第六单元 碳和碳的氧化物课题1 金刚石、石墨和【培优训练题】1（黑龙江初赛）化学上把同种元素组成的不同单质互称为同素导形体，例如白磷和红磷，下列各组物质互为同素异形体的是（ ）A和B金刚石和石墨C冰和干冰D液氧和氧气2（全国复赛）一定量的木炭在盛有氮气和氧气混合气体的密闭容器中燃烧后生成和，且测得反应后所得、的混合气体中碳元素的质量分数为，则其中氮气的质量分数可能为（ ）ABCD3（全国复赛）某同学为了探究木炭还原氧化铜所生成的气体产物是什么，提出了以下猜想：可能好似二氧化碳；可能是一氧化碳。并设计如下图所示装置进行实验，预期的实验现象及结论如下：若澄清的石灰水变浑浊，则气体为二氧化碳；若澄清的石灰水不变浑浊，则气体为一氧化碳；请你回答：（1）该同学的猜想是否严谨？若不严谨，请作补充。_。（2）请你对该实验装置予以评价_。【情景创新题】4（原创题）日本工业新闻报道了一条用炸药和碳粉炸出金刚石的消息，引起了许多人的兴趣，认为这种方法很新鲜。用爆炸方法生产金刚石是日本工业技术院化学研究所发明的。因为在爆炸的瞬间，可以产生40万个大气压的超高压和的超高温。按以往用石墨在加2万个大气压就能“压”出金刚石的情况，爆炸式时产生的超高压和高温条件应该说完全可以“压”出金刚石。科研人员把装有炸药和碳粉的银制敞口容器，沉入到一个直径、深约的混凝土制成的水槽内。这样在爆炸时，其中的碳粉就基本上处于缺氧的条件下（深水中当然也有少量的氧，但微不足道），不会使碳燃烧成二氧化碳或一氧化碳。操作员一按电钮，只听水槽内轰的一声闷响，爆炸就算完成了。然后，将容器里的水取出来静置，让炸出的金刚石自然沉淀。请同学们结合上述材料回答下列有关问题：（1）下列叙述不属于金刚石用途的是_。A用来裁玻璃B琢磨成璀璨夺目的钻石C润滑剂D用作钻探机钻头（2）日本科研人员用来制金刚石用途的是_（填“碳粉”或“石墨”），所发生的变化属于_（填“物理”或“化学”）变化。（3）我们知道单质碳在高温下极易与氧气反应生成或，不可能制出金刚石，请根据上述资料说说科研人员是怎样克服这一问题的。_。（4）中国科学技术大学化学家在和高压下，利用金属钠与二氧化碳作用得到了金刚石和碳酸钠，且金刚石的颗粒有望达到宝石级大小，它将天然金刚石开采业带来极大挑战。请写出这一反应化学方程式_。参考答案1B 解析：和虽然组成元素相同，但它们不是单质；冰和干冰组成元素不同，且均是化合物，不是单质；液氧和氧气虽然是同种元素组成单质，但它们是同一种物质，只是状态不同而已。2B 解析：假设混合气体是和，则说明的碳元素均来自，求得混合气体中二氧化碳的质量分数为：，推知氮气的质量分数为：；假设混合气体是和，则说明的碳元素均来自，求得混合气体中二氧化碳的质量分数为：，推知氮气的质量分数为：。因混合气体是、和三种物质组成的，故混合气体中氮气质量分数应该在之间。3（1）不严谨 还可能是二氧化碳和一氧化碳的混合气体（2）该装置的缺陷是：若产生的气体中有一氧化碳，则会造成空气污染解析：本题对生成气体只作出两种猜想，遗漏了生成气体还可能是一氧化碳和二氧化碳混合气这一猜想，导致题给装置无法验证存在，再有从环保角度思考，该装置对反应产生的有毒的气体，没有作燃烧处理，会对环境造成影响。 4（1）C （2）碳粉 （3）使碳粉在缺氧条件下合成金刚石（4）（金刚石） 解析：金刚石最大用途体现在它的硬度大，可用作钻探机钻头和裁玻璃，又因其璀璨夺目常温下性质稳定常用作装饰钻石；根据资料可知日本科研人员用来制金刚石的原料是碳粉，因碳粉和金刚石的结构（既碳原子排列方式）不同，它们属于两种不同碳单质，因此用碳粉制造金刚石变化属于化学变化。问题（3）科研人员是在缺氧条件将碳粉“炸”成金刚石的，因没有氧气，碳粉无法变成或。问题（4）该反应的反应物是钠和二氧化碳，生成物是金刚石（碳）和碳酸钠，并根据化学方程式书写步骤完成书写和配平。课题2 二氧化碳制取的研究【培优训练题】1（黄冈初赛）已知碳酸氢钙易溶于水，受热易分解，分解反应的化学方程式为：。现要用实验方法证明上述反应的产物。请回答有关问题：（1）写出分解碳酸氢钙所需的主要仪器名称：_。（2）在实验中，有人提出必须先检验分解产物碳酸钙，再检查二氧化碳，你认为该建议是否正确？（3）阐述如何用实验方法证明分解产物中有碳酸钙？（4）简述如何用实验方法证明分解产物中有碳酸钙？2（大庆市初赛）为了测定某石灰石矿样的纯度（其中所含杂质不与酸反应），某同学按如下流程进行实验：用盐酸溶解矿样干燥所得气体用溶液吸收气体根据溶液的增重计算矿样的纯度实验过程中所取矿样的质量为。实验装置如下图所示： （1）为溶解矿样的装置，若已准备了长颈漏斗、双孔橡皮塞、导气管，为完成溶解至少需要的实验仪器是_。（2）中发生反应的化学方程式_。（3）中所盛试剂是_。（4）根据上述装置进行实验，下列情况会使实验结果产生偏差的是_。（填序号）实验开始前，、装置及导管内残留有少量空气进入装置的气体中还混有少量气体气体通过速度过快，二氧化碳来不及被溶液全部吸收实验结束时，系统内还残留有少量二氧化碳气体（5）将插入溶液的管子下端改成具有多孔的球泡（图中的），有得于提高实验的准确度，其理由是_。（6）改进实验装置并进行正确的操作，可以正确测定处矿样的纯度。若此时装置在实验后其质量增加了，则该矿样的纯度为_。【情景创新题】3（原创题）克娄巴特拉七世是托勒密王朝的末代女王，是历史上有名的艳后。父亲死后，她与兄弟共同统治富饶的埃及。公元前48年，她在罗马统帅恺撒的帮助下，击败兄弟而独霸王位，将价值连城的王冠戴在自己的头上，王冠上镶有一颗珍珠是当时世界上最大的珍珠，明叫“埃及的眼泪”。 公元前44年，恺撒被人刺死，其部下安东尼举兵进攻埃及，克娄巴特拉七世无法抵抗安东尼的进攻，准备投降并以“埃及的眼泪”并把它吞到肚子里去了。女王想杀了女佣取出珍珠，但又怕被玷污的东西送人反而是一种亵渎。犹豫之时，王妹突然建议说：“让她喝醋，醋喝多了她就会泻个不停，一定会把珍珠泻下来。”于是女王令人一个劲地给女佣灌醋，女佣果真泻个不停，但始终没有见珍珠下来。请根据题给材料完成下列探究：猜想与假设你认为“珍珠”主要成份可能是_，理由是_。实验设计若证明你的猜想正确，设计实验如下：取一个小玻璃板，放入少量珍珠粉末，然后加入一些醋精（主要成分时醋酸）立即用蘸有澄清石灰水玻璃片盖住。实验现象你观察到现象是_。实验结论根据实验现象推出你的猜想正确。已知，请你写出碳酸钙与酸醋反应化学方程式_。反应与应用医疗上，可以用珍珠粉治疗胃酸（主要成份是盐酸）过多症，原理是_。参考答案1（1）铁架台（含铁夹）、酒精灯、大试管、带单孔塞的导气管（2）不正确（3）将产生的气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，证明分解产物中有二氧化碳。（4）待碳酸氢钙受热分解的大试管冷却，向其中加入水，振荡，有不溶于水的白色固体存在，在不溶于水的固体中加入稀盐酸，固体全部溶解，且产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体，由此证明碳酸氢钙分解产物中有碳酸钙。解析：根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，因此实验室一般用澄清石灰水检验二氧化碳气体；依据实验室制取二氧化碳反应原理，证明碳酸钙一般用稀盐酸和澄清石灰水，根据观察石灰水变化确定碳酸钙是否存在。2（1）锥形瓶（2） （3）浓 （4）（5）可增大气体与溶液的接触面积，使气体充分被吸收（6）81.8解析：依据实验制取二氧化碳实验装置可知，该反应的反应容器是锥形瓶；浓硫酸具有吸水性，因此装置盛有浓硫酸干燥中产生；多孔的球泡可以增大气体与液体接触面积，便于气体充分被吸收；装置增加的质量为，即为碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳质量，抓住质量求出矿石中碳酸钙质量，进而求出矿石样品中碳酸钙质量分数。3猜想与假设碳酸钙 碳酸钙与酸反应导致珍珠溶解实验现象珍珠粉逐渐减少，且表面冒出气泡；澄清石灰水变浑浊实验结论 反应与应用珍珠中含有大量的碳酸钙，能与胃液中盐酸反应，减少胃液中盐酸含量，缓解病症。课题3 二氧化碳和一氧化碳【培优训练题】1（河南初赛）下列说法正确的是（ ）A用煤炉取暖时，在炉子上放一盆水可以防止一氧化碳中毒B干冰灭火器灭火只是利用了二氧化碳的化学性质C、四种物质中，碳元素的化合价从是由高到低顺序排列的D相同质量的、分别与足量盐酸反应，反应后生成的质量多2（全国初赛）二氧化碳是导致温室效应的主要气体，同时，它也是一种宝贵的碳氧资源，在地球上它的含量比天然气、石油和煤的总和还多数倍。（1）以和合成尿素是固定和利用的成功范例，写出经以上途径合成尿素的化学方程式_。若按上述方法生产1000万吨尿素，可固定的将达_。万吨。（2）英国自然杂质在2005年报道，目前海洋表层海水中溶解的 处于饱和状态，海洋吸收大气中的可以减弱温室效应，但却使海水中碳酸钙浓度降低，该变化的方程式为。海水中浓度降低会造成_。【情景创新题】3（原创题）每年3月23日晚8时30分至9时30分，“地球一小时”如约而至，全国数十个城市、数亿人参与其中，力诺瑞特也第三次参与全球互联，与全球4000多座城市共享“熄灯一小时”的美丽黑暗。2012年3月23日晚上20点30分，凯德中国旗下的凯德置地、凯德商用、雅诗阁中国和凯德惠居（中国）分布在全国37个城市的80家物业将同时熄灯10小时。凯德中国一直致力于绿色环保事业，今年更是加大了参与度，旗下参与物业数量比去年增加，从去年的60个物业扩展到80个物业以表达公司始终坚持“为了明天，共筑绿色”的环保理念和决定。请根据材料回答下列问题：（1）近年来大气中二氧化碳碳含量不断上升的主要原因是_，自然界中消耗二氧化碳的主要途径是_