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阶段测试(二) 物质的化学变化
(考试时间:35分钟 满分:45分)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cl-35.5
卷Ⅰ 选择题 (每小题1分,共12分)
1.下列变化属于化学变化的是 ( )
A.盐酸挥发 B.食物变质
C.海水晒盐 D.干冰升华
2.下列物质的用途中,利用其物理性质的是 ( )
A.氧气用于切割金属 B.干冰用于人工降雨
C.铁粉用作食品保鲜吸氧剂 D.氮气用作保护气
3.化学使世界变得绚丽多彩,化学家为此作出了巨大的贡献。其中对空气成分的研究和质量守恒定律研究有突出贡献的科学家是 ( )
图1
4.工业常用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝,化学方程式为2Al2O34Al+3O2↑,该反应属于基本反应类型中的 ( )
A.化合反应 B.分解反应
C.置换反应 D.复分解反应
5.硝酸铜[Cu(NO3)2]受热分解会产生一种污染空气的有毒气体,该气体可能是 ( )
A.NO2 B.N2
C.NH3 D.SO2
6.下列描述属于物质化学性质的是 ( )
A.氢气难溶于水 B.铁在潮湿环境中易生锈
C.浓氨水易挥发 D.钨丝难熔化
7.下列化学方程式书写正确的是 ( )
A.CO+O2CO2↑ B.H2CO3H2O+CO2↑
C.Cu+H2SO4CuSO4+H2↑ D.Na2CO3+HClNaCl+H2O+CO2↑
8.在一定条件下,5 g A物质和7 g B物质恰好完全反应,只生成C、D两种物质。若生成6 g C,则生成D的质量是 ( )
A.5 g B.6 g
C.7 g D.4 g
9.下列关于H2+Cl22HCl的说法中,不正确的是 ( )
A.表示氢气和氯气在点燃的条件下反应生成氯化氢
B.参加反应的氢气与氯气的质量比为1∶71
C.参加反应的氯气与生成的氯化氢的分子个数比为1∶2
D.反应前后分子数目不变
10.科学家发现,利用催化剂可有效消除室内装修材料释放的甲醛,其反应的微观示意图如下。下列有关该反应的说法不正确的是( )
图2
A.属于置换反应
B.可减少甲醛带来的室内空气污染
C.其中催化剂可以加快甲醛的消除
D.化学方程式为:CH2O+O2CO2+H2O
11.在一密闭容器内加入甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下发生化学反应,反应前后各物质的质量变化见下表。下列说法中不正确的是 ( )
物质
甲
乙
丙
丁
反应前物质质量/g
8
2
8
12
反应后物质质量/g
4
16
x
2
A.反应后x的值为8 B.参加反应的甲、丁两种物质的质量比为2∶5
C.该反应为化合反应 D.丙一定为该反应的催化剂
12.化学小组探究蜡烛在盛有一定体积空气的密闭容器内燃烧时O2和CO含量的变化,测定结果如图3所示,下列推理正确的是( )
图3
A.蜡烛由碳、氢元素组成
B.蜡烛发生了不充分燃烧
C.曲线①表示CO含量的变化
D.蜡烛熄灭时,容器内氧气耗尽
卷Ⅱ 非选择题 (共33分)
【生活现象解释】
13.(2分)常见的锅有陶瓷锅、铁锅、铜锅等。
(1)铁锅清洗后如未擦干,容易产生红色铁锈,该过程中发生了 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)铜锅加热后,锅底容易产生一层黑色的氧化铜,反应的化学方程式为 。
14.(3分)二氧化硫是一种大气污染物,也是形成酸雨的主要物质,对含二氧化硫的工业废气进行无害化处理是打赢蓝天保卫战和保护绿水青山的重要措施。
(1)向含二氧化硫的工业废气中喷洒石灰浆[Ca(OH)2]可有效吸收二氧化硫,生成CaSO3,反应的化学方程式为 ,CaSO3可用于制备石膏。
(2)用主要成分为碳酸钠的工业废液,吸收工业废气中的二氧化硫,可得到Na2SO3,实现了资源的综合利用,反应过程中溶液组成变化如图4所示。
图4
①吸收初期(通入废气体积小于V1),发生反应的化学方程式为 。
②不断通入废气,最终产物是 。
【科普阅读理解】
15.(5分)阅读下面科普短文。
史实在线——水的组成的发现历程
古人认为,水是一种元素,不可再分。
1766年,英国的科学家卡文迪许发现将金属锌加入到硫酸中,会产生一种无色气体,这种气体与空气混合后点燃,发生威力巨大的爆炸,他将这种气体叫作“可燃空气”。
同一时期,英国的科学家普利斯特里,也在研究这种“可燃空气”。这种气体密度只有空气的111。普利斯特里多次将这种猛烈的爆炸当作魔术在当时的欧洲贵族聚会上进行表演,直到某一次爆炸表演结束后,他发现玻璃容器的内壁有白雾。随后通过多次反复实验,确认这种白雾就是水。
1775年,法国科学家拉瓦锡通过实验验证空气不是一种元素,空气是一种混合物,其中氧气约占15。
1776年,瑞典科学家舍勒加热硝酸钾获得了比较纯净的氧气。
1781年,卡文迪许改进了原来的实验方案,他用纯净的氧气代替空气,发现“可燃空气”在纯氧中可以安静燃烧,发出蓝色火焰。他还发现1体积氧气和2体积“可燃空气”恰好完全反应,生成物只有水,没有别的物质。但卡文迪许未能突破传统观念的束缚,错误地用两种气体里都含有水这种“元素”,来解释所观察到的实验现象。
1782年,拉瓦锡将水蒸气通过1 000 ℃以上的高温金属铁管,获得了“可燃空气”和一种黑色固体。这个变化可以表示为:铁+水黑色固体+“可燃空气”。由此他认为水不是一种元素,而是由“可燃空气”和氧结合形成的化合物。
1787年,拉瓦锡命名这种“可燃空气”为“氢气”,正式提出“氢”是一种元素。
1800年,英国科学家尼克尔森和卡里斯特尔用“伏打电池”在常温下进行了水的电解实验,获得成功,进一步证明了拉瓦锡的结论。
依据文章内容回答下列问题。
(1)“可燃空气”的物理性质有 。
(2)“可燃空气”是 (填“单质”或“化合物”)。
(3)已知1782年拉瓦锡实验中产生的黑色固体是四氧化三铁(Fe3O4)。写出该反应的化学方程式: 。
(4)根据已有知识分析上述史实,你认为可以证明水的组成的实验有 (填序号)。
A.普利斯特里爆炸实验 B.1781年卡文迪许实验
C.1782年拉瓦锡实验 D.1800年尼克尔森和卡里斯特尔实验
(5)获得的启示:化学上研究纯净物组成的方法有 (写出一种即可)。
【生产实际分析】
16.(4分)从含有CuSO4和FeSO4的废液中回收Cu和FeSO4溶液。
图5
(1)①中分离操作的名称是 。
(2)②中反应的化学方程式是 , 该反应属于基本反应类型中的 反应。
(3)不考虑过程中铁元素的损耗,最终得到的FeSO4溶液中铁元素的质量 (填“>”“<”或“=”)废液中铁元素的质量。
17.(4分)工业上可用黄铁矿(主要成分FeS2)制取硫,主要流程如下:
图6
已知:沸腾炉中的主要反应为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。
(1)黄铁矿粉碎的目的是 。
(2)在加热条件下,转化器中发生反应的化学方程式是 。
(3)冷凝器中发生的变化是 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(4)以上流程中产生的矿渣和尾气均可再利用,其可能的用途是 (答1条即可)。
18.(4分)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)对我国具有重要意义。主要流程如下:
图7
(1)冷却器里发生的是 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)合成塔中发生的化学反应的微观示意图如下,请在方框内补全相应微粒的图示。
图8
(3)下列关于甲醇生产的说法中,合理的是 (填序号)。
A.根据信息推测,甲醇是一种液体燃料 B.煤炭与水在常温下即可生成CO和H2
C.甲醇的生产会受到CO和H2比例的影响
(4)甲醇燃烧时发生反应:2CH3OH+3O22CO2+4H2O。若甲醇燃料的质量为32 t,则完全燃烧时消耗氧气的质量为 t。
【基本实验及其原理分析】
19.(4分)如图9是某同学用来探究质量守恒定律的实验设计,请回答下列问题:
图9
(1)蜡烛燃烧一段时间后,发现天平向 侧倾斜,其原因是 。
(2)镁带燃烧后,生成固体的质量相比镁带的质量 (填“增加”“减少”或“不变”),其原因是
。
【科学探究】
20.(7分)质量守恒定律是物质科学中的一条重要规律,具体表述为:参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和。
图10
(1)某科学兴趣小组的同学设计了A、B、C三个实验装置(天平略)来验证质量守恒定律。其中B、C装置均不能用来验证质量守恒定律,否定B装置的理由是 ;C装置存在一处明显的缺陷是 。
(2)小明将C装置进行改进,如图D所示。待完全反应后,将装置D置于天平上称量,所得数据较反应前的小。则造成上述实验误差的原因是 。
A.该反应前后原子的种类、数目变少
B.该反应生成物的总质量小于反应物的总质量
C.空气的浮力作用干扰了实验结果
D.生成气体的反应不遵守质量守恒定律
(3)图A实验中锥形瓶底部放细沙的目的是 。
(4)由上述实验可知,在化学反应前后,一定不变的是 (填序号)。
①原子种类 ②原子数目 ③分子种类
④分子数目 ⑤元素种类 ⑥物质种类
(5)环保部门常用I2O5测定空气受CO污染的程度,发生反应的化学方程式为I2O5+5COI2+5X,根据生成X的多少,可以判断CO的含量,X的化学式是 。
(6)运用质量守恒定律解释蜡烛燃烧后质量减轻的原因是 。
【参考答案】
1.B [解析]食物变质的过程中有新物质生成,属于化学变化。
2.B [解析]干冰用于人工降雨,是利用了干冰升华吸热的性质,不需要发生化学变化就能表现出来,属于物理性质。
3.A [解析]拉瓦锡首先通过实验得出空气是由氮气和氧气组成的结论,对质量守恒定律研究有突出贡献;侯德榜改良了制碱工艺,发明了联合制碱法;道尔顿在化学上的主要贡献是提出了原子学说;门捷列夫在化学上的主要贡献是发现了元素周期律,并编制出元素周期表。
4.B [解析]根据化学方程式可知,由一种物质反应后生成了两种物质,故该反应属于分解反应。
5.A [解析]污染空气的有毒气体有NO2、SO2、CO,而硝酸铜中不含硫元素和碳元素,故该气体是NO2。
6.B [解析]氢气难溶于水是指溶解性,不是通过化学变化表现出来的性质,属于物理性质;铁在潮湿环境中易生锈,是通过化学变化表现出来的性质,属于化学性质;浓氨水易挥发是物质由液态变为气体或蒸气的过程,不是通过化学变化表现出来的性质,属于物理性质;钨丝难熔化是指钨的熔点高,不是通过化学变化表现出来的性质,属于物理性质。
7.B
8.B [解析]根据质量守恒定律,参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和,则D质量为5 g+7 g-6 g=6 g。
9.B [解析]该化学方程式可以表示氢气和氯气在点燃的条件下反应生成氯化氢;该化学方程式中,参加反应的氢气与氯气的质量比为(1×2)∶(35.5×2)=2∶71;由化学方程式可知,参加反应的氯气与生成的氯化氢的分子个数比为1∶2;由化学方程式可知,反应前分子数目为2,反应后分子数目也是2,即反应前后分子数目不变。
10.A [解析]由反应的微观示意图可知,该反应是甲醛和氧气在催化条件下反应生成了二氧化碳和水,反应的化学方程式是CH2O+O2CO2+H2O,该反应由一种单质与一种化合物反应生成了两种化合物,不属于置换反应;甲醛和氧气在催化条件下反应生成了二氧化碳和水,可解决甲醛带来的室内空气污染问题;由题干信息可知,催化剂可以加快甲醛转化为无毒的二氧化碳和水。
11.D [解析]根据质量守恒定律,8 g+2 g+8 g+12 g=4 g+16 g+x+2 g,解得x=8 g,反应后x的值为8;根据表格所示信息,参加反应的甲的质量为4 g,参加反应的丁的质量为10 g,则参加反应的甲、丁两种物质的质量比为4 g∶10 g=2∶5;根据该反应的文字表达式是甲+丁→乙,属于化合反应;反应前后丙的质量没变,可能是杂质,也可能是催化剂。
12.B [解析]由图示可知,蜡烛燃烧生成了一氧化碳,说明蜡烛发生了不完全燃烧;蜡烛与氧气反应,氧气是反应物,曲线①可表示O2含量的变化;由图像可知,蜡烛熄灭时,容器内氧气含量大于15%,容器内氧气没有耗尽。
13.(1)化学 (2)2Cu+O22CuO
[解析](1)铁、水和氧气反应会生成新物质铁锈,所以该过程中发生了化学变化。(2)铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜。
14.(1)Ca(OH)2+SO2CaSO3+H2O
(2)①2Na2CO3+H2O+SO22NaHCO3+Na2SO3
②NaHSO3
[解析](1)SO2与Ca(OH)2反应生成CaSO3和水,发生反应的化学方程式为Ca(OH)2+SO2CaSO3+H2O。(2)①由图示可以看出,吸收初期,碳酸钠的浓度减小,碳酸氢钠、亚硫酸钠浓度由0逐渐增大,即该过程的反应物是碳酸钠、二氧化硫和水,生成物是碳酸氢钠和亚硫酸钠,发生反应的化学方程式为2Na2CO3+H2O+SO22NaHCO3+Na2SO3。②由图可以看出,在不断通入废气的情况下,最终只有NaHSO3的浓度大幅增大,其他物质均不再存在,即最终所得产物为NaHSO3。
15.(1)无色气体、密度只有空气的111
(2)单质
(3)3Fe+4H2OFe3O4+4H2
(4)ABCD (5)分解(或化合)
[解析](1)物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质属于物理性质,如“可燃空气”是无色气体、密度只有空气的111均属于物理性质。(2)“可燃空气”是由锌与硫酸反应生成的氢气,是由一种元素组成的纯净物,属于单质。(3)在高温的条件下,铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气。(4)根据已有知识分析上述史实,A、B、C、D均是可以证明水的组成的实验。(5)由题目信息中提供的实验获得的启示:化学上研究纯净物组成的方法有分解或化合。
16.(1)过滤
(2)Fe+H2SO4FeSO4+H2↑ 置换
(3)>
[解析](1)①中分离操作的名称是过滤。(2)②中铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式是Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,属于置换反应。(3)不考虑过程中铁元素的损耗,由于铁和硫酸铜、稀硫酸反应生成了硫酸亚铁,因此最终得到的FeSO4溶液中铁元素的质量>废液中铁元素的质量。
17.(1)增大反应物间的接触面积,使反应更充分
(2)C+SO2CO2+S
(3)物理变化 (4)炼铁(合理即可)
[解析](1)由于反应物之间接触面积越大,反应越快,转化率也越高,所以黄铁矿粉碎的目的是增大反应物间的接触面积,使反应更充分。(2)在加热条件下,转化器中发生的反应是碳和二氧化硫反应生成硫和二氧化碳。(3)冷凝器中硫蒸气转化为硫固体,只是状态的改变,属于物理变化。(4)流程中产生的矿渣和尾气均可再利用,尾气中含有CO,可用于炼铁。
18.(1)物理 (2)
(3)AC (4)48
[解析](1)冷却器中没有新物质生成,发生的是物理变化。(3)甲醇中含有碳元素,转化过程是将煤液化,所以推测甲醇是一种液体燃料;碳和水在高温的条件下反应生成一氧化碳和氢气;一氧化碳和氢气在一定条件下生成甲醇,所以甲醇的生产会受到CO和H2比例的影响。
(4)2CH3OH+3O22CO2+4H2O
64 96
32 t 48 t
由化学方程式可以看出,完全燃烧时消耗氧气的质量为48 t。
19.(1)右 反应生成的CO2和H2O逸散至空气中,未被称量
(2)增加 参与反应的O2质量被称量在内
20.(1)酒精和水不能反应 容器敞口,反应生成的二氧化碳逸出装置
(2)C
(3)防止锥形瓶受热不均而炸裂
(4)①②⑤ (5)CO2
(6)蜡烛燃烧生成的水蒸气和二氧化碳扩散到空气中
[解析](1)否定B装置的理由是酒精和水不能反应;C装置没有密封,反应生成的二氧化碳逸出装置,无法验证质量守恒定律。(2)造成实验误差的原因是空气的浮力作用干扰了实验结果。(3)图A实验中锥形瓶底部放细沙的目的是防止锥形瓶受热不均而炸裂。(4)在化学反应前后,一定不变的是原子种类、原子数目和元素种类。(5)由I2O5+5COI2+5X可知,反应前后碘原子都是2个,反应前碳原子是5个,反应后应该是5个,包含在5X中,反应前氧原子是10个,反应后应该是10个,包含在5X中,故X的化学式是CO2。(6)蜡烛燃烧后质量减轻的原因是蜡烛燃烧生成的水蒸气和二氧化碳扩散到空气中。
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