2022年人教版化学九年级上册第四单元自然界的水难点解析试题（word版含解析）

九年级上册第四单元自然界的水难点解析
考试时间：90分钟；命题人：化学教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、如图所示装置能快速测定水的组成。已知，气球容积远大于Y型管容积，实验开始时Y型管和气球中均充满水。下列说法正确的是
A．电解水是一种净水的方法
B．Y型管右边生成的气体可以使带火星的木条复燃
C．随着电解的进行，气球会慢慢变小
D．选用较细的Y型管，可更快观察到气体体积比现象
2、下列化学用语正确的是
A．2个碘原子：I2 B．高锰酸钾：k2MnO4
C．2H：2个氢元素 D．2H2O2：2个过氧化氢分子
3、深海鱼油中的DHA(化学式为C22H32O2)是一种特殊的不饱和脂肪酸，这种不饱和脂肪酸是大脑细胞形成、发育及运作不可缺少的物质基础。下列关于DHA相关说法中正确的是
A．DHA属于混合物 B．DHA中C、H、O三种元素的质量比为11：16：1
C．DHA的相对分子质量为328g D．DHA中氢元素和氧元素的质量分数相等
4、高铁酸盐被科学家们公认为绿色消毒剂，高铁酸钠（Na2FeO4）就是其中的一种，则在高铁酸钠中，铁元素的化合价为
A．+2 B．+3 C．+6 D．+7
5、下列对实验结果的分析中，错误的是
A．如果量取水时俯视读数，则真实值偏小
B．点燃氢气时发生爆炸，可能是因为没有检验氢气的纯度
C．将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明瓶内已集满氧气
D．在测定空气中氧气的体积分数时，需装置气密性良好，否则测量结果偏低
6、自来水生产过程中，属于化学变化的是
A．沉降
B．通氯气
C．加活性炭
D．用沙滤
7、化学是一门以实验为基础的科学。下列实验操作正确的是
A．连接仪器 B．过滤
C．倾倒液体 D．读取液体体积
8、下列物质分类正确的是（）
A．单质：液氧、水银 B．化合物：五氧化二磷、乙醇汽油
C．氧化物：干冰、高锰酸钾 D．混合物：冰水混合物、生理盐水
9、空气是人类的宝贵资源，空气在物质分类中属于
A．混合物 B．金属单质 C．氧化物 D．非金属单质
10、锑(Sb)是军工产业的一种重要原料，其原子结构示意图如图。下列说法不正确的是
A．X=18 B．锑属于金属元素
C．锑的正5价氧化物化学式是Sb2O5 D．锑原子最外层电子数是5，所以锑位于第五周期
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题5分，共计25分）
1、用化学符号填空：
（1）2个铁原子___________；
（2）3个铵根离子___________；
（3）3个五氧化二磷分子___________；
（4）二氧化硫中硫元素显+4价___________；
（5）可用于冷冻机的氦气___________；
2、本溪是一座以湖命名的美丽山城，山泉水常见。
（1）从物质分类看，山泉水属于____________。
（2）用山泉水洗衣物时常出现____________的现象，说明山泉水多为硬水；生活中降低水硬度的方法通常为____________。
（3）兴趣小组同学模拟自来水厂的净水过程，对山泉水进行净化，流程如下。
①操作I的名称是____________，该操作中要使用的玻璃仪器有____________。
②操作Ⅱ主要是除去一些色素和异味，应选用的物质是____________。
3、请用适当的化学用语填空。
（1）4个氧原子________；
（2）保持氧气化学性质的粒子________；
（3）氧化铁中铁元素的化合价为+3价________
（4）可作为最理想能源的气体单质______
（5）+5价的磷与氧元素形成的化合物________
（6）氩气________
4、空气中体积分数约为78%的气体是______；地壳中含量最多的金属元素与非金属元素所形成化合物的化学式为______
5、碳—13原子可用于呼气试验检查人体内幽门螺旋杆菌感染状况。有一种二氧化碳中就含有这种碳—13原子，已知该碳原子的核电荷数为6，相对原子质量为13.则该原子的最外层电子数是___________，这种二氧化碳的化学式是___________。
三、计算题（3小题，每小题7分，共计21分）
1、2015年10月5日，我国药学家屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖，也因此使得中国的“青蒿素”引人注目。青蒿素是从植物青蒿中提取的一种无色针状晶体，化学式为C15H22O5，熔点为156﹣157℃，易溶于氯仿、丙酮，可溶于乙醇、乙醚，几乎不溶于水，对热不稳定，易分解。根据上述资料完成下列问题：
（1）青蒿素由_____种元素组成
（2）一个青蒿素分子中碳原子，氧原子和氢原子的个数比是：______。
（3）青蒿素青蒿素中氢、氧元素的质量比为_____。
（4）求青蒿素的相对分子质量______(写出计算过程)
（5）28.2 g青蒿素中含碳元素的质量为______克？(写出计算过程)
2、N（NO2）3是科学家2011年发现的一种新型火箭燃料。计算：
（1）N（NO2）3中氮元素和氧元素的质量比为_________（填最简比）。
（2）下列化合物中，氮元素质量分数最小的是_________（填字母）。
A．N（NO2）3 B．N2O4 C．N2O5
（3）该材料304克中含氧元素的质量为__________克。
3、钙是人体必须的常量元素，每日必须摄入足够量的钙。目前市场上的补钙药剂很多，如图是某种品牌的补钙药品的部分说明书。请回答下列问题：
（1）CaCO3中Ca，C，O三种元素质量比为______。
（2）CaCO3中钙元素的质量分数为______。
（3）如果按用量服用，每天摄入钙元素的质量为______g。
（4）若服用含5gCaCO3的药物，与多少克葡萄糖酸钙[化学式Ca（C6H11O7）2]中钙元素的质量相等。
四、实验探究（2小题，每小题12分，共计24分）
1、氧气是一种重要的气体，人们一直寻找通过各种方法获得所需的氧气。
(一)实验室制氧气。在相同的条件下，某同学用加热氯酸钾的方法制取氧气，并对催化剂进行探究：
编号 KClO3质量/g 催化剂 催化剂质量/g 收集50mLO2所需时间/s
实验1 5 - - 171
实验2 5 MnO2 0.5 49
实验3 5 Fe2O3 0.5 58
实验4 5 KCl 0.5 154
（1）写出实验2中KClO3分解的符号表达式______，本实验应采用______法收集氧气较合理。
（2）表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是______。
（3）由实验4和实验______可知，KCl有催化作用。维持加热条件不变，用实验1再继续收集收集50mLO2，所需时间明显少于171s，解释原因______。
（4）要比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果，除了可以通过测量收集50mLO2所需时间的方法外，还可以通过测量______的方法可知。
(二)家庭中制氧气
（5）某家庭制氧机上有湿化瓶装置。人吸氧时观察到瓶中有气泡。湿化瓶装置类似于下图。关于该装置，下列说法正确的有______(填字母序号)。
A．b导管连接制氧机
B．b导管连接人吸氧气的塑料管
C．使用该装置可以观测是否有氧气输出
D．使用该装置可以观测氧气输出的速率
(三)渔业制氧气
（6）运输活鱼时，用过氧化钙(CaO2)可增加水中含氧量。联想到过氧化钙(CaO2)的此作用， 某同学在实验时，提出下列猜想并用下图装置进行实验：
（猜想）
CaO2与H2O反应用于实验室制取氧气。
（实验过程）
①组装仪器，_____(填一实验步骤)；
②向试管中加入CaO2和H2O后，有极微量细小气泡缓慢放出。将导管伸入集气瓶中，几乎收集不到气体。放置到第二天，集气瓶中只收集到少量气体，震荡试管后仍有极微量细小气泡缓慢放出。
（实验结论）CaO2与H2O反应______(填“能”或“不能”)用于实验室制取氧气。
（分析与反思）
同学们对CaO2与H2O反应的生成物猜想如下：
猜想Ⅰ.氢氧化钙和氧气
猜想Ⅱ.碳酸钙和氧气你认为猜想______(填序号)一定是错误的，理由是______。
（7）某同学购得用于增氧的CaO2产品一包(杂质不含钙元素)，该包标签如图所示。试计算：此一包产品至少含CaO2质量为_____g。(写出计算过程)
2、关于空气中氧气含量的实验,某小组同学进行了如下探究.
实验一:教材上用如图所示装置测定空气中氧气的含量,实验成功的现象是:冷却后打开弹簧夹______. 若未冷却到室温就打开弹簧夹,会导致测定结果___________ (填“偏大”或“偏小”).
实验二:小组同学用下图1组装好实验装置,利用高能激光笔照射燃烧匙
上的红磷,红磷燃烧直至熄灭;待装置完全冷却后,将装有白磷的燃烧匙提出水面,再次用高能激光笔照射,发现白磷居然还能被点燃.(药品均足量)
图2是小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中,用氧气传感器测量容器内氧气浓度变化的曲线.
(1)激光笔的作用是___________
(2)图2,BC 段曲线下降的原因 ___________ (用反应表达式表示,文字符号皆可)，DE 段曲线不断下降的原因 ___________。
(3)通过对图2的分析,下列说法正确的有___________
A．足量红磷在密闭容器内充分燃烧可将氧气完全耗尽
B．红磷在密闭容器内燃烧熄灭时,氧气仍有10%-15%的剩余
C．足量白磷在密闭容器内充分燃烧可将氧气几乎耗尽
D．白磷在密闭容器中燃烧比红磷对氧气的消耗更充分
(4)上述实验之后,小组同学认为实验一的成功,是两个不可控制的正负误差相互抵消的结果.这里所提到的“不可控制”是指在所有操作均正确的情况下,仍存在的误差(忽略导管造成的误差).请结合上述探究过程回答:
①不可控制的负误差(导致进水量一定偏小)的原因___________
②不可控制的正误差(导致进水量一定偏大)的原因___________
-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A、电解水生成氢气和氧气，不是净水的方法，错误。
B、电解水正氧负氢，氢二氧一，Y型管右边连接负极，生成的气体是氢气，不能使带火星的木条复燃，错误。
C、随着电解的进行，生成气体越来越多，气球会慢慢变大，错误。
D、选用较细的Y型管，可更快观察到气体体积比 2：1 现象，正确。
故选：D。
2、D
【详解】
A.原子的表示方法：用元素符号来表示一个原子，若表示多个原子，则在其元素符号前加上相应的数字，则2个碘原子表示为2I，错误；
B.高锰酸钾的化学式为KMnO4，K2MnO4是锰酸钾的化学式，错误；
C.元素只讲种类不讲个数，因此2H表示2个氢原子，错误；
D.过氧化氢由过氧化氢分子构成，因此2H2O2表示2个过氧化氢分子，正确；
故选D。
3、D
【详解】
A、DHA由DHA分子构成，有确切的组成，属于纯净物，故选项A不符合题意；
B、DHA中11:16:1是 C、H、O三种元素的原子个数比，而非质量比，故选项B不符合题意；
C、DHA的相对分子质量为328，单位是1而非g，故选项C不符合题意；
D、DHA中氢元素和氧元素质量比为(1×32)：(16×2)=1:1，所以质量分数相等，故选项D符合题意。
故选：D。
4、C
【详解】
高铁酸钠中钠元素化合价为正一价、氧元素化合价为负二价，设铁元素化合价为x，化合物中正负化合价代数和为零；则(+1)×2+ x +(-2)×4=0，x=+6；
故选C。
5、C
【详解】
A、量取水时俯视读数，读数大于水的实际体积数，即真实值偏小，选项正确；
B、点燃氢气时发生爆炸，可能是因为没有检验氢气的纯度，氢气中混有氧气或空气，选项正确；
C、氧气具有助燃性，能够使带火星的木条复燃，则将带火星的木条伸入集气瓶口处，木条复燃，证明瓶内已集满氧气，选项错误；
D、测定空气中氧气的体积分数时，需装置气密性良好，否则装置外的气体进入装置内，剩余的气体的体积偏大，测量结果偏低，选项正确，故选C。
6、B
【分析】
有新物质生成的变化叫化学变化，没有新物质生成的变化叫物理变化。化学变化的特征是：有新物质生成。判断物理变化和化学变化的依据是：是否有新物质生成。
【详解】
A、沉降过程中没有新物质生成，属于物理变化，故选项错误；
B、通氯气是杀菌消毒，过程中，发生了蛋白质变性，有新物质生成，属于化学变化，故选项正确；
C、加活性炭有吸附作用，吸附过程中没有新物质生成，属于物理变化，故选项错误；
D、用沙滤是过滤，过程中没有新物质生成，属于物理变化，故选项错误。
故选：B。
7、D
【详解】
A、图中将试管放在桌上，如果使劲塞进橡皮塞，容易压破试管，不符合题意；
B、图中过滤操作没有用玻璃棒引流，易使待过滤的固液混合物洒出，不符合题意；
C、取用液体时，瓶塞没有倒放，不符合题意；
D、读取量筒内液体体积，视线跟凹液面的最低处保持水平，符合题意。
故选D。
8、A
【详解】
A、液氧是由同种元素组成的纯净物，属于单质；水银是汞元素组成的纯净物，属于单质，选项A正确；
B、五氧化二磷是由磷、氧2种元素组成的纯净物，属于化合物；乙醇汽油是由汽油和乙醇等物质组成，属于混合物，选项B错误；
C、氧化物是由两种元素组成的化合物，且一种元素为氧元素，干冰是由碳、氧2种元素组成的，属于氧化物；高锰酸钾是由钾、锰、氧3种元素组成的，属于化合物，不属于氧化物，选项C错误；
D、冰水混合物是由水一种物质组成，属于纯净物；生理盐水是由水和氯化钠组成，属于混合物，选项D错误。
故选：A。
9、A
【分析】
空气中含有氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体等。
【详解】
A.混合物是指由两种或两种以上物质组合而成，由上述分析可知，空气在物质分类中属于混合物，符合题目要求；
B.由同种元素组成的纯净物属于单质，空气在物质分类中属于混合物，不属于金属单质，不符合题目要求；
C.氧化物是由两种元素组成且其中一种元素是氧元素的化合物，空气在物质分类中属于混合物，不属于氧化物，不符合题目要求；
D.由同种元素组成的纯净物属于单质，空气在物质分类中属于混合物，不属于非金属单质，不符合题目要求；
故选A。
【点睛】
10、D
【详解】
A、在原子中，质子数=核外电子数=51，则2+8+18+X+5=51，X=18，选项A正确；
B、该元素的名称是锑，带“钅”字旁，属于金属元素，选项B正确；
C、锑的+5价氧化物中锑元素的化合价为+5价，氧元素为-2价，依据化合物中正负化合价代数和为0，则锑的+5价氧化物化学式是Sb2O5，选项C正确；
D、元素周期表中，电子层数等于周期数，由原子结构示意图看出，锑原子有5个电子层，因此位于第五周期，选项D错误；
故选：D。
二、填空题
1、
（1）2Fe
（2）
（3）
（4）
（5）He
【解析】
（1）
原子用元素符号表示，元素符号前面的数字表示该原子的个数，2个铁原子：2Fe；
（2）
离子的表示方法：在元素符号的右上方标出所带电荷数，数字在前，正负号在后，数字为“1”，省略不写，离子符号前面的数字表示离子的个数，3个铵根离子：；
（3）
由分子构成的物质，化学式前面的数字表示分子的个数，3个五氧化二磷分子：；
（4）
化合价的表示方法：在化学式中元素的正上方表示，正负号在前，数字在后，二氧化硫中硫元素显+4价：；
（5）
氦气是由原子直接构成的物质，化学式：He。
2、
（1）混合物
（2） 浮渣多、泡沫少 煮沸
（3） 过滤 烧杯、漏斗、玻璃棒 活性炭
【分析】
（1）
山泉水中常含有矿物质，为混合物
（2）
硬水在洗衣物时容易产生浮渣多，泡沫少的现象，不易洗净衣物；
生活中降低水硬度的方法通常为煮沸，可溶性钙、镁化合物在加热时，能形成沉淀。
（3）
①操作I的目的为分离不溶性固体和液体，故操作名称为过滤；
过滤所用的仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒、滤纸、铁架台，其中的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒；
②操作Ⅱ主要是除去一些色素和异味，应选用的物质是具有疏松多孔结构的活性炭。
3、
（1）4O
（2）O2
（3）
（4）H2
（5）P2O5
（6）Ar
【解析】
（1）
符号前的数字，表示原子、分子和离子的个数；4个氧原子表示为4O；故填：4O；
（2）
保持氧气化学性质的粒子是氧气分子，故填：O2；
（3）
元素符号正上方的数字表示元素的化合价，氧化铁中铁元素的化合价为+3价，表示为；故填：；
（4）
可作为最理想能源的气体单质是氢气，故填：H2；
（5）
化学式书写的一般规律是：正前负后，然后利用十字交叉法书写，磷+5价，氧-2价，磷与氧元素形成的化合物为五氧化二磷，表示为P2O5；故填：P2O5；
（6）
稀有气体用元素符号表示其化学式，则氩气表示为Ar；故填：Ar。
4、N2 Al2O3
【详解】
空气中体积分数约为78%的气体是氮气，其化学式：N2；地壳中含量最多的金属元素与非金属元素分别是铝、氧元素，氧化铝中铝元素、氧元素化合价依次为+3、-2价，依据化合物中正负化合价代数和代数和为0可知：氧化铝化学式：Al2O3。
5、4 CO2
【详解】
同种元素质子数相同，元素符号相同。碳—13原子中质子数=核电荷数=电子数=6，所以该碳原子第1层排2个电子，最外层排4个电子。这种二氧化碳的化学式依然为CO2。
三、计算题
1、
（1）三
（2）15:5:22
（3）11:40
（4）青蒿素的相对分子质量为：12×15+22+16×5=282
（5）28.2 g青蒿素中含碳元素的质量为：
【分析】
（1）
由化学式可知，青蒿素由C、H、O三种元素组成；
（2）
由化学式可知，一个青蒿素分子中碳原子，氧原子和氢原子的个数比是：15:5:22；
（3）
青蒿素中氢、氧元素的质量比为：22：（16×5）=11:40；
（4）
见答案；
（5）
见答案。
2、
（1）7：12
（2）C
（3）192
【解析】
（1）
N(NO2)3中氮元素和氧元素的质量比是（14×4）：（16×6）=7：12。
（2）
A、N(NO2)3中氮元素的质量分数为；
B、N2O4中氮元素的质量分数为；
C、N2O5中氮元素的质量分数为
其中氮元素质量分数最小的是N2O5，故选：C。
（3）
该材料304克中含氧元素的质量为，故填：192。
3、
（1）10：3：12
（2）40%
（3）0.4
（4）解：设葡萄糖酸钙的质量为x，
答：若服用含5gCaCO3的药物，与21.5克葡萄糖酸钙[化学式Ca（C6H11O7）2]中钙元素的质量相等。
【解析】
（1）
CaCO3中Ca，C，O三种元素质量比为
（2）
CaCO3中钙元素的质量分数为
（3）
每天摄入钙元素的质量为：
（4）
详解见答案
四、实验探究
1、 排水法 二氧化锰2 1 氯酸钾分解生成的氯化钾对氯酸钾的分解起催化作用 相同时间内收集到氧气体积大小 BCD 检查装置气密性 不能 Ⅱ 反应物中没有碳元素 由图示可知，钙元素含量为40%~45%，则此一包产品至少含CaO2质量为
【详解】
（1）氯酸钾在二氧化锰催化作用下加热生成氯化钾和氧气，，氧气不易溶于水，本实验需测量收集50mLO2所需时间，故应采用排水法收集氧气较合理。
（2）分析数据可知，收集50mLO2使用二氧化锰催化剂所需时间最短，故表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是二氧化锰。
（3）实验4和实验1的变量为氯化钾，由实验4和实验1可知，KCl有催化作用。维持加热条件不变，用实验1再继续收集收集50mLO2，所需时间明显少于171s，原因氯酸钾分解生成的氯化钾对氯酸钾的分解起催化作用。
（4）要比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果，除了可以通过测量收集50mLO2所需时间的方法外，还可以通过测量相同时间内收集到氧气体积大小的方法可知。
（5）A.氧气要长进短出，故a导管连接制氧机，错误；
B.b导管连接人吸氧气的塑料管，正确；
C.使用该装置可以通过气泡的产生观测是否有氧气输出，正确；
D.使用该装置可通过气泡的产生速率观测氧气输出的速率，正确。
故选BCD。
（6）实验过程：
①组装仪器，首先检查气密性，防止装置漏气；
实验结论：
CaO2与H2O反应速率太慢，不适合用于实验室制取氧气。
分析与反思：
反应前后元素种类不变；反应物中没有碳元素，不会生成碳酸钙，故猜想Ⅱ一定是错误的，理由是反应物中没有碳元素。
（7）见答案。
2、烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气体积的1/5 偏小 使温度达到白磷、红磷的着火点 或 白磷燃烧消耗氧气 BCD 红磷燃烧不能将氧气完全耗尽 燃烧匙伸入集气瓶时，部分气体受热膨胀逸出
【详解】
实验一：红磷燃烧消耗了氧气，待冷却后，打开弹簧夹，由于消耗了氧气，装置内压强减小，烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积就是消耗氧气的体积，由于氧气约占空气体积的1/5，故进入水的体积约占集气瓶内空气体积的1/5；
若未冷却到室温就打开弹簧夹，气体受热膨胀，占据了一定的体积，会导致测定结果偏小；
实验二：（1）激光笔的作用是：使温度达到红磷、白磷的着火点；
（2）图2BC 段曲线下降的原因是红磷燃烧消耗氧气，生成了五氧化二磷，该反应的文字表达式为：，符号表达式为： ；
DE 段曲线不断下降的原因：白磷燃烧消耗氧气；
（3）A.由图可知，红磷熄灭时，装置内氧气的浓度不是零，故足量红磷在密闭容器内充分燃烧不能将氧气完全耗尽，不符合题意；
B.由图可知，红磷在密闭容器内燃烧熄灭时,氧气仍有10%-15%的剩余，符合题意；
C.由图可知，白磷熄灭时，氧气的浓度为1.7%，足量白磷在密闭容器内充分燃烧可将氧气几乎耗尽，符合题意；
D.红磷熄灭后，白磷还能燃烧，说明白磷在密闭容器中燃烧比红磷对氧气的消耗更充分，符合题意。
故选BCD；
（4）①不可控制的负误差(导致进水量一定偏小)的原因：红磷燃烧不能将氧气完全耗尽，导致进水量偏小，实验结果偏小；　　　　　　　　　　　
②不可控制的正误差(导致进水量一定偏大)的原因：燃烧匙伸入集气瓶时，部分气体受热膨胀逸出，导致进水量偏大，实验结果偏大。