1选择题
在化学课上,同学们对实验室制取二氧化碳后的废液(含有盐酸和氯化钙)进行了如下处理:①加入过量碳酸钙粉末;②过滤;③向滤液中滴加碳酸钠溶液至恰好不再产生沉淀。下列关于此过程的说法正确的是( )
- A. 步骤①中加入碳酸钙是为了除去溶液中的氯化钙
- B. 步骤②过滤后得到的滤液中溶质只有氯化钙
- C. 步骤③中观察到的现象是先产生气泡,后产生白色沉淀
- D. 整个过程中涉及的反应均为复分解反应
答案:D
解析:本题综合考查了酸、碱、盐的化学性质以及反应类型判断。A选项错误,步骤①加入过量碳酸钙是为了与废液中的盐酸反应(CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑),除去盐酸,而非除去氯化钙。B选项错误,步骤②过滤后,滤液中溶质应为氯化钙(来自原溶液和反应生成)和未反应的氯化钙,但碳酸钙过量,过滤后滤液中溶质主要是氯化钙,但若盐酸完全反应,溶质只有氯化钙,若盐酸未完全反应,溶质还有氯化氢。但根据题意“加入过量碳酸钙粉末”,盐酸应已完全反应,故滤液中溶质为氯化钙,但描述不严谨,因为原溶液中就有氯化钙,且生成氯化钙,故溶质是氯化钙,但选项说“只有”氯化钙,从反应后成分看是正确的,但结合C选项分析,B的表述存在歧义,且C选项明显错误。C选项错误,步骤③向滤液中滴加碳酸钠溶液,滤液中的溶质是氯化钙,碳酸钠与氯化钙反应:Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl,现象是产生白色沉淀,没有气泡产生。D选项正确,步骤①是盐酸与碳酸钙反应(复分解反应),步骤③是碳酸钠与氯化钙反应(复分解反应),步骤②过滤是物理操作。故选D。易错点:对废液成分分析不清,误认为加入碳酸钙是为了除去氯化钙;对步骤③的反应过程判断失误,以为碳酸钠会先与可能剩余的盐酸反应(但步骤①已过量,盐酸已无),或误认为有气泡产生。
2选择题
小明同学在复习时,对初中化学涉及的“三种气体”(O₂、CO₂、CO)的制取与性质进行了如下总结,其中完全正确的是( )
- A. 实验室制取O₂和CO₂,都可以使用向上排空气法收集,因为它们的密度都比空气大
- B. O₂、CO₂、CO三种气体中,只有CO₂能造成温室效应,因此只有它会导致空气污染
- C. 检验CO₂气体常用澄清石灰水,除去CO₂气体中的少量CO常用点燃的方法
- D. 实验室制取CO₂的药品是石灰石(或大理石)和稀盐酸,反应原理是:CaCO₃+H₂SO₄=CaSO₄+H₂O+CO₂↑
答案:A
解析:本题综合考查了O₂、CO₂、CO的实验室制法、性质、收集、检验、除杂及环保知识。A选项正确,O₂和CO₂的密度均比空气大,都可以用向上排空气法收集。B选项错误,CO₂是主要的温室气体,但CO有毒,也是空气污染物之一;造成空气污染的还有SO₂、NO₂等。C选项错误,除去CO₂中的少量CO,不能用点燃的方法,因为CO₂不支持燃烧,大量CO₂中少量的CO无法被点燃;正确方法是将混合气体通过灼热的氧化铜(CO+CuO△Cu+CO₂)。D选项错误,实验室制取CO₂不用稀硫酸,因为生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在石灰石表面,阻止反应持续进行;正确药品是石灰石(或大理石)和稀盐酸。故选A。易错点:对气体收集方法的选择依据理解不深;对空气污染物的种类记忆不全;混淆除杂方法与反应原理;对实验室制取CO₂不用稀硫酸的原因不清楚。
3选择题
海南某中学的化学兴趣小组在学习“溶液”单元后,对校园附近河流的水样进行了检测。下列有关溶液的说法或操作正确的是( )
- A. 河水是无色透明的,所以河水是纯净物
- B. 用pH试纸测定该河水pH时,可将试纸直接浸入水样中
- C. 若要除去水样中不溶性杂质,可采用过滤的方法
- D. 该水样蒸发后有固体残留,说明原水样是饱和溶液
答案:C
解析:本题以校园生活情境考查溶液的基本概念、pH测定操作、混合物分离方法以及饱和溶液的判断,综合性强。
A选项错误。河水是混合物,含有多种可溶性和不溶性物质,无色透明不等于纯净物。易错点:混淆“均一、稳定”的溶液特征与“纯净物”的概念。
B选项错误。用pH试纸测定溶液pH时,正确的操作是:取一小片pH试纸放在洁净干燥的玻璃片或白瓷板上,用玻璃棒蘸取待测液滴在试纸上,将试纸显示的颜色与标准比色卡对比。不能将试纸直接浸入待测液,以免污染试剂。易错点:忽略实验操作规范性。
C选项正确。过滤是分离不溶性固体和液体的基本方法。易错点:误认为过滤能除去可溶性杂质。
D选项错误。蒸发后有固体残留,只能说明原水样是含有可溶性固体的混合物,不能判断其是否饱和。饱和溶液的定义是在一定温度下,不能再继续溶解该溶质的溶液。易错点:将“有固体残留”与“饱和”错误关联。
综上,故选C。
4选择题
化学兴趣小组的同学为验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序,设计了如下实验方案。其中,理论上可行且操作相对简便的方案是( )
- A. 将Fe和Cu分别放入AgNO₃溶液中,观察现象
- B. 将Fe和Ag分别放入CuSO₄溶液中,观察现象
- C. 将Cu分别放入FeSO₄溶液和AgNO₃溶液中,观察现象
- D. 将Fe放入CuSO₄溶液中,再将反应后的Cu放入AgNO₃溶液中
答案:C
解析:本题综合考查金属活动性顺序的验证方案。A方案中,Fe和Cu都能置换出Ag,只能证明Fe、Cu都比Ag活泼,但无法比较Fe和Cu的活动性强弱。B方案中,Fe能置换Cu,证明Fe>Cu,但Ag不能置换Cu,只能证明Cu>Ag,无法直接证明Fe>Ag,需要结合A或D才能得出完整顺序,不够直接。C方案中,Cu放入FeSO₄溶液中不反应,说明Fe>Cu;Cu放入AgNO₃溶液中能反应,说明Cu>Ag。综合可得Fe>Cu>Ag,方案可行且只需操作两次,相对简便。D方案虽然能得出正确顺序,但涉及两步操作和后续处理,不如C方案直接。故选C。
5填空题
实验室常用大理石(主要成分碳酸钙)和稀盐酸反应制取二氧化碳。小华在实验后产生了疑问:如果改用稀硫酸代替稀盐酸,反应能否顺利进行并持续收集到气体?他进行了如下探究:
在两支试管中分别放入等量的大理石颗粒,一支加入稀盐酸,另一支加入等体积、等浓度的稀硫酸。
(1)他观察到加入稀盐酸的试管中迅速产生大量气泡,而加入稀硫酸的试管中______。
(2)请解释出现上述现象的原因:______。
(3)基于以上探究,实验室制取二氧化碳不选用稀硫酸的原因是______。
(4)写出实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式:______。
答案:(1)开始时有少量气泡产生,随后气泡逐渐减少直至停止。
(2)稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙(CaSO₄),硫酸钙会覆盖在大理石表面,阻碍稀硫酸与碳酸钙继续接触,使反应逐渐停止。
(3)生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在反应物表面,阻止反应持续进行,不利于气体的连续收集。
(4)CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑
解析:本题综合考查实验室制取CO₂的药品选择原理及化学方程式书写,情境源自实验探究。
(1)需根据硫酸钙的性质描述实验现象。易错点:只写“不反应”或“反应停止”,忽略“开始时有少量气泡”。解题关键:理解反应初期可以进行,但很快被生成物阻碍。
(2)需从生成物硫酸钙的溶解性角度解释。易错点:答成“硫酸钙是沉淀”,表述不准确(应为微溶)。解题关键:熟记硫酸钙的溶解性及其对反应的影响。
(3)需总结不选用稀硫酸的原因。易错点:与“稀硫酸与石灰石反应速度太快”等错误结论混淆。解题关键:抓住“反应无法持续”这一核心问题。
(4)需正确书写化学方程式并配平。易错点:化学式书写错误(如将CaCO₃写成CaCO₃),或未标注气体符号。解题关键:准确记忆反应物、生成物化学式并配平。
6解答题
小明在学习金属材料时,对合金产生了兴趣。他查阅资料得知,合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。他想探究合金与纯金属性质的差异。
(1)请从硬度、熔点、抗腐蚀性三个方面,比较合金与其成分金属的常见差异,并各举一个生活中的应用实例。
(2)生铁和钢都是铁的合金,但性能差异较大。请从含碳量的角度解释造成这种差异的主要原因。
答案:(1)合金的硬度一般比其成分金属大,例如黄铜(铜锌合金)比纯铜硬度大,可用于制造耐磨零件;合金的熔点一般比其成分金属低,例如焊锡(锡铅合金)比纯锡和纯铅的熔点都低,用于电子焊接;合金的抗腐蚀性一般比其成分金属好,例如不锈钢(铁铬镍等合金)比纯铁抗腐蚀性好,用于制作医疗器械和餐具。
(2)生铁和钢都是铁碳合金,但生铁的含碳量(2%~4.3%)比钢(0.03%~2%)高。含碳量越高,材料硬度越大但脆性也越大,因此生铁硬而脆;含碳量较低的钢,其硬度、强度、韧性等综合性能更优,可通过热处理进一步调整性能。
解析:本题综合考查合金的性质与用途,以及生铁和钢的成分差异。
(1)需从硬度、熔点、抗腐蚀性三个角度作答,并举例。易错点:①混淆“硬度大”与“熔点低”等性质对应的实例;②举例不当,如举出非合金的实例。解题关键:牢记合金性质的“一高(硬度)两低(熔点、密度)一强(抗腐蚀性)”规律,并结合生活常识。
(2)需明确生铁和钢含碳量的具体范围及其对性能的影响。易错点:将含碳量高低与性能(如韧性)的关系说反。解题关键:准确记忆含碳量数据,并理解“碳含量影响材料力学性能”这一基本原理。
7解答题
某化学兴趣小组在实验室进行金属与酸反应的探究实验。他们取等质量的镁、锌、铁三种金属粉末,分别加入到足量的稀硫酸中,充分反应后,测量并记录了产生氢气的质量。
(1)请写出镁与稀硫酸反应的化学方程式。
(2)根据实验数据,小组同学绘制了氢气质量与反应时间的关系示意图(已知信息:图中曲线a、b、c分别代表镁、锌、铁与酸反应,横坐标为时间,纵坐标为氢气质量,最终a、c、b三条曲线达到的氢气质量高度依次降低)。请根据此图示信息,将三种金属的活动性由强到弱排列。
(3)若要验证图中曲线a、c、b分别对应哪种金属,请设计一个简单的实验方案,简述操作和预期现象。
答案:(1)Mg + H₂SO₄ = MgSO₄ + H₂↑
(2)根据图示,三种金属最终产生氢气质量由多到少的顺序为a、c、b。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。镁(Mg)化合价为+2,相对原子质量24,比值为2/24;铁(Fe)化合价为+2,相对原子质量56,比值为2/56;锌(Zn)化合价为+2,相对原子质量65,比值为2/65。比值越大,产氢越多。因此,a代表镁,c代表铁,b代表锌。金属活动性顺序为Mg>Fe>Zn,即a>c>b。
(3)实验方案:分别取少量三种金属粉末于试管中,加入等量、等浓度的稀盐酸,观察反应剧烈程度。预期现象:镁与酸反应最剧烈,产生气泡最快;铁与酸反应较平缓,产生气泡较慢;锌与酸反应剧烈程度介于两者之间。根据反应剧烈程度即可判断金属活动性。
解析:本题综合考查金属与酸反应的化学方程式书写、根据质量关系推断金属活动性以及实验设计能力。
第(1)问考查基础化学方程式书写,易错点是忘记配平或写错化学式。
第(2)问是核心,考查“等质足酸”情境下,利用化合价与相对原子质量的比值(即金属的“产氢效率”)来比较产氢量,并进一步推断活动性。易错点:①混淆“产氢质量”与“金属活动性”的关系,活动性强的金属(如Mg)不一定在图中产氢质量最高(此处Mg产氢质量最高是因为其“产氢效率”最高);②计算比值时出错,如将Fe的相对原子质量记错。根据图示产氢质量排序(a>c>b)和计算结果(Mg>Fe>Zn),可确定a是Mg,c是Fe,b是Zn。因此活动性顺序为Mg>Fe>Zn。
第(3)问考查实验方案设计,易错点是方案不完整或现象描述不准确,需明确控制变量(酸种类、浓度、用量相同)并观察反应剧烈程度。
8解答题
学校实验室有一瓶标签模糊的氯化钠溶液,化学老师让小明同学测定其溶质质量分数。小明取100g该溶液,向其中滴加足量的AgNO₃溶液,充分反应后过滤、洗涤、干燥,得到28.7g白色沉淀。已知反应的化学方程式为:NaCl + AgNO₃ = AgCl↓ + NaNO₃。请计算:
(1)该氯化钠溶液中溶质的质量。
(2)该氯化钠溶液的溶质质量分数。
(3)若要将此溶液稀释为5%的氯化钠溶液用于植物培养,需加水多少克?
答案:(1)解:设氯化钠溶液中溶质的质量为x。
NaCl + AgNO₃ = AgCl↓ + NaNO₃
58.5 143.5
x 28.7g
58.5 / x = 143.5 / 28.7g
解得 x = 11.7g
(2)该氯化钠溶液的溶质质量分数为:(11.7g / 100g) × 100% = 11.7%
(3)设稀释后溶液的总质量为y。根据稀释前后溶质质量不变,则有:
11.7g = y × 5%
解得 y = 234g
需加水的质量为:234g - 100g = 134g
答:(1)溶液中溶质的质量为11.7g。(2)溶质质量分数为11.7%。(3)需加水134g。
解析:本题综合考查溶液配制、化学方程式计算和溶液稀释计算。
(1)根据化学方程式进行计算是核心。关键在于利用沉淀AgCl的质量(28.7g)与NaCl的质量关系进行比例计算。易错点是相对分子质量计算错误或比例关系列错。
(2)溶质质量分数的计算是基本公式,直接代入即可。
(3)溶液稀释的核心依据是“稀释前后溶质质量不变”。计算稀释后溶液总质量时,易错点是误将原溶液质量当作稀释后质量,或直接计算加水量而出错。正确方法是先求出稀释后溶液总质量,再减去原溶液质量。