-
1、在“科普周”活动中,同学们走进某科研机构,了解到光催化转化CO是一种实现“双碳”目标的途径。在研究员的指导下,参与了光催化转化实验。
任务一:初步了解光催化转化CO2点:
研究员介绍:在光照条件下,用某纳米笼作催化剂,可将CO2转化为CO、CH4等多种含碳物质:最新研究成果是,向上述纳米笼中添加Cu2O形成“纳米笼-Cu2O”催化剂,反应后生成的含碳物质中CO接近100%,获得的CO可直接用于合成化工产品。
任务二:制备“纳米笼-CU2O”催化剂
(1)、 路径如下:CuSO4Cu(OH)2Cu2O纳米笼-Cu2O
小组同学认为,用NaOH与CuSO4制取Cu(OH)2 , 需检验NaOH是否变质。进行下列实验。
实验操作
实验现象或方程式
结论
①取样,溶于水,滴加过量稀H2SO4
现象
NaOH 已经变质
②取样,溶于水,加入过量BaCl2溶液,过滤,向滤液中加入
方程式
NaOH部分变质为NaCO3
(2)、取提纯的NaOH配制成一定浓度的溶液,依次加入CuSO4溶液、维生素C,发生反应生成 Cu2O。让 Cu2O纳米颗粒生长在纳米笼上,得到 “纳米笼-CuO”。(已知CuO在潮湿的空气中容易发生反应:2Cu2O+O2=4CuO).任务三:深度认识光催化转化CO2
小组同学了解转化原理参与实验。先向透明玻璃反应容器中通入N2放入“纳米笼-CuO”催化剂,加入H2O,再通入CO2排尽N2 , 反应容器中CO2的质量为m,密闭光照。一段时间后,检测到只有气体生成,且生成的含碳物质中CO接近100%。实验后反应容器中混合气体的质量为m。实验过程中通入N的作用是
(3)、小组同学讨论后,根据所学知识对上述实验进行探究。【探究目的】上述容器中CO,是否发生反应,且生成的气体中含碳物质是否只有CO。
【设计方案】装置如下图,打开K,通入氩气后,再将上述实验得到的混合气体全部通入装置,充分反应后,又通氩气直至冷却,关闭K。
提示:石棉绒能增大反应物的接触面,不参加反应;产物中的含碳物质与CuO能反应生成Cu、CO2、H2O2。①A装置的作用是
②要得出结论,需要收集的实验证据及判断依据是
(4)、评价反思通过上述探究学习,同学们对催化剂调控化学反应的新认识是
(5)、同学们讨论认为,从反应条件视角,得出光照条件、“纳米笼-Cu2O”作催化剂能使生成的含碳物质中CO接近100%的结论,还需补充的实验是 -
2、在推进中国式现代化建设的进程中,桥梁是贵州一张亮丽的名片。金属材料在桥梁建造中发挥着重要作用。(1)、桥梁的金属材料
①建造桥梁使用的金属材料主要有铁、锌、铝、钢丝、镀锌钢丝、镀锌铝钢丝等。
其中属于合金的是(选填一种)。
②将赤铁矿(Fe2O3)、焦炭和石灰石一起加入高炉。在高温下,炉内CO和Fe2O3反应得到Fe,反应的化学方程式为
(2)、金属材料的制造一种超高强度锌铝合金镀层钢丝生产的主要工序如下:
①“酸洗”时,将钢丝放入酸洗槽中除去钢丝表面的铁锈。若“酸洗”时间过长,铁会被稀盐酸腐蚀,原理是(用化学方程式表示)。
②“镀锌”利用了锌的活动性强于铁为钢丝提供保护。验证金属活动性Zn>Fe选用的试剂是。
③“镀锌铝”时,镀层厚度随浸镀时间和温度变化关系如图1,若需生产镀层厚度900 pm的锌铝镀层钢丝,最好控制时间和温度为。
(3)、金属材料腐蚀及防护①在ZnAl镀层中加入适量Mg可调节镀层的耐腐蚀性能。取含Al质量分数为5%的ZnAIMg镀层测试镀层腐蚀速率的结果如图2,镀层的腐蚀速率随镀层中不同Zn、Mg质量分数变化的规律是。
②某桥梁主缆采用ZnAIMg钢丝,工程师为了缆索主缆不被腐蚀,设计了桥梁干燥系统如图3。说明缆索主缆的防护原理
-
3、氢化钠是维持人的正常生理活动必不可少的物质。高盐饮食与心血管疾病密切相关,科学摄入氣化钠有益健康。
查阅资料:NaCl在唾液中溶解,钠离子转移到味蕾,使人们感知咸味。NaCl粒径越小,钠离子能越快转移到味蕾,从而避免NaCl摄入过多。NaCl结晶时,水分蒸发速度越快,晶体粒径越小。
(1)、味蕾通过NaCl溶液中的离子感知咸味。(2)、减小NaCl晶体的粒径,其溶解速度变化是(3)、提纯NaCl常采用蒸发结晶的方法,当析出晶体时,过滤,滤液是NaCI的(填“饱和”或“不饱和”溶液。)(4)、20 C时,配制 100 g质量分数为 16% 的NaCl 溶液,需要NaClg.(5)、将含有大量NaCl、少量的MgCl2和MgSO4的固体混合物放入饱和NaCl溶液中,搅拌,过滤,能得到纯净的NaCl。解释用该方法提纯NaCl的原因是(6)、按右图实验,拉动注射器,有晶体析出。同温同体积的饱和NaCl溶液在真空下蒸干和自然蒸干,判断哪一种方式析出的小粒径晶体更多并说明理由。 -
4、自然界氧循环对维持人类生活与生态平衡具有重要意义。(1)、用图1装置制取 CO2和 O2
①用大理石(CaCO3)和稀HCl制取CO2的化学方程式为 , 收集装置是验满的方法是
②用B作发生装置产生O2 , 反应的化学方程式为 , 检验氧气的方法是
(2)、探究鱼缸中氧循环①图2鱼缸中pH和含氧量比一周前明显下降。pH下降的原因可能是(用化学方程式表示)。
②用图3进行实验,测得4小时后a中含氧量为8.32g/L,b中含氧量为6.23g/L。从氧循环的角度分析,氣含量不同的原因是
③若要恢复鱼缸中的正常氧循环,可以采取的一种做法是
-
5、燃料的使用推动了人类社会的发展。(1)、燃料变迁过程:木柴(热值12 kJ/g)→煤(热值 34 kJ/g)→天然气(热值 55 kJ/g)
①木柴的热值比煤(填“高”或“低”)。
②为使煤充分燃烧,可采取的一种方法是
③用电火花引燃气态燃料,为燃料燃烧提供的条件是
④从达成“碳中和”的目标分析,用天然气(CH4)替代煤(C)作燃料的理由是
(2)、氢气是未来理想的能源。①2024年6月,我国首次实现利用海上风电电解海水制氢。电解18kg的水,理论上能得到氢气的质量为kg.
②用单壁碳纳米管可储存氢气如图1,该过程中不变的微观粒子是。另一种储氢方式如图2,
与
的质量比是
③从不同视角思考,设计一种理想燃料,需要考虑的因素有(答两点)。
-
6、“神州”问天、“天宫”遨游、“嫦娥”揽月·…人类将进入大航天时代。化学在探索宇宙奥秘中发挥着重要作用。(1)、空间站中能供给航天员呼吸的气体是(2)、“天宫种菜”所用的营养液含有KCl、NH-NO,等,其中属于钾肥的是(3)、聚丙烯、聚氨酯属于(填“天然”或“合成”)材料,可以做月球基地建设的粘结固化剂。(4)、“夸父一号”太阳探测器可近距离靠近太阳,写出探测器材料的一种性能(5)、若利用月壤中的某些成分,将CO2、H2O转化为H2、CH4、O2等,有望为人类在月球上生存解决(答一点)问题。
-
7、碳酸锂(Li2CO3)是制备新能源汽车电池的重要原料。利用锂辉石(成分为Li2CO3、Al2O3)、SiO2)制备Li2CO3的流程如下:
已知SiO2难溶于水,不与稀H2SO4反应;Li2CO3+CO2+H2O=2LiHCO3
下列说法不正确的是( )
A、操作1、2是过滤,滤渣1是SiO2 B、滤液1中的溶质含有 Li2SO4、AL(SO4)3、H2SO4 C、加热分解Li2CO3的温度比 LiHCO3低 D、若把NaOH溶液换成LiOH溶液,获得的产品更多 -
8、下列实验方案,不能达到实验目的的是( )
选项
实脸目的
实验方案
A
证明分子之间有间隔
将100mL水与100mL酒精混合,观察体积变化
B
验证质量守恒定律
测定铜和氧气反应前后密闭装置的总质量
C
比较高锰酸钾和碘的溶解性
高锰酸钾加入水中,碘加入酒精中,比较溶解质量
D
探究水的组成
电解水,检验是否只生成氢气和氧气
A、A B、B C、C D、D -
9、合理晒太阳,有利于人体内特定的物质转化为维生素D3(C27H44O),促进身体健康。下列有关维生素D的说法正确的是( )A、由碳、氢、氧三种元素组成 B、由 72个原子构成 C、氧元素质量分数最高 D、一个分子中含有22个氢分子
-
10、氧化铟(In2O3)在触摸屏等设备中被广泛使用。In2O3的物质类别是( )A、酸 B、破 C、盐 D、氧化物
-
11、净化水时,可用活性炭除去水中的色素和异味,利用了活性炭的性质是( )A、熔点高 B、吸附性 C、可燃性 D、导电性
-
12、下列实验操作中,正确的是( )A、熄灭酒精灯 B、加固体粉末 C、加热液体 D、溶液酸碱度
-
13、良好的生态环境是贵州最大的发展优势。下列做法有利于保护生态环境的是( )A、随意开采矿产资源 B、直接排放工业废气 C、乱砍乱伐森林树木 D、分类回收生活垃圾
-
14、 炉甘石洗剂可用于皮肤止痒,其中炉甘石的主要成分为。为测定某炉甘石洗剂中的质量分数,从混合均匀的洗剂中取出100g,向其中加入过量稀硫酸,充分反应后,生成4.4g二氧化碳(只有与稀硫酸反应生成二氧化碳,且二氧化碳全部逸出)。请回答:(1)、稀硫酸过量时,所得溶液中溶质主要为和(写化学式)。(2)、该洗剂中的质量分数。(要求有必要的化学方程式和计算步骤)
-
15、 供氧自救器可用于生产生活中遇到有害气体时应急自救,某兴趣小组探究并自制了供氧自救器。
活动I:探究供氧自救器
【分析原理】为防止人体吸入有害气体,使用自救器时夹住鼻子,只用嘴呼吸,使气体在“气囊人体清洁罐气囊”间形成循环(如图1所示)。
【交流讨论】
(1)、用氧气瓶为人体提供氧气,是因为氧气能供给。(2)、氧气经压缩储存于氧气瓶中,从微观角度分析,氧气可被压缩是因为。(3)、清洁罐中填充有吸收剂。小组同学讨论后认为:氢氧化钠和氢氧化钙均可吸收 , 理由是。资料显示:氢氧化钠比氢氧化钙价格高,且具有强烈的腐蚀性。故实际选用氢氧化钙作吸收剂。活动II:自制简易供氧自救器
小组同学利用化学方法提供氧气,制作简易供氧自救器。
(4)、【回忆旧知】获取氧气的化学方法:
一是加热高锰酸钾,反应的化学方程式为;
(5)、二是混合过氧化氢溶液和二氧化锰,反应的化学方程式为。小组同学经讨论选择了第二种方法。
【设计制作】参照图1所示原理,利用透明塑料板、导管等材料,设计并制作了图2所示的简易供氧自救器(鼻夹、排气阀等未画出)。
【分析讨论】使用时,打开开关、 , 从注液口加入适量过氧化氢溶液,自救器开始工作。
工作时,乙中水的作用是(写一条即可)。
(6)、关闭开关a可使制氧室中的反应基本停止,其原理是。(7)、【实践应用】小组同学试用了自制的简易供氧自救器,效果很好。反思拓展:
供氧自救器需要科学维护,应定期检查:(写一条即可)。
-
16、 根据图1、图2所示实验回答问题。(1)、图1所示为验证水的组成及变化的实验。在电解器玻璃管中加满水,通电一段时间后,关闭电源。经检验,a中气体为氧气,b中气体为氢气;点燃b中氢气,在火焰上方罩一个干燥的烧杯,烧杯内壁出现。由此表明水是由(填元素符号)两种元素组成的。(2)、图2所示为探究镁和X金属活动性强弱、金属与酸反应吸放热情况的实验。
①反应前打磨金属的目的是;
②左侧有气泡,右侧无气泡,说明镁的金属活动性比X;
③得出镁和稀盐酸反应放热,依据的现象:一是左侧小气球先胀大后轻微缩小,二是。
-
17、 高纯氧化钙是一种重要的化工原料。如图所示为小组同学以某工厂废渣(主要成分为 , 含少量和)为原料,在实验室制备高纯氧化钙的实验方案。
请回答下列问题:
(1)、氧化钙的化学式为。(2)、将废渣粉碎为细小颗粒的目的是。(3)、步骤②中过滤时玻璃棒的作用是。(4)、步骤③中反应的化学方程式为(写一个即可)。(5)、以相同质量的废渣为原料,仅将步骤②中的石灰水换为氢氧化钠溶液,会使产品的产量(填“提高”“不变”或“降低”)。 -
18、 如图所示为工业生产中常用的降低水煤气中CO含量的反应示意图。
请回答下列问题:
(1)、该反应前后原子种类变化。(2)、该反应使用催化剂的目的是反应速率。(3)、参加反应的甲和生成的丙分子个数比为。(4)、若反应中消耗14g甲和9g乙,则生成g丙和1g丁。(5)、丙在生产生活中的一种用途是。 -
19、 感探究之趣,赏化学之美——制作美丽硫酸铜晶体。图1所示为硫酸铜的溶解度曲线,图2所示为制作硫酸铜晶体的实验过程(不考虑水的蒸发)。
请回答下列问题:
(1)、 , 温度越高,硫酸铜的溶解度。(2)、A点的意义:60℃时,硫酸铜的溶解度为g。(3)、②中溶液是60℃时硫酸铜的(填“饱和”或“不饱和”)溶液。(4)、比较①③溶液中硫酸铜的质量分数:①③(填“>”“=”或“<”)。(5)、写出一种处理③中溶液的方法:。 -
20、 文字的载体——甲骨、青铜器、简牍、丝帛和纸张等,在中华文明传承过程中发挥了重要作用。(1)、在甲骨和青铜器上刻字,属于(填“物理”或“化学”)变化。(2)、简牍探中华,帛书藏春秋。竹简、丝帛中的纤维都属于(填“天然”或“合成”)纤维;用墨在竹简、丝帛上书写的文字历经千年而不变色,其主要原因是常温下碳单质的化学性质。(3)、纸书《天工开物》中有锻造铁器的记载,“受锻之时,十耗其三为铁华、铁落”。“铁华、铁落”中含有四氧化三铁,铁燃烧生成四氧化三铁的化学方程式为。