第六单元 碳和碳的氧化物
1.人教第六单元课题1习题改编[2024安阳二模]文房四宝——笔、墨、纸、砚,是我国独有的书法绘画工具。“墨”的主要成分是( )
A.C B.Si C.P D.Fe
2.[2024广西中考]碳元素的开发与利用贯穿人类发展史。下列含碳物质最早被人类利用的是 ( )
A.煤炭 B.C60 C.石墨烯 D.碳纳米管
3.[2024长沙中考]物质的性质在很大程度上决定物质的用途。下列含碳物质中,常用于去除冰箱、汽车中异味的是 ( )
A.金刚石 B.石墨 C.活性炭 D.C60
4.[2024云南中考]下列有关碳及其化合物的说法错误的是( )
A.CO可用于冶炼金属
B.CO和CO2不能相互转化
C.用墨绘制的画能保存长时间不变色
D.干冰升华吸收大量的热,可用作制冷剂
5.人教第六单元课题3“探究”变式下列实验室制取CO2的相关图示不正确的是 ( )
A.制CO2的试剂 B.发生装置
C.干燥装置 D.收集装置
6.[原创新题]某同学在做完“实验室制取二氧化碳”实验后,欲探究废液中可能存在的物质,下列试剂中可达到实验目的的是 ( )
A.硝酸银溶液 B.酚酞溶液 C.石灰石 D.氢氧化钙溶液
7.人教第六单元复习与提高习题变式CO、CO2都由碳元素和氧元素组成,但它们化学性质不同的微观原因是 ;一氧化碳若与人体内的 结合,会使人中毒;二氧化碳气体经压缩可用来填充干冰灭火器,从分子观点解释其原因: 。
8.[2024长春中考]下图是实验室制取气体的部分装置。
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验室用大理石和稀盐酸制取CO2。
①该反应的化学方程式为 ;
②用该方法制取CO2的发生装置应选择 (填字母)。
(3)用装置C收集CO2,验满的操作为 。
9.[原创新题]A、B、C是初中化学常见的物质,且均含有同一种元素。它们之间的转化关系如图所示(“→”表示反应能一步实现)。
(1)若B、C组成元素相同且B会引起温室效应,则B→C的化学方程式为 。
(2)若A、B、C均含有人体中含量最高的金属元素,且A是一种难溶于水的白色固体,则A→C的化学方程式为 。
(3)若A、B、C所属物质类别不同,B的溶液呈蓝色且金属元素的质量分数为40%,则A的化学式为 。
10.[原创新题]某小组利用下图所示装置制备CO2,并模拟自然界中CO2的循环。
A B
(1)请写出用A装置制取CO2的化学方程式。
(2)将B装置放置于阳光下一段时间,观察到试管内有气泡产生,写出检验该气体的操作。
1.新教材新增跨学科实践活动[2024扬州中考]自然界存在多种元素及物质的循环。下图表示的是自然界中的 ( )
A.氮循环 B.硫循环 C.碳循环 D.水循环
2.人教第六单元课题1习题新增题型[2024贵州中考]阅读下面科普短文,回答问题。
自然界中,天然金刚石较少。人工合成金刚石通常需要在高温高压条件下才能进行。近期,科学家在一个标准大气压、1 025 ℃条件下,将硅融入镓、铁、镍组成的液态金属中,通入甲烷(CH4)气体,硅(Si)与甲烷反应生成四氢化硅(SiH4)和石墨(C),石墨在液态金属表面转化成金刚石薄膜,其转化过程如图1和图2。金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性,在多领域有广泛的应用。
图 2
(1)从宏观上看,甲烷由 元素组成。从微观上看,金刚石由 构成。
(2)图1生成石墨的化学方程式为 ,图2变化的微观实质是 。
(3)金刚石薄膜的性质有 。
1.[原创新题]二氧化碳是一种与人类生产、生活有密切关系的气体。某小组以“二氧化碳”为主题开展如下项目式学习。
Ⅰ.认识二氧化碳
(1)我国将力争在2060年前实现“碳中和”。下列有关二氧化碳的说法正确的是 (填字母)。
A.属于空气污染物
B.是绿色植物光合作用的产物
C.过度排放会加剧温室效应
D.是导致酸雨的主要气体
Ⅱ.实验室制取二氧化碳及性质探究
利用下列装置在实验室制取二氧化碳并进行性质探究。
(2)实验室制取二氧化碳的发生装置可选择 (填字母),发生反应的化学方程式为 。
(3)装置C中紫色石蕊纸花变红,不能说明二氧化碳能与水发生反应,请解释原因。
(4)装置D中观察到的现象是什么
(5)根据装置E中的现象写出二氧化碳的一种用途: 。
Ⅲ.探究实验室制取二氧化碳后废液的成分
(6)制取二氧化碳后的废液呈酸性,请写出一种能验证该废液呈酸性的试剂或实验用品: 。
Ⅳ.废液的处理
(7)可以加入熟石灰处理剩余废液,达标后排放。经测定,该酸性废液中盐酸的溶质质量分数为7.3%,则处理100 g该酸性废液需要熟石灰的质量是多少
2.[2024开封二模]我国提出“碳达峰”“碳中和”目标,努力实现二氧化碳的“零排放”,彰显了大国的责任和担当。同学们对二氧化碳开展项目式探究。
探究一:二氧化碳的物理性质
(1)如图1实验中观察到低处蜡烛先熄灭,高处蜡烛后熄灭,可知二氧化碳具有的物理性质是 (填字母)。
a.不燃烧
b.不支持燃烧
c.密度比空气大
d.无色无味
探究二:二氧化碳的化学性质
(2)二氧化碳和氢氧化钠溶液反应无明显现象,为验证二者的反应,同学们设计了下图实验。
①反应物减少:图2中,将两支充满CO2的试管分别倒插入足量等体积的水和NaOH溶液中,观察到 ,说明二者发生了化学反应。
②新物质生成:图3中,向盛有二氧化碳的烧瓶中注入一定量浓氢氧化钠溶液,振荡后打开止水夹,观察到烧杯内溶液倒流入烧瓶内,且溶液变浑浊,使溶液变浑浊的反应的化学方程式为 ,过滤,则滤液中一定含有的物质是 。
探究三:二氧化碳的制取和收集
(3)实验室常用如图4所示装置制取纯净、干燥的二氧化碳。
①请写出A装置中发生反应的化学方程式。
②B装置中溶液的作用是什么
③请将C装置中物质的名称填写在图中虚线框内。
探究四:“碳捕捉”与“碳转化”
(4)某工厂利用石灰乳吸收二氧化碳,进行“碳捕捉”并转化为碳酸钙固体。若用含氢氧化钙20%的石灰乳吸收13.2 t二氧化碳,理论上需要这种石灰乳的质量是多少
3.[2024郑州二模]二氧化碳是一种重要的氧化物,关于它的研究从公元 300年左右就开始了。
(1)公元300年左右,中国西晋的张华在《博物志》中记载烧石灰时释放出白烟,首次发现了二氧化碳。此化学反应的基本类型是 (填字母)。
a.化合反应 b.分解反应 c.置换反应 d.复分解反应
(2)17 世纪初,比利时化学家范·海尔孟在检测木炭燃烧和物质发酵过程的副产物时发现了二氧化碳。葡萄糖发酵的化学方程式为C6H12O62X+2CO2↑,则X 的化学式为 。检验木炭燃烧有二氧化碳生成的化学方程式为 。
(3)18世纪法国化学家拉瓦锡把木炭放在氧气中燃烧,得到了二氧化碳,并证明了二氧化碳由碳、氧两种元素组成。
①请写出此反应的化学方程式。
②请说明拉瓦锡得出二氧化碳是由碳、氧两种元素组成的原因。
(4)19世纪20年代多位科学家共同努力证明了二氧化碳分子中碳、氧原子的个数比,从而有了二氧化碳的名称。实验测得二氧化碳中碳、氧元素的质量比为3∶8,请写出确定二氧化碳分子中碳、氧原子个数比的计算过程。
(5)实验室制取并收集二氧化碳常用下图中的部分装置,应选择的装置是 (填字母)。称取12.5 g石灰石(主要成分是CaCO3,杂质不参加反应)放入烧杯中,向其中加入100 g稀盐酸,二者恰好完全反应。反应结束后称量烧杯中剩余物质的总质量为108.1 g(不包括烧杯的质量,生成的气体视为全部逸出)。请计算稀盐酸的溶质质量分数。
4.我国提出争取在2060年前实现“碳中和”,充分体现了解决气候问题的大国担当。“筑梦”活动小组开展了“低碳有我”实践活动,请回答下列问题。
【活动一】调查碳循环
(1)观察图1,自然界中消耗二氧化碳的途径有 (写一条即可)。
(2)基于“碳循环”视角,实现“碳中和”可以从两方面进行:①减少碳排放,② 。
(3)调查发现,我国的碳排放80%以上来自能源使用。要减少能源使用对大气中二氧化碳含量的影响,下列措施不可行的是 (填字母)。
A.严禁使用化石燃料
B.改进技术,提高能效
C.捕集能源使用过程中生成的二氧化碳,进行封存处理
【活动二】探究碳“捕捉”
根据二氧化碳的性质,可以用水和碱溶液“捕捉”二氧化碳。为比较“捕捉”效果,小组同学设计如图2所示实验,装置a端连接气压传感器,测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图3所示。
(4)图2中,甲、乙、丙注射器内的试剂分别是水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液,x的数值为 ;分析图3可知“捕捉”二氧化碳效果最好的是 (填装置序号),该装置中发生反应的化学方程式为 。
(5)“碳封存”技术也是实现“碳中和”的重要途径之一。某实验基地通过一定技术将二氧化碳压缩存入地下,实现二氧化碳的封存。从微观角度分析,这一技术能够实现的原因是 。
【活动三】计算碳转化
(6)基于元素守恒,小组同学推测可以将二氧化碳转化为更高价值的物质,实现二氧化碳的再利用。我国科学家在利用二氧化碳直接合成乙醇(C2H5OH)的研究上已取得重大突破,其转化的化学方程式为2CO2+6R C2H5OH+3H2O,其中R的化学式为 。
如果用此方法处理44 kg二氧化碳,使其完全反应,请根据化学方程式计算生成乙醇的质量(写出计算过程)。
【活动四】聚力助低碳
(7)实现“碳中和”需要世界各国的共同关注和努力。中国已积极采取多种措施,如调整能源结构,开发使用新能源等,请写出一种新能源 。青少年也应积极助力低碳,你的做法是 (写一条即可)。 第六单元 碳和碳的氧化物
1.人教第六单元课题1习题改编[2024安阳二模]文房四宝——笔、墨、纸、砚,是我国独有的书法绘画工具。“墨”的主要成分是( A )
A.C B.Si C.P D.Fe
2.[2024广西中考]碳元素的开发与利用贯穿人类发展史。下列含碳物质最早被人类利用的是 ( A )
A.煤炭 B.C60 C.石墨烯 D.碳纳米管
3.[2024长沙中考]物质的性质在很大程度上决定物质的用途。下列含碳物质中,常用于去除冰箱、汽车中异味的是 ( C )
A.金刚石 B.石墨 C.活性炭 D.C60
4.[2024云南中考]下列有关碳及其化合物的说法错误的是( B )
A.CO可用于冶炼金属
B.CO和CO2不能相互转化
C.用墨绘制的画能保存长时间不变色
D.干冰升华吸收大量的热,可用作制冷剂
5.人教第六单元课题3“探究”变式下列实验室制取CO2的相关图示不正确的是 ( A )
A.制CO2的试剂 B.发生装置
C.干燥装置 D.收集装置
6.[原创新题]某同学在做完“实验室制取二氧化碳”实验后,欲探究废液中可能存在的物质,下列试剂中可达到实验目的的是 ( C )
A.硝酸银溶液 B.酚酞溶液 C.石灰石 D.氢氧化钙溶液
7.人教第六单元复习与提高习题变式CO、CO2都由碳元素和氧元素组成,但它们化学性质不同的微观原因是 分子构成不同 ;一氧化碳若与人体内的 血红蛋白 结合,会使人中毒;二氧化碳气体经压缩可用来填充干冰灭火器,从分子观点解释其原因: 分子间有间隔,加压时气体分子间间隔变小 。
8.[2024长春中考]下图是实验室制取气体的部分装置。
(1)仪器a的名称是 试管 。
(2)实验室用大理石和稀盐酸制取CO2。
①该反应的化学方程式为 CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑+H2O ;
②用该方法制取CO2的发生装置应选择 B (填字母)。
(3)用装置C收集CO2,验满的操作为 将燃着的木条放在集气瓶口 。
9.[原创新题]A、B、C是初中化学常见的物质,且均含有同一种元素。它们之间的转化关系如图所示(“→”表示反应能一步实现)。
(1)若B、C组成元素相同且B会引起温室效应,则B→C的化学方程式为 C+CO2 2CO 。
(2)若A、B、C均含有人体中含量最高的金属元素,且A是一种难溶于水的白色固体,则A→C的化学方程式为 CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑(合理即可) 。
(3)若A、B、C所属物质类别不同,B的溶液呈蓝色且金属元素的质量分数为40%,则A的化学式为 CuO 。
10.[原创新题]某小组利用下图所示装置制备CO2,并模拟自然界中CO2的循环。
A B
(1)请写出用A装置制取CO2的化学方程式。
CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
(2)将B装置放置于阳光下一段时间,观察到试管内有气泡产生,写出检验该气体的操作。
将带有火星的木条插入收集到的气体中,观察木条是否复燃。
1.新教材新增跨学科实践活动[2024扬州中考]自然界存在多种元素及物质的循环。下图表示的是自然界中的 ( C )
A.氮循环 B.硫循环 C.碳循环 D.水循环
2.人教第六单元课题1习题新增题型[2024贵州中考]阅读下面科普短文,回答问题。
自然界中,天然金刚石较少。人工合成金刚石通常需要在高温高压条件下才能进行。近期,科学家在一个标准大气压、1 025 ℃条件下,将硅融入镓、铁、镍组成的液态金属中,通入甲烷(CH4)气体,硅(Si)与甲烷反应生成四氢化硅(SiH4)和石墨(C),石墨在液态金属表面转化成金刚石薄膜,其转化过程如图1和图2。金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性,在多领域有广泛的应用。
图 2
(1)从宏观上看,甲烷由 碳、氢(或C、H) 元素组成。从微观上看,金刚石由 碳原子 构成。
(2)图1生成石墨的化学方程式为 Si+CH4 SiH4+C ,图2变化的微观实质是 碳原子的排列方式发生了改变 。
(3)金刚石薄膜的性质有 良好的光学透明性和高度的化学稳定性 。
1.[原创新题]二氧化碳是一种与人类生产、生活有密切关系的气体。某小组以“二氧化碳”为主题开展如下项目式学习。
Ⅰ.认识二氧化碳
(1)我国将力争在2060年前实现“碳中和”。下列有关二氧化碳的说法正确的是 C (填字母)。
A.属于空气污染物
B.是绿色植物光合作用的产物
C.过度排放会加剧温室效应
D.是导致酸雨的主要气体
Ⅱ.实验室制取二氧化碳及性质探究
利用下列装置在实验室制取二氧化碳并进行性质探究。
(2)实验室制取二氧化碳的发生装置可选择 B (填字母),发生反应的化学方程式为 CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑ 。
(3)装置C中紫色石蕊纸花变红,不能说明二氧化碳能与水发生反应,请解释原因。
未证明CO2不能使紫色石蕊变红。(合理叙述均可)
(4)装置D中观察到的现象是什么
澄清石灰水变浑浊。
(5)根据装置E中的现象写出二氧化碳的一种用途: 用来灭火(合理即可) 。
Ⅲ.探究实验室制取二氧化碳后废液的成分
(6)制取二氧化碳后的废液呈酸性,请写出一种能验证该废液呈酸性的试剂或实验用品: 紫色石蕊溶液(或pH试纸、铁粉、氧化铜粉末、碳酸钠溶液等,合理即可) 。
Ⅳ.废液的处理
(7)可以加入熟石灰处理剩余废液,达标后排放。经测定,该酸性废液中盐酸的溶质质量分数为7.3%,则处理100 g该酸性废液需要熟石灰的质量是多少
解:设处理100 g该酸性废液需要熟石灰的质量为x。
Ca(OH)2+2HCl CaCl2+2H2O
74 73
x 100 g×7.3%
=
解得x=7.4 g
答:处理100 g该酸性废液需要熟石灰的质量为7.4 g。
2.[2024开封二模]我国提出“碳达峰”“碳中和”目标,努力实现二氧化碳的“零排放”,彰显了大国的责任和担当。同学们对二氧化碳开展项目式探究。
探究一:二氧化碳的物理性质
(1)如图1实验中观察到低处蜡烛先熄灭,高处蜡烛后熄灭,可知二氧化碳具有的物理性质是 c (填字母)。
a.不燃烧
b.不支持燃烧
c.密度比空气大
d.无色无味
探究二:二氧化碳的化学性质
(2)二氧化碳和氢氧化钠溶液反应无明显现象,为验证二者的反应,同学们设计了下图实验。
①反应物减少:图2中,将两支充满CO2的试管分别倒插入足量等体积的水和NaOH溶液中,观察到 甲、乙试管中液面上升,乙中试管内液面上升比甲中的高(合理即可) ,说明二者发生了化学反应。
②新物质生成:图3中,向盛有二氧化碳的烧瓶中注入一定量浓氢氧化钠溶液,振荡后打开止水夹,观察到烧杯内溶液倒流入烧瓶内,且溶液变浑浊,使溶液变浑浊的反应的化学方程式为 Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl ,过滤,则滤液中一定含有的物质是 NaCl 。
探究三:二氧化碳的制取和收集
(3)实验室常用如图4所示装置制取纯净、干燥的二氧化碳。
①请写出A装置中发生反应的化学方程式。
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
②B装置中溶液的作用是什么
除去二氧化碳中的氯化氢气体。
③请将C装置中物质的名称填写在图中虚线框内。
探究四:“碳捕捉”与“碳转化”
(4)某工厂利用石灰乳吸收二氧化碳,进行“碳捕捉”并转化为碳酸钙固体。若用含氢氧化钙20%的石灰乳吸收13.2 t二氧化碳,理论上需要这种石灰乳的质量是多少
解:设需要氢氧化钙的质量为x。
CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
44 74
13.2 t x
=
x==22.2 t
需要含氢氧化钙20%的石灰乳的质量为=111 t
答: 理论上需要这种石灰乳的质量是111 t。
3.[2024郑州二模]二氧化碳是一种重要的氧化物,关于它的研究从公元 300年左右就开始了。
(1)公元300年左右,中国西晋的张华在《博物志》中记载烧石灰时释放出白烟,首次发现了二氧化碳。此化学反应的基本类型是 b (填字母)。
a.化合反应 b.分解反应 c.置换反应 d.复分解反应
(2)17 世纪初,比利时化学家范·海尔孟在检测木炭燃烧和物质发酵过程的副产物时发现了二氧化碳。葡萄糖发酵的化学方程式为C6H12O62X+2CO2↑,则X 的化学式为 C2H6O(或C2H5OH) 。检验木炭燃烧有二氧化碳生成的化学方程式为 CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O 。
(3)18世纪法国化学家拉瓦锡把木炭放在氧气中燃烧,得到了二氧化碳,并证明了二氧化碳由碳、氧两种元素组成。
①请写出此反应的化学方程式。
C+O2CO2
②请说明拉瓦锡得出二氧化碳是由碳、氧两种元素组成的原因。
反应物中只含有碳、氧元素,根据质量守恒定律可知,唯一生成物中只能含有碳元素和氧元素。
(4)19世纪20年代多位科学家共同努力证明了二氧化碳分子中碳、氧原子的个数比,从而有了二氧化碳的名称。实验测得二氧化碳中碳、氧元素的质量比为3∶8,请写出确定二氧化碳分子中碳、氧原子个数比的计算过程。
∶=1∶2
(5)实验室制取并收集二氧化碳常用下图中的部分装置,应选择的装置是 BC (填字母)。称取12.5 g石灰石(主要成分是CaCO3,杂质不参加反应)放入烧杯中,向其中加入100 g稀盐酸,二者恰好完全反应。反应结束后称量烧杯中剩余物质的总质量为108.1 g(不包括烧杯的质量,生成的气体视为全部逸出)。请计算稀盐酸的溶质质量分数。
解:设所用稀盐酸的溶质质量分数为x。
2HCl+CaCO3CaCl2+CO2↑+H2O
73 44
100 g×x 12.5 g+100 g-108.1 g
=
x==7.3%
答:所用稀盐酸的溶质质量分数为7.3%。
4.我国提出争取在2060年前实现“碳中和”,充分体现了解决气候问题的大国担当。“筑梦”活动小组开展了“低碳有我”实践活动,请回答下列问题。
【活动一】调查碳循环
(1)观察图1,自然界中消耗二氧化碳的途径有 光合作用(或海水吸收) (写一条即可)。
(2)基于“碳循环”视角,实现“碳中和”可以从两方面进行:①减少碳排放,② 增加“碳吸收” 。
(3)调查发现,我国的碳排放80%以上来自能源使用。要减少能源使用对大气中二氧化碳含量的影响,下列措施不可行的是 A (填字母)。
A.严禁使用化石燃料
B.改进技术,提高能效
C.捕集能源使用过程中生成的二氧化碳,进行封存处理
【活动二】探究碳“捕捉”
根据二氧化碳的性质,可以用水和碱溶液“捕捉”二氧化碳。为比较“捕捉”效果,小组同学设计如图2所示实验,装置a端连接气压传感器,测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图3所示。
(4)图2中,甲、乙、丙注射器内的试剂分别是水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液,x的数值为 30 ;分析图3可知“捕捉”二氧化碳效果最好的是 丙 (填装置序号),该装置中发生反应的化学方程式为 2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O 。
(5)“碳封存”技术也是实现“碳中和”的重要途径之一。某实验基地通过一定技术将二氧化碳压缩存入地下,实现二氧化碳的封存。从微观角度分析,这一技术能够实现的原因是 分子之间有间隔 。
【活动三】计算碳转化
(6)基于元素守恒,小组同学推测可以将二氧化碳转化为更高价值的物质,实现二氧化碳的再利用。我国科学家在利用二氧化碳直接合成乙醇(C2H5OH)的研究上已取得重大突破,其转化的化学方程式为2CO2+6R C2H5OH+3H2O,其中R的化学式为 H2 。
如果用此方法处理44 kg二氧化碳,使其完全反应,请根据化学方程式计算生成乙醇的质量(写出计算过程)。
解:设生成乙醇的质量为x。
2CO2+6H2 C2H5OH+3H2O
88 46
44 kg x
=
x=23 kg
答:生成乙醇的质量是23 kg。
【活动四】聚力助低碳
(7)实现“碳中和”需要世界各国的共同关注和努力。中国已积极采取多种措施,如调整能源结构,开发使用新能源等,请写出一种新能源 太阳能(合理即可) 。青少年也应积极助力低碳,你的做法是 随手关灯(合理即可) (写一条即可)。
