内容正文:
第六单元 碳和碳的氧化物(B卷·拔高卷)
(考试时间:40分钟 试卷满分:40分)
附相对原子质量:H-1;C-12;N-14;O-16;Mg-24;Ca-40。
一、本大题包括12小题,每小题1分,共12分。每小题的4个备选答案中只有一个答案符合题意。
1.下列过程发生化学变化的是
A.倾倒二氧化碳
B.在一定条件下,石墨转化为金刚石
C.石墨导电实验
D.将干燥的石蕊小花放入二氧化碳中
A.A B.B C.C D.D
2.我国古代书法家、画家用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不褪色是因为墨汁中碳
A.具有可燃性 B.常温下性质稳定 C.具有氧化性 D.具有还原性
3.化学与生活、环境、生产紧密相关。下列说法正确的是
A.发现CO中毒者,迅速将其转移到室外通风处
B.影视舞台上的人工造雾是利用“干冰”化学性质
C.为了减少空气污染,可加高烟囱后再将工厂废气排放到大气中
D.尖端技术采用液氮获得低温,利用了氮气的化学性质
4.下列为实验室制备、收集、检验CO2的一系列操作和装置,其中不正确的是
A.加入大理石 B.产生二氧化碳
C.收集二氧化碳 D.检验二氧化碳
5.2024年4月17日,全球首颗用牡丹制成的钻石亮相洛阳中国国花园。这颗“牡丹钻石”是通过把牡丹花中的碳元素提取出来制作而成。下列说法错误的是
A.提取过程中碳元素的质量不变 B.制成的钻石中碳原子之间有间隔
C.制成的钻石中碳原子不运动 D.常温下钻石的化学性质很稳定
6.杭州亚运会使用的零碳甲醇是利用焦炉气中的氢气,与从工业尾气中捕集的二氧化碳合成的。如图为合成甲醇的微观反应示意图,下列说法错误的是
A.该反应有助于实现“碳中和”
B.该反应中有3种化合物
C.反应前后原子的种类、数目均不发生变化
D.参加反应的甲和乙的质量比为
7.下列事实及对这些事实的解释,不相符合的是
选项
事实
对事实的解释
A
打开食醋瓶盖,能闻到醋味
分子不断运动
B
木炭燃烧生成二氧化碳和一氧化碳
反应物的质量不同生成物可能不同
C
金刚石和石墨物理性质不同
两种物质组成元素不同
D
CO2气体降温加压后制成干冰
降温加压后分子间间隔改变
A.A B.B C.C D.D
8.用如图实验研究CO2的性质,下列说法错误的是
A.实验室可用大理石和稀硫酸反应制取CO2
B.实验过程中若观察到纸花2不变色,纸花1、3变红,说明CO2能与水反应
C.实验过程中若观察到纸花3比纸花1先变红,说明CO2密度比空气大
D.若燃着的木条熄灭,可得出CO2不燃烧、不支持燃烧
9.物质的检验、鉴别、除杂是化学研究的重要方法。下列实验方案能达到目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
检验集气瓶中CO2是否收集满
将带火星的木条伸入集气瓶中
B
鉴别氧化铜和二氧化锰
观察颜色
C
除去CO2中的少量CO
点燃气体
D
鉴别过氧化氢溶液和水
取样,分别加入二氧化锰,观察是否产生气泡
A.A B.B C.C D.D
10.逻辑推理是学习化学的重要手段之一,下列逻辑推理正确的是
A.化学变化中会有发光、发热等现象,所以有发光、发热现象产生的变化一定是化学变化
B.催化剂能改变化学反应的速率,所以要改变化学反应的速率必须加入催化剂
C.二氧化碳能使燃着木条熄灭,所以能使燃着木条熄灭的气体一定是二氧化碳
D.化学变化中一定有新物质产生,所以有新物质产生的变化一定是化学变化
11.取三朵用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花,进行如图所示的实验.有关此实验的说法不正确的是
A.只有实验Ⅲ中的紫色石蕊纸花会变红
B.通过实验Ⅱ、Ⅲ说明二氧化碳不能使干燥的石蕊纸花变色
C.通过上述实验证明二氧化碳能与水反应生成酸性物质
D.将实验Ⅲ中纸花烘干,发生反应的化学方程式是
12.下列图象(横坐标均为反应时间)能正确反映对应变化关系的是
A.木炭和氧化铁粉末混合高温加热
B.水通电分解
C.完全分解等质量等浓度的过氧化氢溶液
D.镁在氧气中燃烧
二、本大题包括5小题,共28分
13.(5分)科普短文题:
阅读下面科技短文,回答问题。
石墨和金刚石一样,是碳元素的一种存在形式。金刚石是自然界中最坚硬的物质,石墨则是最软的矿物之一,常做成石墨棒和铅笔芯。石墨烯就是从石墨材料中剥离出来的,它只由一层碳原子在平面上构成。可以说,石墨烯的特点之一就是薄,堪称目前世界上最薄的材料,厚的石墨大约包含300万层石墨烯。同时,它又能导电,电子在石墨烯中的运动速度达1000千米/秒,是光速的。目前世界上最薄、最轻的全新材料石墨烯,其硬度比最硬的钢铁还要强100倍。
(1)石墨烯作为一种新材料,它 (选填“是”或“不是”)优良的导体。
(2)金刚石的物理性质 (一条即可)。石墨用于制作电池是利用其 性。
(3)金刚石、石墨和石墨烯都是由碳元素组成的碳单质,下列关于三种碳单质的叙述不正确的是__________(填字母)。
A.金刚石、石墨和石墨烯都是黑色固体
B.金刚石做钻石是因为它具有特殊的光学性质
C.将石墨剥离制成石墨烯发生了物理变化
D.石墨很软,但剥离出来的石墨烯很硬
(4)金刚石和石墨的物理性质差异大的原因是 。
14.(6分)请根据下列各图中的有关信息,回答下列问题:
(1)仪器b的名称 ;
(2)实验室用装置A制取氧气时发生反应的化学方程式 ,若要收集较纯净的氧气,应选用收集装置是 (填字母)。
(3)若用气密性良好的C装置制取气体,关闭开关,C中多孔隔板处依次观察到的现象是 (用字母efg对下图进行排序),g图中试管内气压 (填“>”或“<”或“=”)外界气压。
15.(6分)为应对气候变化,我国力争到2060年前,实现“碳中和”。减少CO2排放的有效措施包括二氧化碳的捕集、封存与利用和开发可再生能源等。请回答下列问题:
(1)吸附法是利用固态吸附剂对气体进行有选择性的可逆吸附来分离回收CO2,该吸附剂可能具有 的结构。将捕集到的CO2转化成流体态(气态、超临界态和液态共存)输送到封存地点,此过程中二氧化碳分子 (填“有”或“没有”)改变。
(2)利用庞大的水体使海洋成为封存CO2的容器,但会引起海水酸化等。解释海洋封存二氧化碳时引起海水酸化的原因: 。
(3)我国自主研发的“液态太阳能燃料合成技术”可将CO2转化为CH3OH(甲醇)等物质,生产流程如下图所示:
①该流程中可循环利用的物质是 。
② “催化合成”阶段,CO2在一定条件下转化为CH3OH的反应原理为 (用化学方程式表示)。
16.(6+3分)化学兴趣小组同学用下图一所示装置做木炭还原氧化铜的实验,发现有时大试管中固体减少的质量与澄清石灰水中增加的质量有时并不相等,对于该现象产生的原因,小组设计实验进行如下探究。
【提出猜想】
(1)猜想一:小明猜想可能是温度太高,二氧化碳逸散的速率太快,还没来得及被吸收。因此他进行如图二所示实验,试剂①是澄清石灰水,试剂②是 ,根据实验时②处并无明显现象,小明得出自己的猜想并不成立。
猜想二:小邓猜测可能反应中有其他气体生成,根据质量守恒定律,他猜想可能反应中会有CO产生。为了证明自己的猜想,他设计了如下实验:
【仪器、药品和材料】
W形管、酒精灯、金属网罩、木炭粉(AR)、氧化铜(AR)、澄清石灰水。
【实验装置】
【实验原理】
(2)木炭与氧化铜反应的化学方程式为: ,由此可知,若木炭与氧化铜恰好完全反应,参加反应的木炭的质量与氧化铜的质量比。
【实验方案】
(3)小邓按以上装置进行实验。其中,实验b的作用是: 。
【分析现象、得出结论】
(4)小邓根据实验b、实验c中 的现象,得出反应的气体产物中也确实存在CO。
【反思与评价】
CO的生成量与什么因素有关呢?兴趣小组进行了如下实验进一步探究反应原理(右侧图像纵坐标为气体浓度/ppm,横坐标为时间/s)
【分析】
(5)根据图四所示图像,请解释为何二氧化碳含量达到峰值时候会降低,并且同时间段内CO的含量仍在上升 。
【收获】
【若正确回答下列问题加3分,总分不超过40分】
(6)经历了本次实验探究,我们知道原来化学反应的产物可以通过改变反应物的质量比来进行调控,使化学反应为人类的美好生活而服务,比如在木炭还原氧化铜的反应中,若要降低生成物中CO的含量,我们可以
(填“提高”或“降低”)木炭和氧化铜的质量比。
【反思】
(7)小邓经过一系列实验发现图一、二所示实验存在明显的缺陷,你认为应该如何对实验装置进行改进 。
17.(5分)某补钙药剂主要成分为碳酸钙,现将100g稀盐酸分成5等份,逐次加到用50g该药剂制成的粉末中(其他成分不与盐酸反应),得到部分数据与图像。请根据有关信息回答下列问题:
实验次数
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
加入盐酸的质量/g
20
20
20
20
20
剩余固体的质量/g
45
40
35
30
a
(1)表格中a的数值为 ,该品牌补钙药剂中的质量分数是 。
(2)求该反应中m的值(写出计算过程,计算结果保留一位小数)。
试卷第8页,共8页
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第六单元 碳和碳的氧化物(B卷·拔高卷)
(考试时间:40分钟 试卷满分:40分)
附相对原子质量:H-1;C-12;N-14;O-16;Mg-24;Ca-40。
一、本大题包括12小题,每小题1分,共12分。每小题的4个备选答案中只有一个答案符合题意。
1.下列过程发生化学变化的是
A.倾倒二氧化碳
B.在一定条件下,石墨转化为金刚石
C.石墨导电实验
D.将干燥的石蕊小花放入二氧化碳中
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A、倾倒二氧化碳过程中没有新物质生成,属于物理变化;
B、石墨在一定条件下转化为金刚石过程中有新物质生成,属于化学变化;
C、石墨导电过程中没有新物质生成,属于物理变化;
D、干燥的石蕊小花放在二氧化碳中,没有新物质生成,属于物理变化。
故选B。
2.我国古代书法家、画家用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不褪色是因为墨汁中碳
A.具有可燃性 B.常温下性质稳定 C.具有氧化性 D.具有还原性
【答案】B
【详解】 常温下墨汁中碳的化学性质稳定,在通常情况下不容易与其它物质发生化学反应,所以用墨绘制的字画能够保存多年而不褪色。
故选B。
3.化学与生活、环境、生产紧密相关。下列说法正确的是
A.发现CO中毒者,迅速将其转移到室外通风处
B.影视舞台上的人工造雾是利用“干冰”化学性质
C.为了减少空气污染,可加高烟囱后再将工厂废气排放到大气中
D.尖端技术采用液氮获得低温,利用了氮气的化学性质
【答案】A
【详解】A、一氧化碳有毒,极易与血液中的血红蛋白结合,从而使血红蛋白不能再与氧气结合,造成生物体缺氧,故发现CO中毒者,迅速将其转移到室外通风处,使其呼吸新鲜的空气,符合题意;
B、干冰升华吸热,能使周围温度降低,故可用于人工造雾,不需要通过化学变化就能表现出来,利用的是其物理性质,不符合题意;
C、加高烟囱后再将工厂废气排放到大气中,还是会污染空气,应处理达标后排放,不符合题意;
D、尖端技术采用液氮获得低温,是因为液氮汽化吸热,不需要通过化学变化就能表现出来,利用的是其物理性质,不符合题意。
故选A。
4.下列为实验室制备、收集、检验CO2的一系列操作和装置,其中不正确的是
A.加入大理石 B.产生二氧化碳
C.收集二氧化碳 D.检验二氧化碳
【答案】C
【详解】A、往试管中加入大理石的步骤为:将大理石放在试管口,再慢慢竖直试管,让大理石缓缓滑到试管的底部,故A正确;
B、实验室常用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳,反应物为固体与液体的组合,且不需要加热,则可以用图示装置制取二氧化碳,故B正确;
C、二氧化碳的密度比空气大,则用图示装置收集二氧化碳时,气体从长端进入,空气从短口排出,故C错误;
D、二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,则可以用澄清的石灰水来检验二氧化碳,故D正确。
故选C。
5.2024年4月17日,全球首颗用牡丹制成的钻石亮相洛阳中国国花园。这颗“牡丹钻石”是通过把牡丹花中的碳元素提取出来制作而成。下列说法错误的是
A.提取过程中碳元素的质量不变 B.制成的钻石中碳原子之间有间隔
C.制成的钻石中碳原子不运动 D.常温下钻石的化学性质很稳定
【答案】C
【详解】A、根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类和质量不变,所以提取过程中碳元素的质量不变,A正确;
B、微粒之间有间隔,所以制成的钻石中碳原子之间有间隔,B正确;
C、世界上所有物质都在不断运动,所以制成的钻石中碳原子在不断运动,C错误;
D、常温下碳单质的化学性质很稳定,钻石是碳单质,所以常温下钻石的化学性质很稳定,D正确。
故选:C。
6.杭州亚运会使用的零碳甲醇是利用焦炉气中的氢气,与从工业尾气中捕集的二氧化碳合成的。如图为合成甲醇的微观反应示意图,下列说法错误的是
A.该反应有助于实现“碳中和”
B.该反应中有3种化合物
C.反应前后原子的种类、数目均不发生变化
D.参加反应的甲和乙的质量比为
【答案】D
【分析】根据微观示意图,该反应是CO2(甲)、H2(乙)在催化剂作用下反应生成CH3OH(丙)、H2O(丁),化学方程式为:。
【详解】A、“碳中和”是指产生的二氧化碳与消耗的二氧化碳动态平衡,该反应消耗了二氧化碳,有助于实现“碳中和”,A选项正确;
B、化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物,根据化学方程式,该反应中的化合物有CO2、CH3OH、H2O,共3种,B选项正确;
C、根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,C选项正确;
D、根据化学方程式,参加反应的甲和乙的质量比为,D选项错误。
故选:D。
7.下列事实及对这些事实的解释,不相符合的是
选项
事实
对事实的解释
A
打开食醋瓶盖,能闻到醋味
分子不断运动
B
木炭燃烧生成二氧化碳和一氧化碳
反应物的质量不同生成物可能不同
C
金刚石和石墨物理性质不同
两种物质组成元素不同
D
CO2气体降温加压后制成干冰
降温加压后分子间间隔改变
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A、由于分子不断运动,所以打开食醋瓶盖,能闻到醋味,故选项不符合题意;
B、木炭燃烧,氧气充足时,能充分燃烧生成二氧化碳,氧气不充足时,不充分燃烧生成一氧化碳,说明反应物的质量不同生成物可能不同,故选项不符合题意;
C、金刚石和石墨物理性质不同,是由于金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同,故选项符合题意;
D、CO2气体降温加压后制成干冰,降温加压后分子间间隔变小,故选项不符合题意;
故选:C。
8.用如图实验研究CO2的性质,下列说法错误的是
A.实验室可用大理石和稀硫酸反应制取CO2
B.实验过程中若观察到纸花2不变色,纸花1、3变红,说明CO2能与水反应
C.实验过程中若观察到纸花3比纸花1先变红,说明CO2密度比空气大
D.若燃着的木条熄灭,可得出CO2不燃烧、不支持燃烧
【答案】A
【详解】A、大理石和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在大理石表面,阻止大理石与稀硫酸接触,导致反应中止,所以实验室不可用大理石和稀硫酸反应制取CO2,A错误;
B、紫色石蕊遇酸变红遇碱变蓝,遇中性物质不变色。CO2不能使紫色石蕊变红,但CO2与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊变红。实验过程中若观察到纸花2不变色,纸花1、3变红,说明CO2能与水反应,B正确;
C、CO2密度大于空气,图示装置中CO2接触紫色石蕊纸花的顺序为:2→3→1,实验过程中若观察到纸花3比纸花1先变红,说明CO2密度比空气大,C正确;
D、若燃着的木条熄灭,可知CO2不燃烧、不支持燃烧,D正确。
故选:A。
9.物质的检验、鉴别、除杂是化学研究的重要方法。下列实验方案能达到目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
检验集气瓶中CO2是否收集满
将带火星的木条伸入集气瓶中
B
鉴别氧化铜和二氧化锰
观察颜色
C
除去CO2中的少量CO
点燃气体
D
鉴别过氧化氢溶液和水
取样,分别加入二氧化锰,观察是否产生气泡
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A、二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,二氧化碳验满:将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭,说明已经集满,不符合题意;
B、氧化铜和二氧化锰均是黑色的,观察颜色,无法区分,不符合题意;
C、二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,二氧化碳中混有少量一氧化碳,无法被点燃,不符合题意;
D、取样,分别加入二氧化锰,水中加入二氧化锰,无明显现象,过氧化氢溶液中加入二氧化锰,过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,产生气泡,现象不同,可以鉴别,符合题意。
故选D。
10.逻辑推理是学习化学的重要手段之一,下列逻辑推理正确的是
A.化学变化中会有发光、发热等现象,所以有发光、发热现象产生的变化一定是化学变化
B.催化剂能改变化学反应的速率,所以要改变化学反应的速率必须加入催化剂
C.二氧化碳能使燃着木条熄灭,所以能使燃着木条熄灭的气体一定是二氧化碳
D.化学变化中一定有新物质产生,所以有新物质产生的变化一定是化学变化
【答案】D
【详解】A、化学变化中常常会有发光、发热等现象,但有发光、发热现象产生的变化不一定是化学变化,如灯泡发光放热是由于通电的原因,无新物质生成不是化学变化,选项错误;
B、催化剂能改变化学反应的速率,但要改变化学反应的速率不是必须加入催化剂,如反应物的浓度或者温度都会影响反应速率,选项错误;
C、不燃烧也不支持燃烧的气体都可以使燃着的木条熄灭如氮气等,选项错误;
D、有新物质生成的变化叫化学变化,选项正确;
故选:D。
11.取三朵用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花,进行如图所示的实验.有关此实验的说法不正确的是
A.只有实验Ⅲ中的紫色石蕊纸花会变红
B.通过实验Ⅱ、Ⅲ说明二氧化碳不能使干燥的石蕊纸花变色
C.通过上述实验证明二氧化碳能与水反应生成酸性物质
D.将实验Ⅲ中纸花烘干,发生反应的化学方程式是
【答案】D
【详解】A、实验Ⅲ中二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色石蕊纸花变红,实验Ⅰ、Ⅱ中水、二氧化碳不显酸性,不能使石蕊变红色,说法正确,不符合题意;
B、通过实验Ⅱ中二氧化碳与干燥的石蕊纸花接触不变色、实验Ⅲ中纸花变色,说明二氧化碳与水接触后能使干燥的石蕊纸花变色,说法正确,不符合题意;
C、石蕊遇酸性物质变红色,实验Ⅰ中说明水不能使紫色石蕊纸花变红,实验Ⅱ中说明二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊纸花变红,实验Ⅲ中紫色石蕊纸花变红,证明二氧化碳能与水反应生成酸性物质,说法正确,不符合题意;
D、将实验Ⅲ中纸花烘干,发生反应条件是加热,化学方程式是,说法错误,符合题意。
故选D。
12.下列图象(横坐标均为反应时间)能正确反映对应变化关系的是
A.木炭和氧化铁粉末混合高温加热
B.水通电分解
C.完全分解等质量等浓度的过氧化氢溶液
D.镁在氧气中燃烧
【答案】A
【详解】A、木炭和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,根据反应前后物质的总质量不变,则反应过程中固体质量减小,但不会减为零,该选项正确;
B、电解水时,生成的氧气和氢气的体积比为1:2,质量比为8:1,该选项不正确;
C、二氧化锰为过氧化氢制取氧气的催化剂,能加快反应速率,但不能改变生成氧气的质量,则加入二氧化锰的反应较快,该选项不正确;
D、镁燃烧生成氧化镁,由于:,消耗的镁的质量比氧气多,该选项不正确。
故选A。
二、本大题包括5小题,共28分
13.(5分)科普短文题:
阅读下面科技短文,回答问题。
石墨和金刚石一样,是碳元素的一种存在形式。金刚石是自然界中最坚硬的物质,石墨则是最软的矿物之一,常做成石墨棒和铅笔芯。石墨烯就是从石墨材料中剥离出来的,它只由一层碳原子在平面上构成。可以说,石墨烯的特点之一就是薄,堪称目前世界上最薄的材料,厚的石墨大约包含300万层石墨烯。同时,它又能导电,电子在石墨烯中的运动速度达1000千米/秒,是光速的。目前世界上最薄、最轻的全新材料石墨烯,其硬度比最硬的钢铁还要强100倍。
(1)石墨烯作为一种新材料,它 (选填“是”或“不是”)优良的导体。
(2)金刚石的物理性质 (一条即可)。石墨用于制作电池是利用其 性。
(3)金刚石、石墨和石墨烯都是由碳元素组成的碳单质,下列关于三种碳单质的叙述不正确的是__________(填字母)。
A.金刚石、石墨和石墨烯都是黑色固体
B.金刚石做钻石是因为它具有特殊的光学性质
C.将石墨剥离制成石墨烯发生了物理变化
D.石墨很软,但剥离出来的石墨烯很硬
(4)金刚石和石墨的物理性质差异大的原因是 。
【答案】(1)是
(2) 高硬度(答案合理即可) 导电
(3)AC
(4)碳原子的排列方式不同
【详解】(1)石墨烯作为一种新材料,它是优良的导体,故填:是。
(2)金刚石的物理性质包括其高硬度、高熔点、高密度、良好的导热性和光学性质。
石墨可用于制作电池,因为石墨具有较好的导电性。
(3)A、纯净的金刚石是无色透明的,说法错误;
B、金刚石是无色透明的晶体,做钻石是具有特殊的光学性质,说法正确;
C、石墨和石墨烯是由同种元素组成的不同单质,所以将石墨剥离制成石墨烯,有新物质生成,发生了化学变化,说法错误;
D、根据材料可知,石墨很软,但剥离出来的石墨烯很硬,说法正确。
故选AC。
(4)金刚石和石墨虽然都是由碳元素组成的,但它们的物理性质差异主要是由于碳原子的排列方式不同所导致的。
14.(6分)请根据下列各图中的有关信息,回答下列问题:
(1)仪器b的名称 ;
(2)实验室用装置A制取氧气时发生反应的化学方程式 ,若要收集较纯净的氧气,应选用收集装置是 (填字母)。
(3)若用气密性良好的C装置制取气体,关闭开关,C中多孔隔板处依次观察到的现象是 (用字母efg对下图进行排序),g图中试管内气压 (填“>”或“<”或“=”)外界气压。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ D
(3) gfe >
【详解】(1)仪器b的名称长颈漏斗;
(2)A装置是固体加热型的发生装置,由于试管有棉花,制氧气所用药品是高锰酸钾,高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,氧气密度略大于空气,不易溶于水,可用向上排空气法收集或排水法收集,排水法收集的气体纯度较高,若要收集较纯净的氧气,应选用收集装置是D;
(3)用 C 装置制取 CO2气体,该装置的优点是装置中关闭活塞,装置中压强变大液体进入长颈漏斗,液体和固体药品分离,反应停止;打开活塞气体排出,液体流下,固液接触反应进行,可以控制反应的发生与停止;关闭开关后,C 中多孔隔板处试管中液面下降、长颈漏斗中液面上升,故依次观察到的现象是gfe;g图中气体不能排出,试管内气压>外界气压。
15.(6分)为应对气候变化,我国力争到2060年前,实现“碳中和”。减少CO2排放的有效措施包括二氧化碳的捕集、封存与利用和开发可再生能源等。请回答下列问题:
(1)吸附法是利用固态吸附剂对气体进行有选择性的可逆吸附来分离回收CO2,该吸附剂可能具有 的结构。将捕集到的CO2转化成流体态(气态、超临界态和液态共存)输送到封存地点,此过程中二氧化碳分子 (填“有”或“没有”)改变。
(2)利用庞大的水体使海洋成为封存CO2的容器,但会引起海水酸化等。解释海洋封存二氧化碳时引起海水酸化的原因: 。
(3)我国自主研发的“液态太阳能燃料合成技术”可将CO2转化为CH3OH(甲醇)等物质,生产流程如下图所示:
①该流程中可循环利用的物质是 。
② “催化合成”阶段,CO2在一定条件下转化为CH3OH的反应原理为 (用化学方程式表示)。
【答案】(1) 疏松多孔 没有
(2) 二氧化碳能与海洋中的水发生反应生成碳酸,引起海水酸化
(3) H2O CO2+3H2CH3OH+H2O
【详解】(1)①吸附剂具有疏松多孔的结构,具有吸附性;②将二氧化碳转化为流体态的过程中只是二氧化碳的状态发生改变,没有新物质生成,属于物理变化,此过程中二氧化碳分子没有改变,只是分子间隔改变;
(2)二氧化碳能与海洋中的水发生反应生成碳酸,引起海水酸化;
(3)①该流程中,既有水参与反应,又有水生成,则可循环利用的物质是水;②二氧化碳与氢气在一定条件下转化为CH3OH和水,该反应的化学方程式为。
16.(6+3分)化学兴趣小组同学用下图一所示装置做木炭还原氧化铜的实验,发现有时大试管中固体减少的质量与澄清石灰水中增加的质量有时并不相等,对于该现象产生的原因,小组设计实验进行如下探究。
【提出猜想】
(1)猜想一:小明猜想可能是温度太高,二氧化碳逸散的速率太快,还没来得及被吸收。因此他进行如图二所示实验,试剂①是澄清石灰水,试剂②是 ,根据实验时②处并无明显现象,小明得出自己的猜想并不成立。
猜想二:小邓猜测可能反应中有其他气体生成,根据质量守恒定律,他猜想可能反应中会有CO产生。为了证明自己的猜想,他设计了如下实验:
【仪器、药品和材料】
W形管、酒精灯、金属网罩、木炭粉(AR)、氧化铜(AR)、澄清石灰水。
【实验装置】
【实验原理】
(2)木炭与氧化铜反应的化学方程式为: ,由此可知,若木炭与氧化铜恰好完全反应,参加反应的木炭的质量与氧化铜的质量比。
【实验方案】
(3)小邓按以上装置进行实验。其中,实验b的作用是: 。
【分析现象、得出结论】
(4)小邓根据实验b、实验c中 的现象,得出反应的气体产物中也确实存在CO。
【反思与评价】
CO的生成量与什么因素有关呢?兴趣小组进行了如下实验进一步探究反应原理(右侧图像纵坐标为气体浓度/ppm,横坐标为时间/s)
【分析】
(5)根据图四所示图像,请解释为何二氧化碳含量达到峰值时候会降低,并且同时间段内CO的含量仍在上升 。
【收获】
【若正确回答下列问题加3分,总分不超过40分】
(6)经历了本次实验探究,我们知道原来化学反应的产物可以通过改变反应物的质量比来进行调控,使化学反应为人类的美好生活而服务,比如在木炭还原氧化铜的反应中,若要降低生成物中CO的含量,我们可以
(填“提高”或“降低”)木炭和氧化铜的质量比。
【反思】
(7)小邓经过一系列实验发现图一、二所示实验存在明显的缺陷,你认为应该如何对实验装置进行改进 。
【答案】(1)澄清石灰水
(2)
(3)作对比
(4)处无明显现象,处有红色固体产生
(5) 生成的二氧化碳与剩余的碳在高温下反应生成了一氧化碳
(6)降低
(7)加装尾气处理装置
【详解】(1)小明猜想可能是温度太高,二氧化碳逸散的速率太快,还没来得及被吸收。要验证其猜想是否正确,则需要检验是否有二氧化碳的逸散,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故试剂②是澄清石灰水,故填: 澄清石灰水;
(2)碳与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳,反应的化学方程式为,故填:;
(3)实验b的作用是与图c实验作对比,说明图c中B2处有红色物质生成式因为发生了反应,故填:作对比;
(4)碳与氧化铜反应生成铜和一氧化碳,一氧化碳与B2处的氧化铜反应生成铜和二氧化碳,则B1处无明显现象,B2处有红色固体产生,证明C和CuO反应有CO生成,故填:B1处无明显现象,B2处有红色固体产生;
(5)碳与氧化铜反应生成铜和一氧化碳,一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,生成的二氧化碳与剩余的碳在高温下反应生成了一氧化碳(),则可观察到二氧化碳含量达到峰值时候会降低,并且同时间段内CO的含量仍在上升;
(6)根据(5)可知,我们可以降低木炭和氧化铜的质量比,来降低生成物中CO的含量,故填:降低;
(7)一氧化碳有毒,故应在实验的右侧需要加装尾气处理装置,防止一氧化碳扩散到空气中,故填:加装尾气处理装置。
17.(5分)某补钙药剂主要成分为碳酸钙,现将100g稀盐酸分成5等份,逐次加到用50g该药剂制成的粉末中(其他成分不与盐酸反应),得到部分数据与图像。请根据有关信息回答下列问题:
实验次数
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
加入盐酸的质量/g
20
20
20
20
20
剩余固体的质量/g
45
40
35
30
a
(1)表格中a的数值为 ,该品牌补钙药剂中的质量分数是 。
(2)求该反应中m的值(写出计算过程,计算结果保留一位小数)。
【答案】(1) 30 40%
(2)解:设生成二氧化碳的质量为x。
答:m的值为8.8。
【详解】(1)某补钙药剂主要成分为碳酸钙,碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,其他成分不与盐酸反应,由图像可知,当加入盐酸的质量为80g时,生成二氧化碳气体的质量达到最大且不再变化,说明此时盐酸与碳酸钙恰好完全反应,则第5次加入20g盐酸时剩余固体的质量不再发生变化,故a=30;
由表格数据可知,加入80g盐酸共消耗碳酸钙的质量为50g-30g=20g,则该品牌补钙药剂中的质量分数是;
(3)计算过程见答案。
试卷第14页,共14页
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