内容正文:
主题二 物质的性质和应用I——空气、氧气、碳及其氧化物
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01 析·考情目标
02 筑·专题框架
03 攻·重难考点
考点一 空气和氧气
真题动向
考法 01 空气的组成
考法 02 空气的污染与防治
考法 03 氧气的性质和用途
考法 04 氧气的实验室制法
考法05 催化剂
核心提炼
知识点一 空气的组成及应用
知识点二 空气的污染与防治
知识点三 氧气的性质和用途
知识点四 氧气的制备
提升训练
考点二 碳和碳的氧化物
真题动向
考法 01 二氧化碳的性质和用途
考法 02 二氧化碳的实验室制法
考法 03 碳中和
核心提炼
知识点一 二氧化碳的性质和用途
知识点二 二氧化碳的实验室制法
知识点三 碳中和
提升训练
04 测·预测闯关
命题透视
2023-2025年江苏省中考化学对“空气、氧气、碳及其氧化物”的命题透视显示,该专题是必考基础内容,年均分值占比稳定。命题聚焦三大核心:一是空气组成及氧气含量测定实验,侧重考查实验装置、误差分析与环保理念;二是氧气与碳单质的化学性质,常以物质转化流程图或实验探究题形式,考查反应现象、化学方程式及条件控制;三是二氧化碳与一氧化碳的性质对比与应用,命题常结合生活情境(如碳中和、燃气安全)考查性质差异、检验方法及转化关系。试题注重从具体情境中提取信息,强调对基础知识的理解与应用,避免死记硬背。实验探究题比重上升,重点考查对比分析、证据推理能力,例如通过对比实验探究燃烧条件或二氧化碳与水反应。命题趋势体现“基础性、综合性、应用性”,紧密联系科技前沿与生活实际,引导学生在真实问题中运用化学知识。
热考角度
考点
2025年
2024年
2023年
空气和氧气
苏州卷12、13、14,6分;无锡卷19、21、22、23,12分;,镇江卷6、25,7分;扬州卷3、16,4分;徐州卷14,6分;
苏州卷T2、6、7,6分;无锡卷T2、26,8分;常州卷3、9,10分;南通卷3,2分;
扬州卷14,2分;徐州卷6,2分;
苏州卷2、22,14分;无锡卷28、10分;常州卷2、25,12分;镇江卷27,5分;南通卷5、6,4分;
扬州卷2,2分;徐州卷14,8分;
碳和碳的氧化物
苏州卷11、22,12分;
无锡卷10,2分;镇江卷23、25,10分;南通卷3、5,4分;扬州卷23,12分;徐州卷15,6分;
苏州卷22,8分;无锡卷7,28,12分;常州卷25,10分;镇江卷24、27,16分;南通卷15,6分;扬州卷2、16,4分;徐州卷14,11分;
无锡卷24、7分;常州卷27,10分;镇江卷27,5分;南通卷14,11分;
扬州卷23、12分;徐州卷15,8分;
命题预测
该专题作为初中化学的基石,其基础性与重要性决定了它在2026年试卷中仍将占据稳定分值,预计在选择题、填空题及实验探究题中均有体现,且实验探究题的比重可能进一步加大。核心考点将延续并深化:其一,空气的组成及氧气含量测定实验,命题将更侧重于实验方案的创新评价、数字化传感器的数据解读以及误差分析的微观解释,紧密联系“碳中和”“大气污染治理”等社会议题;其二,氧气与碳单质的化学性质,预计会以更复杂的物质推断或工艺流程图形式呈现,考查学生在陌生情境中识别反应类型、书写化学方程式及分析反应条件(如催化剂、温度)影响的能力;其三,二氧化碳与一氧化碳的性质对比与应用,命题将深度融合“碳达峰、碳中和”战略,可能创设新能源利用、工业尾气处理或安全警示等真实情境,考查性质差异、转化路径(如CO2的资源化利用)及科学探究方法。
命题趋势将更加凸显“素养立意”,试题设计将进一步强化情境的真实性与复杂性,注重考查学生信息提取与加工、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识等核心素养。具体表现为:实验题可能引入定量探究,如探究不同条件下碳燃烧产物的定量关系;选择题和填空题会更注重用化学原理解释日常生活、生产环保中的现象,避免知识的机械记忆。此外,跨学科融合可能成为新亮点,例如与生物学(光合作用、呼吸作用)、物理学(气体压强)或地理学(温室效应)相结合,考查学生综合运用多学科知识解决实际问题的能力。总体而言,2026年备考应继续夯实双基,但需格外重视知识在真实、复杂情境中的迁移应用和实验探究能力的深度培养。
考点一 空气和氧气
考法01 空气的组成——生产生活
1.(2025·江苏南京·中考真题)空气是人类生产活动的重要资源。下列说法不正确的是
A.植树造林可改善空气质量
B.臭氧层破坏与空气污染无关
C.空气是工业制取氧气廉价、易得的原料
D.空气中的稀有气体所占比例虽小,但用途广泛
【答案】B
【详解】A、植树造林可改善空气质量,减少空气污染,不符合题意;
B、臭氧层破坏主要由人类活动释放的空气污染物引起,如氯氟烃。这些污染物进入大气后,会使臭氧分解,导致臭氧层空洞。因此,臭氧层破坏与空气污染直接相关,符合题意;
C、空气中含氧气,工业上可通过分离液态空气制取氧气,空气是工业制取氧气廉价、易得的原料,不符合题意;
D、空气中的稀有气体所占比例虽小,但是用途广泛,如稀有气体通电时能发出不同颜色的光,可制成不同用途的电光源,不符合题意。
故选B。
考法02 空气的污染与防治——科学态度与社会责任
2.(2025·江苏淮安·中考真题)2025年世界环境日,我国确定的主题为“美丽中国我先行”。下列做法与这一主题不相符的是
A.露天焚烧垃圾 B.开发清洁能源 C.积极植树造林 D.倡导低碳出行
【答案】A
【详解】A、露天焚烧垃圾会产生大量有害气体(如二氧化碳、一氧化碳)和烟尘,这些污染物会加剧空气污染,导致雾霾和健康问题,破坏环境。这与“美丽中国”主题中减少污染、保护环境的理念不相符,故A选项符合题意;
B、清洁能源(如太阳能、风能等)使用过程中不排放污染物,能减少化石燃料的消耗和温室气体排放,有助于改善空气质量和可持续发展。这符合主题中“美丽中国”的环保要求,故B选项不符合题意;
C、植树造林能吸收二氧化碳、释放氧气,净化空气,同时防止水土流失,保护生态平衡,这直接支持环境美化和生态保护,与主题一致,故C选项不符合题意;
D、低碳出行(如步行、骑自行车或使用公共交通)能减少汽车尾气排放(如一氧化碳、氮氧化物),降低碳排放,缓解空气污染和气候变化。这体现了环保行动,与主题相符,故D选项不符合题意。
故选A。
考法03 氧气的性质和用途——新教材实验图标
3.(2025·江苏盐城·中考真题)下列图标与硫在空气中燃烧实验无关的是
A.护目镜 B.热烫
C.明火 D.用电
【答案】D
【详解】A、硫在空气中燃烧生成有刺激性气味的气体二氧化硫,需要佩戴护目镜,故A不符合题意;
B、硫燃烧会放出大量的热量,所以要防止热烫,故B不符合题意;
C、该实验需要用到酒精灯,需要注意明火,防止发生火灾,故C不符合题意;
D、该实验无需用电,故D符合题意。
故选D。
考法04 氧气的实验室制法
4.(2025·江苏南京·中考真题)在图示实验室制取氧气的实验过程中,下列操作不规范的是
A.检查装置气密性:先把导管伸入水中,再用手紧握试管
B.加热试剂:先让试管均匀受热,再对高锰酸钾所在的部位加热
C.收集气体:导管口刚开始有气泡放出时,立即收集气体
D.停止加热:先把导管移出水面,再熄灭酒精灯
【答案】C
【详解】A、检查装置气密性时,先把导管伸入水中,再用手紧握试管,若导管口有气泡冒出,松开手冷却后,导管内上升一段水柱,说明装置气密性良好,故选项操作正确。
B、加热试剂时,先让试管均匀受热,再对高锰酸钾所在的部位加热,以防止试管底部受热不均匀造成炸裂,故选项操作正确。
C、收集气体时,导管口刚开始有气泡放出时,不宜立即收集气体,因为刚冒出的气泡中混有试管中的空气,导致气体不纯,故选项操作不正确。
D、停止加热时,先把导管移出水面,再熄灭酒精灯,防止水倒吸炸裂试管,故选项操作正确。
故选C。
5.(2025·江苏盐城·中考真题)按如图所示进行实验,量筒中涌出的柱状泡沫被形象地称为“大象牙膏”。下列说法正确的是
A.H2O2分解生成H2O和O2 B.产生的泡沫可用于灭火
C.反应后催化剂的质量变小 D.图中催化剂只能使用二氧化锰
【答案】A
【详解】A、过氧化氢能在催化剂的催化下分解生成水和氧气,符合题意;
B、过氧化氢分解生成了氧气,产生的泡沫中含有氧气,氧气具有助燃性,故产生的泡沫不能用于灭火,不符合题意;
C、化学反应前后催化剂的质量不变,不符合题意;
D、图中催化剂不是只能使用二氧化锰,如氧化铜等均可作过氧化氢分解的催化剂,不符合题意。
故选A。
考法05 催化剂——结合传感器曲线
6.(2025·江苏无锡·中考真题)设计数字化实验探究过氧化氢的分解(见表),图中曲线、、分别表示实验①、②、③装置内气体压强与时间的关系。由实验得出的结论错误的是
表:过氧化氢溶液中加入试剂的种类和用量
实验
溶液
加入试剂
①
15mL4%的H2O2溶液
无
②
0.2g FeCl3粉末
③
0.2g MnO2粉末
A.H2O2在常温下分解缓慢
B.FeCl3和MnO2都能使H2O2分解加速
C.MnO2使H2O2分解加速的效果比FeCl3好
D.实验②和③中,等质量H2O2完全分解产生氧气质量不相等
【答案】D
【详解】A、由曲线a可知,在实验①中,压强随着时间的进行变化不大。因为过氧化氢在常温下分解缓慢,在短时间内放出的氧气很少,此选项正确,不符合题意;
B、由曲线图可知,在其他条件相同的情况下,随着反应的进行,相同时间实验②和③装置内压强都比实验①装置内压强大,实验②和③中产生氧气的速率比①快,说明氯化铁和二氧化锰都能使过氧化氢分解加速。此选项正确,不符合题意;
C、由曲线图可知,在其他条件相同的情况下,随着反应的进行,相同时间内实验③装置内压强最大,产生氧气最快,故二氧化锰使过氧化氢分解加速的效果比氯化铁好,此选项正确,不符合题意;
D、催化剂只能加快过氧化氢的分解速率,不同的催化剂可能加快过氧化氢分解的速率不同,但不会改变过氧化氢最终产生氧气的量。因此,等质量过氧化氢完全分解产生氧气质量相等,此选项错误,符合题意;
故选:D
7.(2025·江苏扬州·中考真题)某催化剂可实现H2O与O2反应制备H2O2。向容器中加入100gH2O和适量催化剂,并不断通入O2,保持其他条件不变,分别在20℃、40℃和60℃下进行实验①、②、③,测得H2O2的产量随时间的变化如题图所示。下列说法不正确的是
A.设计实验①、②、③的目的是探究温度对该催化反应的影响
B.实验①说明:20℃,在0~3h内,随着时间的增加,该催化反应持续进行
C.比较实验①、②可知,在0~3h内,40℃比20℃对该催化反应更有利
D.实验③中2h后,H2O与O2不再反应,生成的H2O2开始分解
【答案】D
【详解】A、保持其他条件不变,分别在20℃、40℃和60℃下进行实验①、②、③,变量为温度,则目的是探究温度对该催化反应的影响,故A不符合题意;
B、由图可知,20℃,在0~3h内,H2O2的产量随着时间的增加,说明该催化反应持续进行,故B不符合题意;
C、由图可知,0~3h内,40℃的H2O2产量始终高于20℃,说明在0~3h内,40℃比20℃对该催化反应更有利,故C不符合题意;
D、实验③(60℃)在2h后H2O2产量不再增加,不能说明生成的H2O2开始分解,可能是高温下催化剂活性降低或失活,导致反应速率显著下降,故D符合题意。
故选D。
知识点一 空气的组成及应用
1.空气成分及其体积分数
空气成分
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
水蒸气和其它成分
体积分数
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
2.空气各成分的性质和用途
空气成分
性质
对应的用途
氧气
供给呼吸
动植物呼吸、医疗急救、登山、潜水等
支持燃烧
炼钢、航天、气割、气焊等
氮气
化学性质不活泼
用作保护气:灯泡充氮防钨丝氧化、食品充氮防腐、金属焊接防氧化等
液氮沸点低
制造低温环境:医疗、超导材料等
可转化为氨气等
用于化工生产,制造硝酸、化肥
稀有气体
通电发光
作多用途电光源:霓虹灯、航标灯、闪光灯等
化学性质不活泼
用作保护气:灯泡、金属焊接等
氦气密度小
用于填充探空气球、热气球等
知识点二 空气污染与防治
主要空气污染物
气体污染物:CO、SO2、NO2 形成酸雨
固体污染物:可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)→形成雾霾
污染物来源及防治措施
a.化石燃料的燃烧等→使用清洁能源;
b.工厂排放的废气,汽车尾气→工业废气处理达标后再排放,安装汽车尾气净化装置;
c.露天焚烧秸秆、垃圾→秸秆综合利用、垃圾分类回收再处理;
d.植被破坏、建筑扬尘等引起的沙尘→积极植树造林、种草等
知识点三 氧气的性质和用途
1.氧气的物理性质
标准状况下,氧气是无色无味的气体;密度比空气略大(可用向上排空气法收集);不易溶于水(可用排水法收集)。
2.氧气的化学性质
(1)氧气的化学性质比较活泼,氧气具有氧化性。
(2)物质与氧气的反应
物质
燃烧现象
反应表达式
注意点
木炭
在空气中持续红热,在氧气中剧烈燃烧,放热,发白光,生成使石灰水变浑浊的气体
C+O2CO2
燃烧匙从集气瓶瓶口向下缓慢插入,以便充分消耗氧气
硫粉
空气:淡蓝色火焰,氧气中:明亮的蓝紫色火焰,放热,生成有刺激性气味的气体
S+O2SO2
集气瓶瓶底放少量的水,为了吸收二氧化硫以防污染空气;
铁丝
在空气中红热,在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体
3Fe+2O2Fe3O4
集气瓶底放少量水或细沙,防止高温熔融物溅落,炸裂瓶底;铁丝盘成螺旋状是增大受热面积;细铁丝下端系火柴是引燃细铁丝。
红磷
发出黄色火焰,放出热量、产生大量白烟
4P+5O22P2O5
氢气
产生 淡蓝 色火焰,放出热量。
2H2+O22H2O
点燃氢气之前必须验纯
镁
剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出热量,生成白色固体。
2Mg+O22MgO
无
铜
铜在空气中不燃烧,加热时表面变成黑色
2Cu+O2 2CuO
无
知识点四 氧气制取
高锰酸钾分解
过氧化氢分解
反应原理
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
2H2O22H2O+O2↑
发生装置
图示
固体加热型
固液不加热型
选择依据
反应物为固体,反应需要加热
反应物为液体,反应条件为常温
实验步骤
查:检查气密性、装:装药品、定:固定装置、点:点燃酒精灯加热、收:收集气体、移:将导管移出水面、熄:熄灭酒精灯。
检查气密性;先装固体药品,再装液体药品;收集气体。
收集装置
排水法:收集的气体较纯净,但不干燥
依据:氧气不易溶于水
向上排空气法:收集的气体较干燥,但不纯净
依据:氧气密度比空气大
检验
将带火星的木条伸入集气瓶内,如果带火星的木条复燃,说明是氧气
验满
排水法:当集气瓶口有大量气泡冒出时,说明已收集满,否则未满;
向上排空气法:将带火星的木条靠近集气瓶瓶口,若木条复燃,说明已收集满,否则未满。
1.【新考法·跨学科实践活动】(2025·江苏苏州·模拟预测)某小组同学组装和使用微型空气质量“检测站”,用于实时监测校园周边空气中的主要污染物,为环保提供数据支持。其中不需要列入监测项目的是
A.二氧化硫 B.一氧化碳 C.二氧化碳 D.PM2.5
【答案】C
【详解】A、二氧化硫能与水反应生成酸性物质,导致酸雨的发生,属于空气污染物,不符合题意;
B、一氧化碳有毒,属于空气污染物,不符合题意;
C、二氧化碳是空气的组成成分之一,不属于空气污染物,符合题意;
D、PM2.5能导致雾霾等的发生,属于空气污染物,不符合题意。
故选C。
2.(2025·江苏扬州·三模)氧气是空气的主要成分之一、下列说法不正确的是
A.通常状况下,O2是无色气体
B.相同条件下,O2的密度大于CO2的
C.分离液态空气可获得O2
D.焊接或切割金属时使用纯氧代替空气以获得更高的温度
【答案】B
【详解】A、通常状况下,氧气是无色气体,说法正确,不符合题意;
B、氧气的相对分子质量为32,二氧化碳的相对分子质量为44,则相同条件下,二氧化碳的密度大于氧气,说法错误,符合题意;
C、工业上利用氮气、氧气的沸点不同,通过分离液态空气法获得氧气,说法正确,不符合题意;
D、焊接或切割金属时使用纯氧代替空气,可燃物与纯氧燃烧较剧烈,单位时间内产生的热量多,温度高,说法正确,不符合题意。
故选:B。
3.【新考法·科学探究与实践】(2025·江苏苏州·二模)下列有关实验室制取氧气的说法正确的是
A.检查装置气密性时,先用手捂住试管,再将导管伸入水中
B.加热后导管口有气泡连续均匀逸出时,开始收集
C.高锰酸钾加热制取氧气,实验结束先熄灭酒精灯
D.用排水法收集氧气,验满时用带火星的木条放在瓶口
【答案】B
【详解】A、检查气密性时应先将导管伸入水中,再用手捂住试管。若顺序相反,可能导致空气膨胀不明显,无法准确判断气密性。选项错误;
B、导管口有连续均匀气泡冒出时才能收集,刚开始的气泡中含有原装置中的空气,若立即收集会导致氧气不纯,选项正确;
C、实验结束应先从水槽移出导管,再熄灭酒精灯,防止冷凝水倒流炸裂试管,选项错误;
D、排水法收集氧气不需要验满(观察集气瓶口有大气泡冒出即表示收集满)。带火星木条验满适用于向上排空气法。选项错误;故选B。
4.【新考法·仪器组装】(2025·江苏南京·一模)实验室用高锰酸钾制取氧气应选择的仪器是
A.①②⑦⑧ B.①③④⑦ C.①②④⑥⑨ D.①③④⑤⑥⑨
【答案】D
【详解】实验室用高锰酸钾制取氧气,属于固体加热反应,发生装置中的仪器可选择试管(反应容器)、铁架台(固定和支持试管)、酒精灯(加热装置)、带导管的橡胶塞,根据所给仪器,应选择排水法收集,收集装置中的仪器可以选择水槽和集气瓶,即①③④⑤⑥⑨。
故选D。
5.【新考法·材料阅读与提炼】(2025·江苏苏州·模拟预测)半导体材料通常具有良好的光催化性能和光电化学性能,能够快速生成所需的活性物质并与目标物质发生反应。下列关于催化剂的说法正确的是
①催化剂在反应前后质量和化学性质没有改变;②催化剂就是二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化铁(Fe2O3)、二硫化钴(CoS2)等;③催化剂加快了其他物质的化学反应速率;④催化剂改变了其他物质的化学反应速率。
A.①②③④ B.①④ C.只有① D.②④
【答案】B
【详解】①催化剂在化学反应前后的质量和化学性质没有改变,说法正确;
②二氧化钛、氧化锌、氧化铁、二硫化钴等可作为化学反应的催化剂,但是不能说催化剂就是二氧化钛、氧化锌、氧化铁、二硫化钴等,说法错误;
③催化剂能改变化学反应速率,可能加快也可能减慢,说法错误;
④催化剂改变了其他物质的化学反应速率,说法正确;
综上可知,说法正确的是①④,故选:B。
6.(2025·江苏南通·二模)实验室制取氧气及氧气的性质实验涉及的实验装置及操作正确的是
A.装置甲加入试剂 B.装置乙制取氧气
C.装置丙收集氧气 D.装置丁进行铁丝在氧气中燃烧
【答案】C
【详解】A、向试管中加入高锰酸钾等固体粉末状药品时,应将试管横放,用药匙或纸槽将药品送到试管底部,再将试管慢慢竖起,而不是直接从试管口上方加入,A 错误;
B、用高锰酸钾制取氧气时,试管口应略向下倾斜,防止加热时冷凝水回流到热的试管底部,使试管炸裂,装置乙中试管口向上倾斜;另外,试管口需要塞一团棉花,防止加热时试管内固体粉末进入导管,B 错误;
C、氧气不易溶于水,可用排水法收集,装置丙是排水法收集氧气的装置,操作正确,C 正确;
D、进行铁丝在氧气中燃烧实验时,集气瓶底部要预先放少量水或铺一层细沙,防止高温熔融物溅落使集气瓶炸裂,装置丁中集气瓶底部没有做相关处理,D 错误。
故选C。
7.【新考法·学科观念】(2025·江苏扬州·三模)“实验室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的实验装置及操作不正确的是
A.装入MnO2
B.制备O2
C.干燥O2
D.收集O2
【答案】B
【详解】A、取用粉末状药品,试管倾斜(或平放),用药匙或纸槽把药品送到试管底部,然后使试管直立起来,图中所示操作正确。
B、用图示装置制取氧气时,长颈漏斗的下端要伸入液面以下,以防生成的氧气由长颈漏斗逸出,图中所示操作错误。
C、用浓硫酸干燥氧气时,氧气应从长管通入,经浓硫酸干燥后由短管排出,图中所示操作正确。
D、氧气的密度比空气大,且与空气中的其他成分不反应,因此可采用向上排空气法来收集氧气,图中所示操作正确。
故选:B。
8.【新考法·创新实验】(2025·江苏常州·模拟预测)利用如图所示实验装置进行相关实验,请回答有关问题。
(1)在装置A的试管内放入高锰酸钾粉末以制取氧气,该反应的化学方程式为:________。若用装置B收集一瓶氧气,不考虑操作因素,获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因是________。用装置C收集氧气,验满时将带火星的木条放在________(填“a”或“b”)处。
(2)装置D是用软塑料管自制的气体发生装置,药品加入完毕后,要使反应进行,接下来的操作是________(填字母)。
A.挤压软塑料管下端,使固液接触
B.将装置D倒转过来
(3)E装置模拟氢氧焰实验。
①关闭止水夹,通入已经验过纯的氢气并点燃。将铁丝网放在火焰上灼烧,铁丝网只发红,不熔断。
②打开止水夹K,通入氧气。火焰更明亮,铁丝熔断,说明燃烧的剧烈程度与________有关。
【答案】(1) 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 排水法收集的氧气中含有水蒸气 a
(2)A
(3)氧气的浓度
【详解】(1)在装置A的试管内放入高锰酸钾粉末以制取氧气,高锰酸钾在加热条件下发生反应生成锰酸钾、二氧化锰、氧气,该反应的化学方程式为:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。若用装置B收集一瓶氧气,不考虑操作因素,获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因是排水法收集的氧气中含有水蒸气。用装置C收集氧气,由于氧气的密度比空气的密度大,进入集气瓶后占据下方空间,空气则被赶到上方空间而易从a端排出,所以验满时将带火星的木条放在a处。
(2)装置D是用软塑料管自制的气体发生装置,药品加入完毕后,挤压软塑料管下端,使固液接触,开始发生反应,故选A。
(3)E装置模拟氢氧焰实验。
①关闭止水夹,通入已经过验纯的氢气并点燃。将铁丝网放在火焰上灼烧,铁丝网只发红,不熔断。
②对比实验必须控制变量唯一性,其它条件都应该相同,才可探究出该条件对实验是否有影响。打开止水夹K,通入氧气。氧气的浓度增大,此时火焰更明亮,铁丝熔断,说明燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关。
9.【新考法·传感器曲线】(2025·江苏常州·三模)气体的制备是化学实验基本技能之一,某兴趣小组利用如图装置探究气体的制备。
(1)仪器b的名称_______。
(2)某同学将B装置进行了改进,如图甲,利用铂丝(Pt)做催化剂制氧气,反应的化学方程式为_______,室温下使用3%的双氧水时,该装置与B装置相比,优点是通过_______(填操作)从而达到控制反应的目的,其中玻璃管的作用是_______。
(3)实验室常选用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制取氨气,反应的化学方程式为_______;可选AD的装置组合制备氨气,由此可知氨气具有的物理性质是_______,在管口棉花团上滴加无色酚酞试液,观察到_______现象时,氨气已集满。
(4)如乙装置所示,将若干土豆片(催化剂)和一定温度下、一定体积、一定浓度的过氧化氢溶液放入注射器,一段时间后收集的气体体积和时间的关系如图丙中曲线1,相比曲线1,曲线2改变了装置中的因素_______(填①或②或③)。
【答案】(1)分液漏斗
(2) 上下移动铂丝 控制铂丝,防止漏气
(3) 氨气密度比空气小 酚酞变红
(4)①
【详解】(1)仪器b是分液漏斗;
(2)装置B是固液不加热型发生装置,使用过氧化氢溶液制取氧气,过氧化氢在Pt的催化作用下分解生成水和氧气,化学方程式为;甲装置与B装置相比,优点是通过提起铂丝反应停止,按下铂丝反应进行,即上下移动铂丝从而达到控制反应的目的,其中玻璃管的作用是方便控制铂丝,防止漏气;
(3)加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物产生氯化钙、水和氨气,方程式是;D是向下排空气法,则氨气的密度比空气小;氨气溶于水形成碱性溶液,氨水使酚酞试液变红,棉花上有酚酞试液,观察到棉花上的酚酞变红色时,氨气已集满;
(4)①改变过氧化氢溶液的量,会改变产生氧气的体积,图中曲线2氧气的体积下降,故正确;
②土豆片(催化剂)的多少会影响反应速率,如果增加土豆片,即增加了催化剂的量,可提高反应速率,但不改变产生氧气的体积,故错误;
③温度能改变化学反应速率,但不改变产生氧气的体积,故错误;
故选①。
考点二 碳和碳的氧化物
考法01 二氧化碳的性质和用途——实验情境
1.(2023·江苏连云港·中考真题)取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花,并进行如下实验;
步骤
实验操作
实验现象
①
第一朵纸花上喷上稀硫酸
纸花由紫色变成红色
②
第二朵纸花喷上水
纸花颜色无明显变化
③
第三朵纸花直接放入盛满的集气瓶中
纸花颜色无明显变化
④
第四朵纸花喷上水后,再放入盛满的集气瓶中
纸花由紫色变成红色
下列说法中正确的是
A.步骤①中纸花由紫色变成红色的原因是稀硫酸中含有
B.步骤②中若用溶液代替水,纸花颜色也无明显变化
C.步骤②、④可证明气体能使干燥的纸花变成红色
D.上述实验可证明与水反应生成酸
【答案】D
【详解】A、稀硫酸显酸性,能使石蕊变红,步骤①中纸花由紫色变成红色的原因是稀硫酸中含有H+,故A错误;
B、氢氧化钠溶液显碱性,能使石蕊变蓝,故B错误;
C、步骤②说明水不能使石蕊变红,步骤③说明二氧化碳不能使干燥的纸花变成红色,故C错误;
D、步骤②说明水不能使石蕊变红,步骤③说明二氧化碳不能使干燥的纸花变成红色,步骤④中二氧化碳和水反应生成一种酸,酸使石蕊变红,所以上述实验可证明CO2与水反应生成酸,故D正确。
故选D。
考法02 二氧化碳的实验室制法——实验情境
2.(2025·江苏淮安·中考真题)下列关于实验室制取CO2的操作,不能达到实验目的的是
A.检查气密性 B.制备CO2
C.干燥CO2 D.收集CO2
【答案】C
【详解】A.检查气密性时,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,说明装置气密性良好,该操作能达到实验目的,故不符合题意;
B.实验室制取二氧化碳是用大理石(或石灰石)与稀盐酸反应,属于固液不加热型反应,图中装置是固液不加热型发生装置,该操作能达到实验目的,故不符合题意;
C.用浓硫酸干燥二氧化碳时,气体应从长管进、短管出,让二氧化碳与浓硫酸充分接触,达到干燥效果,而图中气体从短管进,无法充分干燥,该操作不能达到实验目的,故符合题意;
D.二氧化碳密度比空气大,可用向上排空气法收集,该操作能达到实验目的,故不符合题意,故选C。
【点睛】本题考查二氧化碳的实验室制法,化学实验基本操作。
3.(2025·江苏南通·中考真题)“二氧化碳的实验室制取与性质”实验涉及的下列实验装置及操作正确的是
A.制备CO2 B.收集CO2
C.干燥CO2 D.证明CO2能溶于水
【答案】D
【详解】A、制取二氧化碳时,长颈漏斗应伸到液面以下,避免生成的二氧化碳气体沿长颈漏斗逸散到空气中,选项错误;
B、二氧化碳的密度都比空气大,收集二氧化碳时应选择向上排空气法,选项错误;
C、二氧化碳能够与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,干燥二氧化碳不能选择氢氧化钠溶液,可选择浓硫酸,选项错误;
D、向盛满二氧化碳气体的软质塑料瓶中加入水,旋紧瓶塞振荡,软质塑料瓶变瘪,说明瓶中的二氧化碳气体减少,证明CO2能溶于水,选项正确;
故选D。
4.(2025·江苏泰州·中考真题)气体的制备、性质与应用是化学研究的重要内容。
(2)某同学设计制取并收集纯净的方案如图所示。
①仪器a的名称为_______。
②装置D的作用是_______;装置E的作用是干燥,试剂b为_______。
③采用装置F无法收集到纯净的,原因是_______。
【答案】
(2)长颈漏斗 除去二氧化碳中混有的氯化氢气体 浓硫酸 用向上排空气法收集气体,不易将空气排净
【详解】
(2)仪器a为长颈漏斗。故填:长颈漏斗。
石灰石与稀盐酸反应生成的二氧化碳中会混有少量氯化氢气体。二氧化碳难溶于装置D中盛放的碳酸氢钠溶液,并且碳酸氢钠可以与氯化氢气体发生反应生成二氧化碳。故填:除去二氧化碳中混有的氯化氢气体。装置E的作用是干燥CO2,试剂b为液体,且具有吸水性,应为浓硫酸。故填:浓硫酸。
装置F为向上排空气法,用向上排空气法收集气体,不易将空气排净,导致收集到的CO2不纯净。故填:用向上排空气法收集气体,不易将空气排净。
考法03 碳中和
(2025·江苏南通·中考真题)阅读下列材料,完成下列小题。
我国力争在2060年前实现“碳中和”。CO2的捕集、利用是实现“碳中和”的重要途径。利用逆水煤气变换反应可捕集CO2并催化转化为CO。
5.下列有关CO2和CO的说法不正确的是
A.CO2和CO均具有可燃性
B.减少化石燃料的使用可减少碳排放
C.CO2和CO在一定条件下可以相互转化
D.利用CO2人工合成淀粉对解决粮食危机和减少碳排放意义重大
6.逆水煤气变换反应的微观过程如图所示。下列说法正确的是
A.“吸附”时发生了化学变化
B.反应过程中CO2“解离”为C和O
C.反应前后分子总数发生变化
D.生成的CO和H2O的质量比为14∶9
【答案】5.A 6.D
【解析】5.A、二氧化碳没有可燃性,说法不正确;
B、减少化石燃料的使用可减少二氧化碳气体的排放,说法正确;
C、二氧化碳和碳单质高温生成一氧化碳,一氧化碳燃烧生成二氧化碳,故CO2和CO在一定条件下可以相互转化,说法正确;
D、利用CO2人工合成淀粉可以消耗二氧化碳减少排放,同时合成淀粉可以解决粮食危机,说法正确。
故选A。
6.A、由微观示意图可知,吸附时分子没有发生变化,没有生成新物质,发生的是物理变化,说法错误;
B、由微观示意图可知,反应过程中,CO2解离为CO和O,说法错误;
C、由微观示意图可知,反应前是一个二氧化碳分子和一个氢气分子,共两个分子,反应后是一个一氧化碳分子和一个水分子,共两个分子,故反应前后分子总数没有发生变化,说法错误;
D、由微观示意图可知,生成一氧化碳分子和水分子个数比为1:1,故生成的CO和H2O的质量比=(12+16):(1×2+16)=14:9,说法正确。
故选D。
知识点一 二氧化碳的性质和用途
1.物理性质:无色、无味的气体,能溶于水,在一定压强和低温条件下变成白色块状或片状固体,称为干冰(用途制冷剂、人工降雨、食物储运、制造舞台烟雾效果)。
实验装置图
实验操作
向盛有高低不等两根燃着蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳。
向盛满二氧化碳的软塑料瓶中倒入约三分之一容积的水,振荡。
实验现象
蜡烛自下而上依次熄灭
塑料瓶变瘪了
实验分析
二氧化碳密度比空气大;
二氧化碳不能燃烧,也不能支持燃烧。
原因:二氧化碳溶于水,瓶内压强变小,大气压将瓶子压瘪。
2.化学性质
(1)二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧。
(2)二氧化碳与水反应生成碳酸:CO2+H2O===H2CO3
实验操作
直接喷水
直接放入CO2中
喷水后放入CO2中
吹干第三朵纸花
现象
小花不变色
小花不变色
小花变红色
红色褪去
分析
水不能使紫色石蕊变色
二氧化碳不能使紫色石蕊变色
二氧化碳和水反应生成的碳酸能使紫色石蕊变红
碳酸不稳定,容易分解
结论
a.二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊变红,显酸性。
b.碳酸不稳定,易分解:H2CO3=H2O+CO2↑
(3)二氧化碳与碱溶液反应:
①二氧化碳与氢氧化钙溶液反应:CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O;
该反应用于检验CO2气体:将气体通入澄清石灰水,若石灰水变浑浊,则为二氧化碳气体。
②二氧化碳与氢氧化钠溶液反应:CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O;应用:吸收或除去二氧化碳。
3.二氧化碳的用途
(1)干冰的用途:做制冷剂,食品冷藏保鲜和运输;医疗上血液和疫苗的储存与运输。用于人工增雨:利用干冰升华吸热的原理。
(2)二氧化碳气体的用途:光合作用的原料;灭火;温室的气体肥料;化工产品的原料,制作碳酸饮料和尿素等。
知识点二 二氧化碳制取
一、实验室制取二氧化碳
1.药品:块状石灰石(或大理石)与稀盐酸
2.化学方程式:CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
(1)不用稀H2SO4的原因:生成的CaSO4微溶于水,会覆盖在石灰石(或大理石)表面,阻止反应的进行。
(2)不用浓盐酸的原因:浓盐酸易挥发,挥发出的氯化氢(HCl)气体混入生成的CO2中,使制得的气体不纯。
(3)不能用纯的碳酸钙或碳酸钠反应的原因:反应速率太快,不易控制。
3.装置:固液不加热型
4.气体收集方法:向上排空气法(集气瓶口朝上)
5.实验步骤:连接仪器;检查装置气密性;装试剂(先固体后液体);收集气体。
6.检验方法:将制得的气体通入澄清的石灰水,若变浑浊,则气体是二氧化碳。
验满方法:用点燃的木条,放在集气瓶口,若木条熄灭,证明已集满二氧化碳。
二、工业制取二氧化碳
高温煅烧石灰石: CaCO3CaO+CO2↑
1.【新考法·物质转化】(2025·江苏镇江·二模)如图为CO2在自然界中的转化和资源化利用。下列说法不正确的是
A.转化①实现了原子利用率100%
B.转化②说明只要条件合适,CO2也能支持燃烧
C.转化③中CO2和H2的质量比为22:3
D.转化④中CH4和CO2都能引起温室效应
【答案】A
【详解】A、转化①的反应为,原子利用率不是100\%,因为除了生成乙醇还生成了水,A错误。
B、 转化②是,镁能在二氧化碳中燃烧,说明只要条件合适,CO2也能支持燃烧,B正确。
C、转化③的反应为,CO2和H2的质量比为(2n×44):6n×2=22:3,C正确。
D、 CH4和CO2都是温室气体,都能引起温室效应,D正确。
故选A。
2.【新考法·传感器曲线】(2025·江苏扬州·三模)如图1所示,在容积为100 mL的三颈烧瓶中集满CO₂,将注射器中的30 mL蒸馏水全部压入烧瓶,并立即夹紧止水夹。开始注水后,烧瓶内气体压强和温度随时间的变化情况如图2所示。下列说法不正确的是
A.30mL水加入,使瓶内气体体积被压缩,压强变大
B.CO₂溶于水,与水反应,没有明显的温度变化
C.该实验条件下,30mL水中所能溶解CO₂的体积小于30mL
D.该三颈瓶中收集的CO₂不纯
【答案】D
【详解】A、30mL水加入,使瓶内气体体积被压缩,压强变大,说法正确,不符合题意;
B、由图可知,温度无明显变化,说明溶于水且与水反应,没有明显的温度变化,说法正确,不符合题意;
C、由图可知,最终压强大于初始压强,说明该实验条件下,30mL水中所能溶解的体积小于30mL,说法正确,不符合题意;
D、由图可知,最终压强大于初始压强,说明该实验条件下,30mL水中所能溶解的体积小于30mL,不能说明该三颈瓶中收集的不纯,说法错误,符合题意。
故选:D。
3.【新考法·化学与社会热点】(2025·江苏常州·二模)CO2的捕集与资源化利用是化学研究热点,我国力争在2060年实现“碳中和”。
I.CO2的捕集
(1)“碳中和”是指采取措施减少___________等温室气体的排放量,达到相对“零排放”。
(2)红树林具有很强的CO2吸收能力,合理种植红树林,有助于积极营造碳中和林,而且红树林沉积物中的碳酸盐,如碳酸钙可以在一定条件下继续吸收二氧化碳,生成碳酸氢钙[Ca(HCO3)2],请写出该过程的反应方程式:___________。
Ⅱ.CO2的资源化利用
中科院天津工业生物技术研究所,在实验室中首次实现了从CO2到淀粉的低成本人工合成,过程类似“搭积木”(如图)
(3)反应①前后的物质中,属于氧化物的共有___________种。
(4)关于CO2人工合成淀粉的意义,除了为“碳中和”提供一种思路外,还___________(填字母)。
a.有利于解决粮食问题 b.可以节约耕地 c.可以降低生产淀粉成本
【答案】(1)二氧化碳/CO2
(2)CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2
(3)3/三
(4)ab
【详解】(1)“碳中和”是指采取措施减少二氧化碳(CO2)等温室气体的排放量,达到相对“零排放”;
(2)碳酸氢钙中含有氢元素,根据质量守恒定律是碳酸钙与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钙,反应的化学方程式为:CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2;
(3)氧化物是由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物。则反应①前后的物质中,属于氧化物是二氧化碳(CO2)、水(H2O)、一氧化碳(CO),共三种;
(4)a、人工合成淀粉可作为一种新型食物来源,缓解传统农业对粮食生产的压力,故选项符合题意;
b、该技术无需依赖大面积农田,减少对土地资源的占用,可以节约耕地,故选项符合题意;
c、目前该技术处于实验室阶段,成本尚未大规模优化,故不能直接确定成本降低,故选项不符合题意;
故选:ab。
4.(2025·江苏镇江·模拟预测)请结合图示实验装置,回答下列问题。
(1)写出有标号的仪器名称:①_______,②_______。
(2)用A装置制O2的化学方程式为_______,可选E装置收集O2,理由是_______。
(3)实验室制取CO2的化学方程式为_______,若用C装置替代B装置作发生装置,其优点是_______。若用D装置收集CO2,气体应从_______(选填“a”或“b”)端通入。
(4)某同学采用图所示的装置分离H2、CO2混合气体。
步骤如下:
①关闭活塞B,打开活塞A,通入混合气体,可收集到H2。
②X溶液最好选择_______(选填序号)。
a.NaOH浓溶液 b.饱和Ca(OH)2溶液
③然后,_______(填操作),又可收集到CO2。
④选用稀H2SO4而不用盐酸,可能的原因是_______。
【答案】(1)酒精灯 分液漏斗
(2) 氧气不易溶于水
(3) 能控制反应的发生和停止 b
(4)a 关闭活塞A,打开活塞B 盐酸具有挥发性,收集到的气体可能混有氯化氢气体。
【详解】(1)①是酒精灯;②是分液漏斗
(2)①高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,;
②可选E装置收集,理由是氧气不易溶于水且不与水反应;
(3)①实验室常用大理石(或石灰石)和稀盐酸反应制取二氧化碳,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;
②若用C装置替代B装置作发生装置,能够控制反应的发生和停止,打开活塞,稀盐酸与大理石(或石灰石)反应产生气体,关闭活塞,气体不能排出,将液体压回到长颈漏斗中,与固体分离,停止反应;
③二氧化碳的密度比空气大,若用D装置收集,气体应从b端通入;
(4)(4)①氢氧化钙微溶于水,饱和溶液中含有的氢氧化钙量很少,饱和溶液不能完全除去混合气体中的二氧化碳,要除去混合气体中的二氧化碳,最好用浓溶液, ,故选a;
②关闭活塞A,打开活塞B,滴入稀硫酸与碳酸钠反应,生成二氧化碳、水、硫酸钠,
③选用稀而不用盐酸,可能的原因是盐酸具有挥发性,使生成的二氧化碳中含有气体。
5.(2025·江苏镇江·模拟预测)请结合如下图回答问题。
(1)仪器名称:①___________,②___________。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,可选用发生装置___________(选填序号),反应的化学方程式为___________。
(3)实验室制取CO2的化学方程式为 ___________,
选用装置C相对于B的优点是 ___________。
(4)一般不用E装置收集CO2,由图可知CO2具有___________的物理性质。
探究CO2在水中的溶解性,选择如图装置进行实验。
第一步:检查装置气密性;
第二步:向三口烧瓶(500mL)中充满CO2;
第三步:将注射器吸入30mL水,全部注入烧瓶中,等待一会儿后,
再振荡烧瓶,观察现象。绘制压强与时间变化得到如图曲线。
【解释原因】
(5)a-b段曲线上升的原因是___________;
(6)b-c段曲线缓慢下降的原因是___________;
(7)c-d段曲线陡降的原因是___________。
【答案】(1)酒精灯 长颈漏斗
(2)A
(3) 可以控制反应的发生和停止
(4)能溶于水
(5)注入的水占据了一定的体积,烧瓶中气体被压缩,压强增大
(6)开始缓缓溶解在水中,烧瓶内气体物质的量减少,压强缓慢下降
(7)振荡烧瓶,增大与水的接触面积,快速溶解,瓶内气体物质的量迅速减少,压强陡降
【详解】(1)根据常见仪器的用形状和用途,①是酒精灯,常用于加热,②是长颈漏斗,方便添加液体试剂;故填:酒精灯;长颈漏斗。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,反应物是固体,反应需要加热,可选用发生装置A。高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应化学方程式为;故填:A;。
(3)实验室制取,常用大理石(或石灰石)与稀盐酸反应,大理石(或石灰石)的主要成分是碳酸钙,碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应化学方程式为;装置C相对于装置B的优点是可以通过控制活塞的开关来控制反应的发生和停止,关闭活塞,装置内压强增大,液体被压回长颈漏斗,固体和液体分离,反应停止;打开活塞,液体流下,固体和液体接触,反应发生;故填:;可以控制反应的发生和停止。
(4)E装置是排水法收集气体的装置,一般不用E装置收集,说明二氧化碳能溶于水,所以不能用排水法收集;故填:能溶于水。
(5)将注射器中的水注入充满的烧瓶中,水占据了一定的空间,使瓶内气体的体积减小。根据压强的相关知识点,在温度等其他条件不变时,气体体积减小,压强增大,所以端曲线上升;故填:注入的水占据了一定的体积,烧瓶中气体被压缩,压强增大。
(6)能溶于水,在段,开始缓慢地溶解在水中,随着的溶解,瓶内气体的物质的量逐渐减少,在其他条件不变的情况下,瓶内压强缓慢下降;故填:开始缓缓溶解在水中,烧瓶内气体物质的量减少,压强缓慢下降。
(7)振荡烧瓶,增大了与水的接触面积,使得溶解的速率加快,快速溶解导致瓶内气体的物质的量迅速减少,在其他条件不变时,瓶内压强陡降,所以段曲线陡降;故填:振荡烧瓶,增大与水的接触面积,快速溶解,瓶内气体物质的量迅速减少,压强陡降。
6.【新考法·化学与科技发展】(2025·江苏扬州·二模)二氧化碳在我们生活中发挥着重要重用,有利也有弊。
I.实验室制取二氧化碳
(1)如图,实验室制取二氧化碳选用的药品是大理石和________(选填“稀硫酸”或“稀盐酸”),发生装置选________(选填“A”或“B”),仪器①的名称为________。
II.一种CO2的捕集原理如图所示。
已知:CaCl2溶液显中性、CuSO4溶液显酸性。
(2)“吸收”时反应的化学方程式为________。
(3)“转化”后得到的液体温度明显高于室温,可能的原因是__________。
(4)下列溶液中,同样能用于“捕捉”CO2的是 (填字母)。
A.CaCl2溶液 B.CuSO4溶液 C.氨水
III.“人造树叶”的运用。
在光照条件、人造树叶催化作用下可将二氧化碳和水转化为乙醇和氧气,其原理如图所示。
(5)已知活性粒子为某原子,依据质量守恒定律,该原子可能为__________。
(6)用文字描述“人造树叶”具体催化过程:__________。(分两步描述)
IV.光催化还原法能实现CO2甲烷化
以 CxNy为催化剂,在紫外光照射下,发生反应CO2+2H2OCH4+2O2;
(7)催化剂CxNy中C和N元素的质量比为9:14,则x:y =_______。
(8)实验中测得催化剂的催化效率和 CH4的生成速率随温度的变化关系如图所示。300~400℃之间,CH4生成速率加快的原因是________。
V.我国科学家利用CO2合成葡萄糖,该方案如图所示,先用碳电还原法将CO2转化为醋酸,再利用微生物发酵获得葡萄糖。
(9)通电条件下,装置1中CO2分解成CO和常见的气体单质X,X的化学式为_______。
(10)利用酵母菌等微生物,将醋酸转化为葡萄糖时,温度不宜过高,原因是________。
【答案】(1)稀盐酸 B 长颈漏斗
(2)2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
(3)CaO与水反应放热导致
(4)C
(5)H 或 氢原子
(6)水分子在光照条件、人造树叶的催化作业下生成氧气和活性粒子;在相同条件下二氧化碳分子结合活性粒子产生乙醇分子
(7)3:4
(8)温度升高使甲烷生成反应速率的影响大于催化剂催化效率下降的影响
(9)O2
(10)温度过高时,酵母菌等微生物会死亡
【详解】(1)实验室制取二氧化碳选用的药品是大理石和稀盐酸,该反应不需要加热,发生装置选B,仪器①的名称为长颈漏斗,故填:稀盐酸;B;长颈漏斗。
(2)二氧化碳何氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,故填:。
(3)氧化钙和水反应放热,“转化”后得到的液体温度明显高于室温,可能的原因是CaO与水反应放热导致,故填:CaO与水反应放热导致。
(4)氨水属于碱溶液,可以和二氧化碳反应生成碳酸铵和水,故选:C。
(5)依据质量守恒定律反应前后原子的种类数目不变,反应后有氢原子,反应前也必须有氢原子,故填:氢原子或H。
(6)由图可知,水分子在光照条件、人造树叶的催化作业下生成氧气和活性粒子;在相同条件下二氧化碳分子结合活性粒子产生乙醇分子,故填:水分子在光照条件、人造树叶的催化作业下生成氧气和活性粒子;在相同条件下二氧化碳分子结合活性粒子产生乙醇分子。
(7)CxNy中C和N元素的质量比为9:14,故,故填:3:4。
(8)温度升高使甲烷生成反应速率加快,300~400℃之间,CH4生成速率加快的原因是温度升高使甲烷生成反应速率的影响大于催化剂催化效率下降的影响,故填:温度升高使甲烷生成反应速率的影响大于催化剂催化效率下降的影响。
(9)装置1中CO2分解成CO和常见的气体单质X,根据质量守恒,反应前后元素种类数目不变,X的化学式为O2,故填:O2。
(10)温度过高时,酵母菌等微生物会死亡,则反应过程中,温度不宜过高,故填:温度过高时,酵母菌等微生物会死亡。
7.【新考法·化学与工业生产】(2025·江苏扬州·三模)工业上使用化石燃料会导致的高排放。文献表明,氧化钙是一种来源广泛、廉价、吸附性能较好且可循环利用的吸附剂。氧化钙吸附性能用吸附率表示,计算公式为:(R%为吸附率,为CaO质量,为吸附后的固体质量)。
Ⅰ.氧化钙吸附二氧化碳的原理
(1)加热氧化钙循环捕集过程如图1所示。
①吸附炉中温度控制在600℃-650℃,写出吸附炉反应的化学方程式为___________。
②煅烧炉中添加煤粉和氧气的目的是___________。
③捕集用于工业生产能减排。减排可减缓的环境问题是___________。
④CaO由和构成,其吸收的过程如图2所示。描述被吸收转化的全过程:_________。
(2)低温下CaO捕集及其再生的过程如图3所示。
①“再生”时依次发生两步反应;反应ⅰ:___________;反应ⅱ:。
②与直接热解碳酸钙使CaO再生相比,通入使CaO再生的主要优点有:可将转化为CO;___________。
Ⅱ.探究影响氧化钙吸附性能的因素
称取5份质量为0.3gCaO,分别置于高温管式炉内,先通入作为保护气,控制不同的温度,再通入气体,进行吸附反应实验,测定其吸附率的大小。实验数据如图4所示。
(3)分析图4,CaO对的吸附率与温度的关系是___________。
(4)温度高于650℃氧化钙吸附率开始降低的可能原因是___________。
(5)结合吸附率计算公式,在650℃时,吸附的质量为___________g(结果精确到0.1)。
【答案】(1) 煤粉燃烧放热,为碳酸钙分解提供热量 温室效应 CaO转化为和Ca2+,CO2先与结合生成,再与Ca2+结合生成CaCO3
(2) 反应条件相对温和,能耗低
(3)在550℃-650℃,CO2吸附率随温度升高而上升;在650℃-750℃,CO2吸附率随温度升高而下降
(4)温度过高,CaCO3分解
(5)0.1
【详解】(1)①吸附炉中CaO与CO2在600℃-650℃条件下反应生成CaCO3,化学方程式为。
②添加煤粉和氧气,煤粉燃烧放热,为碳酸钙分解提供热量。
③CO2排放过多会导致温室效应,减排CO2可缓解温室效应。
④根据图 2,CaO转化为和Ca2+,CO2先与结合生成,再与Ca2+结合生成CaCO3。
(2)①“吸收” 后得到CaCO3,结合反应 ⅱ,反应 ⅰ 是CaCO3与H2在600℃条件下反应生成Ca(OH)2和CO,化学方程式为。
②直接热解碳酸钙需高温,通入H2使CaO再生的条件相对温和,能耗低。
(3)由图 4 曲线变化可知,温度在550℃-650℃,CO2吸附率随温度升高而上升;在650℃-750℃,CO2吸附率随温度升高而下降。
(4)温度过高,CaCO3分解,使吸附的CO2释放,吸附率降低。
(5)根据吸附率公式,M0=0.3g,R%=39.3%,则,即吸附CO2的质量约为0.1g。
8.(2025·江苏镇江·模拟预测)CO2作为一种碳资源,被广泛应用于工农业生产。
Ⅰ.植物气肥
(1)在蔬菜大棚内增大 CO2浓度,有利于植物进行___________,促进生长。
Ⅱ.生产化肥
二氧化碳和氨气可以生产尿素【CO(NH2)2】和碳酸氢铵。
(2)合成尿素的反应为2NH3+CO2 =CO(NH2)2+X,X的化学式是___________。消耗NH3与CO2 质量比为___________。
(3)合成碳酸氢铵,该反应需在较___________(填“高”或“低”)温度下进行。
Ⅲ.催化重整
中国科学家已实现由CO2 到淀粉的全人工合成,主要过程如图1:
阶段Ⅱ的物质转化如图2所示。反应a中四种物质的化学计量数均为1。
(4)推测一个分子中氢原子数目:甲醇比甲醛多___________个。
(5)为使甲醇持续转化为甲醛,反应b___________(填“需要”或“不需要”)补充H2O2。
(6)用CO2 与H2反应生成甲醇CH4O,该反应中CO2 与H2的化学计量数比为___________。
【答案】(1)光合作用
(2) H2O 17:22
(3)低
(4)1/一
(5)需要
(6)1:3
【详解】(1)二氧化碳是植物光合作用的原料,在蔬菜大棚内增大二氧化碳浓度,有利于植物进行光合作用,促进生长,故填:光合作用;
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,反应物中含C、O、N、H的个数分别是1、2、2、6,生成物中含C、O、N、H的个数分别是1、1、2、4,则生成物X中还应含1个O、2个H,X的化学式为H2O;由反应的化学方程式可知,消耗NH3与CO2 质量比为(2×17):(12+16×2)=17:22,故填:H2O;17:22;
(3)碳酸氢铵受热易分解,因此该反应需要在较低温度下进行,故填:低;
(4)由图2可知,反应a为甲醇与氧气反应生成甲醛和过氧化氢,根据质量守恒定律可知,化学反应前后原子种类及数目不变,已知反应a中四种物质的化学计量数均为1,则反应物甲醇、氧气中共有1个碳原子、4个氢原子和3个氧原子,生成物过氧化氢中含有2个氢原子和2个氧原子,则生成物甲醛中含有1个碳原子、2个氢原子和1个氧原子,甲醛的化学式为CH2O,甲醇的化学式为CH3OH,因此一个分子中氢原子数目:甲醇比甲醛多1个,故填:1或一;
(5)根据反应a的化学方程式CH3OH+O2=CH2O+H2O2可知,1个甲醇分子转化为1个甲醛分子,会生成1个过氧化氢分子,根据反应b的化学方程式可知,反应a每生成1个过氧化氢分子,反应b需要补充1个过氧化氢分子,则理论上每完成一个甲醇分子到甲醛分子的转化,至少需要补充1个H2O2分子,故填:需要;
(6)根据质量守恒定律,CO2 与H2反应生成甲醇CH4O外,还有水生成,反应的化学方程式为CO2 +3H2CH4O+H2O,则该反应中CO2 与H2的化学计量数比为1:3,故填:1:3。
9.【新考法·化学与环境保护】(2025·江苏连云港·二模)的捕集、封存及资源化利用是实现“双碳”目标的重要手段。
(1)封存,常见的封存方法有:溶解封存、吸附封存及矿化封存等。
①吸附封存:活性炭、沸石等可作吸附剂,则其原因可能是_____。
②“湖泊”海洋封存是将送入3000米深海海底变成液态湖,这个过程中分子间隔会_____。
(2)的捕集,目前的捕集方式主要有溶液吸收、物理吸附、化学吸附等。
①溶液吸收。下列溶液中,能用于“捕捉”的是_____(填字母)。
A.溶液 B.溶液 C.氨水
②利用捕集。
分解制的化学方程式为:其中的化学式为_____。该反应生成的捕集比石灰石分解制得的捕集效果更好的可能原因是_____。
(3)的资源化利用,加氢制甲醇()是资源化利用的有效途径。
①与氢气在催化剂和加热条件下生成甲醇和水的化学方程式为_____。
②催化剂组成对于甲醇产率的影响如下表所示:
催化剂组成
产率
65.8
26.6
7.6
0
78%
62.4
25.0
0
12.6
96%
65.8
26.6
0
7.6
88%
的产率与质量分数的关系是_____。
③不同进料比下的甲醇产量如下表所示:
7500
7500
7500
7500
7500
7500
45000
49500
54000
58500
63000
65250
进料比
6.0
6.6
7.2
7.8
8.4
8.7
甲醇产量()
32525.78
35686.52
38025.43
38453.77
38236.43
38094.35
制取时,最适宜的进料比的为_____。
④反应的温度对甲醇产量的影响如下图所示,用文字表述甲醇的产量随温度的变化的情况:_____。
【答案】(1)活性炭、沸石有较强的吸附性 变小
(2)C CO2 该反应生成的CaO表面更疏松多孔,更利于吸附CO2
(3) 在一定范围内,随着ZrO2质量分数增大,CH3OH产率增大 7.8 先升高后降低
【详解】(1)①活性炭、沸石等可作吸附剂,原因是它们具有疏松多孔的结构,这种结构使其具有较强的吸附性,能够吸附CO2等气体。②CO2由气态变为液态,分子间间隔会变小。
(2)①CaCl2溶液、CuSO4溶液与CO2都不反应;氨水呈碱性可与CO2反应,所以能用于 “捕捉”CO2的是氨水,选C。②根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变。反应前Ca、C、O、H原子个数分别为1、2、5、2;反应后Ca、C、O、H原子个数分别为1、1、3、2,所以X中含有1个C原子和2个O原子,X的化学式为CO2。该反应生成的CaO捕捉CO2比石灰石分解制得的CaO捕捉CO2效果更好,可能原因是该反应生成的CaO表面更疏松多孔(合理即可),更利于吸附CO2。
(3)①CO2与氢气在催化剂和加热条件下生成甲醇(CH3OH )和水,化学方程式为。②由表格数据,在一定范围内,随着ZrO2质量分数增大(从0到7.6%再到12.6%),CH3OH产率(从78%到88%再到96%),即在一定范围内,随着ZrO2质量分数增大,CH3OH产率增大。③由表格数据可知,当进料比为7.8时甲醇产量38453.77kg/h相对较高,所以最适宜的H2/CO2进料比约为7.8。④从图中可知,温度在220∘C−250∘C左右时,甲醇产量随温度升高而增大;温度超过250∘C后,甲醇产量随温度升高而减小 ,即甲醇产量随温度变化的情况是先升高后降低。
10.【新考法·化学与环境保护】(2025·江苏苏州·二模)我国要在2030年实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”,体现了大国的担当。CO2的减排技术及其资源化利用的研究具有十分重要的意义。
(1)空气中二氧化碳增多会导致___________。
(2)碳中和科学家预测,到2050年,不同途径对全球“碳中和”都有一定的贡献。它们的贡献率如图1所示。由图可知,到2050年,对全球“碳中和”贡献率最大的途径是___________。
(一)膜吸收法吸收CO2可实现碳封存。
(3)研究人员通过实验比较了氨基乙酸钾、一乙醇胺、二乙醇胺3种不同的膜吸收剂对烟气中CO2的脱除效果,其结果如图2所示。据图可得出的结论是:在实验研究的烟气流速范围内,当烟气流速相同时,___________。
(二)在一定条件下CO2转化为甲醇(CH3OH)的工艺流程如图3所示:
【查阅资料】CH3OH易溶于水,熔点-97.8℃,沸点64.7℃。
(4)“制氢”:在高温下,Fe与水蒸气反应生成铁的氧化物X和H2.已知:物质X中m(Fe):m(O)=168:64,则该反应的化学方程式为___________。
(5)“制醇”:CO2与H2在300℃、200kPa和催化剂条件下使之变为甲醇和水。写出反应的化学方程式___________。
(6)“分离”:加热CH3OH和H2O的混合物,先转化为气态的物质是___________。
(三)二氧化碳的捕集分为燃烧前捕集和燃烧后捕集。
【查阅资料】CH4在高温下会发生分解反应。
(7)燃烧前捕集:通过以下的流程(图4)可以将煤炭中的碳元素预先转化为高浓度的二氧化碳,从而吸收利用。
①步骤1发生的变化中,___________(填元素符号)元素的化合价发生了改变。
②步骤2发生反应的化学方程式为___________。
③步骤3中使用半透膜可以分离氢气和二氧化碳,其原理类似于过滤操作,由示意图(图5)可知,分子的大小:氢气___________(填“<”或“>”)二氧化碳。
(8)燃烧后捕集:工业上可用生石灰捕集烟气中的CO2并实现CO2的资源化利用,过程如图(图6)。
①该过程中可以循环利用的物质是___________(填化学式)。
②反应b的过程示意图7,该反应一段时间后该催化剂的催化效果降低,其原因是___________(催化效果与催化剂可吸附气体的表面大小有关)。
【答案】(1)温室效应
(2)碳替代
(3)氨基乙酸钾对二氧化碳的脱除率最大,二乙醇胺对二氧化碳的脱除率最小
(4)
(5)
(6)甲醇/CH3OH
(7)C、H <
(8)CaO、CaCO3 随着反应的进行,二氧化碳和甲烷气体减少,与催化剂的接触面积减小,导致吸附效率降低
【详解】(1)空气中二氧化碳增多会导致温室效应。
(2)由图可知,到2050年,对全球“碳中和”贡献率最大的途径是碳替代(占47%)。
(3)据图可得出的结论是:在实验研究的烟气流速范围内,三种吸收剂对烟气中二氧化碳的脱除率随流速增大而降低;当烟气流速相同时,氨基乙酸钾对二氧化碳的脱除率最大,二乙醇胺对二氧化碳的脱除率最小。
(4)设物质X的化学式为FexOy,根据物质X中m(Fe):m(O)=168:64,则有,物质X的化学式为Fe3O4;在高温下,Fe与水蒸气反应生成铁的氧化物四氧化三铁和氢气,化学方程式为。
(5)CO2 与H2在300℃、200kPa和催化剂条件下使之变为甲醇(CH3OH)和水,化学方程式为:。
(6)由于CH3OH的沸点64.7℃,因此加热CH3OH和H2O的混合物,先转化为气态的物质是CH3OH。
(7)①步骤1碳和水在一定条件下反应生成一氧化碳和氢气,碳元素的化合价由0价升高为+2价,氧元素的化合价不变为-2价,氢元素的化合价由+1价表示0价,则C、H元素的化合价发生了改变;
②步骤2中,一氧化碳和水在一定条件下反应生成二氧化碳和氢气,发生反应的化学方程式为;
③步骤3中使用半透膜可以分离氢气和二氧化碳,其原理类似于过滤操作,由示意图(图5)可知,氢分子的通过率高,则说明分子的大小:氢气<二氧化碳。
(8)①根据图示,该过程中氧化钙和碳酸钙既是反应物又是生成物,可以循环利用,化学式为CaO、CaCO3;
②根据催化效果与催化剂可吸附气体的表面大小有关,反应b的过程示意图如(图7),该反应一段时间后该催化剂的催化效果降低,可能是随着反应的进行,二氧化碳和甲烷气体减少,与催化剂的接触面积减小,导致吸附效率降低。
1.【新考法·化学与医疗】(2025·江苏扬州·二模)“吸氧”是心肺类疾病的治疗方式。某医用吸氧装置部分构造如图,下列有关说法不正确的是
A.氧气湿化瓶有润湿氧气的作用
B.分离液态空气法制液氧的过程是分解反应
C.保持液氧化学性质的最小微观粒子是氧分子
D.液氧的化学性质活泼,在运输时应注意安全
【答案】B
【详解】A、氧气湿化瓶有润湿氧气的作用,说法正确,不符合题意;
B、分离液态空气法制液氧的过程中没有新物质生成,属于物理变化,说法错误,符合题意;
C、保持液氧化学性质的最小微观粒子是氧分子,说法正确,不符合题意;
D、液氧的化学性质活泼,在运输时应注意安全,说法正确,不符合题意。
故选:B。
2.【新考法·化学与科技发展】(2025·江苏南京·二模)载人航天器中处理CO2的一种方法为:。下列说法正确的是
(资料:在同温同压下,气体的体积之比等于分子个数之比)
A.O2中氧的化合价为
B.X的化学式为Li2CO3
C.该反应吸收CO2的体积与产生O2的体积相等
D.CO2本身有毒性,所以会对航天员的健康产生影响
【答案】B
【详解】A、是单质,其氧元素的化合价为0,故选项说法错误;
B、根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和数目不变,反应前有4个锂原子、4个氧原子、2个碳原子和4个氧原子,反应后应有4个锂原子、4个氧原子、2个碳原子和4个氧原子。因此,X 的化学式为Li2CO3,故选项正确;
C、根据反应方程式,2个CO2分子生成1个O2分子,因此吸收CO2的体积是产生O2体积的2倍,故选项错误;
D、CO2本身没有毒性,但高浓度的CO2会导致窒息,因此在航天器中需要控制CO2的浓度,故选项错误。
故选:B。
3.【新考法·化学与实践探究】(2025·江苏徐州·一模)向集满CO2的集气瓶中放入一张蓝色石蕊试纸,注入适量的蒸馏水,试纸变红;盖上玻璃片振荡,再将其倒置(如下图)玻璃片没有掉下来。下列叙述正确的是
A.玻璃片没有掉下证明瓶内气压大于大气压
B.玻璃片没有掉下仅仅是CO2溶于水造成的
C.石蕊试纸变红色证明CO2与水反应生成酸
D.将变红的石蕊试纸放在阳光下,不会褪色
【答案】C
【详解】A、集满CO2的集气瓶注入适量蒸馏水后,CO2能溶于水且能与水反应,使瓶内气体减少,气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下玻璃片不会掉下来,而不是瓶内气压大于大气压,错误;
B、玻璃片没有掉下来,一方面是CO2溶于水,另一方面是CO2与水反应生成碳酸,这两个过程都使瓶内气体减少,气压减小,所以不只是CO2溶于水造成的,错误;
C、向集满CO2的集气瓶中放入石蕊试纸,注入蒸馏水前试纸不变色,注入蒸馏水后试纸变红,说明CO2与水接触后产生了能使石蕊变红的物质,即CO2与水反应生成了酸(碳酸),正确;
D、碳酸不稳定,在阳光下受热易分解为CO2和H2O,当碳酸分解后,变红的石蕊试纸会恢复原来的颜色,即蓝色,错误。
故选C。
【新考法·化学与环境保护】(23-24九年级上·江苏盐城·期中)阅读下列材料,完成下面小题。
“碳中和”是指通过植树造林、节能减排、碳捕集与封存等措施,使二氧化碳的排放量与吸收量基本相当。目前,CO2捕集技术主要分为物理吸收法和化学吸收法。物理吸收法可用活性炭、沸石等对CO2进行吸收。化学吸收剂主要有氨水吸收剂(主要成分为NH3·H2O)、钙基吸收剂(主要成分为CaO)等。用氨水吸收剂时,控制30℃左右采用喷氨技术吸收CO2,生成碳酸氢铵;用钙基吸收剂时,控制560℃~700℃以捕捉CO2转化为CaCO3。
4.下列说法错误的是
A.二氧化碳、水均由分子构成
B.沸石可能具有疏松多孔的结构
C.喷淋氨水吸收CO2,有利于增大吸收效率
D.用钙基法吸收CO2过程中,碳元素的化合价升高
5.用CO2人工合成淀粉也有利于实现“碳中和”。如图为人工合成淀粉过程中第一步反应的微观示意图。下列说法不正确的是
A.X的化学式为CH4O
B.反应后的生成物为两种化合物和一种单质
C.该反应涉及三种元素
D.参加反应的两种物质的分子个数比为3∶1
【答案】4.D 5.B
【解析】4.A、二氧化碳由二氧化碳分子构成,水由水分子构成,故说法正确;
B、沸石可能具有疏松多孔的结构,能增大与二氧化碳的接触面积,故说法正确;
C、喷淋氨水吸收CO2,能增大与二氧化碳的接触面积,有利于增大吸收效率,故说法正确;
D、化合物中,元素化合价代数和为0,二氧化碳中氧显-2价,碳元素显+4价,用钙基法吸收CO2,生成碳酸钙,钙显+2价,氧显-2价,碳元素的化合价为+4价,碳元素化合价不变,故说法错误;
故选D;
5.由图可知,该反应为CO2和H2在一定条件下反应生成CH4O和H2O,删去两边相同的分子,反应的化学方程式为:;
A、由以上分析可知,X的化学式为CH4O,故说法正确;
B、由可知,反应后的生成物为一种化合物和一种单质,故说法错误;
C、由可知,该反应涉及碳、氢、氧三种元素,故说法正确;
D、由可知,参加反应的两种物质的分子个数比为3∶1,故说法正确。
故选B。
6.【新考法·化学与传感器曲线】(24-25·江苏常州)向2个装满二氧化碳气体的相同的锥形瓶中,分别注入饱和碳酸氢钠溶液和水,用压强传感器测瓶内(密闭)压强变化分别如图1、图2所示。下列说法错误的是
A.图2中,ab段压强会迅速上升是由于向瓶内注入水后压强瞬间变大
B.图2中,bc段压强下降是由于瓶内的二氧化碳逐渐溶于注入的水中
C.对比图1、图2可知,二氧化碳在水中损耗比在饱和碳酸氢钠溶液中损耗少
D.由此实验可知排饱和碳酸氢钠溶液集气法收集二氧化碳比排水法好
【答案】D
【详解】A、由于烧瓶内迅速压入蒸馏水,会使瓶内气体被压缩从而是气体压强变大,故ab段压强会迅速上升,说法正确;
B、二氧化碳能溶于水且能与水反应,瓶内的二氧化碳逐渐溶于注入的蒸馏水中,故bc段压强下降,说法正确;
C、由图可知注入20mL饱和碳酸氢钠溶液的瓶内最终压强小于注入20mL蒸馏水的瓶内压强,故二氧化碳在水中损耗比在饱和碳酸氢钠溶液中损耗少,说法正确;
D、根据C选项可知,二氧化碳在水中损耗比在饱和碳酸氢钠溶液中损耗少,故排水法收集到的二氧化碳气体更多,排水法收集二氧化碳气体比排碳酸氢钠溶液法好,说法错误;
故选D。
7.【新考法·化学与实践探究】(2026·江苏宿迁·模拟预测)如图为实验室常用仪器和实验装置的示意图,根据题意回答问题。
(1)实验室用A装置制取的原理是_______(用化学方程式表示)。若将装置A改为装置B,其优点是_______。
(2)实验室常用FeS固体和稀硫酸反应制取,已知气体有毒,易溶于水,其水溶液为氢硫酸,氢硫酸能和氢氧化钠溶液反应。现用D、E、F装置组合收集,E装置作用是防倒吸,则虚线框内最合适的装置是_______(填“甲”或“乙”);F装置的作用是_______。
(3)将一瓶氧气倒入图3的烧杯中,观察到带火星的木条自下而上依次复燃,说明氧气具有的物理性质是_______。
(4)小华查阅资料得知:过氧化钠()固体常温下能与水反应产生氧气,于是设计了如图4所示的便携式制氧器。其中水的主要作用是_______。
【答案】(1) 可以控制反应的发生与停止
(2)乙 吸收多余的,防止污染空气
(3)密度比空气大
(4)作为反应物,与过氧化钠反应产生氧气
【详解】
(1)①实验室用大理石(或石灰石,主要成分为)和稀盐酸反应制取,化学方程式为:;
②装置B带有多孔塑料板和弹簧夹,可以控制反应的发生与停止(夹紧弹簧夹时,试管内压强增大,液体被压回长颈漏斗,固液分离,反应停止;打开弹簧夹,液体流下,固液接触,反应进行)。
(2)①E装置的作用是防倒吸,则虚线框内最合适的装置是乙,液体无法通过导管进入D装置。
② 有毒且能与溶液反应,F装置中溶液可吸收多余的,防止污染空气。
(3)将氧气倒入烧杯后,带火星木条自下而上复燃,说明氧气密度比空气大,会先聚集在烧杯底部,使下方木条先接触到氧气而复燃。
(4)过氧化钠常温下与水反应生成氧气,因此水的主要作用是作为反应物,与过氧化钠反应产生氧气。
8.【新考法·化学与实践探究】(2025·江苏淮安·模拟预测)某小组以“探究二氧化碳的奥秘”为主题开展项目式学习。
(一)的制取
按图1进行实验,取等质量的同种大理石加入一定量酸中(杂质不与酸反应),产生的体积随时间变化曲线如图2所示。
(1)写出标号①的仪器名称______。
(2)①图1中C装置实验对应图2曲线中的______(填“甲”“乙”或“丙”)。
②对比装置A、B中实验现象,可知影响反应速率的因素是______。
(3)写出实验室制取的化学反应方程式______。
(二)的吸收与捕捉
(4)实验室用NaOH溶液吸收,用pH传感器测定NaOH溶液吸收后溶液的pH(如图3,部分装置已略去),测得溶液的pH与时间关系如图4所示。
已知:本实验条件下,溶液和溶液的pH分别约为11.6和8.3。
①AB段反应的化学方程式为______。
②BC段之间发生化合反应,写出P点溶液中的溶质______(写化学式)。
③D点溶液略显酸性的原因是______。
(三)的转化与利用
以为原料可获得下列四种物质(如图5)。
(5)反应②的实现有利于缓解温室效应和______;反应③可用来制取______肥。
【答案】(1)试管
(2)丙 反应物的接触面积
(3)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(4)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O Na2CO3、NaHCO3 二氧化碳与水反应生成了碳酸
(5)白色污染 氮
【详解】(1)由图可知,标号①的仪器名称为试管;
(2)①图1中C装置使用的是块状大理石与硫酸反应,硫酸与碳酸钙反应会生成微溶的硫酸钙覆盖在大理石表面,阻止反应进一步进行,反应速率逐渐减慢,产生二氧化碳的量较少,观察图2,丙曲线最终产生的二氧化碳量最少且反应速率先快后慢,所以C装置实验对应图2曲线中的丙;
②装置A中使用的是大理石粉末,B中使用的是块状大理石,其他条件相同,A中反应速率比B中快,这表明影响反应速率的因素是反应物的接触面积,接触面积越大,反应速率越快;
(3)实验室制取的原理为大理石(或石灰石)的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学反应方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(4)①已知NaOH溶液吸收CO2,AB段pH较高,因为Na2CO3溶液的pH约为11.6,所以AB段是NaOH与CO2反应生成Na2CO3和H2O,反应的化学方程式为:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;
②BC段之间发生化合反应,由Na2CO3与CO2、H2O反应生成NaHCO3,P点位于BC段,溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3;
③D点溶液略显酸性的原因是二氧化碳与水反应生成了碳酸;
(5)反应②生成的(C4H4O3)n是无毒、易降解的塑料,而传统塑料难以降解,所以该反应的实现有利于缓解“白色污染”;
反应③生成的CO(NH2)2含有氮元素,属于氮肥,所以该反应可用来制取氮肥;
9.【新考法·化学与实践探究】(2025·江苏徐州·三模)化学是一门以实验为基础的学科。请根据下列实验装置图回答问题。
(1)实验室用加热高锰酸钾制取氧气,应选择的发生装置组合是______(选填字母),反应的化学方程式为________________。
(2)用双氧水制取氧气时,在________(选填上述仪器名称)中先放入少量二氧化锰粉末,再滴加双氧水。在此反应过程中二氧化锰作________。
(3)下图所示是乙烯(C2H4)气体在纯净氧气中燃烧的实验,反应后生成一种温室气体和一种常用作溶剂的氧化物,该反应的化学方程式为________。
(4)组装一套实验室制取并收集二氧化碳的实验装置,需用到上图中的仪器有________(选填字母)。
(5)制取并收集二氧化碳气体,并进行如下性质实验:
实验操作
实验现象
二氧化碳性质
低处的蜡烛先熄灭,高处的蜡烛后熄灭。
①__________;CO2不燃烧,也不支持燃烧
②若X为澄清石灰水,实验现象为__________。
CO2能与石灰水反应
③若X为__________,则试管中的溶液变红色。
CO2能与水反应生成酸性物质
【答案】(1)AD
(2)锥形瓶 催化剂
(3)
(4)BCEG
(5)的密度比空气大 澄清石灰水变浑浊 紫色石蕊试液
【详解】(1)实验室加热高锰酸钾制取氧气,反应物为固体,反应条件为加热,则发生装置为固固加热型装置,可以选择AD组合成发生装置(缺少试管、单孔橡胶塞),故填:AD;
加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的方程式为;
(2)用双氧水制取氧气,发生装置为固液常温型装置,在锥形瓶中先放入少量二氧化锰,再滴加双氧水,故填:锥形瓶;
用双氧水制取氧气时,二氧化锰是该反应的催化剂, 起催化作用;
(3)乙烯与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为。
(4)实验室通常用石灰石或大理石与稀盐酸在常温下反应制取二氧化碳,选择的发生装置为固液常温型装置,因为二氧化碳的密度比空气大,能溶于水并与水反应,选择向上排空气法收集二氧化碳,则组装一套实验室制取并收集二氧化碳的实验装置,需用到上图中的仪器有:B锥形瓶、C长颈漏斗、E集气瓶、G双孔橡皮塞带导管;故填:BCEG;
(5)蜡烛熄灭,说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,低处的蜡烛先熄灭,高处的蜡烛后熄灭,说明二氧化碳密度比空气大,故填:CO2的密度比空气大;
二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,碳酸钙难溶于水,则可以观察到澄清石灰水变浑浊,故填:澄清石灰水变浑浊;
二氧化碳与水反应,二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊溶液变红,将二氧化碳通入紫色石蕊溶液,溶液变红,证明二氧化碳与水反应生成碳酸,则X为紫色石蕊试液,故填:紫色石蕊试液。
10.【新考法·化学与实践探究】(2024·江苏苏州·二模)氧气是人类无法离开的物质,氧气的获得有多种方法。
I.自然界获得氧气
如图所示,自然界通过绿色植物的光合作用获得
(1)光合作用是大自然利用__________能最成功的范例。
(2)试写出绿色植物光合作用的化学方程式__________。
Ⅱ.工业获得氧气
在低温条件下加压,使空气变为液态,然后升温,使氮气首先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要是液态氧,将其贮存在钢瓶中。
(3)空气变为液态,微粒间的空隙__________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)液氮的沸点__________液氧的沸点(填“>”“<”或“=”)。
Ⅱ.实验室获得氧气
实验室里常用加热或催化溶液分解制取氧气。
(5)从图中选择仪器组装装置,完成用制取并用排水法收集氧气实验,需选择A、B、C、E、G、__________(填字母序号),该反应的化学方程式为____________________。
(6)用溶液和制备氧气,发生装置从图中选择仪器D、F后,还需增加__________(填一种仪器名称)。若利用如图所示空塑料输液袋收集制得的氧气,氧气应从__________(填“a”或“b”)端进入。
IV.家庭获得氧气
某品牌家庭制氧机是利用分子筛制氧,空气经过分子筛时氮气被吸附、氧气通过,获得高浓度的氧气。其微观示意图如图:
(7)请将右下方框补充完整
(8)分子筛制氧的过程属于__________(填“物理”或“化学”)变化。
(9)分子筛制氧的原理类似于化学实验中的__________(填操作名称)。
V.空间站获得氧气
基于如上图所示原理,研制的氧气循环再尘组件成功应用于我国天宫空间站。
(10)反应I需要在催化剂和加热的条件下才能发生,写出该反应的化学方程式____________________。
(11)氧气循环生过程中需要定期补充一定量的水,可能的原因是____________________。
【答案】(1)太阳
(2)
(3)变小
(4)<
(5)H
(6)长颈漏斗 a
(7)
(8)物理
(9)过滤
(10)
(11)循环再生过程中生成了CH4,而CH4不参与循环再生过程,消耗了氢元素
【详解】(1)光合作用是二氧化碳和水在光和叶绿体的作用下反应生成有机物和氧气,故光合作用是大自然利用太阳能最成功的范例,故填:太阳;
(2)绿色植物光合作用的反应为二氧化碳和水在光和叶绿体的作用下反应生成葡萄糖和氧气,反应的化学方程式为:,故填:;
(3)在低温条件下加压,使空气变为液态,加压后,微粒间的空隙变小,故填:变小;
(4)在低温条件下加压,使空气变为液态,然后升高温度,氮气首先从液态空气中蒸发出来,说明液氮的沸点<液氧的沸点,故填:<;
(5)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为,该反应适用于固体加热型,且用排水法收集氧气实验,则需选择A、B、C、E、G、H,故填:H;;
(6)用H2O2溶液和MnO2制备氧气,属于固-液不加热反应,发生装置从图选择仪器D、F后,由于F是双孔塞,故还需要增加的仪器是长颈漏斗;若利用如图所示空塑料输液袋收集制得的氧气,氧气的密度比空气大,氧气应从a端进入,故填:长颈漏斗;a;
(7)某品牌家庭制氧机是利用分子筛制氧,空气经过分子筛时氮气被吸附、氧气通过,获得高浓度的氧气,则通过后的情况如图所示;
(8)分子筛制氧的原理是空气经过分子筛时氮气被吸附、氧气通过,无新物质生成,属于物理变化,故填:物理;
(9)分子筛制氧的原理类似于化学实验中的过滤,均是将不同颗粒大小的物质分离,故填:过滤;
(10)由图可知,反应I为二氧化碳和氢气在催化剂和加热的条件下反应生成甲烷和水,该反应的化学方程式为
(11)氧气循环再生过程中,水电解生成H2和O2,再通过呼吸作用产生CO2,CO2和H2在催化剂和加热的条件下生成CH4和H2O,由于循环再生过程中生成了CH4,而CH4不参与循环再生过程,消耗了氢元素,根据质量守恒定律,反应前后元素种类和质量不变,因此要定期补充一定量的水,故填:循环再生过程中生成了CH4,而CH4不参与循环再生过程,消耗了氢元素。
1.【新考法·实验设计】(2025·江苏扬州·一模)去皮的苹果若放置在空气中,苹果中的多酚类化合物在多酚氧化酶和氧气的作用下,转变为褐色物质而发生褐变。研究人员为探究苹果褐变的影响因素,将去皮的苹果分别用水、1%的氯化钠溶液和1%的柠檬酸溶液进行处理后,记录苹果褐变情况,实验结果如图所示(纵坐标表示的值越高,褐变越明显)。下列说法中不正确的是
A.苹果褐变的过程是氧化反应
B.将去皮的苹果保存于水中可以避免褐变
C.实验研究范围内,时间越长、苹果褐变越明显
D.对比用水处理的曲线,柠檬酸促进褐变、氯化钠抑制褐变
【答案】B
【详解】A、苹果褐变是由于在多酚氧化酶的催化作用下,多酚化合物在空气中发生氧化反应,生成了褐色的物质,故选项说法正确;
B、由图可见,浸泡在水中的苹果褐变程度虽然比浸泡在柠檬酸中的要低,但仍明显逐渐增加,苹果褐变,故选项说法错误;
C、由图可知,实验研究范围内,时间越长,苹果褐变越明显,故选项说法正确;
D、对比水处理的曲线,柠檬酸处理曲线上升更快、褐变更明显,氯化钠处理曲线上升最慢,说明柠檬酸对褐变有促进作用而氯化钠能抑制褐变,故选项说法正确。
故选:B。
2.【新考法·化学与实践探究】兴趣小组将长度、粗细相同的铁丝,绕成不同形状,用火柴引燃后放入不同浓度的氧气中进行多次实验,测定铁丝剧烈燃烧时间,得到数据如图。下列说法错误的是
A.铁丝燃烧剧烈程度与氧气的起始浓度有关
B.铁丝拉直不会出现火星四射剧烈燃烧的现象
C.实验的异常现象可能是因为铁丝受热熔断
D.待火柴快燃尽时将铁丝伸入集气瓶,防止火柴燃烧消耗更多O2
【答案】B
【详解】A、从图片数据可以看出,随着集气瓶内氧气起始浓度(体积分数)从60%逐渐增大到90%,铁丝剧烈燃烧时间总体上呈变化趋势,即集气瓶内氧气起始浓度越高,剧烈燃烧时长越短,说明铁丝燃烧剧烈程度与氧气的起始浓度有关,故A选项说法正确。
B、从图片可知,在较高氧气浓度下,拉直状态的铁丝也有剧烈燃烧的情况,只是剧烈燃烧时间与绕成大螺旋状的铁丝不同,所以铁丝拉直也会出现火星四射剧烈燃烧的现象,故B选项说法错误。
C、实验中可能由于铁丝受热达到熔点而熔断,导致不能持续剧烈燃烧,从而出现异常现象,故C选项说法合理。
D、火柴燃烧会消耗氧气,如果火柴未快燃尽时就将铁丝伸入集气瓶,会消耗较多氧气,使集气瓶内氧气浓度降低,不利于铁丝燃烧,所以待火柴快燃尽时将铁丝伸入集气瓶,防止火柴燃烧消耗更多O2,故D选项说法正确。
故选:B。
3.【新考法·化学与传感器曲线】(2026·江苏南通·一模)在图甲所示装置中,在烧瓶中充满CO2,通过注射器向烧瓶中分别加入等体积水和澄清石灰水,利用传感器得到的烧瓶内压强随时间变化曲线图如图乙所示。下列说法错误的是
A.分析曲线①可知,1体积的水约溶解1体积的CO2
B.分析图乙可知,等体积的水和澄清石灰水,吸收CO2较多的是澄清石灰水
C.刚开始压强增大是因为两个反应都能放出大量的热
D.曲线②对应的操作中,还能观察到有白色沉淀生成
【答案】C
【详解】A、曲线①中的气压最终恢复原状,说明1体积的水约溶解1体积的CO2,正确;
B、曲线①中的气压最终恢复原状,曲线②中的气压最终接近0,说明同体积水和澄清石灰水,吸收CO2较多的是澄清石灰水,正确;
C、开始时,压强增大是因为注入液体使瓶内气体压缩,并非因为反应放出大量的热,错误;
D、CO2与澄清石灰水反应生成CaCO3沉淀和水,所以曲线②所示的实验中,还能观察到生成白色沉淀的现象,正确。
故选C。
4.【新考法·化学与工业生产】(2025·江苏淮安·一模)利用镁矿资源将CO2转化成化工原料碳酸镁,工艺流程如图所示。下列说法不正确的是
A.理论上,实验过程中无须补充CO2
B.“电解槽”中水一定参加了化学变化
C.“矿化塔”中发生化学反应方程式:Mg(OH)2+2CO2=Mg(HCO3)2
D.该方法有利于减少温室气体的排放
【答案】A
【详解】A.从工艺流程可以看出,虽然最后加热分解会放出部分CO₂,但前一步“矿化塔”中发生的反应:Mg(OH)2+2CO2=Mg(HCO3)2,每生成1 mol Mg(HCO₃)₂需要2 mol CO₂,而加热分解()只放出1 mol CO₂,整体仍会耗掉一部分CO₂,因此,要持续得到MgCO₃,理论上并不能只靠循环的CO₂,仍需补充新的CO₂,故说法错误,故符合题意;
B.由图可知,电解槽中氯化镁通电分解生成氢气和氯气,根据质量守恒定律的宏观实质:化学反应前后,元素种类不变可知,氢气是由氢元素组成,氯化镁中没有氢元素,因此,氢气中的氢元素是由水提供的,即“电解槽”中水一定参加了化学变化,故说法正确,不符合题意;
C.由图可知,“矿化塔”中发生化学反应是氢氧化镁和二氧化碳反应,生成碳酸氢镁,化学方程式为:Mg(OH)2+2CO2=Mg(HCO3)2,故说法正确,不符合题意;
D.该流程将二氧化碳转化为化工原料碳酸镁,有利于减少温室气体的排放,故说法正确,不符合题意,故选A。
5.【新考法·化学与实践探究】(2026·江苏盐城·模拟预测)某同学在实验室制取CO2并进行研究。
(1)用图1所示仪器组装一套可以随时添加液体试剂的发生装置,需要用到的仪器有___________(填字母)。
(2)下列反应均能生成CO2
A.木炭燃烧 B.石灰石与稀盐酸反应 C.石灰石高温分解 D.CO与氧化铁高温下反应
①其中最适合用于实验室制取CO2的是___________(填字母),写出该反应的化学方程式___________。
②你选择的反应适合用于实验室制取CO2的主要理由是___________。
A.气体的密度大于空气 B.反应在常温下进行 C.试剂廉价易得 D.反应速率适中
(3)收集CO2时,常用燃着的木条放在集气瓶口验满。但是当木条熄灭时,CO2真的收集满了吗?某同学对这个问题进行了探究。
如图2,向三颈烧瓶中持续通CO2,测定瓶内氧气体积分数的变化情况,并用燃着的木条置于瓶口观察其是否熄灭,结果如图3所示。
①图2中,通CO2导管的末端应处于___________(填“A”或“B”)位置。
②图3所示C点处燃着的木条熄灭,此时三颈烧瓶内CO2的体积分数约为___________。
结论:由实验可知,此时虽然燃着的木条熄灭,但是CO2并未收集满。
③为了提高排空气法所收集气体的纯度,可以___________(写一条具体做法)。
(4)家庭里可用白醋(主要成分是醋酸,化学式为CH3COOH)代替盐酸制取CO2,同时生成醋酸钙[(CH3COO)2Ca]。请写出该反应的化学方程式___________。
【答案】(1)AC
(2)B CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ BCD
(3)B 60% 适当延长收集时间(合理即可)
(4)CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+H2O +CO2 ↑
【详解】(1)实验室常用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳,该反应中反应物为固体和液体,反应条件为常温,应选择固液常温型发生装置,C中的长颈漏斗可以随时添加液体试剂,故需要用到的仪器有AC;
(2)①A、木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳,氧气不足可能产生一氧化碳等杂质气体,不易收集到纯净的二氧化碳,同时操作过程中存在一定危险性,故不符合题意;B、石灰石与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,制得的二氧化碳较纯净,且该反应在常温下进行,操作方便,故符合题意;C、石灰石主要成分是碳酸钙,碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳,该反应需要高温条件,操作复杂且能耗高,故不符合题意;D、一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,该反应需要高温条件,且一氧化碳有毒,操作不当会造成危险,故不符合题意;故选B;
石灰石与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↑;②选择的反应适合用于实验室制取CO2的主要理由是制得的二氧化碳较纯净,常温下进行,试剂廉价易得,反应速率适中,操作方便等,故选BCD;
(3)①二氧化碳密度比空气大,所以图2中,通CO2导管的末端应处于B位置;②图3所示C点处燃着的木条熄灭,此时三颈烧瓶内氧气的体积分数为8%,由于氧气约占空气总体积的五分之一,则此时三颈烧瓶内空气的体积分数为8%÷20%=40%,故此时三颈烧瓶内CO2的体积分数约为1-40%=60%;
③要提升排空气法获得气体的纯度,除了延长收集时间外,还可以采用改进收集装置的方法;
(4)碳酸钙与醋酸反应生成易溶于水的醋酸钙、二氧化碳和水,反应的化学方程式为:CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+H2O +CO2 ↑。
$主题二 物质的性质和应用I——空气、氧气、碳及其氧化物
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01 析·考情目标
02 筑·专题框架
03 攻·重难考点
考点一 空气和氧气
真题动向
考法 01 空气的组成
考法 02 空气的污染与防治
考法 03 氧气的性质和用途
考法 04 氧气的实验室制法
考法05 催化剂
核心提炼
知识点一 空气的组成及应用
知识点二 空气的污染与防治
知识点三 氧气的性质和用途
知识点四 氧气的制备
提升训练
考点二 碳和碳的氧化物
真题动向
考法 01 二氧化碳的性质和用途
考法 02 二氧化碳的实验室制法
考法 03 碳中和
核心提炼
知识点一 二氧化碳的性质和用途
知识点二 二氧化碳的实验室制法
知识点三 碳中和
提升训练
04 测·预测闯关
命题透视
2023-2025年江苏省中考化学对“空气、氧气、碳及其氧化物”的命题透视显示,该专题是必考基础内容,年均分值占比稳定。命题聚焦三大核心:一是空气组成及氧气含量测定实验,侧重考查实验装置、误差分析与环保理念;二是氧气与碳单质的化学性质,常以物质转化流程图或实验探究题形式,考查反应现象、化学方程式及条件控制;三是二氧化碳与一氧化碳的性质对比与应用,命题常结合生活情境(如碳中和、燃气安全)考查性质差异、检验方法及转化关系。试题注重从具体情境中提取信息,强调对基础知识的理解与应用,避免死记硬背。实验探究题比重上升,重点考查对比分析、证据推理能力,例如通过对比实验探究燃烧条件或二氧化碳与水反应。命题趋势体现“基础性、综合性、应用性”,紧密联系科技前沿与生活实际,引导学生在真实问题中运用化学知识。
热考角度
考点
2025年
2024年
2023年
空气和氧气
苏州卷12、13、14,6分;无锡卷19、21、22、23,12分;,镇江卷6、25,7分;扬州卷3、16,4分;徐州卷14,6分;
苏州卷T2、6、7,6分;无锡卷T2、26,8分;常州卷3、9,10分;南通卷3,2分;
扬州卷14,2分;徐州卷6,2分;
苏州卷2、22,14分;无锡卷28、10分;常州卷2、25,12分;镇江卷27,5分;南通卷5、6,4分;
扬州卷2,2分;徐州卷14,8分;
碳和碳的氧化物
苏州卷11、22,12分;
无锡卷10,2分;镇江卷23、25,10分;南通卷3、5,4分;扬州卷23,12分;徐州卷15,6分;
苏州卷22,8分;无锡卷7,28,12分;常州卷25,10分;镇江卷24、27,16分;南通卷15,6分;扬州卷2、16,4分;徐州卷14,11分;
无锡卷24、7分;常州卷27,10分;镇江卷27,5分;南通卷14,11分;
扬州卷23、12分;徐州卷15,8分;
命题预测
该专题作为初中化学的基石,其基础性与重要性决定了它在2026年试卷中仍将占据稳定分值,预计在选择题、填空题及实验探究题中均有体现,且实验探究题的比重可能进一步加大。核心考点将延续并深化:其一,空气的组成及氧气含量测定实验,命题将更侧重于实验方案的创新评价、数字化传感器的数据解读以及误差分析的微观解释,紧密联系“碳中和”“大气污染治理”等社会议题;其二,氧气与碳单质的化学性质,预计会以更复杂的物质推断或工艺流程图形式呈现,考查学生在陌生情境中识别反应类型、书写化学方程式及分析反应条件(如催化剂、温度)影响的能力;其三,二氧化碳与一氧化碳的性质对比与应用,命题将深度融合“碳达峰、碳中和”战略,可能创设新能源利用、工业尾气处理或安全警示等真实情境,考查性质差异、转化路径(如CO2的资源化利用)及科学探究方法。
命题趋势将更加凸显“素养立意”,试题设计将进一步强化情境的真实性与复杂性,注重考查学生信息提取与加工、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识等核心素养。具体表现为:实验题可能引入定量探究,如探究不同条件下碳燃烧产物的定量关系;选择题和填空题会更注重用化学原理解释日常生活、生产环保中的现象,避免知识的机械记忆。此外,跨学科融合可能成为新亮点,例如与生物学(光合作用、呼吸作用)、物理学(气体压强)或地理学(温室效应)相结合,考查学生综合运用多学科知识解决实际问题的能力。总体而言,2026年备考应继续夯实双基,但需格外重视知识在真实、复杂情境中的迁移应用和实验探究能力的深度培养。
考点一 空气和氧气
考法01 空气的组成——生产生活
1.(2025·江苏南京·中考真题)空气是人类生产活动的重要资源。下列说法不正确的是
A.植树造林可改善空气质量
B.臭氧层破坏与空气污染无关
C.空气是工业制取氧气廉价、易得的原料
D.空气中的稀有气体所占比例虽小,但用途广泛
考法02 空气的污染与防治——科学态度与社会责任
2.(2025·江苏淮安·中考真题)2025年世界环境日,我国确定的主题为“美丽中国我先行”。下列做法与这一主题不相符的是
A.露天焚烧垃圾 B.开发清洁能源 C.积极植树造林 D.倡导低碳出行
考法03 氧气的性质和用途——新教材实验图标
3.(2025·江苏盐城·中考真题)下列图标与硫在空气中燃烧实验无关的是
A.护目镜 B.热烫
C.明火 D.用电
考法04 氧气的实验室制法
4.(2025·江苏南京·中考真题)在图示实验室制取氧气的实验过程中,下列操作不规范的是
A.检查装置气密性:先把导管伸入水中,再用手紧握试管
B.加热试剂:先让试管均匀受热,再对高锰酸钾所在的部位加热
C.收集气体:导管口刚开始有气泡放出时,立即收集气体
D.停止加热:先把导管移出水面,再熄灭酒精灯
5.(2025·江苏盐城·中考真题)按如图所示进行实验,量筒中涌出的柱状泡沫被形象地称为“大象牙膏”。下列说法正确的是
A.H2O2分解生成H2O和O2 B.产生的泡沫可用于灭火
C.反应后催化剂的质量变小 D.图中催化剂只能使用二氧化锰
考法05 催化剂——结合传感器曲线
6.(2025·江苏无锡·中考真题)设计数字化实验探究过氧化氢的分解(见表),图中曲线、、分别表示实验①、②、③装置内气体压强与时间的关系。由实验得出的结论错误的是
表:过氧化氢溶液中加入试剂的种类和用量
实验
溶液
加入试剂
①
15mL4%的H2O2溶液
无
②
0.2g FeCl3粉末
③
0.2g MnO2粉末
A.H2O2在常温下分解缓慢
B.FeCl3和MnO2都能使H2O2分解加速
C.MnO2使H2O2分解加速的效果比FeCl3好
D.实验②和③中,等质量H2O2完全分解产生氧气质量不相等
7.(2025·江苏扬州·中考真题)某催化剂可实现H2O与O2反应制备H2O2。向容器中加入100gH2O和适量催化剂,并不断通入O2,保持其他条件不变,分别在20℃、40℃和60℃下进行实验①、②、③,测得H2O2的产量随时间的变化如题图所示。下列说法不正确的是
A.设计实验①、②、③的目的是探究温度对该催化反应的影响
B.实验①说明:20℃,在0~3h内,随着时间的增加,该催化反应持续进行
C.比较实验①、②可知,在0~3h内,40℃比20℃对该催化反应更有利
D.实验③中2h后,H2O与O2不再反应,生成的H2O2开始分解
知识点一 空气的组成及应用
1.空气成分及其体积分数
空气成分
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
水蒸气和其它成分
体积分数
______
______
0.94%
0.03%
0.03%
2.空气各成分的性质和用途
空气成分
性质
对应的用途
氧气
供给呼吸
动植物呼吸、________、登山、潜水等
________
______、航天、气割、气焊等
氮气
______________
用作______:灯泡充氮防钨丝氧化、食品充氮防腐、金属焊接防氧化等
液氮______低
制造______环境:医疗、超导材料等
可转化为氨气等
用于化工生产,制造硝酸、______
稀有气体
通电发光
作多用途______:霓虹灯、航标灯、闪光灯等
化学性质______
用作______:灯泡、金属焊接等
氦气______小
用于填充________、热气球等
知识点二 空气污染与防治
主要空气污染物
气体污染物:CO、SO2、NO2 形成______
固体污染物:可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)→形成______
污染物来源及防治措施
a.化石燃料的燃烧等→使用清洁能源;
b.工厂排放的废气,汽车尾气→工业废气处理达标后再排放,安装汽车尾气净化装置;
c.露天焚烧秸秆、垃圾→秸秆综合利用、垃圾分类回收再处理;
d.植被破坏、建筑扬尘等引起的沙尘→积极植树造林、种草等
知识点三 氧气的性质和用途
1.氧气的物理性质
标准状况下,氧气是无色无味的气体;密度__________(可用向上排空气法收集);______溶于水(可用排水法收集)。
2.氧气的化学性质
(1)氧气的化学性质________,氧气具有______。
(2)物质与氧气的反应
物质
燃烧现象
反应表达式
注意点
木炭
在空气中持续红热,在氧气中剧烈燃烧,放热,发______,生成____________________
________________________
燃烧匙从集气瓶瓶口向下________,以便充分消耗氧气
硫粉
空气:______色火焰,氧气中:_________火焰,放热,生成有_______的气体
____________________
集气瓶瓶底放少量的水,为了_____;
铁丝
在空气中红热,在氧气中________,________,放出大量的热,生成______固体
_______________________
集气瓶底放____________,防止高温熔融物溅落,炸裂瓶底;铁丝盘成螺旋状是增大受热面积;细铁丝下端系火柴是__________。
红磷
发出______色火焰,放出热量、产生大量______
_______________________
氢气
产生____________色火焰,放出热量。
_______________________
点燃氢气之前必须______
镁
剧烈燃烧,发出__________,放出热量,生成______色固体。
_____________________
无
铜
铜在空气中不燃烧,加热时表面变成______
_______________________
无
知识点四 氧气制取
高锰酸钾分解
过氧化氢分解
反应原理
_______________________
_______________________
发生装置
图示
________型
__________型
选择依据
反应物为固体,反应需要加热
反应物为液体,反应条件为常温
实验步骤
查:检查气密性、装:装药品、定:固定装置、点:点燃酒精灯加热、收:收集气体、移:将导管移出水面、熄:熄灭酒精灯。
检查气密性;先装固体药品,再装液体药品;收集气体。
收集装置
排水法:收集的气体较纯净,但不干燥
依据:氧气__________
向上排空气法:收集的气体较干燥,但不纯净
依据:氧气____________
检验
将带火星的木条____________,如果带火星的木条复燃,说明是氧气
验满
排水法:当集气瓶口__________冒出时,说明已收集满,否则未满;
向上排空气法:将____________靠近集气瓶瓶口,若________,说明已收集满,否则未满。
1.【新考法·跨学科实践活动】(2025·江苏苏州·模拟预测)某小组同学组装和使用微型空气质量“检测站”,用于实时监测校园周边空气中的主要污染物,为环保提供数据支持。其中不需要列入监测项目的是
A.二氧化硫 B.一氧化碳 C.二氧化碳 D.PM2.5
2.(2025·江苏扬州·三模)氧气是空气的主要成分之一、下列说法不正确的是
A.通常状况下,O2是无色气体
B.相同条件下,O2的密度大于CO2的
C.分离液态空气可获得O2
D.焊接或切割金属时使用纯氧代替空气以获得更高的温度
3.(2025·江苏苏州·二模)下列有关实验室制取氧气的说法正确的是
A.检查装置气密性时,先用手捂住试管,再将导管伸入水中
B.加热后导管口有气泡连续均匀逸出时,开始收集
C.高锰酸钾加热制取氧气,实验结束先熄灭酒精灯
D.用排水法收集氧气,验满时用带火星的木条放在瓶口
4.【新考法·仪器组装】(2025·江苏南京·一模)实验室用高锰酸钾制取氧气应选择的仪器是
A.①②⑦⑧ B.①③④⑦ C.①②④⑥⑨ D.①③④⑤⑥⑨
5.【新考法·材料阅读与提炼】(2025·江苏苏州·模拟预测)半导体材料通常具有良好的光催化性能和光电化学性能,能够快速生成所需的活性物质并与目标物质发生反应。下列关于催化剂的说法正确的是
①催化剂在反应前后质量和化学性质没有改变;②催化剂就是二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化铁(Fe2O3)、二硫化钴(CoS2)等;③催化剂加快了其他物质的化学反应速率;④催化剂改变了其他物质的化学反应速率。
A.①②③④ B.①④ C.只有① D.②④
6.(2025·江苏南通·二模)实验室制取氧气及氧气的性质实验涉及的实验装置及操作正确的是
A.装置甲加入试剂 B.装置乙制取氧气
C.装置丙收集氧气 D.装置丁进行铁丝在氧气中燃烧
7.【新考法·学科观念】(2025·江苏扬州·三模)“实验室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的实验装置及操作不正确的是
A.装入MnO2
B.制备O2
C.干燥O2
D.收集O2
8.【新考法·创新实验】(2025·江苏常州·模拟预测)利用如图所示实验装置进行相关实验,请回答有关问题。
(1)在装置A的试管内放入高锰酸钾粉末以制取氧气,该反应的化学方程式为:________。若用装置B收集一瓶氧气,不考虑操作因素,获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因是________。用装置C收集氧气,验满时将带火星的木条放在________(填“a”或“b”)处。
(2)装置D是用软塑料管自制的气体发生装置,药品加入完毕后,要使反应进行,接下来的操作是________(填字母)。
A.挤压软塑料管下端,使固液接触
B.将装置D倒转过来
(3)E装置模拟氢氧焰实验。
①关闭止水夹,通入已经验过纯的氢气并点燃。将铁丝网放在火焰上灼烧,铁丝网只发红,不熔断。
②打开止水夹K,通入氧气。火焰更明亮,铁丝熔断,说明燃烧的剧烈程度与________有关。
9.【新考法·传感器曲线】(2025·江苏常州·三模)气体的制备是化学实验基本技能之一,某兴趣小组利用如图装置探究气体的制备。
(1)仪器b的名称_______。
(2)某同学将B装置进行了改进,如图甲,利用铂丝(Pt)做催化剂制氧气,反应的化学方程式为_______,室温下使用3%的双氧水时,该装置与B装置相比,优点是通过_______(填操作)从而达到控制反应的目的,其中玻璃管的作用是_______。
(3)实验室常选用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制取氨气,反应的化学方程式为_______;可选AD的装置组合制备氨气,由此可知氨气具有的物理性质是_______,在管口棉花团上滴加无色酚酞试液,观察到_______现象时,氨气已集满。
(4)如乙装置所示,将若干土豆片(催化剂)和一定温度下、一定体积、一定浓度的过氧化氢溶液放入注射器,一段时间后收集的气体体积和时间的关系如图丙中曲线1,相比曲线1,曲线2改变了装置中的因素_______(填①或②或③)。
考点二 碳和碳的氧化物
考法01 二氧化碳的性质和用途——实验情境
1.(2023·江苏连云港·中考真题)取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花,并进行如下实验;
步骤
实验操作
实验现象
①
第一朵纸花上喷上稀硫酸
纸花由紫色变成红色
②
第二朵纸花喷上水
纸花颜色无明显变化
③
第三朵纸花直接放入盛满的集气瓶中
纸花颜色无明显变化
④
第四朵纸花喷上水后,再放入盛满的集气瓶中
纸花由紫色变成红色
下列说法中正确的是
A.步骤①中纸花由紫色变成红色的原因是稀硫酸中含有
B.步骤②中若用溶液代替水,纸花颜色也无明显变化
C.步骤②、④可证明气体能使干燥的纸花变成红色
D.上述实验可证明与水反应生成酸
考法02 二氧化碳的实验室制法——实验情境
2.(2025·江苏淮安·中考真题)下列关于实验室制取CO2的操作,不能达到实验目的的是
A.检查气密性 B.制备CO2
C.干燥CO2 D.收集CO2
3.(2025·江苏南通·中考真题)“二氧化碳的实验室制取与性质”实验涉及的下列实验装置及操作正确的是
A.制备CO2 B.收集CO2
C.干燥CO2 D.证明CO2能溶于水
4.(2025·江苏泰州·中考真题)气体的制备、性质与应用是化学研究的重要内容。
(2)某同学设计制取并收集纯净的方案如图所示。
①仪器a的名称为_______。
②装置D的作用是_______;装置E的作用是干燥,试剂b为_______。
③采用装置F无法收集到纯净的,原因是_______。
考法03 碳中和
(2025·江苏南通·中考真题)阅读下列材料,完成下列小题。
我国力争在2060年前实现“碳中和”。CO2的捕集、利用是实现“碳中和”的重要途径。利用逆水煤气变换反应可捕集CO2并催化转化为CO。
5.下列有关CO2和CO的说法不正确的是
A.CO2和CO均具有可燃性
B.减少化石燃料的使用可减少碳排放
C.CO2和CO在一定条件下可以相互转化
D.利用CO2人工合成淀粉对解决粮食危机和减少碳排放意义重大
6.逆水煤气变换反应的微观过程如图所示。下列说法正确的是
A.“吸附”时发生了化学变化
B.反应过程中CO2“解离”为C和O
C.反应前后分子总数发生变化
D.生成的CO和H2O的质量比为14∶9
知识点一 二氧化碳的性质和用途
1.物理性质:无色、______味的气体,______溶于水,在一定压强和低温条件下变成白色块状或片状固体,称为______(用途制冷剂、________、食物储运、制造舞台烟雾效果)。
实验装置图
实验操作
向盛有高低不等两根燃着蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳。
向盛满二氧化碳的软塑料瓶中倒入约三分之一容积的水,振荡。
实验现象
蜡烛________________
塑料瓶______
实验分析
二氧化碳______比空气大;
二氧化碳不能______,也不能________。
原因:______________________________________________。
2.化学性质
(1)二氧化碳不能______,也不________。
(2)二氧化碳与水反应生成碳酸:_______________________
实验操作
直接喷水
直接放入CO2中
喷水后放入CO2中
吹干第三朵纸花
现象
小花不变色
小花不变色
小花变红色
红色褪去
分析
水不能使紫色石蕊变色
二氧化碳不能使紫色石蕊变色
__________________________________________
____________________
结论
a.二氧化碳能与水反应生成碳酸,____________________,显酸性。
b.碳酸______,易分解:_______________________
(3)二氧化碳与碱溶液反应:
①二氧化碳与氢氧化钙溶液反应:_______________________;
该反应用于检验____________气体:将气体通入澄清石灰水,若____________,则为二氧化碳气体。
②二氧化碳与氢氧化钠溶液反应:_______________________;应用:__________二氧化碳。
3.二氧化碳的用途
(1)干冰的用途:做______,食品冷藏保鲜和运输;医疗上血液和疫苗的储存与运输。用于________:利用干冰升华吸热的原理。
(2)二氧化碳气体的用途:________的原料;______;温室的________;化工产品的______,制作碳酸饮料和尿素等。
知识点二 二氧化碳制取
一、实验室制取二氧化碳
1.药品:块状石灰石(或大理石)与稀盐酸
2.化学方程式:CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
(1)不用稀H2SO4的原因:_______________________________。
(2)不用浓盐酸的原因:______________________________________________________。
(3)不能用纯的碳酸钙或碳酸钠反应的原因:________________________
3.装置:____________
4.气体收集方法:____________(集气瓶口______)
5.实验步骤:连接仪器;检查__________;装试剂(先______后______);收集气体。
6.检验方法:将制得的气体通入____________,若______,则气体是二氧化碳。
验满方法:______________________________________,证明已集满二氧化碳。
二、工业制取二氧化碳
高温煅烧石灰石:____________________
1.【新考法·物质转化】(2025·江苏镇江·二模)如图为CO2在自然界中的转化和资源化利用。下列说法不正确的是
A.转化①实现了原子利用率100%
B.转化②说明只要条件合适,CO2也能支持燃烧
C.转化③中CO2和H2的质量比为22:3
D.转化④中CH4和CO2都能引起温室效应
2.【新考法·传感器曲线】(2025·江苏扬州·三模)如图1所示,在容积为100 mL的三颈烧瓶中集满CO₂,将注射器中的30 mL蒸馏水全部压入烧瓶,并立即夹紧止水夹。开始注水后,烧瓶内气体压强和温度随时间的变化情况如图2所示。下列说法不正确的是
A.30mL水加入,使瓶内气体体积被压缩,压强变大
B.CO₂溶于水,与水反应,没有明显的温度变化
C.该实验条件下,30mL水中所能溶解CO₂的体积小于30mL
D.该三颈瓶中收集的CO₂不纯
3.【新考法·化学与社会热点】(2025·江苏常州·二模)CO2的捕集与资源化利用是化学研究热点,我国力争在2060年实现“碳中和”。
I.CO2的捕集
(1)“碳中和”是指采取措施减少___________等温室气体的排放量,达到相对“零排放”。
(2)红树林具有很强的CO2吸收能力,合理种植红树林,有助于积极营造碳中和林,而且红树林沉积物中的碳酸盐,如碳酸钙可以在一定条件下继续吸收二氧化碳,生成碳酸氢钙[Ca(HCO3)2],请写出该过程的反应方程式:___________。
Ⅱ.CO2的资源化利用
中科院天津工业生物技术研究所,在实验室中首次实现了从CO2到淀粉的低成本人工合成,过程类似“搭积木”(如图)
(3)反应①前后的物质中,属于氧化物的共有___________种。
(4)关于CO2人工合成淀粉的意义,除了为“碳中和”提供一种思路外,还___________(填字母)。
a.有利于解决粮食问题 b.可以节约耕地 c.可以降低生产淀粉成本
4.(2025·江苏镇江·模拟预测)请结合图示实验装置,回答下列问题。
(1)写出有标号的仪器名称:①_______,②_______。
(2)用A装置制O2的化学方程式为_______,可选E装置收集O2,理由是_______。
(3)实验室制取CO2的化学方程式为_______,若用C装置替代B装置作发生装置,其优点是_______。若用D装置收集CO2,气体应从_______(选填“a”或“b”)端通入。
(4)某同学采用图所示的装置分离H2、CO2混合气体。
步骤如下:
①关闭活塞B,打开活塞A,通入混合气体,可收集到H2。
②X溶液最好选择_______(选填序号)。
a.NaOH浓溶液 b.饱和Ca(OH)2溶液
③然后,_______(填操作),又可收集到CO2。
④选用稀H2SO4而不用盐酸,可能的原因是_______。
5.(2025·江苏镇江·模拟预测)请结合如下图回答问题。
(1)仪器名称:①___________,②___________。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,可选用发生装置___________(选填序号),反应的化学方程式为___________。
(3)实验室制取CO2的化学方程式为 ___________,
选用装置C相对于B的优点是 ___________。
(4)一般不用E装置收集CO2,由图可知CO2具有___________的物理性质。
探究CO2在水中的溶解性,选择如图装置进行实验。
第一步:检查装置气密性;
第二步:向三口烧瓶(500mL)中充满CO2;
第三步:将注射器吸入30mL水,全部注入烧瓶中,等待一会儿后,
再振荡烧瓶,观察现象。绘制压强与时间变化得到如图曲线。
【解释原因】
(5)a-b段曲线上升的原因是___________;
(6)b-c段曲线缓慢下降的原因是___________;
(7)c-d段曲线陡降的原因是___________。
6.【新考法·化学与科技发展】(2025·江苏扬州·二模)二氧化碳在我们生活中发挥着重要重用,有利也有弊。
I.实验室制取二氧化碳
(1)如图,实验室制取二氧化碳选用的药品是大理石和________(选填“稀硫酸”或“稀盐酸”),发生装置选________(选填“A”或“B”),仪器①的名称为________。
II.一种CO2的捕集原理如图所示。
已知:CaCl2溶液显中性、CuSO4溶液显酸性。
(2)“吸收”时反应的化学方程式为________。
(3)“转化”后得到的液体温度明显高于室温,可能的原因是__________。
(4)下列溶液中,同样能用于“捕捉”CO2的是 (填字母)。
A.CaCl2溶液 B.CuSO4溶液 C.氨水
III.“人造树叶”的运用。
在光照条件、人造树叶催化作用下可将二氧化碳和水转化为乙醇和氧气,其原理如图所示。
(5)已知活性粒子为某原子,依据质量守恒定律,该原子可能为__________。
(6)用文字描述“人造树叶”具体催化过程:__________。(分两步描述)
IV.光催化还原法能实现CO2甲烷化
以 CxNy为催化剂,在紫外光照射下,发生反应CO2+2H2OCH4+2O2;
(7)催化剂CxNy中C和N元素的质量比为9:14,则x:y =_______。
(8)实验中测得催化剂的催化效率和 CH4的生成速率随温度的变化关系如图所示。300~400℃之间,CH4生成速率加快的原因是________。
V.我国科学家利用CO2合成葡萄糖,该方案如图所示,先用碳电还原法将CO2转化为醋酸,再利用微生物发酵获得葡萄糖。
(9)通电条件下,装置1中CO2分解成CO和常见的气体单质X,X的化学式为_______。
(10)利用酵母菌等微生物,将醋酸转化为葡萄糖时,温度不宜过高,原因是________。
7.【新考法·化学与工业生产】(2025·江苏扬州·三模)工业上使用化石燃料会导致的高排放。文献表明,氧化钙是一种来源广泛、廉价、吸附性能较好且可循环利用的吸附剂。氧化钙吸附性能用吸附率表示,计算公式为:(R%为吸附率,为CaO质量,为吸附后的固体质量)。
Ⅰ.氧化钙吸附二氧化碳的原理
(1)加热氧化钙循环捕集过程如图1所示。
①吸附炉中温度控制在600℃-650℃,写出吸附炉反应的化学方程式为___________。
②煅烧炉中添加煤粉和氧气的目的是___________。
③捕集用于工业生产能减排。减排可减缓的环境问题是___________。
④CaO由和构成,其吸收的过程如图2所示。描述被吸收转化的全过程:_________。
(2)低温下CaO捕集及其再生的过程如图3所示。
①“再生”时依次发生两步反应;反应ⅰ:___________;反应ⅱ:。
②与直接热解碳酸钙使CaO再生相比,通入使CaO再生的主要优点有:可将转化为CO;___________。
Ⅱ.探究影响氧化钙吸附性能的因素
称取5份质量为0.3gCaO,分别置于高温管式炉内,先通入作为保护气,控制不同的温度,再通入气体,进行吸附反应实验,测定其吸附率的大小。实验数据如图4所示。
(3)分析图4,CaO对的吸附率与温度的关系是___________。
(4)温度高于650℃氧化钙吸附率开始降低的可能原因是___________。
(5)结合吸附率计算公式,在650℃时,吸附的质量为___________g(结果精确到0.1)。
8.(2025·江苏镇江·模拟预测)CO2作为一种碳资源,被广泛应用于工农业生产。
Ⅰ.植物气肥
(1)在蔬菜大棚内增大 CO2浓度,有利于植物进行___________,促进生长。
Ⅱ.生产化肥
二氧化碳和氨气可以生产尿素【CO(NH2)2】和碳酸氢铵。
(2)合成尿素的反应为2NH3+CO2 =CO(NH2)2+X,X的化学式是___________。消耗NH3与CO2 质量比为___________。
(3)合成碳酸氢铵,该反应需在较___________(填“高”或“低”)温度下进行。
Ⅲ.催化重整
中国科学家已实现由CO2 到淀粉的全人工合成,主要过程如图1:
阶段Ⅱ的物质转化如图2所示。反应a中四种物质的化学计量数均为1。
(4)推测一个分子中氢原子数目:甲醇比甲醛多___________个。
(5)为使甲醇持续转化为甲醛,反应b___________(填“需要”或“不需要”)补充H2O2。
(6)用CO2 与H2反应生成甲醇CH4O,该反应中CO2 与H2的化学计量数比为___________。
9.【新考法·化学与环境保护】(2025·江苏连云港·二模)的捕集、封存及资源化利用是实现“双碳”目标的重要手段。
(1)封存,常见的封存方法有:溶解封存、吸附封存及矿化封存等。
①吸附封存:活性炭、沸石等可作吸附剂,则其原因可能是_____。
②“湖泊”海洋封存是将送入3000米深海海底变成液态湖,这个过程中分子间隔会_____。
(2)的捕集,目前的捕集方式主要有溶液吸收、物理吸附、化学吸附等。
①溶液吸收。下列溶液中,能用于“捕捉”的是_____(填字母)。
A.溶液 B.溶液 C.氨水
②利用捕集。
分解制的化学方程式为:其中的化学式为_____。该反应生成的捕集比石灰石分解制得的捕集效果更好的可能原因是_____。
(3)的资源化利用,加氢制甲醇()是资源化利用的有效途径。
①与氢气在催化剂和加热条件下生成甲醇和水的化学方程式为_____。
②催化剂组成对于甲醇产率的影响如下表所示:
催化剂组成
产率
65.8
26.6
7.6
0
78%
62.4
25.0
0
12.6
96%
65.8
26.6
0
7.6
88%
的产率与质量分数的关系是_____。
③不同进料比下的甲醇产量如下表所示:
7500
7500
7500
7500
7500
7500
45000
49500
54000
58500
63000
65250
进料比
6.0
6.6
7.2
7.8
8.4
8.7
甲醇产量()
32525.78
35686.52
38025.43
38453.77
38236.43
38094.35
制取时,最适宜的进料比的为_____。
④反应的温度对甲醇产量的影响如下图所示,用文字表述甲醇的产量随温度的变化的情况:_____。
10.【新考法·化学与环境保护】(2025·江苏苏州·二模)我国要在2030年实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”,体现了大国的担当。CO2的减排技术及其资源化利用的研究具有十分重要的意义。
(1)空气中二氧化碳增多会导致___________。
(2)碳中和科学家预测,到2050年,不同途径对全球“碳中和”都有一定的贡献。它们的贡献率如图1所示。由图可知,到2050年,对全球“碳中和”贡献率最大的途径是___________。
(一)膜吸收法吸收CO2可实现碳封存。
(3)研究人员通过实验比较了氨基乙酸钾、一乙醇胺、二乙醇胺3种不同的膜吸收剂对烟气中CO2的脱除效果,其结果如图2所示。据图可得出的结论是:在实验研究的烟气流速范围内,当烟气流速相同时,___________。
(二)在一定条件下CO2转化为甲醇(CH3OH)的工艺流程如图3所示:
【查阅资料】CH3OH易溶于水,熔点-97.8℃,沸点64.7℃。
(4)“制氢”:在高温下,Fe与水蒸气反应生成铁的氧化物X和H2.已知:物质X中m(Fe):m(O)=168:64,则该反应的化学方程式为___________。
(5)“制醇”:CO2与H2在300℃、200kPa和催化剂条件下使之变为甲醇和水。写出反应的化学方程式___________。
(6)“分离”:加热CH3OH和H2O的混合物,先转化为气态的物质是___________。
(三)二氧化碳的捕集分为燃烧前捕集和燃烧后捕集。
【查阅资料】CH4在高温下会发生分解反应。
(7)燃烧前捕集:通过以下的流程(图4)可以将煤炭中的碳元素预先转化为高浓度的二氧化碳,从而吸收利用。
①步骤1发生的变化中,___________(填元素符号)元素的化合价发生了改变。
②步骤2发生反应的化学方程式为___________。
③步骤3中使用半透膜可以分离氢气和二氧化碳,其原理类似于过滤操作,由示意图(图5)可知,分子的大小:氢气___________(填“<”或“>”)二氧化碳。
(8)燃烧后捕集:工业上可用生石灰捕集烟气中的CO2并实现CO2的资源化利用,过程如图(图6)。
①该过程中可以循环利用的物质是___________(填化学式)。
②反应b的过程示意图7,该反应一段时间后该催化剂的催化效果降低,其原因是___________(催化效果与催化剂可吸附气体的表面大小有关)。
1.【新考法·化学与医疗】(2025·江苏扬州·二模)“吸氧”是心肺类疾病的治疗方式。某医用吸氧装置部分构造如图,下列有关说法不正确的是
A.氧气湿化瓶有润湿氧气的作用
B.分离液态空气法制液氧的过程是分解反应
C.保持液氧化学性质的最小微观粒子是氧分子
D.液氧的化学性质活泼,在运输时应注意安全
2.【新考法·化学与科技发展】(2025·江苏南京·二模)载人航天器中处理CO2的一种方法为:。下列说法正确的是
(资料:在同温同压下,气体的体积之比等于分子个数之比)
A.O2中氧的化合价为
B.X的化学式为Li2CO3
C.该反应吸收CO2的体积与产生O2的体积相等
D.CO2本身有毒性,所以会对航天员的健康产生影响
3.【新考法·化学与实践探究】(2025·江苏徐州·一模)向集满CO2的集气瓶中放入一张蓝色石蕊试纸,注入适量的蒸馏水,试纸变红;盖上玻璃片振荡,再将其倒置(如下图)玻璃片没有掉下来。下列叙述正确的是
A.玻璃片没有掉下证明瓶内气压大于大气压
B.玻璃片没有掉下仅仅是CO2溶于水造成的
C.石蕊试纸变红色证明CO2与水反应生成酸
D.将变红的石蕊试纸放在阳光下,不会褪色
【新考法·化学与环境保护】(23-24九年级上·江苏盐城·期中)阅读下列材料,完成下面小题。
“碳中和”是指通过植树造林、节能减排、碳捕集与封存等措施,使二氧化碳的排放量与吸收量基本相当。目前,CO2捕集技术主要分为物理吸收法和化学吸收法。物理吸收法可用活性炭、沸石等对CO2进行吸收。化学吸收剂主要有氨水吸收剂(主要成分为NH3·H2O)、钙基吸收剂(主要成分为CaO)等。用氨水吸收剂时,控制30℃左右采用喷氨技术吸收CO2,生成碳酸氢铵;用钙基吸收剂时,控制560℃~700℃以捕捉CO2转化为CaCO3。
4.下列说法错误的是
A.二氧化碳、水均由分子构成
B.沸石可能具有疏松多孔的结构
C.喷淋氨水吸收CO2,有利于增大吸收效率
D.用钙基法吸收CO2过程中,碳元素的化合价升高
5.用CO2人工合成淀粉也有利于实现“碳中和”。如图为人工合成淀粉过程中第一步反应的微观示意图。下列说法不正确的是
A.X的化学式为CH4O
B.反应后的生成物为两种化合物和一种单质
C.该反应涉及三种元素
D.参加反应的两种物质的分子个数比为3∶1
6.【新考法·化学与传感器曲线】(24-25·江苏常州)向2个装满二氧化碳气体的相同的锥形瓶中,分别注入饱和碳酸氢钠溶液和水,用压强传感器测瓶内(密闭)压强变化分别如图1、图2所示。下列说法错误的是
A.图2中,ab段压强会迅速上升是由于向瓶内注入水后压强瞬间变大
B.图2中,bc段压强下降是由于瓶内的二氧化碳逐渐溶于注入的水中
C.对比图1、图2可知,二氧化碳在水中损耗比在饱和碳酸氢钠溶液中损耗少
D.由此实验可知排饱和碳酸氢钠溶液集气法收集二氧化碳比排水法好
7.【新考法·化学与实践探究】(2026·江苏宿迁·模拟预测)如图为实验室常用仪器和实验装置的示意图,根据题意回答问题。
(1)实验室用A装置制取的原理是_______(用化学方程式表示)。若将装置A改为装置B,其优点是_______。
(2)实验室常用FeS固体和稀硫酸反应制取,已知气体有毒,易溶于水,其水溶液为氢硫酸,氢硫酸能和氢氧化钠溶液反应。现用D、E、F装置组合收集,E装置作用是防倒吸,则虚线框内最合适的装置是_______(填“甲”或“乙”);F装置的作用是_______。
(3)将一瓶氧气倒入图3的烧杯中,观察到带火星的木条自下而上依次复燃,说明氧气具有的物理性质是_______。
(4)小华查阅资料得知:过氧化钠()固体常温下能与水反应产生氧气,于是设计了如图4所示的便携式制氧器。其中水的主要作用是_______。
8.【新考法·化学与实践探究】(2025·江苏淮安·模拟预测)某小组以“探究二氧化碳的奥秘”为主题开展项目式学习。
(一)的制取
按图1进行实验,取等质量的同种大理石加入一定量酸中(杂质不与酸反应),产生的体积随时间变化曲线如图2所示。
(1)写出标号①的仪器名称______。
(2)①图1中C装置实验对应图2曲线中的______(填“甲”“乙”或“丙”)。
②对比装置A、B中实验现象,可知影响反应速率的因素是______。
(3)写出实验室制取的化学反应方程式______。
(二)的吸收与捕捉
(4)实验室用NaOH溶液吸收,用pH传感器测定NaOH溶液吸收后溶液的pH(如图3,部分装置已略去),测得溶液的pH与时间关系如图4所示。
已知:本实验条件下,溶液和溶液的pH分别约为11.6和8.3。
①AB段反应的化学方程式为______。
②BC段之间发生化合反应,写出P点溶液中的溶质______(写化学式)。
③D点溶液略显酸性的原因是______。
(三)的转化与利用
以为原料可获得下列四种物质(如图5)。
(5)反应②的实现有利于缓解温室效应和______;反应③可用来制取______肥。
9.【新考法·化学与实践探究】(2025·江苏徐州·三模)化学是一门以实验为基础的学科。请根据下列实验装置图回答问题。
(1)实验室用加热高锰酸钾制取氧气,应选择的发生装置组合是______(选填字母),反应的化学方程式为________________。
(2)用双氧水制取氧气时,在________(选填上述仪器名称)中先放入少量二氧化锰粉末,再滴加双氧水。在此反应过程中二氧化锰作________。
(3)下图所示是乙烯(C2H4)气体在纯净氧气中燃烧的实验,反应后生成一种温室气体和一种常用作溶剂的氧化物,该反应的化学方程式为________。
(4)组装一套实验室制取并收集二氧化碳的实验装置,需用到上图中的仪器有________(选填字母)。
(5)制取并收集二氧化碳气体,并进行如下性质实验:
实验操作
实验现象
二氧化碳性质
低处的蜡烛先熄灭,高处的蜡烛后熄灭。
①__________;CO2不燃烧,也不支持燃烧
②若X为澄清石灰水,实验现象为__________。
CO2能与石灰水反应
③若X为__________,则试管中的溶液变红色。
CO2能与水反应生成酸性物质
10.【新考法·化学与实践探究】(2024·江苏苏州·二模)氧气是人类无法离开的物质,氧气的获得有多种方法。
I.自然界获得氧气
如图所示,自然界通过绿色植物的光合作用获得
(1)光合作用是大自然利用__________能最成功的范例。
(2)试写出绿色植物光合作用的化学方程式__________。
Ⅱ.工业获得氧气
在低温条件下加压,使空气变为液态,然后升温,使氮气首先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要是液态氧,将其贮存在钢瓶中。
(3)空气变为液态,微粒间的空隙__________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)液氮的沸点__________液氧的沸点(填“>”“<”或“=”)。
Ⅱ.实验室获得氧气
实验室里常用加热或催化溶液分解制取氧气。
(5)从图中选择仪器组装装置,完成用制取并用排水法收集氧气实验,需选择A、B、C、E、G、__________(填字母序号),该反应的化学方程式为____________________。
(6)用溶液和制备氧气,发生装置从图中选择仪器D、F后,还需增加__________(填一种仪器名称)。若利用如图所示空塑料输液袋收集制得的氧气,氧气应从__________(填“a”或“b”)端进入。
IV.家庭获得氧气
某品牌家庭制氧机是利用分子筛制氧,空气经过分子筛时氮气被吸附、氧气通过,获得高浓度的氧气。其微观示意图如图:
(7)请将右下方框补充完整
(8)分子筛制氧的过程属于__________(填“物理”或“化学”)变化。
(9)分子筛制氧的原理类似于化学实验中的__________(填操作名称)。
V.空间站获得氧气
基于如上图所示原理,研制的氧气循环再尘组件成功应用于我国天宫空间站。
(10)反应I需要在催化剂和加热的条件下才能发生,写出该反应的化学方程式____________________。
(11)氧气循环生过程中需要定期补充一定量的水,可能的原因是____________________。
1.【新考法·实验设计】(2025·江苏扬州·一模)去皮的苹果若放置在空气中,苹果中的多酚类化合物在多酚氧化酶和氧气的作用下,转变为褐色物质而发生褐变。研究人员为探究苹果褐变的影响因素,将去皮的苹果分别用水、1%的氯化钠溶液和1%的柠檬酸溶液进行处理后,记录苹果褐变情况,实验结果如图所示(纵坐标表示的值越高,褐变越明显)。下列说法中不正确的是
A.苹果褐变的过程是氧化反应
B.将去皮的苹果保存于水中可以避免褐变
C.实验研究范围内,时间越长、苹果褐变越明显
D.对比用水处理的曲线,柠檬酸促进褐变、氯化钠抑制褐变
2.【新考法·化学与实践探究】兴趣小组将长度、粗细相同的铁丝,绕成不同形状,用火柴引燃后放入不同浓度的氧气中进行多次实验,测定铁丝剧烈燃烧时间,得到数据如图。下列说法错误的是
A.铁丝燃烧剧烈程度与氧气的起始浓度有关
B.铁丝拉直不会出现火星四射剧烈燃烧的现象
C.实验的异常现象可能是因为铁丝受热熔断
D.待火柴快燃尽时将铁丝伸入集气瓶,防止火柴燃烧消耗更多O2
3.【新考法·化学与传感器曲线】(2026·江苏南通·一模)在图甲所示装置中,在烧瓶中充满CO2,通过注射器向烧瓶中分别加入等体积水和澄清石灰水,利用传感器得到的烧瓶内压强随时间变化曲线图如图乙所示。下列说法错误的是
A.分析曲线①可知,1体积的水约溶解1体积的CO2
B.分析图乙可知,等体积的水和澄清石灰水,吸收CO2较多的是澄清石灰水
C.刚开始压强增大是因为两个反应都能放出大量的热
D.曲线②对应的操作中,还能观察到有白色沉淀生成
4.【新考法·化学与工业生产】(2025·江苏淮安·一模)利用镁矿资源将CO2转化成化工原料碳酸镁,工艺流程如图所示。下列说法不正确的是
A.理论上,实验过程中无须补充CO2
B.“电解槽”中水一定参加了化学变化
C.“矿化塔”中发生化学反应方程式:Mg(OH)2+2CO2=Mg(HCO3)2
D.该方法有利于减少温室气体的排放
5.【新考法·化学与实践探究】(2026·江苏盐城·模拟预测)某同学在实验室制取CO2并进行研究。
(1)用图1所示仪器组装一套可以随时添加液体试剂的发生装置,需要用到的仪器有___________(填字母)。
(2)下列反应均能生成CO2
A.木炭燃烧 B.石灰石与稀盐酸反应 C.石灰石高温分解 D.CO与氧化铁高温下反应
①其中最适合用于实验室制取CO2的是___________(填字母),写出该反应的化学方程式___________。
②你选择的反应适合用于实验室制取CO2的主要理由是___________。
A.气体的密度大于空气 B.反应在常温下进行 C.试剂廉价易得 D.反应速率适中
(3)收集CO2时,常用燃着的木条放在集气瓶口验满。但是当木条熄灭时,CO2真的收集满了吗?某同学对这个问题进行了探究。
如图2,向三颈烧瓶中持续通CO2,测定瓶内氧气体积分数的变化情况,并用燃着的木条置于瓶口观察其是否熄灭,结果如图3所示。
①图2中,通CO2导管的末端应处于___________(填“A”或“B”)位置。
②图3所示C点处燃着的木条熄灭,此时三颈烧瓶内CO2的体积分数约为___________。
结论:由实验可知,此时虽然燃着的木条熄灭,但是CO2并未收集满。
③为了提高排空气法所收集气体的纯度,可以___________(写一条具体做法)。
(4)家庭里可用白醋(主要成分是醋酸,化学式为CH3COOH)代替盐酸制取CO2,同时生成醋酸钙[(CH3COO)2Ca]。请写出该反应的化学方程式___________。
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