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，具有多孔結構，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原狀．下列關于碳海綿的說法正確的是ABC（填標號）．
A．具有吸附性      B．可重復利用       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，下列說法正確的是AB（填標號）．
A．液態(tài)二氧化碳氣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(tài)二氧化碳氣化時吸熱，降低了可燃物的著火點
（3）據(jù)報道，科學家已經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成的六邊形單元向外延展而成，下列有關碳膜片的說法中，正確的是A（填標號）．

A．碳膜片屬于單質       B．碳膜片與C₆₀是同一種物質
C．碳膜片在氧氣中完全燃燒的產物和碳在氧氣中完全燃燒的產物不同
（4）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2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(fā)生反應生成另一種氧化物和炭黑，請寫出該反應的文字表達式鎂+二氧化碳$\stackrel{點燃}{→}$氧化鎂+碳．
（5）二氧化碳是一種溫室氣體．某化學興趣小組利用如圖3所示裝置對二氧化碳的性質進行驗證：

發(fā)生裝置A的優(yōu)點是可以控制反應的發(fā)生和停止．
當打開K，反應一段時間后：
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）某同學欲測定一定質量的大理石粉末與鹽酸充分反應后生成二氧化碳的體積，實驗室制備二氧化碳的反應原理的文字表達式碳酸鈣+鹽酸→氯化鈣+水+二氧化碳，其設計如圖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，若燒瓶和量氣管內氣體壓強過大，可將水準管下移（填“上提”或“下移”）．
④等恢復至室溫，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，也會導致測量結果偏大，某同學重新設計了一個如圖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，充分反應后，右側針筒中氣體的讀數(shù)為V₂ mL，則反應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構，由碳元素組成，具有疏松多孔的結構，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原狀，據(jù)此結合碳單質的物理性質進行分析判斷即可．
（2）根據(jù)二氧化碳滅火的原理進行解答．
（3）根據(jù)碳膜片的構成分析物質的組成、性質、類別等．
（4）根據(jù)碳的單質和化合物的轉化、發(fā)生的反應分析回答；
（5）根據(jù)裝置的特點分析；①根據(jù)現(xiàn)象分析性質；②根據(jù)二氧化碳與水氫氧化鈣的反應分析；
（6）根據(jù)二氧化碳的制取原子、步驟和性質分析回答．

解答 解：（1）A、“碳海綿”具有具有疏松多孔的結構，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構，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原狀，則碳海綿可重復使用，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)二氧化碳氣化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)二氧化碳氣化時吸熱，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．故A正確；
B．碳膜片與C₆₀的構成不同，屬于不同一種物質，故B錯誤；
C．碳膜片在氧氣中完全燃燒的產物和碳在氧氣中完全燃燒的產物都是二氧化碳，故C錯誤；
（4）①由碳的單質和氧化物之間的轉化關系可知，括內一種含有碳元素物質是一氧化碳，化學式是CO．
②轉化關系圖中由H₂CO₃→CO₂的反應是一種物質生成了兩種物質類型是分解反應；
③CO₂常用于滅火，但鎂著火不能用 CO₂滅火，原因是它們能發(fā)生反應生成另一種氧化物和炭黑，由質量守恒定律可知應生成了氧化鎂和碳，請寫出該反應的文字表達式是：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)點是通過活塞的關閉或打開可以控制反應的發(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，若燒瓶和量氣管內氣體壓強過大，可將水準管下移 保持壓強相同．
④等恢復至室溫，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，物質的性質決定物質的用途，理解題意、掌握常見碳單質的性質并能靈活運用是正確解答本題的關鍵．