初中化学解答题

我国政府承诺在2060年前实现碳中和。为此，控制碳排放和增加碳吸收都至关重要。研究发现，除了陆地植物固碳外，海洋也是重要的固碳之地，如图是海洋吸收二氧化碳的三种方式。

碳酸盐泵：贝壳类、珊瑚等海洋生物将碳元素以碳酸钙的形式沉积起来。某地贝壳堤储存了约4亿吨贝壳，其中95%为碳酸钙，则该地贝壳堤固定了多少亿吨碳元素？

我国政府承诺在2060年前实现碳中和。为此，控制碳排放和增加碳吸收都至关重要。研究发现，除了陆地植物固碳外，海洋也是重要的固碳之地，如图是海洋吸收二氧化碳的三种方式。

碳酸盐泵：贝壳类、珊瑚等海洋生物将碳元素以碳酸钙的形式沉积起来。某地贝壳堤储存了约 $4$亿吨贝壳，其中 $95\%$为碳酸钙，则该地贝壳堤固定了多少亿吨碳元素？

思维模型是依据事物发展内在规律所建立的解决问题的基本框架，能引导有序思维、增进深度理解、促进问题解决。小科建构了“混合物提纯”的思维模型：

【初步理解】根据混合物组分的性质差异，获得混合物中目标组分。

（1）海水淡化是将海水中的盐与水分开，常压加热蒸馏法是其中的一种：常压下将海水加热形成水蒸气，再液化得到淡水的过程。从建模角度分析，海水加热形成水蒸气属于上述模型中的 　 　（填“分离转移”或“反应转化”）。

【探究本质】根据组分的性质差异，选择合适方法，实现物质提纯。

（2）从含少量氯化钠的硝酸钾固体中提纯硝酸钾，是通过溶解、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥实现的。其中过滤操作将硝酸钾晶体与溶液分离是根据 　 　不同。

【实践应用】根据混合物中某组分发生化学反应，提高混合物中目标组分纯度。

（3）小科取10克混有少量硫酸的盐酸溶液，滴入氯化钡溶液至不再产生沉淀，经过滤、洗涤和干燥得到沉淀0.233克，则原混合溶液中硫酸的溶质质量分数为 　 　。

【融合创新】依据科学原理，融合技术与工程，形成新颖而有价值的解决实际问题方案。

（4）常压加热蒸馏法，能耗大、成本高。小科查阅资料获知，现在世界上的许多大型海水淡化工厂，都已经采用低压加热蒸馏法，请解释其蕴含的科学道理 　 　。

$A～F$为初中化学常见的物质。其中 $A$是一种氧化物，所含元素的质量比为 $5：2$； $B$常温下为液体； $E、F$为同一类别的两种物质。它们之间的转化和反应如图所示（图中“→”表示物质间的转化关系，“—”表示物质间能发生化学反应，部分反应物、生成物和反应条件已略去）。回答下列问题：

（1）物质 $B$的化学式为 ＿＿＿＿＿。

（2） $E\to F$的化学方程式为 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）如图中物质间的转化和反应不涉及的基本反应类型为 ＿＿＿＿＿。

海洋是人类宝贵的自然资源，海水“晒盐”和海水“制碱”体现了人类利用和改造自然的智慧，请根据粗盐“制碱”的流程图（如图）回答问题：

（1）步骤Ⅰ除杂中，常见的方法有两种：一是物理方法，即用NaCl溶液浸洗粗盐，溶解除去其中的可溶性杂质，则浸洗溶液应选用NaCl的 　 　（填“饱和”或“不饱和”）溶液；二是化学方法，操作步骤依次为：加水溶解→加过量试剂①→加过量试剂②→过滤→加适量盐酸，以下试剂①②组合选用合理的是 　 　。

A．①Ca（OH）₂②Na₂CO₃

B．①Na₂CO₃②Ca（OH）₂

C．①KOH②Na₂CO₃

D．①NaOH②Na₂CO₃

（2）步骤Ⅲ先向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳，这样做的目的是 　                                                　，写出步骤Ⅲ反应的化学方程式 　                                     　。

（3）步骤Ⅳ发生的反应属于 　   　反应（填基本反应类型）。

（4）我国化学家侯德榜创立的联合制碱法的优点有 　 　。

A．无“索尔维氨碱法”中的废弃物CaCl₂生成，有利于保护环境

B．大大提高了食盐的利用率，节约了成本

C．将“制碱”与制氨生产联合起来，同时析出的NH₄Cl晶体可用作复合肥

为了保护生态环境，针对全球气候变化，中国政府向全球承诺，力争于2060年前实现“碳中和”。“碳中和”是指在一定时间内，使二氧化碳的排放总量与吸收总量平衡，实现“零排放”。实现“碳中和”通常可采取如下措施：

Ⅰ.碳减排：减少人类生产和生活中二氧化碳的排放量。

（1）下列做法不能实现“碳减排”的是 　 　。

A.加高烟囱排放工业废气

B.推进新能源汽车使用

C.废弃物分类投放并回收利用

D.养成节约用水用电习惯

Ⅱ.碳吸收：①利用植物光合作用，这是自然界消耗二氧化碳的最重要途径；②利用“碳捕捉与封存技术”，即通过一定的方法，将工业生产中产生的 $C{O}_2$分离出来进行储存。在实际生产中，经常用 $\mathit{NaOH}$溶液来“捕捉” $C{O}_2$流程如图所示（部分条件及物质未标出）。

（2）用该技术进行“碳捕获”有效利用了原材料，该过程中被循环利用的物质有 　 　。

（3）分离器中发生的反应：① $\mathit{CaO}+H_{2}O＝\mathit{Ca}（\mathit{OH}{）}_2$，② $\mathit{Ca}（\mathit{OH}{）}_2+N{a}_{2}C{O}_3＝\mathit{CaC}{O}_3\downarrow +2\mathit{NaOH}$。现有溶质质量分数为10.6%的 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液100千克，求完全反应后，理论上可生成 $\mathit{CaC}{O}_3$的质量（要求根据化学方程式计算）。

Ⅲ.碳转化：指二氧化碳的资源化利用。

目前，全球平均气温较工业化前已上升了1.1℃，其主要原因是自然界中的碳平衡被破坏。2020年9月22日，我国政府承诺：中国将力争于2030年前实现CO₂排放达到峰值，2060年前实现碳中和，即通过各种方式抵消排放的CO₂量，重新实现碳平衡，如图是碳循环和碳中和策略的示意图。

（1）人类进入工业化社会后，化石燃料的大量使用是碳平衡被破坏的主要原因之一。对此可采取的碳中和策略②有 　                                　。

（2）要实现我国政府提出的目标，除图中策略外，还可用化学方法人工捕获，如将空气通入氢氧化钾溶液反应生成碳酸钾和水。写出用氢氧化钾捕获CO₂的化学方程式 　                        　。

（3）2020年12月下旬，我国部分地区出现多年未遇的极寒天气，因此有人质疑：今年天气这么冷，地球气温真的在上升吗？对于这样的质疑，你是否认同？并说明理由 　                                                 　。

开春以来，为提高水稻产量，某农场积极做好科学施肥、精准防治病虫害等工作。

（1）水稻不同生长期需要不同的肥料。如在水稻抽穗、开花时期，为促进穗数增多、籽粒饱满，需要多施磷肥。下列属于磷肥的是 　 　。

A．	碳酸钾（ $K_{2}C{O}_3$）
B．	尿素[ $\mathit{CO}（N{H}_2{）}_2$]
C．	磷酸二氢钙[ $\mathit{Ca}（H_{2}P{O}_4{）}_2$]

（2）氮肥能促进水稻幼苗生长。一百亩水稻需要施碳酸氢铵3950千克，用氨气、水和二氧化碳反应来制取，化学方程式为 $N{H}_3+H_{2}O+C{O}_2═N{H}_4\mathit{HC}{O}_3$，需要氨气多少千克？

（3）井冈霉素是防治水稻纹枯病的常用药。要为一百亩水稻喷洒一次这种农药，需要配制溶质质量分数为0.01%的药液7500千克，应购买5%的井冈霉素药液 　 　千克。

氕、氘、氚是氢的三种同位素原子，它们的原子结构模型如图所示，相关信息如表。试回答

名称	符号	相对原子质量
氕	H	1
氘	D	2
氚	T	3

（1）原子结构模型中的“⊗”表示的粒子是 　   　。

（2）超重水有一定的放射性。一个超重水分子由两个原子和一个氧原子构成，其化学式可表示为T₂O，T₂O中T的化合价为 　 　。

（3）重水是由氘和氧组成的化合物，化学式可表示为D₂O，重水和普通水化学性质相似。在海水中重水的质量约占0.02%，则100吨海水中所含氘的质量是多少？

从宏观、微观、符号相结合的视角探究物质及其变化规律是化学独特的研究方法。根据所给信息，回答下列问题：

宏观辨识

（1）通过科学探究可以认识化学反应中各物质质量之间的关系，如图实验中，将 $\mathit{NaOH}$溶液滴入锥形瓶中，反应结束后，再次称量，观家到托盘天平的指针 　 　（填“向左”“向右”或“不”）偏转。

微观探析

（2）如图是氢气在空气中燃烧的微观示意图，该反应的基本反应类型为 　 　反应。从微观角度分析，过程I表示分子分解成 　 　的过程。

符号表征

（3）氢化镁（ $\mathit{Mg}{H}_2$）是一种很有发展前景的贮氢材料，能与水反应生成氢氧化镁和一种常见的气体，反应的化学方程式为： $\mathit{Mg}{H}_2+2H_{2}O\begin{array}{c}\underset{¯}{\underset{¯}{\begin{array}{cc}& \end{array}}}\\ \end{array}\mathit{Mg}（\mathit{OH}{）}_2+\underset{¯}{\begin{array}{ccc}& & \end{array}}\uparrow$。请补全该反应的化学方程式并写出补全依据。

依据一：化学反应前后原子的种类和 　 　不变。

依据二：　 　。

饮水安全是脱贫攻坚“两不愁、三保障、安全”的重要内容和指标，关乎百姓生命健康，必须对天然水进行净化达标后才能饮用。

（1）在净化水的过程中常用 　 　来吸附水中的色素和异味，用二氧化氯（ClO₂）消毒杀菌，二氧化氯中氯元素的化合价为 　 　。

（2）某同学在使用“除垢剂”去除热水瓶中的水垢时，发现有气泡产生。根据水垢的主要成分含有碳酸钙等物质，猜想到“除垢剂”的有效成分中可能含有酸。于是，他分别设计了在家庭中和实验室用两类不同物质且产生两种不同现象的实验方案验证自己的猜想，请完成实验报告。

实验步骤	实验现象	实验结论
家庭中：取适量“除垢剂”于瓷碗中，向其中加入 　 　。		“除垢剂”的有效成分中一定含有酸。
实验室：取适量“除垢剂”于试管中，向其中加入 　 　。

根据实验结论，得出使用“除垢剂”时的注意事项有 　             　（写一条）。

侯德榜成功研制了“侯氏制碱法”，打破了西方发达国家对我国制碱技术的封锁，为世界制碱工业做出了杰出贡献。某工厂为了测定用“侯氏制碱法”制得的纯碱样品中纯碱的质量分数，工厂技术员完成了如图所示的测定工作（不考虑其它因素对测定结果的影响），请根据图中数据计算：样品中纯碱的质量分数。（计算结果精确到0.1%）

2022年我国将有6名航天员生活在空间站。氧气、水、食物等是维持航天员驻留空间站的必要物质。为提高物质的利用率，目前空间站通过以下途径实现物质循环利用：

（1）由图可知，目前空间站通过物质循环获得水的途径共有 　 　条，其中尿液净化时必须除去尿液中的 　 　等代谢废物。

（2）为实现氧的循环，目前空间站内利用氢气和航天员呼出的二氧化碳，在一定条件下转化为甲烷和水，化学方程式为 $4H_2+C{O}_2\begin{array}{c}\underset{¯}{\underset{¯}{\begin{array}{ccc}& \mathit{一定条件}& \end{array}}}\\ \end{array}2H_{2}O+C{H}_4$。据测算，正常情况下一位航天员一天呼出的二氧化碳质量约1.1千克，若这些二氧化碳全部与氢气反应，则可生成水多少千克？

举重前运动员常常会抓一把“镁粉”在手里搓，以起到防滑效果，某种“镁粉”中只含有 $\mathit{MgO}$、 $\mathit{Mg}（\mathit{OH}{）}_2$、 $\mathit{MgC}{O}_3$中的一种或几种固体。某兴趣小组对其成分展开了探究：分别取4.2克 $\mathit{MgO}$、 $\mathit{Mg}（\mathit{OH}{）}_2$、 $\mathit{MgC}{O}_3$和“镁粉”置于烧杯中，逐滴加入相同溶质质量分数的稀盐酸直至粉末恰好消失。四种固体消耗稀盐酸的质量如表所示，且烧杯③和烧杯④中产生了大量气泡。请结合实验现象和数据回答问题。

物质	$\mathit{MgO}$	$\mathit{Mg}（\mathit{OH}{）}_2$	$\mathit{MgC}{O}_3$	“镁粉”
消耗稀盐酸的质量/克	121.8	$m$	58.0	61.9

（1）烧杯③中产生的气体是 　 　。

（2）“镁粉”中不只含有 $\mathit{MgC}{O}_3$一种物质，理由是 　 　。

（3）表格中 $m$的值为多少？（请写出计算过程）

（4）为确定“镁粉”的具体成分，兴趣小组补充了如下实验：取“镁粉”和 $\mathit{MgC}{O}_3$各4.2克，加入足量稀盐酸，生成相同条件下的气体体积分别为952毫升和1120毫升。由此可知该种“镁粉”的成分是 　 　。

化学是一门以实验为基础的自然科学

（一）实验帮助我们研究物质的组成

如图是测定空气中氧气体积分数的实验装置，请回答下列问题：

（1）红磷在空气中燃烧的现象是 　 　，发生反应的化学方程式为：　 　。

（2）实验结论：氧气约占空气总体积的 　　 。

（二）实验帮助我们研究物质的性质

（3）图1实验中，食用油溶解于 　 　中，该实验表明影响物质溶解性的因素是 　 　。

（4）图2试管B中发生反应的化学方程式为：　 　。

（5）为了探究 $\mathit{Zn}$、 $\mathit{Fe}$、 $\mathit{Cu}$的金属活动性顺序，图2试管C中需要补全的一组试剂是 　 　。

（三）实验帮助我们研究物质的制法

实验室模拟炼铁原理的装置如图所示，请回答下列问题：

（6）写出A装置玻璃管中发生反应的化学方程式：　 　，该反应前后碳元素化合价发生的变化是 　 　。

（7）B装置中的现象是 　 　。

（8）实验中需要进行尾气处理的原因是 　 　。