地球“发烧”了

　　材料1．空气的成分

空气是多种气体的混合物．空气的成分可分为恒定成分和易变成分两类．恒定成分是指在空气中含量大，在任何地方含量几乎不变，包括78.06％氮气、20.94％氧气、0.94％氩等稀有气体，合计约占99.94％．易变成分是指在空气中含量很少，但因季节、地域等自然因素和人类的活动而引起相对含量的较大变化，甚至某些成分急剧增加或减少．下表中列出了大气中几种易变成分：

　　材料2．自然界中碳循环

试回答下列问题：

(1)从地球上动植物生命活动所需要的物质角度看，为什么空气如此重要？

(答出3条即可)

__________________

(2)大气中多余的二氧化碳从何而来？

从上述材料可以看出，人类赖以生存的大气，正遭受空前严重的破坏．二氧化碳作为一种主要的温室性气体，含量增加导致气候变暖、地球“发烧”、灾害频发，成为当前威胁人类生存发展最严重的问题．分析材料2，你认为导致大气中二氧化碳含量增加的直接原因是(写出两条即可)____________

在②中，以石灰石为例，分解反应的化学方程式为_______________．

在⑧中，消耗二氧化碳的过程叫做________．在⑨中，消耗二氧化碳反应的化学方程式为________．在④中，以天然气为例，燃烧反应的化学方程式为________．

(3)如何除去大气中多余的二氧化碳？

据统计，大气中每年新增CO₂约为l85～242亿吨，而其综合利用还不足l亿吨/年，仅靠碳的自然循环来平衡大气中二氧化碳已不可能．为了降低大气中二氧化碳的含量，化学家们正想尽办法用化学反应的手段使二氧化碳“变废为宝”．

①火电厂用碱液吸收产生的二氧化碳，获得化工产品碳酸钠．该反应的化学方程式为________．

②日本科学家研制成功一种新型催化剂，在常压、300℃条件下，CO₂和H₂反应生成甲烷和水．该反应的化学方程式为________．

③用三甲基膦做催化剂，在高压、极低温度条件下，CO₂和H₂可以高效合成甲酸(HCOOH)，并实现了工业化生产．该反应的化学方程式为________．

以下是实验室常用部分仪器：

(1)指出图中仪器的名称：④________；

(2)小李同学选择仪器制取并收集氧气，已知他使用了仪器①③⑤⑥，那么他还需要使用上图仪器中的________(填序号)；该发生装置检查气密性的方法是：把导管的一端浸在水里，用手紧贴试管外壁，若导管口有________，则说明该装置不漏气．

(3)小张同学正在收集一瓶CO₂，不知是否收集满了，其验满方法是________．

(4)某兴趣小组选用上述仪器，用锌粒和稀硫酸制氢气，锌粒反应完后，发现还有较多的灰黑色固体物质，从反应后的混合物中分离得到该灰黑色固体的操作方法是________．

[提出问题]灰黑色固体物质的成分是什么呢？

[提出猜想]①可能含有单质碳；②可能含有单质铜；③可能还有其它物质

[设计实验]请设计实验用化学方法证明该灰黑色固体物质中是否含有单质碳和单质铜．完成下表(不一定要填满)：

[反思讨论]上述各步反应完全后，兴趣小组的同学还收集到了少量剩余黑色固体物质，为了进一步探究剩余固体物质的成分，兴趣小组的同学讨论后，认为用初中化学知识无法解决，你对下一步的探究学习活动的合理建议是：首先________．

某化学小组发现一袋包装破损的漂白粉，同学们对其漂白作用是否失效产生了疑问．

[查阅资料]漂白粉的主要成分是Ca(ClO)₂、CaCl₂和Ca(OH)₂，其有效成分是Ca(ClO)₂．Ca(ClO)₂可溶于水，漂白原理是：它在空气中发生反应Ca(ClO)₂＋H₂O＋CO₂CaCO₃＋2HClO，HClO能使有色物质如品红溶液褪色．HClO不稳定，易分解生成HCl和O₂．

[实验探究]

[继续探究]同学们对失效后的漂白粉的成分很感兴趣，并作进一步探究．在老师的帮助下，同学们对失效后的漂白粉成分进行猜想，猜想一：CaCl₂和CaCO₃；猜想二：CaCl₂和Ca(OH)₂；猜想三：CaCl₂和CaCO₃和Ca(OH)₂．

实验室有一瓶化肥的标签已脱落，只知道它是NH₄Cl、(NH₄)₂SO₄、NH₄HCO₃和尿素[CO(NH₂)₂]中的一种．请你完成以下探究：

[猜想]猜想①：该化肥是NH₄Cl，

猜想②：该化肥是________，

猜想③：该化肥是NH₄HCO₃，

猜想④：该化肥是尿素．

[实验探究]

(1)取少量样品在研钵中与熟石灰研磨，有剌激性气味的气体放出，证明猜想________不成立；写出其中一种化肥发生该反应的化学方程式：________．

(2)如下(图1)，另取少量样品于试管中，滴加适量水振荡，再选(图2)中________溶液滴入试管中，若无气泡放出，则猜想________不成立．

(3)在步骤(2)的试管中再滴入(图2)中的________溶液，若________，则猜想①成立；若________，则猜想②成立，其反应的化学方程式为：________．

假期，王霞同学在家中与妈妈做面包，发现妈妈揉面粉时在面粉中加入一种白色粉末，做出的面包疏松多孔，口感很好．她很感兴趣，想探究这种“神奇粉末”的成分．

[查阅资料]通过对市场上相关产品进行调查，王霞发现了如下图所示的三种商品，

其中，发酵粉与水混合后，产生大量气体，你认为该气体是　　①　　．王霞妈妈告诉她所用的白色粉末就是以上三种商品中的一种．

(1)[设计实验]王霞探究这种白色粉末的成分．

取少量白色粉末于试管中，加入适量蒸馏水，发现白色粉末溶解，无其他明显现象，实验结论是　　②　　；另取少量白色粉末于试管中，加入　　③　　，有无色气体产生，王霞认为白色粉末是纯碱．

(2)[实验反思]小明同学认为王霞同学根据上面的实验现象，不能得出白色粉末是纯碱，你若认为小明说法有道理，请用化学方程式解释不能得出结沦的原因　　④　　．为了得到鉴别纯碱和小苏打的正确方法，王霞继续查找资料，发现它们有下列的性质

根据上面信息，检验白色粉末的方法之一是：20℃时，在100克水中加入12克该白色粉末，充分溶解后，如果有白色固体剩余，则为　　⑤　　，否则为　　⑥　　．

(3)在查找资料过程中，王霞同学还发现纯碱不是碱，是由于其水溶液显碱性而得名．现要验证纯碱溶液是否显碱性，请写出用pH试纸来测其pH值的操作过程　　⑦　　．

下图是一些常见物质的转化关系，其中C是无色无刺激性的气体，且能使澄清石灰水变浑浊；E是一种元污染的清洁能源，其燃烧产物是H．

请根据上图，回答下列有关问题：

(1)红棕色粉末A和气体C、E的化学式分别为：A________、C________、E：________．

(2)G转化为H和A的反应类型是________反应；B转化成E和D的反应类型是________反应．

(3)①A与盐酸反应的化学方程式为：________；

②D和氯气化合生成F的化学方程式为：________．

(4)以上图中无色气体C为中心，延展如下图：

①请写出实现这两个转化的另一反应物J、K的化学式：J________、K________．

②请完善由CO和CaCO₃分别转变成无色气体C的转化关系图，在箭号上注明必要的反应条件和其它反应物．

化学实验和科学探究都离不开实验装置．根据下列装置，回答问题：

(1)装置A可用于以高锰酸钾为试剂制取氧气，制取时需要在管口放一团棉花，它的作用是________，写出该反应的化学方程式________．

(2)可用于收集氢气的装置是________(填写序号字母)．

(3)科学探究

[查阅资料]

小玲同学查阅资料发现：过氧化钙(CaO₂)能分别与水、二氧化碳反应．

[猜想]

①过氧化钙与水反应生成氢氧化钙和氧气．

②过氧化钙在空气中久置生成的物质可能是碳酸钙或氢氧化钙或二者的混合物．

[实验探究]

实验一选用上述实验装置B进行过氧化钙与水反应的实验，收集一试管气体，将带火星的木条伸入试管中，木条复燃；取反应后的溶液置于试管中，充分振荡后再滴入________(填写一种试剂的名称)试液，发现溶液变成红色，说明猜想①是正确的，反应的化学方程式是________．

实验二为探究猜想②是否正确，小玲设计了如下实验，请你帮助她完成表格中的空白内容：

实验步骤c中发生反应的化学方程式是________．

化学能转化为电能，在生产、生活中有重要的应用．

Ⅰ．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型电池．

下图是氢氧燃料电池的示意图，电池工作时，H₂和O₂反应生成水，同时提供电能，溶液的pH________(填“变大”“变小”“不变”)．

Ⅱ．某学校研究小组对废干电池筒内的黑色物质(可能含有C、MnO₂、ZnCl₂、NH₄C1等)进行研究，实验过程如下：

(1)操作②的名称是________，操作③中玻璃棒的作用是________．

(2)操作④的试管中产生的气体能使带火星的木条复燃，产生该气体的化学方程式是________．

(3)ZnCl₂和NH₄Cl混合溶液中含有杂质CuCl₂，会加速对电池的腐蚀，欲除去Cu²⁺，最好选用下列试剂中的________(填序号字母)．

A．NaOH

B．Zn

C．Fe

D．Na₂CO₃

某实验小组的同学，利用塑料瓶(质软)设计了下图所示的实验装置来探究CO₂和NaOH确实发生了反应．请你根据生活经验及所学的知识回答下列问题：

(1)简述能说明二者确实发生反应的现象，并用化学方程式解释产生该实验现象的原因．

(2)某同学对上述实验设计产生了质疑．请简述他质疑的依据，并在原有实验基础上，设计实验证明CO₂和NaOH肯定发生了反应．