第4单元 自然界的水 综合训练
一、选择题(下列每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.2023年3月23日世界气象日主题为“天气气候水,代代向未来”。如图是世界气象日聊城当日天气状况的手机截屏,图中计入空气质量指数的有害气体属于氧化物的有( )。
A.一种 B.二种
C.三种 D.四种
2.关于下列符号或图示的说法正确的是( )。
①2H2 ②Fe3+ ③ ④
A.①表示2个氢原子 B.②表示铁元素为+3价
C.③表示镁离子的结构示意图 D.由④可知铒的相对原子质量为167.3 g
3.分类是研究物质的常用方法。如图是纯净物、单质、化合物、氧化物之间关系的形象表示,若整个大圈表示纯净物,则下列物质中属于Z范围的可能是( )。
A.液氧 B.高锰酸钾
C.湖水 D.四氧化三铁
4.某同学给实验室制作的试剂瓶标签如下,其中错误的是( )。
5.(2023·吉林中考)建立宏观和微观的联系是化学思维方式。下图为某反应的微观示意图,有关说法正确的是( )。
A.该示意图表示氢气与氧气发生的反应 B.该反应前后元素的化合价没有改变
C.水中氢元素和氧元素的质量比为2∶1 D.水分子由氢原子和氧原子构成
6.(2023·湖北武汉中考)某管道疏通剂标签上的部分文字如图所示。下列说法正确的是( )。
品名:管道疏通剂
成分:氢氧化钠、铝粉、次氯酸钠
注意事项:使用时要防明火
保存方法:密封
适用范围:毛发、残渣等淤积物
A.氢氧化钠中阴离子的符号为OH-2
B.氢氧化钠中含有一种金属元素
C.铝原子的结构示意图为
D.氢氧化钠的化学式为OHNa
7.如图是某反应前后的微观示意图,下列说法正确的是( )。
A.反应物中只有是化合物
B.分子由一个碳元素和两个氧元素组成
C.参加反应的CO与H2O的分子个数比为1∶2
D.反应前后共有四种分子
8.(2023·广东广州中考)用电解水实验探究水的元素组成,下列说法不正确的是( )。
A.a管和b管中气体体积比约为2∶1
B.b管中的气体能使燃着的木条烧得更旺
C.该探究说明水中含有氢分子和氧分子
D.该探究的依据是化学变化前后元素种类不变
9.2023年8月,我国科学家在实验室内实现了从CO2到多种己糖(C6H12O6)的精准全合成。下列说法正确的是( )。
A.己糖属于氧化物 B.己糖由C、H、O三种元素组成
C.己糖中氧元素的质量分数最小 D.己糖中碳、氢元素的质量比为1∶2
二、填空题
10.人类的生活和工农业生产都离不开水。
(1)下图是自来水厂净水过程示意图。
以上净水过程中,明矾可作混凝剂用于净水,其目的是 。
(2)现要把一瓶浑浊的河水进行过滤,需要用到的玻璃仪器除漏斗、烧杯外,还需要 。过滤时要注意“一贴二低三靠”,其中“一贴”是指用少量水润湿滤纸并使滤纸与漏斗内壁之间 ,这样操作的原因是 ;“三靠”中的其中“一靠”是指倾倒液体的烧杯尖嘴要紧靠玻璃棒,这样操作的原因是 。
(3)如图所示,仪器X的作用是 ,水流方向是从 (填“a”或“b”)进入。
11.人工智能是新一轮信息技术革命和产业变革的重要驱动力量,化学材料为信息技术发展保驾护航。
图1 图2 图3
(1)芯片是信息技术的核心部件,硅是芯片的重要材料。
①图1为硅在元素周期表中的部分信息,硅的相对原子质量为 。
②图2是硅的原子结构示意图,n的数值为 。
(2)图3为工业生产中粗硅提纯涉及的反应微观示意图。
①写出图示反应的符号表达式: 。
②从物质分类角度看,纯度为99.9%的高纯硅材料属于 (填“混合物”或“纯净物”)。
(3)制造一台电脑需要700多种化学原料。
①与芯片连接的线路材料含有铝、镁、钙、钛等元素的氧化物,写出其中一种氧化物的化学式: 。
②Ga2O3、GaN是重要的半导体材料,两种物质中Ga的化合价相同,则其中N为 价。
三、实验及探究题
12.淀粉是生活中常见的一种物质,某兴趣小组对淀粉的组成进行了探究。
【提出问题】淀粉是由哪些元素组成的
【作出猜想】小组同学认为绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水转化成淀粉和氧气,故淀粉中一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素。
【实验验证】
方案一:小明将淀粉在氧气中燃烧,检验生成物中有水和二氧化碳,得出结论“淀粉是由碳、氢、氧三种元素组成的”。
(1)小刚认为该方案不合理,只能说明淀粉中一定含有碳、氢元素,不能确定是否含有氧元素,理由是 。
方案二:小刚用如图所示装置进行实验,实验开始先通入一会儿氮气,然后关闭弹簧夹,点燃酒精灯给淀粉加强热。
(2)观察到 出现,说明淀粉中含有氢元素和氧元素。
(3)观察到硬质玻璃管中残留有黑色固体,他猜测该黑色固体是单质碳,并继续利用如图所示装置,另选试剂进行了验证单质碳的实验。(提示:单质碳的化学性质可类比木炭的化学性质)实验过程和现象如下表:
实验过程 实验现象
在烧杯中倒入一定量的澄清石灰水,再 ,点燃酒精灯 ①玻璃管中的黑色固体剧烈燃烧,发出白光; ②
写出产生现象①的符号表达式: 。
【实验结论】淀粉是由碳、氢、氧三种元素组成的。
四、分析计算题
13.如图是市售某品牌牙膏包装盒上的部分说明。其主要活性成分单氟磷酸钠是牙膏的主要添加剂,实验表明,当牙膏中单氟磷酸钠的质量分数达到0.7%~0.8%时,防龋齿的效果较好。
主要成分:单氟磷酸钠Na2PO3F
净含量:110 g
含氟:114 mg
功效:防龋齿
(1)单氟磷酸钠由 种元素组成,其中氟元素的质量分数是 (精确到0.1%),钠元素和氧元素的质量比是 (填最简整数比)。
(2)单氟磷酸钠(Na2PO3F)中F为-1价,则P为 价。
(3)通过计算,判断该牙膏是否有较好的防龋齿效果。
答案：
1.C 解析:题图中计入空气质量指数的有害气体属于氧化物的有二氧化氮、二氧化硫和一氧化碳,所以共有三种,故选C项。
2.C 解析:①2H2表示2个氢分子,A项错误;②Fe3+表示1个铁离子带3个单位正电荷,B项错误;③中质子数是12,核外电子数是10,质子数大于核外电子数,是镁离子的结构示意图,C项正确;由④元素周期表中的一格信息可知,铒的相对原子质量为167.3,单位不是g,通常省略,D项错误。
3.D 解析:由题图可知X与Y属于并列关系,而整个大圈表示纯净物,所以X与Y是单质与化合物中的一种;Y与Z是包含与被包含的关系,所以Y是化合物,Z是氧化物,X是单质。液氧属于单质,高锰酸钾属于化合物,但不属于氧化物,湖水属于混合物,四氧化三铁属于氧化物,故D项符合题意。
4.D 解析:氢氧化钠中钠元素显+1价,氢氧根显-1价,其化学式为NaOH,A项正确;硫酸铜中铜元素显+2价,硫酸根显-2价,其化学式为CuSO4,B项正确;高锰酸钾中钾元素显+1价,高锰酸根显-1价,其化学式为KMnO4,C项正确;氧化铝中铝元素显+3价,氧元素显-2价,其化学式为Al2O3,D项错误。
5.D 解析:根据微观示意图,该反应是水分解生成氢气和氧气,A项错误;H2O中氢元素显+1价,氧元素显-2价,H2中氢元素显0价,O2中氧元素显0价,反应前后元素的化合价发生改变,B项错误;水中氢元素和氧元素的质量比为2∶16=1∶8,C项错误;分子是由原子构成的,水分子由氢原子和氧原子构成,D项正确。
6.B 解析:氢氧化钠中阴离子为氢氧根离子,其离子符号为OH-,A项错误;氢氧化钠中的钠元素属于金属元素,而氢元素、氧元素属于非金属元素,B项正确;铝原子的质子数为13,核外电子数为13,其原子的结构示意图为,C项错误;氢氧化钠中钠元素为+1价,氢氧根为-1价,其化学式为NaOH,D项错误。
7.D 解析:根据反应的微观示意图,反应物是一氧化碳、水,两者都是化合物,A项错误;物质是由元素组成的,分子是由原子构成的,故一个分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的,B项错误;反应前有一个一氧化碳分子、两个水分子,反应后没有一氧化碳分子剩余,有一个水分子剩余,故参加反应的两种分子的个数比为1∶1,C项错误;反应前后共有水分子、一氧化碳分子、二氧化碳分子、氢分子四种分子,D项正确。
8.C 解析:电解水实验中,正极上产生氧气,负极上产生氢气,产生氧气和氢气的体积比为1∶2。a管与负极相连,b管与正极相连,所以a管和b管中气体体积比约为2∶1,A项正确;b管中收集到的是氧气,具有助燃性,能使燃着的木条烧得更旺,B项正确;水中不含有氢分子和氧分子,C项错误;该探究的依据是化学变化前后元素种类不变,由水分解的产物是氢气和氧气得出水由氢元素和氧元素组成,D项正确。
9.B 解析:己糖由三种元素组成,不属于氧化物,A项错误;己糖由C、H、O三种元素组成,B项正确;己糖中碳、氢、氧三种元素的质量比为(12×6)∶(1×12)∶(16×6)=6∶1∶8,由此可以得出己糖中氧元素的质量分数最大,碳、氢元素的质量比为6∶1,C、D项错误。
10.(1)使水中悬浮的杂质较快沉降
(2)玻璃棒 紧贴 防止过滤速度过慢 引流,防止液体迸溅
(3)使水蒸气液化 b
解析:(1)明矾可作混凝剂用于净水,其目的是使水中悬浮的杂质较快沉降。
(2)过滤需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒。“一贴”是指用少量水润湿滤纸并使滤纸与漏斗内壁之间紧贴,以免留有空隙导致过滤速度过慢。倾倒液体的烧杯尖嘴要紧靠玻璃棒,这样操作是为了引流,防止液体迸溅。
(3)仪器X是冷凝管,作用是使水蒸气液化。为使水蒸气液化更充分,冷水从下部进入,所以从b进入。
11.(1)①28.08 ②4
(2)①SiHCl3+H2Si+HCl ②混合物
(3)①Al2O3(或MgO、CaO、TiO2等答案任写一种即可) ②-3
解析:(1)①由硅在元素周期表中的一格信息可知,汉字下方的数字表示相对原子质量,故硅的相对原子质量为28.08。
②在原子中,质子数=核外电子数,则14=2+8+n,解得n=4。
(2)①由题图可知,反应物为SiHCl3和H2,反应条件为高温,生成物为Si和HCl,该反应的符号表达式为SiHCl3+H2Si+HCl。
②纯度为99.9%的高纯硅材料还含有0.1%的杂质,所以属于混合物。
(3)①氧化物是指由两种元素组成,且其中一种元素是氧元素的化合物,故氧化物有氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化钛等,化学式分别为Al2O3、MgO、CaO、TiO2等。
②Ga2O3中氧元素显-2价,设Ga的化合价为x,根据在化合物中正、负化合价代数和为0的原则,有2x+(-2)×3=0,解得x=+3,Ga2O3、GaN两种物质中Ga的化合价相同,都是+3价,则其中N为-3价。
12.(1)生成物中的氧元素可能全部来自氧气
(2)干冷的小烧杯内壁有水雾
(3)向玻璃管中通入氧气 澄清石灰水变浑浊 C+O2CO2
解析:(1)生成物水和二氧化碳中含有碳、氢、氧三种元素,反应物氧气中含有氧元素,说明淀粉中一定含有碳元素和氢元素,可能含有氧元素,所以小刚认为方案一不合理,因为生成物中的氧元素可能全部来自氧气。
(2)点燃酒精灯给淀粉加强热,干冷的小烧杯内壁有水雾出现,水是由氢元素和氧元素组成的,故观察到干冷的小烧杯内壁有水雾出现,说明淀粉中含有氢元素和氧元素。
(3)单质碳燃烧需要氧气,所以应再向玻璃管中通入氧气。单质碳燃烧生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,所以观察到澄清石灰水变浑浊;黑色固体燃烧发白光,即单质碳与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳,反应的符号表达式为C+O2CO2。
13.(1)4 13.2% 23∶24
(2)+5
(3)114 mg=0.114 g,
该牙膏中单氟磷酸钠的质量为0.114 g÷(×100%)≈0.864 g,则单氟磷酸钠的质量分数为×100%≈0.785%。
0.785%在0.7%和0.8%之间,故有较好的防龋齿效果。
解析:(1)由单氟磷酸钠(Na2PO3F)的化学式的意义可知,单氟磷酸钠由钠、磷、氧、氟4种元素组成,其中氟元素的质量分数是×100%≈13.2%,钠元素和氧元素的质量比是(23×2)∶(16×3)=23∶24。
(2)单氟磷酸钠(Na2PO3F)中F为-1价,钠为+1价,氧为-2价,由化学式中元素正、负化合价的代数和为0推出,P为+5价。
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