《2025年尖子生题库九年级化学全一册人教版》

1. 空间站内利用物质的转化能使$O_{2}$和$CO_{2}$的含量保持相对稳定。航天员呼吸产生的$CO_{2}$进行转化时，其反应的微观示意图如下，产物 Z 被直接排入太空。

(1) 航天员呼吸用的$O_{2}$来自水的电解，电解水时产生氧气的一端是电源的正极。
(2) 写出上述微观示意图反应的化学方程式：$CO₂+4H₂\stackrel{一定条件}{=\!=\!=\!=\!=}CH₄+2H₂O$。
(3) 据测算，正常情况下一位航天员一天呼出的二氧化碳质量约$1.1kg$，若这些二氧化碳全部参与上述反应，则可生成水0.9$kg$。
(4) 分析目前空间站是否完全实现了氢的循环？并说明理由：否，因为反应生成的甲烷排入太空，带走了部分氢元素（答案合理即可）。。

答案： 1.
(1)正$ (2)CO₂+4H₂\stackrel{一定条件}{=\!=\!=\!=\!=}CH₄+2H₂O (3)0.9$
(4)否，因为反应生成的甲烷排入太空，带走了部分氢元素（答案合理即可）。
【详解】
(1)电解水时，接电源正极的一端产生的气体是氧气。
(2)由微观示意图可知，二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲烷和水。
(3)根据化学方程式可知，参加反应的二氧化碳和生成水的质量比为44:(2×18)=11:9，因此1.1kg二氧化碳质量全部参与上述反应，则可生成水0.9kg。
(4)因为反应生成的甲烷排入太空，带走了部分氢元素，所以目前空间站不能完全实现了氢的循环。

2. 实验室有一瓶含杂质的高锰酸钾，兴趣小组同学取$20g$该药品放入大试管中加热(杂质不参加反应)，并在不同时刻测定试管剩余固体物质的质量，实验数据记录如下，请回答：

(1) 加热$t_{5}min$时剩余固体质量为19.04$g$；
(2) 计算该样品中高锰酸钾的质量分数(写出详细计算过程)。

答案： 2.
(1)19.04
(2)解：设样品中高锰酸钾的质量为x。
生成氧气的质量为20g - 19.04g=0.96g
$2KMnO₄\stackrel{\triangle}{=\!=\!=\!=\!=}K₂MnO₄+MnO₄+O₂↑$
$\frac{316}{32}=\frac{x}{0.96g} x=9.48g$
则样品中高锰酸钾的质量分数为$\frac{9.48g}{20g}×100%=47.4%$
答：样品中高锰酸钾的质量分数为47.4%。
【详解】
(1)从表中数据可知，t₄min之后，固体不再减少，则加热至t₅min时剩余固体质量为19.04g。
(2)根据质量守恒定律可知，反应前后减少的质量为生成氧气的质量，计算过程见答案。