Question

13．碳是形成化合物種類最多的元素，含碳物質(zhì)是中學(xué)化學(xué)研究的重要內(nèi)容．
（1）“低碳生活”倡導(dǎo)低能量、低消耗，主要是為了減少CO₂（填化學(xué)式）的排放量
（2）圖1為元素周期表中的一格，下列說法不正確的是C（填標(biāo)號）．
A．碳元素屬于非金屬元素
B．碳原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為6
C．碳元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為
D．碳的相對原子質(zhì)量為12.01
（3）A～H都是初中化學(xué)中常見的物質(zhì)，已知B為黑色固體，D為紅色固體單質(zhì)，F(xiàn)為紅色固體，它們的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖2所示．請回答：

①物質(zhì)B的化學(xué)式為CuO；
②反應(yīng)①的化學(xué)方程式為2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；寫一個能實(shí)現(xiàn)反應(yīng)④的化學(xué)方程式Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
（4）如圖4是某趣味實(shí)驗裝置圖．如圖所示，打開分液漏斗，使其中的無色液體與試管中的固體接觸反應(yīng)，可觀察到氣球脹大現(xiàn)象，請分別寫出一個符合圖中現(xiàn)象和屬于置換反應(yīng)的化學(xué)方程式：

（5）利用圖3裝置可做CO還原Fe₂O₃，的實(shí)驗，并檢驗該反應(yīng)生成的氣體產(chǎn)物．已知由A裝置制取的CO氣體中混有少量的CO₂．
①CO與Fe₂O₃反應(yīng)的化學(xué)方程為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
②氣體通過裝置的順序是A→C→D→B（裝置不能重復(fù)使用）．
③從環(huán)保角度考慮，對以上裝置的改進(jìn)措施是在B裝置后增加尾氣處理裝置．
（6）稱取12.5g石灰石（主要成分是CaCO₃，雜質(zhì)不參加反應(yīng)）放人燒杯中，向其中加入50g稀鹽酸，二者恰好完全反應(yīng)．反應(yīng)結(jié)束后稱量燒杯中剩余物質(zhì)的總質(zhì)量為58.1g（不包括燒杯的質(zhì)量，且氣體的溶解忽略不計）．試計算石灰石中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)“低碳生活”就是減少二氧化碳的排放量進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)元素周期表中的一個小格中的信息可知元素的名稱、元素符號、質(zhì)子數(shù)、相對原子質(zhì)量等來解答即可；
（3）根據(jù)A～H都是初中化學(xué)中常見的物質(zhì)，A、B是黑色固體，在高溫下反應(yīng)能生成紅色固體D和C，所以A、B可能是氧化銅或碳中的一種，生成的D為銅，C可能是二氧化碳，二氧化碳能與A反應(yīng)生成E，所以A可能是碳，生成的E為一氧化碳，B為氧化銅，F(xiàn)是紅色固體，能與一氧化碳反應(yīng)生成G，所以F可能是氧化鐵，生成的G是鐵，鐵能與硫酸銅溶液反應(yīng)生成銅，然后將推出的各種物質(zhì)代入轉(zhuǎn)化關(guān)系中驗證即可；
（4）根據(jù)已有的知識進(jìn)行分析，氣球明顯變大，則是裝置內(nèi)產(chǎn)生了氣體或是溫度升高而使壓強(qiáng)增大，據(jù)此解答；
（5）根據(jù)已有的一氧化碳還原氧化鐵、以及實(shí)驗的注意事項、一氧化碳是有毒的氣體進(jìn)行分析解答即可；
（6）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后減少的質(zhì)量為二氧化碳的質(zhì)量，利用碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量可求出碳酸鈣的質(zhì)量，進(jìn)而可求樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量，即可求出石灰石中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）“低碳生活”就是減少二氧化碳的排放量，化學(xué)式為：CO₂；
（2）A、因碳的偏旁為“石”，則碳元素為非金屬元素，故A正確；
B、由信息可知，碳原子的質(zhì)子數(shù)為6，故B正確；
C、碳原子的質(zhì)子數(shù)為6，則原子結(jié)構(gòu)中最外層電子數(shù)應(yīng)為4，故C錯誤；
D、由信息可知，碳原子的相對原子質(zhì)量為12.01，故D正確；
故選：C；
（3）①A～H都是初中化學(xué)中常見的物質(zhì)，A、B是黑色固體，在高溫下反應(yīng)能生成紅色固體D和C，所以A、B可能是氧化銅或碳中的一種，生成的D為銅，C可能是二氧化碳，二氧化碳能與A反應(yīng)生成E，所以A可能是碳，生成的E為一氧化碳，B為氧化銅，F(xiàn)是紅色固體，能與一氧化碳反應(yīng)生成G，所以F可能是氧化鐵，生成的G是鐵，鐵能與銅鹽溶液反應(yīng)生成銅，氧化銅和木炭在高溫的條件下生成銅和二氧化碳，二氧化碳和木炭在高溫的條件下生成一氧化碳，一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，推出的各種物質(zhì)均滿足題意，推導(dǎo)合理，所以B是CuO；
②反應(yīng)①是木炭和氧化銅在高溫的條件下反應(yīng)生成銅和二氧化碳，化學(xué)方程式為：2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；
反應(yīng)④是鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
（4）活潑金屬能與酸反應(yīng)生成氫氣而使裝置內(nèi)的壓強(qiáng)增大，使氣球脹大，可以是金屬鋅與鹽酸的反應(yīng)，化學(xué)方程式：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（5）①一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，化學(xué)方程式為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
②要檢驗生成二氧化碳，需要先將一氧化碳中混有的二氧化碳除去，可以先通過氫氧化鈉溶液，檢驗二氧化碳使用的是澄清的石灰水，氣體通過裝置的順序是A→C→D→B；
③從環(huán)保角度考慮，需要對一氧化碳進(jìn)行尾氣處理，故填：在B裝置后增加尾氣處理裝置；
（6）依據(jù)質(zhì)量守恒定律可知生成CO₂的質(zhì)量為：12.5g+50 g-58.1g=4.4g
設(shè)石灰石中CaCO₃的質(zhì)量為x．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O
100                            44
  x                             4.4g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{4.4g}$
  x=10g
所以樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量是12.5g-10g=2.5g
石灰石中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{2.5g}{12.5g}$×100%=20%
答：石灰石中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%．
故答案為：（1）CO₂；
（2）C；
（3）①CuO；
②2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
（4）Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（5）①Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
②C→D→B；
③在B裝置后增加尾氣處理裝置；
（6）石灰石中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%．

點(diǎn)評 本題綜合考察了物質(zhì)的推斷、化學(xué)方程式的計算、一氧化碳還原氧化鐵等方面的知識，難度較大，需要認(rèn)真分析題意即可完成．