诺贝尔化学奖是科学界的最高荣誉奖，它从一个侧面反映了世界科学-优题课

《天工开物》是我国古代一部科技巨著。书中介绍了锌的冶炼方法：将炉甘石（ $ZnC O_{3}$ ）和煤炭饼装入炼锌罐，泥封后其底铺薪，发火煅红，制得锌后“冷定毁罐取出”。以下是模拟该过程的流程图。

（1）流程中“粉碎”属于　　变化（填“物理”或“化学”）；

（2）反应区内碳酸锌高温分解的化学方程式为　　；

（3）冷凝区中将气态锌转化成液态锌，理论上该区应控制的温度范围是　　；

（4）“冷定”后方能“毁罐”取出，从化学变化角度解释其原因是　　。

金属材料被广泛应用于生活生产中。

（1）下列物质不属于金属材料的是　　。

A.钨丝

B.不锈钢

C.青铜

D.赤铁矿

（2）铜用作导线主要利用铜良好的延展性和　　性。

（3）钠钾合金在室温下为液态，其熔点为﹣11℃，钠的熔点为97.8℃。钾的熔点为63.5℃。比较钠钾合金与钠、钾熔点的差异。得出的合理结论是　　。

（4）普通黄铜是由铜、锌两种金属制成的合金。欲验证黄铜中铜、锌化学性质未发生改变（不考虑其他杂质），某兴趣小组进行了以下正验。

①取打磨过的20g含锌量为32.5%的黄铜样品，加入　　产生气泡，溶液呈无色，并测得反应后的气体质量为0.2g和紫红色固体质量为13.5g，由黄铜中锌的化学性质未改变。

②取黄铜样品在酒精灯上灼烧，固体表面变黑，由此验证黄铜中铜的化学性质未改变。经讨论，仅根据固体表面变黑就得出结论，证据不充分，还需补充的实验方案是　　（资料：氧化锌为白色固体，酒精的化学式为 $C_{2} H_{6} O$ ）

（5）我国是世界上最早使用湿法炼铜的国家，其主要原理是将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来，该反应的化学方程式为　　。当铁与硫酸铜恰好完全反应时，反应前后溶液中未发生改变的主要微粒是　　。

水是一种重要的自然资源。

（1）从物质变化的角度分析，自然界中水的三态变化属于　　变化。

（2）自然界中的水通常是混合物，不同领域对水质的要求不同。生活中软化硬水常用的方法是　　。

（3）地球上的淡水仅占总水量的2.53%。节约用水，人人有责，请列举一种生活中节约用水的做法：　　。

（4）水是最常见的溶剂。一定浓度的硫酸铜溶液能用于游泳池消毒、配制农药波尔多液等，现需配制100g8%的硫酸铜溶液，根据如图提供的试剂，拟定一个配制方案：　　

（写出所选试剂和用量即可）。

（5）硝酸钾和硝酸钠的溶解度曲线如图一所示，现有80g硝酸钾和80g硝酸钠固体，分别置于两只烧杯中，再分别加50g80℃的蒸馏水，恒温条件下充分搅拌、静置，再冷却至20℃。两只烧杯80℃溶解后的现象和20℃时结晶现象如图二所示。（忽略液体体积变化）

①上述配制的硝酸钾和硝酸钠溶液在40℃时溶质质量分数较大的是　　。

②图二中，盛硝酸钾的烧杯在80℃和20℃时的现象是　　。（选填字母序号）

为使无明显现象的化学反应“可视化”，某兴趣小组的同学开展了下列实验。

I．按图1进行实验，使氢氧化钠与硫酸反应“可视化”。

（1）滴入几滴酚酞溶液，溶液变红，说明氢氧化钠溶液pH 　　7（填“＞”、“＝”或“＜”）。

（2）将稀硫酸缓慢注入瓶中并振荡，观察到红色褪去，说明氢氧化钠与硫酸发生了反应，此时瓶中溶质（酚酞除外）一定有　　。

Ⅱ．按图2进行实验，使氢氧化钠与二氧化碳反应“可视化”。

（3）将注射器中相同体积的 $NaOH$ 溶液和水同时注入锥形瓶中，观察到　　现象，说明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应，反应的化学方程式为　　。

Ⅲ．进行下列实验，使氢氧化钠与盐酸反应“可视化”。

查阅文献得知：① $NaOH$ 溶解于乙醇的速率较慢，20℃时其在乙醇中的溶解度为14g/100mL；②乙醇密度为0.8g/mL；③氯化钠难溶于乙醇。

（4）20℃时，用小烧杯称取2.0g $NaOH$ 固体，加入50.0mL乙醇，用玻璃棒不断搅拌约20分钟，静置，烧杯底部有少量固体，此时上层清液为　　（填“饱和”或“不饱和”）溶液。20℃时， $NaOH$ 的乙醇饱和溶液中溶质质量分数为　　（保留到0.1%）。

（5）取按下表比例配制的乙醇—蒸馏水混合溶剂各20.0mL于三只烧杯中，分别加入 $NaOH$ 固体搅拌，至有固体未溶解时，停止加入 $NaOH$ 。

烧杯编号	乙醇体积：蒸馏水体积	溶解 $NaOH$ 的质量/g
①	4：1	1.1
②	3：1	1.4
③	1：1	3.1

分析上表数据，可得出的结论是　　。

在上述三只烧杯中均加入10.0mL相同浓度 $HCl$ 的乙醇溶液。搅拌并静置后，发现三只烧杯中均有固体，说明氢氧化钠与盐酸发生了反应，且烧杯③中固体最少，主要原因是　　。

【总结反思】对于没有明显现象的化学反应，为了证明反应的发生，可以借助指示剂、　、测量温度变化、借助传感器等，提供间接的实验证据。

金属材料的使用，推动了人类文明的快速发展。

（1）铝是现代文明不可缺少的物质基础。

①铜、铁、铝在自然界中均主要以化合物的形式存在，但人类大量冶炼和使用金属铝的时间较晚，主要原因是　　（填字母）。

A．地壳中铝元素含量较低

B．铝较活泼，难以寻找到合适的物质将其从矿物中还原出来，冶炼技术要求高

②将未经砂纸打磨和打磨过的铝片同时放入盛有稀硫酸的同一烧杯中，发现一段时间内未经打磨的铝片表面没有明显现象，原因是　　；经打磨过的铝片表面有气泡产生，反应的化学方程式为　　。

（2）中国高铁技术令世界瞩目。如果你是未来的一名高铁设计师，请根据下表给出的信息，选择制造高铁轨道的金属材料。你选择　　，理由是　　。

金属硬度（以金刚石的硬度10作为标准）	铬铁银铜金铝铅
	（大）9 4～5 2.5～4 2.5～3 2.5～3 2～2.9 1.5（小）
地壳中金属元素含量	铝铁钾镁铬铜
	（高）7.73% 4.75% 2.47% 2.00% 1×10^﹣²% 5×10^﹣³%（低）
金属材料市场价格（万元/吨）	银铜铬铝锌铅生铁
	（高）496 6.87 6.6 2.276 2.267 1.43 0.485 （低）

（3）某学习小组对实验室制得的一种蓝色固体物质产生了浓厚的兴趣，老师告诉同学们该物质的化学式可表示为 $C u_{2} （ OH ）_{x} （ C O_{3} ）_{y}$ ，其受热分解生成 $CuO$ 、 $H_{2} O$ 和 $C O_{2}$ 。他们设计如图装置进行实验，通过测定 $H_{2} O$ 和 $C O_{2}$ 的质量，确定 $C u_{2} （ OH ）_{x} （ C O_{3} ）_{y}$ 中 $x$ 、 $y$ 的比值。（已知：碱石灰能吸收 $H_{2} O$ 和 $C O_{2}$ ，不能吸收 $N_{2}$ ；B、C、D中药品均足量）

①实验开始前，应先检查　　。

②装置中B和C的位置　　（填“能”或“不能”）调换。

③ $C u_{2} （ OH ）_{x} （ C O_{3} ）_{y}$ 解完全后需再通入一定量的 $N_{2}$ ，目的是　　。

④B、C反应前后质量增加分别为m g和n g，则 $x ： y$ ＝　　（用含m、n的代数式表示）。