《2025年全效学习九年级科学全一册浙教版》

7. 科学课堂上,同学们进行了以铜为主要原料制备硫酸铜的最优途径的探究。同学们经过热烈讨论给出了以下几种方案,请你从原理的可行性、原料利用率的高低、生产流程复杂程度、生产成本、对环境的污染程度等角度分析讨论这些方案,并选出最优途径(方案都使用化学方程式表达)。
(1)评价方案:
[方案1]:$Cu+H_{2}SO_{4}= CuSO_{4}+H_{2}\uparrow $。评价: 不能进行反应，铜的金属活动性在氢之后。
[方案2]:$Cu+2H_{2}SO_{4}(浓)\xlongequal {△}CuSO_{4}+SO_{2}+2H_{2}O$。评价: 产生有毒气体二氧化硫，有可能污染环境，要处理废气，会增加成本。
[方案3]:$2Cu+O_{2}\xlongequal {△}2CuO;CuO+H_{2}SO_{4}= CuSO_{4}+H_{2}O$。评价: 原理正确，流程比较简单，没有污染物生成，比较适合。
[方案4]:$Cu+Ag_{2}SO_{4}= CuSO_{4}+2Ag$。评价: 硫酸银溶解度小，反应较为缓慢，原料价格高，且Ag₂SO₄剩余可能导致重金属污染。
[方案5]:$Cu+FeSO_{4}= CuSO_{4}+Fe$。评价: 不能进行反应，铜的金属活动性在铁之后。
[方案6]:$Cu+2AgNO_{3}= Cu(NO_{3})_{2}+2Ag;Cu(NO_{3})_{2}+2NaOH= Cu(OH)_{2}\downarrow +2NaNO_{3};Cu(OH)_{2}+H_{2}SO_{4}= CuSO_{4}+2H_{2}O$。评价: 步骤复杂，原料价格高，且AgNO₃剩余可能导致重金属污染。
(2)你认为最优的方案为 方案3。

答案： （1）[方案1]:不能进行反应，铜的金属活动性在氢之后
[方案2]:产生有毒气体二氧化硫，有可能污染环境，要处理废气，会增加成本
[方案3]:原理正确，流程比较简单，没有污染物生成，比较适合
[方案4]:硫酸银溶解度小，反应较为缓慢，原料价格高，且Ag₂SO₄剩余可能导致重金属污染
[方案5]:不能进行反应，铜的金属活动性在铁之后
[方案6]:步骤复杂，原料价格高，且AgNO₃剩余可能导致重金属污染
（2）方案3

8. 人们的生活、生产与材料息息相关,下列说法正确的是 (D)
A.复旦大学研究的能导电、存储的二维材料二硫化钼是一种新型有机功能材料
B.中国天眼用到碳化硅,电子芯片用到二氧化硅
C.歼-20上用到的氮化镓材料属于金属合金材料
D.我国自主研发的JD-1紫外光固化树脂属于有机合成材料

答案： D

9. 纳米级$Cu_{2}O$因具有优良的催化性能备受关注。某兴趣小组在老师的带领下开展纳米级$Cu_{2}O$的制备研究,其流程如图所示。
(1)在细菌作用下,岩石中的硫化铜(CuS)与空气中的氧气反应生成硫酸铜,反应的化学方程式为 CuS+2O₂$\stackrel{细菌}{=}$CuSO₄。
(2)③中观察到的现象是 产生蓝色絮状沉淀。
(3)在加热条件下,用液态肼$(N_{2}H_{4})$还原新制Cu(OH)₂生成Cu₂O、$N_{2}和H_{2}O$,该反应的化学方程式为 N₂H₄+4Cu(OH)₂$\stackrel{\triangle}{=}$2Cu₂O+N₂↑+6H₂O,$Cu_{2}O$中铜元素的化合价是 +1价。

答案： （1）CuS+2O₂$\stackrel{细菌}{=}$CuSO₄ （2）产生蓝色絮状沉淀
（3）N₂H₄+4Cu(OH)₂$\stackrel{\triangle}{=}$2Cu₂O+N₂↑+6H₂O +1

10. 实验室采用还原法制备新型材料纳米级铁粉,其流程如图所示。
(1)纳米级Fe粉在空气中易燃烧,其生成物名称是四氧化三铁。
(2)实验中通入$N_{2}$的目的是排尽空气，防止生成的铁粉被氧化。
(3)Ⅱ中发生反应的化学方程式为H₂+FeCl₂$\stackrel{高温}{=}$Fe+2HCl。

答案： （1）四氧化三铁 （2）排尽空气，防止生成的铁粉被氧化
（3）H₂+FeCl₂$\stackrel{高温}{=}$Fe+2HCl

11.[科学探究]碱式碳酸锌用于制备功能材料ZnO,其化学反应表达式为$Zn_{x}(OH)_{y}(CO_{3})_{z}\xrightarrow []{煅烧}ZnO+CO_{2}\uparrow +H_{2}O$(x、y、z为正整数)。小金设计了如图甲所示的装置对碱式碳酸锌的组成进行探究(装置气密性良好,药品足量,实验操作正确)。
(1)图甲中装置B的作用是吸收碱式碳酸锌分解产生的二氧化碳。
(2)查阅资料发现,在不同温度条件下充分加热等质量的碱式碳酸锌样品,剩余固体的质量与加热温度的关系如图乙所示。实验中加热时,热分解装置的温度至少要达到300$^{\circ }C$(选填“200”“300”或“400”)。
(3)部分实验步骤为:……“加热前先通入$N_{2}$排尽装置内的空气,关闭通入$N_{2}$的活塞,……控制一定温度下加热……”。实验过程中可根据装置A中不再产生气泡，装置A、B质量不再增加的现象判断碱式碳酸锌样品已反应完全。
(4)小金取54.7g碱式碳酸锌样品(不含杂质),放置于热分解装置内,完全反应后测得装置A增重5.4g,装置B增重8.8g。则x:y:z的最简整数比为5∶6∶2。

答案： （1）碱式碳酸锌分解产生的二氧化碳 （2）300 （3）装置A中不再产生气泡，装置A、B质量不再增加 （4）5∶6∶2