Question

4．2015年12月將在巴黎舉行《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第21屆締約國會議．多彩的“碳”，多姿的生活，讓我們一起走進“碳”的世界．
（1）浙江大學(xué)實驗室里誕生了世界上最輕的材料--“碳海綿”．由碳元素組成，具有多孔結(jié)構(gòu)，彈性好．它對石油有很強的吸附能力（不吸水），將吸入的石油擠出后仍可恢復(fù)原狀．下列關(guān)于碳海綿的說法正確的是ABC（填標(biāo)號）．
A．具有吸附性      B．可重復(fù)利用       C．可處理海上石油泄漏
（2）液態(tài)二氧化碳滅火器用于撲救檔案資料室發(fā)生的火災(zāi)，下列說法正確的是AB（填標(biāo)號）．
A．液態(tài)二氧化碳?xì)饣�后不會污染檔案資料
B．二氧化碳可覆蓋在燃燒物表面，隔絕空氣
C．液態(tài)二氧化碳?xì)饣瘯r吸熱，降低了可燃物的著火點
（3）據(jù)報道，科學(xué)家已經(jīng)研制出世界上最薄的材料--碳膜片，其厚度只有一根頭發(fā)的二十萬分之一．如圖1所示，這種碳膜片是由碳原子構(gòu)成的六邊形單元向外延展而成，下列有關(guān)碳膜片的說法中，正確的是A（填標(biāo)號）．

A．碳膜片屬于單質(zhì)       B．碳膜片與C₆₀是同一種物質(zhì)
C．碳膜片在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物和碳在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物不同
（4）小剛同學(xué)對碳及其重要化合物知識進行歸納、整理，并建構(gòu)了如圖2所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖．請回答下列問題：
①寫出括號內(nèi)一種含有碳元素物質(zhì)的化學(xué)式CO；
②轉(zhuǎn)化關(guān)系圖中由H₂CO₃→CO₂的反應(yīng)類型是分解反應(yīng)；
③CO₂常用于滅火，但鎂著火不能用 CO₂滅火，原因是它們能發(fā)生反應(yīng)生成另一種氧化物和炭黑，請寫出該反應(yīng)的文字表達式鎂+二氧化碳$\stackrel{點燃}{→}$氧化鎂+碳．
（5）二氧化碳是一種溫室氣體．某化學(xué)興趣小組利用如圖3所示裝置對二氧化碳的性質(zhì)進行驗證：

發(fā)生裝置A的優(yōu)點是可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止．
當(dāng)打開K，反應(yīng)一段時間后：
①D燒杯中下層（填“上層”或“下層”）的蠟燭先熄滅，說明二氧化碳具有的性質(zhì)是不燃燒不支持燃燒，密度比空氣大．
②B處紫色石蕊溶液變成紅色，C處澄清石灰水變渾濁．B處使紫色石蕊變紅的物質(zhì)是碳酸；寫出C處發(fā)生變化的文字表達式二氧化碳+氫氧化鈣→碳酸鈣+水．
（6）某同學(xué)欲測定一定質(zhì)量的大理石粉末與鹽酸充分反應(yīng)后生成二氧化碳的體積，實驗室制備二氧化碳的反應(yīng)原理的文字表達式碳酸鈣+鹽酸→氯化鈣+水+二氧化碳，其設(shè)計如圖4甲所示裝置進行實驗：

【實驗步驟】
①連接儀器，檢查裝置的氣密性；
②將實驗所用藥品裝入各儀器中，記錄量氣管初始刻度；
③打開分液漏斗活塞，加入足量稀鹽酸至不再有氣泡冒出．
在實驗過程中，若燒瓶和量氣管內(nèi)氣體壓強過大，可將水準(zhǔn)管下移（填“上提”或“下移”）．
④等恢復(fù)至室溫，并上提后，再次記錄量氣管刻度；
【交流討論】利用甲裝置，即使操作無失誤，由于加入的酸要占一定體積，也會導(dǎo)致測量結(jié)果偏大，某同學(xué)重新設(shè)計了一個如圖4乙的實驗裝置，利用該裝置實驗時，在氣密性良好的前提下，如果往錐形瓶中注入的稀鹽酸體積為V₁mL，充分反應(yīng)后，右側(cè)針筒中氣體的讀數(shù)為V₂ mL，則反應(yīng)生成的二氧化碳的體積為V₂-V₁ mL．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題意，“碳海綿”是已知最輕的固體材料，具備高彈性和疏松多孔的結(jié)構(gòu)，由碳元素組成，具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，彈性好．它對石油有很強的吸附能力（不吸水），將吸入的石油擠出后仍可恢復(fù)原狀，據(jù)此結(jié)合碳單質(zhì)的物理性質(zhì)進行分析判斷即可．
（2）根據(jù)二氧化碳滅火的原理進行解答．
（3）根據(jù)碳膜片的構(gòu)成分析物質(zhì)的組成、性質(zhì)、類別等．
（4）根據(jù)碳的單質(zhì)和化合物的轉(zhuǎn)化、發(fā)生的反應(yīng)分析回答；
（5）根據(jù)裝置的特點分析；①根據(jù)現(xiàn)象分析性質(zhì)；②根據(jù)二氧化碳與水氫氧化鈣的反應(yīng)分析；
（6）根據(jù)二氧化碳的制取原子、步驟和性質(zhì)分析回答．

解答 解：（1）A、“碳海綿”具有具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，彈性好，對石油有很強的吸附能力（不吸水），可知碳海綿具有吸附性，故選項說法正確．
B、“碳海綿”具有具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，彈性好，對石油有很強的吸附能力（不吸水），將吸入的石油擠出后仍可恢復(fù)原狀，則碳海綿可重復(fù)使用，故選項說法正確．
C、“碳海綿”對石油有很強的吸附能力（不吸水），可處理海上石油泄漏，故選項說法正確．
（2）A、液態(tài)二氧化碳?xì)饣�后不會污染檔案資料，故正確；
B、二氧化碳密度比空氣大，可覆蓋在燃燒物表面，隔絕空氣，從而起到滅火的作用，故正確；
C、液態(tài)二氧化碳?xì)饣瘯r吸熱，但是可燃物的著火點是不變的，不能降低，故錯誤；
（3）A．碳膜片由碳元素組成的純凈物，屬于單質(zhì)．故A正確；
B．碳膜片與C₆₀的構(gòu)成不同，屬于不同一種物質(zhì)，故B錯誤；
C．碳膜片在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物和碳在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物都是二氧化碳，故C錯誤；
（4）①由碳的單質(zhì)和氧化物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，括內(nèi)一種含有碳元素物質(zhì)是一氧化碳，化學(xué)式是CO．
②轉(zhuǎn)化關(guān)系圖中由H₂CO₃→CO₂的反應(yīng)是一種物質(zhì)生成了兩種物質(zhì)類型是分解反應(yīng)；
③CO₂常用于滅火，但鎂著火不能用 CO₂滅火，原因是它們能發(fā)生反應(yīng)生成另一種氧化物和炭黑，由質(zhì)量守恒定律可知應(yīng)生成了氧化鎂和碳，請寫出該反應(yīng)的文字表達式是：鎂+二氧化碳$\stackrel{點燃}{→}$氧化鎂+碳．
（5）由發(fā)生裝置A的特點可知，優(yōu)點是通過活塞的關(guān)閉或打開可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止．
①D燒杯中下層的蠟燭先熄滅，說明二氧化碳具有的性質(zhì)是：不燃燒不支持燃燒，密度比空氣大．
②B處紫色石蕊溶液變成紅色，C處澄清石灰水變渾濁．B處使紫色石蕊變紅的物質(zhì)是碳酸 碳酸顯酸性；C處發(fā)生變化的文字表達式：二氧化碳+氫氧化鈣→碳酸鈣+水．
（6）實驗室制備二氧化碳的反應(yīng)原理的文字表達式是：碳酸鈣+鹽酸→氯化鈣+水+二氧化碳；
【實驗步驟】
①連接儀器，檢查裝置的氣密性；
在實驗過程中，若燒瓶和量氣管內(nèi)氣體壓強過大，可將水準(zhǔn)管下移 保持壓強相同．
④等恢復(fù)至室溫，并上提后，保持壓強相同后再次記錄量氣管刻度；
【交流討論】由實驗的過程可知，反應(yīng)生成的二氧化碳的體積為 V₂-V₁ mL．
故答為：（1）ABC；（2）AB；（3）A；（4）①CO；②分解；③鎂+二氧化碳$\stackrel{點燃}{→}$氧化鎂+碳．（5 ）可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止①下層 不燃燒不支持燃燒，密度比空氣大．②碳酸，二氧化碳+氫氧化鈣→碳酸鈣+水．（6）碳酸鈣+鹽酸→氯化鈣+水+二氧化碳，【實驗步驟】①檢查裝置的氣密性；下移④上提；【交流討論】V₂-V₁．

點評 本題難度不大，物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途，理解題意、掌握常見碳單質(zhì)的性質(zhì)并能靈活運用是正確解答本題的關(guān)鍵．