2024年中考化学专题复习---碳和碳的氧化物

2024年中考化学专题复习·碳和碳的氧化物 一、选择题 1. 自然界中硬度最大的物质是（　　） A. 岩石 B. 金刚石 C. 石墨 D. 铁 2. 下列关于碳和碳的氧化物的说法不正确的是 A. 可以将中的Cu还原出来 B. 在一定条件下能够转变成 C. 能使被石蕊染成紫色的干花变红 D. 金刚石，石墨和都是碳元素的单质 3. 下列有关实验现象的描述中，正确的是 A. 铁在氧气中燃烧后生成黑色固体四氧化三铁 B. 灼烧棉线可闻到烧焦羽毛的气味 C. 碳还原氧化铜，固体由黑色变成红色 D. 二氧化碳通入氯化钙溶液中产生白色沉淀 4. 工业上用CH4和CO2制取合成气会产生积碳，如图所示是抗积碳示意图。下列有关说法错误的是 A. 该技术可减缓温室效应加剧 B. 反应前后原子种类和数目不变 C. 分子在化学变化中可以再分 D. 反应前后碳元素的化合价不变 5. 我国古代将炉甘石（）和木炭粉混合后，加热到约800℃可得到锌。主要发生的化学反应：①，②，下列说法不正确的是 A. 反应前后固体的质量不变 B. 反应前后氧元素的化合价均未发生改变 C. X的化学式为Zn D. 反应①是分解反应，反应②是置换反应 6. 下列劳动项目所涉及的化学知识解释不正确的是 A. 不能用钢丝球刷洗铝制品表面——铝制品表面有致密的氧化物保护膜 B. 利用活性炭自制净水器——活性炭可以杀菌消毒 C. 用空气泵给鱼供氧——氧气可供给呼吸 D. 用墨书写或绘制长期保存的字画——常温下碳的化学性质稳定 7. 利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是 A 实验时应先点燃酒精灯后通CO B. 充分加热，a处固体由黑色变为红色 C. b处可用澄清石灰水检验生成的CO2 D. 可用NaOH溶液吸收尾气中的CO 8. 人工光合固碳装置通过电化学手段将二氧化碳还原为甲酸(HCOOH)。该反应的微观示意图如下，有关该反应的说法不正确的是 A. 从反应价值看：可减少CO2的排放 B. 从守恒关系看：反应前后原子的种类、数目不变 C. 从价态变化看：反应前后各元素的化合价不变 D. 从表示方法看：反应的化学方程式为2CO2+2H2O2HCOOH+O2 9. 我国科学家利用作催化剂，在一定条件下将转化为，转化的微观过程如图所示。下列说法错误的是 A. 该反应为置换反应 B. 反应前后的化学性质不变 C. 生成的可作燃料 D. 参加反应的和的分子个数比为1：4 10. 我国科学家实现了二氧化碳到葡萄糖和油脂的人工合成，其中一步关键反应的微观示意图如图所示，下列有关说法正确的是 A. 该反应属于置换反应 B. 反应生成的丙和丁的分子个数比为1:1 C. 乙物质由氢原子和氧原子构成 D. 物质甲、乙、丙均属于氧化物 11. 炼铁工业中高炉煤气的一种新的处理过程如图所示，有关该过程的叙述错误的是 A. 过程④中Fe被氧化 B. Fe3O4和CaO均可循环利用 C. 最终可减少煤气中CO2的排放量 D. 混合气体甲的主要成分为CO2和N2 12. 已知一定温度和体积下气体的压强与分子数成正比，P0表示1个标准大气压。将一定质量的碳粉和氧气在耐压密闭容器中用电热丝引燃使之充分反应，并利用压强传感器测定容器内的气压变化，观察到碳粉完全消失，下图为气压变化图像。下列说法正确的是 A. AB段温度达到了碳粉着火点 B. CD段为一氧化碳与氧气反应 C. D点气体的成分是CO2和O2 D. 反应的碳和O2质量比为21:40 二、非选择题 13. 在实验室里，同学们欲用如图所示装置验证气体的相关性质。 （1）在装置A中，左端放置用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花，右端放置用石蕊溶液染成紫色的湿润纸花。向A装置中通入足量干燥的，一段时间后，可观察到干燥纸花不变色﹐湿润纸花变红。上述实验能证明的化学性质是______。 （2）欲要同时证明不支持燃烧和密度比空气大两点性质，在B与C装置中，你认为选用______装置进行操作更合理。 14. 化学兴趣小组的同学们用下图装置完成了实验室制取二氧化碳和验证二氧化碳性质的实验。 （1）认识仪器：仪器a的名称是_______。 （2）实验原理：图1装置中发生反应的化学方程式是_______。 （3）实验操作：向a中加入固体药品的操作是_______。 （4）实验现象：将产生的二氧化碳气体通入图2，现象是_______。 （5）问题与交流：若要证明二氧化碳与水的反应，需要将图2进行改进，改进的方法是_______。 15. 下图是实验室制取气体的部分装置，请根据实验装置(部分固定装置已省略)回答问题： （1）实验室既可以制取CO2，又可以制取O2的发生和收集装置组合为_______(在A-E中选)，用该装置制取CO2的化学方程式为______。 （2）实验F中，观察到铁丝剧烈燃烧、______、生成黑色固体。 （3）实验H中，观察到蜡烛自下而上依次熄灭，该现象除了说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧；______(填“能”或“不能”)说明二氧化碳密度大于空气。 16. 兴趣小组同学设计了如图所示的喷泉实验装置。 （1）按如图所示组装好装置1，挤压胶头滴管，使少量NaOH溶液进入烧瓶中，打开止水夹，观察到烧杯中的NaOH溶液倒吸入烧瓶，形成喷泉，出现此现象的原因是______（用化学方程式表示）。实验结束后，用pH试纸测定烧瓶中溶液的pH，pH_____（填“>”、“<”或“=”）7。 （2）打开装置2的止水夹，并用热毛巾捂住烧瓶外部，一段时间后取下毛巾，装置2_____（填“能”或“不能”）形成喷泉。 17. 知识结构化是知识本身的需要，也是解决现实问题的必然要求，同时也是一种学习素养。请你根据碳单质与一氧化碳的结构化内容，完成以下问题。 （1）一氧化碳燃烧的化学方程式为_______，主要现象为_______。 （2）二者都具有_______性。 （3）石墨是由_______构成的。 （4）金刚石可用于_______（写一种用途）。 18. 阅读下列短文，回答问题。 航天员在空间站生活，呼出的二氧化碳是怎么处理的？通常，处理空间站的二氧化碳有两种方法。方法一：对于短期飞行的载人航天器而言，常采用与氢氧化钠化学性质相似的氢氧化锂(LiOH)吸收二氧化碳。氢氧化锂与二氧化碳反应生成碳酸锂，实现了对二氧化碳的吸收。该方法吸收效率高、安全，但这是一次性使用的去除方法。方法二：对于二氧化碳进行收集和再生处理，重新生成可供人体呼吸的氧气。第1步，利用固态胺系统对座舱二氧化碳进行吸收与浓缩；第2步，利用特种反应器实现对二氧化碳的加氢甲烷化的还原反应，使之生成甲烷与水；第3步，采用电解方法对水进行电解，产生氢气和氧气。 （1）空间站内空气中含量最多且不会被航天员消耗的气体是______。 （2）下列说法中正确的是(填字母)。 A. 短文中提到的氧化物只有二氧化碳 B. 对比二氧化碳的两种处理方法，方法二更好 C. 甲烷中碳元素的化合价和二氧化碳中碳元素的化合价相同 D. 向氢氧化锂溶液中滴入酚酞溶液，可观察到溶液变红 （3）写出氢氧化锂吸收二氧化碳的化学方程式：_______。 （4）在空间站通过电解水得到的氢气可以重复利用，原因是______。 19. 阅读科普短文，回答问题 科学家成功地从石墨中分离出单层的石墨片(有人称为石墨烯)，石墨烯是世界上导电性最好的材料，其目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。石墨烯在电子、复合材料、医疗健康等多领域具有广泛应用，不同领域的应用分布如图所示。 将含有石墨烯和碳纳米管两种纳米材料的水溶液低温环境下冻干、去除水分、保留骨架，制造出的一种超轻固体材料被称为“全碳气凝胶”，是迄今为止世界上最轻的材料。“全碳气凝胶”还是吸油能力最强的材料之一，吸收量可高达自身质量的900倍。 请依据文章内容回答下列问题： （1）石墨烯与金刚石的组成元素相同，但石墨烯有良好导电性，而金刚石却没有导电性，原因是___________。 （2）石墨烯和“全碳气凝胶”都是由碳原子构成，四幅图中表示石墨烯结构的是___________(填标号)。 A. B. C. D. （3）石墨烯在许多领域都具有广泛的应用，目前石墨烯应用占比最高的领域是___________。 （4）下列说法错误的是___________。 A. 石墨烯可用于制作新能源电池 B. 石墨烯在常温下化学性质很活泼 C. “全碳气凝胶”可处理海上石油泄漏 20. “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_______。 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_______。 ③下列对超临界二氧化碳的理解正确的是_______（填序号）。 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，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（），化学方程式为，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。 21. 碳和碳的氧化物在生产、生活中有着广泛的应用。 （1）石墨可用于制造电极，是因为石墨具有良好的________。 （2）金刚石、石墨和都是由碳元素组成的单质，它们的性质存在着明显差异的主要原因是________。 （3）某化学活动兴趣小组用如图1所示装置进行一氧化碳还原氧化铜的探究实验。 ①实验一段时间后，装置B中发生反应的化学方程式为________。 ②从安全环保的角度考虑，上述实验需要改进的是________。 （4）图2所示是实验室制取及其性质的实验装置。 ①实验甲反应开始前必须进行的操作是________。 ②实验乙可证明的密度大于空气密度的现象是________；燃着的木条熄灭，由此可得出具有的性质是________。 （5）学习小组同学为测定某大理石样品中碳酸钙的质量分数，向盛有12.5g大理石的烧杯中加入过量稀盐酸。充分反应后，测得烧杯内混合物的总质量比反应前减少了4.4g。（大理石中其他成分不与稀盐酸反应产生气体）计算：该大理石样品中碳酸钙的质量分数。 22. 【基础实验与跨学科实践】 （1）[的实验室制备与收集] ①题图中所示仪器a的名称是__________。 ②实验室用大理石制取，并可以随时使反应停止或再发生，应选用的装置是__________（填字母序号，下同），其化学方程式为__________。 ③收集应选用装置_______；检验已集满的所用方式为_______，现象是_______。 （2）[的捕捉与利用] 过量排放二氧化碳会导致“温室效应”。题图为“排放”“捕集”“利用”示意图。 a～c中可能涉及光合作用的是________（填序号）；c的“矿化”方法之一是把通入已注石灰浆的熔洞中，其化学方程式为________。 23. 2023年9月，《2023全球碳中和年度进展报告》在北京正式发布，为推动各国深化碳中和转型、弥合全球碳中和进展提供了重要信息。化学实验小组的同学基于该思路，在老师的带领下围绕“碳中和”的一系列内容展开了项目式学习的探究之旅。 任务一：分析“碳中和”的思路 【分析讨论】 （1）同学们讨论后认为，二氧化碳占空气总体积的_______%，主要来自动植物的呼吸和化石燃料的燃烧，因此要减少空气中的二氧化碳，一种思路是将产生的二氧化碳吸收，另一种思路是_______。 任务二：探究“海洋固碳”原理 【查阅资料】 海洋是地球上最重要的“碳汇”聚集地。据测算，地球上每年使用化石燃料所产生的二氧化碳约35%为海洋中的海水、浮游植物、藻类生物等所吸收。 【分析讨论】 （2）同学们结合生物学知识，认为藻类生物与浮游植物一样，都是通过_______作用吸收二氧化碳，这一方法属于“生物固碳”。 【做出猜想】 海水吸收二氧化碳的主要原理是水溶解了二氧化碳。 【进行实验】 （3）同学们设计了以下实验方案对猜想进行验证。 实验装置 实验步骤 实验现象 实验结论 ①用软塑料瓶收集一瓶二氧化碳，用橡胶塞塞紧瓶口 海水吸收二氧化碳的主要原理是水溶解了二氧化碳 ②用注射器盛装100mL水，将针头扎过橡胶塞，并将水全部推入软塑料瓶中，振荡 软塑料瓶先变硬，振荡后恢复原状 ③取软塑料瓶中的液体少许于试管中，加入适量的_______，振荡 液体变浑浊 【反思评价】 （4）同学们认为步骤③中发生的反应是_______（填化学方程式）。 （5）小刚认为“海水固碳”的主要原理应该是二氧化碳与水发生反应，但同学们认为他的观点不正确，理由是_______。 【总结提升】 （6）同学们再次查阅资料获得了北太平洋不同深度的海水中二氧化碳分压pCO2，（二氧化碳含量的一种表示方法）的图像，请你分析在0～1000m水深范围内，二氧化碳分压随海水深度增加而增大的原因是_______。 任务三：了解“人工固碳”技术 【查阅资料】“人工固碳”就是用各种手段捕捉空气中的二氧化碳，将其储存或者利用。其方法之一是将捕捉的二氧化碳压缩后，压回到枯竭的油田、天然气田、深海进行封存。 【成果分享】 （7）通过项目化学习，同学们了解了“碳中和”的思路、原理和方法，在此基础上以“低碳生活从我做起”为主题设计了宣传海报在社区内进行宣传活动，请你与同学们一同完成海报内容。 24. 某纯碱样品中含有少量氯化钠杂质。称取该样品11.4g，加入到盛有一定质量稀盐酸的烧杯中，碳酸钠与稀盐酸恰好完全反应，气体完全逸出，得到不饱和NaCl溶液。反应过程中测得烧杯内混合物的质量(m)与反应时间(t)关系如图所示。试回答： （1）生成的质量___________。 （2）计算原11.4g样品中氯化钠的质量。(写出计算过程) （3）计算所得溶液中溶质的质量分数。(写出计算过程) 25. 某抗酸药的主要成分为CaCO3、Mg(OH)2。小亮利用如图所示的装置测定该抗酸药中碳酸钙的含量，他取10片抗酸药(共6.2g)置于烧杯中，然后加入100g稀盐酸，恰好完全反应。 （1）计算生成二氧化碳质量_______。 （2）计算该抗酸药中CaCO3的质量分数_______。(写出计算过程，结果保留至小数点后一位) 2024年中考化学专题复习·碳和碳的氧化物参考答案 一、选择题 1. 自然界中硬度最大的物质是（　　） A. 岩石 B. 金刚石 C. 石墨 D. 铁 【答案】B 2. 下列关于碳和碳的氧化物的说法不正确的是 A. 可以将中的Cu还原出来 B. 在一定条件下能够转变成 C. 能使被石蕊染成紫色的干花变红 D. 金刚石，石墨和都是碳元素的单质 【答案】C 3. 下列有关实验现象的描述中，正确的是 A. 铁在氧气中燃烧后生成黑色固体四氧化三铁 B. 灼烧棉线可闻到烧焦羽毛的气味 C. 碳还原氧化铜，固体由黑色变成红色 D. 二氧化碳通入氯化钙溶液中产生白色沉淀 【答案】C 4. 工业上用CH4和CO2制取合成气会产生积碳，如图所示是抗积碳示意图。下列有关说法错误的是 A. 该技术可减缓温室效应加剧 B. 反应前后原子种类和数目不变 C. 分子在化学变化中可以再分 D. 反应前后碳元素的化合价不变 【答案】D 5. 我国古代将炉甘石（）和木炭粉混合后，加热到约800℃可得到锌。主要发生的化学反应：①，②，下列说法不正确的是 A. 反应前后固体的质量不变 B. 反应前后氧元素的化合价均未发生改变 C. X的化学式为Zn D. 反应①是分解反应，反应②是置换反应 【答案】A 6. 下列劳动项目所涉及的化学知识解释不正确的是 A. 不能用钢丝球刷洗铝制品表面——铝制品表面有致密的氧化物保护膜 B. 利用活性炭自制净水器——活性炭可以杀菌消毒 C. 用空气泵给鱼供氧——氧气可供给呼吸 D. 用墨书写或绘制长期保存的字画——常温下碳的化学性质稳定 【答案】B 7. 利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是 A 实验时应先点燃酒精灯后通CO B. 充分加热，a处固体由黑色变为红色 C. b处可用澄清石灰水检验生成的CO2 D. 可用NaOH溶液吸收尾气中的CO 【答案】C 8. 人工光合固碳装置通过电化学手段将二氧化碳还原为甲酸(HCOOH)。该反应的微观示意图如下，有关该反应的说法不正确的是 A. 从反应价值看：可减少CO2的排放 B. 从守恒关系看：反应前后原子的种类、数目不变 C. 从价态变化看：反应前后各元素的化合价不变 D. 从表示方法看：反应的化学方程式为2CO2+2H2O2HCOOH+O2 【答案】C 9. 我国科学家利用作催化剂，在一定条件下将转化为，转化的微观过程如图所示。下列说法错误的是 A. 该反应为置换反应 B. 反应前后的化学性质不变 C. 生成的可作燃料 D. 参加反应的和的分子个数比为1：4 【答案】A 10. 我国科学家实现了二氧化碳到葡萄糖和油脂的人工合成，其中一步关键反应的微观示意图如图所示，下列有关说法正确的是 A. 该反应属于置换反应 B. 反应生成的丙和丁的分子个数比为1:1 C. 乙物质由氢原子和氧原子构成 D. 物质甲、乙、丙均属于氧化物 【答案】B 11. 炼铁工业中高炉煤气的一种新的处理过程如图所示，有关该过程的叙述错误的是 A. 过程④中Fe被氧化 B. Fe3O4和CaO均可循环利用 C. 最终可减少煤气中CO2的排放量 D. 混合气体甲的主要成分为CO2和N2 【答案】D 12. 已知一定温度和体积下气体的压强与分子数成正比，P0表示1个标准大气压。将一定质量的碳粉和氧气在耐压密闭容器中用电热丝引燃使之充分反应，并利用压强传感器测定容器内的气压变化，观察到碳粉完全消失，下图为气压变化图像。下列说法正确的是 A. AB段温度达到了碳粉着火点 B. CD段为一氧化碳与氧气反应 C. D点气体的成分是CO2和O2 D. 反应的碳和O2质量比为21:40 【答案】D 二、非选择题 13. 在实验室里，同学们欲用如图所示装置验证气体的相关性质。 （1）在装置A中，左端放置用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花，右端放置用石蕊溶液染成紫色的湿润纸花。向A装置中通入足量干燥的，一段时间后，可观察到干燥纸花不变色﹐湿润纸花变红。上述实验能证明的化学性质是______。 （2）欲要同时证明不支持燃烧和密度比空气大两点性质，在B与C装置中，你认为选用______装置进行操作更合理。 【答案】（1）能与水反应生成酸性物质 （2）B 14. 化学兴趣小组的同学们用下图装置完成了实验室制取二氧化碳和验证二氧化碳性质的实验。 （1）认识仪器：仪器a的名称是_______。 （2）实验原理：图1装置中发生反应的化学方程式是_______。 （3）实验操作：向a中加入固体药品的操作是_______。 （4）实验现象：将产生的二氧化碳气体通入图2，现象是_______。 （5）问题与交流：若要证明二氧化碳与水的反应，需要将图2进行改进，改进的方法是_______。 【答案】（1）锥形瓶 （2）略 （3）先将锥形瓶横放，用镊子把块状固体（石灰石或大理石）放在试管口，再慢慢将锥形瓶竖立起来，使药品滑落底部 （4）石蕊的紫色石蕊试纸变红色 （5）把湿润的紫色石蕊试纸换成干燥的紫色石蕊试纸，继续通入二氧化碳，观察紫色石蕊试纸是否变红 15. 下图是实验室制取气体的部分装置，请根据实验装置(部分固定装置已省略)回答问题： （1）实验室既可以制取CO2，又可以制取O2的发生和收集装置组合为_______(在A-E中选)，用该装置制取CO2的化学方程式为______。 （2）实验F中，观察到铁丝剧烈燃烧、______、生成黑色固体。 （3）实验H中，观察到蜡烛自下而上依次熄灭，该现象除了说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧；______(填“能”或“不能”)说明二氧化碳密度大于空气。 【答案】（1） ①. BE ②. 略 （2）火星四射 （3）不能 16. 兴趣小组同学设计了如图所示的喷泉实验装置。 （1）按如图所示组装好装置1，挤压胶头滴管，使少量NaOH溶液进入烧瓶中，打开止水夹，观察到烧杯中的NaOH溶液倒吸入烧瓶，形成喷泉，出现此现象的原因是______（用化学方程式表示）。实验结束后，用pH试纸测定烧瓶中溶液的pH，pH_____（填“>”、“<”或“=”）7。 （2）打开装置2的止水夹，并用热毛巾捂住烧瓶外部，一段时间后取下毛巾，装置2_____（填“能”或“不能”）形成喷泉。 【答案】（1） ①. ②. > （2）能 17. 知识结构化是知识本身的需要，也是解决现实问题的必然要求，同时也是一种学习素养。请你根据碳单质与一氧化碳的结构化内容，完成以下问题。 （1）一氧化碳燃烧的化学方程式为_______，主要现象为_______。 （2）二者都具有_______性。 （3）石墨是由_______构成的。 （4）金刚石可用于_______（写一种用途）。 【答案】（1） ①. ②. 产生蓝色火焰，并放出热量 （2）还原 （3）碳原子 （4）切割玻璃（合理即可） 18. 阅读下列短文，回答问题。 航天员在空间站生活，呼出的二氧化碳是怎么处理的？通常，处理空间站的二氧化碳有两种方法。方法一：对于短期飞行的载人航天器而言，常采用与氢氧化钠化学性质相似的氢氧化锂(LiOH)吸收二氧化碳。氢氧化锂与二氧化碳反应生成碳酸锂，实现了对二氧化碳的吸收。该方法吸收效率高、安全，但这是一次性使用的去除方法。方法二：对于二氧化碳进行收集和再生处理，重新生成可供人体呼吸的氧气。第1步，利用固态胺系统对座舱二氧化碳进行吸收与浓缩；第2步，利用特种反应器实现对二氧化碳的加氢甲烷化的还原反应，使之生成甲烷与水；第3步，采用电解方法对水进行电解，产生氢气和氧气。 （1）空间站内空气中含量最多且不会被航天员消耗的气体是______。 （2）下列说法中正确的是(填字母)。 A. 短文中提到的氧化物只有二氧化碳 B. 对比二氧化碳的两种处理方法，方法二更好 C. 甲烷中碳元素的化合价和二氧化碳中碳元素的化合价相同 D. 向氢氧化锂溶液中滴入酚酞溶液，可观察到溶液变红 （3）写出氢氧化锂吸收二氧化碳的化学方程式：_______。 （4）在空间站通过电解水得到的氢气可以重复利用，原因是______。 【答案】 氮气 BD 利用特种反应器实现二氧化碳和氢气反应产生甲烷和水 19. 阅读科普短文，回答问题 科学家成功地从石墨中分离出单层的石墨片(有人称为石墨烯)，石墨烯是世界上导电性最好的材料，其目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。石墨烯在电子、复合材料、医疗健康等多领域具有广泛应用，不同领域的应用分布如图所示。 将含有石墨烯和碳纳米管两种纳米材料的水溶液低温环境下冻干、去除水分、保留骨架，制造出的一种超轻固体材料被称为“全碳气凝胶”，是迄今为止世界上最轻的材料。“全碳气凝胶”还是吸油能力最强的材料之一，吸收量可高达自身质量的900倍。 请依据文章内容回答下列问题： （1）石墨烯与金刚石的组成元素相同，但石墨烯有良好导电性，而金刚石却没有导电性，原因是___________。 （2）石墨烯和“全碳气凝胶”都是由碳原子构成，四幅图中表示石墨烯结构的是___________(填标号)。 A. B. C. D. （3）石墨烯在许多领域都具有广泛的应用，目前石墨烯应用占比最高的领域是___________。 （4）下列说法错误的是___________。 A. 石墨烯可用于制作新能源电池 B. 石墨烯在常温下化学性质很活泼 C. “全碳气凝胶”可处理海上石油泄漏 【答案】（1）碳原子的排列方式不同 （2）A （3）电子领域 （4）B 20. “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_______。 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_______。 ③下列对超临界二氧化碳的理解正确的是_______（填序号）。 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，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（），化学方程式为，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。 【答案】Ⅰ. ①. 气态物质分子间隔较大 ②. ③. CD Ⅱ. ①. ②. O2 ③. 无机物到有机物 21. 碳和碳的氧化物在生产、生活中有着广泛的应用。 （1）石墨可用于制造电极，是因为石墨具有良好的________。 （2）金刚石、石墨和都是由碳元素组成的单质，它们的性质存在着明显差异的主要原因是________。 （3）某化学活动兴趣小组用如图1所示装置进行一氧化碳还原氧化铜的探究实验。 ①实验一段时间后，装置B中发生反应的化学方程式为________。 ②从安全环保的角度考虑，上述实验需要改进的是________。 （4）图2所示是实验室制取及其性质的实验装置。 ①实验甲反应开始前必须进行的操作是________。 ②实验乙可证明的密度大于空气密度的现象是________；燃着的木条熄灭，由此可得出具有的性质是________。 （5）学习小组同学为测定某大理石样品中碳酸钙的质量分数，向盛有12.5g大理石的烧杯中加入过量稀盐酸。充分反应后，测得烧杯内混合物的总质量比反应前减少了4.4g。（大理石中其他成分不与稀盐酸反应产生气体）计算：该大理石样品中碳酸钙的质量分数。 【答案】（1）导电性 （2）它们的碳原子排列方式不同 （3） ①. ②. 在导管C管口处放一燃着的酒精灯 （4） ①. 检查装置的气密性 ②. 玻璃管②中湿润紫色石蕊纸花先变红，玻璃管①中湿润紫色石蕊纸花后变红 ③. 不燃烧也不支持燃烧 （5）该大理石样品中碳酸钙的质量分数为80%。 22. 【基础实验与跨学科实践】 （1）[的实验室制备与收集] ①题图中所示仪器a的名称是__________。 ②实验室用大理石制取，并可以随时使反应停止或再发生，应选用的装置是__________（填字母序号，下同），其化学方程式为__________。 ③收集应选用装置_______；检验已集满的所用方式为_______，现象是_______。 （2）[的捕捉与利用] 过量排放二氧化碳会导致“温室效应”。题图为“排放”“捕集”“利用”示意图。 a～c中可能涉及光合作用的是________（填序号）；c的“矿化”方法之一是把通入已注石灰浆的熔洞中，其化学方程式为________。 【答案】（1） ①. 锥形瓶 ②. C ③. 略 ④. D ⑤. 将燃烧着的木条（或粘有澄清石灰水的玻璃棒）靠近集气瓶口 ⑥. 火焰熄灭##澄清石灰水变浑浊（答案与上一空对应） （2） ①. b ②. 略 23. 2023年9月，《2023全球碳中和年度进展报告》在北京正式发布，为推动各国深化碳中和转型、弥合全球碳中和进展提供了重要信息。化学实验小组的同学基于该思路，在老师的带领下围绕“碳中和”的一系列内容展开了项目式学习的探究之旅。 任务一：分析“碳中和”的思路 【分析讨论】 （1）同学们讨论后认为，二氧化碳占空气总体积的_______%，主要来自动植物的呼吸和化石燃料的燃烧，因此要减少空气中的二氧化碳，一种思路是将产生的二氧化碳吸收，另一种思路是_______。 任务二：探究“海洋固碳”原理 【查阅资料】 海洋是地球上最重要的“碳汇”聚集地。据测算，地球上每年使用化石燃料所产生的二氧化碳约35%为海洋中的海水、浮游植物、藻类生物等所吸收。 【分析讨论】 （2）同学们结合生物学知识，认为藻类生物与浮游植物一样，都是通过_______作用吸收二氧化碳，这一方法属于“生物固碳”。 【做出猜想】 海水吸收二氧化碳的主要原理是水溶解了二氧化碳。 【进行实验】 （3）同学们设计了以下实验方案对猜想进行验证。 实验装置 实验步骤 实验现象 实验结论 ①用软塑料瓶收集一瓶二氧化碳，用橡胶塞塞紧瓶口 海水吸收二氧化碳的主要原理是水溶解了二氧化碳 ②用注射器盛装100mL水，将针头扎过橡胶塞，并将水全部推入软塑料瓶中，振荡 软塑料瓶先变硬，振荡后恢复原状 ③取软塑料瓶中的液体少许于试管中，加入适量的_______，振荡 液体变浑浊 【反思评价】 （4）同学们认为步骤③中发生的反应是_______（填化学方程式）。 （5）小刚认为“海水固碳”的主要原理应该是二氧化碳与水发生反应，但同学们认为他的观点不正确，理由是_______。 【总结提升】 （6）同学们再次查阅资料获得了北太平洋不同深度的海水中二氧化碳分压pCO2，（二氧化碳含量的一种表示方法）的图像，请你分析在0～1000m水深范围内，二氧化碳分压随海水深度增加而增大的原因是_______。 任务三：了解“人工固碳”技术 【查阅资料】“人工固碳”就是用各种手段捕捉空气中的二氧化碳，将其储存或者利用。其方法之一是将捕捉的二氧化碳压缩后，压回到枯竭的油田、天然气田、深海进行封存。 【成果分享】 （7）通过项目化学习，同学们了解了“碳中和”的思路、原理和方法，在此基础上以“低碳生活从我做起”为主题设计了宣传海报在社区内进行宣传活动，请你与同学们一同完成海报内容。 【答案】（1） ①. 0.03 ②. 减少二氧化碳的产生 （2）光合 （3）澄清石灰水 （4）Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O （5）碳酸不稳定易分解 （6）压强增大，二氧化碳的溶解度增大 （7）每天少开1小时灯（合理即可） 24. 某纯碱样品中含有少量氯化钠杂质。称取该样品11.4g，加入到盛有一定质量稀盐酸的烧杯中，碳酸钠与稀盐酸恰好完全反应，气体完全逸出，得到不饱和NaCl溶液。反应过程中测得烧杯内混合物的质量(m)与反应时间(t)关系如图所示。试回答： （1）生成的质量___________。 （2）计算原11.4g样品中氯化钠的质量。(写出计算过程) （3）计算所得溶液中溶质的质量分数。(写出计算过程) 【答案】（1）4.4g （2）解：设碳酸钠的质量为x，生成氯化钠的质量为y。 解得：x=10.6g，y=11.7g 样品中碳酸钠的质量分数是 ×100%≈93.0% （3）完全反应后所得氯化钠溶液的溶质质量分数= ×100%=10% 答：样品中碳酸钠的质量分数是93.0%；所得溶液中溶质的质量分数为10%。 25. 某抗酸药的主要成分为CaCO3、Mg(OH)2。小亮利用如图所示的装置测定该抗酸药中碳酸钙的含量，他取10片抗酸药(共6.2g)置于烧杯中，然后加入100g稀盐酸，恰好完全反应。 （1）计算生成二氧化碳质量_______。 （2）计算该抗酸药中CaCO3的质量分数_______。(写出计算过程，结果保留至小数点后一位) 【答案】（1）解：根据质量守恒定律，混合物减少的质量即为生成二氧化碳的质量，完全反应后产生二氧化碳的质量为6.2g+100g-104g=2.2g。 答：生成二氧化碳的质量是2.2g。 （2）解：设10片抗酸药中碳酸钙的质量为x， x=5g 该抗酸药中CaCO3的质量分数=≈80.6% 答：该抗酸药中CaCO3的质量分数是80.6%。 学科网（北京）股份有限公司 $$