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1、
我国有悠久的钢铁冶炼历史,鉴往知来,方能更好地传承与发展。
I.鉴往:古典技艺时代
《天工开物》中记载(如图所示):“凡铁一炉载土(指铁矿石)二千余斤,或用硬木柴,或用煤炭,或用木炭,…土化成铁之后,从炉腰孔流出。”“其铁流入塘内,数人手持柳木棍排立墙上,…众人柳棍疾搅,即时炒成熟铁(指钢)。”

(1)炼铁炉中木炭能产生CO。则赤铁矿在炼铁炉中主要反应的方程式为。
(2)用柳木棍不断搅拌翻炒液态生铁,主要目的是利用空气除去生铁中的 , 从而得到熟铁(钢)。
Ⅱ.知来:绿色智能时代
以碳冶金为基础的高炉炼铁工艺有极高的碳排放量,由“碳冶金”向“氢冶金”升级对于我国“双碳”战略的实施至关重要。目前成本较低且适合大规模生产的制氢工艺主要有水煤气制氢。工程师在高炉炼铁的基础上,开发了如图所示的氢基闪速炼铁新工艺,其中还原塔和熔分池均可采用电磁加热,只需3~6秒即可完成传统高炉5~6小时的炼铁过程,且还原率大于90%。

(3)分离液态空气中的O2 , 利用的是不同气体的不同,“造气”时需要将煤粉碎,目的是。
(4)“变换”过程中需要使用催化剂。如图为三种催化剂条件下CO的转化率与温度变化的关系。比较曲线(填序号)可知金对催化效果的影响。写出最佳条件下“变换”过程中的化学反应方程式为。

(5)氢基闪速炼铁工艺是对古典炼铁工艺和现代高炉炼铁的传承和创新,其中创新之处是(写一点)。
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2、铁胆墨水具有稳定性,字迹不易被篡改,国内许多近代书信文物均采用此墨水书写。然而,这类文物容易自然碎裂,兴趣小组对此展开探究。
【查阅资料】
(1)、i.“铁”是硫酸亚铁,属于(填“酸”“碱”或“盐”)。“胆”是鞣酸。两者混合后主要生成硫酸和灰绿色的鞣酸亚铁。ii.鞣酸亚铁易被氧化,生成黑色难溶的鞣酸铁。
iii.书信文物易碎裂的原因是纸张被墨水中的阳离子腐蚀。
(2)、自制“铁胆墨水”步骤
实验操作
现象及原理分析
1
向废弃的生锈铁钉中加入足量稀硫酸
铁锈被溶解,溶液变为黄色。该反应的化学方程式为。
2
向步骤1溶液中加入足量铁粉
溶液由黄色变为色。
Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4 , 该反应属于反应(填基本反应类型)。
3
向步骤2溶液中加入鞣酸混合,用毛笔蘸取书写,静置
纸上笔墨颜色逐渐(填“变深”或“变浅”)。一段时间后纸张被腐蚀。
(3)、探究加快纸张腐蚀的原因【提出问题】加快纸张腐蚀的阳离子是什么?
【作出猜想】猜想I:H+ 猜想Ⅱ:Fe2+、Fe3+ 猜想Ⅲ:H+与Fe2+、Fe3+均有作用
【实施实验】在形状大小相同的滤纸上滴加下列试剂进行实验,记录现象。
序号
温度/℃
所用试剂
14天后实验现象
1
18
0.4 mL蒸馏水
滤纸无明显变化
2
18
a mL稀硫酸、0.2 mL蒸馏水
滤纸轻微变脆,对折后无开裂
3
18
0.2 mL Fe2(SO4)3及FeSO4的混合溶液、0.2mL蒸馏水
滤纸轻微变脆,对折后轻微开裂
4
18
0.2 mL稀硫酸、0.2 mL Fe2(SO4)3及FeSO4的混合溶液
滤纸变脆,轻触脱落碎屑
【结果分析】
i.a=。
ii.依据表中的实验数据,得出的结论为。
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3、阅读科普内容,回答相关问题:
人体的体液有一定的酸碱性,且其酸碱度保持在一个相对稳定的范围内,这样才能维持人体正常的生命活动。正常人体血浆pH为7.35-7.45,但CO2扩散到血液中时会引起血浆pH略有改变。
人体胃液中的胃酸能帮助消化食物,pH为0.9-1.5,20世纪初科学家在人体胃内发现了幽门螺杆菌,幽门螺杆菌能引起慢性胃炎,它主要是通过其产生的脲酶分解尿素产生氨而中和人体胃酸,导致人体胃内酸碱失衡,胃液分泌异常。某医院对患者胃液的pH及胃液中的病菌进行了检测,结果如表。
分组
胃液的pH
受检患者人数
胃液中检出病菌的人数及比例
A
≤2.0
7
0
B
2.0~4.0
13
3(23.1%)
C
4.0~6.0
26
17(65.4%)
D
>6.0
53
45(84.9%)
胃酸分泌过多时,会直接损害胃黏膜,严重的会导致胃溃疡。治疗胃酸过多的药主要有抑酸药和抗酸药。抗酸药能直接与胃酸反应,常见的抗酸药有碳酸氢钠、氢氧化铝、氢氧化镁和碳酸钙等。胃溃疡患者若服用不合适的抗酸药,会因胃内气体压力增大而引起“胃穿孔”。因此,我们应遵医嘱合理使用药物。
依据文章内容回答下列问题。
(1)、正常人体血浆呈(填“弱酸性”或“弱碱性”)。(2)、CO2扩散到血液,血液的pH会(填“增大”“不变”或“减小”)。(3)、脲酶分解尿素反应化学方程式为CO(NH2)2+H2O=X+2NH3↑,则X的化学式为。(4)、分析对患者胃液的pH及胃液中的病菌进行检测的数据,可得出的结论是。(5)、写出氢氧化铝与胃酸反应的化学方程式。(6)、溃疡患者不宜服用含有碳酸钙的药物,原因是。(7)、下列说法错误的是___________(可多选)。A、胃酸能帮助消化食物,胃酸分泌越多越有利于人体健康 B、胃液的酸性比血浆的酸性弱 C、pH试纸测得体液的pH为7.5 -
4、利用如图1所示实验证明氢氧化钠溶液和二氧化碳能发生化学反应。实验步骤:将注射器中的V mL水注入三颈烧瓶,一段时间后,将V mL饱和NaOH溶液注入三颈烧瓶。烧瓶中压强随时间变化如图2所示。下列说法错误的是
A、ab段压强增大是因为加入的水将瓶内气体压缩 B、bc段压强减小是因为CO2溶于水且与水发生化学反应 C、de段溶液的质量减小 D、对比曲线中 bc段和 de段,可以说明二氧化碳和氢氧化钠反应 -
5、a、b、c三种固体物质的溶解度曲线如图所示。下列说法正确的是
A、a物质的溶解度比b物质的溶解度大 B、t1℃时,a、c两种物质的饱和溶液溶质质量分数都为20% C、在t2℃时,将30g a物质加入50g水中充分溶解,所得溶液质量为75g D、将a物质的溶液从t2℃冷却至t1℃,一定有晶体析出 -
6、下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
除去CO2中的CO
将混合气体通过足量的氢氧化钠溶液
B
区分NaOH固体和NH4NO3固体
取样,分别加等量的水,测温度变化
C
检验生石灰中是否含有熟石灰
取样加水溶解,滴加酚酞溶液,若变红说明含有熟石灰
D
除去粗盐中难溶性杂质
将粗盐溶解,过滤,洗涤,干燥
A、A B、B C、C D、D -
7、化学实验是培养化学素养的重要手段。下列有关实验的分析与说法中正确的是
A、图a中加MnO2的试管,产生气泡速率更快,说明MnO2催化效果更好 B、图b中火柴头竖直向上时容易熄灭,是因为降低了火柴梗的着火点 C、图c中甲、乙试管分别得到H2和O2 , A、B分别为电源的负极和正极 D、图d中将两种试剂混合后,天平指针偏右,但该反应遵守质量守恒定律 -
8、建立模型是学习化学的重要方法。下列化学模型正确的是A、中和反应的微观实质
B、自来水净水模型
C、空气污染物归类模型
D、酸的化学性质模型
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9、类比、推理是学习化学常用的思维方法。下列说法正确的是A、酸雨的pH小于7,则pH小于7的雨水一定是酸雨 B、H2O和H2O2的组成元素相同,则它们的性质相同 C、向固体中滴加稀盐酸,有气泡产生,该固体不一定是活泼金属 D、氢氧化钠可以中和稀硫酸,因此用氢氧化钠改良酸性土壤
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10、下列化学用语表述正确的是A、60个碳原子:C60 B、镁离子的结构示意图:
C、碳酸钠:NaCO3
D、2个铁离子:2Fe2+
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11、岭南地区有“夏至食荔枝”的传统,荔枝富含维生素C(化学式为C6H8O6),它能增强人体对疾病的抵抗力。下列关于维生素C的说法中,正确的是A、维生素C中氢元素的质量分数最大 B、维生素C由碳、氢、氧三种元素组成 C、维生素C的相对分子质量为176 g D、维生素C分子中含有6个碳原子、8个氢原子和6个氧原子
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12、下列不同时节的做法中,符合绿色化学和环保理念的是A、清明时节:为寄托哀思,扫墓时烧纸放鞭炮 B、芒种时节:为抢栽水稻,将含农药的农田水直排江河 C、处暑时节:为节约用水,推广农田滴灌和喷灌技术 D、立秋时节:为处理机场周边秸秆,就地进行焚烧
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13、黄铜是铜和锌的合金,某化学兴趣小组同学欲测定实验室中某黄铜样品中铜的质量分数。称量10 g粉末状黄铜样品放入烧杯中,把90 g稀硫酸分三次加到其中,每次充分反应后,测定生成气体的质量,实验数据如表:
第一次
第二次
第三次
加入稀硫酸的质量(g)
30
30
30
生成气体的质量(g)
0.08
m
0.04
试求:
(1)、m的数值;(2)、此黄铜样品中铜的质量分数是多少?(写出计算过程) -
14、
为证明氢氧化钠溶液和二氧化碳发生了反应,兴趣小组的同学进行了如下探究活动。
【活动1】甲组同学利用图1所示装置进行实验(装置中夹持仪器已略去),向充满二氧化碳的烧瓶中注入氢氧化钠溶液。

(1)实验过程中可观察到气球先略变瘪后逐渐膨胀,气球膨胀过程中,烧瓶内压强(填“大于”或“小于”)外界大气压。
(2)小彭认为根据该实验现象不能证明NaOH与CO2发生了反应,原因是:。
【活动2】为获得充足的证据,乙组同学设计了图2所示装置,向盛有CO2的烧瓶中分别快速注入等量的蒸馏水或NaOH溶液,利用压强传感器测定实验过程中烧瓶内压强的变化并绘制曲线如图3所示。

(3)图3两条曲线t时刻后压强均增大的原因是 , 其中表示NaOH与CO2溶液反应的是曲线(填“a”或“b”)。
(4)上述探究活动结束后,小丹同学对活动1烧瓶中所得溶液的溶质成分进行了探究。
请从Ba(OH)2溶液、BaCl2溶液、酚酞溶液、稀盐酸中选择合适的试剂,证明溶液中有Na2CO3和NaOH。(注意:Na2CO3溶液呈碱性,BaCl2溶液呈中性)
设计实验方案:取活动1烧瓶中所得溶液于试管中,。(写出实验操作及现象即可)
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15、化学是一门以实验为基础的科学。如图所示为实验中常见气体制备、净化、干燥、收集的部分仪器,请回答下列问题:
(1)、用装置A制取气体使用仪器①时的注意事项是。(2)、写出实验室用A装置制取氧气的化学方程式。实验室制取CO2要控制反应的发生和停止,应选择的发生装置是。(3)、实验室用装满水的D装置收集氧气。应从导管口(填“a”或“b”)输入气体。(4)、若用锌粒和稀盐酸反应制取氢气,收集的氢气往往不纯,其中含有的杂质是氯化氢和水蒸气,想要得到纯净的氢气,则连接仪器的顺序是A→→→C。 -
16、成都盛产蛇纹石,利用蛇纹石生产氢氧化镁的工艺如图。

【资料信息】
1.蛇纹石的主要成分为MgO和SiO2 , 含少量Fe2O3、Al2O3。
2.SiO2难溶于水,不与稀硫酸反应。
3.“碱洗”调pH在4.6≤pH<9.4时,使Fe3+、Al3+完全沉淀。
回答下列问题:
(1)、将蛇纹石“粉碎”的目的是。(2)、“酸浸”时,MgO发生化学反应的方程式为。(3)、滤渣2的成分有。(4)、“沉镁”的化学方程式为。(5)、用10 t含氧化镁40%的蛇纹石,理论上可制得氢氧化镁的质量是t。 -
17、阅读下面科普短文。
泡菜品种繁多、风味独特、口感鲜脆。新鲜蔬菜中含有硝酸盐,硝酸盐对人体无直接危害,但转化成亚硝酸盐后,就会对人体产生危害。亚硝酸盐与胃酸反应,产生的二氧化氮进入血液与血红蛋白结合,会导致人中毒。
在腌制初期,蔬菜中的硝酸盐在杂菌(硝酸盐还原酶)的作用下转化为亚硝酸盐。腌制过程中,蔬菜表面的天然乳酸菌在无氧环境下大量繁殖,将蔬菜中的糖类物质分解为乳酸(C3H6O3)。随着发酵进行,乳酸积累量增加,酸性环境抑制蔬菜中维生素C的氧化分解,还抑制了产生亚硝酸盐的杂菌,同时乳酸菌可能会分泌亚硝酸盐还原酶,将亚硝酸盐分解为无害的氮气或氨,其变化关系如下图所示。

腌制时通常会加入食盐,可以抑制杂菌的生长,还能增强风味,但盐浓度过低(<5%)易导致腐败菌繁殖,产生异味,过高(>15%)则抑制乳酸菌,发酵停滞。泡菜成熟后,浸泡、漂洗,进行有关数据测定,数值如下表:
浸泡时间(min)
硝酸盐含量(mg/kg)
亚硝酸盐含量(mg/kg)
0
115
1.70
10
93
1.45
20
76
1.17
30
41
0.43
回答下列问题:
(1)、亚硝酸盐有毒的原因是。(2)、下列说法正确的是___________。A、腌制泡菜时为了防腐,食盐越多越好 B、亚硝酸盐含量随发酵时间的延长而逐渐增多 C、泡菜中的亚硝酸盐主要来自于蔬菜中的硝酸盐 D、酸性环境促进维生素C的分解,导致泡菜中维生素C含量降低(3)、乳酸的化学式为(C3H6O3),其中“6”表示的含义是 , 在乳酸中(C3H6O3)中,碳元素和氧元素的质量比为。(4)、食用泡菜时为了有效避免摄入过多的亚硝酸盐,食用前应该。 -
18、生活、生产等都离不开化学。(1)、燃气灶的火焰呈现黄色或橙色,锅底出现黑色粉末,此时应(填“调大”或“调小”)灶具的进风口,以提供充足的氧气。(2)、冬季同学们常使用暖宝宝取暖,暖宝宝发热的主要原理是铁粉生锈,铁生锈的原理是铁粉与共同作用,放出热量。(3)、在农业生产中,可利用质量分数为16%的氯化钠溶液来选种,现要配制100 kg这种溶液,需要氯化钠的质量是kg。(4)、工业上常用生石灰(CaO)作干燥剂,其吸水反应的化学方程式为。(5)、航天器常用高氯酸铵(NH4ClO4)作固体燃料。它在高温下分解化学方程式为: , X的化学式是。
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19、为验证NaOH溶液和稀盐酸能够发生反应,兴趣小组用图1所示装置进行实验,烧杯内溶液的pH随滴入溶液X体积变化的曲线如图2所示。下列说法错误的是
A、溶液X是稀盐酸 B、b点时NaOH溶液和稀盐酸恰好完全反应 C、c点时烧杯内的溶液能使石蕊试液变红 D、从b点到c点变化的微观本质是氢离子与氢氧根离子结合生成水分子 -
20、在实验室中解决鉴别和除杂的问题时,下列实验方案正确的一组是
选项
实际问题
实验方案
A
除去CO2中混有的少量CO
通过灼热的碳层
B
鉴别氢气和甲烷
点燃,在火焰上方罩一个干冷的烧杯
C
除去NaCl溶液中的Na2SO4
加入适量Ba(NO3)2溶液,过滤
D
鉴别纯铜和黄铜
相互刻划
A、A B、B C、C D、D