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12.我国古代炼铁工业曾长期领先世界,西汉时期就有高温冶炼生铁的史料记载,其主要反应原理是$a\ce{Fe_{2}O_{3}} + b\ce{CO}\xlongequal{高温} c\ce{Fe} + d\ce{CO_{2}}$。下列说法不正确的是（
A.化学计量数中a、b、c、d的数值分别为1、3、2、3
B.反应前后碳元素的化合价均为+2价
C.$\ce{CO_{2}}$的相对分子质量为44
D.$\ce{Fe_{2}O_{3}}$中铁元素的质量分数为70%
B
）A.化学计量数中a、b、c、d的数值分别为1、3、2、3
B.反应前后碳元素的化合价均为+2价
C.$\ce{CO_{2}}$的相对分子质量为44
D.$\ce{Fe_{2}O_{3}}$中铁元素的质量分数为70%
答案
12. B A.本题可从得失氧的角度配平，一个CO分子反应中得到一个氧原子变为二氧化碳分子，由于一个$\ce{Fe_{2}O_{3}}$分子中氧原子的数目为3个，所以CO与$\ce{CO_{2}}$前面的化学计量数都为3，最后配平其他元素的原子，$\ce{Fe_{2}O_{3}}$、Fe前面的化学计量数分别为1、2，即反应的化学方程式是$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO \xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$，化学计量数中a、b、c、d的数值分别为1、3、2、3，正确。B.CO中氧元素显-2价，根据“在化合物中，各元素的正负化合价之和为零”，则碳元素显+2价;$\ce{CO_{2}}$中氧元素显-2价，则碳元素显+4价，则反应前后碳元素的化合价改变了，错误。C.$\ce{CO_{2}}$的相对分子质量为$12+16×2=44$，正确。D.$\ce{Fe_{2}O_{3}}$中铁元素的质量分数为$\frac{56×2}{160}×100\%=70\%$，正确。
解析
【分析】
本题围绕炼铁原理的反应，综合考查化学方程式配平、化合价计算、相对分子质量计算、元素质量分数计算，需逐一分析每个选项，结合相关知识点判断说法的正误，最终找出不正确的选项。
【解析】
选项A：利用得失氧法配平化学方程式，$\ce{Fe_{2}O_{3}}$分子含3个氧原子，每个$\ce{CO}$分子反应中得到1个氧原子变为$\ce{CO_{2}}$，因此$\ce{CO}$和$\ce{CO_{2}}$的化学计量数均为3；再配平铁原子，$\ce{Fe_{2}O_{3}}$和$\ce{Fe}$的化学计量数分别为1、2，即反应为$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温}2Fe + 3CO_{2}}$，a、b、c、d分别为1、3、2、3，该选项说法正确。
选项B：根据化合物中正负化合价代数和为0，$\ce{CO}$中氧为-2价，碳元素化合价为+2价；$\ce{CO_{2}}$中氧为-2价，碳元素化合价为+4价，反应前后碳元素化合价发生改变，该选项说法错误。
选项C：$\ce{CO_{2}}$的相对分子质量为$12 + 16×2 = 44$，该选项说法正确。
选项D：$\ce{Fe_{2}O_{3}}$的相对分子质量为$56×2 + 16×3 = 160$，铁元素的质量分数为$\frac{56×2}{160}×100\% = 70\%$，该选项说法正确。
综上，不正确的是选项B。
【答案】
B
【知识点】
化学方程式配平、化合价计算、相对分子质量计算、元素质量分数计算
【点评】
本题考查炼铁原理相关的基础化学知识，涵盖化学方程式配平、化合价、相对分子质量及元素质量分数的核心考点，需要学生掌握基础规则和计算方法，属于常规基础题型。
【难度系数】
0.6
本题围绕炼铁原理的反应，综合考查化学方程式配平、化合价计算、相对分子质量计算、元素质量分数计算，需逐一分析每个选项，结合相关知识点判断说法的正误，最终找出不正确的选项。
【解析】
选项A：利用得失氧法配平化学方程式，$\ce{Fe_{2}O_{3}}$分子含3个氧原子，每个$\ce{CO}$分子反应中得到1个氧原子变为$\ce{CO_{2}}$，因此$\ce{CO}$和$\ce{CO_{2}}$的化学计量数均为3；再配平铁原子，$\ce{Fe_{2}O_{3}}$和$\ce{Fe}$的化学计量数分别为1、2，即反应为$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温}2Fe + 3CO_{2}}$，a、b、c、d分别为1、3、2、3，该选项说法正确。
选项B：根据化合物中正负化合价代数和为0，$\ce{CO}$中氧为-2价，碳元素化合价为+2价；$\ce{CO_{2}}$中氧为-2价，碳元素化合价为+4价，反应前后碳元素化合价发生改变，该选项说法错误。
选项C：$\ce{CO_{2}}$的相对分子质量为$12 + 16×2 = 44$，该选项说法正确。
选项D：$\ce{Fe_{2}O_{3}}$的相对分子质量为$56×2 + 16×3 = 160$，铁元素的质量分数为$\frac{56×2}{160}×100\% = 70\%$，该选项说法正确。
综上，不正确的是选项B。
【答案】
B
【知识点】
化学方程式配平、化合价计算、相对分子质量计算、元素质量分数计算
【点评】
本题考查炼铁原理相关的基础化学知识，涵盖化学方程式配平、化合价、相对分子质量及元素质量分数的核心考点，需要学生掌握基础规则和计算方法，属于常规基础题型。
【难度系数】
0.6
13.(2025·日照)汽车尾气催化处理装置可将尾气中的有毒气体进行转化,发生反应的微观示意图如图所示(未配平),下列说法错误的是 (
A.反应过程中有三种氧化物
B.产物丙能产生温室效应
C.甲、乙、丁三种气体不能用排空气集气法收集
D.反应的化学方程式为$\ce{NO + CO\xlongequal{催化剂} CO_{2} + N_{2}}$
D
)A.反应过程中有三种氧化物
B.产物丙能产生温室效应
C.甲、乙、丁三种气体不能用排空气集气法收集
D.反应的化学方程式为$\ce{NO + CO\xlongequal{催化剂} CO_{2} + N_{2}}$
答案
13. D 由示意图可知，甲为一氧化碳，乙为一氧化氮，丙为二氧化碳，丁为氮气。A.氧化物是“由两种元素组成且其中一种是氧元素的化合物”。其中甲(一氧化碳)、乙(一氧化氮)、丙(二氧化碳)均属于氧化物，共三种，正确。B.产物丙是二氧化碳，是导致温室效应的主要气体之一，正确。C.甲(一氧化碳)密度与空气接近，乙(一氧化氮)易与氧气反应，丁(氮气)密度与空气接近，这三种气体均不能用排空气集气法收集，正确。D.化学方程式需配平，正确的化学方程式为$\ce{2NO + 2CO \xlongequal{催化剂} 2CO_{2} + N_{2}}$，选项中未配平，错误。
解析
【分析】
首先根据微观示意图中原子的种类和个数，确定甲、乙、丙、丁的化学式；再结合氧化物定义、温室气体、气体收集条件、化学方程式配平等知识点，逐一分析选项，找出错误选项。
【解析】
根据微观示意图：甲由1个碳原子和1个氧原子构成，化学式为$\ce{CO}$；乙由1个氮原子和1个氧原子构成，化学式为$\ce{NO}$；丙由1个碳原子和2个氧原子构成，化学式为$\ce{CO_{2}}$；丁由2个氮原子构成，化学式为$\ce{N_{2}}$。
选项A：氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物，$\ce{CO}$、$\ce{NO}$、$\ce{CO_{2}}$均符合氧化物定义，共三种，A正确。
选项B：丙为$\ce{CO_{2}}$，是导致温室效应的主要气体之一，B正确。
选项C：$\ce{CO}$相对分子质量为28，与空气平均相对分子质量29接近；$\ce{NO}$易与空气中的$\ce{O_{2}}$反应；$\ce{N_{2}}$相对分子质量为28，与空气密度接近，这三种气体均不能用排空气集气法收集，C正确。
选项D：反应的化学方程式未配平，正确的化学方程式为$\ce{2NO + 2CO\xlongequal{催化剂} 2CO_{2} + N_{2}}$，选项中方程式未配平，D错误。
题目要求选错误选项，故答案为D。
【答案】
D
【知识点】
氧化物判断、化学方程式书写、气体收集方法
【点评】
本题结合微观示意图考查化学基础知识点，需先准确判断各物质化学式，再逐一分析选项，需注意化学方程式的配平细节，整体难度适中，考查学生的综合应用能力。
【难度系数】
0.5
首先根据微观示意图中原子的种类和个数，确定甲、乙、丙、丁的化学式；再结合氧化物定义、温室气体、气体收集条件、化学方程式配平等知识点，逐一分析选项，找出错误选项。
【解析】
根据微观示意图：甲由1个碳原子和1个氧原子构成，化学式为$\ce{CO}$；乙由1个氮原子和1个氧原子构成，化学式为$\ce{NO}$；丙由1个碳原子和2个氧原子构成，化学式为$\ce{CO_{2}}$；丁由2个氮原子构成，化学式为$\ce{N_{2}}$。
选项A：氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物，$\ce{CO}$、$\ce{NO}$、$\ce{CO_{2}}$均符合氧化物定义，共三种，A正确。
选项B：丙为$\ce{CO_{2}}$，是导致温室效应的主要气体之一，B正确。
选项C：$\ce{CO}$相对分子质量为28，与空气平均相对分子质量29接近；$\ce{NO}$易与空气中的$\ce{O_{2}}$反应；$\ce{N_{2}}$相对分子质量为28，与空气密度接近，这三种气体均不能用排空气集气法收集，C正确。
选项D：反应的化学方程式未配平，正确的化学方程式为$\ce{2NO + 2CO\xlongequal{催化剂} 2CO_{2} + N_{2}}$，选项中方程式未配平，D错误。
题目要求选错误选项，故答案为D。
【答案】
D
【知识点】
氧化物判断、化学方程式书写、气体收集方法
【点评】
本题结合微观示意图考查化学基础知识点，需先准确判断各物质化学式，再逐一分析选项，需注意化学方程式的配平细节，整体难度适中，考查学生的综合应用能力。
【难度系数】
0.5
14.[主题教育·爱国情怀]叩问天穹,化学助力。
(1)万户飞天:明代万户飞天时用黑火药(含有硫、木炭和硝酸钾)作火箭燃料。黑火药属于
(2)卫星发射:1970年我国首颗人造卫星“东方红一号”成功入轨。制造人造卫星常用到钛合金,工业制取钛(Ti)的一种方法是$4Na + TiCl_{4}\stackrel{高温}{=\!=\!=}Ti + xNaCl$,式中x为
(3)载人航天:2026年,“神舟二十三号”载人飞船成功发射。运载火箭的燃料之一偏二甲肼($C_{2}H_{8}N_{2}$)中氢、氮元素的质量比为
(4)探月探火:“祝融号”火星车发现火星低纬度地区存在液态水,为星际移民的能源供给提供了可能。利用太阳能电池电解水制氢气的化学方程式为
(1)万户飞天:明代万户飞天时用黑火药(含有硫、木炭和硝酸钾)作火箭燃料。黑火药属于
混合物
(填“混合物”或“纯净物”)。(2)卫星发射:1970年我国首颗人造卫星“东方红一号”成功入轨。制造人造卫星常用到钛合金,工业制取钛(Ti)的一种方法是$4Na + TiCl_{4}\stackrel{高温}{=\!=\!=}Ti + xNaCl$,式中x为
4
。(3)载人航天:2026年,“神舟二十三号”载人飞船成功发射。运载火箭的燃料之一偏二甲肼($C_{2}H_{8}N_{2}$)中氢、氮元素的质量比为
2:7
。(4)探月探火:“祝融号”火星车发现火星低纬度地区存在液态水,为星际移民的能源供给提供了可能。利用太阳能电池电解水制氢气的化学方程式为
$\ce{2H_{2}O \xlongequal{通电} 2H_{2} \uparrow + O_{2} \uparrow}$
。答案
14. (1) 混合物
(2) 4
(3) 2 : 7
(4) $\ce{2H_{2}O \xlongequal{通电} 2H_{2} \uparrow + O_{2} \uparrow}$
(2) 4
(3) 2 : 7
(4) $\ce{2H_{2}O \xlongequal{通电} 2H_{2} \uparrow + O_{2} \uparrow}$
解析
【分析】
本题围绕航天主题考查化学基础知识点，需逐一分析各小题：
(1) 判断物质类别：根据混合物和纯净物的定义，由多种物质组成的是混合物，黑火药含硫、木炭、硝酸钾多种物质，据此判断；
(2) 配平化学方程式：依据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，通过Na或Cl原子个数确定x的值；
(3) 计算元素质量比：元素质量比=（相对原子质量×原子个数）之比，分别计算氢、氮元素的总质量再化简；
(4) 书写电解水的化学方程式：明确反应物、生成物和反应条件，注意配平及气体符号。
【解析】
(1) 黑火药由硫、木炭、硝酸钾三种不同物质组成，含有多种物质，因此属于混合物；
(2) 根据质量守恒定律，反应前后Na原子总数相等，反应前Na原子为4个，反应后NaCl中Na原子个数等于Na的总数，故NaCl的系数x=4；
(3) 偏二甲肼（$\ce{C_{2}H_{8}N_{2}}$）中氢、氮元素的质量比为$(1×8):(14×2)=8:28=2:7$；
(4) 水在通电条件下分解生成氢气和氧气，化学方程式为$\ce{2H_{2}O \xlongequal{通电} 2H_{2} \uparrow + O_{2} \uparrow}$。
【答案】
(1) 混合物；(2) 4；(3) 2:7；(4) $\ce{2H_{2}O \xlongequal{通电} 2H_{2} \uparrow + O_{2} \uparrow}$
【知识点】
混合物的判断、质量守恒定律、化学方程式书写
【点评】
本题结合航天热点情境，考查化学核心基础知识点，涵盖物质分类、化学方程式配平、元素质量比计算、化学方程式书写等内容，题目难度较低，注重知识的应用，适合巩固基础。
【难度系数】
0.8
本题围绕航天主题考查化学基础知识点，需逐一分析各小题：
(1) 判断物质类别：根据混合物和纯净物的定义，由多种物质组成的是混合物，黑火药含硫、木炭、硝酸钾多种物质，据此判断；
(2) 配平化学方程式：依据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，通过Na或Cl原子个数确定x的值；
(3) 计算元素质量比：元素质量比=（相对原子质量×原子个数）之比，分别计算氢、氮元素的总质量再化简；
(4) 书写电解水的化学方程式：明确反应物、生成物和反应条件，注意配平及气体符号。
【解析】
(1) 黑火药由硫、木炭、硝酸钾三种不同物质组成，含有多种物质，因此属于混合物；
(2) 根据质量守恒定律，反应前后Na原子总数相等，反应前Na原子为4个，反应后NaCl中Na原子个数等于Na的总数，故NaCl的系数x=4；
(3) 偏二甲肼（$\ce{C_{2}H_{8}N_{2}}$）中氢、氮元素的质量比为$(1×8):(14×2)=8:28=2:7$；
(4) 水在通电条件下分解生成氢气和氧气，化学方程式为$\ce{2H_{2}O \xlongequal{通电} 2H_{2} \uparrow + O_{2} \uparrow}$。
【答案】
(1) 混合物；(2) 4；(3) 2:7；(4) $\ce{2H_{2}O \xlongequal{通电} 2H_{2} \uparrow + O_{2} \uparrow}$
【知识点】
混合物的判断、质量守恒定律、化学方程式书写
【点评】
本题结合航天热点情境，考查化学核心基础知识点，涵盖物质分类、化学方程式配平、元素质量比计算、化学方程式书写等内容，题目难度较低，注重知识的应用，适合巩固基础。
【难度系数】
0.8
15.硅(Si)是太阳能电池和电脑芯片不可缺少的材料。利用石英砂(主要成分为二氧化硅)生产高纯硅的流程图如图所示(整个制备过程必须严格做到无水无氧)。
回答下列问题。
(1)请写出由纯$\ce{SiHCl_{3}}$(无色液体)制备高纯硅的化学方程式:
(2)整个制备过程必须严格做到无水无氧。$\ce{SiHCl_{3}}$遇水剧烈反应生成$\ce{H_{2}SiO_{3}}$、$\ce{HCl}$和另一种物质,写出该反应的化学方程式:
(3)石英砂的主要成分是二氧化硅。高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通信材料——光导纤维。二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠(化学式为$\ce{Na_{2}SiO_{3}}$)和水。请写出二氧化硅与氢氧化钠溶液反应的化学方程式:
(4)以上生产高纯硅的流程中,可循环使用的物质是
回答下列问题。
(1)请写出由纯$\ce{SiHCl_{3}}$(无色液体)制备高纯硅的化学方程式:
$\ce{SiHCl_{3} + H_{2} \xlongequal{\ce{1084 °C}} Si + 3HCl}$
。(2)整个制备过程必须严格做到无水无氧。$\ce{SiHCl_{3}}$遇水剧烈反应生成$\ce{H_{2}SiO_{3}}$、$\ce{HCl}$和另一种物质,写出该反应的化学方程式:
$\ce{SiHCl_{3} + 3H_{2}O = H_{2}SiO_{3} + 3HCl \uparrow + H_{2} \uparrow}$
。(3)石英砂的主要成分是二氧化硅。高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通信材料——光导纤维。二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠(化学式为$\ce{Na_{2}SiO_{3}}$)和水。请写出二氧化硅与氢氧化钠溶液反应的化学方程式:
$\ce{SiO_{2} + 2NaOH = Na_{2}SiO_{3} + H_{2}O}$
。(4)以上生产高纯硅的流程中,可循环使用的物质是
HCl
。答案
15. (1) $\ce{SiHCl_{3} + H_{2} \xlongequal{\ce{1084 °C}} Si + 3HCl}$
(2) $\ce{SiHCl_{3} + 3H_{2}O = H_{2}SiO_{3} + 3HCl \uparrow + H_{2} \uparrow}$
(3) $\ce{SiO_{2} + 2NaOH = Na_{2}SiO_{3} + H_{2}O}$
(4) HCl
(2) $\ce{SiHCl_{3} + 3H_{2}O = H_{2}SiO_{3} + 3HCl \uparrow + H_{2} \uparrow}$
(3) $\ce{SiO_{2} + 2NaOH = Na_{2}SiO_{3} + H_{2}O}$
(4) HCl
解析
【分析】
本题围绕高纯硅的制备流程，考查化学方程式的书写及物质循环判断。解题思路如下：
(1) 根据流程图，反应物为$\ce{SiHCl_{3}}$和$\ce{H_{2}}$，反应条件为$1084°\mathrm{C}$，生成物为高纯硅，结合元素守恒确定另一产物为$\ce{HCl}$，再配平化学方程式；
(2) 根据元素守恒，$\ce{SiHCl_{3}}$与水反应生成$\ce{H_{2}SiO_{3}}$、$\ce{HCl}$和$\ce{H_{2}}$，据此配平化学方程式；
(3) 二氧化硅是酸性氧化物，与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，结合复分解反应规律配平方程式；
(4) 分析流程中各物质的流向，判断可循环使用的物质（即前期反应消耗、后期又生成的物质）。
【解析】
(1) 由流程图可知，$\ce{SiHCl_{3}}$与$\ce{H_{2}}$在$1084°\mathrm{C}$条件下反应生成高纯硅，根据元素守恒，反应还生成$\ce{HCl}$，配平后化学方程式为：$\ce{SiHCl_{3} + H_{2} \xlongequal{1084°\mathrm{C}} Si + 3HCl}$；
(2) $\ce{SiHCl_{3}}$遇水反应，根据元素守恒，反应物含$\ce{Si}$、$\ce{H}$、$\ce{Cl}$、$\ce{O}$，生成物为$\ce{H_{2}SiO_{3}}$、$\ce{HCl}$和$\ce{H_{2}}$，配平后化学方程式为：$\ce{SiHCl_{3} + 3H_{2}O = H_{2}SiO_{3} + 3HCl \uparrow + H_{2} \uparrow}$；
(3) 二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，配平后化学方程式为：$\ce{SiO_{2} + 2NaOH = Na_{2}SiO_{3} + H_{2}O}$；
(4) 流程中，粗硅与$\ce{HCl}$反应生成$\ce{SiHCl_{3}}$，而$\ce{SiHCl_{3}}$与$\ce{H_{2}}$反应时又生成$\ce{HCl}$，因此$\ce{HCl}$可循环使用。
【答案】
(1) $\ce{SiHCl_{3} + H_{2} \xlongequal{1084°\mathrm{C}} Si + 3HCl}$
(2) $\ce{SiHCl_{3} + 3H_{2}O = H_{2}SiO_{3} + 3HCl \uparrow + H_{2} \uparrow}$
(3) $\ce{SiO_{2} + 2NaOH = Na_{2}SiO_{3} + H_{2}O}$
(4) $\ce{HCl}$
【知识点】
化学方程式书写、硅及其化合物性质、物质循环利用
【点评】
本题结合高纯硅制备的工业流程，考查化学方程式的书写及物质循环判断，需熟练运用元素守恒配平反应式，理解流程中物质的转化关系，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
本题围绕高纯硅的制备流程，考查化学方程式的书写及物质循环判断。解题思路如下：
(1) 根据流程图，反应物为$\ce{SiHCl_{3}}$和$\ce{H_{2}}$，反应条件为$1084°\mathrm{C}$，生成物为高纯硅，结合元素守恒确定另一产物为$\ce{HCl}$，再配平化学方程式；
(2) 根据元素守恒，$\ce{SiHCl_{3}}$与水反应生成$\ce{H_{2}SiO_{3}}$、$\ce{HCl}$和$\ce{H_{2}}$，据此配平化学方程式；
(3) 二氧化硅是酸性氧化物，与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，结合复分解反应规律配平方程式；
(4) 分析流程中各物质的流向，判断可循环使用的物质（即前期反应消耗、后期又生成的物质）。
【解析】
(1) 由流程图可知，$\ce{SiHCl_{3}}$与$\ce{H_{2}}$在$1084°\mathrm{C}$条件下反应生成高纯硅，根据元素守恒，反应还生成$\ce{HCl}$，配平后化学方程式为：$\ce{SiHCl_{3} + H_{2} \xlongequal{1084°\mathrm{C}} Si + 3HCl}$；
(2) $\ce{SiHCl_{3}}$遇水反应，根据元素守恒，反应物含$\ce{Si}$、$\ce{H}$、$\ce{Cl}$、$\ce{O}$，生成物为$\ce{H_{2}SiO_{3}}$、$\ce{HCl}$和$\ce{H_{2}}$，配平后化学方程式为：$\ce{SiHCl_{3} + 3H_{2}O = H_{2}SiO_{3} + 3HCl \uparrow + H_{2} \uparrow}$；
(3) 二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，配平后化学方程式为：$\ce{SiO_{2} + 2NaOH = Na_{2}SiO_{3} + H_{2}O}$；
(4) 流程中，粗硅与$\ce{HCl}$反应生成$\ce{SiHCl_{3}}$，而$\ce{SiHCl_{3}}$与$\ce{H_{2}}$反应时又生成$\ce{HCl}$，因此$\ce{HCl}$可循环使用。
【答案】
(1) $\ce{SiHCl_{3} + H_{2} \xlongequal{1084°\mathrm{C}} Si + 3HCl}$
(2) $\ce{SiHCl_{3} + 3H_{2}O = H_{2}SiO_{3} + 3HCl \uparrow + H_{2} \uparrow}$
(3) $\ce{SiO_{2} + 2NaOH = Na_{2}SiO_{3} + H_{2}O}$
(4) $\ce{HCl}$
【知识点】
化学方程式书写、硅及其化合物性质、物质循环利用
【点评】
本题结合高纯硅制备的工业流程，考查化学方程式的书写及物质循环判断，需熟练运用元素守恒配平反应式，理解流程中物质的转化关系，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
