1、阶段检测三碳和碳的氧化物燃料及其利用(时间:90分钟满分:100分)可能用到的相对原子质量:H 1C 12N 14O 16Cl 35.5Ca 40一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共45分)1.石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料,它是一种透明的良好导体,也是最薄、最硬的纳米材料。下列关于石墨烯的说法不正确的是()A.为白色固体B.硬度较大C.具有良好的导电性D.燃烧能生成二氧化碳解析石墨烯是由碳元素组成的,不是白色,A项错误。答案A2.下列说法中,正确的是()A.金刚石、石墨都是由碳原子构成的,硬度很大B.木炭不完全燃烧时会生成一氧化碳,同时吸收大量的热C.单质碳具有
2、氧化性,没有还原性D.固态二氧化碳俗称“干冰”,可用于人工降雨解析金刚石、石墨都是由碳原子构成的单质,金刚石很硬,石墨很软,A项错误;木炭不完全燃烧时会生成一氧化碳,同时放出大量的热,B项错误;单质碳具有还原性,不具有氧化性,C项错误;固态二氧化碳俗称“干冰”,升华时吸收大量的热,可用于人工降雨,D项正确。答案D3.下列有关二氧化碳的检验、制备和用途能达到目的的是()A.二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液中,溶液变蓝B.将燃着的木条伸入集气瓶,火焰立即熄灭,证明瓶内原有气体就是二氧化碳C.用块状石灰石和稀硫酸迅速制备大量二氧化碳D.可以用澄清石灰水检验二氧化碳的生成解析由于二氧化碳与水反应生成的是碳
3、酸,因此将二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液中,溶液变红,A项错误;由于二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧,因此将燃着的木条伸入到有二氧化碳的集气瓶中时,木条会熄灭,但能使木条熄灭的不一定是二氧化碳气体,也有可能是氮气,B项错误;由于稀硫酸和石灰石反应时生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在石灰石的表面,阻碍反应的进行,因此在实验室中制取二氧化碳不能用石灰石和稀硫酸,而是用石灰石和稀盐酸,C项错误;因为二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,因此可用澄清石灰水检验二氧化碳的生成,D项正确。答案D4.如图所示是二氧化碳的几种用途,其中既利用了它的物理性质,又利用了它的化学性质的是()解析二氧化碳能灭火的原因:(1)二氧化碳密
4、度比空气大,可以覆盖在可燃物上隔绝空气;(2)二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧。故D项既利用了二氧化碳的物理性质,又利用了它的化学性质。答案D5.一种新型绿色电池燃料电池,是把H2、CO、CH4等燃料和空气不断输入,直接氧化,使化学能转变为电能,被称为21世纪的“绿色”发电站。这三种物质可以作为燃料的主要原因是()A.都是无毒、无害的气体B.都可以燃烧并放出大量的热C.燃烧产物均为二氧化碳和水D.均在自然界中大量存在解析因为CO有毒,所以A错误;CO燃烧的产物只有CO2,没有水,故C错误;H2、CO在自然界中的含量并不多,故D错误;H2、CO、CH4燃烧都有热量放出,故选项B符合题意。答案B6.在
5、实验室里,利用下列装置制取气体的方法正确的是()A.二氧化锰和氯酸钾制取氧气B.大理石和稀盐酸制取二氧化碳C.二氧化锰和5%的过氧化氢溶液制取氧气D.铜和稀硫酸制取氢气解析氯酸钾和二氧化锰均为固体,制取氧气需要加热装置,A不正确;大理石和稀盐酸制取二氧化碳的发生装置正确但收集装置不正确,二氧化碳能溶于水,不能用排水法收集,B不正确;二氧化锰和过氧化氢溶液制取氧气不需要加热,可以用该装置,C正确;铜和稀硫酸常温下不能反应,不能用来制取氢气,D不正确。答案C7.如图是某空间站能量转化系统的部分示意图,其中燃料电池中的反应是2H2+O22H2O。下列有关说法不正确的是()A.含H的物质在此过程中没有
6、发生化学变化B.燃料电池系统将化学能转化为电能C.水的分解反应需要吸收能量D.该能量转化系统中的水可以循环使用解析此转化过程中含H的物质是水和氢气,水分解生成氢气和氧气是化学变化,氢气与氧气反应生成水也是化学变化,故可知含H的物质在此过程中发生了化学变化,A项错误;由图示的过程可知水电解系统实现由电能到化学能的转化,燃料电池系统实现由化学能到电能的转化,B项正确;由图示可知水的分解系统需要光电转换器提供的能量,所以水的分解反应需要吸收能量,C项正确;由转化图可知,该系统中水既可分解也可生成,是可以循环使用的,故D项正确。答案A8.如图为CO还原CuO“微型”实验装置(夹持仪器等略),已知:HC
7、OOHH2O+CO,下列说法错误的是()A.实验中所需CO可现制现用B.此装置可节约药品,污染小,现象明显C.此装置内空间较小,空气易排空,实验危险系数小D.该实验中所涉及反应的基本类型有分解反应和置换反应解析A.实验中所需CO可通过胶头滴管向热浓硫酸中加入甲酸的方法来制取一氧化碳,可现制现用,故正确;B.该套装置比较小,节约药品,产生的污染物也较少,现象比较明显,故正确;C.此装置内空间较小,空气易排空,实验危险系数小,故正确;D.甲酸在热的浓硫酸作用下分解为水和一氧化碳,属于分解反应;一氧化碳在加热的条件下与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,反应物是两种化合物,不符合置换反应的定义,故错误。答案
8、D9.下列说法不正确的是()A.可燃冰的主要成分是甲烷B.乙醇是一种很好的燃料,属于不可再生能源C.与煤炭相比,天然气燃烧产生的废气中,SO2等污染物较少D.天然气灶具若燃烧火焰呈现黄色,锅底出现黑色,则燃烧时应增大进空气量解析乙醇燃料通常是由农作物发酵而成,因此属于可再生能源。答案B10.下列叙述中不符合如图实验设计意图的是()A.说明一氧化碳具有还原性B.说明生成物二氧化碳的密度比空气大C.说明一氧化碳和氧化铜的反应需要加热D.可以防止有毒的一氧化碳气体对空气的污染解析本实验验证了一氧化碳能还原金属氧化物,具有还原性。为防止尾气中含有的CO对环境产生影响,采用点燃的方法除去,所以A、C、D
9、三项通过本装置都能体现出来;B项CO2密度比空气大在本实验中未得以验证。答案B11.某同学用如图所示装置进行实验,验证二氧化碳能与水反应(已知氮气的密度小于空气的密度),操作步骤如下:从b端通入氮气从分液漏斗中滴加适量水从a端通入二氧化碳将用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花放入广口瓶中从a端通入氮气从b端通入二氧化碳其中实验操作顺序最合理的是()A.B.C.D.解析要验证二氧化碳能与水反应生成碳酸,可以使用石蕊进行检验,首先将石蕊染成紫色的干燥纸花放入瓶内,通入二氧化碳,观察纸花不变色,证明二氧化碳不能使石蕊变色,从b端通入氮气,将二氧化碳排出,然后再将水滴下,纸花不变色,说明水不能使石蕊变红,从a
10、端通入二氧化碳,纸花变红,证明是二氧化碳与水发生了化学反应,故正确的顺序为,选D项。答案D12.从化学角度看,下列说法中错误的是()A.进入小煤窑严禁吸烟B.发现燃气(天然气、煤气或液化石油气等)泄漏,要及时点火检查出泄漏处C.炒菜时油锅着火,可用锅盖盖灭火焰D.面粉厂、加油站严禁烟火答案B13.现有CO、CO2混合气体,小芳同学按如下顺序进行操作(如图所示装置中a是弹簧夹,b是分液漏斗活塞):关b开a;通入混合气体;收集气体;关a开b;收集气体。通过上述操作,小芳()A.只收集到CO气体B.只收集到CO2气体C.先收集到CO气体,后收集到CO2气体D.先收集到CO2气体,后收集到CO气体解析
11、关b开a,将混合气体通入NaOH溶液,其中CO2与NaOH反应,而CO不反应,这样可先收集到CO;然后关a开b,稀盐酸与反应生成的Na2CO3溶液反应又生成CO2气体,这样又收集到CO2气体,所以答案选C。答案C14.通过如图所示实验得出的结论,其中正确的是()既可说明甲烷具有可燃性,又说明了甲烷是由氢元素和碳元素组成的既可说明二氧化碳的密度比空气大,又说明了二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧既可说明水是由氢元素、氧元素组成,又说明了水分子中氢原子和氧原子个数之比为21既可探究可燃物的燃烧条件,又说明了白磷的着火点比红磷低既可说明二氧化碳易溶于水,又说明了二氧化碳具有酸性A.B.C.D.答案C15.
12、实验室制取二氧化碳并验证其性质的实验装置如图所示,其叙述正确的是()A.中仪器甲是长颈漏斗B.说明CO2能使石蕊溶液变红C.可用于收集和检验气体D.只能验证其化学性质解析根据图可知,中仪器甲是长颈漏斗,A说法正确;中使石蕊溶液变红的为碳酸,而非CO2,B说法错误;因为二氧化碳的密度大于空气,则不可用于收集和检验CO2气体,C说法错误;能验证其化学性质,而不仅能验证其化学性质,还能验证其物理性质,故D错误。答案A二、填空题(本题包括5个小题,共23分)16.(4分)化学课上我们曾经观察过如图所示的实验。(1)实验中,铜片上的白磷很快燃烧,其化学反应方程式为。(2)该实验主要利用了铜片良好的性,燃
13、着的白磷熄灭后,去掉铜片上的白色固体,可看到铜片表面变黑,该黑色物质是(填化学式)。(3)烧杯中的水在实验中没有起到的作用是(填序号)。A.作反应物B.隔绝空气C.升高温度解析(1)白磷燃烧生成五氧化二磷,反应化学方程式为4P+5O22P2O5;(2)铜具有良好的导热性,能传递热量,铜片表面变黑是因为铜与氧气反应生成了氧化铜;(3)在此实验中,烧杯中的热水不仅提供热量,还将热水中的白磷隔绝氧气。答案(1)4P+5O22P2O5(2)导热CuO(3)A17.(6分)化学就在我们身边,现有稀盐酸小苏打熟石灰石墨甲烷生石灰,从中选择适当的物质按下列要求填空(填序号):(1)可做干电池电极的是;(2)
14、可用于金属表面除锈的是;(3)焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一是;(4)可用于改良酸性土壤的是;(5)天然气的主要成分是;(6)常用作食品干燥剂的是。解析(1)石墨具有良好的导电性,可做干电池电极;(2)铁锈的主要成分是氧化铁,能与盐酸反应生成氯化铁和水;(3)小苏打是碳酸氢钠的俗称,是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一;(4)氢氧化钙具有碱性,可用于改良酸性土壤;(5)天然气的主要成分是甲烷;(6)生石灰能与水反应,常用作食品干燥剂。答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)18.(3分)木炭在一定条件下燃烧既有CO2生成,也有CO生成。若要证明两种气体都存在,应先将气体通入澄清石灰水,澄清
15、石灰水变浑浊,证明有CO2存在。写出CO2与澄清石灰水反应的化学方程式:。然后将气体干燥后通过灼热的氧化铜,观察到,证明有CO存在。实验后向燃着的木炭上洒水使其熄灭,其灭火的原理是。答案CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O黑色粉末变为红色把可燃物的温度降到着火点以下19.(5分)能源和环境问题日益成为人们关注的焦点。(1)常见的化石燃料有煤、和天然气等。天然气(主要成分是CH4)在空气中完全燃烧的化学方程式是。(2)燃煤会影响环境。下列环境问题与燃煤没有直接关系的是(填序号,下同)。A.酸雨B.温室效应C.臭氧层破坏D.可吸入颗粒物增加(3)大气中CO2含量不断升高,使全球气候问题日趋严重
16、。如图为CO2参与的一种“碳转化”。下列物质中,属于有机物的是。A.CaCO3B.C2H5OHC.COCO2和H2在催化剂和加热条件下,可以转化为化工原料乙烯(C2H4),请将该反应的化学方程式补充完整:2CO2+6H2C2H4+4。解析(1)煤、石油、天然气属于化石燃料;甲烷燃烧会生成二氧化碳和水,其方程式为CH4+2O2CO2+2H2O;(2)煤燃烧能生成二氧化碳、二氧化硫等物质,还能产生大量的灰尘,生成的二氧化碳能产生温室效应,生成的二氧化硫能形成酸雨,产生的大量灰尘增加了空气中的可吸入颗粒物;(3)含有碳元素的化合物属于有机物,一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等除外,所以乙醇属于有机物;根据
17、质量守恒定律可知,元素种类、原子种类和个数在反应前后不变,可以判断出生成物是乙烯和水,其反应化学方程式为2CO2+6H2C2H4+4H2O。答案(1)石油CH4+2O2CO2+2H2O(2)C(3)BH2O20.(5分)A、B、C、D、E是初中化学常见的五种不同类别的物质,其中A、B、C中含有相同元素,B是导致“温室效应”的一种气体。图中“”表示相连的物质在一定条件下可以发生反应,“”表示物质间存在转化关系。(1)物质D是(写化学式),它的一种用途是。(2)写出图中有关反应的化学方程式:AB。C+E,其基本反应类型是。答案(1)NaOH或Ca(OH)2用于造纸或印染或石油加工等(或可作建筑材料
18、)(2)C+O2CO2CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2(或Na2CO3+H2SO4Na2SO4+H2O+CO2)复分解反应三、简答题(本题包括2个小题,共10分)21.(7分)某化学小组探究用大理石与盐酸反应制取二氧化碳气体,并进行性质实验。如图是有关实验的部分装置,请根据要求回答问题:(1)a仪器的名称为;甲同学用A和C组合制取二氧化碳,乙同学用B和C组合制取二氧化碳,你认为哪个组合更便于控制反应(填“甲”或“乙”)。(2)甲同学利用装置D进行性质实验时,观察到紫色石蕊溶液变红色,将红色液体充分加热未能重新变为紫色,你认为可能的原因是;为使上述红色液体加热后能重新变为紫色,在气
19、体通入装置D之前可接入如图装置(填字母序号),在该装置中发生的主要化学反应方程式为。(3)乙同学将CO2通入到氢氧化钠溶液中,无明显现象,经过思考讨论后,设计了如图G装置,使该反应有了明显现象,则装置G中的现象为。解析(1)通过分析题中所指仪器的作用可知,a是长颈漏斗,B装置可以利用气体的压强将固体和液体分离,所以乙组合更便于控制反应;(2)盐酸具有挥发性,所以甲同学利用装置D进行性质实验时,观察到紫色石蕊溶液变红色,将红色液体充分加热未能重新变为紫色,原因是:通入的二氧化碳气体中含有少量氯化氢气体,为使上述红色液体加热后能重新变为紫色,在气体通入装置D之前可接入装置F,碳酸氢钠和盐酸反应会生
20、成二氧化碳气体、氯化钠和水,化学方程式为NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2;(3)二氧化碳与氢氧化钠反应,导致锥形瓶内的压强减小,所以装置G中的现象为小气球逐渐膨胀起来。答案(1)长颈漏斗乙(2)通入的二氧化碳气体中含有少量氯化氢气体FNaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2(3)小气球逐渐膨胀起来(或小气球变大)22.(3分)一氧化碳气体在生产生活中有着广泛的应用。(1)下列对一氧化碳的有关描述中,错误的是(填序号)。A.组成:由碳原子和氧原子组成B.性质:能燃烧C.用途:可以作燃料D.危害:易与血液中的血红蛋白结合引起中毒(2)如图是一氧化碳还原氧化铜的装置。指出实验中能证明
21、发生了化学变化的证据(写一条)。解析CO是由CO分子构成的,一个CO分子由一个碳原子和一个氧原子构成,故A项错误。CO还原黑色粉末CuO生成红色的Cu和CO2,现象为黑色粉末变为红色物质。答案(1)A(2)黑色CuO变为红色物质(或澄清石灰水变浑浊)四、实验探究题(本题包括2个小题,共16分)23.(6分)(1)化石燃料是不可再生能源,包括煤、和天然气等。(2)下列不属于空气污染物的是。A.二氧化氮B.二氧化硫C.PM2.5D.氮气(3)二氧化碳是一种温室气体。某化学兴趣小组利用如下图所示装置对二氧化碳的性质进行验证:当打开K,反应一段时间后:D烧杯中(填“上层”或“下层”)的蜡烛先熄灭,说明
22、二氧化碳具有的物理性质是,具有的化学性质是。B处紫色石蕊溶液变成红色,C处澄清石灰水变浑浊。B处使紫色石蕊溶液变红的物质是;写出C处发生变化的化学方程式。解析化石燃料包括煤、石油、天然气,氮气是空气的主要成分,不属于空气污染物;由于二氧化碳的密度比空气的密度大且不支持燃烧也不燃烧,所以下层的蜡烛先熄灭;二氧化碳会溶于水生成碳酸,碳酸使紫色石蕊溶液变红,而不是二氧化碳,因为二氧化碳不具有酸性;二氧化碳与澄清石灰水反应的化学方程式为Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O。答案(1)石油(2)D(3)下层密度比空气的大不燃烧也不支持燃烧碳酸(H2CO3)CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O24
23、.(10分)某化学小组围绕燃烧与灭火的主题开展了相关活动。请你参与完成:【知识回忆】可燃物燃烧的必备条件是。【交流讨论】(1)改进后的装置(如图二)与图一相比,其优点是。欲使图二中的红磷着火,可将试管从水中取出并后才能对试管加热;(2)将装有某气体的大试管口朝下垂直插入水中,使管口罩住白磷(如图三所示),结果观察到了“水火相容”的奇观,则大试管中所装的气体可能是。【综合应用】“水火不相容”是指水能灭火,其实水有时也可以“生火”,比如钾遇水会立刻着火,因为钾遇水生成H2和一种碱,该反应是(填“吸热”或“放热”)反应,其生成的碱的化学式为。解析可燃物燃烧需满足两个条件:(1)与氧气接触,(2)温度
24、达着火点;图二中白磷燃烧产生的烟被有效收集,减少了污染;给试管内物质加热时,试管外壁必须干燥,以防试管炸裂;图三中白磷能够燃烧,是因为满足了白磷燃烧的条件;钾与水剧烈反应,产生大量的热,使钾熔成小球,浮在水面上,同时生成氢氧化钾。答案【知识回忆】与氧气接触且温度达到着火点【交流讨论】(1)减少污染(或更环保等)擦干(2)氧气(或空气等)【综合应用】放热KOH五、计算题(6分)25.某学校的学习小组对当地的石灰石矿区进行调查,测定石灰石中碳酸钙的质量分数,采用的方法如下:取该石灰石样品16 g,把80 g稀盐酸分四次加入,测量过程所得数据见下表(已知石灰石样品中含有的杂质不溶于水,也不与稀盐酸反
25、应)。请计算:序号加入稀盐酸的质量/g剩余固体的质量/g第1次2011第2次206第3次202.8第4次20n(1)上表中n的数值为。(2)样品中碳酸钙的质量分数是。(3)求盐酸中溶质的质量分数。解析(1)根据图表数据可知,第1、2次反应后固体物质减少的质量都为5g,而第3次反应后固体物质减少的质量为3.2g,说明此时碳酸钙已反应完全,不再产生气体,故表中n的数值为2.8;(2)根据图表数据可知,完全反应后,剩余固体物质的质量为2.8g,碳酸钙的质量分数=16g-2.8g16g100%=82.5%;(3)根据图表数据可知,第1、2次反应后固体物质减少的质量都为5g,说明20g稀盐酸恰好能与石灰石中的5g碳酸钙完全反应,根据碳酸钙与盐酸反应的化学方程式,即可计算出第一次参与反应的HCl质量,然后根据溶质的质量分数公式计算即可。答案(1)2.8(2)82.5%(3)解:设第一次参与反应的HCl质量为x。CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2100735 gx10073=5gx解得:x=3.65 g盐酸中溶质的质量分数为3.65g20g100%=18.25%答:盐酸中溶质的质量分数为18.25%。11
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