内容正文:
大单元培优练·广西化学
大
单
元
三
二
氧
化
碳
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
大单元主题训练
主题 1
认识碳单质、CO 和 CO2
【任务一】认识碳单质
1. 碳单质在生产生活中有着重要的用途。 让我们一起认识碳单质的性质和用途。
图 1 图 2 图 3
(1)图 1 是碳原子的结构示意图,其原子核内质子数为 6 ,该元素在元素周期表中位于
第
二(或 2) 周期。
(2)图 2 中代表金刚石的是 A (填“A” “B”或“C”);A 与 B 物理性质不同的原因
是 碳原子排列方式不同 。
(3)①石墨炸弹爆炸时释放出大量石墨纤维,易造成输电线、电厂设备损坏,这是由于石墨
C (填字母序号)。
A. 质软 B. 有吸附性 C. 能导电 D. 易燃易爆
②用墨书写的对联字迹可保留很长的时间不褪色,其原因是常温下 。
③活性炭常用于冰箱除异味,这是利用了活性炭的 吸附 性。
(4)用木炭还原氧化铜的实验如图 3,回答下列问题:
①酒精灯加网罩的目的是 集中火焰,提高温度 。
②加热一段时间后,a 试管中发生反应的化学方程式为 ,b 试
管中观察到的现象是 澄清石灰水变浑浊 。 该实验证明了木炭具有 还原 性。
(5)在高温条件下,碳单质不仅能与金属氧化物反应,还能与非金属氧化物反应,请写出碳
与二氧化碳反应的化学方程式: ,该反应是 吸热 (填“放热”或
“吸热”)反应。
【任务二】认识 CO 和 CO2
2. CO 和 CO2 是碳的两种重要的化合物,同学们从以下不同角度对 CO 和 CO2 进行了学习。
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大
单
元
三
二
氧
化
碳
(1)宏观角度:CO2、CO 都由碳、氧两种元素组成,属于 氧化物 (填“单质”“氧化物”或
“有机物”);碳、氧元素的本质区别是 A (填字母序号)。
A. 质子数不同 B. 电子数不同
C. 中子数不同 D. 最外层电子数不同
(2)微观角度:CO 能燃烧,CO2 不能燃烧,造成它们化学性质不同的原因是 分子构成 不同。
(3)存在角度:CO2 是空气的成分之一;CO 不属于 (填“属于”或“不属于”)空气成分。
主题 2
探究 CO2 的性质、用途和转化
【任务一】探究二氧化碳的性质
3. 小组同学对二氧化碳的性质展开如下学习。
(1)三百多年前,人们发现一些洞穴内有一种能使燃着的木柴熄灭的气体,后来该气体被
证实是 CO2。 据此推测 CO2 具有的化学性质是 不燃烧也不支持燃烧 。
(2)二氧化碳可用于制备碳酸饮料。 打开碳酸汽水的瓶盖时汽水会自动喷出来。 这说明
CO2 在水中的溶解度与 压强 有关。
(3)向两个等体积且充满 CO2 的软塑料瓶中分别倒入等量的水和氢氧化钠溶液,旋紧瓶
塞后充分振荡。 回答下列问题:
①实验 1 中倒入水后的软塑料瓶能观察到的现象是 塑 料瓶变瘪 ,证明二氧化碳具有
能溶于水 的物理性质,若要证明二氧化碳能与水反应,应进行的操作是 提前向烧杯中
的水中滴加几滴紫色石蕊溶液(合理即可) ,充分振荡后观察到溶液变红,即可证明二氧化
碳能与水反应,该反应的化学方程式为 。
②实验 2 中倒入氢氧化钠溶液后观察到软塑料瓶的变瘪程度较实验 1 更大
,由此证明 氢
氧化钠与二氧化碳发生了反应 ,该反应的化学方程式为 。
③实验 3 中,将 CO2 通入澄清石灰水后产生的现象为 澄清石灰水变浑浊 ,该反应的化
学方程式为 。
【任务二】探究二氧化碳的用途
4. 下列不属于
∙∙∙
二氧化碳用途的是 ( B )
A. 灭火 B. 作燃料 C. 人工增雨 D. 生产汽水
【任务三】二氧化碳与其他物质间的相关转化
5. 以化合价为纵坐标、物质类别为横坐标所绘制的图像叫价类图。
如图为碳元素的价类图,回答下列问题:
(1)C 物质的化学式为 CO2 。
(2)图中 X 对应的物质类别是 盐 ,其用途是 作建筑材料
(或补钙剂等) ,CaCO3 转化为物质 C 的化学方程式为
。
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单
元
三
二
氧
化
碳
(3)D 的化学式为 H2CO3 ,能使紫色石蕊溶液变成 红 色。
(4)请写出 B 物质的一种用途: 作燃料(或用于冶炼金属等) 。
主题 3
学习制取二氧化碳的方法
6. 二氧化碳是初中化学继氧气之后的又一种重要的气体,该气体不但与日常生活联系密切,
且对地球生命具有重要意义。
Ⅰ. 工业制取二氧化碳的方法
工业上,采用煅烧石灰石(主要成分是 CaCO3)来制取二氧化碳,该反应的化学方程式为
,基本反应类型是 分解反应 。
Ⅱ. 实验室制取二氧化碳的方法
【任务一】探究二氧化碳的制取原理
(1)木炭与氧气燃烧的方法不适合用于实验室制取二氧化碳,理由是 得到
的二氧化碳不纯,不易收集 。
(2)利用如表中提供的试剂进行实验,记录实验现象。 请分析:
组别 试剂 实验现象
① 块状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率适中
② 块状石灰石和稀硫酸 产生气泡速率缓慢并逐渐停止
③ 碳酸钙粉末和稀盐酸 产生气泡速率很快
从制取和收集角度考虑,不选择第③组试剂的原因是 反应速率过快,不易收集 ,不选择
第②组试剂的原因是 稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙覆盖在石灰石表面,阻止反
应进行 。
【任务二】探究二氧化碳的制取装置
(3)(2024 青岛改编)化学小组用下图所示装置制取干燥、纯净的二氧化碳并验证其性质。
实验一 实验二
①实验一中用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳,反应的化学方程式为
,装置 A 中控制稀盐酸滴加速率的仪器名称是 分液漏斗 ,装置 C 中
的试剂是 浓硫酸 (填名称),装置 B 的作用是 。
②小组同学利用装置 D 验证二氧化碳的性质。 实验过程中,先观察到澄清石灰水变浑浊,
后观察到燃着的木条熄灭。 由此既可证明二氧化碳能与 碱 (填物质类别)反应,又可
推测二氧化碳的一条用途是 用于灭火 。 装置中干燥的紫色石蕊试纸不变红,湿润的紫
色石蕊试纸变红,可证明二氧化碳的化学性质是 二氧化碳能与水反应 。
③实验二中,t1 时小组同学将注射器 E 中的氢氧化钠溶液快速推入三颈烧瓶,t2 时再将注
射器 F 中的溶液快速推入,测得三颈烧瓶内的压强随时间变化的趋势如图像所示。
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三
二
氧
化
碳
实验三
a. 用化学方程式表示 bc 段压强减小的原因:
。
b. 注射器 F 中可能盛 HCl(合理即可) (填化学式)溶液。
c. ab 段和 de 段压强略微增大,都是由于 快速推入溶液,气体被压缩 造成的。
④进行实验三时,小组同学仅将实验二中的三颈烧瓶换成软塑料瓶,试剂及操
作均不变,推测出现的现象是 软塑料瓶先变瘪后恢复原状 。
主题 4
二氧化碳对生活和环境的影响
7. 广袤无际的自然界是一个碳的世界。 碳在自然界中的循环变化,对于生态环境有着极为
重要的意义。
Ⅰ. 自然界中的碳循环
(1)如图为“碳循环”的路径,自然界中存在“碳循环”。 这里的“碳”指的是 D (填字母
序号)。
A. 单质 B. 分子 C. 原子 D. 元素
(2)观察图示,大气中 CO2 的吸收途径: 植物的光合作用(合理即可) 。 因为“碳循环”的
存在,大气中二氧化碳含量相对稳定。
Ⅱ. 大气中二氧化碳对生活的影响
结合“碳循环”图可知,化石燃料的过度使用、森林面积的减少、人类活动的影响等,造
成大气中二氧化碳的含量增大。 二氧化碳不能供给呼吸,当空气中二氧化碳含量超过正
常含量时,会对人体健康产生影响。
(3)如下两表为二氧化碳对人体健康的影响和某次蜡烛燃烧的实验记录。
表 1 二氧化碳对人体健康的影响
空气中 CO2 的体积分数 / % 对人体健康的影响
3 使人呼吸急促
10 使人丧失知觉、呼吸停止,以致死亡
表 2 蜡烛燃烧实验记录
空气中 CO2 的体积分数 / % 0. 03 1 5 10 20
蜡烛燃烧现象 正常燃烧 正常燃烧 正常燃烧 燃烧不旺 熄灭
根据两表中信息分析,下列说法正确的是 A (填字母序号)。
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单
元
三
二
氧
化
碳
A. 教室或人群密集的地方要经常开窗通风
B. 二氧化碳是一种有毒气体
C. 能使蜡烛正常燃烧的地窖或深井可以进入
(4)大气中二氧化碳含量过高造成的温室效应加剧会导致全球气候变暖,产生很多危害,
下列说法错误
∙∙
的是 D (填字母序号)。
A. 全球变暖导致两极冰川融化,海平面升高
B. 全球变暖使土地沙漠化,造成农业减产
C. 全球变暖会导致暴雨等极端天气事件频繁发生
D. CO2 不但会导致温室效应,还是形成酸雨的主要物质
主题 5
二氧化碳的捕集、利用与封存
8. 二氧化碳与人类的生产、生活息息相关,有很多重要的用途。 兴趣小组同学对有关“碳减
排的方法”展开以下学习活动。
(1)我国承诺在 2030 年前实现“碳达峰”,“碳达峰”中的“碳”指的是 ( D )
A. 碳原子 B. 碳元素 C. 一氧化碳 D. 二氧化碳
(2)【碳封存】二氧化碳封存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。
①从微观角度分析二氧化碳易被压缩的原因: 二氧化碳分子间有间隔(或气体分子间间
隔大) 。
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。 二氧化碳需要干燥的原因是
(用化学方程式解释)。
(3)【碳利用】2023 年 9 月 23 日第 19 届亚运会在杭州开幕,回收 CO2 和 H2 催化反应合成
绿色甲醇( CH3OH) 作为主火炬燃料。 生产绿色甲醇消耗的 CO2 = (填“ >” “ = ”或
“<”)甲醇燃烧生成的 CO2,使得 CO2 的净排放为零。
(4)【碳捕捉】从烟气中捕获二氧化碳能有效减少碳排放。
某工厂用热钾碱法吸收二氧化碳的主要流程如右图。
①吸收塔中发生化合反应生成 KHCO3,反应的化学
方程式为 。
②冷凝器中发生的变化属于 物理 (填“物理”或
“化学”)变化。
9. 【实验室对二氧化碳吸收的探究】(2024 湖南改编)2024 年 5 月 1 日,我国利用船舶加装的碳捕
捉系统回收首罐液态二氧化碳的卸船,标志着远洋航行船舶从燃油消耗到二氧化碳回收
利用形成闭环。 同学们对“二氧化碳回收利用形成闭环”非常感兴趣,开展有关二氧化碳
的项目式学习。
任务 1:调查空气中二氧化碳含量增加的原因
(1)同学们调查到空气中二氧化碳含量增加的原因有很多,你认为有 化石能源的燃烧(合
理即可) (写一种即可)。
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氧
化
碳
任务 2:讨论使空气中二氧化碳含量减少的方法
(2)同学们讨论了使空气中二氧化碳含量减少的方法,知道低碳生活方式可以减少二氧化
碳排放,你的一种低碳生活方式是 节能出行(合理即可) 。 有同学想到二氧化碳能使澄
清石灰水 变浑浊 (填实验现象),补充了可以利用碱溶液或水吸收二氧化碳。
任务 3:探究实验室中不同试剂吸收二氧化碳的效果
实验室提供 4 种试剂:水、饱和石灰水、质量分数为 0. 165%的 NaOH 溶液、质量分数为
40%的 NaOH 溶液。
【提出问题】上述 4 种试剂吸收二氧化碳的效果如何?
【查阅资料】①室温下,饱和石灰水中氢氧化钙的质量分数约为 0. 165%;②利用压强传感
器及信息处理终端可将实验数据进行记录、呈现和分析。
【进行实验】
步骤 1:各装置气密性良好(夹持装置已省略),同学们用 4 个 250
mL 烧瓶集满纯净的二氧
化碳气体。
步骤 2:用 4 支注射器分别取 60
mL 上述提供的 4 种试剂,将烧瓶分别连接压强传感器和
注射器(如图 1 所示)。
图 1 图 2
步骤 3:待烧瓶内气压平稳后,迅速将 4 支注射器内试剂分别全部注入相对应的烧瓶中,关
闭止水夹,观察压强变化。 一段时间后,振荡烧瓶,继续观察压强变化。 小组合作完成实
验,并展示烧瓶内压强随时间变化的曲线图(如图 2 所示)。
【分析讨论】
(3)根据 40%NaOH 溶液对应的曲线,分析 t1 ~ t3 时间段曲线变化的原因是
。
【得出结论】
(4)结合图 2 数据,从压强和吸收效果两个角度对比分析,得到的结论是 相同条件下,浓
度越大,吸收效果越好,CO2 吸收得越完全 。
任务 4:形成二氧化碳闭环的意识
(5)在老师指导下,知道上述实验中 40%NaOH 溶液吸收二氧化碳后,氢氧化钠有剩余。
为了达到零碳排放和对环境无污染,形成二氧化碳闭环的意识。 现处理上述实验中
40%NaOH 溶液吸收二氧化碳后的液体,你设计的实验方案是
。
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参考答案·广西化学
大
单
元
培
优
练
色固体 (5)发出白光 缓慢 使木炭与氧气充分反应
澄清石灰水变浑浊 二氧化碳(或 CO2) (6)淡蓝 无
色液滴
验纯(或检验纯度) (7)利:粮食发酵酿酒;弊:食物腐败
(合理即可) 【反思与总结】氧气的浓度
4. (1)光能(或太阳能) (3)分离液态空气 沸点 物理
(4)分子间的间隔发生变化 (5)长颈漏斗 (6)2KMnO4
△
K2 MnO4 +MnO2 +O2 ↑
防止冷凝水流至热的试管底
部,避免试管炸裂 防止加热时试管内的粉末状物质进入
导管 (7)形成液封,防止生成的气体从长颈漏斗逸出
2H2 O2
MnO2
2H2 O+
O2 ↑ (8)不易溶于水 导管撤出
水面 集气瓶瓶口有大气泡往外冒出 开始收集时集气
瓶中未装满水(或未等气泡连续均匀地放出就开始收集,
合理即可) (9)③ (10)将带火星的木条放在集气瓶瓶
口,若木条复燃,证明氧气已集满 (11)2H2O
通电
2H2 ↑+
O2 ↑ (12)2 ∶1 (13) ①小于 ②将带火星的木条插入
集气瓶中,若木条复燃,则收集的气体为富氧空气
(14)①45. 1% ②铁粉量不足,导致供给的热量不足(合
理即可) ③铁粉燃烧的生成物成为了该反应的催化剂(合
理即可)
5. (1)2H2O2
MnO2
2H2O+
O2↑ 分解反应 AB (2)AB
(3)生成的氢氧化钙微溶于水,会包裹在过氧化钙表面,
从而使反应速率减慢(合理即可) (4)氢氧化钠具有较
强的腐蚀性(或过氧化钙与水反应速率缓慢,利于持续产
生氧气,合理即可) (5)根据温度的变化,精确提供鱼类
生存所需的氧气(合理即可) (6)温度升高,水中的溶氧
量减少
6. C 7. A
8. D 【解析】过氧化氢在二氧化锰作催化剂条件下分解生
成氧气,碳在氧气不充足条件下点燃生成一氧化碳,可以
转化,A 正确;氯酸钾受热分解为氯化钾和氧气,铜在氧气
中加热生成氧化铜,可以转化,B 正确;水通电会分解生成
氧气,氧气和铝常温下反应生成氧化铝,可以转化,C 正
确;高锰酸钾在加热条件下分解生成氧气,但氧气不能一
步转化为氢氧化钠,D 错误。
9. (1)轻度污染 (2)刷漆(合理即可) 太阳能转化为电能
(3)二氧化硫(合理即可) (4)品红溶液 品红溶液褪色
(5)节约用电(合理即可)
10. (1)B (2)温度达到可燃物的着火点 (3)a、c
(4)①使丁烷接触到充足的氧气(或空气) ②丁烷的沸
点低,易气化,易被点燃(合理即可) ③远离火源(合理
即可)
(5)增大木柴与氧气的接触面积 增大氧气的量
(6)
(7)D (8)B
大单元三 二氧化碳
大单元物质转化
①3C+2Fe2 O3
高温
4Fe+3CO2 ↑(合理即可)
②2C+O2
点燃
2CO(合理即可)
③CO+
CuO
△
Cu+CO2(合理即可)
④C+CO2
高温
2CO
⑤H2 O+CO2 H2 CO3
⑥H2 CO3 H2 O+CO2 ↑
⑦2NaOH+CO2 Na2 CO3 +H2 O
⑧2HCl+Na2 CO3 2NaCl+H2 O+CO2 ↑(合理即可)
⑨Ca(OH) 2 +Na2 CO3 CaCO3 ↓+2NaOH(合理即可)
⑩Ca(OH) 2 +CO2 CaCO3 ↓+H2 O
2HCl+CaCO3 CaCl2 +H2 O+CO2 ↑(合理即可)
大单元主题训练
1. (1)6 二(或 2) (2) A 碳原子排列方式不同 (3) ①
C ②碳的化学性质稳定 ③吸附 (4) ①集中火焰,提
高温度 ②C+2CuO
高温
2Cu+CO2 ↑ 澄清石灰水变浑
浊 还原
(5)C+CO2
高温
2CO 吸热
2. (1)氧化物
A (2)分子构成 (3)不属于
3. (1)不燃烧也不支持燃烧
(2)压强
(3)①
塑料瓶变瘪 能溶于水 提前向烧杯中的水中滴
加几滴紫色石蕊溶液(合理即可) H2 O+CO2 H2 CO3
②氢氧化钠与二氧化碳发生了反应 2NaOH+ CO2
Na2 CO3 +H2 O
③澄清石灰水变浑浊 CO2 + Ca ( OH) 2 CaCO3 ↓ +
H2 O
4. B
5. (1)CO2 (2)盐 作建筑材料(或作补钙剂等) CaCO3 +
2HCl
CaCl2 +H2 O+CO2 ↑(合理即可) (3) H2 CO3
红 (4)作燃料(或用于冶炼金属等)
6. Ⅰ. CaCO3
高温
CaO+CO2 ↑ 分解反应 Ⅱ. (1)得到的
二氧化碳不纯,不易收集 (2)反应速率过快,不易收集
稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙覆盖在石灰石表
面,阻止反应进行 (3) ①CaCO3 +2HCl
CaCl2 +H2 O+
CO2 ↑ 分液漏斗 浓硫酸 除去 CO2 中混有的 HCl 气
体 ②碱 用于灭火 二氧化碳能与水反应 ③a. CO2 +
2NaOH
Na2 CO3 +H2 O b. HCl(合理即可) c. 快速
推入溶液,气体被压缩 ④软塑料瓶先变瘪后恢复原状
7. (1)D (2)植物的光合作用(合理即可) (3)A (4)D
8. (1)D (2) ①二氧化碳分子间有间隔(或气体分子间间
隔大) ②H2 O+CO2 H2 CO3 (3)= (4) ①K2 CO3 +
H2 O+CO2 2KHCO3 ②物理
9. (1)化石能源的燃烧(合理即可) (2)节能出行(合理即
可) 变浑浊 ( 3) t1 ~ t2 时间段,溶液与 CO2 气体反应
(吸收 CO2),导致压强减小,t2 时刻振荡烧瓶,加快反应速
率,t2 ~ t3 时间段压强减小速率加快 (4)相同条件下,浓
度越大,吸收效果越好,CO2 吸收得越完全 (5)沉淀法:
向溶液中加入适量的氯化钙(或其他可溶性钙盐),使碳
酸钠与钙离子反应生成碳酸钙沉淀。 通过过滤,将碳酸钙
沉淀从溶液中分离出来,从而实现对碳酸钠的去除,而不
会排放 CO2(合理即可)
大单元四 水
大单元物质转化
①2H2 O2
MnO2
2H2 O+O2 ↑
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