《2025年亮点给力大试卷九年级化学上册沪教版》

23. (8 分)研究和转化 CO2具有重要意义。炼铁工业会产生大量 CO2,用天然气代替焦炭炼铁可以减少 CO2排放。天然气炼铁的原理如下(括号内为主要成分的化学式)。在催化剂作用下,CH4与 H2O 或 CO2反应均可生成 CO 和 H2。

(1) 天然气燃烧生成 H2O 和 CO2,为炼铁提供高温。CH4燃烧的化学方程式为______CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O。
(2) 上述流程中“高温炼铁”时,将 Fe2O3转化为 Fe 的物质是______CO、H₂(填化学式)。
(3) 与焦炭炼铁相比,该方法能减排 CO2的原因是______冶炼得到相同质量的铁，合成气产生的CO₂更少，且产生的CO₂可循环利用。
(4) 用 600 t 含氧化铁 80%的赤铁矿炼铁,若不计生产过程中铁的损耗,则生产的钢铁中铁的质量为______336t。

答案：
(1)CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O
(2)CO、H₂
(3)冶炼得到相同质量的铁，合成气产生的CO₂更少，且产生的CO₂可循环利用
(4)336t
解析:
(3)根据流程图，含有CO₂的高温尾气可以与天然气进行催化重整，可知与焦炭炼铁相比，该方法能减排CO₂的原因是冶炼得到相同质量的铁，合成气产生的CO₂更少，且产生的CO₂可循环利用。
(4)设生产的钢铁中铁的质量为x。
Fe₂O₃ ~ 2Fe
160 112
600t×80% x
$\frac{160}{112}$=$\frac{600t×80\%}{x}$ x=336t

24. (10 分)用 Fe(CO)5分解制得的铁粉称为“羰基铁粉”,在国防军工领域有重要应用。以海绵铁为原料制备羰基铁粉的流程如图所示。

(1) “CO 合成器”中发生反应的基本反应类型为______。
(2) “Fe(CO)5合成釜”中发生反应:Fe+5CO $\xlongequal[8MPa]{100～250℃}$ Fe(CO)5。加热前,先向设备中通入一段时间 N2,排出设备中的空气。其目的是______。
(3) “Fe(CO)5分解器”中发生反应:Fe(CO)5 $\xlongequal{200～300℃}$ Fe+5CO↑。
① 制得的铁粉平均粒度细,活性强,不耐酸。Fe 与盐酸发生反应的化学方程式为______。
② “Fe(CO)5分解器”中常添加其他气体抑制 CO 分解,来减少所得铁粉中杂质的含量。该杂质的成分可能是______(填化学式,下同)。
(4) 上述流程中,能循环使用的物质是______。
[答案]：(1)化合反应
(2)防止加热时CO和空气混合发生爆炸，防止海绵铁被空气中的氧气氧化
(3)①Fe+2HCl$\xlongequal{\;\;}$FeCl₂+H₂↑②C
(4)CO

答案：
(1)化合反应
(2)防止加热时CO和空气混合发生爆炸，防止海绵铁被空气中的氧气氧化
(3)①Fe+2HCl$\xlongequal{\;\;}$FeCl₂+H₂↑②C
(4)CO
解析:
(2)海绵铁能与空气中的氧气反应，一氧化碳是可燃性气体，加热前，先向设备中通入一段时间N₂，排出设备中的空气。其目的是防止加热时CO和空气混合发生爆炸，防止海绵铁被空气中的氧气氧化。
(3)①Fe与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为Fe+2HCl$\xlongequal{\;\;}$FeCl₂+H₂↑。②“Fe(CO)₅分解器”中常添加其他气体抑制CO分解，来减少所得铁粉中杂质的含量。根据质量守恒定律，CO分解引入的杂质成分可能是C。
(4)CO参与反应，反应又生成CO，因此上述流程中，能循环使用的物质是CO。

25. (10 分)阅读下列材料,回答相关问题。
石油是一种非常重要的能源,主要由碳、氢元素组成,还含有少量硫、氧、氮等元素。石油开采时,向储油层注水或通入气体均可以增大油层中的压强,使石油顺利流出。处于石灰石岩层缝隙中的石油流通不畅,需要向岩层中注入稀盐酸等酸液,提高其流通能力。
石油通过输油管道输送至炼油厂,依据各成分的沸点差异,分离出汽油、柴油等多种粗产品。汽油、柴油等燃料的使用会产生大量的二氧化碳,导致温室效应加剧。
(1) 依据沸点不同,从石油中分离出汽油、柴油的过程属于物理变化(填“物理变化”或“化学变化”)。
(2) 向石灰石岩层中注入盐酸有助于开采岩层间的石油。
① 稀盐酸与石灰石反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl$\xlongequal{\;\;}$CaCl₂+CO₂↑+H₂O。
② 向岩层中注入稀盐酸可提高石油的流通能力,其原因可能是稀盐酸能溶解阻碍石油流动的石灰石，且产生二氧化碳气体使油层内压强增大。
(3) 输油钢铁管道易被腐蚀,下列措施有利于减缓管道腐蚀的有ABC(填字母)。
A. 对石油进行脱水处理,去除石油中的水分
B. 利用化学方法除去石油中残留的酸液
C. 在管道内部覆盖防腐涂层,将石油与管道隔绝
(4) 中科院研制出一种新型催化剂将二氧化碳成功转化为汽油,其流程如下。
CO2 $\xrightarrow[步骤Ⅰ]{催化剂+H_{2}}$ CO $\xrightarrow[步骤Ⅱ]{催化剂+H_{2}}$ (CH2)n $\xrightarrow[步骤Ⅲ]{催化剂}$ 汽油
制得汽油中所含氢元素的质量小于参加反应的氢气的质量,原因是步骤Ⅰ和步骤Ⅱ的转化中，氢元素部分转化为水。

答案：
(1)物理变化
(2)①CaCO₃+2HCl$\xlongequal{\;\;}$CaCl₂+CO₂↑+H₂O ②稀盐酸能溶解阻碍石油流动的石灰石，且产生二氧化碳气体使油层内压强增大
(3)ABC
(4)步骤Ⅰ和步骤Ⅱ的转化中，氢元素部分转化为水
解析:
(2)②石油开采时，向储油层注水或通入气体均可以增大油层中的压强，使石油顺利流出。处于石灰石岩层缝隙中的石油流通不畅，向岩层中注入稀盐酸可提高石油的流通能力，其原因可能是稀盐酸能溶解阻碍石油流动的石灰石，且产生的二氧化碳气体使油层内压强增大。
(4)步骤Ⅰ中，CO₂、H₂在催化剂作用下转化为CO，步骤Ⅱ中，CO、H₂在催化剂作用下转化为(CH₂)ₙ。根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和个数不变，可知这两个步骤还会生成水，因此制得的汽油中所含氢元素的质量小于参加反应的氢气的质量。