資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第六單元 碳和碳的氧化物
考點一 多種多樣的碳單質
1、常見碳單質的物理性質及用途
物質 結構 物理性質 用途
金剛石 無色透明、正八面體的固體 裝飾品
天然存在最硬的物質 裁玻璃、切割大理石、鉆探機鉆頭
石墨 深灰色、細鱗片狀固體質軟，有滑膩感 制作筆芯，作潤滑劑
深優(yōu)良的導電性 干電池電極、電刷
C60 用于超導、催化、材料等領域
差異 都是由碳元素組成的單質，但碳原子排列方式不同，物理性質有很大差異。
其他碳單質 1.無定形碳種類和用途①木炭：具有________________，有________，常用于吸附色素和異味。②活性炭：用于________、制糖、________________。③焦炭：用于________工業(yè)。④炭黑：常用于制________、油漆、顏料等。2.木炭吸附性實驗在盛有半瓶水的小錐形瓶里，加入一滴紅墨水，使水略顯紅色，投入幾塊烘烤過的木炭（或活性炭）。輕輕振蕩錐形瓶，________溶液變成________溶液。因為________________，能吸附水中的有色物質。
2、碳單質的化學性質
化學性質 用途
穩(wěn)定性 常溫下碳的化學性質________。(最外層電子數為4，不易得失電子) 用于書寫、制作墨汁等
可燃性 氧氣不足時，化學方程式________________________；氧氣充足時，化學方程式________________________ 用作燃料
還原性 單質碳在高溫下可以和某些氧化物反應，奪取這些氧化物中的氧，表現(xiàn)出還原性。（1）木炭還原氧化銅：________________________（2）工業(yè)上，用焦炭和鐵的氧化物反應冶煉鐵：________________________（3）高溫下，木炭還能與二氧化碳反應：________________（4）高溫下，木炭還能與水反應：________________ 用于冶煉金屬用于工業(yè)上制取水煤氣
3、碳的還原性
碳的還原性
實驗原理 C+2CuO2Cu+CO2↑
裝置圖
實驗現(xiàn)象 黑色粉末逐漸變成光亮的紅色，生成的氣體能使澄清的石灰水變渾濁。
實驗結論 C是還原劑，具有還原性，即奪氧性。CuO在反應中失去氧元素，發(fā)生還原反應。
注意 a．反應________：澄清的________________。b．________應________：防止冷凝水________使試管炸裂。c．在酒精燈上________的目的：________________________。d．配制混合物時木炭粉應稍過量的目的：防止已經還原的銅被氧氣重新氧化。e．實驗完畢后先熄滅酒精燈的后果：石灰水倒吸入熱的試管中使試管炸裂。
【易混易錯】
（1）C60由分子構成，C60可以表示一個________，每個分子由________構成。
（2）碳：指________________________________，在物質組成中寫“碳”。
（3）炭：指的是________，如________________________，這些碳的單質的名稱中寫“炭”。
（4）一種元素可以組成________；
（5）________在一定條件下可以________________，該變化為________；
（6）活性炭的________________________。
（7）金剛石、石墨和C60的物理性質差異較大的原因：________。
考向01 碳單質的性質及用途
例1（2021·安徽）某小組利用如圖裝置進行創(chuàng)新實驗。實驗時，先加熱炭粉，一段時間后將酒精燈移至CuO處加熱。下列說法錯誤的是
A.酒精燈加網罩是為了提高火焰溫度
B．氣球可以收集尾氣，防止污染空氣
C．反應過程中，黑色氧化銅變?yōu)榧t色固體
D．裝置中發(fā)生反應：
【變式1-1】（2022·安徽）某自熱火鍋的發(fā)熱包成分標識如下圖。下列各組物質所屬類別正確的是
成分
生石灰、苛性鈉、鋁粉、活性炭、還原鐵粉、碳酸鈉
項目 A B C D
物質 生石灰和苛性鈉 活性炭和碳酸鈉 苛性鈉和碳酸鈉 鐵粉和鋁粉
類別 堿 含碳化合物 鹽 金屬單質
【變式1-2】（2023·安徽）物質的用途與性質密切租關。下列物質的用途與性質沒有關聯(lián)的是
選項 物質 性質 用途
A 石墨 可以燃燒 作石墨電極
B 生石灰 與水反應放熱 自熱盒飯
C 活性炭 吸附性強 消除異味
D 合成纖維 強度高、彈性好 織成布料
A．A B．B C．C D．D
考點二 碳的氧化物
1、二氧化碳的物理性質
物理性質 無色無味的氣體，密度比空氣大，能溶于水，高壓低溫下可得固體----干冰
實驗驗證 傾倒二氧化碳 操作 向盛有高低不等兩根燃著蠟燭的燒杯中傾倒二氧化碳，
現(xiàn)象 蠟燭自下而上依次熄滅
結論 說明二氧化碳密度比空氣大，不能燃燒，也不能支持燃燒。（一點物理性質，兩點化學性質）
溶解性實驗 操作 向盛滿二氧化碳的軟塑料瓶中倒入約三分之一容積的水，振蕩
現(xiàn)象 塑料瓶變癟了
結論 二氧化碳溶于水，瓶內壓強變小，大氣壓將瓶子壓癟。
2、二氧化碳的化學性質
物理性質 無色無味的氣體，密度比空氣大，能溶于水，高壓低溫下可得固體----干冰
化學性質 不燃燒也不支持燃燒 現(xiàn)象：________蠟燭先熄滅，________蠟燭后熄滅結論：________________________(化學性質)________________ (物理性質）
與水反應 現(xiàn)象：Ⅰ、Ⅱ紫花________；Ⅲ變?yōu)開_______結論：CO2能與水反應生成酸。化學方程式：________________ 。
與澄清石灰水反應 現(xiàn)象：澄清石灰水________化學方程式：________________________
3、二氧化碳的用途
性質 用途
不能燃燒、不支持燃燒、密度大于空氣 用于滅火
二氧化碳是光合作用的原料 能被植物光合作用利用
能溶于水并與水反應生成碳酸 制碳酸飲料
可與二氧化碳、水、氯化鈉等生成純堿（碳酸鈉） 作化工產品的原料
固體二氧化碳（干冰）升華吸熱 作制冷劑、人工降雨
4、二氧化碳與人類的關系
對人體健康的影響 二氧化碳本身沒有毒性，但二氧化碳不能________，因此在人群密集的地方應該注意通風換氣。在進入久未開啟的菜窖、干涸的深井和深洞底部之前，必須先做________。
自然界中CO2的循環(huán)
溫室效應 概 念 大氣中的CO2像溫室的玻璃或塑料薄膜一樣，既能讓太陽光的熱量不易向外散失，起到對地球的保護作用的現(xiàn)象。
加劇的原因 空氣中的________________含量過高。
防治的措施 ①控制排放——減少使用煤、石油和天然氣等化石燃料，更多地利用太陽能、 風能等清潔能源，加強節(jié)能產品和技術的進一步開發(fā)和普及②增強吸收——大力植樹造林，嚴禁亂砍濫伐；采用物理或化學方法， 人工吸收二氧化碳
低碳生活 低碳”是指較低的CO2的排放。措施：如乘坐公共交通工具，少開私家車出行等
5、一氧化碳的性質和用途
物理性質 無色，無味的氣體，密度比空氣略小，難溶于水
化學性質 可燃性 一氧化碳能燃燒，燃燒時放出大量的熱，火焰呈藍色。發(fā)生如下反應：________________ ________________
還原性 一氧化碳能還原某些金屬氧化物________________________________ ________________
毒性 一氧化碳通過呼吸系統(tǒng)進入血液與________________，使________________________，使生物體內________甚至死亡。
6、二氧化碳和一氧化碳的鑒別
鑒別方法 現(xiàn)象 化學方程式
通入澄清石灰水 ________的是CO；________________的是CO2 ________________________
通入紫色石蕊溶液 ________________的是CO；________________的是CO2 ________________________
通過灼熱的氧化銅 ________________的是CO；________________的是CO2 ________________________
點燃 ________________的是CO；________________的是CO2 ________________________
7、二氧化碳的實驗室制取
實驗試劑 大理石或石灰石與稀鹽酸不用濃鹽酸：易揮發(fā)，揮發(fā)出的氯化氫（HCl）氣體使制得的二氧化碳不純。不用稀硫酸：生成微溶于水的CaSO4覆蓋在石灰石表面，阻礙反應的進一步進行。
實驗原理 ________________________________
裝置圖 發(fā)生裝置 裝置簡單 固液可分開加,方便氣體收集
可控制反應速率 可控制反應的發(fā)生和停止
收集裝置 排空氣法 CO2密度比空氣大
排水法 CO2能溶于水，所以可用植物油封閉的裝置
實驗步驟 檢查裝置氣密性 → 加入固體藥品 → 加入液體藥品 → 收集氣體并驗滿 → 正放在桌面
檢驗 方法：將生成的氣體通入澄清石灰水中，若________________，則證明產生的氣體為二氧化碳
除雜 將生成的氣體通入飽和碳酸氫鈉溶液，
8、氣體實驗室制取的一般思路
(1)確定制取氣體的化學反應原理：在實驗室條件下(如常溫、加熱、使用催化劑等)，選擇什么試劑、通過什么反應來制取這種氣體。確定原理時，需要綜合考慮反應速率大小，產生氣體是否易于收集、是否純凈，實驗操作是否安全、簡單，實驗過程是否會產生污染，以及試劑的價格等因素。
(2)設計制取氣體的實驗裝置：根據反應物的狀態(tài)和反應條件確定氣體發(fā)生裝置；根據氣體的性質(如密度、是否易溶于水、是否與水反應等)確定氣體的收集裝置(如有必要，還應考慮設置除去雜質的裝置和尾氣處理裝置等)。
類型 固——固加熱型 固（液）——液不加熱型
舉例 高錳酸鉀制取氧氣 雙氧水制取氧氣，大理石（或石灰石）和稀鹽酸反應制取二氧化碳，鋅和稀硫酸反應制取氫氣
發(fā)生裝置
安裝簡便 便于添加液體 可控制反應速率 可以控制反應的發(fā)生和停止 （固體應為塊狀，不能放置MnO2)
收集裝置 排水法 難溶或微溶于水，且與水不發(fā)生化學反應如H2、O2
排空氣法 向上排空氣法 密度比空氣的大，且氣體不與空氣中的成分發(fā)生反應，如 H2、CO2
向下排空氣法 密度比空氣的小，且氣體不與空氣的成分反應，如H2
(3)驗證得到的氣體就是所要制取的氣體：根據氣體的性質(如可燃性或助燃性、與某些試劑反應有沉淀生成等)進行驗證。
【易混易錯】
（1）二氧化碳不是空氣污染物。二氧化碳會參與大氣中的碳循環(huán)，是氧氣的間接來源，但是由于二氧化碳的過多排放，會導致“溫室效應”加劇，只是影響環(huán)境，不能算污染。
（1）像CO等有毒氣體，進行實驗時，一定要進行尾氣處理，方法是點燃或收集。
考向01 一氧化碳的性質及用途
例1（2023·安徽）已知草酸鈣（）加熱易分解：。為驗證分解產物中既有CO又有，小明設計如下實驗裝置。
回答下列問題。
(1)B中實驗現(xiàn)象是 ，寫出其在D中發(fā)生反應的化學方程式 。
(2)中鐵元素化合價為 。
(3)小華認為，在D裝置后再增加裝置B才能驗證CO的存在，小明認為不加裝置B就可驗證，小明的理由是 。
(4)從環(huán)保的角度考慮，該實驗裝置的不足之處是 。
【變式1-1】（2024·安徽名校二模）物質的用途與性質密切相關。下列物質的用途與性質相關聯(lián)的是
選項 物質 性質 用途
A 氮氣 無色無味的氣體 作食品保護氣
B 一氧化碳 可燃性 煉鐵
C 氫氧化鋁 能與鹽酸反應 治療胃酸過多
D 鋁 抗腐蝕性強 鋁制容器長期存放酸性食物
【變式1-2】（2024·安徽）如圖是我國西漢青銅雁魚燈及其示意圖。燈油燃燒時，煙氣通過魚身和雁頸導入雁體內水中，減少對室內空氣的污染。下列說法錯誤的是
A.該燈使用的青銅是一種金屬材料
B．產生煙塵的原因是燈油不完全燃燒
C．轉動燈罩隔絕空氣，可使燈火熄滅
D．水能吸收煙塵，還能吸收一氧化碳
考向02 二氧化碳的性質及應用
例2（2022·安徽）海洋封存是實現(xiàn)“碳中和”的途徑之一，其原理是利用CO2在水等溶劑中的溶解性來吸收CO2。某小組開展如下探究。
【活動一】探究CO2在水和食鹽水（模擬海水）中的溶解情況
時間/h 0 0.5 6 12 24 48
排水法時CO2體積/mL 100 98.5 85.5 77 66 59
排食鹽水法時CO2體積/mL 100 99 93 90.5 89 88
相同條件下，該小組分別用排水法、排食鹽水法收集CO2（如圖1），待收集100mLCO2后，移出導管，每隔一段時間觀察并記錄量筒內CO2體積。重復實驗，所測數據平均值如下表：
(1)圖1發(fā)生裝置中反應的化學方程式為 ，反應類型是 。
(2)由上表數據分析：
①能用排水法收集CO2的理由是 。
②相同條件下，等體積水和食鹽水吸收CO2更多的是 （填“水”或“食鹽水”）。
(3)海洋封存CO2可能帶來的危害是 （寫出1點即可）。
【活動二】探究植物油隔離對CO2在水中溶解情況的影響
(4)小方設計并完成以下對照實驗：用兩個量筒分別收集100mLCO2倒置于水槽中，向其中一個量筒內注入少量植物油，使CO2與水被植物油隔開（CO2與植物油不反應），測得量筒內CO2體積隨時間變化曲線如圖2。分析該圖可得出的結論是 。
【活動三】深度探究【活動二】中CO2的溶解情況
(5)①小松用圖3表示無植物油隔離時，量筒內氣體中存在的CO2分子的微觀示意圖。請參照圖3的表示方式，在圖4方框中畫出有植物油隔離時，量筒內植物油和水中存在的分子的微觀示意圖 （植物油分子用表示）。
②為檢驗有植物油隔離時CO2是否會進入水中，請設計實驗方案： 。
【變式2-1】（2023·安徽）某社會發(fā)展需要人與自然和諧其生。下列措施不利于人類發(fā)展與環(huán)境保護的是
A．提高廢棄塑料的回收利用水平 B．長期大量施用同種磷肥
C．加快CO2資源化利用研究 D．污水分級處理后再利用
【變式2-2】（2024·安徽）根據實驗操作及現(xiàn)象，下列結論中正確的是
選項 實驗操作 現(xiàn)象 結論
A 將燃著的木條伸入盛有無色氣體的集氣瓶中 木條熄滅 該氣體一定是CO2
B 將打磨后的鋁絲浸入硫酸銅溶液中 鋁絲上附著紅色固體 鋁的金屬活動性比銅強
C 向白醋中滴加酚酞溶液 溶液不變色 白醋呈酸性
D 向鎂粉中加入稀鹽酸 產生大量氣泡 該反應放出熱量
實驗活動03 二氧化碳的實驗室制取與性質
1、某小組利用如圖裝置制備CO2，并模擬自然界中CO2的循環(huán)。回答下列問題。
（1）裝置B中儀器①的名稱是 。
（2）實驗室用稀鹽酸和石灰石制取CO2，反應的化學方程式為 ，發(fā)生裝置是 （填字母序號）。
（3）為制得CO2的水溶液，CO2應從裝置C的 （填“m”或“n”）端通入。
（4）將CO2的水溶液轉移至燒杯，并組裝裝置如圖D所示，置于陽光下一段時間，觀察到有氣泡產生，檢驗該氣體的方法是 。
2、實驗室制取二氧化碳時，下列相關操作正確的是
A．檢查氣密性 B．裝藥品 C．收集氣體 D．氣體驗滿
3、思考樂俊宇同學想要做實驗室制取二氧化碳實驗：
(1)實驗室制取的方程式： ；
(2)制取二氧化碳的發(fā)生和收集裝置為 。（填序號）
(3)干燥氣體，從E中的 口通入。
(4)模擬海洋生態(tài)系統(tǒng)
①綠色植物在生態(tài)箱中通過呼吸作用和 作用參與碳循環(huán)；
②俊宇向生態(tài)箱中通入，一段時間后燒杯中出現(xiàn)現(xiàn)象為 ；
③測得生態(tài)箱內pH值下降，原因是 。
④請你列舉一條具體措施減少大氣中排放量，結合生活實際： 。
4、氣體制備與性質探究是初中化學實驗的重要內容，相關裝置如圖所示。
回答下列問題：
(1)儀器甲的名稱為 。
(2)實驗室制取二氧化碳氣體應選擇的發(fā)生裝置為 (填字母序號)；制取時發(fā)生反應的化學方程式為 。
(3)若要收集一瓶干燥的二氧化碳，氣體流經C裝置時的入口端為 (填“a”或“b”)。
(4)在三頸燒瓶D中用排空氣法收集CO2氣體，檢驗氣密性后，在t1時快速注入一種溶液，t3時快速注入另一種溶液，測得瓶內壓強隨時間變化曲線如圖所示。下列說法正確的是 。
①三頸燒瓶D中收集的CO2氣體不純
②t1時注入的是氫氧化鈉溶液
③t3后發(fā)生的只是中和反應
跨學科實踐05 基于碳中和理念設計低碳行動方案
實現(xiàn)2030年碳達峰、2060年碳中和，是我國政府對國際社會的重要承諾。為此化學興趣小組對二氧化碳的來源、循環(huán)、吸收、轉化以及低碳措施產生興趣，開啟了“低碳行動”項目化學習的探究之旅。
任務一：調查碳的來源和循環(huán)
(1)碳循環(huán)中的“碳”指的是_________，右圖為碳循環(huán)的局部示意圖，圖中向大氣中釋放二氧化碳的途徑是_________（填序號），碳循環(huán)過程中發(fā)生的是_________（填“物理變化”或“化學變化”）。CO2排放量增加可能引發(fā)的后果有______（選填字母序號，下同）。
A．冰川融化，海平面上升 B．極端天氣頻發(fā)
C．土地沙漠化，造成農業(yè)減產 D．影響自然生態(tài)系統(tǒng)，改變生物多樣性
【設計并進行實驗】同學們走進廚房,用兩個相同的塑料瓶分別收集了燃氣灶炒菜前后灶臺旁的氣體，設計圖1所示實驗,放在陽光下照射,觀察水柱的移動情況。
【實驗現(xiàn)象】紅墨水水柱向 (填“左”或“右”)移動。
【實驗結論】炒菜后空氣中二氧化碳含量增多,說明燃氣燃燒產生了二氧化碳。
任務二：探究二氧化碳的捕捉和封存
(2)“碳捕捉”：中國科學家采取“組合轉化”技術，將二氧化碳和氫氣在一定條件下轉化為重要的化工原料乙烯（C2H4）和水，利用該方法轉化176L二氧化碳，可生產乙烯的質量為_________g（標準狀況下，二氧化碳的密度約為2g/L）。
(3)“碳封存”目前正在研究的技術之一是海洋封存，利用龐大的水體使海洋成為封存CO2的容器。海洋封存中會發(fā)生的反應化學方程式是_________。
(4)“碳捕捉和碳封存”的意義是_________。
(5)為了實現(xiàn)“碳達峰”“碳中和”的目標，我們都應該加入低碳行動的行列。下列行動符合低碳行動的是_______（填字母）。
A．使用一次性筷子 B．紙張雙面使用 C．乘坐公交出行 D．購買新能源汽車
任務三：設計低碳行動方案
(6)通過該項目的探究，小組同學對低碳行動有了新的認識，請補充下表
低碳途徑 低碳行動具體措施
減少二氧化碳的排放 請舉出一種具體做法： (任寫一條)
促進二氧化碳的吸收 植樹造林利用綠色植物光合作用吸收大氣中的CO2
二氧化碳的轉化與封存 用二氧化碳做原料合成一些化工產品。
項目之旅結束了，同學們決定立刻行動起來，助力“雙碳”目標早日實現(xiàn)！
1、下列物質的性質與對應用途不正確的是( )
A．石墨具有導電性可作電極
B．氧氣具有助燃性，可做燃料
C．活性炭具有吸附性可用來凈水
D．生石灰能吸水，常做食品干燥劑
2、向甲乙兩個等體積充滿CO2的軟塑料瓶中，分別倒入等體積的澄清石灰水與NaOH溶液（密度近似相等），擰緊瓶蓋振蕩后，現(xiàn)象如圖所示。下列說法錯誤的是
A．甲瓶注入的是澄清石灰水
B．甲、乙瓶變癟的原因都是瓶內壓強減小
C．向變癟的乙瓶中滴加適量CaCl2溶液，無現(xiàn)象
D．NaOH溶液濃度大于Ca(OH)2溶液濃度
3、如圖所示為實驗中常見氣體制備、凈化、干燥、收集的部分儀器，請回答下列問題。
(1)在裝置A中使用儀器①時的注意事項是 。
(2)寫出實驗室制取二氧化碳的化學方程式 。如果要控制反應的發(fā)生和停止，應選擇的發(fā)生裝置是 （填字母）。
(3)實驗室用裝滿水的E裝置收集氧氣。應從導管口 （填“a”或“b”）輸入氣體。
(4)若用鋅粒和稀鹽酸反應制取氫氣，收集的氫氣往往不純，其中含有的雜質是 （填物質名稱），想要得到純凈的氫氣，則連接儀器的順序是A→ → →C。
(5)用A、D裝置制取氧氣，由于藥品不足，沒有收集滿一瓶氧氣，在不拆解裝置、不添加反應物的情況下，想要多收集一些氧氣，接下來應如何操作 。
4、碳元素對人類有十分重要的意義。碳和碳的化合物是化學研究的重要內容。
（1）“低碳行動”中的“碳”指的是 （填“C”“CO”或“CO2”）。
（2）如圖是元素周期表中的一格。碳原子核外電子數為 。
（3）關于金剛石和石墨的說法中，不正確的是 (填字母)。
a．金剛石和石墨都屬于碳的單質
b．石墨轉化為金剛石屬于物理變化
c．它們完全燃燒后的產物都是二氧化碳
d．金剛石和石墨里碳原子排列方式不同
（4）探究煉鐵原理的實驗裝置如圖。在V形管內反應的化學方程式為 （寫出一個即可）；從環(huán)境保護的角度考慮，處理尾氣的方法為 。
（5）植物光合作用可表示為：二氧化碳+水有機物+氧氣，推測該有機物中一定含有的元素是 。探究光合作用原料的裝置如上圖（實驗過程略去）。
① 實驗時，乙中的植物葉片能檢測出光合作用生成的有機物，而甲中的不能。請加以解釋 。
② 請設計方案，檢驗實驗后的燒堿溶液中生成的新物質 。（寫出選用的試劑和現(xiàn)象即可）
（6）用CO2和H2作原料可制取甲醇，化學方程式為CO2 + 3 H2 CH3OH + H2O，該反應在發(fā)展清潔能源及減少碳排放等方面具有重要意義。若生產48t甲醇，理論上能夠吸收CO2的質量是多少？
5、閱讀科普短文。
液態(tài)陽光，是指利用太陽能和風能等可再生能源，將二氧化碳和水轉化為以甲醇（CH3OH）為代表的液態(tài)燃料和有機化學品。它可以取代傳統(tǒng)化石能源，實現(xiàn)二氧化碳的循環(huán)利用。液態(tài)陽光概念示意圖如下。
2020年，我國“千噸級液態(tài)陽光甲醇合成示范項目”投產運行。該項目由太陽能光伏發(fā)電、電解水制氫、二氧化碳加氫制甲醇三個基本單元構成。標志著我國利用可再生能源制備液體燃料邁出了工業(yè)化的第一步。
甲醇作為液態(tài)陽光首要目標產物，能生產乙酸、烯烴等化學品，能用作內燃機燃料，也能用于燃料電池產生電能，還能通過重整反應釋放出氫氣。
（1）“液態(tài)陽光生產”利用的可再生能源是 （寫一種）。
（2）“液態(tài)陽光甲醇合成示范項目”使用的初始原料是 和CO2。
（3）可用NaOH溶液實現(xiàn)“碳捕獲”，其反應的化學方程式為 。
（4）相比氫氣，液體燃料甲醇的優(yōu)點有 （寫一條）。
1、宋代許道寧用墨(主要成分為單質碳)所畫的《關山密雪圖》保存至今而不變色，這是因為在常溫下單質碳
A．化學性質不活潑
B．硬度高
C．導電性能好
D．吸附能力強
2、如圖是木炭還原氧化銅的探究實驗裝置。
【提出問題】木炭還原氧化銅產生什么氣體？
【提出猜想】
(1)產生的氣體有三種情況
猜想一：CO；猜想二：CO2；猜想三： 。
【設計方案】實驗前后分別對兩支試管里的物質進行稱量，數據設計如下：
稱量對象 反應前質量 反應后質量 質量差
試管＋固體混合物 M1 M2 △m1即（M1-M2）
試管＋澄清石灰水 M3 M4 △m2即（M4-M3）
(2)若△m2=0，則猜想 成立。
(3)若猜想二正確，理論上△m1與△m2的關系是：△m1 △m2（填“>”“<”或“=”）。
【實驗并記錄】實驗得到的數據如下表：
稱量對象 反應前質量 反應后質量 質量差
試管+固體混合物 69.8g 65.4g △m1
試管+澄清石灰水 118.9g 122.6g △m2
同學們對CO產生的原因進行了分析：
(4)原因一：木炭和氧化銅在高溫條件下直接發(fā)生反應產生CO，反應的化學方程式為 。
(5)原因二：木炭和氧化銅在高溫條件下反應中的一種產物和反應物木炭又發(fā)生了化學反應，產生了CO，該反應的化學方程式為 。
【反思與評價】
(6)經查閱資料知道：木炭還原氧化銅直接產生CO2氣體，該反應類型屬于 。
(7)本次實驗結果與資料顯示不一致，對其可能原因有同學提出下列分析，其中合理的是___________（填選項序號）。
A．裝置不漏氣 B．裝置內還有CO2氣體未被吸收
C．澄清石灰水吸收了空氣中部分CO2 D．生成的CO2部分與過量的C反應生成了CO
3、以下是實驗室常用于制取氣體的儀器，回答下列問題。
(1)為獲取二氧化碳氣體，實驗室常用利用大理石與稀鹽酸的反應制取，該反應的化學方程式是______。若想要制取和收集干燥的二氧化碳，且需要隨時添加稀鹽酸，請從面提供的裝置中選擇適合的裝置并進行組合，組合的順序是________(填字母)。
(2)二氧化氮是一種棕紅色的有毒氣體，密度比空氣大，可以和氫氧化鈉溶液反應生成亞硝酸鈉、硝配鈉和水。實驗室用的少量二氧化氮可利用銅片和濃硝酸制取，化學方程式為：Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑。上面提供的裝置最適合用于該實驗的發(fā)生裝置的是_______ (填字母)。如果用如圖H裝置（其中液體倒掉）收集二氧化氮，氣體應從_______填(“a”或“b”)導管口進入。防止二氧化氮污染空氣，從另一端管口排出的氣體需要通入到________(填化學式)溶液中。
4、如圖：在氣密性良好的裝置中充滿了二氧化碳氣體，往2支具支試管中分別緩緩注入5ml紫色石蕊溶液和5ml澄清石灰水。下列敘述不正確的是( )
A. 左側試管內液體變紅色
B. 右側試管內澄清石灰水變渾濁
C. 等體積的水和澄清石灰水，后者吸收的二氧化碳較多
D. 充分反應后，U形管中的液面左邊高于右邊
5、(1)CO2的制取及性質
Ⅰ.制取CO2 組裝一套便于添加稀鹽酸的發(fā)生裝置，需用到圖1中的儀器有 (填字母)。
Ⅱ.性質實驗
操作 現(xiàn)象 性質
X為澄清石灰水時，現(xiàn)象為 CO2能與石灰水反應
X為 時，現(xiàn)象為 CO2能與水反應生成酸性物質
低處的蠟燭先熄滅，高處的蠟燭后熄滅 ；CO2不燃燒，也不支持燃燒
(2)低碳行動方案
同學們展示如圖2所示的方案，并交流討論、完善方案。
Ⅰ.完善方案中的內容(各補寫一條)：a. ；b. ；c. 。
Ⅱ.CO2物理利用 (填“能”或“不能”)從總量上減少CO2。
Ⅲ.植樹造林，利用綠色植物的 作用吸收CO2。
答案和解析
考點一 多種多樣的碳單質
1、常見碳單質的物理性質及用途
物質 結構 物理性質 用途
金剛石 無色透明、正八面體的固體 裝飾品
天然存在最硬的物質 裁玻璃、切割大理石、鉆探機鉆頭
石墨 深灰色、細鱗片狀固體質軟，有滑膩感 制作筆芯，作潤滑劑
深優(yōu)良的導電性 干電池電極、電刷
C60 用于超導、催化、材料等領域
差異 都是由碳元素組成的單質，但碳原子排列方式不同，物理性質有很大差異。
其他碳單質 1.無定形碳種類和用途①木炭：具有疏松多孔的結構，有吸附性，常用于吸附色素和異味。②活性炭：用于防毒面具、制糖、吸附色素和異味。③焦炭：用于冶金工業(yè)。④炭黑：常用于制造墨、油漆、顏料等。2.木炭吸附性實驗在盛有半瓶水的小錐形瓶里，加入一滴紅墨水，使水略顯紅色，投入幾塊烘烤過的木炭（或活性炭）。輕輕振蕩錐形瓶，紅色溶液變成無色溶液。因為活性炭具有吸附性，能吸附水中的有色物質。
2、碳單質的化學性質
化學性質 用途
穩(wěn)定性 常溫下碳的化學性質 不活潑 。(最外層電子數為4，不易得失電子) 用于書寫、制作墨汁等
可燃性 氧氣不足時，化學方程式 C+O2CO2 ；氧氣充足時，化學方程式2C+O22CO 用作燃料
還原性 單質碳在高溫下可以和某些氧化物反應，奪取這些氧化物中的氧，表現(xiàn)出還原性。（1）木炭還原氧化銅：C+2CuO2Cu+CO2↑（2）工業(yè)上，用焦炭和鐵的氧化物反應冶煉鐵：2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑（3）高溫下，木炭還能與二氧化碳反應：C+CO22CO（4）高溫下，木炭還能與水反應：C（紅熱）+H2O（蒸汽）CO+H2O 用于冶煉金屬用于工業(yè)上制取水煤氣
3、碳的還原性
碳的還原性
實驗原理 C+2CuO2Cu+CO2↑
裝置圖
實驗現(xiàn)象 黑色粉末逐漸變成光亮的紅色，生成的氣體能使澄清的石灰水變渾濁。
實驗結論 C是還原劑，具有還原性，即奪氧性。CuO在反應中失去氧元素，發(fā)生還原反應。
注意 a．反應開始的標志：澄清的石灰水變渾濁。b．試管口應略向下傾斜：防止冷凝水倒流使試管炸裂。c．在酒精燈上加網罩的目的：集中火焰、提高溫度。d．配制混合物時木炭粉應稍過量的目的：防止已經還原的銅被氧氣重新氧化。e．實驗完畢后先熄滅酒精燈的后果：石灰水倒吸入熱的試管中使試管炸裂。
【易混易錯】
（1）C60由分子構成，C60可以表示一個C60分子，每個分子由60個碳原子構成。
（2）碳：指碳元素、碳原子、碳的單質及化合物，在物質組成中寫“碳”。
（3）炭：指的是具體的物質，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑，這些碳的單質的名稱中寫“炭”。
（4）一種元素可以組成不同種單質；
（5）石墨在一定條件下可以轉化為金剛石，該變化為化學變化；
（6）活性炭的吸附性是物理性質。
（7）金剛石、石墨和C60的物理性質差異較大的原因：碳原子排列方式不同。
考向01 碳單質的性質及用途
例1（2021·安徽）某小組利用如圖裝置進行創(chuàng)新實驗。實驗時，先加熱炭粉，一段時間后將酒精燈移至CuO處加熱。下列說法錯誤的是
A.酒精燈加網罩是為了提高火焰溫度
B．氣球可以收集尾氣，防止污染空氣
C．反應過程中，黑色氧化銅變?yōu)榧t色固體
D．裝置中發(fā)生反應：
【答案】D
【詳解】A、酒精燈加網罩，可以集中火焰，提高溫度，不符合題意；
B、在該裝置中，二氧化碳能與碳在高溫下反應生成一氧化碳，一氧化碳有毒，散逸到空氣中會污染空氣，故氣球可以收集尾氣，防止污染空氣，不符合題意；
C、碳和二氧化碳在高溫下反應生成一氧化碳，一氧化碳與氧化銅在加熱的條件下反應生成銅和二氧化碳，故黑色氧化銅變?yōu)榧t色固體，不符合題意；
D、裝置中先發(fā)生的反應為碳和二氧化碳在高溫下反應生成一氧化碳，即：，后發(fā)生一氧化碳和氧化銅在加熱的條件下反應生成銅和二氧化碳，該反應的化學方程式為： ，符合題意。
故選D。
【變式1-1】（2022·安徽）某自熱火鍋的發(fā)熱包成分標識如下圖。下列各組物質所屬類別正確的是
成分
生石灰、苛性鈉、鋁粉、活性炭、還原鐵粉、碳酸鈉
項目 A B C D
物質 生石灰和苛性鈉 活性炭和碳酸鈉 苛性鈉和碳酸鈉 鐵粉和鋁粉
類別 堿 含碳化合物 鹽 金屬單質
【答案】D
【分析】鹽是由金屬離子（或銨根離子）和酸根離子組成的化合物；氧化物是指由兩種元素組成且一種是氧元素的化合物；由兩種或兩種以上的物質混合而成的物質是混合物；由同種元素組成的純凈物是單質；可選用排除法進行快速排除，即只要發(fā)現(xiàn)一種物質不符合排列要求，即可排除該選項，進行分析解答。
【詳解】A、生石灰是氧化鈣，屬于金屬氧化物，苛性鈉是氫氧化鈉，屬于堿，故選項錯誤；
B、活性炭是混合物，它是將木炭精加工后制得的，它的主要成分是碳單質，碳酸鈉是由鈉元素、碳元素和氧元素組成的純凈物，屬于含碳化合物，故選項錯誤；
C、苛性鈉是氫氧化鈉，屬于堿，碳酸鈉是由金屬鈉離子和碳酸根離子組成的化合物，屬于鹽，故選項錯誤；
D、鐵粉是由鐵元素組成的純凈物，屬于金屬單質，鋁粉是由鋁元素組成的純凈物，屬于金屬單質，故選項正確。
故選：D。
【變式1-2】（2023·安徽）物質的用途與性質密切租關。下列物質的用途與性質沒有關聯(lián)的是
選項 物質 性質 用途
A 石墨 可以燃燒 作石墨電極
B 生石灰 與水反應放熱 自熱盒飯
C 活性炭 吸附性強 消除異味
D 合成纖維 強度高、彈性好 織成布料
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【詳解】A、石墨作電極，是因為石墨具有導電性，故A錯誤；
B、生石灰與水反應放熱，常作自熱盒飯的發(fā)熱包，故B正確；
C、活性炭具有吸附性，可以吸附色素和異味，故C正確；
D、合成纖維由合成的高分子化合物制成，具有強度高、彈性好等特點，常作衣服布料，故D正確。故選A。
考點二 碳的氧化物
1、二氧化碳的物理性質
物理性質 無色無味的氣體，密度比空氣大，能溶于水，高壓低溫下可得固體----干冰
實驗驗證 傾倒二氧化碳 操作 向盛有高低不等兩根燃著蠟燭的燒杯中傾倒二氧化碳，
現(xiàn)象 蠟燭自下而上依次熄滅
結論 說明二氧化碳密度比空氣大，不能燃燒，也不能支持燃燒。（一點物理性質，兩點化學性質）
溶解性實驗 操作 向盛滿二氧化碳的軟塑料瓶中倒入約三分之一容積的水，振蕩
現(xiàn)象 塑料瓶變癟了
結論 二氧化碳溶于水，瓶內壓強變小，大氣壓將瓶子壓癟。
2、二氧化碳的化學性質
物理性質 無色無味的氣體，密度比空氣大，能溶于水，高壓低溫下可得固體----干冰
化學性質 不燃燒也不支持燃燒 現(xiàn)象：上方蠟燭先熄滅，下方蠟燭后熄滅結論：CO2 不燃燒，也不支持燃燒(化學性質)密度比空氣大 (物理性質）
與水反應 現(xiàn)象：Ⅰ、Ⅱ紫花不變色；Ⅲ變?yōu)榧t色結論：CO2能與水反應生成酸。化學方程式：CO2 ＋ H2O === H2CO3 。
與澄清石灰水反應 現(xiàn)象：澄清石灰水變渾濁化學方程式：CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
3、二氧化碳的用途
性質 用途
不能燃燒、不支持燃燒、密度大于空氣 用于滅火
二氧化碳是光合作用的原料 能被植物光合作用利用
能溶于水并與水反應生成碳酸 制碳酸飲料
可與二氧化碳、水、氯化鈉等生成純堿（碳酸鈉） 作化工產品的原料
固體二氧化碳（干冰）升華吸熱 作制冷劑、人工降雨
4、二氧化碳與人類的關系
對人體健康的影響 二氧化碳本身沒有毒性，但二氧化碳不能供給呼吸，因此在人群密集的地方應該注意通風換氣。在進入久未開啟的菜窖、干涸的深井和深洞底部之前，必須先做燈火試驗。
自然界中CO2的循環(huán)
溫室效應 概 念 大氣中的CO2像溫室的玻璃或塑料薄膜一樣，既能讓太陽光的熱量不易向外散失，起到對地球的保護作用的現(xiàn)象。
加劇的原因 空氣中的二氧化碳(或CO2)含量過高。
防治的措施 ①控制排放——減少使用煤、石油和天然氣等化石燃料，更多地利用太陽能、 風能等清潔能源，加強節(jié)能產品和技術的進一步開發(fā)和普及②增強吸收——大力植樹造林，嚴禁亂砍濫伐；采用物理或化學方法， 人工吸收二氧化碳
低碳生活 低碳”是指較低的CO2的排放。措施：如乘坐公共交通工具，少開私家車出行等
5、一氧化碳的性質和用途
物理性質 無色，無味的氣體，密度比空氣略小，難溶于水
化學性質 可燃性 一氧化碳能燃燒，燃燒時放出大量的熱，火焰呈藍色。發(fā)生如下反應：2CO+O2 2CO2 用作燃料
還原性 一氧化碳能還原某些金屬氧化物 CO+CuOCu+CO2 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 用于冶金
毒性 一氧化碳通過呼吸系統(tǒng)進入血液與血紅蛋白結合，使血紅蛋白不能與氧氣結合，使生物體內缺氧而中毒甚至死亡。
6、二氧化碳和一氧化碳的鑒別
鑒別方法 現(xiàn)象 化學方程式
通入澄清石灰水 無明顯現(xiàn)象的是CO；澄清石灰水變渾濁的是CO2 CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
通入紫色石蕊溶液 無明顯現(xiàn)象的是CO；能使紫色石蕊溶液變紅的是CO2 CO2 ＋ H2O === H2CO3
通過灼熱的氧化銅 能使黑色粉末變紅色的是CO；無明顯現(xiàn)象的是CO2 CO+CuOCu+CO2
點燃 能燃燒，火焰呈淡藍色的是CO；不能燃燒的是CO2 2CO+O2 2CO2
7、二氧化碳的實驗室制取
實驗試劑 大理石或石灰石與稀鹽酸不用濃鹽酸：易揮發(fā)，揮發(fā)出的氯化氫（HCl）氣體使制得的二氧化碳不純。不用稀硫酸：生成微溶于水的CaSO4覆蓋在石灰石表面，阻礙反應的進一步進行。
實驗原理 CaCO3+2HCl= CaCl2+CO2↑+H2O
裝置圖 發(fā)生裝置 裝置簡單 固液可分開加,方便氣體收集
可控制反應速率 可控制反應的發(fā)生和停止
收集裝置 排空氣法 CO2密度比空氣大
排水法 CO2能溶于水，所以可用植物油封閉的裝置
實驗步驟 檢查裝置氣密性 → 加入固體藥品 → 加入液體藥品 → 收集氣體并驗滿 → 正放在桌面
檢驗 方法：將生成的氣體通入澄清石灰水中，若澄清石灰水變渾濁，則證明產生的氣體為二氧化碳
除雜 將生成的氣體通入飽和碳酸氫鈉溶液，
8、氣體實驗室制取的一般思路
(1)確定制取氣體的化學反應原理：在實驗室條件下(如常溫、加熱、使用催化劑等)，選擇什么試劑、通過什么反應來制取這種氣體。確定原理時，需要綜合考慮反應速率大小，產生氣體是否易于收集、是否純凈，實驗操作是否安全、簡單，實驗過程是否會產生污染，以及試劑的價格等因素。
(2)設計制取氣體的實驗裝置：根據反應物的狀態(tài)和反應條件確定氣體發(fā)生裝置；根據氣體的性質(如密度、是否易溶于水、是否與水反應等)確定氣體的收集裝置(如有必要，還應考慮設置除去雜質的裝置和尾氣處理裝置等)。
類型 固——固加熱型 固（液）——液不加熱型
舉例 高錳酸鉀制取氧氣 雙氧水制取氧氣，大理石（或石灰石）和稀鹽酸反應制取二氧化碳，鋅和稀硫酸反應制取氫氣
發(fā)生裝置
安裝簡便 便于添加液體 可控制反應速率 可以控制反應的發(fā)生和停止 （固體應為塊狀，不能放置MnO2)
收集裝置 排水法 難溶或微溶于水，且與水不發(fā)生化學反應如H2、O2
排空氣法 向上排空氣法 密度比空氣的大，且氣體不與空氣中的成分發(fā)生反應，如 H2、CO2
向下排空氣法 密度比空氣的小，且氣體不與空氣的成分反應，如H2
(3)驗證得到的氣體就是所要制取的氣體：根據氣體的性質(如可燃性或助燃性、與某些試劑反應有沉淀生成等)進行驗證。
【易混易錯】
（1）二氧化碳不是空氣污染物。二氧化碳會參與大氣中的碳循環(huán)，是氧氣的間接來源，但是由于二氧化碳的過多排放，會導致“溫室效應”加劇，只是影響環(huán)境，不能算污染。
（1）像CO等有毒氣體，進行實驗時，一定要進行尾氣處理，方法是點燃或收集。
考向01 一氧化碳的性質及用途
例1（2023·安徽）已知草酸鈣（）加熱易分解：。為驗證分解產物中既有CO又有，小明設計如下實驗裝置。
回答下列問題。
(1)B中實驗現(xiàn)象是 ，寫出其在D中發(fā)生反應的化學方程式 。
(2)中鐵元素化合價為 。
(3)小華認為，在D裝置后再增加裝置B才能驗證CO的存在，小明認為不加裝置B就可驗證，小明的理由是 。
(4)從環(huán)保的角度考慮，該實驗裝置的不足之處是 。
【答案】(1) 澄清石灰水變渾濁 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(2)+3(3)D中紅棕色固體變黑色(4)缺少尾氣處理裝置
【詳解】（1）草酸鈣分解產生CO和CO2，生成的二氧化碳使澄清石灰水變渾濁，D中氧化鐵和一氧化碳反應的化學方程式為：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
（2）中氧元素化合價為-2價，設鐵元素化合價為x，根據化合物中各元素正負化合價代數和為零可得2x-2×3=0，得出x=+3
（3）一氧化碳具有還原性可以還原氧化鐵使其由紅色固體變黑色，所以從玻璃管中的現(xiàn)象也可驗證一氧化碳的存在。
（4）因為一氧化碳會污染空氣，所以在D之后要加尾氣處理裝置，以免污染空氣。
【點睛】實驗是化學的重要組成部分，正確的實驗操作是得出科學結論的前提條件之一，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為得出正確的結論奠定基礎
【變式1-1】（2024·安徽名校二模）物質的用途與性質密切相關。下列物質的用途與性質相關聯(lián)的是
選項 物質 性質 用途
A 氮氣 無色無味的氣體 作食品保護氣
B 一氧化碳 可燃性 煉鐵
C 氫氧化鋁 能與鹽酸反應 治療胃酸過多
D 鋁 抗腐蝕性強 鋁制容器長期存放酸性食物
【答案】C
【詳解】A、氮氣化學性質不活潑，可用于食品防腐，故A不符合題意;
B、一氧化碳具有還原性，可用來冶煉金屬，冶煉金屬是利用了一氧化碳的還原性，故B不符合題意;
C、氫氧化鋁能與鹽酸發(fā)生中和反應，可用于治療胃酸過多，故C符合題意;
D、鋁在常溫下能與氧氣反應生成一層致密的氧化鋁保護膜，阻止內部鋁進一步氧化，則鋁制品具有抗腐蝕性，鋁制容器長期存放酸性食物，氧化鋁和鋁都與酸反應，會腐蝕鋁制容器，故D不符合題意;
故選:C。
【變式1-2】（2024·安徽）如圖是我國西漢青銅雁魚燈及其示意圖。燈油燃燒時，煙氣通過魚身和雁頸導入雁體內水中，減少對室內空氣的污染。下列說法錯誤的是
A.該燈使用的青銅是一種金屬材料
B．產生煙塵的原因是燈油不完全燃燒
C．轉動燈罩隔絕空氣，可使燈火熄滅
D．水能吸收煙塵，還能吸收一氧化碳
【答案】D
【詳解】A、金屬材料包括純金屬及合金，青銅是合金，屬于金屬材料。A正確；
B、燈油不完全燃燒產生碳粒等煙塵。B正確；
C、清除可燃物，隔絕空氣，使溫度降到著火點以下，都能達到滅火目的，所以轉動燈罩隔絕空氣，可使燈火熄滅。C正確；
D、由于一氧化碳難溶于水，所以水不能吸收一氧化碳。D錯誤。
綜上所述：選擇D。
考向02 二氧化碳的性質及應用
例2（2022·安徽）海洋封存是實現(xiàn)“碳中和”的途徑之一，其原理是利用CO2在水等溶劑中的溶解性來吸收CO2。某小組開展如下探究。
【活動一】探究CO2在水和食鹽水（模擬海水）中的溶解情況
時間/h 0 0.5 6 12 24 48
排水法時CO2體積/mL 100 98.5 85.5 77 66 59
排食鹽水法時CO2體積/mL 100 99 93 90.5 89 88
相同條件下，該小組分別用排水法、排食鹽水法收集CO2（如圖1），待收集100mLCO2后，移出導管，每隔一段時間觀察并記錄量筒內CO2體積。重復實驗，所測數據平均值如下表：
(1)圖1發(fā)生裝置中反應的化學方程式為 ，反應類型是 。
(2)由上表數據分析：
①能用排水法收集CO2的理由是 。
②相同條件下，等體積水和食鹽水吸收CO2更多的是 （填“水”或“食鹽水”）。
(3)海洋封存CO2可能帶來的危害是 （寫出1點即可）。
【活動二】探究植物油隔離對CO2在水中溶解情況的影響
(4)小方設計并完成以下對照實驗：用兩個量筒分別收集100mLCO2倒置于水槽中，向其中一個量筒內注入少量植物油，使CO2與水被植物油隔開（CO2與植物油不反應），測得量筒內CO2體積隨時間變化曲線如圖2。分析該圖可得出的結論是 。
【活動三】深度探究【活動二】中CO2的溶解情況
(5)①小松用圖3表示無植物油隔離時，量筒內氣體中存在的CO2分子的微觀示意圖。請參照圖3的表示方式，在圖4方框中畫出有植物油隔離時，量筒內植物油和水中存在的分子的微觀示意圖 （植物油分子用表示）。
②為檢驗有植物油隔離時CO2是否會進入水中，請設計實驗方案： 。
【答案】(1) CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ 復分解反應
(2)二氧化碳溶于水的速度遠小于二氧化碳逸出的速度 水
(3)改變海水的pH，危害海洋生物健康
(4)植物油可以減緩二氧化碳在水中的溶解
(5) 取量筒內的水少量于試管中，滴加石蕊溶液，如變?yōu)榧t色，說明二氧化碳進入水中
【詳解】（1）大理石主要成分碳酸鈣，碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學方程式為CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。該反應是兩種化合物交換成分生成新的化合物的反應，是復分解反應。
（2）①由表中數據可知，二氧化碳溶于水的速度較慢。48h才溶解了41mL，所以可用排水法收集二氧化碳的理由是二氧化碳溶于水的速度遠小于二氧化碳逸出的速度。
②48h時，水中剩余二氧化碳59mL，食鹽水中剩余二氧化碳88mL，說明相同條件下，等體積水和食鹽水吸收CO2更多的是水。
（3）二氧化碳和水反應生成碳酸，碳酸呈酸性，可能帶來的危害是改變海水的pH，危害海洋生物健康。
（4）比較相同時間內二氧化碳的體積，有植物油的二氧化碳減少的較慢。結合探究的問題“探究植物油隔離對CO2在水中溶解情況的影響”所以可以得出植物油可以減緩二氧化碳在水中的溶解。
（5）分子在不斷運動，從活動二可知，二氧化碳分子會進入水中和油中。植物油中會有油分子和二氧化碳分子，水中會有水分子和二氧化碳分子。則圖表示為。
②檢驗有植物油隔離時CO2是否會進入水中，則檢驗水中是否含有二氧化碳。二氧化碳溶于水形成碳酸，碳酸呈酸性，所以可以取量筒內的水少量于試管中，滴加石蕊溶液，如變?yōu)榧t色，說明二氧化碳進入水中。
【變式2-1】（2023·安徽）某社會發(fā)展需要人與自然和諧其生。下列措施不利于人類發(fā)展與環(huán)境保護的是
A．提高廢棄塑料的回收利用水平 B．長期大量施用同種磷肥
C．加快CO2資源化利用研究 D．污水分級處理后再利用
【答案】B
【詳解】A、廢棄塑料會造成白色污染，提高廢棄塑料的回收利用水平，既能保護環(huán)境，又能節(jié)約資源，故A有利于人類發(fā)展與環(huán)境保護，不符合題意；
B、長期大量施用同種磷肥，會造成土壤和水體污染，故B不利于人類發(fā)展與環(huán)境保護，符合題意；
C、二氧化碳過量會導致溫室效應的加劇，加快 CO2 資源化利用研究，能有效減少CO2排放，又能緩解能源危機，故C有利于人類發(fā)展與環(huán)境保護，不符合題意；
D、污水分級處理后再利用，既能節(jié)約用水，又能減少水體污染，故D有利于人類發(fā)展與環(huán)境保護，不符合題意；
故選：B。
【變式2-2】（2024·安徽）根據實驗操作及現(xiàn)象，下列結論中正確的是
選項 實驗操作 現(xiàn)象 結論
A 將燃著的木條伸入盛有無色氣體的集氣瓶中 木條熄滅 該氣體一定是CO2
B 將打磨后的鋁絲浸入硫酸銅溶液中 鋁絲上附著紅色固體 鋁的金屬活動性比銅強
C 向白醋中滴加酚酞溶液 溶液不變色 白醋呈酸性
D 向鎂粉中加入稀鹽酸 產生大量氣泡 該反應放出熱量
【答案】B
【詳解】A、將燃著的木條伸入盛有無色氣體的集氣瓶中，木條熄滅，說明該氣體不支持燃燒，有可能是CO2、N2、稀有氣體等，不一定是CO2，A錯誤；
B、將打磨后的鋁絲浸入硫酸銅溶液中，鋁絲上附著紅色固體，證明鋁能將硫酸銅中的銅置換出來，說明鋁的金屬活動性比銅強，B正確；
C、酚酞溶液遇堿變紅，遇中性或酸性溶液不變色，向白醋中滴加酚酞溶液，溶液不變色，說明白醋呈酸性或中性，C錯誤；
D、向鎂粉中加入稀鹽酸，產生大量氣泡，說明鎂粉與稀鹽酸反應產生氣體，D錯誤。
故選：B。
實驗活動03 二氧化碳的實驗室制取與性質
1、某小組利用如圖裝置制備CO2，并模擬自然界中CO2的循環(huán)。回答下列問題。
（1）裝置B中儀器①的名稱是 。
（2）實驗室用稀鹽酸和石灰石制取CO2，反應的化學方程式為 ，發(fā)生裝置是 （填字母序號）。
（3）為制得CO2的水溶液，CO2應從裝置C的 （填“m”或“n”）端通入。
（4）將CO2的水溶液轉移至燒杯，并組裝裝置如圖D所示，置于陽光下一段時間，觀察到有氣泡產生，檢驗該氣體的方法是 。
【答案】 試管 CaCO3+2HCl= CaCl2+CO2↑+H2O A m 將帶火星的木條伸入收集到的氣體中，觀察木條是否復燃
【詳解】（1）裝置B中儀器①的名稱是試管；
（2）石灰石主要成分是碳酸鈣，稀鹽酸與碳酸鈣反應生產氯化鈣、二氧化碳和水，其反應方程式為：CaCO3+2HCl= CaCl2+CO2↑+H2O；石灰石為固體，鹽酸為液體，該反應為典型的“液固”反應，因此其發(fā)生裝置應該用A；
（3）若從n端通入，持續(xù)通入的二氧化碳會把水擠出，難以得到二氧化碳的水溶液，因此應該從m端通入；
（4）水草通過光合作用產生氧氣，因此檢驗的氣體就是氧氣，其方法是將帶火星的木條伸入收集到的氣體中，觀察木條是否復燃。
2、實驗室制取二氧化碳時，下列相關操作正確的是
A．檢查氣密性 B．裝藥品 C．收集氣體 D．氣體驗滿
【答案】A
【詳解】A、圖示中長頸漏斗下端伸入液面以下，形成液封，雙手緊握試管外壁，裝置內氣體受熱膨脹，導管口有氣泡冒出，則說明該裝置氣密性良好，圖示操作正確；
B、實驗室利用稀鹽酸和大理石制取二氧化碳，向試管中裝藥品時，應先裝固體藥品，再裝液體藥品，且裝塊狀固體藥品時，應“一橫二放三慢豎”，先將試管橫放，用鑷子把固體放在試管口，再將試管慢慢豎起來，圖示操作錯誤；
C、二氧化碳密度比空氣大，應該用向上排空氣法收集，圖示操作錯誤；
D、二氧化碳不能燃燒且不支持燃燒，驗滿的方法為：將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，則說明已收集滿，圖示操作錯誤；
故選：A。
3、思考樂俊宇同學想要做實驗室制取二氧化碳實驗：
(1)實驗室制取的方程式： ；
(2)制取二氧化碳的發(fā)生和收集裝置為 。（填序號）
(3)干燥氣體，從E中的 口通入。
(4)模擬海洋生態(tài)系統(tǒng)
①綠色植物在生態(tài)箱中通過呼吸作用和 作用參與碳循環(huán)；
②俊宇向生態(tài)箱中通入，一段時間后燒杯中出現(xiàn)現(xiàn)象為 ；
③測得生態(tài)箱內pH值下降，原因是 。
④請你列舉一條具體措施減少大氣中排放量，結合生活實際： 。
【答案】(1) CaCO3+2HCl= CaCl2+CO2↑+H2O (2)BC (3)a
(4)光合 澄清石灰水變渾濁 CO2與水反應生成碳酸 綠色出行
【詳解】（1）實驗室常用大理石和稀鹽酸反應的方法制取二氧化碳，大理石的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，該反應的化學方程式為：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）實驗室常用大理石和稀鹽酸反應的方法制取二氧化碳，選用固液常溫型發(fā)生裝置，故選B，二氧化碳的密度大于空氣，能溶于水且能與水反應，故選用向上排空氣法收集，故選C，故填BC；
（3）使用E裝置干燥二氧化碳氣體，要使二氧化碳氣體與濃硫酸充分接觸，故從a口通入；
（4）①綠色植物在生態(tài)箱中通過呼吸作用和光合作用參與碳循環(huán)；
②澄清石灰水的主要成分是氫氧化鈣，氫氧化鈣與二氧化碳反應生成碳酸鈣白色沉淀與水，俊宇向生態(tài)箱中通入CO2，一段時間后燒杯中出現(xiàn)現(xiàn)象為澄清石灰水變渾濁；
③測得生態(tài)箱內pH值下降，原因是二氧化碳與水反應生成碳酸；
④汽車尾氣中含有二氧化碳，減少汽車的使用，綠色出行可以減少大氣中二氧化碳的排放（合理即可）。
4、氣體制備與性質探究是初中化學實驗的重要內容，相關裝置如圖所示。
回答下列問題：
(1)儀器甲的名稱為 。
(2)實驗室制取二氧化碳氣體應選擇的發(fā)生裝置為 (填字母序號)；制取時發(fā)生反應的化學方程式為 。
(3)若要收集一瓶干燥的二氧化碳，氣體流經C裝置時的入口端為 (填“a”或“b”)。
(4)在三頸燒瓶D中用排空氣法收集CO2氣體，檢驗氣密性后，在t1時快速注入一種溶液，t3時快速注入另一種溶液，測得瓶內壓強隨時間變化曲線如圖所示。下列說法正確的是 。
①三頸燒瓶D中收集的CO2氣體不純
②t1時注入的是氫氧化鈉溶液
③t3后發(fā)生的只是中和反應
【答案】(1)分液漏斗
(2) A CaCO3+2HCl= CaCl2+CO2↑+H2O
(3)b (4)①②
【詳解】（1）根據儀器特征，儀器甲的名稱為分液漏斗。故填：分液漏斗。
（2）實驗室用大理石（或石灰石，主要成分都是碳酸鈣）和稀鹽酸制取二氧化碳，根據反應物的狀態(tài)為固體，反應條件為常溫，實驗室制取二氧化碳氣體應選擇的發(fā)生裝置為固液常溫型發(fā)生裝置A；碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，該反應的化學方程式為：CaCO3+2HCl= CaCl2+CO2↑+H2O。故填：A；CaCO3+2HCl= CaCl2+CO2↑+H2O。
（3）若要收集一瓶干燥的二氧化碳，氣體流經C裝置時的入口端為b，干燥劑能與氣體充分接觸，接反，容易把濃硫酸排出，造成事故。故填：b。
（4）由壓強隨時間變化曲線圖可知，在t1時快速注入一種溶液，瓶內壓強迅速減小，t1時注入的溶液是氫氧化鈉溶液，二氧化碳能與氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水，使瓶內氣體積減少，壓強減小；t2~t3期間壓強不變且大于0，可證明收集的二氧化碳氣體不純；t3時快速注入另一種溶液，瓶內壓強增大，t3時注入的是稀鹽酸，鹽酸與碳酸鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，使瓶內氣體積增大，壓強增大，該反應不屬于中和反應，鹽酸與過量氫氧化鈉的反應屬于中和反應。所以①②正確，③錯誤，故選：①②。
跨學科實踐05 基于碳中和理念設計低碳行動方案
實現(xiàn)2030年碳達峰、2060年碳中和，是我國政府對國際社會的重要承諾。為此化學興趣小組對二氧化碳的來源、循環(huán)、吸收、轉化以及低碳措施產生興趣，開啟了“低碳行動”項目化學習的探究之旅。
任務一：調查碳的來源和循環(huán)
(1)碳循環(huán)中的“碳”指的是_________，右圖為碳循環(huán)的局部示意圖，圖中向大氣中釋放二氧化碳的途徑是_________（填序號），碳循環(huán)過程中發(fā)生的是_________（填“物理變化”或“化學變化”）。CO2排放量增加可能引發(fā)的后果有______（選填字母序號，下同）。
A．冰川融化，海平面上升 B．極端天氣頻發(fā)
C．土地沙漠化，造成農業(yè)減產 D．影響自然生態(tài)系統(tǒng)，改變生物多樣性
【設計并進行實驗】同學們走進廚房,用兩個相同的塑料瓶分別收集了燃氣灶炒菜前后灶臺旁的氣體，設計圖1所示實驗,放在陽光下照射,觀察水柱的移動情況。
【實驗現(xiàn)象】紅墨水水柱向 (填“左”或“右”)移動。
【實驗結論】炒菜后空氣中二氧化碳含量增多,說明燃氣燃燒產生了二氧化碳。
任務二：探究二氧化碳的捕捉和封存
(2)“碳捕捉”：中國科學家采取“組合轉化”技術，將二氧化碳和氫氣在一定條件下轉化為重要的化工原料乙烯（C2H4）和水，利用該方法轉化176L二氧化碳，可生產乙烯的質量為_________g（標準狀況下，二氧化碳的密度約為2g/L）。
(3)“碳封存”目前正在研究的技術之一是海洋封存，利用龐大的水體使海洋成為封存CO2的容器。海洋封存中會發(fā)生的反應化學方程式是_________。
(4)“碳捕捉和碳封存”的意義是_________。
(5)為了實現(xiàn)“碳達峰”“碳中和”的目標，我們都應該加入低碳行動的行列。下列行動符合低碳行動的是_______（填字母）。
A．使用一次性筷子 B．紙張雙面使用 C．乘坐公交出行 D．購買新能源汽車
任務三：設計低碳行動方案
(6)通過該項目的探究，小組同學對低碳行動有了新的認識，請補充下表
低碳途徑 低碳行動具體措施
減少二氧化碳的排放 請舉出一種具體做法： (任寫一條)
促進二氧化碳的吸收 植樹造林利用綠色植物光合作用吸收大氣中的CO2
二氧化碳的轉化與封存 用二氧化碳做原料合成一些化工產品。
項目之旅結束了，同學們決定立刻行動起來，助力“雙碳”目標早日實現(xiàn)！
【答案】(1) 碳元素 ②③⑤ 化學變化 ABCD 左 (2) 112 (3)CO2+H2O=H2CO3
(4) 減緩溫室效應加劇(合理即可) (5)BCD (6) 乘坐公共交通工具出行(合理即可)
【詳解】(1)碳循環(huán)中的“碳”指的是碳元素，故填:碳元素;
由圖可知，向大氣中釋放二氧化碳的途徑為:①②③⑤;碳循環(huán)過程中有新物質生成，屬于化學變化;
空氣中二氧化碳含量過高，會導致溫室效應加劇。會導致全球變暖，冰川融化，海平面上升，A正確；溫室效應會導致氣候異常，發(fā)生極端天氣，B正確；地球溫度升高，會使地球上的水分加速蒸發(fā)到大氣層中，地面變得干旱，植被退化，進而導致土地沙漠化，C正確；溫度升高會影響生物的生長，影響生態(tài)系統(tǒng)，導致某些物種滅絕，D正確；故填ABCD。
【實驗現(xiàn)象】燃氣燃燒產生了二氧化碳，即右側瓶內二氧化碳的含量高，放在陽光下照射，右側瓶內溫度會比左側高，則右側瓶內壓強比左側大，故紅墨水水柱向左移動。
(2)將二氧化碳和氫氣在一定條件下轉化為重要的化工原料乙烯(C2H4)和水，設乙烯的質量為x
176L二氧化碳質量為176Lx2gL-352g
(3)海洋封存二氧化碳過程中二氧化碳與水反應生成碳酸，方程式為:CO2+H2O=H2CO3;
(4)二氧化碳是溫室效應的主要氣體，“碳捕捉和碳封存”能減緩溫室效應加劇;
(5)A、使用一次性筷子，造成資源浪費，造成樹木被砍伐，不符合低碳理念，選項錯誤;B、紙張雙面使用，節(jié)約資源、能源，減少對樹木的砍伐，符合低碳理念，選項正確;C、乘坐公交出行，減少私家車使用，減少化石燃料的燃燒，符合低碳理念，選項正確;D、購買新能源汽車，減少使用燃油車，減少化石燃料的燃燒，符合低碳理念，選項正確;故選BCD。
(6)減少二氧化碳排放，可以減少化石燃料的使用，如乘坐公共交通工具出行、開發(fā)利用新能源等。
1、下列物質的性質與對應用途不正確的是( )
A．石墨具有導電性可作電極
B．氧氣具有助燃性，可做燃料
C．活性炭具有吸附性可用來凈水
D．生石灰能吸水，常做食品干燥劑
【答案】B
【解析】
A、石墨具有良好的導電性和導熱性，所以A正確；
B、氧氣沒有可燃性，所以不能做燃料，所以B錯誤；
C、活性炭具有吸附性，所以可凈化水，C正確；
D、生石灰與水反應生成熟石灰，因此可以吸收水分，做食品干燥劑，D正確。
2、向甲乙兩個等體積充滿CO2的軟塑料瓶中，分別倒入等體積的澄清石灰水與NaOH溶液（密度近似相等），擰緊瓶蓋振蕩后，現(xiàn)象如圖所示。下列說法錯誤的是
A．甲瓶注入的是澄清石灰水
B．甲、乙瓶變癟的原因都是瓶內壓強減小
C．向變癟的乙瓶中滴加適量CaCl2溶液，無現(xiàn)象
D．NaOH溶液濃度大于Ca(OH)2溶液濃度
【答案】C
【解析】A、二氧化碳和氫氧化鈉溶液、澄清石灰水反應，瓶內壓強變小，乙瓶中壓強變的更小，說明乙瓶是氫氧化鈉溶液，甲瓶是澄清石灰水，故說法正確；
B、兩瓶變癟的原因都是二氧化碳反應了，使瓶內的壓強變小了，故說法正確；
C、乙瓶中反應后生成碳酸鈉，碳酸鈉可以和氯化鈣反應生成碳酸鈣白色沉淀，故說法錯誤；
D、倒入等體積的澄清石灰水和氫氧化鈉溶液，兩瓶變癟的程度不同，乙比甲更癟，說明氫氧化鈉溶液的濃度大于氫氧化鈣的濃度，故正確。
故選C。
3、如圖所示為實驗中常見氣體制備、凈化、干燥、收集的部分儀器，請回答下列問題。
(1)在裝置A中使用儀器①時的注意事項是 。
(2)寫出實驗室制取二氧化碳的化學方程式 。如果要控制反應的發(fā)生和停止，應選擇的發(fā)生裝置是 （填字母）。
(3)實驗室用裝滿水的E裝置收集氧氣。應從導管口 （填“a”或“b”）輸入氣體。
(4)若用鋅粒和稀鹽酸反應制取氫氣，收集的氫氣往往不純，其中含有的雜質是 （填物質名稱），想要得到純凈的氫氣，則連接儀器的順序是A→ → →C。
(5)用A、D裝置制取氧氣，由于藥品不足，沒有收集滿一瓶氧氣，在不拆解裝置、不添加反應物的情況下，想要多收集一些氧氣，接下來應如何操作 。
【答案】(1)長頸漏斗下端應伸入液面以下
(2) CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O B
(3)b
(4) 氯化氫和水蒸氣 G F
(5)向長頸漏斗中加水
【解析】（1）儀器①是長頸漏斗，在裝置A中使用長頸漏斗時的注意事項是長頸漏斗下端應伸入液面以下，防止生成的氣體從長頸漏斗中逸出；
（2）實驗室常用大理石或石灰石（主要成分是碳酸鈣）與稀鹽酸反應制取二氧化碳，碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，反應的化學方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，裝置B可以通過彈簧夾的打開和關閉來控制固體和液體的接觸和分離，從而控制反應的發(fā)生和停止，則如果要控制反應的發(fā)生和停止，應選擇的發(fā)生裝置是B；
（3）氧氣不易溶于水，密度比水小，若用裝滿水的E裝置收集氧氣，應從導管口b輸入氣體；
（4）若用鋅粒和稀鹽酸反應制取氫氣，由于鹽酸具有揮發(fā)性，制得的氣體中混有氯化氫和水蒸氣，氯化氫氣體能與氫氧化鈉溶液反應，而氫氣不與氫氧化鈉溶液反應，可用氫氧化鈉溶液除去氯化氫，不能用飽和碳酸氫鈉溶液，因為碳酸氫鈉溶液與氯化氫反應會生成二氧化碳氣體，會引入雜質，濃硫酸具有吸水性，且與氫氣不反應，可用濃硫酸干燥氫氣，應先除雜后干燥，則想要得到純凈的氫氣，則連接儀器的順序是A→G→F→C；
（5）用A、D裝置制取氧氣，由于藥品不足，沒有收集滿一瓶氧氣，在不拆解裝置、不添加反應物的情況下，想要多收集一些氧氣，由于裝置內殘留一部分氧氣，氧氣不易溶于水，則接下來可向長頸漏斗中加水，排出裝置內的氧氣。
4、碳元素對人類有十分重要的意義。碳和碳的化合物是化學研究的重要內容。
（1）“低碳行動”中的“碳”指的是 （填“C”“CO”或“CO2”）。
（2）如圖是元素周期表中的一格。碳原子核外電子數為 。
（3）關于金剛石和石墨的說法中，不正確的是 (填字母)。
a．金剛石和石墨都屬于碳的單質
b．石墨轉化為金剛石屬于物理變化
c．它們完全燃燒后的產物都是二氧化碳
d．金剛石和石墨里碳原子排列方式不同
（4）探究煉鐵原理的實驗裝置如圖。在V形管內反應的化學方程式為 （寫出一個即可）；從環(huán)境保護的角度考慮，處理尾氣的方法為 。
（5）植物光合作用可表示為：二氧化碳+水有機物+氧氣，推測該有機物中一定含有的元素是 。探究光合作用原料的裝置如上圖（實驗過程略去）。
① 實驗時，乙中的植物葉片能檢測出光合作用生成的有機物，而甲中的不能。請加以解釋 。
② 請設計方案，檢驗實驗后的燒堿溶液中生成的新物質 。（寫出選用的試劑和現(xiàn)象即可）
（6）用CO2和H2作原料可制取甲醇，化學方程式為CO2 + 3 H2 CH3OH + H2O，該反應在發(fā)展清潔能源及減少碳排放等方面具有重要意義。若生產48t甲醇，理論上能夠吸收CO2的質量是多少？
【答案】（1）CO2 （2）6 （3）b
（4）Fe2O3 + 3 CO 2 Fe + 3 CO2、CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O 將尾氣點燃（或進行收集）
（5）C、H（或碳、氫） 甲中的二氧化碳被燒堿溶液吸收，植物不能進行光合作用 取樣于試管中，加入適量氯化鈣溶液，產生白色沉淀
（6）解：設理論上能夠吸收CO2的質量為x

x = 66 t
答：理論上能夠吸收CO2的質量是66 t。
【解析】（1）“低碳行動”中的“碳”指的是CO2，“低碳”是指較低的二氧化碳的排放；
（2）在元素周期表中，元素名稱左上角的數字表示原子序數，在原子中，原子序數=質子數 = 核外電子數，故碳原子核外電子數為6；
（3）金剛石和石墨均是由碳元素組成的純凈物，均屬于碳單質，a不符合題意；石墨和金剛石是兩種不同的物質，故石墨轉化為金剛石，有新物質生成，屬于化學變化，b符合題意；金剛石和石墨均屬于碳單質，它們完全燃燒后的產物均是二氧化碳，c不符合題意；金剛石和石墨均是由碳原子構成，但是碳原子的排列方式不同，故物理性質差異很大，d不符合題意。
（4）V形管內反應為一氧化碳和氧化鐵在高溫下反應生成鐵和二氧化碳，該反應的化學方程式為Fe2O3 + 3 CO 2 Fe + 3 CO2，二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和水，該反應的化學方程式為CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O；一氧化碳具有可燃性，故處理尾氣的方法為將尾氣點燃（或進行收集）；
（5）根據質量守恒定律，化學反應前后，元素的種類不變，反應物中含C、H、O，生成物氧氣由氧元素組成，故該有機物中一定含有的元素是C、H；①光合作用是二氧化碳和水在光和葉綠體的作用下反應生成有機物和氧氣，二氧化碳能與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，甲中的二氧化碳被燒堿溶液吸收，植物不能進行光合作用，故實驗時，乙中的植物葉片能檢測出光合作用生成的有機物，而甲中的不能；②二氧化碳能與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，碳酸鈉能與氯化鈣反應生成碳酸鈣和氯化鈉，故設計方案，檢驗實驗后的燒堿溶液中生成的新物質：取樣于試管中，加入適量氯化鈣溶液，產生白色沉淀；
（6）見答案。
5、閱讀科普短文。
液態(tài)陽光，是指利用太陽能和風能等可再生能源，將二氧化碳和水轉化為以甲醇（CH3OH）為代表的液態(tài)燃料和有機化學品。它可以取代傳統(tǒng)化石能源，實現(xiàn)二氧化碳的循環(huán)利用。液態(tài)陽光概念示意圖如下。
2020年，我國“千噸級液態(tài)陽光甲醇合成示范項目”投產運行。該項目由太陽能光伏發(fā)電、電解水制氫、二氧化碳加氫制甲醇三個基本單元構成。標志著我國利用可再生能源制備液體燃料邁出了工業(yè)化的第一步。
甲醇作為液態(tài)陽光首要目標產物，能生產乙酸、烯烴等化學品，能用作內燃機燃料，也能用于燃料電池產生電能，還能通過重整反應釋放出氫氣。
（1）“液態(tài)陽光生產”利用的可再生能源是 （寫一種）。
（2）“液態(tài)陽光甲醇合成示范項目”使用的初始原料是 和CO2。
（3）可用NaOH溶液實現(xiàn)“碳捕獲”，其反應的化學方程式為 。
（4）相比氫氣，液體燃料甲醇的優(yōu)點有 （寫一條）。
【答案】
（1）太陽能（或風能或其他某種可再生能源）
（2）水/H2O
（3）2 NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
（4）便于儲（貯）存和運輸或便于儲（貯）存，或便于運輸，或安全性高
【解析】
（1）根據短文內容，“液態(tài)陽光”是指利用太陽能和風能等可再生能源，將二氧化碳和水轉化為以甲醇為代表的液態(tài)燃料和有機化學品。“液態(tài)陽光生產”利用的可再生能源是太陽能（或風能或其他某種可再生能源）；
（2）由短文可知，“千噸級液態(tài)陽光甲醇合成示范項目”由太陽能光伏發(fā)電、電解水制氫、二氧化碳加氫制甲醇三個基本單元構成。所以，該項目使用的初始原料是水（H2O）和CO2；
（3）二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水，可用NaOH溶液實現(xiàn)“碳捕獲”，其反應的化學方程式為2 NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O。
（4）氫氣貯存和運輸較困難，相比氫氣，液體燃料甲醇的優(yōu)點有便于儲（貯）存和運輸或便于儲（貯）存，或便于運輸，或安全性高。
1、宋代許道寧用墨(主要成分為單質碳)所畫的《關山密雪圖》保存至今而不變色，這是因為在常溫下單質碳
A．化學性質不活潑
B．硬度高
C．導電性能好
D．吸附能力強
【答案】A
【解析】A、常溫下單質碳化學性質不活潑，不易發(fā)生反應，所以所畫的畫能保存至今，故A正確；
B、碳可作為墨，硬度較小，故B錯誤；
C、用碳畫的畫保存至今與導電性無關，故C錯誤；
D、用碳畫的畫保存至今與吸附能力無關，故D錯誤。故選A。
2、如圖是木炭還原氧化銅的探究實驗裝置。
【提出問題】木炭還原氧化銅產生什么氣體？
【提出猜想】
(1)產生的氣體有三種情況
猜想一：CO；猜想二：CO2；猜想三： 。
【設計方案】實驗前后分別對兩支試管里的物質進行稱量，數據設計如下：
稱量對象 反應前質量 反應后質量 質量差
試管＋固體混合物 M1 M2 △m1即（M1-M2）
試管＋澄清石灰水 M3 M4 △m2即（M4-M3）
(2)若△m2=0，則猜想 成立。
(3)若猜想二正確，理論上△m1與△m2的關系是：△m1 △m2（填“>”“<”或“=”）。
【實驗并記錄】實驗得到的數據如下表：
稱量對象 反應前質量 反應后質量 質量差
試管+固體混合物 69.8g 65.4g △m1
試管+澄清石灰水 118.9g 122.6g △m2
同學們對CO產生的原因進行了分析：
(4)原因一：木炭和氧化銅在高溫條件下直接發(fā)生反應產生CO，反應的化學方程式為 。
(5)原因二：木炭和氧化銅在高溫條件下反應中的一種產物和反應物木炭又發(fā)生了化學反應，產生了CO，該反應的化學方程式為 。
【反思與評價】
(6)經查閱資料知道：木炭還原氧化銅直接產生CO2氣體，該反應類型屬于 。
(7)本次實驗結果與資料顯示不一致，對其可能原因有同學提出下列分析，其中合理的是___________（填選項序號）。
A．裝置不漏氣 B．裝置內還有CO2氣體未被吸收
C．澄清石灰水吸收了空氣中部分CO2 D．生成的CO2部分與過量的C反應生成了CO
【答案】(1)CO（或一氧化碳）和CO2（或二氧化碳） (2)一 (3)=
(4) C+CuOCu+CO↑ (5) CO2+C2CO
(6)置換反應 (7)BD
【解析】（1）[提出猜想]木炭還原氧化銅產生什么氣體應可能有：猜想一：CO；猜想二：CO2；猜想三：CO和CO2三種情況；故填：CO和CO2；
（2）因CO不溶于水，CO2溶于水，△m2=0，說明反應產生的氣體不能被澄清石灰水吸收，是CO，所以猜想一成立；故填：一；
（3）猜想二即反應生成了二氧化碳，CO2能溶于水，且能與澄清石灰水的主要成分為氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，若猜想二正確，理論上試管＋固體混合物減少的質量等于試管＋澄清石灰水增加的質量，即△m1與△m2的關系是：△m1=△m2；故填：=；
（4）根據實驗數據得到，△m1=69.8g-65.4g=4.4g；△m2=122.6g-118.8g=3.8g；△m2≠0且△m1≠△m2，因此猜想一、二均不正確，應該是猜想三成立，反應有一氧化碳和二氧化碳生成；原因一：木炭和氧化銅在高溫條件下直接發(fā)生反應產生CO和銅，該反應方程式為C+CuOCu+CO↑；故填：C+CuOCu+CO↑；
（5）原因二：木炭和氧化銅在高溫條件下反應中的一種產物為二氧化碳，二氧化碳和反應物木炭又發(fā)生了化學反應，產生了CO，該反應方程式為CO2+C2CO；故填：CO2+C2CO；
（6）碳和氧化銅在高溫的條件下生成銅和二氧化碳碳，該反應是一種單質和一種化合物反應生成另一種單質和另一種化合物的反應，屬于置換反應；故填：置換反應；
（7）本次實驗結果與資料顯示不一致。對其可能原因有同學提出下列分析，可能的原因是：
A、若裝置漏氣，對△m1沒有影響，但生成的CO2部分漏出，造成△m2偏低，故A不合理；
B、若裝置內還有CO2氣體未被吸收，會造成△m2偏低，故B合理；
C、澄清石灰水吸收了空氣中部分CO2，會造成△m2偏高，故C不合理；
D、若生成的CO2部分與過量的C反應生成了CO，會造成CO2偏低，△m2偏低，故D合理。
故選BD。
3、以下是實驗室常用于制取氣體的儀器，回答下列問題。
(1)為獲取二氧化碳氣體，實驗室常用利用大理石與稀鹽酸的反應制取，該反應的化學方程式是______。若想要制取和收集干燥的二氧化碳，且需要隨時添加稀鹽酸，請從面提供的裝置中選擇適合的裝置并進行組合，組合的順序是________(填字母)。
(2)二氧化氮是一種棕紅色的有毒氣體，密度比空氣大，可以和氫氧化鈉溶液反應生成亞硝酸鈉、硝配鈉和水。實驗室用的少量二氧化氮可利用銅片和濃硝酸制取，化學方程式為：Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑。上面提供的裝置最適合用于該實驗的發(fā)生裝置的是_______ (填字母)。如果用如圖H裝置（其中液體倒掉）收集二氧化氮，氣體應從_______填(“a”或“b”)導管口進入。防止二氧化氮污染空氣，從另一端管口排出的氣體需要通入到________(填化學式)溶液中。
【答案】
(1) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ BFD
(2) A a NaOH
【解析】（1）實驗室常用大理石和稀鹽酸制取二氧化碳，即大理石（主要成分碳酸鈣）和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，反應的化學方程式為CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；該反應屬于固液常溫型，且需要隨時添加稀鹽酸，選擇的發(fā)生裝置為B；濃硫酸具有吸水性，且不與二氧化碳反應，干燥裝置為F，二氧化碳能溶于水，密度比空氣的密度大，因此只能用向上排空氣法收集，選擇的收集裝置為D，故組合的順序是BFD。
（2）實驗室利用銅片和濃硝酸制取少量二氧化氮，屬于固液常溫型，選擇的發(fā)生裝置為A；二氧化氮氣體比密度比空氣大，采用向上排空氣法收集，如果用如圖裝置收集二氧化氮，氣體應從a導管口進入，二氧化氮是一種棕紅色的有毒氣體，直接排放會污染空氣，由題意知，氫氧化鈉和二氧化氮反應，為防止二氧化氮污染空氣，從另一端管口排出的氣體需要通入氫氧化鈉溶液中。
4、如圖：在氣密性良好的裝置中充滿了二氧化碳氣體，往2支具支試管中分別緩緩注入5ml紫色石蕊溶液和5ml澄清石灰水。下列敘述不正確的是( )
A. 左側試管內液體變紅色
B. 右側試管內澄清石灰水變渾濁
C. 等體積的水和澄清石灰水，后者吸收的二氧化碳較多
D. 充分反應后，U形管中的液面左邊高于右邊
【答案】D
【解析】A、二氧化碳能與水反應生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液變紅色，則左邊試管內液體變紅色，故選項說法正確；
B、二氧化碳能與石灰水反應生成碳酸鈣沉淀和水，右邊試管內石灰水有渾濁現(xiàn)象產生，故選項說法正確；
C、二氧化碳能溶于水，但溶解量不大，相同體積的水和石灰水，石灰水吸收的二氧化碳較多，故選項說法正確；
D、右側二氧化碳反應消耗的量遠大于左側二氧化碳溶于水或與水反應的量，所以右側的氣壓變的比左側低，所以右側液面上升，U形管中的液面右邊高于左邊，故選項說法錯誤。
故選D。
5、(1)CO2的制取及性質
Ⅰ.制取CO2 組裝一套便于添加稀鹽酸的發(fā)生裝置，需用到圖1中的儀器有 (填字母)。
Ⅱ.性質實驗
操作 現(xiàn)象 性質
X為澄清石灰水時，現(xiàn)象為 CO2能與石灰水反應
X為 時，現(xiàn)象為 CO2能與水反應生成酸性物質
低處的蠟燭先熄滅，高處的蠟燭后熄滅 ；CO2不燃燒，也不支持燃燒
(2)低碳行動方案
同學們展示如圖2所示的方案，并交流討論、完善方案。
Ⅰ.完善方案中的內容(各補寫一條)：a. ；b. ；c. 。
Ⅱ.CO2物理利用 (填“能”或“不能”)從總量上減少CO2。
Ⅲ.植樹造林，利用綠色植物的 作用吸收CO2。
【答案】(1) ade 澄清石灰水變渾濁 紫色石蕊溶液 溶液變紅色 CO2密度比空氣大
(2) 減少一次性餐具的使用 人工降雨 乙醇 不能 光合
【解析】（1）Ⅰ.組裝便于添加稀鹽酸的發(fā)生裝置，應該選擇長頸漏斗e，制取二氧化碳的反應物為固液常溫型，可以選擇錐形瓶d，長頸漏斗需要橡膠塞，故選擇雙孔橡膠塞a，則需要的儀器有：ade；
Ⅱ.若X為澄清石灰水，澄清石灰水與二氧化碳反應會生成碳酸鈣沉淀和水，故現(xiàn)象是：澄清石灰水變渾濁。二氧化碳與水反應生成碳酸，碳酸呈酸性，可以用紫色石蕊溶液檢驗，碳酸能使紫色石蕊溶液變紅色，故填：紫色石蕊溶液；溶液變紅色。將二氧化碳倒入燒杯中，觀察到低處的蠟燭先熄滅，高處的蠟燭后熄滅，說明了二氧化碳密度比空氣大；二氧化碳不燃燒、不支持燃燒；
（2）Ⅰ.a中低碳生活，是指減少碳的排放，低能量、低消耗、低開支的生活方式有很多：如光盤行動、減紙減塑、衣物回收利用、減少一次性餐具的使用、低碳出行等。b中二氧化碳的物理利用，不產生新物質的用途，包括有：冷藏保鮮、人工降雨、滅火等。C中二氧化碳化學利用，產生新的物質的用途，包括有：轉化成甲醇、乙醇；
Ⅱ.根據圖中“CO2物理利用”，可以知道利用二氧化碳冷藏保鮮、人工降雨，不能從總量上減少CO2；
Ⅲ.植樹造林，綠色植物可以進行光合作用，二氧化碳和水在葉綠體中，在光照的條件下，反應生成有機物，并釋放氧氣，故是利用植物的光合作用吸收二氧化碳。
Ⅰ 噴水
Ⅱ 放入二氧化碳中
Ⅲ 噴水后放入二氧化碳中
飽和NaHCO3溶液
Ⅰ 噴水
Ⅱ 放入二氧化碳中
Ⅲ 噴水后放入二氧化碳中
飽和NaHCO3溶液
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