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专题21 综合应用题
1．（2025·湖南省）海洋是一个巨大的资源宝库。化学兴趣小组开展“海洋资源的综合利用与制盐”的跨学科实践活动，现拟定项目结构如下，完成相关任务内容。
任务一：了解海洋资源
(1)海底蕴藏着大量的煤、 和天然气等化石能源。
任务二：走近海洋资源
(2)在古代，人们采用“天日曝晒，自然结晶，集工捞采”的自然方式获得食盐。这里的结晶方法主要指的是 结晶。
任务三：探索海洋资源
(3)海水资源中含量最多的物质是 (填化学式)。
任务四：保护海洋资源
(4)作为中学生，写1条保护海洋生物资源的具体措施： 。
2．（2025·江苏省连云港市）自然界中的碳氧循环是人类生存的基础。
绿色植物的光合作用可吸收CO2放出O2，反应∶6CO2+6XC6H12O6+6O2。
(1)C6H12O6属于___________(填字母)。
A．有机物 B．无机物 C．氧化物
(2)化合物X的化学式为 。
化石能源的燃烧、人和动物的呼吸作用消耗O2，产生CO2。
(3)下列关于化石能源的说法正确的是___________(填字母)。
A．化石能源只能通过燃烧加以利用
B．石油炼制可得到煤气、汽油和石蜡等多种产品
C．与燃煤相比，使用天然气可以减少SO2、氮氧化物等排放
(4)某化学小组同学为比较人体吸入的气体与呼出的气体中CO2、O2含量高低，实验如下：
取4个相同的集气瓶，分别编号A、B、C、D，其中A、B用玻璃片盖好；C和D通过排水集气法收集两瓶呼出的气体，备用。完成下表：
实验内容 现象 结论
向A、C中分别滴加等量的澄清石灰水，振荡，观察现象。 A中无明显现象，C中 。 呼出气体中的CO2含量大于空气中CO2含量。
将燃着的小木条分别伸入B、D中，观察现象。 B中无明显现象，D中燃着的木条熄灭。 呼出气体中O2含量 。
实现碳中和意义重大。燃煤烟气中CO2的捕集可通过如下所示的物质转化实现。
(5)“吸收”中所得的KHCO3溶液与石灰乳反应的化学方程式为 。
(6)“过滤”得到的K2CO3溶液能循环利用的原因是 。
(7)工业上常用高温煅烧CaCO3制取CO2并获取CaO。理论上获取1.1吨CO2时能生产CaO多少吨？(写出计算过程)
3．（2025·江苏省连云港市）氢气的发现、制取、储存和利用意义重大。
发现氢气：16世纪科学家就发现稀H2SO4与Fe反应能生成“易燃空气”。1787年拉瓦锡将H2O(g)[表示水蒸气]通过一根烧红的铁制枪管，得同样“易燃空气”。他将“易燃空气”命名为“生成水的元素”，即氢。
(1)拉瓦锡实验中，枪管内壁有黑色固体(Fe3O4)生成，该反应的化学方程式为 。
制取氢气：一种以NiFe2O4为催化剂制氢的反应原理如图1所示。
(2)反应Ⅰ中NiFe2O4 (填“参加”或“未参加”)化学反应。
(3)将16gCH4和足量的H2O(g)通过该方法制氢，理论上可获得 gH2.
储存氢气：镁基材料固态储氢具有储量大、安全等优点。储氢时，Mg与H2在一定条件下反应生成MgH2固体。1m3镁基材料储存的H2在常温常压下体积可达1345m3.
(4)MgH2由两种离子按个数比1：2构成。构成MgH2的是Mg2+和 (填离子符号)。
(5)镁基材料储氢量大的原因是 。
利用氢气：氢氧燃料电池能将化学能转化为电能，工作原理如图2所示。
(6)质子交换膜中只允许一种微观粒子通过，该微观粒子为___________(填字母)。
A．e- B．H+ C．O2-
(7)燃料电池中发生反应的化学方程式为 。
4．（2025·四川省成都市）合理利用化石能源和开发新能源有利于能源结构优化。
(1)据图分析，目前我国能源消费中占比最大的能源是 ，写出一种“其他能源” 。
(2)下列不属于石油炼制的产品是 （填序号）。
a.汽油 b.煤油 c.乙醇 d.液化石油气
(3)用天然气代替煤的优点是 。
(4)焦炭可与超临界水反应制备，化学方程式为。根据化学方程式计算，含600kg碳的焦炭最多制备的质量是多少？
5．（2025·四川省达州市）实验室有一瓶浓盐酸，某化学兴趣小组进行了如下探究。
(1)打开瓶塞时出现白雾，说明浓盐酸具有 （填“吸水性”或“挥发性”）。
(2)将浓盐酸稀释成稀盐酸。取少量稀盐酸加入装有大理石的试管中，现象是 。
(3)该小组分别向注射器和烧杯中随机加入稀盐酸或氢氧化钠溶液中的一种，用如图甲所示的装置进行实验，计算机显示pH传感器和温度传感器所得部分数据曲线如图乙和图丙所示。请回答下列问题：
①由图乙可知，烧杯中的溶液为 。
②由图丙可知，该反应属于 （填“吸热”或“放热”）反应，两种溶液恰好完全反应时对应的点是 （填“M”“N”或“P”）。
③该反应的化学方程式为 。
④当注射器向烧杯中加入10mL溶液（溶液质量是11g，溶质质量分数是10%）时，生成氯化钠的质量为 g（精确到0.1）。
6．（2025·四川省凉山州市）“嫦娥六号返回样品揭示月背28亿年前火山活动”入选2024年度“中国科学十大进展”。从月球背面采集月壤到我国科学家对月壤分析成果的发布，标志着我国在航天科技领域已领先世界。
(1)a~f是月壤中含有的几种元素，如图是它们在周期表中前三周期的位置分布。其中b和d也分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。
①请写出d的元素符号 。
②请画出f原子的结构示意图 。
③某种元素的一个原子中质子、中子、电子总数为5，其中不带电的粒子有1个，则由该元素组成的单质化学式为 。
(2)航天技术是一个国家科技与工业实力的重要体现。铝合金被广泛应用于航空航天领域。下图是工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的流程，请完成下列题目。
查阅资料：Fe2O3能与盐酸反应，但不能与氢氧化钠溶液反应；Al2O3既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，反应原理为2NaOH+Al2O3+3H2O=2Na[Al(OH)4]，其中Na[Al(OH)4]易溶于水。
①操作a的名称是 ，试剂X是 (选填“氢氧化钠溶液”或“盐酸”)。
②反应Ⅳ是电解熔融状态下的Al2O3，该过程中还生成了一种常见气体，写出该反应的化学方程式 。
7．（2025·四川省南充市）请回答下列问题。
(1)实验室常用下图装置来制取气体。
①在用B 装置制取CO2 的实验中，仪器m的作用是 X 。选择正确的 装置制取并收集一瓶干燥的CO2气体，其接口的连接顺序是 （填序号）。
②实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法制取甲烷，应选择的发生装置是 （填序号）。
(2)小明家铁质水龙头严重锈蚀，在重新购置时，五金店老板建议他选不易生锈的镀铬水 龙头。想到金属活动性顺序表中没有铬这种金属，小明和同学们做了如下探究：
【探究目的】比较铬与铁、铜的金属活动性强弱。
【提出猜想1】依据铬不易生锈，猜想两种金属的活动性： Cu>Cr。
【进行实验】有以下试剂可供选择：铜片、铬片、FeSO4溶液、稀硫酸、AgNO3溶液。
操作步骤 实验现象 实验结论
取大小相同的金属铬片和铜片，打磨后 分别放入2支试管中，再分别加入等浓 度等体积的 （选填一种试剂）。 铬片表面有气泡冒出，溶液变 成蓝色；铜片无明显现象。 猜想1错误
【提出猜想2】铬不易生锈，铁易生锈，猜想两种金属的活动性：Fe Cr（填“<”或“>”）。
【进行实验】将打磨后的铁片放入蓝色CrSO4溶液中，未观察到明显现象。
【得出结论】猜想2错误。
【探究结果】综合以上信息，三种金属的活动性顺序为Cr>Fe>Cu。
【实验与评价】小乙同学只选用3种试剂进行实验，也得出与小明相同的结论。小乙同学 所选的试剂的组合可能是 。（限选试剂：铁片、铜片、 铬片（银白色）、 FeSO4 溶液、CuSO4 溶 液 、CrSO4 溶液（蓝色）、稀硫酸）
【反思交流】
a. 小明同学疑惑：铬的金属活动性比铁强，为什么镀铬水龙头不易生锈呢 小乙想到了 铝制品耐腐蚀的原理，认为金属铬不易生锈的原因可能是 。
b. 实验室常用稀盐酸去除铁制品表面的铁锈，该反应的化学方程式为 。
c. 我们应该保持对物质世界的好奇心，养成注重实证、严谨求实的科学态度。
【拓展应用】除考虑美观和成本因素外，根据水龙头的使用特点，铁质水龙头上镀铬主要是利用了铬的抗腐蚀性好和 。
8．（2025·湖南省）化学是能源科学、环境科学、航空航天工程等现代科学技术的基础。
(1)社会发展离不开优质能源开发。下列属于可再生能源的是 (填字母)。
a．煤 b．石油 c．氢气 d．天然气
(2)能源转型是人类进步的驱动力，家用燃料的变迁承载了社会文明发展的需求。某兴趣小组通过调查家用燃料的变迁与合理使用，绘制了下图所示的家用燃料变迁图。请完成下列问题。
①点燃煤时常用柴草引燃，说明可燃物燃烧需要的条件之一是 。
②天然气主要成分是甲烷。甲烷完全燃烧的化学方程式为 。
③天然气作为一种比较清洁的燃料，已经走进城乡居民生活。与燃煤相比，使用天然气可以减少的空气污染物是 (填一种即可)。
(3)捕集是实现低碳目标的一种有效手段，某捕集工艺流程如下图所示。
①捕捉室中采用“喷淋”方式加入NaOH溶液，请叙述“喷淋”方式的优点 。
②写出反应分离室中生成NaOH的化学方程式 。
③以上工艺流程中不涉及的化学反应基本类型是 。
(4)新能源在我国航天科技领域有着广泛的应用，火箭发射卫星时常用液氢和液氧作推进剂。要将卫星送达预定轨道，某型火箭至少需要燃烧220kg的液氢才能提供足够的能量。理论上该火箭需要携带液氧的质量是 。
9．（2025·江苏省扬州市）实验室模拟超细碳酸钙的制备及测定。
(1)制备CO2.用石灰石和稀盐酸制备CO2.
①反应的化学方程式为 。
②下列装置中（如题图-1所示），仪器M的名称为 ，制备CO2时应选用的装置是 （填字母）。
(2)制备超细碳酸钙。利用硫酸钙（CaSO4）悬浊液、氨水（NH3·H2O）和CO2制备碳酸钙，发生反应2NH3·H2O+CO2+CaSO4=CaCO3+(NH4)2SO4+H2O。
①硫酸钙微溶于水。配制硫酸钙悬浊液时，需持续搅拌，目的是 。
②已知CO2在水中的溶解度较小，易被氨水吸收。制备碳酸钙时，向硫酸钙悬浊液中加入氨水和CO2的合理顺序是 （填字母）。
A．先通入CO2，再加入氨水
B．先加入氨水，再通入CO2
(3)碳酸钙样品成分测定。某碳酸钙样品含有少量杂质成分，为分析样品的成分，取一定量的样品和纯净的CaCO3固体，分别加热，测定两种物质在温度升高时的质量变化，得到其残余率（残余率=）随温度的变化如题图-2所示。
①表示纯净的CaCO3固体在温度升高时残余率变化的曲线为 （填“a”或“b”）。
②曲线a在260~400℃时残余率下降，原因是 。
10．（2025·江苏省扬州市）氢气是一种清洁能源，氢能产业技术主要包括氢气的制取、储运及应用。
(1)分析H2的性质。查阅资料，汽油与氢气的部分性质如题表所示。
题表
编号 性质 数据
汽油 氢气
A 最小点火能（在空气中能引发燃烧或爆炸所需的最小火花能量×10-3J） 0.24 0.019
B 爆炸极限（在空气中能发生燃烧或爆炸的体积分数范围/%） 1~7.6 4~75
C 单位质量发热量（单位质量燃料燃烧产生的热量×103/kJ·kg-1） 43 120
D 单位体积发热量（单位体积燃料燃烧产生的热量×10 /kJ·m-3） 33000 10.8
①与汽油相比，除爆炸极限范围更宽外，表中支持“H2在使用时更需注意安全性”观点的数据还有 （填编号）。
②对比表中单位质量发热量与单位体积发热量的数据进行分析，除安全性外，氢气不宜直接运输的原因还有 。
(2)电解水制氢。有研究认为，一定条件下电解水的过程中，某电极上发生的变化如题图-1所示。
①“阶段一”中，生成的“”是一种阴离子，其离子符号为 。
②“阶段三”中，气泡从电极表面脱离后，在溶液中向上运动时，所受压强逐渐减小，体积逐渐增大。从微观粒子的视角，对气泡体积增大进行解释： 。
③相同条件下，若电极表面的气泡难以脱离，则不利于氢气的产生。原因是 。
(3)甲酸（HCOOH）分解制氢。常温下，甲酸是一种液态物质，可通过反应Ⅰ制备H2，化学方程式为HCOOHCO2↑+H2↑。
①制备H2时，部分甲酸会发生反应Ⅱ：HCOOH分解为H2O和另一种有毒气体。该气体的化学式为 。
②仅考虑以上两个反应，若有92％的甲酸发生反应Ⅰ，计算500吨（t）甲酸可制得H 的质量 （写出计算过程）。
(4)高效利用能源。为实现可持续发展，用可再生能源如太阳能、风能等发电引起人们的关注。但太阳能、风能等无法实现及时或稳定的能源供应，通过它们产生的过剩电能制氢，再供给有能源需求的地区使用，如题图-2所示，可实现能源的高效利用。
该过程中HCOOH的作用是 。
11．（2025·山东省威海市）走进碳家族
Ⅰ、碳的单质
(1)有人提出：可将碳加入金属活动性顺序中，其位置位于铝和锌之间。在高温条件下，碳可以将排在它后面的金属从其氧化物中置换出来，同时生成二氧化碳。请列举一例说明 （用化学方程式表示）。
(2)天然金刚石资源稀少，价格昂贵，人工合成金刚石一直是人们的梦想。
请对比甲烷分子结构模型、金刚石结构模型（如图），从微观角度分析用甲烷制金刚石的可行性 。
Ⅱ、碳的化合物
(3)二氧化碳的调控
我国承诺力争于2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。要实现这些目标，主要有以下两种路径：
①从源头上减少排放
能从源头上减少排放的措施有 （答一条）。
②促进的吸收与转化
可将注入深海，实现高压封存，但该方法会使海水的pH （填“增大”“减小”或“不变”），请解释原因 。植树造林能增加二氧化碳的吸收，绿色植物的光合作用能够将二氧化碳转化为葡萄糖，反应的化学方程式为 。“液态阳光”技术以二氧化碳和氢气为原料，在催化剂作用下合成甲醇和水。利用该技术生产6.4t甲醇，能消耗二氧化碳的质量是 t。
(4)乙炔的制取
乙炔是有机合成的重要原料之一，常温常压下为无色气体，难溶于水，密度比空气小。实验室常用块状电石（主要成分）和水在常温下制取乙炔。制取该气体的发生装置是 （填字母编号），若采用F装置收集乙炔气体，则气体应从 （填“a”或“b”）端导入。
12．（2025·山东省威海市）自制西瓜霜
西瓜霜是一味中药，古籍记载其功效有“治咽喉蔻驰、喉痹久咳”等。小林在老师的指导下完成了“自制西瓜霜”的实践活动。
Ⅰ、探究原料
西瓜霜的制作原料是新鲜西瓜和一种“盐”。
(1)关于该“盐”，《本草纲目》中写道“该物见水即消……，生于盐卤之地”。由此推测该“盐”具有的性质是 。
(2)经检验该“盐”是一种钠盐，常见的钠盐有氯化钠、碳酸钠、硫酸钠、硝酸钠。小林通过实验确定了该“盐”是硫酸钠，他的实验方法及观察到的实验现象是 。实验过程中发生反应的化学方程式为 。
Ⅱ、制备原料
古人利用天然盐卤水，采用“滩田法”制取芒硝（主要成分硫酸钠晶体），如图是制取流程：
(3)根据如图分析，从浓缩盐卤水中获取粗芒硝的方法是 ，依据是 。
(4)实验室可用中和反应制备硫酸钠，其反应原理是 （用化学方程式表示）。
Ⅲ、制作西瓜霜
(5)制作西瓜霜的方法是：①西瓜洗净切片；②一层西瓜片，一层硫酸钠粉末交替放入没有釉质的瓦罐中；③盖上盖子，放在干燥通风处2-3周，瓦罐外产生大量白霜（西瓜霜）。瓦罐放在干燥通风处有利于白霜形成的原因是 。
13．（2025·山东省威海市）探秘航空燃料
C919客机是我国自主设计、研发并制造的大型喷气式客机，是中国航空工业的骄傲。燃料是飞机的动力来源，某化学小组开展了“我是飞机燃料设计师”项目式学习活动。
Ⅰ、航空燃料的燃烧
(1)飞机的燃料是航空煤油，请写出航空煤油（以计）完全燃烧的化学方程式 。与燃烧等质量的乙醇相比，航空煤油完全燃烧产生的二氧化碳质量 （填“大于”“小于”或“等于”）乙醇完全燃烧产生的二氧化碳质量。
(2)航空煤油燃烧产生大量，某地建设了回收利用的循环设施（如图）。
①发生器1中发生反应的化学方程式为 ，该反应过程中的能量转化形式为 。
②小林用微观示意图（如图）表示发生器2中发生的化学反应，请将其补充完整 。
Ⅱ、燃烧室的秘密
如图是某型号飞机发动机的工作简图。
(3)空气需压缩后进入燃烧室，从微观的角度解释其原因 。
(4)为探究燃料喷成细雾状的原因，进行如下实验：
①分别取两份等体积的航空煤油，一份放在金属瓶盖内点燃（图1），一份用喷壶喷成细雾状后点燃（图2）。结合实验现象分析，燃烧室内将航空煤油喷成细雾状使其充分燃烧的目的是 （答两条）。
②实验结束后，金属瓶盖内的航空煤油仍在燃烧，请提供一种灭火的方法 。
Ⅲ、设计未来燃料
航空煤油是从石油中分离出来的，为节约化石燃料，需寻找航空煤油的替代品。
(5)以地沟油为原料炼制生物航空煤油。地沟油经处理后得到油水混合物，再经过 （填操作名称）得到油，进一步转化可制得航空煤油。
(6)氨气在氧气中完全燃烧生成氮气和水，请描述该反应的微观过程 。科学家尝试利用该反应产生的能量为飞机提供动力，从对环境影响的角度分析，与航空煤油相比选择氨气作为燃料的优点是 （答一条）。
14．（2025·天津市）酸、碱、盐在生产、生活中有着广泛的应用。
(1)某实验小组在实验室借助pH传感器研究稀盐酸与氢氧化钠溶液的中和反应，测得实验过程中溶液pH的变化如图所示。
①该实验是将 滴入到另一种溶液中，发生反应的化学方程式为 。
②A点时，溶液中溶质为 （填化学式）。
③B点时，溶液的 。
④取C点时的溶液，分别加入下列物质，能产生气泡的是 （填序号）。
a.铜 b.锌 c.氧化铜
(2)已知碳酸钠很稳定，受热不易发生分解；碳酸氢钠不稳定，受热容易分解，其受热分解的化学方程式：。将和的混合物22.1g充分加热至固体质量不再改变，冷却至室温，再向其中加入150g质量分数为7.3%的稀盐酸，恰好完全反应，原混合物中的质量为 g。
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专题21 综合应用题
1．（2025·湖南省）海洋是一个巨大的资源宝库。化学兴趣小组开展“海洋资源的综合利用与制盐”的跨学科实践活动，现拟定项目结构如下，完成相关任务内容。
任务一：了解海洋资源
(1)海底蕴藏着大量的煤、 和天然气等化石能源。
任务二：走近海洋资源
(2)在古代，人们采用“天日曝晒，自然结晶，集工捞采”的自然方式获得食盐。这里的结晶方法主要指的是 结晶。
任务三：探索海洋资源
(3)海水资源中含量最多的物质是 (填化学式)。
任务四：保护海洋资源
(4)作为中学生，写1条保护海洋生物资源的具体措施： 。
【答案】(1)石油
(2)蒸发
(3)
(4)生活污水集中处理达标后排放
【详解】（1）海底蕴藏着大量的煤、石油和天然气等化石能源；
（2）“天日曝晒，自然结晶，集工捞采”其中包含了水分在烈日下蒸发的意思，所以此处应填蒸发结晶；
（3）海水资源中含量最多的物质是水，故填；
（4）保护海洋生物资源的具体措施生活污水集中处理达标后排放。
2．（2025·江苏省连云港市）自然界中的碳氧循环是人类生存的基础。
绿色植物的光合作用可吸收CO2放出O2，反应∶6CO2+6XC6H12O6+6O2。
(1)C6H12O6属于___________(填字母)。
A．有机物 B．无机物 C．氧化物
(2)化合物X的化学式为 。
化石能源的燃烧、人和动物的呼吸作用消耗O2，产生CO2。
(3)下列关于化石能源的说法正确的是___________(填字母)。
A．化石能源只能通过燃烧加以利用
B．石油炼制可得到煤气、汽油和石蜡等多种产品
C．与燃煤相比，使用天然气可以减少SO2、氮氧化物等排放
(4)某化学小组同学为比较人体吸入的气体与呼出的气体中CO2、O2含量高低，实验如下：
取4个相同的集气瓶，分别编号A、B、C、D，其中A、B用玻璃片盖好；C和D通过排水集气法收集两瓶呼出的气体，备用。完成下表：
实验内容 现象 结论
向A、C中分别滴加等量的澄清石灰水，振荡，观察现象。 A中无明显现象，C中 。 呼出气体中的CO2含量大于空气中CO2含量。
将燃着的小木条分别伸入B、D中，观察现象。 B中无明显现象，D中燃着的木条熄灭。 呼出气体中O2含量 。
实现碳中和意义重大。燃煤烟气中CO2的捕集可通过如下所示的物质转化实现。
(5)“吸收”中所得的KHCO3溶液与石灰乳反应的化学方程式为 。
(6)“过滤”得到的K2CO3溶液能循环利用的原因是 。
(7)工业上常用高温煅烧CaCO3制取CO2并获取CaO。理论上获取1.1吨CO2时能生产CaO多少吨？(写出计算过程)
【答案】(1)A
(2)H2O
(3)C
(4) 澄清石灰水变浑浊 小于空气中O2含量
(5)
(6)能与水、CO2反应生成KHCO3
(7)解：设获取1.1吨CO2时，理论上能生产CaO的质量为x。
解得：x=1.4t
答：获取1.1吨CO2时，理论上能生产生石灰的质量为1.4吨。
【详解】（1）C6H12O6是含碳化合物，属于有机物，故选A；
（2）根据质量守恒定律，反应前后原子的个数和种类不变。反应后有6个C、12个H、18个O，反应前有6个C、12个O，相差12个H、6个O，则1个X中含有2个H和1个O，X的化学式为H2O，故填：H2O；
（3）A、化石能源除了燃烧外，还可以作为化工原料等，故A错误；
B、石油炼制可得到汽油和石蜡等多种产品，煤气是通过煤的干馏过程获得的，故B错误；
C、天然气的主要成分是甲烷，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，则与燃煤相比，使用天然气可以减少SO2、氮氧化物等排放，故C正确。
故选C；
（4）实验结论是呼出气体中的CO2含量大于空气中CO2含量，二氧化碳能使澄清石灰水变浑，则向A、C中分别滴加等量的澄清石灰水，振荡，可观察到A中无明显现象，C中澄清石灰水变浑浊；
将燃着的小木条分别伸入B、D中，B中无明显现象，D中燃着的木条熄灭，说明呼出气体中O2含量小于空气中O2含量；
故填：澄清石灰水变浑浊；小于空气中O2含量；
（5）根据流程图可知，KHCO3溶液与石灰乳的主要成分氢氧化钙反应生成碳酸钙、碳酸钾和水，反应的化学方程式为，故填：；
（6）K2CO3能与CO2、水反应生成KHCO3，则“过滤”得到的K2CO3溶液能循环利用，故填：能与水、CO2反应生成KHCO3；
（7）详见答案。
3．（2025·江苏省连云港市）氢气的发现、制取、储存和利用意义重大。
发现氢气：16世纪科学家就发现稀H2SO4与Fe反应能生成“易燃空气”。1787年拉瓦锡将H2O(g)[表示水蒸气]通过一根烧红的铁制枪管，得同样“易燃空气”。他将“易燃空气”命名为“生成水的元素”，即氢。
(1)拉瓦锡实验中，枪管内壁有黑色固体(Fe3O4)生成，该反应的化学方程式为 。
制取氢气：一种以NiFe2O4为催化剂制氢的反应原理如图1所示。
(2)反应Ⅰ中NiFe2O4 (填“参加”或“未参加”)化学反应。
(3)将16gCH4和足量的H2O(g)通过该方法制氢，理论上可获得 gH2.
储存氢气：镁基材料固态储氢具有储量大、安全等优点。储氢时，Mg与H2在一定条件下反应生成MgH2固体。1m3镁基材料储存的H2在常温常压下体积可达1345m3.
(4)MgH2由两种离子按个数比1：2构成。构成MgH2的是Mg2+和 (填离子符号)。
(5)镁基材料储氢量大的原因是 。
利用氢气：氢氧燃料电池能将化学能转化为电能，工作原理如图2所示。
(6)质子交换膜中只允许一种微观粒子通过，该微观粒子为___________(填字母)。
A．e- B．H+ C．O2-
(7)燃料电池中发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1)
(2)参加
(3)6
(4)H-
(5)H2转化为固体，等质量气体体积可缩小1000多倍
(6)B
(7)
【详解】（1）反应物是Fe和H2O(g)，生成物是Fe3O4和H2，反应条件是高温，方程式是；
（2）反应 Ⅰ 中NiFe2O4转化为NiO、FeO ，所以NiFe2O4参加了化学反应；
（3）根据制氢的反应原理图，甲烷和水，在NiFe2O4催化、太阳光的条件下反应产生是CO和氢气，则反应的方程式是，设设生成H2质量为x，，，解得x=6g。
（4）MgH2由两种离子按个数比1：2构成，化合物中镁显+2价，设氢的化合价为y，根据根据化合物中正负化合价代数和为0有：(+2)+2y=0，y=-1。当原子得到电子形成阴离子时，得到的电子数决定化合价数值，带负电对应化合价为负。则H形成的离子是：；
（5）题目中明确给出 “1m3镁基材料储存的H2在常温常压下体积可达1345m3” ，说明相同体积下，镁基材料储存氢气多，所以储氢量大，故填：H2转化为固体，等质量气体体积可缩小1000多倍。
（6）从图 2 可知是氢氧燃料电池，涉及氢原子相关反应，质子交换膜允许H+通过来传导电荷，形成电流，e 是电子，在导线中移动，O2 不通过该膜，故选B。
（7）氢气和氧气在催化剂作用下反应生成水，化学方程式为。
4．（2025·四川省成都市）合理利用化石能源和开发新能源有利于能源结构优化。
(1)据图分析，目前我国能源消费中占比最大的能源是 ，写出一种“其他能源” 。
(2)下列不属于石油炼制的产品是 （填序号）。
a.汽油 b.煤油 c.乙醇 d.液化石油气
(3)用天然气代替煤的优点是 。
(4)焦炭可与超临界水反应制备，化学方程式为。根据化学方程式计算，含600kg碳的焦炭最多制备的质量是多少？
【答案】(1) 煤 氢能（合理即可）
(2)c
(3)减少二氧化硫、可吸入颗粒物等污染物的排放
(4)
解：设制备H2的质量为x。
解得 x=200kg
答：含600kg碳的焦炭最多制备H2的质量是200kg。
【详解】（1）从图中可知，目前我国能源消费中占比最大的能源是煤；“其他能源” 可以是太阳能（或风能、水能等，合理即可）。
（2）乙醇不是石油炼制的产品，石油炼制可得到汽油、煤油、液化石油气等，答案为c。
（3）天然气代替煤的优点：减少二氧化硫、可吸入颗粒物等污染物的排放（或热值高，合理即可 ）。
（4）见答案。
5．（2025·四川省达州市）实验室有一瓶浓盐酸，某化学兴趣小组进行了如下探究。
(1)打开瓶塞时出现白雾，说明浓盐酸具有 （填“吸水性”或“挥发性”）。
(2)将浓盐酸稀释成稀盐酸。取少量稀盐酸加入装有大理石的试管中，现象是 。
(3)该小组分别向注射器和烧杯中随机加入稀盐酸或氢氧化钠溶液中的一种，用如图甲所示的装置进行实验，计算机显示pH传感器和温度传感器所得部分数据曲线如图乙和图丙所示。请回答下列问题：
①由图乙可知，烧杯中的溶液为 。
②由图丙可知，该反应属于 （填“吸热”或“放热”）反应，两种溶液恰好完全反应时对应的点是 （填“M”“N”或“P”）。
③该反应的化学方程式为 。
④当注射器向烧杯中加入10mL溶液（溶液质量是11g，溶质质量分数是10%）时，生成氯化钠的质量为 g（精确到0.1）。
【答案】(1)挥发性
(2)有气泡产生
(3) 稀盐酸 放热 N 1.6
【详解】（1）浓盐酸易挥发，挥发出的氯化氢气体与空气中的水蒸气结合形成盐酸小液滴，表现为白雾现象。故填：挥发性；
（2）盐酸与大理石（主要成分碳酸钙）反应生成二氧化碳气体，故观察到有气泡产生；
（3）①稀盐酸显酸性pH＜7，氢氧化钠溶液显碱性，pH＞7，烧杯内溶液pH初始值小于7，然后逐渐增大，说明是向稀盐酸溶液中加入氢氧化钠溶液，故填：稀盐酸；
②由图丙可知，反应过程中溶液温度升高，说明反应放热；N点时温度最高，说明此时恰好完全反应；
③氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水，方程式为：；
④当注射器向烧杯中加入10mL溶液（溶液质量是11g，溶质质量分数是10%）时，从图像可知，氢氧化钠与盐酸恰好完全反应。氢氧化钠溶质质量为11g×10%=1.1g；
设生成氯化钠质量为x
故填：1.6g。
6．（2025·四川省凉山州市）“嫦娥六号返回样品揭示月背28亿年前火山活动”入选2024年度“中国科学十大进展”。从月球背面采集月壤到我国科学家对月壤分析成果的发布，标志着我国在航天科技领域已领先世界。
(1)a~f是月壤中含有的几种元素，如图是它们在周期表中前三周期的位置分布。其中b和d也分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。
①请写出d的元素符号 。
②请画出f原子的结构示意图 。
③某种元素的一个原子中质子、中子、电子总数为5，其中不带电的粒子有1个，则由该元素组成的单质化学式为 。
(2)航天技术是一个国家科技与工业实力的重要体现。铝合金被广泛应用于航空航天领域。下图是工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的流程，请完成下列题目。
查阅资料：Fe2O3能与盐酸反应，但不能与氢氧化钠溶液反应；Al2O3既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，反应原理为2NaOH+Al2O3+3H2O=2Na[Al(OH)4]，其中Na[Al(OH)4]易溶于水。
①操作a的名称是 ，试剂X是 (选填“氢氧化钠溶液”或“盐酸”)。
②反应Ⅳ是电解熔融状态下的Al2O3，该过程中还生成了一种常见气体，写出该反应的化学方程式 。
【答案】(1) Al He
(2) 过滤 氢氧化钠溶液
【详解】（1）①地壳中元素含量由高到低依次是：O、Si、Al、Fe、其他，b和d分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素，则b为氧元素，d为铝元素，故填：Al；
②由图可知，b元素和f元素位于同一纵列，即位于同一主族，则f元素为硫元素，硫是16号元素，在原子中，质子数=原子序数=核外电子数，故硫原子核外电子排布为2、8、6，故硫原子结构示意图为：；
③某种元素的一个原子中质子、中子、电子总数为5，其中不带电的粒子有1个，不带电的粒子是中子，即中子数为1，在原子中，质子数=核外电子数，故质子数为2，质子数=原子序数，2号元素是氦元素，由氦元素组成的单质是氦气，化学式为：He；
（2）①操作a实现了固液分离，名称是过滤；
Fe2O3能与盐酸反应，但不能与氢氧化钠溶液反应；Al2O3既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，由图可知，加入试剂X，过滤，得到固体和溶液，则X为氢氧化钠溶液；
②反应Ⅳ是电解熔融状态下的Al2O3，该过程中还生成了一种常见气体，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，反应物中含Al、O，生成物中含Al，故生成物中还应含O，故生成的气体是氧气，该反应的化学方程式为：。
7．（2025·四川省南充市）请回答下列问题。
(1)实验室常用下图装置来制取气体。
①在用B 装置制取CO2 的实验中，仪器m的作用是 X 。选择正确的 装置制取并收集一瓶干燥的CO2气体，其接口的连接顺序是 （填序号）。
②实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法制取甲烷，应选择的发生装置是 （填序号）。
(2)小明家铁质水龙头严重锈蚀，在重新购置时，五金店老板建议他选不易生锈的镀铬水 龙头。想到金属活动性顺序表中没有铬这种金属，小明和同学们做了如下探究：
【探究目的】比较铬与铁、铜的金属活动性强弱。
【提出猜想1】依据铬不易生锈，猜想两种金属的活动性： Cu>Cr。
【进行实验】有以下试剂可供选择：铜片、铬片、FeSO4溶液、稀硫酸、AgNO3溶液。
操作步骤 实验现象 实验结论
取大小相同的金属铬片和铜片，打磨后 分别放入2支试管中，再分别加入等浓 度等体积的 （选填一种试剂）。 铬片表面有气泡冒出，溶液变 成蓝色；铜片无明显现象。 猜想1错误
【提出猜想2】铬不易生锈，铁易生锈，猜想两种金属的活动性：Fe Cr（填“<”或“>”）。
【进行实验】将打磨后的铁片放入蓝色CrSO4溶液中，未观察到明显现象。
【得出结论】猜想2错误。
【探究结果】综合以上信息，三种金属的活动性顺序为Cr>Fe>Cu。
【实验与评价】小乙同学只选用3种试剂进行实验，也得出与小明相同的结论。小乙同学 所选的试剂的组合可能是 。（限选试剂：铁片、铜片、 铬片（银白色）、 FeSO4 溶液、CuSO4 溶 液 、CrSO4 溶液（蓝色）、稀硫酸）
【反思交流】
a. 小明同学疑惑：铬的金属活动性比铁强，为什么镀铬水龙头不易生锈呢 小乙想到了 铝制品耐腐蚀的原理，认为金属铬不易生锈的原因可能是 。
b. 实验室常用稀盐酸去除铁制品表面的铁锈，该反应的化学方程式为 。
c. 我们应该保持对物质世界的好奇心，养成注重实证、严谨求实的科学态度。
【拓展应用】除考虑美观和成本因素外，根据水龙头的使用特点，铁质水龙头上镀铬主要是利用了铬的抗腐蚀性好和 。
【答案】(1) 添加液体试剂 bgfd A
(2) 稀硫酸/稀盐酸 > 铜片、铬片和 FeSO4 溶液/铁片、CuSO4 溶液和 CrSO4溶液（填名称或化学式均可） 铬与空气中的氧气反应生成了致密的氧化膜，阻止铬进一步被氧化 Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 硬度大/耐磨/耐磨性强
【详解】（1）①仪器m是长颈漏斗，其在该实验中的作用是添加液体试剂 ；
实验室制取二氧化碳用大理石（或石灰石）和稀盐酸，发生装置选固液不加热型，即B装置，要收集干燥的二氧化碳，需要先通过浓硫酸干燥（长进短出，从g进f出），再收集，二氧化碳密度比空气大，能溶于水，用向上排空气法收集，连接顺序为bgfd；
② 实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法制取甲烷，属于固体加热型，应选择的发生装置是A；
（2）进行实验：
在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢；要比较铬和铜的金属活动性，根据铬片表面有气泡冒出，溶液变成蓝色；铜片无明显现象，说明选用的试剂能与铬反应但不与铜反应，可选用稀盐酸或稀硫酸；
提出猜想2：
由于铬不易生锈，铁易生锈，根据金属活动性顺序，活动性较强的金属容易发生反应，猜想铁的金属活动性比铬强，即 Fe>Cr；
实验与评价：
要得出Cr>Fe>Cu的结论，所选试剂组合可以是铬片、FeSO4溶液、铜片（将铬片放入FeSO4溶液中，铬片表面有黑色物质析出，说明Cr>Fe；再将铜片放入FeSO4溶液中无明显现象，说明Fe>Cu，从而得出Cr>Fe>Cu）；也可以是铁片、CrSO4溶液、CuSO4溶液（将铁片放入CrSO4溶液中无明显现象，说明Cr>Fe；将铁片放入CuSO4溶液中，铁片表面有红色物质析出，说明Fe>Cu，从而得出Cr>Fe>Cu）；
反思交流：
a.铝制品耐腐蚀的原理是铝在空气中易与氧气反应生成致密的氧化膜，阻止铝进一步被氧化，金属铬不易生锈的原因可能类似于铝，铬在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化膜，阻止铬进一步被氧化；
b. 铁锈的主要成分是Fe2O3，与稀盐酸反应生成氯化铁和水，化学方程式为Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；
拓展应用：
在水龙头的使用过程中，手的拧动会对水龙头表面产生摩擦力，如果水龙头表面硬度不够，就容易被磨损，导致表面光泽度下降、出现划痕等问题，除考虑美观和成本因素外，根据水龙头的使用特点，铁质水龙头上镀铬主要是利用了铬的抗腐蚀性好和硬度大（或耐磨，耐磨性强）。
8．（2025·湖南省）化学是能源科学、环境科学、航空航天工程等现代科学技术的基础。
(1)社会发展离不开优质能源开发。下列属于可再生能源的是 (填字母)。
a．煤 b．石油 c．氢气 d．天然气
(2)能源转型是人类进步的驱动力，家用燃料的变迁承载了社会文明发展的需求。某兴趣小组通过调查家用燃料的变迁与合理使用，绘制了下图所示的家用燃料变迁图。请完成下列问题。
①点燃煤时常用柴草引燃，说明可燃物燃烧需要的条件之一是 。
②天然气主要成分是甲烷。甲烷完全燃烧的化学方程式为 。
③天然气作为一种比较清洁的燃料，已经走进城乡居民生活。与燃煤相比，使用天然气可以减少的空气污染物是 (填一种即可)。
(3)捕集是实现低碳目标的一种有效手段，某捕集工艺流程如下图所示。
①捕捉室中采用“喷淋”方式加入NaOH溶液，请叙述“喷淋”方式的优点 。
②写出反应分离室中生成NaOH的化学方程式 。
③以上工艺流程中不涉及的化学反应基本类型是 。
(4)新能源在我国航天科技领域有着广泛的应用，火箭发射卫星时常用液氢和液氧作推进剂。要将卫星送达预定轨道，某型火箭至少需要燃烧220kg的液氢才能提供足够的能量。理论上该火箭需要携带液氧的质量是 。
【答案】(1)c
(2) 温度达到可燃物的着火点 二氧化硫（合理即可）
(3) 增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分 置换反应
(4)1760kg
【详解】（1）a、煤属于化石燃料，短期内不能再生，属于不可再生能源，不符合题意；
b、石油属于化石燃料，短期内不能再生，属于不可再生能源，不符合题意；
c、氢气可通过电解水得到，属于可再生能源，符合题意；
d、天然气属于化石燃料，短期内不能再生，属于不可再生能源，不符合题意。
故选c；
（2）①煤的着火点较高，不易被点燃，点燃煤时常用柴草引燃，是因为柴草燃烧放出热量，可使温度升高达到煤的着火点，故说明可燃物燃烧需要的条件之一是：温度达到可燃物的着火点；
②天然气主要成分是甲烷。甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：；
③煤燃烧会产生二氧化硫、一氧化碳等污染物，而天然气的主要成分是甲烷，甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，使用天然气可以减少的空气污染物是二氧化硫等；
（3）①捕捉室中采用“喷淋”方式加入NaOH溶液，“喷淋”方式的优点：增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分；
②二氧化碳与氢氧化钠反应生成了碳酸钠和水，则反应分离室中生成NaOH的反应为氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠，该反应的化学方程式为：；
③二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，不属于基本反应类型；氧化钙和水反应生成氢氧化钙，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠，该反应符合“两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物”的反应，属于复分解反应，碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，故不涉及置换反应；
（4）解：设理论上该火箭需要携带液氧的质量是x
x=1760kg
答：理论上该火箭需要携带液氧的质量是1760kg。
9．（2025·江苏省扬州市）实验室模拟超细碳酸钙的制备及测定。
(1)制备CO2.用石灰石和稀盐酸制备CO2.
①反应的化学方程式为 。
②下列装置中（如题图-1所示），仪器M的名称为 ，制备CO2时应选用的装置是 （填字母）。
(2)制备超细碳酸钙。利用硫酸钙（CaSO4）悬浊液、氨水（NH3·H2O）和CO2制备碳酸钙，发生反应2NH3·H2O+CO2+CaSO4=CaCO3+(NH4)2SO4+H2O。
①硫酸钙微溶于水。配制硫酸钙悬浊液时，需持续搅拌，目的是 。
②已知CO2在水中的溶解度较小，易被氨水吸收。制备碳酸钙时，向硫酸钙悬浊液中加入氨水和CO2的合理顺序是 （填字母）。
A．先通入CO2，再加入氨水
B．先加入氨水，再通入CO2
(3)碳酸钙样品成分测定。某碳酸钙样品含有少量杂质成分，为分析样品的成分，取一定量的样品和纯净的CaCO3固体，分别加热，测定两种物质在温度升高时的质量变化，得到其残余率（残余率=）随温度的变化如题图-2所示。
①表示纯净的CaCO3固体在温度升高时残余率变化的曲线为 （填“a”或“b”）。
②曲线a在260~400℃时残余率下降，原因是 。
【答案】(1) 漏斗 C
(2) 确保硫酸钙悬浊液体系的稳定性（答案合理即可） B
(3) b 残留在碳酸钙表面的铵盐受热分解（答案合理即可）
【详解】（1）①石灰石的主要成分为碳酸钙，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，该反应的化学方程式为：。故填：。
②根据仪器的特征，仪器M的名称为漏斗；
根据反应物的状态为固体和液体，反应条件为常温，制备CO2时应选用固液常温型发生装置，B为固体加热型发生装置，A装置气体会从漏斗逸出，应将普通漏斗换成长颈漏斗并将长颈漏斗的下端管口插入到液面以下，形成液封，或换成分液漏斗、注射器等，所以制备CO2时应选用的装置是C；
故填：漏斗；C。
（2）①悬浊液不均一、不稳定，悬浊液中的固体颗粒受重力作用易沉降，搅拌可通过机械力使颗粒均匀悬浮，避免形成分层现象，所以配制硫酸钙悬浊液时，需持续搅拌，目的是确保硫酸钙悬浊液体系的稳定性。故填：确保硫酸钙悬浊液体系的稳定性（答案合理即可）。
②由于二氧化碳在水中的溶解度较小，氨气溶解度较大，所以制备碳酸钙时，向硫酸钙悬浊液中先加入氨水，形成碱性环境，再通入二氧化碳，提升二氧化碳吸收率，从而提高产率。故选B。
（3）①由方程式可知，每100份质量的纯净的碳酸钙完全分解生成56份质量的氧化钙，反应完全后残余率=，所以表示纯净的CaCO3固体在温度升高时残余率变化的曲线为b，故填：b。
②曲线a表示含杂质碳酸钙样品，曲线a在260~400℃时残余率下降，原因是残留在碳酸钙表面的铵盐受热分解并有气体生成，导致残余率下降。故填：残留在碳酸钙表面的铵盐受热分解（答案合理即可）。
10．（2025·江苏省扬州市）氢气是一种清洁能源，氢能产业技术主要包括氢气的制取、储运及应用。
(1)分析H2的性质。查阅资料，汽油与氢气的部分性质如题表所示。
题表
编号 性质 数据
汽油 氢气
A 最小点火能（在空气中能引发燃烧或爆炸所需的最小火花能量×10-3J） 0.24 0.019
B 爆炸极限（在空气中能发生燃烧或爆炸的体积分数范围/%） 1~7.6 4~75
C 单位质量发热量（单位质量燃料燃烧产生的热量×103/kJ·kg-1） 43 120
D 单位体积发热量（单位体积燃料燃烧产生的热量×10 /kJ·m-3） 33000 10.8
①与汽油相比，除爆炸极限范围更宽外，表中支持“H2在使用时更需注意安全性”观点的数据还有 （填编号）。
②对比表中单位质量发热量与单位体积发热量的数据进行分析，除安全性外，氢气不宜直接运输的原因还有 。
(2)电解水制氢。有研究认为，一定条件下电解水的过程中，某电极上发生的变化如题图-1所示。
①“阶段一”中，生成的“”是一种阴离子，其离子符号为 。
②“阶段三”中，气泡从电极表面脱离后，在溶液中向上运动时，所受压强逐渐减小，体积逐渐增大。从微观粒子的视角，对气泡体积增大进行解释： 。
③相同条件下，若电极表面的气泡难以脱离，则不利于氢气的产生。原因是 。
(3)甲酸（HCOOH）分解制氢。常温下，甲酸是一种液态物质，可通过反应Ⅰ制备H2，化学方程式为HCOOHCO2↑+H2↑。
①制备H2时，部分甲酸会发生反应Ⅱ：HCOOH分解为H2O和另一种有毒气体。该气体的化学式为 。
②仅考虑以上两个反应，若有92％的甲酸发生反应Ⅰ，计算500吨（t）甲酸可制得H 的质量 （写出计算过程）。
(4)高效利用能源。为实现可持续发展，用可再生能源如太阳能、风能等发电引起人们的关注。但太阳能、风能等无法实现及时或稳定的能源供应，通过它们产生的过剩电能制氢，再供给有能源需求的地区使用，如题图-2所示，可实现能源的高效利用。
该过程中HCOOH的作用是 。
【答案】(1) A 单位体积发热量远低于汽油，运输效率低
(2) OH- 气泡内分子间的间隔随压强的减小而增大 气泡附着在电极表面，阻碍反应物与电极接触
(3) CO 解：设反应生成氢气的质量为x。
解得：
答：反应生成氢气的质量为20t。
(4)作为能量载体，实现氢能的存储与运输，降低运输损耗，减少运输成本
【详解】（1）①根据表中数据，与汽油相比，除爆炸极限范围更宽外，表中支持“H2在使用时更需注意安全性”观点的数据还有A（最小点火能），故填：A；
②对比表中单位质量发热量与单位体积发热量的数据进行分析，氢气单位体积发热量远低于汽油，运输效率低，因此氢气不易直接运输，故填：氢气单位体积发热量远低于汽油，运输效率低；
（2）
①“阶段一”中，生成的“”是一种阴离子，离子符号为OH-，故填：OH-；
②气泡内分子间的间隔随压强的减小而增大，则可观察到气泡的体积逐渐增大，故填：气泡内分子间的间隔随压强的减小而增大；
③相同条件下，若电极表面的气泡难以脱离，气泡附着在电极表面，阻碍反应物与电极接触，从而不利于氢气的产生，故填：气泡附着在电极表面，阻碍反应物与电极接触；
（3）①HCOOH分解为H2O和另一种有毒气体，根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，则另一种气体中一定含有碳元素，则该气体为一氧化碳，化学式为CO，故填：CO；
②详见答案；
（4）由图可知，该过程中HCOOH的作用是作为能量载体，实现氢能的存储与运输，降低运输损耗，减少运输成本，故填：作为能量载体，实现氢能的存储与运输，降低运输损耗，减少运输成本。
11．（2025·山东省威海市）走进碳家族
Ⅰ、碳的单质
(1)有人提出：可将碳加入金属活动性顺序中，其位置位于铝和锌之间。在高温条件下，碳可以将排在它后面的金属从其氧化物中置换出来，同时生成二氧化碳。请列举一例说明 （用化学方程式表示）。
(2)天然金刚石资源稀少，价格昂贵，人工合成金刚石一直是人们的梦想。
请对比甲烷分子结构模型、金刚石结构模型（如图），从微观角度分析用甲烷制金刚石的可行性 。
Ⅱ、碳的化合物
(3)二氧化碳的调控
我国承诺力争于2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。要实现这些目标，主要有以下两种路径：
①从源头上减少排放
能从源头上减少排放的措施有 （答一条）。
②促进的吸收与转化
可将注入深海，实现高压封存，但该方法会使海水的pH （填“增大”“减小”或“不变”），请解释原因 。植树造林能增加二氧化碳的吸收，绿色植物的光合作用能够将二氧化碳转化为葡萄糖，反应的化学方程式为 。“液态阳光”技术以二氧化碳和氢气为原料，在催化剂作用下合成甲醇和水。利用该技术生产6.4t甲醇，能消耗二氧化碳的质量是 t。
(4)乙炔的制取
乙炔是有机合成的重要原料之一，常温常压下为无色气体，难溶于水，密度比空气小。实验室常用块状电石（主要成分）和水在常温下制取乙炔。制取该气体的发生装置是 （填字母编号），若采用F装置收集乙炔气体，则气体应从 （填“a”或“b”）端导入。
【答案】(1)（合理即可）
(2)甲烷分子和金刚石中都含有碳原子，且原子间的结合方式相似
(3) 用新能源替代化石燃料（合理即可） 减小 二氧化碳与水反应生成碳酸，使海水酸性增强 8.8
(4) A b
【详解】（1）铜没有铝、锌活泼，碳能和氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：。
（2）甲烷中含碳元素，金刚石是碳单质，化学反应前后元素的种类不变，则甲烷可制金刚石。从微观角度看甲烷分子和金刚石中都含有碳原子，且原子间的结合方式相似，所以甲烷可以制金刚石。
（3）①化石燃料燃烧会产生二氧化碳，则用新能源替代化石燃料能减少二氧化碳的排放；
②二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸显酸性，海水pH会减小；
二氧化碳和水在光照作用下生成葡萄糖和氧气，反应的化学方程式为：；
设消耗二氧化碳的质量为x，则
解得x=8.8t。
（4）实验室制取乙炔的反应为固液常温反应，发生装置选A；
乙炔密度比空气小，用F装置收集时，气体应从b口通入。
12．（2025·山东省威海市）自制西瓜霜
西瓜霜是一味中药，古籍记载其功效有“治咽喉蔻驰、喉痹久咳”等。小林在老师的指导下完成了“自制西瓜霜”的实践活动。
Ⅰ、探究原料
西瓜霜的制作原料是新鲜西瓜和一种“盐”。
(1)关于该“盐”，《本草纲目》中写道“该物见水即消……，生于盐卤之地”。由此推测该“盐”具有的性质是 。
(2)经检验该“盐”是一种钠盐，常见的钠盐有氯化钠、碳酸钠、硫酸钠、硝酸钠。小林通过实验确定了该“盐”是硫酸钠，他的实验方法及观察到的实验现象是 。实验过程中发生反应的化学方程式为 。
Ⅱ、制备原料
古人利用天然盐卤水，采用“滩田法”制取芒硝（主要成分硫酸钠晶体），如图是制取流程：
(3)根据如图分析，从浓缩盐卤水中获取粗芒硝的方法是 ，依据是 。
(4)实验室可用中和反应制备硫酸钠，其反应原理是 （用化学方程式表示）。
Ⅲ、制作西瓜霜
(5)制作西瓜霜的方法是：①西瓜洗净切片；②一层西瓜片，一层硫酸钠粉末交替放入没有釉质的瓦罐中；③盖上盖子，放在干燥通风处2-3周，瓦罐外产生大量白霜（西瓜霜）。瓦罐放在干燥通风处有利于白霜形成的原因是 。
【答案】(1)易溶于水
(2) 取少量该“盐”于试管中，加水溶解，向其中滴加硝酸钡溶液和足量的稀硝酸，产生白色沉淀，且沉淀不溶解 （合理即可）
(3) 降温结晶 在40℃以下，硫酸钠溶解度随温度降低而降低且变化很大，氯化钠溶解度受温度影响变化不大
(4)
(5)干燥通风有利于水分蒸发
【详解】（1）该物见水即消，说明该盐易溶于水。
（2）硫酸钠能和硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀，且硝酸钡不溶于稀硝酸中，则可取少量该“盐”于试管中，加水溶解，向其中滴加硝酸钡溶液和足量的稀硝酸，产生白色沉淀，且沉淀不溶解；反应的化学方程式为：。
（3）由图可知，在40℃以下，硫酸钠溶解度随温度降低而降低且变化很大，氯化钠溶解度受温度影响变化不大，则可采用降温结晶的方法获取硫酸钠。
（4）中和反应是指酸和碱的反应，硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，反应的化学方程式为：。
（5）瓦罐放在干燥通风处有利于白霜形成，是因为干燥通风有利于水分蒸发。
13．（2025·山东省威海市）探秘航空燃料
C919客机是我国自主设计、研发并制造的大型喷气式客机，是中国航空工业的骄傲。燃料是飞机的动力来源，某化学小组开展了“我是飞机燃料设计师”项目式学习活动。
Ⅰ、航空燃料的燃烧
(1)飞机的燃料是航空煤油，请写出航空煤油（以计）完全燃烧的化学方程式 。与燃烧等质量的乙醇相比，航空煤油完全燃烧产生的二氧化碳质量 （填“大于”“小于”或“等于”）乙醇完全燃烧产生的二氧化碳质量。
(2)航空煤油燃烧产生大量，某地建设了回收利用的循环设施（如图）。
①发生器1中发生反应的化学方程式为 ，该反应过程中的能量转化形式为 。
②小林用微观示意图（如图）表示发生器2中发生的化学反应，请将其补充完整 。
Ⅱ、燃烧室的秘密
如图是某型号飞机发动机的工作简图。
(3)空气需压缩后进入燃烧室，从微观的角度解释其原因 。
(4)为探究燃料喷成细雾状的原因，进行如下实验：
①分别取两份等体积的航空煤油，一份放在金属瓶盖内点燃（图1），一份用喷壶喷成细雾状后点燃（图2）。结合实验现象分析，燃烧室内将航空煤油喷成细雾状使其充分燃烧的目的是 （答两条）。
②实验结束后，金属瓶盖内的航空煤油仍在燃烧，请提供一种灭火的方法 。
Ⅲ、设计未来燃料
航空煤油是从石油中分离出来的，为节约化石燃料，需寻找航空煤油的替代品。
(5)以地沟油为原料炼制生物航空煤油。地沟油经处理后得到油水混合物，再经过 （填操作名称）得到油，进一步转化可制得航空煤油。
(6)氨气在氧气中完全燃烧生成氮气和水，请描述该反应的微观过程 。科学家尝试利用该反应产生的能量为飞机提供动力，从对环境影响的角度分析，与航空煤油相比选择氨气作为燃料的优点是 （答一条）。
【答案】(1) 大于
(2) 电能转化为化学能
(3)空气经压缩后，单位体积内氧分子数目增多，使燃烧更剧烈
(4) 减少产生炭黑，防止发动机积碳；放热多，产生更大的动力 沙土盖灭（合理即可）
(5)蒸馏
(6) 在点燃条件下，氨分子和氧分子被破坏，氮、氢、氧原子重新组合成氮分子和水分子 燃烧不产生二氧化碳，减缓温室效应（合理即可）
【详解】（1）充分燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：；
航空煤油中碳元素质量分数为，乙醇中碳元素质量分数为，则等质量的航空煤油和乙醇，航空煤油中碳元素质量分数更大，根据反应前后元素种类和质量不变，则航空煤油燃烧产生的二氧化碳质量大于乙醇完全燃烧产生的二氧化碳质量。
（2）①由流程可知，发生器1中，水通电生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：，该过程中，电能转化为化学能；
②反应前后原子的种类和个数不变，反应前有1个碳原子、2个氧原子和8个氢原子，等号右边有1个碳原子和4个氢原子，则还应补充2个氧原子和4个氢原子，则应补充两个水分子，图为：。
（3）空气能加压，是因为分子间有间隔，在加压时，分子间间隔减小。
（4）①将航空煤油喷成细雾状，能增大其和氧气的接触面积，使其充分燃烧，从而减少产生炭黑，防止发动机积碳，且放热更多，产生更大的动力等。
②航空煤油燃烧时，可用沙土盖灭，可隔绝氧气，从而灭火。
（5）根据油和水的沸点不同，可通过蒸馏得到油，从而进一步转化可制得航空煤油。
（6）氨气在氧气过程中，氨分子分解为氮原子和氢原子，氧分子分解为氧原子，氮原子结合为氮分子，氢原子和氧原子结合为水分子。
氨气燃烧生成氮气和水，不产生二氧化碳，能减缓温室效应。
14．（2025·天津市）酸、碱、盐在生产、生活中有着广泛的应用。
(1)某实验小组在实验室借助pH传感器研究稀盐酸与氢氧化钠溶液的中和反应，测得实验过程中溶液pH的变化如图所示。
①该实验是将 滴入到另一种溶液中，发生反应的化学方程式为 。
②A点时，溶液中溶质为 （填化学式）。
③B点时，溶液的 。
④取C点时的溶液，分别加入下列物质，能产生气泡的是 （填序号）。
a.铜 b.锌 c.氧化铜
(2)已知碳酸钠很稳定，受热不易发生分解；碳酸氢钠不稳定，受热容易分解，其受热分解的化学方程式：。将和的混合物22.1g充分加热至固体质量不再改变，冷却至室温，再向其中加入150g质量分数为7.3%的稀盐酸，恰好完全反应，原混合物中的质量为 g。
【答案】(1) 稀盐酸 NaCl、NaOH 7 b
(2)5.3
【详解】（1）①由图可知，一开始pH大于7，随着反应的进行，pH逐渐减小至小于7，故该实验是将稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中；
氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水，该反应的化学方程式为：；
②A点时，pH大于7，此时氢氧化钠还未完全反应，氢氧化钠和稀盐酸反应生成了氯化钠，故此时溶液中的溶质是NaOH、NaCl；
③由图可知，B点时，pH=7，此时氢氧化钠和稀盐酸恰好完全反应；
④C点时，pH小于7，此时稀盐酸过量，此时溶液中的溶质是氯化钠和氯化氢。
a、在金属活动性顺序里，铜排在氢后，铜和稀盐酸不反应，无气泡产生，不符合题意；
b、锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，产生气泡，符合题意；
c、氧化铜和稀盐酸反应生成氯化铜和水，黑色固体逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，无气泡产生，不符合题意。
故选b；
（2）解：设与150g质量分数为7.3%的稀盐酸反应的碳酸钠的质量为x
x=15.9g
解：设原混合物中碳酸氢钠的质量为y
y=16.8g
则原混合物中碳酸钠的质量是：22.1g-16.8g=5.3g
答：原混合物中碳酸钠的质量是5.3g。
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