内容正文:
第六单元 碳和碳的氧化物
(试题分值:40分 测试时间:45分钟)
一、选择题(本题包括12小题,每小题1分,共12分.每小题只有一个正确答案)
1.小明在用石灰水检验二氧化碳实验中,没有发现变浑浊现象。下列原因分析错误的是
A.可能与石灰水变质有关 B.可能与CO2中含有H2O 有关
C.可能与石灰水浓度有关 D.可能与CO2中含有HCl有关
阅读下列材料,完成下列小题。
杭州亚运会开幕式主火炬的燃料——“零碳甲醇(CH3OH)”备受瞩目,这是全球首次对“零碳甲醇”的实践应用。目前,该燃料已广泛应用在船舶、汽车等领域。“零碳甲醇”是利用焦炉气中的副产品氢气和从工业尾气中捕捉的二氧化碳在一种纳米催化剂的作用下反应得到的,其微观示意图如图。
2.有关该反应的说法,正确的是
A.反应物均为单质 B.丁的化学式为H2O
C.参加反应的甲与乙的质量比为3∶1 D.反应前后“纳米催化剂”的性质不变
3.有关“零碳甲醇”的说法,错误的是
A.能替代汽油作为汽车燃料 B.燃烧过程中伴随着能量变化
C.完全燃烧时不产生二氧化碳 D.生产过程实现了二氧化碳的资源化利用
4.规范的实验操作可以减少不必要的麻烦,避免一些危险和提高实验的成功率,下列实验操作规范的是
A.向试管中塞进橡胶塞
B.倾倒二氧化碳气体
C.称量NaOH固体
D.氢气的验纯
A.A B.B C.C D.D
5.我省某市中考实验操作考试其一是“二氧化碳的实验室制法及性质”,以下是某同学进行的部分实验操作,其中不正确的一项是
A.装大理石 B.加稀盐酸 C.制取并收集气体 D.气体验满
6.化学验证实验过程中,往往会出现与理论不一致的现象,下列对“异常”现象的解释不正确的是
序号
实验名称
理论现象
实际现象
解释原因
A
碳在空气中燃烧
发红光,无火焰
大量碳在空气中燃烧,发红光,有火焰
碳不充分燃烧生成的CO等燃烧产生火焰
B
倾倒CO2实验
蜡烛自下而上依次熄灭
上层比下层蜡烛先熄灭
倾倒CO2速率过快,使上层蜡烛火焰周围O2过少
C
酒精灯各层火焰温度测量
外焰层温度最高
内焰层温度最高
内焰层酒精蒸气与O2接触面积大,燃烧充分
D
电解水实验
V(H2):V(O2)=2:1
V(H2):V(O2)>2:1
部分氧气溶解于水
A.A B.B C.C D.D
7.如图甲是一所现代化的番茄温室大棚,乙是该大棚内CO2含量的变化曲线,丙是一段时间CO2浓度和光照强度对大棚内番茄光合作用强度的影响曲线,下列说法错误的是
A.6点到18点,CO2浓度减小是因为番茄光合作用消耗了CO2
B.一天中O2浓度最大的时候是中午12点
C.适当提高光照强度和CO2浓度可提高番茄的产量
D.菜农不宜在大棚内过夜原因是大棚内番茄进行呼吸作用消耗O2,对人体健康不利
8.碳元素是人类接触和利用最早的元素之一、由碳元素组成的单质可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类,如图:下列有关说法错误的是
A.碳纤维属于无定形碳
B.一定条件下石墨变成金刚石属于物理变化
C.不同碳单质中碳原子的排列方式不同
D.不同的碳单质,化学性质相似
9.制取、收集CO2并验证相关性质,下列做法不正确的是
A. 检查装置气密性 B. 加入石灰石 C. 收集CO2 D. 验证CO2不支持燃烧
10.王老师热爱带领同学们一起做实验,在完成“实验室加热高锰酸钾制取氧气”和“实验室制取二氧化碳”的两个实验中,都必须用到的仪器是
A.酒精灯 B.锥形瓶 C.集气瓶 D.水槽
11.清华大学研究人员成功研制出一种纳米纤维催化剂,可将二氧化碳转化成液体燃料甲醇,其微观示意图如下。下列说法不正确的是
A.该反应前后氢元素的化合价发生改变
B.该反应遵守质量守恒定律
C.该反应有利于减缓温室效应
D.参加反应的和的分子个数比为4:1
12.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
二、填空题(本题包括4题,共23分,每空1分,化学方程式除外)
13.(5分)阅读下面短文并回答问题
高压氧舱是进行高压氧疗法的专用医疗设备,通过提高人体血液中氧气的浓度进行疾病的治疗,可用于治疗一氧化碳、硫化氢、沼气等有害气体中毒,对脑血栓、脑出血、脑外伤、神经炎等患病体弱的人的康复有帮助.但是,人体长时间在高浓度氧气环境下会造成氧中毒,甚至会危及生命.
一定温度下,氧气在水和血液中的溶解性差别很大,且随压强的变化如图所示.
氧气在实验室中可以用过氧化氢、加热氯酸钾或者高锰酸钾等方法来制取.
(1)文中涉及到的氧化物化学式________(写一种即可).
(2)硫化氢(H2S)的水溶液在空气长期放置会产生黄色固体,请写出反应的化学方程式________.
(3)高压氧舱有助于一氧化碳中毒的病人治疗的原因是________.
(4)在实验室中常用过氧化氢来制取氧气而不用加热氯酸钾制氧气的优势是________.
14.(6分)某化学实验小组同学用如图所示实验制取并探究二氧化碳的某些性质,请回答有关问题。
(1)实验室制取二氧化碳的发生装置有很多种,请在上面的方框中简要画出实验室制取二氧化碳的一种发生装置图 。
(2)上述制取二氧化碳的发生装置在实验室也可用来制取氧气,请写出用该装置制取氧气时发生反应的化学方程式: 。
(3)可证明CO2能与水反应的现象是 ,密度比空气密度大的现象是 。
(4)燃着的木条熄灭,由此可得出CO2具有的性质是 。
15.(5分) 工业上用闪锌矿(主要成分是ZnS,含有PbS等杂质)制备锌的流程如图(部分产物略去)
(1)流程③中用过量空气的目的是 。
(2)写出流程④中化学反应方程式 。
(3)焦炭在制备锌流程中起着举足轻重的作用,下列属于焦炭作用的是 ;
a.作为燃料,为制备锌的化学反应提供能量
b.作为还原剂与二氧化碳反应
c.除去矿石中的杂质
(4)根据表格数据:从粗锌中分离出纯锌的合适温度(t)的范围为 。
物质
Zn
Pb
C
沸点℃
907
1749
4827
16.(7)碳单质在生产生活中有着重要的用途。某学习小组以碳单质为主题,开展项目式学习。
【任务一】认识碳单质的性质与用途
(1)金刚石、石墨都是常见的碳单质,其物理性质差异很大的原因是 。
(2)中国制造的高铁走在了世界的前列。高铁动车与电路连接的石墨电刷没有用到石墨性质的是________(填字母)。
A.稳定性 B.滑腻感 C.还原性 D.导电性
【任务二】利用碳的可燃性探究可燃物燃烧的条件
(3)同学们利用主要成分为碳单质的木炭按下列实验步骤展开探究:
步骤 1:组装好仪器,在Ⅰ处放入木炭,从Ⅱ处通入气体 X。
步骤 2:在 Ⅰ 处点燃酒精灯加热,观察现象。
步骤 3:将Ⅱ处通入的气体换为 N2,观察现象。
①气体 X 为 。
②对比步骤 1 和步骤 2 中现象可知,可燃物燃烧的条件之一是 。
③实验过程中观察到Ⅲ处澄清石灰水变浑浊,则步骤 2 试管中一定发生的反应是 (用化学方程式表示)。
【任务三】碳还原氧化铜实验的探究
(4)实验室在真空密闭容器内、相同温度下,按照表中的数据进行碳还原氧化铜实验,利用数字化仪器绘制出的密闭容器中气体的质量随反应时间变化的曲线如图所示。(备注:“目数”是指固体的粗细度,目数越大,颗粒越小)
实验编号
碳粉质量/g
目数规格
氧化铜粉质量/g
对应曲线
1
3
200目
40
a
2
3
1000目
40
b
3
6
1000目
80
c(待画)
①分析 a、b 两条曲线,在所用碳粉质量相同的情况下,碳粉“目数”与
反应速率之间的关系为 。
②请在图中画出曲线 c 的大致位置及变化趋势 。
三、计算题(本题5分)
17.“碳中和”是指力争实现二氧化碳的排放量等于二氧化碳的吸收量。二氧化碳的吸收方式有“人工转化”和“自然吸收”两种。“人工转化”的方法之一是将二氧化碳转化为优质的燃料甲醇(),其原理是。请回答有关问题。
(1)要得到甲醇,求理论上可以吸收二氧化碳的质量;(要求有计算过程)
(2)“自然吸收”主要有以下两个途径:①绿色植物光合作用吸收二氧化碳和水生成葡萄糖()和氧气;②自然界中的水体吸收二氧化碳生成碳酸。从物质转化的角度看,上述两个反应的反应物相同,而产物却完全不同,其原因是 。
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第六单元 碳和碳的氧化物
(试题分值:40分 测试时间:45分钟)
一、选择题(本题包括12小题,每小题1分,共12分.每小题只有一个正确答案)
1.小明在用石灰水检验二氧化碳实验中,没有发现变浑浊现象。下列原因分析错误的是
A.可能与石灰水变质有关 B.可能与CO2中含有H2O 有关
C.可能与石灰水浓度有关 D.可能与CO2中含有HCl有关
【答案】B
【详解】A、二氧化碳与澄清石灰水的主要成分氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,用石灰水检验二氧化碳实验中,没有发现变浑浊现象,可能石灰水变质了,故选项说法正确;
B、二氧化碳中含有水蒸气不会影响石灰水变浑浊,故选项说法错误;
C、石灰水浓度太低,也会导致无现象,故选项说法正确;
D、HCl会与氢氧化钙、碳酸钙反应,导致无明显现象,故选项说法正确;
故选:B。
阅读下列材料,完成下列小题。
杭州亚运会开幕式主火炬的燃料——“零碳甲醇(CH3OH)”备受瞩目,这是全球首次对“零碳甲醇”的实践应用。目前,该燃料已广泛应用在船舶、汽车等领域。“零碳甲醇”是利用焦炉气中的副产品氢气和从工业尾气中捕捉的二氧化碳在一种纳米催化剂的作用下反应得到的,其微观示意图如图。
2.有关该反应的说法,正确的是
A.反应物均为单质 B.丁的化学式为H2O
C.参加反应的甲与乙的质量比为3∶1 D.反应前后“纳米催化剂”的性质不变
3.有关“零碳甲醇”的说法,错误的是
A.能替代汽油作为汽车燃料 B.燃烧过程中伴随着能量变化
C.完全燃烧时不产生二氧化碳 D.生产过程实现了二氧化碳的资源化利用
【答案】3.B 4.C
【解析】3.A、反应物是氢气和二氧化碳,二氧化碳是由碳、氧元素组成的纯净物,是化合物,错误;
B、化学反应前后原子的种类和数目不变。反应前后C、H、O 原子的数目分别为1、6、2。反应后丙中C、H、O原子的个数为1、4、1,则丁中有2H、1O,所以丁的化学式为H2O,正确;
C、反应的化学方程式为,所以参加反应的甲与乙的质量比为(2×3):44≠3:1,错误;
D、“纳米催化剂”是该反应的催化剂,反应前后质量和化学性质不变,物理性质可能改变,错误;
故选B。
4.A、甲醇是可燃物,根据“目前,该燃料已广泛应用在船舶、汽车等领域”可知,能替代汽油作为汽车燃料。不符合题意;
B、燃烧放热,将化学能转化为热能等,燃烧过程中伴随着能量变化。不符合题意;
C、甲醇含有碳元素,完全燃烧时产生二氧化碳。符合题意;
D、反应的原料有二氧化碳,所以生产过程实现了二氧化碳的资源化利用。不符合题意;
故选C。
4.规范的实验操作可以减少不必要的麻烦,避免一些危险和提高实验的成功率,下列实验操作规范的是
A.向试管中塞进橡胶塞
B.倾倒二氧化碳气体
C.称量NaOH固体
D.氢气的验纯
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A、向试管中塞橡胶塞应慢慢转动着着塞进试管口,切不可把试管直立放在桌上使劲塞橡胶塞,以免压破试管,图示操作错误,不符合题意;
B、倾倒二氧化碳气体时,应用玻璃片盖住集气瓶口的大部分,图示操作错误,不符合题意;
C、氢氧化钠固体具有腐蚀性,应放在玻璃器皿中称量,图示操作错误,不符合题意;
D、氢气验纯:将收集到的一试管氢气用拇指堵住试管口,管口朝下靠近火焰,松开拇指,听到尖锐的爆鸣声说明氢气不纯,声音很小说明氢气较纯,图示操作正确,符合题意。
故选:D。
5.我省某市中考实验操作考试其一是“二氧化碳的实验室制法及性质”,以下是某同学进行的部分实验操作,其中不正确的一项是
A.装大理石 B.加稀盐酸 C.制取并收集气体 D.气体验满
【答案】D
【详解】A、把密度较大的块状药品或金属颗粒放入玻璃容器时,应该先把容器横放,把药品或金属颗粒放入容器口后,再把容器慢慢地竖起来,使药品或金属颗粒滑到容器底部,以免打破容器,图中操作正确,不符合题意;
B、倾倒液体时,瓶塞应倒放,瓶口应紧挨试管口,标签应朝向手心处,图中操作正确,不符合题意;
C、实验室通常用石灰石(或大理石)与稀盐酸反应制取二氧化碳,属于固液不加热反应,二氧化碳溶于水,密度比空气大,可用向上排空气法收集,可以选择该装置制取并收集二氧化碳,不符合题意;
D、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,不能伸入集气瓶内部,符合题意。
故选D。
6.化学验证实验过程中,往往会出现与理论不一致的现象,下列对“异常”现象的解释不正确的是
序号
实验名称
理论现象
实际现象
解释原因
A
碳在空气中燃烧
发红光,无火焰
大量碳在空气中燃烧,发红光,有火焰
碳不充分燃烧生成的CO等燃烧产生火焰
B
倾倒CO2实验
蜡烛自下而上依次熄灭
上层比下层蜡烛先熄灭
倾倒CO2速率过快,使上层蜡烛火焰周围O2过少
C
酒精灯各层火焰温度测量
外焰层温度最高
内焰层温度最高
内焰层酒精蒸气与O2接触面积大,燃烧充分
D
电解水实验
V(H2):V(O2)=2:1
V(H2):V(O2)>2:1
部分氧气溶解于水
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A、大量碳在空气中燃烧,发红光,有火焰,是因为碳不充分燃烧生成的CO等燃烧产生火焰,解释正确,不符合题意;
B、倾倒CO2实验中,倾倒CO2速度过快,使上层蜡烛火焰周围O2过少,上层比下层蜡烛先熄灭,解释正确,不符合题意;
C、酒精燃烧时,外焰层酒精蒸气与氧气接触面积大,燃烧更充分,由于外焰层热量散失快,测量时会出现内焰层温度更高现象,解释错误,符合题意;
D、电解水实验中,由于部分氧气溶解于水,会使V(H2):V(O2)>2:1,解释正确,不符合题意。
故选C。
7.如图甲是一所现代化的番茄温室大棚,乙是该大棚内CO2含量的变化曲线,丙是一段时间CO2浓度和光照强度对大棚内番茄光合作用强度的影响曲线,下列说法错误的是
A.6点到18点,CO2浓度减小是因为番茄光合作用消耗了CO2
B.一天中O2浓度最大的时候是中午12点
C.适当提高光照强度和CO2浓度可提高番茄的产量
D.菜农不宜在大棚内过夜原因是大棚内番茄进行呼吸作用消耗O2,对人体健康不利
【答案】B
【详解】A、植物的光合作用需要消耗二氧化碳,则6点到18点,CO2浓度减小是因为番茄光合作用消耗了CO2,故选项说法正确;
B、由图乙可知,一天中O2浓度最大的时候是18点,因为此时空气中二氧化碳的浓度最低,故选项说法不正确;
C、由图丙可知,适当提高光照强度和CO2浓度可提高光合作用的强度,增大番茄的产量,故选项说法正确;
D、菜农不宜在大棚内过夜,是因为大棚内番茄进行呼吸作用消耗O2,产生CO2,造成大棚内CO2浓度过高,对人体健康不利,故选项说法正确。
故选B。
8.碳元素是人类接触和利用最早的元素之一、由碳元素组成的单质可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类,如图:下列有关说法错误的是
A.碳纤维属于无定形碳
B.一定条件下石墨变成金刚石属于物理变化
C.不同碳单质中碳原子的排列方式不同
D.不同的碳单质,化学性质相似
【答案】B
【详解】A、从图中看出碳纤维属于无定形碳,A正确;
B、金刚石和石墨是碳元素形成的不同单质,石墨在一定条件下转变为金刚石,属于化学变化,B错误;
C、不同碳单质中碳原子的排列方式不同,C正确;
D、化学性质由元素原子的最外层电子数决定,不同碳单质组成元素相同,其最外层电子数相同,因此化学性质相似,D正确。
故选B。
9.制取、收集CO2并验证相关性质,下列做法不正确的是
A. 检查装置气密性 B. 加入石灰石 C. 收集CO2 D. 验证CO2不支持燃烧
【答案】B
【详解】A、检查装置气密性:将导管置于水中,用手紧握试管,观察导管口是否有气泡冒出,有气泡冒出,说明装置气密性良好,不符合题意;
B、把密度较大的块状药品或金属颗粒放入玻璃容器时,应该先把容器横放,把药品或金属颗粒放入容器口后,再把容器慢慢地竖起来,使药品或金属颗粒滑到容器底部,以免打破容器。图中操作错误,符合题意;
C、二氧化碳的密度比空气大,用万用瓶收集二氧化碳,应“长进短出”,不符合题意;
D、将二氧化碳倾倒入烧杯中,蜡烛熄灭,说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,不符合题意。
故选B。
10.王老师热爱带领同学们一起做实验,在完成“实验室加热高锰酸钾制取氧气”和“实验室制取二氧化碳”的两个实验中,都必须用到的仪器是
A.酒精灯 B.锥形瓶 C.集气瓶 D.水槽
【答案】C
【详解】A、加热高锰酸钾制取氧气需要酒精灯,实验室制取二氧化碳不用加热,不用酒精灯,故A错误;
B、加热高锰酸钾制取氧气的反应仪器是试管,实验室制取二氧化碳可以用锥形瓶,故B错误;
C、收集气体时都需要用集气瓶,故C正确;
D、氧气不易溶于水,可用排水法收集;二氧化碳能溶于水, 不能用排水法收集,故D错误。
故选C。
11.清华大学研究人员成功研制出一种纳米纤维催化剂,可将二氧化碳转化成液体燃料甲醇,其微观示意图如下。下列说法不正确的是
A.该反应前后氢元素的化合价发生改变
B.该反应遵守质量守恒定律
C.该反应有利于减缓温室效应
D.参加反应的和的分子个数比为4:1
【答案】D
【分析】根据微观示意图,可得化学方程式。
【详解】A、根据化学方程式可知,该反应前氢元素以H2单质形式出现,在单质中氢元素的化合价为0;反应后氢元素以CH3OH和H2O等化合物形式出现,氢元素化合价不为0。所以该反应前后氢元素的化合价发生改变。A正确;
B、化学反应都遵守质量守恒定律,所以该反应遵守质量守恒定律。B正确;
C、根据化学方程式可知,该反应消耗二氧化碳,所以该反应有利于减缓温室效应。C正确;
D、根据化学方程式可知,参加反应的H2和CO2的分子个数比为3:1,即参加反应的 和 的分子个数比为3:1。D不正确。
综上所述:选择D。
12.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。
二、填空题(本题包括4题,共23分,每空1分,化学方程式除外)
13.(5分)阅读下面短文并回答问题
高压氧舱是进行高压氧疗法的专用医疗设备,通过提高人体血液中氧气的浓度进行疾病的治疗,可用于治疗一氧化碳、硫化氢、沼气等有害气体中毒,对脑血栓、脑出血、脑外伤、神经炎等患病体弱的人的康复有帮助.但是,人体长时间在高浓度氧气环境下会造成氧中毒,甚至会危及生命.
一定温度下,氧气在水和血液中的溶解性差别很大,且随压强的变化如图所示.
氧气在实验室中可以用过氧化氢、加热氯酸钾或者高锰酸钾等方法来制取.
(1)文中涉及到的氧化物化学式________(写一种即可).
(2)硫化氢(H2S)的水溶液在空气长期放置会产生黄色固体,请写出反应的化学方程式________.
(3)高压氧舱有助于一氧化碳中毒的病人治疗的原因是________.
(4)在实验室中常用过氧化氢来制取氧气而不用加热氯酸钾制氧气的优势是________.
【答案】(1)CO或H2O或H2O2
(2)2H2S + O2 = 2S↓ + 2H2O
(3)病人进入高压氧舱吸氧后,血波的含氧量会逐渐增大,此时血红蛋白与一氧化碳分离,而与氧气结合,有助于一氧化碳中毒的病人治疗
(4)无需加热,节约能源,且产物为氧气和水,对环境无污染(合理即可)
【详解】(1)氧化物是指由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物,文中涉及到的氧化物有一氧化碳、水、过氧化氢,化学式分别为CO、H2O、H2O2;
(2)硫化气(H,8)的水溶液在空气长期放置会产生黄色固体,氢硫酸露置在空气中与氧气发生反应,产生黄色固体硫,同时生成水,反应的化学方程式为2H2S + O2 = 2S↓ + 2H2O;
(3)高压氧舱是进行高压氧疗法的专用医疗设备,通过提高人体血波中氧气的浓度进行疾病的治疗,可用于治疗一氧化碳、硫化氢、沼气等有害气体中毒,血红蛋白在氧含量高的地方,与氧容易结合;在氧含量低的地方,又与氧容易分离,病人进入高压氧舱吸氧后,血液的含氧量会逐渐恢复,此时血红蛋白与一氧化碳分离,而与氧气结合,有助于一氧化碳中毒的病人质量;
(4)在实验室中常用过氧化氢来制取氧气而不用加热氣酸钾制氧气的优势是无需加热,节约能源,且产物为氧气和水,对环境无污染
14.(6分)某化学实验小组同学用如图所示实验制取并探究二氧化碳的某些性质,请回答有关问题。
(1)实验室制取二氧化碳的发生装置有很多种,请在上面的方框中简要画出实验室制取二氧化碳的一种发生装置图 。
(2)上述制取二氧化碳的发生装置在实验室也可用来制取氧气,请写出用该装置制取氧气时发生反应的化学方程式: 。
(3)可证明CO2能与水反应的现象是 ,密度比空气密度大的现象是 。
(4)燃着的木条熄灭,由此可得出CO2具有的性质是 。
【答案】(1)(或其他合理装置图) (2)
(3) 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
(4)不能燃烧且不支持燃烧
【详解】(1)根据反应物的状态和反应条件,实验室制取二氧化碳的发生装置为固液常温型发生装置,可选用如下装置:。
(2)用固液常温型发生装置制取氧气,选用药品为过氧化氢溶液和二氧化锰,过氧化氢在二氧化锰做催化剂条件下反应生成水和氧气,该反应的化学方程式为:。
(3)二氧化碳不能使石蕊变色,二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸可使紫色石蕊溶液变红,所以可证明CO2能与水反应的现象是: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;可证明密度比空气密度大的现象是: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。
(4)燃着的木条熄灭,由此可得出CO2具有的性质是不能燃烧且不支持燃烧。
15.(5分) 工业上用闪锌矿(主要成分是ZnS,含有PbS等杂质)制备锌的流程如图(部分产物略去)
(1)流程③中用过量空气的目的是 。
(2)写出流程④中化学反应方程式 。
(3)焦炭在制备锌流程中起着举足轻重的作用,下列属于焦炭作用的是 ;
a.作为燃料,为制备锌的化学反应提供能量
b.作为还原剂与二氧化碳反应
c.除去矿石中的杂质
(4)根据表格数据:从粗锌中分离出纯锌的合适温度(t)的范围为 。
物质
Zn
Pb
C
沸点℃
907
1749
4827
【答案】(1)使闪锌矿完全转化为氧化锌 (2)ZnO+COZn+CO2 (3)ab/ba
(4)907℃≤t<1749℃
【详解】(1)根据流程图可知,使闪锌矿在空气中煅烧转化为氧化锌,用过量空气是为了使闪锌矿完全转化为氧化锌;
(2)焦炭充分燃烧生成二氧化碳,在高温的条件下,二氧化碳与碳反应生成一氧化碳,所以X是二氧化碳,Y是一氧化碳,在高温的条件下,一氧化碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳,反应的化学方程式为: ZnO+COZn+CO2;
(3)a、反应①是碳和氧气点燃生成二氧化碳,作为燃料提供热量,正确;
b、反应②是碳和二氧化碳高温反应生成一氧化碳,体现了碳具有还原性,正确;
c、焦炭不能除去除去矿石中的杂质,错误。
故填ab;
(4)根据表格提供的数据可以看出,锌的沸点比铅低,故可以将粗锌放在一容器中,保持温度907~1749℃,收集的锌蒸气,冷却后可得纯净的锌,从粗锌中分离出纯锌的合适温度(t)的范围为907℃≤t<1749℃。
16.(7)碳单质在生产生活中有着重要的用途。某学习小组以碳单质为主题,开展项目式学习。
【任务一】认识碳单质的性质与用途
(1)金刚石、石墨都是常见的碳单质,其物理性质差异很大的原因是 。
(2)中国制造的高铁走在了世界的前列。高铁动车与电路连接的石墨电刷没有用到石墨性质的是________(填字母)。
A.稳定性 B.滑腻感 C.还原性 D.导电性
【任务二】利用碳的可燃性探究可燃物燃烧的条件
(3)同学们利用主要成分为碳单质的木炭按下列实验步骤展开探究:
步骤 1:组装好仪器,在Ⅰ处放入木炭,从Ⅱ处通入气体 X。
步骤 2:在 Ⅰ 处点燃酒精灯加热,观察现象。
步骤 3:将Ⅱ处通入的气体换为 N2,观察现象。
①气体 X 为 。
②对比步骤 1 和步骤 2 中现象可知,可燃物燃烧的条件之一是 。
③实验过程中观察到Ⅲ处澄清石灰水变浑浊,则步骤 2 试管中一定发生的反应是 (用化学方程式表示)。
【任务三】碳还原氧化铜实验的探究
(4)实验室在真空密闭容器内、相同温度下,按照表中的数据进行碳还原氧化铜实验,利用数字化仪器绘制出的密闭容器中气体的质量随反应时间变化的曲线如图所示。(备注:“目数”是指固体的粗细度,目数越大,颗粒越小)
实验编号
碳粉质量/g
目数规格
氧化铜粉质量/g
对应曲线
1
3
200目
40
a
2
3
1000目
40
b
3
6
1000目
80
c(待画)
①分析 a、b 两条曲线,在所用碳粉质量相同的情况下,碳粉“目数”与
反应速率之间的关系为 。
②请在图中画出曲线 c 的大致位置及变化趋势 。
【答案】(1)碳原子的排列方式不同 (2)C (3)O2/氧气 温度达到可燃物的着火点
(4)碳粉的目数越大,反应速率越快
【详解】(1)金刚石、石墨都是常见的碳单质,其物理性质差异很大的原因是碳原子排列方式不同。
(2)中国制造的高铁走在了世界的前列。高铁动车与电路连接的石墨电刷,不仅因为石墨能耐高温、化学性质稳定、具有滑腻感,还利用了石墨的导电性,没有用到石墨的还原性,故选:C;
(3)①气体X为氧气,氧气可以支持燃烧,可用作助燃剂;
②步骤 1:组装好仪器,在Ⅰ处放入木炭,从Ⅱ处通入气体 X(氧气),木炭不燃烧;
步骤 2:在 Ⅰ 处点燃酒精灯加热,观察到木炭燃烧;
对比步骤1和步骤2中现象可知,可燃物燃烧的条件之一是温度达到可燃物着火点;
③实验过程中观察到Ⅲ处澄清石灰水变浑浊,则步骤2试管中一定发生的反应是碳燃烧生成二氧化碳,二氧化碳使澄清石灰水变浑浊,试管中发生的反应化学方程式为:;
(4)①对比分析a、b两条曲线,在所用碳粉质量相同的情况下,生成同等质量的气体时,b比a所用时间更短,说明b反应速率大于a,而b的碳粉目数多于a,则在所用碳粉质量相同的情况下,碳粉“目数”与反应速率之间的关系为碳粉的目数越大,反应速率越快;
②a中碳粉的质量为3g,目数规格为200目,氧化铜粉末质量为40g;b中碳粉的质量为3g,目数规格为1000目,氧化铜粉末质量为40g;c中碳粉的质量为6g,目数规格为1000目,氧化铜粉末质量为80g;c中碳粉目数与b中目数相同,c中碳粉和氧化铜粉末质量为a的2倍,故c中产生气体的质量为a的2倍,反应速率与b相同,即曲线斜率与b相同,最终生成气体的质量为a的2倍;则曲线 c 的大致位置及变化趋势为
三、计算题(本题5分)
17.“碳中和”是指力争实现二氧化碳的排放量等于二氧化碳的吸收量。二氧化碳的吸收方式有“人工转化”和“自然吸收”两种。“人工转化”的方法之一是将二氧化碳转化为优质的燃料甲醇(),其原理是。请回答有关问题。
(1)要得到甲醇,求理论上可以吸收二氧化碳的质量;(要求有计算过程)
(2)“自然吸收”主要有以下两个途径:①绿色植物光合作用吸收二氧化碳和水生成葡萄糖()和氧气;②自然界中的水体吸收二氧化碳生成碳酸。从物质转化的角度看,上述两个反应的反应物相同,而产物却完全不同,其原因是 。
【答案】(1)解:设理论上可以吸收二氧化碳的质量为x,则
答:理论上可以吸收二氧化碳的质量为。
(2)反应的条件不同
【详解】(1)见答案。
(2)两个途径的反应条件不同,则说明反应条件不同,产物可能不同。
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