第6单元:碳和碳的氧化物
一、单选题
1.(2023上·宁夏中卫·九年级统考期末)下列物质用途中与化学性质无关的是
A.液氧用于火箭发射 B.焦炭用于冶炼金属
C.活性炭用于冰箱除异味 D.氮气充入灯泡延长使用寿命
2.(2022下·宁夏银川·九年级校考期中)下列有关水的说法不正确的是
A.静置沉淀、吸附沉淀、过滤、蒸馏净化水的程度由低到高
B.用活性炭可以吸附水中的色素和异味
C.电解水实验中正极产生的氧气,负极产生的氢气,二者的质量比是 1:2
D.水是生命之源,爱护水资源包括防止水体污染和节约用水两方面
3.(2023上·宁夏吴忠·九年级校考阶段练习)下列描述属于物质化学性质的是
A.铜受热能膨胀 B.水是无色无味的液体
C.胆矾能磨成粉末 D.二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊
4.(2023上·宁夏吴忠·九年级校考期中)下列各组气体中,不能用燃着的木条区分的是
A.氧气和空气 B.二氧化碳和氮气
C.二氧化碳和空气 D.二氧化碳和氧气
5.(2023上·宁夏中卫·九年级统考期末)在下列物质C、O2、CO、CO2 中,两种之间能发生反应的个数为
A.3 个 B.4 个 C.5 个 D.6 个
6.(2023上·宁夏中卫·九年级统考期末)有关碳及其氧化物,下列说法正确的是
A.凡是含碳的物质都能燃烧 B.C、CO 和 CO2 都能使氧化铜还原成铜
C.碳燃烧的产物都是氧化物 D.CO 和 CO2 都是空气污染物
二、填空题
7.(2023下·宁夏吴忠·九年级校考期中)央视栏目《典籍里的中国》展现了中国智慧,其中有许多古今对比。
(1)出行—明朝末年从南昌到北京约需半年时间,如今乘坐高铁几小时便可到达,制造高铁使用的铝合金中的铝由 (填“分子”“原子”或“离子”)构成。
(2)记录—古代用墨书写典籍保存至今而不变色,体现了碳在常温下的化学性质 ,如今可将信息存储在芯片上,芯片中含有的某元素在元素周期表中的部分信息如下图,该元素的名称是 。
(3)净水—明代《天工开物》一书记载了明矾净水,明矾中钾离子的符号是 ;如今使用高铁酸钾(K2FeO4)不仅能净水,还能消毒,其中涉及反应的化学方程式为4K2FeO4 +10X=4Fe(OH)3↓+8KOH+3O2↑,则X的化学式为 。
8.(2023下·宁夏银川·九年级校考开学考试)元素周期表是学习和研究化学的重要工具。请根据下表(元素周期表的部分内容)回答有关问题:
(1)请从上表中查出关于硼元素的一条信息 。
(2)第11号元素与第17号元素组成的物质的化学式为 。
(3)在元素周期表中,同一族(纵行)的元素具有相似的化学性质。则下列各组元素具有相似化学性质的是______(填标号)。
A.H和He B.B和Mg C.Al和Si D.F和Cl
(4)通过上表总结第二周期元素原子的变化规律是 。
(5)金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质,物理性质差异很大的原因是 。
9.(2023上·宁夏固原·九年级校考阶段练习)选择下列适当的物质填空填字母:
A.石墨 B.金刚石 C.氧气 D.干冰 E.氮气 F.氢气
(1)可制作钻石的是 。
(2)可用作食品保护气的是 。
(3)可制作铅笔笔芯的是 。
(4)用于人工降雨的是 。
10.(2023上·宁夏吴忠·九年级校考期中)用下列物质的序号填空
A.二氧化碳 B.氖气 C.氮气D.氧气
(1)可以做电光源的是 ;
(2)可以用来灭火的是 ;
(3)食品包装袋中可以充 用来防止食品变质。
(4)可用于制造硝酸和氮肥的是 。
11.(2023·宁夏吴忠·校考模拟预测)根据所学知识,回答下列问题:
(1)碳原子的结构示意图为 ,请写出一条从获取的信息 。
(2)“碳捕集与封存”是我国的一项先进技术,每年将二氧化碳进行压缩封存,从微观角度解释二氧化碳气体可压缩的原因是 。
(3)为实现“碳中和”,达到“净零排放”下列做法不正确的是_______。
A.大力植树造林,严禁乱砍滥伐森林
B.开发氢能,更多利用太阳能等清洁能源
C.化石燃料的燃烧会产生大量二氧化碳,禁止使用化石燃料
12.(2023·宁夏银川·校考二模)开展如图实验探究。
对比①④可探究: 。对比 可探究:饱和NaOH溶液对CO2的吸收效果更好。对比 可探究:CO不与NaOH反应。给出检验①中生成物的一种方法 。
13.(2023下·宁夏吴忠·九年级校考期中)下图是我们研究常见物质组成、性质的几个实验,根据图示实验回答。
(1)实验A中观察到红热的铁丝在氧气中剧烈燃烧,瓶底留有一些水的作用是 。
(2)用实验B测定空气中氧气含量时,量筒中减少的水的体积就为 。
(3)实验C是通过水的分解证明水的组成,a、b管内产生气体的体积比为 。
(4)实验D说明:在通常情况下,二氧化碳具有的化学性质是 。
14.(2023下·宁夏吴忠·九年级校考期中)请根据下列图示,回答有关问题。
(1)小明同学用10%的过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,写出该反应的化学方程式 。
(2)C实验中硬质玻璃管中的现象是黑色固体逐渐变为红色,该实验体现出一氧化碳的化学性质是具有 ,从环保的角度考虑,该装置有不足之处,则具体改进措施是 。
(3)D实验中,玻璃棒的作用是 。
三、实验题
15.(2023上·宁夏吴忠·九年级校考期中)某兴趣小组同学利用横口管(如图甲)等仪器设计实验探究“氧气的性质”。
(1)如图乙,将注射器内液体A注入集气瓶中,有氧气产生,发生反应的符号表达式为 ;利用此装置进行“铁丝在氧气中燃烧”实验时,横口管底部要盛少量的水或盛有固体细沙B的作用是 。
(2)完成(1)实验后,在固体B上方放一块红热的木炭,再套上一个横口管进行“木炭在氧气中燃烧”实验(如图丙),为证明该反应有二氧化碳生成,液体C应为 (填名称),观察到液体C中的现象为 。
16.(2023·宁夏石嘴山·统考二模)兴趣小组的实验台上现有下列仪器:
(1)若用A装置制取氧气,试管口要略向下倾斜的原因是 。
(2)实验室制取氧气和二氧化碳的发生装置都可选用B装置的依据是 ,小组同学连接B、G、H装置进行实验。若实验时G装置中蜡烛燃烧更旺,H装置中石灰水变浑浊,则B装置中反应的化学方程式为 。
(3)若要收集干燥的二氧化碳,收集前需连接的仪器是 (填序号),常需加入 药品做干燥剂。
17.(2023·宁夏银川·银川市第三中学校考模拟预测)实验室利用如图装置制取常见的气体。
(1)实验室选用高锰酸钾来制取氧气,该反应的化学方程式为 ;收集完气体后,测得氧气的纯度明显偏低,原因可能是 (填序号)。
A.高锰酸钾中混入了氯酸钾
B.收集前,集气瓶中未注满水
C.收集后,集气瓶中仍有少量水
D.未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集
(2)甲同学用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳气体,选用C装置收集的原因是 ,若用D装置收集CO2,则气体应从 (a或b)端通入。
(3)加热固体碳酸氢钠或固体碳酸氢铵都能产生二氧化碳气体,化学反应方程式分别是: ,。乙同学选择加热碳酸氢钠的反应制取二氧化碳,则发生装置应选用 (填字母),他不选择加热碳酸氢铵制取二氧化碳的理由是 。
18.(2023·宁夏吴忠·校联考三模)根据下列实验装置图,回答问题:
(1)实验室制取二氧化碳,可以从图中选择的发生装置是 (填序号);实验室制取二氧化碳的化学方程式 。
(2)实验室制取氧气,在加入药品前必须进行的一步操作是 。
(3)若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取干燥的氧气,所选气体发生、干燥和收集装置的接口连接顺序是 、 。(用接口字母和“→”表示)
19.(2023·宁夏吴忠·校考二模)实验室现有高锰酸钾、块状石灰石、稀硫酸、稀盐酸、浓盐酸、棉花以及下列仪器及装置。请你回答有关问题。
(1)仪器①的名称是 。
(2)利用上述仪器和药品制取氧气,反应的化学方程式为 。
(3)若使用装置F作为制取CO2的发生装置,与装置B比较,除了利用废物的优点外,请写出其他一个优点 ,写出制取二氧化碳的化学方程式是 。
20.(2023下·宁夏吴忠·九年级校考期中)实验室常用下列装置制取气体,请你根据所学知识回答下列问题:
(1)写出编号所指仪器的名称:① 。
(2)以上装置图中共有两处明显的错误,请你找出一处错误的地方并把改正的结果填在下列横线上: 。上述装置改进后,请继续回答下列问题:
(3)小红发现在实验室可选用C和E装置可以制取二氧化碳气体,写出实验室制取该气体的化学方程式 。
(4)装置B、C都可以用来制取二氧化碳气体,比较这两套装置的不同,指出B装置的一个突出的优点 。
21.(2023下·宁夏银川·九年级校考阶段练习)实验室里有以下仪器:
(1)请写出仪器I的名称 。
(2)在实验室利用上述仪器和药品制取CO2,你选择的仪器是 (填字母),反应的化学方程式为 。
(3)实验室选用AEGD组装的发生装置制一种气体,写出一个制取该气体的反应方程式 ,此气体能用BDF组装来收集的原因是 ,该气体还可以用 方法收集。
(4)J瓶在实验中有广泛的用途,写出其中的一种用途 。
22.(2023上·宁夏中卫·九年级统考期末)如图是某同学设计的实验室制取二氧化碳并验证其性质的实验装置图。
请回答下列问题:
(1)将A、E 装置连接时,应将A 装置的导管 a 与 E 装置的导管 (选填“b ”或“c ”) 相连接。
(2)将A、B 装置连接,观察到的现象是 , 对此现象的合理解释是 (用方程式表示)。
(3)将A、C 装置连接,可检验二氧化碳,观察到的现象是 , 该反应的化学方程式为: 。
(4)用 E 装置收集一瓶二氧化碳气体,取下双孔橡皮塞,将瓶中的气体沿 D 装置烧杯 左侧内壁缓慢倒入,观察到的现象是 。这些现象说 明二氧化碳具有的性质是 ; 。
四、科学探究题
23.(2023·宁夏·统考中考真题)我国提出2060年前实现碳中和。彰显了负责任大国的作为与相当。实现碳中和人人有责,让我们从衣食住行点滴做起,节约能源,低碳生活。学习小组开展“低碳行动”实践活动,聚焦主要物质二氧化碳,实验探究二氧化碳的性质与转化过程如下:
探究活动一:探究二氧化碳与水的反应
【设计与实验】同学们取石蕊溶液染成紫色的干燥纸条,完成如下实验操作。
实验操作 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 实验Ⅳ
实验现象 紫色纸条不变色 紫色纸条不变色 紫色纸条变红色
【解释与结论】
分析对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,得出的结论是水和二氧化碳都不能使紫色石蕊变红,二氧化碳与水共同作用使紫色石蕊变红。
(1)实验Ⅳ的目的是 。
(2)分析对比实验Ⅲ和Ⅳ,得出的结论是 。
(3)写出实验Ⅲ中反应的化学方程式 。
探究活动二:探究二氧化碳与碱溶液的反应。
【设计与实验】同学们取氢氧化钙溶液和氢氧化钠溶液设计并进行了如图所示实验。
【解释与结论】
(4)实验①中观察到的现象是 ,得到二氧化碳能与氢氧化钙溶液发生化学反应的结论;实验②中观察到无明显现象,得到二氧化碳不能与氢氧化钠溶液发生化学反应的结论。
【反思与评价】
(5)有同学认为实验②得出的实验结论不合理,他认为无明显现象并不能证明二氧化碳与氢氧化钠溶液不发生化学反应,于是设计了以下三个实验方案,证明二氧化碳是否能与氢氧化钠溶液发生化学反应,其中能达到目的的方案有 。
实验方案 实验步骤
方案一 在两个相同的软塑料瓶中挤满二氧化碳,分别加入等量的水和氢氧化钠溶液,振荡,观察现象。
方案二 向一瓶盛有二氧化碳的集气瓶中加入适量氢氧化钠溶液,振荡后,滴加几滴无色酚酞溶液,观察现象。
方案三 向一瓶盛有二氧化碳的集气瓶中加入适量氢氧化钠溶液,振荡后,滴加足量稀盐酸,观察现象。
【表达与交流】
(6)通过实验探究得出二氧化碳与氢氧化钙溶液和氢氧化钠溶液均能发生化学反应,请写出二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的化学方程式 。
(7)请你为某工厂提出一条减少排放物中二氧化碳含量的建议: 。
24.(2023下·宁夏银川·九年级校考开学考试)碳还原氧化铜的实验装置如图甲、乙所示。
甲图中酒精灯上网罩的作用是 ,铁架台夹持试管中发生反应的化学方程式为 ;反应结束后应先将导气管从石灰水中移出,目的是 。
【提出问题】碳燃烧时可能生成也可能生成CO,那么碳与氧化铜反应生成的气体是否也有多种可能?
【作出猜想】猜想Ⅰ: ;
猜想Ⅱ:CO2;
猜想Ⅲ:CO和CO2的混合气体。
【设计方案】实验装置如图乙所示。打开K,缓缓通入干燥的氮气一段时间,关闭K,点燃酒精喷灯和酒精灯,充分反应后,熄灭酒精喷灯和酒精灯,打开K,再通入一段时间氮气。(提示:浓硫酸是除去气体中的水分,使气体干燥。)
(1)实验时装置A处玻璃管内的现象是 ;
(2)若B中石灰水变浑浊,该反应的化学方程式为 ,D处的气体能点燃,则猜想 (填序号)成立。
【交流反思】实验开始前缓缓通入氮气的目的是 。
五、计算题
25.(2023·宁夏·统考中考真题)天然存在的大理石是重要的建筑材料,学习小组想测定某大理石样品中碳酸钙的质量分数,现称取20g大理石样品放入烧杯中,再加入200g稀盐酸,大理石完全反应后(杂质不溶于水,也不参与反应),称得烧杯内剩余物质的质量为213.4g。
(1)生成二氧化碳的质量是 g。
(2)计算大理石样品中碳酸钙的质量分数。
六、科普阅读题
26.(2022·宁夏·统考中考真题)上世纪50年代,我国在A市探明铁矿藏(主要成分Fe2O3 )储量巨大。为将铁矿石变成钢铁,国家建设冶炼工厂,运入大量煤炭,用作冶炼钢铁原料、火力发电和生活燃料。源源不断的钢铁从这里运出支持国家建设,但是随着持续大量使用煤炭,生态环境也日趋脆弱,甚至恶化。
进入新时代,A市政府秉持“绿水青山就是金山银山”的发展理念,落实“碳达峰、碳中和”的发展目标,重新审视发展模式。A市地处高原,每年刮风和日照时间较长;附近拥有数条河流和许多湖泊,水资源比较丰富。于是A市政府确定,围绕钢铁工业,大力发展“绿色”电能,用电生产氢气,用氢气取代煤炭,走“绿色低碳”经济发展道路。
结合上述材料回答下列问题:
(1)将煤隔绝空气加强热可得到焦炭,焦炭能够用于冶炼铁,说明焦炭具有 性。
(2)根据地方资源特色,A市规划发展“绿色”电能,首先应当重点将 (写一种)转化为电能;然后利用电生产氢气。利用电生产氢气的化学方程式是 。
(3)氢气的化学性质和一氧化碳有许多相似之处。写出用氢气与氧化铁在高温条件下反应,冶炼铁的化学方程式 。A市将氢气用于冶炼钢铁和生活燃料,所排放的废弃产物都是 ,对环境影响很小。
参考答案:
1.C
【分析】物质在化学变化中表现出来的性质叫化学性质,如可燃性、助燃性、氧化性、还原性、酸碱性、稳定性等;物质不需要发生化学变化就表现出来的性质,叫物理性质;物理性质经常表现为:颜色、状态、气味、密度、硬度、熔点、沸点、导电性、导热性、溶解性、挥发性、吸附性等。
【详解】A、液氧用于火箭发射,这是利用氧气的助燃性,体现了液氧的化学性质,不符合题意;
B、焦炭用于冶炼金属,这是利用木炭的还原性,体现了木炭的化学性质,不符合题意;
C、活性炭用于冰箱除异味,这是利用活性炭的吸附性,体现了活性的物理性质,符合题意;
D、用氮气充入灯泡可延长使用寿命,这是利用氮气的化学性质稳定,体现了氮气的化学性质,不符合题意。
故选C。
2.C
【详解】A、静置沉淀可使水中悬浮的大颗粒固体沉降,所得到的水中可能还会含有小颗粒的固体及可溶性杂质;吸附沉淀可以除去水中的色素和异味,所得的水中含有可溶性的钙镁化合物;过滤可以除去静置沉淀、吸附沉淀形成的不溶性杂质,所得的水中含有可溶性的杂质、钙镁化合物等;蒸馏除去了水中所有的杂质,得到的水为纯水,所以蒸馏的净化程度最高;单一操作相对净化程度由低到高的顺序是静置沉淀、吸附沉淀、过滤、蒸馏,故A选项正确;
B、活性炭具有疏松多孔的结构,可以除去水中的色素和异味;故B选项正确;
C、电解水实验中正极产生的氧气,负极产生的氢气,二者的体积比是1: 2,而不是质量比,故C选项错误;
D、水是生命之源,爱护水资源包括防止水体污染和节约用水两方面;故D选项正确;
故选:C。
【点睛】本题难度不大,主要以水作为考查的载体,涉及的内容有保护水资源、电解、净化、鉴别等。属于基础性的考查,要求学生在平时的学习中要注意知识的积累。
3.D
【详解】A、铜受热膨胀,是因为温度升高,铜原子之间的间隔增大,导致膨胀,不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质,故选项错误;
B、水是无色无味的气体,颜色、状态、气味不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质,故选项错误;
C、胆矾能磨成粉末,是由块状变成粉末状,不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质,故选项错误;
D、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,是因为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,需要通过化学变化才能表现出来,属于化学性质,故选项正确;
故选:D。
4.B
【详解】A、燃着的木条在氧气中会燃烧更旺,在空气中能正常燃烧,则能区分,该选项不符合题意;
B、燃着的木条在二氧化碳和氮气中都会熄灭,不能区分,该选项符合题意;
C、燃着的木条在二氧化碳中会熄灭,在空气中正常燃烧,则能区分,该选项不符合题意;
D、燃着的木条在二氧化碳中会熄灭,在氧气中会燃烧更旺,则能区分,该选项不符合题意。
故选B。
5.A
【详解】C与O2能反应生成CO2 或CO;C与CO2高温条件下能反应生成CO;CO能在O2中燃烧生成CO2 ,故两种之间能发生反应的个数为为3个,故选A。
6.C
【详解】A.含碳的物质不都具有可燃性,如二氧化碳不能燃烧,故A错误;
B.CO2没有还原性,不能使氧化铜还原成铜,故B错误;
C.碳完全燃烧生成二氧化碳,不完全燃烧生成一氧化碳,CO、CO2都是氧化物,故C正确;
D.CO是空气污染物,CO2不是空气污染物,故D错误。
故选:C。
7.(1)原子
(2) 稳定 硅/硅元素
(3) K+ H2O
【详解】(1)金属是由原子直接构成的物质,故铝是由铝原子构成的。
(2)古代用墨书写典籍保存至今而不变色,体现了碳在常温下的化学性质稳定。在元素周期表中,右上角的符号为元素符号,该元素的元素符号为Si,其元素名称为硅。
(3)离子的表示方法为在表示该离子的元素符号右上角,标出该离子所带的正负电荷数,数字在前,正负符号在后,带1个电荷时,1要省略。若表示多个该离子,就在其离子符号前加上相应的数字。故钾离子的符号为K+。根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和个数不变,反应前钾、铁、氧、氢的原子个数分别为8、4、16、0,反应后钾、铁、氧、氢的原子个数分别为8、4、26、20,则10X中含有10个氧原子和20个氢原子,则一个X分子中含有1个氧原子和2个氢原子,故其化学式为H2O。
【点睛】本题考查知识点较为综合,结合题中信息及所学知识进行分析解答。
8.(1)硼元素位于元素周期表中的第二周期
(2)NaCl
(3)D
(4)最外层电子数由左到右依次增1
(5)碳原子的排列方式不同
【详解】(1)由图可知,硼元素位于元素周期表中的第二周期,故填硼元素位于元素周期表中的第二周期。
(2)第11号元素为钠元素,其化合价为+1价,第17号元素为氯元素,其化合价为-1价,根据化合物中各元素的化合价的代数和为零,两种元素组成的化合物的化学式写为NaCl,故填NaCl。
(3)A 由图可知,H和He不位于同一族,化学性质不相似,选项错误;
B 由图可知,B和Mg不位于同一族,化学性质不相似,选项错误;
C 由图可知,Al和Si位于同一周期,不位于同一族,化学性质不相似,选项错误;
D 由图可知,F和Cl位于同一族,化学性质不相似,选项正确,故填D。
(4)由图可知,第二周期元素原子的变化规律是最外层电子数由左到右依次增1,故填最外层电子数由左到右依次增1。
(5)金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质,但物理性质差异很大,其中的原因是两种物质中的碳原子的排列方式不同,故填碳原子的排列方式不同。
9.(1)B
(2)E
(3)A
(4)D
【详解】(1)金刚石雕琢后呈现出璀璨夺目的光泽,可制作钻石,故选B;
(2)氮气化学性质不活泼,且无毒,可用作食品保护气,故选E;
(3)石墨质软,呈深灰色,可用于制作铅笔芯,故选A;
(4)干冰易升华吸热,可用于人工降雨,故选D。
10.(1)B
(2)A
(3)C
(4)C
【详解】(1)稀有气体(氖气等)通电会发出不同颜色的光,可以做电光源;
(2)二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,密度比空气大,可以来灭火;
(3)氮气的化学性质稳定,可用做食品保护气;
(4)氮气能提供氮元素,可用于制造硝酸和氮肥;
11.(1)碳原子核内有6个质子或核电荷数为6,核外有2层电子,第一层电子数为2,最外层电子数为4等
(2)分子间有间隔
(3)C
【详解】(1)原子结构示意图中圆圈表示原子核,圆圈内的数字为质子数或核电荷数,弧线表示电子层,弧线上的数字表示该电子层上的电子数。则可获得的信息有碳原子核内有6个质子或核电荷数为6,核外有2层电子,第一层电子数为2,最外层电子数为4等。
(2)分子间有间隔,气体分子间间隔较大,容易压缩,所以二氧化碳气体可压缩。
(3)A、大力植树造林,严禁乱砍滥伐森林可增加植物对二氧化碳的吸收,正确;
B、开发氢能,更多利用太阳能等清洁能源可减少化石燃料的使用,减少二氧化碳的排放,正确;
C、化石燃料在生活中广泛应用,禁止使用化石燃料是不现实的,会严重影响正常的生产生活,错误;
故选C。
12. 氢氧化钠能与二氧化碳发生反应 ①②/②① ①③/③① 加入稀盐酸,若有气泡产生,则生成物为碳酸钠
【详解】①中二氧化碳和氢氧化钠生成碳酸钠和水,瓶内压强明显变小,气球膨胀,④二氧化碳能溶于水,瓶内压强变小,气球膨胀较小,说明氢氧化钠能与二氧化碳发生反应;①中用饱和氢氧化钠,气球膨胀,②中用饱和氢氧化钙,氢氧化钙和二氧化碳生成碳酸钙和水,瓶内压强变小,气球膨胀较小,对比①②可探究:饱和NaOH溶液对CO2的吸收效果更好。①中用饱和氢氧化钠,气球膨胀,③中饱和氢氧化钠和一氧化碳,气球无明显变化,对比①③可探究:CO不与NaOH反应。①中生成碳酸钠,检验碳酸钠可用稀盐酸,碳酸钠和稀盐酸生成氯化钠、水和二氧化碳,方法为加入稀盐酸,若有气泡产生,则为碳酸钠。
13.(1)防止高温熔化物溅落炸裂瓶底
(2)红磷燃烧消耗氧气的体积
(3)2:1
(4)不能燃烧,也不支持燃烧
【详解】(1)玻璃是热的不良导体,受热不均会发生炸裂,实验A中瓶底留有一些水的作用是防止高温熔化物溅落炸裂瓶底,故填:防止高温熔化物溅落炸裂瓶底;
(2)实验B中红磷燃烧消耗氧气,瓶内压强减少,在压强差的作用下,量筒中的水进入集气瓶,减少的水的体积就是红磷燃烧消耗氧气的体积,故填:红磷燃烧消耗氧气的体积;
(3)电解水实验中“正氧负氢,氢二氧一”,与电源负极相连的试管收集到的气体较多,是氢气,与电源正极相连的试管收集到的气体较少,是氧气,则a、b管内产生气体的体积比为2:1,故填:2:1;
(4)实验D中蜡烛熄灭,说明二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧的化学性质,故填:不能燃烧,也不支持燃烧。
14.(1)2H2O22H2O+O2↑
(2) 还原性 在导管末端放一盏燃着的酒精灯
(3)搅拌,防止局部温度过高,造成滤液飞溅
【详解】(1)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑,故填:2H2O22H2O+O2↑;
(2)C实验中硬质玻璃管中的现象是黑色固体逐渐变为红色,是因为一氧化碳与氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳,体现了一氧化碳具有还原性;一氧化碳有毒,直接排放会污染空气,该装置没有进行尾气处理,具体改进措施是在导管末端放一盏燃着的酒精灯,故填:还原性;在导管末端放一盏燃着的酒精灯;
(3)D实验中,玻璃棒的作用是搅拌,防止局部温度过高,造成滤液飞溅,故填:搅拌,防止局部温度过高,造成滤液飞溅。
15.(1) 防止生成的高温熔融物溅落,炸裂集气瓶底
(2) 澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊
【详解】(1)如图乙,将注射器内液体A注入集气瓶中,有氧气产生,即过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,发生反应的符号表达式为:;
利用此装置进行“铁丝在氧气中燃烧”实验时,横口管底部要盛少量的水或盛有固体细沙B的作用是防止生成的高温熔融物溅落,炸裂集气瓶底;
(2)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,为证明该反应有二氧化碳生成,液体C应为澄清石灰水,观察到液体C中的现象为澄清石灰水变浑浊。
16.(1)防止冷凝水倒流,使试管炸裂(答案合理即可)
(2) 反应物是固体和液体且不需要加热(答案合理即可)
(3) F 浓硫酸(或浓H2SO4)
【详解】(1)试管口向下倾斜的原因是为了防止冷凝水倒流,使试管炸裂。
(2)B装置属于固液常温型,适用于反应是固体和液体,且不需要加热的反应;故实验室制取氧气和二氧化碳的发生装置都可选用B装置的原因是反应物为固体和液体,且不需要加热;若实验时G装置中蜡烛燃烧更剧烈,说明装置生成了氧气,由前面分析可知,B装置中发生的反应是过氧化氢制取氧气,反应的化学方程式为。
(3)若要收集干燥的二氧化碳,则收集前需连接的仪器是F,装置F中添加浓硫酸做干燥剂,吸收水蒸气,得到干燥的二氧化碳气体。
17.(1)
BD/DB
(2) 二氧化碳密度比空气大,且二氧化碳不与空气中的成分反应 a
(3) A 碳酸氢铵受热分解生成的氨气和二氧化碳不容易分离
【详解】(1)高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的化学方程式为:;
A、高锰酸钾中混入了氯酸钾,氯酸钾在二氧化锰的催化下分解也会生成氧气,不影响纯度,A不符合题意;
B、收集前,集气瓶中未注满水,则里面残留有空气,会导致收集的氧气纯度偏低,B符合题意;
C、收集后,集气瓶中仍有少量水 说明没有全部排出水,内部气体还全是氧气,不影响纯度,C不符合题意;
D、由于刚排出的是装置中的空气,没等到气泡连续均匀冒出时就进行收集,则此时气体混入受热逸出的空气,造成收集的氧气纯度降低,D符合题意;
故选:BD;
(2)由于二氧化碳密度比空气大,且二氧化碳不与空气中的成分反应,所以可选择C向上排空气法收集;
若用D装置收集CO2,二氧化碳密度比空气大,则气体应从长管a端通入;
(3)乙同学选择加热碳酸氢钠的反应制取二氧化碳,该反应为固体加热型,则发生装置应选用A;
由化学方程式可知,碳酸氢铵受热分解生成的氨气和二氧化碳,二者不容易分离,所以不选择加热碳酸氢铵的方法制取二氧化碳。
18.(1) B
(2)检查气密性
(3) bf
ge
【详解】(1)实验室制取二氧化碳,为固液不加热型,选择的发生装置是B;
(2)实验室选择石灰石和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,化学方程式:
(3)过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,发生装置是B,先选E装置干燥氧气,长进短出,在选择收集装置D,长进短处,故所选气体发生、干燥和收集装置的接口连接顺序是b → f,g → e;
19.(1)长颈漏斗
(2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
(3) 反应时可以控制反应的发生和停止 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
【详解】(1)根据图示可知仪器①的名称是长颈漏斗;
(2)结合题干给出的药品和仪器,可以利用高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气的反应来制氧气,化学反应方程式为:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;
(3)实验室若使用装置F作为制取CO2的发生装置,关闭止水夹,在气压的作用下,溶液被压出铜网,进入上面的塑料瓶内,固液分离,反应停止,打开止水夹后,气体导出,气压恢复,液体流下来,液面再次与铜网内固体接触,反应继续,故该装置也可以控制反应的发生和停止;
结合题干提供的药品可以利用石灰石与稀盐酸反应制取CO2,石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
20.(1)长颈漏斗
(2)装置A的管口要略向下倾斜
(3)
(4)便于控制反应的发生和停止
【详解】(1)仪器①的名称是长颈漏斗;
(2)装置A是固体加热,为了防止反应产生的水或是生成的水冷凝后倒流到试管底部,使正在加热的试管受热不均而炸裂,故装置A的试管口要略向下倾斜;装置E导气管必须伸到集气瓶底部。
(3)实验室用大理石和稀盐酸制二氧化碳,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的方程式为;
(4)装置B带小孔的隔板可以将固体和液体分开,关闭止水夹的时候,装置内二氧化碳增多气压变大使液体被压进长颈漏斗管体,则液面下降与固体分离,反应停止,打开止水夹则固液再次接触反应发生,故B装置的一个突出优点:可以控制反应的发生与停止。
21.(1)长颈漏斗
(2) BCHI
(3) (合理即可) 氧气不易溶于水 向上排空气的
(4)洗气(合理即可)
【详解】(1)仪器I的名称长颈漏斗。
(2)实验室用大理石(或石灰石)和稀盐酸反应制取二氧化碳的,属于固液常温型,而二氧化碳能溶于水,密度比空气大,故选择的仪器是BCHI;碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为。
(3)AEGD组装的发生装置属于固体加热型,故实验室可用加热氯酸钾和二氧化锰或加热高锰酸钾的方法制取氧气,氯酸钾在催化剂二氧化锰催化和加热条件下生成氯化钾和氧气,反应的化学方程式为,高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为;BDF组装起来为排水集气法装置,氧气不易溶于水,故可采用该集气法;因为氧气密度比空气略大,还可用向上排空气法收集。
(4)J瓶为万用瓶,可用于洗气或者集气等。
22.(1)c
(2) 溶液由紫色变为红色
(3) 澄清的石灰水变浑浊
(4) 下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭 不燃烧也不支持燃烧
密度大于空气
【详解】(1)由于二氧化碳的密度比空气大,能溶于水,所以可用向上排空气法收集,不用排水法收集。利用E装置收集二氧化碳时,应将导管a与c相连,把空气从b管排出,故填:c。
(2)①装置A中大理石(主要成分CaCO3)可与稀盐酸反应生成二氧化碳气体,气体进入B中,二氧化碳可与水反应生成碳酸,碳酸呈酸性,使紫色石蕊由紫色变为红色,所以观察到的现象是溶液由紫色变为红色,故填:溶液由紫色变为红色。
②水和二氧化碳反应生成碳酸,反应的化学方程式为:,故填:。
(3)①将AC连接,即将二氧化碳气体通往澄清石灰水,观察到的现象是:澄清的石灰水变浑浊,故填:澄清的石灰水变浑浊。
②澄清石灰水中的主要成分氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水,反应的化学方程式为:,故填:。
(4)①将二氧化碳气体倒入D中,观察到的现象是下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭,故填:下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭。
②二氧化碳能使蜡烛熄灭说明二氧化碳具有不燃烧也不支持燃烧的性质,下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭,说明二氧化碳密度比空气大,故填:不燃烧也不支持燃烧;密度大于空气。
23.(1)说明酸能使紫色石蕊试纸变红
(2)二氧化碳与水反应生成了酸
(3)
(4)产生白色沉淀
(5)方案一、方案三
(6)
(7)开发新能源,减少化石燃料的使用
【详解】(1)实验Ⅳ中稀盐酸和稀醋酸都能使紫色的干燥纸条变红,则实验Ⅳ的目的是说明酸能使紫色石蕊试纸变红;
(2)实验Ⅳ中稀盐酸和稀醋酸都能使紫色的干燥纸条变红,说明酸能使紫色石蕊变红,实验Ⅲ中二氧化碳与水共同作用使紫色石蕊变红,则对比实验Ⅲ和Ⅳ,可得出的结论是二氧化碳与水反应生成了酸;
(3)实验Ⅲ中二氧化碳与水反应生成碳酸,反应的化学方程式为;
(4)实验①中二氧化碳通入氢氧化钙溶液中,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水,观察到的现象是产生白色沉淀;
(5)案一:在两个相同的软塑料瓶中挤满二氧化碳,分别加入等量的水和氢氧化钠溶液,振荡:二氧化碳能溶于水、能与氢氧化钠反应,都会使软塑料瓶内气压减小,滴加氢氧化钠溶液的软塑料瓶比滴加等量水的软塑料瓶变得更瘪,可验证二氧化碳能与氢氧化钠反应,故方案一能达到实验目的;
方案二:向一瓶盛有二氧化碳的集气瓶中加入适量氢氧化钠溶液,振荡后,滴加几滴无色酚酞溶液:二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,氢氧化钠碳酸钠溶液均呈碱性,都能使无色酚酞溶液变红,无法判断二氧化碳与氢氧化钠发生反应,故方案二不能达到实验目的;
方案三:向一瓶盛有二氧化碳的集气瓶中加入适量氢氧化钠溶液,振荡后,滴加足量稀盐酸:二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,滴加足量的稀盐酸,稀盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,若观察到有气泡产生,证明有碳酸钠,即证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应,故方案三能达到实验目的;
故选:方案一、方案三;
(6)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为;
(7)工厂减少排放物中二氧化碳含量的方法是开发新能源,减少化石燃料的使用。
24. 集中火焰,提高温度 防止水倒吸进入导管,使试管炸裂 CO/一氧化碳 黑色固体逐渐变红 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O Ⅲ 排尽装置内的空气,防止干扰实验
【详解】加上灯罩可以使火焰更集中,提高温度;碳和氧化铜在高温条件下反应生成二氧化碳和铜,化学方程式为,结束时先将导管从石灰水中移出,再熄灭酒精灯,若先熄灭酒精灯再拿出导管,有可能水倒吸进入导管炸裂试管。
[作出猜想]
根据题目信息,反应生成的气体可能是CO,也可能是CO2,还可能是CO和CO2的混合气体。所以猜想Ⅰ是CO。
[设计方案]
(1)氧化铜和碳均是黑色固体,实验时,碳可以将氧化铜还原成红色的铜单质,故装置A处的现象是黑色固体逐渐变红。
(2)B中石灰水变浑浊,是因为碳和氧化铜在高温条件下反应生成二氧化碳和铜,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;D处的气体能点燃,说明生成的气体中还含有一氧化碳,则猜想Ⅲ成立。
[交流反思]
开始实验前,装置内充满空气,打开K,缓缓通入干燥的氮气,可以排尽装置内的空气,防止碳和空气中的氧气反应生成CO或CO2干扰。
25.(1)6.6
(2)解:设20g样品中碳酸钙的质量为x
=
x=15g
则样品中碳酸钙的质量分数= ×100%=75%
答:大理石样品中碳酸钙的质量分数为75%。
【详解】(1)根据质量守恒定律,反应前后物质的总质量不变,则生成二氧化碳的质量=20g+200g 213.4g=6.6g,故填6.6。
(2)见答案
26.(1)还原
(2) 风能(或太阳能)
(3) 水/
【详解】(1)焦炭能够用于冶炼铁说明焦炭具有还原性,故填:还原;
(2)根据资料可知,该地区风能和光照长,故填:风能(或太阳能);
利用电生产氢气,根据水在通电的条件下反应生成氢气和氧气,化学方程式为:;
(3)氢气与氧化铁在高温条件下反应生成铁和水,化学方程式为:;
因为除了生成铁外就是水,水无污染,故填:水。