12 如图所示为某反应的微观示意图,下列说法错误的是(
C
)

A.丙和丁都是氧化物
B.参加反应的甲和乙的分子个数比为$4:5$
C.反应前后各元素的化合价均未发生改变
D.丁中氢元素和氧元素的质量比为$1:8$
答案:12. C
解析:
【分析】首先根据微观示意图识别各物质的原子构成,确定甲为$\ce{NH_{3}}$、乙为$\ce{O_{2}}$、丙为$\ce{NO}$、丁为$\ce{H_{2}O}$,配平得到反应的化学方程式,再结合氧化物定义、分子个数比、化合价变化、元素质量比等知识点逐一分析选项,找出错误说法。
【解析】根据微观示意图,反应的化学方程式为:$\ce{4NH_{3} +5O_{2}\xlongequal[\Delta]{催化剂} 4NO +6H_{2}O}$。
选项A:氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物,丙($\ce{NO}$)、丁($\ce{H_{2}O}$)均符合氧化物定义,故A正确。
选项B:由化学方程式可知,参加反应的甲($\ce{NH_{3}}$)和乙($\ce{O_{2}}$)的分子个数比为$4:5$,故B正确。
选项C:反应前,$\ce{NH_{3}}$中氮元素为$-3$价,$\ce{O_{2}}$中氧元素为$0$价;反应后,$\ce{NO}$中氮元素为$+2$价,$\ce{H_{2}O}$中氧元素为$-2$价,氮、氧元素化合价均发生改变,故C错误。
选项D:丁($\ce{H_{2}O}$)中氢元素和氧元素的质量比为$(1×2):16=1:8$,故D正确。
【答案】C
【知识点】氧化物、化学方程式、化合价计算
【点评】本题通过微观反应示意图考查化学反应的核心知识,需先推导物质化学式、配平化学方程式,再结合相关概念分析选项,是中等难度的常规题型。
【难度系数】0.5
13 下列实验方法能达到实验目的的是
(
C
)

答案:13. C
解析:
【分析】要判断各实验方法能否达到实验目的,需结合物质的化学性质和物理性质逐一分析:A中CaO会与水反应变质,无法分离;B中CO₂和N₂都不支持燃烧,无法用燃着木条鉴别;C中CuSO₄和NaCl溶于水的颜色不同,可鉴别;D中灼热木炭与氧气反应生成CO₂,引入新杂质,无法得到纯净氮气。
【解析】A选项:CaO能与水反应生成氢氧化钙,加入水后CaO发生变质,无法分离CaO和CaCO₃,该方法不能达到实验目的;B选项:CO₂和N₂都不燃烧、也不支持燃烧,用燃着的木条检验时,两种气体都会使木条熄灭,无法鉴别,该方法不能达到实验目的;C选项:CuSO₄固体溶于水形成蓝色溶液,NaCl固体溶于水形成无色溶液,取样加水溶解后观察颜色,可鉴别两种固体,该方法能达到实验目的;D选项:灼热的木炭与空气中的氧气反应生成二氧化碳,会引入新的杂质二氧化碳,无法得到较纯净的氮气,该方法不能达到实验目的。
【答案】C
【知识点】物质的鉴别、物质的分离与除杂
【点评】本题考查常见物质的分离、鉴别和除杂,需熟练掌握相关物质的性质,逐一分析各选项的实验方法是否匹配实验目的,属于基础题型,难度适中。
【难度系数】0.6
14 捕集$\ce{CO_{2}}$合成尿素$\ce{[CO(NH_{2})_{2}]}$,可实现$\ce{CO_{2}}$的资源化利用,转化流程如图所示。下列说法不正确的是(
C
)

A.理论上,反应②中合成$3.4\ \mathrm{t}\ \ce{NH_{3}}$需要$0.6\ \mathrm{t}\ \ce{H_{2}}$
B.理论上,反应③中参加反应的$\ce{NH_{3}}$和$\ce{CO_{2}}$的质量比为$17:22$
C.该转化流程中,$\ce{H_{2}O}$可循环利用,无需额外补充
D.该转化流程中,分子总数减少
答案:14. C 【解析】反应②是$\ce{N_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}2NH_{3}}$,设合成$3.4\ \mathrm{t}\ \ce{NH_{3}}$需要$\ce{H_{2}}$的质量为$x$。
$\ce{N_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}2NH_{3}}$
$6\quad\quad\quad\quad\quad\quad34$
$x\quad\quad\quad\quad\quad3.4\ \mathrm{t}$
$\dfrac{6}{34}=\dfrac{x}{3.4\ \mathrm{t}}\quad x=0.6\ \mathrm{t}$
A正确;反应③的化学方程式为$\ce{CO_{2} + 2NH_{3}\xlongequal{一定条件}CO(NH_{2})_{2} + H_{2}O}$,参加反应的$\ce{NH_{3}}$和$\ce{CO_{2}}$的质量比为$(17×2):44=17:22$,B正确;根据转化流程,反应①中$\ce{H_{2}O}$生成$\ce{H_{2}}$,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素种类不变,可知还会生成$\ce{O_{2}}$,则总反应是$\ce{2CO_{2} + 4H_{2}O + 2N_{2}\xlongequal{一定条件}2CO(NH_{2})_{2} + 3O_{2}}$,可知该转化流程需要不断补充$\ce{H_{2}O}$,C错误;根据$\ce{2CO_{2} + 4H_{2}O + 2N_{2}\xlongequal{一定条件}2CO(NH_{2})_{2} + 3O_{2}}$可知,反应前分子总数大于反应后分子总数,D正确。
解析:
【分析】
本题是关于CO₂资源化合成尿素的转化流程题,需结合化学方程式计算、质量守恒定律等知识,逐一分析各选项的正误:先明确各步反应的化学方程式,再根据方程式计算物质质量比,结合反应前后元素种类判断水的循环情况,通过反应前后分子总数变化判断选项。
【解析】
反应②为合成氨的反应,化学方程式为$\ce{N_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}2NH_{3}}$;反应③为合成尿素的反应,化学方程式为$\ce{CO_{2} + 2NH_{3}\xlongequal{一定条件}CO(NH_{2})_{2} + H_{2}O}$;结合反应①($\ce{H_{2}O}$分解生成$\ce{H_{2}}$),总反应为$\ce{2CO_{2} + 4H_{2}O + 2N_{2}\xlongequal{一定条件}2CO(NH_{2})_{2} + 3O_{2}}$。
选项A:设生成$\ce{3.4\ t\ NH_{3}}$需要$\ce{H_{2}}$的质量为$x$,根据反应②的比例$\dfrac{6}{34}=\dfrac{x}{3.4\ \mathrm{t}}$,解得$x=0.6\ \mathrm{t}$,A正确。
选项B:反应③中$\ce{NH_{3}}$和$\ce{CO_{2}}$的质量比为$(17×2):44=17:22$,B正确。
选项C:根据总反应,反应过程中消耗$\ce{H_{2}O}$,需要不断补充,并非无需额外补充,C错误。
选项D:总反应前分子总数为$2+4+2=8$,反应后分子总数为$2+3=5$,分子总数减少,D正确。
【答案】
C
【知识点】
化学方程式计算、质量守恒定律、化学方程式书写
【点评】
本题结合CO₂资源化利用的实际情境,考查化学方程式的计算、质量守恒定律的应用,需准确推导反应的化学方程式,逐一分析选项,难度适中,属于化学应用类基础题。
【难度系数】
0.5
15 实验室模拟“工业碳化法”制备高纯$ \ce{CaCO_{3}}, $并测定$ \ce{CaCO_{3}} $产率, 实验操作如下$(\ce{CaCO_{3}}\mathrm{ 产} \mathrm{率}=\frac{\mathrm{实际生成 }\ce{CaCO_{3}}\mathrm{ 的质量}}{\mathrm{理论生成 }\ce{CaCO_{3}}\mathrm{ 的质量}}×100\%):$步骤 1: 将 50 g 钙元素质量分数为 36\%的石灰石(主要成分为$\ce{CaCO_{3}},$其他成分不含钙元素且难溶于水)在$ 900∼\quantity{1000}{\hspace{0.167em}}° \mathrm{C}$条件下焙烧,得到氧化钙和二氧化碳。步骤 2: 向焙烧后的混合物中加入足量水,搅拌,过滤得到$ \ce{Ca(OH)_{2}} $溶液。步骤 3: 向$ \ce{Ca(OH)_{2}} $溶液中滴加几滴酚酞溶液, 再通入一定量的$ \ce{CO_{2}} $气体, 充分反应后经过滤、洗涤、干燥、称量得到 40 g 固体。已知$:\ce{Ca(OH)_{2}} $溶液能使无色酚酞溶液变红, 而$ \ce{CO_{2}} $和$ \ce{CaCO_{3}} $不能。下列说法不正确的是(
D
)A. 步骤 1 中发生的主要反应为分解反应B. 步骤 3 过程中, 当观察到红色褪去时应停止通入$ \ce{CO_{2}}C. $步骤 3 过滤时, 若液面高于滤纸的边缘, 将会导致$ \ce{CaCO_{3}} $产率偏低D. 实验测得$ \ce{CaCO_{3}} $的产率为 80\%
答案:15. D
解析:
【分析】
要判断各选项正误,需结合实验步骤、反应原理、操作规范及化学计算分析:
1. 分析选项A:步骤1是石灰石($\ce{CaCO_{3}}$)高温分解,反应为$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$,符合“一变多”特征,属于分解反应,故A正确。
2. 分析选项B:$\ce{Ca(OH)_{2}}$溶液呈碱性使酚酞变红,通入$\ce{CO_{2}}$时发生反应$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2}=CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$,当红色褪去时说明$\ce{Ca(OH)_{2}}$完全反应,应停止通$\ce{CO_{2}}$,故B正确。
3. 分析选项C:过滤时液面高于滤纸边缘,会导致部分$\ce{CaCO_{3}}$沉淀随滤液流失,使称量的实际$\ce{CaCO_{3}}$质量偏小,产率偏低,故C正确。
4. 分析选项D:根据钙元素守恒,50g石灰石中钙元素质量为$50g×36\%=18g$,理论生成$\ce{CaCO_{3}}$质量为$18g÷(\frac{40}{100})=45g$,实际产率为$\frac{40g}{45g}×100\%\approx88.9\%$,并非80%,故D错误,本题选不正确的选项。
【解析】
本题考查化学实验与计算,逐一分析选项:
A选项:步骤1中$\ce{CaCO_{3}}$高温分解生成两种物质,属于分解反应,A正确。
B选项:$\ce{Ca(OH)_{2}}$溶液使酚酞变红,红色褪去时说明$\ce{Ca(OH)_{2}}$完全反应,应停止通$\ce{CO_{2}}$,B正确。
C选项:过滤时液面高于滤纸边缘,会使部分$\ce{CaCO_{3}}$沉淀流失,导致实际称量质量偏小,产率偏低,C正确。
D选项:钙元素守恒计算得理论$\ce{CaCO_{3}}$质量为45g,实际产率约88.9%,不是80%,D错误。
【答案】
D
【知识点】
化学实验基本操作、根据元素守恒计算、反应类型判断
【点评】
本题结合工业制备碳酸钙的实验,考查反应类型、实验操作、产率计算等知识点,需熟练掌握钙元素守恒的应用及过滤操作的注意事项,易错点为产率的计算。
【难度系数】
0.5
二、填空与简答题(共37分)
16(7分)中华传统节日和传统文化蕴含了许多化学知识,回答问题。
(1) 成语“磨杵成针”比喻只要长期努力不懈,再难的事也能成功。从物质变化的角度看,“磨杵成针”发生了
物理变化
(填“物理变化”或“化学变化”)。
(2) 古诗句“墙角数枝梅,凌寒独自开。遥知不是雪,为有暗香来。”人们能闻到梅花香,体现分子具有的性质是
A
(填字母)。
A. 分子很小,分子是运动的 B. 分子间有间隔 C. 分子能保持物质的化学性质
(3)《天工开物》中有锻造铁器的记载:“受锻之时,十耗其三为铁华、铁落。”“铁华、铁落”中含有四氧化三铁,铁燃烧生成四氧化三铁的化学方程式为
$\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{点燃}Fe_{3}O_{4}}$
。
(4) 苏轼“投泥泼水愈光明”中“投泥泼水”反映的化学原理是$\ce{C + H_{2}O\xlongequal{高温}CO + H_{2}}$,“愈光明”指的是
$\ce{CO、H_{2}}$
(填化学式)燃烧的结果。
(5)《天工开物》记载:“煤饼烧石成灰。”“石”的主要成分是$\ce{CaCO_{3}}$,“灰”指$\ce{CaO}$,“烧石成灰”可用化学方程式表示为
$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$
。
答案:16. (1) 物理变化 (2) A (3) $\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{点燃}Fe_{3}O_{4}}$
(4) $\ce{CO、H_{2}}$ (5) $\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$
解析:
【分析】
本题结合中华传统文化考查化学基础知识点,需逐一分析各小问的核心考点:
1. 第(1)问:判断物质变化类型,关键依据是有无新物质生成,“磨杵成针”仅改变铁杵形状,无新物质,据此判断。
2. 第(2)问:闻到气味源于分子的运动特性,结合选项分析,只有A涉及分子运动,其他选项不符合题意。
3. 第(3)问:铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,需明确反应条件、配平规则,正确书写化学方程式。
4. 第(4)问:根据给定反应方程式,产物CO和H₂均为可燃气体,是“愈光明”的原因,据此作答。
5. 第(5)问:碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,需正确书写分解反应的化学方程式,标注气体符号。
【解析】
1. (1) 物理变化与化学变化的本质区别是有无新物质生成,“磨杵成针”只是铁杵的形状发生改变,没有新物质生成,故属于物理变化。
2. (2) 人们能闻到梅花香,是因为梅花中含香味的分子在不断运动,扩散到空气中被人感知,对应分子在不断运动的性质,选项A符合;B选项分子间间隔与气味扩散无关,C选项分子保持物质化学性质与闻到气味无关,故选A。
3. (3) 铁在氧气中点燃生成四氧化三铁,反应的化学方程式为:$\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{点燃}Fe_{3}O_{4}}$。
4. (4) 根据反应$\ce{C + H_{2}O\xlongequal{高温}CO + H_{2}}$,生成的CO和H₂均具有可燃性,燃烧时放热使“愈光明”,故填$\ce{CO、H_{2}}$。
5. (5) 碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳,反应的化学方程式为:$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$。
【答案】
(1) 物理变化 (2) A (3) $\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{点燃}Fe_{3}O_{4}}$ (4) $\ce{CO、H_{2}}$ (5) $\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$
【知识点】
物质的变化、分子的性质、化学方程式书写
【点评】
本题以中华传统文化为背景,考查化学基础核心知识点,题目贴近生活,难度适中,注重知识的应用与迁移,符合化学学科核心素养的考查要求。
【难度系数】
0.8