6.3碳达峰与碳中和题型专练--2025-2026学年九年级化学鲁教版上册

鲁教版（2024）九年级上册 第六单元 控制燃烧第三节 碳达峰与碳中和 题型专练 【题型1】自然界的碳循环 【典型例题】某小组同学绘制了自然界中的碳氧循环图，如图所示，下列说法合理的是（　　） A.人和动植物的呼吸作用会吸收部分二氧化碳 B.绿色植物的光合作用能将二氧化碳全部转化，从而实现碳中和 C.化石燃料的过度开发和使用会破坏人类生存环境 D.化石燃料的燃烧会把大气中的氧气消耗完 【举一反三1】 “水循环”、“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的三大重要循环。下列说法正确的是（　　） A.变化观：自然界的水循环过程中，水分子一定发生改变 B.守恒观：碳、氧循环过程中各元素守恒，其化合价不变 C.平衡观：碳、氧循环有利于维持大气中O2和CO2含量的相对稳定 D.微粒观：绿色植物的作用是使自然界中的氧原子总数增加 【举一反三2】 “氧循环”“碳循环”和“水循环”是自然界存在的三大重要循环。请结合如图回答问题。 （1）空气的主要成分中没有参与图中循环的气体是__________________。 （2）从物质变化角度看，三种循环中与另外两种有本质区别的是_______________循环。 （3）反应⑦二氧化碳被海水吸收的化学方程式是_____________________________。 （4）人类降低空气中二氧化碳含量的研究方向有两个：一是减少二氧化碳的排放；二是 __________。 （5）根据“氧循环”原理，在教室内可采用 ________________方法（写一条）使空气保持清新。 【举一反三3】阅读科普短文，回答相关问题。 航天员呼出的二氧化碳怎么处理？        航天员呼出的CO2是废气，一旦浓度过高将对人体产生危害。座舱空气中CO2分压达到2千帕就会影响航天员的健康和安全。        通常处理CO2有两种方法。方法一：对于短期飞行的载人航天器而言，常采用与氢氧化钙化学性质相似的氢氧化锂（LiOH）吸收CO2。LiOH与CO2发生反应的生成物为碳酸锂，实现了对CO2的吸收。该方法吸收效率高、安全，但这是一次性使用的去除方法。方法二：对于CO2进行收集和再生处理。第1步，利用固态胺系统对座舱CO2的吸收与浓缩；第2步，利用特种反应器实现对CO2的加氢使之生成甲烷与水；第3步，采用电解方法对水进行电解，产生氢气和氧气，氧气供人呼吸使用。 （1）写出自然界中吸收CO2的一条途径：　　　　　　　　　　。 （2）LiOH中Li的化合价为 　　　　　　，碳酸锂的化学式为 　　　　　    　。 （3）①写出空间站中，二氧化碳和氢气在催化剂作用下反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　。 ②方法二第3步电解水产生的氢气 　   　（填“能”或“不能”）再利用。 ③对比关于CO2的两种处理方法，方法 　   　更好，原因是 　　　　　　　　　　　　　   　。 【题型2】二氧化碳的物理性质 【典型例题】下列实验方案不能达到实验目的的是(　　) A.A B.B C.C D.D 【举一反三1】下列关于二氧化碳的叙述错误的是（　　） A.相同条件下密度比空气大 B.不易溶于水 C.通常条件下是无色无味的气体 D.干冰易升华吸热 【举一反三2】联欢晚会上利用干冰升华的原理使表演舞台的现场呈现云雾缭绕、如入仙境的景象。对该现象的微观解释错误的是(　　) A.二氧化碳的分子种类不变 B.二氧化碳分子间间隔变大 C.水分子的质量不变 D.水分子间的间隔变大 【举一反三3】根据下列实验图示回答问题。 (1)实验A可测定空气中氧气的含量，________________ (填“能”或“不能”)用木炭代替红磷。 (2)实验B中，仪器a的名称是________________；澄清石灰水与CO2反应的化学方程式是________________________。 (3)实验C中，观察到气球浮起，说明 CO2的密度比空气________________________ (填“大”或“小”)，因此实验室里常用向________________排空气法收集CO2。 【举一反三4】化学是一门以实验为基础的学科，请根据下图所示实验回答问题。 (1)实验甲中红磷燃烧的现象为　　　　；实验结束后，打开弹簧夹，观察到烧杯中的水倒流入集气瓶，集气瓶内水平面上升约　　　　。 (2)实验乙是验证质量守恒定律的实验，实验中观察到气球的变化是　　　　，实验时若取用红磷量不足，对实验的结果　　　　(选填“有”或“没有”)影响。 (3)实验丙中，观察到　　　　，说明的密度比空气　　　　(选填“大”或“小”)。 【举一反三5】常温常压下，1体积水最多能溶解0.7体积二氧化碳。如图甲所示，用烧瓶收集一瓶二氧化碳气体，连接压强传感器和一只装有20mL蒸馏水的注射器，迅速将注射器里的蒸馏水全部压入烧瓶中，测得压强变化曲线如图乙所示。 (1)BC段压强上升的原因是什么？ (2)CD段压强缓慢减小，之后进行了什么操作后，看到DE段压强明显减小？ (3)最终F点压强大于B点，请解释原因。 【题型3】二氧化碳的化学性质 【典型例题】关于“碳达峰、碳中和”中的二氧化碳，下列说法不正确的是（　　） A.过量的二氧化碳会造成温室效应 B.向紫色石蕊试液中通入二氧化碳，使紫色石蕊试液变红的物质不是二氧化碳 C.可用点燃的方法除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳 D.固态的二氧化碳俗称“干冰”，常用于人工降雨 【举一反三1】常温下，能与CO2发生化合反应的物质是（　　） A.C B.Ca（OH）2 C.O2 D.H2O 【举一反三2】向盛有蒸馏水的试管中滴加几滴石蕊试液，并通入二氧化碳气体，现象是　         　，该现象说明所得溶液的pH值　   　7（填“＞”“＜”或“＝”），用方程式解释产生该现象的原因　         　　　　　       　。 【举一反三3】某小组以“探究气体制取和气体性质”为主题展开可视化的项目式学习。其中化学课堂上老师演示了如下图所示的几个实验： (1)图2所示实验中，应观察到的实验现象是　　　　(填Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ选项)。 a．试管内液面上升　　　b．试管内液体变红　　　c．试管内液体变浑浊 A．ab    B．bc    C．ac     D．abc (2)图3所示实验中，使紫色干花(用石蕊溶液浸泡过)变红的原因是　　　　。(填化学方程式) 【题型4】二氧化碳的用途 【典型例题】性质决定用途，用途体现性质。下列归纳错误的是(　　) A.常温下氮气的化学性质不活泼，用于食品防腐 B.金刚石硬度大，可作铅笔芯 C.干冰升华吸热，可作制冷剂 D.酒精具有可燃性，可作燃料 【举一反三1】物质世界充满了变化。下列变化过程中，只发生物理变化的是(　　) A.光合作用 B.火箭发射 C.干冰升华 D.葡萄酿酒 【举一反三2】“碳中和”，是指一定时间内CO2的排放量与吸收量基本相当。我国力争在2060年前实现“碳中和”，体现了中国对解决气候问题的大国担当。 (一)“碳”排放：倡导“低碳”生活，主要是为了减少CO2的排放。 (1)海洋能吸收CO2，原因之一是CO2能H2O与反应生成　　　　。 (2)下列节能减排的建议，可行的是　　　　(填字母)。 A．停止使用化石燃料 B．推广使用光伏发电 C．鼓励民众公交出行 D．电脑不用时长时间开着 (二)“碳”转化： (3)一定条件下，可将H2和CO2在催化剂表面转化成有机清洁燃料甲醇(CH3OH)和水，写出反应的化学方程式　　　　　　。 (三)“碳”利用 (4)超临界是指温度与压强达到一定值时，CO2形成气态与液态交融在一起的流体，研究发现超临界CO2流体和水相似，溶解能力强，被誉为“绿色环保溶剂”。下列关于超临界CO2流体的说法，正确的是　　　　(填字母)。 A．它是混合物 B．它的化学性质与普通二氧化碳相同 C．它的分子不再运动 D．它可代替许多有害、有毒、易燃的溶剂 (5)2022年北京举办了第24届冬季奥林匹克运动会，冬奥会标志性场馆“冰丝带”利用了无处不在的“空气能”为3000m场馆供暖，从而实现每年减排CO2160t，进而缓解了温室效应，如图是小科同学验证该问题的实验装置，在　　　　(填“阳光”或“黑暗”)环境中一段时间后，可观察到水柱向　　　　 (填“左”或“右”)移动。 【举一反三3】某同学设计的验证二氧化碳性质的实验装置如图所示，请结合实验装置回答下列问题。 （1）实验过程中a处紫色石蕊溶液变红，出现该现象的原因是 　     　　　　　　　　           　（用化学方程式解释）。 （2）烧杯中观察到的实验现象是 　     　　        　，由此得出二氧化碳的化学性质是 　             　　　　   　。 （3）结合上述实验结论，实验室不能用 　   　（填字母）的方法区别CO和CO2。 A.闻气味 B.通入澄清的石灰水 C.点燃 D.通入紫色石蕊溶液 （4）由该实验可以得出二氧化碳在生活中的一种用途是 　    　　　　　              　。 【举一反三4】阅读下面科普短文，回答下列问题。 　　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、过液态碳和晶形碳三大类，如图1。石墨是制铅笔芯的原料之一，在16世纪被发现后，曾被误认为是含铅的物质。直到18世纪，化学家将石墨与KNO3共熔后产生CO2 ，才确定了它是含碳的物质。 　　碳纤维既有碳材料的固有本质特性，又有纺织纤维的柔软可加工性，综合性能优异。目前，我国已形成碳纤维生产、碳纤维复合材料成型，应用等产业链，碳纤维复合材料应用领域分布如图2。 　　科学界不断研发出新型碳材料，碳气凝胶就是其中一种。碳气凝胶具有优良的吸附性能，在环境净化中发挥重要作用。我国科研人员在不同温度下制备了三种碳气凝胶样品，比较其对CO2 的选择性吸附性能。他们在不同压强下测定了上述样品对混合气体中CO2吸附的选择性值，实验结果如图3。图中选择性值越高，表明碳气凝胶对CO2的选择性吸附性能越好。随着科学技术的发展，碳材料的潜能不断被激发，应用领域越来越广泛。 (1)金刚石属于　　　(填字母)。 A．无定形碳 B．过渡态碳 C．晶形碳 (2)石墨与 KNO3共熔，能发生如下反应，配平该反应的化学方程式：5C+ 4KNO3=　　　K2O＋2N2↑＋　　　CO2↑。 (3)由图2可知，我国碳纤维复合材料应用占比最高的领域是　　　　  。 (4)对比图3中三条曲线，得到的实验结论是　　　　 。 (5)二氧化碳气体的大量排放，会带来的环境问题是　　　　 (填“酸雨”或“温室效应”)。 (6)下列有关二氧化碳用途的说法正确的是　　　(填字母)。 A．作燃料 B．生产汽水 C．冶炼金属 D．人工增雨 【题型5】二氧化碳性质的探究 【典型例题】已知石蕊溶于水显紫色，遇酸变红。用如图所示装置可探究CO2与H2O能否反应。下列有关正确的是（　　） A.Ⅰ处试纸不变红，说明空气中没有CO2 B.省略Ⅰ处实验，此探究的目的也能达成 C.对比Ⅱ、Ⅲ可知，有CO2存在时水显酸性 D.对比Ⅰ、Ⅲ可知，有水存在时CO2显酸性 【举一反三1】关于二氧化碳的性质实验，说法错误的是(　　) A.实验一可验证二氧化碳不能燃烧，也不支燃烧 B.实验一可验证二氧化碳密度比空气大 C.实验二可验证二氧化碳能溶于水 D.实验二可验证二氧化碳溶于水生成了碳酸 【举一反三2】选择氧气、氢气、二氧化碳、一氧化碳的化学式填空： （1）有毒的气体是　 　； （2）能用于灭火的气体是　 　； （3）对环境保护最理想的燃料是　 　； （4）不能燃烧，但能支持燃烧的气体是　 　； （5）只能用向上排气法收集的气体是　 　； （6）只能用排水法收集的气体是　 　． 【举一反三3】某同学利用如图装置探究二氧化碳的相关性质。集气瓶中的现象是　　　　　　　　，烧杯中的蜡烛由低到高依次熄灭，体现了二氧化碳的化学性质是　　　　　　　　　　。 【举一反三4】大气中二氧化碳含量的增加已被认为是全球变暖的主要因素。某学校化学兴趣小组的同学为探究二氧化碳的性质，开展了以下实验探究活动。 [实验探究一] （1）如图所示，向一个收集满二氧化碳气体的软塑料瓶中加入约三分之一体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。观察到_____________。这表明二氧化碳与水作用有两种可能：一是_____________________；二是二氧化碳与水反应。 [提出问题]二氧化碳能否与水发生反应？ [猜想假设]猜想1：二氧化碳与水反应 猜想2：二氧化碳不与水反应 [设计与实验]同学们设计了如图所示实验。 （2）步骤（Ⅰ）的实验目的是___________________________。 （3）步骤（Ⅱ）中可观察到______________________现象，由此可得出二氧化碳的化学性质是_________________；还可以观察到 _________________________________现象，由此可得出二氧化碳的物理性质是______________________。 [实验结论]猜想1正确。 [实验探究二] （4）如图所示，打开汽水瓶盖，有大量气泡逸出，塞上带导管的橡皮塞，导管另一端伸入盛有澄清石灰水的试管中，轻轻振荡汽水瓶，可观察到试管中澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式是____________________________。 [表达交流] （5）二氧化碳在生活、生产中也有着广泛的应用。写出一条二氧化碳在日常生活中的用途，利用了二氧化碳的哪些性质。 二氧化碳的用途：_________________________，利用了二氧化碳的 ______________________的性质。 【举一反三5】化学研究物质。试从科学家认识物质的视角认识二氧化碳。 （1）二氧化碳是由 　      　　          　（填元素名称或符号）两种元素组成的。 （2）二氧化碳是由 　         　（填粒子名称）构成的。 （3）根据图回答问题。向充满CO2的软矿泉水瓶中倒入澄清石灰水，旋紧瓶塞后充分振荡，能观察到的现象是软矿泉水瓶收缩变瘪和 　           　，该反应的化学方程式为 　          　　　　　　　　　        　。 （4）液态二氧化碳灭火的原理是 　      　　　　　　            　。 【题型6】二氧化碳对生活和环境的影响 【典型例题】燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。下图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应，已知甲是一种单质。以下判断错误的是(　　) A.甲是空气中体积分数最大的成分 B.乙是引起温室效应的气体之一 C.反应(Ⅰ)在常温下容易发生 D.反应(Ⅱ)中碳元素的化合价发生改变 【举一反三1】人工光合固碳装置通过电化学手段将二氧化碳转化为甲酸(HCOOH)，该反应的微观示意图如图，下列说法正确的是(　　) A.反应前后分子的数目不变 B.该反应可以减缓温室效应 C.该反应的生成物有3种 D.氧元素的化合价在反应前后未发生改变 【举一反三2】提倡“低碳生活”，是因为空气中CO2含量过多会引起 　　　　　  　，从而给环境带来影响，但CO2本身是 　   　毒。 【举一反三3】积极应对气候变化，展现大国担当，中国承诺在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，其中的“碳”指二氧化碳。请回答下列问题。 (1)自然界中二氧化碳的来源有________、________ (任写两条)；大气中的二氧化碳过多会引起________增强。 (2)捕集、利用和封存CO2是实现碳中和的一种途径，加压水洗法可捕集CO2，捕集CO2后的溶液可以使紫色石蕊溶液变红，原因是__________ (用化学方程式表示)。 (3)近年来我国科学家合成了一种新型催化剂，可将二氧化碳和氢气转化为清洁的液体燃料甲醇和水：CO2+3H2X+2H2O，X的化学式为____________。 (4)低碳生活，从我做起。请你写出日常“低碳”生活的一种做法___________。 【举一反三4】21世纪以来，化学研究和应用更加重视绿色、低碳、循环发展，化学已成为推动社会可持续发展的重要力量。阅读下列科普短文，并回答相关问题：   温室效应增强这一环境问题日益引起人们的关注。能产生温室效应的气体有二氧化碳、臭氧、甲烷等。为了控制大气中二氧化碳的含量，人们采取了许多措施：开发新能源、大力植树造林、大力发展公共交通等。我国科研人员也在积极努力研究，研制出了一种新型催化剂，在这种催化剂作用下，二氧化碳可以转化为汽油，主要转化过程如图所示。 (1)能产生温室效应的气体有　　　　 (答一种即可)。 (2)根据上述短文，若X是一种单质，I中反应生成的另外一种物质为生活中常见的液体氧化物，请写出该反应的化学方程式　　　　　　 。 (3)催化剂在化学反应前后质量和　　　　　　 都不改变。 (4)(CH2)n中碳、氢元素的质量比为　　　　　 。 (5)科研人员的这项研究成果的重要意义是　　　　(填字母)。 A．有助于早日实现碳中和目标，实现人类社会可持续发展 B．防止了空气污染 【题型7】二氧化碳的实验室制取原理及装置 【典型例题】实验室制备并收集二氧化碳，按下表进行实验，取等质量的同种大理石加入足量酸中（杂质不与酸反应），产生二氧化碳气体随时间变化曲线如图所示，下列说法错误的是（　　） A.实验Ⅲ对应的如图变化曲线为甲 B.实验Ⅱ和Ⅲ对比，说明影响反应速率的因素是固体的颗粒大小 C.实验Ⅰ和Ⅱ对比，说明影响反应速率的因素是酸的浓度 D.实验Ⅱ和Ⅲ完全反应后，产生二氧化碳的质量是相等的 【举一反三1】图中有关气体的制取、收集和检验方法不正确的是(　　) A.实验室可用甲装置来制取氧气 B.乙装置可用来制取、检验二氧化碳 C.收集氧气可用丙装置 D.丁装置可用来收集氨气 【举一反三2】化学是一门以实验为基础的科学，结合下列实验装置图回答问题： (1)写出图中标号仪器的名称：①_________；②__________________。 (2)实验室制取少量二氧化碳时，发生装置最好选用图中的_________ (填字母，下同)，收集装置选用_________，如需随时控制反应速率并节约药品，发生装置最好选用_________；实验室制取二氧化碳的化学方程式是__________________；检验集气瓶内的二氧化碳气体已满的方法和现象是___________________________。 (3)实验室用装置C制取氧气时，该反应的化学方程式是___________________________。如用G装置收集氧气，当观察到瓶内气泡往外冒时(即氧气已满)，接下来应当进行的操作是___________________________，将集气瓶正放在桌上，然后再移出导管，熄灭酒精灯。 (4)小芳同学在实验室利用图 H的装置制备二氧化碳，她通过拉动铜丝控制底部破损的小试管升降。这一改进的目的是：________ (填字母)。 A.使反应随时发生或停止 B.使破损的小试管得到利用 C.生成更多的二氧化碳 【举一反三3】如图是实验室制取气体的部分装置。 (1)仪器a的名称是 　       　。 (2)实验室用大理石和稀盐酸制取CO2。 ①该反应的化学方程式为 　                                              ； ②用该方法制取CO2的发生装置应选择 　    　(填字母)。 (3)用装置C收集CO2验满的操作为 　                           。 【举一反三4】如图是实验室常见的气体制取装置。 （1）仪器①的名称为 　　　　　　 　。 （2）实验室制取一瓶二氧化碳，应选用的发生装置是 　   　（填字母）。 （3）用装置E收集氧气时，气体应从 　   　（填“a”或“b”）端进入。 【题型8】二氧化碳的检验、验满及净化 【典型例题】鉴别二氧化碳的正确方法是(　　) A.将气体通入澄清石灰水中 B.吸入该气体，看是否感到气喘、头疼 C.将气体通入紫色的石蕊试液中 D.将燃着的木条伸入集气瓶中，火焰熄灭 【举一反三1】规范操作是科学实验的基本要求，下列有关“实验室制取二氧化碳”的实验操作，正确的是(　　) A.检查装置气密性 B.取用固体 C.收集二氧化碳 D.验满 【举一反三2】实验室制取CO2的有关操作如图，正确的是(　　) A. B. C. D. 【举一反三3】如图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器，某化学小组的同学欲利用其进行下列各化学实验。根据题目要求，请回答下列问题： 同学以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室中制取并收集干燥、纯净的二氧化碳气体（提示：挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收，浓硫酸吸收水蒸气）。 （1）所选仪器的连接顺序为A→_______→_______→________（填写仪器序号字母）。 （2）仪器A中，发生反应的化学方程式为___________________________________________。 （3）若将少量二氧化碳通入澄清石灰水中，反应后溶液的质量将___________（填“增大”“减小”或“不变”）。 【举一反三4】蜡烛的主要成分为石蜡，某小组同学利用如下实验研究石蜡的组成元素。已知：无水硫酸铜为白色粉末，遇水变蓝。 (1)实验中，要使蜡烛燃烧生成的气体能通过漏斗进入BC装置中，需要进行的操作是　　　。 (2)C中发生反应的化学方程式为　　　　　。 (3)实验中观察到B中白色粉末变蓝，说明蜡烛燃烧生成水，分析可得出石蜡的组成中含有氢元素，其理论依据是：　　　　　　。 (4)该实验　　　　(填“能”或“不能”)证明石蜡的组成中含有氧元素。 【举一反三5】如图为常见的气体制备和收集装置。请据图回答下列问题： (1)实验室用高锰酸钾制取较纯净的氧气，应选用的发生与收集装置是　　　　(填字母)。 (2)实验室用稀盐酸和大理石制取二氧化碳，写出反应的化学方程式　　　　。 (3)欲使用装置D用排空气法收集二氧化碳，简述验满的方法　　　　。 【题型9】二氧化碳的实验室制取操作步骤及注意事项 【典型例题】下列有关二氧化碳制取的实验基本操作中，正确的是(　　) A.检查气密性 B.加入大理石 C.验满二氧化碳 D.暂存二氧化碳 【举一反三1】规范操作是实验的关键，实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，下列操作正确的是(　　) A.加石灰石 B.制取 C.验满 D.检验 【举一反三2】某同学在实验室制取二氧化碳时进行了如下操作，其中不正确的是(　　) A.连接仪器 B.检查气密性 C.收集气体 D.验满气体 【举一反三3】实验室制取二氧化碳，有如下操作步骤：①连接装置②加入稀盐酸；③检查装置的气密性；④收集；⑤装大理石；⑥验满。其操作顺序正确的是（　　） A.①②③④⑤⑥ B.①③②⑤④⑥ C.③①②⑤④⑥ D.①③⑤②④⑥ 【题型10】二氧化碳的制取与性质综合题 【典型例题】兴趣小组的同学在实验课上完成了二氧化碳的实验室制取及性质验证实验（如图），下列分析正确的是（　　） A.①中应该先加入固体药品 B.②中现象说明二氧化碳呈酸性 C.可用浓盐酸代替稀盐酸，以产生更多的二氧化碳 D.该实验说明可以用紫色石蕊溶液检验二氧化碳 【举一反三1】实验表明，不能用块状的大理石与稀硫酸反应制取CO2，而可用大理石粉末和稀硫酸反应制取CO2。由此得出的结论中，与以上事实相符的是(　　) A.物质之间能否发生反应，与反应条件有关 B.反应物之间的接触面积越大，越有利于反应进行 C.块状大理石和大理石粉末的化学性质不同 D.块状大理石和大理石粉末中各元素原子的排列方式不同 【举一反三2】实验课上，同学们完成了实验室制取二氧化碳并检验其性质的实验，以下对实验的分析正确的是（　　） A. ①中试剂为块状的大理石和稀硫酸 B.②中可以观察到澄清石灰水变浑浊 C.③中二氧化碳使紫色石蕊变成红色 D.④中二氧化碳可以降低蜡烛着火点 【举一反三3】如图是实验室常用来制取气体的实验装置，请根据要求回答下列问题。 (1)实验室用A装置制取氧气的药品为___________________________。 (2)实验室制取二氧化碳时为获得平稳的气流，应选择的发生装置是_______ (填字母)，该反应的化学方程式为___________________________。 (3)某气体只能用 D装置收集，则该气体可能具有的性质为_________ (填序号)。 ①能与水反应　　　　②能与空气中的某些成分发生反应　　　　③密度与空气接近 【举一反三4】根据图示回答下列问题。 (1)用过氧化氢制取一瓶较为干燥的氧气时，应选择的发生和收集装置是_________ (从A~E中选择)，该反应的化学方程式为_______________。 (2)将B、G装置相连接用于制取二氧化碳并验证其化学性质，则装置G 中可观察到的实验现象是____________________。 (3)甲烷是一种无色无味、难溶于水、密度比空气小的气体。实验室常用加热碱石灰(氧化钙和氢氧化钠固体的混合物)和醋酸钠固体制取甲烷气体，应选择的发生装置是_____ (填字母，后同)，若用F装置收集气体，则要从_______端通入。 【举一反三5】气体的制取及其性质实验是初中化学的基础实验，回忆有关知识，根据如图回答： （1）检查装置A的气密性的方法是 　　　　　　　　　　　　　　　　　，说明气密性良好。 （2）实验室可以利用装置A和F制备并收集CO2，石灰石应放在 　　　　　　   　；装置的连接顺序a→　   　。 （3）实验室里，可使用B装置加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制备氨气，收集氨气不选择装置D和装置E，由此推测氨气的物理性质是 　　　　　　     　（写一条）。 【题型11】实现“双碳”目标的路径 【典型例题】“碳达峰”是指中国承诺2030年前二氧化碳排放量不再增长。下列对于“碳达峰”的理解和做法不正确的是（　　） A.工厂废气处理后排放 B.多种树，扩大绿化面积 C.冬奥会使用氢能源汽车 D.“碳达峰”中的“碳”是指木炭等碳的单质 【举一反三1】下列行为不符合“低碳生活”理念的是（　　） A.坚持绿色出行 B.使用节能电器 C.商品过度包装 D.垃圾分类回收 【举一反三2】中科院李灿院士团队在二氧化碳制甲醇研究方面取得了新进展，其反应过程如图。相关说法错误的是 （　　） A. 消耗的CO2与生成的CH3OH质量比为11：16 B. 反应中CO2、H2一定要与催化剂接触 C. 反应过程中“”分成“”和“” D. 该研究有利于实现“碳中和”目标 【举一反三3】碳中和——我们一直在行动。“碳封存”与“碳转化”是实现“碳中和”目标不可或缺的重要技术。 （1）碳封存：2023年6月1日，我国首个海上二氧化碳封存示范工程项目成功投入使用，填补了我国海上二氧化碳封存技术的空白。该技术是将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。超临界状态二氧化碳密度高、粘度小、流动快，同等条件下，超临界二氧化碳的输送量比其他状态二氧化碳更大。 ①从微观角度分析二氧化碳气体能被压缩的原因是____________。 ②下列对超临界二氧化碳的理解正确的是________（填选项序号之一）。 A.超临界二氧化碳与二氧化碳气体的元素组成不同 B.超临界二氧化碳与二氧化碳气体的分子构成不同 C.超临界二氧化碳存在于特定的条件下，条件改变，物质状态可能会改变 （2）碳转化：杭州亚运会开幕式首次在燃料方面创新使用“零碳甲醇燃料”，即通过二氧化碳加氢生成甲醇，实现二氧化碳的减排和再生利用，所以杭州亚运会主火炬被简称为“零增碳”火炬，其转化过程如图所示： 甲醇是农药（杀虫剂、杀螨剂）、医药（磺胺类、合霉素等）生产的重要原料。也广泛用于木材加工业。 ①从物质分类的角度，甲醇（CH3OH）属于____________（选填“单质”“氧化物”“化合物”“混合物”之一）。 ②从宏观角度看：甲醇中共有____________种元素。 ③从微观角度看：一个甲醇分子中共含有________个原子。 ④从定量计算的角度看：甲醇（CH3OH）中碳、氢元素质量比为________（填最简整数比），甲醇（CH3OH）中氧元素的质量分数为________。 ⑤从物质转化角度看：二氧化碳和氢气在催化剂的作用下能转化为甲醇（CH3OH）和水，该反应的化学方程式为____________；工业上用上述转化方法，每生产4吨甲醇，可以消耗5.5吨二氧化碳，此过程消耗的碳元素质量为________吨。 （3）低碳生活从我做起。下列行为有利于实现“碳中和”的有________（填选项序号）。 A.双面使用纸张 B.植树造林 C.露天焚烧垃圾 【举一反三4】2022年在北京举办了第24届冬季奥林匹克运动会，如图甲是冬奥会标志性场馆“冰丝带”，该场馆利用无处不在的“空气能”供暖，从而实现每年减排二氧化碳160 t，进而可缓解的环境问题是________________________。如图乙是某同学验证该环境问题的实验装置，在________________ (填“阳光”或“黑暗”) 下一段时间后，可观察到水柱向________ (填“左”或“右”)移动。 碳中和 【举一反三5】   “碳中和”是指人类活动的碳排放通过森林碳汇和人工手段加以捕集、利用和封存，使排放到大气中的温室气体净增量为零。CaO可在较高温度下捕集CO2，在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4•H2O在较高温度下可分解制备氧化钙，该条件下还可得到另外三种气体氧化物，使该反应生成的氧化钙比用碳酸钙分解得到的氧化钙更加疏松多孔，捕集二氧化碳效果更好。       目前，CO2捕集技术的关键是将CO2从排放物中分离出来。分离方法：主要分为物理吸收法和化学吸收法。物理吸收法中的一种是用甲醇作溶剂进行吸收。化学吸收法用氨水（NH3•H2O）作为吸收剂，控制温度在30 ℃左右，采用喷氨技术吸收CO2，生成碳酸氢铵（NH4HCO3高温下易分解）。分离后的CO2与H2在一定条件下反应生成甲醇（CH3OH）和水，CH3OH的产率除受浓度、温度、压强等因素影响外，还受催化剂CuO质量分数的影响，如图所示。       我国科学家们撰文提出“液态阳光”概念，即将太阳能转化为可稳定存储并且可输出的燃料，实现燃料零碳化。随着科学技术的发展，今后的世界，每天的阳光将为我们提供取之不尽、用之不竭的热、电还有可再生燃料! 依据文章内容，回答下列问题： （1）森林碳汇主要是指绿色植物通过光合作用将大气中的CO2吸收并固定的过程。此过程将太阳能转化 　　　　　　能。 （2）CaC2O4•H2O分解制备得到的氧化钙比用碳酸钙分解得到的氧化钙更加疏松多孔的原因是 　　　　　。 （3）用甲醇作溶剂吸收CO2，为提高吸收率应采用的温度和压强条件是 　　　　　　（填字母）。 a.高温 b.低温 c.高压 d.低压 （4）采用喷氨技术吸收CO2时，温度要控制在30℃左右，可能的原因是 　　　　　　　　　　　　　   　。 （5）由图可得到的结论是 　　　　　　　　　　　　　   　。 （6）下列说法不正确的是 　   　（填字母）。 a“碳中和”的“碳”指的是碳单质 b.“液态阳光”将实现燃料零碳化 c.控制化石燃料的使用可减少碳排放 【题型12】实验室制取气体的探究 【典型例题】实验室里有一套用来制取气体的装置，如图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A.锥形瓶里加入少量粉末，分液漏斗里盛放过氧化氢溶液，可以制取氧气 B.锥形瓶里加入大理石，分液漏斗里盛放稀硫酸，可以制取二氧化碳 C.当发生装置中液体与固体混合产生气泡时，立即开始收集气体 D.集满氧气的集气瓶从水槽里取出后倒放在实验台上 【举一反三1】未来某天人类移居火星，生活离不开氧气。下列有关氧气的说法正确的是(　　) A.结构：氧气变为淡蓝色液氧，发生了化学变化 B.性质：氧气不易溶于水且具有可燃性 C.现象：木炭在氧气中燃烧，发出红光，生成二氧化碳 D.转化：条件允许，利用火星上的二氧化碳来制取氧气 【举一反三2】如图是实验室制取气体的常用装置。 (1)采用装置A制取气体时，反应物的状态和反应条件需满足什么要求？　　　　。 (2)利用装置B和C可制取多种气体，请写出制取其中一种气体的化学方程式：　　　　。 【举一反三3】下图是实验室制取气体的有关装置图，据图回答下列问题。 (1)标有①的仪器的名称是　　　　；标有②的仪器的作用是　　　　。 (2)实验室制取的原理是　　　　(用化学方程式表示)。若实验室只有碳酸钠与稀盐酸，制取的发生装置应选择　　　　(填装置字母序号)。 (3)用装置A制取氧气时，该装置还需改进的地方是　　　　；写出制取氧气的化学方程式：　　　　。 (4)若用图a装置测量收集氧气的体积，装置的g接口应与　　　　(填“m”或“n”)接口连接。若用图b装置收集氧气时，验满的方法是　　　　。 (5)在两个等质量气球中充入气体甲和空气各300mL，并用细线连接气球，现象如图c所示。将充满气体甲的试管倒扣入水中，现象如图d所示。收集气体甲的装置是　　　　(填A～F的字母序号)。 鲁教版（2024）九年级上册 第六单元 控制燃烧第三节 碳达峰与碳中和 题型专练（参考答案） 【题型1】自然界的碳循环 【典型例题】某小组同学绘制了自然界中的碳氧循环图，如图所示，下列说法合理的是（　　） A.人和动植物的呼吸作用会吸收部分二氧化碳 B.绿色植物的光合作用能将二氧化碳全部转化，从而实现碳中和 C.化石燃料的过度开发和使用会破坏人类生存环境 D.化石燃料的燃烧会把大气中的氧气消耗完 【答案】C 【解析】人和动植物的呼吸作用会吸收氧气，释放出二氧化碳，故A错误；绿色植物的光合作用不能将二氧化碳全部转化，故B错误；化石燃料的过度开发和使用会破坏人类生存环境，故C正确；化石燃料的燃烧不会把大气中的氧气消耗完，故D错误。 【举一反三1】 “水循环”、“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的三大重要循环。下列说法正确的是（　　） A.变化观：自然界的水循环过程中，水分子一定发生改变 B.守恒观：碳、氧循环过程中各元素守恒，其化合价不变 C.平衡观：碳、氧循环有利于维持大气中O2和CO2含量的相对稳定 D.微粒观：绿色植物的作用是使自然界中的氧原子总数增加 【答案】C 【解析】自然界的水循环过程中，只是状态发生改变，属于物理变化，水分子没有发生改变，故A错误。碳、氧循环过程中各元素守恒，但碳、氧气属于单质，元素的化合价为0，元素的化合价发生了改变，故B错误。通过碳、氧循环，有利于维持大气中O2和CO2含量的相对稳定，故C正确。由质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，绿色植物不能使自然界中的氧原子总数增加，故D错误。 【举一反三2】 “氧循环”“碳循环”和“水循环”是自然界存在的三大重要循环。请结合如图回答问题。 （1）空气的主要成分中没有参与图中循环的气体是__________________。 （2）从物质变化角度看，三种循环中与另外两种有本质区别的是_______________循环。 （3）反应⑦二氧化碳被海水吸收的化学方程式是_____________________________。 （4）人类降低空气中二氧化碳含量的研究方向有两个：一是减少二氧化碳的排放；二是 __________。 （5）根据“氧循环”原理，在教室内可采用 ________________方法（写一条）使空气保持清新。 【答案】（1）氮气 （2）水 （3）CO2+H2O══H2CO3 （4）增加二氧化碳的消耗量 （5）开窗、通风（合理即可） 【解析】（1）空气中主要成分有氮气和氧气，因此空气的主要成分中没有参与图中循环的气体是氮气。 （2）地球表面的“水循环”主要是由水分子的运动引起的，发生的是物理变化；自然界“碳循环”中的“碳”主要是指二氧化碳发生的化学变化；“氧循环”主要是指氧气发生的化学变化；从物质变化角度看，三种循环中与另外两种有本质区别的是水循环。 （3）二氧化碳与水反应生成碳酸，反应⑦二氧化碳被海水吸收的化学方程式是CO2+H2O══H2CO3。 （5）由于呼吸作用消耗氧气，根据“氧循环”原理，在教室内可采用开窗、通风的方法使空气保持清新。 【举一反三3】阅读科普短文，回答相关问题。 航天员呼出的二氧化碳怎么处理？        航天员呼出的CO2是废气，一旦浓度过高将对人体产生危害。座舱空气中CO2分压达到2千帕就会影响航天员的健康和安全。        通常处理CO2有两种方法。方法一：对于短期飞行的载人航天器而言，常采用与氢氧化钙化学性质相似的氢氧化锂（LiOH）吸收CO2。LiOH与CO2发生反应的生成物为碳酸锂，实现了对CO2的吸收。该方法吸收效率高、安全，但这是一次性使用的去除方法。方法二：对于CO2进行收集和再生处理。第1步，利用固态胺系统对座舱CO2的吸收与浓缩；第2步，利用特种反应器实现对CO2的加氢使之生成甲烷与水；第3步，采用电解方法对水进行电解，产生氢气和氧气，氧气供人呼吸使用。 （1）写出自然界中吸收CO2的一条途径：　　　　　　　　　　。 （2）LiOH中Li的化合价为 　　　　　　，碳酸锂的化学式为 　　　　　    　。 （3）①写出空间站中，二氧化碳和氢气在催化剂作用下反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　。 ②方法二第3步电解水产生的氢气 　   　（填“能”或“不能”）再利用。 ③对比关于CO2的两种处理方法，方法 　   　更好，原因是 　　　　　　　　　　　　　   　。 【答案】（1）植物的光合作用；（2）+1；Li2CO3；（3）①CO2+3H2CH3OH+H2O；②能； ③二；对二氧化碳进行收集和再生处理，重新生成可供人体呼吸的氧气。 【解析】（1）自然界中吸收CO2的途径是植物的光合作用； （2）LiOH中，氢氧根的化合价为﹣1价，根据化合物中各元素化合价代数和为零，则Li的化合价为+1价；碳酸锂中，锂元素显+1价，碳酸根的化合价为﹣2价，则化学式为Li2CO3； （3）①二氧化碳和氢气在催化剂作用下反应生成甲烷和水，反应的化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O； ②方法二第3步电解水产生的氢气能再利用，可以用作燃料； ③对比关于CO2的两种处理方法，方法二更好，原因是对二氧化碳进行收集和再生处理，重新生成可供人体呼吸的氧气。 【题型2】二氧化碳的物理性质 【典型例题】下列实验方案不能达到实验目的的是(　　) A.A B.B C.C D.D 【答案】B 【解析】红磷本身是固体，能在空气中燃烧，生成五氧化二磷固体，没有生成新的气体，导致集气瓶中气压减小，可探究空气中O2含量，Ａ实验方案能达到实验目的；要验证二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，需要验证二氧化锰加快了过氧化氢的分解速率，同时还要验证反应前后二氧化锰的质量和化学性质不变，该实验只验证了二氧化锰加快了过氧化氢的分解速率，Ｂ实验方案不能达到实验目的；铜粉在密闭容器中加热生成氧化铜，没有气体逸出，反应前后容器中物质的总质量不变，能直接用于验证质量守恒定律，Ｃ实验方案能达到实验目的；图中实验，软塑料瓶变瘪了，是因为二氧化碳能溶于水，使瓶内压强减小，可验证CO2能溶于水，Ｄ实验方案能达到实验目的。 【举一反三1】下列关于二氧化碳的叙述错误的是（　　） A.相同条件下密度比空气大 B.不易溶于水 C.通常条件下是无色无味的气体 D.干冰易升华吸热 【答案】B 【解析】二氧化碳能溶于水。 【举一反三2】联欢晚会上利用干冰升华的原理使表演舞台的现场呈现云雾缭绕、如入仙境的景象。对该现象的微观解释错误的是(　　) A.二氧化碳的分子种类不变 B.二氧化碳分子间间隔变大 C.水分子的质量不变 D.水分子间的间隔变大 【答案】D 【解析】干冰升华过程中，只是物质的状态发生改变，没有新物质生成，二氧化碳的分子种类不变，Ａ正确；干冰升华过程中，二氧化碳分子间的间隔变大，Ｂ正确；干冰升华过程中吸热获得低温，空气中的水蒸气液化，水分子的质量不变，Ｃ正确；干冰升华过程中吸热获得低温，空气中的水蒸气液化，水分子间的间隔变小，Ｄ错误。 【举一反三3】根据下列实验图示回答问题。 (1)实验A可测定空气中氧气的含量，________________ (填“能”或“不能”)用木炭代替红磷。 (2)实验B中，仪器a的名称是________________；澄清石灰水与CO2反应的化学方程式是________________________。 (3)实验C中，观察到气球浮起，说明 CO2的密度比空气________________________ (填“大”或“小”)，因此实验室里常用向________________排空气法收集CO2。 【答案】 (1)不能 (2)试管　　CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O (3)大　　上 【解析】 (1)木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，反应前后装置内压强变化不明显，不能用木炭代替红磷来测定空气中氧气的含量。(2)实验B中，仪器a的名称是试管；二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O。(3)实验C中，观察到气球浮起，说明CO2的密度比空气大，因此实验室里常用向上排空气法收集CO2。 【举一反三4】化学是一门以实验为基础的学科，请根据下图所示实验回答问题。 (1)实验甲中红磷燃烧的现象为　　　　；实验结束后，打开弹簧夹，观察到烧杯中的水倒流入集气瓶，集气瓶内水平面上升约　　　　。 (2)实验乙是验证质量守恒定律的实验，实验中观察到气球的变化是　　　　，实验时若取用红磷量不足，对实验的结果　　　　(选填“有”或“没有”)影响。 (3)实验丙中，观察到　　　　，说明的密度比空气　　　　(选填“大”或“小”)。 【答案】(1)产生大量白烟，放热　五分之一 (2)先变大再变小　没有 (3)气球飘起　大 【解析】(2)红磷燃烧放热，锥形瓶中空气膨胀，气球鼓起，冷却后，因为红磷燃烧消耗了瓶中的氧气，生成了P2O5固体，使锥形瓶内气体体积减小，压强变小，气球变瘪，故观察到气球的变化是先变大后变小；若取用红磷的量不足，对实验的结果没有影响，因为无论红磷是否完全反应，天平都保持平衡； (3)实验丙中，向盛有空气的气球周围通入二氧化碳后，观察到气球飘起，说明二氧化碳的密度比空气大。 【举一反三5】常温常压下，1体积水最多能溶解0.7体积二氧化碳。如图甲所示，用烧瓶收集一瓶二氧化碳气体，连接压强传感器和一只装有20mL蒸馏水的注射器，迅速将注射器里的蒸馏水全部压入烧瓶中，测得压强变化曲线如图乙所示。 (1)BC段压强上升的原因是什么？ (2)CD段压强缓慢减小，之后进行了什么操作后，看到DE段压强明显减小？ (3)最终F点压强大于B点，请解释原因。 【答案】(1)迅速将注射器里的20mL蒸馏水全部压入烧瓶中，在这一瞬间，烧瓶内的气体被压缩，气体体积迅速减小，压强迅速上升 (2)振荡烧瓶 (3)常温常压下，1体积水最多能溶解0.7体积二氧化碳，加入的水无法把二氧化碳溶解完，使得加入水的体积大于溶解二氧化碳的体积，导致压强比刚开始的压强大 【解析】(2)CD段压强缓慢减小，是因为二氧化碳逐渐溶解在水中，使瓶内气体的量减少，压强缓慢下降，之后要使DE段压强明显减小，是因为振荡了烧瓶，振荡加快了二氧化碳在水中的溶解速率，使得更多的二氧化碳快速溶解在水中，瓶内气体的量进一步快速减少，从而导致压强明显减小。 【题型3】二氧化碳的化学性质 【典型例题】关于“碳达峰、碳中和”中的二氧化碳，下列说法不正确的是（　　） A.过量的二氧化碳会造成温室效应 B.向紫色石蕊试液中通入二氧化碳，使紫色石蕊试液变红的物质不是二氧化碳 C.可用点燃的方法除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳 D.固态的二氧化碳俗称“干冰”，常用于人工降雨 【答案】C 【解析】过量的二氧化碳会造成温室效应，A正确。向紫色石蕊试液中通入二氧化碳，使紫色石蕊试液变红的物质不是二氧化碳，是二氧化碳和水反应生成的碳酸，B正确。不能用点燃的方法除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳，是因为二氧化碳不支持燃烧，在大量的CO2中CO无法被点燃。C不正确。固态的二氧化碳俗称“干冰”，干冰升华时吸热，常用于人工降雨，D正确。 【举一反三1】常温下，能与CO2发生化合反应的物质是（　　） A.C B.Ca（OH）2 C.O2 D.H2O 【答案】D 【解析】碳和二氧化碳在常温下不反应，反应需要高温，A错误；二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，生成物有两种，故不是化合反应，B错误；二氧化碳和氧气不反应，C错误；二氧化碳和水反应生成碳酸，D正确。 【举一反三2】向盛有蒸馏水的试管中滴加几滴石蕊试液，并通入二氧化碳气体，现象是　         　，该现象说明所得溶液的pH值　   　7（填“＞”“＜”或“＝”），用方程式解释产生该现象的原因　         　　　　　       　。 【答案】石蕊试液变红；＜；CO2+H2O═H2CO 【解析】向盛有蒸馏水的试管中滴加几滴石蕊试液，并通入二氧化碳气体，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红色，现象是石蕊试液变红。该现象说明所得溶液的pH值＜7；反应的化学方程式为CO2+H2O═H2CO3。 【举一反三3】某小组以“探究气体制取和气体性质”为主题展开可视化的项目式学习。其中化学课堂上老师演示了如下图所示的几个实验： (1)图2所示实验中，应观察到的实验现象是　　　　(填Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ选项)。 a．试管内液面上升　　　b．试管内液体变红　　　c．试管内液体变浑浊 A．ab    B．bc    C．ac     D．abc (2)图3所示实验中，使紫色干花(用石蕊溶液浸泡过)变红的原因是　　　　。(填化学方程式) 【答案】(1)C (2) 【解析】(1)二氧化碳能和石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，则可观察到澄清石灰水变浑浊，且试管中的气体减少，压强减小，则试管中的液面上升，故选C。 (2)二氧化碳能和水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红色，反应的化学方程式为：。 【题型4】二氧化碳的用途 【典型例题】性质决定用途，用途体现性质。下列归纳错误的是(　　) A.常温下氮气的化学性质不活泼，用于食品防腐 B.金刚石硬度大，可作铅笔芯 C.干冰升华吸热，可作制冷剂 D.酒精具有可燃性，可作燃料 【答案】B 【举一反三1】物质世界充满了变化。下列变化过程中，只发生物理变化的是(　　) A.光合作用 B.火箭发射 C.干冰升华 D.葡萄酿酒 【答案】C 【解析】光合作用过程中，有新物质氧气生成，属于化学变化；火箭发射过程中，有新物质生成，属于化学变化；干冰为固体二氧化碳，干冰升华过程中，只是物质的状态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化；酿酒过程中，有新物质酒精生成，属于化学变化。 【举一反三2】“碳中和”，是指一定时间内CO2的排放量与吸收量基本相当。我国力争在2060年前实现“碳中和”，体现了中国对解决气候问题的大国担当。 (一)“碳”排放：倡导“低碳”生活，主要是为了减少CO2的排放。 (1)海洋能吸收CO2，原因之一是CO2能H2O与反应生成　　　　。 (2)下列节能减排的建议，可行的是　　　　(填字母)。 A．停止使用化石燃料 B．推广使用光伏发电 C．鼓励民众公交出行 D．电脑不用时长时间开着 (二)“碳”转化： (3)一定条件下，可将H2和CO2在催化剂表面转化成有机清洁燃料甲醇(CH3OH)和水，写出反应的化学方程式　　　　　　。 (三)“碳”利用 (4)超临界是指温度与压强达到一定值时，CO2形成气态与液态交融在一起的流体，研究发现超临界CO2流体和水相似，溶解能力强，被誉为“绿色环保溶剂”。下列关于超临界CO2流体的说法，正确的是　　　　(填字母)。 A．它是混合物 B．它的化学性质与普通二氧化碳相同 C．它的分子不再运动 D．它可代替许多有害、有毒、易燃的溶剂 (5)2022年北京举办了第24届冬季奥林匹克运动会，冬奥会标志性场馆“冰丝带”利用了无处不在的“空气能”为3000m场馆供暖，从而实现每年减排CO2160t，进而缓解了温室效应，如图是小科同学验证该问题的实验装置，在　　　　(填“阳光”或“黑暗”)环境中一段时间后，可观察到水柱向　　　　 (填“左”或“右”)移动。 【答案】(1)H2CO3 (2)BC (3) (4)BD (5)阳光　左 【解析】(2)化石燃料是当前人类获取能量的主要来源，停止使用化石燃料是不现实的，故说法错误； 推广使用光伏发电可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，故说法正确； 鼓励民众公交出行可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，故说法正确； 电脑不用时长时间开着浪费能源，故说法错误；故选BC。 (4)超临界CO2是指温度与压强达到一定值时，CO2形成气态与液态交融在一起的流体，只含一种物质，它是纯净物，故说法错误； 超临界CO2和二氧化碳是同一种物质，都是由二氧化碳分子构成的，因此它的化学性质与普通二氧化碳相同，故说法正确； 它的分子也是在不断运动，故说法错误； 由题干信息可知，它可代替许多有害、有毒、易燃的溶剂，故说法正确；故选BD。 (5)由于二氧化碳的吸热能力强，在阳光下一段时间后，吸收的热量多，气体膨胀，压强增大，从而水柱会往左移动。 【举一反三3】某同学设计的验证二氧化碳性质的实验装置如图所示，请结合实验装置回答下列问题。 （1）实验过程中a处紫色石蕊溶液变红，出现该现象的原因是 　     　　　　　　　　           　（用化学方程式解释）。 （2）烧杯中观察到的实验现象是 　     　　        　，由此得出二氧化碳的化学性质是 　             　　　　   　。 （3）结合上述实验结论，实验室不能用 　   　（填字母）的方法区别CO和CO2。 A.闻气味 B.通入澄清的石灰水 C.点燃 D.通入紫色石蕊溶液 （4）由该实验可以得出二氧化碳在生活中的一种用途是 　    　　　　　              　。 【答案】（1）CO2+H2O＝H2CO3；（2）蜡烛自下而上依次熄灭；二氧化碳不燃烧也不支持燃烧；（3）A；（4）灭火（制汽水饮料等，合理即可）。 【解析】（1）实验过程中a处紫色石蕊溶液变红，是因为二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸显酸性，使紫色石蕊溶液变红色，化学方程式为：CO2+H2O＝H2CO3； （2）烧杯中观察到的实验现象是蜡烛自下而上依次熄灭，由此得出二氧化碳二氧化碳不燃烧也不支持燃烧的化学性质； （3）一氧化碳和二氧化碳均是无色无味的气体，闻气味的方法不能鉴别，A符合题意；通入澄清的石灰水，变浑浊的是二氧化碳，无明显现象的是一氧化碳，可以鉴别，B不符合题意；点燃，能燃烧的是一氧化碳，不能燃烧的是二氧化碳，可以鉴别，C不符合题意；通入紫色石蕊溶液，溶液变红的是二氧化碳，无明显现象的是一氧化碳，可以鉴别，D符合题意。 故选：A； （4）二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，可用于灭火，二氧化碳能与水反应，可用于制汽水等。 【举一反三4】阅读下面科普短文，回答下列问题。 　　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、过液态碳和晶形碳三大类，如图1。石墨是制铅笔芯的原料之一，在16世纪被发现后，曾被误认为是含铅的物质。直到18世纪，化学家将石墨与KNO3共熔后产生CO2 ，才确定了它是含碳的物质。 　　碳纤维既有碳材料的固有本质特性，又有纺织纤维的柔软可加工性，综合性能优异。目前，我国已形成碳纤维生产、碳纤维复合材料成型，应用等产业链，碳纤维复合材料应用领域分布如图2。 　　科学界不断研发出新型碳材料，碳气凝胶就是其中一种。碳气凝胶具有优良的吸附性能，在环境净化中发挥重要作用。我国科研人员在不同温度下制备了三种碳气凝胶样品，比较其对CO2 的选择性吸附性能。他们在不同压强下测定了上述样品对混合气体中CO2吸附的选择性值，实验结果如图3。图中选择性值越高，表明碳气凝胶对CO2的选择性吸附性能越好。随着科学技术的发展，碳材料的潜能不断被激发，应用领域越来越广泛。 (1)金刚石属于　　　(填字母)。 A．无定形碳 B．过渡态碳 C．晶形碳 (2)石墨与 KNO3共熔，能发生如下反应，配平该反应的化学方程式：5C+ 4KNO3=　　　K2O＋2N2↑＋　　　CO2↑。 (3)由图2可知，我国碳纤维复合材料应用占比最高的领域是　　　　  。 (4)对比图3中三条曲线，得到的实验结论是　　　　 。 (5)二氧化碳气体的大量排放，会带来的环境问题是　　　　 (填“酸雨”或“温室效应”)。 (6)下列有关二氧化碳用途的说法正确的是　　　(填字母)。 A．作燃料 B．生产汽水 C．冶炼金属 D．人工增雨 【答案】(1)C (2)2　5 (3)工业应用 (4)温度越低，压强越大，碳气凝胶对二氧化碳的选择性吸附性能越好 (5)温室效应 (6)BD 【解析】(2)根据质量守恒定律可知反应前后原子种类数目不变，根据反应前钾原子的个数为4，可确定K2O前个数为2，根据反应前碳原子个数为5，可确定CO2前个数为5，故填：2，5； (4)对比图3中三条曲线，温度越低，压强越大选择性值越大，气凝胶对CO2的选择性吸附性能越好，故得到的实验结论是温度越低，压强越大，碳气凝胶对CO2的选择性吸附性能越好。 【题型5】二氧化碳性质的探究 【典型例题】已知石蕊溶于水显紫色，遇酸变红。用如图所示装置可探究CO2与H2O能否反应。下列有关正确的是（　　） A.Ⅰ处试纸不变红，说明空气中没有CO2 B.省略Ⅰ处实验，此探究的目的也能达成 C.对比Ⅱ、Ⅲ可知，有CO2存在时水显酸性 D.对比Ⅰ、Ⅲ可知，有水存在时CO2显酸性 【答案】B 【解析】Ⅰ处试纸不变红，只是应为空气中二氧化碳含量少，不能说明空气中没有CO2，故A错误；实验是探究CO2与H2O能否反应，省略Ⅰ处实验，此探究的目的也能达成，故B正确；对比Ⅱ、Ⅲ可知，CO2与H2O能否反应，不能说明有CO2存在时水显酸性，故C错误；二氧化碳不显酸性，有水存在时，二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，故D错误。 【举一反三1】关于二氧化碳的性质实验，说法错误的是(　　) A.实验一可验证二氧化碳不能燃烧，也不支燃烧 B.实验一可验证二氧化碳密度比空气大 C.实验二可验证二氧化碳能溶于水 D.实验二可验证二氧化碳溶于水生成了碳酸 【答案】D 【解析】实验一：蜡烛熄灭，说明二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧，A不符合题意；实验一：下层的蜡烛先熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大，B不符合题意；实验二：向盛有二氧化碳气体的软塑料瓶中加入水，然后盖上瓶盖，发现塑料瓶变瘪，说明二氧化碳能溶于水，C不符合题意；实验二：向盛有二氧化碳气体的软塑料瓶中加入水，然后盖上瓶盖，发现塑料瓶变瘪，说明二氧化碳能溶于水，但不能证明二氧化碳能和水发生反应发生了碳酸，D符合题意。 【举一反三2】选择氧气、氢气、二氧化碳、一氧化碳的化学式填空： （1）有毒的气体是　 　； （2）能用于灭火的气体是　 　； （3）对环境保护最理想的燃料是　 　； （4）不能燃烧，但能支持燃烧的气体是　 　； （5）只能用向上排气法收集的气体是　 　； （6）只能用排水法收集的气体是　 　． 【答案】（1）CO（2）CO2（3）H2（4）O2（5）CO2（6）CO 【解析】（1）有毒的气体是一氧化碳；（2）能用于灭火的气体是二氧化碳；（3）对环境保护最理想的燃料是氢气；（4）不能燃烧，但能支持燃烧的气体是氧气；（5）只能用向上排气法收集的气体是二氧化碳；（6）只能用排水法收集的气体是一氧化碳。 【举一反三3】某同学利用如图装置探究二氧化碳的相关性质。集气瓶中的现象是　　　　　　　　，烧杯中的蜡烛由低到高依次熄灭，体现了二氧化碳的化学性质是　　　　　　　　　　。 【答案】干燥的石蕊纸花a不变色，湿润的石蕊纸花b变红　二氧化碳既不能燃烧，也不支持燃烧 【解析】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，而干燥的二氧化碳不能使紫色石蕊溶液变红，所以集气瓶中干燥的石蕊纸花a不变色，湿润的石蕊纸花b变红；烧杯中的蜡烛由低到高依次熄灭，说明二氧化碳既不能燃烧，也不支持燃烧，这是二氧化碳的化学性质；同时也能说明二氧化碳的密度比空气大，这是二氧化碳的物理性质。 【举一反三4】大气中二氧化碳含量的增加已被认为是全球变暖的主要因素。某学校化学兴趣小组的同学为探究二氧化碳的性质，开展了以下实验探究活动。 [实验探究一] （1）如图所示，向一个收集满二氧化碳气体的软塑料瓶中加入约三分之一体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。观察到_____________。这表明二氧化碳与水作用有两种可能：一是_____________________；二是二氧化碳与水反应。 [提出问题]二氧化碳能否与水发生反应？ [猜想假设]猜想1：二氧化碳与水反应 猜想2：二氧化碳不与水反应 [设计与实验]同学们设计了如图所示实验。 （2）步骤（Ⅰ）的实验目的是___________________________。 （3）步骤（Ⅱ）中可观察到______________________现象，由此可得出二氧化碳的化学性质是_________________；还可以观察到 _________________________________现象，由此可得出二氧化碳的物理性质是______________________。 [实验结论]猜想1正确。 [实验探究二] （4）如图所示，打开汽水瓶盖，有大量气泡逸出，塞上带导管的橡皮塞，导管另一端伸入盛有澄清石灰水的试管中，轻轻振荡汽水瓶，可观察到试管中澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式是____________________________。 [表达交流] （5）二氧化碳在生活、生产中也有着广泛的应用。写出一条二氧化碳在日常生活中的用途，利用了二氧化碳的哪些性质。 二氧化碳的用途：_________________________，利用了二氧化碳的 ______________________的性质。 【答案】（1）软塑料瓶变瘪　　二氧化碳溶于水 （2）说明紫色石蕊遇酸性溶液变红 （3）2处纸花不变色，1、3处纸花变红　　二氧化碳能与水反应　　3处纸花比1处纸花先变红　　二氧化碳的密度比空气大 （4）CO2+Ca（OH）2══CaCO3↓+H2O （5）用于制汽水（合理即可）　　能与水反应生成碳酸（合理即可） 【解析】（1）观察到软塑料瓶变瘪，可能是二氧化碳溶于水，导致装置内气体减少，压强减小，也可能是二氧化碳与水反应，导致装置内气体减少，压强减小。 （2）步骤（Ⅰ）向紫色石蕊纸花上喷稀醋酸，纸花变红，说明紫色石蕊遇酸性溶液变红。 （4）试管中澄清石灰水变浑浊，是因为二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为CO2+Ca（OH）2══CaCO3↓+H2O。 【举一反三5】化学研究物质。试从科学家认识物质的视角认识二氧化碳。 （1）二氧化碳是由 　      　　          　（填元素名称或符号）两种元素组成的。 （2）二氧化碳是由 　         　（填粒子名称）构成的。 （3）根据图回答问题。向充满CO2的软矿泉水瓶中倒入澄清石灰水，旋紧瓶塞后充分振荡，能观察到的现象是软矿泉水瓶收缩变瘪和 　           　，该反应的化学方程式为 　          　　　　　　　　　        　。 （4）液态二氧化碳灭火的原理是 　      　　　　　　            　。 【答案】（1）碳元素和氧元素（或O）；（2）二氧化碳分子；（3）澄清石灰水变浑浊；Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O；（4）隔绝空气、使温度降至着火点以下。 【解析】（1）物质是由元素组成的，二氧化碳是是由碳元素和氧元素（或O）组成的。 （2）物质是由构成物质的微粒聚集而成，二氧化碳是由二氧化碳分子构成的。 （3）二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，向充满CO2的软矿泉水瓶中倒入澄清石灰水，旋紧瓶塞后充分振荡，瓶内压强减小，能观察到的现象是软矿泉水瓶收缩变瘪和澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O。 （4）液态二氧化碳汽化吸热，不能燃烧，也不能支持燃烧且密度比空气大，则液态二氧化碳灭火的原理是①降温至可燃物着火点以下，②隔绝空气。 【题型6】二氧化碳对生活和环境的影响 【典型例题】燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。下图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应，已知甲是一种单质。以下判断错误的是(　　) A.甲是空气中体积分数最大的成分 B.乙是引起温室效应的气体之一 C.反应(Ⅰ)在常温下容易发生 D.反应(Ⅱ)中碳元素的化合价发生改变 【答案】C 【解析】甲是一种单质，甲和氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮和一氧化碳反应生成甲和乙，根据元素守恒，则甲为氮气，乙为二氧化碳。氮气空气中体积分数最大的成分，A正确；乙是二氧化碳，则乙是引起温室效应的气体之一，B正确；由于氮气化学性质不活泼，因此反应(Ⅰ)在常温下不容易发生，在高温或放电条件下发生，C错误；一氧化碳和一氧化氮反应生成氮气和二氧化碳，一氧化碳中碳元素显+2价，二氧化碳中碳元素显+4价，因此反应(Ⅱ)中碳元素的化合价发生改变，D正确。 【举一反三1】人工光合固碳装置通过电化学手段将二氧化碳转化为甲酸(HCOOH)，该反应的微观示意图如图，下列说法正确的是(　　) A.反应前后分子的数目不变 B.该反应可以减缓温室效应 C.该反应的生成物有3种 D.氧元素的化合价在反应前后未发生改变 【答案】B 【解析】由反应的微观示意图可知，反应中有1个水分子没有参加反应，图中实际参加反应的是2个二氧化碳分子和2个水分子在一定条件下反应生成2个甲酸分子和1个氧分子，反应的化学方程式为：。反应前后，分子数目减少；二氧化碳是该反应的反应物之一，因此该反应可以减缓温室效应；该反应的生成物有2种；在反应物中，氧元素的化合价为-2价，在生成物氧气中，氧元素的化合价为零，因此该反应中氧元素的化合价升高了。 【举一反三2】提倡“低碳生活”，是因为空气中CO2含量过多会引起 　　　　　  　，从而给环境带来影响，但CO2本身是 　   　毒。 【答案】温室效应；无。 【解析】提倡“低碳生活”，是因为空气中CO2含量过多会引起温室效应；CO2本身是无毒的。 【举一反三3】积极应对气候变化，展现大国担当，中国承诺在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，其中的“碳”指二氧化碳。请回答下列问题。 (1)自然界中二氧化碳的来源有________、________ (任写两条)；大气中的二氧化碳过多会引起________增强。 (2)捕集、利用和封存CO2是实现碳中和的一种途径，加压水洗法可捕集CO2，捕集CO2后的溶液可以使紫色石蕊溶液变红，原因是__________ (用化学方程式表示)。 (3)近年来我国科学家合成了一种新型催化剂，可将二氧化碳和氢气转化为清洁的液体燃料甲醇和水：CO2+3H2X+2H2O，X的化学式为____________。 (4)低碳生活，从我做起。请你写出日常“低碳”生活的一种做法___________。 【答案】(1)化石燃料燃烧(合理即可)　人和动植物的呼吸(合理即可)　温室效应　　(2)H2O+CO2═H2CO3　　(3)CH4O(或CH3OH)　　(4)节约用电(或节约用纸等，合理即可) 【举一反三4】21世纪以来，化学研究和应用更加重视绿色、低碳、循环发展，化学已成为推动社会可持续发展的重要力量。阅读下列科普短文，并回答相关问题：   温室效应增强这一环境问题日益引起人们的关注。能产生温室效应的气体有二氧化碳、臭氧、甲烷等。为了控制大气中二氧化碳的含量，人们采取了许多措施：开发新能源、大力植树造林、大力发展公共交通等。我国科研人员也在积极努力研究，研制出了一种新型催化剂，在这种催化剂作用下，二氧化碳可以转化为汽油，主要转化过程如图所示。 (1)能产生温室效应的气体有　　　　 (答一种即可)。 (2)根据上述短文，若X是一种单质，I中反应生成的另外一种物质为生活中常见的液体氧化物，请写出该反应的化学方程式　　　　　　 。 (3)催化剂在化学反应前后质量和　　　　　　 都不改变。 (4)(CH2)n中碳、氢元素的质量比为　　　　　 。 (5)科研人员的这项研究成果的重要意义是　　　　(填字母)。 A．有助于早日实现碳中和目标，实现人类社会可持续发展 B．防止了空气污染 【答案】(1)二氧化碳(或臭氧、甲烷) (2) (3)化学性质 (4)6∶1 (5)A 【解析】(2)CO和X反应生成(CH2)n，反应前后元素种类不变，若X为单质，则X为氢气，生活中常见的液体氧化物为水，则反应Ⅰ为二氧化碳和氢气在催化剂作用下生成一氧化碳和水，反应的化学方程式为。 (4)(CH2)n中碳、氢元素的质量比为(12×n)：(1×2n)=6：1。 【题型7】二氧化碳的实验室制取原理及装置 【典型例题】实验室制备并收集二氧化碳，按下表进行实验，取等质量的同种大理石加入足量酸中（杂质不与酸反应），产生二氧化碳气体随时间变化曲线如图所示，下列说法错误的是（　　） A.实验Ⅲ对应的如图变化曲线为甲 B.实验Ⅱ和Ⅲ对比，说明影响反应速率的因素是固体的颗粒大小 C.实验Ⅰ和Ⅱ对比，说明影响反应速率的因素是酸的浓度 D.实验Ⅱ和Ⅲ完全反应后，产生二氧化碳的质量是相等的 【答案】C 【解析】大理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，且大理石是粉末状的，反应的速率最快，所以实验Ⅲ对应的如图变化曲线为甲，A正确；Ⅱ和Ⅲ中选择酸都是7% HCl溶液，Ⅱ中是块状大理石，Ⅲ中是大理石粉末，实验Ⅱ和Ⅲ对比，说明影响反应速率的因素是固体的颗粒大小，B正确；实验Ⅰ和Ⅱ中所用酸的种类不同，没有可比性，C错误；由图象可知，实验Ⅱ和Ⅲ完全反应后，产生二氧化碳的质量是相等的，D正确。 【举一反三1】图中有关气体的制取、收集和检验方法不正确的是(　　) A.实验室可用甲装置来制取氧气 B.乙装置可用来制取、检验二氧化碳 C.收集氧气可用丙装置 D.丁装置可用来收集氨气 【答案】D 【解析】 氧气的制取可用加热高锰酸钾的方法，属于“固体和固体加热”的类型，A正确；二氧化碳的制取用石灰石和稀盐酸反应，属于“固体和液体常温型”，二氧化碳的检验是将二氧化碳通入澄清的石灰水中，看是否变浑浊，B正确；氧气的密度比空气大，可以用该装置收集，C正确；氨气能溶于水，不能用该装置收集，D错误。 【举一反三2】化学是一门以实验为基础的科学，结合下列实验装置图回答问题： (1)写出图中标号仪器的名称：①_________；②__________________。 (2)实验室制取少量二氧化碳时，发生装置最好选用图中的_________ (填字母，下同)，收集装置选用_________，如需随时控制反应速率并节约药品，发生装置最好选用_________；实验室制取二氧化碳的化学方程式是__________________；检验集气瓶内的二氧化碳气体已满的方法和现象是___________________________。 (3)实验室用装置C制取氧气时，该反应的化学方程式是___________________________。如用G装置收集氧气，当观察到瓶内气泡往外冒时(即氧气已满)，接下来应当进行的操作是___________________________，将集气瓶正放在桌上，然后再移出导管，熄灭酒精灯。 (4)小芳同学在实验室利用图 H的装置制备二氧化碳，她通过拉动铜丝控制底部破损的小试管升降。这一改进的目的是：________ (填字母)。 A.使反应随时发生或停止 B.使破损的小试管得到利用 C.生成更多的二氧化碳 【答案】 (1)长颈漏斗　　试管 (2)D　　E　　B　　CaCO3+2HCl══CaCl2+H2O +CO2↑　　将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，证明集满 (3)2KClO32KCl+3O2↑　　在水中盖上玻璃片 (4)A 【举一反三3】如图是实验室制取气体的部分装置。 (1)仪器a的名称是 　       　。 (2)实验室用大理石和稀盐酸制取CO2。 ①该反应的化学方程式为 　                                              ； ②用该方法制取CO2的发生装置应选择 　    　(填字母)。 (3)用装置C收集CO2验满的操作为 　                           。 【答案】(1)试管 　(2)①CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ 　②B 　(3)把燃着木条放在集气瓶口，如果木条熄灭，证明二氧化碳已满 【解析】(2)①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↑。②该反应属于固、液常温型，适合用装置B作发生装置。(3)二氧化碳的密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧，用装置C收集CO2验满的操作为：把燃着木条放在集气瓶口，如果木条熄灭，证明二氧化碳已满。 【举一反三4】如图是实验室常见的气体制取装置。 （1）仪器①的名称为 　　　　　　 　。 （2）实验室制取一瓶二氧化碳，应选用的发生装置是 　   　（填字母）。 （3）用装置E收集氧气时，气体应从 　   　（填“a”或“b”）端进入。 【答案】（1）长颈漏斗；（2）B；（3）b。 【题型8】二氧化碳的检验、验满及净化 【典型例题】鉴别二氧化碳的正确方法是(　　) A.将气体通入澄清石灰水中 B.吸入该气体，看是否感到气喘、头疼 C.将气体通入紫色的石蕊试液中 D.将燃着的木条伸入集气瓶中，火焰熄灭 【答案】A 【举一反三1】规范操作是科学实验的基本要求，下列有关“实验室制取二氧化碳”的实验操作，正确的是(　　) A.检查装置气密性 B.取用固体 C.收集二氧化碳 D.验满 【答案】A 【解析】图中分液漏斗伸入液面以下形成液封，用手握住锥形瓶，若装置不漏气，导管口有气泡冒出；取用大理石应用镊子，瓶塞倒放；二氧化碳密度比空气大，可溶与水，只能使用向上排空气法收集；验满时，应将燃着的木条放在瓶口，若熄灭，则集满。 【举一反三2】实验室制取CO2的有关操作如图，正确的是(　　) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】检查气密性时通过拉注射器活塞，装置内气体减少，压强减小，外界空气会沿长颈漏斗进入瓶内，若观察到导管口有气泡冒出，证明气密性良好，A正确；实验室应用大理石或石灰石与稀盐酸制取二氧化碳，不能用稀硫酸，B错误；二氧化碳的密度比空气大，应用向上排空气法收集，C错误；验满应将燃着的木条靠近集气瓶口，若木条熄灭，证明已收集满，D错误。 【举一反三3】如图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器，某化学小组的同学欲利用其进行下列各化学实验。根据题目要求，请回答下列问题： 同学以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室中制取并收集干燥、纯净的二氧化碳气体（提示：挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收，浓硫酸吸收水蒸气）。 （1）所选仪器的连接顺序为A→_______→_______→________（填写仪器序号字母）。 （2）仪器A中，发生反应的化学方程式为___________________________________________。 （3）若将少量二氧化碳通入澄清石灰水中，反应后溶液的质量将___________（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】（1）B　　D　　E （2）CaCO3+2HCl══CaCl2+H2O+CO2↑ （3）减小 【解析】（1）在实验室中制取并收集干燥、纯净的二氧化碳气体，挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收，浓硫酸具有吸水性，且与二氧化碳不反应，可用浓硫酸除去水蒸气，要先除杂后干燥，则所选仪器的连接顺序为A→B→D→E。 （2）实验室用大理石或石灰石（主要成分是碳酸钙）和稀盐酸制取二氧化碳，碳酸钙和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↑。 （3）若将少量二氧化碳通入澄清石灰水中，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，则反应后溶液的质量将减小。 【举一反三4】蜡烛的主要成分为石蜡，某小组同学利用如下实验研究石蜡的组成元素。已知：无水硫酸铜为白色粉末，遇水变蓝。 (1)实验中，要使蜡烛燃烧生成的气体能通过漏斗进入BC装置中，需要进行的操作是　　　。 (2)C中发生反应的化学方程式为　　　　　。 (3)实验中观察到B中白色粉末变蓝，说明蜡烛燃烧生成水，分析可得出石蜡的组成中含有氢元素，其理论依据是：　　　　　　。 (4)该实验　　　　(填“能”或“不能”)证明石蜡的组成中含有氧元素。 【答案】(1)拉动注射器活塞 (2)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O (3)质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变 (4)不能 【解析】(1)实验中，要使蜡烛燃烧生成的气体能通过漏斗进入BC装置中，需要进行的操作是拉动注射器活塞，C中的压强减小，在外界大气压的作用下，蜡烛燃烧生成的气体可以通过漏斗被吸入试管中。 (2)C装置中是澄清石灰水，用于检验二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。 (3)根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变。蜡烛燃烧时与氧气反应，氧气中只含有氧元素，而实验观察到B中白色粉末变蓝，说明蜡烛燃烧生成了水，水由氢元素和氧元素组成，所以石蜡的组成中一定含有氢元素。 (4)该实验不能证明石蜡的组成中含有氧元素。因为蜡烛燃烧是与氧气反应，生成的水中的氧元素和二氧化碳中的氧元素可能来自氧气，无法确定石蜡中是否含有氧元素。 【举一反三5】如图为常见的气体制备和收集装置。请据图回答下列问题： (1)实验室用高锰酸钾制取较纯净的氧气，应选用的发生与收集装置是　　　　(填字母)。 (2)实验室用稀盐酸和大理石制取二氧化碳，写出反应的化学方程式　　　　。 (3)欲使用装置D用排空气法收集二氧化碳，简述验满的方法　　　　。 【答案】(1)AE (2) (3)将燃着的木条放在b口处，若木条熄灭，则集满 【解析】(1)实验室用高锰酸钾制取氧气是固体加热，所以选A装置，氧气密度比空气略大，不易溶于水，既可以采用向上排空气法，又可以采用排水法收集，排水法收集的较纯净，所以选E收集； (2)实验室制取二氧化碳选择的试剂是大理石和稀盐酸，大理石的主要成分是碳酸钙，故化学方程式为； (3)用E装置收集二氧化碳，a端进气，b端出气，故验满的方法是将燃着的木头放到导管口b处，木条熄灭证明收集满。 【题型9】二氧化碳的实验室制取操作步骤及注意事项 【典型例题】下列有关二氧化碳制取的实验基本操作中，正确的是(　　) A.检查气密性 B.加入大理石 C.验满二氧化碳 D.暂存二氧化碳 【答案】D 【解析】该装置未构成封闭体系，即左边的长颈漏斗与大气相通；无论该装置气密性是否良好，导管口都不会有气泡产生，不能判断气密性是否良好；向试管中加入块状大理石的操作为：先将试管平放，用镊子把大理石放在试管口，最后缓缓地竖直试管，让大理石慢慢滑落至试管底部，不能直接丢进试管中；二氧化碳不燃烧且不支持燃烧，二氧化碳验满时，将燃着的木条放在集气瓶口，不能伸入集气瓶内；二氧化碳的密度比空气大，收集满的二氧化碳盖上玻璃片，正放在实验台上。 【举一反三1】规范操作是实验的关键，实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，下列操作正确的是(　　) A.加石灰石 B.制取 C.验满 D.检验 【答案】D 【解析】向锥形瓶中装块状石灰石时，先将锥形瓶横放，用镊子把块状石灰石放在锥形瓶口，再慢慢将锥形瓶竖立起来；图中长颈漏斗的末端没有伸入液面以下，会导致生成的二氧化碳从长颈漏斗中逸出；检验二氧化碳是否收集满时，应将燃着的木条放在集气瓶口，而不能伸入瓶中；二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，检验二氧化碳，可将二氧化碳通入澄清石灰水中。 【举一反三2】某同学在实验室制取二氧化碳时进行了如下操作，其中不正确的是(　　) A.连接仪器 B.检查气密性 C.收集气体 D.验满气体 【答案】A 【解析】在连接试管和橡胶塞时，先把试管口用水润湿，然后稍稍用力即可把橡胶塞插入试管内，图示易把试管压破，Ａ错误；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，Ｂ正确；二氧化碳的密度大于空气，用向上排空气法收集，Ｃ正确；二氧化碳验满时，用燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明已满，Ｄ正确。 【举一反三3】实验室制取二氧化碳，有如下操作步骤：①连接装置②加入稀盐酸；③检查装置的气密性；④收集；⑤装大理石；⑥验满。其操作顺序正确的是（　　） A.①②③④⑤⑥ B.①③②⑤④⑥ C.③①②⑤④⑥ D.①③⑤②④⑥ 【答案】D 【解析】制取二氧化碳的操作步骤是：连（连接仪器、组装实验装置）→查（检查装置的气密性）→加（加入固体药品）→倒（倒入液体药品）→定（用铁架台固定仪器装置）→收集（用向上排空气法收集）→验满。故正确的操作顺序为：①③⑤②④⑥。 【题型10】二氧化碳的制取与性质综合题 【典型例题】兴趣小组的同学在实验课上完成了二氧化碳的实验室制取及性质验证实验（如图），下列分析正确的是（　　） A.①中应该先加入固体药品 B.②中现象说明二氧化碳呈酸性 C.可用浓盐酸代替稀盐酸，以产生更多的二氧化碳 D.该实验说明可以用紫色石蕊溶液检验二氧化碳 【答案】A 【解析】添加药品的顺序为先固后液，因此①中应该先加入固体药品，A正确；②中二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色的石蕊溶液变红色，不是二氧化碳使之变红色，因此不能说明二氧化碳呈酸性，B错误；浓盐酸具有挥发性，若用浓盐酸代替稀盐酸会造成二氧化碳中混有氯化氢气体，C错误；能使紫色石蕊溶液变红色的气体很多，不能用紫色石蕊溶液检验二氧化碳，检验二氧化碳应该用澄清的石灰水，D错误。 【举一反三1】实验表明，不能用块状的大理石与稀硫酸反应制取CO2，而可用大理石粉末和稀硫酸反应制取CO2。由此得出的结论中，与以上事实相符的是(　　) A.物质之间能否发生反应，与反应条件有关 B.反应物之间的接触面积越大，越有利于反应进行 C.块状大理石和大理石粉末的化学性质不同 D.块状大理石和大理石粉末中各元素原子的排列方式不同 【答案】B 【举一反三2】实验课上，同学们完成了实验室制取二氧化碳并检验其性质的实验，以下对实验的分析正确的是（　　） A. ①中试剂为块状的大理石和稀硫酸 B.②中可以观察到澄清石灰水变浑浊 C.③中二氧化碳使紫色石蕊变成红色 D.④中二氧化碳可以降低蜡烛着火点 【答案】B 【解析】①中试剂为块状的大理石和稀盐酸，不能用稀硫酸，是因为碳酸钙和稀硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳，硫酸钙微溶于水，包裹在碳酸钙表面，阻止反应进行，故A错误；②中可以观察到澄清石灰水变浑浊，故B正确；③中二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊变成红色，故C错误；可燃物着火点不能改变，④中蜡烛熄灭，是因为二氧化碳能够隔绝氧气，故D错误。 【举一反三3】如图是实验室常用来制取气体的实验装置，请根据要求回答下列问题。 (1)实验室用A装置制取氧气的药品为___________________________。 (2)实验室制取二氧化碳时为获得平稳的气流，应选择的发生装置是_______ (填字母)，该反应的化学方程式为___________________________。 (3)某气体只能用 D装置收集，则该气体可能具有的性质为_________ (填序号)。 ①能与水反应　　　　②能与空气中的某些成分发生反应　　　　③密度与空气接近 【答案】(1)高锰酸钾 (2)B　　CaCO3+2HCl══CaCl2+H2O+CO2↑ (3)②③ 【解析】(1)A装置为固固加热型发生装置，且试管口有一团棉花，说明所用药品为高锰酸钾。(2)实验室制取二氧化碳应选择固液常温型发生装置，为获得平稳的气流，可通过分液漏斗控制添加液体药品的速率，选择的发生装置为B装置，发生的反应为碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，据此写出反应的化学方程式。(3)D装置为排水法收集气体的装置，若气体只能用D装置收集，说明气体不能用排空气法收集，即气体可能与空气中的某些成分反应或密度与空气接近，同时该气体不能与水反应，且溶解性差，故选②③。 【举一反三4】根据图示回答下列问题。 (1)用过氧化氢制取一瓶较为干燥的氧气时，应选择的发生和收集装置是_________ (从A~E中选择)，该反应的化学方程式为_______________。 (2)将B、G装置相连接用于制取二氧化碳并验证其化学性质，则装置G 中可观察到的实验现象是____________________。 (3)甲烷是一种无色无味、难溶于水、密度比空气小的气体。实验室常用加热碱石灰(氧化钙和氢氧化钠固体的混合物)和醋酸钠固体制取甲烷气体，应选择的发生装置是_____ (填字母，后同)，若用F装置收集气体，则要从_______端通入。 【答案】(1)BC　　2H2O2H2O+O2↑ (2)紫色石蕊溶液变红，澄清石灰水变浑浊 (3)An 【解析】(1)用过氧化氢制取氧气应选择固液常温型发生装置B，要制取干燥的氧气，应选择排空气法收集，氧气密度比空气大，应选择向上排空气法收集，则收集装置为C装置；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，据此写出反应的化学方程式。(2)气体进入 G 装置，可观察到紫色石蕊溶液变红，澄清石灰水变浑浊。 (3)根据题干信息，可知实验室制取甲烷应选择固固加热型发生装置A；甲烷密度比空气小，若用 F装置收集气体，气体应从 n端通入。 【举一反三5】气体的制取及其性质实验是初中化学的基础实验，回忆有关知识，根据如图回答： （1）检查装置A的气密性的方法是 　　　　　　　　　　　　　　　　　，说明气密性良好。 （2）实验室可以利用装置A和F制备并收集CO2，石灰石应放在 　　　　　　   　；装置的连接顺序a→　   　。 （3）实验室里，可使用B装置加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制备氨气，收集氨气不选择装置D和装置E，由此推测氨气的物理性质是 　　　　　　     　（写一条）。 【答案】（1）关闭弹簧夹，向长颈漏斗中注水，若形成稳定的水柱；（2）有孔塑料板上；f； （3）氨气密度比空气小。 【解析】（1）检查A装置气密性时，关闭弹簧夹，向长颈漏斗中注水，若长颈漏斗中形成一段稳定的水柱，则说明装置气密性良好。 （2）用A装置制取二氧化碳时，可将石灰石放在有孔塑料片上；二氧化碳密度比空气大，用F装置收集二氧化碳时，气体应从f口通入。 （3）不能选用装置E收集氨气，说明氨气密度比空气小，且能溶于水。 【题型11】实现“双碳”目标的路径 【典型例题】“碳达峰”是指中国承诺2030年前二氧化碳排放量不再增长。下列对于“碳达峰”的理解和做法不正确的是（　　） A.工厂废气处理后排放 B.多种树，扩大绿化面积 C.冬奥会使用氢能源汽车 D.“碳达峰”中的“碳”是指木炭等碳的单质 【答案】D 【解析】工地废气处理后排放，能减少二氧化碳排放量，有利于“碳达峰”，故A正确；多种树能使植物通过光合作用吸收二氧化碳，降低二氧化碳的含量，有利于“碳达峰”，故B正确；氢气在燃烧时生成物只有水，能减少二氧化碳排放量，有利于“碳达峰”，故C正确；“碳达峰”中的“碳”是指二氧化碳，故D不正确； 【举一反三1】下列行为不符合“低碳生活”理念的是（　　） A.坚持绿色出行 B.使用节能电器 C.商品过度包装 D.垃圾分类回收 【答案】C 【解析】坚持绿色出行，可以减少二氧化碳的排放，符合低碳理念，故A正确；使用节能电器，减少二氧化碳排放，符合低碳理念，故B正确；商品过度包装，是一种浪费，且还会造成环境污染，不符合低碳理念，故C错误；生活垃圾分类回收处理，可以减少对环境的污染，符合低碳理念，故D正确。 【举一反三2】中科院李灿院士团队在二氧化碳制甲醇研究方面取得了新进展，其反应过程如图。相关说法错误的是 （　　） A. 消耗的CO2与生成的CH3OH质量比为11：16 B. 反应中CO2、H2一定要与催化剂接触 C. 反应过程中“”分成“”和“” D. 该研究有利于实现“碳中和”目标 【答案】A 【解析】由微观示意图可知：该反应化学方程式为。由化学方程式可知：每有44份质量的二氧化碳气体与6份质量的氢气在催化剂条件下完全反应生成32份质量的甲醇和18份质量的水，消耗的CO2与生成的CH3OH质量比=44:32=11:8，A错误；反应中CO2、H2一定要与催化剂接触，增大接触面积，B正确；化学变化的实质：分子破裂成原子，原子自由组合生成新的分子，反应过程中“”分成“”和“”，C正确；该反应消耗二氧化碳，有利于实现“碳中和”目标，D正确。 【举一反三3】碳中和——我们一直在行动。“碳封存”与“碳转化”是实现“碳中和”目标不可或缺的重要技术。 （1）碳封存：2023年6月1日，我国首个海上二氧化碳封存示范工程项目成功投入使用，填补了我国海上二氧化碳封存技术的空白。该技术是将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。超临界状态二氧化碳密度高、粘度小、流动快，同等条件下，超临界二氧化碳的输送量比其他状态二氧化碳更大。 ①从微观角度分析二氧化碳气体能被压缩的原因是____________。 ②下列对超临界二氧化碳的理解正确的是________（填选项序号之一）。 A.超临界二氧化碳与二氧化碳气体的元素组成不同 B.超临界二氧化碳与二氧化碳气体的分子构成不同 C.超临界二氧化碳存在于特定的条件下，条件改变，物质状态可能会改变 （2）碳转化：杭州亚运会开幕式首次在燃料方面创新使用“零碳甲醇燃料”，即通过二氧化碳加氢生成甲醇，实现二氧化碳的减排和再生利用，所以杭州亚运会主火炬被简称为“零增碳”火炬，其转化过程如图所示： 甲醇是农药（杀虫剂、杀螨剂）、医药（磺胺类、合霉素等）生产的重要原料。也广泛用于木材加工业。 ①从物质分类的角度，甲醇（CH3OH）属于____________（选填“单质”“氧化物”“化合物”“混合物”之一）。 ②从宏观角度看：甲醇中共有____________种元素。 ③从微观角度看：一个甲醇分子中共含有________个原子。 ④从定量计算的角度看：甲醇（CH3OH）中碳、氢元素质量比为________（填最简整数比），甲醇（CH3OH）中氧元素的质量分数为________。 ⑤从物质转化角度看：二氧化碳和氢气在催化剂的作用下能转化为甲醇（CH3OH）和水，该反应的化学方程式为____________；工业上用上述转化方法，每生产4吨甲醇，可以消耗5.5吨二氧化碳，此过程消耗的碳元素质量为________吨。 （3）低碳生活从我做起。下列行为有利于实现“碳中和”的有________（填选项序号）。 A.双面使用纸张 B.植树造林 C.露天焚烧垃圾 【答案】（1）①气态分子间的间隔较大，受压后，分子间的间隔变小　　②C （2）①化合物　　②三　　③6　　④3：1　　50%　　⑤CO2+3H2CH3OH+H2O　　1.5 （3）AB 【解析】（1）①气态分子间的间隔较大，受压后，分子间的间隔变小，故二氧化碳气体能被压缩；②超临界二氧化碳与二氧化碳气体都是由碳元素和氧元素组成的，故A错误；分子构成相同，超临界二氧化碳不容易燃烧，故B错误；超临界二氧化碳存在于特定的条件下，条件改变，物质状态改变，故C正确。（2）①从物质分类的角度，甲醇（CH3OH）由碳元素、氢元素和氧元素组成的纯净物，属于化合物；②甲醇中共有C、H、O三种元素；③从微观角度：一个甲醇分子中含有一个碳原子、四个氢原子和一个氧原子，共含有 6个原子；④从定量计算的角度：甲醇（CH3OH）的相对分子质量为12+1×4+16＝32；甲醇中碳、氢元素质量比为12：4＝3：1；甲醇（CH3OH）中氧元素的质量分数为＝50%；⑤从物质转化角度：二氧化碳和氢气在催化剂的作用下能转化为甲醇（CH3OH）和水，该反应的化学方程式为：CO2+3H2CH3OH+H2O；每生产4吨甲醇可以消耗5.5吨二氧化碳，此过程转化的碳元素质量为5.5 t×＝1.5 t；（3）双面使用纸张可减少树木的砍伐，减少二氧化碳的排放，有利于实现碳中和，故A正确；植树造林能增加植物对二氧化碳的吸收，有利于实现碳中和，故B正确；露天焚烧垃圾会产生大量二氧化碳，不利于碳中和，故C错误。 【举一反三4】2022年在北京举办了第24届冬季奥林匹克运动会，如图甲是冬奥会标志性场馆“冰丝带”，该场馆利用无处不在的“空气能”供暖，从而实现每年减排二氧化碳160 t，进而可缓解的环境问题是________________________。如图乙是某同学验证该环境问题的实验装置，在________________ (填“阳光”或“黑暗”) 下一段时间后，可观察到水柱向________ (填“左”或“右”)移动。 【答案】温室效应　　阳光　　左 【解析】 题图甲中的场馆利用无处不在的“空气能”供暖，从而实现每年减排二氧化碳160 t，减少二氧化碳的排放量可缓解的环境问题是温室效应；题图乙所示的实验应该在阳光下进行，由于二氧化碳会加剧温室效应，故盛有二氧化碳的仪器内温度明显升高，气体受热膨胀，压强增大，故可观察到水柱向左移动。 碳中和 【举一反三5】   “碳中和”是指人类活动的碳排放通过森林碳汇和人工手段加以捕集、利用和封存，使排放到大气中的温室气体净增量为零。CaO可在较高温度下捕集CO2，在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4•H2O在较高温度下可分解制备氧化钙，该条件下还可得到另外三种气体氧化物，使该反应生成的氧化钙比用碳酸钙分解得到的氧化钙更加疏松多孔，捕集二氧化碳效果更好。       目前，CO2捕集技术的关键是将CO2从排放物中分离出来。分离方法：主要分为物理吸收法和化学吸收法。物理吸收法中的一种是用甲醇作溶剂进行吸收。化学吸收法用氨水（NH3•H2O）作为吸收剂，控制温度在30 ℃左右，采用喷氨技术吸收CO2，生成碳酸氢铵（NH4HCO3高温下易分解）。分离后的CO2与H2在一定条件下反应生成甲醇（CH3OH）和水，CH3OH的产率除受浓度、温度、压强等因素影响外，还受催化剂CuO质量分数的影响，如图所示。       我国科学家们撰文提出“液态阳光”概念，即将太阳能转化为可稳定存储并且可输出的燃料，实现燃料零碳化。随着科学技术的发展，今后的世界，每天的阳光将为我们提供取之不尽、用之不竭的热、电还有可再生燃料! 依据文章内容，回答下列问题： （1）森林碳汇主要是指绿色植物通过光合作用将大气中的CO2吸收并固定的过程。此过程将太阳能转化 　　　　　　能。 （2）CaC2O4•H2O分解制备得到的氧化钙比用碳酸钙分解得到的氧化钙更加疏松多孔的原因是 　　　　　。 （3）用甲醇作溶剂吸收CO2，为提高吸收率应采用的温度和压强条件是 　　　　　　（填字母）。 a.高温 b.低温 c.高压 d.低压 （4）采用喷氨技术吸收CO2时，温度要控制在30℃左右，可能的原因是 　　　　　　　　　　　　　   　。 （5）由图可得到的结论是 　　　　　　　　　　　　　   　。 （6）下列说法不正确的是 　   　（填字母）。 a“碳中和”的“碳”指的是碳单质 b.“液态阳光”将实现燃料零碳化 c.控制化石燃料的使用可减少碳排放 【答案】（1）化学；（2）CaC2O4•H2O分解制备得到氧化钙的同时生成另外三种气体，碳酸钙分解只能得到一种气体；（3）bc；（4）防止碳酸氢铵受热分解（合理即可）；（5）其他条件一定时，CuO质量分数为50%时，甲醇的产率最高；（6）a。 【解析】（1）光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成葡萄糖，同时释放氧气的过程。光合作用是将太阳能转化为化学能； （2）根据“CaC2O4•H2O在较高温度下可分解制备氧化钙，同时得到三种氧化物”可知，分解制备得到的氧化钙比用碳酸钙分解得到的氧化钙更加蔬松多孔的原因是CaC2O4•H2O分解制备得到氧化钙的同时生成三种气体，碳酸钙分解只能得到一种气体； （3）一般情况下，压强越大，气体溶解度就越大，温度越低，溶解度越大。用甲醇作溶剂吸收CO2，为提高吸收率应采用的温度和压强条件是高压、低温； （4）氨水易挥发，且反应生成的碳酸氢铵受热易分解，则采用喷氨技术吸收CO2时，温度要控制在30℃左右； （5）由图可知，其他条件相同时，随着氧化铜的质量分数逐渐增大，甲醇的产率先增大后减小，氧化铜质量分数为50%时，甲醇的产率最高； （6）“碳中和”是指在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”，则“碳中和”的“碳”指的是二氧化碳，故a符合题意；根据“我国科学家们撰文提出“液态阳光”概念，即将太阳能转化为可稳定存储并且可输出的燃料，实现燃料零碳化”可知，“液态阳光”将实现燃料零碳化，故b不符合题意；化石燃料是含碳的物质，控制化石燃料的使用可减少二氧化碳排放，即减少碳排放，故c不符合题意。 【题型12】实验室制取气体的探究 【典型例题】实验室里有一套用来制取气体的装置，如图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A.锥形瓶里加入少量粉末，分液漏斗里盛放过氧化氢溶液，可以制取氧气 B.锥形瓶里加入大理石，分液漏斗里盛放稀硫酸，可以制取二氧化碳 C.当发生装置中液体与固体混合产生气泡时，立即开始收集气体 D.集满氧气的集气瓶从水槽里取出后倒放在实验台上 【答案】A 【解析】过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，该反应的反应物是固体和液体，不需加热，属于固、液混合不加热型，利用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，锥形瓶里加入少量MnO2粉末，分液漏斗里盛放过氧化氢溶液；实验室制取二氧化碳是采用稀盐酸和大理石，而不能用稀硫酸，原因是稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙，会覆盖在大理石表面，从而阻止反应的进一步发生，而且二氧化碳能溶于水，一般不用排水法收集；当发生装置中液体与固体混合产生了气泡，不能立即收集气体，因为此时排出的气体是含有装置内空气的不纯气体，应待气泡均匀冒出时才开始收集；由于氧气的密度比空气大，集满氧气的集气瓶从水槽里取出后应正放在实验台上。 【举一反三1】未来某天人类移居火星，生活离不开氧气。下列有关氧气的说法正确的是(　　) A.结构：氧气变为淡蓝色液氧，发生了化学变化 B.性质：氧气不易溶于水且具有可燃性 C.现象：木炭在氧气中燃烧，发出红光，生成二氧化碳 D.转化：条件允许，利用火星上的二氧化碳来制取氧气 【答案】D 【举一反三2】如图是实验室制取气体的常用装置。 (1)采用装置A制取气体时，反应物的状态和反应条件需满足什么要求？　　　　。 (2)利用装置B和C可制取多种气体，请写出制取其中一种气体的化学方程式：　　　　。 【答案】(1)反应物是固体，反应条件是加热 (2)2H2O22H2O+O2↑(或CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑) 【解析】(2)B装置适用于固液不加热反应制取气体，适用于过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑；也适用于实验室制取二氧化碳，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，石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。 【举一反三3】下图是实验室制取气体的有关装置图，据图回答下列问题。 (1)标有①的仪器的名称是　　　　；标有②的仪器的作用是　　　　。 (2)实验室制取的原理是　　　　(用化学方程式表示)。若实验室只有碳酸钠与稀盐酸，制取的发生装置应选择　　　　(填装置字母序号)。 (3)用装置A制取氧气时，该装置还需改进的地方是　　　　；写出制取氧气的化学方程式：　　　　。 (4)若用图a装置测量收集氧气的体积，装置的g接口应与　　　　(填“m”或“n”)接口连接。若用图b装置收集氧气时，验满的方法是　　　　。 (5)在两个等质量气球中充入气体甲和空气各300mL，并用细线连接气球，现象如图c所示。将充满气体甲的试管倒扣入水中，现象如图d所示。收集气体甲的装置是　　　　(填A～F的字母序号)。 【答案】(1)铁架台　加入液体试剂 (2) CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑　B (3)在试管口放一团棉花　2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ (4)n　将带火星的木条放在d处，木条复燃则收集满 (5)F 【解析】(2)实验室通常用大理石或石灰石(主要成分是CaCO3)与稀盐酸反应制取二氧化碳，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳、水，化学方程式为CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑； 若实验室只有碳酸钠与稀盐酸，碳酸钠与稀盐酸反应速率较快，制取的发生装置应选择B，通过装置B的分液漏斗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)用装置A制取氧气时，该装置还需改进的地方是在试管口塞一团棉花，以防加热时试管内固体粉末进入导管； (4)氧气密度比水小、不易溶于水，若用图a装置测量收集氧气的体积，装置的g接口应与n接口连接，水从长管(n端)排出万能瓶；氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集，若用图b装置收集氧气，氧气从c端通入，空气从d端排出；氧气具有助燃性，可使带火星的木条复燃，通常使用带火星的木条验满氧气，具体验满方法是将带火星的木条放在d处，木条复燃则收集满； (5)在两个等质量气球中充入气体甲和空气各300mL，并用细线连接气球，现象如图c所示，装有气体甲的气球处于上方，说明气体甲的密度比空气小；将充满气体甲的试管倒扣入水中，现象如图d所示，水倒吸进试管，说明气体甲能溶于水，因此可以用向下排空气法收集气体甲，收集装置是F。 学科网（北京）股份有限公司 $