2023年中考化学二轮专题训练科普流程题(答案)

2023届中考化学二轮专题训练-科普流程题
1.(2023·江苏无锡·统考一模)阅读下面的科普短文,回答相关问题。
锂电池
锂是一种银白色金属,质较软,密度比所有的油都小,故存放于液态石蜡中、锂能与稀硫酸迅速反应生成硫酸锂(Li2SO4)和氢气,遇水反应生成氢氧化锂和氢气,并且放出热量。锂电池是20世纪60年代研制开发的优质能源,是很有前途的动力电池。当前手机中广泛使用的电池,主要是高能锂电池。用锂电池发电来开动汽车,行车费只有普通汽油发动机车的1/3。新能源汽车按照电池种类的不同可以分为镍氢电池动力汽车、锂电池动力汽车和燃料电池动力汽车。镍氢电池具有大功率、快速充放电等优点,但也有成本高,自放电程度大等不足。锂电池在整个充放电过程中,锂离子往返于正负极之间实现能量的转化,锂电池月自放电率仅为6%~8%,远低于镍氢电池。
从镍氢电池到锂电池,再到钠电池、钾电池,科学家在不断提升电池的性能。研究表明,半径越大的离子越容易在电池正负极之间移动,充电速度越快。图1是锂、钠、钾三种金属的离子半径大小。
元素周期表中越排在后面的元素,它的原子量更大。科学家们研究发现制造同样重量的电池,钾电池的储存电量只有锂电池的1/6,钠电池的储存电量是锂电池的1/3,很难满足新能源车及手机的应用,所以在新能源领域会率先研发锂电池。在不久的将来,我们会看到更便宜更大储量的电池,对新能源车还是储能都是重大的利好,同时让我们更有信心实现2030年的碳达峰和2060年的碳中和目标。
(1)根据短文内容归纳出锂的物理性质______(写一点),用化学方程式表示锂的一条化学性质______。
(2)依据短文内容判断:锂着火了______(填“能”或“不能”)用水来灭火。
(3)金属失去电子后形成______(填“阴”或“阳”)离子,锂、钠、钾等原子很容易失去电子变成离子,所以常被用作电池材料。
(4)目前,锂电池使用最广泛,但钠电池有广阔应用前景,尽管钠电池的能量密度不如锂电池,但钠电池优势明显除了充电时间较短外,结合图2分析,其另一个优势是______。
(5)下列说法中正确的是______(填字母序号)。
a.电池属于无害垃圾,可以随意丢弃
b.镍氢电池月自放电率不高,远低于锂电池
c.电池容量相同的锂、钠、钾三种电池,充满电的时间最短的是钾电池
d.质量相同的锂、钠、钾三种电池,储存电量的顺序是锂电池>钠电池>钾电池
2.(2023·全国·一模)阅读下列短文,回答问题。
北京冬奥会火炬“飞扬”设计中的创新“黑科技”
火炬黑科技之一:用氢气做燃料,除了环保属性外,氢燃料的特性保证了火炬能在极寒天气中使用,并可抗风10级。然而,若要维持同样的燃烧时间,氢气的存储空间比传统液态丙烷燃料的大一倍。这也意味着氢燃料的燃烧罐需要能够承受更大的压力。
火炬黑科技之二:火炬外壳采用了重量轻的耐高温成纤维材料,火炬燃烧罐也以碳纤维材质为主、本次火炬外飘带使用了先进的碳纤维立体编织成型技术,以及抗高温燃烧涂层。点火段采用铝合金,耐800摄氏度以上高温。
火炬燃烧中的新理念:火炬的燃料是——氢取自于水,燃烧后又会变成水,暗含中国传统虚实相生概念。中国创新人才辈出,把人世间的很多不可能变成可能。
(1)铝合金相对于纯铝的优点有______。
(2)从微观角度解释氢气可以压缩在火炬储气罐内的原因______。
(3)火炬燃烧罐以碳纤维材质为主,因为碳纤维材料具有______优点。
(4)请写出“氢取自于水”的化学方程式______。
3.(2023·四川广元·统考一模)举世瞩目的北京冬奥会既是体育盛会,也是科技盛会。
材料一:冬奥会颁奖礼仪服装,不仅外观典雅大方,而且衣服内胆里添加了一块能够发热的“布”——石墨烯发热材料。这一新材料在通电时,碳分子团之间相互摩擦、碰撞而产生热能,热能通过远红外线以平面方式均匀地辐射出来,被人体接收,产生一种由内而外的温暖。
材料二:冬奥会火炬外壳采用的碳纤维材料,质量只有钢的四分之一左右,强度却是钢的7~9倍。它具有高刚度、高抗拉强度、低重量、高耐化学性、耐高温等特性,使用复合材料改善了冰凉的触感。研发团队用碳纤维与树脂形成的复合材料来做奥运火炬,堪称世界首创。
材料三:冬奥会制冰系统,利用干冰升华吸热制冷的原理,能将冰面温差控制在0.5℃以内,碳排量接近于零,同时还减少了传统制冷剂对臭氧层的破坏。
(1)石墨烯由__________________元素组成,属于__________________(填“有机化合物”“无机化合物”或“单质”);穿上冬奥会颁奖礼服不会感到寒冷,说明了石墨烯具有__________________性(写一点);
(2)下列有关碳纤维的描述错误的是____________(填字母);
a.强度高 b.密度大 c.不耐酸 d.不易碎
(3)下列关于干冰说法错误的是____________(填字母)。
a.纯净物 b.化合物 c.氧化物 d.混合物
4.(2023·江西鹰潭·统考一模)阅读短文,回答有关问题。
科技之光点亮三星堆考古
三星堆遗址考古被誉为“一场高科技助力的多学科综合考古”。考古发掘现场被大跨度钢结构大棚覆盖,这是我国开创的田野考古新模式——“考古方舱”。文保人员进入舱内时需穿防护服,密切跟踪舱内的二氧化碳、二氧化氮含量。考古实验室里配备了充氮保湿箱和各种检测仪器,可实现文物发掘、保护的“零时差”衔接。金面具、青铜器在地下埋藏了数千年,青铜器上布满锈斑[主要成分Cu2(OH)2CO3],本身比较脆弱。用3D技术打印的硅胶壳覆盖在文物表面,再用石膏固定后就像给文物穿上了“护身服”,便于文物的安全提取。多学科融合的科技之光必将让古老的历史文化遗产绵延流传。
(1)建造考古方舱使用的主要材料是______材料。舱内密切跟踪的有害气体是______(填化学式)。
(2)考古实验室中的保湿箱中填充氮气的目的是______。
(3)用黄金打造金面具,是利用了金良好的______性。青铜器表面锈斑的产生原因是Cu与空气中的、______、______等发生了反应。
(4)硅胶与石膏相比,硬度更大的是______。
5.(2023·安徽合肥·校联考二模)阅读材料,回答问题。
当我们遇到高兴的事情常常会引发内心的愉悦而发笑。化学上有一种气体,只要你闻到它也会情不自禁地笑起来,因此人们称它为“笑气”。笑气的化学式是N2O,是一种无色有甜味的气体,在一定条件下能支持燃烧,但在室温下较稳定。它最早由英国化学家戴维通过加热硝酸铵分解制得,他在制得N2O的同时也得到了一种常见的无色液体。由于吸入它会感到愉快,并伴有轻微麻醉作用,所以早期被用于牙科手术的麻醉,现在你可以在手术室、面包店、咖啡馆听到这个名字,它除了被用在手术上外,还被用在奶油发泡上——因为它能使奶油直立,便于造型裱花,还能使奶油口感细腻。一般医学临床使用“笑气”时,需与氧气搭配使用才安全。如果“笑气”浓度高、氧气浓度低,就会导致缺氧。近年网络中流行的“奶油气弹”“笑气子弹”其实就是放置“笑气”的耐压钢瓶。“奶油气弹”需要与奶油枪配合使用,用奶油枪从长度为6cm左右的“奶油气弹”中抽出“笑气”,注入气球然后吸食。曾经有一位20岁的大学生,独自在京求学,看到身边有人在吸食笑气,忍不住好奇也加入其中,随着吸食剂量越来越大,接过出现了头疼、四肢无力等症状。鉴于“笑气”可能存在的风险,警方表示这可能是一种新型毒品。
(1)笑气的物理性质有______(写一条即可)。
(2)将N2O从耐压钢瓶释放到气球中的微观变化是______。
(3)戴维制得N2O的化学方程式为______。
(4)根据以上的短文,下列有关N2O的说法中错误的是______。
A.N2O可能是一种新型毒品,应禁止其使用
B.N2O在室温下容易与氧气发生反应
C.N2O中氮元素和氧元素的质量比为7:4
6.(2023·湖南衡阳·校联考二模)认真阅读下列材料,回答有关问题。
2022年9月26日,丹麦媒体报道称,“北溪—2”天然气管道附近发生天然气泄漏。
甲烷(CH4)是天然气的主要成分,也是一种比二氧化碳作用更强的温室气体,但在大气中分解得更快。专家表示,长期来看,“北溪”泄漏的大量甲烷或将在波罗的海地区造成严重的生态危机。甲烷在自然界分布很广,它可用作燃料及制造氧气、一氧化碳、炭黑等物质的原料;还可用作太阳能电池,非晶硅膜气相化学沉积的碳源。甲烷对人无毒,但浓度过高时,使空气中氧含量明显降低,使人窒息。当空气中甲烷达25%~30%时,可引起头痛、头晕、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时远离,可致窒息死亡。皮肤接触液化的甲烷,可致冻伤。
(1)甲烷是属于_______(填“单质”或“化合物”),写出甲烷的一条用途:_______。
(2)下列说法正确的是 (填标号)。
A.二氧化碳不是造成温室效应的唯一气体
B.甲烷有毒,浓度高会引起头痛、头晕、呼吸和心跳加速等症状
C.“北溪—2”天然气管道附近天然气可能泄漏会造成严重的生态危机
7.(2023·江苏无锡·统考一模)阅读科普短文,回答问题。
氮气(N2)是空气中含量丰富的一种组分,与人类生活有何关联呢?
N2与食品行业:N2作为保护气,广泛应用于食品行业。在大型粮仓内充入,既能使仓内噬食粮食的小动物窒息死亡,又能抑制粮食本身的呼吸作用,延长其保存期。在一定程度上,还具有防止发生火灾的作用。
N2与农业生产:氮元素是植物生长所需的营养元素之一、民间俗语“雷雨发庄稼”,是指在雷电环境下空气中的N2能转变为含氮的化学肥料,其主要过程示意图如下图:
N2与光伏新材料:高纯N2被离子化后。通过氮离子束溅射技术,以高纯石墨为靶材可以沉积出光伏材料氮化碳薄膜,氮化碳薄膜中碳、氮元素的质量分数与氮离子束能量的关系如下图:
N2与环境治理:化石燃料中通常含有氮元素,直接燃烧会产生大量氮氧化合物。氮氧化合物不仅能形成酸而从而严重危害人体健康和生态环境,而且能与碳氢化合物在一定条件下反应生成有毒的光化学烟雾。利用N2合成氯可有效吸收氮氧化合物,从而实现无污染排放。
随着科技的进步,N2的用途将更加广泛。
(1)应用于食品行业作保护气,体现了N2的化学性质是_______。
(2)雷电环境下N2转变为化学肥料的主要过程中,涉及到氮元素的_______种化合价。步骤③反应中会生成HNO3 和NO,该反应的化学方程式是______。
(3)氮化碳薄膜中氮元素质量分数与氮离子束能量的关系为______。
(4)下列说法正确的是______ (填序号)。
a.是空气中含量最多的气体
b.大型粮仓内也可以充入 作保护气
c.氮氧化合物转变为光化学烟雾的过程属于物理变化
8.(2023·山西·统考模拟预测)点燃期待,放飞梦想——北京冬奥会火炬接力里的环保新科技
2022年北京冬奥会火炬接力火种灯的创意源于“中华第一灯”——西汉长信宫灯。“长信”就是永恒的信念,代表人们对光明和希望的追求和向往。灯体使用了环保材料再生铝合金,首创双层玻璃结构,保证了火种灯在低温、严寒、大风等自然环境下不会熄灭。
仪式火种台的创意灵感来自中国传统青铜礼器——尊,仪式火种台同样采用可再生的铝合金顶部采用新型环保的水性陶瓷涂料,不仅耐火,还无烟无毒。仪式火种台的燃料是丙烷气体(C3H8),是目前比较清洁的能源。
火炬手制服设计元素包括奥林匹克五环标志、火炬接力标志、火炬接力景观核心图形等。面料选择上兼具抗静电、超强透气、速干、防水以及抗菌功能。火炬手制服在整个工艺上选择了无水印花的工艺,不会产生废水排放,不会造成环境污染。
火炬由外壳和燃烧装置组成。火炬外壳由碳纤维及其复合材料制造而成,具有“轻、固、美”的特点,比相同体积的铝合金轻了20%以上,且强度高、耐腐蚀、耐高温、耐摩擦、耐紫外线辐射等“飞扬”火炬采用氢燃料,除环保属性外,还考虑到冬奥会火炬接力需要在低温环境中进行,氢燃料能保证火炬在极寒天气中使用。火炬研制解决了火焰颜色与稳定性、高压储氢、氢能安全利用等多项技术难题,安全可靠性高,可抗风10级。结合氢气特点,燃烧罐的结构、容量、压力也都有相应的技术要求。
阅读文本,回答问题:
(1)西汉长信宫灯由青铜制造而成,其表面鎏金,鎏金的主要目的是什么?
(2)在制造火种灯、火种台、火炬时,文中提到的一种金属材料是什么?它的优点有哪些(写两点)?
(3)请写出火种台采用的燃料完全燃烧时发生反应的化学方程式。
(4)氢气被压缩到火炬燃烧罐中,从微观角度解释,其中的原理是什么?
(5)关于火炬“飞扬”,下列说法正确的是______(填字母序号)。
A.熄灭火炬时可用嘴吹灭 B.火炬燃烧时产生耀眼的白光
C.火炬燃烧的产物无污染 D.火炬不易熄灭是因为液氢的着火点很高
9.(2023·安徽滁州·统考一模)阅读下列短文并回答问题。
生命保障系统是中国空间站实现在轨长期运行的关健,该系统包括电解制氧、水处理、二氧化碳及微量有害气体去除等子系统。
电解制氧技术是目前公认最具合理性的空间站氧气补给技术,利用太阳能电池板供电,电解1L水能产生约620L氧气,可满足1名宇航员一天的需要。水中加入氢氧化钾可提高电解水效率,随技术进步,氢氧化钾逐浙被固体电解质等替代。电解水产生的氢气与宇航员呼出的二氧化碳在催化剂作用下生成水和甲烷,水可循环使用。
水处理系统主要是将水蒸气、汗液、尿液和生活废水等进行处理,其过程包括净化、低压(10kPa左右)蒸馏和冷凝。经过这系统处理的水达到饮用水标准,且水的回收率达80%以上,回收的水用于宇航员生活用水和电解制氧。
(1)电解水反应的化学方程式为________________,理论上电解1L水时产生氢气的体积约为________________L(相同条件)。
(2)氢氧化钾可提高电解水效率,因为其溶于水产生自由移动的离子,其中使氢氧化钾溶液呈碱性的离子是________________(填离子符号)。
(3)水蒸馏时,减小压强可使水的沸点________________(填“升高”或“降低”)。
10.(2023·安徽亳州·统考模拟预测)阅读下面的科普短文,结合所学知识回答相关问题。
中国政府努力争取在2060年前实现“碳中和”。“碳中和”就是针对排放的二氧化碳,采取各种方式全部抵消,实现二氧化碳的零排放。实现“碳中和”可以通过森林碳汇和人工手段加以捕集、利用和封存CO2.目前,CO2捕集技术的关键是将CO2从排放物中分离出来。分离方法主要分为物理吸收法和化学吸收法。物理吸收法中的一种是用甲醇作溶剂进行吸收;另一种是用活性炭、沸石等对CO2进行吸附性吸收。化学吸收法中的吸收剂有钙基吸收剂等。用钙基吸收剂时,先将吸收剂热解成CaO。CaO可在较高温度下捕集CO2。CaC2O4·H2O热分解可制备CaO,CaC2O4·H2O加热升温过程中固体的质量变化见图。
已知400~600℃范围内发生的分解反应为:CaC2O4CaCO3+CO↑
(1)下列降低大气中二氧化碳含量的措施中,合理的是___________(填字母)。
A.人工手段捕集CO2 B.植树造林
C.封存CO2 D.禁止使用化石燃料
(2)用甲醇作溶剂吸收CO2为提高吸收率应采用的温度和压强条件是___________(填序号)。
A.高温、高压 B.高温、低压 C.低温、高压 D.低温、低压
(3)活性炭、沸石等可作吸附剂,则其可能具备的结构特点___________。
(4)写出图中800-1000℃范围内发生分解反应的化学方程式:___________。
(5)低碳生活(lowcarbonliving),正是指生活作息时所耗用能量要减少,从而减低碳,特别是二氧化碳的排放,请针对“低碳”生活,提出你的建议___________。
11.(2023·辽宁抚顺·统考一模)阅读下列短文,根据短文内容和所学知识回答问题:
“碳捕捉与封存”是我国的一项先进技术(如图所示)。我国能源消耗的70%来自于煤炭。每秒有100吨煤在燃烧,年消耗量超过30亿吨。如果任由煤炭资源在诸多领域使用,将对大气、河流、土地产生污染,温室效应增强。为实现节能减排、绿色环保,我国政府举全国之力,积极倡导并大力发展新的绿色经济。比如:电厂中的煤在极高的温度下充分燃烧,会产生大量CO2,每年的排放量大约1600万吨,利用“碳捕捉与封存”技术,这些CO2将不会进入大气。被封存的CO2有许多用途,如用于食品保鲜、气体肥料、冷藏食物、物品灭火等,以此来消除资源的巨大浪费。我国正以超世界一流的目光发展经济,完善环保体制。
(1)“碳捕捉与封存”技术有利于控制______的加剧。
(2)煤燃烧过程会产生许多大气污染物,请任写一种大气污染物______。
(3)将分离聚集的CO2压入地下的过程中,发生______(填“物理”或“化学”)变化。
(4)二氧化碳常用于灭火,但活泼金属镁着火不能用二氧化碳灭火,原因是镁在二氧化碳中能燃烧生成黑色固体碳和白色固体氧化镁,写出该反应的化学方程式______。
12.(2023·辽宁营口·校联考一模)阅读下列科普短文,回答问题。
酒是中国老百姓餐桌上不可或缺的饮品。关于白酒,你了解多少呢?下面介绍一些有关白酒的知识。
一般用含有淀粉的原料酿制白酒,但不同的原料酿制出的白酒风味各不相同。我国的白酒生产中,传统的固态发酵法的制作过程主要有以下步骤:原料粉碎——配料(原料混合)——蒸煮糊化——冷却——拌醅——入窖发酵——蒸酒(蒸馏)。
白酒的香气来源于三方面。首先是原材料中带入,像高粱就可分解为丁香酸,进而增加白酒的芳香;其次是在发酵过程中,产生的多种具有特殊香气的有机物;还有就是在发酵、蒸馏或贮存过程中有机物发生化学反应生成的香味物质。
白酒的度数是指酒中所含乙醇(酒精)的体积百分比。某白酒每100毫升中乙醇含量为40毫升,这种酒的度数就是40°。液体体积是随环境温度的变化而变化,我国规定在温度为20℃时检测,也就是20℃时,100mL酒中含有乙醇的体积数(mL)为该酒的度数。
粮食酿造的白酒中含有醛类物质,而由乙醇(或甲醇)勾兑的假酒不含醛类物质。因此,可以通过对醛类物质的检测来鉴别真假白酒。
下面是真假白酒的对比实验。
在3支洁净试管中,先分别加入5mL真酒,再分别加入不同体积的质量分数为40%的NaOH溶液,加热。观察并记录实验现象。将真酒替换为假酒,重复上述实验。
实验记录如下:
40%NaOH溶液体积/mL 1.0 2.0 3.0
真酒 无 浅黄 黄
假酒 无 无 无
依据文章内容回答下列问题。
(1)白酒酿造过程中主要发生化学变化的步骤是___________(填字母序号,下同)
A.原料粉碎 B.配料 C.入窖发酵 D.蒸酒
(2)乙醇的化学式是_______,下列有关白酒香气的说法正确的是_______。
A.丁香酸有芳香味
B.发酵过程中会产生有特殊香气的物质
C.长期放置的白酒香气会逐渐变淡
(3)某酒瓶上标注的白酒为38°,是指_______。
(4)用氢氧化钠溶液鉴别真假白酒的实验方法是取5mL不同的白酒,加入_______mL40%的NaOH溶液,加热,观察显色情况,若显_______则为真酒。
13.(2023·安徽·校联考模拟预测)阅读下面科普短文。
天然气一般指蕴藏于地层中的气体混合物,主要成分如图所示。地壳中,目前已探明的天然气总储量超过200万亿m3。
天然气是低碳能源,作为燃料,产生相同热量时,用天然气替代煤炭可减排二氧化碳65.1%。天然气用于汽车燃油,还可以减少颗粒悬浮物的排效。
天然气可以压缩冷却成液化天然气运输、使用。1m3液化天然气可气化成625m3天然气,用于居民生活中的烹调、取暖等。在送到用户之前,为便于泄漏检测,需要用硫醇等给天然气添加气味。
依据文章内容回答下列问题:
(1)天然气中含量最多的气体是__________,写出该气体完全燃烧的化学方程式:___________。
(2)天然气相比于煤炭是低碳能源的原因是__________。
(3)从微观角度解释1m3液化天然气可气化成625m3天然气的原因:__________。
14.(2023·山西晋中·统考一模)古代冶金技术
金属材料在人类文明的发展中起着重要作用,古代治金技术彰显了我国劳动人民的智慧。
金属资源广泛存在于地壳和海洋中,以单质或化合物的形式存在。战国《韩非子·内储说上》提到,早期采金技术均是“沙里淘金”。北宋沈括所著的《梦溪笔谈》中记载了“湿法炼铜”的方法:“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。即在硫酸铜溶液中加入铁,则可得到铜。明代宋应星所著的《天工开物》一书,介绍了“火法炼锌”的方法:把炉甘石(ZnCO3)和煤炭饼粉碎后装入炼锌罐如图所示,泥封,“其底铺薪,发火煅红”“冷定毁罐取出”。反应区中发生如下反应:炉甘石(ZnCO3)在高温下分解产生氧化锌,煤炭中的碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳。
古书还记载到“炒钢”被称为当时震撼大地的发明,这种技术之一是把生铁在高温炒炉中搅拌翻炒,并持续鼓入空气,碳含量不断降低,百炼钢也曾传到国外,是中华民族历史上伟大的发明之一。
阅读分析,解答问题:
(1)“沙里淘金”说明金在自然界以____________(填“单质”或“化合物”)形式存在。
(2)“湿法炼铜”原理属于______________反应(填基本反应类型)。
(3)写出“炼锌罐”反应区发生反应的化学方程式________________。(写一个)
(4)从化学变化角度解释生铁“炒”成钢的原理________________。
15.(2023·山东菏泽·校联考一模)科普阅读
褶皱石墨烯片——科技新材料
目前,华为公司发行的5G平板电脑,创新搭载了3D石墨烯散热技术。石墨烯是指由单层碳原子组成的二维薄片,在净水时,用石墨烯制成的薄膜只允许水分子通过碳原子之间的缝隙,而其他粒子则留下来,从而达到净水的功效。
科学家们将石墨烯片垂直堆叠在已拉伸的弹性基础材料上,然后释放张力,石墨烯片在基材收缩时形成了峰谷褶皱,从而在石墨烯片之间形成了几乎垂直的、狭小的纳米级通道(lnm=10-9m)。然后将整套结构用环氧树脂包裹起来,再敞开通道的两端,即制成了褶皱石墨烯片高效净水系统。实验表明,从这一净水系统的上方注入水时,在重力作用下各种粒子向下运动,但只有水分子能通过该通道,实现了更轻松、高效地净水。
科学家们已经设想过褶皱石墨烯片的诸多应用场景,期待着在家庭和工业中找到更多的实际应用。
请回答下列问题:
(1)石墨烯与金刚石的物理性质差异较大,从微观角度分析,其原因是___________。
(2)石墨烯应用于5G平板电脑,是利用了石墨烯良好的___________性。石墨烯可以净水,是因为其微粒之间的距离___________(填“大于”或“小于”)水分子的体积。
(3)褶皱石墨烯片净水系统的净水原理类似于化学实验室中的__________操作,这样得到的水属于________(填“纯净物”或“混合物”)。
16.(2023·江苏无锡·江苏省锡山高级中学实验学校校考一模)阅读科普短文,回答相关问题。
2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,飞行乘组在轨驻留长达6个月时间,这也是我国迄今为止时间最长的一次载人飞行。为了保障航天员的生命健康,科学家们精心研制出最新的环境控制和生命保障系统。从载人航天的发展历史来看,空间站环境控制和生命保障系统一般可划分为四种类型:开式系统、改进型开式系统、半闭式系统、闭式系统。
开式系统:航天员的代谢产物不作回收再生,而是抛出舱外或封闭起来带回地面,消耗性物质通过天地往返运输系统的周期性输送和补给来保障。如:早期的美国的截人飞船和航天飞机采用液态超临界压力储存主氧和高压气态储存辅助氧供航天员呼吸,航天员呼出的二氧化碳由消耗性氢氧化锂吸收;前苏联的载人航天器上则采用超氧化物吸收二氧化碳并同时放出氧气,使用氢氧化锂来调整吸收二氧化碳和产生氧气的比例关系。
我国目前采用的是半闭式系统:在改进型开式系统的基础上进一步加以改进,使水和氧形成闭合回路,使系统无需补给这些消耗性物质,仅供应含水食物和补给舱体泄漏损失所消耗的气体。系统的主要构成如右图:
载人航天取得优异成绩的基础上,我国探月工程也实现“六战六捷”。未来还将探索在月球建设基地的可能,其中一个前提就是在月球上大规模制造O2,在月球上可以电解熔融月壤(含SiO2、FeO、CaO、Al2O3等)制造氧气。
(1)已知氢氧化锂(LiOH)的化学性质与氢氧化钠相似,请写出氢氧化锂吸收二氧化碳的化学方程式________。
(2)①二氧化碳收集系统:二氧化碳的吸附剂可以采用分子筛或固态胺。其中分子筛表面布满孔穴,类似于初中化学实验室常用的_________(填物质名称)的结构。
②萨巴蒂尔反应系统:系统的核心部件是萨巴蒂尔反应器。气体在萨巴蒂尔反应器内570~580K的温度下,以及钉催化剂的作用下反应。试写出萨巴蒂尔反应器中发生反应的化学方程式________。
(3)下列说法错误的是__________。
A.我国在宇宙探索的多个领域取得辉煌成就
B.半闭式系统不需要周期性输送和补给消耗性物质
C.电解月壤制造氧气为建设月球基地提供了可能
D.在半闭式系统中,水全部参与循环过程,没有损耗
17.(2023·安徽芜湖·统考一模)阅读下面科普短文。
84消毒液是一种以次氯酸钠(NaClO)为主要成分的高效消毒剂,广泛应用于杀灭细菌、病毒并抑制其传播,起到预防疾病的作用。
1984年,北京第一传染病医院地坛医院的前身成功研制出能迅速杀灭各类肝炎病毒的消毒液,定名为“84”肝炎洗消液,后更名为“84消毒液”。
84消毒液通常为无色或淡黄色液体,有刺激性气味,有效氯含量为1.0%至6.5%不等。
由于84消毒液具有一定的刺激性和腐蚀性,浓度过高会损害呼吸道,危害身体健康,所以必须稀释后才能使用。一般认为,当杀菌率达到90%以上时,说明此时的消毒具有较好效果。
上图及表1为某学校对教室喷洒相同体积、不同浓度的84消毒液进行消毒后的效果比较。
表1不同浓度的 84 消毒液对教室的消毒效果
班级 一班 二班 三班 四班 五班 六班 七班 八班
喷洒消毒液的浓度(消毒液与水的体积比) 1∶50 1∶100 1∶150 1∶200 1∶300 1∶600 1∶1000 作为对照不喷洒消毒液
菌落数平均值 2 3 4 5 11 19 43 50
84消毒液在日常生活中发挥着重要作用,但在酸性较强的条件下易生成氯气,所以禁止将84消毒液与酸性物质混用,也不建议把84消毒液与洗涤剂或其他消毒液混合使用,室内使用后,需开窗通风一段时间。
依据文章内容回答下列问题。
(1)84消毒液主要成分次氯酸钠(NaClO)中氯元素的化合价为_______________。
(2)84消毒液的物理性质为____________________(写一条即可)。
(3)结合表1和图片数据,关于不同浓度的 84 消毒液的消毒效果可得到的结论为_____。
(4)若想达到较好的消毒效果,同时又减少其对身体和环境的影响,学校喷洒消毒液浓度的最适合范围为 (填字母序号,下同)。
A.1∶50~1∶100 B.1∶100~1∶200
C.1∶200~1∶600 D.1∶600~1∶1000
(5)下列说法正确的是 。
A.浓度为1∶1000的84消毒液不具有消毒效果
B.84消毒液可与洁厕灵(主要成分为HCl)混用
C.84消毒液名称由来是因为其中有效氯含量为84%
D.教室使用84消毒液消毒后,建议开窗通风一段时间
18.(2023·广西南宁·校联考一模)2019年度诺贝尔化学奖被授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰三位科学家,以表彰其在锂离子电池的发展方面作出的贡献,奠定了无线电子产品的基础,给予我们进入无化石燃料世界的可能性,因为它能用于各种物,从给电动汽车供电到从可再生能源中储存能量。
新能源汽车按照电池种类的不同可以分为镍氢电池动力汽车、锂电池动力汽车和燃料电池动力汽车。镍氢电池具有大功率、快速充放电等优点,但也有成本高,自放电程度大等不足,锂电池在整个充放电过程中,锂离子往返于正负极之间实现能量的转化。锂电池月自放电率仅为6%~8%,远低于镍氢电池。由于正极材料LiCoO2的价格高,目前是市场上高端电动汽车的主要动力源。质子交换膜燃料电池是燃料电池中的一种,其工作原理是在催化剂的作用下,氢气、氧气分别在各自电极发生电离后生成水,并释放出能量。由于质子交换膜燃料电池以铂族贵金属作电催化剂,燃料净化程度要求高,并且只能用热水回收余热,所以并未广泛应用。
(1)化石燃料是___________能源(填“可再生”或“不可再生”)。
(2)质子交换膜燃料电池可实现零排放,其工作原理中的反应是将___________能转化为___________能。
(3)现有一种锂离子二次电池,其工作原理如下图。放电时生成的Li2CO3固体和碳储存于碳纳米管中。放电时,电池的总反应为___________。
(4)下列说法中正确的是___________(填字母序号)。
A.镍氢电池汽车具有大功率、快速充放电等优点
B.锂电池月自放电率高,远高于镍氢电池
C.电池属于无害垃圾,可以随意丢弃
D.质子交换膜燃料电池电源是一种清洁的绿色环保电源
参考答案:
1.(1) 锂是一种银白色金属(或质较软,密度比所有的油都小)
(2)不能
(3)阳
(4)钠在地壳中含量较多
(5)cd
2.(1)硬度大、耐腐蚀
(2)分子之间存在间隔,受压后,分子之间的间隔变小
(3)耐高温、耐压(合理即可)
(4)
3.(1) 碳 单质 发热
(2)bc
(3)d
4.(1) 金属 NO2
(2)充当保护气,防止文物变氧化
(3) 延展 CO2 H2O
(4)石膏
5.(1)无色有甜味的气体
(2)气体分子间的间隔变大
(3)
(4)AB
6.(1) 化合物 作燃料(或制造氧气、一氧化碳、炭黑等物质的原料)
(2)AC
7.(1)不活泼
(2) 4/四
(3)氮离子束能量越高,氮元素质量分数越小
(4)ab/ba
8.(1)隔绝氧气、水蒸气和二氧化碳(或防锈、美观等,合理即可)
(2)铝合金;密度小、耐腐蚀、强度高等(任答两点)
(3)C3H8+5O24H2O+3CO2
(4)压强增大,氢分子间的间隔变小
(5)C
9.(1) 1240
(2)OH-
(3)降低
10.(1)ABC
(2)C
(3)疏松多孔
(4)CaCO3CaO+CO2↑
(5)开发新能源
11.(1)温室效应
(2)二氧化硫
(3)物理
(4)
12.(1)C
(2) C2H5OH ABC
(3)某白酒每100毫升中乙醇含量为38毫升
(4) 2-3 浅黄色/黄色
13.(1) 甲烷/CH4 CH4+2O2CO2+2H2O
(2)产生相同热量时,用天然气替代煤炭可减排二氧化碳65.1%
(3)分子间间隔增大
14.(1)单质
(2)置换
(3)
(4)利用化学反应,将生铁中多余的碳和杂质转变为气体和炉渣除去,将含碳量控制在0.03%-2%,就炼成了钢
15.(1)原子的排列方式不同
(2) 导热 大于
(3) 过滤 纯净物
16.(1)2LiOH+CO2=Li2CO3+H2O
(2) 活性炭 CO2+4H2CH4+ 2H2O
(3)D
17.(1)+1
(2)无色或淡黄色液体,或有刺激性气味
(3)其它条件相同时消毒液的浓度越低,消毒效果越差
(4)B
(5)D
18.(1)不可再生
(2) 化学 电
(3)
(4)AD

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