Question

7．碳是形成化合物種類最多的元素，含碳物質是中學化學研究的重要內容．

（1）“低碳生活”倡導低能量、低消耗，主要是為了減少CO₂（填化學式）的排放量．
（2）如圖1為元素周期表中的一格，下列說法不正確的是C（填標號）．
A．碳元素屬于非金屬元素
B．碳原子核內質子數為6
C．碳元素的原子結構示意圖為
D．碳的相對原子質量為12.01
（3）甲、乙、丙、丁是初中化學常見的化合物，甲和乙中含有碳元素，丙能做干燥劑．它們之間有如圖2所示的轉化關系（部分物質和反應條件已略去）．則甲的化學式為CaCO₃；丙轉化為丁的化學方程式為CaO+H₂O=Ca（OH）₂．
（4）圖3是某同學設計的趣味實驗裝置，其氣密性良好．錐形瓶中有一種固體，若將膠頭滴管中的液態滴入錐形瓶后，能明顯觀察到U形管中紅墨水的液面左低右高，甚至從右端溢出．請寫出錐形瓶中可能發生的且符合要求的反應化學方程式．
化合反應CaO+H₂O=Ca（OH）₂
分解反應2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
（5）稱取12.5g石灰石（主要成分是CaCO₃，雜質不參加反應）放入燒杯中，向其中加入50g稀鹽酸，二者恰好完全反應．反應結束后稱量燒杯中剩余物質的總質量為58.1g（不包括燒杯的質量，且氣體的溶解忽略不計）．試計算石灰石中雜質的質量分數．

Answer 1

分析 （1）“低碳生活”就是減少二氧化碳的排放量；
（2）根據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、質子數、相對原子質量等來解答即可；
（3）由題目信息可知：甲和乙中含有碳元素，丙能做干燥劑，因此丙是生石灰，甲是碳酸鈣，乙是二氧化碳，丁是熟石灰．
（4）可以根據物質之間相互作用的情況判斷實驗現象，主要從氣體壓強的變化考慮相關問題，若裝置中的壓強變大，則會出現U形管中的液面左低右高，根據質量守恒定律正確的書寫化學方程式；
（5）根據質量守恒定律，反應前后減少的質量為二氧化碳的質量，利用碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式，根據二氧化碳的質量可求出碳酸鈣的質量，進而可求樣品中雜質的質量，即可求出石灰石中雜質的質量分數．

解答 解：（1）“低碳生活”就是減少二氧化碳的排放量；
故答案為：CO₂．
（2）A、因碳的偏旁為“石”，則碳元素為非金屬元素，故A說法正確；
B、由信息可知，碳原子的質子數為6，故B說法正確；
C、碳原子的質子數為6，則原子結構中最外層電子數應為4，故C錯誤；
D、由信息可知，碳原子的相對原子質量為12.01，故D說法正確；
故選C．
（3）甲和乙中含有碳元素，丙能做干燥劑，可以看出丙是生石灰，甲是碳酸鈣，乙是二氧化碳，因此甲的化學式為CaCO₃；丙轉化為丁的化學方程式為CaO+H₂O=Ca（OH）₂．
（4）由題意可知物質之間相互作用時應該能使錐形瓶中的壓強增大，壓強增大的原因有兩種可能，一是錐形瓶中兩物質反應產生氣體，如使瓶內氣體壓強增大，活潑金屬與酸反應，碳酸鹽與鹽酸反應，雙氧水在二氧化錳催化作用下產生氧氣都可以；另一種情況就是兩物質相互溶解放出熱量，使瓶內空氣受熱膨脹，壓強增大，如濃硫酸溶于水，氧化鈣溶于水．化學方程式為：CaO+H₂O=Ca（OH）₂；   雙氧水在二氧化錳催化作用下生成水和氧氣，反應的化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（5）依據質量守恒定律可知生成CO₂的質量為：12.5g+50 g-58.1g=4.4g
設石灰石中CaCO₃的質量為x．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O
100                          44
x                            4.4g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{4.4g}$
x=10g
所以樣品中雜質的質量是12.5g-10g=2.5g
石灰石中雜質的質量分數為：$\frac{2.5g}{12.5g}$×100%=20%
故答案為：
（1）CO₂．
（2）C
（3）CaCO₃；CaO+H₂O=Ca（OH）₂．
（4）CaO+H₂O=Ca（OH）₂；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（5）石灰石中雜質的質量分數為20%．

點評 本題考查學生利用元素周期表中的一個小格中來獲取信息解答習題，考查學生分析信息利用信息的能量，并明確不同位置的數字的意義來解答．