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2. 碳单质的性质和用途
(1)物理性质和用途:金刚石是天然存在的最硬的物质,可用来生产钻头等;石墨具有导电性和润滑性等,可用来制铅笔芯、作电极、作润滑剂等;木炭、活性炭具有吸附性,因此可作吸附剂等。
(2)化学性质和用途:具有可燃性,可作燃料;能还原金属氧化物,可冶炼金属。
专题二 二氧化碳与一氧化碳
专题三 实验室制取气体的基本思路和方法
1. 气体发生装置
依据反应物的状态和反应条件进行选择。
(1)固+固$\xrightarrow{△}$气,所选装置与“用高锰酸钾分解制取氧气”的装置类似。
(2)固+液$\xrightarrow{}$气,所选装置与制取$\ce{CO_{2}}$的装置类似。
2. 气体收集装置
(1)排空气法:密度与空气的密度相差较大,且不与空气中成分反应的气体。
(2)排水法:适用于难溶于水,且不与水发生反应的气体。
综合运用·融合
某小组对二氧化碳的来源、吸收、转化以及低碳措施产生兴趣,开启了“低碳行动”项目式学习探究之旅。
任务一:探究家庭中二氧化碳的来源。
【设计并进行实验】同学们走进厨房,用两个相同的塑料瓶分别收集了燃气灶炒菜前后灶台旁的气体。设计如图1所示实验,放在阳光下照射,观察水柱的移动情况。
【实验现象】红墨水水柱向
【实验结论】炒菜后空气中二氧化碳含量升高,说明燃气燃烧产生了二氧化碳。
任务二:实验室模拟吸收二氧化碳的原理。
【设计实验】
【反思评价】
(1)实验中发生反应的化学方程式为
(2)甲同学认为步骤Ⅱ不能证明二氧化碳与水发生了化学反应,还有待完善,请你补充一个对比实验:
任务三:制订低碳行动方案。
通过该项目的探究,小组同学对低碳行动有了新的认识,请补充完整。
(1)物理性质和用途:金刚石是天然存在的最硬的物质,可用来生产钻头等;石墨具有导电性和润滑性等,可用来制铅笔芯、作电极、作润滑剂等;木炭、活性炭具有吸附性,因此可作吸附剂等。
(2)化学性质和用途:具有可燃性,可作燃料;能还原金属氧化物,可冶炼金属。
专题二 二氧化碳与一氧化碳
专题三 实验室制取气体的基本思路和方法
1. 气体发生装置
依据反应物的状态和反应条件进行选择。
(1)固+固$\xrightarrow{△}$气,所选装置与“用高锰酸钾分解制取氧气”的装置类似。
(2)固+液$\xrightarrow{}$气,所选装置与制取$\ce{CO_{2}}$的装置类似。
2. 气体收集装置
(1)排空气法:密度与空气的密度相差较大,且不与空气中成分反应的气体。
(2)排水法:适用于难溶于水,且不与水发生反应的气体。
综合运用·融合
某小组对二氧化碳的来源、吸收、转化以及低碳措施产生兴趣,开启了“低碳行动”项目式学习探究之旅。
任务一:探究家庭中二氧化碳的来源。
【设计并进行实验】同学们走进厨房,用两个相同的塑料瓶分别收集了燃气灶炒菜前后灶台旁的气体。设计如图1所示实验,放在阳光下照射,观察水柱的移动情况。
【实验现象】红墨水水柱向
左
(填“左”或“右”)边移动。【实验结论】炒菜后空气中二氧化碳含量升高,说明燃气燃烧产生了二氧化碳。
任务二:实验室模拟吸收二氧化碳的原理。
【设计实验】
【反思评价】
(1)实验中发生反应的化学方程式为
$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$
。(2)甲同学认为步骤Ⅱ不能证明二氧化碳与水发生了化学反应,还有待完善,请你补充一个对比实验:
将用紫色石蕊溶液染成紫色的干燥纸花放入二氧化碳气体中,紫色石蕊纸花不变色,说明二氧化碳不能使紫色石蕊纸花变色
(描述实验过程及现象)。任务三:制订低碳行动方案。
通过该项目的探究,小组同学对低碳行动有了新的认识,请补充完整。
答案
任务一:【实验现象】左
任务二:【设计实验】Ⅰ.二氧化碳能溶于水
Ⅱ.溶液变红
【反思评价】(1)$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$
(2)将用紫色石蕊溶液染成紫色的干燥纸花放入二氧化碳气体中,紫色石蕊纸花不变色,说明二氧化碳不能使紫色石蕊纸花变色
任务三:乘坐公共交通工具出行(或开发利用新能源等,合理即可) 光合
$\ce{CO_{2} + 2NH_{3}\xlongequal{高温、高压}CO(NH_{2})_{2} + H_{2}O}$
任务二:【设计实验】Ⅰ.二氧化碳能溶于水
Ⅱ.溶液变红
【反思评价】(1)$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$
(2)将用紫色石蕊溶液染成紫色的干燥纸花放入二氧化碳气体中,紫色石蕊纸花不变色,说明二氧化碳不能使紫色石蕊纸花变色
任务三:乘坐公共交通工具出行(或开发利用新能源等,合理即可) 光合
$\ce{CO_{2} + 2NH_{3}\xlongequal{高温、高压}CO(NH_{2})_{2} + H_{2}O}$
解析
【分析】
本题围绕二氧化碳相关知识设计项目式探究，需结合实验原理、物质性质分析各任务：任务一需根据CO₂含量对瓶内压强的影响判断水柱移动方向；任务二需依据CO₂与水的反应原理书写方程式，通过对比实验排除CO₂直接使石蕊变色的可能；任务三需结合低碳理念和反应规律完成方案设计与化学方程式书写。
【解析】
任务一：燃气灶炒菜后，燃气燃烧产生CO₂，右侧塑料瓶内CO₂含量更高，CO₂为温室气体，阳光下照射时右侧瓶内压强更大，推动红墨水水柱向左移动。
任务二：(1)二氧化碳与水反应生成碳酸，据此书写化学方程式；(2)要证明是碳酸使石蕊变红，需排除CO₂的作用，设计干燥石蕊纸花放入CO₂中的对比实验，验证CO₂不能使石蕊变色。
任务三：低碳方案可从减少CO₂排放角度设计，如绿色出行；根据反应物（CO₂、NH₃）和生成物（尿素、水）及反应条件，书写化学方程式。
【答案】
任务一:【实验现象】左
任务二:【反思评价】(1)$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$；(2)将用紫色石蕊溶液染成紫色的干燥纸花放入二氧化碳气体中，紫色石蕊纸花不变色，说明二氧化碳不能使紫色石蕊纸花变色
任务三:乘坐公共交通工具出行(合理即可)；$\ce{CO_{2} + 2NH_{3}\xlongequal{高温、高压}CO(NH_{2})_{2} + H_{2}O}$
【知识点】
二氧化碳的性质；化学方程式书写；低碳措施
【点评】
本题以项目式探究形式考查二氧化碳相关知识，涵盖实验分析、化学用语、低碳理念等，注重知识应用与实验探究能力，整体难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕二氧化碳相关知识设计项目式探究，需结合实验原理、物质性质分析各任务：任务一需根据CO₂含量对瓶内压强的影响判断水柱移动方向；任务二需依据CO₂与水的反应原理书写方程式，通过对比实验排除CO₂直接使石蕊变色的可能；任务三需结合低碳理念和反应规律完成方案设计与化学方程式书写。
【解析】
任务一：燃气灶炒菜后，燃气燃烧产生CO₂，右侧塑料瓶内CO₂含量更高，CO₂为温室气体，阳光下照射时右侧瓶内压强更大，推动红墨水水柱向左移动。
任务二：(1)二氧化碳与水反应生成碳酸，据此书写化学方程式；(2)要证明是碳酸使石蕊变红，需排除CO₂的作用，设计干燥石蕊纸花放入CO₂中的对比实验，验证CO₂不能使石蕊变色。
任务三：低碳方案可从减少CO₂排放角度设计，如绿色出行；根据反应物（CO₂、NH₃）和生成物（尿素、水）及反应条件，书写化学方程式。
【答案】
任务一:【实验现象】左
任务二:【反思评价】(1)$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$；(2)将用紫色石蕊溶液染成紫色的干燥纸花放入二氧化碳气体中，紫色石蕊纸花不变色，说明二氧化碳不能使紫色石蕊纸花变色
任务三:乘坐公共交通工具出行(合理即可)；$\ce{CO_{2} + 2NH_{3}\xlongequal{高温、高压}CO(NH_{2})_{2} + H_{2}O}$
【知识点】
二氧化碳的性质；化学方程式书写；低碳措施
【点评】
本题以项目式探究形式考查二氧化碳相关知识，涵盖实验分析、化学用语、低碳理念等，注重知识应用与实验探究能力，整体难度适中。
【难度系数】
0.5
