化學(xué)決策能力（下學(xué)期）表現(xiàn)評(píng)估試題一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與方案選擇（共40分）背景：某研究小組欲探究“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”，現(xiàn)有0.1mol/L鹽酸、0.5mol/L鹽酸、鋅粒、鋅粉、蒸餾水、燒杯、秒表等實(shí)驗(yàn)藥品和儀器。請(qǐng)完成以下任務(wù)：1.變量控制設(shè)計(jì)（15分）（1）若要探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)方案，寫出具體操作步驟（包含試劑用量、實(shí)驗(yàn)條件等）。（2）若要探究接觸面積對(duì)反應(yīng)速率的影響，需控制的無(wú)關(guān)變量有哪些？如何確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性？2.異?，F(xiàn)象分析（10分）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：用0.5mol/L鹽酸與鋅粉反應(yīng)時(shí)，初始階段反應(yīng)速率極快，但30秒后速率突然減慢。請(qǐng)?zhí)岢鰞煞N可能的原因，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其中一種假設(shè)。3.方案優(yōu)化與安全評(píng)估（15分）（1）現(xiàn)有兩套方案測(cè)定反應(yīng)速率：①測(cè)量相同時(shí)間內(nèi)收集到的H?體積；②測(cè)量收集相同體積H?所需的時(shí)間。從實(shí)驗(yàn)誤差角度分析，哪種方案更優(yōu)？說(shuō)明理由。（2）若實(shí)驗(yàn)中不慎將鹽酸濺到皮膚上，應(yīng)采取的應(yīng)急措施是什么？若反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生大量泡沫導(dǎo)致液體溢出，有哪些改進(jìn)措施？二、數(shù)據(jù)處理與圖表分析（共30分）背景：某同學(xué)研究“溫度對(duì)KNO?溶解度的影響”，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表（溶解度單位：g/100g水）：溫度/℃020406080100溶解度13.331.663.91101692461.數(shù)據(jù)可視化與規(guī)律總結(jié)（15分）（1）根據(jù)數(shù)據(jù)繪制KNO?溶解度隨溫度變化的曲線（要求標(biāo)注坐標(biāo)軸名稱、單位及關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù)）。（2）計(jì)算60℃時(shí)，將50gKNO?加入50g水中所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過(guò)程，結(jié)果保留一位小數(shù)）。（3）描述KNO?溶解度隨溫度變化的規(guī)律，并解釋其微觀本質(zhì)。2.誤差分析與數(shù)據(jù)可靠性（15分）（1）若實(shí)驗(yàn)中使用的溫度計(jì)未校準(zhǔn)，導(dǎo)致溫度測(cè)量值比實(shí)際值偏高5℃，則對(duì)溶解度數(shù)據(jù)有何影響？（填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”）（2）某同學(xué)在80℃時(shí)溶解KNO?時(shí)，未充分?jǐn)嚢杓赐Ｖ辜訜?，?huì)導(dǎo)致溶解度測(cè)定值偏大還是偏??？說(shuō)明理由。三、工藝流程與綠色化學(xué)（共35分）背景：工業(yè)上以黃銅礦（主要成分為CuFeS?）為原料冶煉銅的主要流程如下：黃銅礦→焙燒→冰銅（Cu?S與FeS的混合物）→吹煉→粗銅→電解精煉→精銅1.流程分析與原理應(yīng)用（20分）（1）寫出焙燒階段的主要化學(xué)方程式（CuFeS?與O?反應(yīng)生成Cu?S、FeO和SO?）。（2）吹煉過(guò)程中，通入空氣的目的是什么？寫出FeS轉(zhuǎn)化為FeO的氧化還原反應(yīng)方程式。（3）電解精煉時(shí)，以粗銅為陽(yáng)極、純銅為陰極，CuSO?溶液為電解質(zhì)溶液。若陽(yáng)極含有雜質(zhì)Fe、Ni，寫出陽(yáng)極的主要電極反應(yīng)式，并分析陰極銅的純度是否受影響。2.綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展（15分）（1）焙燒階段產(chǎn)生的SO?是大氣污染物，可采用石灰乳吸收法處理，寫出總反應(yīng)方程式。若將SO?直接排放，會(huì)引發(fā)哪些環(huán)境問(wèn)題？（2）從資源循環(huán)利用角度，該流程中可回收利用的物質(zhì)有哪些？請(qǐng)?zhí)岢鲆环N降低電解精煉能耗的改進(jìn)方案。四、綜合探究與創(chuàng)新設(shè)計(jì)（共45分）背景：某研究性學(xué)習(xí)小組擬設(shè)計(jì)“家用簡(jiǎn)易污水處理裝置”，處理廚房含油廢水（主要污染物：油脂、食物殘?jiān)⑾礈靹┑龋?.原理分析與方案設(shè)計(jì)（20分）（1）請(qǐng)利用物理、化學(xué)方法設(shè)計(jì)三級(jí)處理流程，寫出各階段的處理目標(biāo)及核心操作（例如：過(guò)濾、吸附、中和等）。（2）若廢水中含有較多洗滌劑（主要成分為表面活性劑），會(huì)導(dǎo)致泡沫過(guò)多影響處理效果。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較不同品牌洗滌劑的“起泡能力”，寫出實(shí)驗(yàn)變量控制方法及數(shù)據(jù)記錄方式。2.問(wèn)題解決與評(píng)價(jià)反思（25分）（1）處理后水質(zhì)需達(dá)到“無(wú)明顯油膜、pH6-9、濁度＜10NTU”的標(biāo)準(zhǔn)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)檢測(cè)方案驗(yàn)證處理后水的pH和濁度是否達(dá)標(biāo)（寫出所需試劑、儀器及操作步驟）。（2）有同學(xué)提出用“活性炭吸附-生物降解”組合工藝處理廢水。請(qǐng)從成本、效率、操作難度三個(gè)維度，與你的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比分析。（3）若該裝置用于社區(qū)集中處理，還需考慮哪些因素？（至少列舉3點(diǎn)，并說(shuō)明理由）五、化學(xué)與生活實(shí)踐（共30分）1.情境分析與決策選擇（15分）（1）某品牌“即熱式電熱水器”廣告稱：“采用鈦金內(nèi)膽，抗腐蝕不結(jié)垢，使用壽命是普通不銹鋼內(nèi)膽的3倍”。已知水垢主要成分為CaCO?、Mg(OH)?，鈦在常溫下不與水反應(yīng)，但能與濃硝酸反應(yīng)。請(qǐng)從化學(xué)視角分析該廣告的合理性，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鈦與不銹鋼的耐腐蝕性差異。（2）家庭消毒常用“84消毒液”（有效成分為NaClO）和“潔廁靈”（主要成分為HCl）。若兩者混合使用，會(huì)產(chǎn)生有毒的Cl?，寫出反應(yīng)的離子方程式。請(qǐng)為家庭安全使用化學(xué)品提出3條建議。2.定量計(jì)算與方案優(yōu)化（15分）（1）疫情期間，需配制0.5%的84消毒液用于環(huán)境消毒?，F(xiàn)有500mL10%的濃NaClO溶液（密度1.1g/cm3），計(jì)算需加水多少毫升才能稀釋為0.5%的消毒液（忽略混合前后體積變化，寫出計(jì)算過(guò)程）。（2）某同學(xué)用白醋（約1mol/LCH?COOH）去除水壺水垢（假設(shè)全為CaCO?，摩爾