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31.(7分)如图所示为自然界中的碳循环示意图。
(1)大气中的$\ce{CO_{2}}$含量升高，容易导致
(2)大气中部分$\ce{CO_{2}}$会溶解于海水中，导致海水酸化，其反应的化学方程式为
(3)自然界中，橄榄石(主要成分为$\ce{Mg_{2}SiO_{4}}$)的风化作用可以将大气中部分$\ce{CO_{2}}$转化为菱镁矿($\ce{MgCO_{3}}$)固定下来，同时生成二氧化硅($\ce{SiO_{2}}$)。其核心反应的化学方程式为$\ce{Mg_{2}SiO_{4} + 2CO_{2}=2MgCO_{3} + SiO_{2}}$，若一定量的橄榄石恰好吸收了$44\ \mathrm{g}\ \ce{CO_{2}}$，则反应生成的菱镁矿($\ce{MgCO_{3}}$)的质量是多少克？(写出计算过程)
(1)大气中的$\ce{CO_{2}}$含量升高，容易导致
温室效应
加剧。(2)大气中部分$\ce{CO_{2}}$会溶解于海水中，导致海水酸化，其反应的化学方程式为
$\ce{H_{2}O + CO_{2}=H_{2}CO_{3}}$
。(3)自然界中，橄榄石(主要成分为$\ce{Mg_{2}SiO_{4}}$)的风化作用可以将大气中部分$\ce{CO_{2}}$转化为菱镁矿($\ce{MgCO_{3}}$)固定下来，同时生成二氧化硅($\ce{SiO_{2}}$)。其核心反应的化学方程式为$\ce{Mg_{2}SiO_{4} + 2CO_{2}=2MgCO_{3} + SiO_{2}}$，若一定量的橄榄石恰好吸收了$44\ \mathrm{g}\ \ce{CO_{2}}$，则反应生成的菱镁矿($\ce{MgCO_{3}}$)的质量是多少克？(写出计算过程)
答案
温室效应
$\ce{H_{2}O + CO_{2} = H_{2}CO_{3}}$
解：设反应生成的菱镁矿$\ce{(MgCO_{3})}$的质量是x。
$ \ce{Mg_{2}SiO_{4} + 2CO_{2} = 2MgCO_{3} + SiO_{2}}$
88 168
44g x
$ \frac{88}{168}=\frac{44\mathrm{g}}{x}$，解得$x=84\mathrm{g}$。
所以反应生成的菱镁矿$\ce{(MgCO_{3})}$的质量是84g。
$\ce{H_{2}O + CO_{2} = H_{2}CO_{3}}$
解：设反应生成的菱镁矿$\ce{(MgCO_{3})}$的质量是x。
$ \ce{Mg_{2}SiO_{4} + 2CO_{2} = 2MgCO_{3} + SiO_{2}}$
88 168
44g x
$ \frac{88}{168}=\frac{44\mathrm{g}}{x}$，解得$x=84\mathrm{g}$。
所以反应生成的菱镁矿$\ce{(MgCO_{3})}$的质量是84g。
解析
【分析】
本题围绕自然界的碳循环展开，分三小问逐步考查相关知识点：
第(1)问需明确大气中CO₂含量升高的环境影响，CO₂是主要温室气体，过量会加剧温室效应；
第(2)问要理解CO₂与水的反应，CO₂溶解于水时会和水反应生成碳酸，导致海水酸化；
第(3)问是化学方程式的计算，需根据题目给出的反应方程式，找出CO₂和MgCO₃的质量关系，利用已知CO₂的质量，通过比例计算生成MgCO₃的质量，步骤为设未知量、写方程式、找相对质量、列比例式、求解作答。
【解析】
(1) 大气中的CO₂是主要的温室气体，其含量升高会使温室效应加剧，故此处填温室效应。
(2) CO₂与水反应生成碳酸，反应的化学方程式为：$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$。
(3) 解：设反应生成的菱镁矿（$\ce{MgCO_{3}}$）的质量为$x$。
写出反应的化学方程式：$\ce{Mg_{2}SiO_{4} + 2CO_{2} = 2MgCO_{3} + SiO_{2}}$
计算相关物质的相对质量：
$\ce{2CO_{2}}$的相对质量为$2×(12 + 16×2)=88$，$\ce{2MgCO_{3}}$的相对质量为$2×(24 + 12 + 16×3)=168$。
根据化学方程式，$\ce{2CO_{2}}$与$\ce{2MgCO_{3}}$的质量比为$88:168$，已知吸收$\ce{CO_{2}}$的质量为$44\ \mathrm{g}$，列比例式：
$\frac{88}{168}=\frac{44\ \mathrm{g}}{x}$
解得：$x=\frac{168×44\ \mathrm{g}}{88}=84\ \mathrm{g}$
答：反应生成的菱镁矿（$\ce{MgCO_{3}}$）的质量是84g。
【答案】
(1) 温室效应；(2) $\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$；(3) 84g
【知识点】
温室效应、二氧化碳的性质、根据化学方程式计算
【点评】
本题结合碳循环考查基础化学知识，涵盖环境问题、物质反应和化学计算，属于初中化学基础题型，侧重对核心知识点的应用，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题围绕自然界的碳循环展开，分三小问逐步考查相关知识点：
第(1)问需明确大气中CO₂含量升高的环境影响，CO₂是主要温室气体，过量会加剧温室效应；
第(2)问要理解CO₂与水的反应，CO₂溶解于水时会和水反应生成碳酸，导致海水酸化；
第(3)问是化学方程式的计算，需根据题目给出的反应方程式，找出CO₂和MgCO₃的质量关系，利用已知CO₂的质量，通过比例计算生成MgCO₃的质量，步骤为设未知量、写方程式、找相对质量、列比例式、求解作答。
【解析】
(1) 大气中的CO₂是主要的温室气体，其含量升高会使温室效应加剧，故此处填温室效应。
(2) CO₂与水反应生成碳酸，反应的化学方程式为：$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$。
(3) 解：设反应生成的菱镁矿（$\ce{MgCO_{3}}$）的质量为$x$。
写出反应的化学方程式：$\ce{Mg_{2}SiO_{4} + 2CO_{2} = 2MgCO_{3} + SiO_{2}}$
计算相关物质的相对质量：
$\ce{2CO_{2}}$的相对质量为$2×(12 + 16×2)=88$，$\ce{2MgCO_{3}}$的相对质量为$2×(24 + 12 + 16×3)=168$。
根据化学方程式，$\ce{2CO_{2}}$与$\ce{2MgCO_{3}}$的质量比为$88:168$，已知吸收$\ce{CO_{2}}$的质量为$44\ \mathrm{g}$，列比例式：
$\frac{88}{168}=\frac{44\ \mathrm{g}}{x}$
解得：$x=\frac{168×44\ \mathrm{g}}{88}=84\ \mathrm{g}$
答：反应生成的菱镁矿（$\ce{MgCO_{3}}$）的质量是84g。
【答案】
(1) 温室效应；(2) $\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$；(3) 84g
【知识点】
温室效应、二氧化碳的性质、根据化学方程式计算
【点评】
本题结合碳循环考查基础化学知识，涵盖环境问题、物质反应和化学计算，属于初中化学基础题型，侧重对核心知识点的应用，难度适中。
【难度系数】
0.7
32. (6分)“富氧空气”是指氧气含量显著高于普通空气的气体混合物,在工业生产中有着重要应用。小乐对“富氧空气”开展了如下研究:
(1)如图甲所示为“沸石分子筛”制氧机,分子筛可吸附空气中的氮气,通过调节旋钮可获得不同浓度的“富氧空气”。据图甲分析,“8”代表的是
(2)用图乙所示的装置和试剂测定(1)中获得的“富氧空气”中氧气的体积分数,集气瓶中“富氧空气”的体积为200mL,燃烧匙内的白磷足量,量筒内盛有100mL水。操作如下:①用放大镜聚焦点燃白磷,待其充分反应后,将装置冷却至室温。②打开止水夹,待右侧量筒内的液面不再变化时,排出气球中的气体,调节两边液面在同一水平面上,读出量筒内水的体积为20mL。实验测得“富氧空气”中氧气的体积分数为
(3)如图丙所示为重油、褐煤在氧气含量不同的空气中燃烧,得到的氧气含量与产生烟气量的关系图,据图丙分析,工业上减少燃料燃烧产生的尾气污染的措施是
(1)如图甲所示为“沸石分子筛”制氧机,分子筛可吸附空气中的氮气,通过调节旋钮可获得不同浓度的“富氧空气”。据图甲分析,“8”代表的是
氮
分子。(2)用图乙所示的装置和试剂测定(1)中获得的“富氧空气”中氧气的体积分数,集气瓶中“富氧空气”的体积为200mL,燃烧匙内的白磷足量,量筒内盛有100mL水。操作如下:①用放大镜聚焦点燃白磷,待其充分反应后,将装置冷却至室温。②打开止水夹,待右侧量筒内的液面不再变化时,排出气球中的气体,调节两边液面在同一水平面上,读出量筒内水的体积为20mL。实验测得“富氧空气”中氧气的体积分数为
40%
。(3)如图丙所示为重油、褐煤在氧气含量不同的空气中燃烧,得到的氧气含量与产生烟气量的关系图,据图丙分析,工业上减少燃料燃烧产生的尾气污染的措施是
提高空气中氧气的含量(或使用“富氧空气”)
。答案
氮
40%
提高空气中氧气的含量(或使用“富氧空气”)
40%
提高空气中氧气的含量(或使用“富氧空气”)
解析
【分析】
第(1)题：根据题干，沸石分子筛吸附空气中的氮气，空气通过后得到富氧空气（氧气含量更高），说明被吸附的气体是氮气，结合图甲中分子的变化可判断“8”代表的分子。
第(2)题：白磷足量，可完全消耗集气瓶内的氧气，反应后冷却至室温，量筒内进入集气瓶的水的体积等于集气瓶内氧气的体积，据此计算氧气的体积分数。
第(3)题：分析图丙的曲线变化，氧气含量越高，燃料燃烧产生的烟气量越少，据此推导减少尾气污染的措施。
【解析】
(1) 由题意可知，沸石分子筛可吸附空气中的氮气，空气经过分子筛后得到氧气含量更高的富氧空气，说明被吸附的气体是氮气，因此“8”代表的是氮分子。
(2) 白磷足量，完全消耗集气瓶内的氧气，反应后冷却至室温，打开止水夹，量筒内进入集气瓶的水的体积等于氧气的体积：100mL - 20mL = 80mL。集气瓶中富氧空气体积为200mL，故氧气的体积分数为：$\frac{80mL}{200mL} × 100\% = 40\%$。
(3) 观察图丙，随着氧气含量增加，重油、褐煤燃烧产生的烟气量减少，因此工业上减少燃料燃烧尾气污染的措施是提高空气中氧气的含量（或使用“富氧空气”）。
【答案】
氮；40%；提高空气中氧气的含量(或使用“富氧空气”)
【知识点】
空气的组成；氧气含量的测定；燃料燃烧与氧气的关系
【点评】
本题结合工业制氧和燃料燃烧的实际场景，考查空气相关知识，需要结合实验原理和图像分析解决问题，注重知识的应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
第(1)题：根据题干，沸石分子筛吸附空气中的氮气，空气通过后得到富氧空气（氧气含量更高），说明被吸附的气体是氮气，结合图甲中分子的变化可判断“8”代表的分子。
第(2)题：白磷足量，可完全消耗集气瓶内的氧气，反应后冷却至室温，量筒内进入集气瓶的水的体积等于集气瓶内氧气的体积，据此计算氧气的体积分数。
第(3)题：分析图丙的曲线变化，氧气含量越高，燃料燃烧产生的烟气量越少，据此推导减少尾气污染的措施。
【解析】
(1) 由题意可知，沸石分子筛可吸附空气中的氮气，空气经过分子筛后得到氧气含量更高的富氧空气，说明被吸附的气体是氮气，因此“8”代表的是氮分子。
(2) 白磷足量，完全消耗集气瓶内的氧气，反应后冷却至室温，打开止水夹，量筒内进入集气瓶的水的体积等于氧气的体积：100mL - 20mL = 80mL。集气瓶中富氧空气体积为200mL，故氧气的体积分数为：$\frac{80mL}{200mL} × 100\% = 40\%$。
(3) 观察图丙，随着氧气含量增加，重油、褐煤燃烧产生的烟气量减少，因此工业上减少燃料燃烧尾气污染的措施是提高空气中氧气的含量（或使用“富氧空气”）。
【答案】
氮；40%；提高空气中氧气的含量(或使用“富氧空气”)
【知识点】
空气的组成；氧气含量的测定；燃料燃烧与氧气的关系
【点评】
本题结合工业制氧和燃料燃烧的实际场景，考查空气相关知识，需要结合实验原理和图像分析解决问题，注重知识的应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
