5 化学反应的定量关系
题号 一 二 三 四 五 总分 累分人
得分
说明:1.共有五大题,20小题。满分70分,考试时间65分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Mg-24 P-31
S-32 Fe-56 Cu-64 Pb-207
试卷好题分析 优秀传统文化T4、T7、T15,科技创新T2、T14、T20,生产生活情境T17
中考押题点分析 情境化命题T8、T19,实验探究T18
一、单项选择题(本大题共10小题,1~5每题1分,6~10每题2分,共15分)
在每小题列出的四个备选项中只有一项是最符合题目要求的,请将其代码填在相应位置。错选、多选或未选均不得分。
1.在化学变化中,可能发生改变的是 ( )
A.原子的数目
B.分子的数目
C.元素的质量
D.分子的种类
2.2024年1月16日,我国首艘氨燃料动力实船项目顺利开工。氨气(NH3)在氧气中燃烧的产物不可能是 ( )
A.CO B.H2O C.NO2 D.NO
3.下列化学方程式书写正确的是 ( )
A.4Fe+3O22Fe2O3
B.C+O2CO
C.S+O2SO2
D.2Mg+O22MgO
4.《天工开物》记载的生铁、熟铁的连续生产工艺,处于当时世界领先地位,是现代冶金工艺的雏形。以磁铁矿为原料炼铁的反应原理是xCO+yFe3O4mFe+nCO2,其中x、y、m、n分别为 ( )
A.1、1、2、2 B.1、2、3、4
C.3、1、2、3 D.4、1、3、4
5.在验证质量守恒定律的实验中,a g红磷在氧气中完全燃烧,得到b g白色固体,此时参加反应的氧气的质量是 ( )
A.(a+b)g B.(a-b)g
C.(b-a)g D.无法确定
6.把一定质量的甲、乙、丙、丁四种物质放入密闭容器中,在一定条件下反应一段时间后,测得各物质的质量如下表所示,下列说法正确的是 ( )
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 20 10 30 40
反应后的质量/g 15 10 50 x
A.x的值是5 B.乙一定是催化剂
C.丁是生成物 D.丙一定是化合物
7.明代宋应星所著的《天工开物》记载了火法炼锌的工艺。火法炼锌主要发生的反应的化学方程式是2C+ZnCO3Zn+3X↑,下列说法不正确的是 ( )
A.X的化学式是CO
B.反应前后固体的质量不变
C.ZnCO3中碳元素的化合价为+4
D.该反应有元素的化合价发生改变
8.氢能源是理想的能源,下图是我国科学家设计的利用太阳能分解水制取氢气的示意图,下列有关该反应过程的说法正确的是 ( )
A.反应Ⅰ的过程中氧原子数量减少
B.1个四氧化三铁分子分解可得到3个氧化亚铁分子
C.反应Ⅱ的反应物是水和氧化铁
D.反应中1个水分子分解得到1个氢分子和1个氧分子
9.构建化学基本观念是学好化学的基础,下列对化学基本观念的认识错误的是 ( )
A.守恒观:2 g硫完全燃烧,生成2 g二氧化硫
B.微粒观:保持金刚石化学性质的最小粒子是碳原子
C.转化观:氧化镁在一定条件下可直接转化为金属镁
D.元素观:一氧化碳、二氧化碳都是由碳元素和氧元素组成的
10.有一反应2A+3B2C,其中A和C的质量关系如图所示,当有20 g C生成时,消耗B的质量为 ( )
A.15 g
B.13 g
C.10 g
D.5 g
二、选择填充题(本大题共3小题,每小题2分,选择和填充各1分,共6分)
在每小题列出的备选项中,先在A、B、C三个选项中选择一个最符合题目要求的,请将其代码填在相应位置,然后填充D选项使其符合题目要求。
11.根据化学方程式可以获得的信息是 ( )
A.各反应物、生成物之间的质量比
B.反应中的反应物是否剩余
C.化学反应速率
D.
12.下列叙述完全符合质量守恒定律的是 ( )
A.1 g水和1 g酒精混合后总质量等于2 g
B.1 L水和1 L酒精混合后总体积小于2 L
C.1 g硫与1 g氧气恰好完全反应可生成2 g二氧化硫
D.3 g镁与2 g氧气恰好完全反应可生成 g氧化镁
13.下列实验方案可以达到实验目的的是 ( )
选项 实验目的 实验方案
A 除去N2中混有的少量CO 通过足量灼热的CuO
B 除去铜粉中的少量Fe 加入足量稀盐酸,过滤、洗涤、干燥
C 除去CuCl2溶液中混有的少量CuSO4 加入适量Ba(NO3)2溶液,过滤
D 除去H2中混有的少量HCl气体 依次通过盛有 的洗气装置
三、填空与说明题(本大题共4小题,共23分)
14.(5分)2024年3月21日全球首列氢能源市域列车进行了时速160公里满载运行试验,标志着氢能在轨道交通领域应用取得新突破。请回答下列问题:
(1)氢能源汽车以氢气为燃料,氢气燃烧的化学方程式为 。
(2)为了降低能耗,氢能源汽车的制造过程中使用了大量的锂铝合金等轻量化材料,铝不易锈蚀的原因是 。
(3)氢能源电动列车使用的锂电池中有钴(Co)的化合物。LiCoO2(钴酸锂)在酸性介质中有强氧化性,发生反应的化学方程式为2LiCoO2+X+3H2SO4Li2SO4+2CoSO4+4H2O+O2↑,X的化学式为 ;CoSO4中Co为+2价,则硫元素的化合价为 。
15.(6分)中国古代典籍中记录了很多化学知识,展示了我国古代人民的智慧。请回答下列问题:
(1)《本草纲目》所记载的“冬灰,乃冬月灶中所烧薪柴之灰也……令人以灰淋汁,取碱浣衣”中的“碱”主要是指碳酸钾,碳酸钾中的阴离子符号为 ;验证碳酸钾溶液显碱性的方法是 。
(2)《天工开物》所记载的“凡石灰,经火焚炼为用”是指高温煅烧碳酸钙生成生石灰,该反应的化学方程式为 。
(3)《黄白第十六》中载有“曾青涂铁,铁赤如铜”。铁与可溶性铜盐反应生成铜,该反应的基本反应类型是 ,反应后溶液的质量将会 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
16.(6分)兴趣小组同学利用下图装置测定水的组成。请回答下列问题:
查找资料:无水硫酸铜是白色固体,遇水后变为蓝色,碱石灰能吸收水和二氧化碳。
(1)实验一:装置B中观察到的现象是 ,证明反应生成水;装置C的作用是 ;该实验中反应前后装置A减小的质量为 (选填“生成的铜的质量”“参加反应的氢气的质量”“生成的水的质量”或“生成的水中氧元素的质量”)。
(2)实验二:模拟拉瓦锡探究水的组成。水蒸气与灼热的铁反应,生成了四氧化三铁和氢气,实验中冷水的作用是 ;若测得生成四氧化三铁的质量为m1 g,生成氢气的质量为m2 g,m2 g氢气完全燃烧生成水的质量为m3 g,得出水由氧元素和氢元素组成的依据是 (用含m1、m2、m3的等式表示)。
17.(6分)宜春,因锂闻名,被称为“亚洲锂都”。以锂辉石(主要成分为Li2O、Al2O3和SiO2,含泥沙等杂质)为原料制取碳酸锂的工艺流程如图所示:
(1)为加快反应速率,锂辉石酸浸前或酸浸时需要进行的操作是 。
(2)“酸浸室”得到的溶液1中溶质成分主要是Li2SO4、 (填化学式)。
(3)“调pH室”中发生的反应的基本反应类型是 ,得到的滤渣2的主要成分是 。
(4)“沉淀室”中发生反应的化学方程式为 。
四、实验与探究题(本大题共2小题,共16分)
18.(8分)当物质发生化学反应生成新物质时,反应前后物质的总质量存在什么关系 兴趣小组的同学对此进行实验探究:
【提出问题】在化学反应中,反应前物质的总质量与反应后物质的总质量存在什么关系
【进行猜想】猜想1:在化学反应中,反应前物质的总质量大于反应后物质的总质量。
猜想2:在化学反应中,反应前物质的总质量 反应后物质的总质量。
猜想3:在化学反应中,反应前物质的总质量小于反应后物质的总质量。
【实验探究】在底部铺有细沙的锥形瓶中放入一小堆干燥的红磷。在锥形瓶口的橡胶塞上安装一根玻璃导管,在其上端系牢一个气球,并使玻璃导管下端能与红磷接触。将装置放在托盘天平上用砝码平衡,记录所称的质量为m1。然后,取下锥形瓶,将橡胶塞上的玻璃导管放到酒精灯火焰上灼烧至红热后,迅速用橡胶塞将锥形瓶塞紧,并将红磷引燃。待锥形瓶冷却后,重新放到托盘天平上,记录所称的质量为m2。
【实验现象】红磷燃烧时观察到的现象是 ,m1 (选填“大于”“等于”或“小于”)m2。
【实验结论】猜想2正确。其微观解释是反应前后 。
【反思评价】(1)实验中观察到气球的变化是 。
(2)锥形瓶底部细沙的作用是 。
【实验拓展】(1)实验后松开锥形瓶上的橡胶塞,再称量,指针将会 (选填“偏左”“偏右”或“居中”)。
(2)兴趣小组的同学设计了下图所示实验装置(托盘天平略,不考虑浮力因素),能直接用于验证质量守恒定律的是 (填字母)。
19.(8分)人被蚊虫叮咬时,蚊虫向人的皮肤“注射”蚁酸,使叮咬处红肿痛痒。化学兴趣小组的同学对蚁酸产生了浓厚的兴趣,并进行了探究。
【提出问题】蚁酸的成分是什么
【查阅资料】①蚁酸是一种有机酸,蚁酸在隔绝空气并加热的条件下会分解生成两种氧化物;②无水硫酸铜遇水变为蓝色;③生活中碱性物质有牙膏、肥皂水等。
【实验探究】步骤1:将9.2 g蚁酸隔绝空气并加热,蚁酸完全分解(如图1所示);步骤2:将蚁酸分解的产物通入如图2所示的实验装置(试剂足量,相关物质完全吸收)。
实验 步骤1 步骤2
操作
分析 分解产物总质量为 g 反应后装置A质量增加3.6 g,装置C质量增加8.8 g;实验中观察到装置A中无水硫酸铜变蓝,装置B中
结论 蚁酸在隔绝空气并加热时生成 和一氧化碳,蚁酸由 元素组成
【实验反思】(1)从环保的角度考虑,图2实验装置在设计上存在的不足之处是 。
(2)装置B中发生反应的化学方程式为 。
【实验拓展】人们被蚊虫叮咬后,为减轻痛痒,可在叮咬处涂抹一些 (填物质名称)。
五、综合计算题(本大题共1小题,共10分)
20.(10分)中国新能源汽车销量处于世界领先地位,标志着中国新能源汽车在全球汽车舞台上的崛起地位显著提升。某种新能源汽车电极正极材料是PbO2,负极材料是金属铅(Pb),电瓶内所加液体是溶质质量分数为30%的稀硫酸。电瓶放电(为外界供电)时发生反应的化学方程式是PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2X。放电时,反应物消耗一定量后,就会导致电瓶电压下降,不能正常使用,这时就需要充电。请回答下列问题:
(1)X的化学式为 ,PbO2中Pb的化合价为 。
(2)假如某个电瓶中铅的质量为1 800 g,请计算:当有621 g铅参加反应时,理论上需要消耗溶质质量分数为30%的稀硫酸的质量。(写出计算过程)
(3)当电瓶中1 800 g铅完全反应后(硫酸足量),电瓶不能继续使用,从电瓶的废液[主要成分为硫酸铅(PbSO4)溶液]中回收金属铅(Pb),理论上回收金属铅的最大质量为 g。
参考答案
1.B 2.A 3.D 4.D 5.C
6.D 【解析】A.由质量守恒定律可知,待测的数值x=20+10+30+40-15-10-50=25,选项说法不正确;B.反应前后乙的质量不变,乙可能作该反应的催化剂,也可能没有参加反应,选项说法不正确;C.x为25,由表格数据可知,反应后丁质量减小,丁为反应物,选项说法不正确;D.由表格数据可知,反应后甲、丁质量减小,丙质量增加,甲、丁为反应物,丙为生成物,是两种物质生成一种物质的反应,属于化合反应,化合反应的生成物一定是化合物,则丙一定是化合物,选项说法正确。
7.B 【解析】A.由化学方程式可知,反应前后锌原子都是1个,反应前碳原子、氧原子都是3个,反应后也应该都是3个,包含在3X中,则X的化学式是CO,选项说法正确,不符合题意;B.反应生成一氧化碳气体,因此反应后固体的质量减小,选项说法不正确,符合题意;C.ZnCO3中锌元素的化合价是+2,氧元素的化合价是-2,根据化合物中元素正负化合价代数和为零可知,碳元素的化合价为+4,选项说法正确,不符合题意;D.反应中锌元素的化合价和碳元素的化合价发生了改变,选项说法正确,不符合题意。
8.B 【解析】A.根据质量守恒定律可知,化学反应前后各原子的种类和数目不变,错误;B.根据化学反应前后铁原子的数目不变可知,1个四氧化三铁分子分解可得到3个氧化亚铁分子,正确;C.分析图示信息可知,反应Ⅱ的反应物为水和氧化亚铁,错误;D.反应中2个水分子分解得到2个氢分子和1个氧分子,错误。
9.A 10.C
11.A 反应物、生成物(合理即可)
12.C 5
13.B 氢氧化钠溶液、浓硫酸
【解析】A.CO与CuO在加热条件下反应生成铜和二氧化碳,混合气体通过足量灼热的CuO,能除去杂质,但引入了新的杂质二氧化碳,不可以达到实验目的;B.铜不能和稀盐酸反应,铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,加入足量稀盐酸,过滤、洗涤、干燥后可以得到铜粉,可以达到实验目的;C.硫酸铜和适量硝酸钡反应产生硫酸钡沉淀和硝酸铜,过滤除去了硫酸钡沉淀,但是引入了新的杂质硝酸铜,不可以达到实验目的;D.氯化氢和氢氧化钠反应产生氯化钠和水,氢气和氢氧化钠不反应,经浓硫酸干燥后得到纯净的氢气。
14.(5分)(1)2H2+O22H2O(2分)
(2)铝易与空气中的氧气反应,形成一层致密的氧化膜,阻止铝进一步被氧化
(3)H2O2 +6
15.(6分)(1)C 取样,滴加几滴无色酚酞溶液,若溶液变红,说明其显碱性(合理即可)
(2)CaCO3CaO+CO2↑(2分)
(3)置换反应 减小
16.(6分)(1)白色固体变为蓝色 吸收空气中的水,以免干扰实验 生成的水中氧元素的质量
(2)使多余的水蒸气液化,除去氢气中的水蒸气 m1+m2=m3(2分)
【解析】(1)无水硫酸铜遇水后变为蓝色,装置B中观察到的现象是白色固体变为蓝色,证明反应生成水;装置C的作用是吸收空气中的水,以免干扰实验;装置A中反应前是氧化铜,反应后为生成的铜,装置A减小的质量为参加反应的氧化铜中氧元素的质量,即生成的水中氧元素的质量。
(2)将气体通过冷水,可使多余的水蒸气液化,除去氢气中的水蒸气;生成的水中氧元素的质量即四氧化三铁中氧元素的质量,氧元素的质量为m1=m1,水的质量为氢元素和氧元素的质量之和,则m1+m2=m3。
17.(6分)(1)酸浸前将锂辉石粉碎(或酸浸时搅拌,或酸浸时加热)
(2)H2SO4、Al2(SO4)3
(3)复分解反应 Al(OH)3(或氢氧化铝)
(4)Na2CO3+Li2SO4Na2SO4+Li2CO3↓(2分)
【解析】(1)酸浸前将锂辉矿粉碎可以增大反应物接触面积,加快反应速率;酸浸时搅拌或加热都能加快反应速率。
(2)“酸浸室”中硫酸分别与Li2O、Al2O3反应生成硫酸锂和硫酸铝,硫酸过量,反应后得到的溶液中溶质成分主要是Li2SO4、H2SO4、Al2(SO4)3。
(3)“调pH室”中氢氧化钠与过量的硫酸反应生成硫酸钠和水,氢氧化钠与硫酸铝反应生成硫酸钠和氢氧化铝沉淀,两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应是复分解反应,过滤得到的滤渣2的主要成分是氢氧化铝。
(4)“沉淀室”中硫酸锂与碳酸钠反应生成碳酸锂沉淀和硫酸钠,反应的化学方程式为Na2CO3+Li2SO4Na2SO4+Li2CO3↓。
18.(8分)【进行猜想】等于
【实验现象】产生大量白烟,放出热量 等于
【实验结论】原子的种类和数目不变,原子的质量也没有改变
【反思评价】(1)先胀大后缩小
(2)防止红磷燃烧放热,使锥形瓶底因受热不均匀而炸裂
【实验拓展】(1)偏左
(2)D
19.(8分)【实验探究】9.2 黑色粉末逐渐变红 水 C、H、O(或碳、氢、氧)
【实验反思】(1)缺少尾气处理装置(或未进行尾气处理)
(2)CO+CuOCu+CO2(2分)
【实验拓展】牙膏(或肥皂水)
20.(10分)(1)H2O(1分) +4(1分)
(2)解:设理论上需要消耗稀硫酸中溶质的质量为x。
PbO2+2H2SO4+Pb2PbSO4+2H2O(1分)
196 207
x 621 g(1分)
=(1分)
x=588 g(1分)
理论上需要消耗溶质质量分数为30%的稀硫酸的质量为588 g÷30%=1 960 g(1分)
答:理论上需要消耗溶质质量分数为30%的稀硫酸的质量为1 960 g。(设、答全对得1分)
(3)3 600(2分)
