氧气的平均体积分数(%) 数据分析：
79.7 88.4 89.7 (3)由实验1、2可知，用向上排空气法收集氧气时，为提高获得的氧气体积分数，可采取的措施是_______________。
(4)不考虑操作因素，实验3获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因是_______。 Ⅲ.铁丝在氧气中燃烧
(5)铁丝在纯净氧气中燃烧的化学反应方程式为________________________。
(6)铁丝燃烧时火星四射，经研究表明产生火星四射现象的原因，可能是同时生成了某种气体，推测该气体是_____________(填化学式)。将燃烧后的黑色固体粉碎后，滴加稀盐酸，若产生气泡，则原因是________________(用化学反应方程式表示)。
【答案】 (1). 酒精灯 (2). 铁架台 (3). 2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑ (4). 防止高锰酸钾
粉末进入导管 (5). 试管口向上倾斜 (6). 延长收集时间 (7). 反应物不纯（合理即可） (8). 3Fe+2O2
Fe3O4 (9). CO2 (10). Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
【解析】本题主要考查了仪器的名称、实验室用高锰酸钾制取氧气，铁丝在氧气中燃烧的实验，同时也考查了化学方程式的书写、注意事项等，综合性比较强。 （1）上图中有标号仪器的名称分别是①酒精灯，②铁架台；
（2）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，反应的化学反应方程式为：2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑；加热高锰酸钾时，试管口要放一团棉花，以防止高锰酸钾粉末进入导管；给固体加热时，试管口要略向下倾斜，以防冷凝水回流使试管炸裂，图中装置一处明显的错误是试管口向上倾斜； （3）根据实验1、2的操作可知，实验2延长了氧气收集的时间，瓶中氧气的体积分数有所提升。如果想提高获得的氧气体积分数，可以采取延长氧气的收集时间的措施，
（4）如果各项操作没有问题，实验3获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因可能是反应物不纯； （5）铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应的化学方程式为：3Fe+2O2
Fe3O4；
（6）日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质，含碳细铁丝燃烧时，其中的炭粒生成的CO2气体在熔融液态物质中形成气泡，熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象；将燃烧后的黑色固体粉碎后，滴加稀盐酸，若产生气泡，原因是铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁；铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑。
24. 氢气作为新能源有很多优点，制取与储存氢气是氢能源利用领域的研究热点。 I.制氢：铁酸锌(ZnFe2O4)可用于循环分解水制气，其反应可表示为： 6ZnFe2O4
6ZnO+4Fe3O4+O2↑；
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3ZnO+2Fe3O4+H2O3ZnFe2O4+H2↑
(1)ZnFe2O4中Fe的化合价为_______________。
(2)该循环制氢中不断消耗的物质是________(填化学式)，得到H2和O2的质量比为__________。 (3)氢气作为新能源的优点有________(任写一点)。该循环法制氢的不足之处是________。
Ⅱ.贮氢：合金Mg2Cu是一种潜在的贮氢材料，高温时在氩气保护下，由一定质量比的Mg、Cu单质熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢生成氢化物和另一种合金，其化学方程式为： 2Mg2Cu+ 3H2(4)熔炼制备Mg2Cu合金时，通入氩气的目的是_________________。
(5)氢化物MgH2与水反应生成一种碱，并释放出H2。 其化学反应方程式为________。 (6)11.2g Mg2Cu完全吸氢后所得混合物与过量盐酸反应，放出H2的质量为________g。
【答案】 (1). +3 (2). H2O (3). 1：8 (4). 不污染环境、热值大、原料来源丰富 (5). 能耗高 (6). 起到保护作用，防止金属被氧化 (7). MgH2+2H2O=Mg(OH)2↓+2H2↑ (8). 0.7g 【解析】本题考查了有关元素化合价的计算，氢能源，化学方程式的书写，根据化学方程式的计算。难度较大，仔细审题，找出的用的信息结合已有知识进行分析解答。
（1）ZnFe2O4中锌的化合价为+2价，氧元素的化合价为﹣2，设：Fe的化合价为x，根据化合物中元素化合价的代数和为零，则有（+2）+2x+（﹣2）×4=0，x=+3；
（3）氢气作为新能源的优点有不污染环境、热值大、原料来源丰富，该循环法制氢时都是在高温下进行，不足之处是能耗高；
（4）高温时Mg、Cu都能与空气中氧气反应，熔炼制备Mg2Cu合金时，通入氩气可以起到保护作用，防止金属被氧化；
（5）氢化物MgH2与水反应生成一种碱，并释放出H2，根据质量守恒定律可知，生成的碱是氢氧化镁，化学反应方程式为 MgH2+2H2O=Mg(OH)2↓+2H2↑；
（6）11.2g Mg2Cu完全吸氢后所得混合物与过量盐酸反应，其中的氢化镁与水反应生成氢氧化镁和氢气，MgCu2中只有镁与盐酸反应产生氢气。
设：11.2g Mg2Cu完全吸氢后生成氢化镁的质量为x，MgCu2的质量为y。 2Mg2Cu+3H2
3MgH2+MgCu2
3MgH2+MgCu2
224 78 152 11.2g x y
x=3.9g
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y=7.6g
设：3.9g氢化镁与水反应生成氢气的质量为a MgH2+2H2O=Mg(OH)2↓+2H2↑ 26 4 3.9g a
a=0.6g
7.6gMgCu2含有镁的质量为：7.6g×
× 100%=1.2g
设：1.2g的镁与盐酸反应生成的氢气质量为b Mg+2HCl═MgCl2+H2↑ 24 2 1.2g b
b=0.1g
生成氢气的质量为：0.6g+0.1g=0.7g。
25. 某工厂产生的废渣主要成分是含钙的化合物(杂质为Fe2O3)。用该废渣制取CaCl2晶体(CaCl2·xH2O)并进行组成测定，其制取的流程如下图所示：
已知：NH4Cl溶液显酸性，且浓度越高酸性越强
(1)XRD图谱可用于判断某固态物质是否存在。右图为煅烧前后废渣的XRD图谱。写出煅烧时发生的化学反应方程式________________________________。
(2)浸取时需连续搅拌，其目的是_______________；生成的NH3能使湿润的红色石蕊试纸变__________色。
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(3)在其它条件相同的情况下，CaCl2的产率随浸取温度的变化如下图所示。则宜选择的浸取温度为____________℃左右。
(4)若使用过量浓度较高的NH4Cl溶液，则所得CaCl2溶液中会含有NH4Cl、_______(填化学式)等杂质。 (5)过滤得到的Fe2O3在高温下可与CO反应，写出该反应的化学方程式____________。 (6)测定晶体(CaCl2·xH2O)的组成：
a.称取14.7000g CaCl2晶体于锥形瓶内，加入适量蒸馏水.使其全部溶解。 b.再向其中加入足量的Na2CO3溶液，静置。 C.过滤、洗涤、干燥、称量，得到10.0000g固体。
①通过计算，确定x的值(写出计算过程)。______________________。
②判断步骤b中沉淀完全的方法是：静置，向上层清液中滴加__________，则说明已沉淀完全；若沉淀不完全，则测得的x值比实际值______(填“偏大”、“偏小”或“ 不变”。 【答案】 (1). Ca(OH)2
CaO+H2O (2). 使氧化钙与水充分反应生成氢氧化钙，再与氯化铵反应
2Fe+3CO2 (7). 2 (8). 滴加碳酸钠，
(3). 蓝 (4). 85.5 (5). FeCl3 (6). Fe2O3+3CO没有沉淀产生 (9). 偏大
【解析】本题通过制取CaCl2晶体流程，考查了获取信息并利用信息的能力，炼铁的原理，盐的性质，根据化学方程式计算等，难度较大，综合性较强，仔细审题，找出的用的信息结合已有知识进行分析解答。 （1）根据煅烧前后废渣的XRD图谱可知，煅烧时发生的化学反应是氢氧化钙分解生成氧化钙和水，化学方程式是Ca(OH)2
CaO+H2O；
（2）浸取时需连续搅拌，其目的是使氧化钙与水充分反应生成氢氧化钙，再与氯化铵反应；氨气溶于水形成氨水显碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色；
（3）由图示可知85.5℃左右CaCl2的产率最高，宜选择的浸取温度为85.5℃左右；
（4）若使用过量浓度较高的NH4Cl溶液，溶液的酸性较强，可能与氧化铁反应，生成氯化铁，所得CaCl2溶液中会含有NH4Cl、FeCl3等杂质；
（5）一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式是：Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2；
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（6）①设生成10.00g沉淀需要氯化钙的质量为y则： CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl 111 100 y 10g
解得y=11.1g，所以结晶水的质量=14.7000g﹣11.1g=3.6g， 14.7g×
得x=2；
②沉淀完全说明溶液中不含有氯化钙，可用碳酸钠溶液检验。如果向上层清液中滴加碳酸钠，没有沉淀产生，说明已沉淀完全，若沉淀不完全，计算的氯化钙质量小，水的质量多， x值偏大。
×100% =3.6g，解
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