内容正文:
专题9 二氧化碳
内容早知道
☛第一层 巩固提升练( 3大考点)
考点一 二氧化碳
考点二 二氧化碳的实验室制法
考点三 石灰石 钟乳石
☛第二层 能力提升练
☛第三层 拓展突破练
二氧化碳
⭐积累与运用
1.物理性质:常温常压下,二氧化碳是一种无色、无气味的气体,密度比空气 , 溶于水
固体二氧化碳称为 ,可用于 这是利用了其 物理 (物理或是化学)性质。 二氧化碳会导致地球气候出现的问题称为 。
二氧化碳性质研究
(1)实验现象 :
(2)实验结论 :
2.二氧化碳的化学性质
①二氧化碳能与水反应
向盛有紫色石蕊试液的试管中通入二氧化碳;然后将试管放在酒精灯火焰上微热。
现象:
反应原理: 、
②二氧化碳能与石灰水反应
向盛有澄清石灰水的试管中,通入二氧化碳;待澄清石灰水发生变化后,继续通入二氧化碳气体。
现象:
反应原理: 、
③二氧化碳能与碳反应
现象: 。
反应原理:
1.(2023辽宁省营口市中考)下列关于一氧化碳和二氧化碳的说法中正确的是
A. 一氧化碳和二氧化碳都由碳、氧元素组成,能相互转化
B. 一氧化碳和二氧化碳都具有可燃性,都可作为燃料
C. 一氧化碳和二氧化碳都能与水反应,都能使紫色石蕊溶液变红
D. 一氧化碳和二氧化碳都是温室气体,含量增多都能导致温室效应增强
2. (2023年山东省临沂市兰陵县中考二模)二氧化碳对人类社会既有贡献又有危害。下列关于二氧化碳的叙述中不正确的是
A. 二氧化碳有毒,不能供给呼吸
B. 固态二氧化碳用于人工降雨,只利用了其物理性质
C. 空气中的二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质
D. 二氧化碳和一氧化碳的组成元素相同,在一定条件下可以相互转化
3(2024·四川德阳·中考真题)大量排放的CO2造成了碳循环的失衡,导致大气温室效应加剧,修复大气中 CO2,含量的平衡必定要“降碳”。下列说法错误的是( )
A.大规模开采和利用化石燃料,会导致大气中CO2含量持续升高
B.将CO2压入地下实现碳封存,CO2分子间隔变小、运动停止
C.CO2被绿色植物光合作用吸收,CO2分子变成了其他分子
D.江河湖海的水体吸收CO2过程中既有物理变化,又有化学变化
4. (2024宝山一模)不能用来检测二氧化碳通入水中所得溶液呈酸性的是( )
A.pH试纸 B.无色酚酞试液
C.紫色石蕊试液 D.蓝色石蕊试纸
5.(2023年陕西省渭南市澄城县中考一模)某同学用如图所示装置验证二氧化碳的性质。已知:气体X属于稀有气体;装置气密性良好;锥形瓶中放入的是用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花。具体步骤有:①从a端通入二氧化碳;②从b端通入气体X;③从分液漏斗中滴加适量水;④从a端通入二氧化碳。下列有关该实验的说法合理的是
A. 步骤①可观察到纸花变红
B. 气体X的密度大于二氧化碳的密度
C. 步骤③的目的是验证水不能使紫色石蕊变色
D. 步骤④的现象说明二氧化碳显酸性
6.(2024虹口一模)(多选)如图所示(加持装置省略),某小组同学进行实验,制取并验证二氧化碳的性质,相关分析正确的是( )
A.甲中的药品是大理石、稀硫酸
B.应先点燃乙处酒精喷灯,再打开弹簧夹
C.利用丙可证明二氧化碳能与氢氧化钙反应
D.利用丁可证明二氧化碳能与碳反应
7.(2022春·上海·九年级专题练习)氧循环和碳循环是自然界中的重要循环(如图)。分析两种循环,其中不正确的是
A.碳循环和氧循环过程中均发生了化学反应
B.氧气只有通过燃烧才能参与碳循环
C.通过减少化石燃料的使用和大力植树造林以控制二氧化碳的排放量
D.碳循环和氧循环有利于维持自然界中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
8.(2024静安一模)按如图所示装置探究二氧化碳的性质并填空:
①A中的实验现象说明CO2具有的性质是 。
②B中的现象是 ,写出反应的化学方程式 。
③C装置中干石蕊纸花不变色,湿石蕊纸花由紫色变红色的原因是 。(用化学方程式表示)
9.(2024杨浦一模)科学思维是学习化学的重要方法。
实验一:如图1所示,为探究影响大理石与稀盐酸反应速率的因素,进行如下实验。
组别
大理石颗粒(1g)
盐酸的浓度(20mL)
收集50mL气体的时间(s)
甲
块状
5%
56
乙
块状
10%
31
丙
粉末状
10%
M
①大理石与稀盐酸反应的化学方程式 。
②为达成实验目的,装置中分液漏斗的作用是 。
③甲乙组对比得出的实验结论是 。
④验证大理石颗粒大小对速率的影响,可选择 组别作对比。
⑤上表中M的数据合理的是 (填“M<31”、“31<M<56”或“M>56”)。
实验二:用图2所示装置探究二氧化碳性质。
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 。
二氧化碳的实验室制取
⭐积累与运用
1.实验室里制取气体的装置包括 和 两部分。确定发生装置时要考虑的因素是 , 确定收集装置所制取气体的 , , 。
2.在实验室里,常用 与 反应制取二氧化碳,化学方程式是: 。 此反应属于“固液不加热型”,生成的 ,可溶于水且能与水反应,应该选用 法收集二氧化碳。
上图装置的名称是 。 该装置的优点: 。 该装置的适用的条件:
启普发生器实验室制取二氧化碳时盐酸不能加太多的原因是 。
反应进行过程中关闭活塞的现象是
再次打开活塞的现象是 。
双氧水二氧化锰制氧气能不能使用启普发生器,原因是 。
3.检验生成的气体是否为二氧化碳的方法是: ,则证明气体是二氧化碳。检验集气瓶中二氧化碳是否收满的方法是: ,证明二氧化碳已收集满。验满后,用玻璃片盖住集气瓶口,将集气瓶 放在桌上。
4.二氧化碳的工业制法:高温煅烧石灰石,反应的化学方程式为: 。
1.(2024崇明一模)关于 CO2实验室制取及检验的说法错误的是
2,(2024黄浦一模)用如图装置制取二氧化碳,有关说法正确的是( )
A.为加快反应,可将大理石粉碎成粉末状
B.选用启普发生器的目的是使反应平稳进行
C.用浓盐酸代替稀盐酸,可产生更多的二氧化碳
D.收集时,在集气瓶口放置毛玻璃片,是为了减少二氧化碳逸散到空气中
3.(2024浦东一模)(多选)实验室用如图1装置制取二氧化碳气体,在装置中连接压强传感器,从而测定实验中试管内气体压强变化的情况如图2。有关说法正确的是( )
A.ab段说明石灰石与稀盐酸完全分离
B.bc段说明长颈漏斗中液面逐渐上升
C.ef段说明反应已经停止了
D.图1装置可随时控制反应的发生或停止
4、(2024徐汇一模)用下列试剂和装置能制取二氧化碳并可控制反应发生或停止的是
A
B
C
D
A. A B. B C. C D. D
5.(2024·黑龙江龙江·中考真题)根据实验装置图,回答问题:
(1)写出图中仪器①的名称 。
(2)写出实验室用A装置制取氧气的反应化学方程式 。要得到比较纯净的氧气,通常选用 (填字母)装置收集。若用此装置收集氧气,当观察到 ,开始收集。
(3)实验室制取二氧化碳,所用药品是 ,选择B装置作为发,生装置的优点是 ,检验二氧化碳的反应原理是: (用化学方程式表示)。请从上图选择所需实验装置,制取一瓶纯净、干燥的二氧化碳气体,所选装置的连接顺序为: (用字母表示)。
6.(2024·广东·中考真题)回答下列问题:
(1)CO2的制取及性质
i.制取CO2
组装一套便于添加稀盐酸的发生装置,需用到图1中的仪器有 (填字母)。
ii.性质实验
操作
现象
性质
X为澄清石灰水时,现象为
CO2能与石灰水反应
X为 时,现象为
CO2能与水反应生成酸性物质
低处的蜡烛先熄灭,高处的蜡烛后熄灭
;CO2不燃烧,也不支持燃烧
(2)低碳行动方案
同学们展示如图2所示的方案,并交流讨论、完善方案。
i.完善方案中的内容(各补写一条):a. ;b. ;c. 。
ii.CO2物理利用 (填“能”或“不能”)从总量上减少CO2。
iii.植树造林,利用绿色植物的 作用吸收CO2。
石灰石 钟乳石
⭐积累与运用
1.大理石、石灰石、白垩等的主要成分都是 。 是自然界中最纯净的碳酸钙晶体。碳酸钙(CaCO3)是不溶于水的白色固体。
2. 碳酸钙的分解
工业上用石灰石高温煅烧石灰石来制取生石灰(主要成分是 ),同时得到副产品 ,生石灰是重要的建筑材料。原理:
实验二 生石灰跟水反应生成熟石灰。原理: 工业上用此反应制造建筑材料熟石灰。
3.自然界中的溶洞的形成
难溶性碳酸钙在二氧化碳和水的作用下,会慢慢变成可溶性碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]如图
反应的化学方程式为:
碳酸氢钙溶液受热分解,重新生成难溶性碳酸钙沉淀
反应的化学方程式为:
在自然界中不断发生上述变化,含有碳酸钙的石灰岩逐渐变成碳酸氢钙而溶解,形成溶洞。在溶洞中,碳酸氢钙不断分解,生成的碳酸钙逐渐沉积而形成千姿百态的钟乳石、石笋。
4.硬水与软水
含有 的水,称为硬水。不含或含少量钙、镁离子的水,称为 。在自然界存在的水中,未受污染的雨水、雪水属于 ;泉水、溪水、江河水、水库水、地下水等属于 。
1.(2024杨浦一模)有关碳酸钙的说法,正确的是( )
A.蓝色固体 B.易溶于水
C.属于氧化物 D.组成中含原子团
2.(2024松江一模)碳酸钙可作食品添加剂,用如图实验可制得碳酸钙。下列说法正确的是( )
(石灰石中的杂质高温不分解、不溶于水)
A.操作a是蒸发
B.该流程中水和二氧化碳可回收利用
C.石灰石与固体A的质量之差等于参加反应碳酸钙的质量
D.取固体A加水溶解,静置后滴入酚酞,溶液呈红色,证明石灰石中碳酸钙全部分解
3.煅烧石灰石制取生石灰时生石灰中往往含有石灰石,检验生石灰中是否含有石灰石,应选用的试剂是( )。
(A) 石蕊试液 (B) 水
(C) 稀盐酸 (D) 澄清的石灰水
4.CO、CO2和CaCO3的转化关系如图所示。下列说法错误的是
A.①可通过物质的还原性实现 B.②可通过物质的可燃性实现
C.③可通过与澄清石灰水反应实现 D.④可通过分解反应实现
5.下列各组变化中, 在一定条件下均能一步实现的是
A.① B.② C.①②都不可以 D.①②都可以
6.以焦炭和碳酸钙为原料生产碳化钙(CaC2),并制备重要工业原料乙炔(C2H2)气体,其工艺流程如下图。
(1)写出碳酸钙分解的化学方程式 。
(2)将氧化钙和焦炭反应的化学方程式补充完整 ,CaO+C→CaC2+CO;生成的CO不能排放到空气中,是因为 。
(3)猜想:固体A的成分可能是氢氧化钙或碳酸钙。设计实验证明猜想。
实验
现象
结论
固体A的成分不是碳酸钙
1.如图已知A、E、F是单质,其余为化合物,A、B、C、D、E、F六种物质分别由碳、氢、氧三种元素中的一种或几种组成。物质B与M组成元素相同,常温下为无色液体,其中B是相对分子质量最小的氧化物,C能使澄清石灰水变浑浊,它们相互之间存在如下关系(部分反应及条件已省略)。“→”表示物质间存在相应的转化关系。下列说法错误的是
A.B物质的化学式为H2O
B.M物质与B物质化学性质不同因为构成物质的分子种类不同
C.F物质能在A物质中点燃,所以A物质具有可燃性
D.自然界中C物质可以通过光合作用转化为A
2.某化学小组利用数字化传感器探究氢氧化钠与二氧化碳的反应。在烧瓶内收集满,如图Ⅰ所示,打开K,将注射器内的液体同时迅速注入烧瓶内,关闭K,一段时间后,同时振荡烧瓶,观察到甲中有白色沉淀生成,乙中无明显现象。通过压强传感器测得烧瓶内压强随时间的变化如图Ⅱ所示,曲线①和曲线②分别表示甲、乙两个烧瓶内的压强变化。下列说法错误的是
A.上述实验可以证明氢氧化钠与二氧化碳能发生反应
B.图Ⅱ中AB段曲线上升的原因是用注射器注入液体,压缩了烧瓶内的气体,使压强增大
C.图Ⅱ中点C、点E对应的实验操作是振荡烧瓶
D.通过图Ⅱ可知,吸收大量的,最好选用澄清石灰水
3.为实现“碳达峰”“碳中和”目标,科研人员利用太阳能发电进行电解水制氢,将制得的氢气与捕获的二氧化碳反应合成甲醇,甲醇与水重整制氢可以实现氢气的即产即用,再结合氢燃料电池发电,将实现氢能汽车的二氧化碳零排放,其工艺流程如下图,(已知:汽油中含碳量约为84%,1kg氢气对汽车提供的能量效果等同于燃烧11.5kg的汽油)下列说法正确的是
A.以上生产甲醇的过程不利于节约燃料资源
B.甲醇制氢反应前后的元素种类发生了改变
C.通过元素分析仪测得甲醇中,,则甲醇的化学式为CH2O
D.若汽油中的碳元素能充分燃烧生成二氧化碳,则使用100吨氢气代替汽油可以减排二氧化碳3542吨
4.某兴趣小组用如图所示装置探究二氧化碳的某些性质。下列说法正确的是
A.干燥的紫色石蕊小花变红
B.该实验可证明二氧化碳与水反应生成酸性物质
C.右侧上端木条先熄灭
D.该实验不能证明二氧化碳密度大于空气
5.某校学习小组的同学们准备测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数。
【提出问题】如何测定石灰石样品中碳酸钙的质量分数?
【实验设计】将样品与稀盐酸反应,测定反应后生成的体积,再根据体积换算为质量,最后根据的质量求出样品中碳酸钙的质量。如图1为大理石与稀盐酸反应的反应装置,图2用于测量的体积。
(1)图1检查装置气密性的操作是: 。
(2)图1中,长颈漏斗的下端必须伸入液面以下这样做的目的是 为便于获得平稳的气流,可用 代替长颈漏斗。
(3)图2装置中油层的作用是 。
(4) (填操作)可使反应前后油层上方气体压强和外界大气压相同,此时排出水的体积即为生成二氧化碳的体积。
【实验拓展】为进一步探究固体状态与产生气体的关系,同学们进行了实验:将采集到的样品用水冲洗后晾干,称取20.00g样品平均分成两份,分别与足量相同质量分数的稀盐酸反应进行下列测定(如图3),经数据处理得到释放出二氧化碳的质量与反应时间的关系图(如图4)。
(5)图3所示实验中数据记录纸上应该连续记录的实验数据是计时器读数和 。
(6)由图4中曲线可以看出,固体物质与液体物质反应,当其他条件相同时,其影响实验的原因是 。
(7)样品中碳酸钙的质量分数为 。
【反思与评价】
(8)有同学认为图3装置不能准确测定产生的气体的质量,原因是 。
6.(2021·上海普陀·统考一模)某兴趣小组同学取10g氧化铜和炭粉,通过下列实验对其中炭粉含量进行测定。实验前进行知识准备:
1 关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞。写出A中化学反应方程式 ;点燃酒精灯,将尖嘴管对着火焰,以提高温度。
2
装置B玻璃管中发生的反应为,体现出碳的 性。
3 测定炭粉含量可通过以下两种方法:
Ⅰ方法一:弹簧夹保持关闭状态,反应一段时间直至固体颜色不再变化后停止加热,装置D中澄清石灰水不变浑浊的原因是 。若CO2已被装置C完全吸收,写出反应的化学方程式 ,称量装置C,质量比反应前增重2.2g,计算参加反应的氢氧化钠的物质的量为 mol。请判定该方法能否测定混合物中炭粉含量,并阐述你的理由。
Ⅱ方法二:打开弹簧夹,加热装置B直至固体颜色不再变化后停止加热,继续通O2至装置冷却,目的是能将残留在装置中的剩余气体全部赶入装置C,还可以 。通过称量装置 (选填“A”“B”或“C”)反应前后的总质量计算出原混合物中炭粉含量。
1.利用手持技术实验探究二氧化碳的性质,实验步骤如下:
(1)检查装置气密性后,用100mL规格的三颈烧瓶,利用排水法集满CO2(CO2在水中有少量溶解,但溶解很慢,且气体损失量不大,可用排水法收集),用注射器抽取一定体积的蒸馏水,连接好装置:(2)打开电脑数字化探究系统开始采集按钮;(3)打开止水夹,迅速把注射器中的蒸馏水注入三颈烧瓶后关闭止水夹;(4)待数据稳定后(1min),缓慢振荡反应容器(30s),待数据稳定后(1min),再次缓慢振荡反应容器(30s),直至数据稳定后停止采集。以下为三次实验得到的实验图像,下列说法正确的是(多选)
A.注水量越多,放出热量越多
B.实验开始时压强迅速升高是因为注水造成气体体积被挤压
C.一段时间后气压迅速变小,说明振荡操作可大幅度增加气体的溶解速率
D.综合分析可得注水造成CO2体积被挤压引起气压增大的程度小于CO2溶于水致压强减小的程度
2.二氧化碳是我们身边非常重要的物质。
Ⅰ.分类视角(1)二氧化碳属于 (填字母)。
A.混合物 B.单质 C.化合物 D.氧化物
Ⅱ.组成与结构视角
(2)二氧化碳由 组成(填名称),下列能保持二氧化碳化学性质的微粒是 (填字母)。
A. B.C. D.
Ⅲ.性质与变化视角
(3)如图 1,写出 A 中发生反应的化学式表达式 ,B 处紫色石蕊溶液变成红色,使紫色石蕊试液变色的物质是 (用化学用语填空)。
(4)图 2 用数字化实验探究二氧化碳与石灰水的反应。ab 段压强减小的原因是 ,c点对应的操作是 。
Ⅳ.制备和用途视角
(5)小明同学用废弃软塑料管设计如图装置作为制取二氧化碳的发生装置,关于该装置的说法正确的是 。
A.能控制反应速度
B.能控制反应的发生和停止
C.变废为宝,废物再利用
(6)图 1 C 装置表现出来的性质,说明二氧化碳可用于 。
(7)工业上用二氧化碳来制备汽水,喝了汽水易引起打嗝,说明二氧化碳在水中的溶解度与 有关。
Ⅴ.环保视角
(8)二氧化碳虽然用途广泛,但排放过多会导致全球平均气温升高,这就是所谓的 。 因此各国大力提倡低碳生活,同时开发出多种二氧化碳再利用技术。高温下用 CH4 与 CO2 反应生成 H2 和 CO,如图是此变化的产率与温度的关系,试从节能的角度选择最适宜的温度为 ℃。
3.某化学兴趣小组在实验室里验证二氧化碳的某些性质,设计的实验装置如图所示。
(1)向图1装置中通入CO2后,观察到装置A中的现象是 。
(2)向图1装置中通入CO2后,观察到装置C中 (填“上层”或“下层”)的蜡烛先熄灭。
(3)小组同学在老师的指导下模仿二氧化碳与水反应,开展了“二氧化硫与水反应”的研究,二氧化硫的信息如资料卡片,实验如图2所示:
【提出问题】亚硫酸不稳定,图2中红色液体微热后为什么不变为紫色?其原因可能为:
【作出猜想】猜想1:加热不够充分
猜想2:与空气中的氮气有关
猜想3:与空气中的氧气有关
【实验验证】实验设计如表,请填写表格中的空格。
实验
操作
现象
结论
1
将图2中红色液体继续加热至沸腾
溶液仍为红色
猜想1 (填“成立”或“不成立”)
2
如图3所示,先通入适量SO2,然后用酒精灯微热
溶液先变红后变紫
猜想2不成立
3
如图3所示,先通入适量SO2,再改通入氮气,最后用酒精灯微热
4
如图3所示,先通入适量SO2,再改通入 ,最后用酒精灯微热
溶液仍为红色
猜想3成立
【分析与结论】
图3试管中的植物油的作用是 。
②红色液体微热后不变为紫色的原因是:亚硫酸(H2SO3)易与空气中的一种物质反应生成硫酸(H2SO4),请写出其化学方程式 。
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二氧化碳
⭐积累与运用
1.物理性质:常温常压下,二氧化碳是一种无色、无气味的气体,密度比空气大,可溶于水
固体二氧化碳称为干冰 ,可用于 人工降雨,这是利用了其 物理(物理或是化学)性质。 二氧化碳会导致地球气候出现的问题称为 温室效应 。
二氧化碳性质研究
(1)实验现象 :蜡烛自下而上依次熄灭
(2)实验结论 :二氧化碳密度大于空气,不可燃也不助燃
2.二氧化碳的化学性质
①二氧化碳能与水反应
向盛有紫色石蕊试液的试管中通入二氧化碳;然后将试管放在酒精灯火焰上微热。
现象:紫色石蕊试液先变红,加热后又变为紫色
反应原理:CO2 + H2O = H2CO3 、H2CO3 CO2↑+ H20
②二氧化碳能与石灰水反应
向盛有澄清石灰水的试管中,通入二氧化碳;待澄清石灰水发生变化后,继续通入二氧化碳气体。
现象:澄清石灰水先变浑浊,后变澄清
反应原理:CO2 + Ca(OH)2 == CaCO3↓+ H2O、CO2+CaCO3+H20 = Ca(HCO3)2
③二氧化碳能与碳反应
现象:黑色固体变成红色,生成使澄清石灰水变浑浊的气体。
反应原理:C+CO2高温2CO
1.(2023辽宁省营口市中考)下列关于一氧化碳和二氧化碳的说法中正确的是
A. 一氧化碳和二氧化碳都由碳、氧元素组成,能相互转化
B. 一氧化碳和二氧化碳都具有可燃性,都可作为燃料
C. 一氧化碳和二氧化碳都能与水反应,都能使紫色石蕊溶液变红
D. 一氧化碳和二氧化碳都是温室气体,含量增多都能导致温室效应增强
【答案】A
【详解】A、一氧化碳和二氧化碳都由碳、氧元素组成,在高温条件下,二氧化碳和碳反应生成一氧化碳,一氧化碳燃烧又生成了二氧化碳;所以,在一定条件下二氧化碳和一氧化碳可以互相转化,正确;
B、一氧化碳具有可燃性,可做燃料;二氧化碳不能燃烧,不能作燃料,错误;
C、二氧化碳能与水化合生成碳酸,碳酸是一种酸,能使紫色石蕊溶液变为红色;一氧化碳不能与水反应,错误;
D、二氧化碳含量上升会导致温室效应增强;一氧化碳会引起中毒,不是温室气体,错误;
故选A。
2. (2023年山东省临沂市兰陵县中考二模)二氧化碳对人类社会既有贡献又有危害。下列关于二氧化碳的叙述中不正确的是
A. 二氧化碳有毒,不能供给呼吸
B. 固态二氧化碳用于人工降雨,只利用了其物理性质
C. 空气中的二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质
D. 二氧化碳和一氧化碳的组成元素相同,在一定条件下可以相互转化
【答案】A
【详解】A、二氧化碳不能供给呼吸,二氧化碳没有毒,错误;
B、固态二氧化碳(干冰)用于人工降雨,主要是利用了干冰易升华吸热,只利用了其物理性质,正确;
C、光合作用的反应物有二氧化碳和水,则空气中的二氧化碳是植物进行光合作用的必要物质,正确;
D、二氧化碳和一氧化碳的组成元素相同,在一定条件下可以相互转化,一氧化碳燃烧生成二氧化碳,二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳,正确;
故选:A。
3.(2024·四川德阳·中考真题)大量排放的CO2造成了碳循环的失衡,导致大气温室效应加剧,修复大气中 CO2,含量的平衡必定要“降碳”。下列说法错误的是( )
A.大规模开采和利用化石燃料,会导致大气中CO2含量持续升高
B.将CO2压入地下实现碳封存,CO2分子间隔变小、运动停止
C.CO2被绿色植物光合作用吸收,CO2分子变成了其他分子
D.江河湖海的水体吸收CO2过程中既有物理变化,又有化学变化
【答案】B
【解析】A、化石燃料包括煤、石油、天然气,化石燃料燃烧产生CO2气体,导致空气中二氧化碳含量升高,A项正确;
B、将CO2压入地下封存时CO2分子间的间隔会变小,但不会停止运动,B项错误;
C、绿色植物光合作用是将CO2在一定条件下转化为 O2,CO2分子变成了其他分子,C项正确;
D、CO2溶于水属于物理变化,与水发生反应生成碳酸属于化学变化,D项正确;
故选:B。
4. (2024宝山一模)不能用来检测二氧化碳通入水中所得溶液呈酸性的是( )
A.pH试纸 B.无色酚酞试液
C.紫色石蕊试液 D.蓝色石蕊试纸
【答案】B
【解答】解:A、用pH试纸测出的pH值,pH小于7,能够检测二氧化碳通入水中所得溶液是酸性溶液,故选项不符合题意;
B、无色酚酞试液遇酸性溶液不变色,滴加酚酞溶液,不变色,不能检测二氧化碳通入水中所得溶液是酸性溶液,故选项符合题意;
C、紫色石蕊溶液遇酸性溶液变红色,滴加石蕊溶液变红色,能够检测二氧化碳通入水中所得溶液是酸性溶液,故选项不符合题意;
D、蓝色的石蕊试纸遇酸性溶液显红色,能够检测二氧化碳通入水中所得溶液是酸性溶液,故选项不符合题意;
故选:B。
5.(2023年陕西省渭南市澄城县中考一模)某同学用如图所示装置验证二氧化碳的性质。已知:气体X属于稀有气体;装置气密性良好;锥形瓶中放入的是用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花。具体步骤有:①从a端通入二氧化碳;②从b端通入气体X;③从分液漏斗中滴加适量水;④从a端通入二氧化碳。下列有关该实验的说法合理的是
A. 步骤①可观察到纸花变红
B. 气体X的密度大于二氧化碳的密度
C. 步骤③的目的是验证水不能使紫色石蕊变色
D. 步骤④的现象说明二氧化碳显酸性
【答案】C
【详解】A、步骤①从a端通入二氧化碳,二氧化碳不能使石蕊溶液染成紫色的干燥纸花变色,A选项错误;
B、气体X属于稀有气体,从b端进入,将二氧化碳从a端排出,短管进长管出,说明气体X的密度小于二氧化碳的密度,B选项错误;
C、步骤②将二氧化碳气体排出后,步骤③从分液漏斗中滴加适量水,是为验证水不能使紫色石蕊变色,C选项正确;
D、步骤④从a端通入二氧化碳,纸花变红,说明二氧化碳和水发生了化学反应,产物显酸性,D选项错误。
故选:C。
6.(2024虹口一模)(多选)如图所示(加持装置省略),某小组同学进行实验,制取并验证二氧化碳的性质,相关分析正确的是( )
A.甲中的药品是大理石、稀硫酸
B.应先点燃乙处酒精喷灯,再打开弹簧夹
C.利用丙可证明二氧化碳能与氢氧化钙反应
D.利用丁可证明二氧化碳能与碳反应
【答案】CD
【解答】解:A、由于稀硫酸和大理石的主要成分碳酸钙反应会生成微溶于水的硫酸钙,覆盖在大理石表面,阻止反应的进行,则不能用大理石和稀硫酸反应制取二氧化碳,实验室制取二氧化碳应该用稀盐酸和大理石,故甲中的药品是大理石、稀盐酸,故该选项分析错误;
B、为了排净装置内的空气,防止碳和氧气发生反应,则应先打开弹簧夹,再点燃乙处酒精喷灯,故该选项分析错误;
C、丙中为足量的石灰水,若石灰水变浑浊,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,即利用丙可证明二氧化碳能与氢氧化钙反应,故该选项分析正确;
D、碳和二氧化碳高温下反应生成一氧化碳,一氧化碳与石灰水不反应,一氧化碳具有可燃性,燃烧产生蓝色火焰,则利用丁可证明二氧化碳能与碳反应,故该选项分析正确。
故选:CD。
7.(2022春·上海·九年级专题练习)氧循环和碳循环是自然界中的重要循环(如图)。分析两种循环,其中不正确的是
A.碳循环和氧循环过程中均发生了化学反应
B.氧气只有通过燃烧才能参与碳循环
C.通过减少化石燃料的使用和大力植树造林以控制二氧化碳的排放量
D.碳循环和氧循环有利于维持自然界中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
【答案】B
【详解】A、生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物从空气中吸收二氧化碳,经光合作用转化为葡萄糖,并放出氧气,氧循环过程中有新物质氧气、二氧化碳等生成,均发生了化学反应,故说法正确;
B、氧气还可以通过生物的呼吸作用参与碳循环,错误,符合题意。
C、减少化石燃料的使用可以使空气中的二氧化碳排放量减少,植树造林可以通过植物的光合作用减少空气中的二氧化碳含量,从而控制二氧化碳的排放量,正确。
D、碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定,故说法正确;
故选B。
8.(2024静安一模)按如图所示装置探究二氧化碳的性质并填空:
①A中的实验现象说明CO2具有的性质是 。
②B中的现象是 ,写出反应的化学方程式 。
③C装置中干石蕊纸花不变色,湿石蕊纸花由紫色变红色的原因是 。(用化学方程式表示)
【答案】(1)密度比空气大,不燃烧也不支持燃烧;
(2)澄清石灰水变浑浊;CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
(3)CO2+H2O=H2CO3。
【解答】解:(1)蜡烛由下至上依次熄灭,说明密度比空气大、二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。
(2)二氧化碳通入澄清石灰水,会反应生成碳酸钙沉淀,所以看到的现象是澄清石灰水变浑浊;反应化学方程式为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
(3)二氧化碳本身不能使干燥的石蕊纸花变色,但二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使石蕊试纸变红色。化学方程式为:CO2+H2O=H2CO3。
故答案为:(1)密度比空气大,不燃烧也不支持燃烧;
(2)澄清石灰水变浑浊;CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
(3)CO2+H2O=H2CO3。
9.(2024杨浦一模)科学思维是学习化学的重要方法。
实验一:如图1所示,为探究影响大理石与稀盐酸反应速率的因素,进行如下实验。
组别
大理石颗粒(1g)
盐酸的浓度(20mL)
收集50mL气体的时间(s)
甲
块状
5%
56
乙
块状
10%
31
丙
粉末状
10%
M
①大理石与稀盐酸反应的化学方程式 。
②为达成实验目的,装置中分液漏斗的作用是 。
③甲乙组对比得出的实验结论是 。
④验证大理石颗粒大小对速率的影响,可选择 组别作对比。
⑤上表中M的数据合理的是 (填“M<31”、“31<M<56”或“M>56”)。
实验二:用图2所示装置探究二氧化碳性质。
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 。
【解答】解:实验一:
①大理石与稀盐酸反应生成氯化钙水和二氧化碳,故化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2=H2O+CO2↑;
②装置中分液漏斗的作用是可以控制稀盐酸滴加的速率,从而控制反应速率得到平稳的气流。故答案为:控制反应速率;
③甲组乙组中大理石的质量和颗粒大小相同,盐酸的体积相同,只有盐酸的浓度不同,因此收集50mL气体所用时间长短取决于盐酸的浓度。故答案为:盐酸的浓度影响反应速率;
④乙组和丙组中盐酸的体积相同,盐酸的浓度相同,大理石的质量相同,只有大理石的颗粒大小不同,据控制变量法,应该选择乙和丙对比。故答案为:乙丙;
⑤其他条件相同时,固体颗粒越小反应速率越快,粉末状大理石比块状大理石反应速率快,故答案为:M<31;
实验二:
①通入二氧化碳后,干燥的石蕊纸花2不变色,而湿润的石蕊纸花上的水与二氧化碳反应生成碳酸,碳酸使石蕊纸花1和3变红。因为二氧化碳密度比空气大,先进入下面的管中,湿润的石蕊纸花3先变红,
故答案为:干燥的石蕊纸花2不变色,湿润的石蕊纸花1和3变红;石蕊纸花3先变红,纸花1后变红;
②二氧化碳气体不燃烧也不支持燃烧,因此能使燃着的木条熄灭。故答案为:不燃烧也不支持燃烧。
二氧化碳的实验室制取
⭐积累与运用
1.实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。确定发生装置时要考虑的因素是反应物的状态和反应条件, 确定收集装置所制取气体的密度与空气比较的相对大小,是否易溶于水,是否与水发生反应。
2.在实验室里,常用稀盐酸与石灰石(或大理石)反应制取二氧化碳,化学方程式是:CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑。 此反应属于“固液不加热型”,生成的二氧化碳气体密度比空气大,可溶于水且能与水反应,应该选用向上排空气法法收集二氧化碳。
上图装置的名称是启普发生器。 该装置的优点:可以控制反应的发生和停止。 该装置的适用的条件:块状固体与液体,不加热制气体的反应
启普发生器实验室制取二氧化碳时盐酸不能加太多的原因是 关闭弹簧夹时,液体会从长颈漏斗上端溢出。
反应进行过程中关闭活塞的现象是液体被压回长颈漏斗,固液分离,停止反应,不再有 气泡产生。
再次打开活塞的现象是长颈漏斗液体流下,固液接触,反应开始,有气泡产生 。
双氧水二氧化锰制氧气能不能使用启普发生器,原因是 二氧化锰是粉末状的,(会漏到下
面容器中)无法实现因液体分离。
3.检验生成的气体是否为二氧化碳的方法是:将生成的气体通入澄清石灰水中,若变浑浊,则证明气体是二氧化碳。检验集气瓶中二氧化碳是否收满的方法是:将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,证明二氧化碳已收集满。验满后,用玻璃片盖住集气瓶口,将集气瓶正放在桌上。
4.二氧化碳的工业制法:高温煅烧石灰石,反应的化学方程式为:CaCO3 CaO+CO2↑。
1.(2024崇明一模)关于 CO2实验室制取及检验的说法错误的是
【答案】D
2,(2024黄浦一模)用如图装置制取二氧化碳,有关说法正确的是( )
A.为加快反应,可将大理石粉碎成粉末状
B.选用启普发生器的目的是使反应平稳进行
C.用浓盐酸代替稀盐酸,可产生更多的二氧化碳
D.收集时,在集气瓶口放置毛玻璃片,是为了减少二氧化碳逸散到空气中
【答案】A
【解答】解:A、将大理石粉碎成粉末状可以加快大理石与稀盐酸的接触面积,加快反应的进行,故该选项说法正确;
B、启普发生器的主要优点是可以使反应随时进行或停止,故该选项说法错误;
C、浓盐酸代替稀盐酸,并不能产生更多的二氧化碳,还与大理石的量有关,故该选项说法错误;
D、集气瓶口放置毛玻璃的目的是阻止瓶中的气体和空气对流交换,从而收集到比较纯的二氧化碳,故该选项说法错误。
故选:A。
3.(2024浦东一模)(多选)实验室用如图1装置制取二氧化碳气体,在装置中连接压强传感器,从而测定实验中试管内气体压强变化的情况如图2。有关说法正确的是( )
A.ab段说明石灰石与稀盐酸完全分离
B.bc段说明长颈漏斗中液面逐渐上升
C.ef段说明反应已经停止了
D.图1装置可随时控制反应的发生或停止
【答案】BD
【解答】解:A、ab段说明石灰石与稀盐酸完全接触,故A错误;
B、bc段试管中压强逐渐增大,试管内液面逐渐下降,说明长颈漏斗中液面逐渐上升,故B正确;
C、ef段气压回到原来的气压,说明反应了,故C错误;
D、图1装置可随时控制反应的发生或停止,故D正确。
故选:BD。
4、(2024徐汇一模)用下列试剂和装置能制取二氧化碳并可控制反应发生或停止的是
A
B
C
D
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A、该装置中大理石与稀盐酸接触后产生二氧化碳气体,不能使大理石与稀盐酸接分离,不能使反应停止,错误;
B、大理石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙与硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙、二氧化碳和水,生成的硫酸钙会附着在大理石的表面而阻止反应的进一步发生,不能持续产生二氧化碳,错误;
C、该装置中大理石与稀盐酸接触后产生二氧化碳气体,气体从左管中逸出,当关闭活塞时,不能使大理石与稀盐酸接分离,不能使反应停止,错误;
D、该装置中大理石与稀盐酸接触后产生二氧化碳气体,当关闭活塞时,容器内气压增大,液面下降,能使大理石与稀盐酸接分离,反应停止,打开活塞后,容器内的 气压下降,液面止升,大理石与稀盐酸接接触,反应进行,该装置能制取二氧化碳并可控制反应发生或停止,正确。
故选D。
5(2024·黑龙江龙江·中考真题)根据实验装置图,回答问题:
(1)写出图中仪器①的名称 。
(2)写出实验室用A装置制取氧气的反应化学方程式 。要得到比较纯净的氧气,通常选用 (填字母)装置收集。若用此装置收集氧气,当观察到 ,开始收集。
(3)实验室制取二氧化碳,所用药品是 ,选择B装置作为发,生装置的优点是 ,检验二氧化碳的反应原理是: (用化学方程式表示)。请从上图选择所需实验装置,制取一瓶纯净、干燥的二氧化碳气体,所选装置的连接顺序为: (用字母表示)。
【答案】(1)集气瓶
(2) C 气泡连续均匀冒出时
(3) 大理石(或石灰石)和稀盐酸 可以控制反应的发生和停止 B、G、F、E
【解析】(1)图中仪器①的名称为集气瓶;
(2)A装置试管口有棉花团,则该装置为高锰酸钾制氧气的发生装置,高锰酸钾为加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为,氧气的密度大于空气的密度,不易溶于水也不与水反应,故可采用向上排空气法和排水法进行收集,其中排水法收集的气体较为纯净,即装置C,用排水法收集氧气时,当观察到气泡连续均匀冒出时,开始收集,故填:;C;气泡连续均匀冒出时;
(3)实验室采用大理石(或石灰石)和稀盐酸为原料制取二氧化碳,故填:大理石(或石灰石)和稀盐酸;
B装置可将固体置于有孔隔板上,关闭弹簧夹,通过长颈漏斗添加液体,固液接触,生成气体,装置内压强增大,将液体压入长颈漏斗中,固液分离,反应停止,打开弹簧夹,气体导出,固液接触,反应开始,故优点是:可以控制反应的发生和停止,故填:可以控制反应的发生和停止;
二氧化碳可以使澄清水灰水变浑浊,通常用澄清石灰水检验二氧化碳,澄清石灰水的主要成分是氢氧化钙,氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水,反应的化学方程式为,故填:;
实验室采用大理石(主要成分是碳酸钙)和稀盐酸为原料制取二氧化碳,该反应为固-液不需要加热型,发生装置应选B,将生成的气体依次通过装置G和装置F,除去气体中混有的HCl气体和水,再用向上排空气法进行收集(二氧化碳的密度大于空气密度),则所选装置的连接顺序为B、G、F、E,故填:B、G、F、E。
6.(2024·广东·中考真题)回答下列问题:
(1)CO2的制取及性质
i.制取CO2
组装一套便于添加稀盐酸的发生装置,需用到图1中的仪器有 (填字母)。
ii.性质实验
操作
现象
性质
X为澄清石灰水时,现象为
CO2能与石灰水反应
X为 时,现象为
CO2能与水反应生成酸性物质
低处的蜡烛先熄灭,高处的蜡烛后熄灭
;CO2不燃烧,也不支持燃烧
(2)低碳行动方案
同学们展示如图2所示的方案,并交流讨论、完善方案。
i.完善方案中的内容(各补写一条):a. ;b. ;c. 。
ii.CO2物理利用 (填“能”或“不能”)从总量上减少CO2。
iii.植树造林,利用绿色植物的 作用吸收CO2。
【答案】(1)ade 澄清石灰水变浑浊 紫色石蕊溶液 溶液变红色 CO2密度比空气大
(2) 减少一次性餐具的使用 人工降雨 乙醇 不能 光合
【解析】(1)i.组装便于添加稀盐酸的发生装置,应该选择长颈漏斗e,制取二氧化碳的反应物为固液常温型,可以选择锥形瓶d,长颈漏斗需要橡胶塞,故选择双孔橡胶塞a,则需要的仪器有:ade;
ii.若X为澄清石灰水,澄清石灰水与二氧化碳反应会生成碳酸钙沉淀和水,故现象是:澄清石灰水变浑浊。二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸呈酸性,可以用紫色石蕊溶液检验,碳酸能使紫色石蕊溶液变红色,故填:紫色石蕊溶液;溶液变红色。将二氧化碳倒入烧杯中,观察到低处的蜡烛先熄灭,高处的蜡烛后熄灭,说明了二氧化碳密度比空气大;二氧化碳不燃烧、不支持燃烧;
(2)i.a中低碳生活,是指减少碳的排放,低能量、低消耗、低开支的生活方式有很多:如光盘行动、减纸减塑、衣物回收利用、减少一次性餐具的使用、低碳出行等。b中二氧化碳的物理利用,不产生新物质的用途,包括有:冷藏保鲜、人工降雨、灭火等。C中二氧化碳化学利用,产生新的物质的用途,包括有:转化成甲醇、乙醇;
ii.根据图中“CO2物理利用”,可以知道利用二氧化碳冷藏保鲜、人工降雨,不能从总量上减少CO2;
iii.植树造林,绿色植物可以进行光合作用,二氧化碳和水在叶绿体中,在光照的条件下,反应生成有机物,并释放氧气,故是利用植物的光合作用吸收二氧化碳。
石灰石 钟乳石
⭐积累与运用
1.大理石、石灰石、白垩等的主要成分都是碳酸钙。冰洲石是自然界中最纯净的碳酸钙晶体。碳酸钙(CaCO3)是不溶于水的白色固体。
2. 碳酸钙的分解
工业上用石灰石高温煅烧石灰石来制取生石灰(主要成分是氧化钙),同时得到副产品二氧化碳,生石灰是重要的建筑材料。原理:CaCO3 CaO+CO2↑
实验二 生石灰跟水反应生成熟石灰。原理: Ca0 +H20=Ca(OH)2 工业上用此反应制造建筑材料熟石灰。
3.自然界中的溶洞的形成
难溶性碳酸钙在二氧化碳和水的作用下,会慢慢变成可溶性碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]如图
反应的化学方程式为: CaCO3+CO2+H20=Ca(HCO3)2
碳酸氢钙溶液受热分解,重新生成难溶性碳酸钙沉淀
反应的化学方程式为: Ca(HCO3)2 CaCO3↓+CO2 +H2O
在自然界中不断发生上述变化,含有碳酸钙的石灰岩逐渐变成碳酸氢钙而溶解,形成溶洞。在溶洞中,碳酸氢钙不断分解,生成的碳酸钙逐渐沉积而形成千姿百态的钟乳石、石笋。
4.硬水与软水
含有钙、镁离子的水,称为硬水。不含或含少量钙、镁离子的水,称为软水。在自然界存在的水中,未受污染的雨水、雪水属于软水;泉水、溪水、江河水、水库水、地下水等属于硬水。
1.(2024杨浦一模)有关碳酸钙的说法,正确的是( )
A.蓝色固体 B.易溶于水
C.属于氧化物 D.组成中含原子团
【解答】解:碳酸钙是一种白色固体,难溶于水的盐,这种盐是由钙离子和碳酸根离子构成的。
故选:D。
2(2024松江一模)碳酸钙可作食品添加剂,用如图实验可制得碳酸钙。下列说法正确的是( )
(石灰石中的杂质高温不分解、不溶于水)
A.操作a是蒸发
B.该流程中水和二氧化碳可回收利用
C.石灰石与固体A的质量之差等于参加反应碳酸钙的质量
D.取固体A加水溶解,静置后滴入酚酞,溶液呈红色,证明石灰石中碳酸钙全部分解
【答案】B
【解答】解:A.把不溶于水的固体物质从液体中分离出来的方法为过滤,根据流程可知,操作a是过滤,故A错误;
B.根据流程可知,水和二氧化碳可回收利用,故B正确;
C.石灰石与固体A的质量之差等于生成二氧化碳的质量,故C错误;
D.石灰石高温分解生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙溶液显碱性;取固体A加水溶解,静置后滴入酚酞,溶液呈红色,说明溶液显碱性,但不能证明石灰石中碳酸钙是否全部分解,故D错误;
故选:B。
3.煅烧石灰石制取生石灰时生石灰中往往含有石灰石,检验生石灰中是否含有石灰石,应选用的试剂是( )。
(A) 石蕊试液 (B) 水
(C) 稀盐酸 (D) 澄清的石灰水
[解答] C
[分析] 混合物中成分的检验,第一要明确混合物由哪些成分组成,第二要明确检验 什么物质,第三要思考待测物的性质,第四要分析其他成分的性质是否对检验有干扰。本 题中要检验的是一定有生石灰的物质中是否混有碳酸钙。碳酸钙不能与石蕊试液作用,所 以石蕊试剂不能检验碳酸钙。碳酸钙难溶于水,可以观察到不溶解的现象,但生石灰是微 溶于水的物质,也有可能观察到不溶解的现象,对碳酸钙难溶于水的现象有影响。稀盐酸与生石灰和碳酸钙都能反应,但与生石灰反应无现象,与碳酸钙反应产生气泡,可以观察到明显的现象,因此可以用于检验生石灰中是否含有碳酸钙。碳酸钙与澄清石灰水不反应,所以不能检验其存在。
4.CO、CO2和CaCO3的转化关系如图所示。下列说法错误的是
A.①可通过物质的还原性实现 B.②可通过物质的可燃性实现
C.③可通过与澄清石灰水反应实现 D.④可通过分解反应实现
【答案】B
【详解】A、①是由一氧化碳转化为二氧化碳,碳的化合价升高了,碳元素被氧化,说明一氧化碳具有还原性,因此可通过物质的还原性实现,故选项说法正确。
B、②是二氧化碳转化为一氧化碳,可以通过碳和二氧化碳在高温的条件下生成一氧化碳,二氧化碳不能燃烧,因此不能通过物质的可燃性实现;故选项说法错误。
C、③是二氧化碳转化为碳酸钙,将二氧化碳通入澄清石灰水中,反应生成碳酸钙和水;故选项说法正确。
D、④是碳酸钙转化为二氧化碳,可通过高温煅烧碳酸钙分解生成二氧化碳和氧化钙来实现;故选项说法正确。
故选:B。
5.下列各组变化中, 在一定条件下均能一步实现的是
A.① B.② C.①②都不可以 D.①②都可以
【答案】D
【详解】碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀;
碳完全燃烧生成二氧化碳,不完全燃烧生成一氧化碳,一氧化碳燃烧生成二氧化碳;
两组变化中,在一定条件下均能一步实现。故选D。
6以焦炭和碳酸钙为原料生产碳化钙(CaC2),并制备重要工业原料乙炔(C2H2)气体,其工艺流程如下图。
(1)写出碳酸钙分解的化学方程式 。
(2)将氧化钙和焦炭反应的化学方程式补充完整 ,CaO+C→CaC2+CO;生成的CO不能排放到空气中,是因为 。
(3)猜想:固体A的成分可能是氢氧化钙或碳酸钙。设计实验证明猜想。
实验
现象
结论
固体A的成分不是碳酸钙
【答案】 CO有毒,会污染环境 取少量样品于试管中,向试管中滴加稀盐酸 无气泡产生(其他答案合理即可)
【分析】碳酸钙在高温条件下分解成氧化钙和二氧化碳,氧化钙和焦炭在2000℃条件下反应生成一氧化碳和碳化钙,碳化钙再和水反应生成固体A和乙炔。
【详解】(1)碳酸钙在高温条件下分解成氧化钙和二氧化碳,化学方程式为:;
(2)
氧化钙和焦炭在2000℃条件下反应生成一氧化碳和碳化钙,反应条件是2000℃,再根据质量守恒定律配平,可得化学方程式为:,因为CO有毒,会污染环境,所以不能排到空气中;
(3) 为检验固体A是氢氧化钙还是碳酸钙,可取少量样品于试管中,向试管中滴加稀盐酸,试管中无气泡产生,则证明固体A的成分不是碳酸钙,是氢氧化钙。
1.如图已知A、E、F是单质,其余为化合物,A、B、C、D、E、F六种物质分别由碳、氢、氧三种元素中的一种或几种组成。物质B与M组成元素相同,常温下为无色液体,其中B是相对分子质量最小的氧化物,C能使澄清石灰水变浑浊,它们相互之间存在如下关系(部分反应及条件已省略)。“→”表示物质间存在相应的转化关系。下列说法错误的是
A.B物质的化学式为H2O
B.M物质与B物质化学性质不同因为构成物质的分子种类不同
C.F物质能在A物质中点燃,所以A物质具有可燃性
D.自然界中C物质可以通过光合作用转化为A
【答案】C
【分析】A、E、F是单质,其余为化合物,A、B、C、D、E、F六种物质分别由碳、氢、氧三种元素中的一种或几种组成,B是相对分子质量最小的氧化物,所以B是水,物质B与M组成元素相同,常温下为无色液体,则M为过氧化氢溶液,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,则A为氧气,C能使澄清石灰水变浑浊,则C为二氧化碳,氧气与单质F反应生成二氧化碳,则F为碳,氧气与单质E反应生成水,则E为氢气,带入验证,推导合理。
【详解】A、由分析可知,B为水,化学式为H2O,故A不符合题意;
B、由分析可知,M为过氧化氢,B为水,由分子构成的物质,分子是保持物质化学性质的最小微粒,过氧化氢是由过氧化氢分子构成,水是由水分子构成,构成两者的分子不同,则化学性质不同,故B不符合题意;
C、F为碳,A为氧气,碳能在氧气中点燃,所以氧气具有助燃性,故C符合题意;
D、自然界中二氧化碳可以通过光合作用转化为氧气,故D不符合题意。
故选C。
2.某化学小组利用数字化传感器探究氢氧化钠与二氧化碳的反应。在烧瓶内收集满,如图Ⅰ所示,打开K,将注射器内的液体同时迅速注入烧瓶内,关闭K,一段时间后,同时振荡烧瓶,观察到甲中有白色沉淀生成,乙中无明显现象。通过压强传感器测得烧瓶内压强随时间的变化如图Ⅱ所示,曲线①和曲线②分别表示甲、乙两个烧瓶内的压强变化。下列说法错误的是
A.上述实验可以证明氢氧化钠与二氧化碳能发生反应
B.图Ⅱ中AB段曲线上升的原因是用注射器注入液体,压缩了烧瓶内的气体,使压强增大
C.图Ⅱ中点C、点E对应的实验操作是振荡烧瓶
D.通过图Ⅱ可知,吸收大量的,最好选用澄清石灰水
【答案】D
【详解】A、在烧瓶内收集满,如图Ⅰ所示,打开K,将注射器内的液体同时迅速注入烧瓶内,关闭K,一段时间后,同时振荡烧瓶,通过压强传感器测得烧瓶内压强随时间的变化如图Ⅱ所示,曲线①和曲线②分别表示甲、乙两个烧瓶内的压强变化。由图Ⅱ可知:曲线②二氧化碳减少更多,且二氧化碳与氢氧化钙溶液反应可排出二氧化碳溶于水对实验造成影响,上述实验可以证明氢氧化钠与二氧化碳能发生反应,说法正确;
B、图Ⅱ中AB段曲线上升的原因是用注射器注入液体,压缩了烧瓶内的气体,使压强增大,说法正确;
C、图Ⅱ中点C、点E压降急剧减小,对应的实验操作是振荡烧瓶,增大二氧化碳与溶液的接触面积,说法正确;
D、由图Ⅱ可知:氢氧化钠溶液与二氧化碳反应能使二氧化碳反应完全,吸收大量的,最好选用氢氧化钠溶液,说法错误;
故选:D。
3.为实现“碳达峰”“碳中和”目标,科研人员利用太阳能发电进行电解水制氢,将制得的氢气与捕获的二氧化碳反应合成甲醇,甲醇与水重整制氢可以实现氢气的即产即用,再结合氢燃料电池发电,将实现氢能汽车的二氧化碳零排放,其工艺流程如下图,(已知:汽油中含碳量约为84%,1kg氢气对汽车提供的能量效果等同于燃烧11.5kg的汽油)下列说法正确的是
A.以上生产甲醇的过程不利于节约燃料资源
B.甲醇制氢反应前后的元素种类发生了改变
C.通过元素分析仪测得甲醇中,,则甲醇的化学式为CH2O
D.若汽油中的碳元素能充分燃烧生成二氧化碳,则使用100吨氢气代替汽油可以减排二氧化碳3542吨
【答案】D
【详解】A、过程利用的是太阳能,生产甲醇的过程有利于节约燃料资源,故A不正确;
B、由质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类不变,甲醇制氢反应前后的元素种类不发生改变,故B不正确;
C、通过元素分析仪测得甲醇中,,,设一个甲醇分子中碳、氢、氧原子的个数比为x:y:z,甲醇的相对分子质量为a,,,,,则甲醇的化学式为CH4O,故C不正确;
D、1kg氢气对汽车提供的能量效果等同于燃烧11.5kg的汽油,若汽油中的碳元素能充分燃烧生成二氧化碳,100吨氢气相当于燃烧汽油,含碳量为,则使用100吨氢气代替汽油可以减排二氧化碳的质量为,故D正确。故选D。
4.某兴趣小组用如图所示装置探究二氧化碳的某些性质。下列说法正确的是
A.干燥的紫色石蕊小花变红
B.该实验可证明二氧化碳与水反应生成酸性物质
C.右侧上端木条先熄灭
D.该实验不能证明二氧化碳密度大于空气
【答案】B
【详解】A、二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊小花变红,二氧化碳和水反应生成酸性物质,使石蕊变红,该选项不正确。
B、该实验可证明二氧化碳和水生成了酸性物质使得可使石蕊变红,该选项正确。
C、因为二氧化碳的密度比空气大,不助燃、不可燃,因此右侧下端木条先熄灭,该选项不正确。
D、该实验可观察到右侧下端木条先熄灭,可证明二氧化碳密度大于空气,该选项不正确。
故选B。
5.某校学习小组的同学们准备测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数。
【提出问题】如何测定石灰石样品中碳酸钙的质量分数?
【实验设计】将样品与稀盐酸反应,测定反应后生成的体积,再根据体积换算为质量,最后根据的质量求出样品中碳酸钙的质量。如图1为大理石与稀盐酸反应的反应装置,图2用于测量的体积。
(1)图1检查装置气密性的操作是: 。
(2)图1中,长颈漏斗的下端必须伸入液面以下这样做的目的是 为便于获得平稳的气流,可用 代替长颈漏斗。
(3)图2装置中油层的作用是 。
(4) (填操作)可使反应前后油层上方气体压强和外界大气压相同,此时排出水的体积即为生成二氧化碳的体积。
【实验拓展】为进一步探究固体状态与产生气体的关系,同学们进行了实验:将采集到的样品用水冲洗后晾干,称取20.00g样品平均分成两份,分别与足量相同质量分数的稀盐酸反应进行下列测定(如图3),经数据处理得到释放出二氧化碳的质量与反应时间的关系图(如图4)。
(5)图3所示实验中数据记录纸上应该连续记录的实验数据是计时器读数和 。
(6)由图4中曲线可以看出,固体物质与液体物质反应,当其他条件相同时,其影响实验的原因是 。
(7)样品中碳酸钙的质量分数为 。
【反思与评价】
(8)有同学认为图3装置不能准确测定产生的气体的质量,原因是 。
【答案】(1)连接装置,关闭导管止水夹,向长颈漏斗中倒水液封,再加适量水,若长颈漏斗内形成一段稳定水柱,则装置气密性良好
(2) 防止CO2从漏斗口逸出 分液漏斗
(3)防止CO2溶于水
(4)调节量气管高度,使反应前后两边液面相平
(5)电子天平示数
(6)反应物接触面积
(7)75%
(8)反应结束后锥形瓶内有残留的二氧化碳
【详解】(1)检查装置气密性需先构建封闭体系,再改变装置内的气压,根据相应现象判断气密性的好与差。图1中检查装置气密性的方法是:连接装置,关闭导管止水夹,向长颈漏斗中倒水液封,再加适量水,若长颈漏斗内形成一段稳定水柱,则装置气密性良好。
(2)长颈漏斗的下端必须伸入液面以下,这样做的目的是形成液封,防止CO2从漏斗口逸出;
为便于获得平稳的气流,可用分液漏斗代替长颈漏斗,通过分液漏斗的活塞可以控制滴加液体的速率,从而控制反应速率,获得平稳的气流。
(3)二氧化碳能够溶于水,不溶于油,图2装置中油层的作用是防止CO2溶于水。
(4)根据连通器的原理,调节量气管高度,使反应前后两边液面相平,可使反应前后油层上方气体压强和外界大气压相同,此时排出水的体积即为生成二氧化碳的体积。
(5)实验中石灰岩(主要成分是CaCO3)与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳、水,随着反应的进行,产生的二氧化碳质量不断增大,二氧化碳逸散到空气中,则锥形瓶内剩余物质的质量不断减小。探究固体状态与产生气体的关系,除了计时,还需要记录产生气体的质量变化,则对应数据是电子天平示数。
(6)由图4可知,其他条件相同时,粉末状石灰岩反应速率要比块状石灰岩反应更快,相较于块状石灰岩,粉末状石灰岩与稀盐酸的接触面积更大,可知影响实验的原因是反应物接触面积。
(7)称取20.00g样品平均分成两份,则每份样品质量为10g。石灰岩(主要成分是CaCO3)与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳、水,化学方程式为,根据图4,碳酸钙完全反应后产生的CO2质量为3.30g,设样品中碳酸钙的质量分数为x,则
x=75%
(8)图3装置不能准确测定产生的气体的质量,原因是:反应结束后锥形瓶内有残留的二氧化碳。
6.(2021·上海普陀·统考一模)某兴趣小组同学取10g氧化铜和炭粉,通过下列实验对其中炭粉含量进行测定。实验前进行知识准备:
1 关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞。写出A中化学反应方程式 ;点燃酒精灯,将尖嘴管对着火焰,以提高温度。
2
装置B玻璃管中发生的反应为,体现出碳的 性。
3 测定炭粉含量可通过以下两种方法:
Ⅰ方法一:弹簧夹保持关闭状态,反应一段时间直至固体颜色不再变化后停止加热,装置D中澄清石灰水不变浑浊的原因是 。若CO2已被装置C完全吸收,写出反应的化学方程式 ,称量装置C,质量比反应前增重2.2g,计算参加反应的氢氧化钠的物质的量为 mol。请判定该方法能否测定混合物中炭粉含量,并阐述你的理由。
Ⅱ方法二:打开弹簧夹,加热装置B直至固体颜色不再变化后停止加热,继续通O2至装置冷却,目的是能将残留在装置中的剩余气体全部赶入装置C,还可以 。通过称量装置 (选填“A”“B”或“C”)反应前后的总质量计算出原混合物中炭粉含量。
【答案】 还原 二氧化碳被氢氧化钠溶液完全吸收 0.1 不能,因为不知道混合物中碳和氧化铜的量,若碳过量,则不能完全被氧化为二氧化碳 防止液体倒吸 B或C
【详解】①关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞,过氧化氢溶液与二氧化锰接触,二氧化锰催化过氧化氢反应生成水和氧气,A中化学反应方程式;点燃酒精灯,将尖嘴管对着火焰,以提高温度。
②装置B玻璃管中发生的反应为,碳从0价变为+4价,体现出碳的还原性。
③Ⅰ方法一:弹簧夹保持关闭状态,反应一段时间直至固体颜色不再变化后停止加热,装置D中澄清石灰水不变浑浊的原因是二氧化碳被氢氧化钠溶液完全吸收,因为二氧化碳能与氢氧化钠反应。若CO2已被装置C完全吸收,氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式,称量装置C,质量比反应前增重2.2g,即参加反应的二氧化碳的质量为2.2g,物质的量为,参加反应的氢氧化钠的物质的量为x,,,解得x=0.1mol。该方法不能,因为不知道混合物中碳和氧化铜的量,若碳过量,则不能完全被氧化为二氧化碳。
Ⅱ方法二:打开弹簧夹,加热装置B直至固体颜色不再变化后停止加热,继续通O2至装置冷却,目的是能将残留在装置中的剩余气体全部赶入装置C,还可以防止液体倒吸。通过称量装置B或C反应前后的总质量计算出原混合物中炭粉含量,根据装置B:,可计算出原混合物中炭粉含量;根据装置C溶液质量增加的量,可知生成二氧化碳的质量,由,可计算出原混合物中炭粉含量。
1.利用手持技术实验探究二氧化碳的性质,实验步骤如下:
(1)检查装置气密性后,用100mL规格的三颈烧瓶,利用排水法集满CO2(CO2在水中有少量溶解,但溶解很慢,且气体损失量不大,可用排水法收集),用注射器抽取一定体积的蒸馏水,连接好装置:(2)打开电脑数字化探究系统开始采集按钮;(3)打开止水夹,迅速把注射器中的蒸馏水注入三颈烧瓶后关闭止水夹;(4)待数据稳定后(1min),缓慢振荡反应容器(30s),待数据稳定后(1min),再次缓慢振荡反应容器(30s),直至数据稳定后停止采集。以下为三次实验得到的实验图像,下列说法正确的是(多选)
A.注水量越多,放出热量越多
B.实验开始时压强迅速升高是因为注水造成气体体积被挤压
C.一段时间后气压迅速变小,说明振荡操作可大幅度增加气体的溶解速率
D.综合分析可得注水造成CO2体积被挤压引起气压增大的程度小于CO2溶于水致压强减小的程度
【答案】BC
【详解】A. 由图可知,当二氧化碳完全反应时,注水量增大,放出热量不再增大,错误;
B. 实验开始时压强迅速升高是因为注水造成装置中气体体积被挤压,压强增加,正确;
C. 一段时间后气压迅速变小,说明振荡操作可大幅度增加气体的溶解速率,导致装置中气体减小,压强减小,正确;
D. 分析(2)(3)组图像可知,最终压强均大于初始压强,故可得注水造成CO2体积被挤压引起气压增大的程度大于CO2溶于水致压强减小的程度,错误;
故选BC。
2.(二氧化碳是我们身边非常重要的物质。
Ⅰ.分类视角(1)二氧化碳属于 (填字母)。
A.混合物 B.单质 C.化合物 D.氧化物
Ⅱ.组成与结构视角
(2)二氧化碳由 组成(填名称),下列能保持二氧化碳化学性质的微粒是 (填字母)。
A. B.C. D.
Ⅲ.性质与变化视角
(3)如图 1,写出 A 中发生反应的化学式表达式 ,B 处紫色石蕊溶液变成红色,使紫色石蕊试液变色的物质是 (用化学用语填空)。
(4)图 2 用数字化实验探究二氧化碳与石灰水的反应。ab 段压强减小的原因是 ,c点对应的操作是 。
Ⅳ.制备和用途视角
(5)小明同学用废弃软塑料管设计如图装置作为制取二氧化碳的发生装置,关于该装置的说法正确的是 。
A.能控制反应速度
B.能控制反应的发生和停止
C.变废为宝,废物再利用
(6)图 1 C 装置表现出来的性质,说明二氧化碳可用于 。
(7)工业上用二氧化碳来制备汽水,喝了汽水易引起打嗝,说明二氧化碳在水中的溶解度与 有关。
Ⅴ.环保视角
(8)二氧化碳虽然用途广泛,但排放过多会导致全球平均气温升高,这就是所谓的 。 因此各国大力提倡低碳生活,同时开发出多种二氧化碳再利用技术。高温下用 CH4 与 CO2 反应生成 H2 和 CO,如图是此变化的产率与温度的关系,试从节能的角度选择最适宜的温度为 ℃。
【答案】(1)CD
(2) 碳元素和氧元素 D
(3) H2CO3
(4) 石灰水吸收二氧化碳,造成气压减小 向容器内滴入稀盐酸
(5)ABC
(6)灭火
(7)温度
(8) 温室效应增强 900
【详解】(1) 化合物:由两种或两种以上元素组成的纯净物。 氧化物:由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物叫氧化物;二氧化碳是由一种物质组成的属于纯净物,其中含有两种元素,故为化合物,在两种元素种有一种元素是氧元素,故属于氧化物;
故选CD;
(2)根据二氧化碳的化学式CO2,可知二氧化碳是由碳氧元素组成的;
二氧化碳是由二氧化碳分子构成的,故保持二氧化碳化学性质的微粒是二氧化碳分子,
故选D;
(3)A中发生的反应为碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学式表达式为:
B 处紫色石蕊溶液变成红色,是因为二氧化碳与水反应生成了碳酸,碳酸显酸性,使石蕊变红,碳酸化学式为:H2CO3;
(4)ab 段压强减小的原因是,向容器内滴入了石灰水,二氧化碳与石灰水中氢氧化钙反应产生碳酸钙和水,造成气体减少,所以气压降低了;
由图可知c点开始cd段气压升高,操作应为向容器内滴加了稀盐酸,稀盐酸与生成的碳酸钙发生反应,生成了二氧化碳气体,造成气体增多,气压升高;
(5)A、此装置能通过控制与固体接触的液体的量,从而控制反应的速率,选项正确;
B、通过挤压和松开下部的塑料软管能控制固体与液体接触和分离,从而控制反应的发生和停止 ,选项正确;
C、此设计利用了废弃的塑料软管,做到了变废为宝,废物再利用,选项正确;
故选ABC;
(6)图1C装置蜡烛由下至上依次熄灭,说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,密度比空气大,可以用于灭火;
(7)二氧化碳在水中的溶解度与温度有关,将汽水喝到体内,温度升高,二氧化碳气体溶解度变小,有部分溶解的二氧化碳又变回了气体,故喝了汽水易引起打嗝;
(8)高温下用CH4与CO2反应生成H2和CO,分析图3是产率与温度的关系可知,在900℃时产率最高,温度再高就会造成不必要的能源浪费。
某化学兴趣小组在实验室里验证二氧化碳的某些性质,设计的实验装置如图所示。
(1)向图1装置中通入CO2后,观察到装置A中的现象是 。
(2)向图1装置中通入CO2后,观察到装置C中 (填“上层”或“下层”)的蜡烛先熄灭。
(3)小组同学在老师的指导下模仿二氧化碳与水反应,开展了“二氧化硫与水反应”的研究,二氧化硫的信息如资料卡片,实验如图2所示:
【提出问题】亚硫酸不稳定,图2中红色液体微热后为什么不变为紫色?其原因可能为:
【作出猜想】猜想1:加热不够充分
猜想2:与空气中的氮气有关
猜想3:与空气中的氧气有关
【实验验证】实验设计如表,请填写表格中的空格。
实验
操作
现象
结论
1
将图2中红色液体继续加热至沸腾
溶液仍为红色
猜想1 (填“成立”或“不成立”)
2
如图3所示,先通入适量SO2,然后用酒精灯微热
溶液先变红后变紫
猜想2不成立
3
如图3所示,先通入适量SO2,再改通入氮气,最后用酒精灯微热
4
如图3所示,先通入适量SO2,再改通入 ,最后用酒精灯微热
溶液仍为红色
猜想3成立
【分析与结论】
图3试管中的植物油的作用是 。
②红色液体微热后不变为紫色的原因是:亚硫酸(H2SO3)易与空气中的一种物质反应生成硫酸(H2SO4),请写出其化学方程式 。
【答案】(1)紫色石蕊小花变红
(2)下层
(3) 不成立 溶液变红后再变紫 氧气/O2 防止空气与溶液接触
【详解】(1)二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊变红。向图1装置中通入CO2后,二氧化碳接触湿润的紫色石蕊小花会反应生成碳酸,则装置A中的现象是:紫色石蕊小花变红。
(2)二氧化碳密度大于空气,不能燃烧也不支持燃烧,向图1装置中通入CO2后,CO2先接触到下层蜡烛,观察到装置C中下层的蜡烛先熄灭。
(3)实验1:将图2中红色液体继续加热至沸腾,溶液仍为红色,说明溶液不变为紫色不是因为加热不充分,则猜想1不成立;
实验3:实验结论是猜想2不成立,则溶液不变为紫色与氮气无关,实验现象是溶液变红后再变紫;
实验4:实验结论是猜想3成立,则溶液不变为紫色与氧气有关,实验操作应是先通入适量SO2,再改通入氧气,最后用酒精灯微热;
分析与结论:根据猜想,溶液不变为紫色可能与空气中的氮气、氧气有关,空气中含有氮气和氧气,无法控制单一变量,因此要避免空气接触试管中的溶液,则图3试管中的植物油的作用是防止空气与溶液接触。
根据结论,溶液不变为紫色与氧气有关,则亚硫酸(H2SO3)易与空气中的氧气反应生成硫酸(H2SO4),导致溶液不变为紫色,该反应的化学方程式为:。
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