24.(15分)在常温下,某兴趣小组模拟“侯氏制碱法”制取碳酸钠,流程如下:
在常温下,有关物质的溶解度为:
物质 |
NH4Cl |
NaHCO3 |
Na2CO3 |
NaCl |
溶解度/g |
37.2 |
9.6 |
21.5 |
36.0 |
(1)操作Ⅲ中的实验操作名称为 ;
(2)操作I和操作II总反应的离子方程式为 ;
(3)操作I和II不能颠倒的原因 ;
(4)检验所得的碳酸钠粉末是否含有NaHCO,的实验方案是(写出操作步骤、现象、结论): ;
(5)为了测定所制取产物的纯度(假设杂质只有碳酸氢钠).该小组的实验步骤为:
i.使用下列装置组装实验装置,并检查气密性;
ii.称取Wg产品放入C装置的锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解
iii.称量D装置的质量为W1g
iv.从分液漏斗滴入稀硫酸,直到不再产生气体为止
v.从a处缓缓鼓入一定量的空气,再次称量D装置质量为W2g。
vi.重复步骤v的操作,直到D装置的质量不再改变,称得D装置的质量为W2g。
根据上述实验回答如下问题:
①第i步,使用上述装置连接的接口顺序为:(b)→(e)(f)→( )( )→( )
②产物中碳酸钠的质量分数为(数字可不必化简) 。
25.(15分)近来,制备和利用氢气这一清洁能源已有多项成果。
(1)德国克莱斯公司成功研制了利用甲醇
(CH3OH)车载制氢燃料电池工艺,
其原理如右图所示,请观察此图回答:
①燃料电池的正极反应式为
;
②甲醇与流程图中任一反应物反应制取
氢气的化学方程式 。
(2)美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如下图:
①此流程的第II步反应为:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应的化学平衡常数表达式为K= ;
②此流程的第II步反应的平衡常数随温度的变化如右上表,在830℃,以右下表的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应,其中反应开始时,向正反应方向进行的有 (填实验编号);
温度/℃ |
400 |
500 |
830 |
1000 |
平衡常数K |
10 |
9 |
1 |
0.6 |
实验编号 |
n(CO) |
n(H2O) |
n(H2) |
n(CO2) |
A |
1 |
5 |
2 |
3 |
B |
2 |
2 |
1 |
1 |
C |
3 |
3 |
0 |
0 |
D |
0.5 |
2 |
1 |
1 |
③若400℃时,第Ⅱ步反应生成l mol氢气的热效应值为33.2(单位为kJ),第1步反应的热化学方程式为:CH4(g)+H2O(g)==3H2(g)+CO(g)△H=-103.3 kJ·mol-1
则400℃时,甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为 。
(3)我国科学家研究了常温下利用Pl等催化
剂在可见光作用下使水分解制氢气的方
法,右图是三种催化剂在光照分解水实
验中的效果比较图。能得出如图结果的
实验方案是
。
22.(20分)如图所示,在定滑轮C正下方h=0.50m的A处固定一电量为Q=+3.0×10-5C的点电荷,电量为q=+1.0×10-6C的带电小球B,用绝缘细线栓着,细线跨过定滑轮,另一端用适当大小的力拉住,使小球处于静止状态,这时球到滑轮间的线长l=0.40m,小球与A点的距离为R=0.30m。(静电力恒量K=9.0×109Nm2/C2,环境可视为真空,滑轮很小,不计一切摩擦)。求
(1)两电荷问的库仑力的大小和小球所受的重力的大小。
(2)缓慢拉动细线直到小球刚到滑轮的正下方,试证明这个过程中小球到A点的距离保持不变。
(3)缓慢拉动细线直到小球刚到滑轮的正下方过程中,拉力所做的功是多少?
23.(15分)下列物质有如下转化关系(有的生成物未列出),其中:D为碱,G为酸,金属甲在G 的浓溶液中会钝化;F的溶液中只含一种溶质。
A、B、C、D,E均由Q,R、x、T四种短周期元素中的两种或三种组成,且Q、R、X、T原子序数依次增大;X的最外层电子数是电子层数的3倍;R和X相邻;Q和T同主族,Q为非金属元素,T为金属元素。则:
(1)X在周期表中的位置是 ,R、X、T的原子半径从小到大的顺序为
(用元素符号表示);
(2)A和G等物质的量反应产物的水溶液显 性,其原因用离子方程式表示为 ;
(3)A和X2反应的化学方程式为 ;
(4)pH均为12的D溶液和F溶液中,水电离出的c(OH-)之比为 ;
(5)为保护环境,通过安装汽车尾气处理装置,使尾气中的E和CO反应转化为两种空气的成分,当反应转移l mol电子时,生成的气体在标准状况下的总体积为 L。
20.(15分)某学习小组,为了研究电梯的运行情况。利用传感器进行实验。在竖直方向运行的电梯中,拉力的传感器下方悬挂一重物,电梯从某楼层由静止出发,到另一楼层停止,途中有一阶段做匀速直线运动。传感器的屏幕上显示出传感器受的拉力与时间的关系图像,如图所示。(重力加速度g=10m/s2)
(1)说明电梯在前2秒内加速度、速度怎么变化,并判定电梯是上行还是下行。
(2)求电梯运动中加速度的最大值。
21.(19分)如图,光滑的平行金属导轨水平放置,电阻不
计,导轨间距为l,左侧接一阻值为R的电阻。空间有
竖直向下的磁感应强度为R的匀强磁场。质量为m,
电阻为r的导体棒CD垂直于导轨放置,并接触良好。
棒CD在平行于MN向右的水平拉力作,用下从静止
开始做加速度为。的匀加速直线运动。求
(1)导体棒CD在磁场中由静止开始运动到t1时刻的
拉力F1
(2)若撤去拉力后棒的速度v随位移x的变化规律满足,且棒在撤去拉力后在磁场中运动距离s时恰好静止,则拉力作用的匀加速运动的时间为多少?
(3)请定性画出导体棒CD从静止开始运动到停止全过程的v – t 图象。图中横坐标上的t0为撤去拉力的时刻,纵坐标上的v0为棒CD在t0时刻的速度。(本小题不要求写出计算过程)
19.(18分)
(1)(6分)为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数p,两位同学分别设计了如图所示甲、乙的实验方案。
①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小,你认为方案 更合理
②若A和B的重力分别为10.0N和20.0N。当A被拉动时,弹簧测力计a示数为6.0N,b示数为11.0N,c示数为4.0N,则A、B间的动摩擦因数为 。
(2)(12分)甲同学采用如图甲所示的电路测定电源
的电动势和内电阻。实验室提供的器材:电压
表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、多用电表、滑动
变阻器R、电源、电键s、导线及若干个定值电
阻
①连好电路后.当该同学闭合电键s,发现电流
表的示数为0,电压表的示数不为0。检查各接
线柱均未接错,接触良好.且电路未发生短路;
他用多用电表的电压档检查电路,把两表笔分别
接bc和de时,示数均为0,把两表笔接cd时,
示数与电压表的示数相同,由此可推断故障是
。
②排除故障后,该同学顺利完成实验数据的测量,
如下表所示。并根据数据在空白的坐标纸上,作
出乙图所示的U-I图线,该图存在多处不妥之处,
请指出。(能指出两处不妥之处的该小题得满分)
I/A |
0.10 |
0.20 |
0.30 |
0.40 |
0.50 |
0.60 |
U/V |
2.93 |
2.87 |
2.85 |
2.77 |
2.75 |
2.70 |
③为了在实验中保护电流表和调节电阻时电流表、电压表的示数变化均明显,乙同学对甲同学的实验进行改进,设计了如图丙所示的电路,丙图中电阻R0应选取下列备选电阻 (用字母表示)。
A.1Ω B.5Ω C.10Ω D.20Ω
若乙同学用图丙的实验电路进行实验,只测得两组数据为I1、U1、I2、U2。则该电源内电阻r= (请用物理量的字母表示)
18.如图所示,质量为m、带电量为+q的三个相同的带电小球A、B、C,从同一高度以初速度v0水平抛出(小球运动过程中不计空气阻力),B球处于竖直向下的匀强磁场中。C球处于垂直纸面向里的匀强电场中,它们落地的速率分别为vA、vB、vC,落地瞬间重力的瞬时功率分别为PA、PB、PC则以下判断正确的是 ( )
A.vA=vB=vC B.vA=vB<vC C.PA<PB<PC D.PA=PB<PC
第Ⅱ卷
必考部分
第Ⅱ卷必考部分共9题,157分。
17.在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传
播的简谐横波,波速v=200m/s。,已知t=0
时刻,波刚好传播到,x=40m处,如图所示。
则下列说法正确的是 ( )
A.波源开始振动时方向沿y轴正方向
B.t=0.15s时,x=40m处的质点位于平衡位置且向y轴正向运动
C.t=0.15s时,x=40m处的质点刚好到达波峰
D.t=0.s时,z=60m处的质点刚好到达波峰
16.所谓正电子(又称阳电子、反电子、正子),带正电荷,
电量大小和质量都与负电子相等。如图为某科学实验
的简化示意图,在第一象限内有垂直纸面向里的匀强
磁场,一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成30°
角从原点射人磁场,则正、负电子在磁场中运动时间
之比为 ( )
A.1:1 B. C.1:3 D.2:1
15.木星至少有16颗卫星,1610年1月7日伽利略用望远镜发现了其中的4颗。这4颗卫星被命名为木卫1、木卫2、木卫3和木卫4。他的这个发现对于打破“地心说”提供了重要的依据。若将木卫1、木卫2绕木星的运动看做匀速圆周运动,已知木卫2的轨道半径大于木卫1的轨道半径,则它们绕木星运行时 ( )
A.木卫2的周期大于木卫1的周期
B.木卫2的线速度大于木卫l的线速度
C.木卫2的角速度大于木卫1的角速度
D.木卫2的向心加速度大于木卫l的向心加速度
14.用红光和紫光做光学实验时。下列说法正确的是 ( )
A.用同一装置做单缝衍射实验时,紫光的中央亮纹要宽些
B.用同一装置做双缝干涉实验时,紫光两相邻亮纹的中央问距离要大些
C.红光与紫光均以30°的入射角射向平行玻璃砖时,出射光线中紫光的侧移距离要大些
D.在水面下同一深度放置红、紫两个点光源,紫光能射出水面的面积较大
13.某交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中
匀速转动,产生的感应电动势与时间的关系如
图所示。如果此线圈和一个R=100Ω的电阻构
成闭合电路,不计电路的其它电阻,下列叙述
正确的是 ( )
A.交变电流的周期为0.02s
B.交变电流的最大值为lA
C.交变电流的有效值为lA
D.电阻R两端的最大电压为141V
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