学进去

化学实验室有一包硫酸镁和碳酸镁的固体混合物，化学兴趣小组的同学取出12.4g进行如图所示实验。(实验过程中的损失忽略不计，产生的气体全部逸出)

(1)发生反应的化学方程式为_______；
(2)求解12.4g样品中碳酸镁质量(X)的比例式为_______；
(3)原固体混合物中硫酸镁和碳酸镁的质量最简整数比为_______；
(4)用溶质质量分数为98﹪的浓硫酸配制上述所需的稀硫酸，需要加水的质量是_______；
(5)B溶液的溶质质量分数为_______。

为研究金属与盐溶液反应后固体成分和滤液中溶质成分的存在规律，47中化学学习小组的同学进行下列实验：向含有AgNO₃、Cu(NO₃)₂的废液中加入ag的铁粉，一定发生的反应方程式为_______。过滤，得固体A和滤液B(实验过程如下图所示)。向固体A中滴加稀盐酸，无明显现象，小组同学对所得滤液B的成分进行探究。

【提出问题】过滤后所得滤液B中含有哪些成分？
【猜想与假设】同学们的部分猜想如下：
猜想一：滤液B中含有Fe(NO₃)₂一种溶质；
猜想二：滤液B中含有Cu(NO₃)₂和AgNO₃和银三种溶质；
猜想三：滤液B中含有Fe(NO₃)₂和Cu(NO₃)₂两种溶质；
【表达与交流】讨论后，大家一致认为猜想二是错误的，同时结合三组同学的猜想，得出在分析反应后溶液中溶质成分时需要考虑的物质有_______。
【实验探究】
甲组同学：取滤液少许于试管中，伸入一根洁净的铜丝，观察到_______的明显现象，得出滤液B中溶质的化学式应该是_______，从而也能推出滤渣的成分。
乙组同学：取滤液少许于试管中，选用了与甲组试剂不同类别的另一种试剂进行实验，也成功的确定了滤液B的溶质成分。乙组所选试剂为_______(填试剂名称)。
【拓展与延伸】小组同学绘制了向AgNO₃、Cu(NO₃)₂的废液中加入ag的铁粉时，溶液中离子变化趋势如图。根据所学知识判断①表示的是_______的变化趋势。

A.Fe²⁺ B.Cu²⁺ C.Ag⁺ D.

同学们在完成“电解水实验”时，发现该反应速率较慢，且产物氢气与氧气的体积比很难达到理论值。为探究电解水时所需NaOH溶液的最佳浓度，在图1所示装置中分别注入质量分数为10%、12%、14%、16%、18%、20%的NaOH溶液，在9V电压下电解3min，产生氢气和氧气的体积如图2所示。下列说法正确的是（       ）

A．管a中产生的气体能支持燃烧

B．上述反应中原子、分子的种类和数目都不变

C．该实验中氢氧化钠溶液的浓度越大，产生气体的速率越快

D．电解质量分数为14%的NaOH溶液所产生的氢气、氧气体积比最接近理论值

科学探究和证据推理是化学学科的核心素养。化学兴趣小组利用图1装置对“测定空气中氧气的含量”实验进行探究，并基于证据进行推理分析。
I.氧气是参与“氧循环”的重要物质。

(1)图3为空气成分示意图，物质A为________。（填化学式）
(2)用图1装置测出空气中氧气体积分数小于1/5，可能的原因是________。（答一点）
(3)利用图1装置测定空气中氧气含量并结合传感器技术，测得实验过程中容器内气体压强、温度的变化趋势如图2所示。请结合实验原理，解释引起DE段气体压强变化的操作是：________。
Ⅱ.用镁条测定空气中氧气的含量

某同学进行图4所示实验时发现，产物中有少许黄色固体。
【提出问题】黄色固体是什么呢？
【查阅资料】
①氧化镁为白色固体；
②镁能与空气中的氮气反应生成黄色的氮化镁（Mg₃N₂）固体；
③氮化镁可与水反应生成氨气。
【做出猜想】黄色固体为Mg₃N₂
【实验过程】进行图5所示实验：取燃烧产物于烧杯B中，加入适量水，然后用大烧杯罩住烧杯A和B。
【实验结论】
(4)观察到的现象是________，据此可推断燃烧产物中含氮化镁（Mg₃N₂）。
【反思交流】
(5)进行图4所示实验时，在确保规范操作的前提下，该同学所测得的空气中氧气的体积分数________（填“大于”、“小于”或“等于”）1/5。
【拓展延伸1】已知白磷燃烧所需要的最低温度为40℃。锥形瓶内空气体积为230mL，注射器中水的体积为50mL，按图6所示连接好仪器，夹紧弹簧夹，先将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃。
(6)整个实验过程中，气球的变化是________；待白磷熄灭后冷却至室温后打开弹簧夹，还可观察到注射器中的水自动喷射出来，原因是________。
(7)若瓶内白磷和细沙的体积忽略不计，当注射器中的水还剩8.0mL时停止流下，根据该实验可得出空气中氧气的体积分数为________。（结果保留一位小数）
【拓展延伸2】“温控保鲜”和“气调保鲜”是两类食品保鲜技术。它们通过降低温度和改变气体成分，达到抑制储藏物细胞呼吸的目的。如图7所示是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程。

(8)冰箱中常用的是“气调保鲜”，在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是________（填“富氧空气”或“富氮空气”）。
(9)富氧空气中氧气和其他气体的体积比可能是________（填字母）。

A．1：3

B．1:4

C．1:5

D．1:6

2023年9月23日，杭州亚运会开幕式使用的一种液体火炬燃料——“零碳甲醇”，备受瞩目，它是CO₂资源化利用的有效途径，是实现“碳中和”理念的重要途径（“碳中和”是指CO₂的排放总量和减少总量相当）。

I.“水循环、氧循环和碳循环”是自然界存在的三大重要循环，如图1。
(1)以下说法不正确的是________。
a.从物质变化角度看，水循环与另外两种在变化上有本质的区别
b.二氧化碳的消耗途径就是氧气的产生途径
c.碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
(2)结合图1，提出一种目前可行的吸收二氧化碳的方式：________。
II.“碳捕获”并封存有利于减缓温室效应。同学们设计了一个简易CO₂捕捉器，其流程如图2所示。
(3)写出喷雾反应器中发生反应的符号表达式________，此方法中采用“喷雾”的优点是________。
III.“碳”的转化与利用
转化一：CH₄与CO₂在固相催化剂作用下可得到CO和H₂，反应过程如图3所示，在催化剂表面发生的反应可分为以下2步：。

(4)反应一段时间后，催化剂的催化效果降低的原因是________，可在原料气中加入适量________气体以有效缓解上述问题。反应中各物质的量随温度变化的曲线如图4所示，纵坐标（kmol）数值越大表示该物质越多，因此，反应在________（填“较低”或“较高”）温度下进行。
(5)利用液氮的低温可将CO液化分离，从而获得纯净的氢气，说明氢气的沸点比CO的沸点________。
转化二：以CO₂为原料制取炭黑的太阳能工艺如图5所示
(6)反应1的符号表达式为________。
(7)在整个转化过程中，CO₂最终被转化为________，反应前后Fe₃O₄质量会________（“变大”或“不变”或“变小”）。
转化三：光催化还原法能实现二氧化碳的甲烷化，将二氧化碳和水转化为甲烷和氧气。
(8)催化剂的催化效率和甲烷的生成速率随温度的变化关系如图所示。300~400℃之间，甲烷生成速率加快的原因是________。

实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，某次实验中固体的质量变化如图，请计算：

(1)生成氧气的质量是多少？
(2)生成的氯化钾质量是多少？（结果保留至0.01）

化学与我们的生活、生产、科技密切相关。
(1)甲物质是生产、生活中常用的燃料。甲在氧气中燃烧生成水和二氧化碳，则甲物质中一定含有______元素。
(2)我国发射成功并安全返回的“嫦娥五号”探测器使用了大量的钛合金，工业上通常是在高温条件下用四氯化钛(TiCl₄)与金属镁发生反应获得金属钛和氯化镁，该反应的化学方程式为______。四氯化钛(TiCl₄)中钛元素的化合价为______。
(3)某氮的氧化物中，氮、氧元素的质量比为7：16，则该氧化物的化学式为______。

下列说法正确的是

A．等质量钠、镁、铝三种金属中，钠所含的原子个数最多

B．等质量的碳、硫充分燃烧，消耗氧气的质量硫比碳大

C．质量相同的H2O2、KMnO4、KClO3、H2O四种物质，完全分解后制得氧气质量最少的是H2O

D．4.8g镁与3.2g氧气恰好完全反应生成8g氧化镁

2023年5月30日，神舟十六号载人飞船发射成功，航天员将在中国空间站完成各项任务，因此，保障航天员的氧气需求至关重要。那么，空间站的氧气从哪里来？
I.从地球带上去
(1)航天员在太空舱中，可利用自己呼出的二氧化碳与过氧化钠(Na₂O₂)粉末作用来获得所需的氧气，并处理呼出的二氧化碳(化学方程式为：)。假如某航天员在某次太空飞行中预计消耗氧气640kg，请计算该航天员在太空舱中至少应准备的过氧化钠的质量____(写出具体计算步骤)。
(2)航天工业以空气为原料制氧。工业上采用分离液态空气法获得氧气，其过程可用如图1所示实验模拟。

①浸入液氮3min后，试管内产生约占其容积1/3的液态空气。取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭；1min后伸入带火星的木条，观察到木条复燃。导致木条复燃的原因是___________。
②上述实验利用氮气与氧气的沸点不同实现分离，由实验现象可知，两种气体中沸点比较高的气体是_____。
(3)利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，从而获得高浓度的氧气。其原理示意图2如图所示：由此可知两种分子的大小：N₂___________(填“>”或“<”)O₂。
Ⅱ.在天宫制出来
(4)目前空间站已实现电解水制氧，写出反应的化学方程式：___________。
(5)空间站是一个相对封闭的场所，解决“气体从哪里来”的问题必然伴生着“气体往哪里去”的问题。为此，科学家设计了生物再生生命保障系统，实现了“水-氧-碳”的循环转化。下列叙述正确的是___________(填字母)。

A．“水-氧-碳”的循环转化，减少了氧气的携带量，减轻了火箭和飞船的载重

B．电解水在产生氧气的同时产生氢气，系统需要对氢气进行转化

C．“水-氧-碳”的循环转化过程中原子的种类发生了改变

D．人体代谢产物中的水既有气态又有液态，设计系统时应考虑水的冷凝与净化

下列实验与对应的图像正确的是

A．图①表示：电解水生成氢气和氧气的质量与反应时间的关系

B．图②表示：在某温度下，向一定量饱和KNO3溶液中不断加入KNO3固体

C．图③表示：足量红磷在密封的空气瓶中燃烧，瓶内气体压强与时间的关系

D．图④表示：镁条在密闭容器中(内含空气)燃烧，容器里物质的总质量