中考化学pH的变化图像大题培优附详细答案.docx
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中考化学pH的变化图像大题培优附详细答案
一、中考初中化学pH的变化图像
1．某校化学小组在利用硫酸和氢氧化钾两溶液探究酸碱中和反应时，利用数字化传感器测得烧杯中溶液pH的变化图像如图所示。
下列说法正确的是
A．图中c点所示溶液呈碱性
B．图中a点所示溶液中，含有的溶质是K2SO4和H2SO4
C．该实验是将氢氧化钾溶液逐滴滴入到盛有硫酸溶液的烧杯中
D．由c点到d点的变化过程中没有发生化学反应
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A、根据图示，c点所示溶液pH﹤7，呈酸性，选项A不正确；
B、从图中溶液的pH由大逐渐变小可知，该实验是将硫酸溶液逐滴滴入到盛有氢氧化钾溶液的烧杯中，图中a点所示溶液pH﹥7，呈碱性，溶液中氢氧化钾没有全部被反应，溶液中含有的溶质应该是K2SO4和KOH，选项B不正确；
C、根据图中溶液的pH变化情况，溶液的pH起点大于7，且随着试剂的加入pH由大逐渐变小，可见该实验是将硫酸溶液逐滴滴入到盛有氢氧化钾溶液的烧杯中，选项C不正确；
D、图中b点溶液的pH=7，此时硫酸和氢氧化钾恰好完全反应，继续加入稀硫酸，稀硫酸不和溶液中的其他物质反应，因此溶液的酸性逐渐增强，pH继续减小。
根据分析，虽然由c点到d点的变化过程中溶液pH继续减小，但变化中没有生成新物质，没有发生化学反应，选项D正确。
故选D。
2．下列图像能正确反映其对应关系的是
A．
表示向一定量的稀硫酸中加入足量的铜粉
B．
表示向一定量稀盐酸和氯化钡的混合液中滴加硝酸银溶液
C．
表示向一定量的氢氧化钠溶液中滴加稀硫酸
D．
表示将等质量的大理石分别与等量且足量的稀盐酸反应
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A、铜与稀硫酸不能反应，不能生成氢气，该选项对应关系不正确；
B、向一定量稀盐酸和氯化钡的混合液中滴加硝酸银溶液时，氯化银沉淀不溶于盐酸，立即产生白色沉淀，该选项对应关系不正确；
C、向一定量的氢氧化钠溶液中滴加稀硫酸时，氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水，随着反应进行，pH不断减小，恰好完全反应时pH=7，继续加入稀硫酸时pH小于7，该选项对应关系正确；
D、将等质量的大理石分别与足量的等体积等溶质质量分数的稀盐酸反应时，最终生成二氧化碳质量相等，该选项对应关系不正确。
故选：
C。
3．下列图像能正确反映其对应关系的是（）
A．
向等质量、等浓度的稀硫酸中分别加入过量的Zn和Fe
B．
向含有少量NaOH的Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸
C．
用等质量、等浓度的过氧化氢溶液在有、无催化剂条件下制取氧气
D．
向盛有稀硫酸的烧杯中不断加水稀释
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A、酸质量相等，金属过量，最终产生氢气质量相等，产生相同质量的氢气时，消耗的锌的质量应大于铁的质量，与图像不符；
B、向含有少量NaOH的Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸，稀盐酸会先和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，再和碳酸钠反应生成二氧化碳氯化钠和水，与图像相符，故选B；
C、催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物的多少，用等质量、等浓度的过氧化氢溶液在有、无催化剂条件下制取氧气，生成氧气质量应该相等，与图像不符；
D、加水稀释只会使稀硫酸酸性减弱，不可能pH大于7，变为碱性，与图像不符。
【点睛】
该题是一道图像题，图像题的难点在于图像信息和文字信息的转化，然后和实际反应情况对应是否相符。
4．下列图像不能正确反映其对应操作的是（ ）
A．a图在一定量的AgNO3溶液中逐滴加入NaCl溶液
B．b图足量的Zn和Mg分别与一定量的等体积等质量分数的稀硫酸反应
C．c图向稀盐酸中逐滴加入NaOH溶液
D．d图等质量块状和粉末状CaCO3分别与足量等体积等质量分数的稀盐酸反应
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A、在一定量的AgNO3溶液中逐滴加入NaCl溶液，不断产生白色沉淀，当恰好完全反应时沉淀达到最大值，对应关系正确；
B、镁比锌活泼，镁和稀硫酸的反应速率较快，足量的Zn和Mg分别与一定量的等体积等质量分数的稀硫酸反应，镁的活动性比锌强，反应速率快，反应时间短；镁和锌过量，盐酸完全反应，最终生成氢气的质量相等，对应关系不正确；
C、向稀盐酸中逐滴加入NaOH溶液时，稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，随着反应的进行，pH升高，当恰好完全反应时，溶液的pH等于7，继续加入氢氧化钠溶液时，溶液的pH大于7，对应关系正确；
D、首先粉末状碳酸钙和盐酸反应速率大于块状的，所以对应图象斜率要大，同时由于碳酸钙质量相同，所以二者图象的终点也相同，对应关系正确。
故选：
B。
5．下列所示的四个图像，能正确反映对应变化关系的是
A．
向一定量的硝酸铜和硝酸镁的混合溶液中加入铁粉
B．
等质量的镁和铁分别与等质量、等浓度足量的稀硫酸反应
C．
向一定量的氢氧化钠溶液中滴加pH=3的稀盐酸
D．
向一定量的含有盐酸的氯化铜溶液中滴加氢氧化钠溶液
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A、铁的金属活动性比铜强，比镁弱，向一定量的硝酸铜和硝酸镁的混合溶液中加入铁粉，铁不能与硝酸镁溶液反应，铁能与硝酸铜溶液反应生成硝酸亚铁溶液和铜，参加反应的铁的质量小于生成铜的质量，则溶液的质量应减少，故错误；
B、等质量的镁和铁分别与等质量、等浓度足量的稀硫酸反应，横坐标是硫酸的量，故等量的硫酸产生氢气的质量相等，当金属全部参加反应，生成氢气的质量与金属的相对原子质量成反比（+2价的金属），则镁产生的氢气的质量大于铁，故正确；
C、向一定量氢氧化钠溶液中滴加pH=3的稀盐酸，稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，随着反应进行，溶液碱性减弱，pH减小，恰好完全反应时pH=7，继续加入稀盐酸时，溶液pH小于7，但是不能减小到3，更不能小于3，故错误；
D、向含有盐酸的氯化铜溶液中滴加烧碱溶液时，氢氧化钠先和稀盐酸反应，后和氯化铜反应，因此开始不能产生沉淀，故错误。
故选：
B。
【点睛】
本题是一道图象坐标与化学知识相结合的综合题，解题的关键是结合所涉及的化学知识，正确分析各变化的过程，注意分析坐标轴表示的意义、曲线的起点、折点及变化趋势，进而确定正确的图象。
6．实验小组用传感器探究Ca（OH）2溶液与稀盐酸反应过程中温度和pH的变化，测定结果如下图所示。
下列说法不正确的是
A．该反应是放热反应
B．从30s到40s,溶液pH增大
C．60s时，溶液中溶质为HCl和CaCl2
D．在反应前后的溶液中没有结合的离子是Ca2+、Cl-
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A、由图可知反应过程中温度升高，故该反应是放热反应，A正确。
B、由图可知从30s到40s,溶液pH增大，B正确。
C、由图可知60s时，溶液pH大于7，氢氧化钙过量，溶液中溶质为Ca（OH）2和CaCl2，故C错。
D、氢氧化钙溶液中有钙离子和氢氧根离子，稀盐酸中有氢离子和氯离子，混合后氢离子和氢氧根离子结合生成水，只有钙离子和氯离子，没有结合，D正确。
故选：
C。
7．大数据处理能及时获得更多的信息，下列图象能正确反映对应变化关系的是
A．
向一定量的稀盐酸中加入铁粉
B．
向pH=12的氢氧化钠溶液中加水稀释
C．
将等质量的铁片和镁片投入到足量稀硫酸中
D．
浓硫酸敞口放置一段时间
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A、向一定量的稀盐酸中加入铁粉，产生氯化亚铁溶液，溶液中铁元素的质量增大，盐酸反应完铁元素质量不变；故选项正确；
B、向pH=12的氢氧化钠溶液中加水稀释，pH值不断减小，但不能小于7；故选项错误；
C、将等质量的铁片和铁片投入到足量稀硫酸中，镁片产生的氢气质量大，且产生的氢气速率快；故选项错误；
D、浓硫酸敞口放置一段时间，吸收空气中的水蒸气，溶质质量分数变小；故选项错误；
故选：
A。
8．下列图象正确反映其对应操作中的变化关系的是
A．图A表示加热两份等质量氯酸钾制氧气
B．图B表示向一定质量的稀盐酸中加氢氧化钠溶液至过量
C．图C表示向等质量、等质量分数的稀硫酸中加入足量的锌与铁
D．图D表示电解水
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A、加入二氧化锰做催化剂只改变反应速率而不能增加氧气的质量，应该生成氧气质量相同，故正确；
B、向一定质量的稀盐酸中加氢氧化钠，则溶液的pH会不断增大到大于7，故错误；
C、向等质量、等质量分数的稀硫酸中加入足量的锌与铁，锌反应的快，铁反应的慢，但是生成的氢气相等，故错误；
D、水通电电解生成氢气和氧气的体积比为2：
1，故错误。
故选A。
9．下列图像不能正确反映其对应关系的是（）
A．
等质量、等质量分数的硫酸溶液与氢氧化钠溶液混合
B．
向等质量的锌和镁中分别加入足量的稀盐酸
C．
向一定量的氯化钙与盐酸的混合溶液中逐滴加入碳酸钠溶液至过量
D．
某温度时,向一定量的饱和石灰水中加入少量生石灰
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A、由化学方程式H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O可知，反应中硫酸与氢氧化钠的质量比为98：
80，所以等质量、等质量分数的硫酸溶液与氢氧化钠溶液混合后，氢氧化钠有剩余，稀硫酸完全反应，选项正确；
B、由化学方程式Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑可知，参加反应的锌与生成的氢气的质量比为65：
2，由化学方程式Mg+2HCl=MgCl2+H2↑可知，参加反应的镁与生成的氢气的质量比为24：
2，所以生成等质量的氢气需要金属锌的质量多一些，则向等质量的锌和镁中分别加入足量的稀盐酸后，镁生成的氢气多一点；横坐标代表加入的稀盐酸的质量，随着稀盐酸的加入，开始时生成氢气的质量应该是重合曲线，当锌完全反应后，镁生成的氢气的质量继续增加，直至镁完全反应，选项错误；
C、向一定量的氯化钙与盐酸的混合溶液中逐滴加入碳酸钠溶液至过量，碳酸钠会先与盐酸反应，溶液的酸性逐渐减小，溶液的pH逐渐增大，直至盐酸完全反应时溶液的PH=7，然后碳酸钠再与氯化钙反应，溶液的pH不变，碳酸钠溶液过量后溶液呈碱性，溶液的pH大于7，选项正确；
D、氧化钙和溶液中的水反应生成氢氧化钙的同时放出热量，氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小，溶剂质量减少，溶液中的溶质质量减少，即使恢复至室温，溶液中的溶质质量小于原溶液中的溶质质量，选项正确，故选B。
10．实验室有一包白色固体，其中含有Na2CO3，还可能含有Ba（NO3）2、Na2SO4、NaOH中的一种或几种。
取该固体进行以下实验：
取少量固体于烧杯中，加入足量水并不断搅拌，固体部分溶解；接着向烧杯中加入足量稀硝酸并不断搅拌，此时固体质量变化如图所示。
下列说法错误的是
A．a→b段对应的实验现象是固体部分溶解，有气泡产生
B．b→c段对应的溶液pH逐渐减小
C．原白色固体中一定含有NaOH
D．c点对应的溶液中一定含有NaNO3、HNO3、Ba（NO3）2
【答案】C
【解析】
【分析】
向烧杯中加入足量稀硝酸并不断搅拌，从固体质量变化图示可知，固体部分溶于硝酸，说明溶于水后产生的沉淀有碳酸钡和硫酸钡，碳酸钡溶于硝酸，硫酸钡不溶于硝酸。
【详解】
A、a→b段对应的是碳酸钡与硝酸反应，生成硝酸钡、水和二氧化碳气体，实验现象是固体部分溶解，有气泡产生，A正确；
B、b→c段对应的是加入硝酸，硫酸钡不与硝酸反应，溶液的硝酸越来越多，溶液呈酸性，且酸性增强，溶液pH逐渐减小，B正确；
C、无法证明原白色固体中一定含有NaOH，C错误；
D、c点对应的是碳酸钡已溶解，碳酸钠已与硝酸反应完，硝酸过量，故溶液中一定含有NaNO3、HNO3、Ba（NO3）2，D正确。
故选C。
11．烧杯中盛有x溶液，逐滴加入（或通入）y物质，烧杯内液体的pH变化如图所示．则符合该变化的一组物质是（ ）
x
y
A
NaOH溶液
稀HCl（过量）
B
稀H2SO4
BaCl2溶液（少量）
C
Ca（OH）2
CO2（适量）
D
稀NaOH
H2O
A．AB．BC．CD．D
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A、向氢氧化钠中加入过量的盐酸，则酸碱中和，盐酸过量，最后溶液呈酸性，故A错误。
B、x为硫酸则开始时溶液的pH不会大于7，起点不对，故B错误。
C、向氢氧化钙中通入适量的二氧化碳，溶液的pH会减小，氢氧化钙与二氧化碳恰好完全反应生成碳酸钙和水时，溶液的pH等于7，故C正确。
D、稀释氢氧化钠最后溶液的pH接近于7，不会等于7，故D错误。
故选：
C。
12．如图分别与相应的操作过程相对应，其中正确的是（ ）
A．
向一接近饱和的硝酸钾溶液中不断加入硝酸钾晶体（不考虑温度变化）
B．
向等质量、等溶质质量分数的稀硫酸中分别加入足量的镁片和锌片
C．
向pH=10的氢氧化钙溶液中不断加水稀释
D．
向含有硫酸的硫酸铜溶液中加入过量的氢氧化钠溶液
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A、向一接近饱和的硝酸钾溶液中不断加入硝酸钾晶体时，硝酸钾能够继续溶解，随着硝酸钾的溶解，溶质质量分数不断增大，当达到饱和状态时，硝酸钾不能溶解，溶质质量分数不再变化，故选项错误；
B、镁比锌活泼，向等质量、等溶质质量分数的稀硫酸中分别加入足量的镁片和锌片时，镁和稀硫酸反应需要的时间较短，又因为稀硫酸完全反应，因此最终产生的氢气质量相等，故选项正确；
C、氢氧化钙溶液显碱性，稀释时碱性减弱，pH降低，但是不能降低到7，更不能小于7，故选项错误；
D、向含有硫酸的硫酸铜溶液中加入过量的氢氧化钠溶液时，氢氧化钠先和硫酸反应生成硫酸钠和水，后和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，当硫酸铜完全反应后，沉淀质量不再变化，故选项错误。
故选B。
【点睛】
在金属活动性顺序中只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，用同种金属置换不同的盐溶液，盐中金属排在金属活动性顺序中较后的金属首先被置换出来；用不同的金属置换同种盐溶液，盐中金属先被排在金属活动性顺序中较前的金属置换出来。
13．下列图象能正确反映其对应关系的是（ ）
A．
一氧化碳还原氧化铁
B．
稀释氢氧化钠溶液
C．
煅烧一定质量的石灰石
D．
等质量块状、粉末状石灰石分别与足量稀盐酸反应
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A、高温条件下，一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，随着反应进行，固体质量减小，当完全反应后固体质量不再变化，对应关系正确，符合题意；
B、稀释氢氧化钠溶液时，溶液碱性减弱，pH减小，并且是由大于7逐渐趋近于7，对应关系不正确，不符合题意；
C、高温条件下，碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳，随着反应进行，固体中钙元素质量分数增大，因为碳酸钙中也含有钙元素，反应前钙元素质量分数不能是0，对应关系不正确，不符合题意；
D、碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，粉末状碳酸钙和稀盐酸接触面积大，反应速率较快，需要的反应时间短，对应关系不正确，不符合题意。
故选：
A。
14．如图是对实验绘制的相关变化的图形，其中实验结果与图形对应准确的是（ ）
A．
向等质量的金属镁和铝中加入足量且质量分数相等的稀硫酸
B．
向硫酸中加水，溶液pH的变化
C．
向饱和食盐水中不断加水，溶液中溶质的质量变化
D．
向一定量硫酸铜溶液中不断加入锌粉，溶液的质量变化
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A、设加入金属质量为m，镁生成的氢气质量为x，铝生成氢气质量为y，
，x=
，y=
x小于y，所以最终生成氢气的质量是铝的大于镁的，当金属没有完全反应时，硫酸完全消耗，产生的氢气质量等于硫酸中氢离子的质量，产生的氢气质量相等，选项A正确；
B、硫酸显酸性，pH小于7，加入水后，溶液稀释，溶液pH有所增大，但是无限稀释后，溶液的仍然为硫酸，所以pH无限接近与7，但是不会超过7，选项B错误；
C、饱和食盐水的中不断加入水，溶质质量不变，溶剂质量增加，所以溶质质量保持不变，选项C错误；
D、溶液为硫酸铜质量，所以开始时溶液质量不为零，选项D错误。
故选A。
【点睛】
酸性或碱性溶液无限稀释后，溶液本身的酸碱性不会发生改变。
15．下列四个图像的变化趋势，能正确描述对应操作的是（ ）
A．
一定温度下，向一定量的饱和石灰水中加入生石灰
B．
将一定量的浓盐酸敝口放置在空气中
C．
足量的铁片和铝片分别与等质量、等浓度的稀盐酸反应
D．
向pH=13的氢氧化钠溶液中不断加入水
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A、氧化钙能与饱和溶液中的溶剂水反应生成氢氧化钙，导致溶剂减少，则会有氢氧化钙析出，溶液质量会减小，故错误；
B、浓盐酸具有挥发性，易挥发出溶质氯化氢，导致溶质质量分数降低，而图象显示其质量分数增大，故错误；
C、铝的金属活动性比铁强，故反应时铝反应的速度比铁快，而该图象反映铁的反应速度比铝快；由于氢气来自酸中的氢元素，反应的酸相同，生成氢气质量相等，故正确；
D、氢氧化钠溶液中加水稀释，碱性减弱，溶液的pH会变小，但不会小于或等于7，故错误；
故选C。
二、中考初中化学科普阅读题
16．阅读下面科普短文。
随着生活水平的提高，人们正在不断改善着自己的居家环境，房屋装修越来越普遍。
房屋装修会对室内空气质量产生影响，严重时会危害人体健康。
为推行“健康住宅”，保障人们的身体健康，国家制定了《室内空气质量标准》，已于2003年3月1日起开始实施。
房屋装修后室内空气污染物的检测
参照国家《室内空气质量标准》GB/T18883﹣2002，采集60户装修后0～18个月的室内空气样品，检测甲醛、苯、氨的含量（检测前关闭门窗12小时，并打开室内所有橱柜和抽屉，以保证污染物有一个最大释放和平衡过程）。
检测结果见下表。
指标
甲醛
苯
氨
GB/T18883﹣2002（mg/m3）
≤0.10
≤0.11
≤0.20
浓度范围（mg/m3）
0.02﹣2.19
0.01﹣1.20
0﹣1.86
最大超标倍数
12.9
10
5.3
超标率（%）
89
50
35
检测结果分析
（1）室内空气主要污染物及原因
由上表看出，装修后室内空气的首要污染物为甲醛，其次是苯和氨。
在超标严重的家庭中，有的是过度装修，有的是购买了大量的新家具，有的是大量使用了人造板材、油漆、粘合剂、乳胶漆等，这些材料会持续向室内释放大量有害气体。
（2）室内空气污染物含量随时间的变化0～3、5～8、9～12、12～18个月后，室内空气中甲醛、苯、氨含量的超标率随时间变化曲线如图。
（3）室内空气污染物含量的反弹现象
跟踪检测发现，同年11月份室内甲醛浓度为0.15mg/m3（室内没有暖气、气温15℃、湿度30%）的房屋，12月份变为0.35mg/m3（室内有暖气、气温21℃、湿度35%）。
依据文章内容回答下列问题。
（1）按照国家标准，室内空气中苯的含量不得超过_____mg/m3。
（2）室内空气首要污染物甲醛（HCHO）分子中C、H、O原子个数比为_____。
（3）依据超标率随时间变化的曲线，得到的结论是_____。
（4）引起室内空气污染物含量反弹现象的原因可能是_____。
（5）请你对改善室内空气质量提一条合理化建议_____。
【答案】0.111：
2：
1内空气污染物的超标率随时间不断增长有明显的下降趋势，最好装修后过18个月再入住（其他答案合理给分）温度、湿度提倡简捷实用的装修、购买环保家具及建材、加强室内通风换气（其他答案合理给分）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）按照国家标准，室内空气中苯的含量不得超过0.11mg/m3；
（2）由甲醛化学式可知，每个甲醛分子中含有1个碳原子，2个氢原子和1个氧原子，故甲醛分子中C、H、O的原子个数比：
1：
2：
1；（3）室内空气污染物的超标率随时间不断增长有明显的下降趋势，最好装修后过18个月再入住；（4）题干中提供的信息可知，引起室内空气污染物含量反弹现象的原因可能是温度、湿度；（5）根据题干中的信息以及甲醛、苯和氨的性质可知，提倡简捷实用的装修、购买环保家具及建材、加强室内通风换气等都可以改善室内空气质量。
17．阅读下列科普文章
钾是碱金属元素，原子序数为19。
在常态下，钾具有银白色光泽，质地十分柔软，可以用小刀切割。
钾的熔点很低，只有摄氏63度，就是说，只要温度升高到摄氏63度，金属钾就变成水银般的液体了。
钾的比重很小，它比水还轻。
钾在地壳中的含量为259％，占第七位。
在海水中，除了氯、钠、镁、硫、钙之外，钾的含量占第六位。
钾的化学性质十分活泼，刚刚切开的金属钾极容易被氧化形成氧化钾。
钾与水反应剧烈，当把一块钾放入水里时，你就会看到它不断地浮起落下，周身还冒出火焰。
一会儿再看，水中的钾就消失了。
原来，它跟水发生反应生成了氢氧化钾，氢氧化钾溶解在水中，所以就看不到了。
钾同酸的水溶液反应更加猛烈，几乎能达到爆炸的程度。
由于钾的性质太过活泼，所以通常人们就将钾放进煤油里来保存。
回答下列问题：
（1）钾原子核内质子数为________。
（2）金属钾通常保存在__________；金属的物理性质有__________（至少答四点）。
（3）氢氧化钾水溶液的pH为______7。
（填大于、小于或等于）
（4）金属钾与水反应的化学方程式为_________________________。
【答案】
（1）19
（2）煤油；银白色、质软、熔点低、密度小
（3）大于
（4）2K+2H2O=2KOH+H2↑
【解析】
试题分析：
（1）钠原子核内质子数为19；
（2）根据题目信息知，金属钾通常保存在煤油里，金属的物理性质有：
银白色，质软，熔点低，密度小；
（3）氢氧化钾水溶液呈碱性，pH大于7；
（4）金属钾与水反应，生成氢氧化钾和氢气。
考点：
物质的性质，溶液酸碱度。
18．阅读下面的科普短文，回答相关问题
氨是一种重要的化学物质，可用于制造硝酸和氮肥。
氨主要来自于人工合成。
1909年，弗里茨·哈伯成功地利用氮气和氢气合成出氨。
工业合成氨的流程如图（左）所示。
为了找到合成氨反应合适的催化剂，人们做了6500多次实验，发现铁触媒效果较好。
在铁触媒作用下，用体积比为1:
3的氮气和氢气合成氨，当容器中氨的含量不再发生变化时（平衡时），测得氨的含量分别与温度和压强的关系如图（右）所示。
1913年第一座合成氨工厂建立。
如今全球合成氨年产量超千万吨，其中大约85%的氨用于生产氮肥，缓解了地球上有限的耕地资源与庞大的粮食需求之间的矛盾。
（1）工业上可用_________的方法获得合成氨的原料N2。
（2）甲烷和H2O高温下反应得到CO和原料气H2，该反应的化学方程式为_______。
（3）从“合成塔”中出来的气体是_______（填“纯净物”或“混合物”）。
（4）科学家研究合成氨反应催化剂的目的是________。
（5）按下列条件进行合成氨反应，平衡时氨的含量最高的是______（填字母）。
a200大气压、300℃
b200大气压、500℃
c400大气压、300℃
d400大气压、500℃
【答案】分离液态空气
混合物提高合成氨的化学反应速率c
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由于空气中氮气的体积分数达到78%，所以工业上可用分离液态空气的方法获得合成氨的原料N2，故填：
分离液态空气。
（2）甲烷和H2O高温下能反应得
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