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A
B
D
C
D
【分析】
要判断物质的用途体现化学性质还是物理性质,需明确核心:化学性质是物质在化学变化中表现出的性质,物理性质是不需要发生化学变化就表现出的性质。解题时需逐一分析各选项用途对应的性质,判断该性质是否需通过化学变化体现,进而选出正确答案。
【解析】
A选项:氧气用于医疗急救,利用的是氧气能供给呼吸的性质,呼吸过程涉及缓慢氧化(有新物质生成的化学变化),因此该性质属于化学性质,符合要求;
B选项:二氧化碳用于人工增雨,利用的是干冰升华吸热的性质,升华是物质状态变化(无新物质生成的物理变化),属于物理性质,不符合;
C选项:活性炭用于制糖脱色,利用的是活性炭的吸附性,吸附过程无新物质生成,属于物理性质,不符合;
D选项:稀有气体用于霓虹灯,利用的是稀有气体通电时能发出不同颜色光的性质,通电发光无新物质生成,属于物理性质,不符合。
综上,答案选A。
【答案】
A
【知识点】
化学性质与物理性质的辨别;物质的性质与用途
【点评】
本题为化学基础题,核心考察物质性质与用途的对应关系,关键在于区分物理性质和化学性质的本质区别(是否需通过化学变化表现),需掌握常见物质的性质及变化类型。
【难度系数】
0.6
【分析】
要判断图像对应变化关系是否正确,需结合化学反应原理分析各量的变化规律:
1. 选项A:红磷在密闭容器中燃烧,放热使容器内压强先增大,反应结束后温度冷却至室温,因消耗氧气,最终压强应小于初始压强,而图像A中最终压强高于初始,不符合变化规律。
2. 选项B:等浓度、等体积的过氧化氢溶液制氧气,二氧化锰作为催化剂仅加快反应速率,不改变生成氧气的总质量,因此加二氧化锰的反应(曲线a)斜率更大,最终气体质量与不加催化剂的(曲线b)相同,符合变化关系。
3. 选项C:加热氯酸钾和二氧化锰的混合固体,反应生成氧气,剩余固体质量减少,反应结束后固体质量不变,但图像中剩余固体质量的变化趋势不符合实际(实际反应后固体质量不会骤降后平稳,且初始固体为混合物,变化细节不符)。
4. 选项D:加热高锰酸钾固体,反应生成氧气,固体中氧元素质量随氧气放出而减少,氧元素质量分数应先下降,反应结束后不变,而图像D中氧元素质量分数保持不变,不符合规律。
【解析】
逐一分析各选项:
A选项:红磷燃烧放热,密闭容器压强先增大,冷却后因消耗氧气,压强应小于初始,图像最终压强高于初始,错误。
B选项:催化剂只改变化学反应速率,不改变生成物质量,等质量的过氧化氢溶液制氧气,加二氧化锰的反应速率快(曲线a斜率大),最终氧气质量相同,图像符合,正确。
C选项:加热氯酸钾和二氧化锰的混合固体,剩余固体质量随反应进行减少,反应停止后不变,但图像的变化趋势不符合实际反应过程,错误。
D选项:加热高锰酸钾时,固体中氧元素会随氧气放出而减少,氧元素质量分数应下降后平稳,图像中氧元素质量分数不变,错误。
【答案】
B
【知识点】
催化剂的作用、化学反应中量的变化、氧气的制备
【点评】
本题通过图像考查化学反应中相关量的变化,需明确催化剂的特点、反应前后物质质量和元素质量分数的变化规律,是基础题型,需准确分析每个反应的过程。
【难度系数】
0.5
【分析】
首先利用质量守恒定律计算反应后O₂的质量a,再通过元素守恒分析各物质的元素组成,确定X的元素种类及质量,进而推断X的化学式,最后逐一分析选项判断正误。
【解析】
1. 计算a的值:根据质量守恒定律,反应前后总质量相等。反应前总质量为$5.1\ \mathrm{g}+8.0\ \mathrm{g}=13.1\ \mathrm{g}$;反应后总质量为$1.7\ \mathrm{g}+a+6.0\ \mathrm{g}+5.4\ \mathrm{g}=13.1\ \mathrm{g}+a$,因此$13.1\ \mathrm{g}=13.1\ \mathrm{g}+a$,解得$a=0$,故A选项错误。
2. 分析元素组成:
$\ce{NH_{3}}$中N元素质量:$(5.1\ \mathrm{g}-1.7\ \mathrm{g})×\frac{14}{17}=2.8\ \mathrm{g}$,H元素质量:$3.4\ \mathrm{g}-2.8\ \mathrm{g}=0.6\ \mathrm{g}$;
$\ce{H_{2}O}$中H元素质量:$5.4\ \mathrm{g}×\frac{2}{18}=0.6\ \mathrm{g}$,与$\ce{NH_{3}}$中H元素质量相等,说明H元素全部在$\ce{H_{2}O}$中,X不含H元素;
$\ce{H_{2}O}$中O元素质量:$5.4\ \mathrm{g}×\frac{16}{18}=4.8\ \mathrm{g}$,则X中O元素质量为$8.0\ \mathrm{g}-4.8\ \mathrm{g}=3.2\ \mathrm{g}$;
X中N元素质量等于反应前$\ce{NH_{3}}$中N元素质量($\ce{H_{2}O}$无N元素),即$2.8\ \mathrm{g}$,因此X中N、O元素质量比为$2.8\ \mathrm{g}:3.2\ \mathrm{g}=7:8$,故D选项正确。
3. 推断X的化学式:X中N、O原子个数比为$\frac{2.8\ \mathrm{g}}{14}:\frac{3.2\ \mathrm{g}}{16}=1:1$,即X为$\ce{NO}$,不是$\ce{NO_{2}}$,故B选项错误。
4. 分析反应方程式:参加反应的$\ce{NH_{3}}$、$\ce{O_{2}}$,生成的$\ce{NO}$、$\ce{H_{2}O}$的物质的量之比为$\frac{3.4}{17}:\frac{8.0}{32}:\frac{6.0}{30}:\frac{5.4}{18}=0.2:0.25:0.2:0.3=4:5:4:6$,对应方程式为$\ce{4NH_{3} +5O_{2}\xlongequal{一定条件}4NO +6H_{2}O}$,与选项C的方程式不符,故C选项错误。
【答案】
D
【知识点】
质量守恒定律;化学式计算;元素守恒
【点评】
本题以反应前后质量变化为载体,考查质量守恒定律和元素守恒的应用,关键是通过元素质量确定未知物的组成,需结合化学式计算元素质量比,难度中等。
【难度系数】
0.5
【分析】
要解决本题,需结合工艺示意图的反应转化,利用元素守恒、物质循环等知识分析各选项:明确两个关键反应的转化关系(350℃时NH₄Cl与MgO反应生成Mg(OH)Cl和a;600℃时Mg(OH)Cl分解生成MgO和b,MgO可循环参与反应),逐一判断选项的正误。
【解析】
根据工艺转化的反应:
1. 350℃时反应:$\ce{NH4Cl + MgO\xlongequal{350℃} Mg(OH)Cl + a}$,由元素守恒可知,a为$\ce{NH3}$;
2. 600℃时反应:$\ce{Mg(OH)Cl\xlongequal{600℃} MgO + b}$,由元素守恒可知,b为$\ce{HCl}$,故A正确;
反应中MgO先转化为Mg(OH)Cl,后续Mg(OH)Cl分解又生成MgO,MgO可循环使用,无须不断补充,故B正确;
$\ce{36.5g HCl}$的物质的量为$\frac{36.5g}{36.5g/mol}=1mol$,根据反应关系,1mol HCl对应1mol $\ce{NH4Cl}$,$\ce{NH4Cl}$的摩尔质量为$53.5g/mol$,因此需要$\ce{NH4Cl}$的质量为$1mol×53.5g/mol=53.5g≠107g$,故C错误;
直接加热$\ce{NH4Cl}$生成$\ce{NH3}$和$\ce{HCl}$,两种气体混合难以分离,该方法分步反应,产物更易分离,故D正确。
【答案】
C
【知识点】
化学工艺流程、元素守恒、物质的量计算
【点评】
本题结合化学工艺流程考查物质转化、元素守恒及相关计算,需理清反应的循环关系,注意物质的量与质量的换算,属于中等难度的化学应用题型。
【难度系数】
0.5
【分析】
首先根据两种物质的分解温度判断反应先后:$\ce{Mg(OH)_{2}}$分解温度低,先分解;$\ce{CaCO_{3}}$分解温度高,后分解。从图像中质量变化的阶段,结合反应方程式计算各物质质量,逐一分析选项。
【解析】
1. 计算$\ce{Mg(OH)_{2}}$质量:$\ce{Mg(OH)_{2}}$分解生成水,$0∼ t_1$时固体减少质量为$25.8\ \mathrm{g}-24\ \mathrm{g}=1.8\ \mathrm{g}$,即生成水的质量。设$\ce{Mg(OH)_{2}}$质量为$m$,反应式:$\ce{Mg(OH)_{2}\xlongequal{\Delta} MgO + H_{2}O\uparrow}$,则$\frac{58}{18}=\frac{m}{1.8\ \mathrm{g}}$,解得$m=5.8\ \mathrm{g}$,故样品中$\ce{CaCO_{3}}$质量为$25.8\ \mathrm{g}-5.8\ \mathrm{g}=20\ \mathrm{g}$,A正确。
2. 判断$b$点成分:$t_1$时$\ce{Mg(OH)_{2}}$完全分解,$t_1∼ c$固体质量不变,说明$\ce{CaCO_{3}}$未分解,故$b$点成分为$\ce{CaCO_{3}}$和$\ce{MgO}$,B正确。
3. 镁元素质量分析:$\ce{Mg(OH)_{2}}$分解生成$\ce{MgO}$,镁元素全部留在固体中;$\ce{CaCO_{3}}$分解不涉及镁元素,因此$t_1$与$t_2$时固体中镁元素质量相等,C正确。
4. $\ce{CaCO_{3}}$反应质量分析:$\ce{CaCO_{3}}$分解生成$\ce{CO_{2}}$,$c∼ t_2$减少质量为$\ce{CO_{2}}$质量,即$24\ \mathrm{g}-x\ \mathrm{g}$。反应式:$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{\Delta} CaO + CO_{2}\uparrow}$,参加反应的$\ce{CaCO_{3}}$质量为$\frac{100}{44}×(24-x)\ \mathrm{g}$,并非$(24-x)\ \mathrm{g}$,D错误。
【答案】
D
【知识点】
化学方程式计算、质量守恒定律、碳酸盐分解
【点评】
本题结合图像考查两种物质的分解反应,需先根据分解温度确定反应阶段,再利用质量差结合反应方程式分析各选项,关键是区分不同阶段的质量变化原因,易错点是混淆$\ce{CaCO_{3}}$反应质量与$\ce{CO_{2}}$质量的关系。
【难度系数】
0.5