《2025年亮点给力大试卷九年级化学上册沪教版》

23. (6 分)常见的燃料有秸秆、煤、天然气、酒精等。
Ⅰ. 直接燃烧。
(1)写出酒精$(C_2H_6O)$完全燃烧的化学方程式:$C_2H_6O + 3O_2\xlongequal{点燃}2CO_2 + 3H_2O$。
(2)秸秆架空燃烧更旺的原因是秸秆与空气充分接触（或秸秆与空气的接触面积更大）。
(3)室温下,充分燃烧 1 g 天然气和 1 g 煤,产生的$ CO_2 $及热量的关系对比如图 1 所示。据图分析,与煤相比,用天然气作燃料的优点有等质量的天然气燃烧产生的$CO_2$更少，产生的热量更多。


Ⅱ. 能源化利用。
生产沼气(主要成分是$ CH_4)$是秸秆能源化利用的一种方式,其原理是秸秆在厌氧和微生物作用下发酵产生$ CH_3COOH、$$H_2 $等物质,然后在发酵液中通过以下两条途径生成$ CH_4。$
途径$ 1:CH_3COOH → CH_4 + CO_2;$途径$ 2:4H_2 + CO_2 → CH_4 + 2H_2O。$
由于发酵产生$ H_2 $的量不足,只有 30%的$ CH_4 $来自途径 2,可向发酵液中通$ H_2 $提高$ CH_4 $的产率。$CH_4 $产率与$ H_2 $的通入量关系如图 2 所示。
(4)由图可知,通入$ H_2 $和$ CO_2 $的最佳体积比为$5:1$。
$(5)H_2 $通入量大于恰好反应的理论值,其原因是$H_2$难溶于水，部分$H_2$来不及反应即从发酵液中逸出。

答案： （1）$C_2H_6O + 3O_2\xlongequal{点燃}2CO_2 + 3H_2O$ （2）秸秆与空气充分接触（或秸秆与空气的接触面积更大） （3）等质量的天然气燃烧产生的$CO_2$更少，产生的热量更多 （4）$5:1$ （5）$H_2$难溶于水，部分$H_2$来不及反应即从发酵液中逸出 解析：（4）由题图2可知，发酵35天，氢气与二氧化碳的体积比为$5:1$和$6:1$时，甲烷产率几乎都接近90%，所以选择氢气用量较少的。（5）$H_2$通入量大于恰好反应的理论值，其原因是$H_2$难溶于水，部分$H_2$来不及反应即从发酵液中逸出。

24. (10 分)铁是一种重要的金属材料,在工业、农业和国防科技中有重要应用。
Ⅰ. 高炉炼铁:用赤铁矿石(主要成分为 Fe₂O₃)、焦炭、石灰石等冶炼生铁。
(1)高炉炼铁的化学方程式为$3CO + Fe_2O_3\xlongequal{高温}2Fe + 3CO_2$。
(2)生铁的熔点＜(填“＞”“＜”或“=”)纯铁的熔点。
(3)高炉排出尾气中主要含有$CO$(填化学式)、CO₂及 N₂等。
Ⅱ. 炉渣利用:炉渣主要成分是 CaSiO₃,还含有较多的 Al₂O₃等。
(4)CaSiO₃可写成 xCaO·ySiO₂,则 x:y =1:1。
(5)在 1500℃时,用固体 C 和炉渣中的 Al₂O₃反应生成 CO₂和 Al,该反应的化学方程式为$3C + 2Al_2O_3\xlongequal{1500℃}4Al + 3CO_2↑$。
(6)某炉渣中 Al₂O₃的质量分数为 10%。若 200 t 该炉渣经反应得到 8.1 t 金属 Al,则该炉渣中 Al₂O₃的还原率为76.5%(结果精确到 0.1%,2 分)。
已知:还原率 = $\frac{参加反应的 Al_2O_3 的质量}{原始 Al_2O_3 的质量}$ × 100%
Ⅲ. 模拟探究:实验小组利用如图所示装置模拟 CO 和 Fe₂O₃反应。甲同学观察到固体由红色变成黑色,推断黑色固体是 Fe;乙同学提出疑问,认为黑色固体可能是 Fe₃O₄(已知:常温下 Fe₃O₄几乎不溶于稀盐酸)。

(7)该小组通过实验证明黑色固体中同时含 Fe₃O₄和 Fe。取少量黑色固体于试管中,加入足量稀盐酸,充分振荡,观察到的现象为有气泡产生，且有固体剩余，溶液由无色变为浅绿色。

答案： （1）$3CO + Fe_2O_3\xlongequal{高温}2Fe + 3CO_2$ （2）＜ （3）$CO$ （4）$1:1$ （5）$3C + 2Al_2O_3\xlongequal{1500℃}4Al + 3CO_2↑$ （6）76.5% （7）有气泡产生，且有固体剩余，溶液由无色变为浅绿色 解析：（3）高炉中含有一氧化碳，有部分一氧化碳没有反应，则排出尾气中也含有$CO$。（4）$CaSiO_3$中，钙原子和硅原子的个数比为$1:1$，则$x:y = 1:1$。（5）碳和氧化铝在$1500℃$时反应生成铝和二氧化碳，反应的化学方程式为$3C + 2Al_2O_3\xlongequal{1500℃}4Al + 3CO_2↑$。（6）200t炉渣中氧化铝的质量为$200t×10\% = 20t$，根据铝元素守恒，分解的氧化铝的质量为$8.1t÷(\frac{27×2}{27×2 + 16×3}×100\%) = 15.3t$，则氧化铝的还原率为$\frac{15.3t}{20t}×100\% = 76.5\%$。（7）铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，四氧化三铁在常温下与稀盐酸不反应，则现象为有气泡产生，且有固体剩余，溶液由无色变为浅绿色。