第8章 碳的世界
一、单选题
1.下列实验现象描述正确的是
A.铁丝在空气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
B.红磷在空气中燃烧,产生大量白雾
C.二氧化碳通入紫色石蕊溶液,溶液由紫色变成红色
D.硫在氧气中燃烧,产生微弱的淡蓝色火焰,并生成无色无味的气体
2.下列有关碳和碳的氧化物的说法,错误的是
A.CO用于冶炼金属、做气体燃料;CO2可用于人工降雨、灭火
B.碳在空气中充分燃烧时生成CO2,不充分燃烧时生成CO
C.CO比CO2少一个氧原子
D.“清明上河图”至今都清晰可见,是因为在常温下碳单质的化学性质稳定
3.用分子、原子的相关知识解释下列现象,其中不正确的是( )
A.被动吸烟———分子在不断运动
B.轮胎爆炸———分子大小发生改变
C.金刚石硬,石墨较软———原子的排列方式不同
D.氧化汞可分解为氧气和汞———在化学变化中,分子可分
4.下列说法正确的是
A.煤炉上放一壶水就能防止一氧化碳中毒
B.化学反应在生成新物质的同时,还伴随着能量的变化
C.发现燃气(天然气或液化石油气等)泄漏,应点火检查泄漏处
D.扑灭电器、图书、档案等火灾,最适宜的灭火器是干粉灭火器
5.下列四个图象分别表示对应的四种操作过程,其中正确的是
A.活性炭与氧化铜高温至质量不再减轻
B.加热一定量的高锰酸钾固体
C.利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量(打开止水夹之前)
D.二氧化锰与氯酸钾共热时二氧化锰的质量分数随反应时间的变化图像
6.下列关于二氧化碳的说法错误的是
A.二氧化碳是引起温室效应的主要气体之一
B.大气中的二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质
C.将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中,溶液变为红色
D.实验室用块状大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳
7.为了探究二氧化碳的性质,思译同学进行如右图所示的实验。你认为该实验不能说明的是
A.二氧化碳不能燃烧
B.二氧化碳不能支持燃烧
C.二氧化碳的密度比空气大
D.二氧化碳能与水反应
8.物质的结构决定物质的性质,物质的性质决定其用途。下列物质的用途与其性质无关的是
A.一氧化碳气体具有可燃性可用作燃料 B.石墨有导电性,可作电极
C.氧气助燃性可作燃料 D.碳有还原性可用来冶炼金属
9.下列过程中发生化学变化的是
A.石墨导电实验 B.石墨制金刚石
C.干冰升华 D.木炭放入二氧化氮中
10.下列关于碳和碳的氧化物的说法中,不正确的是
A.碳单质C在常温下化学性质稳定
B.空气中CO2含量过多会导致温室效应
C.CO2中混有少量CO可通过燃烧除去
D.CO和C均可用于冶炼金属
11.性质决定用途,下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.石墨有金属光泽,可用作干电池电极
B.氨气性质不活泼,可用于制造氮肥
C.稀有气体通电时会发出不同颜色的有色光,可用作电光源
D.固态二氧化碳能溶于水,可用于人工降雨
12.“碳达峰”指的是要节能减排,控制二氧化碳等温室气体的排放。下列关于碳单质及碳的氧化物的说法错误的是
A.CO2、CO的分子构成不同,化学性质也不相同
B.金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质
C.CO2会导致温室效应,所以CO2是一种空气污染物
D.金刚石、石墨物理性质有很大差异的原因是碳原子排列方式不同
13.某转化过程可表示为:6CO2+6H2OC6H12O6+6O2。下列叙述不正确的是
A.葡萄糖属于糖类
B.适当提高CO2的浓度有利于植物的光合作用
C.转化过程中涉及三种氧化物
D.无机物和有机物可以相互转化
14.逻辑推理是一种重要的化学思维方法,以下推理合理的是( )
A.因为SO2和SO3的组成元素相同,所以它们的化学性质相似
B.因为CO2可使紫色石蕊溶液变红,所以CO2属于酸
C.因为金刚石与石墨的原子排列方式不同,所以它们的化学性质差异很大
D.因为单质中只含有一种元素,所以含有多种元素的物质一定不是单质
二、填空题
15.请回答下列问题:
(1)通常所说的煤气中毒是指由 ________ (填物质化学式)引起的中毒。
(2)要用天然气做饭,从燃烧的三个条件来看,除天然气和空气外,还要具备的条件是:________。
(3)金属镁着火不能用CO2灭火,因为镁能在CO2中燃烧生成碳和氧化镁,该反应的化学方程式为________ ,列举二氧化碳的一种用途________。
16.单质碳的化学性质:
(1)常温下,碳的化学性质_______。受日光照射或与空气,水充分接触时都不易发生反应;需要长期保存的档案用碳素墨水书写。
(2)可燃性,碳在氧气充足时燃烧生成_______,在氧气不充足时生成_______,分别写出化学方程式__________。
(3)还原性,可用于冶金工业木炭还原性验证实验:完成实验6-2,观察记录现象、分析原因,掌握碳与某些氧化物反应的特点实验现象:
现象 加热时,导管口有无色气泡产生。过一会黑色粉末逐渐变成光亮的红色,生成的气体使澄清石灰水变浑浊。
分析 开始加热时,试管中的空气因受热膨胀而逸出;加热一段时间后,温度到达高温时,木炭与氧化铜发生反应,生成红色的物质和使石灰水变浑浊的气体。
①澄清石灰水发生了什么变化__________;这一变化说明生成了什么物质__________;该物质是怎样生成的__________。
②试管中氧化铜发生了什么变化__________;这一变化说明生成了什么物质__________;该物质是怎样生成的__________。
③碳与氧化铜反应的化学方程式为______。木炭在高温下还原氧化铜的反应中,_________发生了氧化反应,_______发生了还原反应,该反应说明碳具有_______性。利用上述反应,可将氧化铜炼成金属铜。
17.请按要求从下列物质中①CO ②NaHCO3③KNO3④CH4⑤N2⑥CaO选择合适的物质,将其序号填写在下列横线上:
(1)空气中含量最多的物质是_____.
(2)具有还原性的有毒气体_____;
(3)属于复合肥的是_____;
(4)可以治疗胃酸过多症的物质是_____;
(5)可作食品干燥剂的物质是_____;
(6)可以生产改良酸性土壤的物质_____.
三、简答题
18.已知,在化学反应前后元素的种类不变,请设计实验证明某可燃物中一定含有氢元素和碳元素。
四、实验题
19.实验室常利用以下装置完成气体制备及性质实验。请回答:
(1)写出图中标号①的仪器名称:_________________。
(2)欲使用高锰酸钾制取氧气,应选择的发生装置是________________(填标号),写出反应化学方程式_________________。若使用E装置收集氧气,实验结束时,应先从水槽中移出导气管,再熄灭酒精灯,原因是_________________。
(3)将CO2和CO的混合气体通过F装置(液体药品均足量)
①实验开始时关闭活塞b,打开活塞a,广口瓶中观察到的现象是_________________。
②待充分反应后,再关闭活塞a,打开活塞b,将分液漏斗中的稀盐酸滴入广口瓶中,一段时间后,用燃着的木条放c处发现木条熄灭,则此时逸出的气体主要成分是_________________, 写出 该反应的化学方程式_________________,欲收集该气体,最适合选择的装置是________________(填标号)。
五、综合应用题
20.某校学习小组准备探究气体的测定和数据处理方法.
【提出问题】
如何利用石灰石(主要成分为CaCO3)与稀盐酸反应来测定生成CO2的质量和体积,并处理数据.
【实验设计】通过下列两个实验分别测定CO2的质量和体积:
【分析与表达】
(1)实验I中,将小烧杯中的所有稀盐酸分几次加入到大烧杯中,并不断搅拌,判断石灰石中CaCO3完全反应的实验现象是______。
(2)实验Ⅱ中,先连接好装置,再______(填操作名称),然后装好药品,最后将10ml稀盐酸快速推入烧瓶中。若稀盐酸是缓慢推入的,则可能造成的后果是______。
【记录与处理】
(3)已知实验I反应前的总质量[m1(大烧杯+石灰石粉末)+m2(小烧杯+稀盐酸)],要计算生成CO2的质量,至少还需要的数据是______。
A.m3(小烧杯) B.m4(大烧杯) C.m5(大烧杯+反应后剩余物)
(4)实验II的实验记录如下(表中数据在相同温度、相同压强条件下测定):
时间/min 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
注射器读数/ml 60.0 85.0 88.0 89.0 89.5 89.8 89.9 90.0 90.0 90.0
根据以上实验过程和数据综合分析,最终生成CO2的体积是______mL。
(5)该学习小组的同学采集了一块石灰石样品,将其敲碎后,称出6g放入烧杯内(烧杯质量为20g)。然后加入50g稀盐酸(足量),充分反应后,再称量为73.8g(连烧杯一起).试回答:
①将石灰石样品敲碎的主要目的是______。
②该实验过程中,共产生CO2的质量是______。
③该石灰石样品中碳酸钙的质量分数是多少______?(写出计算过程,结果保留一位小数)
六、计算题
21.某化学研究小组对当地的石灰石样品进行了研究。称取石灰石样品8g,把40g稀盐酸分四次加入样品中,测得实验数据见下表(假设石灰石样品中杂质不溶于水、不与盐酸反应,二氧化碳不溶解)。
实验序号 加入稀盐酸的质量/g 剩余物质的质量/g
第1次 10 5.5
第2次 10 3
第3次 10 1.6
第4次 10 m
请回答:
(1)第4次剩余物质的质量m=__________g;
(2)石灰石样品中CaCO3的质量分数为__________;
(3)求反应结束后生成CO2的质量为__________g。(写出计算过程)
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】A.铁丝在空气中不能燃烧,错误。
B.红磷在空气中燃烧产生大量白烟,错误。
C.二氧化碳通入紫色石蕊溶液,二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使石蕊变红,所以溶液由紫色变成红色,正确。
D.硫在氧气中燃烧,产生蓝紫色火焰,并有无色的刺激性气味气体生成,错误。
故选C。
2.C
【详解】A、CO具有还原性、可燃性,可用于冶炼金属、做气体燃料;CO2不能燃烧、也不能支持燃烧,密度比空气大,可用于人工降雨、灭火。选项A正确;
B、碳具有可燃性,充分燃烧时生成CO2,不充分燃烧时生成CO,选项B正确;
C、二氧化碳是由二氧化碳分子构成的,一氧化碳是由一氧化碳分子构成的。一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子,选项C错误;
D、我国古代的字画是用墨(用炭黑等制成)书写和绘制的,“清明上河图”就是典型的代表,因为在常温下碳单质的化学性质稳定,所以至今都清晰可见,选项D正确。故选C。
3.B
【详解】A、在公共场所吸烟导致周围的人被动吸烟,是因为香烟烟气中含有的分子是在不断的运动的,向四周扩散,使非吸烟者闻到烟气而造成被动吸烟,故选项解释正确。
B、轮胎爆炸,是因分子的间隔发生了改变,分子大小不变,故选项解释错误。
C、金刚石硬而石墨较软,是由于金刚石和石墨的碳原子排列方式不同,决定了性质不同。故选项解释正确。
D、氧化汞分解为氧气和汞,因为化学反应中分子可以再分,故选项解释正确。
故选B。
4.B
【详解】A、一氧化碳很难溶于水,煤炉上放一壶水不能防止一氧化碳中毒,故A错误;
B、化学反应在生成新物质的同时,还伴随着能量的变化,故B正确;
C、可燃性气体不纯时遇明火可能产生爆炸,发现燃气(天然气或液化石油气等)泄漏,不能点火检查泄漏处,故C错误;
D、使用液态二氧化碳灭火有利于保护图书资料,故D错误。
故选:B。
5.B
【详解】A、活性炭与氧化铜高温下生成铜和二氧化碳,根据质量守恒定律,反应前后物质质量总和等于反应后物质质量总和,由于二氧化碳气体逸出,固体质量会减少,完全反应后,质量不再变化,但是不会是0,A错误;
B、加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,根据质量守恒定律,反应前后物质质量总和等于反应后物质质量总和,生成物中氧气逸出,固体质量变少,锰元素质量没变,所以锰元素的质量分数增加,完全反应后,不再变化,B正确;
C、反应开始时红磷燃烧放出热量,温度升高,气体膨胀,压强会增加,随着反应进行消耗瓶内的氧气,气体减少,压强降低,完全反应后,压强不再变化,C错误;
D、加热氯酸钾在二氧化锰催化下生成氯化钾和氧气,二氧化锰是催化剂,反应前后质量不变,生成物中的气体逸出,固体质量变少,二氧化锰的质量分数会增加,完全反应后不再变化,但是开始时不是0,D错误。
故选B。
6.D
【详解】A、二氧化碳是引起温室效应的主要气体之一,正确,B、大气中的二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质,正确,C、二氧化碳能与水反应生成碳酸,故将二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中,溶液变为红色,正确,D、实验室不能用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳,因为生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在大理石的表面,从而阻止反应的进行,错误。故选D。
7.D
【详解】A、如图所示实验,倾倒二氧化碳后,最终观察到两支蜡烛都熄灭,从而说明二氧化碳不能燃烧,选项正确;
B、如图所示实验,倾倒二氧化碳后,最终观察到两支蜡烛都熄灭,从而说明二氧化碳也不能支持燃烧,选项正确;
C、实验中观察到下层蜡烛先熄灭,说明下面的蜡烛先接触到二氧化碳,从而证明二氧化碳的密度大于空气的密度,选项正确;
D、图中实验中没有出现水,未能说明二氧化碳能够与水的反应,选项错误;
故选D。
8.C
【详解】A、一氧化碳气体具有可燃性,可用作燃料,正确;
B、石墨有导电性,可作电极,正确;
C、氧气助燃性可作助燃剂,不是燃料,错误;
D、碳有还原性可用来冶炼金属,正确。
故选C。
9.B
【详解】A.石墨具有导电性,没有生成新的物质,所以导电实验是物理变化,不符合题意;
B.石墨与金刚石是两种不同物质,所以石墨制金刚石是化学变化,符合题意;
C.干冰升华时二氧化碳由固态变成气态,没生成新的物质,是物理变化,不符合题意;
D.木炭放入二氧化氮会吸附二氧化氮,过程中没有生成新的物质,是物理变化,不符合题意。
故选B。
10.C
【详解】A、碳单质C在常温下化学性质稳定,故A选项正确;
B、CO2属于温室气体,空气中CO2含量过多会导致温室效应,故B选项正确;
C、一氧化碳在二氧化碳中不能燃烧,所以不能用燃烧法除去一氧化碳,若考虑通入氧气使一氧化碳能燃烧,转化为二氧化碳,但无法控制氧气的用量,另外也存安全问题,应将混合气体通过灼热的氧化铜,利用一氧化碳的还原性将其转化为二氧化碳,故C选项错误;
D、CO和C都有还原性,均可用于冶炼金属,故D选项正确;
故选C。
11.C
【详解】A、石墨有导电性,可用作干电池电极,选项错误,不符合题意;
B、氨气中含有氮元素,所以可用于制造氮肥,选项错误,不符合题意;
C、稀有气体通电时会发出不同颜色的有色光,可用作电光源,选项正确,符合题意;
D、固态二氧化碳升华吸热,使空气中的水蒸气遇冷凝结,形成降雨,可用于人工降雨,选项错误,不符合题意。
故选C。
12.C
【详解】A、不同种分子化学性质不同,CO2、CO的分子构成不同,化学性质也不相同,故说法正确;
B、金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质,故说法正确;
C、CO2会导致温室效应,但CO2是空气的成分之一,不属于空气污染物,故说法错误;
D、金刚石、石墨物理性质有很大差异的原因是碳原子排列方式不同,故说法正确。
故选C。
13.C
【详解】A、葡萄糖属于糖类,正确,不符合题意;
B、二氧化碳是反应物,适当提高CO2的浓度有利于植物的光合作用,正确,不符合题意;
C、该反应中二氧化碳、水均属于氧化物,只有两种,故错误,符合题意;
D、在此反应中,二氧化碳和水生成葡萄糖和氧气,证明了无机物和有机物可以相互转化,正确,不符合题意。
故选C。
14.D
【详解】A、SO2和SO3的组成元素相同,但分子的构成不同,所以它们的化学性质不相似,选项A不正确;
B、CO2可使紫色石蕊溶液变红,是由于CO2能与水化合生成了碳酸,但CO2不属于酸。选项B不正确;
C、因为金刚石与石墨的原子排列方式不同,所以它们的物理性质差异很大,但具有相同的化学性质,选项C不正确。
D、因为单质中只含有一种元素,所以含有多种元素的物质一定不是单质,选项D正确。
故选D。
15.(1)CO
(2)达到燃烧所需的最低温度(或温度达到甲烷着火点)
(3)
制碳酸饮料(合理即可)
【解析】(1)
煤气中毒是指一氧化碳与血液中血红蛋白结合,使人体缺氧而导致中毒,故填:CO。
(2)
燃烧的三个条件是可燃物、氧气(或空气)、达到燃烧所需的最低温度(也叫着火点)。要用天然气做饭,除天然气和空气外,还要具备的条件是:达到燃烧所需的最低温度(或温度达到甲烷着火点),故填:达到燃烧所需的最低温度(或温度达到甲烷着火点)。
(3)
①镁与CO2在点燃的条件下反应生成碳和氧化镁,反应的化学方程式为: ,故填: 。
②二氧化碳的用途很广泛,如制碳酸饮料、灭火、作气体肥料等,故填:制碳酸饮料(合理即可)。
16.(1)不活泼
(2) 二氧化碳 一氧化碳 C+O2CO2、2C+O22CO
(3) 石灰水变浑浊了 这一变化说明生成了二氧化碳 该物质是碳原子获得了氧原子形成的 黑色的氧化铜变成了光亮红色物质 这一变化说明生成了铜 氧化铜失去了氧原子 C+2CuO2Cu+CO2↑ C CuO 还原
【详解】(1)碳的化学性质不活泼,受日光照射或与空气,水充分接触时都不易发生反应,故填:不活泼。
(2)氧气充足时碳燃烧生成二氧化碳,不足时燃烧生成一氧化碳,化学方程式分别为,故填:二氧化碳;一氧化碳;C+O2CO2、2C+O22CO。
(3)①二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,澄清石灰水发变浑浊说明生成了二氧化碳;该物质是碳原子获得了氧原子形成的,故填:石灰水变浑浊了;这一变化说明生成了二氧化碳;该物质是碳原子获得了氧原子形成的。
②氧化铜被还原生成红色的铜,试管中氧化铜发生了变化黑色的氧化铜变成了光亮红色物质;这一变化说明生成了铜;该物质是氧化铜失去了氧原子形成的,故填:黑色的氧化铜变成了光亮红色物质;这一变化说明生成了铜;氧化铜失去了氧原子。
③碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,化学方程式为C+2CuO2Cu+CO2↑。木炭在高温下还原氧化铜的反应中,碳得到氧原子发生了氧化反应,氧化铜失去氧原子发生了还原反应,该反应说明碳具有还原性。利用上述反应,可将氧化铜炼,故填:C+2CuO2Cu+CO2↑;C;CuO;还原。
17. ⑤ ① ③ ② ⑥ ⑥
【详解】(1)空气中含量最多的物质是氮气,故填:⑤.
(2)具有还原性的有毒气体是一氧化碳,故填:①;
(3)硝酸钾含有钾元素和氮元素,属于复合肥,故填:③;
(4)可以治疗胃酸过多症的物质是碳酸氢钠,故填:②;
(5)氧化钙能与水反应,可作食品干燥剂的物质是氧化钙,故填:⑥;
(6)氧化钙能与水反应,可以产生改良酸性土壤的物质氢氧化钙,故填:⑥.
18.点燃可燃物,在火焰上方罩一个干冷烧杯,若看到烧杯内壁有一层水雾,说明生成物中有水,证明可燃物中含有氢元素;向杯内注入少量澄清石灰水,振荡,石灰水变浑浊,说明生成物中有二氧化碳,从而说明可燃物中含有碳元素。
【详解】依据质量守恒定律可知:反应前后元素种类不变,物质燃烧生成二氧化碳和水即说明反应物中有碳元素和氢元素,点燃可燃物,在火焰上方罩一个干冷烧杯,若看到烧杯内壁有一层水雾,说明生成物中有水,证明纸中含有氢元素;向杯内注入少量澄清石灰水,振荡,石灰水变浑浊,说明生成物中有二氧化碳,从而说明纸中含有碳元素。
19. 长颈漏斗 B 防止水槽中的水倒流,使试管破裂 澄清的石灰水变浑浊 二氧化碳(或CO2) D
【详解】(1)图中标号①的仪器名称: 长颈漏斗。
(2)欲使用高锰酸钾制取氧气,属于固体加热型,应选择的发生装置是 B,加热高锰酸钾反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应化学方程式为。若使用E装置收集氧气,实验结束时,应先从水槽中移出导气管,再熄灭酒精灯,原因是防止水槽中的水倒流,使试管破裂。
(3)①实验开始时关闭活塞b,打开活塞a,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,广口瓶中观察到的现象是澄清的石灰水变浑浊。
②待充分反应后,再关闭活塞a,打开活塞b,将分液漏斗中的稀盐酸滴入广口瓶中,一段时间后,用燃着的木条放c处发现木条熄灭,则此时逸出的气体主要成分是二氧化碳(或CO2), 因为碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,反应的化学方程式为,二氧化碳密度比空气大,能溶于水,收集二氧化碳,应用向上排空法收集,最适合选择的装置是D。
20.(1)最后一次加入稀盐酸,仍没有气泡产生
(2) 检查装置的气密性 烧瓶内气压增大,稀盐酸难以完全推入到烧瓶中##仪器连接处脱落
(3)AC
(4)80
(5) 增大接触面积有利于充分反应 2.2g 解:设石灰石样品中碳酸钙的质量为x。
该石灰石样品中碳酸钙的质量分数是
答:该石灰石样品中碳酸钙的质量分数是83.3%。
【详解】(1)碳酸钙能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体,故判断石灰石中CaCO3完全反应的实验现象是最后一次加稀盐酸后,无气泡冒出;
(2)实验Ⅱ中,先连接好装置并检查气密性;
然后装好药品,最后将10 mL稀盐酸快速推入烧瓶中,若稀盐酸是分几次缓慢推入的,则可能造成的后果是由于反应生成气体使装置中压强增大,再次推入较困难或者仪器连接处脱落;
(3)二氧化碳是气体,在敞口烧杯中会跑掉,故要计算生成CO2的质量,应用实验I反应前的总质量[m(大烧杯十石灰石粉末)+m(小烧杯十稀盐酸)]—m(小烧杯)—m(大烧杯十反应后剩余物),故至少还需要的数据是AC;
(4)根据表中数据最终生成CO2的体积=90mL—10mL=80mL;
(5)①将石灰石样品敲碎的主要目的是:增大反应物的接触面积,使反应更充分;
②根据质量守恒定律:实验过程中,共产生CO2的质量=6g+20g+50g-73.8g=2.2g;
③见答案。
21.(1)1.6
(2)80%
(3)解:设反应结束后生成CO2的质量为x。
答:反应结束后生成CO2的质量为2.816g。
【详解】(1)由第一次剩余物质质量可以看出:加入10g稀盐酸可以溶解固体为,而第三次只溶解了,说明碳酸钙已经反应完全,剩余的1.6g即为杂质,第四次加入10g稀盐酸后还应该剩余1.6 g,因为杂质不与盐酸反应,故第4次剩余物质的质量m=1.6g。
(2)石灰石样品共8g固体,杂质为1.6g,说明碳酸钙的质量为,故石灰石样品中CaCO3的质量分数为。
(3)见答案。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页