在化合物中.氢元素通常显价.氧元素通常显价．题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

在化合物中，氢元素通常显______价，氧元素通常显______价．

确定化合物中元素的化合价，有以下规律：氢元素通常显+1价，氧元素通常显-2价．
故答案为：+1；-2．

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水是生命的源泉，也是不可缺少的资源．请回答下列问题．

（1）确认水是由氧元素和氢元素组成的实验中需用到的装置是

乙

（填“甲”或“乙”）．
（2）水污染日益严重，水资源的保护和合理利用已受到人们的普遍关注．
请参与讨论下列有关问题：
（Ⅰ）自来水、蒸馏水、海水中属于纯净物的是

蒸馏水

．
（Ⅱ）某饮水点处用直饮水机可将自来水净化为饮用水，其处理步骤如下：

图中：①对应的作用是

（填字母序号，下同），③对应的作用是

．
A．杀菌消毒 B．吸附杂质 C．沉淀过滤 D．蒸馏
（3）自然界的水中含有少量Ca（HCO₃）₂等可溶性化合物，加热时Ca（HCO₃）₂会分解．
[查阅资料]碳酸氢钙[Ca（HCO₃）₂]受热易分解，生成难溶性的化合物、气体等物质．请你一起参与对碳酸氢钙受热分解产物成分的探究．
[提出猜想]
猜想1．生成的难溶性化合物可能是碳酸钙．经实验探究该猜想正确．
猜想2．放出的气体可能是O₂、H₂、CO、CO₂中的一种或几种
[实验探究]为探究气体的成分，甲同学设计如下实验．

操作1．将Ca（HCO₃）₂加热分解后的气体通入装置中，澄清石灰水变浑浊．
操作2．在球形干燥管a处用燃着的木条检验，无明显现象．
[实验结论]
结论1．碳酸氢钙分解产生的气体一定有

二氧化碳

．
[表达交流]
交流1．从安全的角度考虑，在操作2之前一定要进行的实验是

点燃气体前应该先验纯

．
交流2．乙同学认为，还可以得出“结论2：碳酸氢钙受热分解的化学方程式为Ca（HCO₃）₂

△

CaCO₃↓+CO₂↑”
丙同学对上述探究活动提出两处异议：

丙同学的异议	你是否同意丙的观点并阐述理由
异议一：乙同学的“结论2”不正确	同意此观点．根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变：反应前有氢原子，反应后又无氢气生成，所以应有水生成．同意此观点．根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变：反应前有氢原子，反应后又无氢气生成，所以应有水生成．
异议二：该实验不能判断氧气是否存在	不同意此观点．因为氧气具有助燃性，若有氧气产生，实验操作2中的木条燃烧的会更旺．不同意此观点．因为氧气具有助燃性，若有氧气产生，实验操作2中的木条燃烧的会更旺．

探究小组同学发现家中烧开水的铝壶和盛放开水的暖瓶，长时间使用会有白色固体附着，很难洗掉．
【查阅资料】这种白色固体称为水垢，这是因为硬水中含有较多的可溶性的钙、镁化合物，其中碳酸氢钙 Ca（HCO₃）₂受热易分解，生成难溶性的化合物、气体等物质．
【提出问题】碳酸氢钙受热分解后产物的成分是什么？
【提出猜想】从组成物质元素的角度分析：
猜想1．生成的难溶性化合物可能是

CaCO₃

．
猜想2．放出的气体可能是O₂、H₂、CO₂．
【实验探究】该组同学设计如图所示实验，先探究产生气体的成分．
操作1．加热A装置，一段时间后，B装置中的澄清石灰水变浑浊．
操作2．在a处用燃着的木条检验，无明显现象．
【方案设计】请你在上述实验的基础上设计实验，帮助该组同学再确定难溶物的成分．

实验步骤	实验现象与结论
在上述实验的试管中，加入稀盐酸稀盐酸后，再将产生的气体通入澄清石灰水中	若有气泡产生且澄清石灰水变浑浊，则难溶物是 CaCO₃ CaCO₃ （或猜想1成立）

【实验结论】
结论1．碳酸氢钙分解产生的气体一定有

CO₂

；一定没有

O₂、H₂

．
结论2．碳酸氢钙受热分解的化学方程式为Ca（HCO₃）₂

△

CaCO₃↓+CO₂↑
【实验交流】
交流1．B装置中的澄清石灰水变浑浊的反应方程式为．
交流2．从安全的角度考虑，操作2中存在的实验不足是．
交流3．小组内某同学对上述结论提出异议：

该同学的观点	请说出你的观点并阐述理由
①该实验装置中C装置可以不要	不同意此观点，因为氧化钠溶液能吸收二氧化碳不同意此观点，因为氧化钠溶液能吸收二氧化碳
②“结论2”不正确	同意此观点，根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，反应前有氢原子，反应后又无氢气生成，所以应有水生成．同意此观点，根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，反应前有氢原子，反应后又无氢气生成，所以应有水生成．

【拓展延伸】水垢很难用水洗净，有同学发现在厨房中也可以找到物品除去水垢，你认为该物品可能是

食醋

．

一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物（如CO、CH₄等）为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学．
（1）工业上用天然气和水蒸气在高温条件下发生反应，得到CO和H₂，该反应的化学方程式为

CH₄+H₂O

高温

CO+3H₂

CH₄+H₂O

高温

CO+3H₂

，得到的CO和H₂的混合气被称为合成气，合成气在工业上可用于合成一系列化工原料和新型燃料，还可用于冶炼某些金属．
（2）某他学兴趣小组的同学在实验室模拟了合成气的制备，并设计实验验证合成气的还原性．
I．用甲烷和水蒸气在高温条件下反应得到合成气．根据（1）中所写的化学方程式．合成气中CO和H₂的质量比为

14：3

．
Ⅱ．用合成气还原足量氧化铜．实验装置如图所示：

[设计实验步骤]
①连接好装置并检查气密性．
②装入药品，通人一段时间合成气．
③分别称量装置D、E的质量．
④缓缓通入合成气，加热装置C，使其充分反应．
⑤停止加热，继续通入合成气至恢复到室温．
⑥再次分别称量装置D、E的质量．
[完善实验设计]经过讨论同学们认为，装置E后还应添加一个酒精灯，并在实验步骤

②

（填实验步骤的序号）中点燃（点燃前应对气体验纯）．
[进行实验]该小组的同学按上述步骤进行实验，并记录了实验现象和数据：
①装置C中出现

红

色物质．
②称量数据如左表所示．

	装置D的质量	装置E的质量
反应前	292.4g	198.2g
反应后	296.0g	201.5g

[现象分析和数据处理]
①甲同学根据装置C中的现象，认为是合成气中的CO和H₂还原了CuO．
②乙同学通过对上表数据的分析，推测除了CO和H₂以外，制得的合成气中可能还有未反应的CH₄，且CH₄也还原了CuO．试通过计算说明他的推测依据．

该实验生成物中碳、氢元素的质量比与一氧化碳和氢气还原氧化铜后碳、氢元素的质量比不符

[拓展探究]该小组同学对于CH₄是否真的能够还原氧化铜提出了质疑并进行探究．
查阅资料：甲烷具有还原性，可以还原氧化铜，生成CO₂和H₂O；白色的无水硫酸铜遇水会变成蓝色．
实验设计：该小组同学拟用纯净的甲烷气体和如下装置进行实验．

小强同学在化学氧自救器的说明书中看到“人呼出气体中的二氧化碳与自救器药罐中的生氧剂（超氧化钾KO₂）接触能产生氧气后，对自救器内发生的化学反应原理产生了探究欲望．在老师指导下，小强与同学们展开了以下实验探究活动，请你参与．
活动：探究二氧化碳与超氧化钾反应除生成氧气外，还能生成什么物质？
[老师提示]二氧化碳与超氧化钾反应的生成物只有两种，其一是氧气，其二是一种化合物．
[作出猜想]二氧化碳与超氧化钾反应生成的化合物到底是哪种物质？小强作出了以下三种猜想：
a是一种酸； b是一种碱； c是一种碳酸盐．
通过对反应物有关的元素组成的分析，小影同学认为猜想

、

（填序号）一定是错误的，理由是

化学反应前后元素的种类不变，反应物的组成中无氢元素故无酸碱生成（答案合理即可）

．
[进行实验]同学们通过以下实验验证小强同学的另一个猜想．

实验步骤	实验现象	实验结论
将二氧化碳与超氧化钾反应后的固体取样加入稀盐酸，把产生的气体通入足量的澄清石灰水中取样加入稀盐酸，把产生的气体通入足量的澄清石灰水中	有大量气泡产生澄清石灰水变浑浊有大量气泡产生澄清石灰水变浑浊	猜想 c c （填序号）是正确的，二氧化碳与超氧化钾反应生成的化合物是碳酸钾碳酸钾（填名称）．

[交流与讨论]
（1）小影认为：二氧化碳与超氧化钾反应的化学方程式是

4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂

．
（2）老师指出：人呼出的气体中含有的水分也能与超氧化钾反应生成氧气．小影简述了鉴定氧自救器药罐中生氧剂超氧化钾是否需要更换的简便的化学方法：

取待鉴定的生氧剂少量于试管中，滴加少量的水，观察是否有气泡产生，将带火星的木条伸入试管内，观察木条是否复燃，即可判断生氧剂是否需要更换

．
（3）小强简述了化学氧自救器能达到氧自救的化学反应原理

超氧化钾能吸收呼出气体中的二氧化碳，转化为能供给呼吸的氧气

．

（2010?新乡一模）当矿井内遇有灾害事故，造成环境中缺氧或出现高浓度有毒有害气体时，可佩戴“化学氧自救器”逃生．其化学反应原理为：正常呼气时，呼出的二氧化碳气体和药罐内生氧剂（过氧化钠Na₂O₂）发生化学反应产生氧气以供给人呼吸．某化学活动小组的同学围绕其化学反应原理进行了一系列的探究活动．

（1）用如图所示由A、B、C、D组合成的成套装置和有关药品制取并收集氧气．
①若用石灰石与稀酸盐反应制取二氧化碳，则A装置可采用下图中的

F或G

（填序号）有关反应的化学方程式为

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

．
②用C装置中的氢氧化钠溶液吸收未与过氧化钠反应的二氧化碳．请写出氢氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式

2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O

．
③证明生成的气体是氧气，可使用

带火星的木条

进行检验．
（2）二氧化碳与过氧化钠反应除生成氧气还生成什么其他物质？有位同学推测可能生成了一种酸或一种碱，另一个同学认为不可能，其理由是

二氧化碳与过氧化钠都不含氢元素，故不可能生成含有氢元素的酸或碱

．
（3）有同学推测可能生成了一种碳酸盐．并设计了以下实验进行验证，请将下表填写完整．

实验步骤	实验现象	实验结论
将二氧化碳与过氧化钠反应后的固体加入一只小试管中，然后滴加适量的稀盐酸，再把生成的气体通入澄清的石灰水加入一只小试管中，然后滴加适量的稀盐酸，再把生成的气体通入澄清的石灰水	试管中有气泡冒出，澄清的石灰水变浑浊试管中有气泡冒出，澄清的石灰水变浑浊	二氧化碳与过氧化钠反应生成的化合物是碳酸盐碳酸盐

（4）如果每人每小时消耗的氧气在某温度和压强条件下的体积为50L，若从矿井中逃生需2小时，则“化学氧自救器”中至少需要过氧化钠多少克？（已知：在上述温度和压强条件下氧气的密度为1.5g/L）

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