化学与社会发展试题及答案(2)
二、填空题(本题包括7小题，共53分)
21.化学与人类的生活和社会发展有密切的关系，试用你所学的化学知识回答下列问题：
(1)国务院曾于两年前就发出“限塑令”，以限制生产和使用塑料购物袋.
①塑料属于 合成 (填“天然”或“合成”)材料;
②聚乙烯塑料完全燃烧产生二氧化碳和水，由此可知聚乙烯塑料中一定含有 碳、氢 元素;
③从环境或能源角度，谈一点限制生产和使用塑料购物袋的意义 有利于减缓环境污染 .
(2)我省农村大力推广使用沼气.
①沼气的主要成分是 CH4 (填化学式);
②用家畜粪便、秸秆等作原料生产沼气的过程主要发生 化学 (填“物理”或“化学”)变化;
③用沼气做燃料与直接用秸秆作燃料相比，前者的优点是 甲烷燃烧能生成二氧化碳和水，对环境无污染 (只写一点).
(3)粮食是人类主要食物来源，粮食问题已成为被世界关注的热点之一.
①粮食的主要成分是淀粉，它属于人体必需的有机物中的 糖类 ;
②维生素也是人体所必需的有机物之一，它主要来源于食品中的 水果和蔬菜 .
【考点】塑料及其应用;质量守恒定律及其应用;常用燃料的使用与其对环境的影响;白色污染与防治;生命活动与六大营养素.
【专题】结合课本知识的信息.
【分析】塑料属于有机合成材料;根据生成物可以判断反应物中的元素组成;开发使用新能源有利于保护环境;有新物质蔬菜的变化属于化学变化;淀粉属于糖类物质;水果和蔬菜中含有丰富的维生素.例如，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，是一种比较清洁的能源，直接用秸秆作燃料既能产生水和二氧化碳，也能产生大量的烟尘，污染环境.
【解答】解：(1)①塑料属于合成材料;故填：合成.
②聚乙烯塑料完全燃烧产生二氧化碳和水，根据质量守恒定律可知聚乙烯塑料中一定含有碳、氢元素，而由于燃烧是和氧气进行的反应，所以是否含有氧元素不能下结论.;故填：碳、氢.
③从环境或能源角度，谈一点限制生产和使用塑料购物袋的意义是有利于减缓环境污染.故填：有利于减缓环境污染.
(2)①沼气的主要成分是CH4;故填：CH4;
②用家畜粪便、秸秆等作原料生产沼气的过程主要发生化学变化;故填：化学.
③用沼气做燃料与直接用秸秆作燃料相比，前者的优点是甲烷燃烧能生成二氧化碳和水，对环境无污染.故填：甲烷燃烧能生成二氧化碳和水，对环境无污染.
(3)①粮食的主要成分是淀粉，它属于人体必需的有机物中的糖类;故填：糖类.
②维生素也是人体所必需的有机物之一，它主要来源于食品中的水果和蔬菜.故填：水果和蔬菜.
【点评】解答本题要掌握质量守恒定律的内容和各种物质的性质等方面的知识，只有这样才能对相关方面的问题做出正确的判断.
22.液化石油气是家庭常用燃料，主要成分是丙烷和丁烷.
性质
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 燃烧反应
丙烷 ﹣189.7 ﹣42.1 C3H8+5O2 3CO2+4H2O
丁烷 ﹣138.4 ﹣0.5 2C4H10+13O2 8CO2+10H2O
(1)由上表资料分析，丙烷和丁烷的物理性质是：常温常压下呈 气 态(填“气”、“液”或“固”);
化学性质是：具有 可燃 性.
(2)液化石油气燃烧需要大量的氧气，根据化学方程式计算：59g丁烷充分燃烧所需要的氧气的质量 211.6g .
(3)已知含碳气体的含氢量越高，相同条件下充分燃烧时产生CO2就越少. 比较甲烷、丙烷和丁烷分子中氢的质量分数，看出最洁净的燃料是 CH4 (填化学式).
(4)气体燃料具有价廉、使用方便等优点，但使用时应特别注意安全问题.
①若灶具上的风板调节不好，空气供应不足，燃烧不充分，其后果是 煤气中毒 、 浪费燃料 .
②烧水或做饭时，人不要远离灶具.如果火焰熄灭而又没有及时关闭燃气灶，可燃性气体会在厨房里扩散，遇明火会发生 爆炸 的危险.
【考点】常用燃料的使用与其对环境的影响;完全燃烧与不完全燃烧.
【专题】压轴实验题;化学与能源.
【分析】(1)根据题目所给的信息进行解答;
(2)利用化学方程式根据丁烷的质量可以求出氧气的质量;
(3)根据甲烷、丙烷和丁烷分子的化学式可以比较氢的质量分数;
(4)根据含碳气体不完全燃烧的产物进行解答，以及可燃性气体不纯会发生爆炸进行解答.
【解答】解：(1)丙烷和丁烷的沸点为﹣42.1℃和﹣0.5℃，所以常温常压下呈气态，因为丙烷和丁烷都能和氧气反应生成二氧化碳和水，所以它们的化学性质是都具有可燃性;
(2)设59g丁烷充分燃烧所需要的氧气的质量为x.
2C4H10+13O2 8CO2+10H2O
116 416
59g x
x=211.6g
答：59g丁烷充分燃烧所需要的氧气的质量为211.6g.
(3)可以将甲烷、丙烷、丁烷的化学式CH4、C3H8、C4H10都转化为C12H48、C12H32、C12H30，当碳原子个数相同，氢原子最多的氢的质量分数也要越大，所以甲烷是最洁净的燃料;
(4)①含碳气体的燃料由于空气供应不足，燃烧不充分，会生成一氧化碳，而一氧化碳有毒，所以若灶具上的风板调节不好，空气供应不足，燃烧不充分，其后果是煤气中毒以及浪费燃料;②由于可燃性气体不纯遇到明火会发生爆炸.
故答案为：(1)气、可燃;(2)211.6g;(3)CH4;(4)煤气中毒、浪费燃料;爆炸.
【点评】解答本题要燃料的性质、质量守恒定律的内容和可燃性气体的爆炸极限的方法等方面的知识，并且与实际情况联系起来进行分析、判断，从而得出正确的结论.
23.根据不同的标准，纤维有多种分类方法，如A.植物纤维、B. 动物纤维、C.天然纤维、D.合成纤维.请用序号填空：
(1)棉花属于 AC
(2)纯羊毛属于 BC
(3)尼龙属于 D
(4)涤纶属于 D .
【考点】有机高分子材料的分类及鉴别.
【专题】物质的分类.
【分析】根据已有的物质的类别进行分析解答即可.
【解答】解：(1)棉花是植物纤维，属于天然纤维，故填：AC;
(2)纯羊毛属于动物纤维，是天然纤维，故填：BC;
(3)尼龙是合成纤维，故填：D;
(4)涤纶属于合成纤维，故填：D.
【点评】本题考查的是常见的物质的类别，完成此题，可以依据已有的知识进行.
24.能量之间可以相互转化，转化时可能发生物理变化，如电灯泡发光是 电 能转化为 光 能和 热 能;也可能发生化学变化，如镁带燃烧是 化学 能转化为 光能和热 能，化学方程式为 2Mg+O2 2MgO .
【考点】物质发生化学变化时的能量变化;书写化学方程式.
【专题】化学反应的基本类型和能量变化.
【分析】根据电灯泡发光和镁燃烧时能的能量的变化分析.
【解答】解：能量之间可以相互转化，转化时可能发生物理变化，如电灯泡发光是电能转化为光能和热能;也可能发生化学变化，如镁带燃烧是化学能转化为光能和热能，生成了氧化镁，反应的化学方程式为：2Mg+O2 2MgO.
故答为：电，光，热，化学，光能和热，2Mg+O2 2MgO.
【点评】本题的难度不大，了解常见物质在变化中能量的变化是解答本题的基础.
25.材料是生产、生活的物质基础.石材、陶瓷、铜、铁、合金、玻璃、水泥、腈纶等都是常见的材料.这些材料中，可以从自然界直接获得的是 石材 ，属于金属材料的有 铜、铁、合金 ，属于合成材料的有 腈纶 .英语单词“china”就是 陶瓷 的意思.制取玻璃时常用沙子、石灰石和纯碱等为原料，我国化工专家 侯德榜 就在纯碱制造方面做出了重大贡献.
【考点】金属材料及其应用;纯碱的制取;合成材料的使用及其对人和环境的影响.
【专题】物质的分类.
【分析】根据石材是天然材料，金属材料包括各种纯金属和合金，腈纶属于合成材料，侯德榜在纯碱制造方面做出了重大贡献解答.
【解答】解：
石材是天然材料，可以从自然界直接获得的是石材;铜、铁、合金属于金属材料;属于合成材料的有腈纶，英语单词“china”就是陶瓷;侯德榜在纯碱制造方面做出了重大贡献.
答案：石材;铜、铁、合金; 腈纶;陶瓷; 侯德榜.
【点评】本题是利用题目所呈现的信息对材料进行分类知识的考查，解题的关键是对常见有机物、无机非金属材料及金属材料的认识，题目难度不大.
26.环境问题是困扰全球的世界性问题.在20世纪早期，西方一些国家为了减轻燃煤对当地造成的环境污染，曾经将排放燃煤废气的烟囱加高.这样做 不能 (填“能”或“不能”)真正消除环境污染，理由是 污染物并未减少
扩大了污染范围 (至少说出两条).也有人说中国有两条长城，一条是秦始皇修筑的万里长城，还有一条是沿铁路的“白色长城”，该“白色长城”实际上就是指 难降解塑料 任意抛弃对环境造成的污染.为了消除该“白色长城”，我们可以采取的措施有 禁止使用难降解塑料制品 、 积极开发可降解塑料 (至少说出两条).
【考点】常用燃料的使用与其对环境的影响;白色污染与防治.
【专题】化学与环境保护.
【分析】根据化工厂加高烟囱，不会减少废气对本地区空气的污染解答;根据白色污染是难降解塑料的污染解答.
【解答】解：化工厂加高烟囱，不会真正消除环境污染，理由是污染物并未减少且扩大了污染范围;
白色污染是难降解塑料的污染，为了消除该“白色长城”，我们可以采取的措施有禁止使用难降解塑料制品;积极开发可降解塑料.
答案：不能; 污染物并未减少;扩大了污染范围;难降解塑料;禁止使用难降解塑料制品;积极开发可降解塑料.
【点评】本题主要考查了环境保护得出知识，环境问题是考试中常出现的热点，了解各种环境问题的产生以及对应的防治措施是解答此类试题的关键.
27.由于大量使用一次性塑料方便袋造成的“白色污染”，已成为一个严重的社会问题.某科学研究小组的同学欲对某种塑料的组成进行分析探究(资料显示该塑料只吉C、H两种元素)，他们设计了如图的实验装置.目的是通过测量有关数据，推算塑料组成元素的含量.
图中字母A至G均表示装置编号.请根据实验装置，回答下列问题：
(1)由于发生装置A制取的氧气中混有CO2和水蒸气，为使D装置中塑料试样在纯氧中燃烧，装置C中盛放的试剂应该是 浓硫酸 ;
(2)E、F装置是气体的吸收装置，该处的设计有不正确的地方，如何改进 EF互换位置 .理由是 若按原装置，前者会把水蒸气带给后者 ;
(3)碱石灰的成分是氢氧化钠和氧化钙，则装置连接正确时G装置的作用是 防止空气中二氧化碳进入装置 .
【考点】实验探究物质的组成成分以及含量;常见气体的检验与除杂方法;实验室制取氧气的反应原理.
【专题】科学探究.
【分析】(1)根据已有的知识进行分析，氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，可以用氢氧化钠除去二氧化碳，浓硫酸具有吸水性;可用于干燥某些气体，要想测定塑料组成中的各元素的含量，需要除去其他干扰成分，使用碱石灰能将空气中的水蒸气和二氧化碳除掉.
(2)应先用浓硫酸吸收生成的水蒸气，测得水蒸气的质量，再用NaOH溶液吸收二氧化碳.
(3)根据空气中的成分可能对测定产生影响分析.
【解答】解：(1)使D装置中的塑料试样在纯氧中燃烧，故B装置中盛放的应是NaOH溶液，以除去气体中的CO2，C装置中盛放的应是浓硫酸，以除去水蒸气.
(2)塑料试样燃烧会生成H2O和CO2，应先用浓硫酸吸收生成的水蒸气，通过测量生成的水蒸气的质量求出塑料中的氢元素的质量，如果按图中实验，会使F装置吸收的水蒸气增多，造成较大误差.
(3)为防止空气中的CO2从右侧进入NaOH溶液，造成实验误差大，故右侧应安装G装置来吸收空气中的CO2.
故答案为：
(1)浓硫酸;(2)EF互换位置; 若按原装置，前者会把水蒸气带给后者;(3)防止空气中二氧化碳进入装置
【点评】本题考查了常见物质中元素的含量，完成此题，可以依据题干提供的信息，结合已有的知识进行.本实验是个定量分析实验，需要知道水和二氧化碳的质量，也就是分别吸收水和二氧化碳，当吸收需要分别进行时(相当于检验)，就需要水在前，二氧化碳在后，和除杂恰好相反.
三、计算题
28.有人提出在20kV、500A的条件下用电解水的方法制取氢气，24h可以电解水9t，则一昼夜可以产生多少氢气?这些氢气能提供多少能量?通过计算说明这样做是否具有实用价值.(氢气的热值是1.43×108J/kg)
【考点】氢气的用途和氢能的优缺点;根据化学反应方程式的计算.
【专题】化学与能源;化学知识生活化;化学与生活.
【分析】利用电解水反应的化学方程式，将水的质量代入方程式来计算氢气的质量;计算电解水产生的电能和水生成的氢气燃烧产生的能量进行比较作答.
【解答】解：设生成氢气质量为x
2H2O 2H2↑+O2↑
36 4
9t x
x=1t
先计算出电解水时所需要的电能
P=I×U×t=20000×500×24×3600=8.64×1011J
计算出水电解的氢气产生的能量
9000× =1000 1000×1.43×108=1.43×1011J
通过比较，可以看出电能大于氢气产生的能量.这种方法获得的氢能源没有价值.
故答案为：一昼夜可以产生氢气的质量为1t，氢气燃烧放出的热量为1.43×1011J，用电解水的方法制取氢气不具有实用价值.
【点评】本题主要从实际应用的角度考查了能源方面的问题和环保问题，真正做到了物理化学相结合分析问题的方法.
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