内容正文:
三、作业实施建议
1.作业定位
对标新课标物质性质大概念,落实碳单质、CO、CO₂性质、CO₂制取、化学方程式;兼顾基础、能力、素养三层,发展四大化学核心素养。按3个课时拆分使用,单元小结用作综合复习。
2.课时分配与作业选取
课时1(碳单质):A、B组必做;C组科普阅读选做。重点纠错:碳原子排列方式、木炭还原氧化铜实验、氧化还原概念。时长20‑25min。
课时2(碳的氧化物):A、B组必做;C组科普阅读必做。突破易错点:CO₂使石蕊变红本质、CO中毒、除杂鉴别误区。时长20‑25min。
课时3(CO₂实验室制取):A、B组必做;C组选做。重点掌握药品选择理由、装置、检验验满、数字化图像。时长20‑25min。
单元复习:完成单元小结、碳中和跨学科习题,作为单元综合作业,控制30min内。
3.分层作业要求
基础层:必做A基础巩固;B、C组选简单填空,淡化难题、复杂计算。
中等层:A、B全部完成,C组大部分完成,计算题写完整步骤。
拓展层:全卷完成;自主总结物质鉴别、除杂方法;结合碳中和设计低碳方案。
4.讲评与错题处理
归类讲评,不逐题讲解,按:概念辨析、实验操作、图像、计算、信息阅读五类突破。
用好错题反思栏,要求学生写明错因,不只抄答案。
高频错题改编变式小题,课堂5分钟小测,实现二次过关。
5.重点题型落实
实验/图像题:结合演示或实验视频;引导分析曲线拐点;规范简答答题语言,重视操作顺序、尾气处理、防倒吸。
情境阅读题:教会学生从原文提取信息;传统文化题剥离文学信息抓化学原理;碳中和题可开展简短小组讨论,落实科学态度素养。
化学用语和计算:强化方程式条件、符号规范;计算题严格“设‑写‑标‑列‑答”步骤,混合物不可直接代入计算。
6.评价与取舍
评价不只看答案,兼顾方程式规范、简答完整性、错题反思质量。
学情薄弱班级:草酸钙分解、复杂传感器图像可改为选做;部分素养探究题可转为课堂活动,不必全部书面完成。
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课时作业+单元整合作业
赣州市九年级化学上学期课时作业+单元整合作业(人教版上册第六单元)
第六单元 碳和碳的氧化物
一、作业目标
核心素养
课标内容要求
课标学业要求
化学观念
1.认识物质的多样性;
2.认识碳单质及其氧化物的组成、结构与性质之间的关系;
3.认识在一定条件下,通过化学变化可以实现二氧化碳和一氧化碳的相互转化。
1.知道金刚石和石墨的物理性质的主要区别;了解活性炭的吸附性;认识物质的多样性。
2.通过了解碳与氧气的反应,以及碳与氧化铜、氧化铁、二氧化碳等氧化物的反应,认识碳单质的化学性质。
3.通过了解金刚石和石墨的物理性质与用途,以及碳单质的化学性质与用途,认识物质的性质与用途的关系。
4.通过认识金刚石、石墨和C60的结构和性质,了解二氧化碳与一氧化碳的分子结构与性质的关系等,知道物质的结构与性质的关系。
5.学习二氧化碳的实验室制法;探究实验室制取二氧化碳的发生装置、收集装置的选择依据。
6.完成必做实验:二氧化碳的实验室制取与性质;归纳实验室制取气体的一般思路与方法。
7.通过实验探究认识二氧化碳的主要性质,认识其性质与用途的关系。
8.以自然界中碳循环为例,认识物质在自然界中可以相互转化及其对维持人类生活与生态平衡的意义;构建以二氧化碳为中心的含碳物质之间的转化关系网络图。
9.了解二氧化碳对环境的影响;设计基于碳中和理念的低碳行动方案。
科学思维
1.能通过实验说明二氧化碳的主要性质,并能用化学方程式表示;
2.能举例说明物质性质的广泛应用及性质与用途的关系;
3.能利用常见物质的性质,分析、解释一些简单的化学现象和事实;
4.能基于真实问题情境,依据常见物质的性质,初步分析和解决相关的综合问题。
科学探究与实践
1.能设计简单实验,制备并检验二氧化碳;
2.能基于物质的性质和用途,从辩证的角度初步分析和评价物质的实际应用;
3.积极参与与空气保护、低碳行动等相关的综合实践活动。
科学态度与责任
1.具有安全意识,提高应对意外伤害事故的意识;
2.初步形成节能低碳、保护环境的态度和健康的生活方式;
3.初步认识科学、技术、社会、环境的相互关系,遵守与化学、技术相关的伦理道德及法律法规,能积极参加与化学有关的社会热点问题的讨论并作出合理的价值判断,初步形成主动参与社会决策的意识。
二、作业内容
第六单元 碳和碳的氧化物
课题1 碳单质的多样性
课时1 碳的单质
知识点一 金刚石、石墨和C60
1.【核心素养•化学观念】碳是组成物质最多的元素,碳元素的相关信息和碳原子的结构示意图如图所示,下列说法正确的是( )
A.碳原子核外有4个电子
B.碳是一种金属元素
C.碳原子核内有12个质子
D.碳元素能组成多种单质
2.【教材图片改编】如图是金刚石、石墨和C60的结构示意图,结合图示你认为下列说法正确的是( )
A.所有的单质都是由原子直接构成的 B.三者物理性质差异的原因是碳原子的排列方式不同
C.构成金刚石、石墨的原子不同 D.石墨转化成金刚石是物理变化
知识点二 物质的性质决定用途
3.【核心素养•化学观念】碳单质存在形式有多种,用途各不相同。下列各图中体现活性炭用途的是( )
A B C D
4.【教材习题】阅读科普短文并回答下列问题。
C60在常温下为固体,密度为1.68g/cm3,熔点高于280℃,可溶于苯和甲苯等溶剂。C60分子具有空心球体结构,由12个正五边形和20个正六边形封闭而成。由于具有这种独特的分子结构,C60在气体储存、新型催化剂和超导材料的研制,以及光学和医学等领域具有应用前景。例如,研究表明,C60与K等金属反应生成的化合物是超导体。
(1)下列叙述中,属于C60的物理性质的是 (填字母)。
a.可溶于苯和甲苯 b.密度为1.68g/cm3 c.熔点高于280℃ d.其分子具有空心球体结构
(2)请举例说明C60可能的应用:
。
●不理解一种元素可以组成不同单质
5.在化学上,把由同种元素组成的不同种单质互称为“同素异形体”。下列各组物质不属于同素异形体的是( )
A.红磷和白磷 B.金刚石和石墨
C.氧气和臭氧(O3) D.二氧化硫和三氧化硫
6.【教材图片改编】观察下图分析下列叙述,其中都正确的一组是( )
①碳元素可以组成多种单质;
②金刚石、石墨、C60结构不同,其化学性质差异很大;
③单层石墨片优良的导电性、导热性与其组成元素有关,与石墨的结构无关;
④石墨与金刚石结构不同,但以石墨为原料可以合成金刚石。
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
7.【核心素养•化学观念】下列涉及化学学科观点的有关说法不正确的是( )
A.微粒观:C60是由分子构成的单质
B.结构观:构成氧气和液氧的分子的化学性质不同
C.守恒观:1g氢气和8g氧气充分反应生成9g水
D.转化观:石墨在一定条件下可以转化为金刚石
8.【科学思维•建构模型】模型建构是化学学习的重要思想,下列模型正确的是( )
A.原子结构 B.C60分子结构 C.地壳中元素含量 D.氯元素化合价
9.【新情境•科技成就】近年来研究发现,以新形态存在的碳单质在诸多领域中有重要的应用前景。下列关于碳单质的说法错误的是( )
A.石墨具有金属光泽,有优良的导电性能,是天然存在的最硬的物质
B.石墨烯和碳纳米管在材料、催化、信息等诸多领域中有重要应用
C.石墨粉和黏土粉末按一定比率混合可以制铅笔芯
D.金刚石、石墨和C60里碳原子的排列方式不同,因此在性质和用途上存在明显差异
10.【教材习题改编】阅读科普短文并回答下列问题:
20世纪60年代,我国电力机车的受电弓使用软钢滑板,但这一材料存在磨损严重的问题。随后转而使用碳滑板材料,纯碳滑板具有自润滑性良好、对导线磨耗小等特点,但是该材料的机械强度较低,在运行过程中会出现滑板折断和破裂,导致使用寿命较短。到了20世纪80年代,铜基粉末冶金滑板因其接触面积大、接触压力均匀的优点,有效减少了电弧产生,提高了安全性,因此得到了广泛的应用。
20世纪90年代以后,我们开始使用组织致密的浸金属碳滑板材料,这种材料融合了碳材料和金属材料的优势,综合性能更优越。近年来,随着中国高速铁路的迅猛发展,浸金属碳滑板已广泛地应用于地铁、有轨电车等城市轨道交通系统中。这种滑板结合了碳基材料和金属基材料的优点,具有良好的导电性、自润滑性和耐冲击性,使得高铁列车能够通过车顶的受电弓滑板与接触网持续摩擦获取电力,从而维持高速运行。
综上所述,受电弓滑板材料的发展历程和应用现状体现了技术的不断更新与完善。展望未来,随着高速、重载列车的持续发展,对受电弓滑板材料的要求也将越来越高,因此,研究和开发更优的受电弓滑板材料具有极其重要的意义。
(1)石墨可用于制造受电弓滑板,这一应用与石墨的下列性质无关的是 (填字母);
A.金属光泽 B.滑腻感 C.导电性 D.熔点高
(2)金刚石和石墨等碳单质在物理性质上存在较大差异的原因是 ;
(3)浸金属碳滑板的主要优良性能是 (答一点);
(4)受电弓滑板与接触网持续摩擦获得电力的过程中的能量转化是 能→电能。
11.阅读下面科普短文,回答相关问题。
石墨烯:改变世界的神奇新材料
石墨烯(C)是一种由碳原子紧密堆积的新材料,是目前人类已知强度最高的物质,单位质量的强度是世界上最好钢铁的100倍,具有优良的导电性、光学性和热传导性等,被认为是一种未来革命性的材料。
纺织领域是石墨烯应用的新兴领域,纺织面料掺入石墨烯后,在低温情况下,可将来自远红外线的热量传送给人体,改善人体微循环系统,促进新陈代谢。科学家提出,给石墨烯“打上”许多特定大小的孔,制成单层纳米孔二维薄膜,可进行海水淡化,其工作原理如图所示。
工业上可采用甲烷(CH4)在高温和Cu﹣Pd催化下分解制取石墨烯,同时产生氢气。随着科技水平的提升,石墨烯的应用前景会十分广阔。
(1)物理性质: (填一条)。
(2)依据材料写出制取石墨烯的化学反应方程式: 。
(3)应用:
①石墨烯在纺织面料中的作用是
。
②石墨烯海水淡化膜允许 (填微粒符号)通过。
课题1 碳单质的多样性
课时2 碳单质的化学性质
知识点一 常温下,碳具有稳定性
1.【优秀传统文化】央视栏目《典籍里的中国》展现了中国智慧。用墨书写的典籍保存至今仍不变色,体现了碳单质具有的性质是( )
A.质软 B.导电性
C.可燃性 D.在常温下稳定性
2.【教材图片改编】如图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图,下列说法错误的是( )
A.这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2
B.这四种物质的物理性质有较大差异的原因是碳原子的排列方式不同
C.常温下C60和碳纳米管的化学性质很活泼
D.碳纳米管在室温下能贮存和凝聚大量的H2
知识点二 点燃时,碳具有可燃性
3.【化学观念•微粒观】木炭在空气中燃烧可能发生如下两个反应,结合反应的微观示意图判断,下列叙述错误的是( )
A.化学反应前后元素种类没有改变 B.化学反应前后原子数目和分子数目均没有改变
C.反应物的种类相同,生成物的种类不一定相同 D.使木炭燃烧,需要外界先提供能量
4.【原创题】从化学角度,解构唐代白居易《卖炭翁》:“卖炭翁,伐薪烧炭南山中。满面尘灰烟火色,两鬓苍苍十指黑。卖炭得钱何所营?身上衣裳口中食。可怜身上衣正单,心忧炭贱愿天寒”。
(1)木炭的主要成分是碳单质,木炭属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
碳单质由 直接构成(填“分子”“原子”或“离子”)。
(2)诗中的“伐薪”属于 变化,“烧炭”属于 变化。
(3)诗中“心忧炭贱愿天寒”,侧面反映出木炭燃烧会 热量(填“放出”或“吸收”)。
木炭充分燃烧生成二氧化碳,该反应的化学方程式为 。
(4)卖炭翁“满面尘灰烟火色”,是因为木炭燃烧时会产生炭黑。炭黑的用途之一是
。
知识点三 高温下,碳具有还原性
5.【教材实验变式】用木炭还原氧化铜的实验如图所示:
(1)酒精灯加网罩的目的是 。
(2)刚开始预热,试管②中立即产生气泡,但石灰水不变浑浊,原因是
。
(3)继续加热,观察到试管①中的现象是 。
(4)请写出试管①中发生反应的化学方程式是: ,该反应中木炭发生
了 反应(填“氧化”或“还原”);表示反应停止的现象 。
(5)该实验结束后,应先 然后再 。
●混淆物质的还原性、还原反应
6.关于碳和氧化铜在高温下发生的反应,下列说法正确的是( )
A.碳具有还原性 B.碳发生了还原反应
C.反应前后氧元素的化合价发生了改变 D.反应前后固体的质量不变
7.当氧化铜中混有少量的碳粉时,下列除去碳粉的方法中合理的是( )
A.隔绝空气,将混合物加强热 B.采用先溶解然后过滤的方法
C.在氢气流中加热混合物 D.在空气中灼烧混合物
8.取碳和氧化铜的混合物ag在一定条件下恰好完全反应,相关量的变化如图,下列说法正确的是( )
A.M点对应的固体物质只有两种 B.N点对应的固体为黑色
C.反应后产生气体的总质量为(a﹣b)g D.0~t2min内,固体中铜元素的质量分数不变
9.【优秀传统文化】“笔、墨、纸、砚”被誉为文房四宝,承载着优秀的中华传统文化。
图一 笔 图二 墨 图三 纸 图四 砚 图五 立窑烧烟法
(1)笔:毛笔笔杆由竹子制作,竹子还可制成竹炭包吸附异味,这是利用竹炭的 性。
(2)墨:墨由炭黑中加入天然胶等物质制成。
①墨属于 (填“混合物”或“纯净物”)。
②中国水墨山水画能长时间保存而不变色,是因为墨汁中的炭黑 。
③宋代《墨经》记载“立窑烧烟法”的示意图如图所示,炉膛口较小,松木置于炉膛中燃烧,瓮中
收集的烟可用于制墨。“立窑烧烟法”利用松木的 (填“完全”或“不完全”)燃烧,故立窑烧烟会产生 (填写化学式),造成空气污染。
④墨和木炭有相似的化学性质,实验室用墨与氧化铜反应比用木炭效果更好,反应的化学方程式
为 。
(3)纸:在宣纸制作过程中,有一道工序是用竹帘从纸浆中捞纸。该操作与化学实验中的 有相似之处。
(4)砚:砚有很多种类,金星青石砚是其中的一种,它为富含铝、钾、铁的硅酸盐类岩石,其中铝、钾、铁、硅是指 (填“原子”、“离子”或“元素”)。制作石砚的过程发生了 (填“物理”或“化学”)变化。
10.【原创题】火笼——客家农村老人的取暖神器。如图所示,火笼由竹篾编织笼身、陶土火钵、竹制提手及笼盖构成,在火钵里加入烧红的木炭取暖。
(1)火笼笼身由竹篾编织而成,竹子的主要成分是纤维素[化学式为(C6H10O5)ₙ],纤维素中碳、氢、氧元素质量比为 。若火笼长期受潮,竹篾易发霉腐烂,该过程中纤维素发生 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)火笼使用时,将灶膛未燃尽的木炭装入陶土火钵,木炭能持续提供热量是因为发生缓慢氧化反应,该反应的化学方程式为 。
(3)陶土火钵由陶土烧制而成,陶土的主要成分含二氧化硅(SiO2),二氧化硅中硅元素的化合价为 ;烧制陶土的过程中,陶土中的水分蒸发并发生复杂化学变化,最终形成坚硬的火钵,该过程中能量转化形式是 (填“化学能转化为热能”或“热能转化为化学能”)。
(4)火笼可用于烘烤食物,食物烘烤过程中能闻到香味,从微观角度解释该现象,原因是
。火笼在婚嫁习俗中倒出部分炭火象征“延续香火”,炭火燃烧时,氧气充足与不足分别生成 CO2和 CO,这说明 不同,化学反应的产物可能不同。
11.【教材习题改编】请进行下列实验并回答问题。
(1)把一根石墨电极或6B的铅笔芯用导线接入如图1所示电路,接通电源后,灯泡 (填“能”或“不能”)发光。这个实验说明 。
(2)点燃一支蜡烛,把冷碟子放在蜡烛火焰的上方(如图2),过一会儿,你将在冷碟子底上收集到亲手制得的炭黑。这个实验说明 ;根据质量守恒定律,还可知蜡烛的成分中含有 元素。
12.【教材习题改编】化学实验室常用如图1装置进行木炭还原氧化铜实验,请根据实验回答:
(1)氧化铜中铜元素的质量分数为 。
(2)实验中可以观察到的现象是 。
(3)要使80g氧化铜完全被还原,需要碳的质量至少是多少?(写出计算过程)
(4)小于同学将80g氧化铜和8.4g的炭粉在隔绝空气的透明容器中持续加强热,通过CO2传感器测得容器内CO2的质量变化曲线如图2所示,t1﹣t2时间段密闭容器中CO2的质量减少的原因是
(用化学方程式表示)。
课题2 碳的氧化物
课时1 二氧化碳
知识点一 CO2的性质和用途
1.【教材习题改编】下列关于二氧化碳的用途只利用了其物理性质的是( )
A.二氧化碳用作灭火剂 B.二氧化碳能用来生产汽水等碳酸饮料
C.干冰能用于人工降雨 D.二氧化碳参加绿色植物的光合作用可提高农作物产量
2.【科学思维•比较分析法】向一集满CO2的集气瓶中放入一片蓝色石蕊试纸,注入适量的蒸馏水,盖上玻璃片,上下振荡,再将其倒置(如图),把手移开,玻璃片没有掉下来。蓝色石蕊试纸在注入蒸馏水并振荡后变红。依据现象一定能得出对应结论的是( )
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,证明CO2与水发生了反应
C.振荡后试纸变红,证明CO2与水反应产生了酸
D.振荡后试纸变红,证明CO2能与石蕊反应变红
3.【教材实验改编】根据以下实验示意图,回答有关问题:
(1)实验1中观察到的现象是 ;说明CO2的密度比空气的 、
。
(2)实验2的塑料瓶中预先集满CO2气体,向瓶内加入约1/3体积的水,立即旋紧瓶盖,振荡,塑料瓶变瘪,原因是 。
(3)实验3中,能观察到纸花变红的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”或“Ⅲ”)。分析现象后可说明使石蕊变红的物质是 。
A.水 B.二氧化碳 C.二氧化碳与水反应的生成物
知识点二 CO2对生活和环境的影响——温室效应
4.【科学态度与责任•节能环保】中国政府制定了力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的行动方案。下列符合这一要求的举措是( )
①大力发展绿色公共交通;②开发太阳能、水能、风能等新能源;
③减少使用煤、石油、天然气等化石燃料;④大力植树造林,禁止乱砍滥伐。
A.①②③④ B.②③④ C.①②④ D.①②③
5.【化学观念•转化观】碳循环是自然界中物质和能量循环的重要组成部分。如图为自然界中的“碳循环”示意图,下列说法错误的是( )
A.途径①表示植物的呼吸作用 B.途径②会使海水酸化
C.风力发电不属于“碳循环” D.动物、植物的遗骸被微生物分解可产生CO2
●对CO2的性质认识错误
6.下列有关CO2的说法正确的是( )
A.将CO2通入紫色石蕊溶液,溶液变为红色,说明CO2能使紫色石蕊溶液变红
B.CO2可用于灭火既利用了其物理性质,也利用了其化学性质
C.进入久未开启的菜窖之前,必须做灯火试验,是因为CO2有毒
D.CO2是空气污染物,是形成酸雨的主要原因
7.【教材习题改编】中国科学工作者在探索二氧化碳的资源化方面做出了突出贡献。
图1 干冰 图2 冰 图3 可燃冰
(1)利用二氧化碳,首先要研究二氧化碳的组成、结构和性质。从宏观组成看,二氧化碳由
组成。
(2)北京冬奥会“冰丝带”速滑馆首次使用二氧化碳跨临界直冷制冰技术。其原理是CO2在一定高压下变成临界状态的流体,这些流体被送到需要制冷的区域,在蒸发过程中 (选填“吸收”或“放出”)大量的热,达到降温、制冷的目的,这种制冰技术的优点是 。
该过程利用了CO2的 (填“物理”或“化学”)性质,从微观角度分析变化的原因是
发生了改变。可见,物质的性质决定物质的 。
(3)干冰和氟利昂都可作制冷剂。化学式为CCl2F2的氟利昂中含有 种元素。
(4)在海底低温高压的条件下,甲烷水合物呈固态,被称为可燃冰(见图)。冰、干冰与可燃冰三种“冰”的化学性质不同,其原因是 。
(5)中国科学院天津工业生物技术研究所成功利用二氧化碳合成了淀粉[(C6H10O5)n],淀粉属于
(填“有机物”或“无机物”)。理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量与5亩玉米地的年产淀粉量相当,若按1620kg计算,合成这些淀粉消耗二氧化碳的质量为 kg。
8.【教材习题改编】在牙膏中可加入轻质碳酸钙粉末作摩擦剂。工业上可用如图所示的方法生产轻质碳酸钙。
(1)石灰石的主要成分为CaCO3,其中碳元素的化合价的为 。
(2)反应①的化学方程式 ,属于 反应(填基本反应类型)。
(3)反应②的化学方程式 ,属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
写出生石灰的一点用途 。
(4)石灰乳属于 (填“纯净物”或“混合物”)。通入气体X的化学式为 ,请写出反应③的化学方程式 。于谦《石灰吟》的最后一句:要留清白在人间,体现了碳酸钙的哪些性质 。
(5)整个流程的目的是
。
9.【教材习题改编】某兴趣小组对“人体吸入的空气和呼出的气体有什么不同”进行探究。
(1)小明进行了实验并得出结论如下表,请补充完整。
实验
实验操作
实验现象
解释与结论
①
收集两瓶呼出的气体
/
/
②
向其中一瓶气体中加入澄清的石灰水,振荡
澄清石灰水变
化学方程式为
③
向一瓶气体中插入燃着的木条
燃着的木条熄灭
呼出气体中二氧化碳含量高,导致木条熄灭
(2)小红认为实验③的结论不正确,并查阅到相关资料。
【资料卡片】
Ⅰ.经测定,人体吸入空气和呼出气体中各成分的体积分数大约是:
气体成分
氮气
氧气
二氧化碳
水蒸气
其他气体
吸入的空气(%)
78
21
0.03
0.07
0.9
呼出的气体(%)
78
16
4
1.1
0.9
Ⅱ.用氧气、二氧化碳传感器在烧杯顶部测量杯内两支蜡烛从点燃到全部熄灭后,杯内氧气和二氧化碳的浓度变化如图。
Ⅲ.将燃着的木条插入含20%氧气和80%二氧化碳的集气瓶中,木条能正常燃烧。
请结合以上资料,简述小红认为实验③结论不正确的理由
。
10.【核心素养•科学思维】从科学家认识物质的视角认识CO2。
(1)分类角度:CO2属于 (填字母)a.单质 b.氧化物 c.有机物
(2)微观角度:我国研制的一种新型催化剂可将CO2和H2转化为甲醇(CH3OH)和X。
若用“O”表示氢原子,“”表示氧原子,“”表示碳原子,该反应的微观示意图如图:
画出X分子的微观示意图: (用0.5mm黑色墨水签字笔作答)。
(3)性质角度:三百多年前,人们发现一些洞穴内有一种能使燃烧的木柴熄灭的气体,后来该气体被证实是CO2。据此推测CO2具有的化学性质是 。
(4)变化角度:如图是某同学整理的物质转化图。
实验室中常用CO2→CaCO3检验CO2气体,写出其化学反应方程式 。
(5)应用角度
I.可用如图所示方法自制汽水来消暑解热:
制汽水时,NaHCO3与柠檬酸反应生成柠檬酸钠、二氧化碳和水。
①据此推测,通常条件下不能与柠檬酸反应的物质 (填字母)。
a.镁带 b.氯化钠 c.烧碱(NaOH)
②打开汽水瓶盖时汽水会自动喷出来。说明气体在水中的溶解性与 有关。
Ⅱ.Al﹣CO2电池是一种新型电池。
③电池的工作原理:在O2的催化下,Al与CO2发生化合反应生成Al2(C2O4)3.写出此反应的化学方程式 。
(6)环保角度:全球参与控制CO2的排放量是防止温室效应进一步增强的根本对策。
下列限制CO2排放量的做法不合理的是 (填字母)。
a.制定旨在限制CO2排放的国际规定
b.减少化石能源的使用,开发太阳能等新能源
c.工厂通过加高烟囱直接排放含CO2的废气
课题2 碳的氧化物
课时2 一氧化碳
知识点一 CO的性质和用途
1.【生活情境】木炭铜火锅是人们在冬季喜爱的一道美食,但在品尝美味时如果不注意通风,容易造成中毒,这是因为木炭燃烧生成了( )
A.水
B.一氧化碳
C.烟尘
D.二氧化碳
2.下列有关一氧化碳的说法不正确的是( )
A.通常状况下一氧化碳是无色、无味的有毒气体 B.在炉子上放一盆水,可以避免一氧化碳中毒
C.一氧化碳具有可燃性,可用作燃料 D.一氧化碳具有还原性,可用于冶炼金属
3.【科学探究与实践】如图为实验室用CO还原CuO的装置示意图,试回答下列问题。
(1)在给CuO加热前,先通一会儿CO气体,其目的是赶走玻璃管中留存的空气,防止
。
(2)在A处观察到的实验现象是 ,反应方程式是 ;
在B处观察到的实验现象是 。
(3)实验结束时,先撤去酒精灯,还要继续通入CO至玻璃管冷却,目的是
。
(4)C处尾气必须点燃处理,目的是 。
知识点二 CO和CO2的比较与转化
4.【教材习题】CO2 和CO具有相同的( )
A.元素种类 B.相对分子质量
C.碳元素质量分数 D.分子种类
5.【教材习题改编】选择氧气、二氧化碳或一氧化碳的化学式填空,并写出有关的化学方程式。
(1)能使带火星的木条复燃的是 ,能用于灭火的是 。
(2)绿色植物进行光合作用吸收的是 ,释放的是 ;
能产生温室效的气体是 。
(3)能在空气中燃烧的是 ,反应的化学方程式为 。
(4)能使澄清石灰水变浑浊的是 ,反应的化学方程式为 ;将 通入紫色石蕊溶液,溶液变成红色,它与水反应的化学方程式为 。
(5)能使氧化铜还原成铜的是 ,反应的化学方程式为 。
(6)影视舞台上经常见到云雾缭绕的景象,为产生这种景象可以使用固态 ;
吸烟对人体有害,燃着的香烟产生的烟气中含有几百种有害物质,其中能与人体血液中血红蛋白结合的有毒气体是 。
●有关CO和CO2的除杂
6.下列物质中含有少量杂质,其中除杂的方不正确的是( )
物质
杂质
除去杂质的方法
A
一氧化碳
二氧化碳
把气体通入澄清石灰水
B
二氧化碳
一氧化碳
点燃气体
C
水
泥沙
过滤
D
氧化铜
炭粉
在氧气流中加热混合物
7.【核心素养•化学观念】下列生活中各物质的用途,描述正确的是( )
A.冬季室内用煤炉取暖,在煤炉旁放一盆水可防止煤气中毒,因为CO易溶于水
B.石墨作高铁的受电弓滑板,是因为石墨硬度大
C.二氧化碳可做气体肥料
D.金刚石薄膜可以作芯片基板散热,是因为金刚石薄膜的透光性好,硬度大
8.【核心素养•化学观念】化学观念是化学课程要培养的核心素养之一。从不同角度对CO和CO2的认识不正确的是( )
A.元素观:CO和CO2都是由碳、氧两种元素组成的化合物
B.结构观:CO和CO2都是由碳原子和氧原子构成,化学性质相似
C.分类观:CO和CO2都属于氧化物
D.变化观:CO和CO2在一定条件下可以相互转化
9.【科学思维•比较分析法】有关CO2、CO的说法正确的是( )
A
组成
组成元素相同,但CO2比CO多一个氧元素
B
除杂
CO2中混有少量CO,可以用点燃的方法除去
C
收集
都可以用排空气法收集
D
鉴别
可以用溶解性、点燃等方法鉴别这两种气体
10.【创新装置】兴趣小组同学用如图所示的“W”形玻璃管进行微型实验。下列说法正确的是( )
A.a处红色粉末变黑
B.把尾气直接通入到水中进行处理
C.b处的现象为紫色石蕊溶液变红
D.该实验体现了CO的可燃性
11.下列物质中,既具有可燃性,又具有还原性的单质是( )
A.C B.CO C.O2 D.
12.【科学思维•归纳比较】下列有关CO2与CO的“归纳与比较”正确的是( )
A.构成:一个CO2分子比一个CO分子多一个氧原子
B.性质:都是无色无味的气体,都能溶于水,水溶液显酸性,都能燃烧等
C.危害:CO和CO2都是有毒的气体,进入久未开启的菜窖中会因CO2的含量增大而中毒
D.用途:CO2可用于光合作用、灭火、气体肥料等,CO可用作
13.【优秀传统文化】“围炉煮茶”成为当下流行的休闲方式。《茶经》记载“茶有九难:一曰造……三曰器,四曰火,五曰水……八曰煮,九曰饮”“巽主风,离主火,坎主水,风能兴火,火能熟水”。
(1)炉中燃料是机制木炭。为防止CO中毒,“围炉煮茶”需注意 ;
橘皮烤后呈黑色,说明橘皮中含有 (填名称)元素。
(2)器:用于煮茶的鍑“以生铁为之”,主要利用生铁的 性;工业上常用赤铁矿石(主要成分:Fe2O3)和一氧化碳反应冶炼生铁,其反应的化学方程式为 。
(3)火:从燃烧条件的角度分析“风能兴火”的原因是 。
(4)水:煮茶以山泉水为佳,山泉水为 (填“纯净物”或“混合物”)。
(5)煮:煮茶容器为紫砂壶。紫砂中含有氧化铁,用化学用语表示氧化铁中铁元素的化合价 。
14.【科学探究与实践】已知草酸钙(CaC2O4)加热易分解:CaC2O4CaO+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。
(1)B中实验现象是 ,写出其在D中发生反应的化学方程式
。
(2)Fe2O3中铁元素化合价为 。
(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 。
(4)从环保的角度考虑,该实验装置的不足之处是 。
15.工业上用甲烷和二氧化碳在一定条件下反应生成氢气和一氧化碳,可以有效实现碳循环。
(1)请完成该化学方程式的配平:CH4+CO22H2+ CO
(2)请计算每消耗2.2t二氧化碳,可生成氢气的质量是多少?
16. 阅读下列科普短文,结合图文信息,分析思考,回答问题。
一氧化碳是一种无色、无味、难溶于水的气体燃料,也是工业生产中的重要原料,利用一氧化碳可合成甲醇;在高炉炼铁中,一氧化碳可作为还原剂将赤铁矿(主要成分为Fe2O3)还原为铁。一氧化碳具有毒性,吸入人体内的一氧化碳极易与人体血液中的血红蛋白结合,形成碳氧血红蛋白,使血红蛋白失去输氧功能,导致人体缺氧,甚至窒息死亡。使用燃气热水器、燃气灶时,应保持良好通风,避免燃气燃烧不充分,导致室内一氧化碳浓度升高,引发中毒事故。车内开空调睡觉也可能因发动机尾气积聚导致一氧化碳中毒,轻度中毒者呼吸新鲜空气后可恢复,重度中毒者需用高压氧治疗。
(1)一氧化碳与血红蛋白结合后形成的物质是 ;
在室内放置几盆水不能预防一氧化碳中毒,原因是 。
(2)一氧化碳燃烧的化学方程式为 。
(3)一氧化碳将赤铁矿(主要成分为Fe2O3)还原为单质铁的过程中,铁元素的化合价发生的变化
为 。
(4)一氧化碳中毒的症状有 ;
使用燃气灶烧饭时,为预防一氧化碳中毒,应该采取的措施是 。
课题3 二氧化碳的实验室制取
知识点一 二氧化碳的实验室制法
1.【教材习题改编】实验室里采用如图所示的装置制取二氧化碳时,一般有5个步骤:
①检查装置的气密性;
②按要求组装好仪器;
③向长颈漏斗中注入稀盐酸;
④收集气体;
⑤向锥形瓶中放入几小块石灰石。
正确的操作顺序是( )
A.①②⑤③④ B.②①⑤③④ C.①②③⑤④ D.②①③⑤④
2.【教材习题改编】列举你所知道的能生成二氧化碳的反应(能用化学方程式表示的,写出化学方程式),与同学讨论这些反应能否用于实验室里制取二氧化碳,并说明理由,完成下表。根据表格内容分析,选择用于物质制取的反应时,需要考虑哪些方面的问题。
序号
生成CO2的反应
能否
能否用于实验室里制取CO2的理由
1
能
反应物稳定、廉价易得,反应条件容易达到,反应速度适中、利于气体收集,产生的气体含杂质较少
2
CaCO3CaO+CO2↑
3
否
木炭燃烧收集的二氧化碳中往往含有一氧化碳、氧气等物质
4
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
5
否
反应得到的二氧化碳中可能混有一氧化碳或氧气
…
………
…
………
实验室制取气体要求从四个方面考虑:
①反应物稳定、易得(廉价);
②反应速度适中易控制,有利于气体收集;
③反应条件实验室能达到;
④产生的气体含杂质较少。
3.【教材习题改编】实验室里用如图所示装置制取二氧化碳,并探究二氧化碳的性质。
(1)写出标有①仪器的名称: 。
(2)实验制取二氧化碳利用的试剂是 和 ,反应的化学方程式为
。装置A中长颈漏斗的下端插入液面以下的原因是 。
(3)装置B中观察到的实验现象是 ,用化学方程式说明原因: 。
(4)若用装置C来检验二氧化碳,则C中应加入的试剂为 ,C中观察到的实验现象是 ,反应的化学方程式为 。
知识点二 实验室制取气体的一般思路
4.【科学探究与实践】初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。
(1)某学习小组将实验室制取常见气体的相关知识归纳如下:
气体
方法(或原理)
发生装置
收集装置
O2
方法1:加热氯酸钾
均可选择A装置
(可根据需要添加棉花)
均可选择④ 装置(填标号)
方法2:加热①
(填化学式)
方法3:分解过氧化氢溶液
均可选择② 装置(填标号)
CO2
稀盐酸与石灰石(或大理石)
反应
化学方程式为③
(2)该小组将制取的O2和CO2(各一瓶)混淆了,设计如下方案进行区分。
方案
现象
结论
方案1:将带火星的木条分别伸入两个集气瓶中
若带火星的木条①
则该瓶气体是O2
方案2:向两个集气瓶中分别滴入少量的
② 溶液,振荡
若溶液变浑浊
则该瓶气体是CO2
方案3:向两个集气瓶中分别倒入少量的水,
振荡后再滴加几滴紫色石蕊溶液
若紫色石蕊溶液变为
③ 色
则该瓶气体是CO2
…………
…………
…………
(3)制取气体的过程包括:a.选择制取装置;b.验证所得气体;c.明确反应原理。据此,该小组总结出实验室里制取气体的一般思路为 (填“甲”或“乙”或“丙”)。
甲.a→b→c 乙.b→a→c 丙.c→a→b
●对二氧化碳的操作认识不清
5.某同学在实验室制取二氧化碳的过程中,进行制取、收集、检验、验满的四步操作如下图所示,其中正确的是( )
A.制取 B.收集 C.检验 D.验满
6. 在实验室制取二氧化碳的实验中,下列装置和操作正确且规范的是( )
A.检查装置气密性 B.加入大理石 C.制取CO2 D.收集CO2
7. 【数字化实验】兴趣小组在实验室制取二氧化碳气体的发生装置中连接上压强传感器如图一,测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图二。下列说法不正确的是( )
A.ab段试管中液面逐渐下降 B.cd段长颈漏斗中液面逐渐上升
C.a点的对应操作是关闭弹簧夹 D.bc段石灰石与盐酸脱离接触
8.【教材习题改编】CaCl2•2H2O(二水合氯化钙)可用于食品加工、制药等领域。工业上生产CaCl2•2H2O的主要流程示意图如图所示。
(1)《天工开物》中有“凡石灰经火焚炼为用”的记载,这里的“石灰”指的是石灰石,石灰石的主要成分是 (填化学式)。上述记载涉及的主要反应的化学方程式为 。
(2)粉碎机和搅拌器所起的作用是 。
(3)反应器中发生反应的化学方程式为 。
(4)反应器中产生的气体,可以收集后用于 。(写出一条合理建议)
(5)CaCl2•2H2O属于 (填“混合物”或“纯净物”),其相对分子质量为 。
9.【教材习题改编】实验室现有高锰酸钾、石灰石和稀盐酸,以及下列仪器:
(1)写出图中仪器⑧的名称 。
(2)利用上述仪器和药品可以制取和收集二氧化碳,你选择的仪器是 (填序号),组装好实验装置后,应进行的必要操作是 ,反应装置中发生反应的化学方程式为 。验证二氧化碳是否集满的方法是
。
(3)若补充一种仪器(填名称) ,再利用如图所示的部分装置和药品还可以制取和收集氧气,你选择的仪器是 (填序号),反应的化学方程式是 ,该反应的基本反应类型是 。
10.实验小组取20g石灰石样品于烧杯中,将100g稀盐酸分四次加入,充分反应后测得实验数据如下表(杂质不参与反应,生成的气体全部逸出):
第一次
第二次
第三次
第四次
加入稀盐酸的质量/g
25
25
25
25
烧杯中剩余物质的质量/g
42
64
88.4
113.4
回答下列问题:
(1)实验中发生反应的化学方程式是 。
(2)反应中产生气体的总质量是 g。
(3)该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为多少?(写出计算过程)
第六单元 小结与复习
【原创题】读万卷书,行万里路,实践出真知。让我们一起去博物馆、科技馆开展研学之旅吧!
第一站:博物馆
1.参观北京故宫博物院,穿越历史的长空。下列三件珍品均藏于北京故宫博物院。
图一 兰亭序(摹本) 图二 白金镶钻石戒指 图三 手炉
(1)“天下第一行书”——《兰亭序》,唐代初期书法家冯承素临摹王羲之的作品。该书法由墨汁书写,
距今已逾千年却依然保存完好,说明“墨”的主要成分碳 (填写碳的性质)。
(2)白金镶钻石戒指。金刚石经研磨后作为装饰品——钻石,这利用了金刚石
的性质。(写一条)
(3)手炉,是冬天暖手用的小炉,也称“火笼”。该手炉的内胆装燃着的木炭,盖面为铜丝编结而成的密网。
①手炉主要是利用木炭的 (填写木炭的性质)来取暖供热。
②盖面为密网,镂空设计的目的是
。
③木炭具有 的结构,可以吸附一些色素和异味。
下列图示,能表示木炭主要成分的结构是 (填字母)。
④木炭还可用于冶炼金属。如图所示,木炭还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铜的实验装置。
甲:木炭还原氧化铜 乙:一氧化碳还原氧化铜
甲中实验现象为 ,该反应的化学方程式为 。该实验会产生少量的一氧化碳,可能来源 (请用化学方程式表示)。乙中一氧化碳还原氧化铜的化学方程式为 。该实验存在明显缺陷,请给出优化建议 (写一条)。
第二站:科技馆
2.参观中国科学技术馆,感受时代的脉搏。中国科技馆打造了全国首个“碳达峰、碳中和”科普展。
我国承诺力争在2030年前二氧化碳排放达到峰值,并在2060年前实现碳中和。同学们基于碳中和理念设计低碳行动方案,设计并开展了如下项目式探究活动。
项目一:了解碳中和理念
【查阅资料】
如图1所示,碳中和是指通过植树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放,实现二氧化碳的“零排放”,即“碳中和”。
【分析交流】(1)“碳”实质是指 ,“中和”即排放与吸收相抵。
项目二:探寻自然界中的碳循环
(2)由图可见,导致大气中CO2含量急剧增多的主要原因是 。
项目三:设计碳吸收行动方案。“碳中和”是让人为排放的二氧化碳,被人为努力和自然过程所吸收。
(3)自然吸收:二氧化碳的自然吸收途径有植物的 等。
(4)人为努力:利用某种液体吸收二氧化碳。
【设计方案】如图所示,向充满二氧化碳的塑料瓶中分别倒入等量的水、澄清石灰水、氢氧化钠饱和溶液。
①瓶1变瘪 (选填“能”或“不能”)说明二氧化碳和水发生化学反应,你的理由是
。
②实验中,观察到只有瓶2中液体变浑浊,用化学方程式表示其原理 。瓶2和瓶3塑料瓶均变瘪,但瓶3变瘪更为明显,说明氢氧化钠饱和溶液比澄清石灰水吸收的CO2气体 (选填“更少”或 “更多”)
【拓展延伸】
(5)全球首套千吨级规模太阳燃料合成示范项目在兰州新区绿色化工园区试车成功。该项目迈出了将太阳能等可再生能源转化为液体燃料工业化生产的第一步。其核心原理是将二氧化碳和氢气在一定条件下转化为绿色燃料甲醇(CH3OH)和水,写出该反应的化学方程式 。
项目四:制定低碳行动方案
(6)大气中二氧化碳的含量是相对稳定的,如果大气中二氧化碳含量不断上升,会导致
加剧。为控制二氧化碳的排放量,同学们欲从以下角度减少二氧化碳,请补充完整。
角度
行动方案(写一条具体措施)
①衣
减少购买衣服,尽可能选择环保的面料
②食
提倡光盘行动,降低食物垃圾的产生和处理等
③住
④行
第三站:实践基地
3.“做中学”“用中学”“创中学”,在探究实践中学习是增长知识才能的最佳途径。某同学进行了二氧化碳的制取和性质探究。某同学进行了二氧化碳的制取和性质探究。
实验一:选择试剂
按如表进行实验,分别取等质量的大理石于反应器中,再加入等体积的足量酸(杂质不与酸反应)。测得产生二氧化碳的体积随时间变化曲线如图1所示。
实验编号
药品
①
块状大理石、10%硫酸溶液
②
块状大理石、7%盐酸溶液
③
大理石粉末、7%盐酸溶液
(1)最适合实验室制取二氧化碳的是图中 曲线对应的实验,其实验编号是 。
(2)大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式为 。
实验二:选择装置(如图2)
(3)仪器甲的名称为 。
(4)选择装置 (填字母标号)用于实验室制取和收集二氧化碳。
(5)若用装置C制取气体,主要优点是 。
实验三:探究性质(如图3)
(6)b处观察到溶液颜色变红,若要证明二氧化碳能与水反应,还应在a处放 (填字母标号)。
A.水 B.干燥的紫色石蕊纸花 C.澄清石灰水
(7)烧杯中蜡烛自下而上依次熄灭,说明CO2具有的性质是:① 、
② 。
(8)你认为微型实验的优点是 (写一条即可)。
实验活动3 二氧化碳的实验室制取与性质
1. 检验集气瓶中是否充满二氧化碳的方法是( )
A.倒入少量的紫色石蕊试液 B.倒入少量澄清石灰水
C.用点燃的木条放在集气瓶口 D.用点燃的木条伸到集气瓶底
2. 实验室用大理石和稀盐酸制备二氧化碳的发生装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.打开旋塞之后,试管中稀盐酸体积减小
B.打开旋塞之后,有气体从长颈漏斗中逸出
C.闭合旋塞后,试管内气压减小
D.闭合旋塞后,漏斗内液面上升
3. 下列关于的实验室二氧化碳制取及检验的说法不正确的是( )
A.制CO2的药品
B.发生装置
C.收集方法
D.检验CO2
4.【教材习题改编】我国科研人员研制出一种新型催化剂,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① 和② 都不改变。
(4)(CH2)n中碳、氢元素的质量比为 。
(5)关于科研人员的这项研究成果的重要意义,不正确的是 (填字母序号)。
A.节约化石燃料,减缓温室效应 B.有利于防止空气污染
C.该成果有利于达成碳中和的目标 D.该转化一定程度上能解决我国石油资源短缺问题
(6)从中你能得到启示有 。
5.【教材习题改编】CO2是一种温室气体,其过量排放导致的全球变暖日益引起了人们的关注。
(1)为了控制大气中CO2的含量,以下措施不可行的是 (填字母)
a.开发新能源 b.禁止使用化石燃料 c.大力植树造林 d.大力发展公共交通
(2)封存CO2:将CO2通过船舶或管道运输到深海区域,并将其注入到海底。
①通常注入CO2的深度需要大于1000m,其原因可能是 。
②请从海底封存能力和对海洋生态环境的影响,分析这项技术的优点与不足:
优点: ; 不足: 。
(3)合成绿色化肥:CO2和NH3可合成氮肥NH4HCO3,该反应符合“原子利用率100%”的绿色化学理念,则反应的化学方程式为 。
6.利用如图所示实验装置制取气体,并用制得的气体进行性质实验。
(1)仪器a的名称为 。
(2)实验室用加热高锰酸钾的方法制取并收集氧气,应选用 装置(填序号),其反应的化学方程式为 。
(3)探究氧气的性质时,为使木炭与集气瓶内的氧气充分反应,用坩埚钳夹取一小块木炭,在酒精灯火焰上加热至发红,将其由瓶口向下 (填“快速”或“缓慢”)插入充满氧气的集气瓶中,观察到木炭燃烧更剧烈。
(4)实验室用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳,应选用 装置(填序号),其反应的化学方程式为 。
7.下列有关二氧化碳的检验、制备和用途能达到目的的是( )
A.二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中,溶液变蓝
B.将燃着的木条伸入集气瓶,火焰立即熄灭,证明瓶内原有气体就是二氧化碳
C.用块状石灰石和稀硫酸迅速制备大量二氧化碳
D.干冰用于人工降雨
8.制取、收集CO2并验证相关性质,下列做法不正确的是( )
A.检查装置气密性 B.加入石灰石 C.收集CO2 D.验证CO2不支持燃烧
9.【科学探究与实践•教材习题改编】某化学兴趣小组发现上次做实验用的澄清石灰水忘记了盖瓶盖,试剂瓶内壁附着一层白色固体,底部也有白色固体。
【提出问题】白色固体是什么?怎样产生的?
【猜想与假设】
猜想一:碳酸钙。(1)用反应方程式表示该猜想的原因 。
猜想二:氢氧化钙(水分蒸发,析出氢氧化钙固体)
猜想三: 的混合物。
【查阅资料】①氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙和水。②酚酞溶液遇氢氧化钙溶液变红。
【实验探究】
(2)甲同学取少量白色固体于试管中,加入过量稀盐酸,振荡,固体全部溶解并有气泡产生。
产生气泡的化学方程式为 ,甲同学得出结论,猜想一正确。
(3)乙同学提出质疑,认为甲同学实验结论不够严谨,其理由是 ,并补充实验如下:
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量白色固体于试管中,加适量的水振荡,静置,在上层清液中滴加少量酚酞试液
白色固体既含有碳酸钙又含有氢氧化钙
【实验结论】综上所述,猜想三正确。
【实验反思】
(4)澄清石灰水必须要 保存。
(5)石灰水用完后,除去瓶壁的白色固体方法是: 。
10.【跨学科实践】有关二氧化碳的制取、性质及制定低碳行动方案。
(1)CO2的制取及性质
ⅰ.制取CO2。组装一套便于添加稀盐酸的发生装置,需用到如图1中的仪器有 (填字母)。
ⅱ.性质实验
操作
现象
性质
X为澄清石灰水时,现象
为
CO2能与石灰水反应
X为 时,现象
为
CO2能与水反应生成酸性物质
低处的蜡烛先熄灭,
高处的蜡烛后熄灭
;
CO2不燃烧,也不支持燃烧
(2)低碳行动方案。同学们展示如图2所示的方案,并交流讨论、完善方案。
ⅰ.完善方案中的内容(各补写一条):a. ;b. ;e. 。
ⅱ.CO2物理利用 (填“能”或“不能”)从总量上减少CO2。
ⅲ.植树造林,利用绿色植物的 作用吸收CO2。
11.某同学在实验室制取CO2并进行研究。
(1)该同学拟用块状石灰石制CO2。
①应选用的另一种试剂是 (填名称)。
②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)如图2所示,进行验证CO2能与水反应生成酸性物质的实验。
①试管中的物质X为 。
②通入CO2后可观察到的现象为 。
(3)下列反应均能生成CO2
A.木炭燃烧 B.碳酸钠与稀硫酸反应 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)。
②你选择的反应适合用于实验室制取CO2的主要理由是
(写两条)。
(4)收集CO2时,常用燃着的木条放在集气瓶口验满。木条熄灭,CO2真的集满了吗?
如图3,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4所示。
①图3中,通CO2导管的末端应处于 (填“A”或“B”)位置。
②图4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 。
跨学科实践活动5 基于碳中和理念设计低碳行动方案
【活动目标】基于碳中和理念,从物质的性质和转化角度认识二氧化碳的排放和吸收,理解低碳行动原理,设计并评价低碳行动方案。
【活动设计与实施】
任务一 了解低碳行动、碳达峰、碳中和的概念
1.大气中二氧化碳的含量不断上升,会导致 增强,全球变暖。全球变暖已使人类的生存环境遭受严重的威胁,请列举两条其对人类生活的影响:①
② 。
2.判断下列说法是否正确,对的打“√”,错的打“×”。
(1)低碳行动是指减少碳排放的生活方式,包括节约能源和资源等方面。 ( )
(2)碳中和是指某个地区在一定时间内人类活动直接或间接排放的二氧化碳,与其通过不同措施吸收
的二氧化碳相互抵消,实现净零碳排放。 ( )
(3)我国承诺在2030年前,二氧化碳的排放量达到峰值,然后慢慢减下去。 ( )
(4)中学生践行低碳生活,能推动碳中和的目标实现。 ( )
(5)为实现碳中和,增大人为碳移除量,工厂可适当加高烟囱排放废气。 ( )
(6)低碳行动关系到人类的生存和可持续发展,需要全面的国际合作和国家政策支持。( )
任务二 测定不同环境中二氧化碳的含量
3.设计实验测定校园不同地点空气中二氧化碳的相对含量,并进行比较和分析。
【查阅资料】二氧化碳能溶于水,可以被氢氧化钙等碱性吸收剂较快吸收;酚酞溶液遇碱性溶液变红。
【设计实验】
Ⅰ. 配制吸收二氧化碳的测试液:取50 mL蒸馏水,滴入2滴酚酞溶液,一边搅拌,一边慢慢滴入澄清
石灰水至溶液变为浅红色。
Ⅱ. 测定不同地点空气中二氧化碳的含量:①用50 mL注射器吸取10 mL测试液;②在测试环境中抽
气到50 mL刻度处,堵住注射器口,用力振荡注射器2~3 min;③将注射器口向上,小心将余气
排出;④重复②③操作若干次,直至注射器内测试液恰好褪色;⑤记下抽气的次数。
测试地点
校园操场
校园花园
保持通风的刚下课的教室
门窗紧闭的刚下课的教室
抽气次数
12
13
11
7
【交流讨论】
(1)上述空气中二氧化碳含量最高的地点是 。二氧化碳一般约占空气总体积的 %,若超过3%,就会使人呼吸急促,因此在教室里学习时要注意 。
(2)上述实验中,振荡注射器时溶液中发生反应的化学方程式为 。
4.大气中二氧化碳含量的迅速升高已被认为是全球变暖的主要因素。
大气中二氧化碳浓度与全球气温变化的关系如图,请写出支持“二氧化碳含量升高导致全球变暖”
的证据: 。
任务三 梳理自然界中的碳循环
5.二氧化碳在生物圈、水圈和岩石圈间的转化关系如图。
(1)碳循环中的“碳”是指 (填“碳元素”“碳原子”或“二氧化碳”)。
(2)生物圈中发生光合作用时吸收空气中的CO2,放出 ;C6H12O6中C、H元素的质量比为 。
(3)查阅资料可知,地球上最大的碳储存库是 (填“水圈”或“岩石圈”),含碳量约为地球上
碳总量的99.9%。
6.利用图示方式说明二氧化碳的排放与吸收途径。
(1)二氧化碳的排放:①煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧;②一氧化碳等含碳燃料的燃烧;
③人和动植物的呼吸;④煅烧石灰石等。
一氧化碳燃烧的化学方程式为 ;
煅烧石灰石的化学方程式为 。
(2)二氧化碳的吸收:
①绿色植物等的 作用;
②海水吸收,发生反应的化学方程式为 ;
③对产生的CO2进行分离、回收,即二氧化碳的捕集、封存与利用。
a.地质封存:将CO2气体压缩成液态或固态,然后压入地层深处。从微观角度解释,CO2气体能
被压缩成液态或固态的原因是 。
b.CO2的利用:用CO2为原料合成一些化工产品。如利用CO2和氢气在催化剂的作用下生成甲醇(CH3OH)和水,该反应的化学方程式为 。
任务四 设计低碳行动方案
7.以小组为单位,优化低碳行动方案。
(1)减少二氧化碳的排放:
①衣: ;
②食: ;
③住: ;
④行: 。
(2)增加二氧化碳的吸收:植树造林、种草等。
三、作业实施建议
1.作业定位
对标新课标物质性质大概念,落实碳单质、CO、CO₂性质、CO₂制取、化学方程式;兼顾基础、能力、素养三层,发展四大化学核心素养。按3个课时拆分使用,单元小结用作综合复习。
2.课时分配与作业选取
课时1(碳单质):A、B组必做;C组科普阅读选做。重点纠错:碳原子排列方式、木炭还原氧化铜实验、氧化还原概念。时长20‑25min。
课时2(碳的氧化物):A、B组必做;C组科普阅读必做。突破易错点:CO₂使石蕊变红本质、CO中毒、除杂鉴别误区。时长20‑25min。
课时3(CO₂实验室制取):A、B组必做;C组选做。重点掌握药品选择理由、装置、检验验满、数字化图像。时长20‑25min。
单元复习:完成单元小结、碳中和跨学科习题,作为单元综合作业,控制30min内。
3.分层作业要求
基础层:必做A基础巩固;B、C组选简单填空,淡化难题、复杂计算。
中等层:A、B全部完成,C组大部分完成,计算题写完整步骤。
拓展层:全卷完成;自主总结物质鉴别、除杂方法;结合碳中和设计低碳方案。
4.讲评与错题处理
归类讲评,不逐题讲解,按:概念辨析、实验操作、图像、计算、信息阅读五类突破。
用好错题反思栏,要求学生写明错因,不只抄答案。
高频错题改编变式小题,课堂5分钟小测,实现二次过关。
5.重点题型落实
实验/图像题:结合演示或实验视频;引导分析曲线拐点;规范简答答题语言,重视操作顺序、尾气处理、防倒吸。
情境阅读题:教会学生从原文提取信息;传统文化题剥离文学信息抓化学原理;碳中和题可开展简短小组讨论,落实科学态度素养。
化学用语和计算:强化方程式条件、符号规范;计算题严格“设‑写‑标‑列‑答”步骤,混合物不可直接代入计算。
6.评价与取舍
评价不只看答案,兼顾方程式规范、简答完整性、错题反思质量。
学情薄弱班级:草酸钙分解、复杂传感器图像可改为选做;部分素养探究题可转为课堂活动,不必全部书面完成。
四、参考答案与解析
课题1 碳单质的多样性(课时1 碳的单质)
1.D;2.B;3.D。
4.(1)abc;(2)新型催化剂和超导材料的研制(或气体储存、光学和医学等领域等,合理即可)。
5.D;6.D;7.B;8.B;9.A;
10.(1)A;(2)碳原子的排列方式不同;(3)良好的导电性(合理即可);(4)机械。
11.(1)导电性(合理即可)。(2)CH4C+2H2。(3)①在低温情况下,可将来自远红外线的热量传送给人体,改善人体微循环系统,促进新陈代谢。②H2O。
课题1 碳单质的多样性(课时2 碳单质的化学性质)
1. D;2.C;3.B。
4.(1)混合物;原子。(2)物理;化学。(3)放出。C+O2 CO2 。(4)用于橡胶工业(如轮胎);作油墨、黑色涂料等。
5.(1)集中火焰、提高温度。(2)此时逸出的气体是试管内的空气,而非二氧化碳。(3)固体由黑色逐渐变红。(4),氧化。②试管中导管口没有气泡冒出。(5)②试管中的导管移出水面;熄灭酒精灯。
6.A;7.D;8.C。
9.(1)吸附。(2)①混合物。②在常温下,化学性质不活泼。③不完全,CO。④C+2CuO2Cu+CO2↑。
(3)过滤。(4)元素;物理。
10.(1)72:10:80或36:5:40;化学。(2)C+O2 CO2 。(3)+4;热能转化为化学能。(4)分子在不断运动。反应物的浓度(或氧气的量)。
11.(1)能;石墨具有导电性。(2)蜡烛不充分燃烧可产生炭黑;碳。
12.(1)80%。(2)黑色粉末变为红色,澄清石灰水变浑浊。
(3)解:设需要碳的质量至少为x。
C + 2CuO2Cu + CO2↑
12 160
x 80g
,x=6g
答:需要碳的质量至少是6g。
(4)。
课题2 碳的氧化物(课时1 二氧化碳)
1.C;2.C。
3.(1)下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭;大、二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧。(2)二氧化碳溶于水,使瓶内气压减小。(3)Ⅲ;C。
4.A;5.A;6.B。
7.(1)碳元素与氧元素。(2)吸收,环保;成本低;安全高效;物理;微粒间的间隔;用途。(3)三。
(4)分子构成不同。(5)有机物;设合成这些淀粉消耗CO2的质量为x,则:1620kgx,x=2640kg。
8.(1)+4。(2),分解。(3)CaO+H2O=Ca(OH)2,放热。干燥剂或加热食物或制备熟石灰等。(4)混合物。CO2,CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。白色、坚硬、难溶于水等。
(5)提高碳酸钙的纯度,同时得到颗粒均匀、疏松的轻质碳酸钙,便于在牙膏等日化产品中使用。
9.(1)②浑浊;Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O。(2)Ⅲ.由资料Ⅲ可知,二氧化碳含量80%时木条仍能燃烧,而呼出气体中二氧化碳含量仅为4%,因此,不是呼出气体中二氧化碳含量高导致木条熄灭。【或由资料Ⅱ可知,当氧气含量低于15.65%(约16%)时蜡烛熄灭,而呼出气体中氧气含量为16%,因此木条熄灭的原因是氧气含量不足】。
10.(1)b。(2)。(3)不燃烧不支持燃烧。(4)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。(5)I.①b。②压强。Ⅱ.③2Al+6CO2Al2(C2O4)3。(6)c。
课题2 碳的氧化物(课时2 一氧化碳)
1.B;2.B。
3.(1)CO与空气混合后,加热时发生爆炸。(2)黑粉变红,CuO+COCu+CO2;澄清石灰水变浑浊。
(3)防止石灰水倒吸入炸裂玻璃管,同时防止灼热的铜又与O2反应重新生成CuO。
(4)防止CO扩散到空气中污染空气。
4.A。
5.(1)O2,CO2。(2)CO2,O2;CO2。(3)CO,2CO+O22CO2。(4)CO2,CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;CO2,CO2+H2O=H2CO3。(5)CO,CO+CuOCu+CO2。(6)CO2;CO。
6.B;7.C;8.B;9.D;10.C;11.A;H2。12. A;气体燃料,冶炼金属等。
13.(1)保持通风良好;碳。(2)导热;Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。(3)为燃烧提供充足的氧气。(4)混合物。(5)。
14.(1)澄清的石灰水变浑浊,3CO+Fe2O32Fe+3CO2。(2)+3。(3)能看到玻璃管中红棕色粉末变为黑色。(4)没有尾气处理装置。
15.解:(1)根据化学反应前后,氧原子的个数不变,则一氧化碳前面的化学式计量数是2。
(2)设生成氢气的质量为x。
CH4+CO22H2+2CO
44 4
2.2t x
,x=0.2t
答:可生成氢气的质量是0.2t。
16. (1)碳氧血红蛋白;一氧化碳难溶于水。(2)2CO+O22CO2。(3)降低或由+3变为0。
(4)头痛、头晕、心慌等;使燃气充分燃烧或开窗通风。
课题3 二氧化碳的实验室制取
1.B。
2.(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。(2)否;碳酸钙分解需要的温度太高,浪费能源。(3)C+O2CO2。
(4)否;反应速率太快,不容易控制。(5)2CO+O22CO2。
3.(1)锥形瓶。(2)大理石或石灰石;稀盐酸,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。防止生成的二氧化碳气体从长颈漏斗中逸出。(3)石蕊溶液变红,H2O+CO2=H2CO3。(4)澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊,CO2+Ca(OH)2=H2O+CaCO3↓。
4.(1)①KMnO4;②B;③CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;④C。(2)①复燃;②氢氧化钙;③红。
(3)丙。
5.C;6.D;7.B。
8.(1)CaCO3;。(2)增大反应物的接触面积,使反应更充分,从而加快反应速率。
(3)CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。(4)灭火或化工产品的原料或气体肥料等。(5)纯净物,147。
9.(1)长颈漏斗。(2)①②⑦⑧,检查装置的气密性,CaCO3 +2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。把燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则证明二氧化碳已集满。
(3)试管,①③④⑤⑥,2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,分解反应。
10.(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
(2)反应中产生气体的总质量是20g+100g﹣113.4g=6.6g。
(3)解:设该石灰石样品中碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 6.6g
,x=15g
该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为100%=75%。
答:该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为75%。
11.(1)乙,②,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。(2)B,二氧化碳密度比空气大。(3)检查装置的气密性。(4)澄清石灰水,CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
(5)
第六单元 小结与复习
1.(1)常温下具有稳定性。(2)无色透明(有光泽、硬度大、很稳定等)。(3)①可燃性。②补充充足的氧气,使木炭充分燃烧(或通风换气,防止生成一氧化碳);③疏松多孔,b。④澄清石灰水变浑浊,黑色固体变红色 ,C+2CuO 2Cu+CO2↑。CO2+C 2CO或C+CuO Cu+CO↑。CO+CuO Cu+CO2 。在装置末端放一个燃着的酒精灯(或套一个气球收集尾气)。
2.(1)二氧化碳(或CO2)。(2)化石燃料的燃烧。(3)光合作用。(4)①不能,二氧化碳能溶于水,也能使瓶内压强减小。②CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。更多。(5)CO2+3H2CH3OH+H2O。
(6)温室效应。③及时关闭待机电源,使用节能家电等。④选择乘坐公共交通工具,短途出行尽量步行或骑自行车等。
3.(1)乙,②。(2)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。(3)锥形瓶。(4)BD或CD。(5)可以控制反应的发生与停止。(6)B。(7)①二氧化碳的密度比空气大、②二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。(8)节约药品。
实验活动3 二氧化碳的实验室制取与性质
1.C;2.D;3.C。
4.(1)二氧化碳(合理即可)。(2)CO2+H2CO+H2O。(3)①质量;②化学性质。(4)6:1。
(5)B。(6)在科学研究中,我们应考虑废弃物的资源化,将废弃物循环使用,变废为宝。
5.(1)b。(2)①深海压强高,CO2溶解量大,不易逸出。②深海封存能力强,可长期储存CO2;CO2溶于水使海水酸化,影响海洋生态。(3)CO2+NH3+H2O=NH4HCO3。
6.(1)铁架台。(2)B,2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。(3)缓慢。
(4)A,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
7.D;8.B。
9.(1)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。氢氧化钙和碳酸钙。(2)CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O。
(3)氢氧化钙和碳酸钙的混合物中,加入过量稀盐酸,振荡,固体也会全部溶解并有气泡产生。溶液由无色变成红色。(4)密封。(5)用稀盐酸充分浸泡(洗涤)等。
10.(1)ⅰ. ade。ⅱ. 澄清石灰水变浑浊;紫色石蕊试液;紫色石蕊试液变红;CO2的密度比空气大。
(2)ⅰa.乘公交出行;b.人工降雨;e.甲烷。ⅱ.不能。ⅲ.光合。
11.(1)①稀盐酸。②AC。(2)①滴有紫色石蕊溶液的水。②溶液由紫色变成红色。(3)①B。② ①制得的二氧化碳较纯净;②常温下进行,操作方便。
(4)①B。②60%。②空气中,氧气约占空气体积的五分之一,C点时,氧气的体积分数为8%,则此时空气的体积分数为40%,则此时三颈烧瓶内CO2的体积分数约为1﹣40%=60%。
跨学科实践活动5 基于碳中和理念设计低碳行动方案
1.温室效应;①导致两极的冰川融化,使海平面升高,可能淹没部分沿海城市;②使土地沙漠化,造成农业减产;③使暴雨等极端天气事件发生的频率和强度增大,导致旱涝灾害加剧;④影响自然生态系统,改变生物多样性等(任写两条)。
2.(1)√;(2)√;(3)√;(4)√;(5)×;(6)√。
3.(1)门窗紧闭的刚下课的教室。0.03,开窗通风。(2)CO2+Ca(OH)2 === CaCO3↓+H2O。
4.大气中二氧化碳浓度升高,全球平均气温也升高,且变化趋势基本相同。
5.(1)碳元素。(2)O2;6∶1。(3)岩石圈。
6.(1)2CO+O2 2CO2 ;CaCO3 CaO+CO2↑。(2)①光合;②CO2+H2O === H2CO3;③a.分子间有间隔,压强增大,分子间的间隔变小。b.CO2+3H2 CH3OH+H2O。
7.(1)①尽可能选择环保的面料等;②提倡光盘行动,降低食物垃圾的产生和处理等;③及时关闭电器电源,使用节能家电等;④ 选择乘坐公共交通工具,短途出行尽量步行或骑自行车等。
五、作业评价标准
依据新课标化学核心素养,采用等级和要点评价,分为:基础达标、能力发展、素养提升三个维度;兼顾书面答案、化学用语、实验表达、错题反思,适用于课时作业、单元作业评价。
评价等级:A优秀、B良好、C合格、D待改进。
总体评价说明:本评价标准适配分层作业,不同层次学生采用分层达标要求,不“一刀切”。不只评判答案对错,同时评价化学用语规范性、答题逻辑、文字表达、错题反思质量。化学方程式、实验探究、计算题为核心采分点。
1.维度一:基础达标(40分,对应A基础巩固板块)
考查:基本概念记忆、物质性质与用途、化学式方程式、基础实验操作。
评价等级
评价要点
A(34‑40)
基础题正确率≥85%;化学式、化学方程式书写规范,反应条件、↑↓符号无遗漏;物质用途、实验现象填空全部准确;概念辨析(同素异形体、碳单质结构、CO₂性质)无错误。
B(28‑33)
基础题正确率70%‑84%;方程式偶有符号、条件小失误;个别概念理解偏差,无原则性错误。
C(24‑27)
基础题正确率60%‑69%;存在少量方程式书写错误;部分概念混淆,经提示可订正。
D(<24)
基础题正确率低于60%;方程式多处错误;核心概念模糊,无法独立完成基础填空。
扣分提示:方程式漏条件、漏气体沉淀符号每处扣1‑2分;概念理解错误扣3‑4分。
2.维度二:能力发展(35分,对应B能力提升板块)
考查:实验分析、图像图表、鉴别除杂、化学计算、信息提取。
评价等级
评价要点
A(30‑35)
实验原理、装置分析判断准确;图像题能分析拐点、变化原因;除杂、鉴别思路清晰;化学计算题步骤完整(设、方程式、找关系、比例式、结果、答),计算结果准确。
B(24‑29)
大部分能力题正确;图像、实验个别点分析不到位;计算题步骤完整,出现少量计算失误。
C(21‑23)
半数能力题能做对;实验、图像理解有障碍;计算题步骤有缺失,结果有误。
D(<21)
实验、图像题大多错误;计算题不能独立列式,思路混乱。
扣分提示:计算题缺步骤酌情扣2‑4分;除杂、实验简答表述不完整扣2分。
3.维度三:素养提升(25分,对应C素养探究、科普阅读、跨学科)
考查:信息获取、科学思维、科学态度与责任。
评价等级
评价要点
A(21‑25)
科普阅读题能够从材料提取信息作答;碳中和、传统文化情境能结合化学知识解释;简答题语言科学规范。
B(17‑20)
阅读题基本答对;简答表述基本到位。
C(15‑16)
能完成大部分填空;简答表达不完整。
D(<15)
阅读、情境题大量空白;答题语言口语化,缺少化学术语。
4.分层学生差异化评价要求
(1)基础薄弱学生(达标层):重点看【基础达标】维度,B及以上即为优秀,能力、素养维度适度降低标准,不苛求难题完成度。
(2)中等学生(发展层):三个维度都要评价,整体达到B及以上为合格,鼓励向A靠拢。
(3)学有余力学生(拓展层):要求三维度尽量达到A;额外看是否能自主归纳除杂、鉴别、物质转化规律。
5.综合等级判定
(1)综合A:≥85分,三维度均衡,化学用语规范,错题反思到位。
(2)综合B:70‑84分,少量失误,核心知识掌握,个别难题不足。
(3)综合C:60‑69分,基础大体掌握,能力或素养板块存在短板,需要针对性补练。
(4)综合D:<60分,基础存在较多漏洞,需要个别辅导、二次作业过关。
6.作业评语参考
(1)综合A:基础扎实,化学用语书写规范;实验、图表分析能力强;错题反思认真,能结合情境运用化学知识,继续保持!
(2)综合B:核心知识掌握较好,个别方程式条件、符号需要注意;实验简答可以进一步完善表述;错题做好错因分析,争取更大进步。
(3)综合C:基础知识点部分掌握,部分实验、图像题目理解不到位;请重点订正错题,写明错误原因,强化化学方程式默写。
(4)综合D:本单元核心概念、方程式存在较多漏洞,请回归课本梳理碳及碳的氧化物知识网络,完成基础题二次过关,主动请教。
7.评价实施注意事项
(1)重过程不只看结果:方程式条件符号、简答化学术语、错题反思均纳入评价,不只看选择填空答案。
(2)对开放性情境题(低碳方案、科普简答),只要原理正确即可得分,不追求表述和参考答案一字不差。
(3)复杂难题(数字化图像)对基础班学生不作为扣分依据。
(4)可结合课堂小测、变式练习,检验作业纠错的实际效果。
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课时作业+单元整合作业
第六单元 碳和碳的氧化物
课题1 碳单质的多样性
课时1 碳的单质
知识点一 金刚石、石墨和C60
1.【核心素养•化学观念】碳是组成物质最多的元素,碳元素的相关信息和碳原子的结构示意图如图所示,下列说法正确的是( )
A.碳原子核外有4个电子
B.碳是一种金属元素
C.碳原子核内有12个质子
D.碳元素能组成多种单质
2.【教材图片改编】如图是金刚石、石墨和C60的结构示意图,结合图示你认为下列说法正确的是( )
A.所有的单质都是由原子直接构成的 B.三者物理性质差异的原因是碳原子的排列方式不同
C.构成金刚石、石墨的原子不同 D.石墨转化成金刚石是物理变化
知识点二 物质的性质决定用途
3.【核心素养•化学观念】碳单质存在形式有多种,用途各不相同。下列各图中体现活性炭用途的是( )
A B C D
4.【教材习题】阅读科普短文并回答下列问题。
C60在常温下为固体,密度为1.68g/cm3,熔点高于280℃,可溶于苯和甲苯等溶剂。C60分子具有空心球体结构,由12个正五边形和20个正六边形封闭而成。由于具有这种独特的分子结构,C60在气体储存、新型催化剂和超导材料的研制,以及光学和医学等领域具有应用前景。例如,研究表明,C60与K等金属反应生成的化合物是超导体。
(1)下列叙述中,属于C60的物理性质的是 (填字母)。
a.可溶于苯和甲苯 b.密度为1.68g/cm3 c.熔点高于280℃ d.其分子具有空心球体结构
(2)请举例说明C60可能的应用:
。
●不理解一种元素可以组成不同单质
5.在化学上,把由同种元素组成的不同种单质互称为“同素异形体”。下列各组物质不属于同素异形体的是( )
A.红磷和白磷 B.金刚石和石墨
C.氧气和臭氧(O3) D.二氧化硫和三氧化硫
6.【教材图片改编】观察下图分析下列叙述,其中都正确的一组是( )
①碳元素可以组成多种单质;
②金刚石、石墨、C60结构不同,其化学性质差异很大;
③单层石墨片优良的导电性、导热性与其组成元素有关,与石墨的结构无关;
④石墨与金刚石结构不同,但以石墨为原料可以合成金刚石。
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
7.【核心素养•化学观念】下列涉及化学学科观点的有关说法不正确的是( )
A.微粒观:C60是由分子构成的单质
B.结构观:构成氧气和液氧的分子的化学性质不同
C.守恒观:1g氢气和8g氧气充分反应生成9g水
D.转化观:石墨在一定条件下可以转化为金刚石
8.【科学思维•建构模型】模型建构是化学学习的重要思想,下列模型正确的是( )
A.原子结构 B.C60分子结构 C.地壳中元素含量 D.氯元素化合价
9.【新情境•科技成就】近年来研究发现,以新形态存在的碳单质在诸多领域中有重要的应用前景。下列关于碳单质的说法错误的是( )
A.石墨具有金属光泽,有优良的导电性能,是天然存在的最硬的物质
B.石墨烯和碳纳米管在材料、催化、信息等诸多领域中有重要应用
C.石墨粉和黏土粉末按一定比率混合可以制铅笔芯
D.金刚石、石墨和C60里碳原子的排列方式不同,因此在性质和用途上存在明显差异
10.【教材习题改编】阅读科普短文并回答下列问题:
20世纪60年代,我国电力机车的受电弓使用软钢滑板,但这一材料存在磨损严重的问题。随后转而使用碳滑板材料,纯碳滑板具有自润滑性良好、对导线磨耗小等特点,但是该材料的机械强度较低,在运行过程中会出现滑板折断和破裂,导致使用寿命较短。到了20世纪80年代,铜基粉末冶金滑板因其接触面积大、接触压力均匀的优点,有效减少了电弧产生,提高了安全性,因此得到了广泛的应用。
20世纪90年代以后,我们开始使用组织致密的浸金属碳滑板材料,这种材料融合了碳材料和金属材料的优势,综合性能更优越。近年来,随着中国高速铁路的迅猛发展,浸金属碳滑板已广泛地应用于地铁、有轨电车等城市轨道交通系统中。这种滑板结合了碳基材料和金属基材料的优点,具有良好的导电性、自润滑性和耐冲击性,使得高铁列车能够通过车顶的受电弓滑板与接触网持续摩擦获取电力,从而维持高速运行。
综上所述,受电弓滑板材料的发展历程和应用现状体现了技术的不断更新与完善。展望未来,随着高速、重载列车的持续发展,对受电弓滑板材料的要求也将越来越高,因此,研究和开发更优的受电弓滑板材料具有极其重要的意义。
(1)石墨可用于制造受电弓滑板,这一应用与石墨的下列性质无关的是 (填字母);
A.金属光泽 B.滑腻感 C.导电性 D.熔点高
(2)金刚石和石墨等碳单质在物理性质上存在较大差异的原因是 ;
(3)浸金属碳滑板的主要优良性能是 (答一点);
(4)受电弓滑板与接触网持续摩擦获得电力的过程中的能量转化是 能→电能。
11.阅读下面科普短文,回答相关问题。
石墨烯:改变世界的神奇新材料
石墨烯(C)是一种由碳原子紧密堆积的新材料,是目前人类已知强度最高的物质,单位质量的强度是世界上最好钢铁的100倍,具有优良的导电性、光学性和热传导性等,被认为是一种未来革命性的材料。
纺织领域是石墨烯应用的新兴领域,纺织面料掺入石墨烯后,在低温情况下,可将来自远红外线的热量传送给人体,改善人体微循环系统,促进新陈代谢。科学家提出,给石墨烯“打上”许多特定大小的孔,制成单层纳米孔二维薄膜,可进行海水淡化,其工作原理如图所示。
工业上可采用甲烷(CH4)在高温和Cu﹣Pd催化下分解制取石墨烯,同时产生氢气。随着科技水平的提升,石墨烯的应用前景会十分广阔。
(1)物理性质: (填一条)。
(2)依据材料写出制取石墨烯的化学反应方程式: 。
(3)应用:
①石墨烯在纺织面料中的作用是
。
②石墨烯海水淡化膜允许 (填微粒符号)通过。
课题1 碳单质的多样性
课时2 碳单质的化学性质
知识点一 常温下,碳具有稳定性
1.【优秀传统文化】央视栏目《典籍里的中国》展现了中国智慧。用墨书写的典籍保存至今仍不变色,体现了碳单质具有的性质是( )
A.质软 B.导电性
C.可燃性 D.在常温下稳定性
2.【教材图片改编】如图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图,下列说法错误的是( )
A.这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2
B.这四种物质的物理性质有较大差异的原因是碳原子的排列方式不同
C.常温下C60和碳纳米管的化学性质很活泼
D.碳纳米管在室温下能贮存和凝聚大量的H2
知识点二 点燃时,碳具有可燃性
3.【化学观念•微粒观】木炭在空气中燃烧可能发生如下两个反应,结合反应的微观示意图判断,下列叙述错误的是( )
A.化学反应前后元素种类没有改变 B.化学反应前后原子数目和分子数目均没有改变
C.反应物的种类相同,生成物的种类不一定相同 D.使木炭燃烧,需要外界先提供能量
4.【原创题】从化学角度,解构唐代白居易《卖炭翁》:“卖炭翁,伐薪烧炭南山中。满面尘灰烟火色,两鬓苍苍十指黑。卖炭得钱何所营?身上衣裳口中食。可怜身上衣正单,心忧炭贱愿天寒”。
(1)木炭的主要成分是碳单质,木炭属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
碳单质由 直接构成(填“分子”“原子”或“离子”)。
(2)诗中的“伐薪”属于 变化,“烧炭”属于 变化。
(3)诗中“心忧炭贱愿天寒”,侧面反映出木炭燃烧会 热量(填“放出”或“吸收”)。
木炭充分燃烧生成二氧化碳,该反应的化学方程式为 。
(4)卖炭翁“满面尘灰烟火色”,是因为木炭燃烧时会产生炭黑。炭黑的用途之一是
。
知识点三 高温下,碳具有还原性
5.【教材实验变式】用木炭还原氧化铜的实验如图所示:
(1)酒精灯加网罩的目的是 。
(2)刚开始预热,试管②中立即产生气泡,但石灰水不变浑浊,原因是
。
(3)继续加热,观察到试管①中的现象是 。
(4)请写出试管①中发生反应的化学方程式是: ,该反应中木炭发生
了 反应(填“氧化”或“还原”);表示反应停止的现象 。
(5)该实验结束后,应先 然后再 。
●混淆物质的还原性、还原反应
6.关于碳和氧化铜在高温下发生的反应,下列说法正确的是( )
A.碳具有还原性 B.碳发生了还原反应
C.反应前后氧元素的化合价发生了改变 D.反应前后固体的质量不变
7.当氧化铜中混有少量的碳粉时,下列除去碳粉的方法中合理的是( )
A.隔绝空气,将混合物加强热 B.采用先溶解然后过滤的方法
C.在氢气流中加热混合物 D.在空气中灼烧混合物
8.取碳和氧化铜的混合物ag在一定条件下恰好完全反应,相关量的变化如图,下列说法正确的是( )
A.M点对应的固体物质只有两种 B.N点对应的固体为黑色
C.反应后产生气体的总质量为(a﹣b)g D.0~t2min内,固体中铜元素的质量分数不变
9.【优秀传统文化】“笔、墨、纸、砚”被誉为文房四宝,承载着优秀的中华传统文化。
图一 笔 图二 墨 图三 纸 图四 砚 图五 立窑烧烟法
(1)笔:毛笔笔杆由竹子制作,竹子还可制成竹炭包吸附异味,这是利用竹炭的 性。
(2)墨:墨由炭黑中加入天然胶等物质制成。
①墨属于 (填“混合物”或“纯净物”)。
②中国水墨山水画能长时间保存而不变色,是因为墨汁中的炭黑 。
③宋代《墨经》记载“立窑烧烟法”的示意图如图所示,炉膛口较小,松木置于炉膛中燃烧,瓮中
收集的烟可用于制墨。“立窑烧烟法”利用松木的 (填“完全”或“不完全”)燃烧,故立窑烧烟会产生 (填写化学式),造成空气污染。
④墨和木炭有相似的化学性质,实验室用墨与氧化铜反应比用木炭效果更好,反应的化学方程式
为 。
(3)纸:在宣纸制作过程中,有一道工序是用竹帘从纸浆中捞纸。该操作与化学实验中的 有相似之处。
(4)砚:砚有很多种类,金星青石砚是其中的一种,它为富含铝、钾、铁的硅酸盐类岩石,其中铝、钾、铁、硅是指 (填“原子”、“离子”或“元素”)。制作石砚的过程发生了 (填“物理”或“化学”)变化。
10.【原创题】火笼——客家农村老人的取暖神器。如图所示,火笼由竹篾编织笼身、陶土火钵、竹制提手及笼盖构成,在火钵里加入烧红的木炭取暖。
(1)火笼笼身由竹篾编织而成,竹子的主要成分是纤维素[化学式为(C6H10O5)ₙ],纤维素中碳、氢、氧元素质量比为 。若火笼长期受潮,竹篾易发霉腐烂,该过程中纤维素发生 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)火笼使用时,将灶膛未燃尽的木炭装入陶土火钵,木炭能持续提供热量是因为发生缓慢氧化反应,该反应的化学方程式为 。
(3)陶土火钵由陶土烧制而成,陶土的主要成分含二氧化硅(SiO2),二氧化硅中硅元素的化合价为 ;烧制陶土的过程中,陶土中的水分蒸发并发生复杂化学变化,最终形成坚硬的火钵,该过程中能量转化形式是 (填“化学能转化为热能”或“热能转化为化学能”)。
(4)火笼可用于烘烤食物,食物烘烤过程中能闻到香味,从微观角度解释该现象,原因是
。火笼在婚嫁习俗中倒出部分炭火象征“延续香火”,炭火燃烧时,氧气充足与不足分别生成 CO2和 CO,这说明 不同,化学反应的产物可能不同。
11.【教材习题改编】请进行下列实验并回答问题。
(1)把一根石墨电极或6B的铅笔芯用导线接入如图1所示电路,接通电源后,灯泡 (填“能”或“不能”)发光。这个实验说明 。
(2)点燃一支蜡烛,把冷碟子放在蜡烛火焰的上方(如图2),过一会儿,你将在冷碟子底上收集到亲手制得的炭黑。这个实验说明 ;根据质量守恒定律,还可知蜡烛的成分中含有 元素。
12.【教材习题改编】化学实验室常用如图1装置进行木炭还原氧化铜实验,请根据实验回答:
(1)氧化铜中铜元素的质量分数为 。
(2)实验中可以观察到的现象是 。
(3)要使80g氧化铜完全被还原,需要碳的质量至少是多少?(写出计算过程)
(4)小于同学将80g氧化铜和8.4g的炭粉在隔绝空气的透明容器中持续加强热,通过CO2传感器测得容器内CO2的质量变化曲线如图2所示,t1﹣t2时间段密闭容器中CO2的质量减少的原因是
(用化学方程式表示)。
课题2 碳的氧化物
课时1 二氧化碳
知识点一 CO2的性质和用途
1.【教材习题改编】下列关于二氧化碳的用途只利用了其物理性质的是( )
A.二氧化碳用作灭火剂 B.二氧化碳能用来生产汽水等碳酸饮料
C.干冰能用于人工降雨 D.二氧化碳参加绿色植物的光合作用可提高农作物产量
2.【科学思维•比较分析法】向一集满CO2的集气瓶中放入一片蓝色石蕊试纸,注入适量的蒸馏水,盖上玻璃片,上下振荡,再将其倒置(如图),把手移开,玻璃片没有掉下来。蓝色石蕊试纸在注入蒸馏水并振荡后变红。依据现象一定能得出对应结论的是( )
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,证明CO2与水发生了反应
C.振荡后试纸变红,证明CO2与水反应产生了酸
D.振荡后试纸变红,证明CO2能与石蕊反应变红
3.【教材实验改编】根据以下实验示意图,回答有关问题:
(1)实验1中观察到的现象是 ;说明CO2的密度比空气的 、
。
(2)实验2的塑料瓶中预先集满CO2气体,向瓶内加入约1/3体积的水,立即旋紧瓶盖,振荡,塑料瓶变瘪,原因是 。
(3)实验3中,能观察到纸花变红的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”或“Ⅲ”)。分析现象后可说明使石蕊变红的物质是 。
A.水 B.二氧化碳 C.二氧化碳与水反应的生成物
知识点二 CO2对生活和环境的影响——温室效应
4.【科学态度与责任•节能环保】中国政府制定了力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的行动方案。下列符合这一要求的举措是( )
①大力发展绿色公共交通;②开发太阳能、水能、风能等新能源;
③减少使用煤、石油、天然气等化石燃料;④大力植树造林,禁止乱砍滥伐。
A.①②③④ B.②③④ C.①②④ D.①②③
5.【化学观念•转化观】碳循环是自然界中物质和能量循环的重要组成部分。如图为自然界中的“碳循环”示意图,下列说法错误的是( )
A.途径①表示植物的呼吸作用 B.途径②会使海水酸化
C.风力发电不属于“碳循环” D.动物、植物的遗骸被微生物分解可产生CO2
●对CO2的性质认识错误
6.下列有关CO2的说法正确的是( )
A.将CO2通入紫色石蕊溶液,溶液变为红色,说明CO2能使紫色石蕊溶液变红
B.CO2可用于灭火既利用了其物理性质,也利用了其化学性质
C.进入久未开启的菜窖之前,必须做灯火试验,是因为CO2有毒
D.CO2是空气污染物,是形成酸雨的主要原因
7.【教材习题改编】中国科学工作者在探索二氧化碳的资源化方面做出了突出贡献。
图1 干冰 图2 冰 图3 可燃冰
(1)利用二氧化碳,首先要研究二氧化碳的组成、结构和性质。从宏观组成看,二氧化碳由
组成。
(2)北京冬奥会“冰丝带”速滑馆首次使用二氧化碳跨临界直冷制冰技术。其原理是CO2在一定高压下变成临界状态的流体,这些流体被送到需要制冷的区域,在蒸发过程中 (选填“吸收”或“放出”)大量的热,达到降温、制冷的目的,这种制冰技术的优点是 。
该过程利用了CO2的 (填“物理”或“化学”)性质,从微观角度分析变化的原因是
发生了改变。可见,物质的性质决定物质的 。
(3)干冰和氟利昂都可作制冷剂。化学式为CCl2F2的氟利昂中含有 种元素。
(4)在海底低温高压的条件下,甲烷水合物呈固态,被称为可燃冰(见图)。冰、干冰与可燃冰三种“冰”的化学性质不同,其原因是 。
(5)中国科学院天津工业生物技术研究所成功利用二氧化碳合成了淀粉[(C6H10O5)n],淀粉属于
(填“有机物”或“无机物”)。理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量与5亩玉米地的年产淀粉量相当,若按1620kg计算,合成这些淀粉消耗二氧化碳的质量为 kg。
8.【教材习题改编】在牙膏中可加入轻质碳酸钙粉末作摩擦剂。工业上可用如图所示的方法生产轻质碳酸钙。
(1)石灰石的主要成分为CaCO3,其中碳元素的化合价的为 。
(2)反应①的化学方程式 ,属于 反应(填基本反应类型)。
(3)反应②的化学方程式 ,属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
写出生石灰的一点用途 。
(4)石灰乳属于 (填“纯净物”或“混合物”)。通入气体X的化学式为 ,请写出反应③的化学方程式 。于谦《石灰吟》的最后一句:要留清白在人间,体现了碳酸钙的哪些性质 。
(5)整个流程的目的是
。
9.【教材习题改编】某兴趣小组对“人体吸入的空气和呼出的气体有什么不同”进行探究。
(1)小明进行了实验并得出结论如下表,请补充完整。
实验
实验操作
实验现象
解释与结论
①
收集两瓶呼出的气体
/
/
②
向其中一瓶气体中加入澄清的石灰水,振荡
澄清石灰水变
化学方程式为
③
向一瓶气体中插入燃着的木条
燃着的木条熄灭
呼出气体中二氧化碳含量高,导致木条熄灭
(2)小红认为实验③的结论不正确,并查阅到相关资料。
【资料卡片】
Ⅰ.经测定,人体吸入空气和呼出气体中各成分的体积分数大约是:
气体成分
氮气
氧气
二氧化碳
水蒸气
其他气体
吸入的空气(%)
78
21
0.03
0.07
0.9
呼出的气体(%)
78
16
4
1.1
0.9
Ⅱ.用氧气、二氧化碳传感器在烧杯顶部测量杯内两支蜡烛从点燃到全部熄灭后,杯内氧气和二氧化碳的浓度变化如图。
Ⅲ.将燃着的木条插入含20%氧气和80%二氧化碳的集气瓶中,木条能正常燃烧。
请结合以上资料,简述小红认为实验③结论不正确的理由
。
10.【核心素养•科学思维】从科学家认识物质的视角认识CO2。
(1)分类角度:CO2属于 (填字母)a.单质 b.氧化物 c.有机物
(2)微观角度:我国研制的一种新型催化剂可将CO2和H2转化为甲醇(CH3OH)和X。
若用“O”表示氢原子,“”表示氧原子,“”表示碳原子,该反应的微观示意图如图:
画出X分子的微观示意图: (用0.5mm黑色墨水签字笔作答)。
(3)性质角度:三百多年前,人们发现一些洞穴内有一种能使燃烧的木柴熄灭的气体,后来该气体被证实是CO2。据此推测CO2具有的化学性质是 。
(4)变化角度:如图是某同学整理的物质转化图。
实验室中常用CO2→CaCO3检验CO2气体,写出其化学反应方程式 。
(5)应用角度
I.可用如图所示方法自制汽水来消暑解热:
制汽水时,NaHCO3与柠檬酸反应生成柠檬酸钠、二氧化碳和水。
①据此推测,通常条件下不能与柠檬酸反应的物质 (填字母)。
a.镁带 b.氯化钠 c.烧碱(NaOH)
②打开汽水瓶盖时汽水会自动喷出来。说明气体在水中的溶解性与 有关。
Ⅱ.Al﹣CO2电池是一种新型电池。
③电池的工作原理:在O2的催化下,Al与CO2发生化合反应生成Al2(C2O4)3.写出此反应的化学方程式 。
(6)环保角度:全球参与控制CO2的排放量是防止温室效应进一步增强的根本对策。
下列限制CO2排放量的做法不合理的是 (填字母)。
a.制定旨在限制CO2排放的国际规定
b.减少化石能源的使用,开发太阳能等新能源
c.工厂通过加高烟囱直接排放含CO2的废气
课题2 碳的氧化物
课时2 一氧化碳
知识点一 CO的性质和用途
1.【生活情境】木炭铜火锅是人们在冬季喜爱的一道美食,但在品尝美味时如果不注意通风,容易造成中毒,这是因为木炭燃烧生成了( )
A.水
B.一氧化碳
C.烟尘
D.二氧化碳
2.下列有关一氧化碳的说法不正确的是( )
A.通常状况下一氧化碳是无色、无味的有毒气体 B.在炉子上放一盆水,可以避免一氧化碳中毒
C.一氧化碳具有可燃性,可用作燃料 D.一氧化碳具有还原性,可用于冶炼金属
3.【科学探究与实践】如图为实验室用CO还原CuO的装置示意图,试回答下列问题。
(1)在给CuO加热前,先通一会儿CO气体,其目的是赶走玻璃管中留存的空气,防止
。
(2)在A处观察到的实验现象是 ,反应方程式是 ;
在B处观察到的实验现象是 。
(3)实验结束时,先撤去酒精灯,还要继续通入CO至玻璃管冷却,目的是
。
(4)C处尾气必须点燃处理,目的是 。
知识点二 CO和CO2的比较与转化
4.【教材习题】CO2 和CO具有相同的( )
A.元素种类 B.相对分子质量
C.碳元素质量分数 D.分子种类
5.【教材习题改编】选择氧气、二氧化碳或一氧化碳的化学式填空,并写出有关的化学方程式。
(1)能使带火星的木条复燃的是 ,能用于灭火的是 。
(2)绿色植物进行光合作用吸收的是 ,释放的是 ;
能产生温室效的气体是 。
(3)能在空气中燃烧的是 ,反应的化学方程式为 。
(4)能使澄清石灰水变浑浊的是 ,反应的化学方程式为 ;将 通入紫色石蕊溶液,溶液变成红色,它与水反应的化学方程式为 。
(5)能使氧化铜还原成铜的是 ,反应的化学方程式为 。
(6)影视舞台上经常见到云雾缭绕的景象,为产生这种景象可以使用固态 ;
吸烟对人体有害,燃着的香烟产生的烟气中含有几百种有害物质,其中能与人体血液中血红蛋白结合的有毒气体是 。
●有关CO和CO2的除杂
6.下列物质中含有少量杂质,其中除杂的方不正确的是( )
物质
杂质
除去杂质的方法
A
一氧化碳
二氧化碳
把气体通入澄清石灰水
B
二氧化碳
一氧化碳
点燃气体
C
水
泥沙
过滤
D
氧化铜
炭粉
在氧气流中加热混合物
7.【核心素养•化学观念】下列生活中各物质的用途,描述正确的是( )
A.冬季室内用煤炉取暖,在煤炉旁放一盆水可防止煤气中毒,因为CO易溶于水
B.石墨作高铁的受电弓滑板,是因为石墨硬度大
C.二氧化碳可做气体肥料
D.金刚石薄膜可以作芯片基板散热,是因为金刚石薄膜的透光性好,硬度大
8.【核心素养•化学观念】化学观念是化学课程要培养的核心素养之一。从不同角度对CO和CO2的认识不正确的是( )
A.元素观:CO和CO2都是由碳、氧两种元素组成的化合物
B.结构观:CO和CO2都是由碳原子和氧原子构成,化学性质相似
C.分类观:CO和CO2都属于氧化物
D.变化观:CO和CO2在一定条件下可以相互转化
9.【科学思维•比较分析法】有关CO2、CO的说法正确的是( )
A
组成
组成元素相同,但CO2比CO多一个氧元素
B
除杂
CO2中混有少量CO,可以用点燃的方法除去
C
收集
都可以用排空气法收集
D
鉴别
可以用溶解性、点燃等方法鉴别这两种气体
10.【创新装置】兴趣小组同学用如图所示的“W”形玻璃管进行微型实验。下列说法正确的是( )
A.a处红色粉末变黑
B.把尾气直接通入到水中进行处理
C.b处的现象为紫色石蕊溶液变红
D.该实验体现了CO的可燃性
11.下列物质中,既具有可燃性,又具有还原性的单质是( )
A.C B.CO C.O2 D.
12.【科学思维•归纳比较】下列有关CO2与CO的“归纳与比较”正确的是( )
A.构成:一个CO2分子比一个CO分子多一个氧原子
B.性质:都是无色无味的气体,都能溶于水,水溶液显酸性,都能燃烧等
C.危害:CO和CO2都是有毒的气体,进入久未开启的菜窖中会因CO2的含量增大而中毒
D.用途:CO2可用于光合作用、灭火、气体肥料等,CO可用作
13.【优秀传统文化】“围炉煮茶”成为当下流行的休闲方式。《茶经》记载“茶有九难:一曰造……三曰器,四曰火,五曰水……八曰煮,九曰饮”“巽主风,离主火,坎主水,风能兴火,火能熟水”。
(1)炉中燃料是机制木炭。为防止CO中毒,“围炉煮茶”需注意 ;
橘皮烤后呈黑色,说明橘皮中含有 (填名称)元素。
(2)器:用于煮茶的鍑“以生铁为之”,主要利用生铁的 性;工业上常用赤铁矿石(主要成分:Fe2O3)和一氧化碳反应冶炼生铁,其反应的化学方程式为 。
(3)火:从燃烧条件的角度分析“风能兴火”的原因是 。
(4)水:煮茶以山泉水为佳,山泉水为 (填“纯净物”或“混合物”)。
(5)煮:煮茶容器为紫砂壶。紫砂中含有氧化铁,用化学用语表示氧化铁中铁元素的化合价 。
14.【科学探究与实践】已知草酸钙(CaC2O4)加热易分解:CaC2O4CaO+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。
(1)B中实验现象是 ,写出其在D中发生反应的化学方程式
。
(2)Fe2O3中铁元素化合价为 。
(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 。
(4)从环保的角度考虑,该实验装置的不足之处是 。
15.工业上用甲烷和二氧化碳在一定条件下反应生成氢气和一氧化碳,可以有效实现碳循环。
(1)请完成该化学方程式的配平:CH4+CO22H2+ CO
(2)请计算每消耗2.2t二氧化碳,可生成氢气的质量是多少?
16. 阅读下列科普短文,结合图文信息,分析思考,回答问题。
一氧化碳是一种无色、无味、难溶于水的气体燃料,也是工业生产中的重要原料,利用一氧化碳可合成甲醇;在高炉炼铁中,一氧化碳可作为还原剂将赤铁矿(主要成分为Fe2O3)还原为铁。一氧化碳具有毒性,吸入人体内的一氧化碳极易与人体血液中的血红蛋白结合,形成碳氧血红蛋白,使血红蛋白失去输氧功能,导致人体缺氧,甚至窒息死亡。使用燃气热水器、燃气灶时,应保持良好通风,避免燃气燃烧不充分,导致室内一氧化碳浓度升高,引发中毒事故。车内开空调睡觉也可能因发动机尾气积聚导致一氧化碳中毒,轻度中毒者呼吸新鲜空气后可恢复,重度中毒者需用高压氧治疗。
(1)一氧化碳与血红蛋白结合后形成的物质是 ;
在室内放置几盆水不能预防一氧化碳中毒,原因是 。
(2)一氧化碳燃烧的化学方程式为 。
(3)一氧化碳将赤铁矿(主要成分为Fe2O3)还原为单质铁的过程中,铁元素的化合价发生的变化
为 。
(4)一氧化碳中毒的症状有 ;
使用燃气灶烧饭时,为预防一氧化碳中毒,应该采取的措施是 。
课题3 二氧化碳的实验室制取
知识点一 二氧化碳的实验室制法
1.【教材习题改编】实验室里采用如图所示的装置制取二氧化碳时,一般有5个步骤:
①检查装置的气密性;
②按要求组装好仪器;
③向长颈漏斗中注入稀盐酸;
④收集气体;
⑤向锥形瓶中放入几小块石灰石。
正确的操作顺序是( )
A.①②⑤③④ B.②①⑤③④ C.①②③⑤④ D.②①③⑤④
2.【教材习题改编】列举你所知道的能生成二氧化碳的反应(能用化学方程式表示的,写出化学方程式),与同学讨论这些反应能否用于实验室里制取二氧化碳,并说明理由,完成下表。根据表格内容分析,选择用于物质制取的反应时,需要考虑哪些方面的问题。
序号
生成CO2的反应
能否
能否用于实验室里制取CO2的理由
1
能
反应物稳定、廉价易得,反应条件容易达到,反应速度适中、利于气体收集,产生的气体含杂质较少
2
CaCO3CaO+CO2↑
3
否
木炭燃烧收集的二氧化碳中往往含有一氧化碳、氧气等物质
4
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
5
否
反应得到的二氧化碳中可能混有一氧化碳或氧气
…
………
…
………
实验室制取气体要求从四个方面考虑:
①反应物稳定、易得(廉价);
②反应速度适中易控制,有利于气体收集;
③反应条件实验室能达到;
④产生的气体含杂质较少。
3.【教材习题改编】实验室里用如图所示装置制取二氧化碳,并探究二氧化碳的性质。
(1)写出标有①仪器的名称: 。
(2)实验制取二氧化碳利用的试剂是 和 ,反应的化学方程式为
。装置A中长颈漏斗的下端插入液面以下的原因是 。
(3)装置B中观察到的实验现象是 ,用化学方程式说明原因: 。
(4)若用装置C来检验二氧化碳,则C中应加入的试剂为 ,C中观察到的实验现象是 ,反应的化学方程式为 。
知识点二 实验室制取气体的一般思路
4.【科学探究与实践】初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。
(1)某学习小组将实验室制取常见气体的相关知识归纳如下:
气体
方法(或原理)
发生装置
收集装置
O2
方法1:加热氯酸钾
均可选择A装置
(可根据需要添加棉花)
均可选择④ 装置(填标号)
方法2:加热①
(填化学式)
方法3:分解过氧化氢溶液
均可选择② 装置(填标号)
CO2
稀盐酸与石灰石(或大理石)
反应
化学方程式为③
(2)该小组将制取的O2和CO2(各一瓶)混淆了,设计如下方案进行区分。
方案
现象
结论
方案1:将带火星的木条分别伸入两个集气瓶中
若带火星的木条①
则该瓶气体是O2
方案2:向两个集气瓶中分别滴入少量的
② 溶液,振荡
若溶液变浑浊
则该瓶气体是CO2
方案3:向两个集气瓶中分别倒入少量的水,
振荡后再滴加几滴紫色石蕊溶液
若紫色石蕊溶液变为
③ 色
则该瓶气体是CO2
…………
…………
…………
(3)制取气体的过程包括:a.选择制取装置;b.验证所得气体;c.明确反应原理。据此,该小组总结出实验室里制取气体的一般思路为 (填“甲”或“乙”或“丙”)。
甲.a→b→c 乙.b→a→c 丙.c→a→b
●对二氧化碳的操作认识不清
5.某同学在实验室制取二氧化碳的过程中,进行制取、收集、检验、验满的四步操作如下图所示,其中正确的是( )
A.制取 B.收集 C.检验 D.验满
6. 在实验室制取二氧化碳的实验中,下列装置和操作正确且规范的是( )
A.检查装置气密性 B.加入大理石 C.制取CO2 D.收集CO2
7. 【数字化实验】兴趣小组在实验室制取二氧化碳气体的发生装置中连接上压强传感器如图一,测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图二。下列说法不正确的是( )
A.ab段试管中液面逐渐下降 B.cd段长颈漏斗中液面逐渐上升
C.a点的对应操作是关闭弹簧夹 D.bc段石灰石与盐酸脱离接触
8.【教材习题改编】CaCl2•2H2O(二水合氯化钙)可用于食品加工、制药等领域。工业上生产CaCl2•2H2O的主要流程示意图如图所示。
(1)《天工开物》中有“凡石灰经火焚炼为用”的记载,这里的“石灰”指的是石灰石,石灰石的主要成分是 (填化学式)。上述记载涉及的主要反应的化学方程式为 。
(2)粉碎机和搅拌器所起的作用是 。
(3)反应器中发生反应的化学方程式为 。
(4)反应器中产生的气体,可以收集后用于 。(写出一条合理建议)
(5)CaCl2•2H2O属于 (填“混合物”或“纯净物”),其相对分子质量为 。
9.【教材习题改编】实验室现有高锰酸钾、石灰石和稀盐酸,以及下列仪器:
(1)写出图中仪器⑧的名称 。
(2)利用上述仪器和药品可以制取和收集二氧化碳,你选择的仪器是 (填序号),组装好实验装置后,应进行的必要操作是 ,反应装置中发生反应的化学方程式为 。验证二氧化碳是否集满的方法是
。
(3)若补充一种仪器(填名称) ,再利用如图所示的部分装置和药品还可以制取和收集氧气,你选择的仪器是 (填序号),反应的化学方程式是 ,该反应的基本反应类型是 。
10.实验小组取20g石灰石样品于烧杯中,将100g稀盐酸分四次加入,充分反应后测得实验数据如下表(杂质不参与反应,生成的气体全部逸出):
第一次
第二次
第三次
第四次
加入稀盐酸的质量/g
25
25
25
25
烧杯中剩余物质的质量/g
42
64
88.4
113.4
回答下列问题:
(1)实验中发生反应的化学方程式是 。
(2)反应中产生气体的总质量是 g。
(3)该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为多少?(写出计算过程)
第六单元 小结与复习
【原创题】读万卷书,行万里路,实践出真知。让我们一起去博物馆、科技馆开展研学之旅吧!
第一站:博物馆
1.参观北京故宫博物院,穿越历史的长空。下列三件珍品均藏于北京故宫博物院。
图一 兰亭序(摹本) 图二 白金镶钻石戒指 图三 手炉
(1)“天下第一行书”——《兰亭序》,唐代初期书法家冯承素临摹王羲之的作品。该书法由墨汁书写,
距今已逾千年却依然保存完好,说明“墨”的主要成分碳 (填写碳的性质)。
(2)白金镶钻石戒指。金刚石经研磨后作为装饰品——钻石,这利用了金刚石
的性质。(写一条)
(3)手炉,是冬天暖手用的小炉,也称“火笼”。该手炉的内胆装燃着的木炭,盖面为铜丝编结而成的密网。
①手炉主要是利用木炭的 (填写木炭的性质)来取暖供热。
②盖面为密网,镂空设计的目的是
。
③木炭具有 的结构,可以吸附一些色素和异味。
下列图示,能表示木炭主要成分的结构是 (填字母)。
④木炭还可用于冶炼金属。如图所示,木炭还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铜的实验装置。
甲:木炭还原氧化铜 乙:一氧化碳还原氧化铜
甲中实验现象为 ,该反应的化学方程式为 。该实验会产生少量的一氧化碳,可能来源 (请用化学方程式表示)。乙中一氧化碳还原氧化铜的化学方程式为 。该实验存在明显缺陷,请给出优化建议 (写一条)。
第二站:科技馆
2.参观中国科学技术馆,感受时代的脉搏。中国科技馆打造了全国首个“碳达峰、碳中和”科普展。
我国承诺力争在2030年前二氧化碳排放达到峰值,并在2060年前实现碳中和。同学们基于碳中和理念设计低碳行动方案,设计并开展了如下项目式探究活动。
项目一:了解碳中和理念
【查阅资料】
如图1所示,碳中和是指通过植树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放,实现二氧化碳的“零排放”,即“碳中和”。
【分析交流】(1)“碳”实质是指 ,“中和”即排放与吸收相抵。
项目二:探寻自然界中的碳循环
(2)由图可见,导致大气中CO2含量急剧增多的主要原因是 。
项目三:设计碳吸收行动方案。“碳中和”是让人为排放的二氧化碳,被人为努力和自然过程所吸收。
(3)自然吸收:二氧化碳的自然吸收途径有植物的 等。
(4)人为努力:利用某种液体吸收二氧化碳。
【设计方案】如图所示,向充满二氧化碳的塑料瓶中分别倒入等量的水、澄清石灰水、氢氧化钠饱和溶液。
①瓶1变瘪 (选填“能”或“不能”)说明二氧化碳和水发生化学反应,你的理由是
。
②实验中,观察到只有瓶2中液体变浑浊,用化学方程式表示其原理 。瓶2和瓶3塑料瓶均变瘪,但瓶3变瘪更为明显,说明氢氧化钠饱和溶液比澄清石灰水吸收的CO2气体 (选填“更少”或 “更多”)
【拓展延伸】
(5)全球首套千吨级规模太阳燃料合成示范项目在兰州新区绿色化工园区试车成功。该项目迈出了将太阳能等可再生能源转化为液体燃料工业化生产的第一步。其核心原理是将二氧化碳和氢气在一定条件下转化为绿色燃料甲醇(CH3OH)和水,写出该反应的化学方程式 。
项目四:制定低碳行动方案
(6)大气中二氧化碳的含量是相对稳定的,如果大气中二氧化碳含量不断上升,会导致
加剧。为控制二氧化碳的排放量,同学们欲从以下角度减少二氧化碳,请补充完整。
角度
行动方案(写一条具体措施)
①衣
减少购买衣服,尽可能选择环保的面料
②食
提倡光盘行动,降低食物垃圾的产生和处理等
③住
④行
第三站:实践基地
3.“做中学”“用中学”“创中学”,在探究实践中学习是增长知识才能的最佳途径。某同学进行了二氧化碳的制取和性质探究。某同学进行了二氧化碳的制取和性质探究。
实验一:选择试剂
按如表进行实验,分别取等质量的大理石于反应器中,再加入等体积的足量酸(杂质不与酸反应)。测得产生二氧化碳的体积随时间变化曲线如图1所示。
实验编号
药品
①
块状大理石、10%硫酸溶液
②
块状大理石、7%盐酸溶液
③
大理石粉末、7%盐酸溶液
(1)最适合实验室制取二氧化碳的是图中 曲线对应的实验,其实验编号是 。
(2)大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式为 。
实验二:选择装置(如图2)
(3)仪器甲的名称为 。
(4)选择装置 (填字母标号)用于实验室制取和收集二氧化碳。
(5)若用装置C制取气体,主要优点是 。
实验三:探究性质(如图3)
(6)b处观察到溶液颜色变红,若要证明二氧化碳能与水反应,还应在a处放 (填字母标号)。
A.水 B.干燥的紫色石蕊纸花 C.澄清石灰水
(7)烧杯中蜡烛自下而上依次熄灭,说明CO2具有的性质是:① 、
② 。
(8)你认为微型实验的优点是 (写一条即可)。
实验活动3 二氧化碳的实验室制取与性质
1. 检验集气瓶中是否充满二氧化碳的方法是( )
A.倒入少量的紫色石蕊试液 B.倒入少量澄清石灰水
C.用点燃的木条放在集气瓶口 D.用点燃的木条伸到集气瓶底
2. 实验室用大理石和稀盐酸制备二氧化碳的发生装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.打开旋塞之后,试管中稀盐酸体积减小
B.打开旋塞之后,有气体从长颈漏斗中逸出
C.闭合旋塞后,试管内气压减小
D.闭合旋塞后,漏斗内液面上升
3. 下列关于的实验室二氧化碳制取及检验的说法不正确的是( )
A.制CO2的药品
B.发生装置
C.收集方法
D.检验CO2
4.【教材习题改编】我国科研人员研制出一种新型催化剂,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① 和② 都不改变。
(4)(CH2)n中碳、氢元素的质量比为 。
(5)关于科研人员的这项研究成果的重要意义,不正确的是 (填字母序号)。
A.节约化石燃料,减缓温室效应 B.有利于防止空气污染
C.该成果有利于达成碳中和的目标 D.该转化一定程度上能解决我国石油资源短缺问题
(6)从中你能得到启示有 。
5.【教材习题改编】CO2是一种温室气体,其过量排放导致的全球变暖日益引起了人们的关注。
(1)为了控制大气中CO2的含量,以下措施不可行的是 (填字母)
a.开发新能源 b.禁止使用化石燃料 c.大力植树造林 d.大力发展公共交通
(2)封存CO2:将CO2通过船舶或管道运输到深海区域,并将其注入到海底。
①通常注入CO2的深度需要大于1000m,其原因可能是 。
②请从海底封存能力和对海洋生态环境的影响,分析这项技术的优点与不足:
优点: ; 不足: 。
(3)合成绿色化肥:CO2和NH3可合成氮肥NH4HCO3,该反应符合“原子利用率100%”的绿色化学理念,则反应的化学方程式为 。
6.利用如图所示实验装置制取气体,并用制得的气体进行性质实验。
(1)仪器a的名称为 。
(2)实验室用加热高锰酸钾的方法制取并收集氧气,应选用 装置(填序号),其反应的化学方程式为 。
(3)探究氧气的性质时,为使木炭与集气瓶内的氧气充分反应,用坩埚钳夹取一小块木炭,在酒精灯火焰上加热至发红,将其由瓶口向下 (填“快速”或“缓慢”)插入充满氧气的集气瓶中,观察到木炭燃烧更剧烈。
(4)实验室用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳,应选用 装置(填序号),其反应的化学方程式为 。
7.下列有关二氧化碳的检验、制备和用途能达到目的的是( )
A.二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中,溶液变蓝
B.将燃着的木条伸入集气瓶,火焰立即熄灭,证明瓶内原有气体就是二氧化碳
C.用块状石灰石和稀硫酸迅速制备大量二氧化碳
D.干冰用于人工降雨
8.制取、收集CO2并验证相关性质,下列做法不正确的是( )
A.检查装置气密性 B.加入石灰石 C.收集CO2 D.验证CO2不支持燃烧
9.【科学探究与实践•教材习题改编】某化学兴趣小组发现上次做实验用的澄清石灰水忘记了盖瓶盖,试剂瓶内壁附着一层白色固体,底部也有白色固体。
【提出问题】白色固体是什么?怎样产生的?
【猜想与假设】
猜想一:碳酸钙。(1)用反应方程式表示该猜想的原因 。
猜想二:氢氧化钙(水分蒸发,析出氢氧化钙固体)
猜想三: 的混合物。
【查阅资料】①氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙和水。②酚酞溶液遇氢氧化钙溶液变红。
【实验探究】
(2)甲同学取少量白色固体于试管中,加入过量稀盐酸,振荡,固体全部溶解并有气泡产生。
产生气泡的化学方程式为 ,甲同学得出结论,猜想一正确。
(3)乙同学提出质疑,认为甲同学实验结论不够严谨,其理由是 ,并补充实验如下:
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量白色固体于试管中,加适量的水振荡,静置,在上层清液中滴加少量酚酞试液
白色固体既含有碳酸钙又含有氢氧化钙
【实验结论】综上所述,猜想三正确。
【实验反思】
(4)澄清石灰水必须要 保存。
(5)石灰水用完后,除去瓶壁的白色固体方法是: 。
10.【跨学科实践】有关二氧化碳的制取、性质及制定低碳行动方案。
(1)CO2的制取及性质
ⅰ.制取CO2。组装一套便于添加稀盐酸的发生装置,需用到如图1中的仪器有 (填字母)。
ⅱ.性质实验
操作
现象
性质
X为澄清石灰水时,现象
为
CO2能与石灰水反应
X为 时,现象
为
CO2能与水反应生成酸性物质
低处的蜡烛先熄灭,
高处的蜡烛后熄灭
;
CO2不燃烧,也不支持燃烧
(2)低碳行动方案。同学们展示如图2所示的方案,并交流讨论、完善方案。
ⅰ.完善方案中的内容(各补写一条):a. ;b. ;e. 。
ⅱ.CO2物理利用 (填“能”或“不能”)从总量上减少CO2。
ⅲ.植树造林,利用绿色植物的 作用吸收CO2。
11.某同学在实验室制取CO2并进行研究。
(1)该同学拟用块状石灰石制CO2。
①应选用的另一种试剂是 (填名称)。
②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)如图2所示,进行验证CO2能与水反应生成酸性物质的实验。
①试管中的物质X为 。
②通入CO2后可观察到的现象为 。
(3)下列反应均能生成CO2
A.木炭燃烧 B.碳酸钠与稀硫酸反应 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)。
②你选择的反应适合用于实验室制取CO2的主要理由是
(写两条)。
(4)收集CO2时,常用燃着的木条放在集气瓶口验满。木条熄灭,CO2真的集满了吗?
如图3,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4所示。
①图3中,通CO2导管的末端应处于 (填“A”或“B”)位置。
②图4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 。
跨学科实践活动5 基于碳中和理念设计低碳行动方案
【活动目标】基于碳中和理念,从物质的性质和转化角度认识二氧化碳的排放和吸收,理解低碳行动原理,设计并评价低碳行动方案。
【活动设计与实施】
任务一 了解低碳行动、碳达峰、碳中和的概念
1.大气中二氧化碳的含量不断上升,会导致 增强,全球变暖。全球变暖已使人类的生存环境遭受严重的威胁,请列举两条其对人类生活的影响:①
② 。
2.判断下列说法是否正确,对的打“√”,错的打“×”。
(1)低碳行动是指减少碳排放的生活方式,包括节约能源和资源等方面。 ( )
(2)碳中和是指某个地区在一定时间内人类活动直接或间接排放的二氧化碳,与其通过不同措施吸收
的二氧化碳相互抵消,实现净零碳排放。 ( )
(3)我国承诺在2030年前,二氧化碳的排放量达到峰值,然后慢慢减下去。 ( )
(4)中学生践行低碳生活,能推动碳中和的目标实现。 ( )
(5)为实现碳中和,增大人为碳移除量,工厂可适当加高烟囱排放废气。 ( )
(6)低碳行动关系到人类的生存和可持续发展,需要全面的国际合作和国家政策支持。( )
任务二 测定不同环境中二氧化碳的含量
3.设计实验测定校园不同地点空气中二氧化碳的相对含量,并进行比较和分析。
【查阅资料】二氧化碳能溶于水,可以被氢氧化钙等碱性吸收剂较快吸收;酚酞溶液遇碱性溶液变红。
【设计实验】
Ⅰ. 配制吸收二氧化碳的测试液:取50 mL蒸馏水,滴入2滴酚酞溶液,一边搅拌,一边慢慢滴入澄清
石灰水至溶液变为浅红色。
Ⅱ. 测定不同地点空气中二氧化碳的含量:①用50 mL注射器吸取10 mL测试液;②在测试环境中抽
气到50 mL刻度处,堵住注射器口,用力振荡注射器2~3 min;③将注射器口向上,小心将余气
排出;④重复②③操作若干次,直至注射器内测试液恰好褪色;⑤记下抽气的次数。
测试地点
校园操场
校园花园
保持通风的刚下课的教室
门窗紧闭的刚下课的教室
抽气次数
12
13
11
7
【交流讨论】
(1)上述空气中二氧化碳含量最高的地点是 。二氧化碳一般约占空气总体积的 %,若超过3%,就会使人呼吸急促,因此在教室里学习时要注意 。
(2)上述实验中,振荡注射器时溶液中发生反应的化学方程式为 。
4.大气中二氧化碳含量的迅速升高已被认为是全球变暖的主要因素。
大气中二氧化碳浓度与全球气温变化的关系如图,请写出支持“二氧化碳含量升高导致全球变暖”
的证据: 。
任务三 梳理自然界中的碳循环
5.二氧化碳在生物圈、水圈和岩石圈间的转化关系如图。
(1)碳循环中的“碳”是指 (填“碳元素”“碳原子”或“二氧化碳”)。
(2)生物圈中发生光合作用时吸收空气中的CO2,放出 ;C6H12O6中C、H元素的质量比为 。
(3)查阅资料可知,地球上最大的碳储存库是 (填“水圈”或“岩石圈”),含碳量约为地球上
碳总量的99.9%。
6.利用图示方式说明二氧化碳的排放与吸收途径。
(1)二氧化碳的排放:①煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧;②一氧化碳等含碳燃料的燃烧;
③人和动植物的呼吸;④煅烧石灰石等。
一氧化碳燃烧的化学方程式为 ;
煅烧石灰石的化学方程式为 。
(2)二氧化碳的吸收:
①绿色植物等的 作用;
②海水吸收,发生反应的化学方程式为 ;
③对产生的CO2进行分离、回收,即二氧化碳的捕集、封存与利用。
a.地质封存:将CO2气体压缩成液态或固态,然后压入地层深处。从微观角度解释,CO2气体能
被压缩成液态或固态的原因是 。
b.CO2的利用:用CO2为原料合成一些化工产品。如利用CO2和氢气在催化剂的作用下生成甲醇(CH3OH)和水,该反应的化学方程式为 。
任务四 设计低碳行动方案
7.以小组为单位,优化低碳行动方案。
(1)减少二氧化碳的排放:
①衣: ;
②食: ;
③住: ;
④行: 。
(2)增加二氧化碳的吸收:植树造林、种草等。
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四、参考答案与解析
课题1 碳单质的多样性(课时1 碳的单质)
1.D;2.B;3.D。
4.(1)abc;(2)新型催化剂和超导材料的研制(或气体储存、光学和医学等领域等,合理即可)。
5.D;6.D;7.B;8.B;9.A;
10.(1)A;(2)碳原子的排列方式不同;(3)良好的导电性(合理即可);(4)机械。
11.(1)导电性(合理即可)。(2)CH4C+2H2。(3)①在低温情况下,可将来自远红外线的热量传送给人体,改善人体微循环系统,促进新陈代谢。②H2O。
课题1 碳单质的多样性(课时2 碳单质的化学性质)
1. D;2.C;3.B。
4.(1)混合物;原子。(2)物理;化学。(3)放出。C+O2 CO2 。(4)用于橡胶工业(如轮胎);作油墨、黑色涂料等。
5.(1)集中火焰、提高温度。(2)此时逸出的气体是试管内的空气,而非二氧化碳。(3)固体由黑色逐渐变红。(4),氧化。②试管中导管口没有气泡冒出。(5)②试管中的导管移出水面;熄灭酒精灯。
6.A;7.D;8.C。
9.(1)吸附。(2)①混合物。②在常温下,化学性质不活泼。③不完全,CO。④C+2CuO2Cu+CO2↑。
(3)过滤。(4)元素;物理。
10.(1)72:10:80或36:5:40;化学。(2)C+O2 CO2 。(3)+4;热能转化为化学能。(4)分子在不断运动。反应物的浓度(或氧气的量)。
11.(1)能;石墨具有导电性。(2)蜡烛不充分燃烧可产生炭黑;碳。
12.(1)80%。(2)黑色粉末变为红色,澄清石灰水变浑浊。
(3)解:设需要碳的质量至少为x。
C + 2CuO2Cu + CO2↑
12 160
x 80g
,x=6g
答:需要碳的质量至少是6g。
(4)。
课题2 碳的氧化物(课时1 二氧化碳)
1.C;2.C。
3.(1)下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭;大、二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧。(2)二氧化碳溶于水,使瓶内气压减小。(3)Ⅲ;C。
4.A;5.A;6.B。
7.(1)碳元素与氧元素。(2)吸收,环保;成本低;安全高效;物理;微粒间的间隔;用途。(3)三。
(4)分子构成不同。(5)有机物;设合成这些淀粉消耗CO2的质量为x,则:1620kgx,x=2640kg。
8.(1)+4。(2),分解。(3)CaO+H2O=Ca(OH)2,放热。干燥剂或加热食物或制备熟石灰等。(4)混合物。CO2,CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。白色、坚硬、难溶于水等。
(5)提高碳酸钙的纯度,同时得到颗粒均匀、疏松的轻质碳酸钙,便于在牙膏等日化产品中使用。
9.(1)②浑浊;Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O。(2)Ⅲ.由资料Ⅲ可知,二氧化碳含量80%时木条仍能燃烧,而呼出气体中二氧化碳含量仅为4%,因此,不是呼出气体中二氧化碳含量高导致木条熄灭。【或由资料Ⅱ可知,当氧气含量低于15.65%(约16%)时蜡烛熄灭,而呼出气体中氧气含量为16%,因此木条熄灭的原因是氧气含量不足】。
10.(1)b。(2)。(3)不燃烧不支持燃烧。(4)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。(5)I.①b。②压强。Ⅱ.③2Al+6CO2Al2(C2O4)3。(6)c。
课题2 碳的氧化物(课时2 一氧化碳)
1.B;2.B。
3.(1)CO与空气混合后,加热时发生爆炸。(2)黑粉变红,CuO+COCu+CO2;澄清石灰水变浑浊。
(3)防止石灰水倒吸入炸裂玻璃管,同时防止灼热的铜又与O2反应重新生成CuO。
(4)防止CO扩散到空气中污染空气。
4.A。
5.(1)O2,CO2。(2)CO2,O2;CO2。(3)CO,2CO+O22CO2。(4)CO2,CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;CO2,CO2+H2O=H2CO3。(5)CO,CO+CuOCu+CO2。(6)CO2;CO。
6.B;7.C;8.B;9.D;10.C;11.A;H2。12. A;气体燃料,冶炼金属等。
13.(1)保持通风良好;碳。(2)导热;Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。(3)为燃烧提供充足的氧气。(4)混合物。(5)。
14.(1)澄清的石灰水变浑浊,3CO+Fe2O32Fe+3CO2。(2)+3。(3)能看到玻璃管中红棕色粉末变为黑色。(4)没有尾气处理装置。
15.解:(1)根据化学反应前后,氧原子的个数不变,则一氧化碳前面的化学式计量数是2。
(2)设生成氢气的质量为x。
CH4+CO22H2+2CO
44 4
2.2t x
,x=0.2t
答:可生成氢气的质量是0.2t。
16. (1)碳氧血红蛋白;一氧化碳难溶于水。(2)2CO+O22CO2。(3)降低或由+3变为0。
(4)头痛、头晕、心慌等;使燃气充分燃烧或开窗通风。
课题3 二氧化碳的实验室制取
1.B。
2.(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。(2)否;碳酸钙分解需要的温度太高,浪费能源。(3)C+O2CO2。
(4)否;反应速率太快,不容易控制。(5)2CO+O22CO2。
3.(1)锥形瓶。(2)大理石或石灰石;稀盐酸,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。防止生成的二氧化碳气体从长颈漏斗中逸出。(3)石蕊溶液变红,H2O+CO2=H2CO3。(4)澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊,CO2+Ca(OH)2=H2O+CaCO3↓。
4.(1)①KMnO4;②B;③CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;④C。(2)①复燃;②氢氧化钙;③红。
(3)丙。
5.C;6.D;7.B。
8.(1)CaCO3;。(2)增大反应物的接触面积,使反应更充分,从而加快反应速率。
(3)CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。(4)灭火或化工产品的原料或气体肥料等。(5)纯净物,147。
9.(1)长颈漏斗。(2)①②⑦⑧,检查装置的气密性,CaCO3 +2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。把燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则证明二氧化碳已集满。
(3)试管,①③④⑤⑥,2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,分解反应。
10.(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
(2)反应中产生气体的总质量是20g+100g﹣113.4g=6.6g。
(3)解:设该石灰石样品中碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 6.6g
,x=15g
该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为100%=75%。
答:该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为75%。
11.(1)乙,②,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。(2)B,二氧化碳密度比空气大。(3)检查装置的气密性。(4)澄清石灰水,CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
(5)
第六单元 小结与复习
1.(1)常温下具有稳定性。(2)无色透明(有光泽、硬度大、很稳定等)。(3)①可燃性。②补充充足的氧气,使木炭充分燃烧(或通风换气,防止生成一氧化碳);③疏松多孔,b。④澄清石灰水变浑浊,黑色固体变红色 ,C+2CuO 2Cu+CO2↑。CO2+C 2CO或C+CuO Cu+CO↑。CO+CuO Cu+CO2 。在装置末端放一个燃着的酒精灯(或套一个气球收集尾气)。
2.(1)二氧化碳(或CO2)。(2)化石燃料的燃烧。(3)光合作用。(4)①不能,二氧化碳能溶于水,也能使瓶内压强减小。②CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。更多。(5)CO2+3H2CH3OH+H2O。
(6)温室效应。③及时关闭待机电源,使用节能家电等。④选择乘坐公共交通工具,短途出行尽量步行或骑自行车等。
3.(1)乙,②。(2)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。(3)锥形瓶。(4)BD或CD。(5)可以控制反应的发生与停止。(6)B。(7)①二氧化碳的密度比空气大、②二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。(8)节约药品。
实验活动3 二氧化碳的实验室制取与性质
1.C;2.D;3.C。
4.(1)二氧化碳(合理即可)。(2)CO2+H2CO+H2O。(3)①质量;②化学性质。(4)6:1。
(5)B。(6)在科学研究中,我们应考虑废弃物的资源化,将废弃物循环使用,变废为宝。
5.(1)b。(2)①深海压强高,CO2溶解量大,不易逸出。②深海封存能力强,可长期储存CO2;CO2溶于水使海水酸化,影响海洋生态。(3)CO2+NH3+H2O=NH4HCO3。
6.(1)铁架台。(2)B,2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。(3)缓慢。
(4)A,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
7.D;8.B。
9.(1)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。氢氧化钙和碳酸钙。(2)CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O。(3)氢氧化钙和碳酸钙的混合物中,加入过量稀盐酸,振荡,固体也会全部溶解并有气泡产生。溶液由无色变成红色。(4)密封。(5)用稀盐酸充分浸泡(洗涤)等。
10.(1)ⅰ. ade。ⅱ. 澄清石灰水变浑浊;紫色石蕊试液;紫色石蕊试液变红;CO2的密度比空气大。
(2)ⅰa.乘公交出行;b.人工降雨;e.甲烷。ⅱ.不能。ⅲ.光合。
11.(1)①稀盐酸。②AC。(2)①滴有紫色石蕊溶液的水。②溶液由紫色变成红色。(3)①B。② ①制得的二氧化碳较纯净;②常温下进行,操作方便。
(4)①B。②60%。②空气中,氧气约占空气体积的五分之一,C点时,氧气的体积分数为8%,则此时空气的体积分数为40%,则此时三颈烧瓶内CO2的体积分数约为1﹣40%=60%。
跨学科实践活动5 基于碳中和理念设计低碳行动方案
1.温室效应;①导致两极的冰川融化,使海平面升高,可能淹没部分沿海城市;②使土地沙漠化,造成农业减产;③使暴雨等极端天气事件发生的频率和强度增大,导致旱涝灾害加剧;④影响自然生态系统,改变生物多样性等(任写两条)。
2.(1)√;(2)√;(3)√;(4)√;(5)×;(6)√。
3.(1)门窗紧闭的刚下课的教室。0.03,开窗通风。(2)CO2+Ca(OH)2 === CaCO3↓+H2O。
4.大气中二氧化碳浓度升高,全球平均气温也升高,且变化趋势基本相同。
5.(1)碳元素。(2)O2;6∶1。(3)岩石圈。
6.(1)2CO+O2 2CO2 ;CaCO3 CaO+CO2↑。(2)①光合;②CO2+H2O === H2CO3;③a.分子间有间隔,压强增大,分子间的间隔变小。b.CO2+3H2 CH3OH+H2O。
7.(1)①尽可能选择环保的面料等;②提倡光盘行动,降低食物垃圾的产生和处理等;③及时关闭电器电源,使用节能家电等;④ 选择乘坐公共交通工具,短途出行尽量步行或骑自行车等。
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五、作业评价标准
依据新课标化学核心素养,采用等级和要点评价,分为:基础达标、能力发展、素养提升三个维度;兼顾书面答案、化学用语、实验表达、错题反思,适用于课时作业、单元作业评价。
评价等级:A优秀、B良好、C合格、D待改进。
总体评价说明:本评价标准适配分层作业,不同层次学生采用分层达标要求,不“一刀切”。不只评判答案对错,同时评价化学用语规范性、答题逻辑、文字表达、错题反思质量。化学方程式、实验探究、计算题为核心采分点。
1.维度一:基础达标(40分,对应A基础巩固板块)
考查:基本概念记忆、物质性质与用途、化学式方程式、基础实验操作。
评价等级
评价要点
A(34‑40)
基础题正确率≥85%;化学式、化学方程式书写规范,反应条件、↑↓符号无遗漏;物质用途、实验现象填空全部准确;概念辨析(同素异形体、碳单质结构、CO₂性质)无错误。
B(28‑33)
基础题正确率70%‑84%;方程式偶有符号、条件小失误;个别概念理解偏差,无原则性错误。
C(24‑27)
基础题正确率60%‑69%;存在少量方程式书写错误;部分概念混淆,经提示可订正。
D(<24)
基础题正确率低于60%;方程式多处错误;核心概念模糊,无法独立完成基础填空。
扣分提示:方程式漏条件、漏气体沉淀符号每处扣1‑2分;概念理解错误扣3‑4分。
2.维度二:能力发展(35分,对应B能力提升板块)
考查:实验分析、图像图表、鉴别除杂、化学计算、信息提取。
评价等级
评价要点
A(30‑35)
实验原理、装置分析判断准确;图像题能分析拐点、变化原因;除杂、鉴别思路清晰;化学计算题步骤完整(设、方程式、找关系、比例式、结果、答),计算结果准确。
B(24‑29)
大部分能力题正确;图像、实验个别点分析不到位;计算题步骤完整,出现少量计算失误。
C(21‑23)
半数能力题能做对;实验、图像理解有障碍;计算题步骤有缺失,结果有误。
D(<21)
实验、图像题大多错误;计算题不能独立列式,思路混乱。
扣分提示:计算题缺步骤酌情扣2‑4分;除杂、实验简答表述不完整扣2分。
3.维度三:素养提升(25分,对应C素养探究、科普阅读、跨学科)
考查:信息获取、科学思维、科学态度与责任。
评价等级
评价要点
A(21‑25)
科普阅读题能够从材料提取信息作答;碳中和、传统文化情境能结合化学知识解释;简答题语言科学规范。
B(17‑20)
阅读题基本答对;简答表述基本到位。
C(15‑16)
能完成大部分填空;简答表达不完整。
D(<15)
阅读、情境题大量空白;答题语言口语化,缺少化学术语。
4.分层学生差异化评价要求
(1)基础薄弱学生(达标层):重点看【基础达标】维度,B及以上即为优秀,能力、素养维度适度降低标准,不苛求难题完成度。
(2)中等学生(发展层):三个维度都要评价,整体达到B及以上为合格,鼓励向A靠拢。
(3)学有余力学生(拓展层):要求三维度尽量达到A;额外看是否能自主归纳除杂、鉴别、物质转化规律。
5.综合等级判定
(1)综合A:≥85分,三维度均衡,化学用语规范,错题反思到位。
(2)综合B:70‑84分,少量失误,核心知识掌握,个别难题不足。
(3)综合C:60‑69分,基础大体掌握,能力或素养板块存在短板,需要针对性补练。
(4)综合D:<60分,基础存在较多漏洞,需要个别辅导、二次作业过关。
6.作业评语参考
(1)综合A:基础扎实,化学用语书写规范;实验、图表分析能力强;错题反思认真,能结合情境运用化学知识,继续保持!
(2)综合B:核心知识掌握较好,个别方程式条件、符号需要注意;实验简答可以进一步完善表述;错题做好错因分析,争取更大进步。
(3)综合C:基础知识点部分掌握,部分实验、图像题目理解不到位;请重点订正错题,写明错误原因,强化化学方程式默写。
(4)综合D:本单元核心概念、方程式存在较多漏洞,请回归课本梳理碳及碳的氧化物知识网络,完成基础题二次过关,主动请教。
7.评价实施注意事项
(1)重过程不只看结果:方程式条件符号、简答化学术语、错题反思均纳入评价,不只看选择填空答案。
(2)对开放性情境题(低碳方案、科普简答),只要原理正确即可得分,不追求表述和参考答案一字不差。
(3)复杂难题(数字化图像)对基础班学生不作为扣分依据。
(4)可结合课堂小测、变式练习,检验作业纠错的实际效果。
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课时作业+单元整合作业
赣州市九年级化学上学期课时作业+单元整合作业(人教版上册第六单元)
第六单元 碳和碳的氧化物
一、作业目标
核心素养
课标内容要求
课标学业要求
化学观念
1.认识物质的多样性;
2.认识碳单质及其氧化物的组成、结构与性质之间的关系;
3.认识在一定条件下,通过化学变化可以实现二氧化碳和一氧化碳的相互转化。
1.知道金刚石和石墨的物理性质的主要区别;了解活性炭的吸附性;认识物质的多样性。
2.通过了解碳与氧气的反应,以及碳与氧化铜、氧化铁、二氧化碳等氧化物的反应,认识碳单质的化学性质。
3.通过了解金刚石和石墨的物理性质与用途,以及碳单质的化学性质与用途,认识物质的性质与用途的关系。
4.通过认识金刚石、石墨和C60的结构和性质,了解二氧化碳与一氧化碳的分子结构与性质的关系等,知道物质的结构与性质的关系。
5.学习二氧化碳的实验室制法;探究实验室制取二氧化碳的发生装置、收集装置的选择依据。
6.完成必做实验:二氧化碳的实验室制取与性质;归纳实验室制取气体的一般思路与方法。
7.通过实验探究认识二氧化碳的主要性质,认识其性质与用途的关系。
8.以自然界中碳循环为例,认识物质在自然界中可以相互转化及其对维持人类生活与生态平衡的意义;构建以二氧化碳为中心的含碳物质之间的转化关系网络图。
9.了解二氧化碳对环境的影响;设计基于碳中和理念的低碳行动方案。
科学思维
1.能通过实验说明二氧化碳的主要性质,并能用化学方程式表示;
2.能举例说明物质性质的广泛应用及性质与用途的关系;
3.能利用常见物质的性质,分析、解释一些简单的化学现象和事实;
4.能基于真实问题情境,依据常见物质的性质,初步分析和解决相关的综合问题。
科学探究与实践
1.能设计简单实验,制备并检验二氧化碳;
2.能基于物质的性质和用途,从辩证的角度初步分析和评价物质的实际应用;
3.积极参与与空气保护、低碳行动等相关的综合实践活动。
科学态度与责任
1.具有安全意识,提高应对意外伤害事故的意识;
2.初步形成节能低碳、保护环境的态度和健康的生活方式;
3.初步认识科学、技术、社会、环境的相互关系,遵守与化学、技术相关的伦理道德及法律法规,能积极参加与化学有关的社会热点问题的讨论并作出合理的价值判断,初步形成主动参与社会决策的意识。
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