1选择题
化学课上,老师展示了用一氧化碳还原氧化铁的实验装置。课后,同学们围绕该实验展开了讨论。下列说法正确的是
- A. 该反应体现了CO的可燃性
- B. 实验中观察到红色粉末逐渐变为黑色
- C. 尾气直接排放不会造成空气污染
- D. 该反应可用于工业炼铁
答案:D
解析:本题以化学课堂情境考查金属冶炼相关知识。A选项错误,该反应中CO夺取了氧化铁中的氧,体现了CO的还原性,而非可燃性。B选项错误,氧化铁(Fe₂O₃)是红色粉末,反应后生成的铁粉是黑色,因此现象应为红色粉末逐渐变为黑色。C选项错误,尾气中含有未反应完的CO,CO是有毒气体,直接排放会污染空气,需要点燃处理。D选项正确,工业上炼铁的原理就是利用CO在高温下还原铁矿石(如赤铁矿)。故选D。
2选择题
学习了酸碱盐知识后,小桂同学对校园生活中的一些现象进行了分析。下列分析正确的是
- A. 实验室用大理石和稀硫酸制取CO₂,因为反应速率适中
- B. 食堂用小苏打(NaHCO₃)制作馒头,因为小苏打受热分解产生CO₂气体
- C. 用铁桶盛放波尔多液(含CuSO₄),因为铁与硫酸铜不反应
- D. 图书馆的档案资料着火,用泡沫灭火器扑灭,因为灭火效率高
答案:B
解析:本题以校园生活为情境,综合考查酸、碱、盐、灭火等知识。A选项错误,实验室制取CO₂选用大理石(或石灰石)和稀盐酸,不能用稀硫酸,因为反应生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在大理石表面阻止反应继续进行。B选项正确,小苏打(碳酸氢钠)受热易分解生成二氧化碳气体,使馒头疏松多孔。C选项错误,铁的活动性比铜强,能与硫酸铜发生置换反应(Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu),腐蚀铁桶,故不能用铁桶盛放波尔多液。D选项错误,图书馆档案资料贵重,泡沫灭火器喷出的液体会损坏资料,应使用二氧化碳灭火器。故选B。
3选择题
为探究金属与酸反应的规律,小明在实验室用等质量的铝、铁、锌三种金属分别与足量的稀硫酸反应,产生氢气的质量(m)与反应时间(t)的关系,下列图像正确的是(假设反应速率:铝>锌>铁)
- A. 图像中三条线最终铝线最高,铁线次之,锌线最低
- B. 图像中三条线最终铝线最高,锌线次之,铁线最低
- C. 图像中三条线最终铁线最高,铝线次之,锌线最低
- D. 图像中三条线最终铝线和铁线一样高,锌线最低
答案:A
解析:本题考查等质量的金属与足量酸反应生成氢气质量的规律。根据“等质量金属与足量酸反应,生成氢气质量=(金属质量×金属化合价)/金属相对原子质量”计算。铝(Al)化合价+3,相对原子质量27,生成氢气质量比值为3/27=1/9;铁(Fe)化合价+2,相对原子质量56,比值为2/56=1/28;锌(Zn)化合价+2,相对原子质量65,比值为2/65。比较三个分数:1/9 > 1/28 > 1/26。因此,最终生成氢气质量:铝 > 铁 > 锌。图像反映的是质量与时间关系,最终高度对应氢气总质量,故三条线最终铝最高,铁次之,锌最低。选项A符合此规律。易错点:①混淆“足量酸”和“足量金属”的情境,本题是足量酸,金属完全反应;②计算比值时化合价或相对原子质量用错,如将锌记为64;③看图时只关注反应快慢(斜率)而忽略最终质量(高度)。故选A。
4填空题
化学与我们的学习生活密切相关。请用所学知识回答下列问题:
(1)学校实验室的铁架台表面常刷一层油漆,其防锈原理是__________。
(2)实验室制取二氧化碳后,废液中的溶质主要是__________(写化学式)。
(3)配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液时,若量取水时仰视读数,会导致所配溶液的溶质质量分数__________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(4)某些食品包装袋中常放有干燥剂,其主要成分是生石灰(CaO),生石灰作干燥剂的原理用化学方程式表示为__________。
答案:(1)隔绝氧气和水。
(2)CaCl₂。
(3)偏小。
(4)CaO + H₂O = Ca(OH)₂。
解析:本题综合考查金属防锈、溶液配制、干燥剂原理等与生活相关的化学知识。(1)铁生锈需要同时接触氧气和水,刷漆可同时隔绝二者。易错点是只答隔绝其中一种。(2)实验室用大理石(主要成分CaCO₃)和稀盐酸(HCl)制CO₂,反应为CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑,废液中溶质为生成的CaCl₂和可能过量的HCl,但题目问“主要”,且通常指生成物,故填CaCl₂。易错点是填HCl。(3)仰视读数,实际量取的水体积偏大,溶液总质量偏大,溶质质量分数偏小。易错点是误判为偏大。(4)生石灰与水反应生成熟石灰,注意化学方程式书写要配平、标状态。易错点是写成CaO + H₂O → Ca(OH)₂,未配平或漏写“=”。
5解答题
小明在实验室用托盘天平称量5.2g粗盐(含难溶性杂质)进行提纯实验。他先将粗盐全部加入烧杯,加入适量水溶解,然后进行过滤、蒸发等操作,最终得到4.8g精盐。
(1)过滤操作中,玻璃棒的作用是__________。
(2)蒸发操作时,当观察到__________时,应停止加热。
(3)计算本次实验的产率。(产率 = 精盐质量 / 粗盐质量 × 100%)
(4)若产率偏低,请分析可能的一种操作原因。
答案:(1)引流。
(2)蒸发皿中出现较多固体。
(3)产率 = (4.8g / 5.2g) × 100% ≈ 92.3%。
(4)蒸发时液滴飞溅(或转移精盐时有残留、过滤时滤纸破损导致部分杂质进入滤液等合理答案)。
解析:本题考查粗盐提纯实验的核心操作与误差分析。(1)过滤时玻璃棒用于引流,防止液体溅出或冲破滤纸。易错点是答成“搅拌”。(2)蒸发时停止加热的时机是出现较多固体,利用余热蒸干,防止晶体飞溅。易错点是写成“水分蒸干”。(3)直接套用公式计算即可,注意结果保留一位小数。(4)产率偏低即精盐质量偏小,可能原因有:蒸发时液滴飞溅损失精盐、转移精盐时有残留、过滤时滤纸破损导致部分不溶性杂质进入滤液(但后续蒸发时这部分质量可能被计入,此处需谨慎,通常飞溅是最常见原因)、溶解不充分等。易错点是将导致产率偏高的操作(如粗盐未完全溶解)误认为是偏低原因。
6解答题
化学兴趣小组在实验室进行“探究燃烧条件”的实验。他们提供的器材和药品有:烧杯、热水、白磷(着火点40℃)、红磷(着火点240℃)、薄铜片、镊子。
(1)请设计一个实验方案,证明可燃物燃烧需要“温度达到着火点”。简述实验操作和预期现象。
(2)上述实验中,薄铜片的作用是什么?
(3)实验结束后,小组同学发现热水中也有一小块白磷,但没有燃烧。请解释原因。
答案:(1)实验方案:将一块白磷和一块红磷分别放在薄铜片的两端,然后将薄铜片放在盛有热水的烧杯上(使铜片温度高于白磷着火点但低于红磷着火点)。观察到白磷燃烧,产生大量白烟,而红磷不燃烧。此现象说明,当温度达到着火点时,可燃物才能燃烧。(2)薄铜片的作用:① 作为放置可燃物的载体;② 利用铜的良好导热性,使白磷和红磷受热均匀,且温度能快速达到设定值(热水温度)。(3)热水中的白磷虽然温度达到了着火点(40℃),但因为没有与氧气接触(热水中的溶解氧含量极低,且未与空气直接接触),所以不能燃烧。这说明燃烧需要同时满足“与氧气接触”和“温度达到着火点”两个条件。
解析:本题以探究燃烧条件的经典实验为背景,考查实验设计、分析与解释能力,属于中档题。
(1)第一问要求设计实验证明“温度达到着火点”是燃烧条件之一。核心思路是设置对照实验,控制变量:白磷和红磷都与空气(氧气)接触,但温度相同(热水温度),由于两者着火点不同,预期现象是白磷燃烧而红磷不燃烧,从而证明温度需达到着火点。易错点:① 实验设计不完整,没有明确指出“放在热水上方”的铜片上;② 只描述操作,没有写出“白磷燃烧,红磷不燃烧”的预期现象。
(2)第二问考查实验器材的作用。薄铜片在此实验中主要起载体和导热作用。易错点:只答“放药品”,忽略其导热性使受热均匀的关键作用。
(3)第三问解释热水中白磷不燃烧的原因,需从燃烧条件分析。热水中白磷温度足够,但缺少“与氧气接触”这一条件。易错点:错误地将原因归结为“温度不够”或“白磷是固体”,没有紧扣燃烧的两个必要条件。本题强调解题步骤的完整性与推理的准确性,符合“计算与推理优先”的命题要求。
7解答题
化学兴趣小组在实验室进行“配制50g溶质质量分数为8%的氯化钠溶液”的实验活动。老师提供了氯化钠固体、蒸馏水、量筒、烧杯、玻璃棒、托盘天平(带砝码)、药匙等仪器。
(1)计算:需要氯化钠固体的质量是多少?需要水的体积是多少?(水的密度近似为1g/mL)
(2)称量:用托盘天平称量氯化钠固体时,若指针偏向右边,应进行的操作是______。
(3)量取:量取水时,应选用规格为______mL的量筒(可选“10”、“50”、“100”)。
(4)溶解:将氯化钠固体倒入烧杯后,加入量取好的水,用玻璃棒搅拌,其目的是______。
(5)误差分析:若在量取水时,仰视读数,则所配溶液的溶质质量分数会______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
答案:(1)氯化钠固体质量:50g × 8% = 4g。水的质量:50g - 4g = 46g,即体积为46mL。
(2)向左盘添加氯化钠固体,直至天平平衡。
(3)50
(4)加速氯化钠固体溶解。
(5)偏小。
解析:(1)考查溶质质量分数的基本计算。易错点:计算水的质量时,直接用50g减去溶质质量,而不是用总质量乘以水的质量分数。
(2)考查托盘天平的使用。易错点:不理解“左物右码”时,指针偏右意味着左盘物体(氯化钠)质量不足,应继续添加。
(3)考查量筒的选择原则:量程略大于且最接近所量取液体的体积。46mL最接近50mL量筒,故选50mL。易错点:选择100mL量筒,误差较大。
(4)考查溶解操作中玻璃棒的作用。易错点:答成“防止局部过热”或“引流”,后者是过滤操作中的作用。
(5)考查量取液体时的误差分析。易错点:仰视读数时,视线低于液面凹液面最低点,导致读数偏小,但实际量取的液体体积偏多,溶剂质量偏大,因此所配溶液浓度偏小。
8解答题
小明同学在学习金属的化学性质后,设计了如下实验方案来验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序。
【提供的药品】铁片、铜片、银片、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液、稀盐酸。
(1)小明认为,验证三种金属的活动性顺序,通常需要“两金夹一液”或“两液夹一金”的方案。请从提供的药品中选择合适的试剂,设计一个“两液夹一金”的实验方案(写出操作、现象和结论)。
(2)实验结束后,小明将实验后含有铜离子的废液和含有银离子的废液混合,发现产生了白色沉淀。请写出该反应的化学方程式,并解释该现象。
答案:(1)实验方案:取两支试管,分别加入硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液,然后分别插入铜片。观察现象。
现象:插入硫酸亚铁溶液中的铜片无明显现象;插入硝酸银溶液中的铜片表面出现银白色固体,溶液由无色变为蓝色。
结论:铜不能置换出铁,但能置换出银,说明金属活动性顺序为:Fe > Cu > Ag。
(2)化学方程式:CuSO₄ + 2AgNO₃ = Cu(NO₃)₂ + Ag₂SO₄↓ (或 CuCl₂ + 2AgNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2AgCl↓,根据实际废液成分书写,此处以硫酸铜和硝酸银反应为例)。解释:硫酸银(Ag₂SO₄)或氯化银(AgCl)是难溶于水的白色沉淀,因此混合后产生白色沉淀。
解析:(1)考查金属活动性顺序的验证。本题要求设计“两液夹一金”的方案,即用中间金属(铜)分别与两种盐溶液(活动性比它强的金属盐溶液和比它弱的金属盐溶液)反应。易错点:①设计方案时,试剂选择错误,如误用铁片或银片作为“一金”;②现象描述不准确,如将铜片表面出现的银白色固体描述为“银白色金属”或“析出金属”;③结论表述不完整,未明确写出三种金属的活动性顺序。
(2)考查盐的化学性质及复分解反应。易错点:①不能根据题目信息(铜离子废液和银离子废液混合)判断反应物,从而写错化学方程式;②将白色沉淀误认为是铜或银单质;③对硫酸银或氯化银的溶解性不熟悉。