内容正文:
第六单元 碳和碳的氧化物(必考,2.5~9.25分)
课时1 碳单质的多样性 碳的氧化物
命题点1 碳单质的性质与用途(5年4考)
1.(2025合肥瑶海区二模)近日,我国科学家首次在实验室成功合成“碳纳米弹簧”,其超强弹性和导电性有望用于柔性电子设备。下列用微观粒子观点解释碳纳米弹簧弹性的原因,正确的是(A)
A.碳原子间间隔受外力时改变,撤去外力后恢复
B.碳分子在外力作用下断裂,随后重新组合
C.碳原子本身被压缩或拉伸,导致形状变化
D.碳纳米弹簧由离子构成,带电粒子相互排斥
2.(2021安徽12题)某小组利用如下装置进行创新实验。实验时,先加热炭粉,一段时间后,将酒精灯移至 CuO处加热。下列说法错误的是(D)
A.酒精灯加网罩是为了提高火焰温度
B.气球可以收集尾气,防止污染空气
C.反应过程中,黑色氧化铜变为红色固体
D.装置中发生反应:C+2CuO 2Cu+CO2↑
3. [项目式学习活动](2025合肥48中一模)活性炭具有疏松多孔结构,有较强的吸附能力,被广泛用于空气净化和污水处理等方面。某校兴趣小组的同学们对活性炭的吸附能力进行实验探究。
【活动一】为验证活性炭的吸附能力,甲同学设计如图1实验:
图1
(1)步骤一观察到红墨水逐渐扩散到整杯水中,最后变成均匀的红色溶液。这一现象说明了分子具有的性质是分子在不停地运动 。
(2)①步骤三观察到烧杯中滤液的颜色为无 色。甲同学得出的实验结论是:活性炭有很好的吸附能力。
②乙同学认为甲同学的实验结论有疑点,有可能是滤纸对红墨水起到了作用,应增加一个实验,说明甲同学的结论是合理的。请你设计这个实验:将步骤一烧杯中的红墨水直接过滤(合理即可) 。
【活动二】探究不同种类的活性炭吸附能力
【查阅资料】制备果壳活性炭的流程如下图:
【进行实验】室温下,在三个相同规格的锥形瓶中分别装入3 g花生壳炭、3 g核桃壳炭、3 g竹炭;然后在3个锥形瓶中各充入等量的二氧化氮气体(呈红棕色),用橡胶塞盖好密封。观察并记录瓶内气体红棕色褪去的时间。
(3)碳化过程,用N2作为保护气,利用N2的主要性质是化学性质不活泼 。
图2(4)根据如图2所示的实验数据可以得出的结论是不同种类的活性炭的吸附能力不同,其中竹炭的吸附能力最强(合理即可) 。
命题点2 CO和CO2的性质与用途(必考)
4.(2024连云港月考)构建知识网络可提高学习效率。如图是有关CO2的知识网络图,以下判断错误的是(C)
A.物质①可用于灭火,物质②可用作建筑材料
B.点燃物质③之前,应先检验其纯度
C.物质①和④都属于空气污染物
D.上述网络图中,碳元素共有4种不同的化合价
5.(2025阜阳部分学校一模)为比较氢氧化钙和氢氧化钠吸收二氧化碳的效果,兴趣小组向甲、乙两个等体积充满CO2的软塑料瓶中,分别倒入等体积的澄清石灰水与氢氧化钠溶液(密度近似相等),拧紧瓶盖振荡后,现象如图所示。下列说法不正确的是(C)
A.甲、乙瓶变瘪是因为两溶液与CO2反应导致瓶内压强减小
B.乙中溶液滴入足量稀盐酸,有气泡产生
C.NaOH溶液的浓度小于Ca(OH)2溶液的浓度
D.氢氧化钠溶液吸收二氧化碳的效果比澄清石灰水更好
6.(2023安徽14题)已知草酸钙(CaC2O4)加热易分解:CaC2O4 CaO+CO↑+CO2↑。为验证分解产物中既有CO又有CO2,小明设计如下实验装置。
回答下列问题。
(1)B中实验现象是澄清石灰水变浑浊 。
(2)Fe2O3中铁元素化合价为+3 ,写出其在D中发生反应的化学方程式:3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 。
(3)小华认为,在D装置后再增加装置B才能验证CO的存在,小明认为不加装置B就可验证,小明的理由是根据D装置中固体颜色的变化可证明CO的存在 。
(4)从环保的角度考虑,该实验装置的不足之处是缺少尾气处理装置 。
7.(2025合肥蜀山区三模)我国承诺力争在2060年前实现“碳中和”,其中碳捕集是实现“碳中和”的措施之一,某种新兴碳捕集技术的工艺流程如图所示。请回答下列问题:
(1)试剂A的主要成分为氢氧化钠 (填名称)。
(2)在捕集CO2过程中,采用喷淋的方式,其目的是增大反应物间的接触面积,充分捕捉CO2 。
(3)请写出反应①的化学方程式:Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH 。
(4)该工艺流程中没有涉及的基本反应类型是置换反应 。
(5)该工艺的价值在于减缓全球变暖速度(合理即可) 。
8.(2022安徽16题)海洋封存是实现“碳中和”的途径之一,其原理是利用CO2 在水等溶剂中的溶解性来吸收CO2。某小组开展如下探究。
【活动一】探究CO2 在水和食盐水(模拟海水)中的溶解情况
图1
相同条件下,该小组分别用排水法、排食盐水法收集CO2(如图1),待收集100 mL CO2后,移出导管。每隔一段时间观察并记录量筒内CO2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
排水法时CO2
体积/mL
100
98.5
85.5
77
66
59
排食盐水法时
CO2体积/mL
100
99
93
90.5
89
88
(1)图1发生装置中反应的化学方程式为CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑ ,反应类型是复分解反应 。
(2)由上表数据分析:
①能用排水法收集CO2的理由是短时间内,CO2在水中溶解量不大(合理即可) 。
②相同条件下,等体积水和食盐水吸收CO2更多的是水 (填“水”或“食盐水”)。
(3)海洋封存CO2 可能带来的危害是导致海水酸化,破坏海洋生态(合理即可) (写出1点即可)。
【活动二】探究植物油隔离对CO2在水中溶解情况的影响
(4)小芳设计并完成以下对照实验:用两个量筒分别收集100 mL CO2倒置于水槽中,向其中一个量筒内注入少量植物油,使CO2与水被植物油隔开(CO2与植物油不反应)。测得量筒内CO2体积随时间变化曲线如图2。分析该图可得出的结论是用植物油隔离时,能减缓但不能完全阻止CO2的溶解(合理即可) 。
图2
附加问:
【活动三】深度探究【活动二】中CO2 的溶解情况
(5)①小松用图3表示无植物油隔离时,量筒内气体中存在的CO2分子的微观示意图。请参照图3的表示方式,在图4方框中画出有植物油隔离时,量筒内植物油和水中存在的分子的微观示意图(植物油分子用表示)。
图3 图4
②为检验有植物油隔离时CO2是否会进入水中,请设计实验方案:取量筒中水样用pH计测其pH,一段时间后再取水样测pH,若pH减小,则说明CO2通过植物油进入水中(合理即可) 。
命题点3 CO2对生活和环境的影响(5年4考)
9.(2021安徽1题)2021年我国政府工作报告中提出“做好碳中和工作”。碳中和是指通过植树造林、节能减排等措施,抵消因人类活动产生的二氧化碳等温室气体排放量,达到相对“零排放”。下列行为不利于实现碳中和的是(A)
A.大量使用一次性餐具
B.使用新技术提高传统能源的利用效率
C.利用风能实现清洁发电
D.研发新工艺将二氧化碳转化为化工产品
10.【基于碳中和理念设计低碳行动方案】(2025贵州一模)某兴趣小组开展了基于碳中和理念的跨学科学习。结合以下资料,回答问题。
I.源头控制:火力发电厂用煤粉作为燃料。
(1)煤块粉碎成煤粉的目的是增大反应物接触面,让燃料充分燃烧 。
(2)碳完全燃烧时,发生反应的化学方程式是C+O2 CO2 。理论上若120 kg碳完全燃烧,排放二氧化碳的质量是440 kg。
Ⅱ.多元封存:包括地质封存、生物封存等。
(3)生物封存是植物通过光合 作用将CO2转化为有机物。
Ⅲ.可再生能源:“液态阳光甲醇合成”项目,能将二氧化碳转化为液体燃料甲醇(CH3OH)。如图是该项目中反应的微观示意图。
(4)从能量转化角度,该技术实现了太阳 能→化学能的转变。合成过程中,未发生变化的微观粒子是原子(或碳原子、氢原子、氧原子) 。从环保的角度分析,该项目有哪些优点:利用的是清洁能源太阳能(或将CO2转化为其他可利用能源,减少了二氧化碳的排放,合理即可) 。
课时2 二氧化碳的实验室制取
1.(2025连云港)实验室用CaCO3、稀盐酸制取CO2,涉及的装置和操作正确的是(A)
A.制取CO2 B.除去CO2中HCl C.干燥CO2 D.收集CO2
2.(2021安徽14题)某小组利用如下装置制备CO2,并模拟自然界中CO2的循环。回答下列问题。
(1)装置B中仪器①的名称是试管 。
(2)实验室用稀盐酸和石灰石制取CO2,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑ ,发生装置是A (填字母序号)。
(3)为制得CO2的水溶液,CO2应从装置C的m (填“m”或“n”)端通入。
(4)将CO2的水溶液转移至烧杯,并组装装置如图D所示,置于阳光下一段时间,观察到有气泡产生,检验该气体的方法是将带火星的木条伸入收集到的气体中,观察木条是否复燃 。
3.【实践活动∙自制蚊虫诱捕器】二氧化碳用途广泛。通常情况下,CO2在浓度较低(4%~5%)时也能对蚊虫有引诱效应。某兴趣小组利用柠檬酸和鸡蛋壳制取CO2,并自制蚊虫诱捕器,如图B。请回答下列问题:
A B
(1)实验室制取二氧化碳时,为能缓慢且长时间释放CO2气体,可将装置A中的长颈漏斗换成分液漏斗(或注射器) 。
(2)可选用澄清石灰水检验二氧化碳气体,其原理是CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O (用化学方程式表示)。
(3)柠檬酸属于有机酸,与盐酸具有相似的化学性质,下列物质不能与柠檬酸反应的是AD (填字母序号)。
A.铜片 B.铁锈 C.烧碱 D.硝酸钾
(4)有同学提出诱捕器中鸡蛋壳可以用碳酸氢钠代替,你认为是否可行,并说明理由
不可行,因为碳酸氢钠与柠檬酸反应过快,不利于持续释放CO2 。
(5)上述灭蚊方法的优点是环保,不污染环境(合理即可) 。
4.(2025贵州改编)自然界氧循环对维持人类生活与生态平衡具有重要意义。
图1
(1)用图1装置制取CO2和O2
①用大理石(CaCO3)和稀HCl制取CO2应选择的收集装置是D ,验满的方法是将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则说明二氧化碳已收集满 。
②用B作发生装置产生O2,反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑ ,检验氧气的方法是将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃,证明该气体是氧气 。
(2)【课标情境素材∙鱼缸中的氧循环】探究鱼缸中氧循环
图2 图3
①图2鱼缸中pH和含氧量比一周前明显下降。pH下降的原因可能是CO2+H2O H2CO3 (用化学方程式表示)。
②用图3进行实验,测得4小时后a中含氧量为8.32 g/L,b中含氧量为6.23 g/L。从氧循环的角度分析,氧含量不同的原因是a中的水草进行光合作用释放氧气 。
③若要恢复鱼缸中的正常氧循环,可以采取的一种做法是补充光照(合理即可) 。
学科网(北京)股份有限公司
$