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5.（2025·吉林）实验室制取气体的部分装置如图所示，回答下列问题。
（1）实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳，发生反应的化学方程式为
（2）用上述装置制取二氧化碳时，选择发生装置和收集装置的组合是
（3）证明二氧化碳是否集满的方法是
（1）实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳，发生反应的化学方程式为
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+
CO₂↑
。（2）用上述装置制取二氧化碳时，选择发生装置和收集装置的组合是
BD
（填序号）。（3）证明二氧化碳是否集满的方法是
将燃着的木条放在集气瓶口，若
木条熄灭，则表明二氧化碳已收集满
。答案
5. (1) CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
(2) BD
(3) 将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则表明二氧化碳已收集满
(2) BD
(3) 将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则表明二氧化碳已收集满
解析
【分析】
要解决这道题，需明确实验室制取二氧化碳的核心知识点：首先回忆反应原理，再根据反应物状态和反应条件选发生装置，根据气体密度和溶解性选收集装置，最后利用二氧化碳的性质确定验满方法。具体思路：（1）大理石与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，据此书写化学方程式；（2）发生装置看反应物状态和反应条件，收集装置看气体密度和溶解性；（3）利用二氧化碳不燃烧、不支持燃烧的性质验满。
【解析】
（1）大理石的主要成分是碳酸钙（$\ce{CaCO_{3}}$），与稀盐酸（$\ce{HCl}$）反应生成氯化钙（$\ce{CaCl_{2}}$）、水（$\ce{H_{2}O}$）和二氧化碳（$\ce{CO_{2}}$），化学方程式为：$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$；
（2）制取二氧化碳的反应物是固体（大理石）和液体（稀盐酸），反应不需要加热，因此发生装置选固液不加热型的$\mathrm{B}$；二氧化碳密度比空气大，且能溶于水，因此用向上排空气法收集，收集装置选$\mathrm{D}$，故组合为$\mathrm{BD}$；
（3）二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧，因此验满时将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明二氧化碳已集满。
【答案】
(1) $\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$
(2) $\mathrm{BD}$
(3) 将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则表明二氧化碳已收集满
【知识点】
实验室制取二氧化碳、气体发生与收集装置选择、二氧化碳的验满
【点评】
本题为实验室制取气体的基础题型，核心考察制取二氧化碳的反应原理、装置选择及验满方法，是化学实验的核心基础考点，侧重对基础知识的掌握，难度较低。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需明确实验室制取二氧化碳的核心知识点：首先回忆反应原理，再根据反应物状态和反应条件选发生装置，根据气体密度和溶解性选收集装置，最后利用二氧化碳的性质确定验满方法。具体思路：（1）大理石与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，据此书写化学方程式；（2）发生装置看反应物状态和反应条件，收集装置看气体密度和溶解性；（3）利用二氧化碳不燃烧、不支持燃烧的性质验满。
【解析】
（1）大理石的主要成分是碳酸钙（$\ce{CaCO_{3}}$），与稀盐酸（$\ce{HCl}$）反应生成氯化钙（$\ce{CaCl_{2}}$）、水（$\ce{H_{2}O}$）和二氧化碳（$\ce{CO_{2}}$），化学方程式为：$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$；
（2）制取二氧化碳的反应物是固体（大理石）和液体（稀盐酸），反应不需要加热，因此发生装置选固液不加热型的$\mathrm{B}$；二氧化碳密度比空气大，且能溶于水，因此用向上排空气法收集，收集装置选$\mathrm{D}$，故组合为$\mathrm{BD}$；
（3）二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧，因此验满时将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明二氧化碳已集满。
【答案】
(1) $\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$
(2) $\mathrm{BD}$
(3) 将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则表明二氧化碳已收集满
【知识点】
实验室制取二氧化碳、气体发生与收集装置选择、二氧化碳的验满
【点评】
本题为实验室制取气体的基础题型，核心考察制取二氧化碳的反应原理、装置选择及验满方法，是化学实验的核心基础考点，侧重对基础知识的掌握，难度较低。
【难度系数】
0.7
6.（2025·陕西）2025年5月14日，中国科学院宣布我国在探索高效率人工光合作用方面实现了新突破。
（1）高效率人工光合作用采用了新型催化剂，可直接将二氧化碳和水转化为液态燃料。其中生成甲醇的化学方程式为$2CO_2 + 4H_2O \xlongequal[光照]{光催化剂} 2CH_3OH + 3X$，则X是
（2）绿色植物在叶绿体内进行的自然光合作 用可表示为$6CO_2 + 6H_2O \xlongequal[叶绿体]{光照} C_6H_{12}O_6 + 6O_2$，则参加该反应的$CO_2$与$H_2O$的分子数目比为
（3）常温下，二氧化碳与水也能发生反应，该反应生成的物质是
（4）上述反应对环境均能带来的积极影响是
（1）高效率人工光合作用采用了新型催化剂，可直接将二氧化碳和水转化为液态燃料。其中生成甲醇的化学方程式为$2CO_2 + 4H_2O \xlongequal[光照]{光催化剂} 2CH_3OH + 3X$，则X是
O₂
。（2）绿色植物在叶绿体内进行的自然光合作 用可表示为$6CO_2 + 6H_2O \xlongequal[叶绿体]{光照} C_6H_{12}O_6 + 6O_2$，则参加该反应的$CO_2$与$H_2O$的分子数目比为
1:1
。（3）常温下，二氧化碳与水也能发生反应，该反应生成的物质是
碳酸（或H₂CO₃）
。（4）上述反应对环境均能带来的积极影响是
减少温室气体（或缓解温室效应增强）（答案合理即可）
（只写一条）。答案
6. (1) O₂
(2) 1:1
(3) 碳酸（或H₂CO₃）
(4) 减少温室气体（或缓解温室效应增强）（答案合理即可）
(2) 1:1
(3) 碳酸（或H₂CO₃）
(4) 减少温室气体（或缓解温室效应增强）（答案合理即可）
解析
【分析】
本题结合人工光合作用的新科技情境，考查化学基础知识点，解题思路如下：
(1) 利用质量守恒定律，反应前后原子的种类、数目不变，通过对比反应前后各原子的数量，推算未知物X的化学式；
(2) 化学方程式中，化学式前的计量数之比等于对应物质的分子数目之比，直接提取CO₂和H₂O的计量数即可；
(3) 回忆二氧化碳与水的常温反应产物，确定生成的物质；
(4) 结合反应消耗二氧化碳的特点，分析对环境的积极影响。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变。反应前：C原子2个，O原子2×2 + 4×1 = 8个，H原子4×2 = 8个；反应后已知物质中：C原子2个，H原子2×4 = 8个，O原子2×1 = 2个。因此3个X分子中含6个O原子，即1个X分子含2个O原子，故X为O₂；
(2) 化学方程式中，各物质的分子数目之比等于其化学式前的计量数之比。该反应中CO₂的计量数为6，H₂O的计量数为6，因此二者分子数目比为6:6 = 1:1；
(3) 常温下，二氧化碳与水发生化合反应，生成碳酸（H₂CO₃）；
(4) 上述反应均消耗二氧化碳，二氧化碳是导致温室效应的主要气体，因此积极影响是减少温室气体，缓解温室效应增强（合理即可）。
【答案】
(1) O₂
(2) 1:1
(3) 碳酸（或H₂CO₃）
(4) 减少温室气体（或缓解温室效应增强）（答案合理即可）
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式的意义、二氧化碳的化学性质
【点评】
本题结合前沿科技情境，考查初中化学核心基础知识点，涵盖质量守恒定律、化学方程式的计量数意义、二氧化碳的性质及环境影响，题目难度适中，注重知识的应用，适合学生巩固基础。
【难度系数】
0.7
本题结合人工光合作用的新科技情境，考查化学基础知识点，解题思路如下：
(1) 利用质量守恒定律，反应前后原子的种类、数目不变，通过对比反应前后各原子的数量，推算未知物X的化学式；
(2) 化学方程式中，化学式前的计量数之比等于对应物质的分子数目之比，直接提取CO₂和H₂O的计量数即可；
(3) 回忆二氧化碳与水的常温反应产物，确定生成的物质；
(4) 结合反应消耗二氧化碳的特点，分析对环境的积极影响。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变。反应前：C原子2个，O原子2×2 + 4×1 = 8个，H原子4×2 = 8个；反应后已知物质中：C原子2个，H原子2×4 = 8个，O原子2×1 = 2个。因此3个X分子中含6个O原子，即1个X分子含2个O原子，故X为O₂；
(2) 化学方程式中，各物质的分子数目之比等于其化学式前的计量数之比。该反应中CO₂的计量数为6，H₂O的计量数为6，因此二者分子数目比为6:6 = 1:1；
(3) 常温下，二氧化碳与水发生化合反应，生成碳酸（H₂CO₃）；
(4) 上述反应均消耗二氧化碳，二氧化碳是导致温室效应的主要气体，因此积极影响是减少温室气体，缓解温室效应增强（合理即可）。
【答案】
(1) O₂
(2) 1:1
(3) 碳酸（或H₂CO₃）
(4) 减少温室气体（或缓解温室效应增强）（答案合理即可）
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式的意义、二氧化碳的化学性质
【点评】
本题结合前沿科技情境，考查初中化学核心基础知识点，涵盖质量守恒定律、化学方程式的计量数意义、二氧化碳的性质及环境影响，题目难度适中，注重知识的应用，适合学生巩固基础。
【难度系数】
0.7
7.（2024·贵州）阅读下面科普短文，回答问题。
自然界中，天然金刚石较少。人工合成金刚石通常需要在高温高压条件下才能进行。近期，科学家在一个标准大气压、1025 ℃条件下，将硅融入镓、铁、镍组成的液态金属中，通入甲烷（CH₄）气体，硅（Si）与甲烷反应生成四氢化硅（SiH₄）和石墨（C），石墨在液态金属表面转化成金刚石薄膜，其转化过程如图1和图2所示。金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性，在多领域有广泛的应用。
（1）从宏观上看，甲烷由
（2）图1生成石墨的化学方程式为
（3）金刚石薄膜的性质有
自然界中，天然金刚石较少。人工合成金刚石通常需要在高温高压条件下才能进行。近期，科学家在一个标准大气压、1025 ℃条件下，将硅融入镓、铁、镍组成的液态金属中，通入甲烷（CH₄）气体，硅（Si）与甲烷反应生成四氢化硅（SiH₄）和石墨（C），石墨在液态金属表面转化成金刚石薄膜，其转化过程如图1和图2所示。金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性，在多领域有广泛的应用。
（1）从宏观上看，甲烷由
C、H（或碳、氢）
元素组成。从微观上看，金刚石由碳原子
构成。（2）图1生成石墨的化学方程式为
Si+CH₄ $\xlongequal{一定条件}$SiH₄+C
，图2变化的微观实质是碳原子的排列方式发生了改变
。（3）金刚石薄膜的性质有
良好的光学透明性和高度的化学稳定性
。答案
7. (1) C、H（或碳、氢） 碳原子
(2) Si+CH₄ $\xlongequal{一定条件}$SiH₄+C 碳原子的排列方式发生了改变
(3) 良好的光学透明性和高度的化学稳定性
(2) Si+CH₄ $\xlongequal{一定条件}$SiH₄+C 碳原子的排列方式发生了改变
(3) 良好的光学透明性和高度的化学稳定性
解析
【分析】
第(1)题：宏观上物质由元素组成，根据甲烷的化学式可判断其元素组成；金刚石是碳单质，微观构成是碳原子。第(2)题：需从短文中提取反应物、生成物及反应条件，书写化学方程式；石墨和金刚石均为碳单质，二者转化的微观本质是碳原子排列方式改变。第(3)题：直接从短文最后一句提取金刚石薄膜的性质即可。
【解析】
(1) 甲烷的化学式为$\ce{CH_{4}}$，宏观上由碳（C）、氢（H）元素组成；金刚石属于碳元素组成的单质，微观上由碳原子直接构成。
(2) 由短文可知，硅（$\ce{Si}$）和甲烷（$\ce{CH_{4}}$）在一定条件下反应生成四氢化硅（$\ce{SiH_{4}}$）和石墨（$\ce{C}$），据此书写化学方程式为$\ce{Si + CH_{4}\xlongequal{一定条件} SiH_{4} + C}$；图2是石墨转化为金刚石，该变化的微观实质是碳原子的排列方式发生了改变。
(3) 从短文最后一段“金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性”可直接提取其性质。
【答案】
(1) C、H（或碳、氢）；碳原子
(2) $\ce{Si + CH_{4}\xlongequal{一定条件} SiH_{4} + C}$；碳原子的排列方式发生了改变
(3) 良好的光学透明性和高度的化学稳定性
【知识点】
物质的宏观组成；化学方程式书写；碳单质的转化
【点评】
本题为科普阅读型化学题，结合材料信息考查化学基础知识，侧重信息提取能力，难度适中，只要仔细阅读短文即可顺利解答。
【难度系数】
0.7
第(1)题：宏观上物质由元素组成，根据甲烷的化学式可判断其元素组成；金刚石是碳单质，微观构成是碳原子。第(2)题：需从短文中提取反应物、生成物及反应条件，书写化学方程式；石墨和金刚石均为碳单质，二者转化的微观本质是碳原子排列方式改变。第(3)题：直接从短文最后一句提取金刚石薄膜的性质即可。
【解析】
(1) 甲烷的化学式为$\ce{CH_{4}}$，宏观上由碳（C）、氢（H）元素组成；金刚石属于碳元素组成的单质，微观上由碳原子直接构成。
(2) 由短文可知，硅（$\ce{Si}$）和甲烷（$\ce{CH_{4}}$）在一定条件下反应生成四氢化硅（$\ce{SiH_{4}}$）和石墨（$\ce{C}$），据此书写化学方程式为$\ce{Si + CH_{4}\xlongequal{一定条件} SiH_{4} + C}$；图2是石墨转化为金刚石，该变化的微观实质是碳原子的排列方式发生了改变。
(3) 从短文最后一段“金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性”可直接提取其性质。
【答案】
(1) C、H（或碳、氢）；碳原子
(2) $\ce{Si + CH_{4}\xlongequal{一定条件} SiH_{4} + C}$；碳原子的排列方式发生了改变
(3) 良好的光学透明性和高度的化学稳定性
【知识点】
物质的宏观组成；化学方程式书写；碳单质的转化
【点评】
本题为科普阅读型化学题，结合材料信息考查化学基础知识，侧重信息提取能力，难度适中，只要仔细阅读短文即可顺利解答。
【难度系数】
0.7
