Question

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(méi)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(wèn)題．
（1）試寫(xiě)出自然界中兩種不同類(lèi)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(xiě)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(lèi)對(duì)能源和資源的過(guò)度開(kāi)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(xiě)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

 

；

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)自然界中與氧氣反應(yīng)的物質(zhì)考慮；（2）根據(jù)生物呼吸需要氧氣，而放到密閉容器內(nèi)，氧氣沒(méi)了動(dòng)物就會(huì)死亡；（3）制取氧氣的物質(zhì)必須具有氧元素；（4）根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)確定所用儀器，根據(jù)反應(yīng)物接觸面積大小，確定反應(yīng)速度快慢；（5）根據(jù)消耗二氧化碳的途徑考慮遏制二氧化碳產(chǎn)生的方法．

解答：解：（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(lèi)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(kāi)發(fā)新能源減少了二氧化碳的排放，還可以從植樹(shù)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(shù)造林，減少使用化石燃料，開(kāi)發(fā)新能源．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)自然界中碳氧循環(huán)的認(rèn)識(shí)，知道二氧化碳的產(chǎn)生和消耗途徑．