解答題（二）（解析版）

2023浙江中考科學(xué)復(fù)習(xí)專練——解答題（二）建議時間：40min1．利用化學(xué)反應(yīng)及一系列處理可以對環(huán)境污染進行治理。如某工廠廢氣中的SO2，可用以下方式處理：方式一：2SO2+O2+2CaO＝2CaSO4方式二：2SO2+O2+2Ca（OH）2＝2CaSO4+2H2O已知CaO的價格為690元/噸，Ca（OH）2的價格為750元/噸，試計算：（1）工業(yè)處理尾氣需考慮經(jīng)濟效益和社會效益，根據(jù)上述資料分析，單從經(jīng)濟效益考慮，方式一（選填“方式一”或“方式二”）處理SO2的方法較經(jīng)濟；（2）若用方式一處理3.2噸SO2，剛好用去3噸一定含量的CaO，求樣品中CaO的百分含量（寫出計算過程，保留一位小數(shù)）?！窘獯稹拷猓海?）設(shè)處理的二氧化硫的質(zhì)量為128t方式一：2SO2+O2+2CaO＝2CaSO4128112128t112t費用為112t×690元/t＝77280元。方式二：2SO2+O2+2Ca（OH）2＝2CaSO4+2H2O128148128t148t費用為148t×750元/t＝111000元。所以方式一處理二氧化硫更經(jīng)濟。（2）若用方式一處理3.2噸SO2，設(shè)樣品中CaO的百分含量為x2SO2+O2+2CaO＝2CaSO41281123.2t3tx128112x≈93.3%故答案為：（1）方式一；（2）93.3%。2．電飯鍋已經(jīng)成為每個家庭必不可少的家用電器。如圖是電飯鍋的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖，已知電飯鍋的部分參數(shù)：額定電壓220V，R1＝88Ω，保溫功率為88W，S1為手動開關(guān)，S2為雙金屬片開關(guān)（右端固定）。（1）求電飯鍋的加熱功率；（2）求R2的阻值；（3）考慮到能量的有效利用應(yīng)該選用R1和R2都（選填“僅R1”或“R1和R2都”）與鋁制內(nèi)膽（裝米飯的部位）緊貼。（4）與鐵相比，銅升高相同溫度熱膨脹較明顯。已知雙金屬片兩層的材料分別為鐵和銅，上層應(yīng)該選用鐵（選填“銅”或“鐵”）?！窘獯稹拷猓海?）由圖當(dāng)S1和S1都閉合時，電路只有R1接入電路，電阻較小，根據(jù)P=U當(dāng)只閉合開關(guān)S1時，兩電阻串聯(lián)，電阻較大，根據(jù)P=U電飯鍋的加熱功率為：P加熱=U（2）根據(jù)P=UR=U2P保溫時，兩電阻串聯(lián)，而串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝550Ω﹣88Ω＝462Ω；（3）由于R1、R2都是加熱電阻，為了減少能量損耗，應(yīng)該R1和R2都與鋁制內(nèi)膽緊貼；（4）雙金屬片下層應(yīng)該選用熱膨脹較明顯的材料，這樣自動開關(guān)的控制才更靈敏，所以金屬片的上層應(yīng)該選用鐵。答：（1）電飯鍋的加熱功率為550W；（2）R2的阻值為462Ω；（3）R1和R2都；（4）鐵。3．如圖所示為某小區(qū)道閘的結(jié)構(gòu)原理，質(zhì)量8kg、長4m的長直桿AB通過P、Q兩點，固定在半徑為15cm的圓盤C上，圓盤C能夠繞O點自由轉(zhuǎn)動，通過P點帶動直桿轉(zhuǎn)動。O點距A端為20cm，OP為圓盤直徑，圓盤C與電動機M用齒輪連接。電動機M的齒輪盤順時針轉(zhuǎn)動時，長直桿AB隨圓盤C逆時針轉(zhuǎn)動。（g取10N/kg）（1）求桿AB水平靜止時，電動機齒輪對圓盤C齒輪的力；（2）若不計摩擦，電動機的平均輸出功率為72W，求道閘直桿從水平轉(zhuǎn)到豎直位置完全打開需要的時間；（AB垂直地面、不計能量損失）（3）道閘勻速抬高，圓盤C齒輪受力怎么變？【解答】解：（1）杠桿自重提供阻力：G＝mg＝8kg×10N/kg＝80N；由杠桿平衡公式可知：F1L1＝GL2；作用在杠桿的動力：F1＝L2L1×G＝1.8m0.15m×80N＝960N；（2）不計摩擦，即額外功為零，此時電動機克服杠桿自重做的有用功等于消耗電能的總功。此時杠桿重心被提高：h＝1.8m。即：W總＝W有；Pt＝Gh.轉(zhuǎn)動時間t＝GhP＝80N×1.8m72W＝2s；（3）由杠桿平衡條件可知：F1L1＝GL2，其中G不變，L1不變，則F1與L2的變化有關(guān)成正比。當(dāng)杠桿抬高時，杠桿自重的力臂L2不斷減小，所以圓盤C齒輪受力F1不斷變小。答：（1）桿AB水平靜止時，電動機齒輪對圓盤C齒輪的力為960N；（2）道閘直桿從水平轉(zhuǎn)到豎直位置完全打開需要的時間2s；（3）道閘勻速抬高，圓盤C齒輪受力不斷變小。4．最近，“水晶泥”在同學(xué)間流行起來，但看似美麗的水晶泥內(nèi)卻藏著一種叫做“硼砂”的有毒物質(zhì)。硼砂的化學(xué)式是Na2B4O7），對人體各種器官都可產(chǎn)生毒害，長期接觸會使人食欲減退，抑制營養(yǎng)素的吸收。急性中毒時會出現(xiàn)嘔吐腹瀉，頭暈和頭痛等癥狀，甚至出現(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)障礙，休克和昏迷等。請回答問題：（1）硼砂屬于無機物（選填“無機物”或“有機物”）（2）硼砂分子中Na、B、O的原子個數(shù)比是2：4：7。（3）20.2g硼砂中含有硼元素4.4g?！窘獯稹拷猓海?）硼砂的化學(xué)式是Na2B4O7，不含有碳元素，硼砂屬于無機物；（2）硼砂的化學(xué)式是Na2B4O7，硼砂分子中Na、B、O的原子個數(shù)比是2：4：7；（3）20.2g硼砂中含有硼元素20.2g×11×4故答案為：（1）無機物；（2）2：4：7；（3）4.4。5．如圖所示是現(xiàn)代化港口的一種新型吊運設(shè)備的簡化模型示意圖，圖中虛線框里是滑輪組（未畫出），滑輪組繩子的自由端由電動機拉動。用該吊運設(shè)備先后搬運水平地面上的長方體形集裝箱A和B。A和B的底面積、高度、密度大小關(guān)系如表所示。集裝箱AB底面積SSA＝S0SB＝2S0高度hhA＝3h0hB＝2h0密度ρρA＝2ρ0ρB＝ρ0集裝箱A在地面上靜止，當(dāng)受到滑輪組掛鉤豎直向上的拉力為1500N時，地面對A的支持力為N1；集裝箱B在地面上靜止，當(dāng)受到滑輪組掛鉤豎直向上的拉力為2000N時，地面對B的支持力為N2。已知N1＝3N2。在吊運集裝箱A的過程中，當(dāng)繩子自由端拉力為1125N時，集裝箱A勻速豎直上升，繩子自由端拉力的功率為2250W，滑輪組的機械效率為80%；在吊運集裝箱B的過程中，集裝箱B勻速豎直上升了8m。不計繩的質(zhì)量，不計滑輪與軸的摩擦。求：（1）集裝箱A和B的重GA和GB；（2）集裝箱A勻速豎直上升的速度；（3）集裝箱B勻速豎直上升8m的過程中，繩子自由端拉力做的功。【解答】解：（1）由表中數(shù)據(jù)，根據(jù)G＝mg＝ρVg可得A和B集裝箱的重力比：GA當(dāng)集裝箱A、B受到滑輪組掛鉤豎直向上的拉力分別為T1、T2時，集裝箱靜止在地面上，集裝箱受到的拉力、支持力與重力平衡，所以有：T1+N1＝GA……②T2+N2＝GB……③已知N1＝3N2，T1＝1500N，T2＝2000N，聯(lián)立①②③解得：GA＝4500N，GB＝3000N；（2）不計繩的質(zhì)量，不計滑輪與軸的摩擦，根據(jù)η=W承擔(dān)物重繩子的段數(shù)：n=G由P=Wv=P由v＝nv物可得，物體A上升速度；vA=v（3）不計繩的質(zhì)量，不計滑輪與軸的摩擦，拉起集裝箱A時，由nF＝G+G動可得，動滑輪重力：G動＝nFA﹣GA＝5×1125N﹣4500N＝1125N，拉起集裝箱B時繩端拉力：FB=1n（GB+G動）繩子自由端拉力做的功：WB＝FBsB＝FBnhB＝825N×5×8m＝3.3×104J。答：（1）集裝箱A和B的重GA和GB分別為4500N和3000N；（2）集裝箱A勻速豎直上升的速度為0.4m/s；（3）集裝箱B勻速豎直上升8m的過程中，繩子自由端拉力做的功為3.3×104J。6．實驗室制取CO2時，選擇合適溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸，有利于減少鹽酸的浪費。小明分別取100克溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%、14.6%、21.9%的鹽酸與足量的石灰石進行了三組實驗，實驗中每2分鐘用電子天平測量生成的CO2質(zhì)量，數(shù)據(jù)記錄見表，并計算鹽酸利用率（鹽酸利用率是指收集到的氣體質(zhì)量理論上所需要的鹽酸量與實際消耗的鹽酸總量的比值）。時間/分0246810121416187.3%稀鹽酸生成的CO2質(zhì)量/克00.651.061.401.661.902.102.252.342.4014.6%稀鹽酸生成的CO2質(zhì)量/克01.021.661.972.122.222.282.302.302.3021.9%稀鹽酸生成的CO2質(zhì)量/克01.351.962.082.162.202.202.202.202.20請根據(jù)上述信息回答問題：（1）小明在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，利用7.3%稀鹽酸制取CO2時，第6～18分鐘時反應(yīng)速度不斷減慢，其主要原因是反應(yīng)物不斷消耗，反應(yīng)物濃度降低，造成反應(yīng)速率變慢。（2）小明用100克21.9%鹽酸進行實驗，可計算得到鹽酸的利用率是多少？（鹽酸與石灰石反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2HCl+CaCO3＝CaCl2+H2O+CO2↑）（3）實驗中，小明發(fā)現(xiàn)鹽酸的濃度越大，生成二氧化碳的質(zhì)量越少。小明猜想這可能跟鹽酸的性質(zhì)有關(guān)，為進一步驗證自己的猜想，裝置B可選用哪種試劑X加以檢驗，并解釋鹽酸的濃度越大，生成二氧化碳的質(zhì)量越少的原因：硝酸銀溶液；加入鹽酸濃度越大，揮發(fā)出的氯化氫越多，與碳酸鈣反應(yīng)的氯化氫變少，導(dǎo)致生成二氧化碳質(zhì)量越少?！窘獯稹拷猓海?）隨著反應(yīng)不斷進行，鹽酸不斷被消耗，反應(yīng)物濃度降低，導(dǎo)致反應(yīng)速率變慢；故答案為：反應(yīng)物不斷消耗，反應(yīng)物濃度降低，造成反應(yīng)速率變慢。（2）設(shè)實際消耗鹽酸質(zhì)量為m，根據(jù)題目數(shù)據(jù)可以看出，生成二氧化碳質(zhì)量為2.20g，2HCl+CaCO3＝CaCl2+H2O+CO2↑7344m2.20g7344=m答：鹽酸的利用率是16.7%。（3）鹽酸具有揮發(fā)性，會有氯化氫混入二氧化碳，氯化氫可與硝酸銀反應(yīng)生成白色沉淀，因此可以利用硝酸銀溶液檢驗氯化氫；鹽酸濃度越大，揮發(fā)出的氯化氫越多，導(dǎo)致與碳酸鈣反應(yīng)生成氯化氫減少，所以二氧化碳質(zhì)量減少；故答案為：硝酸銀溶液；加入鹽酸濃度越大，揮發(fā)出的氯化氫越多，與碳酸鈣反應(yīng)的氯化氫變少，導(dǎo)致生成二氧化碳質(zhì)量越少。7．某些食品包裝袋內(nèi)常放入還原性鐵粉作“雙吸劑”以防止食品腐敗。某課外興趣小組在實驗室發(fā)現(xiàn)了一包破損的還原性鐵粉（含少量雜質(zhì)，雜質(zhì)既不溶于水也不溶于酸），他們?nèi)×輼悠罚謩e加稀硫酸反應(yīng)。測得部分?jǐn)?shù)據(jù)如表，請根據(jù)有關(guān)信息回答問題。實驗次數(shù)13456取樣品質(zhì)量（g）31.031.031.031.031.0取稀硫酸質(zhì)量（g）30.090.0120.0150.0180.0產(chǎn)生氣體質(zhì)量（g）0a0.30.50.6（1）“雙吸劑”的原理是吸收氧氣和水蒸氣，減緩食物的變質(zhì)；（2）a的數(shù)值為0.1；（3）計算該稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)？【解答】解：（1）食品袋內(nèi)放入“雙吸劑”是為了吸收氧氣和水蒸氣，減緩食物的變質(zhì)；（2）由表中3、4數(shù)據(jù)可知，30g稀硫酸完全反應(yīng)時生成0.2g氫氣，a的數(shù)值為：0.3﹣0.2＝0.1；（3）30.0克稀硫酸完全反應(yīng)產(chǎn)生0.2克氫氣，設(shè)稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為xFe+H2SO4＝FeSO4+H2↑98230g×x0.2g982x≈32.7%答：該稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)32.7%。故答案為：（1）吸收氧氣和水蒸氣，減緩食物的變質(zhì)；（2）0.1；（3）32.7%。8．2022年6月17日，我國的“福建艦”正式下水，該艦采用電磁彈射起飛系統(tǒng)，標(biāo)志著我國的軍事發(fā)展邁向了新的臺階。（1）在答題紙對應(yīng)的圖像中，用箭頭標(biāo)出磁場的方向見答案圖。（2）下圖能用于解釋電磁彈射工作原理的是C。（可多選）（3）小溫想估算電磁彈射一次艦載機所消耗的柴油量，若艦載機彈射時電磁作用力為1.1×106N，彈射道長為100m，（忽略摩擦力，通過電磁力做功把電能轉(zhuǎn)化為艦載機起飛所需的機械能），蓄電裝置放電轉(zhuǎn)化為機械能的效率為50%，而為蓄電裝置充電的柴油發(fā)電機組的效率也50%，已知柴油的熱值為3.3×107J/kg，則電磁彈射一次艦載機所消耗的柴油量。（保留一位小數(shù)）【解答】解：（1）根據(jù)通電直導(dǎo)線中的安培定則，作圖如下：（2）電磁彈射起飛系統(tǒng)原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力而運動。A、圖中是奧斯特實驗，證明了電流周圍存在磁場，與電磁彈射器工作原理不一致，故A錯誤；B、圖中沒有電源，是閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動，產(chǎn)生感應(yīng)電流，是發(fā)電機的原理，故B錯誤；C、圖中有電源，通電導(dǎo)體棒在磁場中受力而運動，即與電磁彈射起飛系統(tǒng)工作原理相同，故C正確；D、圖中現(xiàn)象說明異名磁極互相吸引，故D錯誤。故選：C。（3）忽略摩擦力，通過電磁力做功把電能轉(zhuǎn)化為艦載機起飛所需的機械能為：W＝Fs＝1.1×106N×100m＝1.1×108J；蓄電裝置需要釋放電能為：W′=W50%=柴油發(fā)電機需要提供能量為：W″=W'50%=電磁彈射一次艦載機所消耗的柴油量為：m=Q故答案為：（1）見上圖；（2）C；（3）電磁彈射一次艦載機約消耗13.3kg的柴油。9．用沉淀法可測定食用堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。取11g食用堿樣品（有少量的雜質(zhì)氯化鈉）加水完全溶解成100g溶液，逐次滴加溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的氯化鈣溶液，實驗數(shù)據(jù)如表：實驗次數(shù)第1次第2次第3次第4次第5次第6次加入CaCl2溶液的質(zhì)量/g20.020.020.020.020.020.0反應(yīng)后溶液的總質(zhì)量/g118.0136.0154.0M191.0211.0請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析解答下列問題：（已知：CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl）（1）實驗前，向食用堿樣品溶液中滴入紫色石蕊試液，溶液呈藍(lán)色。（2）表中數(shù)據(jù)M的值為172.0。（3）計算該食用堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（結(jié)果保留到0.1%）【解答】解：（1）食用堿溶液呈堿性，能使紫色的石蕊試液變藍(lán)色；故答案為：藍(lán)；（2）根據(jù)表格提供的數(shù)據(jù)可以看出，11g食用堿樣品產(chǎn)生沉淀的總質(zhì)量為：100g+20.0g×6﹣211.0g＝9.0g，開始時每20.0g氯化鈣溶液產(chǎn)生2.0g沉淀，第6次不再改變，說明第5次時沉淀完全，故第4次加入20.0g氯化鈣溶液也是產(chǎn)生2.0g沉淀，故M＝154.0g+20.0g﹣2g＝172.0g，故答案為：172.0；（3）由質(zhì)量守恒定律可知，生成碳酸鈣的質(zhì)量為：120g+100g﹣211.0g＝9.0g；設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為x，則：Na2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+2NaCl106100x9.0g106100故碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：9.54g11g答：該食用堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)86.7%。10．小溫參加學(xué)校項目化學(xué)習(xí)挑戰(zhàn)賽——設(shè)計制作“恒溫?zé)崴畨亍?。項目要求：①防干燒，即壺?nèi)無水，不能加熱；②壺內(nèi)的水必須先煮沸后才能自動恒溫；③恒溫的溫度可以手動調(diào)節(jié)。項目設(shè)計：如圖所示為小溫設(shè)計的電路圖，其中L1、L2為完全相同的兩個電磁鐵，壓敏電阻R1的阻值隨壓力的增大而減小，可感知水量；熱敏電阻R2的阻值隨溫度的升高而降低，可感知水溫。一開始開關(guān)S閉合，水沸騰后，開關(guān)S會自動斷開，且不會自動閉合。水溫下降至設(shè)定溫度，電路進入恒溫狀態(tài)。銜鐵下方的彈簧質(zhì)量不計，開關(guān)S閉合時，無彈力；當(dāng)開關(guān)S斷開后，通過相關(guān)元件，使彈簧產(chǎn)生向右拉力。項目疑難：（1）無水時，圖中R1＞R2+R3。（填“＞”、“＜”或“＝”）。（2）開關(guān)S應(yīng)接在圖中的B