科学家设想利用太阳能加热器“捕捉CO2”、“释放CO2”,实现碳循环(如图所示)。
某化学小组的同学对此非常感兴趣,在老师的指导下,设计如下装置探究上述设想的反应原理是否可行。
(1)能证明装置A“释放CO2”的现象是 ;
(2)装置B在实验结束撤掉酒精喷灯时的作用是 ;
(3)上述反应结束后,小组同学对D中固体的成分进行探究,以证明是否“捕捉”到CO2。
【猜想与假设】
D中的固体可能为:I.只有氧化钙;Ⅱ.氧化钙与碳酸钙;Ⅲ.只有碳酸钙
【进行实验】
①甲同学从D中取一定量的固体于试管中,并加入一定量的水,振荡,有白色不溶物。甲同学据此认为试管中的固体为碳酸钙,即猜想Ⅲ成立。乙同学认为上述实验不足以证明猜想Ⅲ成立,其理由是 。
②乙同学从D中取一定量的固体于试管中,加入一定量的水,触摸试管外壁,感觉发热;继续向试管中加入几滴稀盐酸,没有发现气泡产生。乙同学据此认为试管中的固体只有氧化钙,即猜想I成立。丙同学认为乙的实验不足以证明猜想I成立,理由是 。
③丙同学认为利用感觉温度变化的方法判断是否有氧化钙不可靠,他用水、酚酞试液和稀盐酸证明了猜想Ⅱ成立,请完成他的实验报告。
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
|
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猜想Ⅱ成立 |
(4)通过以上探究,小组同学认为科学家的设想在反应原理上是可行的。该设想的优点有 (填字母序号)。
A.原料易得
B.充分利用太阳能
C.释放出的CO2可作为资源加以利用
我国“十四五”规划已经明确“2030年前实现碳达峰”的目标。碳达峰是指二氧化碳的排放达到峰值,不再增长。如图为自然界中CO2的循环图,图中箭头指向表示产生(排放)或消耗CO2的途径。回答下列问题:
(1)途径①需要消耗空气中的 。
(2)途径②中,枯枝败叶中的纤维素[化学式为(C6H10O5)n]在微生物作用下彻底转化为CO2和H2O,该转化中消耗O2与产生的CO2分子个数比为 。
(3)途径④通过光合作用吸收CO2的量白天 夜晚(填“大于”或“小于”)。
(4)途径⑤消耗的化石燃料是 (填“可”或“不可”)再生资源。
(5)降碳的一种途径是在合适的催化剂条件下,将二氧化碳与氢气反应使碳全部转化为乙烯(C2H4)、同时生成另一种化合物。请写出反应的化学方程式 。
(6)某年通过不同途径产生或消耗碳量的相对值如下表所示:
途径 |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
⑥ |
⑦ |
相对值 |
0.6 |
60 |
60 |
121.8 |
5.5 |
92 |
90 |
据表可知,这一年大气中碳量增加了 (用表中相对值计算)。为达成“2030年前实现碳达峰”的目标,下列措施不可行的是 。
A.开发新能源
B.植树造林
C.禁止使用化石燃料
进一步分析上表回答:人口增多是否是大气中碳量增加的主要因素,并说明理由 。
某实验小组验证“Fe+Ag2SO4═FeSO4+2Ag”反应并进行了如下探究。已知银粉为黑色,22℃时Ag2SO4的溶解度为0.8g。
①22℃时,向盛有硫酸银饱和溶液的烧杯中加入过量铁粉,搅拌静置,观察到溶液变为黄色并逐渐加深。
②静置3小时后观察,烧杯底部仍有黑色粉末,溶液黄色几乎消失。
③用pH试纸检测Ag2SO4、FeSO4溶液,测得pH均小于7。
回答下列问题:
(1)22℃时,硫酸银饱和溶液显 性(填“酸”“碱”或“中”),其溶质质量分数为 。(列出计算式即可)
(2)取步骤①上层的黄色溶液少许滴加盐酸,观察到白色沉淀,该沉淀的化学式为 。
(3)某同学由步骤②中“仍有黑色粉末”得出Fe比Ag活泼的结论。小组同学讨论后认为思维不严密,因为黑色粉末不一定含Ag,还可能是 ,需要进一步实验才能得出结论,该实验方案是:取黑色粉末少许, 。(补充完实验方案)
(4)溶液呈黄色是因为含有Fe3+离子。小组对Fe3+产生的原因作出如下假设:
a.可能是铁粉表面有氧化物,可产生Fe3+;
b.空气中的O2能与Fe2+反应,可产生Fe3+;
c.溶液中存在 离子能与Fe2+反应,可产生Fe3+。
请设计实验证明假设a、b不是产生Fe3+的主要原因。实验方案是:向同样的铁粉中加入FeSO4溶液,振荡静置,观察到 时即可证明。
钨(W)是一种重要的战略金属。实验室需用干燥的H2还原WO3制备金属W,所用装置如图所示。已知Zn粒中往往含有ZnS杂质,焦性没食子酸溶液可用于吸收氧气。回答下列问题:
(1)装置①中用到的仪器有长颈漏斗、带导管的橡胶塞和 ,其反应的化学方程式有: 、ZnS+2HCl═ZnCl2+H2S↑。
(2)装置②的作用是安全瓶防倒吸,则a连接 (选填b、c、d或e)。
(3)装置③中盛装NaOH溶液,其作用是 。
(4)装置④⑤中盛装的溶液依次是 、 。
(5)装置①是启普发生器的简易装置,关闭活塞K后装置①中反应很快停止,其原因是 。
请同学们用如图装置完成相应气体的制取。
【资料】已知氨气是一种密度比空气小、极易溶于水且有刺激性气味的气体。以下两个反应均可产生氨气:
①碳酸氢铵受热分解:NH4HCO3H2O+CO2↑+NH3↑
②熟石灰与氯化铵固体共热:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2H2O+2NH3↑
【解决问题】
(1)实验室若用加热熟石灰与氯化铵固体混合物的方法制氨气,其发生装置可选用上述装置中的 (填字母代号),在用D装置收集氨气时可在a端放置一团蘸有酚酞试液的湿棉花,以便 。在选择制取氨气的反应原理时,选用反应②而不选用反应①的理由是 。
(2)上述装置中X仪器的名称为 ,请写出一个用A装置制氧气的反应的化学方程式 。
氨气(NH3)是一种重要化工原料,有刺激性气味,密度比空气小。某兴趣小组用加热NH4Cl和Ca(OH)2固体的方法制备、收集干燥的NH3,实验装置如图所示:
已知:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,回答下列问题:
(1)图中仪器①的名称为 ,甲装置也可以用于实验室制备 (选填“H2”、“O2”或“CO2”)。
(2)乙装置的作用是 。
(3)丙装置用于收集NH3,则乙中导管口a应与丙中导管 端相连。
(4)从保护环境角度,该实验在丙装置后还应接一个 装置。