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- 第3讲 物质构成的奥秘-全国初中化学竞赛试题精编 试卷 10 次下载
- 第4讲 化学用语、化学式和化合价-全国初中化学竞赛试题精编 试卷 11 次下载
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第2讲 碳及氧化物-全国初中化学竞赛试题精编
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这是一份第2讲 碳及氧化物-全国初中化学竞赛试题精编，文件包含第2讲碳及氧化物-全国初中化学竞赛试题精编教师版docx、第2讲碳及氧化物-全国初中化学竞赛试题精编学生版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共33页， 欢迎下载使用。
一、选择题
1. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛(CESL)决赛）题图是一个研究动物呼吸的装置，该装置放在室温的环境中，经过一段时间后，着色水滴将（ ）
A. 向试管方向移动B. 向远离试管的方向移动
C. 先移向试管后远离试管D. 保持不动
【答案】A
【解析】
由于蚱蜢通过呼吸作用消耗了氧气产生了二氧化碳，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，试管内压强减小，着色水滴将向试管方向移动，所以A正确。
故选：A。
2. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛(CESL)决赛）2022年2月第24届冬季奥林匹克运动会在我国北京-张家口举办。比赛中冬奥会速滑赛道冰面修复时，工作人员最后喷向冰面的物质是
A. 液氮B. 干冰C. 水D. 消毒剂
【答案】B
【解析】
A、在常压下，液氮温度为-196℃，汽化时大量吸热接触造成冻伤，故错误；
B、干冰气化吸热，可是冰面快速凝固被修复，故正确；
C、水直接喷向冰面，凝结速度慢，故错误；
D、消毒剂只能消毒，不能修复冰面，故错误。
故选B。
3. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛(CESL)决赛）商店里出售的橡胶运动鞋，鞋底有黑、白两种，黑色橡胶鞋底耐磨，这是因为在橡胶中加入了一种耐磨的填料，这种耐磨的填料是
A. 石墨粉B. 活性炭C. 炭黑D. 木炭粉
【答案】C
【解析】
橡胶中加入炭黑能够增强其耐磨性，故选C。
4．科学家在制备碳纳米管时得到了一种由碳原子构成的副产品，该副产品外观类似泡沫、质地轻盈，被称为碳纳米泡沫，它的发现极大地推动了碳素材料的研究。下列说法不正确的是（ ）
A．碳纳米泡沫和碳纳米管属于同种物质
B．碳纳米泡沫是一种单质
C．碳纳米泡沫在氧气中完全燃烧的产物是二氧化碳
D．碳纳米泡沫在一定条件下可以还原氧化铜
【答案】A
【解析】A、根据题意，碳纳米泡沫外观类似泡沫、质地轻盈；而碳纳米管呈管状，碳纳米泡沫和碳纳米管属于不同种物质，故A说法符合题意。
B、根据题意，碳纳米泡沫外观类似泡沫、质地轻盈，由碳的微小颗粒组成，是由碳元素一种元素组成的纯净物，属于单质，故B说法不符合题意。
C、碳纳米泡沫属于碳的单质，具有可燃性，完全燃烧的产物是二氧化碳，故C说法不符合题意。
D、碳纳米泡沫属于碳的单质，具有还原性，在一定条件下可以还原氧化铜，故D说法不符合题意。
故答案为：A。
5. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛（CESL）初赛）如图是自然界中碳、氧循环简图(X为H2CO3，Y为C6H12O6)。下列说法不正确的是
A. 图一中的转化1是酸雨形成的主要原因
B. 图二中可实现有机物与无机物的相互转化
C. 绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能
D. 碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
【答案】A
【解析】
A、酸雨是由于二氧化硫和二氧化氮等溶于雨水中而形成的，故A错误；
B、图2中可以将二氧化碳转化为葡萄糖，故可实现有机物与无机物的相互转化，正确；
C、绿色植物通过光合作用，将空气中的二氧化碳转化为葡萄糖，将太阳能转化成化学能，正确；
D、碳循环和氧循环可以吸收空气中的二氧化碳向空气中释放氧气，故有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，正确。故选A。
6. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛（CESL）初赛）在相同的温度和压强下，相同体积的气体含有相同的分子数，反之亦然。取同温同压下的相同体积的CO和O2混合，在一定条件下充分反应，恢复到初始温度和压强，下列说法正确的是
A. 参加反应的CO和 O2的体积比为2：1
B. 生成CO2的分子个数为原来分子总数的三分之二
C. 反应后气体中C、O原子的个数比为1：2
D. 反应后气体的体积为原来的四分之三
【答案】AD
【解析】
A、反应的化学方程式为2CO+O22CO2，参加反应的CO和O2的分子个数比为2：1，则参加反应的CO和O2的体积比为2：1；故A正确；
B、反应的化学方程式为2CO+O22CO2，每2个CO分子与1个O2分子反应生成2个CO2分子，而原混合气体中CO和O2分子个数相等，则生成的CO2分子个数为原来气体分子数的二分之一；故B不正确；
C、原气体为相同体积的CO和O2混合，混合气体中CO和O2分子个数为1：1，其中C、O原子个数比为1：3；根据化学变化前后原子的种类、个数不变，反应后的气体中C、O原子的个数比仍为1：3；故C不正确；
D、反应的化学方程式为2CO+O22CO2，每2个CO分子与1个O2分子反应生成2个CO2分子，即三体积混合气体反应后变为二体积，而原气体为相同体积的CO和O2混合，即四体积的混合气体反应后还有一体积氧气剩余；因此，反应后气体的体积为原来的四分之三，故D正确。
故选：AD。
7．石墨烯可用机械剥离法从石墨中剥离制得。它是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体（如图），图中每一个小球代表一个碳原子。它是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。关于石墨烯，下列说法错误的是（ ）
A．石墨烯和金刚石都由碳元素组成
B．石墨烯的导电性比银强
C．石墨烯中每个碳原子为三个六元环共用
D．从石墨中剥离出石墨烯属于物理变化
【答案】D
【解析】A. 石墨烯和金刚石都由碳元素组成，故A说法正确，不符合题意；
B. 由题意可知，石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，所以石墨烯的导电性比银强，故B说法正确，不符合题意；
C. 由石墨烯的结构可知，石墨烯中每个碳原子为三个六元环共用，故C说法正确，不符合题意。
D. 石墨与石墨烯是不同种物质，因此从石墨中剥离出石墨烯属于化学变化，故说法错误，符合题意。
故该题选D。
8．下列四个装置都能制取二氧化碳，其中能随时控制反应的发生和停止的是（ ）
A．①②④B．①③④C．①②③D．②④
【答案】D
【解析】①装置能用来制取二氧化碳，但不能随时控制反应的发生和停止，错误；②装置可以通过上下移动干燥管，使大理石和稀盐酸接触或分离，来控制反应的发生和停止，正确；③导管末端在液面下，无法顺利排出气体，错误；④大理石与稀盐酸反应，产生二氧化碳，若需要反应停止，则需关闭弹簧夹，U型管右侧压强增大，则大理石和稀盐酸分离，反应停止发生；正确。
故答案为：D
9．三氧化二碳（C2O3）是某星球大气的成分之一，其化学性质与一氧化碳相似。下列关于三氧化二碳的说法中正确的是（ ）
A．三氧化二碳的密度比空气小
B．三氧化二碳在一定条件下能还原氧化铁
C．三氧化二碳能使澄清石灰水变浑浊
D．三氧化二碳中碳元素的化合价为+2
【答案】B
【解析】A、三氧化二碳的相对分子质量为12×2+16×3＝72，空气的平均相对分子质量为29，72大于29，则三氧化二碳的密度比空气大，不符合题意；
B、一氧化碳具有还原性，三氧化二碳的化学性质与一氧化碳相似，在一定条件下能还原氧化铁，符合题意；
C、由于CO不能与澄清石灰水反应，三氧化二碳化学性质与一氧化碳相似，可判断C2O3不能与澄清石灰水反应，不符合题意；
D、氧元素显﹣2价，设碳元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：2x+（﹣2）×3＝0，则x＝+3价，不符合题意。
故答案为：B。
10．对于化学反应，我们不但要考虑加入的试剂，还要考虑环境中的其他物质对化学反应的影响。教材中“木炭还原氧化铜”的实验（如图），下列说法错误的是（ ）
A．试管A中，除C、CuO外，还可能有氧气参与反应
B．除木炭可以还原氧化铜外，经反应生成的一氧化碳不能还原氧化铜
C．要排除环境对该反应的影响，还可以采取抽成真空（或充入氮气等保护气体）等措施
D．进入试管B的气体，除二氧化碳外，还可能有氧气或空气、氮气、一氧化碳
【答案】B
【解析】A.试管A中，除C、CuO外，还可能有空气中的氧气参与反应，选项说法不符合题意。
B.除木炭可以还原氧化铜外，经反应生成的一氧化碳能还原氧化铜，选项说法符合题意。
C.要排除环境对该反应的影响，还可以采取抽成真空（或充入氮气等保护气体）等措施，选项说法不符合题意。
D.进入试管B的气体，除二氧化碳外，还可能有氧气或空气、氮气、一氧化碳，选项说法不符合题意。
故答案为：B
11．草酸(H2C2O4)受热分解生成二氧化碳、一氧化碳和水。为验证草酸分解产物，将产物持续通入下列装置。对该实验的分析正确的是（ ）
A．该实验中①、②装置可以互换
B．若③中停止加热，④中液体会倒吸入硬质玻璃管中
C．反应结束后，③中的固体物质一定属于混合物
D．若分解产物停止通入时，③中生成的铜不会变成氧化铜
【答案】D
【解析】A、该实验中①、②装置不可以互换，否则无法检验水，A不符合题意；
B、 若③中停止加热，④中液体不会倒吸入硬质玻璃管中，因为气体一直会进入试管内。不会造成倒吸现象；反应结束后，B不符合题意；
C、中的固体物质属于纯净物，因为只有反应中被置换的铜，C不符合题意；
D、若分解产物停止通入时，C中生成的铜不会被氧化，因接触不到氧气，D符合题意。
故答案为：D。【分析】本题主要考查金属的冶炼，冶炼金属开始时先通气体再加热，反应结束后先停止加热再停止通入氧气。
12．明代民族英雄于谦的石灰吟：“千锤万击出深山，烈火焚烧若等闲，粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间”，这四句诗所描写的物质依次是（ ）
A．石灰石、熟石灰、生石灰、碳酸钙
B．石灰石、生石灰、熟石灰、碳酸钙
C．碳酸钙、生石灰、熟石灰、石灰石
D．生石灰、熟石灰、石灰石、碳酸钙
【答案】B
【解析】千锤万击出深山的是石灰石；烈火焚烧若等闲是指碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳这个反应；粉身碎骨浑不怕是指氧化钙和水反应生成氢氧化钙；要留清白在人间是指氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水，故答案选B．
根据千锤万击出深山的是石灰石；烈火焚烧若等闲是指碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳这个反应；粉身碎骨浑不怕是指氧化钙和水反应生成氢氧化钙；要留清白在人间是指氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水这个反应分析．
13．气体X可能含有氢气、一氧化碳和二氧化碳中的一种或几种。将气体X依次通过灼热氧化铜和澄清石灰水，观察到黑色固体变红、澄清石灰水变浑浊，气体X组成的可能性有（ ）
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
【答案】D
【解析】气体X通过灼热氧化铜，观察到黑色固体变红，说明气体X中含有还原性的气体，说明至少有氢气和一氧化碳中的一种；然后通过澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳，但无法证明是原有二氧化碳还是一氧化碳与氧化铜反应得到的二氧化碳，气体X组成的可能有一氧化碳，氢气和一氧化碳，氢气和二氧化碳，一氧化碳和二氧化碳，氢气、一氧化碳和二氧化碳一共五种情况。
故答案为：D。
14．某无色气体可能含有CO2、CO、H2中的一种或几种，依次进行以下实验（假设每步反应均完全进行）：①通过赤热的炭层后，恢复到原状态，气体体积增大（提示：相同条件下，气体的体积和气体的分数成正比）②通过灼热的CuO时，固体变成红色③通过白色CuSO4粉末时无明显现象（提示：白色CuSO4粉末遇水变蓝）④通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，下列判断正确的是（ ）
A．原混合气体中一定含有CO2和CO，一定没有H2
B．原混合气体中一定没有CO和H2，一定含有CO
C．原混台气体中一定含有CO2，可能含有CO，一定没有H2
D．原混合气体中无法确定是否含CO2
【答案】C
【解析】①通过赤热的炭层后，恢复到原状态，气体体积增大，若无色气体中含有CO2，二氧化碳会与碳发生化学反应生成一氧化碳，即，造成气体的体积增大一倍，所以一定含有二氧化碳；②通过灼热的CuO时，固体变成红色；说明含有还原性物质存在；③通过白色CuSO4粉末时，无明显现象，说明不含水，可以确定还原气体中不含氢气；④通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，说明有二氧化碳气体存在，即一氧化碳还原氧化铜生成二氧化碳，一氧化碳可能是原混合气体中的，也可能是由于①中二氧化碳和碳反应生成了一氧化碳，故无色气体中可能含一氧化碳。所以原混合气体中一定有CO2，一定不含H2，可能含CO。
故答案为：C。
15．如图中X、Y、Z是初中化学常见物质，箭头表示物质之间可以向箭头方向一步转化，下列说法中不正确的是（ ）
A．若X是SO2，则Z可能是O2B．若X是H2O，则Z可能是O2
C．若X是O2，则Z可能是CO2D．若X是CO2，则Z可能是H2CO3
【答案】B
【解析】A、氧气与硫反应可得二氧化硫，二氧化硫与碱反应生成水，水电解可得氧气，A不符合题意；
B、氢气在氧气中燃烧生成水，水无法转化为一种物质，且能生成氧气，B符合题意；
C、二氧化碳与水通过光合作用可得氧气，碳与氧气不完全燃烧生成一氧化碳，一氧化碳燃烧可得二氧化碳，C不符合题意；
D、碳酸受热分解为二氧化碳，二氧化硫与碱反应生成水，水与二氧化碳反应生成碳酸，D不符合题意。
故答案为：B。
16.（湖南邵阳市武冈一中2020-2021学年下学期6月化学竞赛）在托盘天平两边各放一只质量相等的烧杯，内盛等质量、等溶质质量分数的足量的稀盐酸。将质量相等的石灰石和熟石灰分别放入天平的左盘和右盘的烧杯中，反应完毕后，天平会向哪一边倾斜
A. 右边B. 左边C. 不倾斜，仍然平衡D. 无法确定
【答案】A
【解析】
左边石灰石和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，右边熟石灰和稀盐酸反应生成氯化钙和水，左边生成的二氧化碳气体会逸散到空气中，质量减少，故天平会往右边倾斜。
故选：A。
17．如图为改良版的“验证二氧化碳化学性质”的实验装置。用一根铁丝穿4片紫色石蕊试纸，按图示将稀硫酸和水滴加到相应的试纸上，下列说法错误的是（）
A．图中1、3变为红色，2、4不变色
B．若将稀硫酸换成稀醋酸也可以得到符合题意的实验结果，因它们都属于酸
C．该实验证明二氧化碳能与石蕊发生反应生成红色物质
D．该实验的优点是将四个实验改成一个实验，对比性强
【答案】C
【解析】A、稀硫酸显酸性，可以使紫色石蕊试纸变红色；水显中性，不能使紫色石蕊试纸变色；二氧化碳溶于水生成碳酸，可以使紫色石蕊试纸变红色；干燥的二氧化碳没有酸性，不能使紫色石蕊试纸变色。所以图中1、3变为红色，2、4不变色，故不符合题意；
B、因为稀醋酸也显酸性，可以使紫色石蕊试纸变红色；所以若将稀硫酸换成稀醋酸也可以得到符合题意的实验结果，因为它们的pH＜7，故不符合题意；
C、该实验证明二氧化碳能与水生成酸性物质，使石蕊变红色，故符合题意；
D、该实验的优点是将四个实验改成一个实验，对比性强，直观性强，故不符合题意。
故答案为：C。
18．某兴趣小组用如图所示装置测定本地石灰石中碳酸钙的质量分数，下列说法不正确的是（ ）
A．检查装置的气密性时，向上移动c管，观察b、c管中是否有稳定的液面差
B．读取b管中的气体体积时，要移动c管，使b、c管中的液面保持同一高度
C．a导管的作用是防止实验测定的结果偏小
D．b管中油的作用是防止实验测定的结果偏小
【答案】C
【解析】A、检查装置的气密性时，向上移动c管，观察b、c管中是否有稳定的液面差，有稳定的液面差，说明装置气密性良好，不符合题意； B、读取b管中的气体体积时，要移动c管，使b、c管中的液面保持同一高度，防止产生误差，不符合题意；C、a导管的作用是平衡气压，使液体顺利留下，符合题意；D、b管中油的作用是防止二氧化碳溶于水，且与水反应，导致实验测定的结果偏小，不符合题意。故答案为：C。
19．在由CO和O2组成的混合气体中，测知碳元素的质量分数为18%，则混合气体中CO和O2的质量比为（ ）
A．2:1B．1:2C．29：21D．21：29
【答案】D
【解析】设混合气体质量为x，则一氧化碳质量为18%x＝0.42x，则CO和O2的质量比0.42x：(x-0.42x）＝21：29；
故答案为：D．
20．如图表示一定质量的氧化铜和炭粉的混合物在受热过程中各物质质量随时间的变化趋势。下列说法中错误的是（ ）
A．t1时，开始发生反应
B．t1和t2时，固体中铜元素质量相等
C．b是固体混合物的质量
D．d是二氧化碳的质量
【答案】C
【解析】A、由图像可知，t1时各物质的质量开始发生变化，说明反应开始发生，故A不符合题意；
B、氧化铜和碳在高温条件下生成铜和二氧化碳，铜一直在固体中，t1和t2时，固体中铜元素质量相等，故B不符合题意；
C、图中b质量减少至0，碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，固体混合物质量逐渐减少，但不会变成0，故C符合题意；
D、根据方程式 的质量比可知，生成铜和二氧化碳的质量比为128：44=32：11，铜的质量要比二氧化碳的质量多，所以c为生成铜的质量，d应为生成二氧化碳的质量，故 D不符合题意。
故答案为：C。
21．某气体中可能含有CO2、O2、N2中的一种或几种，将该气体依次通过：（①炽热的焦炭；②足量灼热的氧化铜；③足量的碱石灰（氢氧化钠和氧化钙的混合物，可以吸收H2O和CO2） 每一步均充分反应，最终得到的气体为纯净物。气体的分子数目随时间的变化如下图所示。 下列说法正确的是）。（ ）
A．a点气体中一定含有N2和CO2，可能含有O2
B．b点气体可能由三种分子构成
C．b点气体中CO和N2的分子数目比为2: 1
D．该过程中发生了化合反应、分解反应
【答案】C
【解析】A. a点气体中一定含有N2，可能含有氧气或二氧化碳或两者都有，故不符合题意；
B. b点气体一定含有氮气、一氧化碳，且两者分子数分别为n、2n，不含有氧气；如果含有二氧化碳气体，那么原混合气体中除氮气之外的分子数为n的气体就得不到2n分子数的一氧化碳气体，b点气体不可能由三种分子构成，故不符合题意；
C. cd段分子数减小2n，为二氧化碳分子数；根据化学方程式CO+CuOCu+CO2可知，生成二氧化碳分子数2n，需要一氧化碳分子数为2n，则b点气体中CO和N2的分子数目比为2n:n=2:1，故符合题意；
D. 两种化合物交换成分生成另外两种化合物的反应，属于复分解反应；由分析可知，该过程中没有发生复分解反应，故不符合题意。
故答案为：C。
22．下列各组物质中能利用如图装置进行实验室制取气体的是（）
（1）用大理石固体和稀盐酸溶液制取二氧化碳
（2）二氧化锰固体和5%的过氧化氢溶液制取氧气
（3）高锰酸钾加热制取氧气
（4）锌片和稀硫酸常温下制取氢气
A．（1）（2） B．（3）（4） C．（2）（4）D．（1）（3）（4）
【答案】C
【解析】（1)二氧化碳不能用排水法收集，只能用向上排空气法收集，故错误；（2)用过氧化氢溶液和二氧化锰时，发生装置不需要加热，故正确（3)如果是用高锰酸钾制氧气时，发生装置就需要加热，故错误；（4)用锌和稀硫酸制氢气也不需要加热，故正确；
故选C。
23．如图所示图1为一氧化碳还原氧化铜的实验，图2为碳还原氧化铜的实验，其中澄清石灰水足量∶（ ）
图1 图2
①两个实验中都可观察到黑色固体变红，澄清石灰水变浑浊；
②两个实验都可以根石灰水不冒气泡的现象判断反应已经结束
③两个实验均应防止石灰水倒吸
④两个实验发生的反应中，C、CO都得到氧，发生还原反应；
⑤两个实验的相关反应中，C、Cu、O三种元素的化合价都发生改变；
⑥两个实验中固体减少的质量均为产生气体的质量
⑦两个实验中铜元素在固体中的质量分数逐渐变大；
⑧图1中，若取氧化铜样品质量为m，充分反应后，玻璃管内的固体质量减少了n，则样品中氧化铜的质量分数为 20n11m ×100%(杂质不参加反应)，澄清石灰水增加的质量为 11n4 。
A．2个B．3 个C．4个D．5个
【答案】B
【解析】① 因为两个实验反应的生成物都是铜和二氧化碳，所以都可观察到黑色固体变红，澄清石灰水变浑浊，故符合题意；
② 木炭还原氧化铜实验反应结束后，不再产生气体，不再有气体进入试管b中，所以会观察到气泡停止逸出，所以以根据石灰水不冒气泡的现象判断反应已经结束；一氧化碳还原氧化铜实验中药品反应结束后，还要继续通入一会一氧化碳到试管冷却至室温，防止停止通入一氧化碳后，空气进入玻璃管A内，较热的铜与氧气接触，重新被氧化，在通入一氧化碳的过程中，B试管中会继续产生气泡，所以用一氧化碳还原氧化铜不能根据气泡逸出情况来判断反应是否结束，故不符合题意；
③ 木炭还原氧化铜反应结束后，若先撤走酒精灯，试管内的温度降低，气体收缩，气压减小，引起水倒吸，所以该实验需要防止水倒吸，方法是用弹簧夹将橡胶导气管部分夹紧防止空气进入，使铜再次被氧化，随即熄灭酒精灯，并将导管从试管b中取出；一氧化碳还原氧化铜，当反应结束后，还需要继续通入一氧化碳直到试管温度冷却至室温，防止停止通入一氧化碳后，有空气进入玻璃管，使较热的铜重新被氧化，同时也可以防止澄清石灰水倒吸，故符合题意；
④ 由分析中的方程式可以看出，两个实验发生的反应中，C、CO都得到氧后转化为二氧化碳，物质与氧发生的化学反应叫做氧化反应，所以二者发生的是氧化反应，不是还原反应，该说法不符合题意；
⑤ 两个反应过程中，一氧化碳和碳都转化为二氧化碳，碳元素化合价分别由+2价和0价都变化+4价，化合价升高；氧化铜转化为铜，铜元素化合价由+2价变为0价，化合价降低了；但氧元素化合价没有改变，故不符合题意；
⑥ 根据质量守恒定律，碳还原氧化铜时，生成二氧化碳的质量等于参加反应的碳的质量加上氧化铜失去的氧的质量，因为反应物都是固体，所以固体减少的质量为产生气体的质量；一氧化碳还原氧化铜时，生成二氧化碳的质量等于参加反应的一氧化碳的质量与氧化铜失去的氧的质量，因此生成二氧化碳的质量要比固体减少的质量大；故不符合题意；
⑦ 根据质量守恒定律 ，生成固体铜的质量等于被还原的氧化铜中铜元素的质量，固体中铜元素质量不变，但固体总质量都在减少，所以两个实验中铜元素在固体中的质量分数逐渐变大，故符合题意；
⑧ 图1为一氧化碳还原氧化铜，氧化铜样品质量为m，充分反应后，玻璃管内的固体质量减少了n，固体减少的质量即为氧化铜中氧元素的质量，所以样品中氧化铜的质量为： ，则样品中氧化铜的质量分数为： ；
产生的二氧化碳被澄清的石灰水吸收，所以产生二氧化碳的质量即为澄清石灰水增加的质量。
解：设产生二氧化碳的质量为 x .
即澄清石灰水增加的质量为 11n4 ，题中给出的样品中氧化铜的质量分数是错误的；
故正确的说法有：①③⑦，
故答案为：B。
24．将37.2g某种天然气水合物(CH4·xH2O)与一定量氧气在密闭容器中用电火花引燃，反应后得到二氧化碳、一氧化碳和水蒸气的混合气体的总质量为53.2g冷却至室温后将剩余气体缓缓通过灼热的氧化铜充分反应(玻璃管内已进行排空气处理)，如图所示，反应后，足量氢氧化钠溶液增加13.2g，已知氢氧化钠溶液在实验中可以充分吸收二氧化碳。下列说法中正确的是（ ）
A．将冷却后的气体通入足量澄清石灰水中，最多可以得到10.0g碳酸钙
B．上述反应生成水的质量为32.4g
C．经过计算，x=8
D．自然界的该物质已经成为一种人类广泛使用的新能源
【答案】A
【解析】某种天然气水合物(CH4·xH2O)中碳元素全部转化在二氧化碳中，而氢氧化钠溶液的质量增加了13.2g，即增加的CO2的质量为13.2g；
CO2中C元素的质量为：
所以CH4·xH2O中C元素的质量为： ；故C不符合题意；
所以天然气水合物的化学式为CH4 ▪ 6H2O，其中H元素的质量
天然气水合物中的H元素全部转化为H2O中的H元素，
设生成H2O的质量为m,则 ，所以生成H2O的质量为43.2g，故B不符合题意；
那么CO和CO2的质量为53.2g-43.2g=10g；设生成CO2的质量为a,CO的质量为b,则
设碳酸钙的质量为x则
故A符合题意；
D.甲烷的水合物不利于完全燃烧，故不符合题意；
故答案为：A。
二、非选择题
25.（2022年江西赣州市会昌县研学监测）为解决能源与环境问题，有学者提出如图所示的含碳物质转化的技术路线。
（1）“可燃冰”中甲烷完全燃烧的化学方程式为__________。
（2）反应②属于_________（填基本反应类型）。
（3）反应④中，参加反应的CO2和生成的CH4的分子数目之比为_________。
（4）反应③使用一种新型催化剂，过程微观示意图如图。该过程的中间产物是_________（填化学式）、氧和氢进一步作用生成甲醇（CH3OH）和水。
（5）该转化技术路线有利于实现___________
【答案】（1）
（2）分解反应 （3）1:1
（4）CO （5）碳循环利用，减少碳排放
【解析】
（1）“可燃冰”中甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：；
（2）反应②是碳酸氢钾加热生成碳酸钾、水和二氧化碳，符合“一变多”，属于分解反应；
（3）反应④为二氧化碳和氢气生成甲烷和水，反应的方程式为：，参加反应的CO2和生成的CH4的分子数目之比为1:1；
（4）由催化过程的微观示意图可知，该过程的中间产物是一氧化碳（化学式为CO）及甲醇（CH3OH）和水；
（5）该技术路线以二氧化碳为原料，制取燃料甲烷，有利用于实现碳循环和减少二氧化碳的排放。
26. (江西省上饶市2020-2021学年九年级学科竞赛)某中学化学兴趣小组按照课本实验方法（如下图甲），做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。
【提出问题】如何选择合适的条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？
【分析与交流】（1）小周建议用上图的乙装置替代甲装置。与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是______。
（2）对下列三种氧化铜和碳的质量比例，小施建议选择______（填选项序号）的比例；
A．40︰3B．40︰5C．48︰3
你认为小施这样选择的理由是______。
【实验与结论】同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检验了乙装置的气密性后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，______（填“可以”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应。
【答案】 ①. 有利于集中加热，获得持续高温 ②. B ③. 反应中炭粉会与试管内的氧气反应而部分消耗，故稍过量的炭粉有利于反应的进行 ④. 不能
【解析】
[分析与交流]
（1）乙装置中将试管直立放置有利于集中加热，获得持续高温；
（2）碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，反应中氧化铜和碳的质量比为40:3，反应中炭粉会与试管内的氧气反应而部分消耗，故稍过量的炭粉有利于反应的进行，故应选B；
[实验结论]
试管中碳会和氧气反应生成二氧化碳，故当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，不能确定氧化铜和炭粉已经开始反应。
27．因二氧化碳能溶于水，并能与水反应生成碳酸，所以二氧化碳一般不用排水法收集。二氧化碳气体究竟能否用排水法收集呢？
（1）某化学兴趣小组利用如图1所示的两套装置进行了深入地探究。
请写出石灰石与稀盐酸反应的化学方程式： 。
（定性实验）实验后，装置Ⅱ水槽中的液体应该呈酸性，向此液体中滴加紫色石蕊试液溶液颜色会变为 。但是取几次实验后的液体样品，滴加紫色石蕊试液，均无明显变色现象。对此你认为可能的原因是 。
（定量实验）采用数字化实验测定排水法和向上排空气法收集的二氧化碳纯净度的差异。因实验设备有限，本实验通过氧气传感器测出收集气体中残留的氧气（来自于空气），推算出空气的含量，再求出CO2的含量。请填写下列表格中相应的空白（精确到1%即可）：
通过实验可知，若对CO2纯度要求较高，应该使用排水法收集二氧化碳。
（实验反思）利用装置I和装置Ⅱ收集到的二氧化碳都会混有少量空气，原因是 。
（交流讨论）证明排水法比排空气法所收集的二氧化碳气体纯度更高，还有什么方法？ 。
（2）（拓展应用）利用传感器对二氧化碳性质再探究。
步骤1：如图2所示装置的气密性良好，三瓶250mL的烧瓶内收集满CO2气体，三个注射器内各装有等体积的液体（分别是水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液）。连接好装置和压强传感器。
步骤2：三位同学同时迅速将注射器内等体积的液体（水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液）注入各自烧瓶中，关闭活塞。
步骤3：一段时间后，同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图像情况如图3所示。
（查阅资料）氢氧化钙微溶于水，氢氧化钠易溶于水，两者均可与二氧化碳发生反应。
导致曲线AB段气压增大的主要原因是： 。
（3）图中曲线1中 段气压的变化是由于充分振荡烧瓶导致的。
（4）利用现有的装置，在不使用其他试剂的情况下，请你写出除振荡烧瓶外继续降低E点的操作方法 。
（5）曲线2与曲线3差异较大的原因是 。
【答案】（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；红色；二氧化碳在水中溶解度较小（合理答案即给分）；80%；锥形瓶中的空气随二氧化碳气体进入集气瓶（合理答案即给分）；向两集气瓶中分别加入相同体积、相同浓度的澄清石灰水振荡，观察变浑浊的程度（合理即可）
（2）注射器中液体加入烧瓶中时速度太快，而反应程度较小，导致压强突然增大。（合理即可）
（3）CD
（4）使烧瓶内物质冷却（或抽气等）（合理即可）
（5）饱和石灰水浓度太低（氢氧化钙微溶于水）影响了二氧化碳的吸收。（合理即可）
【解析】石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；故填：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；定性试验：酸性溶液能使紫色的石蕊试液变红色；而取几次实验后的液体样品，滴加紫色石蕊试液，均无明显变色现象，这可能是由于二氧化碳在水中溶解度较小造成的；故填：红色；二氧化碳在水中溶解度较小；定量实验：设总体积是100mL，氧气含有4．2%，所以氧气是4．2mL，则空气体积是： 4.2mL21%=20mL ，所以空气的体积分数是20%，则二氧化碳是80%；故填：80%；实验反思：利用装置I和装置II收集到的二氧化碳都会混有少量空气，原因是装置本身含有空气；故填：锥形瓶中的空气随二氧化碳气体进入集气瓶（合理答案即可）；交流讨论：证明排水法比排空气法所收集的二氧化碳气体纯度更高，可以选择如下方法向两集气瓶中分别加入相同体积、相同浓度的澄清石灰水振荡，观察变浑浊的程度；故填：向两集气瓶中分别加入相同体积、相同浓度的澄清石灰水振荡，观察变浑浊的程度（合理即可）；拓展应用：
（2）注射器中液体加入烧瓶中时速度太快，而反应程度较小，导致压强突然增大，所以曲线AB段气压增大；故填：注射器中液体加入烧瓶中时速度太快，而反应程度较小，导致压强突然增大；
（3）振荡烧瓶会加快二氧化碳的溶解，所以图中曲线1中CD段气压的变化是由于充分振荡烧瓶导致的；故填：CD；
（4）使烧瓶内物质冷却，温度降低压强也会减小或抽气也会造成压强减小；故填：使烧瓶内物质冷却（或抽气等）；
（5）曲线3表示了装置内的气压减小最大，所以是二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应，生成了碳酸钠和水；曲线2与曲线3差异较大的原因是氢氧化钙微溶于水，饱和氢氧化钙溶液中含有氢氧化钙的量很少，影响了二氧化碳的吸收；故填：饱和石灰水浓度太低（氢氧化钙微溶于水）影响了二氧化碳的吸收。
28．下列装置常用于气体的实验室制取和收集。请回答下列问题。
（1）写出下列仪器的名称，a ；b ；
（2）A、B装置中，能起到随开随制，随关随停效果的是 （填字母）；
（3）实验室常用大理石（或石灰石）来制取CO2，某同学提出用碳酸钠来替代大理石（或石灰石）与稀盐酸反应，两个反应的反应原理相同。请写出用碳酸钠反应制取CO2的化学方程式 ； （4）①若用下图1装置收集二氧化碳，气体应从 （填“a”或“b”）端通入，验满方法是 。将点燃的镁条伸入集满CO2的集气瓶中，能剧烈燃烧，同时观察到生成一种白色固体和一种黑色固体单质，请写出该反应的化学方程式 。
②若用上图2所示装置来测量生成的CO2的体积，其中在水面上放一层植物油的目的是 ，植物油上方原有的空气对实验结果 （填“有”或“无”）明显影响。
③已知氨气的密度比空气小，极易溶于水，则收集氨气应选择的装置是 （选填装置编号D或E或F）
（5）老师用C装置制取、收集CO2，并将燃着的木条放在集气瓶口处，同时利用数据采集器和传感器测定并记录木条燃烧情况变化时对应的CO2体积分数，数据见下表。
当瓶内O2的体积分数为12％时，放在瓶口的木条 （填“不灭”“火焰变小”或“熄灭”）（不考虑空气中原有CO2以及实验产生的水蒸气对计算结果的影响）；请写出计算过程。
（6）若装置C中反应剧烈，从实验安全角度考虑，不宜采用的措施有 （填序号）
A.用容积较小的锥形瓶
B.减慢滴加液体的速度
C.加热反应物
D.降低液体反应物的浓度
【答案】（1）铁架台；长颈漏斗
（2）B
（3）Na2CO3+HCl→NaCl+H2O+CO2
（4）b；用燃着的木条靠近a端出口，若木条熄灭，说明CO2已集满；Mg+CO2 MgO+C；防止二氧化碳溶于水；无；E
（5）设集气瓶的体积为1，则瓶内氧气的体积为1×12%=0.12，由于氧气在空气中的体积分数为21%，因此瓶内空气的体积为0.12÷21%=0.57，则收集到CO2的体积为1-0.57=0.43，由表中数据可知，此时木条燃烧的火焰变小。故填：火焰变小
（6）AC
【解析】（1）由图可知，仪器a的名称是铁架台，仪器b的名称是长颈漏斗。故填：铁架台 长颈漏斗；（2）在B装置中，通过活塞的开关，达到随开随制，随关随停的效果。故填：B；（3）碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的符号表达式为：Na2CO3+HCl→NaCl+H2O+CO2；（4）①CO2的密度比空气大，用向上排空气法收集，CO2气体从图1装置的b端通入。要检验CO2是否充满集气瓶，可用燃着的木条靠近a端出口，若木条熄灭，说明CO2已集满。将点燃的镁条伸入集满CO2的集气瓶中，剧烈燃烧，生成白色固体MgO和黑色固体单质C，反应的符号表达式为：Mg+CO2 MgO+C。故填：b 用燃着的木条靠近a端出口，若木条熄灭，说明CO2已集满 Mg+CO2 MgO+C；②要测量二氧化碳的体积只能用排水法，用量筒测量水的体积从而测出二氧化碳的体积。二氧化碳能溶于水，所以要在水的上方放一层植物油，防止二氧化碳溶解。植物油上方原有的空气不会溶解在水中，对实验结果没有影响。故填：防止二氧化碳溶于水 无；③氨气的密度比空气小，且极易溶于水，因此收集氨气只能选用向下排空气法收集。故填：E；（5）解析过程中答案；（6）装置C中反应剧烈，从实验安全角度考虑，不宜用容积较小的锥形瓶，因为会使反应更剧烈，加热反应物，也会使反应更剧烈。故填：ac。
29．合肥市某中学化学兴趣小组按照课本实验方法，做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。
图甲 图乙
（提出问题）
暗红色的固体是什么？如何选择合适的条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？
（查阅资料）
铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4．
（猜想与假设）
（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为 。
（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比，以及反应装备，可以使该实验现象更加明显，减少出现暗红色固体的情况。
（分析与交流）
小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是 。
（3）小周建议用图中的乙装置替代甲装置。与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是 。
（4）对下列三种氧化铜和碳的质量比例，小施建议选择______（填选项序号）的比例。
A．32：3B．40：3C．48：3
（5）（实验与结论）
①同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检验了乙装置的 后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时， （填“可以”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应。
②不久，即可看到试管底部变红热，停止加热后，仍然看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应是 （填“吸”或“放”）热反应。
③待反应结束，先将导气管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是 。待产物冷却后，同学们终于找到了期待已久的此红色铜球，实验获得了圆满成功。
【答案】（1）Cu2O
（2）使用颗粒更小的反应物，可以增加表面积，有利于反应的进行
（3）有利于集中加热，获得持续高温
（4）A
（5）气密性；不能；放；空气会进入反应的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化
【解析】[猜想与假设]（1）因为铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4。根据元素守恒和化合物中元素的化合价代数和为零的原则，暗红色固体的化学式可能为：Cu2O。
[分析与交流]（2）物质接触面积越大反应就越充分，故这样建议的原理是：使用颗粒更小的反应物，可以增加表面积，有利于反应的进行。
（3）乙装置中将试管直立放置更有利于集中加热，故与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是：有利于集中加热，获得持续高温。
（4）在选择氧化铜和碳的质量比例时要考虑到氧气消耗的炭，不能按反应的比例选择，碳粉要稍多一些，有利于反应充分进行。C+2CuO eq \(=====,\s\up7(高温)) 2Cu+CO2↑，反应中氧化铜与碳的质量比为40：3，碳应适当过量，
故答案为：A。
[实验与结论]（5） ①实验时首先要检查装置的气密性，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，可能是炭与氧气反应生成的二氧化碳，故不能判断碳一氧化铜发生了反应。
②停止加热后，仍能看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应放出热量，属于放热反应。
③待反应结束，先将导气管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是：空气会进入反应的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化。
（5） ①有气体参加的实验，反应前，首先要检查装置的气密性； 炭可能与试管中氧气反应生成的二氧化碳。②根据实验中看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，说明该反应放出热量。③待反应结束，关闭止水夹，让产物自然冷却，否则空气进入，高温下，铜会与空气中的氧气反应生成氧化铜。测得氧气含量
推算出CO2含量
结论
排空气法
6．6%
69%
排水法收集到的二氧化碳更纯净
排水法
4．2%
CO2的体积分数/%
34.4
36.3
39.2
43.1
44.3
48.8
51.5
木条的燃烧状况
不灭
不灭
火焰变小
火焰变小
熄灭
熄灭
熄灭
一、选择题
1. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛(CESL)决赛）题图是一个研究动物呼吸的装置，该装置放在室温的环境中，经过一段时间后，着色水滴将（ ）
A. 向试管方向移动B. 向远离试管的方向移动
C. 先移向试管后远离试管D. 保持不动
【答案】A
【解析】
由于蚱蜢通过呼吸作用消耗了氧气产生了二氧化碳，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，试管内压强减小，着色水滴将向试管方向移动，所以A正确。
故选：A。
2. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛(CESL)决赛）2022年2月第24届冬季奥林匹克运动会在我国北京-张家口举办。比赛中冬奥会速滑赛道冰面修复时，工作人员最后喷向冰面的物质是
A. 液氮B. 干冰C. 水D. 消毒剂
【答案】B
【解析】
A、在常压下，液氮温度为-196℃，汽化时大量吸热接触造成冻伤，故错误；
B、干冰气化吸热，可是冰面快速凝固被修复，故正确；
C、水直接喷向冰面，凝结速度慢，故错误；
D、消毒剂只能消毒，不能修复冰面，故错误。
故选B。
3. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛(CESL)决赛）商店里出售的橡胶运动鞋，鞋底有黑、白两种，黑色橡胶鞋底耐磨，这是因为在橡胶中加入了一种耐磨的填料，这种耐磨的填料是
A. 石墨粉B. 活性炭C. 炭黑D. 木炭粉
【答案】C
【解析】
橡胶中加入炭黑能够增强其耐磨性，故选C。
4．科学家在制备碳纳米管时得到了一种由碳原子构成的副产品，该副产品外观类似泡沫、质地轻盈，被称为碳纳米泡沫，它的发现极大地推动了碳素材料的研究。下列说法不正确的是（ ）
A．碳纳米泡沫和碳纳米管属于同种物质
B．碳纳米泡沫是一种单质
C．碳纳米泡沫在氧气中完全燃烧的产物是二氧化碳
D．碳纳米泡沫在一定条件下可以还原氧化铜
【答案】A
【解析】A、根据题意，碳纳米泡沫外观类似泡沫、质地轻盈；而碳纳米管呈管状，碳纳米泡沫和碳纳米管属于不同种物质，故A说法符合题意。
B、根据题意，碳纳米泡沫外观类似泡沫、质地轻盈，由碳的微小颗粒组成，是由碳元素一种元素组成的纯净物，属于单质，故B说法不符合题意。
C、碳纳米泡沫属于碳的单质，具有可燃性，完全燃烧的产物是二氧化碳，故C说法不符合题意。
D、碳纳米泡沫属于碳的单质，具有还原性，在一定条件下可以还原氧化铜，故D说法不符合题意。
故答案为：A。
5. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛（CESL）初赛）如图是自然界中碳、氧循环简图(X为H2CO3，Y为C6H12O6)。下列说法不正确的是
A. 图一中的转化1是酸雨形成的主要原因
B. 图二中可实现有机物与无机物的相互转化
C. 绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能
D. 碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
【答案】A
【解析】
A、酸雨是由于二氧化硫和二氧化氮等溶于雨水中而形成的，故A错误；
B、图2中可以将二氧化碳转化为葡萄糖，故可实现有机物与无机物的相互转化，正确；
C、绿色植物通过光合作用，将空气中的二氧化碳转化为葡萄糖，将太阳能转化成化学能，正确；
D、碳循环和氧循环可以吸收空气中的二氧化碳向空气中释放氧气，故有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，正确。故选A。
6. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛（CESL）初赛）在相同的温度和压强下，相同体积的气体含有相同的分子数，反之亦然。取同温同压下的相同体积的CO和O2混合，在一定条件下充分反应，恢复到初始温度和压强，下列说法正确的是
A. 参加反应的CO和 O2的体积比为2：1
B. 生成CO2的分子个数为原来分子总数的三分之二
C. 反应后气体中C、O原子的个数比为1：2
D. 反应后气体的体积为原来的四分之三
【答案】AD
【解析】
A、反应的化学方程式为2CO+O22CO2，参加反应的CO和O2的分子个数比为2：1，则参加反应的CO和O2的体积比为2：1；故A正确；
B、反应的化学方程式为2CO+O22CO2，每2个CO分子与1个O2分子反应生成2个CO2分子，而原混合气体中CO和O2分子个数相等，则生成的CO2分子个数为原来气体分子数的二分之一；故B不正确；
C、原气体为相同体积的CO和O2混合，混合气体中CO和O2分子个数为1：1，其中C、O原子个数比为1：3；根据化学变化前后原子的种类、个数不变，反应后的气体中C、O原子的个数比仍为1：3；故C不正确；
D、反应的化学方程式为2CO+O22CO2，每2个CO分子与1个O2分子反应生成2个CO2分子，即三体积混合气体反应后变为二体积，而原气体为相同体积的CO和O2混合，即四体积的混合气体反应后还有一体积氧气剩余；因此，反应后气体的体积为原来的四分之三，故D正确。
故选：AD。
7．石墨烯可用机械剥离法从石墨中剥离制得。它是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体（如图），图中每一个小球代表一个碳原子。它是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。关于石墨烯，下列说法错误的是（ ）
A．石墨烯和金刚石都由碳元素组成
B．石墨烯的导电性比银强
C．石墨烯中每个碳原子为三个六元环共用
D．从石墨中剥离出石墨烯属于物理变化
【答案】D
【解析】A. 石墨烯和金刚石都由碳元素组成，故A说法正确，不符合题意；
B. 由题意可知，石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，所以石墨烯的导电性比银强，故B说法正确，不符合题意；
C. 由石墨烯的结构可知，石墨烯中每个碳原子为三个六元环共用，故C说法正确，不符合题意。
D. 石墨与石墨烯是不同种物质，因此从石墨中剥离出石墨烯属于化学变化，故说法错误，符合题意。
故该题选D。
8．下列四个装置都能制取二氧化碳，其中能随时控制反应的发生和停止的是（ ）
A．①②④B．①③④C．①②③D．②④
【答案】D
【解析】①装置能用来制取二氧化碳，但不能随时控制反应的发生和停止，错误；②装置可以通过上下移动干燥管，使大理石和稀盐酸接触或分离，来控制反应的发生和停止，正确；③导管末端在液面下，无法顺利排出气体，错误；④大理石与稀盐酸反应，产生二氧化碳，若需要反应停止，则需关闭弹簧夹，U型管右侧压强增大，则大理石和稀盐酸分离，反应停止发生；正确。
故答案为：D
9．三氧化二碳（C2O3）是某星球大气的成分之一，其化学性质与一氧化碳相似。下列关于三氧化二碳的说法中正确的是（ ）
A．三氧化二碳的密度比空气小
B．三氧化二碳在一定条件下能还原氧化铁
C．三氧化二碳能使澄清石灰水变浑浊
D．三氧化二碳中碳元素的化合价为+2
【答案】B
【解析】A、三氧化二碳的相对分子质量为12×2+16×3＝72，空气的平均相对分子质量为29，72大于29，则三氧化二碳的密度比空气大，不符合题意；
B、一氧化碳具有还原性，三氧化二碳的化学性质与一氧化碳相似，在一定条件下能还原氧化铁，符合题意；
C、由于CO不能与澄清石灰水反应，三氧化二碳化学性质与一氧化碳相似，可判断C2O3不能与澄清石灰水反应，不符合题意；
D、氧元素显﹣2价，设碳元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：2x+（﹣2）×3＝0，则x＝+3价，不符合题意。
故答案为：B。
10．对于化学反应，我们不但要考虑加入的试剂，还要考虑环境中的其他物质对化学反应的影响。教材中“木炭还原氧化铜”的实验（如图），下列说法错误的是（ ）
A．试管A中，除C、CuO外，还可能有氧气参与反应
B．除木炭可以还原氧化铜外，经反应生成的一氧化碳不能还原氧化铜
C．要排除环境对该反应的影响，还可以采取抽成真空（或充入氮气等保护气体）等措施
D．进入试管B的气体，除二氧化碳外，还可能有氧气或空气、氮气、一氧化碳
【答案】B
【解析】A.试管A中，除C、CuO外，还可能有空气中的氧气参与反应，选项说法不符合题意。
B.除木炭可以还原氧化铜外，经反应生成的一氧化碳能还原氧化铜，选项说法符合题意。
C.要排除环境对该反应的影响，还可以采取抽成真空（或充入氮气等保护气体）等措施，选项说法不符合题意。
D.进入试管B的气体，除二氧化碳外，还可能有氧气或空气、氮气、一氧化碳，选项说法不符合题意。
故答案为：B
11．草酸(H2C2O4)受热分解生成二氧化碳、一氧化碳和水。为验证草酸分解产物，将产物持续通入下列装置。对该实验的分析正确的是（ ）
A．该实验中①、②装置可以互换
B．若③中停止加热，④中液体会倒吸入硬质玻璃管中
C．反应结束后，③中的固体物质一定属于混合物
D．若分解产物停止通入时，③中生成的铜不会变成氧化铜
【答案】D
【解析】A、该实验中①、②装置不可以互换，否则无法检验水，A不符合题意；
B、 若③中停止加热，④中液体不会倒吸入硬质玻璃管中，因为气体一直会进入试管内。不会造成倒吸现象；反应结束后，B不符合题意；
C、中的固体物质属于纯净物，因为只有反应中被置换的铜，C不符合题意；
D、若分解产物停止通入时，C中生成的铜不会被氧化，因接触不到氧气，D符合题意。
故答案为：D。【分析】本题主要考查金属的冶炼，冶炼金属开始时先通气体再加热，反应结束后先停止加热再停止通入氧气。
12．明代民族英雄于谦的石灰吟：“千锤万击出深山，烈火焚烧若等闲，粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间”，这四句诗所描写的物质依次是（ ）
A．石灰石、熟石灰、生石灰、碳酸钙
B．石灰石、生石灰、熟石灰、碳酸钙
C．碳酸钙、生石灰、熟石灰、石灰石
D．生石灰、熟石灰、石灰石、碳酸钙
【答案】B
【解析】千锤万击出深山的是石灰石；烈火焚烧若等闲是指碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳这个反应；粉身碎骨浑不怕是指氧化钙和水反应生成氢氧化钙；要留清白在人间是指氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水，故答案选B．
根据千锤万击出深山的是石灰石；烈火焚烧若等闲是指碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳这个反应；粉身碎骨浑不怕是指氧化钙和水反应生成氢氧化钙；要留清白在人间是指氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水这个反应分析．
13．气体X可能含有氢气、一氧化碳和二氧化碳中的一种或几种。将气体X依次通过灼热氧化铜和澄清石灰水，观察到黑色固体变红、澄清石灰水变浑浊，气体X组成的可能性有（ ）
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
【答案】D
【解析】气体X通过灼热氧化铜，观察到黑色固体变红，说明气体X中含有还原性的气体，说明至少有氢气和一氧化碳中的一种；然后通过澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳，但无法证明是原有二氧化碳还是一氧化碳与氧化铜反应得到的二氧化碳，气体X组成的可能有一氧化碳，氢气和一氧化碳，氢气和二氧化碳，一氧化碳和二氧化碳，氢气、一氧化碳和二氧化碳一共五种情况。
故答案为：D。
14．某无色气体可能含有CO2、CO、H2中的一种或几种，依次进行以下实验（假设每步反应均完全进行）：①通过赤热的炭层后，恢复到原状态，气体体积增大（提示：相同条件下，气体的体积和气体的分数成正比）②通过灼热的CuO时，固体变成红色③通过白色CuSO4粉末时无明显现象（提示：白色CuSO4粉末遇水变蓝）④通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，下列判断正确的是（ ）
A．原混合气体中一定含有CO2和CO，一定没有H2
B．原混合气体中一定没有CO和H2，一定含有CO
C．原混台气体中一定含有CO2，可能含有CO，一定没有H2
D．原混合气体中无法确定是否含CO2
【答案】C
【解析】①通过赤热的炭层后，恢复到原状态，气体体积增大，若无色气体中含有CO2，二氧化碳会与碳发生化学反应生成一氧化碳，即，造成气体的体积增大一倍，所以一定含有二氧化碳；②通过灼热的CuO时，固体变成红色；说明含有还原性物质存在；③通过白色CuSO4粉末时，无明显现象，说明不含水，可以确定还原气体中不含氢气；④通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，说明有二氧化碳气体存在，即一氧化碳还原氧化铜生成二氧化碳，一氧化碳可能是原混合气体中的，也可能是由于①中二氧化碳和碳反应生成了一氧化碳，故无色气体中可能含一氧化碳。所以原混合气体中一定有CO2，一定不含H2，可能含CO。
故答案为：C。
15．如图中X、Y、Z是初中化学常见物质，箭头表示物质之间可以向箭头方向一步转化，下列说法中不正确的是（ ）
A．若X是SO2，则Z可能是O2B．若X是H2O，则Z可能是O2
C．若X是O2，则Z可能是CO2D．若X是CO2，则Z可能是H2CO3
【答案】B
【解析】A、氧气与硫反应可得二氧化硫，二氧化硫与碱反应生成水，水电解可得氧气，A不符合题意；
B、氢气在氧气中燃烧生成水，水无法转化为一种物质，且能生成氧气，B符合题意；
C、二氧化碳与水通过光合作用可得氧气，碳与氧气不完全燃烧生成一氧化碳，一氧化碳燃烧可得二氧化碳，C不符合题意；
D、碳酸受热分解为二氧化碳，二氧化硫与碱反应生成水，水与二氧化碳反应生成碳酸，D不符合题意。
故答案为：B。
16.（湖南邵阳市武冈一中2020-2021学年下学期6月化学竞赛）在托盘天平两边各放一只质量相等的烧杯，内盛等质量、等溶质质量分数的足量的稀盐酸。将质量相等的石灰石和熟石灰分别放入天平的左盘和右盘的烧杯中，反应完毕后，天平会向哪一边倾斜
A. 右边B. 左边C. 不倾斜，仍然平衡D. 无法确定
【答案】A
【解析】
左边石灰石和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，右边熟石灰和稀盐酸反应生成氯化钙和水，左边生成的二氧化碳气体会逸散到空气中，质量减少，故天平会往右边倾斜。
故选：A。
17．如图为改良版的“验证二氧化碳化学性质”的实验装置。用一根铁丝穿4片紫色石蕊试纸，按图示将稀硫酸和水滴加到相应的试纸上，下列说法错误的是（）
A．图中1、3变为红色，2、4不变色
B．若将稀硫酸换成稀醋酸也可以得到符合题意的实验结果，因它们都属于酸
C．该实验证明二氧化碳能与石蕊发生反应生成红色物质
D．该实验的优点是将四个实验改成一个实验，对比性强
【答案】C
【解析】A、稀硫酸显酸性，可以使紫色石蕊试纸变红色；水显中性，不能使紫色石蕊试纸变色；二氧化碳溶于水生成碳酸，可以使紫色石蕊试纸变红色；干燥的二氧化碳没有酸性，不能使紫色石蕊试纸变色。所以图中1、3变为红色，2、4不变色，故不符合题意；
B、因为稀醋酸也显酸性，可以使紫色石蕊试纸变红色；所以若将稀硫酸换成稀醋酸也可以得到符合题意的实验结果，因为它们的pH＜7，故不符合题意；
C、该实验证明二氧化碳能与水生成酸性物质，使石蕊变红色，故符合题意；
D、该实验的优点是将四个实验改成一个实验，对比性强，直观性强，故不符合题意。
故答案为：C。
18．某兴趣小组用如图所示装置测定本地石灰石中碳酸钙的质量分数，下列说法不正确的是（ ）
A．检查装置的气密性时，向上移动c管，观察b、c管中是否有稳定的液面差
B．读取b管中的气体体积时，要移动c管，使b、c管中的液面保持同一高度
C．a导管的作用是防止实验测定的结果偏小
D．b管中油的作用是防止实验测定的结果偏小
【答案】C
【解析】A、检查装置的气密性时，向上移动c管，观察b、c管中是否有稳定的液面差，有稳定的液面差，说明装置气密性良好，不符合题意； B、读取b管中的气体体积时，要移动c管，使b、c管中的液面保持同一高度，防止产生误差，不符合题意；C、a导管的作用是平衡气压，使液体顺利留下，符合题意；D、b管中油的作用是防止二氧化碳溶于水，且与水反应，导致实验测定的结果偏小，不符合题意。故答案为：C。
19．在由CO和O2组成的混合气体中，测知碳元素的质量分数为18%，则混合气体中CO和O2的质量比为（ ）
A．2:1B．1:2C．29：21D．21：29
【答案】D
【解析】设混合气体质量为x，则一氧化碳质量为18%x＝0.42x，则CO和O2的质量比0.42x：(x-0.42x）＝21：29；
故答案为：D．
20．如图表示一定质量的氧化铜和炭粉的混合物在受热过程中各物质质量随时间的变化趋势。下列说法中错误的是（ ）
A．t1时，开始发生反应
B．t1和t2时，固体中铜元素质量相等
C．b是固体混合物的质量
D．d是二氧化碳的质量
【答案】C
【解析】A、由图像可知，t1时各物质的质量开始发生变化，说明反应开始发生，故A不符合题意；
B、氧化铜和碳在高温条件下生成铜和二氧化碳，铜一直在固体中，t1和t2时，固体中铜元素质量相等，故B不符合题意；
C、图中b质量减少至0，碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，固体混合物质量逐渐减少，但不会变成0，故C符合题意；
D、根据方程式 的质量比可知，生成铜和二氧化碳的质量比为128：44=32：11，铜的质量要比二氧化碳的质量多，所以c为生成铜的质量，d应为生成二氧化碳的质量，故 D不符合题意。
故答案为：C。
21．某气体中可能含有CO2、O2、N2中的一种或几种，将该气体依次通过：（①炽热的焦炭；②足量灼热的氧化铜；③足量的碱石灰（氢氧化钠和氧化钙的混合物，可以吸收H2O和CO2） 每一步均充分反应，最终得到的气体为纯净物。气体的分子数目随时间的变化如下图所示。 下列说法正确的是）。（ ）
A．a点气体中一定含有N2和CO2，可能含有O2
B．b点气体可能由三种分子构成
C．b点气体中CO和N2的分子数目比为2: 1
D．该过程中发生了化合反应、分解反应
【答案】C
【解析】A. a点气体中一定含有N2，可能含有氧气或二氧化碳或两者都有，故不符合题意；
B. b点气体一定含有氮气、一氧化碳，且两者分子数分别为n、2n，不含有氧气；如果含有二氧化碳气体，那么原混合气体中除氮气之外的分子数为n的气体就得不到2n分子数的一氧化碳气体，b点气体不可能由三种分子构成，故不符合题意；
C. cd段分子数减小2n，为二氧化碳分子数；根据化学方程式CO+CuOCu+CO2可知，生成二氧化碳分子数2n，需要一氧化碳分子数为2n，则b点气体中CO和N2的分子数目比为2n:n=2:1，故符合题意；
D. 两种化合物交换成分生成另外两种化合物的反应，属于复分解反应；由分析可知，该过程中没有发生复分解反应，故不符合题意。
故答案为：C。
22．下列各组物质中能利用如图装置进行实验室制取气体的是（）
（1）用大理石固体和稀盐酸溶液制取二氧化碳
（2）二氧化锰固体和5%的过氧化氢溶液制取氧气
（3）高锰酸钾加热制取氧气
（4）锌片和稀硫酸常温下制取氢气
A．（1）（2） B．（3）（4） C．（2）（4）D．（1）（3）（4）
【答案】C
【解析】（1)二氧化碳不能用排水法收集，只能用向上排空气法收集，故错误；（2)用过氧化氢溶液和二氧化锰时，发生装置不需要加热，故正确（3)如果是用高锰酸钾制氧气时，发生装置就需要加热，故错误；（4)用锌和稀硫酸制氢气也不需要加热，故正确；
故选C。
23．如图所示图1为一氧化碳还原氧化铜的实验，图2为碳还原氧化铜的实验，其中澄清石灰水足量∶（ ）
图1 图2
①两个实验中都可观察到黑色固体变红，澄清石灰水变浑浊；
②两个实验都可以根石灰水不冒气泡的现象判断反应已经结束
③两个实验均应防止石灰水倒吸
④两个实验发生的反应中，C、CO都得到氧，发生还原反应；
⑤两个实验的相关反应中，C、Cu、O三种元素的化合价都发生改变；
⑥两个实验中固体减少的质量均为产生气体的质量
⑦两个实验中铜元素在固体中的质量分数逐渐变大；
⑧图1中，若取氧化铜样品质量为m，充分反应后，玻璃管内的固体质量减少了n，则样品中氧化铜的质量分数为 20n11m ×100%(杂质不参加反应)，澄清石灰水增加的质量为 11n4 。
A．2个B．3 个C．4个D．5个
【答案】B
【解析】① 因为两个实验反应的生成物都是铜和二氧化碳，所以都可观察到黑色固体变红，澄清石灰水变浑浊，故符合题意；
② 木炭还原氧化铜实验反应结束后，不再产生气体，不再有气体进入试管b中，所以会观察到气泡停止逸出，所以以根据石灰水不冒气泡的现象判断反应已经结束；一氧化碳还原氧化铜实验中药品反应结束后，还要继续通入一会一氧化碳到试管冷却至室温，防止停止通入一氧化碳后，空气进入玻璃管A内，较热的铜与氧气接触，重新被氧化，在通入一氧化碳的过程中，B试管中会继续产生气泡，所以用一氧化碳还原氧化铜不能根据气泡逸出情况来判断反应是否结束，故不符合题意；
③ 木炭还原氧化铜反应结束后，若先撤走酒精灯，试管内的温度降低，气体收缩，气压减小，引起水倒吸，所以该实验需要防止水倒吸，方法是用弹簧夹将橡胶导气管部分夹紧防止空气进入，使铜再次被氧化，随即熄灭酒精灯，并将导管从试管b中取出；一氧化碳还原氧化铜，当反应结束后，还需要继续通入一氧化碳直到试管温度冷却至室温，防止停止通入一氧化碳后，有空气进入玻璃管，使较热的铜重新被氧化，同时也可以防止澄清石灰水倒吸，故符合题意；
④ 由分析中的方程式可以看出，两个实验发生的反应中，C、CO都得到氧后转化为二氧化碳，物质与氧发生的化学反应叫做氧化反应，所以二者发生的是氧化反应，不是还原反应，该说法不符合题意；
⑤ 两个反应过程中，一氧化碳和碳都转化为二氧化碳，碳元素化合价分别由+2价和0价都变化+4价，化合价升高；氧化铜转化为铜，铜元素化合价由+2价变为0价，化合价降低了；但氧元素化合价没有改变，故不符合题意；
⑥ 根据质量守恒定律，碳还原氧化铜时，生成二氧化碳的质量等于参加反应的碳的质量加上氧化铜失去的氧的质量，因为反应物都是固体，所以固体减少的质量为产生气体的质量；一氧化碳还原氧化铜时，生成二氧化碳的质量等于参加反应的一氧化碳的质量与氧化铜失去的氧的质量，因此生成二氧化碳的质量要比固体减少的质量大；故不符合题意；
⑦ 根据质量守恒定律 ，生成固体铜的质量等于被还原的氧化铜中铜元素的质量，固体中铜元素质量不变，但固体总质量都在减少，所以两个实验中铜元素在固体中的质量分数逐渐变大，故符合题意；
⑧ 图1为一氧化碳还原氧化铜，氧化铜样品质量为m，充分反应后，玻璃管内的固体质量减少了n，固体减少的质量即为氧化铜中氧元素的质量，所以样品中氧化铜的质量为： ，则样品中氧化铜的质量分数为： ；
产生的二氧化碳被澄清的石灰水吸收，所以产生二氧化碳的质量即为澄清石灰水增加的质量。
解：设产生二氧化碳的质量为 x .
即澄清石灰水增加的质量为 11n4 ，题中给出的样品中氧化铜的质量分数是错误的；
故正确的说法有：①③⑦，
故答案为：B。
24．将37.2g某种天然气水合物(CH4·xH2O)与一定量氧气在密闭容器中用电火花引燃，反应后得到二氧化碳、一氧化碳和水蒸气的混合气体的总质量为53.2g冷却至室温后将剩余气体缓缓通过灼热的氧化铜充分反应(玻璃管内已进行排空气处理)，如图所示，反应后，足量氢氧化钠溶液增加13.2g，已知氢氧化钠溶液在实验中可以充分吸收二氧化碳。下列说法中正确的是（ ）
A．将冷却后的气体通入足量澄清石灰水中，最多可以得到10.0g碳酸钙
B．上述反应生成水的质量为32.4g
C．经过计算，x=8
D．自然界的该物质已经成为一种人类广泛使用的新能源
【答案】A
【解析】某种天然气水合物(CH4·xH2O)中碳元素全部转化在二氧化碳中，而氢氧化钠溶液的质量增加了13.2g，即增加的CO2的质量为13.2g；
CO2中C元素的质量为：
所以CH4·xH2O中C元素的质量为： ；故C不符合题意；
所以天然气水合物的化学式为CH4 ▪ 6H2O，其中H元素的质量
天然气水合物中的H元素全部转化为H2O中的H元素，
设生成H2O的质量为m,则 ，所以生成H2O的质量为43.2g，故B不符合题意；
那么CO和CO2的质量为53.2g-43.2g=10g；设生成CO2的质量为a,CO的质量为b,则
设碳酸钙的质量为x则
故A符合题意；
D.甲烷的水合物不利于完全燃烧，故不符合题意；
故答案为：A。
二、非选择题
25.（2022年江西赣州市会昌县研学监测）为解决能源与环境问题，有学者提出如图所示的含碳物质转化的技术路线。
（1）“可燃冰”中甲烷完全燃烧的化学方程式为__________。
（2）反应②属于_________（填基本反应类型）。
（3）反应④中，参加反应的CO2和生成的CH4的分子数目之比为_________。
（4）反应③使用一种新型催化剂，过程微观示意图如图。该过程的中间产物是_________（填化学式）、氧和氢进一步作用生成甲醇（CH3OH）和水。
（5）该转化技术路线有利于实现___________
【答案】（1）
（2）分解反应 （3）1:1
（4）CO （5）碳循环利用，减少碳排放
【解析】
（1）“可燃冰”中甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：；
（2）反应②是碳酸氢钾加热生成碳酸钾、水和二氧化碳，符合“一变多”，属于分解反应；
（3）反应④为二氧化碳和氢气生成甲烷和水，反应的方程式为：，参加反应的CO2和生成的CH4的分子数目之比为1:1；
（4）由催化过程的微观示意图可知，该过程的中间产物是一氧化碳（化学式为CO）及甲醇（CH3OH）和水；
（5）该技术路线以二氧化碳为原料，制取燃料甲烷，有利用于实现碳循环和减少二氧化碳的排放。
26. (江西省上饶市2020-2021学年九年级学科竞赛)某中学化学兴趣小组按照课本实验方法（如下图甲），做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。
【提出问题】如何选择合适的条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？
【分析与交流】（1）小周建议用上图的乙装置替代甲装置。与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是______。
（2）对下列三种氧化铜和碳的质量比例，小施建议选择______（填选项序号）的比例；
A．40︰3B．40︰5C．48︰3
你认为小施这样选择的理由是______。
【实验与结论】同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检验了乙装置的气密性后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，______（填“可以”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应。
【答案】 ①. 有利于集中加热，获得持续高温 ②. B ③. 反应中炭粉会与试管内的氧气反应而部分消耗，故稍过量的炭粉有利于反应的进行 ④. 不能
【解析】
[分析与交流]
（1）乙装置中将试管直立放置有利于集中加热，获得持续高温；
（2）碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，反应中氧化铜和碳的质量比为40:3，反应中炭粉会与试管内的氧气反应而部分消耗，故稍过量的炭粉有利于反应的进行，故应选B；
[实验结论]
试管中碳会和氧气反应生成二氧化碳，故当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，不能确定氧化铜和炭粉已经开始反应。
27．因二氧化碳能溶于水，并能与水反应生成碳酸，所以二氧化碳一般不用排水法收集。二氧化碳气体究竟能否用排水法收集呢？
（1）某化学兴趣小组利用如图1所示的两套装置进行了深入地探究。
请写出石灰石与稀盐酸反应的化学方程式： 。
（定性实验）实验后，装置Ⅱ水槽中的液体应该呈酸性，向此液体中滴加紫色石蕊试液溶液颜色会变为 。但是取几次实验后的液体样品，滴加紫色石蕊试液，均无明显变色现象。对此你认为可能的原因是 。
（定量实验）采用数字化实验测定排水法和向上排空气法收集的二氧化碳纯净度的差异。因实验设备有限，本实验通过氧气传感器测出收集气体中残留的氧气（来自于空气），推算出空气的含量，再求出CO2的含量。请填写下列表格中相应的空白（精确到1%即可）：
通过实验可知，若对CO2纯度要求较高，应该使用排水法收集二氧化碳。
（实验反思）利用装置I和装置Ⅱ收集到的二氧化碳都会混有少量空气，原因是 。
（交流讨论）证明排水法比排空气法所收集的二氧化碳气体纯度更高，还有什么方法？ 。
（2）（拓展应用）利用传感器对二氧化碳性质再探究。
步骤1：如图2所示装置的气密性良好，三瓶250mL的烧瓶内收集满CO2气体，三个注射器内各装有等体积的液体（分别是水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液）。连接好装置和压强传感器。
步骤2：三位同学同时迅速将注射器内等体积的液体（水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液）注入各自烧瓶中，关闭活塞。
步骤3：一段时间后，同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图像情况如图3所示。
（查阅资料）氢氧化钙微溶于水，氢氧化钠易溶于水，两者均可与二氧化碳发生反应。
导致曲线AB段气压增大的主要原因是： 。
（3）图中曲线1中 段气压的变化是由于充分振荡烧瓶导致的。
（4）利用现有的装置，在不使用其他试剂的情况下，请你写出除振荡烧瓶外继续降低E点的操作方法 。
（5）曲线2与曲线3差异较大的原因是 。
【答案】（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；红色；二氧化碳在水中溶解度较小（合理答案即给分）；80%；锥形瓶中的空气随二氧化碳气体进入集气瓶（合理答案即给分）；向两集气瓶中分别加入相同体积、相同浓度的澄清石灰水振荡，观察变浑浊的程度（合理即可）
（2）注射器中液体加入烧瓶中时速度太快，而反应程度较小，导致压强突然增大。（合理即可）
（3）CD
（4）使烧瓶内物质冷却（或抽气等）（合理即可）
（5）饱和石灰水浓度太低（氢氧化钙微溶于水）影响了二氧化碳的吸收。（合理即可）
【解析】石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；故填：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；定性试验：酸性溶液能使紫色的石蕊试液变红色；而取几次实验后的液体样品，滴加紫色石蕊试液，均无明显变色现象，这可能是由于二氧化碳在水中溶解度较小造成的；故填：红色；二氧化碳在水中溶解度较小；定量实验：设总体积是100mL，氧气含有4．2%，所以氧气是4．2mL，则空气体积是： 4.2mL21%=20mL ，所以空气的体积分数是20%，则二氧化碳是80%；故填：80%；实验反思：利用装置I和装置II收集到的二氧化碳都会混有少量空气，原因是装置本身含有空气；故填：锥形瓶中的空气随二氧化碳气体进入集气瓶（合理答案即可）；交流讨论：证明排水法比排空气法所收集的二氧化碳气体纯度更高，可以选择如下方法向两集气瓶中分别加入相同体积、相同浓度的澄清石灰水振荡，观察变浑浊的程度；故填：向两集气瓶中分别加入相同体积、相同浓度的澄清石灰水振荡，观察变浑浊的程度（合理即可）；拓展应用：
（2）注射器中液体加入烧瓶中时速度太快，而反应程度较小，导致压强突然增大，所以曲线AB段气压增大；故填：注射器中液体加入烧瓶中时速度太快，而反应程度较小，导致压强突然增大；
（3）振荡烧瓶会加快二氧化碳的溶解，所以图中曲线1中CD段气压的变化是由于充分振荡烧瓶导致的；故填：CD；
（4）使烧瓶内物质冷却，温度降低压强也会减小或抽气也会造成压强减小；故填：使烧瓶内物质冷却（或抽气等）；
（5）曲线3表示了装置内的气压减小最大，所以是二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应，生成了碳酸钠和水；曲线2与曲线3差异较大的原因是氢氧化钙微溶于水，饱和氢氧化钙溶液中含有氢氧化钙的量很少，影响了二氧化碳的吸收；故填：饱和石灰水浓度太低（氢氧化钙微溶于水）影响了二氧化碳的吸收。
28．下列装置常用于气体的实验室制取和收集。请回答下列问题。
（1）写出下列仪器的名称，a ；b ；
（2）A、B装置中，能起到随开随制，随关随停效果的是 （填字母）；
（3）实验室常用大理石（或石灰石）来制取CO2，某同学提出用碳酸钠来替代大理石（或石灰石）与稀盐酸反应，两个反应的反应原理相同。请写出用碳酸钠反应制取CO2的化学方程式 ； （4）①若用下图1装置收集二氧化碳，气体应从 （填“a”或“b”）端通入，验满方法是 。将点燃的镁条伸入集满CO2的集气瓶中，能剧烈燃烧，同时观察到生成一种白色固体和一种黑色固体单质，请写出该反应的化学方程式 。
②若用上图2所示装置来测量生成的CO2的体积，其中在水面上放一层植物油的目的是 ，植物油上方原有的空气对实验结果 （填“有”或“无”）明显影响。
③已知氨气的密度比空气小，极易溶于水，则收集氨气应选择的装置是 （选填装置编号D或E或F）
（5）老师用C装置制取、收集CO2，并将燃着的木条放在集气瓶口处，同时利用数据采集器和传感器测定并记录木条燃烧情况变化时对应的CO2体积分数，数据见下表。
当瓶内O2的体积分数为12％时，放在瓶口的木条 （填“不灭”“火焰变小”或“熄灭”）（不考虑空气中原有CO2以及实验产生的水蒸气对计算结果的影响）；请写出计算过程。
（6）若装置C中反应剧烈，从实验安全角度考虑，不宜采用的措施有 （填序号）
A.用容积较小的锥形瓶
B.减慢滴加液体的速度
C.加热反应物
D.降低液体反应物的浓度
【答案】（1）铁架台；长颈漏斗
（2）B
（3）Na2CO3+HCl→NaCl+H2O+CO2
（4）b；用燃着的木条靠近a端出口，若木条熄灭，说明CO2已集满；Mg+CO2 MgO+C；防止二氧化碳溶于水；无；E
（5）设集气瓶的体积为1，则瓶内氧气的体积为1×12%=0.12，由于氧气在空气中的体积分数为21%，因此瓶内空气的体积为0.12÷21%=0.57，则收集到CO2的体积为1-0.57=0.43，由表中数据可知，此时木条燃烧的火焰变小。故填：火焰变小
（6）AC
【解析】（1）由图可知，仪器a的名称是铁架台，仪器b的名称是长颈漏斗。故填：铁架台 长颈漏斗；（2）在B装置中，通过活塞的开关，达到随开随制，随关随停的效果。故填：B；（3）碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的符号表达式为：Na2CO3+HCl→NaCl+H2O+CO2；（4）①CO2的密度比空气大，用向上排空气法收集，CO2气体从图1装置的b端通入。要检验CO2是否充满集气瓶，可用燃着的木条靠近a端出口，若木条熄灭，说明CO2已集满。将点燃的镁条伸入集满CO2的集气瓶中，剧烈燃烧，生成白色固体MgO和黑色固体单质C，反应的符号表达式为：Mg+CO2 MgO+C。故填：b 用燃着的木条靠近a端出口，若木条熄灭，说明CO2已集满 Mg+CO2 MgO+C；②要测量二氧化碳的体积只能用排水法，用量筒测量水的体积从而测出二氧化碳的体积。二氧化碳能溶于水，所以要在水的上方放一层植物油，防止二氧化碳溶解。植物油上方原有的空气不会溶解在水中，对实验结果没有影响。故填：防止二氧化碳溶于水 无；③氨气的密度比空气小，且极易溶于水，因此收集氨气只能选用向下排空气法收集。故填：E；（5）解析过程中答案；（6）装置C中反应剧烈，从实验安全角度考虑，不宜用容积较小的锥形瓶，因为会使反应更剧烈，加热反应物，也会使反应更剧烈。故填：ac。
29．合肥市某中学化学兴趣小组按照课本实验方法，做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。
图甲 图乙
（提出问题）
暗红色的固体是什么？如何选择合适的条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？
（查阅资料）
铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4．
（猜想与假设）
（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为 。
（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比，以及反应装备，可以使该实验现象更加明显，减少出现暗红色固体的情况。
（分析与交流）
小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是 。
（3）小周建议用图中的乙装置替代甲装置。与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是 。
（4）对下列三种氧化铜和碳的质量比例，小施建议选择______（填选项序号）的比例。
A．32：3B．40：3C．48：3
（5）（实验与结论）
①同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检验了乙装置的 后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时， （填“可以”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应。
②不久，即可看到试管底部变红热，停止加热后，仍然看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应是 （填“吸”或“放”）热反应。
③待反应结束，先将导气管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是 。待产物冷却后，同学们终于找到了期待已久的此红色铜球，实验获得了圆满成功。
【答案】（1）Cu2O
（2）使用颗粒更小的反应物，可以增加表面积，有利于反应的进行
（3）有利于集中加热，获得持续高温
（4）A
（5）气密性；不能；放；空气会进入反应的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化
【解析】[猜想与假设]（1）因为铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4。根据元素守恒和化合物中元素的化合价代数和为零的原则，暗红色固体的化学式可能为：Cu2O。
[分析与交流]（2）物质接触面积越大反应就越充分，故这样建议的原理是：使用颗粒更小的反应物，可以增加表面积，有利于反应的进行。
（3）乙装置中将试管直立放置更有利于集中加热，故与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是：有利于集中加热，获得持续高温。
（4）在选择氧化铜和碳的质量比例时要考虑到氧气消耗的炭，不能按反应的比例选择，碳粉要稍多一些，有利于反应充分进行。C+2CuO eq \(=====,\s\up7(高温)) 2Cu+CO2↑，反应中氧化铜与碳的质量比为40：3，碳应适当过量，
故答案为：A。
[实验与结论]（5） ①实验时首先要检查装置的气密性，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，可能是炭与氧气反应生成的二氧化碳，故不能判断碳一氧化铜发生了反应。
②停止加热后，仍能看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应放出热量，属于放热反应。
③待反应结束，先将导气管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是：空气会进入反应的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化。
（5） ①有气体参加的实验，反应前，首先要检查装置的气密性； 炭可能与试管中氧气反应生成的二氧化碳。②根据实验中看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，说明该反应放出热量。③待反应结束，关闭止水夹，让产物自然冷却，否则空气进入，高温下，铜会与空气中的氧气反应生成氧化铜。测得氧气含量
推算出CO2含量
结论
排空气法
6．6%
69%
排水法收集到的二氧化碳更纯净
排水法
4．2%
CO2的体积分数/%
34.4
36.3
39.2
43.1
44.3
48.8
51.5
木条的燃烧状况
不灭
不灭
火焰变小
火焰变小
熄灭
熄灭
熄灭
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