阶段检测(三) 碳和碳的氧化物 燃料及其利用
(时间:45分钟 分值:60分)
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 O—16
一、选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题的4个备选答案中只有1个答案符合题意,请将选出的选项序号填入题后的括号内)
1.(2018·山东威海中考)据《中国环境报》报道,为应对气候变化,落实《巴黎气候变化协定》,2017年国家建立了统一的碳排放权交易市场,按国际惯例,这里的“碳”是指( )
A.二氧化碳 B.单质碳
C.碳元素 D.所有含碳化合物
答案:A
解析:“低碳生活”就是指生活作息所耗用的能量要尽力减少,从而减低碳排放,特别是二氧化碳的排放量,从而减少对大气的污染。广义的意思是指,节能环保,低碳生活,不浪费资源。故2017年国家建立了统一的碳排放权交易市场,按国际惯例,这里的“碳”是指二氧化碳。
2.(2018·广西北海中考)下列有关碳和碳的氧化物的说法,正确的是( )
A.活性炭、金刚石都具有吸附性
B.一氧化碳和二氧化碳都具有可燃性
C.一氧化碳和二氧化碳都是有毒气体
D.在一定条件下,一氧化碳和二氧化碳可以相互转化
答案:D
解析:A项,活性炭具有疏松多孔的结构,具有吸附性,金刚石是正八面体状的固体,不具有吸附性,错误。B项,一氧化碳具有可燃性,二氧化碳不具有可燃性,也不支持燃烧,错误。C项,一氧化碳是有毒气体,二氧化碳本身没有毒性,错误。D项,CO和CO2在一定条件下可以相互转化,一氧化碳燃烧生成二氧化碳,二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳,正确。
3.(2018·辽宁铁岭中考)下列有关金刚石、石墨、C60的说法中,错误的是( )
A.C60是一种新型的化合物
B.金刚石是天然存在最硬的物质
C.金刚石、石墨、C60在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳
D.金刚石与石墨物理性质不同的原因是碳原子的排列方式不同
答案:A
解析:A项,化合物中含有多种元素,而C60只含有碳一种元素,属于单质,错误;B项,金刚石是天然存在最硬的物质,正确;C项,金刚石、石墨、C60都含有碳元素,在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳,正确;D项,金刚石与石墨物理性质不同的原因是碳原子的排列方式不同,正确。
4.(2018·四川宜宾中考)关于二氧化碳的说法中错误的是( )
A.实验室收集二氧化碳可用向下排空气法
B.二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊
C.实验室制备二氧化碳可选用盐酸和大理石
D.二氧化碳可用于灭火
答案:A
解析:A项,二氧化碳的密度比空气的大,实验室收集二氧化碳可用向上排空气法,故选项说法错误;B项,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故选项说法正确;C项,大理石的主要成分是碳酸钙,实验室制备二氧化碳可选用盐酸和大理石,故选项说法正确;D项,二氧化碳不能燃烧、不支持燃烧、密度比空气的大,可用于灭火,故选项说法正确。
5.科学贵在创新,以下是对部分化学实验的改进,其中不能达到目的的是( )
A
B
改进后实验
CO还原氧化铜
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燃烧条件
目的
防止燃烧产物污染空气
防止尾气对大气的污染
C
D
测定空气中氧气含量
检验装置气密性
目的
不用酒精灯点燃,使测定结果更精确
现象更明显
答案:B
解析:A项,白磷燃烧生成的五氧化二磷被气球收集防止污染空气,故A能达到目的;B项,一氧化碳有毒不能排放到空气中,但是一氧化碳不和碱液反应,所以不能用于吸收一氧化碳,故B不能达到目的;C项,不用酒精灯点燃就不需要打开橡皮塞,所以瓶中的空气没有与外界流通,所以使测定结果更精确,故C能达到目的;D项,关闭弹簧夹后向长颈漏斗内注水,一段时间后长颈漏斗内形成一段液柱且保持不变,说明装置气密性良好,所以现象更明显,故D能达到目的。
6.对比分析不同物质的共性与差异性是学习化学的有效方法,下列关于CO2和CO的各项对比,有错误的是( )
选项
共性
差异性
A
均由分子构成
分子的种类不同
B
均由碳元素和氧元素组成
元素的质量比不同
C
均能与水化合
化合时现象不同
D
常温下均是无色无味气体
相同条件下的密度不同
答案:C
解析:CO不溶于水也不与水反应,故C项错误。
7.如图是“二氧化碳的制取、收集和验满”的主要实验步骤,其中操作错误的是( )
答案:C
解析:A项,检查装置气密性的方法:把导管的一端浸没在水里,双手紧贴容器外壁,若导管口有气泡冒出,装置不漏气,正确;B项,实验室制取二氧化碳属于固液常温型,可用图中装置制取,正确;C项,收集二氧化碳时,为利于空气的排出,导管应伸入集气瓶的底部,错误;D项,检验二氧化碳是否收集满时,应将燃着的木条放在集气瓶口,不能伸入瓶中,正确。
8.(2018·广西贺州中考)中学生要有一定的安全知识,下列说法正确的是( )
A.水能灭火主要是因为水蒸发吸热,降低了可燃物的着火点
B.家里煤气泄漏,应打开排气扇抽风
C.图书、档案起火,可用液态二氧化碳灭火器灭火
D.把燃气热水器安装在浴室内,方便调水温
答案:C
解析:A项,用水灭火是因为水能降低温度到可燃物的着火点以下,而不是水能降低可燃物的着火点,因为可燃物的着火点一般情况下不能改变,故错误;B项,家里煤气泄漏,应先关闭阀门,再开窗通风,不能打开排气扇,以免产生电火花引起爆炸,故错误;C项,图书、档案、精密仪器等发生火灾时,可
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用液态二氧化碳灭火器灭火,故正确;D项,天然气的主要成分是甲烷,浴室透气效果较差,若天然气泄漏,可能引起爆炸,且甲烷燃烧要消耗氧气,会造成浴室内氧气减少,故错误。
9.下列有关燃烧和灭火的说法正确的是( )
A.只要温度达到可燃物的着火点,可燃物就能燃烧
B.空气中混有可燃性气体,遇明火可能发生爆炸
C.灭火要同时破坏燃烧的三个条件
D.任何燃料完全燃烧时,一定会生成二氧化碳
答案:B
解析:A项,可燃物燃烧不但要达到着火点,还要与氧气接触,故错误;B项,空气中混有可燃性气体,遇明火可能发生爆炸,故正确;C项,灭火时只需破坏燃烧的一个条件即可,故错误;D项,氢气能够燃烧生成水,不生成二氧化碳,故错误。
10.过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体,常温下与二氧化碳发生反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。现将沾有过氧化钠固体的棉花放入烧杯中,再缓慢向烧杯中倒入适量稀硫酸,使之与杯底的Na2CO3反应产生CO2气体,发现蜡烛火焰熄灭,沾有过氧化钠固体的棉花燃烧起来。从实验获得的信息中,你认为不正确的是( )
A.棉花具有可燃性
B.CO2不支持蜡烛燃烧,但能支持棉花燃烧
C.Na2O2与CO2反应放热,使温度达到棉花的着火点
D.棉花燃烧证明“可燃物、氧气、温度达到着火点”是燃烧必须同时具备的条件
答案:B
解析:A项,沾有Na2O2固体的棉花燃烧起来,说明棉花具有可燃性,故正确;B项,蜡烛火焰熄灭,是因为稀硫酸与杯底的Na2CO3反应产生CO2气体,二氧化碳不支持燃烧,所以蜡烛熄灭;而二氧化碳不支持燃烧是它的特性,并不因燃烧物的不同而改变,所以CO2不支持蜡烛燃烧,同样不支持棉花燃烧,故错误;C项,沾有Na2O2固体的棉花之所以燃烧起来,就是因为Na2O2与生成的二氧化碳反应释放出热量,使棉花达到着火点,所以棉花燃烧起来,故正确;D项,棉花能够燃烧就是因为棉花是可燃物,并与氧气(或空气)接触,稀硫酸与杯底的Na2CO3反应释放的热量,使棉花达到了着火点,所以我们由此可知“可燃物、氧气、温度达到着火点”是燃烧必须同时具备的条件,故正确。
二、填空题(本大题包括5小题,共34分)
11.(7分)燃料在社会发展过程中起着重要的作用。
(1)下列燃料的变化属于物理变化的是 。
A.酒精的燃烧
B.煤的燃烧
C.石油气的液化
(2)喝酒不开车,开车不喝酒。酒后驾驶是一种违法行为。交警通过酒精检测仪显示的颜色变化,可快速测出司机是否酒后驾车。其反应原理为2CrO3(红色)+3C2H5OH+3H2SO4Cr2(SO4)3(绿色)+3CH3CHO+6X,X的化学式为 。
(3)氢气被誉为“最清洁的燃料”,请用化学方程式解释这一“美名”得来的原因: 。
(4)从火力发电厂尾气中捕捉的CO2纯度很高,可制成固态作食品保鲜剂。固态二氧化碳俗称 ;CO2还可以被封存在地下咸水层,最终转化为固态碳酸盐,CO2与石灰水反应的化学方程式是 。
答案:(1)C (2)H2O (3)2H2+O22H2O
(4)干冰 CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
12.(9分)同学们利用装修后剩下的大理石碎片进行相关实验。
7
(1)一位同学设计了装置A制取CO2,该装置能通过上下移动穿过橡胶塞的粗铜丝来控制反应的发生或停止。大理石碎片应放在 中,A中反应的化学方程式为 。该反应属于 反应(填基本反应类型)。根据气体制备的一般原则,A中的粗铜丝能否用铁丝代替 (填“能”或“不能”),原因是 。
(2)浓硫酸具有强烈的吸水性,可作为干燥剂除去某些气体中的水分。如用装置B干燥CO2,则CO2应从 (填字母)端口通入。
(3)如用装置C收集CO2,则CO2应从 (填字母)端口通入。
(4)装置D用于通入CO2将水压入量筒中以测量CO2的体积,植物油的作用是 。
答案:(1)有孔塑料瓶 CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑ 复分解 不能 铁能和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气
(2)a (3)c (4)防止二氧化碳溶于水
解析:(1)大理石碎片应放在有孔塑料瓶中;A中反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑,该反应属于复分解反应;根据气体制备的一般原则,A中的粗铜丝不能用铁丝代替,原因是铁能和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气。(2)如用装置B干燥CO2,则CO2应从a端口通入。(3)如用装置C收集CO2,由于二氧化碳的密度比空气大,则CO2应从c端口通入。(4)装置D用于通入CO2将水压入量筒中以测量CO2的体积,植物油的作用是防止二氧化碳溶于水,从而使实验结果更精确。
13.(5分)如图是燃料在使用过程中的碳循环示意图:
(1)除了燃料燃烧释放大量CO2外,常见的释放CO2的途径还有 ,空气中的CO2含量增多导致的后果是 。
(2)利用海水进行碳储存,可以缓解空气中CO2过多的问题,写出水吸收CO2发生反应的化学方程式: 。
(3)结合如图信息,从碳循环角度说出生物燃料的优点有 。
答案:(1)动植物呼吸 引起温室效应
(2)CO2+H2OH2CO3
(3)节约石油,减少空气污染
解析:(1)根据自然界碳的循环示意图信息,自然界产生CO2的来源途径有化石(或矿物)燃料燃烧和动植物呼吸等。空气中的CO2含量增多导致的后果是引起温室效应;温室效应增强将对人类产生很大的影响,例如土地沙漠化加剧、海平面上升、气候反常等。(2)二氧化碳与水反应生成了碳酸,反应的化学方程式为CO2+H2OH2CO3。现有空气中的CO2压缩后贮藏于冰冷的深海,是因为深海压强大,CO2的溶解度较大。
14.(8分)某兴趣小组活动中,同学们按图1装置对“可燃物燃烧的条件”进行探究。在探究过程中,大家对磷燃烧生成的大量白烟是否危害人体健康提出疑问:
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[查阅资料]
可燃物燃烧的条件:(1)必须是可燃物;(2)燃烧必须要有氧气;(3)温度必须达到燃烧所需要的最低温度(达到着火点)。白磷的着火点是40 ℃,红磷的着火点是240 ℃,磷的燃烧产物五氧化二磷是白色固体,会刺激人体呼吸道,可能与空气中水蒸气反应,生成有毒的偏磷酸(HPO3),该反应的化学方程式为 。
[交流与讨论]
白烟对人体健康有害,该实验装置必须改进。
[改进与实验]
同学们按改进后的图2装置进行实验。请你参与他们的实验讨论并将下表补充完整。
实现现象
结论与解释
a.试管中白磷燃烧,热水中的白磷没有燃烧
b.试管中红磷没有燃烧
热水中的白磷没有燃烧的原因是
b试管中红磷没有燃烧的原因是
[反思与评价]
(1)改进后的图2装置与图1装置比较,优点是 。
(2)小林同学指出图2装置仍有不足之处,他重新设计了图3装置,你认为图中气球的作用是 。
[拓展与迁移]
按图2装置实验结束后,小朱同学说:“待a试管冷却后,如果将试管口略浸入水面下(室温下)。并取下橡皮塞,将看到液体进入试管。”这一说法得到大家的一致认同。小晶问:“进入a试管内液体的体积约占试管内空气体积的多少呢?”
你预测大约为 ,理由是空气中氧气的体积约占空气体积的 。
答案:【查阅资料】P2O5+H2O2HPO3
【改进与实验】热水中的白磷没有与氧气(或空气)接触 温度未达到红磷的着火点
【反思与评价】(1)能防止白磷燃烧产生的五氧化二磷逸散,危害人体健康
(2)避免橡皮塞因试管内气体热膨胀而松动
【拓展与迁移】15 15
解析:【查阅资料】五氧化二磷与水蒸气反应,生成有毒的偏磷酸(HPO3),化学方程式为P2O5+H2O2HPO3;
【改进与实验】燃烧必须达到三个条件:①物质本身具有可燃性,②可燃物与氧气(或空气)充分地接触,③达到可燃物的着火点。所以投入水中的白磷虽然温度达到着火点,但是在水中与空气隔绝,所以不会燃烧;试管中的白磷会燃烧,它的温度既达到着火点又与空气接触,满足燃烧的条件;试管中的红磷尽管与空气接触,但是温度没有达到它的着火点,所以不会燃烧。
【反思与评价】(1)改进后的图2装置与图1装置比较,燃烧后的产物在试管中不会散发到空气里,所以优点是能防止白磷燃烧产生的五氧化二磷逸散,危害人体健康。
(2)图3装置中气球的作用是避免橡皮塞因试管内气体热膨胀而松动。
(3)空气中氧气的体积约占空气体积的15,且题述实验白磷足量、气密性良好,所以进入a试管内液体的体积能接近试管容积的15。
15.(5分)CO2通入NaOH溶液中没有明显现象,CO2与NaOH是否发生了化学反应呢?某化学兴趣小组的同学们对此进行了探究。
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【查阅资料】①通常情况下,1体积水溶解1体积的CO2。
②在一定浓度的溶液中,有微溶物生成的复分解反应也能发生。
【实验探究】小红同学设计了如图所示的实验装置(锥形瓶内充满CO2),并进行实验。
打开瓶塞和活塞,使NaOH溶液快速滴入锥形瓶中,立即关闭活塞(漏斗中仍有溶液剩余),观察到U形管左侧的红墨水液面 (填“升高”“降低”或“不移动”),小红根据现象判断CO2和NaOH发生了反应,理由是 ,请根据初中化学知识写出CO2与NaOH溶液反应的化学方程式: 。
【反思与评价1】小明认为小红的实验方案不严密,理由是 。
【注意:若答对以下小题奖励4分,化学试卷总分不超过60分】
【拓展实验】兴趣小组的同学们为此又设计了下表所示的两种方法,进一步探究。请填写表中的空格。
实验方法
操作过程
现象
实验结论
方法一
取小红实验后锥形瓶内的溶液适量,加入足量CaCl2溶液
有白色沉淀生成
CO2与NaOH发生了反应
方法二
取小红实验后锥形瓶内的溶液适量,加入足量稀硫酸
【反思与评价2】同学们经过讨论,认为【拓展实验】的 (填“方法一”或“方法二”)依然不严密,理由是 (用化学方程式表示)。
答案:【实验探究】升高 U形管左侧液面升高,说明锥形瓶内气压减小,CO2和NaOH发生了反应
2NaOH+CO2Na2CO3+H2O
【反思与评价1】二氧化碳溶于水(或与水发生反应)也会使锥形瓶内气压减小
【拓展实验】有气泡冒出
【反思与评价2】方法一 CaCl2+2NaOHCa(OH)2↓+2NaCl
解析:【实验探究】观察到U形管左侧的红墨水液面升高,判断CO2和NaOH发生了反应,理由是U形管左侧液面升高,说明锥形瓶内气压减小,CO2和NaOH发生了反应;CO2与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH+CO2Na2CO3+H2O。
【反思与评价1】小红的实验方案不严密,理由是二氧化碳溶于水(或与水发生反应)也会使锥形瓶内气压减小。
【拓展实验】取小红实验后锥形瓶内的溶液适量,加入足量稀硫酸,产生气泡,说明CO2与NaOH发生了反应。
【反思与评价2】同学们经过讨论,认为【拓展实验】的方法一依然不严密,因为氯化钙能和氢氧化钠反应生成微溶于水的氢氧化钙和氯化钠,反应的化学方程式为CaCl2+2NaOHCa(OH)2↓+2NaCl。
三、计算题(本大题共6分)
16.(6分)某实验小组用一氧化碳还原氧化铜制取铜,若制取7.2 g的铜,需要氧化铜的质量是多少克?
答案:解:设若制取7.2 g铜,需要氧化铜的质量是x,则:
CuO+COCu+CO2
80 64
x 7.2 g
80x=647.2g 解得:x=9 g
7
答:需要氧化铜的质量是9克。
7
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