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18. (5分)请回答下列问题。
神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富作为“太空教师”,在空间站开设了“天宫课堂”。他们在轨演示的太空实验,激发起大家追寻“科学梦”“航天梦”的热情。
(1) 航天员王亚平通过化学实验“变”出五色的奥运五环。
这个化学实验用到的试剂中有${CH_{3}COOH}$溶液、${KI}$溶液、${KIO_{3}}$溶液、${Na_{2}CO_{3}}$溶液。在这四种溶液的溶质中,属于有机物的是(
A. ${CH_{3}COOH}$
B. ${KI}$
C. ${KIO_{3}}$
D. ${Na_{2}CO_{3}}$
(2) 在空间站中有电解水制氧系统,该系统利用循环水制取氧气,而生成的氢气可以与收集到特殊反应器内与${CO_{2}}$反应转化为水和甲烷(${CH_{4}}$)。
① 在电解水系统中
② 写出氢气与二氧化碳在催化剂作用下反应生成水和甲烷(${CH_{4}}$)的化学方程式:
神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富作为“太空教师”,在空间站开设了“天宫课堂”。他们在轨演示的太空实验,激发起大家追寻“科学梦”“航天梦”的热情。
(1) 航天员王亚平通过化学实验“变”出五色的奥运五环。
这个化学实验用到的试剂中有${CH_{3}COOH}$溶液、${KI}$溶液、${KIO_{3}}$溶液、${Na_{2}CO_{3}}$溶液。在这四种溶液的溶质中,属于有机物的是(
A
)(填字母)。A. ${CH_{3}COOH}$
B. ${KI}$
C. ${KIO_{3}}$
D. ${Na_{2}CO_{3}}$
(2) 在空间站中有电解水制氧系统,该系统利用循环水制取氧气,而生成的氢气可以与收集到特殊反应器内与${CO_{2}}$反应转化为水和甲烷(${CH_{4}}$)。
① 在电解水系统中
正极
(填“正极”或“负极”)可得到氧气;若电解$18\ {kg}$水,理论上可得到氧气的质量为16kg
。② 写出氢气与二氧化碳在催化剂作用下反应生成水和甲烷(${CH_{4}}$)的化学方程式:
$4H_{2}+CO_{2}\xlongequal{催化剂}2H_{2}O + CH_{4}$
。答案
(1) A
(2) ① 正极；$16kg$
②$4H_{2}+CO_{2}\xlongequal{催化剂}2H_{2}O + CH_{4}$
(2) ① 正极；$16kg$
②$4H_{2}+CO_{2}\xlongequal{催化剂}2H_{2}O + CH_{4}$
解析
(1) 有机物是指含碳的化合物，但一些简单的含碳化合物，如一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等除外，在$CH_{3}COOH$、$KI$、$KIO_{3}$、$Na_{2}CO_{3}$中，$CH_{3}COOH$属于有机物，$KI$、$KIO_{3}$、$Na_{2}CO_{3}$都属于无机物，所以选A。
(2) ① 电解水时，与电源正极相连的试管内产生的气体体积少，是氧气；与电源负极相连的试管内的气体体积多，是氢气，且两者的体积之比大约是$1:2$。
设电解$18kg$水，理论上可得到氧气的质量为$x$，
$2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow+O_{2}\uparrow$
$36$ $32$
$18kg$ $x$
$\frac{36}{32}=\frac{18kg}{x}$，解得$x = 16kg$。
② 氢气与二氧化碳在催化剂作用下反应生成水和甲烷，反应的化学方程式为$4H_{2}+CO_{2}\xlongequal{催化剂}2H_{2}O + CH_{4}$。
(2) ① 电解水时，与电源正极相连的试管内产生的气体体积少，是氧气；与电源负极相连的试管内的气体体积多，是氢气，且两者的体积之比大约是$1:2$。
设电解$18kg$水，理论上可得到氧气的质量为$x$，
$2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow+O_{2}\uparrow$
$36$ $32$
$18kg$ $x$
$\frac{36}{32}=\frac{18kg}{x}$，解得$x = 16kg$。
② 氢气与二氧化碳在催化剂作用下反应生成水和甲烷，反应的化学方程式为$4H_{2}+CO_{2}\xlongequal{催化剂}2H_{2}O + CH_{4}$。
19. (5分)研究性学习小组开展“自制酸碱指示剂”实践活动。
【活动1】将紫甘蓝叶研碎后加入适量酒精浸泡一段时间,用纱布将浸泡出的汁液挤出,得到紫甘蓝液。
【活动2】探究紫甘蓝液在不同酸碱性溶液中的颜色变化,结果如表所示。
请回答下列问题。
(1) 将紫甘蓝叶研碎的目的是
(2) “用纱布将浸泡出的汁液挤出”相当于
(3) 若向$1\ {mL}\ {pH}= 13的氢氧化钠溶液中滴加1～2$滴紫甘蓝液,溶液呈
【活动1】将紫甘蓝叶研碎后加入适量酒精浸泡一段时间,用纱布将浸泡出的汁液挤出,得到紫甘蓝液。
【活动2】探究紫甘蓝液在不同酸碱性溶液中的颜色变化,结果如表所示。
请回答下列问题。
(1) 将紫甘蓝叶研碎的目的是
使色素充分溶解
。(2) “用纱布将浸泡出的汁液挤出”相当于
过滤
(填实验操作名称)。(3) 若向$1\ {mL}\ {pH}= 13的氢氧化钠溶液中滴加1～2$滴紫甘蓝液,溶液呈
黄
色;继续滴加稀盐酸至溶液呈绿色,氢氧化钠和稀盐酸反应的化学方程式为NaOH+HCl=NaCl+H₂O
。此时酸、碱是否恰好完全反应? 答:否
(填“是”或“否”)。答案
(1)使色素充分溶解
(2)过滤
(3)黄；NaOH+HCl=NaCl+H₂O；否
解析
(1)将紫甘蓝叶研碎可增大与酒精的接触面积，使色素充分溶解。
(2)用纱布挤出汁液是分离固体和液体，相当于过滤操作。
(3)pH=13的溶液对应表格中12～14区间，颜色为黄；氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水，化学方程式为NaOH+HCl=NaCl+H₂O；溶液呈绿色时pH为10～11，显碱性，酸、碱未恰好完全反应。
20. (6分)芯片、光导纤维在现代科技发展中有十分重要的作用,制造芯片要用到高纯硅,制造光导纤维要用到高纯二氧化硅。利用石英砂(主要成分是二氧化硅)通过如图所示的工艺流程可以分别制备高纯硅和高纯二氧化硅(反应中部分生成物已略去)。请回答下列问题。
(1) 硅是地壳中元素含量居第二位的
(2) 反应①的化学方程式为${SiO_{2} + C \xlongequal{高温} Si + 2CO \uparrow}$,其中${SiO_{2}}$发生了
(3) 反应②和反应③都属于置换反应。工艺流程Ⅰ中,可以循环利用的物质是
(1) 硅是地壳中元素含量居第二位的
非金属
(填“金属”或“非金属”)元素。(2) 反应①的化学方程式为${SiO_{2} + C \xlongequal{高温} Si + 2CO \uparrow}$,其中${SiO_{2}}$发生了
还原
(填“氧化”或“还原”)反应。(3) 反应②和反应③都属于置换反应。工艺流程Ⅰ中,可以循环利用的物质是
HCl
(填化学式);工艺流程Ⅱ中,反应③的化学方程式是$SiCl₄ + O₂\xlongequal{高温}SiO₂ + 2Cl₂↑$
。答案
(1)非金属；(2)还原；(3)HCl；$SiCl₄ + O₂\xlongequal{高温}SiO₂ + 2Cl₂↑$
解析
(1)地壳中元素含量前四位为氧、硅、铝、铁，硅为非金属元素。(2)反应①中SiO₂失去氧生成Si，发生还原反应。(3)工艺流程Ⅰ中，反应②生成的气体A（HCl）可作为反应物循环使用；工艺流程Ⅱ中，反应③为SiCl₄与O₂在高温下发生置换反应，生成SiO₂和Cl₂，化学方程式为$SiCl₄ + O₂\xlongequal{高温}SiO₂ + 2Cl₂↑。$
