模块1 主题5 碳单质及碳的氧化物(课件PPT)-【学本课堂】2025年中考化学讲义(重庆专用)
2025-05-06
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教辅
内容正文:
模块一 物质的性质与应用
主题五 碳单质及碳的氧化物
《学本课堂》
2025重庆化学
1
目
录
1
考情分析
2
课前自测
3
知识宝典
4
重点实验
5
真题演练
考点综述
考情分析
01
3
考点 三年考频 考情分析 2024年考查情况
碳单质的
性质及用途 ★★☆ 常以选择题、填空题的形式出现,主要考查点有:①碳单质的种类;②碳的化学性质;③几种碳单质的物理性质;④碳单质的用途 A卷题18
B卷题15、20
CO2的性
质和用途 ★★★ 常以选择题、填空题形式出现,主要考查点有:①CO2的物理性质和化学性质;②CO2的用途 A卷题21
B卷题14、15、23
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考点 三年考频 考情分析 2024年考查情况
CO2的制取 ★★★ 主要以填空题形式出现,选择题中也会涉及,有单独考查和综合考查两种命题形式,主要考查的内容有:①仪器的识别;②实验室制取CO2的原理(化学方程式的书写);③实验药品的选择,实验装置的选择、改进及评价;④CO2的检验与验满 A卷题22
B卷题23
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考点 三年考频 考情分析 2024年考查情况
CO的性
质和用途 ★★★ 常以选择题和填空题的形式出现,主要考查点有:①CO的物理性质;②CO的化学性质(还原性);③CO的用途 A卷题19
B卷题15
CO2对生活和
环境的影响 ★★☆ 常以选择题和填空题的形式出现,主要考查点有:①温室效应与温室气体;②判断“低碳”与“节能减排”的对象;③做灯火试验;④CO2不属于空气污染物 A卷题5、14
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02
7
回归教材
1.金刚石与石墨物理性质差异很大的原因是______________________。
2.碳单质的化学性质:①常温下,化学性质____________;②可燃性;③高温下,能与大多数金属氧化物反应。
3.二氧化碳的性质及用途:
(1)利用______________________________________________的性质,可用于灭火。
(2)利用________________________的性质,作制冷剂、冷藏食物、人工增雨、舞台制景。
碳原子的排列方式不同
不活泼
CO2不能燃烧,一般也不支持燃烧且密度比空气大
干冰升华要吸收热量
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(3)利用___________________________________的性质,作温室里的气体肥料。
(4)利用_________________________________________________的性质,制汽水。
(5)能与碱反应:______________检验二氧化碳,___________________吸收二氧化碳。
4.一氧化碳的性质:(1)通常情况下,一氧化碳的密度比空气__________,________溶于水。(2)可燃性。(3)能与大多数金属氧化物反应。(4)毒性。
CO2能参与绿色植物的光合作用
CO2能溶于水、加压其溶解能力增强且与水反应
澄清石灰水
氢氧化钠溶液
略小
难
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小试牛刀
1.(2024·长沙)物质的性质决定物质的用途。下列含碳物质中,常用于去除冰箱、汽车中异味的是( )
A.活性炭 B.金刚石
C.石墨 D.C60
A
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2.(2024·云南)下列有关碳及其化合物的说法错误的是( )
A.CO可用于冶炼金属
B.CO和CO2不能相互转化
C.用墨绘制的画能保存长时间不变色
D.干冰升华吸收大量的热,可用作制冷剂
B
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03
知识清单
1.金刚石、石墨和C60的物理性质及用途
知识点 碳单质的性质及用途
1
金刚石 石墨 C60
物理
性质 无色透明的固体,天然存在的__________的物质 灰黑色、有金属光泽的固体,质地很________,有__________感,熔点高,有优良的__________性能 硬度小于金刚石,大于石墨,有弹性,不导电
最硬
软
滑腻
导电
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知识点6
金刚石 石墨 C60
用途 装饰品、用来裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属,以及装在钻探机的钻头上,钻凿坚硬的岩层等 用作铅笔芯、润滑剂、电极等 广泛应用于超导、催化、 医学及能源等领域
结构模型
物理性质存在
差异的原因 碳原子排列方式不同
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(1)木炭、活性炭、焦炭和炭黑的主要成分也是碳单质。
①木炭:具有疏松多孔的结构,具有吸附能力,可用来吸附色素和异味。
②活性炭:吸附作用比木炭强,常用于防毒面具、制糖工业脱色制白糖、冰箱除臭剂、吸附装修产生的有害气体、净水剂等。
(2)金刚石与石墨的相互转化是化学变化。
(3)“碳”和“炭”的区别:
写作“碳”一般指非金属元素——碳,或含有碳元素的物质,如二氧化碳。写作“炭”的时候一般指无定形的碳,如木炭、活性炭等。
温
馨
示
提
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2.碳的化学性质
化学性质 用途
稳定性 常温下,碳的化学性质____________(碳原子最外层有_______个电子) 制作墨汁等,书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色
可燃性 (1)充分燃烧:___________________(填化学方程式,下同)
(2)不充分燃烧:___________________ 可作为燃料
不活泼
4
C+O2CO2
2C+O22CO
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化学性质 用途
与某些
氧化物
反应 (1)木炭还原氧化铜:___________________________
现象:________色固体逐渐变成________色,澄清石灰水变__________
(2)焦炭还原氧化铁:_____________________________
(3)CO2通过炽热的炭层:____________________(吸热反应) (1)(2)可用于冶炼金属
C + 2CuO2Cu + CO2↑
黑
红
浑浊
3C + 2Fe2O34Fe +3CO2↑
C + CO22CO
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1.二氧化碳的物理性质
通常状况下,二氧化碳是一种________色、________臭的气体,密度比空气________,________溶于水。
知识点 二氧化碳的性质及用途
2
无
无
大
能
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2.二氧化碳的性质实验
(1)“倾倒二氧化碳”的实验
实验图 实验现象 解释与结论
下层蜡烛比上层蜡烛先熄灭 蜡烛熄灭说明 CO2不能燃烧,也不支持燃烧;下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭,说明 CO2 的密度比空气大
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(2)“二氧化碳的溶解性”的实验
实验图 实验现象 解释与结论
塑料瓶变瘪 部分CO2溶于水中,使瓶内气体体积减小,压强变小,在外界大气压的作用下,塑料瓶变瘪
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(3)“二氧化碳与水反应”的实验
注:纸花用紫色石蕊溶液浸泡,并干燥。
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实验 (Ⅰ) (Ⅱ) (Ⅲ) 吹干第Ⅲ朵花
现象 纸花不变色 纸花不变色 纸花由紫变红 纸花由红变紫
分析 水不能使石蕊变红 CO2不能使石蕊变红 CO2与水反应生成了酸,酸使石蕊变红 H2CO3不稳定, 受热易分解
结论 CO2与水反应的化学方程式为_________________________;碳酸很不稳定,易分解,化学方程式为____________________________
H2O+CO2H2CO3
H2CO3 H2O+CO2↑
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(4)“二氧化碳与澄清石灰水反应”的实验
实验图 实验现象 解释与结论
澄清石灰水变浑浊 CO2与氢氧化钙发生反应,生成了白色的碳酸钙沉淀,CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O (该反应可用来检验 CO2 )
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3.二氧化碳的用途
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知识点 二氧化碳的制取
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知识点 一氧化碳的性质及用途
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(1)家用煤气中掺入微量具有难闻气味的气体,防止一氧化碳中毒。
(2)煤炉上放一壶水不能防止一氧化碳中毒。
(3)冬季用煤等含碳燃料取暖时,一定要保持室内通风,防止CO中毒。
(4)如果发生CO中毒,轻度的应呼吸大量新鲜空气,严重的要立即送到医院进行救治。
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一氧化碳和二氧化碳的对比
知识点 一氧化碳和二氧化碳的综合考查
5
CO2 CO
物理性质 相同点 标准状况下,无色、无臭的气体
不同点 密度比空气大,能溶于水 密度比空气略小,难溶于水
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CO2 CO
(写出涉及的反应方程式)
化学性质 一般情况下,既不燃烧,也不支持燃烧 有可燃性:___________________
能与水反应,生成碳酸:________________________ 有毒性,能与人体内血红蛋白结合使人中毒
能与碱溶液反应,鉴别二氧化碳:______________________
___________________ 有还原性,还原氧化铜:_________________________
2CO+O22CO2
CO2+H2OH2CO3
CO2+Ca(OH)2
CaCO3↓+H2O
CuO+COCu+CO2
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1.自然界中CO2的循环
知识点 CO2对生活和环境的影响
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CO2本身没有毒性,但不能供给呼吸。当空气中的二氧化碳超过正常含量时,会对人体健康产生影响。因此,在人群密集的地方应该注意通风换气。
进入久未开启的地窖、山洞、干涸的枯井之前必须做灯火试验,防止发生意外事故。
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2.温室效应(能产生温室效应的气体除___________外,还有臭氧、甲烷、氟氯代烷等):
化石燃料的过度使用、森林不断减少
↓
温室效应增强,全球气候变暖
↓
危害:可能导致两极的冰川融化,使海平面升高,淹没部分沿海城市;使土地沙漠化,农业减产等
CO2
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↓
防治措施:
(1)减少使用煤、__________和天然气等化石燃料。
(2)更多地利用太阳能、风能、地热能等清洁能源。
(3)大力植树造林,严禁乱砍滥伐森林等,提倡“低碳”生活(“低碳”指降低___________的排放)。
(4)采用物理或化学方法,人工吸收CO2等。
石油
CO2
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3.低碳生活
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建 构 模 型
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类 比 迁 移
1.SO2的性质与CO2性质相似,SO2也能使澄清石灰水变浑浊,该反应的化学方程式为_________________________________________。
2.“尾气催化转换器”将汽车尾气中有毒的CO和NO气体转化为两种无毒气体排放,该反应的化学方程式为____________________________。
SO2 + Ca(OH)2 CaSO3↓+ H2O
2CO + 2NO2CO2 +N2
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要 点 辨 析
下列说法中正确的是____________________(填序号)。
(1)金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质,其性质相同。
(2)金刚石和石墨物理性质有很大差异,是因为碳原子的结构不同。
(3)石墨转化为金刚石属于化学变化。
(4)所有碳单质燃烧只生成二氧化碳。
(5)CO2易与血液中的血红蛋白结合引起中毒。
(6)CO2可用作气体肥料。
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(7)紫色石蕊溶液遇CO2会变成蓝色。
(8)CO2能灭火,故能使燃着的木条熄灭的气体一定是CO2。
(9)实验室常用石灰石与稀硫酸制备CO2。
(10)用排水法收集CO2时,要等到导管口有连续且均匀的气泡产生才开始收集。
(11)在煤炉上放一壶水就能防止一氧化碳中毒。
(12)C和CO还原氧化铜的反应都是置换反应。
(13)CO2和CO的组成元素相同,在一定条件下可以相互转化。
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(14)用点燃的方法可以除去CO2中混有的少量CO。
(15)CO2和CO都属于非金属氧化物,都可以与氢氧化钠反应。
(16)CO、CO2的排放是导致酸雨的原因。
(17)CO2引起的温室效应有过且无功。
(18)“低碳”生活就是降低CO2气体的排放。
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要 点 辨 析
下列说法中正确的是____________________(填序号)。
(1)金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质,其性质相同。
(2)金刚石和石墨物理性质有很大差异,是因为碳原子的结构不同。
(3)石墨转化为金刚石属于化学变化。
(4)所有碳单质燃烧只生成二氧化碳。
(5)CO2易与血液中的血红蛋白结合引起中毒。
(6)CO2可用作气体肥料。
(3)(6)(13)(18)
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经典例题
典例 1
(改编)某同学在实验室制取二氧化碳的发生和收集装置如图所示。下列说法不正确的一项是( )
A.长颈漏斗可用来添加稀盐酸
B.可选用大理石和稀硫酸制取CO2
C.收集CO2的导管应伸入集气瓶底部
D.先将水注入锥形瓶液封,再检查气密性
B
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【思路点拨】
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下列物质鉴别或除杂方法正确的是( )
A.用水鉴别二氧化碳和一氧化碳
B.用氢氧化钠溶液除掉一氧化碳中混有的二氧化碳
C.用干燥的紫色石蕊试纸鉴别二氧化碳和一氧化碳
D.二氧化碳中混有的一氧化碳可用灼热的铜除掉杂质
典例 2
B
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【思路点拨】
物质鉴别时,找到两者的性质差异是解题的核心,解决除杂问题时,抓住除杂质的必需条件(加入的试剂只与杂质反应,反应后不能引入新的杂质)是正确解题的关键。
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1.CO和CO2的鉴别方法
鉴别方法 实验现象
CO2 CO
(1)分别通入澄清石灰水中 变浑浊 无明显现象
(2)分别通入紫色石蕊溶液中 溶液变红 无明显现象
(3)分别用燃着的木条去点燃 燃着的木条熄灭 气体燃烧产生蓝色火焰
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鉴别方法 实验现象
CO2 CO
(4)分别通过灼热的氧化铜 无明显现象 黑色粉末逐
渐变为红色
(5)用质地较软的塑料瓶分别装满两种气体,再分别加入 1/3 体积的水,盖紧瓶盖后振荡 软塑料瓶变瘪 无明显现象
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2.混合气体的除杂方法
物质(括号内为杂质) 除杂方法 化学方程式
CO2(CO) 通过足量灼热的CuO CO+ CuOCu + CO2
CO(CO2) 通入足量的NaOH溶液中 CO2 + 2NaOHNa2CO3 + H2O
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3.CO和CO2的分离
实验装置 实验步骤 实验原理
先关闭 b,再打开 a CO2+2NaOH Na2CO3+H2O
一段时间后,关闭 a,打开b Na2CO3+H2SO4Na2SO4+H2O+CO2↑
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考点综述
重点实验
04
木炭还原氧化铜
1.实验原理:以碳单质还原CuO冶炼金属铜,主要原理的化学反应方程
式为_________________________。
2.实验装置:
C+2CuO2Cu+CO2↑
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重点实验
3.实验步骤:把刚烘干的木炭粉和氧化铜粉末混合均匀(以增大它们的接触面积,使反应更充分),小心地铺放在试管中,并将试管固定在铁架台上,将导管伸入装有足量澄清石灰水的试管中。用酒精灯(可加金属网罩以使火焰集中并提高温度,最好使用酒精喷灯)加热混合物几分钟。然后先撤出导管,用弹簧夹夹紧乳胶管,再熄灭酒精灯(防止液体倒吸进入热的试管中,引起试管炸裂),待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。
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重点实验
4.实验现象:高温加热的试管里有__________物质生成,澄清石灰水变__________。
5.实验结论:
(1)木炭与氧化铜反应生成了铜和二氧化碳。
(2)氧化铜发生了还原反应。
红色
浑浊
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【特别提醒】①刚开始加热时,澄清石灰水中有气泡产生,但澄清石灰水未变浑浊,其原因是刚开始加热时,试管中的空气受热膨胀,逸出试管,而此时碳与氧化铜没有发生反应,所以澄清石灰水中有气泡产生但未变浑浊。
②若试管①中红色固体又变成黑色,其原因是热的金属铜与空气中的氧气反应又生成黑色的氧化铜。
③反应开始的标志是试管①中黑色固体开始变红;反应结束的标志是试管②中不再有气泡冒出。
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重点实验
6.实验拓展:
(1)该反应中氧化铜失去氧,发生还原反应。
(2)冷却后,试管①中减少的固体质量等于生成气体的质量。
(3)若要使氧化铜全部转化为铜,应确保加入的碳与氧化铜的质量比大于3∶40。
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重点实验
(1)图1中,在酒精灯上加网罩的目的是为了使火焰集中,提高温度,最好使用图2中的酒精喷灯。
(2)停止加热时,用弹簧夹夹紧胶皮管,待试管①冷却后再把试管里的粉末倒出,这样操作的原因是防止灼热的铜被氧化。
温
馨
示
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重点实验
某小组用W形管探究C还原CuO后的气体产物。
(1)按照配比,混合相应质量的C粉和CuO粉末,并充分混合、研磨。
x=________g。
典例 3
编号 粉末① 粉末② 粉末③
C原子与O原子个数比 1∶2 1∶1.5 1∶1
C粉质量 1g 1g 1g
CuO质量 13.3g x 6.7g
10
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(2)实验探究1:
步骤1:如图a,称取0.4g研磨均匀后的粉末①装入A处,B处放入1mL澄清石灰水,用金属网罩罩住酒精灯加热。一段时间后,A处粉末变成红色,B处澄清石灰水变浑浊。请写B处反应的化学方程式:__________________________________。
CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
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步骤2:分别用粉末②、粉末③重复上述实验,一段时间后,均出现A处粉末变成红色,B处澄清石灰水变浑浊。
根据上述实验结果可以得出的实验探究1的结论是___________________
______________________。
产物中含有二氧化碳
C还原CuO后的气体
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(3)实验探究2:探究CuO与C反应能否生成CO
步骤1:如图b,W形管B1处放入0.2g氧化铜粉末,凹槽A1处不放试剂。点燃酒精灯,并对B1处固体加热5分钟,无明显现象。
步骤2:另取W形管,取0.4g粉末①装入A2处。从另一端放入0.2g氧化铜粉末于B2处,加热5分钟,发现B2处CuO无明显变化。
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步骤3:分别用粉末②、粉末③重复上述实验,加热5分钟,发现B2处CuO变成红色。
实验探究2中,步骤1的目的是____________________________________
_______________。
证明高温条件下,空气中的物质不能将氧
化铜还原成铜
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(4)进一步用仪器测量实验探究2产生的气体,得到以下图像:
①请问用粉末③进行实验时产生的气体对应曲线为________(填序号)。
②从定量角度分析,C还原CuO生成CO的含量增加的原因可能是______________。
A
碳粉过量
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05
1.(2024·重庆B卷)CO2的捕集和利用是我国能源领域的重要战略方向。如图是CO2的捕集与转化示意图,有关说法正确的是( )
A.FeO可以循环使用
B.反应Ⅰ属于置换反应
C.反应Ⅱ固体质量增加
D.铁的氧化物之间转化的条件相同
A
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2.(2019·重庆B卷)下列有关碳及其化合物的说法错误的是( )
A.CO2的水溶液使石蕊显红色
B.干冰用于人工增雨
C.紧闭门窗用木炭烤火易使人中毒
D.金刚石导电性能良好
D
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3.(2021·重庆A卷)实验室制取二氧化碳的部分操作如图所示,其中错误的是( )
A.检查气密性 B.仪器连接
C.加入试剂 D.收集气体
C
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4.(2020·重庆B卷)碳及其部分化合物的转化关系如图所示,其中X、Y表示转化中的另一种反应物。下列说法错误的是( )
A.X可以是单质或氧化物
B.反应①中CO一定发生了氧化反应
C.Y可以是CaCl2溶液
D.打开碳酸饮料瓶盖时会发生反应②
C
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5.(2022·重庆A卷节选)我国承诺:2030年实现“碳达峰”,2060年达到“碳中和”,体现大国担当。丁仲礼院士认为“碳中和”是让人为排放的CO2,被人为努力和自然过程所吸收。
(1)碳排放——如图所示,动植物呼吸________(填“能”或“不能”)释放CO2。
(2)碳中和——自然吸收:CO2的自然吸收途径有__________(填序号)。
能
④⑥
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6.(2020·重庆A卷)二氧化碳的制取与性质是初中化学实验的重要内容,根据下图回答问题。
(1)仪器a的名称是__________。
(2)实验室用石灰石与稀盐酸反应制取CO2,应该选择的发生装置是________(填序号)。
试管
②
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(3)③中,若X为澄清石灰水,则③中可以观察到的现象是____________
_______。若X是水,④中能观察到紫色石蕊试纸变红,若④中紫色石蕊试纸没有变红,则X可能是_____(填序号)。
A.NaOH溶液
B.CaCl2溶液
C.浓硫酸
D.稀盐酸
澄清石灰水
AC
变浑浊
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7.(2017·重庆B卷)某同学设计了如图所示的装置,用于实验室制取CO2并对它的部分性质进行探究,按要求答题。
(1)仪器m的名称是____________,图A中发生反应的化学方程式为_________________________________________。
锥形瓶
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
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(2)若要图B中的两个气球悬浮在空气中,则气体甲可能是_______(填序号)。
a.空气 b.氧气 c.氢气
(3)往图C中的试管通入CO2,当出现__________________的现象,表明石灰水的溶质刚好完全沉淀。
c
红色恰好消失
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(4)向图D中的软塑料瓶中倒入一定量的NaOH溶液,迅速拧紧瓶盖、振荡,可观察到瓶子变瘪。若使软塑料瓶恢复原状,可用注射器向瓶中注入过量的____________________(填试剂名称)充分反应即可,反应完成后瓶中溶液的溶质是________________________________________(填化学式)。
盐酸(或稀硫酸)
NaCl和HCl(或Na2SO4和H2SO4)
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请完成《精练本》 “主题集训5” 第9~10页练习
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