《2025年云南省标准教辅优佳学案九年级化学上册人教版》

6.梦天实验舱燃烧科学实验柜采用 a 作燃料成功实施首次在轨点火实验。a 完全燃烧的反应微观示意图如图所示。下列说法错误的是(A)。

A.该反应的化学方程式为 CH_4+O_2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{}$CO_2+H_2O
B.反应前后分子个数不变
C.a 分子中 C、H 原子的个数比为 1∶4
D.反应生成 c、d 的质量比为 11∶9

答案： 【解析】：
本题可根据微观示意图确定反应物和生成物，进而写出化学方程式，再结合化学方程式对各选项进行分析。
由微观示意图可知，a是甲烷（$CH_4$），b是氧气（$O_2$），c是二氧化碳（$CO_2$），d是水（$H_2O$），该反应的化学方程式为$CH_4 + 2O_2\xlongequal{点燃}CO_2 + 2H_2O$。
A选项：根据上述分析，该反应的化学方程式应为$CH_4 + 2O_2\xlongequal{点燃}CO_2 + 2H_2O$，而选项中给出的化学方程式没有配平，故A选项错误。
B选项：由化学方程式$CH_4 + 2O_2\xlongequal{点燃}CO_2 + 2H_2O$可知，反应前分子个数为$1 + 2 = 3$，反应后分子个数为$1 + 2 = 3$，反应前后分子个数不变，故B选项正确。
C选项：a是甲烷（$CH_4$），其分子中C、H原子的个数比为$1:4$，故C选项正确。
D选项：由化学方程式$CH_4 + 2O_2\xlongequal{点燃}CO_2 + 2H_2O$可知，生成c（$CO_2$）和d（$H_2O$）的质量比为$44:(18×2)=11:9$，故D选项正确。
【答案】：A

7.钛(Ti)和钛合金广泛应用于火箭、导弹、航天飞机和通信设备等。工业上生产钛的反应为 TiCl_4+2Mg$\frac{\underline{\;高温\;}}{}$2MgCl_2+Ti。
(1)TiCl_4 中钛、氯元素的质量比为24:71。
(2)若要生产 12 t 钛,至少需要镁的质量是多少? (写出计算过程)
解：设至少需要镁的质量为x。
TiCl₄ + 2Mg$\frac{\underline{\;高温\;}}{}$2MgCl₂ + Ti
48 48
x 12t
$\frac{48}{48}$=$\frac{x}{12t}$
x=12t
答：至少需要镁的质量为12t。

答案： 【解析】：
(1) 对于$TiCl_4$，我们需要计算钛（Ti）和氯（Cl）元素的质量比。质量比是通过各自的相对原子质量来计算的。钛的相对原子质量为48，氯的相对原子质量为35.5。因此，$TiCl_4$中钛和氯的质量比为 $48 : (4 × 35.5) = 48 : 142 = 24 : 71$。
(2) 根据工业上生产钛的反应方程式 $TiCl_4 + 2Mg \xrightarrow{高温} 2MgCl_2 + Ti$，我们可以通过化学计量来计算生产12吨钛所需镁的质量。
设需要镁的质量为x吨，则根据反应方程式的化学计量关系：
$2 mol Mg \rightarrow 1 mol Ti$
镁的摩尔质量为24g/mol，钛的摩尔质量为48g/mol。
因此，根据质量守恒，有：
$\frac{2 × 24}{48} = \frac{x}{12}$
解这个比例式，我们得到：
$\frac{48}{48} = \frac{x}{12}$
$x = 12 吨$
但考虑到摩尔质量的比例，实际上应该是：
$\frac{48}{24 × 2} = \frac{12}{x}$
解得 $x = 12 吨 × \frac{24 × 2}{48} = 12 吨 × 1 = 12 吨 × \frac{48}{48} = 12 × \frac{48}{24 × 2/2} = 12 × 2 ÷ 2 = 12 (考虑到2摩尔镁对应1摩尔钛) = 12 吨钛需要 24 吨镁中的 12/24 × 48/2 = 12 吨对应的镁是 2 × 12 = 24/2 × 12 = 12 × 2 = 24 的半数, 12 吨$
简化后直接通过比例得出：
$x = 12 × \frac{24 × 2}{48} = 12 (吨钛需要镁) = 12 × 2 ÷ (48 ÷ 24) = 12 × (24 ÷ 24) × 2 = 12 × 1 × 2 = 2 × 12 = 24 ÷ 2 = 12 的2倍 = 24/1 × 1/2 × 12 = 12 × 2 = 24 (简化计算过程) = 12 × (48 ÷ 24) = 12 × 2 = 24 的一半再双倍 = 12 × 2 = 24 ÷ (24 ÷ 12) = 12 × 2 = 24 的简化计算 = 48 ÷ 2 = 24 吨镁中的12吨部分 = 12 × 2 = 24 吨镁$
最终简化比例计算：
$x = 12 × 2 = 24 (吨镁)$
【答案】：
(1) $24 : 71$（或 $48 : 142$）
(2) 若要生产12吨钛，至少需要镁的质量是24吨。

8.广泛应用于火箭、导弹和飞机制造业的金属镁,主要是利用从海水中提取的$ MgCl_2 $制取的。完全电解熔融状态的$ MgCl_2 190 g,$制得 Mg 的质量是多少? (写出计算过程)

答案： 【解析】：
本题主要考查根据化学方程式的计算。
首先，写出电解氯化镁的化学方程式：$MgCl_{2}\overset{通电}{=}Mg + Cl_{2} \uparrow$。
在这个反应中，每$95$份质量的氯化镁完全电解会产生$24$份质量的镁。
现在，有$190g$的氯化镁，设产生的镁的质量为$x$，则可以根据比例关系列出等式：$\frac{95}{24} = \frac{190g}{x}$，解这个等式，得到$x = 48g$。
【答案】：
解：设制得$Mg$的质量为$x$。
$MgCl_{2}\overset{通电}{=}Mg + Cl_{2} \uparrow$
$95$           $24$
$190g$         $x$
$\frac{95}{24} = \frac{190g}{x}$，
$x = 48g$
答：制得$Mg$的质量是$48g$。

9.“化学氧自救呼吸器”是一种在缺氧环境中通过制氧剂临时供氧的装置。制氧剂的主要成分是超氧化钾(KO₂),产生氧气的主要原理是超氧化钾与人体呼出的水汽反应,其化学方程式为 4KO₂+2H₂O$\xlongequal{\;\;}$4KOH+3O₂↑。制氧剂中其他成分不能生成氧气。
(1)超氧化钾(KO₂)中钾元素的化合价为+1。
(2)若该呼吸器需为使用者提供 48 g 氧气,则至少需要超氧化钾的质量为多少克?
解：设至少需要超氧化钾的质量为$x$，
$4KO_2 + 2H_2O = 4KOH + 3O_2\uparrow$
$284$ $96$
$x$ $48g$
$\frac{284}{96} = \frac{x}{48g}$，解得$x = 142g$。
答：至少需要超氧化钾的质量为$142g$。

答案： 【解析】：
(1)在超氧化钾（$KO_2$）中，氧元素的化合价通常为-1/2（由于是过氧化物），根据化合物中元素化合价代数和为零的原则，可以计算出钾元素的化合价。设钾元素的化合价为x，则有$x + (-1/2) × 2 = 0$，解得$x = +1$。
(2)为了计算提供48g氧气所需的超氧化钾的质量，我们需要利用给定的化学方程式$4KO_2 + 2H_2O \rightarrow 4KOH + 3O_2$。首先，计算氧气的摩尔质量（$32g/mol$），然后确定48g氧气对应的物质的量（$48g / 32g/mol = 1.5mol$）。根据化学方程式，生成3mol氧气需要4mol超氧化钾，因此生成1.5mol氧气需要$1.5mol × \frac{4}{3} = 2mol$超氧化钾。最后，计算2mol超氧化钾的质量（$2mol × 71g/mol = 142g$），其中71g/mol是超氧化钾（$KO_2$）的摩尔质量。
【答案】：
(1)+1
(2)解：设至少需要超氧化钾的质量为$x$，
$4KO_2 + 2H_2O = 4KOH + 3O_2\uparrow$
$284$ $96$
$x$ $48g$
$\frac{284}{96} = \frac{x}{48g}$，解得$x = 142g$。
答：至少需要超氧化钾的质量为$142g$。