《2025年多维互动提优课堂九年级化学上册沪教版提升》

23. (16分)(一)实验室制取气体(图1)。

(1)仪器①的名称是长颈漏斗。
(2)在A～F中选择,实验室用高锰酸钾制取并收集氧气,应选择的装置是A、D（或A、E）,发生反应的化学方程式为$2KMnO_{4}\xlongequal{\triangle}K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+O_{2}\uparrow$,反应的基本类型为分解反应。
(3)实验室制取$CO_2$的常用试剂为大理石（或石灰石）和稀盐酸,发生反应的化学方程式为$CaCO_{3}+2HCl = CaCl_{2}+H_{2}O + CO_{2}\uparrow$。可选用的发生装置是B或C,选择依据是反应物是固体和液体，反应不需要加热,相比装置B,装置C的优点是可以控制反应的发生和停止。
(4)常用装置E收集$CO_2,$验满方法是将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则已集满。
(5)若用装置G收集氧气,应从a口通入。
(二)二氧化碳性质的探究(图2)。

(6)当观察到干燥紫色石蕊纸条不变色，湿润紫色石蕊纸条变红的现象时,证明二氧化碳能与水反应。
(7)H中发生反应的化学方程式为$CO_{2}+Ca(OH)_{2}=CaCO_{3}\downarrow +H_{2}O$。
(8)I中观察到的现象是蜡烛自下而上依次熄灭。

答案：
(1)长颈漏斗
(2)A、D（或A、E）；$2KMnO_{4}\xlongequal{\triangle}K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+O_{2}\uparrow$；分解反应
(3)大理石（或石灰石）和稀盐酸；$CaCO_{3}+2HCl = CaCl_{2}+H_{2}O + CO_{2}\uparrow$；反应物是固体和液体，反应不需要加热；可以控制反应的发生和停止
(4)将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则已集满
(5)a
(6)干燥紫色石蕊纸条不变色，湿润紫色石蕊纸条变红
(7)$CO_{2}+Ca(OH)_{2}=CaCO_{3}\downarrow +H_{2}O$
(8)蜡烛自下而上依次熄灭

24. (12分)我国力争在2060年前实现"碳中和",体现了对解决气候问题的大国担当。
碳中和是指一个国家在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现正负抵消,达到二氧化碳相对的零排放。碳中和的主要途径有植树造林增加绿色植被、采取节能低碳生活方式、创新CO₂转化为碳燃料的技术等。
科学家在不断研究二氧化碳利用和转化的技术。2022年北京冬奥会采用CO₂跨临界直冷制冰技术,通过CO₂的状态变化在制冰的同时回收热量,用于奥运场馆供热(图1)。二氧化碳还可以与氢气等发生反应,转化为其他化工产品。

(1)① 工业上排放的CO₂主要来自于化石燃料的燃烧。绿色植物主要通过光合作用实现二氧化碳的吸收和转化。
② 下列有关说法正确的是(AC)(填字母)。
A. 全球变暖会导致海洋中溶解的二氧化碳向空气释放
B. 实现"碳中和"就是要不使用任何能源
C. CO₂转化为CH₃OH等化工产品有利于实现"碳中和"

(2)大型制冷设备中常使用NH₃和CO₂作制冷剂,但CO₂作制冷剂能量转化效率更高。
① 区分NH₃和CO₂最简便的方法是闻气味。
② 氨气可利用"$N_2+3H_2\xlongequal[催化剂]{高温、高压}2NH_3$"制得。空气中有大量氮气,但制NH₃时不能用空气直接与H₂反应的原因是$2H_{2}+O_{2}\xlongequal{点燃}2H_{2}O$(用化学方程式表示)。
③ 在冬奥会场馆冰面下方,CO₂通过状态变化吸收热量。
④ 若制冷管道无泄漏情况,制冷系统工作时管道内CO₂的总质量不变。

(3)在一定条件下CO₂转化为甲醇(CH₃OH)的工艺流程如图2所示：
查阅资料:CH₃OH易溶于水,熔点为－97.8 ℃,沸点为64.7 ℃。
① "制氢":在高温下,Fe与水蒸气反应生成铁的氧化物X和H₂。已知:物质X中m(Fe)∶m(O)= 168∶64,则物质X的化学式为$Fe_{3}O_{4}$。
② "制醇":CO₂与H₂得到CH₃OH的反应前后,碳元素的化合价降低。
③ "分离":加热CH₃OH和H₂O的混合物,先转化为气态的物质是$CH_{3}OH$。

答案：
(1)① 化石燃料的燃烧；光合作用
② AC
(2)① 闻气味（或用湿润的红色石蕊试纸检验等合理方法）
② $2H_{2}+O_{2}\xlongequal{点燃}2H_{2}O$
③ 吸收
④ 不变
(3)① $Fe_{3}O_{4}$
② 降低
③ $CH_{3}OH$