碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。由碳元素组成的单质可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类,如下图。
石墨是制铅笔芯的原料之一,在16世纪被发现后,曾被误认为是含铅的物质。直到18世纪化学家将石墨与共熔后产生
, 才确定了它是含碳的物质。碳纤维既有碳材料的固有本质特性,又有纺织纤维的柔软可加工性,综合性能优异。目前,我国已形成碳纤维生产、碳纤维复合材料成型、应用等产业链,碳纤维复合材料应用领域分布如左下图。
科学界不断研发出新型碳材料,碳气凝胶就是其中一种。碳气凝胶具有优良的吸附性能,在环境净化中发挥重要作用。我国科研人员在不同温度下制备了三种碳气凝胶样品,比较其对的选择性吸附性能。他们在不同压强下测定了上述样品对混合气体中
吸附的选择性值,实验结果如右上图。图中选择性值越高,表明碳气凝胶对
的选择性吸附性能越好。
随着科学技术的发展,碳材料的潜能不断被激发,应用领域越来越广泛。
依据材料内容回答下列问题
化学项目组某同学从资料中得知:质量守恒定律的发现经历了漫长、曲折的过程。
【实验回顾】1756年,俄国化学家罗蒙诺索素夫将金属锡放在密闭容器里煅烧,冷却后在密闭容器里称量,发现总质量和煅烧前没有变化。
(1)1774年,拉瓦锡将45.0份质量的氧化汞加热分解,恰好得到了41.5份质量的汞和3.5份质量的氧气,得到了与罗蒙诺索夫相同的结论,拉瓦锡还通过这个实验研究了___,成就了化学史上的另一经典实验。
【实验重现】该组同学在老师的指导下,将铁粉、活性炭粉、食盐按一定比例加水混合后,涂在用铁片折成的连续的Z形架表面,然后放入盛满氧气的集气瓶中、通过如图所示装置对“化学反应中,反应物与生成物的质量关系”进行实验探究,实验过程中做到操作规范,准确称量和细致观察。
(2)证明化学反应发生且体现质量守恒定律的现象有___(只要一条即可)。
(3)此实验用氧气替代空气的主要目的是___。
(4)实验室里现有过氧化氢溶液,二氧化锰粉末,以及下列仪器:
利用上述药品和仪器,制取少量纯净氧气,其简易制取装置应选择的仪器有___(填序号);利用上述药品和仪器,___(填“能”或“不能”)组装一套制氧气的装置,用来控制反应的发生和停止,请说明理由___。
【总结与反思】
(5)1663年,化学家波义耳将金属汞放在密闭容器里煅烧,冷却后称量时打开了盖,得出的结论是物质的总质量增加了,导致波义耳与质量守恒定律失之交臂,你认为质量增大的原因是___。
(1)10g石灰石样品与盐酸反应后生成的二氧化碳质量最多是______________;
(2)石灰石样品中碳酸钙的质量分数(写出计算过程)。