2025年上海市中考化学试卷

第1页（共1页）2025年上海市中考化学试卷五、选择题（本大题共17题，共20分）1～14每题只有1个正确选项，每题1分，共14分。1．（1分）（2025•上海）下列饮品中属于溶液的是（）A．蒸馏水 B．矿泉水 C．豆浆 D．牛奶2．（1分）（2025•上海）下列选项中属于有机物的是（）A．氯化钠 B．氯化钾 C．葡萄糖 D．碳酸3．（1分）（2025•上海）下列选项中属于混合物的是（）A．粗盐 B．胆矾 C．氧化镁 D．臭氧4．（1分）（2025•上海）下列选项中与C60互为同素异形体的物质是（）A．石墨 B．木炭 C．焦炭 D．活性炭5．（1分）（2025•上海）下列选项中属于钾肥的是（）A．MgSO4 B．K2SO4 C．NH4Cl D．（NH4）3PO46．（1分）（2025•上海）水分子可图示为“”，下列选项中可表示氢分子的是（）A． B． C． D．7．（1分）（2025•上海）氧化钴（CoO）是青花瓷的着色剂，其中钴（Co）元素的化合价是（）A．+1 B．+2 C．﹣1 D．﹣28．（1分）（2025•上海）实验室制取氢气的反应原理是：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑，该反应属于（）A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应9．（1分）（2025•上海）用氯酸钾和二氧化锰共热制取氧气，化学方程式书写正确的是（）A．2KClO3MnO2B．2KClO3MnO2C．2KClO3MnO22KCl+3OD．2KClO3MnO210．（1分）（2025•上海）室温下，测得某土壤施肥前后的pH由5.5变为6，可知该土壤施肥后（）A．呈酸性，酸性减弱 B．呈酸性，酸性增强 C．呈碱性，碱性减弱 D．呈碱性，碱性增强11．（1分）（2025•上海）在滴有酚酞的氢氧化钠溶液中，滴入稀硫酸至过量，最终所得溶液呈（）A．蓝色 B．红色 C．紫色 D．无色12．（1分）（2025•上海）分别用NaOH溶液、Ca（OH）2溶液进行如下实验，有关说法中正确的是（）A．通入CO2均无明显现象 B．与CuSO4溶液混合均产生蓝色沉淀 C．与盐酸混合均产生气泡 D．与Na2CO3溶液混合均产生白色沉淀13．（1分）（2025•上海）乙烯（C2H4）是常见的水果催熟剂，有关乙烯的说法中正确的是（）A．碳元素与氢元素的质量比为1：2 B．摩尔质量为28 C．1molC2H4中含6个原子 D．1molC2H4中含4g氢元素14．（1分）（2025•上海）实验室用块状石灰石与稀盐酸制取CO2的装置如图（a）所示，下列说法中正确的是（）A．为产生更多的CO2将块状石灰石研磨成粉末 B．为得到更纯的CO2，用稀硫酸替代稀盐酸 C．实验中为暂停反应，在K处添加弹簧夹并夹紧 D．集满CO2后如图（b）所示放置可减少其逸出15～17每题有1～2个正确选项，每题2分，共6分。有2个正确选项的，选对1个得1分，多选或错选得0分。15．（2分）（2025•上海）鉴别KNO3溶液和NaCl溶液，可选用的方法或试剂有（）A．焰色反应 B．观察溶液颜色 C．石灰水 D．稀盐酸（多选）16．（2分）（2025•上海）下列事例中体现气体溶解度受温度或压强影响的是（）A．打开氮气钢瓶阀门，有气体逸出 B．打开汽水瓶盖，有大量气泡逸出 C．烧水时，水沸腾前有小气泡逸出 D．变瘪的乒乓球置于热水中，可恢复球形（多选）17．（2分）（2025•上海）现有t2℃时等质量的KNO3不饱和溶液和NaCl不饱和溶液，两种物质的溶解度曲线如图所示。下列描述中正确的是（）A．上述两溶液中，KNO3的质量一定大于NaCl的质量 B．若将上述NaCl溶液蒸干，一定能得到NaCl晶体 C．上述KNO3溶液降温到t1℃时，一定变为饱和溶液 D．上述NaCl溶液升温到t3℃时，一定是不饱和溶液六、简答题（共30分，第38题6分，第39题7分，第40题9分，第41题8分）18．（6分）（2025•上海）冰袋是常见的制冷用品。（1）某家用冰袋内装有水，需预先在冰箱中冷冻。使用冰袋时，冰融化成水（选填“吸收”或“放出”）热量，发生（选填“物理变化”或“化学变化”）。（2）某类医用冰袋的设计如图所示，挤破内袋后尿素溶解，可快速制冷。①尿素的化学式是CO（NH2）2，它由种元素组成，属于（选填“单质”或“化合物”）。②某款适宜冷敷的冰袋，挤破内袋后形成20%的尿素溶液，则冰袋内尿素和水的质量比为。（3）与家用冰袋相比，上述医用冰袋的优点是。19．（7分）（2025•上海）铁生锈是常见的现象，研究铁的转化有助于理解其化学原理，并推动材料科学持续发展。（1）从假设到实证。铁在自然环境下转化为疏松的铁锈（主要成分含Fe2O3），为探究铁生锈与哪些物质有关，从假设出发设计实验，完成实验后的部分记录如下表。编号ⅠⅡⅢ假设铁生锈可能与氧气、水有关铁生锈可能只与水有关实验一周后的现象铁钉出现锈蚀铁钉未出现锈蚀结论铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果①补充实验Ⅱ的假设。。②在虚线框中完善实验Ⅲ的设计。③一周后实验Ⅱ的现象为，再结合实验Ⅰ与Ⅲ的现象可得出上述结论。（2）从原理到应用。将铁制品在空中进行加热处理，可在表面形成致密的Fe3O4薄膜，起到防锈作用。①写出该反应的化学方程式：。②铁可以转化为疏松的铁锈或致密的Fe3O4薄膜，转化条件的区别是。（3）迭代创新是科学发展的方式，请设想铁制品未来防锈的方向。。20．（9分）（2025•上海）分子筛膜的作用相当于滤纸，分子直径不同的气体经过分子筛膜分离后可再利用。（1）某气田开采的天然气（主要成分是CH4）由于CO2含量高，无法直接作为燃料使用。我国科学家研制了一种分子薄膜，能将CO2与CH4分离，实现天然气脱CO2处理。根据下表推测该膜孔径（孔的直径）的范围是。物质CO2CH4分子直径（nm）0.330.38（2）CH4在反应器中完全燃烧，冷却后得到气体Y，经分子筛膜后CO2与N2分离，过程如图所示。①写出CH4完全燃烧的化学方程式：。②比较X与Y，分析说明“Y中分子总数小于X中分子总数”的理由。。（3）CO2可转化为甲酸（HCOOH），即2CO2+2H2O一定条件2HCOOH+O2。若有10molCO2参与反应，计算产物中甲酸的质量。（根据化学方程式列式计算）21．（8分）（2025•上海）人类很早就开始冶炼铜，铜的冶炼技术在不断改进。（1）古代炼铜主要有“火法炼铜”和“湿法炼铜”。①商周时期的“火法炼铜”以孔雀石为原料。孔雀石加热分解生成的氧化铜与木炭反应得到铜，同时可能产生的可燃性气体是（填化学式）。②我国很早就掌握了“湿法炼铜”的原理，即铁和CuSO4溶液反应生成铜，写出该反应的化学方程式：。③古代“火法炼铜”比“湿法炼铜”更普遍，可能的一个原因是。（2）现代炼铜的一种方法是以辉铜矿（主要成分是硫化亚铜）为原料，采用“一次投料，分步反应”的工艺。实验室模拟该工艺的流程如图所示，步骤Ⅰ参与反应的Cu2S中，铜元素全部转化为Cu2O。①图中出现的物质，属于氧化物的是。②步骤Ⅱ的反应为Cu2S+2Cu2O高温6Cu+Z↑，Z的化学式是③理论上步骤Ⅰ中O2的用量合适时，经步骤Ⅱ可得到纯净的铜。若通入O2的量偏少，经步骤Ⅱ得到的铜不纯，写出杂质的成分并说明理由。。

2025年上海市中考化学试卷参考答案与试题解析一．选择题（共15小题）题号1234567891011答案BCAABCBCDAD题号12131415答案BDDA二．多选题（共2小题）题号1617答案BCBD五、选择题（本大题共17题，共20分）1～14每题只有1个正确选项，每题1分，共14分。1．（1分）（2025•上海）下列饮品中属于溶液的是（）A．蒸馏水 B．矿泉水 C．豆浆 D．牛奶【分析】本题考查溶液的概念，在一定条件下溶质分散到溶剂中形成的是均一稳定的混合物。【解答】解：A.蒸馏水由一种物质（水）组成，属于纯净物，不属于溶液故A错；B.矿泉水含有水和多种矿物质，矿物质均匀分散在水中，形成均一，稳定的混合物，属于溶液，故B正确；C.豆浆中的不溶性固体小颗粒悬浮在水中，属于悬浊液，静置后会分层或沉淀，故C错；D.牛奶中的脂肪球等成分分散在水中形成的是乳浊液，静置后会分层，不属于溶液，故D错。故选：B。2．（1分）（2025•上海）下列选项中属于有机物的是（）A．氯化钠 B．氯化钾 C．葡萄糖 D．碳酸【分析】有机物通常是含碳元素的化合物，但是碳的单质、碳的氧化物、碳酸、碳酸盐等的化学性质与无机物的化学性质相似，通常归为无机物。【解答】解：有机物通常是含碳元素的化合物，但是碳的单质、碳的氧化物、碳酸、碳酸盐等的化学性质与无机物的化学性质相似，通常归为无机物；氯化钠、氯化钾不含碳元素，是无机物；碳酸含碳元素，但性质与无机物类似，属于无机物；葡萄糖含有碳、氢、氧元素，属于有机物。故选：C。3．（1分）（2025•上海）下列选项中属于混合物的是（）A．粗盐 B．胆矾 C．氧化镁 D．臭氧【分析】本题考查利用纯净物的概念来判断物质是否为纯净物，宏观上看只有一种物质。【解答】解：A．粗盐是未经提纯的食盐，主要成分是氯化钠（NaCl），但还含有泥沙、氯化镁、氯化钙等杂质，属于混合物，故A正确；B．胆矾：胆矾是五水合硫酸铜（化学式：CuSO4•5H2O），是一种化合物，由铜、硫、氧、氢元素按固定比例组成，属于纯净物，故B错；C．氧化镁：氧化镁（化学式：MgO）是一种化合物，由镁和氧元素按固定比例结合而成，属于纯净物，故C错；D．臭氧：臭氧（化学式：O3）是一种单质，只含一种物质，属于纯净物，故D错。故选：A。4．（1分）（2025•上海）下列选项中与C60互为同素异形体的物质是（）A．石墨 B．木炭 C．焦炭 D．活性炭【分析】根据由同种元素形成的不同种单质互为同素异形体，互为同素异形体的物质要符合以下两个条件：同种元素形成，不同单质，进行分析判断。【解答】解：判断同素异形体的关键把握两点：①同种元素形成，②不同单质。A、石墨、C60是由碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，故选项正确。B、木炭的主要成分是碳，属于混合物，与C60不互为同素异形体，故选项错误。C、焦炭的主要成分是碳，属于混合物，与C60不互为同素异形体，故选项错误。D、活性炭的主要成分是碳，属于混合物，与C60不互为同素异形体，故选项错误。故选：A。5．（1分）（2025•上海）下列选项中属于钾肥的是（）A．MgSO4 B．K2SO4 C．NH4Cl D．（NH4）3PO4【分析】根据肥料分类依据：根据主要营养元素分为氮肥（含N）、磷肥（含P）、钾肥（含K）和复合肥（含两种或以上营养元素）进行分析。【解答】解：A.MgSO4中不含有钾元素，不属于钾肥，故A错；B.K2SO4中含有氮、磷、钾三种元素中的钾元素，属于钾肥，故B正确；C.NH4Cl中含有氮、磷、钾三种元素中的氮元素，属于氮肥，故C错；D.（NH4）3PO4中含有氮、磷、钾三种元素中的氮元素和磷元素，属于复合肥，故D错。故选：B。6．（1分）（2025•上海）水分子可图示为“”，下列选项中可表示氢分子的是（）A． B． C． D．【分析】根据水分子的构成和氢分子的构成分析判断。【解答】解：一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的，一个氢分子是由两个氢原子构成的。由水分子的个构成可知，图示A表示2个氢原子，图示B表示1个氧分子，图示C表示1个氢分子，图示D表示2个氧原子。符合题意的是C。故选：C。7．（1分）（2025•上海）氧化钴（CoO）是青花瓷的着色剂，其中钴（Co）元素的化合价是（）A．+1 B．+2 C．﹣1 D．﹣2【分析】根据化合物中正负化合价代数和为零，进行分析解答。【解答】解：CoO中氧元素显﹣2价，设钴元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：x+（﹣2）＝0，x＝+2。故选：B。8．（1分）（2025•上海）实验室制取氢气的反应原理是：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑，该反应属于（）A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应【分析】根据由单质和化合物生成另外的单质和化合物的反应，属于置换反应进行分析。【解答】解：由方程式：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑可知，该反应是由一种单质和一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应。故选：C。9．（1分）（2025•上海）用氯酸钾和二氧化锰共热制取氧气，化学方程式书写正确的是（）A．2KClO3MnO2B．2KClO3MnO2△2KCl+3OC．2KClO3MnO22KCl+3OD．2KClO3MnO2【分析】根据化学方程式判断正误的方法需考虑：应用的原理是否正确；化学式书写是否正确；是否配平；反应条件是否正确；↑和↓的标注是否正确，进行分析判断。【解答】解：氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、在加热条件下生成氯化钾和氧气，正确的化学方程式为2KClO3MnO2△故选：D。10．（1分）（2025•上海）室温下，测得某土壤施肥前后的pH由5.5变为6，可知该土壤施肥后（）A．呈酸性，酸性减弱 B．呈酸性，酸性增强 C．呈碱性，碱性减弱 D．呈碱性，碱性增强【分析】根据当溶液的pH等于7时，呈中性；当溶液的pH小于7时，呈酸性，且pH越小，酸性越强；当溶液的pH大于7时，呈碱性，且pH越大，碱性越强，进行分析判断。【解答】解：施肥前，土壤的pH为5.5，小于7，说明土壤呈酸性；施肥后pH变为6，仍然小于7，说明土壤仍呈酸性。当溶液的pH小于7时，呈酸性，且pH越小，酸性越强，由于pH由5.5变为6，pH增大，说明酸性减弱，则该土壤施肥后仍呈酸性，但酸性减弱。故选：A。11．（1分）（2025•上海）在滴有酚酞的氢氧化钠溶液中，滴入稀硫酸至过量，最终所得溶液呈（）A．蓝色 B．红色 C．紫色 D．无色【分析】根据氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水，滴入稀硫酸至过量，进行分析判断。【解答】解：氢氧化钠溶液显碱性，滴有酚酞的氢氧化钠溶液显红色，然后再向其中滴入稀硫酸，氢氧化钠与稀硫酸反应生成硫酸钠和水，硫酸钠溶液呈中性；根据题意，稀硫酸过量，使反应后溶液呈酸性，中性或酸性溶液均不能使酚酞变色，则最终所得溶液呈无色。故选：D。12．（1分）（2025•上海）分别用NaOH溶液、Ca（OH）2溶液进行如下实验，有关说法中正确的是（）A．通入CO2均无明显现象 B．与CuSO4溶液混合均产生蓝色沉淀 C．与盐酸混合均产生气泡 D．与Na2CO3溶液混合均产生白色沉淀【分析】A、氢氧化钙溶液中通入二氧化碳，溶液变浑浊。B、硫酸铜和氢氧化钠反应生成蓝色沉淀氢氧化铜和硫酸钠，和氢氧化钙反应生成蓝色沉淀氢氧化铜和硫酸钙。C、稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，和氢氧化钙反应生成氯化钙和水。D、氢氧化钠不能和碳酸钠反应，氢氧化钙和碳酸钠反应生成白色沉淀碳酸钙和氢氧化钠。【解答】解：A、氢氧化钙溶液中通入二氧化碳，溶液变浑浊，故选项不正确。B、硫酸铜和氢氧化钠反应生成蓝色沉淀氢氧化铜和硫酸钠，和氢氧化钙反应生成蓝色沉淀氢氧化铜和硫酸钙，故选项正确。C、稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，和氢氧化钙反应生成氯化钙和水，都不产生气泡，故选项不正确。D、氢氧化钠不能和碳酸钠反应，氢氧化钙和碳酸钠反应生成白色沉淀碳酸钙和氢氧化钠，故选项不正确。故选：B。13．（1分）（2025•上海）乙烯（C2H4）是常见的水果催熟剂，有关乙烯的说法中正确的是（）A．碳元素与氢元素的质量比为1：2 B．摩尔质量为28 C．1molC2H4中含6个原子 D．1molC2H4中含4g氢元素【分析】A．根据元素质量比进行分析；B．根据摩尔质量是指单位物质的量的物质所具有的质量进行分析；C．根据1个C2H4分子中含有6个原子进行分析；D．根据元素的质量进行分析。【解答】解：A、碳元素和氢元素质量比为（12×2）：（1×4）≠1：2，故A不正确；B、C2H4的相对分子质量是12×2+1×4＝28，C2H4的摩尔质量是28g/mol，故B不正确；C、1molC2H4中约含6.02×1023个C2H4分子，1个C2H4分子中含有6个原子，则1molC2H4中约含6.02×1023×6＝3.612×1024个原子，故C不正确；D、1molC2H4中氢元素的质量为1mol×1g/mol×4＝4g，故D正确。故选：D。14．（1分）（2025•上海）实验室用块状石灰石与稀盐酸制取CO2的装置如图（a）所示，下列说法中正确的是（）A．为产生更多的CO2将块状石灰石研磨成粉末 B．为得到更纯的CO2，用稀硫酸替代稀盐酸 C．实验中为暂停反应，在K处添加弹簧夹并夹紧 D．集满CO2后如图（b）所示放置可减少其逸出【分析】根据实验室制取二氧化碳的原理、注意事项等进行分析。【解答】解：A、将块状石灰石研磨成粉末虽增大接触面积，使反应速率加快，但不改变反应物的量，不会产生更多的CO2，该选项说法错误；B、稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶的硫酸钙，会覆盖在石灰石表面，阻止反应持续进行，导致CO2产量不足，该选项说法错误；C、在K处添加弹簧夹并夹紧，气体压强增大，将液体压回长颈漏斗，但该装置无法做到固液完全分离，所以反应依旧进行，该选项说法错误；D、CO2密度大于空气，集满CO2后集气瓶应正放（瓶口朝上），以减少CO2逸出，图（b）为正放，该选项说法正确。故选：D。15～17每题有1～2个正确选项，每题2分，共6分。有2个正确选项的，选对1个得1分，多选或错选得0分。15．（2分）（2025•上海）鉴别KNO3溶液和NaCl溶液，可选用的方法或试剂有（）A．焰色反应 B．观察溶液颜色 C．石灰水 D．稀盐酸【分析】根据两种物质与同种试剂反应产生的不同现象来鉴别它们，若两种物质与同种物质反应的现象相同，则无法鉴别它们。【解答】解：A、KNO3溶液和NaCl溶液进行焰色反应，分别显紫色、黄色，可以鉴别，故选项正确。B、KNO3溶液和NaCl溶液均显无色，用观察溶液颜色的方法不能鉴别，故选项错误。C、KNO3溶液和NaCl溶液均不能与石灰水反应，现象相同，不能鉴别，故选项错误。D、KNO3溶液和NaCl溶液均不能与稀盐酸反应，现象相同，不能鉴别，故选项错误。故选：A。（多选）16．（2分）（2025•上海）下列事例中体现气体溶解度受温度或压强影响的是（）A．打开氮气钢瓶阀门，有气体逸出 B．打开汽水瓶盖，有大量气泡逸出 C．烧水时，水沸腾前有小气泡逸出 D．变瘪的乒乓球置于热水中，可恢复球形【分析】根据气体的溶解度随着温度的升高而减小，随着压强的增大而增大，进行分析判断。【解答】解：A、打开氮气钢瓶阀门，有气体逸出，是因为压强减小，气体逸出，故选项错误。B、制作汽水需要将二氧化碳气体加压之后溶于水，打开汽水瓶盖，压强变小，二氧化碳的溶解度减小，有大量气泡从瓶口逸出，故选项正确。C、水沸腾前，有小气泡冒出，是因为随着温度的升高，原本水中溶有的气体的溶解度减小，有气泡逸出，故选项正确。D、变瘪的乒乓球放入热水中，能恢复原形，是因为温度升高，分子间的间隔增大，故选项错误。故选：BC。（多选）17．（2分）（2025•上海）现有t2℃时等质量的KNO3不饱和溶液和NaCl不饱和溶液，两种物质的溶解度曲线如图所示。下列描述中正确的是（）A．上述两溶液中，KNO3的质量一定大于NaCl的质量 B．若将上述NaCl溶液蒸干，一定能得到NaCl晶体 C．上述KNO3溶液降温到t1℃时，一定变为饱和溶液 D．上述NaCl溶液升温到t3℃时，一定是不饱和溶液【分析】根据固体的溶解度曲线，可以查出某物质在一定温度下的溶解度，从而确定物质的溶解性；可以比较不同物质在同一温度下的溶解度大小，从而判断饱和溶液中溶质的质量分数的大小；可以判断物质的溶解度随温度变化的变化情况，从而判断提纯晶体的方法。【解答】解：A、t2℃时，KNO3的溶解度大于NaCl的溶解度，但溶液的浓度不能确定，等质量的KNO3不饱和溶液和NaCl不饱和溶液中，KNO3的质量不一定大于NaCl的质量，故A错误；B、上述NaCl溶液是NaCl不饱和溶液，将上述NaCl溶液蒸干，一定能得到NaCl晶体，故B正确；C、无法确定KNO3不饱和溶液的浓度，把上述KNO3溶液降温到t1℃时，不一定能得到KNO3的饱和溶液，故C错误；D、NaCl的溶解度随着温度的升高而增大，将t1℃的NaCl溶液升温到t3℃时，温度升高，NaCl的溶解度增大，溶液仍为不饱和溶液，故D正确。故选：BD。六、简答题（共30分，第38题6分，第39题7分，第40题9分，第41题8分）18．（6分）（2025•上海）冰袋是常见的制冷用品。（1）某家用冰袋内装有水，需预先在冰箱中冷冻。使用冰袋时，冰融化成水吸收（选填“吸收”或“放出”）热量，发生物理变化（选填“物理变化”或“化学变化”）。（2）某类医用冰袋的设计如图所示，挤破内袋后尿素溶解，可快速制冷。①尿素的化学式是CO（NH2）2，它由4种元素组成，属于化合物（选填“单质”或“化合物”）。②某款适宜冷敷的冰袋，挤破内袋后形成20%的尿素溶液，则冰袋内尿素和水的质量比为1：4。（3）与家用冰袋相比，上述医用冰袋的优点是使用方便（答案不唯一）。【分析】（1）根据物质的变化分析（2）根据化学式以及溶质质量分数的含义分析；（3）根据医用冰袋可以在常温下保存，携带极为方使分析。【解答】解：（1）家用冰袋，要先制冷，冰是固态的水，冰融化成水，吸收热量，从固态变成液态，只是物质的状态发生了改变，没有新物质生成，发生的是物理变化；故答案为：吸收；物理变化；（2）①由尿素的化学式可知，它由碳、氢、氢、氧四种元素组成，属于化合物；故答案为：4；化合物；②20%的尿素溶液中，尿素和水的质量比为20%：（1﹣20%）＝1：4；故答案为：1：4；（3）医用冰袋可以在常温下保存，携带极为方使，而家用冰袋则可能需要在冰箱中保存，使用起来不够方便，故医用冰袋相比于家用冰袋的好处是使用方便；故答案为：使用方便（答案不唯一）。19．（7分）（2025•上海）铁生锈是常见的现象，研究铁的转化有助于理解其化学原理，并推动材料科学持续发展。（1）从假设到实证。铁在自然环境下转化为疏松的铁锈（主要成分含Fe2O3），为探究铁生锈与哪些物质有关，从假设出发设计实验，完成实验后的部分记录如下表。编号ⅠⅡⅢ假设铁生锈可能与氧气、水有关铁生锈可能只与水有关实验一周后的现象铁钉出现锈蚀铁钉未出现锈蚀结论铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果①补充实验Ⅱ的假设。铁生锈可能只与氧气有关。②在虚线框中完善实验Ⅲ的设计。③一周后实验Ⅱ的现象为铁不生锈，再结合实验Ⅰ与Ⅲ的现象可得出上述结论。（2）从原理到应用。将铁制品在空中进行加热处理，可在表面形成致密的Fe3O4薄膜，起到防锈作用。①写出该反应的化学方程式：3Fe+2O2△Fe3O4②铁可以转化为疏松的铁锈或致密的Fe3O4薄膜，转化条件的区别是温度（或湿度）。（3）迭代创新是科学发展的方式，请设想铁制品未来防锈的方向。在铁制品表面覆盖新型薄膜（或优化生成Fe3O4薄膜的条件，或改变铁的表层结构）。【分析】（1）根据铁锈蚀的条件及其探究方法来分析；（2）根据化学反应的原理来分析；（3）根据铁的防锈措施来分析。【解答】解：（1）①实验Ⅰ假设铁生锈可能与氧气、水有关，实验Ⅲ假设铁生锈可能只与水有关。根据控制变量法，实验Ⅱ应设计为探究铁生锈是否与氧气有关。②实验Ⅲ的目的是验证铁生锈是否与水有关，需要排除氧气的影响。设计：在试管中装满蒸馏水并塞紧瓶塞，或倒入蒸馏水没过铁钉，在蒸馏水上面倒一些植物油，以隔绝空气，设计图如图所示：③实验Ⅱ中铁钉仅与干燥的氧气接触，未满足生锈条件（需要水），故一周后的现象是铁钉未出现锈蚀。（2）①铁在空气中加热会生成四氧化三铁，该反应的化学方程式为3Fe+2O2△Fe3O4②疏松的铁锈形成于潮湿的环境，需要水和氧气，致密的Fe3O4薄膜形成于干燥的高温环境，仅需要氧气，所以转化的区别是湿度或温度。（3）铁制品未来防锈的方向是在铁制品表面覆盖新型薄膜或优化生成Fe3O4薄膜的条件，或改变铁的表层结构。故答案为：（1）①铁生锈可能只与氧气有关；②；③铁不生锈；（2）①3Fe+2O2△Fe3O4②温度（或湿度）；（3）在铁制品表面覆盖新型薄膜（或优化生成Fe3O4薄膜的条件，或改变铁的表层结构）。20．（9分）（2025•上海）分子筛膜的作用相当于滤纸，分子直径不同的气体经过分子筛膜分离后可再利用。（1）某气田开采的天然气（主要成分是CH4）由于CO2含量高，无法直接作为燃料使用。我国科学家研制了一种分子薄膜，能将CO2与CH4分离，实现天然气脱CO2处理。根据下表推测该膜孔径（孔的直径）的范围是大于0.33nm且小于0.38nm。物质CO2CH4分子直径（nm）0.330.38（2）CH4在反应器中完全燃烧，冷却后得到气体Y，经分子筛膜后CO2与N2分离，过程如图所示。①写出CH4完全燃烧的化学方程式：CH4+2O2点燃CO2+2H2O②比较X与Y，分析说明“Y中分子总数小于X中分子总数”的理由。空气X中主要成分是氧气和氮气，其中氧气与甲烷发生化学反应，每消耗2mol氧气生成1mol二氧化碳，即Y中生成的二氧化碳的分子数比X中消耗的氧气分子数少，其中氮气与其他气体没有参加反应，分子数不变，所以Y中分子总数小于X。（3）CO2可转化为甲酸（HCOOH），即2CO2+2H2O一定条件2HCOOH+O2。若有10molCO2参与反应，计算产物中甲酸的质量。（根据化学方程式列式计算）【分析】（1）根据CO2分子直径为0.33nm，CH4分子直径为0.38nm来分析；（2）①根据甲烷和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水来分析；②根据每消耗2mol氧气生成1mol二氧化碳，而氮气与其他气体没有参加反应来分析；（3）根据二氧化碳的物质的量结合化学方程式的计算来分析。【解答】解：（1）CO2分子直径为0.33nm，CH4分子直径为0.38nm，要分离CO2和CH4，膜孔径需略大于CO2直径（允许其通过），但小于CH，直径（阻止其通过），所以该膜孔径的范围是大于0.33nm且小于0.38nm。（2）①甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：CH4+2O2点燃CO2+2H2②空气X中主要成分是氧气和氮气，其中氧气与甲烷发生化学反应，每消耗2mol氧气生成1mol二氧化碳，即Y中生成的二氧化碳的分子数比X中消耗的氧气分子数少；其中氮气与其他气体没有参加反应，分子数不变，所以Y中分子总数小于X中分子总数。（3）设生成甲酸的物质的量为X。2CO2+2H2O一定条件2HCOOH+O22210molx22x＝10mol则产物中甲酸的质量是：10mol×46g/mol＝460g。答：产物中甲酸的质量是460g。故答案为：（1）大于0.33nm且小于0.38nm；（2）①CH4+2O2点燃CO2+2H2②空气X中主要成分是氧气和氮气，其中氧气与甲烷发生化学反应，每消耗2mol氧气生成1mol二氧化碳，即Y中生成的二氧化碳的分子数比X中消耗的氧气分子数少，其中氮气与