内容正文:
第3讲 碳和碳的氧化物
命题点1 碳单质的性质与用途
1.判断下列说法是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)[2022铜仁,6C]金刚石和石墨的物理性质存在明显差异是由于它们的碳原子排列方式不同。( )
(2)[2021贵阳,4D]如图所示实验,能探究木炭的还原性。( )
第1(2)题图
(3)[2021黔南州,1C]用活性炭除去冰箱中的异味。( )
2.(1)[2023贵州,11(1)]水及溶液与人类生产生活密切相关。生活中使用活性炭净化水,主要利用了活性炭的 性。
(2)[2021贵阳,7(3)]文房四宝承载着优秀的中华传统文化。我国古代用墨书写或绘制的书画能长久保存,是因为常温下碳的化学性质 (选填“活泼”或“不活泼”)。而在高温下,碳能与很多物质发生反应,碳充分燃烧的化学方程式为 。
命题点2 一氧化碳和二氧化碳的性质与用途
3.判断下列说法是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”。
[2022铜仁,6A]将CO2通入紫色石蕊溶液中,溶液变红,说明CO2能使紫色石蕊溶液变红。( )
4.[2022铜仁,3]某地一对夫妻因天气寒冷在房内放置炭火取暖,导致一氧化碳中毒死亡,该事件提醒我们要学会预防一氧化碳中毒,下列预防一氧化碳中毒的说法错误的是( )
A.规范使用煤炉,装上烟筒并使其完整
B.用煤炉做饭时要打开窗户,让空气流通
C.没有排烟通道的情况下在室内用煤、木炭、木柴等取暖
D.晚上睡觉时将煤炉移至屋外
5.[拓展训练]探究二氧化碳的制取和性质。
第5题图
(1)如图1,观察到的现象是 。
(2)用木炭还原氧化铁也可得到二氧化碳,反应的化学方程式是 。
(3)上述两个反应都可得到二氧化碳,但实验室制取二氧化碳的化学方程式是 。
小文同学用图2装置制取二氧化碳,请指出该装置的两处错误:
① ;
② 。
(4)如图3,向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入约体积的水,立即旋紧瓶盖,振荡,观察到的现象是 ,由此可知,二氧化碳的性质是
。在一支试管中倒入少量软塑料瓶中的液体,滴加几滴紫色石蕊溶液,振荡,观察到的现象是 。
命题点3 二氧化碳的实验室制取
6.[2022毕节,13(1)(2)(5)]实验室常用下列A、B、C装置制取气体,D、E装置收集气体。
第6题图1
回答下列问题:
(1)C装置中仪器X的名称是 。
(2)用石灰石和稀盐酸作原料制取二氧化碳,反应的化学方程式为 ,选用的收集装置为 (填字母)。
(3)如图2所示装置用于收集某干燥的气体,下列气体中能用它收集的是 (填字母)。
第6题图2
a.O2 b.CO2 c.H2 d.CH4
7.[2021遵义,12]实验室制备CO2并探究其性质。
第7题图
(1)制取CO2可选择的发生装置是 (填字母)。
(2)用C装置收集CO2,验满的方法是 。
(3)D装置中,m、n处分别放有湿润、干燥的紫色石蕊试纸,证明CO2能与水反应的现象是 ;通过E装置中的现象可证明CO2具有 的性质。
(4)中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。中国承诺实现从碳达峰到碳中和的时间,远远短于发达国家所用的时间。“低碳生活,人人有责”,提出一条合理的低碳出行建议: 。
命题点4 二氧化碳对生活和环境的影响
8.[2022六盘水,9]自然界中碳循环如图所示,箭头表示碳的输送途径。
第8题图
(1)途径①消耗空气中的 。
(2)途径②消耗CO2的量白天比夜晚 (选填“多”或“少”)。
(3)途径③中某气体燃烧的化学方程式为 。
(4)途径④可使空气中CO2含量 (选填“增加”或“减少”)。
(5)“碳中和”指采取各种措施使CO2排放和消耗基本保持平衡。若要增大途径②中碳的消耗量,作为中学生的你能做的是 。
9.[2021贵阳,31]我国宣布2060年前实现“碳中和”。“碳中和”是节能减排术语,“碳”即二氧化碳,“中和”即正负相抵。排出的二氧化碳或其他温室气体被植树造林、节能减排等形式抵消,这就是所谓的“碳中和”。
“碳捕捉、碳封存”是我国的一项先进技术。该技术是从大气中分离出二氧化碳将其压缩液化泵入地下长期储存,从而减少大气中二氧化碳含量。氢能源研发推动中国走向“碳中和”,氢能源将成为“碳中和”战略中的核心一环。
阅读上述资料回答问题:
(1)“碳中和”战略的实施有利于控制 。
(2)为实现“碳中和”我们可以做到 。
(3)“碳封存”后二氧化碳分子间间隔变 。
(4)氢能源将成为“碳中和”战略中的核心一环,其优点有 。
(5)利用一种新型“人造树叶”在光照条件下进行光合作用可将二氧化碳和水转化为乙醇(C2H5OH)和氧气,该反应的化学方程式为 。
提能力·综合提升
夯基础
1.[2023长沙]在生活生产中碳单质的应用广泛。下列有关含碳物质的性质或用途正确的是( )
A.活性炭具有吸附性
B.木炭常温下化学性质很活泼
C.金刚石用作电极
D.石墨用作钻探机钻头
2.[2023益阳]化学观念是化学课程要培养的核心素养之一。下列从不同化学观念角度对CO和CO2的认识错误的是( )
A.元素观:CO和CO2都是由碳、氧两种元素组成的化合物
B.分类观:CO和CO2都属于氧化物
C.变化观:CO和CO2在一定条件下可以相互转化
D.结构观:CO和CO2都是由碳原子和氧原子构成,化学性质相似
3.[2023恩施州]今年“中国旅游日”主题为“美好中国,幸福旅程”,活动中发布了首个中国省级旅游目的地“低碳旅行报告”。下列不符合“低碳旅行”行为的是( )
A.乘坐电瓶车观光 B.尽可能设置步行道
C.提倡全民自驾游 D.大力发展绿色住宿
4.[2023福建]国家规定教室内空气中二氧化碳的最高允许浓度为0.15%。下列是某学习小组对教室内二氧化碳浓度的检测和相应结果处理的措施,不正确的是( )
A.从教室不同位置多点采集空气样品
B.将盛有澄清石灰水的烧杯置于教室一段时间进行测定
C.测得二氧化碳浓度为0.28%,说明二氧化碳浓度超标
D.为避免二氧化碳浓度超标,教室应多通风换气
5.[2023连云港]取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花,并进行如下实验:
步骤
实验操作
实验现象
①
第一朵纸花喷上稀硫酸
纸花由紫色变成红色
②
第二朵纸花喷上水
纸花颜色无明显变化
③
第三朵纸花直接放入盛满CO2的集气瓶中
纸花颜色无明显变化
④
第四朵纸花喷上水后,再放入盛满CO2的集气瓶中
纸花由紫色变成红色
下列说法中正确的是( )
A.步骤①中纸花由紫色变成红色的原因是稀硫酸中含有S
B.步骤②中若用NaOH溶液代替水,纸花颜色也无明显变化
C.步骤②、④可证明CO2气体能使干燥的纸花变成红色
D.上述实验可证明CO2与水反应生成酸
6.[2023武汉]石墨、活性炭和木炭在生产生活中有着广泛的应用。回答下列问题:
第6题图
(1)石墨的用途可以是 (选一个即可,填字母)。
A.用于制铅笔芯 B.用作电极
C.用于切割大理石
(2)活性炭作冰箱除味剂,是利用其 (选填“物理”或“化学”)性质。
(3)木炭可以作燃料,木炭燃烧的化学方程式为 。
提能力
7.[2023云南]碳及其化合物存在如下转化关系:C→CO⇌CO2⇌X(“→”表示一种物质会一步转化成另一种物质)。下列有关说法错误的是( )
A.由C转化为CO2的过程中碳元素的化合价依次升高
B.CO只能通过与O2反应转化为CO2
C.CO2可通过与C反应转化为CO,化学方程式为C+CO2 2CO
D.X可能是酸或盐
8.[2023宜宾]如图,杠杆已调至平衡,向集气瓶内缓慢通入一定量的CO2气体,稍后再倒入浓NaOH溶液(液面不接触乒乓球)。下列说法正确的是( )
第8题图
A.通入CO2气体后,左端乒乓球下降
B.整个过程中乒乓球位置始终没有变化
C.倒入浓NaOH溶液后,杠杆逐渐恢复原状
D.其他条件不变,将CO2换成H2会产生同样现象
9.[2023河北]小明按如图所示进行趣味实验,将U形管开口端放入烧杯内,观察到溶液进入U形管并流入另一端。
第9题图
(1)烧杯内的溶液呈 色。
(2)二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 。
(3)U形管开口端放入烧杯后,管内气体压强 (选填“增大”“不变”或“减小”),溶液在管内上升并流入另一端。
10.创新装置[2023北京]用下图实验研究CO2的性质。
第10题图
(1)可证明CO2能与水反应的现象是 ,密度比空气大的现象是 。
(2)燃着的木条熄灭,由此可得出CO2具有的性质是 。
11.[2023威海]“碳中和”,我们一直在行动。
我国宣布在2060年前实现碳中和,“碳封存”与“碳转化”是实现碳中和目标不可或缺的重要技术选择。
(1)“碳封存”
2023年6月1日,我国首个海上二氧化碳封存示范工程项目成功投入使用,填补了我国海上二氧化碳封存技术的空白。该技术是将油井开采产生的油气混合物注入高碳分离器,再将分离出的二氧化碳通入压缩机加压和干燥,使其变成介于气态和液态之间的超临界状态。超临界状态二氧化碳密度高,接近液态二氧化碳;粘度小,流动快,接近气态二氧化碳。
①从微观角度分析二氧化碳易被压缩的原因是 。
②为了防止对输送管道内部造成腐蚀,输送超临界二氧化碳的管道材料采用不锈钢或低铬钢等,同时对二氧化碳进行干燥处理。请用化学方程式表示二氧化碳需要干燥的原因: 。低铬钢属于 (填字母)。
A.纯净物 B.混合物
C.复合材料 D.金属材料
③下列对超临界二氧化碳的理解正确的是 (填字母)。
A.超临界二氧化碳与二氧化碳的组成不同
B.超临界二氧化碳容易燃烧
C.同等条件下,超临界二氧化碳的输送量比二氧化碳更大
D.超临界二氧化碳存在于特定的条件下,条件改变,状态改变
(2)“碳转化”
利用二氧化碳资源开发化工原料,合成化工产品,有着广阔的前景。
①二氧化碳与氨气在一定条件下可以合成尿素[CO(NH2)2],同时生成水,该反应的化学方程式为 。
②在一定条件下,利用新型电解装置将二氧化碳转化为甲酸( HCOOH ),化学方程式为2CO2+2H2O 2HCOOH+X,X的化学式为 。
③从物质类别角度分析,①和②两个反应实现了 的转化。
(3)碳中和,人人参与,低碳生活从我做起,你的低碳行动是 (写一条即可)。
1.基于碳中和理念设计低碳行动方案[2022金华]为了保护生态环境,针对全球气候变化,中国政府向全球承诺,力争于2060年前实现“碳中和”。“碳中和”是指在一定时间内,使二氧化碳的排放总量与吸收总量平衡,实现“零排放”。实现“碳中和”通常可采取以下措施:
Ⅰ.碳减排:减少人类生产和生活中二氧化碳的排放量。
(1)下列做法不能实现“碳减排”的是 (填字母)。
A.加高烟囱排放工业废气
B.推进使用新能源汽车
C.废弃物分类投放并回收利用
D.养成节约用水、用电的习惯
Ⅱ.碳吸收:①利用植物光合作用,这是自然界消耗二氧化碳最重要的途径;②利用“碳捕捉与封存技术”,即通过一定的方法,将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存。在实际生产中,经常用NaOH溶液来“捕捉”CO2,流程如图所示(部分条件及物质未标出)。
第1题图
(2)用该技术进行“碳捕捉”有效利用了原材料,该过程中被循环利用的物质有 。
(3)分离器中发生的反应:①CaO+H2O==== Ca( OH )2;②Ca( OH )2+Na2CO3==== CaCO3↓+2NaOH。现有溶质质量分数为10.6%的Na2CO3溶液100 kg,求完全反应后,理论上可生成CaCO3的质量是 。
Ⅲ.碳转化:指二氧化碳的资源化利用。
参考答案
聚焦中考·研析考向
1.(1)√ (2)√ (3)√
2.(1)吸附 (2)不活泼 C+O2 CO2
3.× 4.C
5.(1)木炭剧烈燃烧,发出白光,放出大量的热
(2)3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑
(3)CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑+H2O ①长颈漏斗的下端没有伸入液面以下 ②采用向下排空气法来收集二氧化碳 (4)软塑料瓶变瘪 能溶于水 紫色石蕊溶液变红
6.(1)铁架台 (2)CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑ D (3)a
7.(1)B (2)将燃着的木条放在a口处,若木条熄灭则证明CO2已集满 (3)m处湿润的紫色石蕊试纸变红,n处干燥的紫色石蕊试纸不变色 密度比空气大,不燃烧也不支持燃烧 (4)减少私家车的使用,绿色出行(合理即可)
8.(1)氧气(或O2) (2)多 (3)CH4+2O2 CO2+2H2O
(4)减少 (5)植树造林、种花种草(合理即可)
9.(1)温室效应 (2)人走灯灭(合理即可) (3)小 (4)无毒无污染,热值高(合理即可) (5)2CO2+3H2O C2H5OH+3O2
全国视野·分层精练
1.A 2.D 3.C 4.B 5.D
6.(1)A(或B) (2)物理 (3)C+O2 CO2
7.B 【解析】A.由C转化为CO2的过程中碳元素的化合价由0升高到+2,再由+2升高到+4,所以碳元素的化合价依次升高,故正确。B.CO与氧化铜在加热条件下,反应生成铜和二氧化碳,CO不是只能通过与O2反应转化为CO2,故错误。C.CO2可通过与C反应转化为CO,反应的化学方程式为C+CO2 2CO,故正确。D.二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能分解为水和二氧化碳;二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠,碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,因此X可能是酸或盐,故正确。
8.C 【解析】A.通入CO2气体后,因为二氧化碳的密度比空气的大,左端乒乓球上升,故错误。B.通入CO2气体后左端乒乓球上升,右端乒乓球下降;倒入浓NaOH溶液后,二氧化碳能与浓氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,二氧化碳被吸收,杠杆逐渐恢复平衡,整个过程中乒乓球位置发生了改变,故错误。C.倒入浓NaOH溶液后,二氧化碳被吸收,杠杆逐渐恢复原状,故正确。D.氢气的密度比空气的小,且不与浓氢氧化钠溶液反应,其他条件不变,将CO2换成H2不会产生同样现象,故错误。
9.(1)红 (2)2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O (3)减小
10.(1)2处干燥紫色石蕊纸花不变色,1、3处湿润紫色石蕊纸花变红色 3处湿润紫色石蕊纸花比1处湿润紫色石蕊纸花先变红色 (2)不燃烧也不支持燃烧
11.(1)①气态二氧化碳分子间间隔很大,容易被压缩
②CO2+H2O H2CO3 BD ③CD (2)①CO2+2NH3 H2O+CO(NH2)2 ②O2 ③从无机物到有机物 (3)植树造林(合理即可)
跨学科实践
1.(1)A (2)NaOH、CaO (3)10 kg
专题一 常见气体的制取、检验、干燥及净化
专题精讲
一、①2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
②2KClO3 2KCl+3O2↑ ③下 ④防止冷凝水回流到热的试管底部,使试管炸裂 ⑤防止固体粉末进入导管,造成堵塞 ⑥ ⑦便于添加液体药品 ⑧可控制反应速率 ⑨可随时控制反应的发生与停止 ⑩2H2O2 2H2O+O2↑ ⑪CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
⑫形成液封,防止生成的气体从长颈漏斗中逸出 ⑬小 ⑭大 ⑮木条复燃 ⑯瓶口 ⑰澄清石灰水变浑浊
⑱熄灭
三、①a进b出 ②b进a出 ③a进b出
即时训练
1.(1)①2KClO3 2KCl+3O2↑(或2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑或2H2O2 2H2O+O2↑)
AD(或AC或BD或BC) 把带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃,说明该气体是氧气 ②CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑ BD (2)氧气如何在水下与氢气接触;水下温度低,如何使温度达到氢气的着火点
2.【反应原理】2H2O2 2H2O+O2↑ (1)集气瓶 (2)C (3)将带火星的木条放在e导管口处,若木条复燃,证明氧气已经集满 (4)将铜丝拉起,使二氧化锰与过氧化氢分离 (5)打开分液漏斗活塞,由分液漏斗向储气瓶内注水,将氧气赶出 【拓展应用】二氧化碳
CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
3.(1)铁架台 (2)检查装置的气密性 (3)B CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑ 隔绝氧气(或空气) 澄清石灰水 (4)AD
4.(1)长颈漏斗 (2)2KClO3 2KCl+3O2↑ 未等导管口出现连续、均匀的气泡就开始收集(合理即可)
(3)①②⑦⑧ 石灰石和稀盐酸 将收集到的气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,证明该气体是二氧化碳
5.(1)2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ BD(或BE)
(2)气泡连续均匀地冒出 (3)①先变大后变小 ②有白色沉淀生成 氢氧化钠溶液和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠
6.(1)酒精灯 (2)2KClO3 2KCl+3O2↑ ③①②④
AgNO3 (3)氧气 形成液封,节约药品 (4)偏小
7.(1)集气瓶 (2)B 2H2O2 2H2O+O2↑
(3)BFD (4)CO2+H2O H2CO3
8.(1)Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑ 向下排空气
(2)在水下用大拇指堵住试管口,将其移出水面,靠近火焰,移开大拇指点火 爆鸣声 (3)发出淡蓝色火焰,烧杯内壁出现水珠
9.(1)锥形瓶 (2)2H2O2 2H2O+O2↑ 能控制反应的速率 (3)①
学科网(北京)股份有限公司
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