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_____(填化学式)。高温(2)还原区的反应除3CO+FeO2Fe+3CO,另一主要反应的化学方程式是______。232(3)从环境保护角度,与高炉炼铁技术相比,氢基熔融冶金技术的优点是______。高温【答案】(1)(2)3H+FeO2Fe+3HO(3)减少CO22322排放(或减缓温室效应或减少污染气体的排放等)【解析】【详解】(1)氢气燃烧和一氧化碳燃烧,都放出热量,故燃烧区的作用是提供热量;煤粉中含有碳,故燃烧区发生燃烧反应的物质还有C;(2)还原区,除了一氧化碳还原氧化铁,还有氢气和氧化铁在高温下反应生成铁和水,该高温反应的化学方程式为:3H+FeO2Fe+3HO;2232(3)与高炉炼铁技术相比,氢基熔融冶金技术,利用氢作为还原剂代替碳还原剂,可以减少二氧化碳的排放,减缓温室效应。12.(4分)铜及其化合物在生产、生活中都有广泛的应用。:..探究一、铜的性质及其应用(1)化学小组用一定量AgNO和Al(NO)的混合溶液加入铜粉和锌粉,充分反应333后过滤,得到溶液甲和固体乙,下列说法正确的是(填序号)。(NO)和Zn(NO),,则溶液甲一定含有Al(NO)、Zn(NO)和Cu(NO),则溶液甲中一定没有AgNO和Cu(NO)332(2)碳还原氧化铜的实验装置如图甲、乙所示。。[提出问题]碳燃烧时可能生成CO也可能生成CO,那么碳与氧化铜反应生成的气体是否也2有多种可能?[作出猜想]猜想①:CO;猜想②:CO;猜想③:CO和CO。22[设计方案]实验装置如图乙。打开K,缓缓通入干燥的氮气一段时间,关闭K,点燃酒精喷灯和酒精灯,充分反应后,熄灭酒精喷灯和酒精灯,打开K,再通一段时间氮气。方案一:从定性观察角度判断若B中无明显实验现象,D处气体能被点燃,则猜想①成立。方案二:从定量计算角度判断取一定量炭粉和4g氧化铜的混合物进行实验,并测定表格中的四个数据:反应前的质量反应后的质量A(玻璃管+固体)mm12B+C(广口瓶+混合液)②成立,则理论上(m﹣m)_____(填“<”“=”或“>”)(m﹣m)。4312:..③成立且CuO全部转化成Cu,则参加反应的碳的质量m的取值范围是。【答案】(1)abcd(2)集中火焰,提高温度;=;<m<;【解析】探究一、铜的性质及其应用(1)a、金属活动性为Al>Zn>Cu>Ag,在***银和***铝的混合物中加入铜粉和锌粉,Al最活泼,***铝一定不参加反应,因此溶液中一定存在***铝,而锌与***银一定可以反应生成***锌和银,若***银过量,则铜会与***银反应生成***铜和银,但是只要加入锌粉和铜粉,锌与***银一定反应,此时溶液一定有***锌,因此溶液甲一定存在***铝和***锌,此选项中的表述正确;b、锌一定与***银反应生成***锌和银,固体中一定有银,而锌若足量,则锌有剩余,且铜不参与反应,所以固体乙可能含有锌和铜,此选项中的表述正确;c、溶液甲为蓝色,说明含有***铜,因此锌全部反应完毕,铜参与反应,与***银反应生成了***铜和银,因此溶液甲一定存在***铝、***锌和***铜,此选项中的表述正确;d、固体乙加入稀盐酸有气泡产生,说明锌有剩余,因此***银全部反应完毕,铜没有参与反应,因此溶液甲一定没有***银和***铜,此选项中的表述正确。故选abcd。(2)Ⅰ、碳与氧化铜反应需要高温,利用网罩可以聚集火焰,提高温度,有利于提高反应物温度,有助于反应进行;[设计方案]Ⅱ、若猜想Ⅱ成立,说明反应只生成了二氧化碳,B中足量的澄清石灰水可以将二氧化碳全部吸收,A中减少的质量为碳和氧元素的质量,因此要遵循质量守恒定律,应该等于B和C中增加的质量即生成的二氧化碳质量,即(m﹣m)=(m﹣m);4312Ⅲ、当反应后只有一氧化碳,设此时需要炭粉质量为x,C+CuO高温CO+Cu1280x4g12x?804gx=:..当反应后只有二氧化碳,设此时需要炭粉质量为y,C+2CuO高温CO?+2Cu212160y4g12y?1604gy=Ⅲ成立,说明气体为混合物,所以需要炭粉质量介于x和y之间,所以y<m<x,<m<;13.(4分)下图中A~H是初中化学常见的物质。B是最常用的溶剂,E有很好的抗腐蚀性能;D、E、F、H是四种不同类别的物质,且均含有地壳中含量最高的金属元素;四个虚线圈中的反应各属于四个不同的基本反应类型。图中“—”表示两端的物质间能发生化学反应;“→”表示物质间存在转化关系;反应条件、部分反应物和生成物已略去。(1)写出H的化学式:___________。(2)写出相关的反应的化学方程式:A→C:_____________;E—G:______________。(3)G中一定含有(填元素符号)_______元素。MnO2【答案】(1)Al(OH)(2)2HO2HO+O↑2Al+6HCl═2AlCl+3H↑(3)3222232H【解析】A~H是初中化学常见的物质。四个虚线圈中的反应各属于四个不同的基本反应类型。由两种或两种以上物质生成一种物质的反应叫化合反应;由一种物质生成两种或两种以上物质的反应叫分解反应;由一中单质和一种化合物生成另一种和另一种化合物的反应叫置换反应。由两种化合物相互交换成分形成两种新的化合物的反应叫复分解反应。B是最常用的溶:..剂,所以B是水,E有很好的抗腐蚀性能,D、E、F、H是四种不同类别的物质,且均含有地壳中含量最高的金属元素——铝;所以E是铝,F是***化铝,D是氧化铝,H是氢氧化铝,A是过氧化氢,C是氧气,G是酸——盐酸或硫酸。代入转化关系,检验推理正确。①H的化学式:Al(OH)。3MnO2②相关的反应的化学方程式:A→C(即过氧化氢分解生成水和氧气):2HO222HO+O↑;E—G:(即铝和盐酸反应生成***化铝和氢气)2Al+6HCl═2AlCl+3H↑或铝和硫2232酸生成硫酸铝和氢气:2Al+3HSO=Al(SO)+3H↑。242432③酸中一定含有氢元素-H。三、实验探究及计算题(本题共2小题,共13分)14.(9分)目前,全世界的镍(Ni)消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第五位。镍常用于各种高光泽装饰漆和塑料生产,也常用作催化剂。可以说镍行业发展蕴藏着巨大的潜力。I制备草酸镍:工业上可利用含镍合金废料(除镍外,还含有Fe、Cu、Ca、Mg、C等杂质)制取草酸镍(NiCO)。根据下列工艺流程图回答问题:24(资料卡片1):1过氧化氢(HO)俗称双氧水,是一种液体,受热易分解,可用于实验室制取氧气;过氧22化氢具有强氧化性,所以常作为氧化剂、漂白剂和消毒剂。2氧化反应可以从元素化合价升降的角度进行分析:某物质所含元素化合价升高的反应就是氧化反应,我们说该物质被氧化了。:..3金属镍的化学性质类似于铁,与盐酸反应能生成***化镍(NiCl)。2(1)加HO时,温度不能太高,其原因是______,若HO在一开始酸溶时便与盐酸一2222起加入,则与原步骤酸溶过滤后的滤液相比,该滤液中会增加的金属离子是Cu2+和_____(写离子符号)。(2)已知NaCO溶液加入NiCl溶液发生复分解反应,写出该反应的化学方程式_______。2242II镍粉制备:工业用电解镍液(主要含NiSO)制备碱式碳酸镍晶体xNiCO?yNi(OH)?zHO,并利4322用其制备镍粉,过程如图:(3)反应器1中的一个重要反应为3NiSO+3NaCO+2HO=NiCO?2Ni(OH)↓+3NaSO+2X,X的化学式为______。42323224(4)反应器1的出料口获得的固体洗涤时,需用纯水洗涤,可以用来检验固体洗涤干净的试剂是______。(5)反应器2中产生的气体Y是空气中含量最多的气体,该气体是______。(6)物料在反应器中反应时需控制反应条件。分析下图,反应器中最适合的温度及pH分别为______。:..III测定碱式碳酸镍晶体的组成:为测定碱式碳酸镍晶体(xNiCO?yNi(OH)?zHO)组322成,某小组设计了如下实验方案及装置:(资料卡片2):1碱式碳酸镍晶体受热会完全分解生成NiO、CO及HO222碱石灰是NaOH及CaO的混合物,可以吸收CO和HO22(实验步骤):①检查装置气密性;②(xNiCO?yNi(OH)?zHO)放在B装置中,连接仪器;③打开弹簧夹a,鼓入一段时间空气,322分别称量装置C、D、E的质量;④关闭弹簧夹a,加热装置B至装置C中导管末端无气泡冒出;⑤打开弹簧夹a,缓缓鼓入一段时间空气;⑥分别准确称量装置C、D、E的质量;⑦根据数据进行计算(相关数据如下表)。装置C/g装置D/g装置E/:..(实验分析及数据处理):(7)实验过程中步骤⑤鼓入空气的目的是______。(8)计算xNiCO?yNi(OH)?zHO中x:y:z的值。_____(写出计算过程)322【答案】(1)防止HO受热分解Fe3+(2)NaCO+NiCl=NiCO?+2NaCl22224224(3)CO(4)***化钡溶液或者***钡溶液(5)氮气或N(6)55℃、(7)22使生成的CO和HO全部被C、D装置所吸收(8)1:2:422【解析】I、制备草酸镍(1)根据资料信息可知加HO时,温度不能太高,是为了防止双氧水受热分解;由题意含22镍合金废料中除镍外,还含有Fe、Cu、Ca、Mg、C等杂质,铁与稀盐酸反应生成***化亚铁和氢气,镍与稀盐酸反应生成***化镍和氢气,钙与稀盐酸反应生成***化钙和氢气,镁与稀盐酸反应生成***化镁和氢气,若HO在一开始酸溶时便与盐酸一起加入,溶液中有亚铁离子,22过氧化氢具有强氧化性,可以将+2价的亚铁离子氧化成+3价的铁离子,则与原步骤酸溶过滤后的滤液相比,该滤液中会增加的金属离子是Cu2+和Fe3+。(2)复分解反应指的是两种物质交换成分的反应,有水、气体或沉淀生成,由题意NaCO224溶液加入NiCl溶液发生复分解反应,二者交换成分生成***化钠和草酸镍,***化钠易溶于水,2则草酸镍为沉淀,则该反应的化学方程式为NaCO+NiCl=NiCO?+2NaCl。224224II、镍粉制备(3)已知反应器1中的一个重要反应方程式为3NiSO+3NaCO+2HO=NiCO2Ni?OH??+3NaSO+2X,反应前一共有3个镍42323224原子、6个钠原子、3个硫原子、3个碳原子、4个氢原子和23个氧原子,反应后有3个镍原子、6个钠原子、3个硫原子、1个碳原子、4个氢原子、19个氧原子和2个X分子,根据质量守恒定律反应前后原子的种类和数目保持不变,则2个X分子一共有2个碳原子和4个氧原子,即1个X分子由1个碳原子和2个氧原子构成,则X的化学式为CO。2(4)由题意和反应装置图可知反应器1的出料口获得的固体中除了碱式碳酸镍之外,还可能有碳酸钠、硫酸镍,洗涤时,需用纯水洗涤,可以用含有钡离子的溶液来检验固体是否洗:..涤干净,若没有洗涤干净,含有碳酸根离子、硫酸根离子,碳酸根、硫酸根离子与钡离子在溶液中会反应生成碳酸钡、硫酸钡白色沉淀,若已经洗净,不会出现沉淀,因此所选择的溶液可以是***化钡溶液或者***钡溶液。(5)空气中气体按体积分数计算,氮气约占78%,氧气约占21%,%,%,%。反应器2中产生的气体Y是空气中含量最多的气体,该气体是氮气。(6)物料在反应器中反应时需控制反应条件。控制的条件应该使杂质含量最低,由图可知反应器中最适合的温度及pH分别为55℃、。III、测定碱式碳酸镍晶体的组成由相关资料、实验方案步骤及装置图可知:装置A吸收空气中的水和二氧化碳,装置B碱式碳酸镍受热分解,装置C浓硫酸吸收碱式碳酸镍受热分解生成的水,装置D碱石灰吸收碱式碳酸镍受热分解生成的二氧化碳,装置E吸收空气中的水和二氧化碳,防止进入装置D,产生干扰。则有:(7)实验过程中步骤⑤鼓入空气的目的是空气流通,带出碱式碳酸镍受热分解生成的二氧化碳和水,使生成的二氧化碳和水被装置C、装置D完全吸收。(8)由题意碱式碳酸镍受热分解生成氧化镍、水和二氧化碳,根据表格中的数据可知,-=,-=,--=,根据反应的方程式和质量关系有:ΔxNiCO?yNi?OH??zHO(x+y)NiO+xCO+(y+z)HO3222275(x?y)44x18(y?z)(x?y)=可知y=(y?z)=可知z=6x-y=?yNi?OH??zHO则中x:y:z的值为x:2x:4