Question

實驗與探究：追蹤氧氣和二氧化碳的足跡
據科學家估計，全世界生物的呼吸和燃燒所消耗的氧氣，每秒鐘可達l萬噸左右．但是我們生活中并沒有明顯感到環境中氧氣不足，這是什么原因呢？
事實上，把地球作為一個整體，一些化學變化在消耗氧氣的同時，另一些變化又在產生氧氣，并且維持一種動態平衡．科學研究發現，地球的再生氧氣主要來源于地球臭氧層電場電流對水分子的電解和綠色植物的光合作用．
下圖是自然界中碳、氧循環的主要途徑：

根據上圖，運用你學過的有關知識，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）請你設計一個實驗，模擬（1）中消耗氧氣的一種變化．將實驗方案寫在下面：將一小白鼠放在一密閉的鐘罩內，待一段時間，小白鼠會因缺氧而死亡
（3）在實驗中，為了獲得少量氧氣，可以根據物質的性質，選擇含有

 

元素的物質，通過控制反應條件來實現．請你用化學方程式表示在實驗室里產生氧氣的一個變化

 

．
（4）另外有一種實驗室產生少量氧氣的簡易方法：用過氧化氫的水溶液做反應物，反應條件是常溫和二氧化錳做催化劑，反應的化學方程式為

 

．若根據該反應制取氧氣，則發生裝置跟制取

 

氣體的發生裝置相同，需要的儀器有

 

．與實驗室用氯酸鉀制取氧氣比較，該反應的優點是

 

 

．現用溶質質量分數為30%、密度為1.1g/mL的過氧化氫溶液制取氧氣．實驗中，發現二氧化錳與過氧化氫溶液混合后，裝置中產生氧氣的速度太快，你認為可能的原因有

 

 

．
（5）從圖中可以看出，碳和氧的循環過程是緊密聯系在一起的一種自然過程．事實上，地球上的碳只有0.9%參與循環，99.1%都固定在巖石圈中，然而，人類對能源和資源的過度開發利用，已經影響到自然界中碳、氧循環．
①在上面敘述中所說中碳、氧循環是指

 

的循環．
A．碳和氧的單質B．氧氣和二氧化碳C．碳元素和氧元素
②根據自然界中碳、氧循環示意圖，試分別寫出一個自然界中產生和消耗二氧化碳氣體的化學方程式．
產生二氧化碳的反應

 

消耗二氧化碳的反應

 

．
③為了遏制大氣中二氧化碳不斷增加的趨勢，維護好自然界中碳、氧循環，請你提出兩點措施

 

；

 

．

Answer 1

分析：（1）根據自然界中與氧氣反應的物質考慮；（2）根據生物呼吸需要氧氣，而放到密閉容器內，氧氣沒了動物就會死亡；（3）制取氧氣的物質必須具有氧元素；（4）根據反應物的狀態確定所用儀器，根據反應物接觸面積大小，確定反應速度快慢；（5）根據消耗二氧化碳的途徑考慮遏制二氧化碳產生的方法．

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，待一段時間，小白鼠會因缺氧而死亡，利用氧氣能供給呼吸的特點；
（3）制取氧氣的物質必須具有氧元素，實驗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、長頸漏斗、集氣瓶雙孔塞、導氣管．與加熱制氧氣相比，優點是操作簡單，不需要加熱，節約了能源．反應速度快的原因主要是反應物濃度太大，接觸面積大，反應速度就快；
（5）①碳氧循環是指碳元素與氧元素的循環；②由圖示可知消耗二氧化碳的反應是二氧化碳與水反應，生成二氧化碳的反應是碳燃燒；③為了遏制大氣中二氧化碳不斷增加的趨勢，可以從減少使用化石燃料，開發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，待一段時間，小白鼠會因缺氧而死亡；
（3）氧；
（4）2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，二氧化碳，錐形瓶、長頸漏斗、雙孔塞、集氣瓶，操作簡單，不需要熱能，節約能源，過氧化氫溶液濃度太大，反應物接觸面積大；
（5）①C；②C+O₂

點燃  .

CO₂，CO₂+H₂O═H₂CO₃；③植樹造林，減少使用化石燃料，開發新能源．

點評：本題考查了學生對自然界中碳氧循環的認識，知道二氧化碳的產生和消耗途徑．