Question

【題目】閱讀下面材料，回答問(wèn)題。

人類(lèi)賴(lài)以生存的環(huán)境由自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境組成。自然環(huán)境由生物圈、巖石圈、大氣圈、水圈組成（如圖所示），四個(gè)圈層經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)演化，既相對(duì)穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)平衡，又相互作用、不斷變化，各圈層之間的物質(zhì)和能量不停循環(huán)，這些循環(huán)既跟物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有關(guān)，也受人類(lèi)活動(dòng)的影響，并通過(guò)復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化實(shí)現(xiàn)。

（一）內(nèi)涵決定身份﹣﹣物質(zhì)的組成與分類(lèi)

（l）用化學(xué)符號(hào)填空：

巖石圈中含量最高的金屬元素是_____。大氣圈中含量最高的物質(zhì)是_____。水圈中含量最高的元素是_____。土壤中能促進(jìn)農(nóng)作物根系發(fā)達(dá)的元素是_____。

（2）按要求填表：

物質(zhì)所屬圈層	物質(zhì)名稱(chēng)	物質(zhì)的化學(xué)式	用符號(hào)表示構(gòu)成物質(zhì)的微粒	物質(zhì)類(lèi)別
生物圈	蔗糖	_______	_______	_______
大氣圈	氬氣	_______	_______	_______
水圈	氫氧化鈣	_______	_______	_______
巖石圈	_______	_______	Na+、SiO32﹣	_______

（二）甲烷﹣﹣小分子，大作為

在如圖的四大圈層中，有下列6種物質(zhì)：①甲烷；②水；③二氯化碳；④一氧化碳；⑤氫氣；⑥氧氣。構(gòu)成這些物質(zhì)的分子雖然簡(jiǎn)單，但這些物質(zhì)有的是人類(lèi)賴(lài)以生存的基本物質(zhì)，有的是物質(zhì)循環(huán)關(guān)鍵物質(zhì)，有的是人類(lèi)社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)必需的物質(zhì)。請(qǐng)回答：

（1）在這6種物質(zhì)中，元素種類(lèi)共有_____種，人類(lèi)的生命活動(dòng)不可缺少的物質(zhì)有_____（填化學(xué)式，下同），植物生長(zhǎng)必需的物質(zhì)有_____，元素種類(lèi)完全相同的物質(zhì)是_____。

（2）甲烷是最重要的基礎(chǔ)有機(jī)物之一，不僅可做燃料，還能發(fā)生如下反應(yīng)：

①在隔絕空氣和1000℃條件下，甲烷分解產(chǎn)生炭黑和氫氣；

②在隔絕空氣和1500℃條件下，甲烷分解產(chǎn)生乙炔和氫氣；

③在1400℃條件下，適當(dāng)比例的甲烷和氧氣反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳；

④在800℃和催化劑條件下，適當(dāng)比例的甲烷和二氧化碳反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳。

試寫(xiě)出上述②～④三個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式：

②_____；

③_____；

④_____；

（3）在反應(yīng)①～④中，屬于置換反應(yīng)的有_____。

在反應(yīng)①和②中，反應(yīng)物相同，而生成物不同，從微觀的角度看，是因?yàn)榉磻?yīng)條件不同導(dǎo)致_____。

③和④兩個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物不同，但生成物相同，從物質(zhì)組成的角度看，其原因是_____。

在實(shí)際生產(chǎn)中，反應(yīng)③需要按比例控制氧氣不能超量，從物質(zhì)性質(zhì)的角度看，原因是_____。

（三）柔之力﹣﹣神奇的水溶液

水在生活、生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用廣泛。巖石圈約有四分之三被水覆蓋，其中的某些物質(zhì)被水溶解，其隨水的天然循環(huán)在水圈中富集，富集后的物質(zhì)可能再次沉積到巖石圈。

如圖是氯化鈉和碳酸鈉的溶解度曲線。據(jù)圖回答下列問(wèn)題：

（1）青海湖區(qū)的人們有一種經(jīng)驗(yàn)，冬天撈“堿”、夏天曬鹽，這里的“堿”指純堿，鹽指氯化鈉，他們所依據(jù)的原理是____。

（2）純堿是一種重要的化工原料，但僅用物理方法從鹽湖中“撈堿”遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求，工業(yè)上主要利用從水圈中獲得的食鹽來(lái)制備純堿，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____、_____。

（3）為確定某白色固體是碳酸鈉還是氯化鈉，在20℃時(shí)，取2.5g樣品加入盛有10g水的燒杯中，充分?jǐn)嚢韬蟋F(xiàn)象如圖所示，則固體粉末是_____。若將該溶液升溫到40℃時(shí)，則所得溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____。

（四）金屬﹣﹣工業(yè)的脊梁

金屬及合金廣泛應(yīng)用于生活、生產(chǎn)和航天軍工。

資料：水圈和巖石圈中含有豐富的鎂元素。工業(yè)生產(chǎn)中，可用菱鎂礦做原科制'備金屬鎂，流程如圖所示：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（l）已知①和②屬于分解反應(yīng)，化學(xué)方程式分別為_____和_____。

（2）通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，以巖石圈的礦石為原料還可以制備很多其他金屬，請(qǐng)舉一例說(shuō)明（用化學(xué)方程式表示其制備原理）_____。

（3）如圖是鎂原子結(jié)構(gòu)示意圖，鎂化學(xué)性質(zhì)活潑，原因是_____。四大圈層中含有下列物質(zhì)：①硫酸鋅；②氯化鈉；③硫酸；④氫氧化鈣；⑤氧氣。其中能和鐵反應(yīng)的物質(zhì)有（填序號(hào)）_____。

（4）小梅同學(xué)將點(diǎn)燃的鎂條伸入盛二氧化碳的集氣瓶中，看到鎂條劇烈燃燒，發(fā)出耀眼白光，瓶壁上有黑色物質(zhì)生成，她認(rèn)為這種黑色物質(zhì)是碳單質(zhì)。在上述過(guò)程中，小梅運(yùn)用的科學(xué)方法有_____。

Answer 1

【答案】Al N2 O P C12H22O11 C12H22O11 有機(jī)物 Ar Ar 單質(zhì) Ca（OH）2 Ca2+、OH﹣ 堿 硅酸鈉 Na2SiO3 鹽 3 H2O、O2 CO2、H2O、O2 CO、CO2 2CH4 C2H2+3H2 2CH4+O24H2+2CO CH4+CO22H2+2CO ③ 反應(yīng)條件不同，原子的結(jié)合方式不同，導(dǎo)致分子構(gòu)成不同；反應(yīng)物的組成元素相同，反應(yīng)前后元素的種類(lèi)不變 超過(guò)1400℃，氫氣、一氧化碳會(huì)與氧氣反應(yīng) 氯化鈉溶解度受溫度影響較小，夏天溫度高，加快水分蒸發(fā)，氯化鈉容易結(jié)晶析出。碳酸鈉溶解度受溫度影響較大，冬天溫度低，易結(jié)晶析出 NaCl+NH3+CO2+H2O＝NaHCO3+NH4Cl； 2 NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O Na2CO3 20% MgCO3MgO+CO2↑ MgC12Mg+C12↑ 3CO+Fe2O32Fe+3CO2。 鎂原子最外層電子數(shù)為2．在化學(xué)反應(yīng)中易失電子 ③⑤ 實(shí)驗(yàn)、觀察、推理

【解析】

（一）（1）巖石圈中含量最高的金屬元素是鋁元素，大氣圈中含量最高的物質(zhì)是氮?dú)�，水圈中含量最高的元素是氧元素，土壤中能促進(jìn)農(nóng)作物根系發(fā)達(dá)的元素是磷元素，對(duì)應(yīng)的化學(xué)符號(hào)是Al；N2；O；P；
（2）蔗糖的化學(xué)式為C12H22O11；是由蔗糖分子構(gòu)成的，屬于有機(jī)物；氬氣的化學(xué)式為Ar，是由氬原子構(gòu)成的，屬于單質(zhì)；氫氧化鈣的化學(xué)式為Ca（OH）2，是由鈣離子和氫氧根離子構(gòu)成的，屬于堿類(lèi)物質(zhì)；由鈉離子和硅酸根離子構(gòu)成的物質(zhì)是硅酸鈉，其化學(xué)式為Na2SiO3，屬于鹽類(lèi)物質(zhì)。

（二）（1）①甲烷中含有碳元素、氫元素；②水中含有氫元素和氧元素；③二氯化碳中含有碳元素和氧元素；④一氧化碳中含有碳元素和氧元素；⑤氫氣中含有氫元素；⑥氧氣中含有氧元素，所以由三種元素組成；人類(lèi)的生命活動(dòng)不可缺少的物質(zhì)有H2O、O2；植物生長(zhǎng)必需的物質(zhì)有CO2、H2O、O2；元素種類(lèi)完全相同的物質(zhì)是一氧化碳和二氧化碳，即：CO、CO2；

（2）②在隔絕空氣和1500℃條件下，甲烷分解產(chǎn)生乙炔和氫氣，化學(xué)方程式為：2CH4C2H2+3H2；③在1400℃條件下，適當(dāng)比例的甲烷和氧氣反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳，化學(xué)方程式為：2CH4+O24H2+2CO；④在800℃和催化劑條件下，適當(dāng)比例的甲烷和二氧化碳反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳，化學(xué)方程式為：CH4+CO22H2+2CO。

（3）置換反應(yīng)是指一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物，只有③屬于置換反應(yīng)；反應(yīng)條件不同，原子的結(jié)合方式不同，導(dǎo)致分子構(gòu)成不同；反應(yīng)物的組成元素相同，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素的種類(lèi)不變，所以生成物相同；超過(guò)1400℃，氫氣、一氧化碳會(huì)與氧氣反應(yīng)；

（三）（1）溶解度受溫度影響較大的物質(zhì)析出晶體的方法是：降溫結(jié)晶；溶解度受溫度影響較小的物質(zhì)析出晶體的方法是：蒸發(fā)結(jié)晶，氯化鈉溶解度受溫度影響較小，夏天溫度高，加快水分蒸發(fā)，氯化鈉容易結(jié)晶析出；碳酸鈉溶解度受溫度影響較大，冬天溫度低，易結(jié)晶析出。

（2）氯化鈉、水、二氧化碳、氨氣反應(yīng)生成氯化銨和碳酸氫鈉，方程式是： NaCl+NH3+CO2+H2O＝NaHCO3+NH4Cl；碳酸氫鈉加熱生成碳酸鈉、水和二氧化碳，所方程式是：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。

（3）20℃，碳酸鈉的溶解度小于25g，氯化鈉的溶解度為36g，所以在20℃時(shí)，取2.5g樣品加入盛有10g水的燒杯中，不能全部溶解的是碳酸鈉；將該溶液升溫到40℃時(shí)，2.5g溶質(zhì)全部溶解，溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=20%；

（四）（1）碳酸鎂煅燒生成氧化鎂和二氧化碳，化學(xué)方程式為：MgCO3MgO+CO2↑；氯化鎂電解生成鎂和氯氣，化學(xué)方程式為：MgC12Mg+C12↑（2）一氧化碳還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳，化學(xué)方程式：3CO+Fe2O32Fe+3CO2，（3）鎂原子最外層電子數(shù)為2，在化學(xué)反應(yīng)中易失電子；鐵可以和氧氣反應(yīng)，鐵可以和酸反應(yīng)，鐵可以和鹽反應(yīng)，但鐵排在鋅后面，與硫酸鋅不反應(yīng)，所以選③⑤；

（4）將點(diǎn)燃的鎂條伸入盛二氧化碳的集氣瓶中，看到鎂條劇烈燃燒，發(fā)出耀眼白光，瓶壁上有黑色物質(zhì)生成，這是實(shí)驗(yàn)和觀察，她認(rèn)為這種黑色物質(zhì)是碳單質(zhì)，這是推理。