實(shí)驗(yàn)與探究:追蹤氧氣和二氧化碳的足跡
據(jù)科學(xué)家估計(jì),全世界生物的呼吸和燃燒所消耗的氧氣,每秒鐘可達(dá)l萬(wàn)噸左右.但是我們生活中并沒有明顯感到環(huán)境中氧氣不足,這是什么原因呢?
事實(shí)上,把地球作為一個(gè)整體,一些化學(xué)變化在消耗氧氣的同時(shí),另一些變化又在產(chǎn)生氧氣,并且維持一種動(dòng)態(tài)平衡.科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),地球的再生氧氣主要來(lái)源于地球臭氧層電場(chǎng)電流對(duì)水分子的電解和綠色植物的光合作用.
下圖是自然界中碳、氧循環(huán)的主要途徑:

根據(jù)上圖,運(yùn)用你學(xué)過(guò)的有關(guān)知識(shí),回答下列問題.
(1)試寫出自然界中兩種不同類型的消耗氧氣的途徑
①______
②______
(2)請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),模擬(1)中消耗氧氣的一種變化.將實(shí)驗(yàn)方案寫在下面:將一小白鼠放在一密閉的鐘罩內(nèi),待一段時(shí)間,小白鼠會(huì)因缺氧而死亡
(3)在實(shí)驗(yàn)中,為了獲得少量氧氣,可以根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì),選擇含有______元素的物質(zhì),通過(guò)控制反應(yīng)條件來(lái)實(shí)現(xiàn).請(qǐng)你用化學(xué)方程式表示在實(shí)驗(yàn)室里產(chǎn)生氧氣的一個(gè)變化______.
(4)另外有一種實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生少量氧氣的簡(jiǎn)易方法:用過(guò)氧化氫的水溶液做反應(yīng)物,反應(yīng)條件是常溫和二氧化錳做催化劑,反應(yīng)的化學(xué)方程式為______.若根據(jù)該反應(yīng)制取氧氣,則發(fā)生裝置跟制取______氣體的發(fā)生裝置相同,需要的儀器有______.與實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀制取氧氣比較,該反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)是______
______.現(xiàn)用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%、密度為1.1g/mL的過(guò)氧化氫溶液制取氧氣.實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)二氧化錳與過(guò)氧化氫溶液混合后,裝置中產(chǎn)生氧氣的速度太快,你認(rèn)為可能的原因有______
______.
(5)從圖中可以看出,碳和氧的循環(huán)過(guò)程是緊密聯(lián)系在一起的一種自然過(guò)程.事實(shí)上,地球上的碳只有0.9%參與循環(huán),99.1%都固定在巖石圈中,然而,人類對(duì)能源和資源的過(guò)度開發(fā)利用,已經(jīng)影響到自然界中碳、氧循環(huán).
①在上面敘述中所說(shuō)中碳、氧循環(huán)是指______的循環(huán).
A.碳和氧的單質(zhì)B.氧氣和二氧化碳C.碳元素和氧元素
②根據(jù)自然界中碳、氧循環(huán)示意圖,試分別寫出一個(gè)自然界中產(chǎn)生和消耗二氧化碳?xì)怏w的化學(xué)方程式.
產(chǎn)生二氧化碳的反應(yīng)______
消耗二氧化碳的反應(yīng)______.
③為了遏制大氣中二氧化碳不斷增加的趨勢(shì),維護(hù)好自然界中碳、氧循環(huán),請(qǐng)你提出兩點(diǎn)措施______;______.
(1)消耗氧氣的主要途徑是生物的呼吸作用,燃料的燃燒;
(2)將一小白鼠放在一密閉的鐘罩內(nèi),待一段時(shí)間,小白鼠會(huì)因缺氧而死亡,利用氧氣能供給呼吸的特點(diǎn);
(3)制取氧氣的物質(zhì)必須具有氧元素,實(shí)驗(yàn)室制氧氣可以用雙氧水,也可用加熱高錳酸鉀制氧氣,也可加熱氯酸鉀制氧氣;
(4)雙氧水制氧氣不需要加熱,與制二氧化碳的裝置類似,用到的儀器有錐形瓶、長(zhǎng)頸漏斗、集氣瓶雙孔塞、導(dǎo)氣管.與加熱制氧氣相比,優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單,不需要加熱,節(jié)約了能源.反應(yīng)速度快的原因主要是反應(yīng)物濃度太大,接觸面積大,反應(yīng)速度就快;
(5)①碳氧循環(huán)是指碳元素與氧元素的循環(huán);②由圖示可知消耗二氧化碳的反應(yīng)是二氧化碳與水反應(yīng),生成二氧化碳的反應(yīng)是碳燃燒;③為了遏制大氣中二氧化碳不斷增加的趨勢(shì),可以從減少使用化石燃料,開發(fā)新能源減少了二氧化碳的排放,還可以從植樹造林吸收二氧化碳方面考慮.
故答案為:(1)①生物的呼吸作用;②燃料的燃燒;
(2)將一小白鼠放在一密閉的鐘罩內(nèi),待一段時(shí)間,小白鼠會(huì)因缺氧而死亡;
(3)氧;
(4)2H2O2
MnO2
.
2H2O+O2↑,二氧化碳,錐形瓶、長(zhǎng)頸漏斗、雙孔塞、集氣瓶,操作簡(jiǎn)單,不需要熱能,節(jié)約能源,過(guò)氧化氫溶液濃度太大,反應(yīng)物接觸面積大;
(5)①C;②C+O2
點(diǎn)燃
.
CO2,CO2+H2O═H2CO3;③植樹造林,減少使用化石燃料,開發(fā)新能源.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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Ⅰ.紙花變紅Ⅱ.紙花______
Ⅲ.紙花不變色Ⅳ.紙花______
Ⅴ.把 IV中紙花取出小心烘烤,紙花______
(2)該同學(xué)進(jìn)行的Ⅰ、Ⅱ兩步實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么?______
(3)該同學(xué)進(jìn)行四組對(duì)比實(shí)驗(yàn)的目的是什么?(用文字?jǐn)⑹觯?br>(4)寫出實(shí)驗(yàn)IV中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______.在圖2中試找出(二)、(三)實(shí)驗(yàn)不嚴(yán)密之處.

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