题目内容

14．如同氧元素一样，碳元素的单质及化合物在生产生活实际中也有着十分广泛的应用．请根据你掌握的知识回答下列问题：
（1）纳米材料石墨烯可以帮助科学家实现“太空电梯”缆线的构想，金刚石、石墨、石墨烯都是由碳元素组成的．请你推测石墨烯可能具有的化学性质（一条即可）可燃性、还原性．
（2）氧化铜和炭粉的混合物3.44g加热后恰好完全反应，将生成的气体通入过量的澄清石灰水中，可得到白色沉淀2.0g，则原混合物中氧化铜的质量3.2克．
（3）焦炭是工业上高炉炼铁的重要原料之一，它们在高炉中发生了一系列化学反应，其中CO使氧化铁转化为铁，就是最重要的反应之一，请写出该反应的化学方程式：Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2．
（4）小章同学准备在实验室用如图所示装置模拟工业炼铁．其中：

①实验中产生的现象主要有：红色固体变黑、澄清石灰水变浑浊．
②装置图中澄清石灰水的作用是检验产物二氧化碳，其中所发生的反应的化学方程式是CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H20．

分析 （1）根据碳的单质具有相同的化学性质：可燃性和还原性进行解答；
（2）根据题意，发生的反应是：2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO2↑和 CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O，二者之间可通过二氧化碳相联系，根据反应的方程式可以找出氧化铜、碳和碳酸钙之间的关系，利用关系式法计算较为简便；
（3）可以根据炼铁原理及化学方程式的书写要求等方面进行分析、判断，从而得出正确的结论．
（4）根据已有的知识进行分析，炼铁的原理是一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳和实验中的实验现象进行解答．

解答 解：（1）由于碳的单质具有相同的化学性质可燃性和还原性，所以，石墨烯可能具有的化学性质是可燃性和还原性；
（2）根据题意，由发生的反应：2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO2↑和 CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O可以得出氧化铜、碳和碳酸钙之间的关系是：2CuO～C～CaCO3．
设原混合物中氧化铜的质量是x
则  2CuO～C～CaCO3
    160       100
     x        2.0g
$\frac{160}{100}=\frac{x}{2.0g}$ 解得：x=3.2g
（3）仔细分析炼铁高炉中反应可知，碳首先生成二氧化碳放出大量的热量，可供还原铁矿石提供热量，然后和焦炭反应生成CO，然后再还原还原铁矿石．炼铁原理的化学方程式为：Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2
（4）①由于在高温条件下一氧化碳与氧化铁反应生成了铁和二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊．所以，实验中产生的现象主要有：红色固体变黑、澄清石灰水变浑浊；
②装置图中澄清石灰水的作用是检验产物二氧化碳；则化学方程式为：CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H20
③故答案为：（1）可燃性和还原性（2）3.2g；（3）Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2．
（4）①红色固体变黑、澄清石灰水变浑浊．②检验产物二氧化碳，CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H20．

点评 本题考查了高炉炼铁的原理以及实验中的注意点（先通气体后加热，尾气处理）和实验现象（粉末由红变黑，石灰水变浑浊）．

练习册系列答案
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4．下列说法中错误的是（　　）
A．水具有自净功能，不会被污染
B．地球上水的存量很大，但淡水资源并不充裕
C．无色透明的水不一定是可饮用水
D．水不是无穷无尽的，因此要节约用水
5．要使如图所示的小气球鼓起来，实验时使用的固体和液体不可能是（　　）
A．氯化钠和水B．过氧化氢和二氧化锰
C．锌粒和稀硫酸D．碳酸钙和稀盐酸
2．按要求写出下列名称或符号．
（1）铝元素Al；
（2）2个氧分子2O2；
（3）+2价的钙元素$\stackrel{+2}{Ca}$；
（4）2N2个氮原子；
（5）碳酸根离子CO32-．
9．空气是一种宝贵资源．下列有关空气的说法正确的是（　　）
A．空气中含量最多的是氧元素
B．空气由氧气和氮气组成，其中氧气的质量约占空气质量的$\frac{1}{5}$
C．空气中分离出的氮气化学性质不活泼，可作食品防腐保护气
D．空气中的各组成成分是固定不变的，不同地区不会有什么差别
19．日本福岛第一核电站发生严重的放射性碘核辐射泄漏，已知放射性碘（碘-131）的核电荷数为53，则下列说法正确的是（　　）
A．质子数为53B．中子数为53C．核外电子数为131D．质子数为131
6．化学与生活密切相关，在厨房里蕴藏着许多化学知识．

（1）如图1食物中，能提供大量维生素的是A（填字母序号）．
（2）加钙牛奶中的“钙”是指元素（填“元素”或“分子”）．
（3）厨房中如图2的物品中，所使用的主要材料属于天然纤维的是F（填字母序号）．
（4）我们常用洗涤剂清洗餐具上的油污，这是因为洗涤剂具有乳化的功能．
3．根据如图所示实验，请回答相关问题：

①图A中若红磷用量不足，测得空气中氧气的体积分数将小于1/5，红磷燃烧的化学方程式为4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5；
②图B中实验运用了控制变量，对照实验的研究方法，二氧化锰在反应前后质量和化学性质均不改变，
右边试管发生反应的化学方程式为2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑；
③图C中反应后天平示数减少，有人说该反应不符合质量守恒定律．你的观点是符合质量守恒定律，反应后产生的气体未被称量到，所以反应后质量减少；
④图D中铜片上的白磷燃烧了，热水里的白磷没有燃烧，说明燃烧条件之一是燃烧需用氧气．
⑤图E中铁丝在氧气中燃烧的现象是剧烈燃烧，火星四射，产生黑色固体，反应的化学方程式3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4；该实验瓶底放少量水或铺一层细砂的目的是防止产生的高温熔融物使集气瓶底部炸裂．
4．根据下列装置图填空：

（1）写出编号①、②仪器的名称：①长颈漏斗；②酒精灯．
（2）写出用装置B制取氧气的一个化学方程式2KClO3$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O2↑；B装置中试管口略向下倾斜的目的是防止加热时冷凝水回流到热的试管底部，使试管炸裂．
（3）某同学用E装置集满一瓶氧气后，实验时发现氧气不纯，原因可能是未等到均匀连续气泡就开始收集．
（4）实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳时，应选用图中A、D实验装置，检验二氧化碳集满的方法是把燃着的木条放在集气瓶口，观察木条是否熄灭．
（5）实验室用锌粒与稀硫酸在常温下反应制取氢气，需选用的发生装置为A，收集装置为C或E．

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