13. 从化合价和物质类别两个维度认识元素及其化合物的性质是学习化学的一种方式。如图是碳及其化合物的“化合价—物质类别”二维图。下列有关说法不正确的是()

A.a点对应的物质一定是由碳元素组成的单质
B.b点对应的物质是一种有毒气体,在生活中可作为燃料
C.c点对应的物质能燃烧
D.若d点对应的物质是$\ce{CaCO_{3}}$,$d→c$可通过分解反应实现
A.a点对应的物质一定是由碳元素组成的单质
B.b点对应的物质是一种有毒气体,在生活中可作为燃料
C.c点对应的物质能燃烧
D.若d点对应的物质是$\ce{CaCO_{3}}$,$d→c$可通过分解反应实现
答案
C
解析
逐一分析各选项:
1. 选项A:a点碳元素化合价为0,物质类别属于单质,因此对应物质一定是由碳元素组成的单质,该说法正确。
2. 选项B:b点是碳元素为+2价的氧化物,对应物质是CO,CO是有毒气体,具有可燃性,可作燃料,该说法正确。
3. 选项C:c点是碳元素为+4价的氧化物,对应物质是CO₂,CO₂不具有可燃性,不能燃烧,该说法错误。
4. 选项D:若d为CaCO₃,c为CO₂,碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,该反应属于分解反应,可通过分解反应实现d→c的转化,该说法正确。
综上,不正确的是选项C。
1. 选项A:a点碳元素化合价为0,物质类别属于单质,因此对应物质一定是由碳元素组成的单质,该说法正确。
2. 选项B:b点是碳元素为+2价的氧化物,对应物质是CO,CO是有毒气体,具有可燃性,可作燃料,该说法正确。
3. 选项C:c点是碳元素为+4价的氧化物,对应物质是CO₂,CO₂不具有可燃性,不能燃烧,该说法错误。
4. 选项D:若d为CaCO₃,c为CO₂,碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,该反应属于分解反应,可通过分解反应实现d→c的转化,该说法正确。
综上,不正确的是选项C。
14.向盛满二氧化碳的密闭装置内快速注入石灰浆(含有氢氧化钙的白色浑浊液)并振荡装置,测得压强变化曲线如图。下列说法错误的是()

A.曲线由①到②,压强增大,是因为石灰浆挤压了瓶内气体
B.曲线由②到③,压强几乎不变,是因为未振荡装置
C.曲线由③到④,压强迅速减小,是因为振荡装置后,二氧化碳与氢氧化钙溶液充分反应
D.曲线的变化可以解释为什么用澄清石灰水检验二氧化碳
A.曲线由①到②,压强增大,是因为石灰浆挤压了瓶内气体
B.曲线由②到③,压强几乎不变,是因为未振荡装置
C.曲线由③到④,压强迅速减小,是因为振荡装置后,二氧化碳与氢氧化钙溶液充分反应
D.曲线的变化可以解释为什么用澄清石灰水检验二氧化碳
答案
D
解析
逐一分析选项:A. 快速注入石灰浆时,液体占据装置内空间,挤压瓶内原有气体,使压强从①到②增大,该说法正确。B. ②到③阶段未振荡装置,二氧化碳和石灰浆接触不充分,反应进行程度很小,因此压强几乎不变,该说法正确。C. ③到④振荡装置后,二氧化碳与氢氧化钙充分接触发生反应,装置内CO₂被大量消耗,气体总量减少,压强迅速减小,该说法正确。D. 澄清石灰水检验二氧化碳的原理是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀,溶液出现明显浑浊现象,该曲线体现的是大量CO₂被吸收导致压强大幅下降,无法解释用澄清石灰水检验二氧化碳的原因,该说法错误。
二、非选择题
15.阅读科普短文,回答相关问题。
目前,新能源汽车大多数采用磷酸铁锂($LiFePO_4$)电池。
磷酸铁锂电池使用寿命与其使用温度息息相关。使用温度过低或者过高,在其充放电过程及使用过程均产生极大隐患,在秋冬季磷酸铁锂电池无法正常供电或供电电源过低,需调节工作环境温度以保持其性能。
电池内部电阻越低,电池的性能越好。生产该电池时,需添加适量的石墨烯作导电剂。石墨烯是从石墨中剥离出的单层石墨片(
),石墨烯的含量对$LiFePO_4$粉末电阻的影响如图
。
(1)石墨烯由构成。
(2)磷酸铁锂中,锂元素的化合价为+1,磷酸根($PO_4^{3-}$)的化合价为-3,则铁元素的化合价为。
(3)生产该电池时,当石墨烯含量在%时,电池性能最佳。
(4)下列说法正确的是(多选,填字母)。
A.石墨烯在常温下化学性质比较稳定
B.石墨烯可用作绝缘材料
C.$LiFePO_4$中只含有一种金属元素
D.该电池急需解决的问题是在温度过低或者过高环境中性能的稳定性
15.阅读科普短文,回答相关问题。
目前,新能源汽车大多数采用磷酸铁锂($LiFePO_4$)电池。
磷酸铁锂电池使用寿命与其使用温度息息相关。使用温度过低或者过高,在其充放电过程及使用过程均产生极大隐患,在秋冬季磷酸铁锂电池无法正常供电或供电电源过低,需调节工作环境温度以保持其性能。
电池内部电阻越低,电池的性能越好。生产该电池时,需添加适量的石墨烯作导电剂。石墨烯是从石墨中剥离出的单层石墨片(
(1)石墨烯由构成。
(2)磷酸铁锂中,锂元素的化合价为+1,磷酸根($PO_4^{3-}$)的化合价为-3,则铁元素的化合价为。
(3)生产该电池时,当石墨烯含量在%时,电池性能最佳。
(4)下列说法正确的是(多选,填字母)。
A.石墨烯在常温下化学性质比较稳定
B.石墨烯可用作绝缘材料
C.$LiFePO_4$中只含有一种金属元素
D.该电池急需解决的问题是在温度过低或者过高环境中性能的稳定性
答案
解:
(1) 碳原子
(2) 根据化合物中各元素正负化合价代数和为0,设铁元素的化合价为x,则$(+1) + x + (-3) = 0$,解得$x=+2$。
(3) 4
(4) AD
(1) 碳原子
(2) 根据化合物中各元素正负化合价代数和为0,设铁元素的化合价为x,则$(+1) + x + (-3) = 0$,解得$x=+2$。
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