Question

20．多彩的“碳”，多姿的生活，讓我們一起走進“碳”的世界．
（1）下列含碳元素的物質中，屬于有機物的是B（填字母序號）．
A．碳酸鈣       B．乙醇（C₂H₅OH）      C．二氧化碳
（2）化石燃料主要包括煤、石油和天然氣，他們都含有碳元素，其中天然氣的主要成分是CH₄（寫化學式）．
（3）2013年3月，浙江大學實驗室里誕生了世界上最輕的材料-“碳海綿”．（如圖1所示），主要成分是石墨烯和碳納米管，具有多孔結構，彈性好．下列關于碳海綿的說法正確的是AB（填字母序號）．
A．具有吸附性      B．在一定條件下可還原氧化銅     C．常溫下性質不穩定

（4）液態二氧化碳滅火器可用于撲救檔案資料室發生的火災，下列說法正確的有ABC（填標號）．
A．液態二氧化碳汽化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．液態二氧化碳汽化時吸熱，降低了可燃物的著火點
（5）二氧化碳是很重要的化工原料，如圖2，科學家設想利用太陽能加熱器“捕捉CO₂”、“釋放CO₂”，實現碳循環．
①步驟2的化學方程式為CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑．
②為確定步驟2中的碳酸鈣是否完全分解，設計的實驗步驟為：取樣品，加入稀鹽酸，看是否有氣泡產生．
③上述設想的優點有①②（填字母序號）．
a．原料易得且可循環利用    b．充分利用太陽能      c．可全地域全天候使用
④CO₂是寶貴的碳氧資源．CO₂和H₂在一定條件下可生成甲烷和水，該反應的化學方程式為CO₂+3H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CH₄+2H₂O．
（6）小剛同學對碳及其重要化合物知識進行歸納、整理，并建構了如圖3所示的轉化關系圖．
請回答下列問題：
①寫出括號內一種含有碳元素物質的化學式CO；
②轉化關系圖中由H₂CO₃→CO₂的反應類型是分解反應；
③CO₂常用于滅火，但鎂著火不能用 CO₂滅火，原因是它們能發生反應生成另一種氧化物和單質，請寫出該置換反應的化學方程式Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C．

Answer 1

分析 （1）根據有機物的定義進行分析；
（2）根據化石燃料包括煤、石油、天然氣，天然氣的主要成分是甲烷進行分析；
（3）根據“碳海綿”主要成分是石墨烯和碳納米管，具有多孔結構，彈性好進行分析；
（4）根據液態二氧化碳汽化吸熱，汽化后變成二氧化碳氣體，沒有殘留進行分析；
（5）①根據碳酸鈣在高溫的條件下反應生成氧化鈣和二氧化碳進行分析；
②根據碳酸鈣和鹽酸反應會生成二氧化碳氣體進行分析；
③a、根據上述設想中的原料是二氧化碳、氧化鈣，原料易得，反應過程中二氧化碳和氧化鈣既是步驟1的反應物，又是步驟2的生成物，可以循環使用進行分析解答；
b、根據反應的反應條件是光照和加熱，太陽能也能提供熱量進行分析解答；
c、根據從遮光的地方及陰天沒有太陽時就不能反應進行分析解答；
④根據二氧化碳和氫氣在一定條件下反應生成甲烷和水進行分析；
（6）①根據一氧化碳和二氧化碳可以相互轉化，碳會轉化成一氧化碳進行分析；
②根據碳酸分解生成二氧化碳和數進行分析；
③根據鎂和二氧化碳在點燃的條件下反應生成氧化鎂和碳進行分析．

解答 解：（1）化合物中含有碳元素，一氧化碳、二氧化碳、碳酸鈣等含碳化合物具有無機物的性質，不屬于有機物，故選：B；
（2）化石燃料包括煤、石油、天然氣，天然氣的主要成分是甲烷，化學式為：CH₄；
（3）“碳海綿”主要成分是石墨烯和碳納米管，具有多孔結構，彈性好，所以具有吸附性和還原性，可以還原金屬氧化物，故選AB；
（4）液態二氧化碳汽化吸熱，汽化后變成二氧化碳氣體，沒有殘留，故選：ABC；
（5）①碳酸鈣在高溫的條件下反應生成氧化鈣和二氧化碳，化學方程式為：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
②碳酸鈣和鹽酸反應會生成二氧化碳氣體，所以設計的實驗步驟為：取樣品，加入稀鹽酸，看是否有氣泡產生；
③a、上述設想中的原料是二氧化碳、氧化鈣，原料易得，反應過程中二氧化碳和氧化鈣既是步驟1的反應物，又是步驟2的生成物，可以循環使用，故a正確；
b、反應的反應條件是光照和加熱，太陽能也能提供熱量，故b正確；
c、從遮光的地方及陰天沒有太陽時就不能反應，故c錯誤；
故選：ab；
④二氧化碳和氫氣在一定條件下反應生成甲烷和水，化學方程式為：CO₂+3H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CH₄+2H₂O；
（6）①一氧化碳和二氧化碳可以相互轉化，碳會轉化成一氧化碳，所以括號內一種含有碳元素物質的化學式CO；
②碳酸分解生成二氧化碳和水，屬于分解反應；
③鎂和二氧化碳在點燃的條件下反應生成氧化鎂和碳，化學方程式為：Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C．
故答案為：（1）B；
（2）化石燃料包括煤、石油、天然氣，天然氣的主要成分是甲烷，化學式為：CH₄；
（3）“碳海綿”主要成分是石墨烯和碳納米管，具有多孔結構，彈性好，所以具有吸附性和還原性，可以還原金屬氧化物，故選AB；
（4）液態二氧化碳汽化吸熱，汽化后變成二氧化碳氣體，沒有殘留，故選：ABC；
（5）①碳酸鈣在高溫的條件下反應生成氧化鈣和二氧化碳，化學方程式為：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
②碳酸鈣和鹽酸反應會生成二氧化碳氣體，所以設計的實驗步驟為：取樣品，加入稀鹽酸，看是否有氣泡產生；
③a、上述設想中的原料是二氧化碳、氧化鈣，原料易得，反應過程中二氧化碳和氧化鈣既是步驟1的反應物，又是步驟2的生成物，可以循環使用，故a正確；
b、反應的反應條件是光照和加熱，太陽能也能提供熱量，故b正確；
c、從遮光的地方及陰天沒有太陽時就不能反應，故c錯誤；
故選：ab；
④二氧化碳和氫氣在一定條件下反應生成甲烷和水，化學方程式為：CO₂+3H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CH₄+2H₂O；
（6）①一氧化碳和二氧化碳可以相互轉化，碳會轉化成一氧化碳，所以括號內一種含有碳元素物質的化學式CO；
②碳酸分解生成二氧化碳和水，屬于分解反應；
③鎂和二氧化碳在點燃的條件下反應生成氧化鎂和碳，化學方程式為：Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C．
故答案為：（1）B；
（2）石油，CH₄；
（3）AB；
（4）ABC；
（5）①CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
②取樣品，加入稀鹽酸，看是否有氣泡產生；
③ab；
④CO₂+3H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CH₄+2H₂O；
（6）①CO；
②分解；
③Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C．

點評 在解此類題時，首先分析題中考查的問題，然后結合學過的知識和題中所給的知識進行解答．