；
该反应为固体加热型，发生装置可选择A；
氧气不易溶于水且不与水反应，则可用E装置排水法收集氧气；
【小问3详解】
实验室利用石灰石或大理石（主要成分是碳酸钙）与稀盐酸制取二氧化碳，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，化学式表达式为：；
若用C装置替代B装置作发生装置，C装置中，当打开弹簧夹时，长颈漏斗内的液体进入U形管，使右侧U形管内液面上升到有孔隔板以上，与固体试剂接触，开始反应；当关闭弹簧夹时，产生的气体无法排出，在右侧U形管上半部分聚积，管内部气压增大，将液体压回到长颈漏斗，使液面降到有孔隔板以下，使反应物相互分离，反应停止，该装置的优点是可以控制反应的发生与停止；
二氧化碳密度比空气大，若用D装置收集CO2气体应从b端通入；
【小问4详解】
①A→B段，物质的质量不断减少，即二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，可观察到的现象是澄清石灰水变浑浊；
②若最终反应生成了Ca(HCO3)2，则B→C段碳酸钙和二氧化碳、水反应生成碳酸氢钙，该反应的化学式表达式为：。
26. 现有一包固体粉末，可能含有中的一种或几种。现做如下实验：
（1）取少量固体加热，无氨味，则原固体中一定不含______。
（2）另取少量固体溶于足量水，过滤，得到无色滤液A和固体B，则原固体中一定还不含______。
（3）取少量固体B加入足量的稀HCl，有气泡产生，得到蓝绿色溶液，则原固体中一定含有______，可能含有______。
（4）从整个实验过程推断，______存在NaCl（选填“可能”、“一定”、“一定不”）。
【答案】（1）
（2）
（3） ①. ②.
（4）可能
【解析】
【小问1详解】
取少量固体加热，无氨味，则原固体中一定不含有碳酸氢铵，碳酸氢钠受热会分解出氨气；
【小问2详解】
另取少量固体溶于足量的水，过滤，得到无色滤液A和固体B，则原固体中一定还不含CuCl2，其溶于水所得溶液为蓝色溶液；
【小问3详解】
取少量固体B加入足量的稀HCl，有气泡产生，得到蓝绿色溶液，则原固体中一定含有Cu2(OH)2CO3，Cu2(OH)2CO3与盐酸反应生成氯化铜、水、二氧化碳；可能含有CaCO3，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳；
【小问4详解】
从整个实验过程推断，无法确定是否含有氯化钠，所以可能存在NaCl。
18. 某兴趣小组在蒸发浓缩FeCl3溶液时发现有刺激性气味的气体生成，同时溶液中出现红褐色固体。小组同学对刺激性气味气体做出猜想：
【猜想】①Cl2 ②HCl ③_____。
【资料】①Cl2溶于水，形成的溶液显酸性，具有较强的漂白能力，能使石蕊溶液褪色。
②红褐色固体碱式氯化铁晶体的化学式为Fe2(OH)aClb xH2O，它在50℃时开始失去部分结晶水，在200℃完全分解为Fe2O3、H2O、HCl气体。
③浓H2SO4不吸收HCl气体。
（1）小组同学将生成的气体通入紫色石蕊溶液中看到_____现象，证明猜想②成立。
（2）为确定固体的组成，进行如下实验：
【实验】称取50.4g固体按下图进行实验。充分持续加热至200℃，最终得到Fe2O316.0g，B、C装置最终分别增重19.8g、14.6g。
①加热前、后均需通入氮气，停止加热后通氮气的目的是防止倒吸和_____。
②晶体的化学式中a∶b＝_____，若缺失D装置，实验测得的b值会_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。x＝_____。
③请写出该红褐色固体在200℃时发生反应的总化学方程式_____。
【答案】①. Cl2和HCl ②. 紫色的石蕊试液变红色，且不褪色 ③. 使产生的水蒸气和氯化氢气体分别被装置B、C完全吸收 ④. 1：2 ⑤. 偏大 ⑥. 12 ⑦. Fe2(OH)2Cl4 12H2OFe2O3+11H2O+4HCl↑
【解析】
【详解】[猜想]由质量守恒定律可知，该刺激性气味的气体可能是氯气或氯化氢气体或氯气与氯化氢气体的混合物；故填：Cl2和HCl；
（1）Cl2溶于水，形成的溶液显酸性，具有较强的漂白能力，能使石蕊溶液褪色。而氯化氢气体溶于水形成盐酸，盐酸能使紫色的石蕊试液变红色，且不褪色，证明猜想②成立；故填：紫色的石蕊试液变红色，且不褪色；
[实验]由质量守恒定律和题干信息可知，该物质分解为氧化铁、水和氯化氢气体。
①为了使产生的水蒸气和氯化氢气体分别被装置B、C完全吸收以及防止发生倒吸现象，在停止加热后要继续通一会儿氮气；故填：使产生的水蒸气和氯化氢气体分别被装置B、C完全吸收；
②装置C增重的质量即为生成氯化氢的质量，其中氯元素的质量为：14.6g××100%=14.2g；
16.0g氧化铁中，铁元素的质量为：16.0g××100%=11.2g
则Fe2(OH)aClb xH2O中，铁元素与氯元素的质量比为：
112：35.5b=11.2g：14.2g
b=4
Fe2(OH)aClb xH2O中，铁元素显+3价，氢氧根显-1价，氯元素显-1价，根据化合物中各元素正负化合价的代数和为零可知：
（+3）×2+（-1）×a+（-1）×4=0
a=2
即：a：b=2：4=1：2
若缺失D装置，空气中的水蒸气和二氧化碳也会被装置C吸收，则实验测得的b值会偏大；
由化学反应前后，元素的种类与质量不变可知：
Fe2(OH)2Cl4 xH2O--Fe2O3
288+18x 160
50.4g 16.0g
（288+18x）：160=50.4g：16.0g
x=12
故填：1：2；偏大；12；
③Fe2(OH)2Cl4 12H2O在200℃时分解为氧化铁、水和氯化氢气体；故填：Fe2(OH)2Cl4 12H2OFe2O3+11H2O+4HCl↑。
28. 铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。
一、铁的有关知识
（1）东汉“铁书刀”用于削除汉简上的错字。
①书刀表面铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，铁生锈主要与空气中的______有关。
②生活中的废铁应放入标有______(填字母)的垃圾箱。
a．可回收物 b．有害垃圾 c．厨余垃圾 d．其他垃圾
（2）《梦溪笔谈》中记载“用柔铁屈盘之，乃以生铁陷其间，封泥炼之。锻令相入，谓之灌钢”。
①以赤铁矿为原料炼铁反应的化学方程式为______。
②柔铁和生铁经炼、锻得到钢，柔铁的含碳量比钢______(填“高”或“低”)。
（3）“纳米零价铁—H2O2体系”可除去工业烟气中的NO。将H2O2溶液和稀盐酸雾化后与烟气混合通入装有纳米零价铁的装置，发生反应：
①铁与稀盐酸反应，化学方程式为___________。
②，NO脱除率随温度的变化如图2所示。当温度高于120℃后，NO脱除率下降的主要原因是_______。
二、制备活性Fe2O3·H2O
用废铁(含Fe、Fe2O3和少量ZnO)制备活性Fe2O3·H2O的流程如下。
资料：“还原”反应为。
（4）废铁应研磨成粉末，目的是_______。
（5）“酸溶”时，Fe2O3和稀H2SO4反应的化学方程式为______；所加稀H2SO4可略低于理论消耗量，原因是______。
（6）“沉淀”时加入Fe2O3控制溶液的pH为3.2~6.2，参考下表数据说明：若溶液的pH为7.5，会导致______。
沉淀物 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH
Fe(OH)3 1.5 3.2
Zn(OH)2 6.2 8.2
（7）“洗涤”时判断固体已洗净的方法是_______。
三、活性Fe2O3·H2O脱硫
活性Fe2O3·H2O可脱除天然气中的H2S，原理如下：
（8）脱硫：Fe2O3·H2O将H2S吸入其孔隙进行反应，转化成Fe2S3·H2O。反应的化学方程式为______。
再生：通入O2使Fe2S3·H2O转化为Fe2O3·H2O和S。
（9）多次“再生”后，266.0gFe2S3·H2O与O2反应获得的Fe2O3·H2O可脱除的H2S比理论脱除量减少了5.1g。分析可能原因：
①再生不彻底：活性Fe2O3·H2O再生率（）为_______%。
②脱硫不完全：活性Fe2O3·H2O的脱硫效果变差，原因可能是_______。
【答案】（1）①. 和（合理即可） ②. a
（2）①. ②. 低
（3）①. ②. 双氧水的分解速率随温度升高而加快，双氧水浓度降低
（4）增大反应物间的接触面积，使反应更快、更充分
（5）①. ②. 还原生成的可以循环使用
（6）产品中会混有或ZnO
（7）取最后一次洗涤后的滤液，加入或者Ba(NO3)2溶液，若无现象，则已洗净
（8）
（9）①. 由“再生”前后铁元素质量守恒，设活性的理论再生质量为。
z≈209.5g
可脱除的比理论脱除量减少了5.1g，设减少的活性Fe2O3·H2O再生质量为m。
m=8.9g
则实际的活性Fe2O3·H2O再生质量为
则活性Fe2O3·H2O再生率。 ②. 多次“再生”后，活性的孔隙被S覆盖，使其脱硫效果变差
【解析】
【小问1详解】
①铁锈的主要成分是，根据化学变化中元素种类不变，可知铁生锈与空气中的和有关。
②废铁属于可回收的金属资源，因此应放入标有可回收物的垃圾箱，故选a；
【小问2详解】
①赤铁矿石的主要成分是，以赤铁矿为原料炼铁发生反应为一氧化碳与氧化铁高温生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为；
②生铁的含碳量比钢高，柔铁和生铁经炼、锻后得到钢，说明柔铁的含碳量比钢低。
【小问3详解】
①铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为；
②由于双氧水的分解速率随温度升高而加快，因此当温度高于120℃后，双氧水分解速率加快，浓度降低，因此NO的脱除率下降；
【小问4详解】
废铁研磨成粉末的目的是增大反应物间的接触面积，使反应更快更充分
【小问5详解】
Fe2O3和稀H2SO4反应生成硫酸铁和水，反应的化学方程式为；
由于“还原”过程有硫酸生成，且生成的硫酸可以循环使用，因此所加稀硫酸可略低于理论消耗量；
【小问6详解】
由于开始沉淀的pH为6.2，因此若溶液的pH为7.5，则在产品中会混有或ZnO，使产品纯度降低；
【小问7详解】
“过滤”后所得滤渣表面有残留，能与结合生成沉淀，因此判断固体已洗净的方法是取最后一次洗涤后的滤液，加入或者Ba(NO3)2溶液，若无现象，则已洗净；
【小问8详解】
由题意可知，Fe2O3·H2O将吸入其孔隙进行反应，生成Fe2S3·H2O和H2O，发生反应的化学方程式为。
【小问9详解】
①见答案；
②由于多次“再生”后，活性Fe2O3·H2O的孔隙被S覆盖，因此会使活性Fe2O3·H2O的脱硫效果变差。
【点睛】工艺流程题通常涉及物质的分离和提纯、物质的合成等方面，综合性强，与实际生产联系紧密。解答工艺流程题时，应以实验目的为主线，借助化学方程式、分离混合物的方法，梳理出每一个步骤中物质成分的变化，步步为营。
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