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19. 镍（Ni）是一种用途广泛的金属。硫酸镍溶液显绿色，氢氧化镍为难溶于水的绿色固体。在这些化合物中，镍元素都显+2价。
（1）氢氧化镍的化学式为
（2）将硫酸镍溶液加入试管中，再滴加足量氢氧化钠溶液，生成氢氧化镍和硫酸钠。反应的化学方程式为
（1）氢氧化镍的化学式为
$\ce{Ni(OH)_{2}}$
，硫酸镍的化学式为$\ce{NiSO_{4}}$
。（2）将硫酸镍溶液加入试管中，再滴加足量氢氧化钠溶液，生成氢氧化镍和硫酸钠。反应的化学方程式为
$\ce{NiSO_{4} + 2NaOH = Ni(OH)_{2}\downarrow + Na_{2}SO_{4}}$
。答案
19. （1）$\ce{Ni(OH)_{2}}$ $\ce{NiSO_{4}}$ （2）$\ce{NiSO_{4} + 2NaOH = Ni(OH)_{2}\downarrow + Na_{2}SO_{4}}$
解析
【分析】
要解决这道题，需结合化合价规则书写化合物化学式，再根据反应事实书写化学方程式：
1. 书写化学式时，根据题目给出的镍元素为+2价，结合氢氧根（OH⁻，-1价）、硫酸根（SO₄²⁻，-2价）的化合价，利用“化合物中正负化合价代数和为0”确定原子个数比；
2. 书写化学方程式时，先确定反应物、生成物，再配平并标注沉淀符号（氢氧化镍难溶于水，需标↓）。
【解析】
（1）氢氧化镍：Ni为+2价，OH⁻为-1价，设化学式为$\ce{Ni(OH)_{x}}$，则$(+2) + x×(-1)=0$，解得$x=2$，故化学式为$\ce{Ni(OH)_{2}}$；
硫酸镍：Ni为+2价，$\ce{SO^{2-}_{4}}$为-2价，设化学式为$\ce{Ni_{y}(SO_{4})_{z}}$，则$(+2)y + (-2)z=0$，取$y=z=1$，故化学式为$\ce{NiSO_{4}}$。
（2）硫酸镍与氢氧化钠反应，反应物为$\ce{NiSO_{4}}$和$\ce{NaOH}$，生成物为$\ce{Ni(OH)_{2}}$（难溶，标↓）和$\ce{Na_{2}SO_{4}}$；配平：1个$\ce{NiSO_{4}}$提供1个$\ce{Ni^{2+}}$，需要2个$\ce{NaOH}$提供2个$\ce{OH^{-}}$，故化学方程式为$\ce{NiSO_{4} + 2NaOH = Ni(OH)_{2}\downarrow + Na_{2}SO_{4}}$。
【答案】
（1）$\ce{Ni(OH)_{2}}$；$\ce{NiSO_{4}}$
（2）$\ce{NiSO_{4} + 2NaOH = Ni(OH)_{2}\downarrow + Na_{2}SO_{4}}$
【知识点】
化合价与化学式书写；化学方程式书写
【点评】
本题考查化学用语的基础应用，核心是化合价规则、化学式及化学方程式的书写，属于化学学习的必备基础内容，只要掌握基本规则即可正确解答。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需结合化合价规则书写化合物化学式，再根据反应事实书写化学方程式：
1. 书写化学式时，根据题目给出的镍元素为+2价，结合氢氧根（OH⁻，-1价）、硫酸根（SO₄²⁻，-2价）的化合价，利用“化合物中正负化合价代数和为0”确定原子个数比；
2. 书写化学方程式时，先确定反应物、生成物，再配平并标注沉淀符号（氢氧化镍难溶于水，需标↓）。
【解析】
（1）氢氧化镍：Ni为+2价，OH⁻为-1价，设化学式为$\ce{Ni(OH)_{x}}$，则$(+2) + x×(-1)=0$，解得$x=2$，故化学式为$\ce{Ni(OH)_{2}}$；
硫酸镍：Ni为+2价，$\ce{SO^{2-}_{4}}$为-2价，设化学式为$\ce{Ni_{y}(SO_{4})_{z}}$，则$(+2)y + (-2)z=0$，取$y=z=1$，故化学式为$\ce{NiSO_{4}}$。
（2）硫酸镍与氢氧化钠反应，反应物为$\ce{NiSO_{4}}$和$\ce{NaOH}$，生成物为$\ce{Ni(OH)_{2}}$（难溶，标↓）和$\ce{Na_{2}SO_{4}}$；配平：1个$\ce{NiSO_{4}}$提供1个$\ce{Ni^{2+}}$，需要2个$\ce{NaOH}$提供2个$\ce{OH^{-}}$，故化学方程式为$\ce{NiSO_{4} + 2NaOH = Ni(OH)_{2}\downarrow + Na_{2}SO_{4}}$。
【答案】
（1）$\ce{Ni(OH)_{2}}$；$\ce{NiSO_{4}}$
（2）$\ce{NiSO_{4} + 2NaOH = Ni(OH)_{2}\downarrow + Na_{2}SO_{4}}$
【知识点】
化合价与化学式书写；化学方程式书写
【点评】
本题考查化学用语的基础应用，核心是化合价规则、化学式及化学方程式的书写，属于化学学习的必备基础内容，只要掌握基本规则即可正确解答。
【难度系数】
0.7
20. 形成化学观念，发展核心素养。
（1）微粒观：水是由
（2）变化观：某物质充分燃烧的微观示意图如下图，则物质X的微观粒子模型是
（3）守恒观：①生产中用乙炔焰切割金属，其反应原理：$2C_xH_2 +5O_2 \stackrel{点燃}{=\!=\!=}4CO_2 +2H_2O$，则x的值是
②将a g铜粉在空气中加热后，生成物的质量为b g，则a
③将17.4 g莽草酸（$C_7H_{10}O_5$）和17.6 g氧气置于密闭容器中引燃，恰好完全反应，生成水、二氧化碳和8.4 g一氧化碳，则生成二氧化碳的质量为
（4）能量观：当运载火箭点火发射时，氢氧发动机中发生化学反应产生巨大能量，该过程的微观示意图如图所示。写出发生反应的化学方程式：
（5）转化观：掺氢不仅能改善天然气的品质，还能有效减少二氧化碳的排放。某掺氢天然气（假设该混合气仅含$CH_4$和$H_2$）中氢元素的质量分数为40%，则混合气体充分燃烧后生成$CO_2$和$H_2O$的质量比为
（1）微粒观：水是由
$\ce{H_{2}O}$
（填粒子符号，下同）构成的；氯化钠是由$\ce{Na^{+}}$、$\ce{Cl^{-}}$
构成的。（2）变化观：某物质充分燃烧的微观示意图如下图，则物质X的微观粒子模型是
●◐●
。（3）守恒观：①生产中用乙炔焰切割金属，其反应原理：$2C_xH_2 +5O_2 \stackrel{点燃}{=\!=\!=}4CO_2 +2H_2O$，则x的值是
2
。②将a g铜粉在空气中加热后，生成物的质量为b g，则a
＜
（选填“＞”“＜”或“=”）b。③将17.4 g莽草酸（$C_7H_{10}O_5$）和17.6 g氧气置于密闭容器中引燃，恰好完全反应，生成水、二氧化碳和8.4 g一氧化碳，则生成二氧化碳的质量为
17.6 g
。该反应的化学方程式中水和一氧化碳的质量之比为15 : 14（或9 : 8.4）
。（4）能量观：当运载火箭点火发射时，氢氧发动机中发生化学反应产生巨大能量，该过程的微观示意图如图所示。写出发生反应的化学方程式：
$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃} 2H_{2}O}$
。（5）转化观：掺氢不仅能改善天然气的品质，还能有效减少二氧化碳的排放。某掺氢天然气（假设该混合气仅含$CH_4$和$H_2$）中氢元素的质量分数为40%，则混合气体充分燃烧后生成$CO_2$和$H_2O$的质量比为
11 : 18
（填最简比）。答案
20. （1）$\ce{H_{2}O}$ $\ce{Na^{+}}$、$\ce{Cl^{-}}$ （2）●◐● （3）①2 ②＜ ③17.6 g 15 : 14（或9 : 8.4） （4）$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃} 2H_{2}O}$ （5）11 : 18
解析
【分析】本题围绕化学核心素养的五大观念展开，需逐一分析各小问：（1）微粒观需明确构成物质的粒子类型，分子构成的物质如水，离子构成的物质如氯化钠；（2）变化观需利用质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变确定X的模型；（3）守恒观分三部分：①利用反应前后C原子守恒求x；②铜加热与氧气反应，生成物质量包含参加反应的氧气；③利用质量守恒和原子守恒计算生成物质量；（4）能量观根据氢氧反应的微观示意图，确定反应物和生成物书写方程式；（5）转化观通过设未知数，结合氢元素质量分数计算混合气成分，再求燃烧产物质量比。
【解析】
（1）水由水分子构成，粒子符号为$\ce{H_{2}O}$；氯化钠由钠离子（$\ce{Na^{+}}$）和氯离子（$\ce{Cl^{-}}$）构成。
（2）根据质量守恒定律，反应前后原子的种类、数目不变，结合微观示意图，确定物质X的微观粒子模型为$\ce{●◐●}$（●代表碳原子，◑代表氢原子）。
（3）①根据反应前后C原子守恒：左边C原子数为$2x$，右边为4，故$2x=4$，解得$x=2$；
②铜在空气中加热与氧气反应生成氧化铜，生成物氧化铜的质量等于铜的质量加上参加反应的氧气质量，因此$a ＜ b$；
③根据质量守恒定律，生成物总质量为$17.4\ \mathrm{g} +17.6\ \mathrm{g}=35\ \mathrm{g}$，则生成水和二氧化碳的总质量为$35\ \mathrm{g} -8.4\ \mathrm{g}=26.6\ \mathrm{g}$；莽草酸中H元素质量为$17.4\ \mathrm{g} × \frac{10}{7×12+10×1+5×16}=1\ \mathrm{g}$，水中H元素全部来自莽草酸，故生成水的质量为$1\ \mathrm{g} ÷ \frac{2}{18}=9\ \mathrm{g}$，则生成二氧化碳的质量为$26.6\ \mathrm{g} -9\ \mathrm{g}=17.6\ \mathrm{g}$；反应中水和一氧化碳的质量比为$9\ \mathrm{g}:8.4\ \mathrm{g}=15:14$；
（4）氢氧发动机中氢气和氧气在点燃条件下反应生成水，化学方程式为$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃} 2H_{2}O}$；
（5）设混合气中$\ce{CH_{4}}$质量为$x$，$\ce{H_{2}}$质量为$y$，根据氢元素质量分数：$\frac{\frac{4}{16}x + \frac{2}{2}y}{x+y}=40\%$，解得$x=4y$；$\ce{CH_{4}}$燃烧生成$\ce{CO_{2}}$质量为$\frac{44}{16}x=\frac{44}{16}×4y=11y$，生成$\ce{H_{2}O}$质量为$\frac{36}{16}x=\frac{36}{16}×4y=9y$；$\ce{H_{2}}$燃烧生成$\ce{H_{2}O}$质量为$\frac{18}{2}y=9y$，总$\ce{H_{2}O}$质量为$9y+9y=18y$，故$\ce{CO_{2}}$与$\ce{H_{2}O}$质量比为$11y:18y=11:18$。
【答案】
20. （1）$\ce{H_{2}O}$；$\ce{Na^{+}}$、$\ce{Cl^{-}}$ （2）$\ce{●◐●}$ （3）①2；②＜；③17.6 g；15 : 14 （4）$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃} 2H_{2}O}$ （5）11 : 18
【知识点】
构成物质的微粒；质量守恒定律；化学方程式的书写与计算
【点评】
本题以化学核心素养的五大观念为载体，综合考查物质构成、质量守恒定律应用、化学方程式书写及计算，知识点覆盖全面，需学生熟练掌握基础并灵活运用守恒思想解题。
【难度系数】
0.5
【解析】
（1）水由水分子构成，粒子符号为$\ce{H_{2}O}$；氯化钠由钠离子（$\ce{Na^{+}}$）和氯离子（$\ce{Cl^{-}}$）构成。
（2）根据质量守恒定律，反应前后原子的种类、数目不变，结合微观示意图，确定物质X的微观粒子模型为$\ce{●◐●}$（●代表碳原子，◑代表氢原子）。
（3）①根据反应前后C原子守恒：左边C原子数为$2x$，右边为4，故$2x=4$，解得$x=2$；
②铜在空气中加热与氧气反应生成氧化铜，生成物氧化铜的质量等于铜的质量加上参加反应的氧气质量，因此$a ＜ b$；
③根据质量守恒定律，生成物总质量为$17.4\ \mathrm{g} +17.6\ \mathrm{g}=35\ \mathrm{g}$，则生成水和二氧化碳的总质量为$35\ \mathrm{g} -8.4\ \mathrm{g}=26.6\ \mathrm{g}$；莽草酸中H元素质量为$17.4\ \mathrm{g} × \frac{10}{7×12+10×1+5×16}=1\ \mathrm{g}$，水中H元素全部来自莽草酸，故生成水的质量为$1\ \mathrm{g} ÷ \frac{2}{18}=9\ \mathrm{g}$，则生成二氧化碳的质量为$26.6\ \mathrm{g} -9\ \mathrm{g}=17.6\ \mathrm{g}$；反应中水和一氧化碳的质量比为$9\ \mathrm{g}:8.4\ \mathrm{g}=15:14$；
（4）氢氧发动机中氢气和氧气在点燃条件下反应生成水，化学方程式为$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃} 2H_{2}O}$；
（5）设混合气中$\ce{CH_{4}}$质量为$x$，$\ce{H_{2}}$质量为$y$，根据氢元素质量分数：$\frac{\frac{4}{16}x + \frac{2}{2}y}{x+y}=40\%$，解得$x=4y$；$\ce{CH_{4}}$燃烧生成$\ce{CO_{2}}$质量为$\frac{44}{16}x=\frac{44}{16}×4y=11y$，生成$\ce{H_{2}O}$质量为$\frac{36}{16}x=\frac{36}{16}×4y=9y$；$\ce{H_{2}}$燃烧生成$\ce{H_{2}O}$质量为$\frac{18}{2}y=9y$，总$\ce{H_{2}O}$质量为$9y+9y=18y$，故$\ce{CO_{2}}$与$\ce{H_{2}O}$质量比为$11y:18y=11:18$。
【答案】
20. （1）$\ce{H_{2}O}$；$\ce{Na^{+}}$、$\ce{Cl^{-}}$ （2）$\ce{●◐●}$ （3）①2；②＜；③17.6 g；15 : 14 （4）$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃} 2H_{2}O}$ （5）11 : 18
【知识点】
构成物质的微粒；质量守恒定律；化学方程式的书写与计算
【点评】
本题以化学核心素养的五大观念为载体，综合考查物质构成、质量守恒定律应用、化学方程式书写及计算，知识点覆盖全面，需学生熟练掌握基础并灵活运用守恒思想解题。
【难度系数】
0.5
21. 实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气。反应前发生装置内物质的总质量为35.6 g，反应后质量变为34.8 g。
（1）反应产生的氧气的质量为
（2）参加反应的过氧化氢的质量为多少？（写出计算过程）
（1）反应产生的氧气的质量为
0.8
g。（2）参加反应的过氧化氢的质量为多少？（写出计算过程）
答案
21. （1）0.8
（2）设参加反应的过氧化氢的质量为$x$。
$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
68 32
$x$ 0.8 g
$\dfrac{68}{32}=\dfrac{x}{0.8\ \mathrm{g}}$
$x=\dfrac{68× 0.8\ \mathrm{g}}{32}=1.7\ \mathrm{g}$
答：参加反应的过氧化氢的质量为1.7 g。
（2）设参加反应的过氧化氢的质量为$x$。
$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
68 32
$x$ 0.8 g
$\dfrac{68}{32}=\dfrac{x}{0.8\ \mathrm{g}}$
$x=\dfrac{68× 0.8\ \mathrm{g}}{32}=1.7\ \mathrm{g}$
答：参加反应的过氧化氢的质量为1.7 g。
解析
【分析】首先利用质量守恒定律，反应前后装置内物质总质量的差值即为生成氧气的质量（反应中只有氧气逸出，二氧化锰作为催化剂质量不变）；再根据过氧化氢分解的化学方程式，利用生成氧气的质量计算参加反应的过氧化氢的质量，计算时需遵循规范步骤：设未知数、写配平的化学方程式、对应相对分子质量、列比例式、求解、作答。
【解析】（1）根据质量守恒定律，反应产生氧气的质量 = 反应前总质量 - 反应后总质量 = 35.6 g - 34.8 g = 0.8 g。
（2）设参加反应的过氧化氢的质量为$x$。
$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
$\dfrac{68}{32}=\dfrac{x}{0.8\ \mathrm{g}}$
$x=\dfrac{68×0.8\ \mathrm{g}}{32}=1.7\ \mathrm{g}$
答：参加反应的过氧化氢的质量为1.7 g。
【答案】（1）0.8；（2）1.7 g
【知识点】质量守恒定律、根据化学方程式计算
【点评】本题是化学计算的基础题型，结合质量守恒定律和化学方程式的计算，考查学生对基本计算方法和步骤的掌握，难度适中，需注意计算过程的规范性。
【难度系数】0.8
【解析】（1）根据质量守恒定律，反应产生氧气的质量 = 反应前总质量 - 反应后总质量 = 35.6 g - 34.8 g = 0.8 g。
（2）设参加反应的过氧化氢的质量为$x$。
$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
$\dfrac{68}{32}=\dfrac{x}{0.8\ \mathrm{g}}$
$x=\dfrac{68×0.8\ \mathrm{g}}{32}=1.7\ \mathrm{g}$
答：参加反应的过氧化氢的质量为1.7 g。
【答案】（1）0.8；（2）1.7 g
【知识点】质量守恒定律、根据化学方程式计算
【点评】本题是化学计算的基础题型，结合质量守恒定律和化学方程式的计算，考查学生对基本计算方法和步骤的掌握，难度适中，需注意计算过程的规范性。
【难度系数】0.8
