1选择题
2024年某地新闻报道,一科研团队利用新型相变材料研制出可在夜间储存热量、白天释放热量的"蓄热地板"。报道中提到该材料的核心成分是一种熔点为28℃的合金,且其硬度高于组成它的纯金属。下列关于该合金的说法正确的是( )
- A. 合金属于纯净物,具有固定的熔点
- B. 合金的硬度一般比各成分金属大,熔点一般比各成分金属低
- C. 合金的硬度一般比各成分金属小,熔点一般比各成分金属高
- D. 生铁的含碳量比钢低,所以生铁比钢更硬
答案:B
解析:合金是由一种金属与其他金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质,属于混合物,没有固定的熔点,故A错误。合金的硬度一般比各成分金属大,熔点一般比各成分金属低,这是合金的重要特性,故B正确,C错误。生铁含碳量为2%~4.3%,钢含碳量为0.03%~2%,生铁含碳量比钢高而非低,故D错误。易错点:误认为合金是纯净物;混淆合金与成分金属的硬度、熔点对比方向;生铁与钢含碳量记忆颠倒。故选B。
2选择题
我国某科研团队为处理含铜离子的工业废水,采用"置换法"回收金属铜。已知信息:①在金属活动性顺序中,Mg > Al > Zn > Fe > (H) > Cu;②等质量的 Mg、Al、Zn、Fe 分别与足量的稀盐酸反应,产生氢气的质量由多到少依次为 Al > Mg > Fe > Zn。某工厂排放的废水中含有 CuSO₄ 和 H₂SO₄,现取一定量废水,加入过量的镁粉充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。下列有关说法正确的是( )
- A. 滤渣中一定含有 Cu 和 Mg,可能含有 Fe
- B. 滤液中一定含有 MgSO₄,可能含有 CuSO₄
- C. 若改用等质量的 Zn 粉代替镁粉,充分反应后产生氢气的质量一定相等
- D. 该反应的实质是镁原子失去电子变成 Mg²⁺,溶液中的 Cu²⁺ 得到电子变成 Cu 原子,说明镁的金属活动性比铜强
答案:D
解析:【逐项分析】
A 错:废水中只含 CuSO₄ 和 H₂SO₄,不含铁元素,滤渣中不可能含有 Fe,故 A 错误。
B 错:镁粉过量,会把废水中的 CuSO₄ 和 H₂SO₄ 完全反应掉,滤液中一定只有 MgSO₄,不可能还含 CuSO₄,故 B 错误。
C 错:等质量金属与足量酸反应,产生氢气质量 =(金属质量 × 化合价)÷ 相对原子质量。Mg:2/24 ≈ 0.083,Zn:2/65 ≈ 0.031,等质量的 Mg 与 Zn 与足量酸反应,Mg 产生的氢气明显更多,两者不相等,故 C 错误。
D 正确:镁置换铜的反应本质是 Mg - 2e⁻ → Mg²⁺,Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu,氧化还原反应的发生说明镁失电子能力强于铜,即镁的金属活动性比铜强,故 D 正确。
故选 D。
【易错点】①忽略"过量镁粉"这一条件,误以为滤液中还可能有 CuSO₄;②审题不仔细,未注意废水中根本不含铁元素;③混淆"等质量金属足量酸"与"足量金属等量酸"两种计算情境;④把 Zn 相对原子质量记为 64(应为 65);⑤误以为金属活动性判断必须靠现象,实际置换反应的发生本身就说明活动性强弱。
3填空题
2024年冬季,我国北方某地新闻报道了一种新型"相变蓄热"路面材料:施工时将一定量的无水硫酸钠(Na₂SO₄)溶于热水中配成溶液铺入路面夹层,夜间温度降低时硫酸钠晶体析出放出热量,白天温度升高时晶体又重新溶解吸收热量,从而减小路面结冰。已知信息:硫酸钠的溶解度随温度升高而增大;该材料反复使用时,硫酸钠晶体析出后并未从体系中流失。
(1)铺入路面夹层的硫酸钠溶液属于________(填"纯净物"或"混合物"),其溶质是________,溶剂是________。
(2)该溶液具有均一性,指的是溶液各处的________完全相同。
(3)夜间温度降低,硫酸钠晶体从溶液中析出,此时所得溶液是该温度下硫酸钠的________(填"饱和"或"不饱和")溶液。
(4)新闻中提到"晶体析出后并未流失",请据此判断:一天中路面夹层内硫酸钠的总质量________(填"增大""减小"或"不变")。
答案:(1)混合物;硫酸钠(或 Na₂SO₄);水(或 H₂O)
(2)性质(或浓度、组成)
(3)饱和
(4)不变
解析:(1)溶液由溶质和溶剂组成,属于混合物,这是易错点:不少同学误认为"均一、稳定的液体就是溶液",忽略溶液必须是混合物(如水是均一稳定的液体但属纯净物)。本题溶剂是水,不要因看到"硫酸钠"三个字就误填。(2)均一性指溶液各部分性质(浓度、组成)完全相同,稳定性指外界条件不变时久置不分层、不析出。(3)能析出晶体说明该温度下溶液已不能再继续溶解该溶质,属于饱和溶液。易错点:混淆"饱和溶液"与"浓溶液"——饱和溶液不一定是浓溶液,二者是从不同角度对溶液的分类。(4)晶体析出只是溶解与结晶的动态变化,物质没有离开体系,故硫酸钠总质量不变;易错点是把"析出晶体"误当作"溶质减少",其实只是溶解的部分减少了。
4填空题
2024年冬季,我国北方某地为保障冬季道路畅通,向路面抛撒一种融雪盐(主要成分为氯化钠 CaCl₂ 与 NaCl 的混合物,其中 CaCl₂ 溶于水放热,可降低水的凝固点)。请结合溶液与溶解度知识回答下列问题:
(1)将该融雪盐撒到积雪上,冰雪融化后形成的液体属于 ______(填"纯净物"或"混合物");该液体是均一、稳定的,因此属于 ______(填"溶液"或"悬浊液")。
(2)20℃时,NaCl 的溶解度为 36 g。该温度下,向 50 g 水中加入 20 g NaCl,充分搅拌后得到的是 NaCl 的 ______(填"饱和"或"不饱和")溶液;若再加入 20 g NaCl,充分搅拌并静置,最终所得溶液中溶质与溶液的质量比为 ______。
(3)已知 NH₄Cl 的溶解度随温度升高明显增大,NaCl 的溶解度受温度影响很小。若某融雪盐样品中混有少量 NH₄Cl,提纯 NaCl 应采用 ______(填"降温结晶"或"蒸发结晶")的方法。
(4)某同学认为:"饱和溶液一定是浓溶液。"该说法是否正确?______(填"正确"或"不正确"),理由是:一定温度下某物质的饱和溶液中溶质质量分数由其 ______ 决定,不同物质的溶解度差异很大,溶解度很小的物质其饱和溶液也可能很稀。
答案:(1)混合物;溶液。
(2)不饱和;36∶136(或 9∶34)。
(3)蒸发结晶。
(4)不正确;溶解度。
【解析】
(1)融雪盐溶于水后形成 NaCl、CaCl₂ 的水溶液,含有多种物质,属于混合物;其均一、稳定,属于溶液。注意溶液不一定是液体,但此处溶剂为水,故为液态溶液。
(2)20℃时 100 g 水最多溶解 36 g NaCl,则 50 g 水最多溶解 18 g NaCl。加入 20 g,已有 2 g 未溶解,故形成饱和溶液。若先加 20 g(实际溶解 18 g)再加 20 g,总共加 40 g,仍只能溶解 18 g,溶液为饱和溶液,溶质质量 18 g,溶液质量 50 g + 18 g = 68 g,故溶质质量∶溶液质量 = 18∶68 = 9∶34。
(3)NaCl 溶解度受温度影响小,蒸发溶剂(蒸发结晶)更易析出;NH₄Cl 溶解度受温度影响大,降温结晶适合提纯 NH₄Cl。
(4)饱和与浓稀是两个不同概念,溶解度小的物质(如 Ca(OH)₂)其饱和溶液也很稀。
解析:易错点:①把溶液误认为一定是液体(实际上溶液是均一稳定的混合物,可以是气态或固态);②计算溶解度相关问题时,忘记溶解度是"100 g 溶剂"中的质量,直接把 36 g 用在 50 g 水上;③计算饱和溶液质量分数时忘记分母是(100 + 溶解度),本题若问质量分数应为 36/136;④混淆"饱和溶液"与"浓溶液"——饱和溶液不一定是浓溶液,浓溶液也不一定是饱和溶液;⑤结晶方法选择错误:溶解度受温度影响小的物质(如 NaCl)用蒸发结晶,受温度影响大的物质(如 KNO₃、NH₄Cl)用降温结晶。
5解答题
2024年某省新闻报道了一起因误将工业用盐亚硝酸钠当作食盐使用而引起的中毒事件,同时报道中提到当地一家食品企业利用小苏打(碳酸氢钠)作为糕点发酵粉,产品安全合格。请结合所学化学知识回答下列问题:
(1)亚硝酸钠(NaNO₂)外观与食盐相似,但有毒,不可食用。请判断亚硝酸钠属于哪一类物质(填"纯净物"或"混合物"),并说明理由。
(2)小苏打受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,使糕点松软。请写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式。
(3)该企业实验室中有一瓶标签模糊的白色固体,可能为碳酸钠或氯化钠。请设计一个实验方案加以鉴别,写出实验操作、现象和结论。
(4)若向该白色固体的溶液中加入稀盐酸,有气泡产生,该反应是否属于复分解反应?请说明判断依据。
答案:(1)纯净物。亚硝酸钠有固定的组成和化学式NaNO₂,属于化合物,因此是纯净物。
(2)2NaHCO₃ =△= Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑
(3)取少量白色固体于试管中,加入适量稀盐酸(或稀硫酸),若有气泡产生,则该固体为碳酸钠;若无明显现象,则为氯化钠。(也可用氯化钡溶液:产生白色沉淀者为碳酸钠。)
(4)属于复分解反应。碳酸钠与稀盐酸相互交换成分,生成氯化钠、水和二氧化碳,生成物中有气体和水,符合复分解反应发生的条件,反应方程式为:Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑。
解析:(1)易错点:误以为有化学式的物质就是混合物。亚硝酸钠是化合物,属于纯净物。
(2)易错点:方程式未配平,忘记标注加热条件△和气体符号↑。
(3)易错点:鉴别方案只写结论未写现象,或选用无法区分两者的试剂。碳酸钠与酸反应产生CO₂气泡,氯化钠不反应,现象明显。
(4)易错点:误认为有气体生成就不是复分解反应。复分解反应的本质是两种化合物相互交换成分,生成物中有沉淀、气体或水至少一种即可发生,碳酸钠与盐酸的反应符合此条件。
6解答题
2025年3月,某市自来水厂在新闻发布会上介绍了"低温低浊水"净化新工艺。技术人员取了一定量含有泥沙等难溶性杂质的原水,加入适量明矾后静置,再经过滤得到较澄清的水,最后加入适量用于消毒的含氯物质。已知信息:①泥沙等杂质不溶于水;②明矾溶于水后生成的胶状物能吸附杂质而沉降;③过滤能除去不溶性固体杂质。
请回答下列问题:
(1)加入明矾并静置后,上层澄清的水可看作由水和溶解在其中的物质形成的________(填"溶液""悬浊液"或"乳浊液"),判断依据是它具有________性和稳定性。
(2)过滤后所得的水属于________(填"纯净物"或"混合物"),因为其中仍含有________(举一例即可)。
(3)若将过滤所得的水加热煮沸,会有少量固体(水垢)析出。某同学认为"有固体析出,说明原来的水是饱和溶液",请判断该说法是否正确,并说明理由。
(4)该厂用溶质质量分数为 10% 的次氯酸钠溶液消毒。现需配制 200 g 溶质质量分数为 0.5% 的稀消毒液,需要 10% 的次氯酸钠溶液多少克?水多少克?
答案:(1)溶液;均一
(2)混合物;可溶性钙、镁化合物(或可溶性杂质、溶解的明矾等,合理即可)
(3)不正确。水中析出的水垢是可溶性钙、镁化合物在煮沸时发生化学变化(或受热分解)生成的难溶性固体,而不是原溶液中的溶质因达到饱和而结晶析出;原水中溶解的物质远未达到饱和。(意思对即可)
(4)设需 10% 的次氯酸钠溶液质量为 x。
根据稀释前后溶质质量不变:x × 10% = 200 g × 0.5%
解得 x = 10 g
需水的质量 = 200 g − 10 g = 190 g
答:需要 10% 的次氯酸钠溶液 10 g,水 190 g。
解析:本题把"溶液的形成、饱和溶液、溶质质量分数计算"放入自来水净化的社会热点情境中,考查知识迁移。
(1)易错点:误填"悬浊液"。悬浊液中是不溶性固体小颗粒,而上层澄清的水已除去不溶性杂质,是均一、稳定的混合物,属于溶液。
(2)易错点:把"澄清"当作"纯净"。过滤只除去不溶性杂质,水中仍溶解有可溶性杂质(钙、镁化合物等),故是混合物。
(3)易错点:把"有固体析出"一律等同于"饱和溶液结晶"。水垢是煮沸时可溶性钙、镁化合物发生化学反应生成的难溶物,与溶解度无关,这正是本题考查的迁移点。
(4)易错点一:误认为稀释后溶质质量分数相加或用 200 g × 0.5% ÷ 10% 后忘记求水的质量;易错点二:把 190 g 换算成体积时出错(本题直接求质量即可)。稀释问题抓住"稀释前后溶质质量不变"这一核心关系列式。
7解答题
阅读下列新闻报道,回答问题。
【新闻摘要】2024年春,我国北方某地突发低温雨雪天气,交通部门采用向路面撒氯盐(主要成分为氯化钠、氯化钙)的方法融雪。科研人员指出,撒盐融雪的原理是盐溶解在雪水中形成溶液后,使水的凝固点明显降低,从而让冰雪在较低温度下融化。但有环保组织提醒:大量使用氯盐融雪会加速路面和桥梁钢筋锈蚀,也会使路边土壤盐碱化。
已知信息:在20℃时,氯化钠的溶解度为36g,氯化钙的溶解度为74g;大多数固体物质的溶解度随温度升高而增大,而氯化钠的溶解度受温度影响很小。
(1) 报道中提到的「盐水」属于溶液。请根据溶液的定义,判断盐水是否属于纯净物,并说明理由。
(2) 取20℃时的氯化钠饱和溶液,向其中再加入2g氯化钠固体,充分搅拌后氯化钠固体质量不变。请判断此时溶液是否为饱和溶液,并说明依据。
(3) 某工人在20℃时,将54g氯化钠加入150g水中,充分搅拌。通过计算判断:所得溶液是否恰好饱和?若不饱和,还需再加入多少克氯化钠才能恰好达到饱和?
(4) 有市民建议:「既然氯化钙的溶解度比氯化钠大,那就用氯化钙浓溶液代替氯化钠,效果一定更好。」请结合「饱和溶液与浓溶液的区别」,评价这一说法是否严谨,并简述理由。
(5) 针对报道中提到的钢筋锈蚀问题,请写出一条利用金属活动性知识提出的防护建议(不要求写化学方程式)。
答案:(1) 不属于纯净物。溶液是一种或几种物质分散到另一种物质里形成的均一、稳定的混合物;盐水由氯化钠和水两种物质组成,属于混合物(溶液)。
(2) 是饱和溶液。一定温度下,不能再继续溶解某种溶质的溶液叫饱和溶液;加入的2g氯化钠固体质量不变,说明该溶液在20℃下已不能再溶解氯化钠,故为饱和溶液。
(3) 20℃时氯化钠溶解度为36g,即100g水中最多溶解36g氯化钠。150g水中最多溶解氯化钠质量为 36g×(150g÷100g) = 54g。现加入54g,恰好完全溶解且达到饱和状态,故所得溶液恰好饱和,无需再加氯化钠(需再加入0g)。
(4) 不严谨。浓溶液与饱和溶液是两个不同的概念:浓溶液指溶质质量分数较大的溶液,饱和溶液指一定温度下不能再溶解该溶质的溶液;饱和溶液不一定是浓溶液,浓溶液也不一定是饱和溶液。氯化钙溶解度较大只是说明相同条件下能溶解更多溶质,并不能直接推出其溶液「效果一定更好」,融雪效果还与用量、温度、成本、腐蚀性等有关。
(5) 示例:可在桥梁钢筋表面涂刷防腐涂层(或刷漆、镀锌、制成不锈钢合金),利用金属活动性知识隔绝氧气和水,防止铁被腐蚀。(其他合理答案亦可,如「选用活动性比铁强的金属作牺牲阳极保护钢筋」等)
解析:本题以「撒盐融雪」新闻为情境,考查溶液的定义、饱和溶液判断、溶解度计算以及饱和/浓溶液概念辨析,属于知识迁移型综合题。
(1) 易错点:误以为「溶液是液体」就等于纯净物,忽略溶液是均一、稳定的混合物。
(2) 易错点:只看外观澄清就判断不饱和;判断饱和与否的关键是「能否继续溶解该溶质」,而不是溶液外观。
(3) 易错点:直接用 54g÷150g 计算质量分数而忘记与溶解度对应;正确思路是把溶解度换算到150g水:36g/100g水 = x/150g水,得 x=54g,恰好饱和。
(4) 易错点:把「溶解度大」等同于「溶液浓」或「效果好」,混淆饱和溶液与浓溶液;须强调二者概念不同、无必然因果。
(5) 易错点:答成与金属活动性无关的措施(如「少撒盐」),须落到金属防腐(涂层、镀层、合金、牺牲阳极等)上。
本题梯度明显:(1)(2)为基础,(3)为中档计算,(4)(5)为综合提高。
8解答题
阅读下列材料,回答问题。
【新闻背景】2024年,我国多地推广「校园直饮水+消毒」工程。某校化学兴趣小组在新闻中看到一则报道:某水厂用二氧化氯(ClO₂)对自来水消毒,反应之一为 2NaClO₂ + Cl₂ = 2ClO₂ + 2NaCl。同时,另一则报道称:科研人员用过氧化氢(H₂O₂)在二氧化锰催化下快速分解产生氧气,用于应急供氧:2H₂O₂ =MnO₂= 2H₂O + O₂↑。
已知信息:
① 在20℃时,硝酸钾的溶解度为31.6g,氯化钠的溶解度为36g;
② 硝酸钾的溶解度随温度升高而明显增大,氯化钠的溶解度受温度影响很小;
③ 某同学欲配制100g溶质质量分数为10%的硝酸钾溶液,用于校园植物营养液对比实验。
请回答:
(1) 写出上述过氧化氢分解反应中二氧化锰所起的作用,并判断该反应属于哪种基本反应类型。
(2) 该同学计算:需硝酸钾固体质量 = 100g×10% = 10g,需水的质量为 90g(即90mL)。请判断该计算是否正确,并写出配制该溶液的完整步骤(按顺序写出各步名称)。
(3) 若该同学在量取90mL水时俯视量筒读数,则所配溶液的溶质质量分数比10%偏大还是偏小?请说明理由。
(4) 现有20℃时硝酸钾饱和溶液200g。若将其温度升高到60℃(硝酸钾溶解度显著增大),请判断溶液是否仍为饱和溶液,并说明理由。
(5) 某同学提出:「既然20℃时氯化钠溶解度(36g)比硝酸钾(31.6g)大,那么20℃时氯化钠的饱和溶液一定比硝酸钾的饱和溶液浓。」请判断该说法是否正确,并结合「饱和溶液与浓溶液的概念区别」说明理由。
答案:(1) 二氧化锰在反应中起催化作用(加快过氧化氢分解,本身质量和化学性质在反应前后不变);该反应由一种物质生成两种物质,属于分解反应。
(2) 计算正确:溶质质量 = 100g×10% = 10g,溶剂(水)质量 = 100g - 10g = 90g,水的密度约为1g/mL,即90mL。配制步骤依次为:计算 → 称量(称取10g硝酸钾固体)→ 量取(量取90mL水)→ 溶解(搅拌至完全溶解)→ 装瓶贴标签。
(3) 溶质质量分数偏大。俯视量筒读数时,读数偏大、实际量取水的体积偏小,即溶剂质量偏小而溶质质量不变,故溶质质量分数 = 溶质质量÷溶液质量 偏大。
(4) 不再是饱和溶液,变为不饱和溶液。因为硝酸钾溶解度随温度升高而明显增大,升温后该温度下能溶解的硝酸钾更多,原饱和溶液中溶质质量不变、溶解能力增大,故变为不饱和溶液。
(5) 不正确。饱和溶液与浓溶液是两个不同的概念:饱和溶液指一定温度下不能再继续溶解该溶质的溶液,浓溶液指溶质质量分数较大的溶液。20℃时氯化钠溶解度虽略大于硝酸钾,但溶解度大小只反映该温度下饱和状态时的溶解能力,不能简单等同于「溶液一定更浓」;且饱和溶液不一定是浓溶液,浓溶液也不一定是饱和溶液,二者无必然对应关系。
解析:本题以「校园直饮水与应急供氧」新闻为情境,把溶液配制、溶解度、饱和/浓溶液概念与催化反应、分解反应等知识放进陌生情境,考查迁移应用能力。
(1) 易错点:把二氧化锰写成反应物或生成物,忘记它是催化剂;判断反应类型时误判为置换反应,应抓住「一变多」为分解反应。
(2) 易错点:算水的质量时用 100g×10% 直接当水的质量(应为 100g-10g=90g);步骤顺序易漏「计算」或把「称量、量取」颠倒。
(3) 易错点:俯视读数方向搞反,误认为水偏多导致浓度偏小;实际俯视读数偏大、量取水偏少,浓度偏大。
(4) 易错点:误认为升温后仍是饱和溶液;关键看溶解度随温度变化方向,硝酸钾溶解度随温度升高而增大,故变为不饱和。
(5) 易错点:把溶解度大小直接等同于溶液浓稀,混淆「饱和溶液」与「浓溶液」概念;须明确二者定义不同,无必然因果。
本题梯度明显:(1)基础,(2)(3)中档实验与误差分析,(4)(5)综合概念辨析与提高。