19. 新趋势 推导探究(6分)(2025·黑龙江齐齐哈尔)A~G是初中化学常见的物质,其中A是赤铁矿的主要成分,D在农业上常用于改良酸性土壤,F在人体胃液中用来帮助消化,C和F是同类物质。它们之间的部分反应或转化关系如图所示。图中“—”表示两种物质间能发生化学反应,“→”表示两种物质间的转化关系(其中反应条件、部分反应物及生成物已略去)。请回答下列问题。
(1) 写出下列物质的化学式:A
(2) E在生产、生活中的一种用途:
(3) D和G反应的化学方程式:
(4) C和D反应的基本反应类型是
(1) 写出下列物质的化学式:A
Fe₂O₃
,BH₂O
。(2) E在生产、生活中的一种用途:
补钙剂(答案合理即可)
。(3) D和G反应的化学方程式:
CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O
。(4) C和D反应的基本反应类型是
复分解反应
。答案：19. (1) Fe₂O₃ H₂O (2) 补钙剂(答案合理即可) (3) CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O (4) 复分解反应
解析:A是赤铁矿的主要成分,则A为氧化铁。D在农业上常用于改良酸性土壤,则D为氢氧化钙。F在人体胃液中用来帮助消化,则F为盐酸。C和F是同类物质,则C为酸,如硫酸。A(氧化铁)、F(盐酸)都能转化为G,且G能与氢氧化钙反应,则G为二氧化碳。F(盐酸)能与E反应,D(氢氧化钙)能转化为E,且G(二氧化碳)与E能相互转化,则E为碳酸钙。A、G、C都能转化为B,则B为水。经过验证,推导正确。
解析:A是赤铁矿的主要成分,则A为氧化铁。D在农业上常用于改良酸性土壤,则D为氢氧化钙。F在人体胃液中用来帮助消化,则F为盐酸。C和F是同类物质,则C为酸,如硫酸。A(氧化铁)、F(盐酸)都能转化为G,且G能与氢氧化钙反应,则G为二氧化碳。F(盐酸)能与E反应,D(氢氧化钙)能转化为E,且G(二氧化碳)与E能相互转化,则E为碳酸钙。A、G、C都能转化为B,则B为水。经过验证,推导正确。
20. (10分)(2025·江苏南通模拟)稀土被称为“工业维生素”,能显著提升建造航母及舰载机的材料性能,含有稀土元素钇的氧化钇(Y₂O₃)被广泛应用于航空航天涂层材料。以富钇稀土矿(主要成分为Y₂O₃,含有少量的Fe₂O₃、CuO、SiO₂等杂质)生产氧化钇的工艺流程如图所示,回答下列问题。
(1) 在粉碎机中研磨粉碎的目的是
(2) 操作Ⅰ的名称是
(3) 向反应釜2中通入的气体X为NH₃,会使溶液呈碱性,从而达到调节溶液pH除去滤液Ⅰ中杂质的目的,沉淀Ⅱ的主要成分是
(4) 沉淀池中“沉钇”过程的化学方程式为6NH₄HCO₃+2YCl₃=Y₂(CO₃)₃↓+3CO₂↑+6NH₄Cl+3M,则M的化学式为
(1) 在粉碎机中研磨粉碎的目的是
增大反应物之间的接触面积,使反应更快、更充分
。(2) 操作Ⅰ的名称是
过滤
,“酸溶”过程中,Y₂O₃发生反应的化学方程式为Y₂O₃+6HCl=2YCl₃+3H₂O
。(3) 向反应釜2中通入的气体X为NH₃,会使溶液呈碱性,从而达到调节溶液pH除去滤液Ⅰ中杂质的目的,沉淀Ⅱ的主要成分是
Fe(OH)₃、Cu(OH)₂
(填化学式)。(4) 沉淀池中“沉钇”过程的化学方程式为6NH₄HCO₃+2YCl₃=Y₂(CO₃)₃↓+3CO₂↑+6NH₄Cl+3M,则M的化学式为
H₂O
。答案：20. (1) 增大反应物之间的接触面积,使反应更快、更充分 (2) 过滤 Y₂O₃+6HCl=2YCl₃+3H₂O (3) Fe(OH)₃、Cu(OH)₂ (4) H₂O
解析:(3) 反应釜1中氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水,所以向反应釜2中通入氨气,氨气溶于水形成氨水,可使溶液呈碱性,氨水与滤液Ⅰ中的氯化铁反应生成氯化铵和氢氧化铁沉淀,与氯化铜反应生成氯化铵和氢氧化铜沉淀,可调节溶液pH除去滤液Ⅰ中的FeCl₃、CuCl₂,将其转化为Fe(OH)₃、Cu(OH)₂。
解析:(3) 反应釜1中氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水,所以向反应釜2中通入氨气,氨气溶于水形成氨水,可使溶液呈碱性,氨水与滤液Ⅰ中的氯化铁反应生成氯化铵和氢氧化铁沉淀,与氯化铜反应生成氯化铵和氢氧化铜沉淀,可调节溶液pH除去滤液Ⅰ中的FeCl₃、CuCl₂,将其转化为Fe(OH)₃、Cu(OH)₂。
21. 新素养 科学探究与实践(12分)(2024·黑龙江牡丹江节选)兴趣小组对一瓶久置的NaOH固体的变质情况进行了实验探究。
【提出问题】NaOH变质了吗?
【作出猜想】① 没有变质;② 已经变质。
请用化学方程式表示NaOH变质的原因:
任务一:定性探究该NaOH固体是否变质。
【实验活动1】兴趣小组设计方案进行如下实验。
【反思评价】有的同学提出此实验无法确定该NaOH固体变质程度。
任务二:定量探究该NaOH固体变质程度。
【实验活动2】兴趣小组利用控制变量的方法进行实验,实验数据如表所示。
【实验结论】小组的同学分析温度升高值数据,确定该NaOH固体变质程度是
任务三:计算该NaOH固体的变质率。
【实验活动3】实验步骤:称量1.0g该NaOH固体样品于小烧杯中备用;量取10.0mL12%的稀盐酸;用电子秤称量反应前仪器和药品的质量,记录数据;将稀盐酸加入小烧杯内,待完全反应,再次称量仪器和反应后溶液的质量,记录数据。
变质率= $\frac{已经变质的NaOH的质量}{变质前NaOH的总质量}$ ×100%,兴趣小组结合实验数据,计算出该NaOH固体的变质率为
【提出问题】NaOH变质了吗?
【作出猜想】① 没有变质;② 已经变质。
请用化学方程式表示NaOH变质的原因:
2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
。任务一:定性探究该NaOH固体是否变质。
【实验活动1】兴趣小组设计方案进行如下实验。
【反思评价】有的同学提出此实验无法确定该NaOH固体变质程度。
任务二:定量探究该NaOH固体变质程度。
【实验活动2】兴趣小组利用控制变量的方法进行实验,实验数据如表所示。
【实验结论】小组的同学分析温度升高值数据,确定该NaOH固体变质程度是
部分变质
,请推测m的取值范围是11.92＜m＜13.69
。任务三:计算该NaOH固体的变质率。
【实验活动3】实验步骤:称量1.0g该NaOH固体样品于小烧杯中备用;量取10.0mL12%的稀盐酸;用电子秤称量反应前仪器和药品的质量,记录数据;将稀盐酸加入小烧杯内,待完全反应,再次称量仪器和反应后溶液的质量,记录数据。
变质率= $\frac{已经变质的NaOH的质量}{变质前NaOH的总质量}$ ×100%,兴趣小组结合实验数据,计算出该NaOH固体的变质率为
66%
(结果精确到1%)。答案：21. 【作出猜想】2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
【实验活动1】有气泡产生 【实验活动2】1.0
【实验结论】部分变质 11.92＜m＜13.69 【实验活动3】66%
解析:【实验活动1】取少量该NaOH固体样品完全溶于水,加入过量稀盐酸,碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,观察到有气泡产生。
【实验活动2】根据探究实验要求控制变量唯一的原则,因此根据题表信息可知,a gNa₂CO₃固体中a的数值为1.0。【实验结论】根据题表信息可知,全部为氢氧化钠时,温度升高31.52℃;全部为碳酸钠时,温度升高10.03℃;而1.0g氢氧化钠样品温度升高15.71℃,因此该NaOH固体属于部分变质;m的取值范围是11.92＜m＜13.69。【实验活动3】根据质量守恒定律,从溶液中逸出的二氧化碳气体的质量为0.30g,设消耗碳酸钠的质量为x;
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106 44
x 0.30g
$\frac{106}{44}=\frac{x}{0.30g}$ x≈0.72g
设变质的氢氧化钠的质量为y;
2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
80 106
y 0.72g
$\frac{80}{106}=\frac{y}{0.72g}$ y≈0.54g
1.0g该NaOH固体中含有碳酸钠的质量为0.72g,变为碳酸钠的氢氧化钠的质量为0.54g;没有变质的氢氧化钠的质量为1.0g-0.72g=0.28g;氢氧化钠的总质量为0.28g+0.54g=0.82g;因此氢氧化钠的变质率为$\frac{0.54g}{0.82g}$×100%≈66%。
【实验活动1】有气泡产生 【实验活动2】1.0
【实验结论】部分变质 11.92＜m＜13.69 【实验活动3】66%
解析:【实验活动1】取少量该NaOH固体样品完全溶于水,加入过量稀盐酸,碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,观察到有气泡产生。
【实验活动2】根据探究实验要求控制变量唯一的原则,因此根据题表信息可知,a gNa₂CO₃固体中a的数值为1.0。【实验结论】根据题表信息可知,全部为氢氧化钠时,温度升高31.52℃;全部为碳酸钠时,温度升高10.03℃;而1.0g氢氧化钠样品温度升高15.71℃,因此该NaOH固体属于部分变质;m的取值范围是11.92＜m＜13.69。【实验活动3】根据质量守恒定律,从溶液中逸出的二氧化碳气体的质量为0.30g,设消耗碳酸钠的质量为x;
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106 44
x 0.30g
$\frac{106}{44}=\frac{x}{0.30g}$ x≈0.72g
设变质的氢氧化钠的质量为y;
2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
80 106
y 0.72g
$\frac{80}{106}=\frac{y}{0.72g}$ y≈0.54g
1.0g该NaOH固体中含有碳酸钠的质量为0.72g,变为碳酸钠的氢氧化钠的质量为0.54g;没有变质的氢氧化钠的质量为1.0g-0.72g=0.28g;氢氧化钠的总质量为0.28g+0.54g=0.82g;因此氢氧化钠的变质率为$\frac{0.54g}{0.82g}$×100%≈66%。