初中化学实验题

天然气（主要成分为CH₄）作为清洁能源，正逐步走进城乡居民生活。

（1）“西气东输”工程利于国家能源和产业结构调整，极大改善了沿线居民生活质量。

①为防止传输天然气的钢管被腐蚀，可采取的措施有 　    　（写出一种）。

②CH₄完全燃烧的化学方程式是 　         　，该过程 　 　（填“释放”或“吸收”）能量。

③天然气的使用可有效减少酸雨形成。下列现象与酸雨有关的是 　 　。

A.石刻文物被腐蚀

B.全球海平面上升

（2）工业上以CH₄为原料生产H₂，制取原理如图所示：

已知变换塔、洗涤塔发生的主要反应依次是：CO+H₂OCO₂+H₂，CO₂+H₂O═H₂CO₃。

①“转化炉”中有H₂产生，参加反应的CH₄与H₂O的质量比＝　 　。

②“洗涤塔”中气体从塔底通入，水从塔顶喷淋。这样操作的优点是 　     　。

③若有32g CH₄参与反应（假设各步反应都完全转化），理论上可制得 　 　g H₂。

（3）我国是世界上首个成功试采海域可燃冰的国家。可燃冰是CH₄被H₂O分子形成的笼包裹，在海底低温和高压作用下形成的结晶物质。

①可燃冰样品常存放于液氮储存罐中，其原因是 　                    　。

②可燃冰有多种结构，某H型可燃冰的化学式为CH₄•9H₂O，分析其结构发现：平均34个H₂O分子构成6个笼，每个笼只容纳一个CH₄或H₂O分子。这6个笼内容纳的CH₄与H₂O分子个数比是 　   　（填最小整数比）。

铜及其化合物在生产生活中有重要应用。某同学对铜及某些含铜物质进行探究。

[温故如新]（1）在①CuO②Cu（OH）₂③CuCl₂④Cu₂（OH）₂CO₃[也可表示为CuCO₃•Cu（OH）₂]这4种物质中，属于碱的有 　 　（填序号））；除①CuO外，其余3种物质在常温下易溶于水有 　 　（填序号）。

（2）考古出土的春秋末期制造的青铜剑，历经2500余年，其表面且有一层薄锈，但仍寒光逼人，剑刃锋利。由此可知，青铜具有的特性有 　   　（任写一条）。铜器表面的薄锈是铜与空气中的氧气、水、　    　等物质发生反应所形成。

[提出问题]除H₂、CO能还原CuO外，是否还有其他气体能够还原CuO得到金属铜？怎样从含CuCl₂、FeCl₃的某工业废液中回收金属铜和FeCl₂溶液？

[查阅资料]a.通常状况下，氨气极易溶于水形成溶液；加热时，氨气能与CuO反应生成氮气和金属铜等，可用如图所示装置验证。b.在溶液中能发生反应2FeCl₃+Fe═3FeCl₂。

[进行实验1]（3）按图示连接装置，检查气密性后，加（通）入相关药品，后续操作均按规范要求进行，完成实验。

①将CuO粉末装入玻璃管A中的具体操作方法是 　                               　。

②实验时，在试管B中能够观察到的现象是有液体出现，该液体是 　   　（填“纯净物”或“混合物”）。

③从环保角度看该装置的不足之处是 　            　。

[进行实验2]（4）取适量含CuCl₂、FeCl₃的某工业废液样品，向其中加入过量铁粉并充分反应后，过滤，将滤渣和足量 　   　（填“稀盐酸”或“稀硫酸”）充分反应，再

　 　（填操作名称）、洗涤、干燥即可回收得到金属铜；所得滤液中含有需要回收的FeCl₂。

[拓展延伸]（5）已知：加热时，葡萄糖溶液与氢氧化铜悬浊液能发生反应。实验室可用CuSO₄溶液等物质检验葡萄糖的存在，具体实验过程为：在试管中加入2mL 10%NaOH溶液，滴加5% CuSO₄溶液5滴（每滴溶液按0.04mL计算。两种溶液的密度均按1g/mL计算），混合均匀，充分反应，得混合物A。再向上述试管中加入几滴10%葡萄糖溶液，并在酒精灯上加热至沸腾，片刻后生成红色沉淀B，检验完成。则混合物A显 　   　（填“中性”或“碱性”）；红色沉淀B是 　    　[填“CuO”或“Cu₂O”“或“Cu（OH）₂”]。

请根据下列实验装置图回答问题。

（1）写出标号仪器的名称：①是 　 　，②是 　 　。能用装置E收集的气体应具有的性质是 　    　。

（2）实验室用过氧化氢溶液和MnO₂混合制O₂时MnO₂的作用是 　    　。收集较纯净的氧气，装置可用 　 　（填字母）。用锌与稀硫酸反应制取氢气的化学方程式为 　                  　。

（3）实验室可用铜片与浓硝酸在常温下反应制取少量二氧化氮（NO₂）。通常状况下，二氧化氮是红棕色气体，溶于水时与水反应生成硝酸和一氧化氨（NO）。

①制取NO₂的发生装置可用 　   　（填字母）。

②收集NO₂不用装置F的原因是 　                 　（用化学方程式表示）。

如图为实验室常用仪器和实验装置的示意图，根据题意回答问题。

（1）写出标号①的仪器名称 　           　。

（2）实验室用装置A制取CO₂的原料为 　              　（填物质名称）。若将装置A改为装置B，其优点是　                  　。若用装置C收集CO₂，气体应从

　 　（填“a”或“b”）端通入。

（3）FeS固体和稀硫酸之间可发生复分解反应，该反应常用于实验室制取H₂S。H₂S气体有毒，能溶于水，其水溶液为氢硫酸。

①写出制取H₂S气体的化学方程式 　                 　。

②某同学用D、E、F装置组合收集H₂S。E装置的作用是防倒吸，则虚线框内最合适的装置是 　 　（填“甲”或“乙”，请从图2中选择）；F装置的作用是 　    　。

碳酸氢铵是一种常用的化学肥料。工业生产碳酸氢铵的一种流程如图所示：

已知：“合成”步骤中发生的反应为N₂+3H₂2NH₃。

（1）碳酸氢铵属于化肥中的 　 　肥。

（2）“造气”步骤中为加快反应速率，可采取的具体措施有 　                   　（写一条即可）。

（3）“碳酸化”步骤的化学方程式为 　                  　。该步骤在较低温度下进行的原因是 　                         　。

（4）“碳酸化”步骤的作用是制取碳酸氢铵和 　                           　。

（5）“循环”的目的是 　                                　。

水是生命之源，是人类宝贵的自然资源。

Ⅰ.节约用水

（1）如图所示图标是我国“国家节水标志”的是 　 　（填字母）。

Ⅱ.水的净化

天然水净化为自来水的主要流程如图所示：

（2）“沉降池”中可用明矾作混凝剂，其化学式为KAl（SO₄）_n•12H₂O，n的值为 　 　。

（3）“吸附池”中常用 　   　（填物质名称）吸附色素和异味。

（4）“消毒池”中常用液氯作消毒剂，发生了反应：Cl₂+H₂O═HCl+HClO。若用自来水直接配制硝酸银溶液会产生氯化银白色沉淀。写出盐酸与硝酸银溶液反应的化学方程式：　                    　。

Ⅲ.废水处理

（5）废水中氨氮（以NH₃形式存在）含量过高，直接排放会导致水体富营养化。次氯酸（HClO）可除去废水中的NH₃，发生的反应为：2NH₃+3HClO═X+3HCl+3H₂O。X的化学式为 　   　。若废水碱性过强（pH＞10），NH₃的去除率会显著降低，原因是 　                                             　。

天然气广泛应用于生产生活，其主要成分是甲烷（CH₄）。

Ⅰ.天然气是重要的能源

（1）天然气属于 　    　（填“可再生”或”不可再生”）能源。

（2）室温下，充分燃烧1g天然气和1g煤，产生的CO₂及热量的对比如图所示。据图分析，与煤相比，用天然气作燃料的优点有 　                          　。

（3）甲烷可直接应用于燃料电池，电池工作时的能量转化方式为 　             　。

Ⅱ．天然气是重要的化工原料

（4）甲烷和二氧化碳在高温下催化重整（Ni作催化剂）可制得CO和H₂。该反应的化学方程式为 　                             　。

（5）甲烷无氧催化重整可获得碳氢化合物X，X的相对分子质量为106，且碳、氢元素的质量比为48：5，则X的化学式为 　    　。

阅读科普短文，回答相关问题。

钠元素在自然界中分布很广，储量极为丰富，常以氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等物质存在。

19世纪初，英国化学家戴维在实验室中首次制得了金属钠。

钠是一种银白色金属，质软，密度为0.97g•cm^﹣3，熔点为97.8℃。金属钠的性质很活泼，能与许多物质发生化学反应。钠暴露在空气中，与氧气反应生成氧化钠（Na₂O），钠在空气中燃烧，生成淡黄色的过氧化钠（Na₂O₂）；钠遇水立即发生剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气。因此，实验室常将钠保存在煤油中。

金属钠的用途广泛。钠和钾形成的合金熔点低，常温下呈液态，可用作快中子反应堆的热交换剂。利用钠的强还原性，在一定条件下可以将钛（Ti）、锆（Zr）等稀有金属从其氯化物中置换出来。

工业上通常采用电解熔融氯化钠的方法制取单质钠。

（1）自然界中钠元素以 　 　（填“单质”或“化合物”）形式存在。

（2）钠保存在煤油中，是为了防止钠与空气中的 　   　反应而变质。

（3）过氧化钠中的阴离子为O₂^2﹣，1个O₂^2﹣离子含有的电子数为 　   　。

（4）钠钾合金用作快中子反应堆的热交换剂，利用钠钾合金良好的 　    　（填字母）。

a.导电性

b.导热性

c.延展性

（5）写出高温下钠与四氯化钛反应的化学方程式：　                  　。

实验室常用溶质质量分数为6%的H₂O₂溶液（MnO₂作催化剂）制取少量氧气。

（1）配制6%的H₂O₂稀溶液

①计算：市售H₂O₂溶液溶质质量分数通常为30%。配制100g 6%的H₂O₂溶液，需要30%的H₂O₂溶液质量为 　   　g。

②配制：量取所需H₂O₂溶液和水于烧杯中，用 　   　（填仪器名称）搅拌，充分混合。

（2）制取氧气（可能用到的部分装置如图）

①实验室用H₂O₂制取氧气的化学方程式为 　       　，可选择的发生装置为 　   　（填字母）。

②若用C装置干燥氧气，则C中盛放的试剂为 　 　。

③若用D装置收集氧气，则气体应从导管 　 　（填“a”或“b”）端通入。

（3）拓展延伸

若直接用30%的H₂O₂溶液制取氧气，反应速率太快。为获得平稳的气流，如图所示发生装置能达到最佳效果的是 　 　（填字母）。

金属材料在日常生活、工农业生产和科学研究中有着广泛的用途。

（1）钢铁是使用最多的金属材料。生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金，其中生铁的含碳量 　 　（填“大于”或“小于”）钢的含碳量。

（2）在钢中加入不同的合金元素可以提高其性能，例如，加入钨可以增强合金钢的耐磨性等。用黑钨矿制备钨的过程如图所示：

（注：钨酸是难溶于水的黄色固体。）

①钨酸钠中钨元素的化合价为 　 　。

②填写下表。

步骤	化学方程式	基本反应类型
Ⅱ		复分解反应
Ⅲ		分解反应
Ⅳ

水和溶液在生产，生活中具有广泛的用途。

（1）下列物质属于溶液的是 　 　（填字母）。

A.医用酒精

B.植物油和水的混合物

C.蒸馏水

D.糖水和食盐水的混合物

（2）甲、乙两种不含结晶水的固体物质的溶解度曲线如图所示。

①t₁℃时，甲物质的溶解度是 　 　。

②t₂℃时，分别将甲、乙固体溶于水，配成两种物质的饱和溶液各100g，所需水的质量相比，甲 　 　乙（填“大于”“小于”或“等于”）。

（3）如图中甲、乙、丙、丁、戊是五种不同类别的物质，且分别属于单质、氧化物、酸、碱盐中的一种。相连物质之间均能在一定条件下发生化学反应，且生成物之一为水。

①当丁为氢氧化钠、戊为氯化铵时，甲、乙、丙的化学式依次可能是 　    　（只写一组），其中丙和丁发生中和反应的化学方程式为 　      　；乙和丙反应的化学方程式为 　       　。

②若要鉴别氯化铵和氯化钾固体，通常可采用的方法是 　                    　。

（4）中国天宫空间站预计2022年建成。空间站获取氧气的主要方式是电解水，写出电解水的化学方程式 　         　，并计算若得到16kg的氧气，理论上最少消耗水的质量是多少？

在钢铁工业推进碳减排、碳捕集的过程中，化学发挥了重要作用。

（1）“焦炭炼钢”是先将铁精矿（Fe₂O₃）和焦炭同时加入高炉，鼓入热空气，充分反应后得到生铁，再将生铁转移至炼钢炉中炼制得钢。

①高炉炼铁的主要反应原理是在高温下，　 　夺取了Fe₂O₃里的氧将铁还原出来。

②某钢铁厂每年需要向高炉中加入120万吨的焦炭，若加入的焦炭全部转化为CO₂，则该钢铁厂每年排放CO₂的质量为 　 　万吨。

（2）为了实现CO₂的捕集利用，我国研制出一种多功能复合催化剂（含NaFe₃O₄），能将CO₂转化为汽油，转化步骤如下：

CO₂CO（CH₂）_n汽油

①步骤Ⅰ除生成CO外，还生成另一种氧化物。该氧化物的化学式是 　 　。

②下列说法错误的是 　   　（填字母）。

a.所得汽油中含有C、H两种元素

b.NaFe₃O₄中O为﹣2价，Fe为+3价

c.上述转化不仅有利于CO₂减排，还可以减轻人类对化石能源的需求

（3）一种以“氢能炼钢”替代“焦炭炼钢”的工艺流程如图所示。

①高温下，用H₂炼铁时反应的化学方程式为 　                              　。

②跟“焦炭炼钢”工艺相比，“氢能炼钢”的主要优点有 　                     　。

③从物质组成的角度，说明向炼钢炉中加入废钢的目的：　                   　。

过氧乙酸（CH₃COOOH）作为一种消毒剂，在新冠防疫中发挥了重要作用。

（1）组成。下列关于过氧乙酸的说法，正确的是　 　（填字母）。

a.属于有机物

b.H、O原子个数比为2：1

c.碳元素的质量分数最大

（2）变化。过氧乙酸不稳定，能分解为乙酸（CH₃COOH）和氧气。写出该反应的化学方程式：　                                        　。

（3）制备。实验室中用如图1所示装置制备过氧乙酸，反应原理为CH₃COOH+H₂O₂CH₃COOOH+H₂O。

①浓硫酸的作用是　      　。

②该反应须控制在40℃左右进行，可用　     　对三颈烧瓶进行加热。

（4）拓展。除过氧乙酸外，NaClO等含氯消毒剂也可有效灭活新冠病毒。利用如图2所示装置电解饱和NaCl溶液可制取少量NaClO消毒液。电解过程中，a极区生成Cl₂，b极区生成气体单质M和NaOH。

①气体M具有可燃性，其化学式为　   　。

②Cl₂与NaOH反应生成NaClO、NaCl和H₂O，该反应的化学方程式为　              　。

根据如图回答问题。

（1）标号为a的仪器名称是 　 　。

（2）实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气，应选择的气体发生装置是 　    　，该反应的化学方程式为 　   　                         。

（3）若选择装置B和C组合制取某种干燥的气体，能够完成的实验是 　 　。

①氯酸钾与二氧化锰混合加热制取氧气

②锌粒与稀硫酸反应制取氢气

③大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳

我国著名的化学家侯德榜发明了制纯碱的方法被称为侯氏制碱法，其部分流程如图所示：

（1）NH₃中氮元素的化合价为 　 　价；

（2）通入CO₂发生反应的化学方程式为NH₃+CO₂+NaCl+X═NaHCO₃↓+NH₄Cl，其中X的化学式为 　 　；

（3）在制纯碱过程中得到的NH₄Cl常用来作化肥，该化肥属于 　 　；

A.氮肥

B.磷肥

C.钾肥

D.复合肥

（4）将制得的碳酸氢钠固体加热分解，生成纯碱，二氧化碳和水，写出该反应的化学方程式 　                        　。