2023-2024学年度第一学期期末质量监测试卷
九年级化学
注意事项：本试卷1至15题为选择题，共30分；16至21题为非选择题，共50分。全卷满分80分，考试时间60分钟。考生答题全部答在答题卷上，答在本试卷上无效。
可能用到的相对原子质量：H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Mg-24 Al-27 Cl-35.5 Ca-40 Cu-64 Zn-65
一、选择题（本题包括15小题，每小题只有一个选项符合题意。每小题2分，共30分。）
1．下列图标中，表示“禁止烟火”的是
A． B． C． D．
2．下列溶液中，常温下呈蓝色的是
A．医用酒精 B．生理盐水 C．硝酸银溶液 D．硫酸铜溶液
3．吸烟有害健康．烟气中主要的有毒气体是
A．氮气 B．氧气 C．一氧化碳 D．二氧化碳
4．下列原子结构示意图中，表示相对稳定结构的是
A． B． C． D．
5．下列物质由分子构成的是
A．氢气 B．水银 C．氯化钠 D．金刚石
6．氯酸钾中氯元素的化合价为
A．-1 B．0 C．+3 D．+5
7．下列变化过程中，不包含缓慢氧化的是
A．醋的酿造 B．蔗糖的溶解
C．食物的腐烂 D．农家肥料的腐熟
8．水受热沸腾汽化，下列有关该过程的说法不正确的是
A．水分子分解成原子 B．水分子的能量增大
C．水分子间的间隔增大 D．水分子的运动速率加快
9．下列物质所对应的用途不正确的是
A．石墨——用于制铅笔芯 B．干冰——用于人工降雨
C．明矾——用于软化硬水 D．钛合金——用于制造人造骨
10．如图所示，将液体A注入装有固体B的试管中，会导致U形管中右端液面升高，则液体A和固体B的组合不可能是
A．水和硝酸铵 B．水和氢氧化钠 C．水和氧化钙 D．稀盐酸和镁
11．铀235是核电站的主要燃料，其原子核内有92个质子，相对原子质量为235。下列有关说法正确的是
A．铀元素为非金属元素 B．铀235原子的核电荷数为92
C．铀235原子的核外电子数为143 D．铀235原子的质量为235g
12．磷酸奥司他韦胶囊是一种用于治疗流行性感冒的药物。奥司他韦的化学式为C16H28N2O4，下列说法正确的是
A．奥司他韦属于氧化物
B．奥司他韦中氮分子和氧分子的个数比为1∶2
C．奥司他韦中氢元素和氮元素的质量分数相等
D．.奥司他韦由16个碳原子、28个氢原子、2个氮原子、4个氧原子构成
13．下列实验中，对应的现象和结论都正确的是
选项 实验 现象 结论
A 点燃从导管放出的甲烷 火焰呈淡蓝色 甲烷能支持燃烧
B 向试管中加入2mL蒸馏水，然后滴入1~2滴酚酞溶液，再向其中慢慢滴加浓氨水 酚酞溶液被水稀释后呈红色，滴加浓氨水后变成无色 水不能使酚酞溶液变色，氨水能使酚酞溶液变色
C 取两支试管各加入1~2小粒高锰酸钾，然后分别加入5mL水或5mL汽油，振荡 高锰酸钾溶于水，溶液呈紫红色；高锰酸钾几乎不溶于汽油 同一种物质在不同溶剂中的溶解性是不同的
D 在电解器玻璃管里加满水，接通直流电源 正极端玻璃管中产生的气体体积比负极端玻璃管中的大 水是由氢元素和氧元素组成的
A．A B．B C．C D．D
14．下表列出了除去物质中所含少量杂质的方法，其中正确的是
选项 物质 所含杂质 除去杂质的方法
A CO2气体 CO 缓缓通过足量的赤热炭层
B N2气体 O2 缓缓通过足量的灼热氧化铜
C FeSO4溶液 CuSO4 加入足量的锌粉，充分反应，过滤
D MnO2固体 KCl 加足量的水溶解，过滤，洗涤，干燥，蒸发结晶
A．A B．B C．C D．D
15．下列各项比较，前者大于后者的是：
①相同质量的氧气和臭氧（O3）中，所含原子的数目
②温度分别为20℃和40℃，压强均为101kPa时氧气在水中的溶解度
③相同质量的铝粉和镁铝合金粉末分别与足量氧气完全反应，生成固体的质量
④相同质量的锌和锌铜合金分别与稀盐酸反应生成等量氢气，剩余固体的质量
A．①④ B．②③ C．①③ D．②④
二、（本题包括2小题，共13分。）
16．化学与能源开发、环境保护、科技发展等密切相关。
(1)煤燃烧时排放出 （填两种气体的化学式）等污染物，这些气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶于雨水，会形成酸雨。
(2)氢气在空气中燃烧的化学方程式为 。中国航天科技集团研制出大推力氢氧火箭发动机，当火箭发动机工作时，安装于涡轮泵上的轮盘分别以每分钟35000次和18000次的转速，瞬间把液氢、液氧压入燃烧室，这既为燃烧提供了足够的氧气，也使 ，燃料得以充分燃烧，产生强大推力。
(3)可以通过物理储氢和化学储氢等途径储存氢气。活性炭具有疏松多孔的结构，因此具有 能力，可用于物理储氢。锂氮化合物（化学式用LixN表示）可用于化学储氢，若该化合物中锂元素和氮元素的质量比为3：2，则x= 。
17．人类每年要从自然界中提取数以亿吨计的金属，用于工农业生产和其他领域。
(1)中国古代的冶金技术是中华文明的重要组成部分。
①西汉时期我国就发明了“炒钢法”，通过不断翻炒半液态或液态的生铁， （填“升高”或“降低”）含碳量以制钢。
②《天工开物》中记载了炼锡时有关键的一步“点铅勾锡”（如图所示），即加铅能使锡较易熔化流出。一般情况下，合金的熔点比 。
(2)铁、铝作为金属材料被广泛应用。
①在高炉内，把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是 （用文字表述）。
②铁制品表面喷漆不仅美观，而且可有效防止铁与 接触而生锈。
③一般情况下，两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时，活动性强的金属首先被腐蚀。造船工业为了避免轮船的铁制外壳被腐蚀，通常在轮船外壳镶嵌的金属是 （填字母）。
A.银块 B.铜块 C.锡块 D.锌块
④在空气中，铝比铁耐腐蚀的原因是 。
三、（本题包括1小题，共13分。）
18．请根据下列装置图，回答有关问题：
(1)实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气。
①写出发生反应的化学方程式 。
②根据确定气体收集装置时应考虑的因素，可选择E装置作为氧气的收集装置的理由是 。
(2)实验室用大理石与稀盐酸混合制取二氧化碳。
①写出发生反应的化学方程式 。
②如图甲所示，某化学兴趣小组同学在一种二氧化碳的发生装置上连接压强传感器，测得实验过程中试管内气体压强的变化如图乙所示，下列说法不正确的是 （填字母）。
A.a点对应的操作是关闭弹簧夹
B.b点后试管中的液面逐渐下降
C.bc段能说明装置气密性良好
D.c点对应的操作是打开弹簧夹
③用质量分数为36%的浓盐酸（密度为1.18g/cm3）与蒸馏水（密度为1g/cm3），配制90g质量分数为11.8%的稀盐酸，需要浓盐酸的体积为 mL。
(3)实验室将A装置加以改动，在高温下使碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳，按此反应，试计算工业上要制取5.6t氧化钙，理论上需要含碳酸钙80%的石灰石的质量是多少 （利用化学方程式讲行计算，写出计算过程）
四、（本题包括2小题，共13分。）
19．氯化钠和硝酸钾的溶解度数据表和溶解度曲线如下。
氯化钠和硝酸钾在不同温度时的溶解度
温度/℃ 0 20 40 60 80
溶解度/g NaCl 35.7 36.0 36.6 37.3 38.4
KNO3 13.3 31.6 63.9 110 169
(1)查阅溶解度数据表和溶解度曲线，在20℃时，硝酸钾的溶解度为 ﹔在50℃时，向100g水中加入100g硝酸钾，形成溶液的质量约为 。
(2)将图中P点表示的硝酸钾溶液和氯化钠溶液均升温至40℃（溶剂的量不变），所得溶液中溶质的质量分数前者和后者的大小关系是_______（填字母）。
A．大于 B．小于 C．等于 D．无法确定
(3)将图中P点表示的硝酸钾溶液和氯化钠溶液均降温至10℃（溶剂的量不变），从溶液中析出晶体的质量前者和后者的大小关系是______（填字母）。
A．大于 B．小于 C．等于 D．无法确定
(4)将100g质量分数为19.2%的氯化钠溶液，保持80℃的温度蒸发水，直至氯化钠完全析出。
①理论上当蒸发出 g水后，才开始有氯化钠晶体析出。
②请绘制理论上析出氯化钠晶体的质量随蒸发出水的质量变化的图像 。（在答题卷上绘制图像）
20．图中A～J是初中化学常见的物质，分别由H、C、O、Al、Cl、Ca、Fe、Cu中的一种或几种元素组成。其中，D、E、G、H、J为单质，其余均为化合物；C、D为黑色固体；组成J、E的元素依次为地壳中含量居于第三位、第四位的元素；在通常情况下，C、F、H的状态不同。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E的化学式 。
(2)写出A与B反应的化学方程式 。
(3)写出C→G发生置换反应的化学方程式 。
(4)写出Ⅰ与J反应的化学方程式 。
五、（本题包括1小题，共11分。）
21．我国提出2030年前碳达峰、2060年前碳中和的战略目标。“碳达峰”“碳中和”中的“碳”一般指二氧化碳。
【知识回顾】自然界中二氧化碳的循环如图所示，大气中二氧化碳的含量是相对稳定的。
【实践活动】
(1)某化学兴趣小组同学制作了一个草系水族箱（草多鱼少），为了维持箱中生态平衡，需向其中补给适量二氧化碳，以促进水草的 作用。
(2)人和动植物的呼吸、化石燃料的燃烧都会产生二氧化碳。请设计实验证明人体呼出的气体中二氧化碳的含量大于吸入的空气，并完成实验报告。
实验步骤 实验现象 实验结论
取两个相同容积的集气瓶，分别收集一瓶空气样品和一瓶呼出气体的样品， 人体呼出的气体中二氧化碳的含量大于吸入的空气
【查阅资料】
(3)近几十年来，人类活动使大气中二氧化碳的含量不断上升，从而导致 效应增强，全球气候变暖。二氧化碳的捕集和资源化利用是科学家研究碳中和的重要方向。
【拓展提升】
(4)二氧化碳的捕集。
案例：全球最大“化学链燃烧”碳捕集装置于2023年在四川建成。化学链燃烧技术可以避免空气与燃料的直接接触，提供了一种低成本的碳捕集方案。某“化学链燃烧”的过程如图所示，该化学链通过Cu2O作为载氧体将空气中的氧传递给燃料。
①等质量的Cu2O和CuO中，铜元素的质量比为 （填最简整数比）。
②空气反应器中Cu2O与O2发生了化合反应。从空气反应器排出的气体X中N2的体积分数 （填“大于”“小于”或“等于”）空气中N2的体积分数。
③与燃料在空气中充分燃烧后排出的气体相比，从燃料反应器排出的气体中CO2的体积分数更高的原因是 。CO2捕集器仅需冷凝分离水，即可低成本获得高浓度的CO2。
(5)二氧化碳的资源化利用。
案例：2023年杭州亚运会主火炬首次使用绿色甲醇作为燃料。绿色甲醇的“绿色”主要体现在原料和制备工艺上：经过技术迭代，利用焦炉气中的氢气与从工业尾气中捕集的二氧化碳合成甲醇，实现二氧化碳的资源化利用，该反应的化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O。
①甲醇在空气中充分燃烧的化学方程式为 。
②甲醇中含有碳元素，但上述绿色甲醇又被称为零碳甲醇，即认为使用上述绿色甲醇作为燃料能够实现二氧化碳的零排放。这是为什么 请说明理由： 。
试卷第8页，共8页
1．B
【详解】A、图中所示标志是禁止吸烟标志，故选项错误；
B、图中标志的含义是禁止烟火，故选项正确；
C、图标为禁止堆放易燃物质，故选项错误；
D、图中标志的含义是禁止燃放鞭炮，故选项错误。
故选B。
2．D
【详解】A、医用酒精显无色，该选项不符合题意；
B、生理盐水显无色，该选项不符合题意；
C、硝酸银溶液显无色，该选项不符合题意；
D、硫酸铜溶液显蓝色，该选项符合题意。
故选D。
3．C
【详解】烟草在燃烧过程中，产生了许多有害物质，如尼古丁、一氧化碳、烟焦油、尼古丁等，其中一氧化碳有毒，它能与血液中的血红蛋白结合，从而导致体内组织器官严重缺氧而死亡．
氮气、氧气、二氧化碳均无毒，不符合题意．故选C．
【点评】本题考查吸烟对人体的危害、一氧化碳的毒性，平时学习中注意积累、把握好常见气体物质的性质和用途即可正确解题．
4．D
【详解】A、微粒是氢原子，最外层电子数为1，在化学反应中容易失去电子，选项错误；
B、微粒是氧原子，最外层电子数为6，在化学反应中容易得到电子，选项错误；
C、微粒为钠原子，最外层电子数为1，在化学反应中容易失去电子，选项错误；
D、微粒为氩原子，最外层电子数为8，属于稳定结构，选项正确，故选D。
5．A
【详解】A、氢气是由氢分子直接构成的，故A正确；
B、水银是汞，是金属单质，是由汞原子构成的，故B错误；
C、氯化钠是含有金属元素和非金属元素的化合物，氯化钠是由钠离子和氯离子构成的，故C错误；
D、金刚石属于固态非金属单质，是由碳原子直接构成的，故D错误。
故选A。
6．D
【详解】氯酸钾中钾元素的化合价为+1，氧元素的化合价为-2，设氯酸钾中氯元素的化合价为x，化合物中各元素化合价代数和为0，则+1+x+（-2）×3=0，则x=+5。
故选：D。
7．B
【分析】根据缓慢氧化的定义可知缓慢氧化是指氧化反应进行得很慢，甚至不易被察觉。
【详解】A、醋的酿造是粮食与氧气、水等发生缓慢氧化反应制成的，则包含缓慢氧化，选项A错误；
B、蔗糖的溶解是物理变化，则不包含缓慢氧化，选项B正确；
C、食物的腐烂是食物与氧气发生缓慢氧化的结果，则包含缓慢氧化，选项C错误；
D、农家肥料的腐熟是肥料与氧气发生氧化反应的过程，则包含缓慢氧化，选项D错误。
故选B。
8．A
【详解】A、在物理变化中，分子没有发生变化，水变为水蒸气是物理变化，分子本身不变，故选项说法错误；
B、水受热沸腾汽化，水分子的能量增大，故选项说法正确；
C、温度越高，分子间的间隔就越大，水受热沸腾汽化，水分子间的间隔增大，故选项说法正确；
D、分子的运动速率与温度有关，受热时，温度升高，分子运动速率加快，故选项说法正确；
故选：A。
9．C
【详解】A、石墨质软，在纸上划过能留下划痕，则可用于制铅笔芯，该选项正确；
B、干冰为固体二氧化碳，干冰易升华吸热，则可用于人工降雨，该选项正确；
C、明矾溶于水会形成胶状物，吸附水中悬浮的杂质使其沉降，但不能除去水中可溶性钙、镁化合物，则不能将硬水软化，该选项不正确；
D、钛合金与人体有很好的相容性，则可用于制造人造骨，该选项正确。
故选C。
10．A
【分析】U形管中右端液面升高，说明试管内的气体压强增大，说明X、Y可能反应生成了气体，可能反应或溶解后，溶液温度升高。
【详解】A、硝酸铵溶于水，温度降低，可导致试管内气体收缩，压强减小，故选项符合题意；
B、氢氧化钠溶于水放出热量，可导致试管内气体膨胀，压强增大，故选项不符合题意；
C、氧化钙和水反应放出热量，可导致试管内气体膨胀，压强增大，故选项不符合题意；
D、稀盐酸和镁反应放出热量，可导致试管内气体膨胀，压强增大，故选项不符合题意；
故选：A。
11．B
【详解】已知铀的相对原子质量为235，核内有92个质子。
A、由铀的名称可知，铀属于金属元素，故说法错误；
B、根据核电荷数与质子数相等可知，铀的核电荷数为92，故说法正确；
C、根据核外电子数与质子数相等可知，铀的核外电子数为92，故说法错误；
D、相对原子质量的单位不是“g”，铀的相对原子质量为235，故说法错误。
故选B。
12．C
【详解】A、由化学式可知，奥司他韦由碳元素、氢元素、氮元素和氧元素组成，故奥司他韦不属于氧化物，故选项说法错误；
B、奥司他韦是由奥司他韦分子构成的，不含有氮分子和氧分子，故选项说法错误；
C、奥司他韦中C、H、N、O的元素质量比为（12×16）：（28×1）：（14×2）：（16×4）=48：7：7：16，奥司他韦中氢元素和氮元素质量比相同，所以质量分数相等，故选项说法正确；
D、奥司他韦是由奥司他韦分子构成的，奥司他韦分子是由碳原子、氢原子、氮原子、氧原子构成的，故选项说法错误。
故选C。
13．C
【详解】A、点燃从导管放出的甲烷，火焰呈淡蓝色能说明甲烷具有可燃性，不能说明甲烷能支持燃烧，空气中氧气能支持燃烧，所以甲烷能燃烧，说法错误；
B、因为浓氨水显碱性，所以浓氨水能使无色酚酞变红，水不能能使无色酚酞变红，故向试管中加入2mL蒸馏水，然后滴入1~2滴酚酞溶液，再向其中慢慢滴加浓氨水，现象为：酚酞溶液被水稀释后呈无色，滴加浓氨水后变成红色，说法错误；
C、取两支试管各加入1~2小粒高锰酸钾，然后分别加入5mL水或5mL汽油，振荡，高锰酸钾几乎不溶于汽油，却可以溶解在水中，这说明，同一种物质在不同溶剂中溶解性是不同的，不同的物质在同一溶剂中溶解性也是不同的，说法正确；
D、在电解器玻璃管里加满水，接通直流电源，生成氢气和氧气，根据正氧负氢、氢二氧一可知，正极端玻璃管中产生的气体体积比负极端玻璃管中的小，能得到的结论是水是由氢元素和氧元素组成的，说法错误。
故选C。
14．D
【详解】A、二氧化碳和碳在高温条件下能反应生成一氧化碳，不仅没有除去杂质，反而除去了原物质，故选项所采取的方法错误；
B、氧气和氮气均不与氧化铜反应，不能除去杂质，故选项所采取的方法错误；
C、锌和硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌，锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，不仅能除去杂质，液能除去原物质，故选项所采取的方法错误；
D、KCl易溶于水，MnO2难溶于水，可加入足量水溶解，过滤，洗涤滤渣、干燥，分离出二氧化锰；对滤液蒸发结晶，分离出氯化钾，故选项所采取的方法正确。
故选：D。
15．B
【详解】①相同质量的氧气和臭氧（O3）中，所含原子的数目相等；
②气体的溶解度随温度的升高而减小，故温度分别为20℃和40℃，压强均为101kPa时氧气在水中的溶解度前者大于后者；
③根据方程式，，可知相同质量的铝粉和镁铝合金粉末分别与足量氧气完全反应，生成固体的质量前者大于后者；
④产生相同质量的氢气，消耗等量的锌，若铜和铜锌合金质量相等，则剩余固体质量相等；
前者大于后者的是：②③；
故选B。
16．(1)SO2、NO2
(2) 充分接触
(3) 吸附 3
【详解】（1）煤中含有硫和氮元素，燃烧时产生的二氧化硫和二氧化氮早，排放到空气中会形成酸雨，二氧化硫和二氧化氮的化学式分别为：SO2、NO2；
（2）氢气燃烧生成水，方程式为：；
瞬间把液氢、液氧压入燃烧室，这既为燃烧提供了足够的氧气，也使氢气和氧气充分接触，是燃烧更充分；
（3）活性炭具有吸附性是因为其疏松多孔的结构造成的；
根据锂氮化合物化学式用LixN表示，有7x:14=3:2，x=3。
17．(1) 降低 纯金属更低
(2) 在高温条件下，用一氧化碳将铁从铁的氧化物中还原出来 氧气、水蒸气 D 铝表面被氧化为一层致密的氧化铝薄膜，阻止铝的进一步氧化
【详解】（1）①生铁和钢都是铁和碳的合金，钢中含碳量更低，不断翻炒液态生铁，是为了降低碳元素的含量以制钢；
②炼锡时，有关键的一步“点铅勾锡”，即加铅能使锡较易熔化流出，这是因为合金的熔点一般比组成它的纯金属熔点更低；
（2）①在高炉内，把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是：在高温条件下，用一氧化碳将铁从铁的氧化物中还原出来；
②铁在与氧气和水蒸气同时接触时会生锈，在铁制品表面喷漆可以防止铁与氧气、水蒸气接触而生锈；
③根据两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时，活动性强的金属首先被腐蚀，而在银、铜、锡、锌四种金属中，锌的活动性比铁强；可得知，为了避免轮船的钢铁外壳被腐蚀，通常在轮船外壳镶嵌的金属的活动性比铁强的锌；故选D；
④铝用品表面被氧化为一层致密的氧化物薄膜，而铁不会被氧化物结构致密的氧化物，故铝用品比铁器件更耐腐蚀。
18．(1) 氧气不易溶于水，且与水不反应
(2) B 25
(3)解：设理论上需要含碳酸钙80%的石灰石的质量是y
y=12.5t
答：理论上需要含碳酸钙80%的石灰石的质量是12.5t
【详解】（1）①过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的化学方程式为：；
②选择E装置，即排水法收集氧气，是因为氧气不易溶于水，且与水不反应；
（2）①大理石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：；
②A、a点对应的操作是关闭弹簧夹，反应生成气体，装置内气体增多，压强增大，不符合题意；
B、b点后，压强不变，说明此时固液分离，反应停止，试管中液面不变，符合题意；
C、bc段压强不变，说明气体没有逸出，说明装置气密性良好，不符合题意；
D、c点对应的操作是打开弹簧夹，气体导出，压强减小，不符合题意。
故选B；
③解：设需要浓盐酸的体积为x，根据稀释前后，溶质的质量不变，可得：，x=25mL；
（3）见答案。
19．(1) 31.6g##31.6克 185g
(2)C
(3)A
(4) 30.8
【详解】（1）由表可知，在20℃时，硝酸钾的溶解度为31.6g，由溶解度曲线可知，50℃时硝酸钾的溶解度约为85g，所以在50℃时，向100g水中加入100g硝酸钾，只能溶解约85g，故形成的溶液质量为185g。
（2）由图可知，P点表示硝酸钾和氯化钠此时溶解度相同，所以此时两饱和溶液的溶质质量分数相同，同时升温至40℃（溶剂的量不变），溶解度增大，溶液变为不饱和溶液，溶质质量分数不变，所以两饱和溶液的溶质质量分数相等，故选C。
（3）由图可知，P点表示硝酸钾和氯化钠此时溶解度相同，所以此时两饱和溶液的溶质质量分数相同，同时降温至10℃（溶剂的量不变），硝酸钾的溶解度降低的更多，所以从溶液中析出晶体硝酸钾＞氯化钠，故选A。
（4）①80℃氯化钠的溶解度为38.4g，100g质量分数为19.2%的氯化钠溶液中氯化钠质量为100g×19.2%=19.2g，所以80℃时19.2g的氯化钠饱和溶液质量为，所以理论上当蒸发出100g-69.2g=30.8g水后，才开始有氯化钠晶体析出。
②已知80℃氯化钠的溶解度为38.4g，所以每蒸发10g水，析出氯化钠晶体质量为3.84g，当蒸发出30.8g水后，才开始有氯化钠晶体析出，由此可得图像：。
20．(1)Fe
(2)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
(3)
(4)2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
【分析】A～J是初中化学常见的物质，分别由H、C、O、Al、Cl、Ca、Fe、Cu中的一种或几种元素组成。D、E、G、H、J为单质，C、D为黑色固体，组成J、E的元素依次为地壳中含量居于第三位、第四位的元素，则D为碳，J为铝，E为铁；D能生成A，且和A能相互反应，二氧化碳和碳在高温下能反应生成一氧化碳，也能生成铁，A为二氧化碳，铁能反应生成G，铝也能反应生成G，C能反应生成G，C为黑色固体，则C为氧化铜，氧化铜和一氧化碳能反应生成铜，G为铜，铁和硫酸铜能反应生成硫酸亚铁和铜，铝和硫酸铜能反应生成铜和硫酸铝，C、F、H的状态不同，H能反应生成F，氧化铜能和氢气反应生成水和铜，氧气和氢气能燃烧反应生成水，因此F为水，水和氧化钙能反应生成氢氧化钙，H为氢气，氢氧化钙能和二氧化碳反应生成碳酸钙和水，B为氢氧化钙，I能和铝发生反应，I能生成氢气和水，I为氯化氢，代入验证，推断合理。
【详解】（1）根据分析可知，E为铁，化学式为：Fe；
（2）根据分析可知，A为二氧化碳，B为氢氧化钙，氢氧化钙能和二氧化碳反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；
（3）根据分析可知，C为氧化铜，G为铜，C→G发生置换反应可以是氢气和氧化铜在加热条件下反应生成铜和水，反应的化学方程式为：；
（4）J为铝，I为氯化氢，Ⅰ与J是氯化氢和铝反应生成氯化铝和氢气，反应的化学方程式为：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑。
21．(1)光合
(2) 加入等量的同种澄清石灰水 只有装有呼出气体的集气瓶中澄清的石灰水变浑浊
(3)温室
(4) 10:9 大于 在燃料反应器中氧气的纯度较高
(5) 2CH3OH+3O22CO2+4H2O 甲醇燃烧产生的CO2可以被重复利用
【详解】（1）水草的光合作用需要用二氧化碳为原料，则为了维持箱中生态平衡，需向其中补给适量二氧化碳；
（2）人体呼出气体中二氧化碳含量过高可以使澄清的石灰水变浑浊，空气不能使澄清的石灰水变浑浊，则可以设计实验：取两个相同容积的集气瓶，分别收集一瓶空气样品和一瓶呼出气体的样品，加入等量的同种澄清石灰水，实验中观察到只有装有呼出气体的集气瓶中澄清的石灰水变浑浊，证明人体呼出的气体中二氧化碳的含量大于吸入的空气；
（3）空气中二氧化碳的含量提高会导致温室效应增强；
（4）①假设两物质的质量为m
则铜元素的质量比=
②空气反应器中Cu2O与O2发生了化合反应在，则反应后气体的氧气量减少，导致排出的气体中氮气的体积分数增大，大于空气中氮气的含量；
③燃料反应器中的氧气由Cu2O作为载氧体将空气中的氧传递给燃料，则氧气的纯度较高，导致反应后二氧化碳的含量与燃料在空气中充分燃烧后排出的气体相比更高；
（5）①甲醇与氧气燃烧生成二氧化碳与水，化学反应方程式为：2CH3OH+3O22CO2+4H2O；
②根据题干信息可知CO2可以用来合成甲醇，甲醇燃烧生成CO2，则可以实现二氧化碳循环使用，零排放。
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