17（10分）试着从科学家认识物质的视角认识$\ce{CO_{2}}$。
第17题图甲
（1）转化角度：我国研制出一种新型多功能复合催化剂，通过图甲所示的环节Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，首次实现了二氧化碳直接加氢制取高辛烷值汽油。环节Ⅰ除生成$\ce{CO}$外，还生成了一种常见的液体，反应的化学方程式为
$\ce{H_{2} + CO_{2}\xlongequal{催化剂}H_{2}O + CO}$
。
（2）性质角度：图乙是某同学为探究二氧化碳性质进行的实验，实验中观察到②③（干燥的石蕊试纸）不变红，①④（湿润的石蕊试纸）变红，且④比①先变红，由此可得出二氧化碳的物理性质是
密度比空气大
，化学性质是
$\ce{H_{2}O + CO_{2} = H_{2}CO_{3}}$
（用化学方程式表示）。
第17题图乙
（3）应用角度：$\ce{Al-CO_{2}}$电池是一种新型电池。电池的工作原理：在催化作用下，$\ce{Al}$与$\ce{CO_{2}}$发生化合反应生成$\ce{Al_{2}(C_{2}O_{4})_{3}}$，写出此反应的化学方程式：
$2\ce{Al} + 6\ce{CO_{2}}\xlongequal{催化剂}\ce{Al_{2}(C_{2}O_{4})_{3}}$
。
（4）环保角度：控制$\ce{CO_{2}}$的排放量是防止温室效应进一步增强的根本对策。下列对限制$\ce{CO_{2}}$排放量的做法不合理的是
B
（填字母）。
A. 开发利用新能源
B. 加高烟囱直接排放含有$\ce{CO_{2}}$的废气
C. 植树造林，增加绿化面积
D. 制定旨在限制$\ce{CO_{2}}$排放的国际规定
答案：17.(1)$\ce{H_{2} + CO_{2}\xlongequal{催化剂}H_{2}O + CO}$ (2)密度比空气大 $\ce{H_{2}O + CO_{2} = H_{2}CO_{3}}$ (3)$2\ce{Al} + 6\ce{CO_{2}}\xlongequal{催化剂}\ce{Al_{2}(C_{2}O_{4})_{3}}$ (4)B
解析：
【分析】
本题围绕二氧化碳的多个角度展开考查，需结合质量守恒定律、二氧化碳的性质、化学方程式书写及环保知识逐一分析：
1. 第（1）题：根据反应前后元素种类不变，反应物为H₂和CO₂，已知生成CO，结合常见液体确定另一生成物为H₂O，再配平化学方程式；
2. 第（2）题：根据“④比①先变红”判断二氧化碳的物理性质，石蕊试纸变红是因为二氧化碳与水反应生成碳酸，据此书写化学方程式；
3. 第（3）题：化合反应中反应物为Al和CO₂，生成物为Al₂(C₂O₄)₃，依据原子守恒配平化学方程式；
4. 第（4）题：分析各选项做法是否能减少二氧化碳排放，选出不合理的选项。
【解析】
（1）根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，反应物为H₂和CO₂，生成的常见液体为H₂O，反应的化学方程式为：$\ce{H_{2} + CO_{2}\xlongequal{催化剂}H_{2}O + CO}$；
（2）实验中④比①先变红，说明二氧化碳的密度比空气大（物理性质）；湿润的石蕊试纸变红是因为二氧化碳与水反应生成碳酸，化学方程式为：$\ce{H_{2}O + CO_{2} = H_{2}CO_{3}}$；
（3）Al与CO₂在催化作用下发生化合反应生成$\ce{Al_{2}(C_{2}O_{4})_{3}}$，根据原子守恒配平，反应的化学方程式为：$\ce{2Al + 6CO_{2}\xlongequal{催化剂}Al_{2}(C_{2}O_{4})_{3}}$；
（4）A.开发新能源可减少化石燃料使用，减少CO₂排放，合理；B.加高烟囱直接排放含CO₂的废气，只是将废气排到高空，未减少CO₂总排放量，不合理；C.植树造林可通过光合作用吸收CO₂，合理；D.制定国际规定限制CO₂排放，合理，故选B。
【答案】
(1)$\ce{H_{2} + CO_{2}\xlongequal{催化剂}H_{2}O + CO}$；(2)密度比空气大；$\ce{H_{2}O + CO_{2} = H_{2}CO_{3}}$；(3)$\ce{2Al + 6CO_{2}\xlongequal{催化剂}Al_{2}(C_{2}O_{4})_{3}}$；(4)B
【知识点】
化学方程式书写、二氧化碳的性质、质量守恒定律
【点评】
本题以二氧化碳为核心，从转化、性质、应用、环保四个维度设置问题，涵盖化学用语、物质性质、环保措施等基础考点，是碳及其化合物的典型综合题，侧重考查学生对基础知识点的灵活运用能力。
【难度系数】
0.6
三、实验与探究题(共30分)
18（16分）化学实践小组利用以下实验装置完成部分气体的相关实验。
Ⅰ.利用如图甲所示的装置在实验室制取氧气和二氧化碳，
并用于相关性质的探究实验。
(1) 检查装置B气密性的方法是
关闭弹簧夹，向长颈漏斗中注水至形成一段水柱，一段时间后，若液面不下降，则说明装置的气密性良好(合理答案均可)
。
(2) 若用高锰酸钾制取氧气，应选择的发生装置为
A
(填字母)，该反应的化学方程式为
$2\ce{KMnO_{4}}\xlongequal{\Delta}\ce{K_{2}MnO_{4}}+\ce{MnO_{2}}+\ce{O_{2}}↑$
。
(3) 用装置C替代装置B作为实验室制取二氧化碳的发生装置，其优点是
能够控制反应速率
。
(4) 在装置G中盛装饱和$\ce{NaHCO_{3}}$溶液，可用于除去$\ce{CO_{2}}$中的$\ce{HCl}$气体，除杂时气体应从
①
(填“①”或“②”)处通入。
Ⅱ.某兴趣小组开展跨学科实践活动。
(5) 某同学利用杠杆原理设计了一套实验装置如图乙所示，通入一段时间的$\ce{CO_{2}}$，右边乒乓球会
下降
(填“上升”或“下降”)，解释其原因是
$\ce{CO_{2}}$的密度比空气大，通入$\ce{CO_{2}}$后左边容器中气体密度增大，左侧乒乓球所受浮力增大，根据杠杆原理右边下降
。
(6) 学校化学实验小组设计了一个简易$\ce{CO_{2}}$捕捉器，其捕捉$\ce{CO_{2}}$的流程如图丙所示，此方法中采用“喷雾”的优点是
增大反应物之间的接触面积，提高$\ce{CO_{2}}$的捕捉效率
。
答案：18.(1)关闭弹簧夹，向长颈漏斗中注水至形成一段水柱，一段时间后，若液面不下降，则说明装置的气密性良好(合理答案均可) (2)A $2\ce{KMnO_{4}}\xlongequal{\Delta}\ce{K_{2}MnO_{4}}+\ce{MnO_{2}}+\ce{O_{2}}↑$ (3)能够控制反应速率 (4)① (5)下降 $\ce{CO_{2}}$的密度比空气大，通入$\ce{CO_{2}}$后左边容器中气体密度增大，左侧乒乓球所受浮力增大，根据杠杆原理右边下降 (6)增大反应物之间的接触面积，提高$\ce{CO_{2}}$的捕捉效率
解析：
【分析】
本题为化学实验探究题，需结合基础实验操作、气体制备原理、装置评价及跨学科知识逐一分析：
1. 检查装置B气密性：装置B为带长颈漏斗和弹簧夹的固液不加热型装置，需先关闭弹簧夹形成密闭体系，通过加水形成水柱观察压强变化判断气密性，利用压强差原理。
2. 高锰酸钾制氧气：反应物为固体且需加热，应选固体加热型发生装置A，反应为高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，需正确书写化学方程式。
3. 装置C替代B：装置C可控制液体滴加速度，从而控制反应速率，是装置评价的常见考点。
4. 除杂气体通入：洗气装置需“长进短出”，保证气体与除杂溶液充分接触，故从长管①通入。
5. 杠杆原理应用：CO₂密度比空气大，通入后左侧容器气体密度增大，乒乓球所受浮力增大，杠杆两侧受力变化导致右侧下降，结合阿基米德原理和杠杆平衡分析。
6. 喷雾的优点：喷雾将液体分散为小液滴，增大了与CO₂的接触面积，提升捕捉效率，属于装置优化的常见思路。
【解析】
(1) 检查装置B气密性：关闭弹簧夹，向长颈漏斗中注水至形成一段水柱，一段时间后，若液面不下降，则说明装置的气密性良好（合理即可）。
(2) 高锰酸钾制氧气：反应物为固体，反应需加热，选发生装置A；反应的化学方程式为$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}↑}$。
(3) 装置C替代B：装置C可通过控制液体滴加速度，优点是能够控制反应速率。
(4) 除杂时气体需从长管通入，保证与饱和$\ce{NaHCO_{3}}$溶液充分接触，故从①处通入。
(5) 通入$\ce{CO_{2}}$后，$\ce{CO_{2}}$密度比空气大，左侧容器气体密度增大，左侧乒乓球所受浮力增大，根据杠杆原理，右侧乒乓球会下降。
(6) “喷雾”可增大反应物之间的接触面积，提高$\ce{CO_{2}}$的捕捉效率。
【答案】
(1) 关闭弹簧夹，向长颈漏斗中注水至形成一段水柱，一段时间后，若液面不下降，则说明装置的气密性良好(合理答案均可)
(2) A；$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}↑}$
(3) 能够控制反应速率
(4) ①
(5) 下降；$\ce{CO_{2}}$的密度比空气大，通入$\ce{CO_{2}}$后左边容器中气体密度增大，左侧乒乓球所受浮力增大，根据杠杆原理右边下降
(6) 增大反应物之间的接触面积，提高$\ce{CO_{2}}$的捕捉效率
【知识点】
化学实验基本操作；气体制备与性质；实验装置评价
【点评】
本题围绕气体制备、除杂及性质展开，结合跨学科的杠杆原理应用，考查学生对实验原理的理解和装置评价能力，注重基础与应用结合，是典型的实验探究类题目。
【难度系数】
0.6
