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初二年级化学学科特别提示:选择题中,未标注说明的,为单选,每题只能选一个选项;标注“不定项”的,每题应选至少一个选项;标注“多选”的,每题应选两个或两个以上的选项。相对原子质量:H-1
Li-7
O-16
Cl-35.5
K-39
Mn-55一、石墨烯(11分)1.石墨烯是一种新材料,它的厚度只有0.335nm,是目前为止最薄的单层二维纳米碳材料,它具有优异的光学、电学、力学特性,被认为是一种未来革命性的材料。(1)石墨烯和石墨都是由碳元素组成的______(填“单质”或“化合物”),它们具有相似的化学性质是_____。(2)“1mm厚的石墨大约包含300万层石墨烯”,说明构成石墨烯的微观粒子具有的性质是_____。(3)图3是碳元素在元素周期表中的相关信息,据此可知______。A.碳原子的质量为6g B.碳原子的质子数为6C.碳元素的原子序数为6 D.碳元素的相对原子质量为12.01g(4)工业上采用气态甲烷(CH4)在高温和催化剂条件下制取石墨烯,反应微观示意图如图4:①该反应的化学方程式是_____,反应的基本类型是______。②参与反应的甲烷与生成的石墨烯的微观粒子个数比是_____。A.1:1
B.2:1
C.3:1
D.4:1(5)金属Mo掺杂的石墨烯作催化剂可以将CO2高效转化为甲醇(CH3OH),同时还生成水。转化中还需加入的物质可能是______。A.CO B.H2 C.O2 D.H2O2二、蛋雕(13分)2.蛋雕集彩绘、镂空于一体,承载着千年的中华美学,常见的蛋雕分为阴雕和镂空雕等。其制作流程如图:(1)蛋清和蛋黄从生鸡蛋中倒出后,将蛋壳放入熔化的石蜡(熔点:50~70℃)中进行裹蜡,此过程发生的是_____(填“物理变化”或“化学变化”)。(2)石蜡中含有C22H46,对于C22H46的分析正确的是_____。A.由碳元素和氧元素组成 B.两种元素的质量比为11:23C.1个C22H46分子中含有68个原子 D.碳的质量分数为×100%(3)用金属丝在裹了石蜡的蛋壳上作画以去除石蜡膜,据此推测石蜡的性质是_____。A.白色固体 B.硬度小 C.密度小于水 D.加热易融化(4)为探究盐酸浓度对蚀刻速率的影响进行实验。常温下,取等质量、相同大小的蛋壳,分别加入等体积、不同浓度的盐酸,反应相同时间后,再次称量蛋壳的质量,记录数据如表。盐酸浓度2%5%10%15%20%减少的质量/g0.060.220.440.730.65①用盐酸蚀刻蛋壳(主要成分碳酸钙)发生反应的化学方程式是______,能说明盐酸可以蚀刻蛋壳的现象是_____。②分析表格数据,选择蚀刻使用的盐酸浓度,并说明理由_____。③若想继续探究温度对蚀刻速率的影响,请设计实验方案_____。(5)去除蜡膜最适宜的方法是_____。A.用砂纸打磨 B.置于80℃的热水中 C.浸泡在稀盐酸中(6)传统手工蛋雕难度大,易破损。与传统手工雕刻相比,此化学雕刻法的优点是_____。(7)作品完成之后,针对已使用的石蜡提出处理建议。三、松墨(10分)3.墨在中国传统文化中,一直是“雅”的代表。浓墨的厚重,淡墨的素雅,无一不彰显着东方传统的美学理念。以松树为原料制作墨的部分工艺流程如图所示。(1)烧烟是将松枝置于密闭燃炉内进行烧制,利用松木的______(填“完全”或“不完全”)燃烧获得更多的松烟,据此推测松烟中一定含_____元素。(2)筛烟时需用细绢筛子,缓缓筛动,去除烟泥中的草芥等大颗粒杂质,保证墨的质量。与该过程原理类似的实验操作是______。A.溶解 B.过滤 C.沉淀 D.蒸发(3)和胶时,为探究松烟成型的影响因素,某实验小组进行实验。数据记录如表。实验编号松烟质量皮胶量温度搅拌时间成型效果I5g3mL40℃3min不成型II5g5mL40℃3min基本成型III5g10mL40℃3min成型良好IV5g10mL30℃3min不成型V5g10mL50℃3min成型良好VI5g10mL70℃3min不成型①该实验探究的影响因素是_____和_____。②你认为是否需要设置“不加胶”的空白对照组实验,请说明理由_____。(4)松墨制作中,古人讲究“十万杵”(反复捶打墨团),其目的是_____。A.使碳原子的结构更稳定 B.使碳原子的体积更小C.使各物质充分混合均匀 D.使墨质更致密(5)古人用墨作的书画,经百年不褪色的原因是______。(6)保存墨的注意事项有______。(一条即可)四、太空制氧(20分)4.空间站中科学家采用水气整合系统,在一定条件下实现O2的再生和CO2的清除,流程如图所示。(1)在水电解过程中,为增强水的导电性添加KOH,所得溶液中含有的正离子为_____。A.K+ B.OH- C.K D.H2O(2)电解时,产生O2的电极与电源的______(填“正极”或“负极”)相连,检验O2的方法是_____。当产生10mLH2时,理论上生成O2的体积应为______mL;但实际产生的O2气体小于理论值,对产生此现象原因的猜想合理的是_____。A.O2易溶于水
B.部分O2与电极反应被消耗C.电极吸附H2的能力强于O2
D.部分H2与O2反应重新生成了水(3)若航天员在空间站生活半年,期间约需480千克氧气都由水电解制得,则需电解水的质量是多少千克?(根据方程式进行列式计算)(4)空间站的备用氧气常利用分解固体高氯酸锂(LiClO4)来制取,发生反应的化学方程式为:LiClO4X+2O2↑,X的化学式是_____,反应前后氧元素的化合价_____(填“升高”“降低”或“不变”)。(5)用高锰酸钾也能制取氧气。从反应物状态和反应条件的角度分析,与高氯酸锂制氧具有的相同点是_____,但没有用高锰酸钾作备用制氧原料的原因可能是_____。(6)在“萨巴蒂尔系统”内,CO2在高温、高压和催化剂的条件下反应又生成了水,反应的化学方程式是______,反应中属于氧化物的物质是_____。(7)空间站使用该水气整合系统供氧时,是否需要不断补充水,请说明理由。五、自制二氧化碳诱蚊器(13分)5.二氧化碳型蚊虫诱捕装置借助诱蚊剂吸引蚊虫趋近,进而运用主体捕蚊设备实施诱捕,以此达成预防蚊虫传播疾病之目的。任务一:探究诱蚊原理(1)诱蚊剂中含有酵母和蔗糖。酵母发酵产生CO2,检验CO2的方法是_____。(2)在封闭空间内,诱蚊剂持续低量产生CO2,对蚊虫的诱导效应较好,其设计思路是仿生人体的______作用。从微观角度分析,CO2可扩散的原因是_____。任务二:自制简易蚊虫诱捕器(3)为寻找合适的原料,实验小组利用家中常见的物质进行实验,现象记录如表。纯碱(碳酸钠)鸡蛋壳(含碳酸钙)白醋反应过快,混杂醋味缓慢释放气体,混杂醋味柠檬酸反应过快缓慢释放气体,无异味根据记录,选择自制家用CO2诱蚊剂的最佳原料是______,理由是______。(4)如图是实验室制取气体的发生装置,为了持续低量产生CO2,最适宜的是_____。(填字母)A. B. C.(5)如图是利用家中常见物质自制的简易蚊虫诱捕器组件。①装置F收集CO2的方法是______;导管是否一定要伸入到塑料瓶底部,请说明理由______。②装置D与装置E在控制反应开始与结束的工作原理上是否相同,请说明理由______。六、海洋资源(22分)6.广袤的海洋蕴含着丰富的自然资源,海水中包含氯化钠、氯化镁、硫酸钠等可溶物质,以及泥沙等难溶物质。开发利用海洋资源是我国重要的战略发展方向。(1)海水中含有氧、氢、氯、钠、镁等元素,其中属于金属元素的是______。(2)通过自然界的水循环补充海水中水的途径有______。A.蒸发 B.水汽输送 C.降水 D.径流(3)海水淡化是综合利用海洋资源的重要产业。①现有的海水淡化技术中,应用最广泛的是蒸馏法和反渗透膜法。海水中获取淡水是将混合物分离提纯的过程。分离提纯混合物一般有两种思路:a.直取所需
b.除去杂质保留所需。i.蒸馏法淡化海水(图1)采用的思路是_____(填字母)。ii.如图2对海水加压,可以使_____(填“水分子”或“盐离子”)透过淡化膜获得淡水;一段时间后,海水中盐离子与水分子的比值会______(填“增大”或“减少”)。②浓缩后余下的海水,还可以提取精盐,流程如图3所示。i.过滤时,为提高实验效率,下列可行的操作是______。A.玻璃棒在漏斗中不断搅拌
B.赶走滤纸与漏斗内壁间的气泡C.将漏斗下端管口悬在烧杯中央
D.在滤纸中加满待浓缩后余下的海水ii.蒸发时,除了需过滤使用的部分仪器外,还必须用到的仪器有______。A.蒸发皿
B.胶头滴管
C.酒精灯
D.温度计iii.获得的精盐是______(填“纯净物”或“混合物”),请根据实验过程分析说明_____。③某沿海地区计划建设一个海水综合利用基地,提出了以下两种方案:方案甲:主要生产淡水(供应居民),并将浓缩后的海水直接排回海洋。方案乙:在生产淡水的同时,利用浓缩海水继续晒盐,并从制盐后的物质中提取金属镁。你认为_____方案更优。请通过比较分析阐述你的理由_____。(4)利用海洋中的贝壳进行化工生产。贝壳(主要成分CaCO3)烧成灰(主要成分为CaO),与草木灰溶液(含K2CO3)反应可制备去污液,部分工艺流程如图4所示。资料:Ca(OH)2+K2CO3=CaCO3↓+2KOH①贝壳在进入煅烧室前需粉碎处理,目的是______。②为确定煅烧室内贝壳是否完全反应的方法是______(写出具体的步骤、现象及结论)。③反应池中出现沸腾现象的原因是_____。④该工艺流程中被循环使用的物质是______。⑤去污液中一定含有的物质是_____。七、CO2的地质封存(11分)7.CO2地质封存是将CO2通过管道注入到不可采煤层等密闭地质构造中,形成长时间对CO2封存的同时可提高煤层气、油气的高效开采。如图是CO2地质封存的模拟图。(1)燃煤发电将化学能最终转化为______能,煤完全燃烧的化学方程式是_____。(2)CO2排放量增加可能导致的环境问题是______。(3)烟气注入到煤层后,由于煤对气体的吸附能力不同(吸附能力:CO2>CH4>N2),CH4和N2逐渐被CO2驱替并脱附,再通过采出井抽出。①注入时,将CO2由气态压缩成介于气态和液态之间的密度高、流动快的超临界状态。从微观的角度分析,这一过程中变化的是分子的______。A.种类
B.间隔
C.大小
D.数量②解释注入的CO2能驱动CH4流出煤层的原因是_____。③为防止输送管道内部腐蚀,须对CO2干燥处理。请用化学方程式表示干燥处理的原因_____。推测输送管道的材料除了耐腐蚀,还应具有的性质有______。(一条即可)④采出的气体中主要含CH4和N2,利用分子筛在不同压力下对两种气体的吸附量差异实现分离。根据表格推测该分子筛膜孔径(孔的直径)的范围是______。物质CH4N2分子直径(nm)0.380.36(4)CO2封存技术有助于实现“双碳”目标,然而,在该技术的实施过程中,可能会对地质条件及周边环境造成一定的安全风险。请列举其中一项。1.(1)单质常温下化学性质不活泼(或可燃性、还原性,合理即可)(2)微粒的质量和体积都很小(3)BC(4)分解反应A(5)B(1)由同种元素组成的纯净物是单质,石墨烯和石墨都只由碳元素组成,属于单质;二者都是碳单质,组成元素相同,因此化学性质相似,碳单质常温下化学性质稳定,都具有可燃性和还原性,合理即可。(2)1mm厚的石墨包含300万层石墨烯,说明构成石墨烯的碳原子体积、质量都非常小,体现了微观粒子质量和体积都很小的性质。(3)元素周期表中,左上角数字是原子序数,且原子序数=原子核内质子数,因此碳的原子序数为6,碳原子质子数也为6,B、C正确;6不是碳原子的实际质量,A错误;相对原子质量的单位是“1”,不是“g”,D错误。(4)①根据微观示意图,甲烷在高温、催化剂条件下分解,生成石墨烯(碳单质)和氢气,配平后得到化学方程式;该反应由一种物质生成两种物质,属于分解反应。②由化学方程式可知,1个甲烷分子分解生成1个碳原子(构成石墨烯的粒子),因此粒子个数比为1:1。(5)根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,生成物甲醇和水含有C、H、O三种元素,反应物CO2只含有C、O元素,因此加入的物质必须含有氢元素;结合产物的原子组成,加入H2恰好满足元素配比,符合反应,因此选B。2.(1)物理变化(2)C(3)B(4)蛋壳表面有气泡产生,蛋壳质量减小选择15%的盐酸,相同反应时间内,15%盐酸使蛋壳减少的质量最大,蚀刻效率最高取等质量、相同大小的蛋壳,分别加入等体积、浓度为15%的盐酸,在不同温度下反应相同时间后,称量蛋壳剩余质量,比较质量减少量得出结论(5)B(6)操作简便,不易损坏蛋壳,图案更精细(合理即可)(7)回收后加热熔化,除去杂质,重新用于蛋雕裹蜡(合理即可)(1)裹蜡过程只有石蜡的状态发生改变,没有新物质生成,属于物理变化。(2)A.仅由碳、氢两种元素组成,不含氧元素,错误;B.两种元素质量比为,是原子个数比,错误;C.1个分子的原子总数为,正确;D.碳的质量分数为,错误。(3)金属丝能直接划掉石蜡膜,说明石蜡硬度小,其余性质与该操作无关。(4)碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳气体,化学方程式略。蛋壳中的碳酸钙被消耗,故现象为:蛋壳表面有气泡产生,蛋壳质量减小。由表格数据可知,盐酸浓度2%~15%范围内,蛋壳减少质量随浓度升高而增大,20%时蛋壳减少质量反而下降,因此15%盐酸蚀刻效果最优。探究温度对速率的影响,需控制盐酸浓度、体积、蛋壳状态、反应时间等无关变量一致,仅改变温度。如取等质量、相同大小的蛋壳,分别加入等体积、浓度为15%的盐酸,在不同温度下反应相同时间后,称量蛋壳剩余质量,比较质量减少量得出结论。(5)石蜡熔点为50~70℃,80℃热水可使石蜡熔化除去,不会损坏蛋雕;砂纸打磨会破坏蛋雕,稀盐酸会腐蚀蛋壳,均不可行。(6)和手工雕刻相比,化学蚀刻不需要直接接触蛋壳雕刻,降低了蛋壳破损概率,图案可控性更强。(7)略。3.(1)不完全碳(2)B(3)皮胶量温度不需要,已有实验已经可以得出皮胶量对成型效果的影响规律,不加胶必然无法成型,无需额外设置(合理即可)(4)CD(5)墨的主要成分是碳单质,常温下碳的化学性质稳定(不活泼),不易与其他物质发生反应(6)放置在阴凉干燥处保存(或避免高温、远离火源,合理即可)(1)密闭燃炉内氧气不足,松木发生不完全燃烧才能得到大量炭质松烟;根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,因此松烟中一定含碳元素。(2)筛烟的原理是分离大颗粒杂质和细小松烟,和过滤分离不同粒径固体的原理一致,因此选B。(3)①分析表格数据,实验中只有两个变量:皮胶用量、温度,其余条件均保持不变,因此探究的是皮胶量和温度对成型的影响。②现有实验已经体现出皮胶量不足时无法成型,不加胶必然无法成型,不需要额外设置空白对照。(4)反复捶打不会改变碳原子本身的结构和体积,A、B错误;捶打可以让各成分混合更均匀,同时让墨质地更致密,C、D正确。(5)常温下碳单质的化学性质稳定,不易和其他物质发生反应,因此用墨书写的书画可以长期不褪色。(6)结合实验结论,温度过高会让墨不成型,且碳属于可燃物,因此保存时注意阴凉干燥、避开高温、远离火源均可。4.(1)A(2)正极将带火星的木条伸入气体中,若木条复燃,证明是氧气5B(3)解:设需电解水的质量为x答:需电解水的质量为540kg。(4)LiCl升高(5)反应物都是固体,反应都需要加热等质量的高锰酸钾产生氧气的质量更小(产氧率更低,合理即可)(6)二氧化碳、水(7)需要不断补充水,电解水生成氢气和氧气,水中氢元素质量等于氢气质量;二氧化碳与氢气反应水和甲烷,参加反应的氢气质量等于水中氢元素和甲烷中氢元素质量和,生成水的质量小于电解水的质量,所以要额外补充水。(1)KOH在水溶液中解离出带正电的(阳离子)和带负电的(阴离子),只有A符合“正离子”要求。(2)电解水规律为“正氧负氢、氢二氧一”,因此氧气在与电源正极相连的电极产生;氧气有助燃性,用带火星木条检验;生成氢气和氧气的体积比为2:1,因此10mL氢气对应生成5mL氧气;实际氧气体积偏小的原因:A.氧气本身是不易溶于水,表述错误;B.部分氧气与电极反应被消耗,会造成氧气体积偏小;C.若电极吸附氢气能力更强,会导致氧气体积偏大;D.部分氧气和氢气重新化合生成水,消耗氢气和氧气的体积比与生成氢气和氧气的体积比相同,不影响氧气体积;故选B。(3)见答案。(4)根据质量守恒,反应前后原子种类和个数不变,反应物LiClO4含1个Li、1个Cl、4个O,生成物已有4个O,因此X为LiCl;反应前LiClO4中氧元素为−2价,生成物O2中氧元素为0价,因此氧元素化合价升高。(5)两种制氧方法都是加热分解固体反应物,因此相同点为反应物是固体、反应需要加热;空间站携带原料有限,高锰酸钾单位质量产氧量低于高氯酸锂,因此不选用高锰酸钾。(6)根据流程,反应物为二氧化碳和氢气,生成物为水和甲烷,配平后得到化学方程式;氧化物是两种元素组成且含氧元素的化合物,因此该反应中CO2和H2O属于氧化物。(7)略。5.(1)将气体通入澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,证明该气体是二氧化碳(2)呼吸分子在不断运动(3)鸡蛋壳和柠檬酸能缓慢释放二氧化碳,且无异味,符合诱蚊需求(4)C(5)向上排空气法是,二氧化碳密度比空气大,导管伸入瓶底才能排尽瓶内空气,收集到较纯净的二氧化碳不相同,D是通过上下拉动线改变固体位置,使固体药品和液体接触或分离,从而控制反应的开始与停止;E是通过推拉注射器改变瓶内液体的量,控制反应的速率,二者原理不同(1)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,检验二氧化碳用澄清石灰水。(2)人体呼吸作用会呼出二氧化碳,因此该设计是仿生人体呼吸作用;分子在不断运动是气体扩散的微观原因。(3)略。(4)实验室用大理石(或石灰石)与稀盐酸制取二氧化碳,是固液不加热型反应,A是固体加热装置,不符合要求;B装置无法控制液体添加速率,不能得到持续低量的CO2;C装置可控制液体滴加速率,能控制产气量,因此选C。(5)①二氧化碳密度大于空气,该方法属于向上排空气法;略;②略。6.(1)钠、镁(2)BCD(3)a水分子增大BAC混合物该过程只除去了难溶性泥沙,海水中的氯化镁、硫酸钠等可溶性杂质仍留在精盐中,因此属于混合物乙乙方案充分利用海水中的资源,可得到多种化工产品,提高资源利用率,同时避免高盐浓缩水直接排放污染海洋环境,更环保经济,因此更优(4)增大反应物接触面积,加快反应速率,使煅烧反应更充分取少量煅烧后的固体于试管中,加入足量稀盐酸,若没有气泡产生,说明贝壳已经完全反应;若有气泡产生,说明贝壳没有完全反应氧化钙与水反应放出大量的热,使水受热沸腾碳酸钙氢氧化钾和水(1)金属元素名称一般带“钅”字旁,氧、氢、氯属于非金属元素,钠、镁属于金属元素。(2)蒸发是水从海水中逸出,不属于补充海水;水汽输送将水汽输送到海洋上空,再通过降水直接补充海水,陆地降水后通过径流最终汇入海洋补充海水,因此选BCD。(3)①i.蒸馏法将海水蒸发,收集得到需要的淡水,属于“直取所需”的分离思路。i
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