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1、阅读下面文章。
甲醇()作为低碳燃料,在常温常压下为无色液体,具有燃烧高效、排放清洁、可再生等特点,运输及使用相对安全、便捷,是全球公认的新型能源。
甲醇是利用电解水生成的氢气与捕捉的工业废气中的二氧化碳在一定条件下合成的,其原理如图甲所示。因为甲醇燃烧时生成的二氧化碳与合成甲醇时消耗的二氧化碳达到平衡,所以又被称为“零碳甲醇”。为探究影响甲醇产率的因素,研究人员在一定条件下,测定有、无分子筛膜时甲醇的产率随温度变化的关系如图乙所示。
甲醇燃料作为一种新型清洁燃料,具有多个优点。甲醇的价格大约是汽油的一半,热值也约为汽油的一半;甲醇燃料的生产和使用过程中污染物排放较少;甲醇燃料不需要从中东等地进口、有助于降低对外部能源的依赖,提高国家的能源安全。
从表中新燃料数据对比分析可知,甲醇作为一种能够破解能源安全和“双碳”难题的“超级燃料”,极具开发潜力,是中国能源多样化的“新灯塔”。

表——不同替代燃料的特性对比分析
燃料种类
质量能量密度MJ/kg
体积能量密度MJ/L
所需仓容/m3
成本(人民币)元/L
存储温度范围
甲醇
19.9
15.8
2272
2.0-2.8
环境温度
氨(液态-33℃)
18.6
11.5
3121
2.2-2.6
-33℃至环境温度
氢气(液态-253℃)
120
8.5
4223
5.7-7.1
-253℃至-250℃
*能量密度是指在一定的空间或质量物质中储存能量的大小。
请回答相关问题。
(1)、写出甲醇的一条物理性质。(2)、用图甲所示方法制取氢气的优点是。(3)、写出生产甲醇时,发生反应的化学方程式。(4)、下列说法正确的是_____(填序号)。A、生产“零碳甲醇”使用的原料不含碳元素 B、“零碳甲醇”中的“碳”指的是二氧化碳 C、甲醇燃烧过程中化学能会转化成热能(5)、对比图乙中两条曲线,得出的结论:在一定条件下,200℃~250℃范围内,。(6)、参加反应的质量(填“>”或“=”或“<”)生成的甲醇中氢元素质量。(7)、结合表格信息,甲醇与液氢与液氨相比,甲醇突出的优势、(答出两点)。 -
2、
化学从古到今都在造福人类。
Ⅰ.【化学与古籍】
中国古代文献记载了丰富的化学知识。
(1)《天工开物》中记载:取盐井水“入于釜中煎炼顷刻结盐”,古法制食盐选用蒸发结晶法理由是________。
(2)《太清丹经》中记载了制取“彩色金”的方法:将雄黄和锡粉混合,发生如下置换反应: , 则X的化学式为________。
(3)《天工开物》记载了用孔径小于锡砂的容器在水中淘取锡砂,该原理类似于实验室的操作是________。
Ⅱ.【化学与技术】
我国的煤炭资源丰富,但液体燃料短缺,通过“煤液化”技术,用煤炭和水制取甲醇(CH3OH)的主要流程如图。

(4)煤炭中主要含有________元素,属于________资源(填“可再生”或“不可再生”)。
(5)在汽化炉中往往将水用喷淋方式注入,其目的是________。汽化炉所发生反应的化学方程式________。
(6)为使合成塔中的原料尽可能转化成产品,在变换器中调节气体比例,调节CO和H2的最佳分子个数比为________。
(7)我国已实现“煤液化”技术生产油品和石油化工产品,下列说法正确的______。
A. 减少了煤燃烧产生的污染 B. 提升我国能源安全保障能力 C. 开拓了化石能源使用路径 D. 一定程度上解决我国石油资源短缺问题 -
3、
水是生命之源,也是人类宝贵的资源:
Ⅰ.探究水的组成:

(1)若注射器Ⅰ中产生6 mL的气体,则注射器Ⅱ中产生的气体约mL。
(2)实验室中常通过操作来除去水中不溶性的杂质,该操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,其中玻璃棒的作用是。
(3)19世纪,化学家们将CaH2固体作为贮氢材料,将其加入水中即可得到氢氧化钙溶液和氢气,写出该反应的化学方程式。
Ⅱ.自制净水器:

(4)小组同学用注射器、蓬松棉、活性炭、小卵石、石英砂等自制一个便携净水器,如图1。
①活性炭的作用是。
②石英砂与活性炭位置(选填“能”或“不能”)交换。
③使用该净水器,待处理的水由下往上压,优点是。
(5)水质检测:
TDS值是水质的一项重要指标,TDS值和水质纯度的关系如图2。某水样经自制净水器净化后的TDS值如图3,则净化后的水质纯度为。
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4、电解饱和食盐水的化学方程式为。下列有关说法不正确的是A、氢氧化钠俗称苛性钠 B、该反应中只有一种元素的化合价发生改变 C、参加反应的NaCl和的质量比为117:36 D、反应中产生的氢气可作为理想的清洁燃料
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5、下列实验操作正确的是A、引燃酒精灯
B、检验氧气
C、读取液体体积
D、倾倒液体
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6、
端午至,粽香飘。43化学小组一起从粽子里挖掘化学相关知识。
活动一:探究“灰水”成分
(1)联系所学过的俗名,该“灰水”的中“灰”指的是石灰石、生石灰、草木灰(主要成分为K2CO3)、熟石灰中的一种,有同学认为一定不是石灰石,理由是________。有同学认为也一定不是生石灰,因为其与水反应,写出相应方程式________。
(2)为验证该物质是熟石灰还是草木灰,小组同学取适量“灰水”加入试管中,加入适量稀盐酸,观察到________,证明该物质为草木灰。
(3)下列哪些试剂也可以鉴别草木灰和熟石灰_______。
A. 碳酸钠溶液 B. 酚酞试液 C. 氯化钙溶液 D. 二氧化碳 E. 石灰水 活动二:探究“青青”粽叶
元代人们用箬叶包粽子了,箬竹较耐寒、耐半阴,宜生长在疏松、肥沃、排水良好的弱酸性土壤中。
(4)若箬竹生长的土壤酸性过强,可加入________改良土壤。
(5)有部分商家为了让粽叶看着新鲜,采取了“返青”手段,即在浸泡粽叶时加入硫酸铜,让已失去颜色的粽叶“返青”。小刘提出可以将粽叶煮水后通过观察颜色鉴别“返青”粽叶,小庞提出质疑,理由为________。
为定量测定是否含有硫酸铜,用溶解性总固体(简称TDS)水质检测笔测量溶液导电性。通过滴加某种物质,使低浓度硫酸铜溶液导电性降低。实验数据如下所示:
表1滴加某种物质过程中TDS值的变化
滴数
1
2
3
4
5
6
TDS值(mg/L)
312
215
126
54
18
66
图1TDS值随氢氧化钡溶液质量变化。

(6)根据表1分析,为什么最后一滴滴入后导电性上升________。
(7)已知:Ba(OH)2+CuSO4=BaSO4↓+Cu(OH)2↓,取1kg粽叶,通过水煮将铜离子全部浸出(溶液中其他成分不与Ba(OH)2反应),向煮开后的液体中逐滴滴入0.1%的Ba(OH)2溶液,该溶液TDS值的变化如图1所示。则该1kg粽叶中的铜含量________(填“符合”或“不符合”)卫生标准。卫生标准:食品中铜含量≤10mg/kg。
活动三:探究粽香与健康
(8)若因吃太多粽子,造成胃酸过多,可以吃________治疗胃酸过多。
(9)若家中粽子有剩余如何保存________。
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7、某化学小组的同学欲配制50 g溶质质量分数为10%的氢氧化钠溶液,按下图所示步骤进行操作(实验时注意安全)。
(1)、步骤①计算:需氢氧化钠g。水mL(室温时,水的密度约为1.0 g/mL)。用托盘天平称量氢氧化钠时由于其具有性常将氢氧化钠放在烧杯中称量。步骤②(写步骤名称):调节天平平衡后称取所需的氢氧化钠固体时,发现托盘天平的指针偏左,此时应(填选项序号之一)。
A.调节天平平衡螺母 B.增加适量氢氧化钠
C.增加砝码 D.减少适量氢氧化钠
步骤③溶解:用量筒量取所需的水,倒入盛有NaOH固体的烧杯中,用玻璃棒搅拌,搅拌的目的是。这样得到的溶液即是50g溶质质量分数为10%的NaOH溶液。
步骤④装瓶存放:配好的溶液在装入试剂瓶时不小心洒出少许,则其溶质质量分数(填“变大”“变小”“不变”之一)。
(2)、现取100g稀盐酸(溶质为HCl)倒入烧杯中,慢慢向烧杯中加入溶质质量分数为10%的氢氧化钠溶液40g恰好完全反应(化学方程式为HCl+NaOH= NaCl+H2O)。试通过计算,求:①稀盐酸的溶质质量分数。
②反应后溶液中溶质的质量。(计算结果均精确至小数点后两位)
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8、酸碱盐在生产、生活中有着广泛应用。(1)、复分解反应的发生条件是:生成物中有沉淀、气体或。(2)、钠与水反应,生成一种碱和密度最小的气体,该反应的化学方程式为。(3)、某校化学小组在利用稀盐酸和氢氧化钠溶液探究酸碱中和反应时,利用数字化传感器测得烧杯中溶液pH的变化图像如图所示。

①该变化对应的实验操作是将(填“盐酸"或"氢氧化钠”滴加到另一种溶液中;
②若向c点所示的溶液中放入几粒锌粒,观察到的现象是什么?。
(4)、为除去粗盐水中的MgCl2杂质,某同学设计的实验方案如下:在该粗盐水中加入过量的氢氧化钠溶液;充分反应后过滤,向滤液中加入适量盐酸。①过滤操作中使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和。
②写出加入NaOH溶液后所发生反应的化学方程式。
③若将滤液在空气中敞口放置一段时间, 则所得滤液中一定含有的溶质是。
(5)、实验室用25 g石灰石和足量稀盐酸反应(杂质不与酸反应),生成了8.8 g二氧化碳。求石灰石中碳酸钙的质量分数。 -
9、定量研究对于化学的发展有重要作用。(1)、质量守恒定律的验证。
如题图所示,将铜粉平铺于锥形瓶的底部,把上端系有小气球的玻璃导管插入单孔橡胶塞,用橡胶塞塞紧锥形瓶口。将装置放在天平上称量,记录所称的质量。再将锥形瓶置于上,用酒精灯加热,观察实验现象。反应一段时间后停止加热,待装置后再次称量,记录所称的质量。

①该实验过程中发生反应的化学方程式为:。
②该实验过程中观察到的现象有: , 。
③下列图像中,能够体现该实验过程中装置内物质或元素质量与时间关系的是(填字母)。
(2)、根据化学方程式进行简单计算。氢气在氯气中燃烧生成氯化氢的反应可用于工业制备盐酸。请写出该反应的化学方程式 , 并计算142kg氯气完全反应生成氯化氢的质量。(利用化学方程式进行计算,写出计算过程)
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10、下列说法中,正确的是A、某碳酸钙和氧化钙组成的混合物中钙元素的质量分数为60%,将100g该混合物高温煅烧至固体质量不再改变,共生成16 g二氧化碳 B、某硝酸铵(NH4NO3)样品(杂质不含氮)中氮元素的质量分数为28%,则样品中硝酸铵的质量分数是40% C、某种金属和铁的混合物5.6g与足量的稀硫酸充分反应,生成0.21 g氢气,则该种金属可能是镁 D、若SO2和SO3中氧元素的质量相等,则SO2和SO3两种物质的质量比一定为4 : 5
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11、下列叙述错误的是A、法轮功的组织者说法轮功法力无边,发功可将水变成汽油 B、在水的净化过程中,净化程度最高的是蒸馏 C、化学反应在溶液中进行的速率较快 D、铁的冶炼过程是铁的化合物变成单质铁的过程
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12、在密闭容器内,有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量分数如图所示,下列说法错误的是
A、该反应符合质量守恒定律 B、该反应为化合反应 C、乙可能是该反应的催化剂 D、参加反应的丁的质量等于生成的甲和丙的质量之和 -
13、下列对宏观事实的微观解释,错误的是A、气体加压体积缩小--气体受压,分子体积缩小 B、缉毒犬能根据气味发现毒品--分子在不断地运动 C、氢气在空气中燃烧生成水--分子在化学变化中可以改变 D、一氧化碳和二氧化碳化学性质不同--它们的分子构成不同
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14、随着新能源汽车的发展,作为锂电池关键材料的镍成为备受关注的金属材料,其相关信息如图所示。下列有关说法不正确的是
A、镍元素相对原子质量是58.69 B、镍原子核内有28个质子 C、镍属于非金属元素 D、镍原子核外有28个电子 -
15、正确的实验操作是实验成功的保证。下列是同学们的一些实验操作,其中不正确的是A、测
B、检查气密性
C、熄灭酒精灯
D、称取
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16、
化学兴趣小组开展“发热袋的模拟制作”跨学科实践活动。
任务一:选择发热剂
【调查研究】常见的发热剂主要是生石灰和醋酸钠()等。
(1)①用化学方程式解释生石灰作为发热剂的反应原理________。该反应放热过于剧烈,且产物有腐蚀性,不宜选择。
②醋酸钠作为发热剂使用安全环保,可重复利用。发热袋材料应具有的性质是________(任写一条)
(2)利用和纯碱()自制醋酸钠,反应原理为:。计算制82 g醋酸钠需要纯碱的质量。
任务二:制作发热袋
【查阅资料】Ⅰ.过饱和溶液中所含溶质的量大于在该温度下饱和溶液中溶质含量,一般由较高温度的饱和溶液缓慢平稳冷却形成。搅拌溶液、溶液受到震动、摩擦容器壁或投入固体“晶种”,过量溶质就会结晶析出。
Ⅱ.醋酸钠在不同温度下的溶解度如下:
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
36.2
46.4
65.6
139
153
170
(3)将76.5 g醋酸钠与50 g水混合加热至________℃以上,固体恰好完全溶解。将其装入发热袋内平稳降温至20℃,无晶体析出,得到醋酸钠的过饱和溶液。
任务三:保存与使用
(4)挤压发热袋即可使其发热。由此提出保存未使用的发热袋的一条注意事项________。
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17、铁是目前年产量最高的金属。现代以赤铁矿(主要成分为)为原料,通过高炉炼铁得到铁。我国科学家开发了氢基闪速炼铁工艺,只需3~6秒即可完成传统高炉5~6小时的炼铁过程。二者原理如图:
(1)、闪速炼铁的速率远快于高炉炼铁。由此分析,两种炼铁方式中,粉碎后的铁矿石粒径大小关系为:闪速炼铁(填“>”或“<”)高炉炼铁。(2)、高炉炼铁中,产生还原性气体的化学方程式为 , 该反应热量(填“吸收”或“放出”)。(3)、石灰石在高温下的产物与矿石中的杂质化合生成炉渣 , 则该杂质的化学式为(4)、闪速炼铁过程中,高温下氢气将氧化铁还原为铁,同时生成水,发生反应的化学方程式为。(5)、1300℃时,还原氢矿比R(HCT)对闪速炼铁过程中还原塔中各指标的影响如图所示。最佳还原氢矿比为。
(6)、与高炉炼铁相比,闪速炼铁的优势还有(任写一条)。 -
18、
化学兴趣小组开展“活鱼运输简易供氧器”项目式学习。
任务一:确定供氧原理
(1)查阅资料发现市售供氧剂的供氧原理及使用特点如下表:
供氧剂
化学方程式
使用特点
过碳酸钠()
固体,较稳定,不需加热。与混合使用
氯酸钠()
固体,反应需加热
超氧化钾()
固体,反应明显放热,产物有腐蚀性
过氧化钙()
固体,产物有腐蚀性
(2)小组同学选择过碳酸钠为供氧剂,理由是(写一条)。
任务二:设计供氧装置
【查阅资料】活鱼运输中,水体溶氧量需维持在3-12 mg/L,pH宜保持在6.5-9.0.
(3)将0.21 g过碳酸钠和适量加入100 mL水中进行模拟,用pH传感器和溶解氧传感器测试结果如图1,由图1可知,(填“能”或“不能”)直接将过碳酸钠加入水中。

任务三:模拟活鱼耗氧测试
(4)小组同学为测试供氧器效果,设计“活鱼耗氧模拟装置”如图2所示。控水器的作用是。

(5)①铁粉可用于模拟活鱼耗氧,是因为铁同时接触(填化学式)会生锈。
②有同学提出可用NaCl加速该耗氧过程,设计实验证明他的观点。实验结果表明,该装置能够平衡水体内耗氧和外界供氧,满足活鱼运输需求。
任务四:反思与优化
(6)实际运输中车辆颠簸可使装置漏水或反应过快。提出一条改进装置的建议:。
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19、稀土元素是储量较少的一类金属元素的统称,能与其他材料组成性能各异的新材料,被誉为“工业维生素”,是重要的战略资源。
稀土矿物常形成于岩浆等地质过程,常伴生放射性元素。我国科学家发现乌毛蕨能高效富集环境中微量稀土,修复污染土壤的同时在体内形成纯净无辐射的镧独居石(主要成分为)等矿物。金属镧可与稀盐酸反应生成溶于水的氯化镧()和氢气。蒸馏水浸泡过程中氯化镧粉末对正畸粘接剂抗菌性的影响如下表,数值越高代表细菌越多。
氯化镧对正畸粘接剂抗菌性的影响
组别
1(0h)
2(48h)
3(1周)
5%氯化镧
0.37
0.62
1.02
对照组
0.22
0.73
0.97
(1)、稀土被誉为“工业维生素”是因为。(2)、已知中P的化合价为价,则La的化合价为。结合图,镧原子的质子数为。
(3)、乌毛蕨富集稀土的意义是(写一条)。(4)、金属镧与稀盐酸反应的化学方程式为 , 其基本反应类型为。(5)、由表可得出的一条结论是。 -
20、已知极易溶于水。打开止水夹,气体压强随时间的变化如图所示。烧瓶中存在两个反应:①;②。下列说法正确的是
A、实验过程中可以闻到刺激性气味 B、A→B压强增大是因为还没有溶解 C、水中加入酚酞溶液可观察到红色“喷泉” D、C→D过程中“喷泉”的现象越来越剧烈