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二、填空与简答题(本大题包括2小题,共20分)
13.(10分)(2026·苏州期中)将二氧化碳转化为有机物是实现“碳中和”的途径之一,我国科学家研制了全球首套捕集二氧化碳合成甲醇$(\ce{CH_{3}OH})$的装置,有利于实现“碳中和”。以下是将二氧化碳在一定条件下转化成$\ce{CH_{3}OH}$的流程图。
【查阅资料】甲醇常温下是一种无色液体,易溶于水,熔点为$-97.8\ °\mathrm{C}$,沸点为$64.7\ °\mathrm{C}$。
(1)二氧化碳和甲醇中都含有碳
(2)自然界中消耗二氧化碳的主要途径是植物的光合作用。光合作用中能量的转化方式为
(3)请写出铁粉和水蒸气发生反应的化学方程式
(4)要从$\ce{CH_{3}OH}$和$\ce{H_{2}O}$的混合物中分离出$\ce{CH_{3}OH}$,可选择蒸馏的方法。则蒸馏时应控制温度为
A. 低于$-97.8\ °\mathrm{C}$
B. $-97.8$~$64.7\ °\mathrm{C}$
C. $64.7$~$100\ °\mathrm{C}$
D. 高于$100\ °\mathrm{C}$
13.(10分)(2026·苏州期中)将二氧化碳转化为有机物是实现“碳中和”的途径之一,我国科学家研制了全球首套捕集二氧化碳合成甲醇$(\ce{CH_{3}OH})$的装置,有利于实现“碳中和”。以下是将二氧化碳在一定条件下转化成$\ce{CH_{3}OH}$的流程图。
【查阅资料】甲醇常温下是一种无色液体,易溶于水,熔点为$-97.8\ °\mathrm{C}$,沸点为$64.7\ °\mathrm{C}$。
(1)二氧化碳和甲醇中都含有碳
元素
(填“元素”或“单质”)。(2)自然界中消耗二氧化碳的主要途径是植物的光合作用。光合作用中能量的转化方式为
光能转化为化学能
。(3)请写出铁粉和水蒸气发生反应的化学方程式
$3Fe+4H_{2}O\xlongequal{高温}Fe_{3}O_{4}+4H_{2}$
。反应后,氢元素的化合价降低
(填“升高”“降低”或“不变”)。(4)要从$\ce{CH_{3}OH}$和$\ce{H_{2}O}$的混合物中分离出$\ce{CH_{3}OH}$,可选择蒸馏的方法。则蒸馏时应控制温度为
C
(填字母)。A. 低于$-97.8\ °\mathrm{C}$
B. $-97.8$~$64.7\ °\mathrm{C}$
C. $64.7$~$100\ °\mathrm{C}$
D. 高于$100\ °\mathrm{C}$
答案
元素
光能转化为化学能
$\ce{3Fe + 4H_{2}O\xlongequal{高温} Fe_{3}O_{4} + 4H_{2}}$
降低
C
光能转化为化学能
$\ce{3Fe + 4H_{2}O\xlongequal{高温} Fe_{3}O_{4} + 4H_{2}}$
降低
C
解析
【分析】
本题围绕二氧化碳转化为甲醇的流程，考查化学基础知识点，需逐一分析各小题：
1. 第(1)题：明确物质由元素组成，区分元素与单质的概念，判断二氧化碳和甲醇的组成；
2. 第(2)题：回忆光合作用的能量转化形式；
3. 第(3)题：根据流程图确定铁粉与水蒸气反应的产物，书写化学方程式，再分析反应前后氢元素化合价变化；
4. 第(4)题：结合甲醇和水的沸点，理解蒸馏分离的原理，选择合适的温度范围。
【解析】
(1) 物质由元素组成，二氧化碳（$\ce{CO_{2}}$）和甲醇（$\ce{CH_{3}OH}$）都含有碳元素，单质是同种元素组成的纯净物，故填“元素”；
(2) 植物光合作用是利用光能将二氧化碳和水转化为有机物，能量转化方式为光能转化为化学能；
(3) 根据流程图，铁粉与水蒸气在高温下反应生成$\ce{Fe_{3}O_{4}}$和$\ce{H_{2}}$，化学方程式为$\ce{3Fe + 4H_{2}O\xlongequal{高温} Fe_{3}O_{4} + 4H_{2}}$；反应前$\ce{H_{2}O}$中氢元素化合价为$+1$价，反应后生成$\ce{H_{2}}$（单质）中氢元素化合价为$0$价，故氢元素化合价降低；
(4) 蒸馏分离甲醇和水时，需让甲醇汽化而水保持液态，甲醇沸点为$64.7\ °\mathrm{C}$，水的沸点为$100\ °\mathrm{C}$，因此温度应控制在$64.7$~$100\ °\mathrm{C}$，选C。
【答案】
元素；光能转化为化学能；$\ce{3Fe + 4H_{2}O\xlongequal{高温} Fe_{3}O_{4} + 4H_{2}}$；降低；C
【知识点】
元素的概念、化学方程式书写、蒸馏原理
【点评】
本题结合“碳中和”的实际背景，考查化学基础知识点，涵盖元素组成、能量转化、化学方程式、化合价判断和物质分离，题目贴近生活，知识点基础，注重应用能力的考查。
【难度系数】
0.6
本题围绕二氧化碳转化为甲醇的流程，考查化学基础知识点，需逐一分析各小题：
1. 第(1)题：明确物质由元素组成，区分元素与单质的概念，判断二氧化碳和甲醇的组成；
2. 第(2)题：回忆光合作用的能量转化形式；
3. 第(3)题：根据流程图确定铁粉与水蒸气反应的产物，书写化学方程式，再分析反应前后氢元素化合价变化；
4. 第(4)题：结合甲醇和水的沸点，理解蒸馏分离的原理，选择合适的温度范围。
【解析】
(1) 物质由元素组成，二氧化碳（$\ce{CO_{2}}$）和甲醇（$\ce{CH_{3}OH}$）都含有碳元素，单质是同种元素组成的纯净物，故填“元素”；
(2) 植物光合作用是利用光能将二氧化碳和水转化为有机物，能量转化方式为光能转化为化学能；
(3) 根据流程图，铁粉与水蒸气在高温下反应生成$\ce{Fe_{3}O_{4}}$和$\ce{H_{2}}$，化学方程式为$\ce{3Fe + 4H_{2}O\xlongequal{高温} Fe_{3}O_{4} + 4H_{2}}$；反应前$\ce{H_{2}O}$中氢元素化合价为$+1$价，反应后生成$\ce{H_{2}}$（单质）中氢元素化合价为$0$价，故氢元素化合价降低；
(4) 蒸馏分离甲醇和水时，需让甲醇汽化而水保持液态，甲醇沸点为$64.7\ °\mathrm{C}$，水的沸点为$100\ °\mathrm{C}$，因此温度应控制在$64.7$~$100\ °\mathrm{C}$，选C。
【答案】
元素；光能转化为化学能；$\ce{3Fe + 4H_{2}O\xlongequal{高温} Fe_{3}O_{4} + 4H_{2}}$；降低；C
【知识点】
元素的概念、化学方程式书写、蒸馏原理
【点评】
本题结合“碳中和”的实际背景，考查化学基础知识点，涵盖元素组成、能量转化、化学方程式、化合价判断和物质分离，题目贴近生活，知识点基础，注重应用能力的考查。
【难度系数】
0.6
14.（10分）二氧化碳通入紫色石蕊溶液变成红色的化学方程式为
将过量的$\ce{CO_{2}}$通入澄清石灰水，起初可以观察到的现象是
$CO_{2}+H_{2}O\xlongequal{\ \ }H_{2}CO_{3}$
。将过量的$\ce{CO_{2}}$通入澄清石灰水，起初可以观察到的现象是
澄清石灰水变浑浊
，反应方程式为$CO_{2}+Ca(OH)_{2}\xlongequal{\ \ }CaCO_{3}\downarrow +H_{2}O$
；过一会变得澄清即获得碳酸氢钙溶液，此时加热又变浑浊，写出“加热又变浑浊”的化学方程式$Ca(HCO_{3})_{2}\xlongequal{△}CaCO_{3}\downarrow +H_{2}O+CO_{2}\uparrow$
。答案
$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$
澄清石灰水变浑浊
$ \mathrm {CO}_{2} + \mathrm {Ca}(\mathrm {OH)}_{2} = \mathrm {CaCO}_{3}↓ + \mathrm {H}_{2}\mathrm {O}$
$\ce{Ca(HCO_{3})_{2}\xlongequal{\Delta} CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
澄清石灰水变浑浊
$ \mathrm {CO}_{2} + \mathrm {Ca}(\mathrm {OH)}_{2} = \mathrm {CaCO}_{3}↓ + \mathrm {H}_{2}\mathrm {O}$
$\ce{Ca(HCO_{3})_{2}\xlongequal{\Delta} CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
解析
【分析】
本题考查二氧化碳的相关化学性质，解题思路如下：1. 二氧化碳通入紫色石蕊溶液变红，是因为CO₂与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性使石蕊变红，据此写出对应反应方程式；2. 过量CO₂通入澄清石灰水，初期CO₂与Ca(OH)₂反应生成碳酸钙白色沉淀，因此观察到溶液变浑浊，写出该反应方程式；3. 过量CO₂使碳酸钙转化为可溶的碳酸氢钙，溶液变澄清；加热碳酸氢钙时，碳酸氢钙不稳定，受热分解生成碳酸钙沉淀、水和二氧化碳，据此写出对应反应方程式。
【解析】
1. 二氧化碳与水反应生成碳酸，使紫色石蕊溶液变红，化学方程式为：$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$；
2. 过量CO₂通入澄清石灰水，初期CO₂与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀，因此观察到的现象是：澄清石灰水变浑浊，反应方程式为：$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}↓ + H_{2}O}$；
3. 加热碳酸氢钙时，碳酸氢钙受热分解生成碳酸钙沉淀、水和二氧化碳，化学方程式为：$\ce{Ca(HCO_{3})_{2}\xlongequal{\Delta} CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$。
【答案】
$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$；澄清石灰水变浑浊；$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}↓ + H_{2}O}$；$\ce{Ca(HCO_{3})_{2}\xlongequal{\Delta} CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
【知识点】
二氧化碳的化学性质；化学方程式书写；碳酸氢盐的分解
【点评】
本题围绕二氧化碳与水、氢氧化钙的反应及碳酸氢钙的分解展开，是初中化学中二氧化碳相关的基础考点，需准确掌握反应原理、实验现象及化学方程式的书写规范，整体难度适中，属于必掌握的基础内容。
【难度系数】
0.6
本题考查二氧化碳的相关化学性质，解题思路如下：1. 二氧化碳通入紫色石蕊溶液变红，是因为CO₂与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性使石蕊变红，据此写出对应反应方程式；2. 过量CO₂通入澄清石灰水，初期CO₂与Ca(OH)₂反应生成碳酸钙白色沉淀，因此观察到溶液变浑浊，写出该反应方程式；3. 过量CO₂使碳酸钙转化为可溶的碳酸氢钙，溶液变澄清；加热碳酸氢钙时，碳酸氢钙不稳定，受热分解生成碳酸钙沉淀、水和二氧化碳，据此写出对应反应方程式。
【解析】
1. 二氧化碳与水反应生成碳酸，使紫色石蕊溶液变红，化学方程式为：$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$；
2. 过量CO₂通入澄清石灰水，初期CO₂与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀，因此观察到的现象是：澄清石灰水变浑浊，反应方程式为：$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}↓ + H_{2}O}$；
3. 加热碳酸氢钙时，碳酸氢钙受热分解生成碳酸钙沉淀、水和二氧化碳，化学方程式为：$\ce{Ca(HCO_{3})_{2}\xlongequal{\Delta} CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$。
【答案】
$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$；澄清石灰水变浑浊；$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}↓ + H_{2}O}$；$\ce{Ca(HCO_{3})_{2}\xlongequal{\Delta} CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
【知识点】
二氧化碳的化学性质；化学方程式书写；碳酸氢盐的分解
【点评】
本题围绕二氧化碳与水、氢氧化钙的反应及碳酸氢钙的分解展开，是初中化学中二氧化碳相关的基础考点，需准确掌握反应原理、实验现象及化学方程式的书写规范，整体难度适中，属于必掌握的基础内容。
【难度系数】
0.6
三、实验与探究题(本大题包括2小题,共34分)
15.(18分)实验室现有高锰酸钾、块状石灰石、稀硫酸、稀盐酸、浓盐酸、棉花以及下列仪器及装置。
请回答下列问题:
(1)仪器①的名称是
(2)利用上述仪器和试剂制取氧气,反应的化学方程式为
(3)实验室常用装置B和
(4)选用C装置收集二氧化碳的原因是:在相同条件下,二氧化碳的密度比空气的密度
(5)若用装置G来干燥制取的二氧化碳,则气体应从
15.(18分)实验室现有高锰酸钾、块状石灰石、稀硫酸、稀盐酸、浓盐酸、棉花以及下列仪器及装置。
请回答下列问题:
(1)仪器①的名称是
长颈漏斗
。(2)利用上述仪器和试剂制取氧气,反应的化学方程式为
$2KMnO_{4}\xlongequal{△}K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+O_{2}\uparrow$
，利用装置A制氧气还需改进的地方是在试管口塞一团棉花
。在上述收集气体的装置中,不能用于收集氧气的是D
(填字母)。(3)实验室常用装置B和
块状石灰石、稀盐酸
(填试剂名称)制取$\ce{CO_{2}}$,其反应的化学方程式为$CaCO_{3}+2HCl\xlongequal{\ \ }CaCl_{2}+H_{2}O+CO_{2}\uparrow$
。若使用装置F作为制取$\ce{CO_{2}}$的发生装置。与装置B比较,除了利用废物的优点外,请写出另外一个优点:可以控制反应的发生和停止
。(4)选用C装置收集二氧化碳的原因是:在相同条件下,二氧化碳的密度比空气的密度
大
(填“大”或“小”)。(5)若用装置G来干燥制取的二氧化碳,则气体应从
b
(填“a”或“b”)管口进入。答案
长颈漏斗
$ 2\mathrm {KMnO}_{4}\xlongequal{∆} \mathrm {K}_{2}\mathrm {MnO}_{4} + \mathrm {MnO}_{2} + \mathrm {O}_{2}↑$
在试管口放一团棉花
D
块状石灰石、稀盐酸
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
可以控制
反应的发生与停止
大
b
$ 2\mathrm {KMnO}_{4}\xlongequal{∆} \mathrm {K}_{2}\mathrm {MnO}_{4} + \mathrm {MnO}_{2} + \mathrm {O}_{2}↑$
在试管口放一团棉花
D
块状石灰石、稀盐酸
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
可以控制
反应的发生与停止
大
b
解析
【分析】
本题围绕实验室制取氧气、二氧化碳的实验展开，需结合常见仪器名称、气体制取的反应原理、装置选择依据、装置改进的优点及气体干燥的要求逐一分析：
1. 识别仪器①的名称，直接观察装置B的仪器即可；
2. 制取氧气时，根据提供的试剂（高锰酸钾）确定反应，回忆高锰酸钾制氧气的装置注意事项（试管口放棉花），再结合氧气的密度和溶解性判断收集装置；
3. 制取二氧化碳需选择合适的试剂（块状石灰石和稀盐酸，排除稀硫酸的原因），写出反应方程式，分析装置F的优点（通过压强变化控制固液接触分离）；
4. 二氧化碳收集装置C的选择依据是密度比空气大；
5. 干燥二氧化碳时，洗气装置需“长进短出”，确定进气口。
【解析】
(1) 仪器①是长颈漏斗，用于添加液体药品。
(2) 提供的试剂中有高锰酸钾，加热高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$；用装置A制氧气时，为防止高锰酸钾粉末进入导管，需在试管口放一团棉花；氧气密度比空气大、不易溶于水，可用向上排空气法（C）或排水法（E）收集，不能用向下排空气法（D）。
(3) 实验室制取二氧化碳选用块状石灰石和稀盐酸（稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶的硫酸钙，会阻止反应持续进行，故不选），反应的化学方程式为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$；装置F中，关闭活塞时，装置内压强增大，液体被压入上方塑料瓶，固液分离，反应停止；打开活塞，压强减小，液体回落，固液接触，反应开始，故优点是可以控制反应的发生与停止。
(4) 二氧化碳的密度比空气大，因此可用向上排空气法（装置C）收集。
(5) 用装置G干燥二氧化碳时，气体需从长管（b口）进入，这样才能与浓硫酸充分接触，达到干燥效果（洗气装置遵循“长进短出”原则）。
【答案】
长颈漏斗；$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$；在试管口放一团棉花；D；块状石灰石、稀盐酸；$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$；可以控制反应的发生与停止；大；b
【知识点】
常见仪器名称；氧气的实验室制取；二氧化碳的实验室制取；气体的干燥与收集
【点评】
本题为初中化学基础实验题，综合考察实验室制取氧气、二氧化碳的核心知识点，涵盖仪器识别、反应原理、装置选择与改进、气体干燥等内容，注重实验细节的考查，难度适中，适合巩固实验基础。
【难度系数】
0.6
本题围绕实验室制取氧气、二氧化碳的实验展开，需结合常见仪器名称、气体制取的反应原理、装置选择依据、装置改进的优点及气体干燥的要求逐一分析：
1. 识别仪器①的名称，直接观察装置B的仪器即可；
2. 制取氧气时，根据提供的试剂（高锰酸钾）确定反应，回忆高锰酸钾制氧气的装置注意事项（试管口放棉花），再结合氧气的密度和溶解性判断收集装置；
3. 制取二氧化碳需选择合适的试剂（块状石灰石和稀盐酸，排除稀硫酸的原因），写出反应方程式，分析装置F的优点（通过压强变化控制固液接触分离）；
4. 二氧化碳收集装置C的选择依据是密度比空气大；
5. 干燥二氧化碳时，洗气装置需“长进短出”，确定进气口。
【解析】
(1) 仪器①是长颈漏斗，用于添加液体药品。
(2) 提供的试剂中有高锰酸钾，加热高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$；用装置A制氧气时，为防止高锰酸钾粉末进入导管，需在试管口放一团棉花；氧气密度比空气大、不易溶于水，可用向上排空气法（C）或排水法（E）收集，不能用向下排空气法（D）。
(3) 实验室制取二氧化碳选用块状石灰石和稀盐酸（稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶的硫酸钙，会阻止反应持续进行，故不选），反应的化学方程式为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$；装置F中，关闭活塞时，装置内压强增大，液体被压入上方塑料瓶，固液分离，反应停止；打开活塞，压强减小，液体回落，固液接触，反应开始，故优点是可以控制反应的发生与停止。
(4) 二氧化碳的密度比空气大，因此可用向上排空气法（装置C）收集。
(5) 用装置G干燥二氧化碳时，气体需从长管（b口）进入，这样才能与浓硫酸充分接触，达到干燥效果（洗气装置遵循“长进短出”原则）。
【答案】
长颈漏斗；$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$；在试管口放一团棉花；D；块状石灰石、稀盐酸；$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$；可以控制反应的发生与停止；大；b
【知识点】
常见仪器名称；氧气的实验室制取；二氧化碳的实验室制取；气体的干燥与收集
【点评】
本题为初中化学基础实验题，综合考察实验室制取氧气、二氧化碳的核心知识点，涵盖仪器识别、反应原理、装置选择与改进、气体干燥等内容，注重实验细节的考查，难度适中，适合巩固实验基础。
【难度系数】
0.6
