6. 实验室可用如图装置制备与收集 $\mathrm{H_2}$。下列有关说法错误的是（
C
）
A.反应原理为 $\ce{Zn + 2HCl\xlongequal{\;\;}ZnCl_{2} + H_{2}\uparrow}$
B.可用稀硫酸代替稀盐酸制取氢气
C.关闭活塞后长颈漏斗中液面下降
D.图中的收集方法说明氢气难溶于水，且与水不反应
答案：6.C
解析：
【分析】
要解决这道题，需结合实验室制取氢气的反应原理、装置特点、氢气的性质逐一分析选项：
1. 选项A：实验室常用锌与稀盐酸反应制取氢气，反应原理符合化学规律；
2. 选项B：锌与稀硫酸反应也能生成氢气，可替代稀盐酸制取氢气；
3. 选项C：关闭活塞后，装置内产生的氢气无法排出，压强增大，会将液体压回长颈漏斗，长颈漏斗液面应上升而非下降；
4. 选项D：排水法收集气体的依据是气体难溶于水且不与水反应，符合氢气的性质。
综上，错误选项为C。
【解析】
逐一分析各选项：
A选项：实验室制取氢气的反应为$\ce{Zn + 2HCl = ZnCl_{2} + H_{2}\uparrow}$，该选项正确；
B选项：锌与稀硫酸反应也可生成氢气，反应为$\ce{Zn + H_{2}SO_{4} = ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow}$，因此可用稀硫酸代替稀盐酸制取氢气，该选项正确；
C选项：关闭活塞后，装置内压强增大，会将试管内的液体压入长颈漏斗，长颈漏斗中液面上升，而非下降，该选项错误；
D选项：图中用排水法收集氢气，说明氢气难溶于水且不与水反应，该选项正确。
【答案】
C
【知识点】
实验室制取氢气、氢气的性质、气体发生装置原理
【点评】
本题考查实验室制取氢气的基础知识点，涵盖反应原理、装置特点、收集方法的依据，属于常规基础题，掌握核心实验要点即可解答。
【难度系数】
0.6
7. 生铁和钢都是铁的合金。如表所示为生铁和钢的成分、性能的比较。
根据表中提供的信息,回答下列问题。
(1)与生铁相比,钢有什么优良的性能?
(写出一条即可)。
(2)写出钢的一种用途:
。
(3)比较生铁与钢的成分,说明生铁与钢在性能上有较大差异的主要原因:
。
(4)某同学为测定某种铁合金样品的组成,取2 g 该铁合金样品在纯氧中完全燃烧得到$0.035\ 2\ \mathrm{g}\ \ce{CO_{2}}$。
① 该铁合金属于
(填“生铁”或“钢”)。
② 某同学提出:灼烧可使钢中的碳变为$\ce{CO_{2}}$逸出,灼烧后钢样品质量会减小。可是他们将一定量的钢样品在氧气中灼烧后,发现质量反而增大了很多,原因是
。
答案：7. (1) 有韧性、可锻轧 (2) 制菜刀(答案合理即可) (3) 含碳量不同 (4) ① 钢 ② 钢中含碳量少，碳减少的质量远小于铁转化为氧化物增加的质量
解析:(4) ① 设该铁合金样品中碳元素的质量为x。
$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$
12 44
x 0.035 2 g
$\dfrac{12}{44}=\dfrac{x}{0.035\ 2\ \mathrm{g}}\ \ \ x=0.009\ 6\ \mathrm{g}$
该铁合金中碳元素的质量分数为$\dfrac{0.009\ 6\ \mathrm{g}}{2\ \mathrm{g}}×100\%=0.48\%$,属于钢。② 灼烧钢样品时,碳元素转化成二氧化碳气体使质量减小,同时铁与氧气反应生成铁的氧化物而使质量增大;钢中含碳量少,所以碳减少的质量远小于铁转化为氧化物增加的质量。
解析：
【分析】
本题围绕生铁和钢的相关知识展开，需结合表格信息、化学计算等逐一解答：
1. 前3小问直接对比表格中生铁和钢的性能、含碳量，提取对应信息即可；
2. 第(4)①小问需利用化学方程式计算铁合金中碳的质量分数，再结合表格中含碳量范围判断合金类型；
3. 第(4)②小问需分析灼烧时钢中碳和铁与氧气的反应，对比质量变化的原因。
【解析】
(1) 对比表格中生铁和钢的性能：生铁硬而脆、无韧性，钢坚硬而有韧性、可锻轧，因此钢的优良性能有韧性（或可锻轧等，写出一条即可）。
(2) 钢具有韧性、可锻轧的性能，可用于制菜刀、钢筋等（答案合理即可）。
(3) 生铁含碳量为2%~4.3%，钢含碳量为0.03%~2%，二者性能差异的主要原因是含碳量不同。
(4) ① 设铁合金中碳元素的质量为x，根据反应$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$，可得：
$\dfrac{12}{44}=\dfrac{x}{0.0352\ \mathrm{g}}$，解得$x=0.0096\ \mathrm{g}$；
该铁合金中碳元素的质量分数为$\dfrac{0.0096\ \mathrm{g}}{2\ \mathrm{g}}×100\%=0.48\%$，介于0.03%~2%之间，属于钢。
② 灼烧钢样品时，碳与氧气反应生成$\ce{CO_{2}}$逸出使质量减小，同时钢中的铁与氧气反应生成铁的氧化物使质量增大；由于钢中含碳量少，碳减少的质量远小于铁转化为氧化物增加的质量，因此灼烧后样品质量反而增大。
【答案】
(1) 有韧性、可锻轧
(2) 制菜刀（答案合理即可）
(3) 含碳量不同
(4) ① 钢；② 钢中含碳量少，碳减少的质量远小于铁转化为氧化物增加的质量
【知识点】
合金、生铁和钢的区别、化学方程式计算
【点评】
本题结合表格信息与化学计算，考查生铁和钢的核心知识点，既需要学生提取表格数据的能力，也需掌握简单的化学计算，整体难度适中，是初中化学的常考题型。
【难度系数】
0.6
8. 明代宋应星所著的《天工开物》中有煅烧炉甘石$\ce{(ZnCO_{3})}$和煤炭$\mathrm{(C)}$炼锌的记载，其化学反应原理为$\ce{ZnCO_{3} +2C\xlongequal{\Delta}Zn +3CO\uparrow}$。某化学兴趣小组在实验室用$\ce{ZnCO_{3}}$和$\mathrm{C}$模拟古法炼锌。实验结束后，同学们设计实验对$2.0\ \mathrm{g}$粗锌产品中含有的杂质进行探究并测定粗锌中单质锌的含量。实验装置设计如图所示(忽略其他因素对结果的影响)。回答下列问题。
(已知$\ce{ZnCO_{3} +H_{2}SO_{4}\xlongequal{\;\;}ZnSO_{4} +H_{2}O +CO_{2}\uparrow}$)
(1) 如图连接好装置后，装入药品前，首先应进行的操作是
检查装置气密性
。
(2) 装置A试管中加入足量稀硫酸充分反应后，仍有少量黑色固体剩余，说明粗锌中一定含有
碳
。
(3) 装置B中澄清石灰水变浑浊，此时装置B中发生反应的化学方程式为
$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
，装置B的作用是
检验碳酸锌并除去氢气中的二氧化碳
。
(4) 综合以上实验现象可知，粗锌含有的杂质有
碳、碳酸锌
。
(5) 装置C收集的气体为
氢气(或$\ce{H_{2}}$)
；实验结束后，若D处一共收集到$200.0\ \mathrm{mL}$液体，则$2.0\ \mathrm{g}$粗锌中含有单质锌的质量为
0.65
$\mathrm{g}$(已知此温度下装置C收集的气体的密度$\rho\approx0.1\ \mathrm{g/L}$)。
答案：8. (1) 检查装置气密性 (2) 碳 (3) $\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$ 检验碳酸锌并除去氢气中的二氧化碳 (4) 碳、碳酸锌 (5) 氢气(或$\ce{H_{2}}$) 0.65
解析:(2) 装置A试管中加入足量稀硫酸充分反应后,仍有少量黑色固体剩余,说明粗锌中一定含有碳。(3) 装置B中澄清石灰水变浑浊,发生反应的化学方程式为$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$,装置B的作用是检验碳酸锌并除去氢气中的二氧化碳。(4) 综合以上实验现象可知,粗锌含有的杂质有碳、碳酸锌。(5) 装置C收集的气体为氢气;实验结束后,若D处一共收集到200.0 mL液体,说明收集到200.0 mL(即0.2 L)氢气,氢气质量为$0.1\ \mathrm{g/L}×0.2\ \mathrm{L}=0.02\ \mathrm{g}$。设2.0 g粗锌中含有单质锌的质量为x。
$\ce{Zn + H_{2}SO_{4} = ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow}$
65 2
x 0.02 g
$\dfrac{65}{2}=\dfrac{x}{0.02\ \mathrm{g}}\ \ \ x=0.65\ \mathrm{g}$
解析：
【分析】
本题围绕粗锌中杂质探究及锌含量测定展开，解题思路如下：
1. 实验操作前，连接装置后装药品前需先检查装置气密性，这是气体实验的基本要求，防止装置漏气影响实验结果；
2. 粗锌与稀硫酸反应时，锌会完全反应，而碳不与稀硫酸反应，剩余黑色固体可判断为碳；
3. 装置B中澄清石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳，二氧化碳来自碳酸锌与稀硫酸的反应，据此可确定碳酸锌的存在，同时澄清石灰水可检验并除去二氧化碳，避免其干扰后续氢气的体积测量；
4. 装置A中锌与稀硫酸反应生成氢气，装置B除去二氧化碳后，装置C通过排水法收集氢气，D处收集的液体体积等于生成氢气的体积，结合氢气密度可计算氢气质量，再通过锌与稀硫酸反应的化学方程式计算单质锌的质量。
【解析】
(1) 有气体参与或生成的实验，连接装置后装入药品前，必须先检查装置的气密性，防止装置漏气导致实验失败，故答案为检查装置气密性；
(2) 粗锌中的成分有ZnCO₃和C，Zn与稀硫酸反应完全，C不与稀硫酸反应，加入足量稀硫酸后仍有少量黑色固体剩余，该黑色固体为碳，故答案为碳；
(3) 装置B中澄清石灰水变浑浊，是因为二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$；装置B的作用是检验碳酸锌与稀硫酸反应生成的二氧化碳，同时除去氢气中的二氧化碳，防止其干扰后续氢气体积的测定；
(4) 结合(2)中剩余黑色固体为碳，(3)中澄清石灰水变浑浊说明有碳酸锌，可知粗锌含有的杂质是碳和碳酸锌；
(5) 装置A中锌与稀硫酸反应生成氢气，装置B除去二氧化碳后，装置C排水收集的气体为氢气；D处收集到200.0 mL液体，即生成氢气的体积为200.0 mL = 0.2 L，氢气质量为$0.1\ \mathrm{g/L}×0.2\ \mathrm{L}=0.02\ \mathrm{g}$。设单质锌的质量为x，根据反应$\ce{Zn + H_{2}SO_{4} = ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow}$，可得$\dfrac{65}{2}=\dfrac{x}{0.02\ \mathrm{g}}$，解得$x=0.65\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1) 检查装置气密性
(2) 碳
(3) $\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$；检验碳酸锌并除去氢气中的二氧化碳
(4) 碳、碳酸锌
(5) 氢气(或$\ce{H_{2}}$)；0.65
【知识点】
装置气密性检查、酸的化学性质、化学方程式计算、物质的检验
【点评】
本题结合古代炼锌的背景，将实验基本操作、物质推断、化学计算融合，需要学生理解实验原理，结合实验现象分析物质成分，计算时注意体积与质量的单位换算，整体考查学生的综合实验能力，难度适中。
【难度系数】
0.5
