第六单元 碳和碳的氧化物
可能用到的相对原子质量:H 1 O 16 C 12 Ca 40
一、选择题:本大题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列物质的用途,主要运用了该物质的物理性质的是( )
A.二氧化碳用于灭火 B.干冰用于食品冷藏保鲜
C.一定条件下,将石墨转化为金刚石 D.一氧化碳用于冶炼金属
2.国家速滑馆“冰丝带”是北京2022年冬奥会的标志性场馆,届时场馆将利用无处不在的“空气能”为3000 m2场馆管理用房供暖,从而每年可实现减排二氧化碳160 t,进而能有效缓解的环境问题是( )
A.酸雨 B.白色污染 C.温室效应 D.臭氧空洞
3.【2021·苏州】下列有关实验室制取二氧化碳气体的操作图示正确的是( )
A.导管连接 B.胶塞塞紧 C.气体验满 D.气体收集
4.下列“家庭小实验”不能达到预期目的的是( )
A.用6B铅笔验证石墨有导电性
B.用空塑料瓶、小卵石、石英砂、活性炭、蓬松棉等制作简易净水器
C.向洗净的碎鸡蛋壳中加入食盐水可制二氧化碳
D.把一只冷碟子放在蜡烛火焰上方,以获得少量炭黑
5.【易错题】下列实验现象只能反映二氧化碳物理性质的是( )
A.蜡烛由下至上熄灭 B.澄清石灰水变浑浊
C.紫色石蕊试液变红色 D.杠杆左高右低
6.下列关于碳和碳的氧化物的说法正确的是( )
A.石墨是由离子构成的,所以石墨能导电
B.用紫色石蕊溶液可区分一氧化碳和二氧化碳
C.二氧化碳和一氧化碳都能灭火
D.二氧化碳和一氧化碳的组成元素相同,化学性质也相同
7.燃气热水器中的燃气不充分燃烧易生成CO,下列关于CO的说法不正确的是( )
A.CO有毒,可危害人体健康
B.CO有还原性
C.CO可以燃烧,可作燃料
D.在煤炉上放一壶水就能防止CO中毒
8.【2021·宁夏】实验室制取一氧化碳发生的化学反应是HCOOH (甲酸) H2O+CO↑。用如图所示的装置制取一氧化碳并还原氧化铜时,下列说法不正确的是( )
A.反应过程中①处黑色粉末逐渐变成红色
B.浓硫酸在制取一氧化碳的反应中起催化作用
C.大气球的作用是收集一氧化碳,防止其污染空气
D.该实验所涉及到的反应类型有氧化反应
9.【学科素养·科学探究与创新意识】如图所示是小明同学设计的验证二氧化碳性质的实验装置图。棉花团中放有石灰石粉末,用胶头滴管向其中滴加少量稀盐酸,一段时间后,a管中紫色石蕊试纸不变色,b管紫色石蕊试纸变红。下列关于此实验的说法正确的是( )
A.该实验可以证明二氧化碳的密度大于空气的密度
B.该实验说明二氧化碳可使紫色石蕊变红
C.该实验中可以用稀硫酸代替稀盐酸
D.该实验节约药品,符合绿色化学的理念
10.科学家采用“组合转化”技术,可将二氧化碳在一定条件下转化为重要的化工原料乙烯(C2H4),该反应的微观过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应前后分子数目减少
B.该反应的化学方程式可以表示为2CO2+6H2 C2H4+4H2O
C.该反应有助于减少温室气体的排放
D.反应前后原子的种类和数目发生改变
11.【易错题】实验室用过氧化氢溶液制氧气和用大理石与盐酸反应制二氧化碳相比较,不正确的是( )
A.反应都不需要加热
B.反应原理都是分解反应
C.所用药品的状态相同
D.都能用向上排空气法收集气体
12.下列实验操作不能达到实验目的的是( )
选项 实验目的 实验操作
A 除去CO2中少量的CO 点燃
B 鉴别氧气和氮气 分别插入燃着的木条
C 鉴别H2O和H2O2溶液 分别取少量液体于试管中,加入二氧化锰
D 除去CO中少量的CO2 通过足量的澄清石灰水
13.下列关于碳和碳的化合物知识网络图(图中表示转化关系)的说法正确的是( )
A.“C→CO”的反应中碳发生还原反应
B.“CO→CO2”的反应类型一定是化合反应
C.“CO2→CaCO3”的反应可用于检验二氧化碳
D.“CO2 H2CO3”的反应可用酚酞试液验证
14.将CO2、CO、O2、N2的混合气体依次通过灼热的铜网、澄清石灰水、灼热的CuO,充分反应后冷却至室温,最后剩余的气体是( )
A.N2 B.CO2和N2
C.O2和N2 D.CO2和CO
15.【学科素养·科学探究与创新意识】【2021·安徽模拟】如图是连接压强传感器的CO2气体制取发生装置和实验过程某段时间试管内压强变化的情况。下列说法不正确的是( )
A.a点对应操作是打开活塞
B.bc段可在导管口收集气体
C.cd段试管中液面逐渐上升
D.de段固体与液体脱离接触
二、非选择题:本大题共6小题,第16小题6分,第17小题9分,第18~21小题各10分,共55分。
16.碳和含碳的化合物与我们的生活密切相关。
(1)根据图像回答下列问题:
①A是碳原子的结构示意图,图中数字“6”指的是________,在元素周期表中,碳元素位于第________周期。
②图中,属于石墨用途的是________(填字母),制作图B中的玻璃刀用到的碳单质是__________________。
(2)佛山市某家著名酱油企业率先大规模运用超滤技术于酱油生产,能够保证酱油的澄清体态,超滤技术中用到的多孔膜相当于过滤装置中用到的________,利用的是其________性。
17.【立德树人·热爱并宣传中国文化】
(1)“凿开混沌得乌金,蓄藏阳和意最深。爝火燃回春浩浩,洪炉照破夜沉沉。鼎彝元赖生成力,铁石犹存死后心。但愿苍生俱饱暖,不辞辛苦出山林。”这是明朝大臣于谦所作的《咏煤炭》一诗。“乌金”指的是煤炭,诗中提到了用煤炭炼铁的方法,请写出碳与氧化铁反应炼得铁的化学方程式:________________________________________。
(2)2021年我国的电力结构依然以燃煤发电的火电为主。要改善环境,必须减少火力发电。煤在煤炉里燃烧,煤层上方的蓝色火焰是______________气体在燃烧,写出反应的化学方程式:______________________________ ,该反应属于________(填基本反应类型)反应。
(3)中国向世界宣布了2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和的目标。“碳中和”中的“碳”是指________________。“碳捕捉和封存”技术是实现碳中和的重要途径之一。CO2捕捉技术有物理吸收法,可用活性炭、沸石等对CO2进行吸收。目前正在研究的海洋封存——利用庞大的水体使海洋成为封存CO2的容器,可能会引起海水酸化,原因是____________________________(用化学方程式表示)。
18.请根据下列实验装置图回答问题。
(1)写出标号仪器的名称:① ________。
(2)收集较纯净的氧气,收集装置可用________(填字母)。用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳时选用C装置,优点是______________________,该反应的化学方程式为______________________________________。若用E装置收集二氧化碳,检验二氧化碳收集满的操作是_____________________________________________________________。
(3)用图2所示装置进行CO2的部分性质实验:将干燥的紫色石蕊试纸放在 ________(填“a”或“d”)处,并与b处现象对比,可说明CO2能与水反应。 c处发生反应的化学方程式为__________________________________________。
19.某同学用如下装置,进行有关碳及其氧化物的实验(图中夹持仪器已略去)。
在完成气密性检查后加入药品,并已设法使装置中充满二氧化碳。将下列的内容补充完整。
实验步骤 实验现象 实验分析
(1)缓缓通入CO2,点燃A处酒精喷灯,加热一段时间 炭粉减少,D中有气泡产生,澄清石灰水变浑浊且_____________________ 硬质玻璃管中A处反应的化学方程式为________________________________________
(2)点燃B处酒精喷灯,加热一段时间 B处玻璃管内_____________________ B处反应的化学方程式为______________________________________
(3)停止通入二氧化碳,熄灭A、B两处的火焰 C中现象为________________________________ 以上实验说明________具有还原性
(4)装置C的作用是_____________________________________________________________。
(5)考虑到CO气体有毒,有同学认为该实验需要添加尾气处理装置,你认为是否有必要,并说明理由:______________________________________________。
20.牙膏中常用碳酸钙粉末作摩擦剂,利用石灰石(杂质不溶于水和酸)制备纯净碳酸钙的一种方法如图。
已知:a.石灰乳的主要成分是氢氧化钙;
b.氧化钙和水反应会生成氢氧化钙。
(1)反应①的化学方程式为________________________;操作Ⅰ的名称是________。
(2)反应②的化学方程式为__________________,该反应属于________(填基本反应类型)反应。
(3)大气中CO2含量不断上升,会导致______________。我国在联合国大会上提出:努力争取2060年前实现“碳中和”。请写出一条实现“碳中和”的措施:____________________。
(4)工业生产中,为了节约成本,有时会把有用的生成物重新循环利用,上面的工艺流程中可循环使用的物质是______________(填化学式)。
21.某同学为测出鸡蛋壳(主要成分是碳酸钙,其他成分不与盐酸发生反应)中碳酸钙的质量分数,他称取已洗净晾干研成粉末的鸡蛋壳10 g置于烧杯中,将烧杯放在电子天平上,往烧杯中加入足量的稀盐酸,每0.5 min记录一次电子天平的示数,具体数据如表:
时间/min 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电子天平示数/g 160.00 158.20 157.00 156.40 156.04 156.04 156.04
(1)若产生的气体全部是鸡蛋壳中的碳酸钙与盐酸反应生成的CO2,根据实验数据分析,充分反应后产生CO2的质量是________。
(2)请计算出该鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数(写出具体计算过程)。
(3)下列哪些情况会导致碳酸钙质量分数测量结果偏小?________。
A.盐酸溶质质量分数过大 B.鸡蛋壳未晾干
C.鸡蛋壳未充分研碎 D.所加稀盐酸量不足
答案
一、1.B 2.C 3.A 4.C 5.D 6.B 7.D
8.D 一氧化碳具有还原性,能与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳,反应过程中①处黑色粉末逐渐变成红色,A正确;由HCOOH (甲酸) H2O+CO↑,浓硫酸在制取一氧化碳的反应中起催化作用,B正确;一氧化碳有毒,会污染环境,大气球的作用是收集一氧化碳,防止其污染空气,C正确;HCOOH (甲酸)H2O+CO↑属于分解反应,一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳不属于已学反应类型,D错误。故选D。
9.D 10.D 11.B 12.A 13.C 14.B 15.C
二、16.(1)①核电荷数;二 ②C;金刚石(2)活性炭;吸附
17.(1)3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑
(2)一氧化碳;2CO+O22CO2 ;化合
(3)二氧化碳(或温室气体);H2O+CO2===H2CO3
18.(1)酒精灯
(2)F;能控制反应速率;
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑;将燃着的木条放在瓶口,若木条熄灭,则说明CO2已收集满
(3)a;CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
19.(1)液面下降(或石灰水沿右侧导管进入E); C+CO22CO
(2)黑色固体变为红色;CO+CuO Cu+CO2
(3)D中液体进入C;C和CO
(4)防止液体倒吸直接进入硬质玻璃管而造成硬质玻璃管的炸裂
(5)不需要,未反应的CO进入D装置不会逸散到空气中
20.(1)CaCO3 CaO+CO2↑;过滤
(2)CaO+H2O===Ca(OH)2;化合
(3)温室效应;植树造林(合理即可) (4)CO2,H2O
21.(1)3.96 g
(2)解:设鸡蛋壳中碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 3.96 g
=
x=9 g
鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为×100%=90%
答:鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为90%。
(3)B、D