专题1气体成分检验与金属冶炼-【赢在2022】2021年中考化学真题重点题型分类—主观题精选精练.docx
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1、专题1气体成分检验与金属冶炼1(2021临沂)氢基熔融冶金技术是利用氢作为还原剂代替碳还原剂,从而实现减少CO2排放的目的,实现低碳冶金。氢基熔融还原生产高纯铸造生铁的主要流程如下图所示(部分略去)。(1)燃烧区的作用是,燃烧区发生燃烧反应的物质还有(填化学式)。(2)还原区的反应除3CO+Fe2O3高温_ 2Fe+3CO2,另一主要反应的化学方程式是。(3)从环境保护角度,与高炉炼铁技术相比,氢基熔融冶金技术的优点是。【答案】(1)提供热量;C(2)3H2+Fe2O3高温_2Fe+3H2O(3)减少CO2排放(或减缓温室效应或减少污染气体的排放等)【解析】(1)氢气燃烧和一氧化碳燃烧,都放出
2、热量,故燃烧区的作用是提供热量;煤粉中含有碳,故燃烧区发生燃烧反应的物质还有C;(2)还原区,除了一氧化碳还原氧化铁,还有氢气和氧化铁在高温下反应生成铁和水,该反应的化学方程式为:3H2+Fe2O3高温_2Fe+3H2O;(3)与高炉炼铁技术相比,氢基熔融冶金技术,利用氢作为还原剂代替碳还原剂,可以减少二氧化碳的排放,减缓温室效应。2(2021大庆)某兴趣小组的同学们利用如图所示的装置对CO还原Fe2O3粉末的实验进行探究(固定装置略)。(查阅资料)CO能溶于铜液(醋酸二氨合铜()和氨水的混合液)(1)按上图连接装置A-E,在装入试剂前,先。(2)写出装置B中反应的化学方程式。(3)通入CO2
3、一段时间后,先点燃处酒精喷灯(填“A”或“D”)。(4)装置C中玻璃管的作用:。(5)反应一段时间后,能证明CO与Fe2O3反应的实验象:;。写出装置D中反应的化学方程式。(6)某同学认为该裝置有缺陷,需在装置E后再连接装置F,其目的是。装置EF的接口连接顺序:a连接(填“b”或“c”)。【答案】(1)检查装置的气密性(2)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O(3)A(4)吸收从氢氧化钠溶液中带出的水蒸气(5)红色固体变成黑色;澄清石灰水变浑浊;3CO+Fe2O3高温_2Fe+3CO2(6)吸收一氧化碳;c【解析】(1)在实验开始前,需要检查装置的气密性;(2)B中进行的是氢氧化钠和二氧化
4、碳的反应:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;(3)该装置是先让二氧化碳和碳反应,因此先点燃A处酒精灯;(4)浓硫酸具有吸水性,将从氢氧化钠溶液中的水蒸气吸收,防止水进入D中产生爆炸;(5)一氧化碳和三氧化二铁反应,生成铁和二氧化碳:3CO+Fe2O3高温_2Fe+3CO2,实验现象是红色固体变为黑色,E中澄清石灰水变浑浊;(6)该实验缺少尾气处理装置,因此需要加上F装置吸收一氧化碳,一氧化碳从c进入,确保一氧化碳和溶液接触。3(2021沈阳)加热碳酸氢铵时闻到了刺激性气味,引起了同学们对氨气的兴趣,决定对其进行探究。(1)(一)探究性质与变化(实验方案)如图所示(实验现象)实验一中的现
5、象是。(2)实验二中先滴入浓氨水,一段时间后,再滴入浓盐酸。滴入浓盐酸后观察到的现象是:集气瓶中从下至上出现白烟,(写一点)。(3)(实验结论)微观上,说明微粒具有的性质是。宏观上,从物质的性质或变化的角度分析,你得出的结论是(写一点)。(4)(反思与评价)实验二避免了实验一的不足,改进后的优点有(写一点)。(5)(二)验证氨气中氮、氢两种元素的质量比(查阅资料)氨气在加热条件下能与氧化铜反应:2NH3+3CuO _ 3X+N2+3H2O,X的化学式是。(6)(设计方案)如图所示:(假定氮气被完全吸收)(数据处理与误差分析)充分反应后,测得A、B、C三个装置在反应前后的质量变化如下表所示装置
6、A B C数据减少了4.8g增加了6.0g增加了2.8g甲同学利用A、B、C三组装置所提供的数据,乙同学利用B、C两组装置所提供的数据,计算出的氮、氢元素的质量比都与理论值明显不符,分析产生误差的原因是。(7)若用A、C两组装置所提供的数据计算,与理论值是否相符?写出简单的计算过程证明你的结论。(8)(三)探究用途与制法在一定条件下,可用氮气和氢气制得氨气。工业上常用氨气生产氮肥(NH4)2SO4,施肥时,要避免与之混用的是_(填序号)。A硝酸钾B草木灰(主要成分是K2CO3)C熟石灰D氯化钾(9)工业上生产的(NH4)2SO4中常常混有少量KCl,检验其是否含有KCl的操作方法是。【答案】(
7、1)烧杯B中酚酞溶液变红色(2)浸有酚酞溶液的纱布条红色消失(3)是在不断地运动的;浓氨水具有挥发性等(4)节约药品(5)Cu(6)浓硫酸吸收了未反应的氨气,导致氢元素的质量分数偏大(7)与理论值相符;氨气中氮元素和氢元素的质量比为14:3;氧化铜中氧元素的质量为4.8g,则水中氧元素的质量为4.8g,水中氢元素的氧元素的质量比为1:8,则氢元素的质量为0.6g;C中增加了2.8g,则氮元素的质量为2.8g;则氮元素和氢元素的质量比为2.8g:0.6g=14:3(8)B;C(9)取少量样品于试管中,加水溶解,滴加硝酸钡溶液至不再产生沉淀,静置,取上层清液,滴加硝酸银溶液【解析】【解答】(1)浓
8、氨水具有挥发性,遇到酚酞,能使酚酞试液变为红色,故实验一中的现象是烧杯B中酚酞溶液变红色。(2)浓氨水与浓盐酸反应生成氯化铵,出现白烟现象,向集气瓶中滴浓氨水时,浸有酚酞的白纱布变为红色,再滴入浓盐酸时,浓盐酸与浓氨水反应,浸有酚酞的白纱布红色消失。(3)从微观而言分子做无规则的运动,从宏观来讲,浓氨水和浓盐酸挥发,浸有酚酞的白纱布先变为红色,后变为无色。(4)实验2的明显优点是节约药品。(5)氨气在加热条件下能与氧化铜反应,反应方程式为2NH3+3CuO _ 3X+N2+3H2O,反应物中氮、氢、铜、氧元素的原子个数分别是2、6、3、3,生成物中氮、氢、铜、氧元素的原子个数分别是2、6、0、
9、3,根据质量守恒定律,3X中含有3个铜原子,故X的化学式为Cu。(6)B装置中的硫酸可以与氨气反应,使氢元素的质量分数偏大,故氮、氢元素的质量比都与理论值明显不符。(7)氨气中氮元素和氢元素的质量比为14:3;氧化铜中氧元素的质量为4.8g,则水中氧元素的质量为4.8g,水中氢元素和氧元素的质量比为1:8,则氢元素的质量为0.6g;C中增加了2.8g,则氮元素的质量为2.8g;则氮元素和氢元素的质量比为2.8g:0.6g=14:3,故测量值与理论值相符。(8)氨态氮肥遇到碱性物质易反应放出氨气。A、硝酸钾显中性,不与硫酸铵反应,故可以混合使用;B、草木灰是碳酸钾,显碱性,可以与氨态氮肥反应,故
10、不能混合使用;C、熟石灰是碱,不能与氨态氮肥混合使用、D、氯化钾显中性,可以与氨态氮肥混合使用;故答案为:BC。(9)工业上生产的(NH4)2SO4中常常混有少量KCl,检验其是否含有KCl的操作方法是取少量样品于试管中,加水溶解,滴加硝酸钡溶液至不再产生沉淀,静置,取上层清液,滴加硝酸银溶液,如有白色沉淀生成,则有氯化钾。4(2021营口)在学习了单质碳的化学性质后,某化学兴趣小组的同学对含碳化合物燃烧后的产物进行了探究。(提出问题)乙醇燃烧后的产物是什么?(查阅资料)无水硫酸铜为白色粉末,遇水会变蓝;氯化钙有吸水性,可做干燥剂。(1)(做出猜想)猜想一:产物中含有CO、H2O;猜想二:产物
11、中含有CO2、H2O;猜想三:产物中含有。(2)(进行实验)同学们设计了如下图的实验:检查装置气密性后,将乙醇燃烧的产物依次通过如图所示的装置进行验证;(部分夹持、固定装置省略;B、D、G装置中均为澄清的石灰水)。装置B的作用是。F装置中若发生反应,则化学方程式是。(解释与结论)经过实验,同学们认为猜想三成立。(3)实验中能观察到的现象是;装置C中发生反应的化学方程式为。(反思与评价)实验结束后,由于小丽同学的操作不当造成了仪器损坏,小组内同学针对这个事故,进行了分析和讨论。(4)为了避免此事故再次发生,同学们对该装置进行了创新和改进,你认为他们的改进是(文字说明或画图都可)。【答案】(1)C
12、O、CO2、H2O (2)检验气体中是否含有二氧化碳;3CO+Fe2O3高温_2Fe+3CO2(3)A中白色固体变蓝色;F中固体由红色逐渐变成黑色;B和G中澄清石灰水变浑浊;气球体积变大;CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O(4)需要在F和G之间增加一个缓冲瓶,避免发生倒吸【解析】做出猜想乙醇中含有碳、氢、氧三种元素,与氧气反应,若不完全燃烧,有一氧化碳生成、二氧化碳和水生成,故猜想三:产物中含有CO、CO2、H2O;气体中含有二氧化碳,会使澄清石灰水变浑浊,可以推测装置B的作用是检验气体中是否含有二氧化碳;一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,该反应的化学方程式:3CO+F
13、e2O3高温_2Fe+3CO2;(3)经过实验,同学们认为猜想三成立,则生成物有CO、CO2、H2O,实验中能观察到的现象是无水硫酸铜遇水变蓝色;澄清石灰水变浑浊;氧化铁固体由红色逐渐变成黑色;B和G中澄清石灰水变浑浊;气球体积变大;G中发生的反应,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,该反应的化学方程式:CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O(4)由于一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应,若反应后先熄灭酒精灯,造成温度降低,压强减小,G中液体会被压入F中,造成倒吸,引起F中的炽热的试管炸裂,所以需要在F和G之间增加一个缓冲瓶,避免发生倒吸。5(2021泸州)钨(W)是一种重要的战略金属。
14、实验室需用干燥的H2还原WO3制备金属W,所用装置如下图所示。已知Zn粒中往往含有ZnS杂质,焦性没食子酸溶液可用于吸收氧气。回答下列问题:(1)装置用到的仪器有长颈漏斗、带导管的橡皮塞和,其反应的化学方程式是有:、ZnS+2HCl=ZnCl2 +H2S(2)装置的作用是安全瓶放倒吸,则a连接(选填b、c、d或e)。(3)装置中盛装NaOH溶液,其作用是。(4)装置中盛装的溶液依次是、。(5)装置是启普发生器的简易装置,关闭活塞K后装置中反应很快停止,其原因是。【答案】(1)试管;Zn+2HCl=ZnCl2 +H2 (2)b (3)吸收氢气中的H2S(4)碳酸氢钠溶液;浓硫酸(5)关闭活塞K后
15、气体无法排出,试管内压强增大,会使酸压入长颈漏斗,试管内液体下降,降至有孔隔板以下时,药品分离,则反应停止【解析】(1)装置用到的仪器有长颈漏斗、带导管的橡皮塞和试管,试管中发生的反应为 Zn、ZnS分别与盐酸的反应,锌与盐酸的反应方程式为 Zn+2HCl=ZnCl2 +H2 。(2)装置的作用是安全瓶放倒吸,则a应连接b导管。(3)氢气中含有H2S,H2S能与氢氧化钠发生反应,装置中盛装NaOH溶液是为是为了吸收氢气中的H2S。(4)盐酸具有挥发性,需除去气体中含有氯化氢,然后将气体通入盛碳酸氢钠的装置中除氯化氢,最后通过浓硫酸干燥。(5)、装置是启普发生器的简易装置,关闭活塞K后气体无法排
16、出,试管内压强增大,会使酸压入长颈漏斗,试管内液体下降,降至有孔隔板以下时,药品分离,则反应停止。6(2021江苏淮安)草酸是生产、生活中常用的漂白剂,可用于生产抗菌素,可作为提炼稀有气体的溶剂。兴趣小组对草酸受热分解的产物进行如下探究:【查阅资料】草酸(H2C2O4)是一种酸,熔点为101.5,易溶于水,易升华,170以上分解。草酸钙难溶于水。无水硫酸铜遇水变蓝。碱石灰是生石灰与烧碱的混合固体,能吸收H2O和CO2。【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如图所示装置,并进行实验(部分夹持仪器已略去)。【交流与讨论】(1)草酸受热分解,应选择图中的_(填“甲”或“乙”)装置。(2)C装置的作用
17、为。(3)实验过程中应该先点燃(填“酒精灯”或“酒精喷灯”)。(4)F装置中反应的化学方程式为。(5)实验过程中观察到B中白色固体变成蓝色,D中澄清石灰水变浑浊,则可以证明草酸分解产物为H2O、CO2和CO。(6)从环保角度考虑,该套装置的明显缺陷是。【答案】(1)乙(2)冷凝草酸,防止草酸进入装置D中发生反应产生沉淀,干扰二氧化碳的检验(3)酒精灯(4)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(5)G中澄清石灰水变浑浊(6)缺少尾气处理装置【解析】 (1) 由于草酸受热易升华,因此应选择装置乙为受热分解装置,故填:乙。(2) 装置C中冰水用于冷凝草酸,防止草酸进入装置D中发生反应产生沉淀,干扰二氧
18、化碳的检验,故填:冷凝草酸,防止草酸进入装置D中发生反应产生沉淀,干扰二氧化碳的检验。(3) 实验过程中,应先点燃酒精灯,利用草酸分解产生的气体除去装置内的空气,防止装置F中在高温条件下一氧化碳与氧气反应引发安全事故,故填:酒精灯。(4) 一氧化碳具有还原性,可高温还原氧化铁,生成铁和二氧化碳,该反应的化学方程式:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,故填:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。(5) 装置B中白色固体无水硫酸铜变蓝,说明有水生成,装置D中澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳气体生成,装置G中石灰水变浑浊,说明草酸分解产生的气体中含有一氧化碳,故填:G中澄清石灰水变浑浊。(6) 一氧化
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