2018年2月《自然》杂志上发表了一项新研究,展示了一种全新的加工木材的方法(如图),把天然木材放在NaOH和Na 2SO 3的混合液中煮沸以除去部分木质素,接着在100℃以上的高温中进行机械压缩制成致密木材。
(1)致密木材是由天然木材加工而成的,其密度为天然木材的3倍。
①加工致密木材的材料主要取自于植物的 (填植物器官名称)。
②充分压缩后木材的厚度减小到原天然木材的20%,这一过程主要是 变化。若在压缩过程中底面保持不变,则说明处理过程中木材的质量减少了 (用百分数表示)。
(2)致密木材的硬度、拉伸强度都很大,为天然木材的10倍左右,甚至超过了部分金属。
①致密木材的拉伸强度和纤维素有关。纤维素的化学式为(C 12H 10O 5)n,则其中三种元素的质量比是C:H:O= 。
②拉伸强度 ,它用来表示材料的坚韧程度。拉伸强度与我们所学的科学量 的单位是相同的。
(3)与其他材料相比,致密木材的优点是 。
A.加工过程中没有任何污染
B.可代替部分金属材料,具有广阔的应用前景
C.原料来源丰富,能通过无限制砍伐树木加工制成
从微观的角度了解物质及其变化,有助于更好地认识物质的组成和变化的本质。
(1)下表为部分元素的原子结构示意图
元素名称 |
氢 |
氦 |
氧 |
氟 |
钠 |
硫 |
元素符号 |
H |
He |
O |
F |
Na |
S |
原子结构示意图 |
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①表中氧原子的核电荷数x=
②元素在周期表中的周期序数等于该元素原子具有的电子层数。上表所列的6种元素中,位于第一周期的元素有 种。
③氟原子得到一个电子所形成离子的离子符号为 。
④由上表中两种元素组成的一种化合物排放到空气中会形成酸雨,该化合物为 。
(2)如图为金属钠与水反应的示意图
现有一包不纯的 Na2SO4固体,可能含有Fe(NO3)3、CaCO3、NaC1、MgCl2、Ba(OH)2中的一种或几种,现做如下实验:
(1)取少量固体溶于足量水,过滤得白色固体A和无色滤液B,则原固体一定不含 。
(2)取固体A,加入足量稀HCl,固体完全溶解,则原固体一定不含 ,一定含有 。
(3)取少量滤液B.滴加NaOH溶液,无明显现象,则原固体一定不含 。
(4)另取少量滤液B,先滴加过量 溶液,静置,再滴加AgNO3溶液,出现白色沉淀,则原固体还含有NaCl。
盐城盛产海盐,某化学兴趣小组同学在市场购到粗盐,带回实验室进行提纯。
(1)在溶解、过滤、蒸发等操作中,均用到的玻璃仪器是 (填仪器名称)。
(2)配制50g质量分数为6%的NaC1溶液,需称量NaCl固体 g,若用粗盐配制上述溶液,则所配溶液中NaC1的质量分数会 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
探究活动:以NaC1为原料可以制取金属钠。兴趣小组同学认为Na是活泼金属,能与CuSO4等盐溶液反应,生成相应的金属单质。
[提出问题]Na与CuSO4溶液反应,是否有Cu生成?
[设计实验]兴趣小组同学在老师的指导下,设计如图1装置进行实验。
Ⅰ.向大试管中加入一定体积煤油。
Ⅱ.用小刀切一小块钠,放入大试管,塞上橡皮塞。
Ⅲ.打开活塞,通过长颈漏斗向试管中加入CuSO4溶液,使煤油的液面升至胶塞,关闭活塞,观察现象。
[实验现象]
(1)Na在煤油与溶液交界处上下来回振动,表面产生气泡,逐渐变小直至消失。
(2)溶液颜色逐渐变淡,有蓝色絮状沉淀和少量黑色固体生成。
(3)打开活塞,用燃着的木条放在尖嘴管口处,气体被点燃。
[查阅资料]①Na通常存放在煤油中 ②煤油不溶于水且不与水反应
③2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ ④Cu(OH)2CuO+H2O
[实验分析]
(1)根据上述信息,可获知金属钠的物理性质是 (答出一点即可)。
(2)实验中长颈漏斗的作用 (填数字序号)。
①便于添加CuSO4溶液
②收集气体
③防止压强过大冲开活塞
(3)对于产生的气体,有些同学猜想是H2,有些同学猜想是SO2.小组同学经过讨论,排除了SO2,理由是 ,经过进一步实验,确认气体是H2。
(4)将反应后的混合物过滤,向滤渣滴加足量稀硫酸,滤渣完全溶解。写出滤渣与稀硫酸反应的化学方程式(写出一个即可) 。
[实验结论]Na与CuSO4溶液反应,无Cu生成。
[实验反思]Na与CuSO4溶液反应无Cu生成,原因可能是 。
[定量分析]另取一定量上述CuSO4溶液,完成下列实验。利用数据,计算无色溶液的溶质质量分数。(写出计算过程,滴入的酚酞溶液质量忽略不计。)
化学在改善人类生存环境,提高生活质量方面起着重要作用。
[改善环境]温室效应和酸雨会威胁珊瑚礁生存,我国开展了南海珊瑚礁生态修复工作。
(1)我们把pH (填“>”、“<”成“=”)5.6的降雨称为酸雨。
(2)为改善生存环境,倡导“低碳”生活,建议使用清洁能源。写出一种常见的清洁能源 。
[探测资源]近期,我国向月球背面成功发射一颗中继通信卫星,助力探测月球资源。
(1)月球上有丰富的核能原料He﹣3,He的原子结构示意图为 (填字母序号)
(2)月球土壤中有天然的铁、铅、银等金属颗粒。根据铁锈蚀的条件分析,铁在月球上不易锈蚀的原因可能是 。
[研发材料]中国芯彰显中国“智”造,芯片的基材主要是高纯硅。
(1)硅元素在元素周期表中的信息如图2所示,据图可得到的信息是 (填字母序号)
A.硅元素是非金属元素
B.硅元素的元素符号为Si
(2)如图是一种制备高纯硅的工艺流程图:
[查阅资料]常温下,氯化镁溶液呈中性。
①反应I的化学方程式:2Mg+SiO2Si+2MgO,该反应属于 反应(填基本反应类型)。反应Ⅱ要在无氧气环境中进行,原因是 (答出一种即可)。
②操作I的名称是过滤,过滤时液面应 (填“高于”或“低于”)滤纸边缘。所得粗硅应充分洗涤,以除去表面可能含有的盐酸、 、(填化学式)。
③简要叙述检验盐酸已过量的方法 。
④上述已知生产流程中,可以循环利用的物质是 (填化学式)。
工业上采用离子交换膜电解槽电解饱和食盐水,可得到高浓度的烧碱溶液(含NaOH 35%~48%),某兴趣小组欲验证一化工厂生产的NaOH溶液是否达到了高浓度标准,进行了如下操作,请你参与计算:
(1)用37%的浓盐酸配制200g7.3%的盐酸,需要加水(密度为1g•mL﹣1) mL.(计算结果保留一位小数)
(2)采集该化工厂电解槽中的NaOH溶液20g,向其中滴入所配制的盐酸,当溶液的pH=7时,消耗盐酸100g,判断电解槽中NaOH溶液是否达到高浓度标准。(写出计算过程)