内容正文:
专题10 碳和碳的氧化物
4大高频考点概览
考点01 碳单质
考点02 碳的氧化物
考点03 实验室制取二氧化碳
考点04 跨学科实践活动——碳中和等
地 城
考点01
碳单质
1.(24-25九上·福建厦门·期末)下列劳动项目涉及的相关解释错误的是
选项
劳动项目
相关解释
A
将米饭发酵制成米酒
发酵过程发生缓慢氧化
B
用碳素墨汁书写春联
碳在常温下化学性质活泼
C
将衣服晾晒在阳光下
温度越高,分子运动越快
D
用干冰营造云雾舞台效果
干冰升华吸收大量的热
A.A B.B C.C D.D
2.(24-25九上·福建厦门·期末)下列对化学基本观念的认识正确的是
A.微粒观:构成氯化钠的微粒是氯化钠离子
B.分类观:过氧化氢和高锰酸钾都属于氧化物
C.结构观:金刚石坚硬而石墨质软,是由于碳原子排列方式不同
D.能量观:化学反应过程伴随着能量变化,有能量变化的过程都发生化学变化
3.(23-24九上·福建三明·期末)我国科学家成功合成全新的C10和C14两种碳分子材料,如下图。下列有关C10和C14的说法不正确的是
A.原子排列方式不同
B.构成的分子不同
C.在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳
D.都属于新型化合物
4.(23-24九上·福建厦门·期末)劳动创造美好生活。下列对劳动项目相关内容的解释,错误的是
选项
劳动项目
解释
A
用装有金刚石的玻璃刀将玻璃裁割成块
金刚石硬度大
B
用碳素墨汁书写春联,字迹不易褪色
常温下碳的化学性质稳定
C
给自行车打气,大量空气被压缩进轮胎
气体分子本身变小
D
将衣服晾晒在阳光下,衣服易干
温度越高,分子运动速率越快
A.A B.B C.C D.D
5.(22-23九上·福建三明·期末)石墨烯可看作将石墨的层状结构一层层剥开得到的单层碳原子,是目前世界上最薄、最坚硬和超强导电性能的新型材料;一定条件下,将氢气加入到石墨烯中,可得到具有绝缘特性的新材料石墨烷【(CH)n】。下列说法错误的是
A.石墨烯和石墨烷的导电性不同
B.石墨烯属于单质,石墨烷属于化合物
C.石墨烷中碳元素与氢元素的质量比为12:1
D.石墨烯和石墨烷在氧气中燃烧的产物都只有CO2
6.(22-23九上·福建三明·期末)碳和氧化铜的混合物在一定条件下反应,质量变化情况如下图。下列判断错误的是
A.M点对应的固体物质只有两种
B.N点对应的固体中可能还含有黑色物质
C.反应后产生气体的总质量为(a-b) g
D.0~t min内,固体中铜元素的质量分数不断增大
7.(22-23九上·福建龙岩新罗区·期末)多角度认识化学反应是重要的化学素养。分析下列化学反应,所得结论错误的是
①2C+O22CO;②C+O2CO2;③2CO+O22CO2
A.碳、一氧化碳和天然气一样都可作燃料
B.C→CO→CO2的转化只能通过与O2反应来实现
C.相同反应物质量比例不同时生成物可能不同
D.上述反应都是化合反应且生成物都是氧化物
8.(22-23九上·福建漳州·期末)以下实验方法不合理的是
选项
实验目的
实验方法
A
鉴别炭粉和氧化铜
分别在空气中灼烧
B
区别蒸馏水和双氧水
取样,加少量二氧化锰
C
检验氢气的纯度
把带火星木条伸入集气瓶
D
除去CO2中少量CO
将混合气体通过灼热的氧化铜
A.A B.B C.C D.D
9.(24-25九上·福建福州·期末)跨越时空的“碳”索之旅。
Ⅰ、“碳”寻文物
(1)用墨书写的“里耶秦简”距今两千多年,秦简上文字清晰可见,说明常温下碳单质化学性质 (填“稳定”或“活泼”)。
Ⅱ、“碳”索燃烧
(2)东汉《说文》:“炭…寒月供然火取暖者,不烟不焰…”。碳燃烧的现象是______(填标号)。
A.发光放热 B.产生蓝色火焰 C.生成二氧化碳
(3)分析下表,说明促进含碳燃料充分燃烧的意义: 。
1g碳
产物
释放热量/kJ
完全燃烧
32.8
不完全燃烧
9.2
Ⅲ、“碳”索冶金
(4)实验室模拟古代火法炼铜装置如图。
①实验过程证明生成二氧化碳的现象是 。实验结束先将导管移出右试管,再熄灭酒精灯的原因是 。
②炼铜反应的化学方程式为 。
③实验改进:往固体试剂中加入适量无水氯化钙,用酒精灯(无网罩)加热即可制得光亮红色的铜,该实验 。(“能”或“不能”)证明氯化钙为催化剂。
10.(24-25九上·福建南平·期末)认真阅读下列材料,回答有关问题。
科学家利用碳纳米管和石墨烯(都由碳元素组成)制备出一种世界上最轻的材料——称为“碳海绵”的全碳气凝胶。“碳海绵”具有纳米级孔隙结构,内部充斥着空气,是吸油能力最强的材料之一,吸收量高达自身质量的900倍。
依据材料回答下列问题。
(1)“碳海绵”的物理性质与金刚石有很大的差异,其原因是 。
(2)“碳海绵”广泛应用在石油化工领域,其吸油能力强的原因是 。
(3)“碳海绵”可能具有的化学性质 (用化学方程式表示)。
地 城
考点02
碳的氧化物
1.(24-25九上·福建厦门·期末)下图是二氧化碳制取和性质实验的一体化装置。下列说法错误的是
A.制取装置可控制反应的发生与停止
B.低蜡烛比高蜡烛的火焰先熄灭
C.下方湿润的石蕊试纸先变红
D.澄清石灰水变浑浊,该反应为分解反应
2.(24-25九上·福建福州·期末)下列实践活动涉及的化学知识正确的是
选项
实践活动
化学知识
A
制作氨()分子结构模型
氨气由氮、氢原子构成
B
温室大棚施加气体肥料
是植物光合作用原料之一
C
消防演练使用水基型灭火器
纸质文件档案可用水基型灭火器扑灭
D
调查家用燃料的变迁与使用
燃气灶火焰呈黄色时调小空气进风口
A.A B.B C.C D.D
3.(24-25九上·福建宁德·期末)下列实验方案或操作与实验目的不相符是
A.图1证明石墨有导电性 B.图2证明氧气已收集满
C.图3可除去CO中的少量CO2 D.图4验证水的组成
4.(24-25九上·福建三明·期末)科学家通过“祝融号”火星探测器测得火星表面大气成分(体积分数)如图所示,下列有关火星表面大气的说法正确的是
A.不含稀有气体
B.含量最多的是氮气
C.能使澄清的石灰水变浑浊
D.适合人类生存
5.(24-25九上·福建南平·期末)下列有关物质的性质与用途,对应关系错误的是
A.石墨用于生产铅笔芯—灰黑色、质软 B.干冰用作制冷剂—升华吸热
C.氮气用作保护气—化学性质不活泼 D.氧气用于供给呼吸—可燃性
6.(24-25九上·福建三明·期末)控制变量是科学探究的重要方法。下列实验设计中,不能达到实验目的的是
实验设计
实验目的
A.探究MnO2是否能加快H2O2的分解
B.探究石蕊纸花变红是否与水有关
实验设计
实验目的
C.探究铁的锈蚀是否需要水
D.探究可燃物的燃烧是否需要氧气
A.A B.B C.C D.D
7.(24-25九上·福建南平·期末)下列推理错误的是
A.某固态物质受热后变为气态物质,可推测该变化不一定是物理变化
B.铁与硫酸铜溶液反应后,固体的质量变大,可推测溶液的质量变小
C.往双氧水中加入二氧化锰,反应速率加快,可推测二氧化锰是催化剂
D.向装有二氧化碳的软塑料瓶中注入水之后振荡,软塑料瓶变瘪,无法推测二氧化碳能与水反应
8.(23-24九上·福建石狮·期末)二氧化碳、氧气和水都是地球生物赖以生存的资源。这三种物质间的相互转化关系如图所示。下列说法正确的是
A.三种物质都属于氧化物 B.反应①可通过镁在氧气中燃烧实现
C.反应④中参加反应的分子个数比为1:1 D.检验二氧化碳的原理可用反应⑤表示
9.(23-24九上·福建石狮·期末)3 月 27 日是“全国中小学安全教育日”,下列做法存在安全隐患的是
A.加油站加油—禁止吸烟 B.厨房天然气泄露—关闭阀门、严禁烟火
C.炒菜时油锅着火—用锅盖盖灭 D.烧煤取暖防CO中毒—煤炉上放一壶水
10.(23-24九上·福建漳州·期末)下列物质的性质与用途,对应关系错误的是
A.氧气用于炼钢—可燃性 B.一氧化碳冶炼金属—还原性
C.食品包装中充氮气—不活泼 D.金刚石用于裁玻璃—硬度大
11.(23-24九上·福建泉州·期末)利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法不正确的是
A.充分加热,a处固体由红色变为黑色
B.b处可用澄清石灰水检验生成的气体
C.该反应属于置换反应
D.实验结束待装置冷却后再停止通入CO
12.(23-24九上·福建龙岩·期末)下列实验现象描述正确的是
A.红磷在空气中燃烧产生白雾
B.二氧化碳通入紫色石蕊试液,紫色石蕊试液不变色
C.镁条在空气中燃烧,发出耀眼白光,生成黑色物质
D.铁钉放入硫酸铜溶液中,铁钉表面有红色物质生成
13.(23-24九上·福建厦门·期末)下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
鉴别 CO2与 CO
分别通入紫色石蕊试液
B
除去炭粉中的 CuO
在空气中充分灼烧
C
除去集气瓶内空气中的氧气
将燃着的硫伸入瓶中
D
比较人体吸入的空气和呼出气体中氧气的含量
分别伸入带火星的木条
A.A B.B C.C D.D
14.(22-23九上·福建厦门·期末)热爱劳动是中华民族的传统美德。下列对劳动项目所涉及的化学知识的分析,错误的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用石灰浆粉刷墙壁
Ca(OH)2与CO2反应
B
用活性炭除去冰箱内的异味
活性炭具有吸附性
C
用生石灰制作发热包
CaO与水反应吸收热量
D
用装有金刚石的玻璃刀裁玻璃
金刚石硬度大
A.A B.B C.C D.D
15.(22-23九上·福建漳州·期末)河南安阳“11.21”火灾造成重大损失,其原因是工人电焊时引燃车间内堆放的大量布料,产生大量浓烟和有害气体。有关说法错误的是
A.电焊的火花使温度达到着火点 B.用水灭火的原理主要是降低温度
C.浓烟含有大量有毒的二氧化碳 D.布料不充分燃烧会产生一氧化碳
16.(22-23九上·福建漳州·期末)下列实验方法不合理的是
选项
A
B
C
D
实验目的
鉴别炭粉和氧化铜
除去CO2中少量CO
测定空气中O2的含量
探究CO2的溶解性
实验方法
A.A B.B C.C D.D
17.(23-24九上·福建福州·期末)“化”说碳酸饮料(以某品牌无色汽水为例,部分成分说明书如图)。
(1)若该瓶汽水体积为300mL,可提供的能量是 kJ。
(2)为验证汽水中含有二氧化碳,甲同学抽取瓶内上方气体,乙同学抽取瓶内液体,分别注入澄清石灰水中。你认为 (填“甲”或“乙”)的方案更合理。写出澄清石灰水与二氧化碳反应的化学方程式: 。
(3)已知常温常压下,1体积水能溶解1体积CO2。丙、丁两同学设计如图实验进行验证。实验过程中反复推拉注射器活塞的目的是 。停止该操作后,将注射器①、③活塞推至底部,则注射器②内仅有液体,活塞停在2mL处;注射器④活塞停留在6mL处,其中液体与剩余CO2的体积比为 (填最简比)。同学们经过讨论,认为丁同学方案正确,理由是 。
(4)欲证明二氧化碳与水发生反应,可以向反应后注射器④中加入试剂 (填名称)。
18.(23-24九上·福建龙岩·期末)模拟炼铁实验装置如下图所示,具体操作如下:
I 打开两端弹簧夹 K1、K2,通入CO2一段时间后,关闭K1、K2;
II 接着用酒精喷灯对着炭粉加热一段时间后移到氧化铁处加热;
Ⅲ待反应结束后,先停止加热,后打开K1、K2,继续通入二氧化碳一段时间后,关闭K1、K2;
Ⅳ待试管冷却后,取出生成物,检验是否有铁生成。
(1)实验刚开始先通入CO2一段时间的目的是 。
(2)实验中通入二氧化碳一段时间后关闭弹簧夹,用酒精喷灯对准炭粉加热发生化合反应,其反应的化学方程式为 。
(3)一段时间后,将酒精喷灯移至氧化铁处加热,其反应的化学方程式为 。
(4)反应结束后继续通入CO2的目的是 。
19.(23-24九上·福建宁德·期末)青少年吸烟会致使气管内分泌物增多,导致慢性阻塞性肺部疾病。课外实践小组对烟丝燃烧是否产生一氧化碳进行初步探究。
【查阅资料】新鲜的血液遇一氧化碳由鲜红变为暗红。
(1)写出实验室制取氧气的化学方程式 。
(2)实验开始后,D装置中新鲜的鸡血变为暗红色,说明烟丝一定含有 元素。
(3)B装置中产生白色沉淀,发生反应的化学方程式为 。
(4)课外实践小组同学设计的这套装置不足之处是 ,请你设计解决的方法 。
(5)烟叶对人体有麻醉和镇痛作用,但吸烟有害健康。从物质用途的角度,你认为理性处理这类物质的方法是 。
20.(24-25九上·福建宁德·期末)二氧化碳的发现史历经了几百年,凝聚了几代科学家的智慧。
(1)17世纪初,海尔蒙特发现木炭燃烧后生成了看不见、能使燃烧的蜡烛熄灭的物质,后来证实就是二氧化碳。据此,可推测二氧化碳的化学性质有 (写一点)。
(2)1755年,布莱克发现石灰水吸收的气体与石灰石煅烧放出的气体体积几乎相同。因此将这种固定在石灰石中的气体叫作“固定气体”,其实验流程如下:
①反应Ⅰ属于 (填基本反应类型)。
②反应Ⅱ是 (填“吸热”或“放热”)反应。
③写出反应Ⅲ的化学方程式 。
(3)1766年,卡文迪许发现CO2在水中的溶解性。如图1,针筒中装有H2O和CO2,封住针筒末端的小孔,一段时间后观察到 。
(4)1774年,伯格曼研究了CO2与H2O的反应。如图2所示,变红的是试纸 (填“1”、“2”或“3”)。
(5)1834年,奇洛列成功制备了干冰,写出干冰的一种用途 。
21.(22-23九上·福建福州·期末)以二氧化碳为例,学习科学家研究物质的方法。
(1)1630年,海尔蒙特发现二氧化碳能使燃着蜡烛熄灭,该变化体现二氧化碳的性质是 。
(2)1755年,布莱克第一个应用定量方法研究二氧化碳,主要过程如下图:
① 白垩充分煅烧后(杂质不参与反应),固体减少的质量即为 (填化学式)的质量。
② 步骤皿生成的白色固体是 (填名称)。
③ 实验室制取气体部分仪器与装置如下图:
实验室制备二氧化碳的化学方程式是 。组装连续产生较多气体的发生装置需选择的仪器为 (填标号,下同);收集二氧化碳装置为 。
(3)1766年,卡文迪许测得:1体积水约能溶解1体积二氧化碳。图4所示针筒内二氧化碳与水充分混合后,针筒内的上液面将停留在 mL处。
(4)图5为模拟伯格曼实验,试管②的现象为 。你认为 (填“有”或“没有”)必要进行试管①的对比实验。
22.(23-24九上·福建南平·期末)“化”说二氧化碳
(1)17世纪初,海尔蒙特发现二氧化碳能使燃着的蜡烛熄灭,可知二氧化碳具有 的化学性质。
(2)如图1是研究二氧化碳性质的实验。a、b处的现象是 ,c处反应的化学方程式为 。
(3)结合图2分析,下列说法错误的是 (填标号)。
A.植物光合作用是自然界吸收二氧化碳的主要途径
B.化石燃料燃烧是氧气参与二氧化碳循环的唯一途径
C.二氧化碳在自然界中的循环主要是通过化学变化实现的
D.增大气体压强有利于海水吸收更多的二氧化碳
(4)CH4与CO2在催化剂作用下得到CO和H2的混合气体,实现资源化利用。反应原理如图所示。
①积碳反应属于 (填“化合”或“分解”)反应。
②消碳反应中“”和“”的分子个数比是 。
23.(23-24九上·福建宁德·期末)二氧化碳是一种与人类生产生活密切关系的气体。
(1)下图是自然界中部分碳、氧循环图(X为H2CO3;Y为葡萄糖C6H12O6)。
①转化2的化学反应类型为 ,绿色植物通过光合作用,将太阳能转化为 能。
②转化2和转化3反应物相同但生成物不同的原因是 。
(2)我国科学家在二氧化碳电催化还原研究方面取得新进展,实现了二氧化碳电催化还原高效制备乙烯(C2H4)等化学产品,为二氧化碳资源化利用提供了新思路。(下列图分别为反应微观过程,“几何分电流密度”,其大小用来表征催化剂性能的优劣。)
①请根据上述图示写出催化反应过程的化学方程式 。
②二氧化碳电催化还原高效制备乙烯选用Cu-CuI复合催化剂的原因是 。
地 城
考点03
实验室制取二氧化碳
1.(23-24九上·福建石狮·期末)某同学在实验室制取二氧化碳时进行了如下操作,其中错误的是
A. 连接仪器 B. 检查气密性
C. 收集气体 D. 验满气体
2.(23-24九上·福建南平·期末)在实验室制取二氧化碳的实验中,下列操作不正确的是
A.检查装置气密性 B.取用液体药品
C.验满 D.清洗试管
3.(23-24九上·福建宁德·期末)规范操作是科学实验的基本要求。下列制备二氧化碳的实验操作中错误的是
A.检查装置气密性 B.加入大理石
C.取用稀盐酸 D.收集气体
4.(22-23九上·福建三明·期末)实验室制取CO2的下列操作中,正确的是
A.检查气密性 B.制气体
C.收集气体 D.验满
5.(23-24九上·福建漳州·期末)实验室里现有氯酸钾、二氧化锰、稀硫酸、稀盐酸和大理石,以及下列仪器:
(1)写出图中仪器的名称:a ;e 。
(2)利用上述仪器和药品可以制取氧气,所选择的仪器除acdef外,还需补充 (填序号),反应的化学方程式为: ;氧气的检验 (填步骤、现象和结论);
(3)实验室用大理石和 制取二氧化碳,将收集到的二氧化碳倒入i烧杯中,观察到的现象是 ;得出二氧化碳具有 化学性质。
6.(23-24九上·福建泉州·期末)下图为某同学设计的CO2气体制取和性质验证的一体化实验装置(注:饱和碳酸氢钠溶液与二氧化碳不反应,与盐酸反应的化学方程式为NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑)。
(1)A装置用于实验室制取CO2,发生反应的化学方程式为 。
(2)若要制取纯净、干燥的CO2,B装置中可加入饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中混有的 ,C装置中可加入浓硫酸进一步干燥制得的CO2气体;将B、C装置中的导管补画完整。
(3)现有2个用紫色石蕊溶液润湿的棉球①②,2个用紫色石蕊溶液浸泡过的干燥棉球③④,为验证二氧化碳的密度大于空气且能与水发生反应,D装置的硬质玻璃管中棉球从上到下放置的顺序为 ;当观察到D装置中 时,可得出二氧化碳能与水反应且密度比空气大。
7.(22-23九上·福建厦门·期末)学习小组合作完成“CO2实验室制取与性质”实验。
(1)选择实验方案。现提供三种制取CO2的方案:
A.块状大理石和稀盐酸反应
B.蜡烛燃烧
C. 木炭还原氧化铜
小组经过讨论后选择用方案A制取CO2气体,该反应的化学方程式为 。不选其他方案制取CO2气体的原因: (选择其中一种方案说明)。
(2)进行实验活动。学习小组分工协作完成如下任务:
①选择制取气体的仪器。小组同学选择了带导管的双孔橡胶塞、带玻璃片的集气瓶,他还应从下图仪器中选择 、 (填仪器名称)。
②组装仪器并检查装置气密性。在玻璃导管与橡胶管连接前,应先用 润湿导管。
③取用药品。添加药品的顺序是 。
④收集CO2气体。验满的操作是 。
⑤完成相关性质实验。如图所示,把收集到的CO2气体缓缓倾倒到烧杯中。在实验报告中记录现象:蜡烛由低到高依次熄灭。写出“CO2性质”的结论:
a.不可燃,也不支持燃烧;
b. 。
⑥结束实验。将残余物倒入水池中,用 (填仪器名称)洗涤仪器;整理实验台,报告老师后离开实验室。
(3)评价与反思。小组同学都体验到了实验成功的乐趣,但因实验操作过程存在一处不当,同意本次活动表现评价为“有待改进”。针对存在的这处不当,你提出一条实验改进意见: 。
8.(24-25九上·福建福州·期末)请参与“实验室制取二氧化碳”的实践活动。
【实验一】探究排水法收集的可行性
用排水法收集(如图1),待收集后,移出导管。每隔一段时间观察并记录量筒内 体积。重复实验,所测数据平均值如下表。
时间/h
0
0.5
6
12
24
48
体积/mL
100
98.5
85.5
77
66
59
(1)图1发生装置中反应的化学方程式为 。
(2)据表分析:实验室能用排水法收集的原因是 。
【实验二】探究排水法和排饱和碳酸氢钠溶液法收集
用排空气法收集2瓶等体积,一瓶注入水,一瓶注入饱和碳酸氢钠溶液。用压强传感器测出密闭容器内加入液体后压强的变化如图2和图3。
(3)据图3分析:该实验 (“能”或“不能”')得出“1体积水能溶解1体积”的结论,原因是 。
(4)对比分析图像,结合实验简便性和经济性判断: 法收集更好。
【实验三】探究排空气法收集
使用三颈烧瓶收集,并用氧气传感器记录瓶中氧气的体积分数变化如图4。
(5)检验三颈瓶中集满的方法是将 置于右导管口,观察到 现象;此时测得的实际体积分数约为50%。据图分析:为得到更纯净的,最适宜的收集时长是 。
9.(23-24九上·福建三明·期末)学习小组在进行“二氧化碳的实验室制取”时,发现随着反应的进行,生成二氧化碳的速率会变慢,重新加入稀盐酸后,反应速率又有所加快。学习小组查得资料:盐酸属于酸,由HCl气体溶解在水中形成;浓盐酸会挥发出HCl气体,浓度越大,挥发性越强。请和小组同学完成如下实践性作业。
I.检验不同浓度的盐酸与石灰石的反应速率
[实验1]如图所示,用不同浓度的盐酸分别制取二氧化碳(二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液)。记录集气瓶中收集满二氧化碳气体的时间,结果如下:
盐酸的浓度(%)
收集满瓶的时间(s)
37
20
32
23
26
25
20
26
14
1分6秒
8
2分22秒
(1)盐酸与石灰石反应的化学方程式为 。
(2)该实验得出的结论是 。
Ⅱ、探究盐酸浓度对制取的二氧化碳的影响
[实验2]如下图所示(夹持仪器略),用不同浓度的盐酸分别制取二氧化碳,将气体分别通入到紫色石蕊溶液中,然后加热。结果如下:
盐酸的浓度(%)
紫色石蕊溶液的变化
变红的石蕊溶液的变化(加热后)
37
变红
不变
32
不变
26
变成紫色
20
变成紫色
14
变成紫色
8
变成紫色
(3)盐酸的浓度为32%以上时,变红的石蕊溶液加热后颜色不变的原因是 。
[实验3]如图所示,用浓度为0.05%的极稀盐酸与碳酸钙进行实验探究。观察到锥形瓶内无气泡产生,玻璃管内液面不移动;将锥形瓶中的液体过滤,滤液放在蒸发皿中加热浓缩并蒸干,发现有白色固体出现。重复上述实验,结果相同。
(4)滤液蒸干后出现白色固体,猜测该白色固体可能是 (填化学式)。
(5)对比实验1和实验3,结合碳的燃烧情况,从化学反应的角度,给你的启示是 。
Ⅲ、实践结论
(6)根据上述实践活动,请你给老师建议:在课堂上制取二氧化碳所使用的盐酸,最适宜的浓度范围是 。
地 城
考点04
跨学科实践活动——碳中和等
1.(24-25九上·福建三明·期末)生活中的下列做法,不利于实现“碳达峰、碳中和”的是
A.选用公共交通出行 B.夏天时,空调的温度尽量调到最低
C.垃圾回收利用 D.少购买过度包装商品
2.(23-24九上·福建三明·期末)世界气象组织发布《2023全球气候状况报告》,宣布今年是有记录以来最热的一年。下列应对气候变暖的做法中不正确的是
A.发展清洁能源 B.提高能源利用率
C.践行绿色出行 D.大力发展畜牧业
3.(24-25九上·福建龙岩·期末)请参加蔬菜大棚增施二氧化碳气肥的项目式学习。
Ⅰ.蔬菜大棚增施二氧化碳气肥的方法
【查阅资料】蔬菜最适宜生长的浓度为1000-1200ppm(ppm为百万分比浓度);蔬菜大棚常处于封闭状态,会导致棚内二氧化碳浓度降低。
【实验1】用传感器对大棚内浓度进行监测,结果如图1所示。
(1)6时到7时大棚内的二氧化碳浓度 (填“偏低”、“适中”或“偏高”)。
(2)提高棚内二氧化碳浓度一般采用燃烧可燃物和放置干冰等方法。
①采用“燃烧法”时,可燃物必须含有的元素是 。
②采用“干冰法”时,放置的干冰不宜过量的原因是 。
Ⅱ.探究二氧化碳浓度对菠菜光合作用的影响
【实验2】控制其它条件相同,取80个处理后的相同菠菜圆形小叶片,平均分成4组置于不同浓度的碳酸氢钠溶液中(二氧化碳浓度随碳酸氢钠溶液浓度升高而上升),8分钟后观察叶片上浮数量(上浮数量越多,光合作用越强)。结果如下表所示:
碳酸氢钠溶液浓度
0
0.5%
1.5%
2.5%
3.5%
上浮叶片数量
x
0
8
20
8
(3)上表中x为 。
(4)根据上述数据得出浓度与光合作用的关系是 。
(5)反思上述实践活动,还需进一步探究影响菠菜光合作用的因素有 (写一点)。
Ⅲ.调控蔬菜大棚内二氧化碳的浓度
大棚内二氧化碳浓度会随时间发生变化,需要适时进行调控。学习小组设计了图2模拟装置。
(6)装置内发生反应的化学方程式为 。
(7)当传感器显示值为时,需要进行的合理操作是 。
4.(24-25九上·福建三明·期末)我国科学家屠呦呦从西晋医学家葛洪《肘后备急方》获得灵感,研制出抗疟新药青蒿素,获诺贝尔生理和医学奖。青蒿素不溶于水,易溶于乙醚(无色透明液体,沸点34.6℃),在60℃时青蒿素的结构会被破坏,从而失去疗效。
Ⅰ.提取青蒿素
(1)提取青蒿素的流程如下图所示。
①操作Ⅰ中需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
②操作Ⅱ的名称是 ,该操作中的“一定温度”,不应超过 。
Ⅱ.验证加热青蒿素的产物
(2)用下图所示装置验证加热青蒿素的产物(硫酸铜为白色粉末,遇水变蓝色,可检验水的存在)。
①观察到装置b中 ,说明有水生成;
②装置c中澄清石灰水变浑浊,其反应的化学方程式为 ;
③装置e处的气体能点燃,火焰上方的干冷烧杯无明显现象,迅速倒转后滴加澄清石灰水,石灰水变浑浊,说明e处的气体是 。
(3)碱石灰中含有氧化钙和氢氧化钠等物质,结合装置e的上述实验分析,碱石灰的作用是 。
(4)根据以上实验结果,说明青蒿素的组成中含有 (填元素符号)。
(5)若要定量测定生成水的质量,在上述实验的基础上,还应进行的操作是 。
5.(24-25九上·福建厦门·期末)研究小组开展“基于碳中和理念设计低碳行动方案”主题学习活动。
活动一 探究二氧化碳体积分数与地球表面温度的关系
(1)图1是地球表面温度和二氧化碳浓度的变化趋势示意图。图中可作为“二氧化碳排放增加会导致地球表面温度上升”证据的是 。
(2)要推断“二氧化碳排放增加会导致地球表面温度上升”,还需维持大气层内其他影响温室效应的因素不变,写出其中一种因素: 。
(3)测定不同区域的空气温度如图2,请解释导致这一现象的原因: 。
活动二 认识碳中和,践行低碳行动
(4)生态系统增加碳汇的路径主要有绿碳(陆地碳汇)和蓝碳(海洋碳汇)。
①绿碳是指陆地植树造林增加的碳汇。在光合作用中,二氧化碳与水反应生成物质X和氧气。仅由以上事实可推测X一定含有的元素是 。
②蓝碳是指海洋、海岸带、河口、湿地内生物固碳和储碳增加的碳汇。吸收大量二氧化碳会导致海水酸化的原因是 (用化学方程式表示)。
(5)校园中践行“低碳生活”的做法: (写一例)。
6.(24-25九上·福建宁德·期末)天然气的发现与古时人民打井有关,当深度增加时,往往把含石油的油层打穿就有天然气冒出。公元前200年,“隐隐煮盐火,漠漠烧畲烟”描写的就是我国四川临邛县利用天然气来煮盐的景象。
CH4产生温室效应的指数约为CO2的21倍。在缺氧条件下厨余垃圾中的有机物经微生物发酵产生沼气(主要成分为CH4,不溶于水)。从池塘中挖取含有微生物的污泥去除杂质与适量的有机厨余、水、污泥均匀混合分成三等份,分别置于锥形瓶中,用三个不同温度的水浴恒温加热(水浴即隔水加热,如下图),每天收集到的气体数据如下图所示。
天然气是一种重要的化工原料,科学家用氮化镓材料与铜组装的人工光合系统如图,利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4,这让人类看到能源的新希望。
根据上面短文回答下列问题:
(1)下列物质属于氧化物的是___________(填序号)。
A.CH4 B.H2O C.O2
(2)小黄选择如图装置验证CH4和CO2两种气体的温室效果,在相同的光照下照射一段时间后,发现水柱向右移动,则A是 (填 “CH4”或“CO2”)。
(3)厨余发酵取得沼气,从图中数据可知,排开水量越大,则当天该条件下发酵的速率越 。
(4)上图中,收集沼气,不考虑沼气溢出,最终不同温度下的总排开水量趋于相等原因是 。
(5)依图1信息写出用氮化镓催化CO2和H2O生成CH4的化学方程式 。
7.(24-25九上·福建南平·期末)我国力争在2030年前CO2排放达到峰值,2060年前实现“碳中和”,体现了中国在应对气候变化问题上的大国担当。
(1)“碳”排放
化石燃料的燃烧是CO2排放的主要因素,下列对节能减排的建议可行的是______(填标号)。
A.禁止使用化石燃料 B.推广使用太阳能发电
C.露天焚烧生活垃圾 D.鼓励民众绿色出行
(2)“碳”吸收
①自然界中绿色植物通过 吸收CO2。
②风化的岩石粉末(主要成分:CaCO3)可吸收空气中的CO2和H2O转化为Ca(HCO3)2,该反应的化学方程式为 ,其基本反应类型是 。
(3)“碳”中和
CO2捕捉和再利用是实现碳中和的重要途径,我国科学家利用二氧化碳合成葡萄糖。
①装置中CO2分解成CO和X,X是一种常见的气体单质,X的化学式为 。
②请写出我国科学家利用CO2人工合成葡萄糖的意义: 。
8.(23-24九上·福建厦门·期末)《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》强调,要在2030年前实现“碳达峰”,在2060年前实现“碳中和”。
(1)自然界中产生二氧化碳有多种途径(如图1)。写出图1中能产生二氧化碳的化学方程式: (写一个)。
(2)自然界中吸收二氧化碳的主要途径除植物的光合作用外,还有以下途径:
① 岩石吸收。主要发生反应:,则X的化学式为
② 水体吸收。写出水与二氧化碳反应的化学方程式: 。
(3)生产生活中实现“碳中和”的措施有很多。
① 碳减排。用氢能源替代化石燃料。写出氢气燃烧的化学方程式: 。
② 碳转化。杭州亚运会所使用的火炬燃料为“零碳”甲醇。“零碳”甲醇可通过废碳再生技术制得(如图2),涉及反应:。若4.4t二氧化碳完全转化为甲醇,这些甲醇完全燃烧生成的二氧化碳的质量是 t。
9.(22-23九上·福建福州·期末)阅读资料,回答问题。
中国向国际社会郑重承诺:2030年实现碳达峰,2060年达成碳中和。二氧化碳的捕集、封存,及其能源化和资源化的利用是实现碳中和的重要途径。
(1)自然界中的碳循环与 (填元素名称)循环的关系密不可分,维持着大气的平衡。下图中产生二氧化碳的一条途径是 (用化学方程式表示)。
(2)矿石碳化是指二氧化碳与金属氧化物反应生成稳定的碳酸盐,从而二氧化碳被永久固化。若生成碳酸镁,则与二氧化碳反应的金属氧化物为 (填化学式)。
(3)捕捉大气中二氧化碳制成干冰,干冰升华后可获得数十个大气压的常温二氧化碳气体,推动气动机械做功。从微观角度解释干冰升华后体积增大的原因是 。
(4)中国科学家致力于研究将二氧化碳转化为“粮食”的新技术。
① 人工合成淀粉。以二氧化碳和水为原料合成淀粉[(C6H10O5)n]发生 (填“物理变化”或“化学变化”)。
② 人工合成葡萄糖。葡萄糖在人体内缓慢氧化,为生命活动提供能量,该氧化过程的能量转化形式为:化学能→ 。
③ 新技术的重要意义有 (写一点)。
10.(23-24九上·福建漳州·期末)某实验小组同学设计了一款简易吸风机来“捉碳”,打开开关,风扇旋转产生内外压强差将空气自右向左吸进简易吸风机,CO2在沙布上被吸碳剂抽获。同学们通过实验探寻适宜的CO2吸碳剂。
Ⅰ.初探CO2吸碳剂—振荡吸收法
A瓶
B瓶
C瓶
水
澄清石灰水
石灰乳
30mL水
30mL水+0.05gCa(OH)2
30mL水+2g Ca(OH)2
(1)在三只装有等量CO2的软塑料瓶中分别倒入水、澄清石灰水、石灰乳,旋紧瓶盖,振荡,瘪的最厉害的是 瓶(填序号);
(2)在吸风机纱布上涂抹一层石灰乳进行实验,一段时间后发现纱布变硬,吸风效果变差,原因可能是 (用化学方程式表示)。
Ⅱ.再探CO2吸碳剂——动态吸收法
已知:NaOHNa2CO3、KOHK2CO3、Ba(OH)2BaCO3↓
(3)吸碳剂不选择Ba(OH)2的原因是 。
动态吸收法装置
方法
分别往吸碳剂中等速等量通入二氧化碳,观察烧杯中澄清石灰水变浑浊的先后次序,后变浑浊的吸收效果较好。
(4)用动态吸收法比较NaOH、KOH作为吸碳剂的吸收效果,观察到 (填现象),说明KOH的吸收效果更好;
Ⅲ.催化固碳
实验小组查阅资料,发现利用CO2和H2在催化剂作用下反应,不仅可以解决固碳问题还可以生成可做燃料的甲醇(CH3OH)。
(5)结合上图可知,温度为 K时甲醇产率最高;压强越大,甲醇产率越高,但在实际生产中,并不是压强越大越好,其原因是 。
(6)催化固碳条件较为苛刻,实验小组发现还可以利用电解法来固碳,写出电解法固碳的化学方程式 。
【反思】
(7)碳中和是造福人类的文明举措,从自身出发,如何低碳生活 。
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专题10 碳和碳的氧化物
4大高频考点概览
考点01 碳单质
考点02 碳的氧化物
考点03 实验室制取二氧化碳
考点04 跨学科实践活动——碳中和等
地 城
考点01
碳单质
1.(24-25九上·福建厦门·期末)下列劳动项目涉及的相关解释错误的是
选项
劳动项目
相关解释
A
将米饭发酵制成米酒
发酵过程发生缓慢氧化
B
用碳素墨汁书写春联
碳在常温下化学性质活泼
C
将衣服晾晒在阳光下
温度越高,分子运动越快
D
用干冰营造云雾舞台效果
干冰升华吸收大量的热
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A、米饭发酵制成米酒,是微生物在无氧条件下将葡萄糖等物质缓慢氧化转化为酒精等物质的过程,故选项解释正确;
B、用碳素墨汁书写春联,是因为碳在常温下化学性质不活泼,这样写的字能长时间保存,故选项解释错误;
C、将衣服晾晒在阳光下,温度越高,分子运动越快,水分蒸发得就越快,衣服就干得快,故选项解释正确;
D、用干冰营造云雾舞台效果,是因为干冰升华吸收大量的热,使周围空气温度降低,空气中的水蒸气遇冷液化形成小水滴,看起来就像云雾,故选项解释正确。
故选:B。
2.(24-25九上·福建厦门·期末)下列对化学基本观念的认识正确的是
A.微粒观:构成氯化钠的微粒是氯化钠离子
B.分类观:过氧化氢和高锰酸钾都属于氧化物
C.结构观:金刚石坚硬而石墨质软,是由于碳原子排列方式不同
D.能量观:化学反应过程伴随着能量变化,有能量变化的过程都发生化学变化
【答案】C
【详解】A、构成氯化钠的微粒是氯离子、氯离子,故选项错误;
B、高锰酸钾是由钾、锰、氧三种元素组成的,不属于氧化物,故选项错误;
C、金刚石坚硬而石墨质软,是由于碳原子排列方式不同,故选项正确;
D、化学反应过程伴随着能量变化,但有能量变化的过程不一定发生化学变化,如:白炽灯的发光放热,故选项错误。
故选:C。
3.(23-24九上·福建三明·期末)我国科学家成功合成全新的C10和C14两种碳分子材料,如下图。下列有关C10和C14的说法不正确的是
A.原子排列方式不同
B.构成的分子不同
C.在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳
D.都属于新型化合物
【答案】D
【详解】A、由图可知,碳原子的排列方式不同,故A说法正确;
B、C10是由C10分子构成的,C14是由C14分子构成的,二者构成的分子不同,故B说法正确;
C、C10、C14均是由碳元素组成的单质,在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳,故C说法正确;
D、 C10、C14均是由碳元素组成的纯净物,属于单质,故D说法错误;
故选:D。
4.(23-24九上·福建厦门·期末)劳动创造美好生活。下列对劳动项目相关内容的解释,错误的是
选项
劳动项目
解释
A
用装有金刚石的玻璃刀将玻璃裁割成块
金刚石硬度大
B
用碳素墨汁书写春联,字迹不易褪色
常温下碳的化学性质稳定
C
给自行车打气,大量空气被压缩进轮胎
气体分子本身变小
D
将衣服晾晒在阳光下,衣服易干
温度越高,分子运动速率越快
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A、金刚石为天然存在最硬的物质,则能切割玻璃,该选项解释正确;
B、碳素墨汁中含有碳单质,在常温下,碳的化学性质稳定,则用碳素墨汁书写春联,字迹不易褪色,该选项解释正确;
C、给自行车打气时,气体分子不变,但分子间的间隔减小,该选项解释不正确;
D、湿衣服在阳光下更容易干,是因为温度升高,分子的运动速率加快,该选项解释正确。
故选C。
5.(22-23九上·福建三明·期末)石墨烯可看作将石墨的层状结构一层层剥开得到的单层碳原子,是目前世界上最薄、最坚硬和超强导电性能的新型材料;一定条件下,将氢气加入到石墨烯中,可得到具有绝缘特性的新材料石墨烷【(CH)n】。下列说法错误的是
A.石墨烯和石墨烷的导电性不同
B.石墨烯属于单质,石墨烷属于化合物
C.石墨烷中碳元素与氢元素的质量比为12:1
D.石墨烯和石墨烷在氧气中燃烧的产物都只有CO2
【答案】D
【详解】A. 石墨烯具有超强导电性,石蛰烷具有绝缘特性,它们的导电性不同,此选项正确;
B. 根据题给信息可知,石墨烯属于单质,石墨烷属于化合物,此选项正确;
C. 根据石墨烷的化学式可知,石墨烷中碳元素与氢元素的质量比为12:1,此选项正确;
D. 根据质量守恒定律,石墨烯在氧气中燃烧的产物只有CO2,石墨烷在氧气中燃烧的产物有CO2、H2O,此选项错误。
故选D。
6.(22-23九上·福建三明·期末)碳和氧化铜的混合物在一定条件下反应,质量变化情况如下图。下列判断错误的是
A.M点对应的固体物质只有两种
B.N点对应的固体中可能还含有黑色物质
C.反应后产生气体的总质量为(a-b) g
D.0~t min内,固体中铜元素的质量分数不断增大
【答案】A
【详解】 A 、碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳,随着反应的进行,固体的总质量逐渐减少,至完全反应不再发生改变,至 N 点恰好完全反应,则 M 点对应的固体物质有碳、氧化铜、铜三种,故选项说法错误;
B 、N 点对应的固体为铜为红色,可能还含有黑色物质木炭,故选项说法正确;
C 、碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳,由质量守恒定律,反应后产生气体的总质量为( a - b ) g ,故选项说法正确;
D 、反应前后铜元素的质量不变,但固体的质量逐渐减小,0~ t min 内,固体中铜元素的质量分数增大,故选项说法正确。
故选 A。
7.(22-23九上·福建龙岩新罗区·期末)多角度认识化学反应是重要的化学素养。分析下列化学反应,所得结论错误的是
①2C+O22CO;②C+O2CO2;③2CO+O22CO2
A.碳、一氧化碳和天然气一样都可作燃料
B.C→CO→CO2的转化只能通过与O2反应来实现
C.相同反应物质量比例不同时生成物可能不同
D.上述反应都是化合反应且生成物都是氧化物
【答案】B
【详解】A、碳、一氧化碳和天然气一样都具有可燃性,都可用作燃料,故选项说法正确;
B、C→CO→CO2的转化不一定通过与O2反应来实现,如C+CO22CO、CO+CuOCu+CO2的反应中没有氧气,故选项说法不正确;
C、由碳在氧气中燃烧生成二氧化碳,不充分燃烧生成一氧化碳,反应物相同,参加反应的物质的质量不同时,生成物不同,故选项说法正确;
D、上述反应都符合“多变一”的特点,都属于化合反应;生成物一氧化碳、二氧化碳均属于氧化物,故选项说法正确。
故选B。
8.(22-23九上·福建漳州·期末)以下实验方法不合理的是
选项
实验目的
实验方法
A
鉴别炭粉和氧化铜
分别在空气中灼烧
B
区别蒸馏水和双氧水
取样,加少量二氧化锰
C
检验氢气的纯度
把带火星木条伸入集气瓶
D
除去CO2中少量CO
将混合气体通过灼热的氧化铜
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A、炭粉在空气中燃烧生成二氧化碳,固体减少,氧化铜不发生反应,方法正确;
B、过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,有气泡。水和二氧化锰不反应,方法正确;
C、氢气具有可燃性,不具有助燃性,带火星木条不能检验氢气纯度,方法错误;
D、氧化铜和一氧化碳高温反应生成二氧化碳,可以出去一氧化碳得到纯的二氧化碳,方法正确;
故选C。
9.(24-25九上·福建福州·期末)跨越时空的“碳”索之旅。
Ⅰ、“碳”寻文物
(1)用墨书写的“里耶秦简”距今两千多年,秦简上文字清晰可见,说明常温下碳单质化学性质 (填“稳定”或“活泼”)。
Ⅱ、“碳”索燃烧
(2)东汉《说文》:“炭…寒月供然火取暖者,不烟不焰…”。碳燃烧的现象是______(填标号)。
A.发光放热 B.产生蓝色火焰 C.生成二氧化碳
(3)分析下表,说明促进含碳燃料充分燃烧的意义: 。
1g碳
产物
释放热量/kJ
完全燃烧
32.8
不完全燃烧
9.2
Ⅲ、“碳”索冶金
(4)实验室模拟古代火法炼铜装置如图。
①实验过程证明生成二氧化碳的现象是 。实验结束先将导管移出右试管,再熄灭酒精灯的原因是 。
②炼铜反应的化学方程式为 。
③实验改进:往固体试剂中加入适量无水氯化钙,用酒精灯(无网罩)加热即可制得光亮红色的铜,该实验 。(“能”或“不能”)证明氯化钙为催化剂。
【答案】(1)稳定
(2)A
(3)使燃料释放更多的热量,提高能源的利用效率,减少能源浪费,减少污染
(4) 澄清石灰水变浑浊 防止液体倒吸,炸裂试管 不能
【详解】(1)墨的主要成分是碳,碳单质在常温下化学性质稳定,不易发生化学反应,所以用墨书写的“里耶秦简”距今两千多年,秦简上文字依然清晰可见;
(2)碳燃烧时会发光放热,这是燃烧的普遍现象;而碳在空气中燃烧时不会产生蓝色火焰;生成二氧化碳是碳燃烧的产物,是实验结论而不是燃烧现象,所以碳燃烧的现象是发光放热,故选A;
(3)从表格中可以看出,1g碳完全燃烧生成CO2时释放热量为32.8kJ,不完全燃烧生成CO时释放热量为9.2kJ,一氧化碳有毒,会污染环境,完全燃烧释放的热量远大于不完全燃烧释放的热量,这说明促进含碳燃料充分燃烧可以使燃料释放更多的热量,提高能源的利用效率,减少能源浪费,减少污染;
(4)①实验过程中证明生成二氧化碳的现象:二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,所以当观察到澄清石灰水变浑浊时,可证明有二氧化碳生成;实验结束先将导管移出右试管,再熄灭酒精灯的原因:若先熄灭酒精灯,装置内温度降低,压强减小,会导致石灰水倒吸进入热的试管,可能使试管炸裂,所以要先将导管移出右试管,再熄灭酒精灯,可防止液体倒吸,炸裂试管;
②高温条件下,碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳,反应的化学方程式为;
③催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变,该实验只是加入无水氯化钙后用酒精灯加热得到了铜,没有对比实验来证明无水氯化钙在反应前后质量和化学性质不变,所以不能证明氯化钙为催化剂。
10.(24-25九上·福建南平·期末)认真阅读下列材料,回答有关问题。
科学家利用碳纳米管和石墨烯(都由碳元素组成)制备出一种世界上最轻的材料——称为“碳海绵”的全碳气凝胶。“碳海绵”具有纳米级孔隙结构,内部充斥着空气,是吸油能力最强的材料之一,吸收量高达自身质量的900倍。
依据材料回答下列问题。
(1)“碳海绵”的物理性质与金刚石有很大的差异,其原因是 。
(2)“碳海绵”广泛应用在石油化工领域,其吸油能力强的原因是 。
(3)“碳海绵”可能具有的化学性质 (用化学方程式表示)。
【答案】(1)碳原子排列方式不同
(2)“碳海绵”具有纳米级孔隙结构
(3)C+O2CO2
【详解】(1)物质的结构与其性质关系密切,“碳海绵”与金刚石均是由碳原子直接构成的物质,它们的物理性质有很大的差异,其原因是碳原子排列方式不同;
(2)根据题中提供的信息可知,“碳海绵”广泛应用在石油化工领域,其吸油能力强的原因是“碳海绵”具有纳米级孔隙结构;
(3)根据题中提供的信息可知,“碳海绵”是由碳元素组成的单质,可能具有的化学性质是能在氧气燃烧生成二氧化碳,反应的化学方程式为:C+O2CO2。
地 城
考点02
碳的氧化物
1.(24-25九上·福建厦门·期末)下图是二氧化碳制取和性质实验的一体化装置。下列说法错误的是
A.制取装置可控制反应的发生与停止
B.低蜡烛比高蜡烛的火焰先熄灭
C.下方湿润的石蕊试纸先变红
D.澄清石灰水变浑浊,该反应为分解反应
【答案】D
【详解】A、可以通过放下和提起底部有小孔的软塑料管来控制固体和液体的接触和分离,从而控制反应的发生和停止,则制取装置可控制反应的发生与停止,故选项说法正确;
B、二氧化碳不燃烧,也不支持燃烧,密度比空气大,观察到低蜡烛比高蜡烛的火焰先熄灭,故选项说法正确;
C、二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊试纸,二氧化碳密度比空气大,则下方湿润的石蕊试纸先变红,故选项说法正确;
D、澄清石灰水变浑浊,是因为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,该反应不符合“一变多”的特 点,不属于分解反应,故选项说法错误。
故选:D。
2.(24-25九上·福建福州·期末)下列实践活动涉及的化学知识正确的是
选项
实践活动
化学知识
A
制作氨()分子结构模型
氨气由氮、氢原子构成
B
温室大棚施加气体肥料
是植物光合作用原料之一
C
消防演练使用水基型灭火器
纸质文件档案可用水基型灭火器扑灭
D
调查家用燃料的变迁与使用
燃气灶火焰呈黄色时调小空气进风口
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A、氨气是由氨分子构成的,氨分子是由氮、氢原子构成的,故选项说法错误;
B、CO2是植物光合作用原料之一,因此,温 施加气体肥料CO2,故选项说法正确;
C、纸质文件档案着火不能用水基型灭火器扑防损坏文件档案,故选项说法错误;
D、燃气灶火焰呈黄色是因为氧气的量不足,燃气不充分燃烧造成的,此时应调大空气进风口,故选项说法错误。
故选:B。
3.(24-25九上·福建宁德·期末)下列实验方案或操作与实验目的不相符是
A.图1证明石墨有导电性 B.图2证明氧气已收集满
C.图3可除去CO中的少量CO2 D.图4验证水的组成
【答案】B
【详解】A、图1实验中,灯泡发光,说明石墨具有良好的导电性,不符合题意;
B、氧气具有助燃性,氧气验满:将带火星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;
C、图3实验中二氧化碳能与木炭在高温下反应生成一氧化碳,可除去CO中的少量二氧化碳,不符合题意;
D、该实验中电解水生成氢气和氧气,氢气由氢元素组成,氧气由氧元素组成,根据质量守恒定律, 化学反应前后元素的种类不变,可得水是由氢元素和氧元素组成,不符合题意。
故选B。
4.(24-25九上·福建三明·期末)科学家通过“祝融号”火星探测器测得火星表面大气成分(体积分数)如图所示,下列有关火星表面大气的说法正确的是
A.不含稀有气体
B.含量最多的是氮气
C.能使澄清的石灰水变浑浊
D.适合人类生存
【答案】C
【详解】A、火星大气中的氩气属于稀有气体,A选项错误;
B、火星大气中含量最多的是二氧化碳,B选项错误;
C、火星大气中二氧化碳含量为95.3%,能使澄清的石灰水变浑浊,C选项正确;
D、人类呼吸需要氧气,火星大气中不含氧气,不适合人类生存,D选项错误。
故选:C。
5.(24-25九上·福建南平·期末)下列有关物质的性质与用途,对应关系错误的是
A.石墨用于生产铅笔芯—灰黑色、质软 B.干冰用作制冷剂—升华吸热
C.氮气用作保护气—化学性质不活泼 D.氧气用于供给呼吸—可燃性
【答案】D
【详解】A、石墨呈灰黑色、质软而滑腻,可用作铅笔芯,故说法正确;
B、干冰易升华,会吸收大量的热,因此干冰可用作制冷剂,故说法正确;
C、氮气化学性质不活泼,可用作保护气,故说法正确;
D、氧气用于供给呼吸和支持燃烧,氧气有助燃性,而不具有可燃性,故说法错误。
故选D。
6.(24-25九上·福建三明·期末)控制变量是科学探究的重要方法。下列实验设计中,不能达到实验目的的是
实验设计
实验目的
A.探究MnO2是否能加快H2O2的分解
B.探究石蕊纸花变红是否与水有关
实验设计
实验目的
C.探究铁的锈蚀是否需要水
D.探究可燃物的燃烧是否需要氧气
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A、因为过氧化氢溶液的浓度不同,无法比较MnO2对H2O2分解的催化作用,故选项符合题意;
B、二氧化碳中干燥的石蕊纸花不变色,湿润的石蕊纸花变红,说明二氧化碳与水反应生成碳酸,使石蕊纸花变红,故选项不符合题意;
C、铁在潮湿的空气中与水蒸气和氧气接触,一段时间后生锈,而干燥的空气中不含水蒸气,一段时间后不生锈,能说明铁生锈需要水,故选项不符合题意;
D、铜片上的白磷与氧气接触,会燃烧,热水中的白磷与氧气不接触,不会燃烧,说明可燃物的燃烧需要氧气,故选项不符合题意;
故选:A。
7.(24-25九上·福建南平·期末)下列推理错误的是
A.某固态物质受热后变为气态物质,可推测该变化不一定是物理变化
B.铁与硫酸铜溶液反应后,固体的质量变大,可推测溶液的质量变小
C.往双氧水中加入二氧化锰,反应速率加快,可推测二氧化锰是催化剂
D.向装有二氧化碳的软塑料瓶中注入水之后振荡,软塑料瓶变瘪,无法推测二氧化碳能与水反应
【答案】C
【详解】A、固态物质受热变为气态物质,这种变化不一定是物理变化,例如碳酸氢铵受热生成氨气、水和二氧化碳属于化学变化,故推理正确;
B、铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,根据反应关系可知,反应后固体质量增大,溶液质量减小,故推理正确;
C、催化剂除了能改变反应速率之外,在反应前后应保持质量和化学性质不变;仅仅根据过氧化氢溶液中加入二氧化锰产生气泡速率加快,没有验证其质量和化学性质不变,不能说明二氧化锰是催化剂,故推理错误;
D、向盛满二氧化碳的软塑料瓶中加入约三分之一体积的水,拧紧瓶盖振荡,软塑料瓶变瘪,不能说明二氧化碳能与水反应,可能是二氧化碳溶于水造成的,故推理正确。
故选C。
8.(23-24九上·福建石狮·期末)二氧化碳、氧气和水都是地球生物赖以生存的资源。这三种物质间的相互转化关系如图所示。下列说法正确的是
A.三种物质都属于氧化物 B.反应①可通过镁在氧气中燃烧实现
C.反应④中参加反应的分子个数比为1:1 D.检验二氧化碳的原理可用反应⑤表示
【答案】D
【详解】A、氧气由氧元素一种元素组成,是单质,不是氧化物,故说法不正确;
B、镁和氧气反应生成氧化镁,不能得到二氧化碳,故说法不正确;
C、氢气在氧气中燃烧生成水,根据可知,参加反应的分子个数比为1:2或2:1,故说法不正确;
D、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,是因为二氧化碳和氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和水,故说法正确。
故选D。
9.(23-24九上·福建石狮·期末)3 月 27 日是“全国中小学安全教育日”,下列做法存在安全隐患的是
A.加油站加油—禁止吸烟 B.厨房天然气泄露—关闭阀门、严禁烟火
C.炒菜时油锅着火—用锅盖盖灭 D.烧煤取暖防CO中毒—煤炉上放一壶水
【答案】D
【详解】A、加油站加油,禁止吸烟,防止火灾,选项正确;
B、厨房天然气泄露,关闭阀门、严禁烟火,防止火灾,选项正确;
C、炒菜时油锅着火,用锅盖盖灭,隔绝氧气,使火熄灭,选项正确;
D、CO有毒,不能溶于水且不与水反应,烧煤取暖,煤炉上放一壶水,不能防止CO中毒,选项错误;
故选D。
10.(23-24九上·福建漳州·期末)下列物质的性质与用途,对应关系错误的是
A.氧气用于炼钢—可燃性 B.一氧化碳冶炼金属—还原性
C.食品包装中充氮气—不活泼 D.金刚石用于裁玻璃—硬度大
【答案】A
【详解】A、氧气用于炼钢是利用氧气的助燃性,故选项对应关系错误;
B、用一氧化碳冶炼金属是利用一氧化碳的还原性,故选项对应关系正确;
C、氮气的化学性质稳定,食品包装中充氮气可以防腐,故选项对应关系正确;
D、金刚石的硬度大,所以可以用来制成玻璃刀裁玻璃,故选项对应关系正确。
故选A。
11.(23-24九上·福建泉州·期末)利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法不正确的是
A.充分加热,a处固体由红色变为黑色
B.b处可用澄清石灰水检验生成的气体
C.该反应属于置换反应
D.实验结束待装置冷却后再停止通入CO
【答案】C
【详解】A、a处氧化铁和一氧化碳在加热条件下生成铁和二氧化碳,可观察到固体由红色变为黑色,故A正确;
B、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,检验二氧化碳可以用澄清石灰水,故B正确;
C、反应物为两种化合物,不属于置换反应,故C错误;
D、应当先停止加热,等到固体冷却后再停止通CO,防止生成的铁被氧化,故D正确。
故选:C。
12.(23-24九上·福建龙岩·期末)下列实验现象描述正确的是
A.红磷在空气中燃烧产生白雾
B.二氧化碳通入紫色石蕊试液,紫色石蕊试液不变色
C.镁条在空气中燃烧,发出耀眼白光,生成黑色物质
D.铁钉放入硫酸铜溶液中,铁钉表面有红色物质生成
【答案】D
【详解】A、红磷在空气中燃烧产生白烟,烟是固体小颗粒,雾是小液滴,实验现象描述错误;
B、二氧化碳通入紫色石蕊试液,二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊溶液变红,实验现象描述错误;
C、镁条在空气中燃烧,发出耀眼白光,生成白色固体,实验现象描述错误;
D、铁钉放入硫酸铜溶液中,铁钉表面有红色物质生成,实验现象描述正确;
答案:D。
13.(23-24九上·福建厦门·期末)下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
鉴别 CO2与 CO
分别通入紫色石蕊试液
B
除去炭粉中的 CuO
在空气中充分灼烧
C
除去集气瓶内空气中的氧气
将燃着的硫伸入瓶中
D
比较人体吸入的空气和呼出气体中氧气的含量
分别伸入带火星的木条
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A、二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色石蕊试液变红色,分别通入紫色石蕊试液,溶液变红色的是二氧化碳,无明显现象的是一氧化碳,可以鉴别,故A能达到实验目的;
B、碳在空气中充分灼烧会生成二氧化碳,反而除去了原物质,不符合除杂原则,故B不能达到实验目的;
C、硫燃烧生成二氧化硫气体,引入了新的杂质二氧化硫气体,不符合除杂原则,故C不能达到实验目的;
D、分别伸入带火星的木条,吸入空气和呼出气体均明显现象,不能人体吸入的空气和呼出气体中氧气的含量,故D不能达到实验目的;
故选:A。
14.(22-23九上·福建厦门·期末)热爱劳动是中华民族的传统美德。下列对劳动项目所涉及的化学知识的分析,错误的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用石灰浆粉刷墙壁
Ca(OH)2与CO2反应
B
用活性炭除去冰箱内的异味
活性炭具有吸附性
C
用生石灰制作发热包
CaO与水反应吸收热量
D
用装有金刚石的玻璃刀裁玻璃
金刚石硬度大
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A、石灰浆中的氢氧化钙会与二氧化碳反应生成碳酸钙和水,该选项分析正确;
B、活性炭具有吸附性,能除去颜色和异味,该选项分析正确;
C、生石灰为氧化钙的俗称,氧化钙能与水反应生成氢氧化钙和水,反应放热,而不是吸热,该选项分析错误;
D、金刚石是天然存在最硬的物质,可用于裁玻璃,该选项分析正确。
故选C。
15.(22-23九上·福建漳州·期末)河南安阳“11.21”火灾造成重大损失,其原因是工人电焊时引燃车间内堆放的大量布料,产生大量浓烟和有害气体。有关说法错误的是
A.电焊的火花使温度达到着火点 B.用水灭火的原理主要是降低温度
C.浓烟含有大量有毒的二氧化碳 D.布料不充分燃烧会产生一氧化碳
【答案】C
【详解】A、电焊时引燃车间内堆放的大量布料,根据燃烧的条件可知,电焊的火花使温度达到着火点,说法正确;
B、 用水灭火的原理主要是利用水汽化吸热,降低温度,降到可燃物的着火点,说法正确;
C、 二氧化碳没有毒性,浓烟含有大量有毒气体不可能是二氧化碳 ,说法错误;
D、含碳物质不完全燃烧会产生一氧化碳,布料中存在含碳物质,布料不充分燃烧会产生一氧化碳,说法正确。
故选C。
16.(22-23九上·福建漳州·期末)下列实验方法不合理的是
选项
A
B
C
D
实验目的
鉴别炭粉和氧化铜
除去CO2中少量CO
测定空气中O2的含量
探究CO2的溶解性
实验方法
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A、碳粉具有可燃性,燃烧生成二氧化碳气体,取样后,分别在空气中灼烧,能燃烧、燃烧后粉末消失的是碳粉,不能燃烧的是氧化铜,可以鉴别,故选项所设计的实验过程正确;
B、CO 能与灼热的氧化铜反应生成铜和二氧化碳,所以通过灼热的氧化铜可以除去二氧化碳中少量一氧化碳,故选项所设计的实验过程正确;
C、通过红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气,生成物为固体,使集气瓶内的压强减小,冷却到室温,打开止水夹,烧杯中的水进入集气瓶,进入水的体积约为集气瓶内氧气的体积,所以可以使用的足量红磷测定空气中氧气的含量,故选项所设计的实验过程正确;
D、二氧化碳能够溶解于水且也能和水反应,所以塑料瓶变瘪,无法说明是溶解性引起还是反应所致,故选项所设计的实验过程错误。
故选D。
17.(23-24九上·福建福州·期末)“化”说碳酸饮料(以某品牌无色汽水为例,部分成分说明书如图)。
(1)若该瓶汽水体积为300mL,可提供的能量是 kJ。
(2)为验证汽水中含有二氧化碳,甲同学抽取瓶内上方气体,乙同学抽取瓶内液体,分别注入澄清石灰水中。你认为 (填“甲”或“乙”)的方案更合理。写出澄清石灰水与二氧化碳反应的化学方程式: 。
(3)已知常温常压下,1体积水能溶解1体积CO2。丙、丁两同学设计如图实验进行验证。实验过程中反复推拉注射器活塞的目的是 。停止该操作后,将注射器①、③活塞推至底部,则注射器②内仅有液体,活塞停在2mL处;注射器④活塞停留在6mL处,其中液体与剩余CO2的体积比为 (填最简比)。同学们经过讨论,认为丁同学方案正确,理由是 。
(4)欲证明二氧化碳与水发生反应,可以向反应后注射器④中加入试剂 (填名称)。
【答案】(1)447
(2) 甲 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
(3) 使气体与水充分接触 1:2 若1体积水吸收CO2的量大于1体积,丙中2mL的水也完全吸收2mLCO2
(4)紫色石蕊溶液
【详解】(1)看说明书中,每100ml提供能量149kJ,则300ml可提供447kJ能量。
(2)乙同学抽取瓶内液体,液体中含有柠檬酸,会优先和澄清石灰水反应,干扰二氧化碳的检验,所以甲同学的方案更合理;
化学方程式:;
(3)反复拉动注射器活塞的目的是使气体与水充分接触;
已知一体积水能溶解一体积的二氧化碳,所以一开始有2ml水和6ml的二氧化碳,充分接触后,有2ml二氧化碳溶于水,则剩余4ml气体,即液体与剩余二氧化碳的体积比为1:2;
有可能1体积的水,吸收二氧化碳的体积大于1,丙同学方案中2ml水完全可以吸收2ml二氧化碳,甚至更多;
(4)二氧化碳和水反应后,生成碳酸,检验碳酸的存在可以使用紫色石蕊溶液。
18.(23-24九上·福建龙岩·期末)模拟炼铁实验装置如下图所示,具体操作如下:
I 打开两端弹簧夹 K1、K2,通入CO2一段时间后,关闭K1、K2;
II 接着用酒精喷灯对着炭粉加热一段时间后移到氧化铁处加热;
Ⅲ待反应结束后,先停止加热,后打开K1、K2,继续通入二氧化碳一段时间后,关闭K1、K2;
Ⅳ待试管冷却后,取出生成物,检验是否有铁生成。
(1)实验刚开始先通入CO2一段时间的目的是 。
(2)实验中通入二氧化碳一段时间后关闭弹簧夹,用酒精喷灯对准炭粉加热发生化合反应,其反应的化学方程式为 。
(3)一段时间后,将酒精喷灯移至氧化铁处加热,其反应的化学方程式为 。
(4)反应结束后继续通入CO2的目的是 。
【答案】(1)排除装置内的空气,防止高温发生爆炸
(2)
(3)
(4)防止铁被氧化,使一氧化碳气体收集到气囊中,防止污染空气
【详解】(1)二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳,一氧化碳是可燃性气体,实验刚开始先通入CO2一段时间的目的是排除装置内的空气,防止高温发生爆炸。
(2)碳和二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳,该反应化学方程式:。
(3)一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,该反应化学方程式:。
(4)反应结束后继续通入CO2的目的是防止铁被氧化,使一氧化碳气体收集到气囊中,防止污染空气。
19.(23-24九上·福建宁德·期末)青少年吸烟会致使气管内分泌物增多,导致慢性阻塞性肺部疾病。课外实践小组对烟丝燃烧是否产生一氧化碳进行初步探究。
【查阅资料】新鲜的血液遇一氧化碳由鲜红变为暗红。
(1)写出实验室制取氧气的化学方程式 。
(2)实验开始后,D装置中新鲜的鸡血变为暗红色,说明烟丝一定含有 元素。
(3)B装置中产生白色沉淀,发生反应的化学方程式为 。
(4)课外实践小组同学设计的这套装置不足之处是 ,请你设计解决的方法 。
(5)烟叶对人体有麻醉和镇痛作用,但吸烟有害健康。从物质用途的角度,你认为理性处理这类物质的方法是 。
【答案】(1)///
(2)碳
(3)
(4) 未进行尾气处理 在D装置导管口放置一盏燃着酒精灯
(5)青少年不宜吸烟或拒绝吸二手烟
【详解】(1)实验室制取氧气可以选用氯酸钾和二氧化锰的混合物、过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物或高锰酸钾,方程式为:、、;
(2)D装置中新鲜的鸡血变为暗红色,说明烟丝燃烧产生了一氧化碳,氧气只能提供氧元素,根据反应前后元素种类不变可知,烟丝中一定含有碳元素;
(3)B装置中产生白色沉淀,是产生的二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应生成了碳酸钙和水,方程式为:;
(4)实验过程中有一氧化碳排出,一氧化碳有毒,会污染空气,故应有尾气处理装置;一氧化碳具有可燃性,可以在D装置导管口放置一盏燃着酒精灯,将一氧化碳点燃;
(5)吸烟有害健康因此青少年不宜吸烟或拒绝吸二手烟。
20.(24-25九上·福建宁德·期末)二氧化碳的发现史历经了几百年,凝聚了几代科学家的智慧。
(1)17世纪初,海尔蒙特发现木炭燃烧后生成了看不见、能使燃烧的蜡烛熄灭的物质,后来证实就是二氧化碳。据此,可推测二氧化碳的化学性质有 (写一点)。
(2)1755年,布莱克发现石灰水吸收的气体与石灰石煅烧放出的气体体积几乎相同。因此将这种固定在石灰石中的气体叫作“固定气体”,其实验流程如下:
①反应Ⅰ属于 (填基本反应类型)。
②反应Ⅱ是 (填“吸热”或“放热”)反应。
③写出反应Ⅲ的化学方程式 。
(3)1766年,卡文迪许发现CO2在水中的溶解性。如图1,针筒中装有H2O和CO2,封住针筒末端的小孔,一段时间后观察到 。
(4)1774年,伯格曼研究了CO2与H2O的反应。如图2所示,变红的是试纸 (填“1”、“2”或“3”)。
(5)1834年,奇洛列成功制备了干冰,写出干冰的一种用途 。
【答案】(1)不支持燃烧、不燃烧
(2) 分解反应 放热
(3)针筒的活塞向下移动
(4)2
(5)制冷剂等
【详解】(1)因为二氧化碳能使燃烧的蜡烛熄灭,所以可推断二氧化碳的化学性质有不燃烧也不支持燃烧
(2)①反应 I 是石灰石(主要成分碳酸钙)煅烧生成氧化钙和二氧化碳,该反应是一种物质生成两种物质的反应,属于分解反应;
②反应Ⅱ是氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氧化钙与水反应会放出大量的热,所以反应Ⅱ是放热反应;
③反应Ⅲ是二氧化碳与石灰水的主要成分氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为;
(3)二氧化碳能溶于水,针筒中装有H2O和CO2,封住针筒末端的小孔,一段时间后,二氧化碳溶于水,使针筒内气体减少,压强减小,所以会观察到针筒内活塞向下移动;
(4)二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊试纸变红。图 2 中,干燥的二氧化碳不能使干燥的石蕊试纸3 变色,湿润的石蕊试纸 1无法与二氧化碳接触也不变色,二氧化碳与湿润的石蕊试纸 2 中的水反应生成碳酸,所以变红的是试纸 2;
(5)干冰升华时会吸收大量的热,使周围环境温度降低,所以干冰可用于人工降雨(或作制冷剂等)。
21.(22-23九上·福建福州·期末)以二氧化碳为例,学习科学家研究物质的方法。
(1)1630年,海尔蒙特发现二氧化碳能使燃着蜡烛熄灭,该变化体现二氧化碳的性质是 。
(2)1755年,布莱克第一个应用定量方法研究二氧化碳,主要过程如下图:
① 白垩充分煅烧后(杂质不参与反应),固体减少的质量即为 (填化学式)的质量。
② 步骤皿生成的白色固体是 (填名称)。
③ 实验室制取气体部分仪器与装置如下图:
实验室制备二氧化碳的化学方程式是 。组装连续产生较多气体的发生装置需选择的仪器为 (填标号,下同);收集二氧化碳装置为 。
(3)1766年,卡文迪许测得:1体积水约能溶解1体积二氧化碳。图4所示针筒内二氧化碳与水充分混合后,针筒内的上液面将停留在 mL处。
(4)图5为模拟伯格曼实验,试管②的现象为 。你认为 (填“有”或“没有”)必要进行试管①的对比实验。
【答案】(1)不可燃也不助燃
(2) CO2 碳酸钙
BDE F
(3)5
(4) 紫色石蕊试纸变红色
有
【详解】(1)二氧化碳能使燃着蜡烛熄灭,说明二氧化碳不可燃也不助燃。
(2)①白垩的主要成分为碳酸钙,碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,则固体减少的质量即为二氧化碳的质量,化学式为CO2。
②步骤Ⅲ的过程中,二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,则生成的白色固体为碳酸钙。
③实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,反应的化学方程式为;
该反应为固液常温反应,应选固液常温装置,若想连续产生较多气体,则发生装置应选BDE;
由于二氧化碳密度比空气大,且能溶于水,则收集装置选F。
(3)1体积水约能溶解1体积二氧化碳,装置中水的体积为10mL,二氧化碳的体积为15mL,则充分混合后,针筒内的上液面将停留在5mL处。
(4)二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊溶液变红色,则试管②中的现象为紫色石蕊试纸变红色;
试管①中二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊试纸变红色,则试管①②对比,可说明二氧化碳能与水反应,即有必要进行试管①的对比实验。
22.(23-24九上·福建南平·期末)“化”说二氧化碳
(1)17世纪初,海尔蒙特发现二氧化碳能使燃着的蜡烛熄灭,可知二氧化碳具有 的化学性质。
(2)如图1是研究二氧化碳性质的实验。a、b处的现象是 ,c处反应的化学方程式为 。
(3)结合图2分析,下列说法错误的是 (填标号)。
A.植物光合作用是自然界吸收二氧化碳的主要途径
B.化石燃料燃烧是氧气参与二氧化碳循环的唯一途径
C.二氧化碳在自然界中的循环主要是通过化学变化实现的
D.增大气体压强有利于海水吸收更多的二氧化碳
(4)CH4与CO2在催化剂作用下得到CO和H2的混合气体,实现资源化利用。反应原理如图所示。
①积碳反应属于 (填“化合”或“分解”)反应。
②消碳反应中“”和“”的分子个数比是 。
【答案】(1)不支持燃烧
(2) a处纸条无明显变化,b处纸条变红 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
(3)B
(4) 分解 1:2
【详解】(1)二氧化碳能使燃着的蜡烛熄灭,说明二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧;
(2)二氧化碳不能使紫色石蕊溶液变红,二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸显酸性能使紫色石蕊溶液变红,故a处纸条无明显变化,b处纸条变红;二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
(3)A、植物光合作用是自然界吸收二氧化碳的主要途径,故说法正确;
B、动植物的呼吸也是氧气参与二氧化碳循环的途径,故说法错误;
C、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,并放出氧气有新物质生成,属于化学变化,故说法正确;
D、增大压强能使二氧化碳溶解度增大,有利于海水吸收二氧化碳,故说法正确;
故选B;
(4)①积碳反应是甲烷在催化剂的作用下生成碳和氢气,由一种物质反应后转化为两种物质,属于基本反应类型的分解反应;
②消碳反应是碳和二氧化碳在催化剂的作用下生成一氧化碳,反应的化学方程式为:,所以消碳反应中“”和“”的分子个数比是1:2。
23.(23-24九上·福建宁德·期末)二氧化碳是一种与人类生产生活密切关系的气体。
(1)下图是自然界中部分碳、氧循环图(X为H2CO3;Y为葡萄糖C6H12O6)。
①转化2的化学反应类型为 ,绿色植物通过光合作用,将太阳能转化为 能。
②转化2和转化3反应物相同但生成物不同的原因是 。
(2)我国科学家在二氧化碳电催化还原研究方面取得新进展,实现了二氧化碳电催化还原高效制备乙烯(C2H4)等化学产品,为二氧化碳资源化利用提供了新思路。(下列图分别为反应微观过程,“几何分电流密度”,其大小用来表征催化剂性能的优劣。)
①请根据上述图示写出催化反应过程的化学方程式 。
②二氧化碳电催化还原高效制备乙烯选用Cu-CuI复合催化剂的原因是 。
【答案】(1) 化合反应 化学 化学反应条件不同
(2) Cu-CuI复合催化剂性能最优
【详解】(1)①转化2是二氧化碳和水反应生成碳酸,化学反应的基本反应类型为化合反应;绿色植物通过光合作用,将太阳能转化为化学能。故填:化合反应;化学。
②转化2是二氧化碳和水在常温常压下反应生成碳酸,转化3是二氧化碳和水在光照和叶绿素条件下反应生成葡萄糖和氧气,所以转化2和转化3反应物相同但生成物不同的原因是:化学反应条件不同。故填:化学反应条件不同。
(2)①由反应微观图可知,二氧化碳和水在Cu-CuI复合催化剂条件下反应生成乙烯和氧气,该反应的化学方程式为:。故填:。
②由图可知,二氧化碳电催化还原高效制备乙烯选用Cu-CuI复合催化剂的原因是催化剂性能最优。故填:Cu-CuI复合催化剂性能最优。
地 城
考点03
实验室制取二氧化碳
1.(23-24九上·福建石狮·期末)某同学在实验室制取二氧化碳时进行了如下操作,其中错误的是
A. 连接仪器 B. 检查气密性
C. 收集气体 D. 验满气体
【答案】A
【详解】A、在连接试管和橡皮塞时,先把试管口用水润湿,然后稍稍用力即可把橡皮塞插入试管内,图示易把试管压破,故A错误;
B、检查装置的气密性时,先将导管放入水中然后用手握住试管外壁,看导管口是否有气泡冒出,故B正确;
C、二氧化碳的密度大于空气,用向上排空气法收集,故C正确;
D、用燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,证明已满,故D正确。
故选A。
2.(23-24九上·福建南平·期末)在实验室制取二氧化碳的实验中,下列操作不正确的是
A.检查装置气密性 B.取用液体药品
C.验满 D.清洗试管
【答案】C
【详解】A、检查装置气密性的方法,将导管的一端置于水中,用手紧握试管外壁,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,故A操作正确;
B、倾倒液体时,试管要倾斜,瓶塞要倒放,标签要朝向手心,瓶口紧挨试管口,故B操作正确;
C、二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧,验满的方法为:将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则说明已收集满二氧化碳气体,故C操作错误;
D、用试管刷涮洗试管时,须转动或上下移动刷子,故D操作正确;
故选:C。
3.(23-24九上·福建宁德·期末)规范操作是科学实验的基本要求。下列制备二氧化碳的实验操作中错误的是
A.检查装置气密性 B.加入大理石
C.取用稀盐酸 D.收集气体
【答案】B
【详解】A、检查装置的气密性: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,图中操作正确,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、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;
D、二氧化碳溶于水,密度比空气大,可用向上排空气法收集,不符合题意。
故选B。
4.(22-23九上·福建三明·期末)实验室制取CO2的下列操作中,正确的是
A.检查气密性 B.制气体
C.收集气体 D.验满
【答案】A
【详解】A、拉注射器后,观察到长颈漏斗的管口处产生气泡,说明装置不漏气,选项正确;
B、稀硫酸开始也能够与大理石反应生成硫酸钙、水和二氧化碳,但生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在大理石的表面,阻止反应继续进行,且导管应稍稍漏出胶塞即可,利于气体的导出,选项错误;
C、二氧化碳的密度比空气大,收集二氧化碳时选择向上排空气法,但导管应尽可能接近集气瓶底部,排尽瓶内空气,使收集的气体更纯,选项错误;
D、二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,验满二氧化碳时,应将燃着的木条放在瓶口,如木条熄灭,证明已经集满二氧化碳,选项错误。
故选A。
5.(23-24九上·福建漳州·期末)实验室里现有氯酸钾、二氧化锰、稀硫酸、稀盐酸和大理石,以及下列仪器:
(1)写出图中仪器的名称:a ;e 。
(2)利用上述仪器和药品可以制取氧气,所选择的仪器除acdef外,还需补充 (填序号),反应的化学方程式为: ;氧气的检验 (填步骤、现象和结论);
(3)实验室用大理石和 制取二氧化碳,将收集到的二氧化碳倒入i烧杯中,观察到的现象是 ;得出二氧化碳具有 化学性质。
【答案】(1) 试管 酒精灯
(2) h 2KClO32KCl+3O2↑ 将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃则证明气体为氧气
(3) 稀盐酸 燃着蜡烛会自下而上熄灭 不能燃烧也不能支持燃烧
【详解】(1)据图可知,仪器a的名称是试管,e是酒精灯;
(2)根据提供的药品,只能用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气,根据图中仪器只能用排水法收集,所以选择的仪器是:acdefh;加热氯酸钾和二氧化锰的混合物生成氯化钾和氧气,反应的化学方程式为:2KClO32KCl+3O2↑;氧气可使带火星的木条复燃,所以将带火星的木条置于气体中,木条复燃,则说明气体为氧气;
(3)根据提供的药品,实验室制取CO2,是在常温下,用大理石和稀盐酸制取的;二氧化碳密度比空气大,先在下部聚集,而不支持燃烧,所以蜡烛自下而上熄灭。
6.(23-24九上·福建泉州·期末)下图为某同学设计的CO2气体制取和性质验证的一体化实验装置(注:饱和碳酸氢钠溶液与二氧化碳不反应,与盐酸反应的化学方程式为NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑)。
(1)A装置用于实验室制取CO2,发生反应的化学方程式为 。
(2)若要制取纯净、干燥的CO2,B装置中可加入饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中混有的 ,C装置中可加入浓硫酸进一步干燥制得的CO2气体;将B、C装置中的导管补画完整。
(3)现有2个用紫色石蕊溶液润湿的棉球①②,2个用紫色石蕊溶液浸泡过的干燥棉球③④,为验证二氧化碳的密度大于空气且能与水发生反应,D装置的硬质玻璃管中棉球从上到下放置的顺序为 ;当观察到D装置中 时,可得出二氧化碳能与水反应且密度比空气大。
【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(2) 氯化氢/HCl
(3) ①、③、④、② ②比①先变红
【详解】(1)实验室常用石灰石或大理石和稀盐酸制取二氧化碳,即石灰石或大理石(主要成分碳酸钙)和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,故填:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(2)盐酸具有挥发性,饱和碳酸氢钠溶液能与盐酸反应,因此B装置中可加入饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中混有的氯化氢气体;除杂、干燥,为了使气体与溶液充分接触,气体都应“长进短出”,B、C装置中的导管如图所示 ,故填:氯化氢或HCl; ;
(3)二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊溶液润湿的棉球变红,为验证二氧化碳的密度大于空气且能与水发生反应,D装置的硬质玻璃管中棉球从上到下放置的顺序为①、③、④、②;当观察到D装置中②比①先变红,说明CO2密度大于空气且能与水反应,故填:①、③、④、②;②比①先变红。
7.(22-23九上·福建厦门·期末)学习小组合作完成“CO2实验室制取与性质”实验。
(1)选择实验方案。现提供三种制取CO2的方案:
A.块状大理石和稀盐酸反应
B.蜡烛燃烧
C. 木炭还原氧化铜
小组经过讨论后选择用方案A制取CO2气体,该反应的化学方程式为 。不选其他方案制取CO2气体的原因: (选择其中一种方案说明)。
(2)进行实验活动。学习小组分工协作完成如下任务:
①选择制取气体的仪器。小组同学选择了带导管的双孔橡胶塞、带玻璃片的集气瓶,他还应从下图仪器中选择 、 (填仪器名称)。
②组装仪器并检查装置气密性。在玻璃导管与橡胶管连接前,应先用 润湿导管。
③取用药品。添加药品的顺序是 。
④收集CO2气体。验满的操作是 。
⑤完成相关性质实验。如图所示,把收集到的CO2气体缓缓倾倒到烧杯中。在实验报告中记录现象:蜡烛由低到高依次熄灭。写出“CO2性质”的结论:
a.不可燃,也不支持燃烧;
b. 。
⑥结束实验。将残余物倒入水池中,用 (填仪器名称)洗涤仪器;整理实验台,报告老师后离开实验室。
(3)评价与反思。小组同学都体验到了实验成功的乐趣,但因实验操作过程存在一处不当,同意本次活动表现评价为“有待改进”。针对存在的这处不当,你提出一条实验改进意见: 。
【答案】(1) 不选B方案,原因是反应物有气体参与,无法控制反应物中气体的量,无法收集较纯净的气体;
不选C方案,原因是木炭还原氧化铜反应物有气体参与,导致产生的气体不纯,且反应需要高温;
(2) 锥形瓶 长颈漏斗 水 先加块状大理石,再加稀盐酸 将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则说明已收集满 二氧化碳的密度比空气大 试管刷
(3)残余物不能直接倒入水池中,应倒入指定容器内
【详解】(1)碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的方程式为;
不选B方案,原因是反应物有气体参与,无法控制反应物中气体的量,无法收集较纯净的气体;
不选C方案,原因是木炭还原氧化铜反应物有气体参与,导致产生的气体不纯,且反应需要高温;
(2)①实验室制取二氧化碳应选择固液不加热型装置,小组同学选择了带导管的双孔橡胶塞、带玻璃片的集气瓶,则还应的仪器有锥形瓶和长颈漏斗;
②连接仪器时,可用水将玻璃导管润湿减小摩擦力,便于连接;
③固体和液体反应时,先加固体再加液体,以免引起液滴喷溅,故先加大理石,再加稀盐酸;
④二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,验满时可将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,证明已满;
⑤蜡烛熄灭表明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧;
蜡烛由低到高依次熄灭,表明二氧化碳密度大于空气;
⑥洗涤仪器时,先用水冲洗,洗不干净的仪器,应用试管刷洗涤;
(3)实验结束后,残余物不能直接倒入水池中,应倒入指定容器内,以免腐蚀管道。
8.(24-25九上·福建福州·期末)请参与“实验室制取二氧化碳”的实践活动。
【实验一】探究排水法收集的可行性
用排水法收集(如图1),待收集后,移出导管。每隔一段时间观察并记录量筒内 体积。重复实验,所测数据平均值如下表。
时间/h
0
0.5
6
12
24
48
体积/mL
100
98.5
85.5
77
66
59
(1)图1发生装置中反应的化学方程式为 。
(2)据表分析:实验室能用排水法收集的原因是 。
【实验二】探究排水法和排饱和碳酸氢钠溶液法收集
用排空气法收集2瓶等体积,一瓶注入水,一瓶注入饱和碳酸氢钠溶液。用压强传感器测出密闭容器内加入液体后压强的变化如图2和图3。
(3)据图3分析:该实验 (“能”或“不能”')得出“1体积水能溶解1体积”的结论,原因是 。
(4)对比分析图像,结合实验简便性和经济性判断: 法收集更好。
【实验三】探究排空气法收集
使用三颈烧瓶收集,并用氧气传感器记录瓶中氧气的体积分数变化如图4。
(5)检验三颈瓶中集满的方法是将 置于右导管口,观察到 现象;此时测得的实际体积分数约为50%。据图分析:为得到更纯净的,最适宜的收集时长是 。
【答案】(1)
(2)内二氧化碳只溶解,短时间内溶解很少,说明二氧化碳的溶解速率缓慢
(3) 不能 图示的压强下降程度最终没有达到起始压强
(4)排水
(5) 燃着的木条 燃着的木条熄灭 大于300s
【详解】(1)大理石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙(CaCO3)与稀盐酸(HCl)反应生成氯化钙(CaCl2)、水(H2O)和二氧化碳(CO2),化学方程式为。
(2)从表格数据可知,刚开始收集到100mL二氧化碳,在0.5分钟时变为98.5mL,6分钟时变为85.5mL等,内二氧化碳只溶解,短时间内溶解很少,说明二氧化碳的溶解速率缓慢,所以实验室能用排水法收集CO2。
(3)根据图3,可知图示的压强下降程度最终没有达到起始压强,不能得出“1 体积水能溶解1体积CO2”的结论,因为二氧化碳能与水发生化学反应生成碳酸,所以压强的变化不只是二氧化碳溶解导致的,不能单纯依据压强变化判断溶解的二氧化碳体积;
(4)对比图2和图3,排水法和排饱和碳酸氢钠溶液法收集二氧化碳时,排水法装置中压强变化相对较小,说明二氧化碳溶解和反应消耗的量相对较少;从可行性和经济性考虑,水比饱和碳酸氢钠溶液更常见、成本更低,所以排水法收集CO2更好。
(5)二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,检验三颈瓶中CO2集满的方法是:将燃着的木条置于右导管口,观察到木条熄灭现象;由图4可知,随着时间推移,氧气的体积分数逐渐减小,二氧化碳的体积分数逐渐增大,当时间约为300s时,氧气的体积分数变化趋于平缓,此时二氧化碳的实际体积分数约为50%,继续收集可使二氧化碳更纯净,所以为得到更纯净的CO2,最适宜的收集时长是大于300s。
9.(23-24九上·福建三明·期末)学习小组在进行“二氧化碳的实验室制取”时,发现随着反应的进行,生成二氧化碳的速率会变慢,重新加入稀盐酸后,反应速率又有所加快。学习小组查得资料:盐酸属于酸,由HCl气体溶解在水中形成;浓盐酸会挥发出HCl气体,浓度越大,挥发性越强。请和小组同学完成如下实践性作业。
I.检验不同浓度的盐酸与石灰石的反应速率
[实验1]如图所示,用不同浓度的盐酸分别制取二氧化碳(二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液)。记录集气瓶中收集满二氧化碳气体的时间,结果如下:
盐酸的浓度(%)
收集满瓶的时间(s)
37
20
32
23
26
25
20
26
14
1分6秒
8
2分22秒
(1)盐酸与石灰石反应的化学方程式为 。
(2)该实验得出的结论是 。
Ⅱ、探究盐酸浓度对制取的二氧化碳的影响
[实验2]如下图所示(夹持仪器略),用不同浓度的盐酸分别制取二氧化碳,将气体分别通入到紫色石蕊溶液中,然后加热。结果如下:
盐酸的浓度(%)
紫色石蕊溶液的变化
变红的石蕊溶液的变化(加热后)
37
变红
不变
32
不变
26
变成紫色
20
变成紫色
14
变成紫色
8
变成紫色
(3)盐酸的浓度为32%以上时,变红的石蕊溶液加热后颜色不变的原因是 。
[实验3]如图所示,用浓度为0.05%的极稀盐酸与碳酸钙进行实验探究。观察到锥形瓶内无气泡产生,玻璃管内液面不移动;将锥形瓶中的液体过滤,滤液放在蒸发皿中加热浓缩并蒸干,发现有白色固体出现。重复上述实验,结果相同。
(4)滤液蒸干后出现白色固体,猜测该白色固体可能是 (填化学式)。
(5)对比实验1和实验3,结合碳的燃烧情况,从化学反应的角度,给你的启示是 。
Ⅲ、实践结论
(6)根据上述实践活动,请你给老师建议:在课堂上制取二氧化碳所使用的盐酸,最适宜的浓度范围是 。
【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(2)盐酸的浓度越高,盐酸与石灰石的反应速率越大
(3)反应后的石蕊试液中含有较多的氯化氯
(4)CaCl2
(5)反应的浓度越高,反应速率越大
(6)20%~26%
【详解】(1)石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(2)根据表格中的数据可知,盐酸的浓度越高,盐酸与石灰石的反应速率越大;
(3)盐酸的浓度为32%以上时,变红的石蕊溶液加热后颜色不变的原因是二氧化碳气体中含有较多的氯化氯气体,导致反应后的石蕊试液中含有较多的氯化氯(氯化氢溶于水形成盐酸,使石蕊试液变红色);
(4)碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,滤液蒸干后出现白色固体,猜测该白色固体可能是氯化钙,化学式为CaCl2;
(5)对比实验1和实验3,说明盐酸的浓度越高,盐酸与石灰石的反应速率越大;碳在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈,从化学反应的角度,启示是反应的浓度越高,反应速率越大;
(6)根据实验1和实验3可知,浓度太高制出的二氧化碳中混有氯化氢气体,浓度太小反应速度不快,在课堂上制取二氧化碳所使用的盐酸,最适宜的浓度范围是20%~26%。
地 城
考点04
跨学科实践活动——碳中和等
1.(24-25九上·福建三明·期末)生活中的下列做法,不利于实现“碳达峰、碳中和”的是
A.选用公共交通出行 B.夏天时,空调的温度尽量调到最低
C.垃圾回收利用 D.少购买过度包装商品
【答案】B
【详解】A、选用公共交通出行,可以减少二氧化碳的排放,有利于实现“碳达峰”、“碳中和”,故选项做法不符合题意;
B、夏天尽可能将空调温度调到最低,能增加能源的消耗、二氧化碳的排放,不利于实现“碳达峰”、“碳中和”,故选项做法符合题意;
C、垃圾回收利用,可以实现资源的有效利用,减少污染物的排放,保护环境,有利于实现“碳达峰”、“碳中和”,故选项做法不符合题意;
D、少购买过度包装商品,可以减少能源消耗和节约资源,有利于实现“碳达峰”、“碳中和”,故选项做法不符合题意。
故选B。
2.(23-24九上·福建三明·期末)世界气象组织发布《2023全球气候状况报告》,宣布今年是有记录以来最热的一年。下列应对气候变暖的做法中不正确的是
A.发展清洁能源 B.提高能源利用率
C.践行绿色出行 D.大力发展畜牧业
【答案】D
【详解】A、发展清洁能源,能减少化石能源的使用,可以减少温室气体的排放,利于减缓温室效应,说法正确;
B、提高能源利用率,能减少化石能源的使用,可以减少温室气体的排放,利于减缓温室效应,说法正确;
C、践行绿色出行,能减少化石能源的使用,可以减少温室气体的排放,利于减缓温室效应,说法正确;
D、大力发展畜牧业会增加温室气体的排放,不利于减缓温室效应,说法错误。
故选D。
3.(24-25九上·福建龙岩·期末)请参加蔬菜大棚增施二氧化碳气肥的项目式学习。
Ⅰ.蔬菜大棚增施二氧化碳气肥的方法
【查阅资料】蔬菜最适宜生长的浓度为1000-1200ppm(ppm为百万分比浓度);蔬菜大棚常处于封闭状态,会导致棚内二氧化碳浓度降低。
【实验1】用传感器对大棚内浓度进行监测,结果如图1所示。
(1)6时到7时大棚内的二氧化碳浓度 (填“偏低”、“适中”或“偏高”)。
(2)提高棚内二氧化碳浓度一般采用燃烧可燃物和放置干冰等方法。
①采用“燃烧法”时,可燃物必须含有的元素是 。
②采用“干冰法”时,放置的干冰不宜过量的原因是 。
Ⅱ.探究二氧化碳浓度对菠菜光合作用的影响
【实验2】控制其它条件相同,取80个处理后的相同菠菜圆形小叶片,平均分成4组置于不同浓度的碳酸氢钠溶液中(二氧化碳浓度随碳酸氢钠溶液浓度升高而上升),8分钟后观察叶片上浮数量(上浮数量越多,光合作用越强)。结果如下表所示:
碳酸氢钠溶液浓度
0
0.5%
1.5%
2.5%
3.5%
上浮叶片数量
x
0
8
20
8
(3)上表中x为 。
(4)根据上述数据得出浓度与光合作用的关系是 。
(5)反思上述实践活动,还需进一步探究影响菠菜光合作用的因素有 (写一点)。
Ⅲ.调控蔬菜大棚内二氧化碳的浓度
大棚内二氧化碳浓度会随时间发生变化,需要适时进行调控。学习小组设计了图2模拟装置。
(6)装置内发生反应的化学方程式为 。
(7)当传感器显示值为时,需要进行的合理操作是 。
【答案】(1)偏低
(2) 碳元素 二氧化碳浓度超过一定范围,会抑制绿色蔬菜的光合作用
(3)0
(4)在一定范围内,二氧化碳浓度越高,光合作用越强
(5)温度(或其他合理答案)
(6)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(7)调节流速调节开关,减小稀盐酸的滴加速度
【详解】(1)由资料可知蔬菜最适宜生长的浓度为1000- 1200ppm,从图1可知6时到7时大棚内的二氧化碳浓度低于1000ppm,所以6时到7时大棚内的二氧化碳浓度偏低;
(2)①采用“燃烧法”时,因为二氧化碳由碳元素和氧元素组成,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,所以可燃物必须含有的元素是碳元素;
②采用“干冰法”时,放置的干冰不宜过量的原因是:干冰升华会吸收大量的热,使大棚内温度降低,可能影响蔬菜的正常生长;而且干冰升华产生的二氧化碳浓度过高,也可能对蔬菜生长不利;
(3)碳酸氢钠溶液浓度为0时,即没有额外提供二氧化碳,菠菜叶片进行光合作用较弱,几乎不会产生氧气使叶片上浮,所以表中x值为0;
(4)根据上述数据,当碳酸氢钠溶液浓度从0逐渐升高到2.5%时,上浮叶片数量增多,说明光合作用增强;当浓度从2.5%升高到3.5%时,上浮叶片数量减少,说明光合作用减弱。所以得出浓度与光合作用的关系是:在一定范围内,二氧化碳浓度升高,菠菜光合作用增强。超过一定范围,二氧化碳浓度升高,菠菜光合作用减弱;
(5)反思上述实践活动,影响菠菜光合作用的因素除了二氧化碳浓度,光照强度、温度等也会对其产生影响,所以还需进一步探究影响菠菜光合作用的因素有光照强度(或温度等);
(6)碳酸钙和盐酸反应,生成氯化钙、水和二氧化碳,发生反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(7)当传感器显示值为1250ppm时,高于蔬菜适宜生长的二氧化碳浓度上限1200ppm,此时需要进行的合理操作是调节流速调节开关,减小稀盐酸的滴加速度,从而减少二氧化碳的生成量,使大棚内二氧化碳浓度降低到适宜范围。
4.(24-25九上·福建三明·期末)我国科学家屠呦呦从西晋医学家葛洪《肘后备急方》获得灵感,研制出抗疟新药青蒿素,获诺贝尔生理和医学奖。青蒿素不溶于水,易溶于乙醚(无色透明液体,沸点34.6℃),在60℃时青蒿素的结构会被破坏,从而失去疗效。
Ⅰ.提取青蒿素
(1)提取青蒿素的流程如下图所示。
①操作Ⅰ中需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
②操作Ⅱ的名称是 ,该操作中的“一定温度”,不应超过 。
Ⅱ.验证加热青蒿素的产物
(2)用下图所示装置验证加热青蒿素的产物(硫酸铜为白色粉末,遇水变蓝色,可检验水的存在)。
①观察到装置b中 ,说明有水生成;
②装置c中澄清石灰水变浑浊,其反应的化学方程式为 ;
③装置e处的气体能点燃,火焰上方的干冷烧杯无明显现象,迅速倒转后滴加澄清石灰水,石灰水变浑浊,说明e处的气体是 。
(3)碱石灰中含有氧化钙和氢氧化钠等物质,结合装置e的上述实验分析,碱石灰的作用是 。
(4)根据以上实验结果,说明青蒿素的组成中含有 (填元素符号)。
(5)若要定量测定生成水的质量,在上述实验的基础上,还应进行的操作是 。
【答案】(1) 漏斗 蒸馏 60℃
(2) 白色粉末变蓝色 Ca(OH)2 + CO2 =CaCO3 ↓+ H2O 一氧化碳/CO
(3)吸收水和二氧化碳
(4)C、H、O
(5)分别称量装置b在反应前后的总质量
【详解】(1)①操作Ⅰ中可以将固体和液体分离,其操作名称为过滤,需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗,故填:漏斗;
②操作Ⅱ在一定温度下,利用乙醚和青蒿素的沸点不同进行分离,其操作名称是蒸馏,该操作中的“一定温度”,不应超过60℃,因为在60℃时青蒿素的结构会被破坏,从而失去疗效,故填:蒸馏;60℃;
(2)①硫酸铜为白色粉末,遇水变蓝色,观察到装置b中白色粉末变蓝色,说明有水生成,故填:白色粉末变蓝色;
②装置C中澄清石灰水变浑浊,是因为氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,该反应的化学方程式为Ca(OH)2 + CO2 =CaCO3 ↓+ H2O,故填:Ca(OH)2 + CO2 =CaCO3 ↓+ H2O;
③e处的气体是一氧化碳,因为一氧化碳燃烧生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,且干燥烧杯中无明显现象,说明不是水,故填:一氧化碳或CO;
(3)气体通过澄清石灰水,气体中会含有水蒸气,则碱石灰的作用是吸收二氧化碳和水,排除对一氧化碳检验的干扰,故填:吸收水和二氧化碳;
(4)通过上述实验可知,青蒿素加热分解生成二氧化碳、一氧化碳和水,则青蒿素中含有C、H、O三种元素,故填:C、H、O;
(5)若要定量测定生成水的质量,在上述实验的基础上,还应进行的操作是分别称量装置b在反应前后的总质量,两次称量的质量差即为生成水的质量,故填:分别称量装置b在反应前后的总质量。
5.(24-25九上·福建厦门·期末)研究小组开展“基于碳中和理念设计低碳行动方案”主题学习活动。
活动一 探究二氧化碳体积分数与地球表面温度的关系
(1)图1是地球表面温度和二氧化碳浓度的变化趋势示意图。图中可作为“二氧化碳排放增加会导致地球表面温度上升”证据的是 。
(2)要推断“二氧化碳排放增加会导致地球表面温度上升”,还需维持大气层内其他影响温室效应的因素不变,写出其中一种因素: 。
(3)测定不同区域的空气温度如图2,请解释导致这一现象的原因: 。
活动二 认识碳中和,践行低碳行动
(4)生态系统增加碳汇的路径主要有绿碳(陆地碳汇)和蓝碳(海洋碳汇)。
①绿碳是指陆地植树造林增加的碳汇。在光合作用中,二氧化碳与水反应生成物质X和氧气。仅由以上事实可推测X一定含有的元素是 。
②蓝碳是指海洋、海岸带、河口、湿地内生物固碳和储碳增加的碳汇。吸收大量二氧化碳会导致海水酸化的原因是 (用化学方程式表示)。
(5)校园中践行“低碳生活”的做法: (写一例)。
【答案】(1)气温与二氧化碳排放量均有上升的趋势(气温与二氧化碳排放量有正相关等合理答案)
(2)甲烷等其他温室气体的含量等(或空气中的水蒸气等其他合理答案)
(3)城市人口密度大,生产生活的二氧化碳排放量大(或郊区、乡村人少绿化多等合理答案)
(4) C、H
(5)节约用电(或参与垃圾分类回收等合理答案)
【详解】(1)从图1中可以看到,随着年份的增加,二氧化碳浓度总体呈上升趋势,与此同时,地球表面温度也总体呈上升趋势,这两者的变化趋势呈现正相关,所以图中可作为“二氧化碳排放增加会导致地球表面温度上升”证据的是:气温与二氧化碳排放量均有上升的趋势;
(2)影响温室效应的因素除了二氧化碳外,还有如甲烷等其他温室气体的含量、太阳辐射强度等,所以要推断“二氧化碳排放增加会导致地球表面温度上升”,还需维持大气层内其他影响温室效应的因素不变,其中一种因素可以写:甲烷等其他温室气体的含量等;(合理即可)
(3)从图2中可以看到城市的空气温度最高,乡村的空气温度最低,这是因为城市人口密度大,生产生活的二氧化碳排放量大(或郊区、乡村人少绿化多等合理答案);
(4)①根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,在光合作用中,二氧化碳与水反应生成物质X和氧气,二氧化碳中含有碳、氧元素,水中含有氢、氧元素,反应后氧气中含有氧元素,所以中一定含有碳、氢元素;
②二氧化碳与水反应生成碳酸,化学方程式为CO2 + H2O=H2CO3,碳酸显酸性,所以吸收大量二氧化碳会导致海水酸化;
(5)校园中践行“低碳生活”的做法有很多,例如:节约用电(随手关灯或步行上下学、双面使用纸张等)。
6.(24-25九上·福建宁德·期末)天然气的发现与古时人民打井有关,当深度增加时,往往把含石油的油层打穿就有天然气冒出。公元前200年,“隐隐煮盐火,漠漠烧畲烟”描写的就是我国四川临邛县利用天然气来煮盐的景象。
CH4产生温室效应的指数约为CO2的21倍。在缺氧条件下厨余垃圾中的有机物经微生物发酵产生沼气(主要成分为CH4,不溶于水)。从池塘中挖取含有微生物的污泥去除杂质与适量的有机厨余、水、污泥均匀混合分成三等份,分别置于锥形瓶中,用三个不同温度的水浴恒温加热(水浴即隔水加热,如下图),每天收集到的气体数据如下图所示。
天然气是一种重要的化工原料,科学家用氮化镓材料与铜组装的人工光合系统如图,利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4,这让人类看到能源的新希望。
根据上面短文回答下列问题:
(1)下列物质属于氧化物的是___________(填序号)。
A.CH4 B.H2O C.O2
(2)小黄选择如图装置验证CH4和CO2两种气体的温室效果,在相同的光照下照射一段时间后,发现水柱向右移动,则A是 (填 “CH4”或“CO2”)。
(3)厨余发酵取得沼气,从图中数据可知,排开水量越大,则当天该条件下发酵的速率越 。
(4)上图中,收集沼气,不考虑沼气溢出,最终不同温度下的总排开水量趋于相等原因是 。
(5)依图1信息写出用氮化镓催化CO2和H2O生成CH4的化学方程式 。
【答案】(1)B
(2)CH4
(3)快
(4)相同质量的有机物在微生物作用下产生沼气的量是一定的,与反应温度无关(只要能发生发酵反应)
(5)
【详解】(1)氧化物是由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物。
A、CH4由碳、氢两种元素组成的纯净物,不属于氧化物;
B、H2O由氢、氧两种元素组成的纯净物,属于氧化物;
C、O2由氧元素一种元素组成的纯净物,属于单质,不属于氧化物。
故选:B;
(2)因为CH4产生温室效应的指数约为CO2的21倍,在相同光照下,CH4使装置内气体膨胀更明显,压强增大更显著。装置中水柱向右移动,说明A气体使装置内压强增大,所以A是CH4;
(3)厨余发酵取得沼气,从图中数据可知,排开水量越大,说明相同时间内产生的沼气越多,则当天该条件下发酵的速率越快;
(4)厨余发酵产生沼气是在缺氧条件下有机物经微生物发酵的过程。从图中看,最终不同温度下的总排开水量趋于相等,原因是在相同条件下,相同质量的有机物在微生物作用下产生沼气(主要成分CH4)的量是一定的,与反应温度无关(只要能发生发酵反应),所以最终产生的沼气总体积相同,排开水量也就趋于相等;
(5)由图1可知,CO2和H2O在用氮化镓催化作用和光照条件下反应生成CH4和氧气,该反应的化学方程式为
。
7.(24-25九上·福建南平·期末)我国力争在2030年前CO2排放达到峰值,2060年前实现“碳中和”,体现了中国在应对气候变化问题上的大国担当。
(1)“碳”排放
化石燃料的燃烧是CO2排放的主要因素,下列对节能减排的建议可行的是______(填标号)。
A.禁止使用化石燃料 B.推广使用太阳能发电
C.露天焚烧生活垃圾 D.鼓励民众绿色出行
(2)“碳”吸收
①自然界中绿色植物通过 吸收CO2。
②风化的岩石粉末(主要成分:CaCO3)可吸收空气中的CO2和H2O转化为Ca(HCO3)2,该反应的化学方程式为 ,其基本反应类型是 。
(3)“碳”中和
CO2捕捉和再利用是实现碳中和的重要途径,我国科学家利用二氧化碳合成葡萄糖。
①装置中CO2分解成CO和X,X是一种常见的气体单质,X的化学式为 。
②请写出我国科学家利用CO2人工合成葡萄糖的意义: 。
【答案】(1)BD
(2) 光合作用 化合反应
(3) O2 缓解温室效应
【详解】(1)A、化石燃料是目前主要的能源,不能禁止使用,可合理使用,不符合题意;
B、推广使用太阳能发电,可以减少化石燃料的使用,减少污染物的排放,保护环境,符合题意;
C、露天焚烧生活垃圾,会产生大量的污染物,污染环境,不符合题意;
D、鼓励民众绿色出行,可以减少化石燃料的使用,减少污染物的排放,符合题意。
故选BD;
(2)①自然界中绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳,光合作用吸收二氧化碳,放出氧气;
②碳酸钙和空气中的二氧化碳、水反应生成碳酸氢钙,该反应的化学方程式为:;
该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应;
(3)①装置中二氧化碳分解生成一氧化碳和X,X是一种常见的气体单质,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,反应物中含C、O,生成物中也应含C、O,故X是氧气,化学式为O2;
②我国科学家利用CO2人工合成葡萄糖,可以减少二氧化碳的含量,缓解温室效应。
8.(23-24九上·福建厦门·期末)《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》强调,要在2030年前实现“碳达峰”,在2060年前实现“碳中和”。
(1)自然界中产生二氧化碳有多种途径(如图1)。写出图1中能产生二氧化碳的化学方程式: (写一个)。
(2)自然界中吸收二氧化碳的主要途径除植物的光合作用外,还有以下途径:
① 岩石吸收。主要发生反应:,则X的化学式为
② 水体吸收。写出水与二氧化碳反应的化学方程式: 。
(3)生产生活中实现“碳中和”的措施有很多。
① 碳减排。用氢能源替代化石燃料。写出氢气燃烧的化学方程式: 。
② 碳转化。杭州亚运会所使用的火炬燃料为“零碳”甲醇。“零碳”甲醇可通过废碳再生技术制得(如图2),涉及反应:。若4.4t二氧化碳完全转化为甲醇,这些甲醇完全燃烧生成的二氧化碳的质量是 t。
【答案】(1)
(2) H2O
(3) 4.4
【详解】(1)图1中碳燃烧能产生二氧化碳,化学方程式为:;
(2)①根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类和数目不变,反应后有1个Ca、2个C、2个H、6个O,反应前有1个Ca、2个C、5个O,则X中有2个H和1个O,化学式为H2O;
②二氧化碳和水反应生成碳酸,化学方程式为:;
(3)①氢气燃烧生成水,化学方程式为:;
②氢气和二氧化碳反应生成甲醇和水,甲醇和氧气点燃生成二氧化碳和水,根据质量守恒定律,碳元素质量守恒,若4.4t二氧化碳完全转化为甲醇,这些甲醇完全燃烧生成的二氧化碳的质量是4.4t。
9.(22-23九上·福建福州·期末)阅读资料,回答问题。
中国向国际社会郑重承诺:2030年实现碳达峰,2060年达成碳中和。二氧化碳的捕集、封存,及其能源化和资源化的利用是实现碳中和的重要途径。
(1)自然界中的碳循环与 (填元素名称)循环的关系密不可分,维持着大气的平衡。下图中产生二氧化碳的一条途径是 (用化学方程式表示)。
(2)矿石碳化是指二氧化碳与金属氧化物反应生成稳定的碳酸盐,从而二氧化碳被永久固化。若生成碳酸镁,则与二氧化碳反应的金属氧化物为 (填化学式)。
(3)捕捉大气中二氧化碳制成干冰,干冰升华后可获得数十个大气压的常温二氧化碳气体,推动气动机械做功。从微观角度解释干冰升华后体积增大的原因是 。
(4)中国科学家致力于研究将二氧化碳转化为“粮食”的新技术。
① 人工合成淀粉。以二氧化碳和水为原料合成淀粉[(C6H10O5)n]发生 (填“物理变化”或“化学变化”)。
② 人工合成葡萄糖。葡萄糖在人体内缓慢氧化,为生命活动提供能量,该氧化过程的能量转化形式为:化学能→ 。
③ 新技术的重要意义有 (写一点)。
【答案】(1) 氧 C+O2CO2(其他合理答案亦可)
(2)MgO
(3)二氧化碳分子之间的间隔变大
(4) 化学变化 热能 能够解决世界粮食危机(或有效缓解温室效应)
【详解】(1)自然界中的碳循环与氧循环的关系密不可分,维持着大气的平衡。产生二氧化碳的途径之一是化石燃料的燃烧,碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳,该反应的化学方程式为C+O2CO2。
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变可知,生成的碳酸镁中含有镁元素,则反应前的金属氧化物中也应含有镁元素,故该金属氧化物的化学式为MgO。
(3)干冰升华是固态二氧化碳变为气体的过程,体积增大的原因是分子之间的间隔变大。
(4)①二氧化碳和水为原料合成淀粉[(C6H10O5)n]的过程有新物质生成,属于化学变化。
②人工合成葡萄糖。葡萄糖在人体内缓慢氧化,为生命活动提供能量,该氧化过程的能量转化形式为化学能转化为热能。
③该新技术的重要意义在于既能够解决世界粮食危机,又能够可以减少空气中二氧化碳的含量,能够有效缓解温室效应。
【点睛】本题结合社会热点信息“碳中和”、“碳达峰”考查关于碳及其化合物的知识,难度不大,根据所学知识进行分析解答。
10.(23-24九上·福建漳州·期末)某实验小组同学设计了一款简易吸风机来“捉碳”,打开开关,风扇旋转产生内外压强差将空气自右向左吸进简易吸风机,CO2在沙布上被吸碳剂抽获。同学们通过实验探寻适宜的CO2吸碳剂。
Ⅰ.初探CO2吸碳剂—振荡吸收法
A瓶
B瓶
C瓶
水
澄清石灰水
石灰乳
30mL水
30mL水+0.05gCa(OH)2
30mL水+2g Ca(OH)2
(1)在三只装有等量CO2的软塑料瓶中分别倒入水、澄清石灰水、石灰乳,旋紧瓶盖,振荡,瘪的最厉害的是 瓶(填序号);
(2)在吸风机纱布上涂抹一层石灰乳进行实验,一段时间后发现纱布变硬,吸风效果变差,原因可能是 (用化学方程式表示)。
Ⅱ.再探CO2吸碳剂——动态吸收法
已知:NaOHNa2CO3、KOHK2CO3、Ba(OH)2BaCO3↓
(3)吸碳剂不选择Ba(OH)2的原因是 。
动态吸收法装置
方法
分别往吸碳剂中等速等量通入二氧化碳,观察烧杯中澄清石灰水变浑浊的先后次序,后变浑浊的吸收效果较好。
(4)用动态吸收法比较NaOH、KOH作为吸碳剂的吸收效果,观察到 (填现象),说明KOH的吸收效果更好;
Ⅲ.催化固碳
实验小组查阅资料,发现利用CO2和H2在催化剂作用下反应,不仅可以解决固碳问题还可以生成可做燃料的甲醇(CH3OH)。
(5)结合上图可知,温度为 K时甲醇产率最高;压强越大,甲醇产率越高,但在实际生产中,并不是压强越大越好,其原因是 。
(6)催化固碳条件较为苛刻,实验小组发现还可以利用电解法来固碳,写出电解法固碳的化学方程式 。
【反思】
(7)碳中和是造福人类的文明举措,从自身出发,如何低碳生活 。
【答案】(1)C
(2)
(3)生成的BaCO3沉淀会堵塞纱布,导致吸风效果变差
(4)图2的澄清石灰水比图1后变浑浊
(5) 520 压强越大对设备的要求越高,存在安全问题
(6)
(7)绿色出行等(合理即可)
【详解】(1)A、B、C三瓶中的水相同,C瓶的氢氧化钙含量多,二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,则C瓶吸收二氧化碳的能力最强,所以C瓶变瘪的最厉害;
(2)在吸风机纱布上涂抹一层石灰乳进行实验,一段时间后发现纱布变硬,是因为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为:;
(3)由于氢氧化钡会与空气中的二氧化碳反应生成的BaCO3沉淀,会堵塞纱布,导致吸风效果变差他,所以吸碳剂不选择Ba(OH)2;
(4)分别往吸碳剂中等速等量通入二氧化碳,观察烧杯中澄清石灰水变浑浊的先后次序,后变浑浊的吸收效果较好,根据实验结论氢氧化钾的吸收效果更好,则图2的澄清石灰水比图1后变浑浊;
(5)由可知,温度为520K时甲醇产率最高;
压强越大,甲醇产率越高,但是压强越大对设备的要求越高,存在安全问题,所以在实际生产中,并不是压强越大越好;
(6)二氧化碳和氢气在通电条件下反应生成甲醇和水,化学方程式为:;
(7)碳中和是造福人类的文明举措,从自身出发,可以绿色出行等,减少二氧化碳的排放。
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