第8章 碳的世界素养综合检测
(满分100分,限时40分钟)
一、选择题(每小题3分,共36分)
1.(2023北京一○一中学期末)木炭、活性炭具有很强的吸附性,是由于 ( )
A.它们都是固体
B.它们的密度小
C.疏松多孔,表面积大
D.常温下化学性质稳定
2.(2022湖北武汉中考)笔、墨、纸、砚并称文房四宝,其中“墨”的主要成分是炭黑。炭黑的下列性质中属于化学性质的是 ( )
A.熔点高
B.可燃性
C.难溶于水
D.常温下呈固态
3.(2023广东乐昌一中月考)下列用途中利用了单质碳的还原性的是 ( )
A.金刚石刻划玻璃
B.石墨电极
C.活性炭吸附毒气
D.冶金工业
4.(2023天津河西期末)中国高铁的核心技术走在了世界前列,高铁动车的运行依靠顶部的石墨电刷与电线接触获取电力。下列石墨的性质与石墨制成的电刷无关的是 ( )
A.滑腻感 B.还原性 C.稳定性 D.导电性
5.(2022江苏常州中考)干冰可用于疫苗等特殊药品的低温运输。下列说法正确的是 ( )
A.干冰由水分子构成
B.构成干冰的微粒静止不动
C.构成干冰的微粒间无间隙
D.干冰升华吸热使环境温度降低
6.(2022黑龙江哈尔滨三十九中期中)下列所描述的物质的应用不正确的是 ( )
A.炭黑用于绘制古画 B.石墨用于裁玻璃
C.用活性炭净水 D.用金刚石做钻石
7.【跨学科·生物】(2021浙江丽水中考)我国宣布力争于2060年前实现“碳中和”,即二氧化碳的排放与吸收相互平衡(如图)。下列途径中属于吸收二氧化碳的是 ( )
A.绿色植物的光合作用
B.化石燃料的燃烧
C.微生物的氧化分解
D.生物的呼吸作用
8.(2023吉林松原期末)下列有关实验室制取二氧化碳气体的操作图示正确的是 ( )
A.导管连接 B.胶塞塞紧 C.气体验满 D.气体收集
9.(2022江苏无锡中考)下列物质的性质和用途对应关系正确的是 ( )
A.金刚石硬度大,可用于切割玻璃
B.石墨具有导电性,可制作铅笔芯
C.炭黑具有还原性,可制作墨水
D.木炭具有吸附性,可用做燃料
10.“跳跳糖”是一种有娱乐性质的休闲食品,“跳跳糖”的内部,含有很多“小气泡结构”,里面“封装”着二氧化碳。“跳跳糖”放在嘴里遇水后会释放出二氧化碳,就会在舌头上噼啪作响。下列说法不正确的是 ( )
A.“跳跳糖”放入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊
B.“跳跳糖”一定要密封保存
C.“跳跳糖”中的二氧化碳气体无色、有气味
D.儿童不宜过量食用“跳跳糖”
11.【跨学科·生物】(2022四川成都中考)自然界中碳循环、氧循环如图,下列说法正确的是 ( )
A.植物呼吸作用放出氧气
B.化石燃料燃烧会大幅降低大气中氧气含量
C.植物光合作用可以将大气中CO2全部吸收
D.碳、氧循环失衡会导致人类生存环境恶化
12.(2023广东广州大学附中期末改编)利用数据传感技术可以形象地比较不同形状的碳酸钙与完全相同的稀盐酸反应的速率。倾斜锥形瓶,使试管内盐酸流入瓶中与碳酸钙发生反应(如图1),测得瓶内气压随时间的变化如图2所示。下列有关说法正确的是 ( )
A.碳酸钙粉末产生的CO2质量多
B.块状碳酸钙产生的CO2质量多
C.对比分析a、b点可知,曲线①表示碳酸钙粉末与稀盐酸反应
D.对比分析c、d点可知,达到相同的气压时,块状碳酸钙与稀盐酸反应需要的时间短
二、填空题(每空2分,共44分)
13.【新题型·创新实验】(2023河南洛阳偃师期末)如图是研究CO2性质的实验。请根据CO2的性质推测:图中湿润的紫色石蕊纸花会变成 色,打开弹簧夹K,能观察到 (填“长”或“短”)蜡烛先熄灭;用CO2灭火的原理是 。
14.实验室有如图所示的装置,回答下列问题:
(1)连接装置时,需根据导管的高度调节 处的高度,再确定 处的高度。(填“甲”或“乙”)
(2)该实验在酒精灯上加装网罩,其作用是 。
(3)加热一段时间后,观察到被加热的试管中的现象是 ,发生反应的化学方程式为 。
(4)结束实验的操作是:先 ,再 ,原因是 。15.(2021江西中考)根据下图回答有关问题:
(1)仪器D的名称是 。
(2)实验室制取并收集二氧化碳需在上图中选用A、C、G与 (填字母)组合;检验二氧化碳是否集满的方法是
。
实验室用该装置制氧气的化学方程式为 。
(3)将二氧化碳通入氢氧化钠溶液中无明显现象,为探究二氧化碳是否与氢氧化钠发生了反应,思成同学利用图甲装置测定二氧化碳浓度变化,采集数据绘制成曲线(如图乙)。据图乙分析,能说明二氧化碳与氢氧化钠发生反应的时间段是 。ab段二氧化碳浓度不变的原因是 。
16.(2023山西晋中现代双语学校期末)2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,是我国政府对国际社会的重要承诺。为此某化学兴趣小组的同学开启了“低碳行动”项目式学习之旅。
活动一:了解二氧化碳的主要来源
(1)近几十年来,大气中CO2含量增多的主要原因是 。
活动二:了解二氧化碳在自然界中消耗的途径
(2)①途径一:绿色植物光合作用。发生反应的化学方程式为6CO2+6H2O C6H12O6(葡萄糖)+6O2,生成的葡萄糖供植物生长,该过程将太阳能转化为 能。
②途径二:地球上的海水吸收。发生反应的化学方程式为 。
活动三:探究二氧化碳的其他人工消耗路径
(3)人工光合作用。发生反应的化学方程式为2CO2+2H2O 2X+O2,其中X的化学式为 。
活动四:制定生活中的低碳行动方案
(4)下列做法不符合低碳理念的是 (填字母)。
A.节约用电
B.乘坐公共交通
C.无纸化办公
D.使用一次性筷子
三、实验探究题(每空2分,共12分)
17.(2023北京昌平期末)为探究影响大理石与稀盐酸反应速率的因素,某实验小组的同学进行了以下实验。
【进行实验】用如图装置完成实验。
在同一温度下,用等体积不同浓度的稀盐酸和等质量不同形状的大理石进行如下实验:
序号 稀盐酸浓度 /% 大理石形状 二氧化碳体积/mL (均收集1 min)
① 5 块状 28.3
② 5 粉末 46.8
③ 10 块状 58.7
④ 10 粉末 x
【解释与结论】
(1)大理石与稀盐酸反应的化学方程式为 。
(2)检验生成气体是二氧化碳的方法是 。
(3)实验①②的目的是 。
(4)④中x合理的是 (填字母)。
A.45.7 B.54.7 C.95.4
(5)能得出稀盐酸浓度是影响反应速率因素之一的实验是 (填序号,写一组即可)。
【反思与评价】
(6)据以上实验分析,实验室选择用块状大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳的原因是 。
四、计算题[(1)题1分,(2)题2分,(3)题5分,共8分]
18.(2023江苏兴化月考)化学兴趣小组的同学取2 g石灰石样品放入烧杯中,再将20 g稀盐酸分4次加入样品中(样品中除碳酸钙外,其余成分不溶于水且不与稀盐酸反应),充分反应后经过滤、干燥等操作,最后称量,实验数据如下:
次数 加稀盐酸的质量/g 剩余固体质量/g
1 5 1.5
2 5 1.0
3 5 m
4 5 0.2
求:(1)m= 。
(2)石灰石中碳酸钙的质量分数为多少
(3)生成二氧化碳气体的总质量为多少
答案全解全析
一、选择题
1.C 木炭、活性炭具有很强的吸附性,是由于它们疏松多孔,表面积大,故选C。
2.B 熔点、溶解性以及物质的状态都不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质;物质的可燃性需要通过化学变化才能表现出来,属于化学性质。
3.D 刻划玻璃利用了金刚石硬度大的性质;石墨电极利用了石墨的导电性;吸附毒气利用了活性炭的吸附性;冶金工业利用了碳单质的还原性。
4.B 石墨制作的电刷利用了石墨耐高温、化学性质稳定以及石墨的滑腻感和导电性,与还原性无关。
5.D 干冰是固态二氧化碳,由二氧化碳分子构成,A错误;分子始终在不断运动,B错误;分子之间有间隔,故构成干冰的微粒间有间隙,C错误;干冰升华需要吸热,故周围环境温度降低,D正确。
6.B 石墨质软,不能用于裁玻璃,故选B。
7.A 二氧化碳是绿色植物光合作用的原料;化石燃料的燃烧、微生物的氧化分解、生物的呼吸作用均会释放二氧化碳。
8.A 导管连接胶皮管时,需先用水润湿导管的一端,然后稍稍用力把导管插入胶皮管,A正确;把试管放在桌面上再使劲塞胶塞,可能会压破试管,B错误;收集二氧化碳气体验满时,应将燃着的木条放在集气瓶口,C错误;二氧化碳能溶于水,不能用排水法收集,且排水集气装置中的导管只需伸入集气瓶口一小段即可,D错误。
9.A 金刚石硬度大,可用于切割玻璃,A正确;石墨具有导电性,用做电极,B错误;炭黑常温下化学性质不活泼,可制作墨水,C错误;木炭具有吸附性,可用于吸附异味和色素,D错误。
10.C “跳跳糖”中“封装”着二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,A正确;“跳跳糖”遇水会放出二氧化碳,所以一定要密封保存,B正确;通常状况下,二氧化碳是无色、无味的气体,C错误;“跳跳糖”中含糖和添加剂等物质,儿童不宜过量食用,D正确。
11.D 植物呼吸作用消耗O2,产生CO2,A错误;化石燃料燃烧会消耗氧气,但绿色植物光合作用会释放出大量的氧气,因此化石燃料燃烧不会大幅降低大气中氧气的含量,B错误;绿色植物光合作用是消耗CO2的主要途径,但不能将大气中的CO2全部吸收,C错误。
12.C 由题图2可知,最终曲线①、②的气压相等,说明最终产生的CO2质量相等,A、B错误;对比分析a、b点可知,曲线①单位时间内产生的气体多,表示碳酸钙粉末与稀盐酸的反应,C正确;对比分析c、d点可知,达到相同的气压时,即产生相同质量的二氧化碳,碳酸钙粉末用时更少,D错误。
二、填空题
13.红 短 隔绝空气(或氧气)
解析 二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊变红;二氧化碳不支持燃烧,且密度大于空气,故打开弹簧夹K,短蜡烛先熄灭;用二氧化碳灭火的原理是隔绝空气。
14.(1)乙 甲 (2)提高火焰温度 (3)黑色固体变为红色 C+2CuO 2Cu+CO2↑ (4)移出导管 熄灭酒精灯 防止液体倒吸入热的试管内,使试管炸裂
解析 (1)连接装置时,应先根据导管的高度调节试管的高度,再根据试管底部的位置调节酒精灯的高度。(2)C和CuO的反应需在高温条件下进行,酒精灯加装网罩可以集中火焰,提高火焰的温度。(3)C和CuO在高温条件下反应生成Cu和CO2,因此可观察到黑色固体变为红色。(4)结束实验时,应先将导管移出澄清石灰水,再熄灭酒精灯,防止液体倒吸入热的试管内使试管炸裂。
15.(1)水槽 (2)F 将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则二氧化碳气体已收集满 2H2O2 2H2O+O2↑ (3)t2 s~t3 s(或t2 s
16.(1)化石燃料的燃烧(或森林的乱砍滥伐等,合理即可) (2)①化学 ②CO2+H2O H2CO3 (3)CH2O2 (4)D
解析 (1)化石燃料的燃烧,导致大气中二氧化碳的含量增多,森林的乱砍滥伐,使绿色植物对二氧化碳的吸收减少。(2)①绿色植物光合作用的过程将太阳能转化为化学能。②地球上的海水吸收二氧化碳发生反应的化学方程式为CO2+H2O H2CO3。(3)根据质量守恒定律可知,反应前后原子的种类、数目不变,反应前C、H、O的原子个数分别为2、4、6,反应后已知的生成物中C、H、O的原子个数分别为0、0、2,则X的化学式为CH2O2。(4)节约用电能减少二氧化碳的排放;乘坐公共交通能减少二氧化碳的排放;推广无纸化办公,能节约纸张,可以减少森林的砍伐,植物可以通过光合作用吸收二氧化碳;使用一次性筷子,不符合低碳理念。
三、实验探究题
17.(1)CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑ (2)将生成的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,则说明生成的气体是二氧化碳 (3)探究反应物的接触面积是否是影响反应速率的因素之一 (4)C (5)①③(或②④) (6)反应速率适中,便于收集气体
解析 (1)碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。(2)检验生成气体是二氧化碳的方法是把生成的气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,说明气体是二氧化碳。(3)实验①②中,稀盐酸浓度相同,大理石形状不同,则目的是探究反应物的接触面积是否是影响反应速率的因素之一。(4)由实验①②可知,与相同浓度的稀盐酸反应,相同时间内粉末状大理石产生的二氧化碳多,因此④中x的值应大于58.7。(5)由题表分析可知,①③(或②④)的大理石形状相同,但稀盐酸的浓度不同,对比可得出稀盐酸浓度是影响反应速率的因素之一。(6)实验室选择用块状大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳的原因是反应速率适中,便于收集气体。
四、计算题
18.(1)0.5
(2)解:石灰石样品中碳酸钙的质量为2 g-0.2 g=1.8 g,石灰石中碳酸钙的质量分数是×100%=90%。
答:石灰石中碳酸钙的质量分数为90%。
(3)解:设生成二氧化碳气体的总质量是x。
CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
1.8 g x
x=0.792 g
答:生成二氧化碳气体的总质量是0.792 g。
解析 (1)根据题表中数据可知,前两次减少的固体质量均为0.5 g,说明5 g稀盐酸和0.5 g碳酸钙恰好完全反应,从第2次到第4次共减少的固体质量为0.8 g,说明第3次盐酸仍完全反应,因此减少的固体质量为0.5 g,故可以判断m的值为1.0-0.5=0.5。
