登录
三、实验探究题(本题共3小题,共19分)
15.如图是实验室的部分实验装置,请回答有关问题。
(1)写出图中a仪器的名称:
(2)某同学在实验室用C、D装置制取二氧化碳,反应的化学方程式为
15.如图是实验室的部分实验装置,请回答有关问题。
(1)写出图中a仪器的名称:
长颈漏斗
。(2)某同学在实验室用C、D装置制取二氧化碳,反应的化学方程式为
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CO_{2}\uparrow + H_{2}O + CaCl_{2}}$
,C装置的优点为可以控制反应的发生和停止
。若用D装置收集氢气,进气口为c
(填“b”或“c”);氢气也可以选择E装置进行收集,因为氢气具有难溶于水且不与水反应
的性质。答案
15.(1) 长颈漏斗 (2) $\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CO_{2}\uparrow + H_{2}O + CaCl_{2}}$ 可以控制反应的发生和停止 c 难溶于水且不与水反应
解析
【分析】
第(1)问需识别常见实验仪器，根据装置图中a的结构特征确定其名称；第(2)问，制取二氧化碳的反应为碳酸钙与稀盐酸的反应，需正确书写化学方程式；C装置是带多孔隔板的固液不加热型发生装置，利用压强变化控制固液接触与分离，从而控制反应启停；收集气体时，根据气体密度选择万能瓶的进气口，排水法收集气体的依据是气体的溶解性和与水的反应性。
【解析】
(1) 图中a仪器为长颈漏斗，常用于添加液体药品，是实验室常见的仪器。
(2) 实验室制取二氧化碳的反应物是大理石（或石灰石，主要成分为$\ce{CaCO_{3}}$）和稀盐酸，反应的化学方程式为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$；C装置有多孔隔板，关闭活塞时，装置内压强增大，液体被压回长颈漏斗，固体与液体分离，反应停止，打开活塞，液体流下与固体接触，反应开始，因此优点是可以控制反应的发生和停止；氢气密度比空气小，用D装置（万能瓶）收集时，氢气应从短管c进气，空气从长管b排出；E装置为排水集气法，能收集氢气是因为氢气难溶于水且不与水反应。
【答案】
(1) 长颈漏斗；(2) $\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$；可以控制反应的发生和停止；c；难溶于水且不与水反应
【知识点】
常见实验仪器名称；实验室制取二氧化碳的反应原理；气体的收集方法
【点评】
本题围绕实验室气体制取的基础知识点展开，考查仪器识别、化学方程式书写、装置优缺点分析及气体收集依据，属于基础实验题型，侧重对实验基本操作和原理的掌握。
【难度系数】
0.8
第(1)问需识别常见实验仪器，根据装置图中a的结构特征确定其名称；第(2)问，制取二氧化碳的反应为碳酸钙与稀盐酸的反应，需正确书写化学方程式；C装置是带多孔隔板的固液不加热型发生装置，利用压强变化控制固液接触与分离，从而控制反应启停；收集气体时，根据气体密度选择万能瓶的进气口，排水法收集气体的依据是气体的溶解性和与水的反应性。
【解析】
(1) 图中a仪器为长颈漏斗，常用于添加液体药品，是实验室常见的仪器。
(2) 实验室制取二氧化碳的反应物是大理石（或石灰石，主要成分为$\ce{CaCO_{3}}$）和稀盐酸，反应的化学方程式为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$；C装置有多孔隔板，关闭活塞时，装置内压强增大，液体被压回长颈漏斗，固体与液体分离，反应停止，打开活塞，液体流下与固体接触，反应开始，因此优点是可以控制反应的发生和停止；氢气密度比空气小，用D装置（万能瓶）收集时，氢气应从短管c进气，空气从长管b排出；E装置为排水集气法，能收集氢气是因为氢气难溶于水且不与水反应。
【答案】
(1) 长颈漏斗；(2) $\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$；可以控制反应的发生和停止；c；难溶于水且不与水反应
【知识点】
常见实验仪器名称；实验室制取二氧化碳的反应原理；气体的收集方法
【点评】
本题围绕实验室气体制取的基础知识点展开，考查仪器识别、化学方程式书写、装置优缺点分析及气体收集依据，属于基础实验题型，侧重对实验基本操作和原理的掌握。
【难度系数】
0.8
16.作为关心人类命运的负责任大国，我国积极稳妥推进碳达峰碳中和。$\ce{CO_{2}}$的捕集与资源化利用是化学研究的热点，请回答下列问题。
【活动一】分析碳循环
(1)用学科观点分析碳循环，其中正确的是
A.变化观:每个人都在参与碳循环
B.守恒观:碳循环过程中各元素守恒，且化合价不变
C.平衡观:碳循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
D.粒子观:绿色植物的作用是使自然界中的氧原子总数增加
【活动二】探究碳“捕捉”
根据二氧化碳的性质，可以用水和一些溶液“捕捉”二氧化碳。为比较“捕捉”效果，小组同学设计如图2所示实验，装置a端连接气压传感器，测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图3所示。
(2)图2中，甲、乙、丙注射器内的试剂分别是水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液，$x$的数值为
(3)“碳捕捉与封存”是我国的一项先进技术，每年可从燃煤发电厂“捕捉”约1600万吨二氧化碳并对其进行压缩封存，减少二氧化碳的排放。二氧化碳气体可压缩的原因为
【活动三】计算碳转化
(4)二氧化碳可以转化为燃料。我国科学家成功研制出一种纳米纤维催化剂，可将二氧化碳转化成液体燃料乙醇，化学方程式为$\ce{2CO_{2} + 6H_{2}\xlongequal{\mathrm{一定条件}}C_{2}H_{5}OH + 3H_{2}O}$。如果用此方法处理22kg二氧化碳，使其完全反应，生成乙醇的质量为
【活动四】聚力助低碳
(5)实现“碳中和”需要世界各国的共同关注和努力。中国已积极采取多种措施，如调整能源结构，开发使用新能源等。青少年也应积极助力低碳，你的做法是
【活动一】分析碳循环
(1)用学科观点分析碳循环，其中正确的是
AC
（填字母）。A.变化观:每个人都在参与碳循环
B.守恒观:碳循环过程中各元素守恒，且化合价不变
C.平衡观:碳循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
D.粒子观:绿色植物的作用是使自然界中的氧原子总数增加
【活动二】探究碳“捕捉”
根据二氧化碳的性质，可以用水和一些溶液“捕捉”二氧化碳。为比较“捕捉”效果，小组同学设计如图2所示实验，装置a端连接气压传感器，测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图3所示。
(2)图2中，甲、乙、丙注射器内的试剂分别是水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液，$x$的数值为
30
；分析图3可知，“捕捉”二氧化碳效果最好的是丙
（填装置序号）。(3)“碳捕捉与封存”是我国的一项先进技术，每年可从燃煤发电厂“捕捉”约1600万吨二氧化碳并对其进行压缩封存，减少二氧化碳的排放。二氧化碳气体可压缩的原因为
分子间有间隔
。【活动三】计算碳转化
(4)二氧化碳可以转化为燃料。我国科学家成功研制出一种纳米纤维催化剂，可将二氧化碳转化成液体燃料乙醇，化学方程式为$\ce{2CO_{2} + 6H_{2}\xlongequal{\mathrm{一定条件}}C_{2}H_{5}OH + 3H_{2}O}$。如果用此方法处理22kg二氧化碳，使其完全反应，生成乙醇的质量为
11.5kg
。【活动四】聚力助低碳
(5)实现“碳中和”需要世界各国的共同关注和努力。中国已积极采取多种措施，如调整能源结构，开发使用新能源等。青少年也应积极助力低碳，你的做法是
随手关灯(合理即可)
（写一条即可）。答案
16.(1) AC (2) 30 丙 (3) 分子间有间隔 (4) 11.5kg (5) 随手关灯(合理即可)
解析
【分析】
本题围绕碳达峰碳中和主题，分四个活动考查化学知识应用：
1. 第(1)题需结合各学科观点逐一判断碳循环的选项：A选项结合人体呼吸参与碳循环；B选项注意化合价变化；C选项碳循环对大气气体含量的作用；D选项原子守恒的应用。
2. 第(2)题利用控制变量法确定试剂体积，再根据压强变化判断CO₂捕捉效果，压强越小捕捉效果越好。
3. 第(3)题从分子的性质解释气体可压缩的原因。
4. 第(4)题根据化学方程式，利用CO₂质量计算生成乙醇的质量，需注意相对分子质量的计算。
5. 第(5)题结合生活实际列举低碳做法，合理即可。
【解析】
(1) 逐一分析选项：
A. 人呼吸消耗氧气、排出二氧化碳，参与碳循环，正确；
B. 碳循环中如光合作用（CO₂→O₂），氧元素化合价从-2价变为0价，化合价改变，错误；
C. 碳循环通过光合作用和呼吸作用维持大气中氧气和二氧化碳含量相对稳定，正确；
D. 根据质量守恒定律，自然界中原子总数不变，绿色植物不会增加氧原子总数，错误；故选AC。
(2) 控制变量实验中，试剂体积需相同，甲、乙、丙试剂体积均为30，故x=30；压强越小说明CO₂被吸收越多，图3中丙对应的压强最小，捕捉效果最好。
(3) 二氧化碳是气体，分子间有间隔，加压时间隔减小，因此可压缩。
(4) 设生成乙醇的质量为x，根据化学方程式：
$\ce{2CO_{2} + 6H_{2}\xlongequal{\mathrm{一定条件}}C_{2}H_{5}OH + 3H_{2}O}$
相对质量：$2×44=88$，乙醇相对质量为46
则 $\frac{88}{46}=\frac{22kg}{x}$，解得 $x=\frac{22kg×46}{88}=11.5kg$。
(5) 生活中低碳做法如随手关灯、步行代替乘车等，合理即可。
【答案】
16.(1)AC (2)30 丙 (3)分子间有间隔 (4)11.5kg (5)随手关灯(合理即可)
【知识点】
碳循环、二氧化碳的性质、化学方程式计算
【点评】
本题结合热点“碳达峰碳中和”，将碳循环、二氧化碳性质、化学计算等知识点融入实际问题，考查学生的知识应用能力，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题围绕碳达峰碳中和主题，分四个活动考查化学知识应用：
1. 第(1)题需结合各学科观点逐一判断碳循环的选项：A选项结合人体呼吸参与碳循环；B选项注意化合价变化；C选项碳循环对大气气体含量的作用；D选项原子守恒的应用。
2. 第(2)题利用控制变量法确定试剂体积，再根据压强变化判断CO₂捕捉效果，压强越小捕捉效果越好。
3. 第(3)题从分子的性质解释气体可压缩的原因。
4. 第(4)题根据化学方程式，利用CO₂质量计算生成乙醇的质量，需注意相对分子质量的计算。
5. 第(5)题结合生活实际列举低碳做法，合理即可。
【解析】
(1) 逐一分析选项：
A. 人呼吸消耗氧气、排出二氧化碳，参与碳循环，正确；
B. 碳循环中如光合作用（CO₂→O₂），氧元素化合价从-2价变为0价，化合价改变，错误；
C. 碳循环通过光合作用和呼吸作用维持大气中氧气和二氧化碳含量相对稳定，正确；
D. 根据质量守恒定律，自然界中原子总数不变，绿色植物不会增加氧原子总数，错误；故选AC。
(2) 控制变量实验中，试剂体积需相同，甲、乙、丙试剂体积均为30，故x=30；压强越小说明CO₂被吸收越多，图3中丙对应的压强最小，捕捉效果最好。
(3) 二氧化碳是气体，分子间有间隔，加压时间隔减小，因此可压缩。
(4) 设生成乙醇的质量为x，根据化学方程式：
$\ce{2CO_{2} + 6H_{2}\xlongequal{\mathrm{一定条件}}C_{2}H_{5}OH + 3H_{2}O}$
相对质量：$2×44=88$，乙醇相对质量为46
则 $\frac{88}{46}=\frac{22kg}{x}$，解得 $x=\frac{22kg×46}{88}=11.5kg$。
(5) 生活中低碳做法如随手关灯、步行代替乘车等，合理即可。
【答案】
16.(1)AC (2)30 丙 (3)分子间有间隔 (4)11.5kg (5)随手关灯(合理即可)
【知识点】
碳循环、二氧化碳的性质、化学方程式计算
【点评】
本题结合热点“碳达峰碳中和”，将碳循环、二氧化碳性质、化学计算等知识点融入实际问题，考查学生的知识应用能力，难度适中。
【难度系数】
0.7
