这十二道题混合了水、空气与环境化学的五项技能:分离步骤、溶液与悬浮液、数据、含碳过程,以及评价说法。题目由易到难排列。所有数据都是练习用的自编数据。
请先在纸上做每一题。写出带单位的完整解答之后,再打开答案。
相对原子质量:H = 1,C = 12,O = 16,Ca = 40。室温室压下 1 摩尔气体的体积取 24 dm³。
题目
1. 把这些处理阶段按合理的顺序排列,并指出哪一个是分离步骤、哪一个杀死微生物:氯化、沉降、过滤。
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顺序:沉降、过滤、氯化。沉降和过滤是分离步骤,因为它们除去固体。氯化杀死微生物,所以它是消毒,不是分离。
2. 一种混合物含有沙、溶解的盐和水。把混合物过滤。说出滤渣中有什么,滤液中有什么。
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滤渣是沙,因为它不溶,而且太大,穿不过滤纸。滤液是溶解在水中的盐,因为溶解的粒子足够小,可以通过。
3. 测试三个样品。P 浑浊,静置后沉降。Q 清澈,滤纸上没有留下东西,蒸发后留下白色固体。R 清澈,滤纸上没有留下东西,蒸发后也什么都没留下。请为每一个分类。
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P 是悬浮液,因为它浑浊并会沉降。Q 是溶液,因为蒸发后有溶质留下。R 是纯水(或只含易挥发的物质),因为蒸发后什么都没有留下。
4. 解释为什么清澈的液体不一定是纯的。
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溶解的物质粒子太小,不会散射光线,也看不见,所以液体仍然清澈。纯指只有一种物质,而清澈的溶液仍含有溶质。需要用蒸发或其他检验来确认。
5. 20 °C 时,固体 Q 的溶解度是每 100 g 水 25 g。一位学生把 60 g Q 加入 20 °C 的 200 g 水中并充分搅拌。有多少没有溶解?
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200 g 水可溶解 25 × 2 = 50 g。所以 50 g 溶解,60 − 50 = 10 g 未溶解。
6. 一条小溪某地点的硝酸盐读数为 4.2、4.6 和 4.4 mg/dm³。求平均值。
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4.2 + 4.6 + 4.4 = 13.2。然后 13.2 ÷ 3 = 4.4 mg/dm³。
7. 排放管上游的磷酸盐是 0.5 mg/dm³,下游是 2.0 mg/dm³。计算百分比增加,并说明数据提示了什么。
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增加量 = 2.0 − 0.5 = 1.5。然后 1.5 ÷ 0.5 = 3,所以增加了 300%。数据提示排放可能增加了磷酸盐,但并不能证明,因为一对读数无法排除其他来源。
8. 甲烷完全燃烧:CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O。计算 3.2 g 甲烷生成的二氧化碳质量。
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CH₄ 的 Mr = 16,所以物质的量 = 3.2 ÷ 16 = 0.20 mol。比例为 1:1,所以 CO₂ 为 0.20 mol。CO₂ 的 Mr = 44。质量 = 0.20 × 44 = 8.8 g。
9. 配平:CO + NO → CO₂ + N₂。说出车辆排气管中完成这个反应的装置名称。
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2CO + 2NO → 2CO₂ + N₂。 核对:碳 2 和 2,氧 4 和 4,氮 2 和 2。这个装置是催化转化器(catalytic converter)。
10. 光合作用中,6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂。当 3.0 mol 二氧化碳反应时,生成多少摩尔氧气?
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CO₂ 与 O₂ 的比例是 6:6,也就是 1:1。所以 3.0 mol CO₂ 生成 3.0 mol O₂。
11. 5.0 g 碳酸钙与稀盐酸完全反应:CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂。计算生成二氧化碳的质量,以及它在室温室压下的体积。
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CaCO₃ 的 Mr = 40 + 12 + 48 = 100,所以物质的量 = 5.0 ÷ 100 = 0.050 mol。比例为 1:1,所以 CO₂ 为 0.050 mol。质量 = 0.050 × 44 = 2.2 g。体积 = 0.050 × 24 = 1.2 dm³。
12. 一份报告称一种新滤水器“把水中的铅减少了 90%”。在对一个样品做的一次测试中,铅从 10.0 µg/dm³ 降到 1.5 µg/dm³(自编)。评价这个说法。
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减少量 = 10.0 − 1.5 = 8.5。百分比 = 8.5 ÷ 10.0 × 100 = 85%。这低于宣称的 90%,所以说法没有被完全支持。测试只用了一个样品,也没有重复,要得出更有力的结论需要更多测试。
如果你做错了
- 第 1 至 4 题: 重读解释水处理中的分离步骤和溶解物质与悬浮液。重点放在颗粒大小的理由。
- 第 5 题: 把溶解度按水的质量换算,见溶解物质一课。
- 第 6 和 7 题: 平均值和百分比变化见解读污染物证据。
- 第 8 至 11 题: 配平与摩尔比见追踪含碳的过程。可使用摩尔与方程式比例辅导器和方程式配平推理训练器。
- 第 12 题以及任何“提示还是证明”的失误: 见比较说法与其证据。
用错题记录与重测队列记下每个错误的原因;如果整项技能都需要重建,请回到单元总览。
如果重读之后你仍在同一步丢分,有老师看着你的解题过程,会比你独自找得更快。这正是我们在化学线上一对一补习中所做的。