6.3 二氧化碳的实验室制取( 第1课时 二氧化碳的实验室制取)(练习)-【名课题精选】2024-2025学年九年级化学上册同步精品(人教版2024)
2024-11-18
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内容正文:
课题3 二氧化碳的实验室制取(原卷版)
姓名:___________班级:___________等级:___________
一、选择题
1.(24-25九年级上·河南省直辖县级单位·期中)一氧化氮无色难溶于水且密度比空气略大,在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色二氧化氮气体。那么实验室收集一氧化氮时应选择哪种集气方法
A.排水集气法 B.向上排空气法 C.向下排空气法 D.排水法或向上排空气法
2.(2024九年级上·全国·专题练习)实验室制二氧化碳有以下操作:①向锥形瓶中加入大理石;②向长颈漏斗中注入稀盐酸;③检查装置气密性;④收集气体并验满二氧化碳。正确的操作顺序是
A.①②③④ B.③①②④ C.②①③④ D.③②①④
3.(22-23九年级下·湖北黄石·阶段练习)如图是“二氧化碳的制取、收集和验满”的主要实验步骤,其中操作错误的是
A.如图:检查气密性 B.如图:制二氧化碳
C.如图:收集二氧化碳 D.如图:二氧化碳验满
4.(24-25九年级上·广东深圳·期中)下列实验设计不能达到目的的是
A.探究MnO2对过氧化氢分解的影响
B.探究水的组成
C.检查装置气密性
D.检验该瓶气体是二氧化碳
5.(2024·江苏无锡·中考真题)实验室利用石灰石和稀盐酸反应制取CO2,不需要选用的仪器是
A.锥形瓶 B.导管 C.集气瓶 D.酒精灯
6.(24-25九年级上·辽宁阜新·阶段练习)区分两瓶无色气体分别是氧气和二氧化碳。下列实验方案不能达到目的的是
A.分别伸入燃着的木条 B.分别伸入带火星的木条
C.观察气体颜色 D.分别倒入澄清的石灰水
7.(24-25九年级上·全国·课后作业)改进过氧化氢溶液制氧气的装置如图所示。其中说法正确的是
A.此实验产生的气体只可用燃着的木条检验
B.若制备过程中体系内压强过大,则安全管内液面下降
C.此实验用铂丝代替MnO2作催化剂,反应后质量减小
D.此装置可通过铂丝的上下移动控制反应的发生与停止
8.(2024·江苏淮安·模拟预测)实验室制取气体的常见装置如下图示,下列说法正确的是
A.制备时,装置①中的棉花是为了防止固体进入导管
B.装置②中的仪器包括分液漏斗、锥形瓶、双孔橡胶塞和玻璃导管
C.装置④和⑤均可用于实验室制备气体时收集
D.装置⑥用于收集时,应从导管a处通入
9.(24-25九年级上·黑龙江大庆·开学考试)如图是实验室制取气体的部分装置示意图,下列说法正确的是
A.用过氧化氢溶液制取,可选用装置②④组合
B.用装置①制取,分液漏斗中应装稀硫酸
C.装置①的优点的是可以控制反应的速率
D.用装置③收集,气体应从管口c通入
10.(23-24九年级上·湖北武汉·期末)兴趣小组在实验室制取CO2的发生装置中连接压强传感器,如图1,测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图2。下列说法不正确的是
A.ab段长颈漏斗中液面逐渐上升 B.bc段反应物固体与液体脱离接触
C.c点的对应操作是打开弹簧夹 D.该发生装置可以控制反应速率,得到平稳的气流
二、实验题
11.(2024·山东日照·中考真题)某探究小组欲在实验室制备氧气和二氧化碳,实验桌上有下列仪器和胶皮管、棉花、火柴以及实验所需药品。回答下列问题:
(1)若用高锰酸钾固体制取氧气,还缺少一种加热仪器 (填仪器名称);在装入药品前要先检查装置的 ;固定试管时应使试管口略向 (填“上”或“下”)倾斜。
(2)若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集一瓶氧气,可选择的仪器______(填标号)。
A.①④⑥⑦ B.②③④⑧
C.②③⑤⑦ D.①⑤⑥⑧
(3)实验室里制取二氧化碳的反应原理是 (用化学方程式表示);用集气瓶收集满二氧化碳后盖上玻璃片, (填“正”或“倒”)放在桌子上,备用。
12.(24-25九年级上·江西·单元测试)请实验室常用下列装置来制取气体:
(1)写出图中标有字母的仪器名称:① 。
(2)实验室用装置A制取氧气的一点不足之处 。
(3)实验室选用B装置制取氧气的化学方程式 ;若将B装置的长颈漏斗换成分液漏斗,则对比原装置,新装置的显著优点是 。
(4)通常状况下,二氧化碳是一种无色、无味的气体,能溶于水,相同条件下密度比空气大。实验室中可以用稀盐酸与石灰石固体在常温下反应制取二氧化碳气体,可选择的发生装置是 (填序号);若用F和G收集并测量该气体时装置接口顺序为发生装置— — —d,若F中不放植物油会导致测定结果 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
13.(24-25九年级上·江苏常州·阶段练习)如图所示是实验室制取气体的常用装置。请回答下列问题。
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室常用高锰酸钾在A装置中制氧气,但图上该装置还有一个明显的缺陷,需要 ;若要收集较纯净的氧气,则应选用的装置是 (填序号),此装置收满时的现象是 ;该反应的符号表达式为 。
(3)用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集时有如下步骤:①点燃酒精灯;②连接装置并检查装置的气密性;③装入药品;④用排水集气法收集氧气;⑤把导气管撤离水面;⑥熄灭酒精灯;⑦连接仪器,把试管固定在铁架台上。其中操作顺序正确的是______。
A.②③⑦①④⑤⑥ B.⑦②③①④⑤⑥
C.②③⑦①④⑥⑤ D.⑦③①②④⑥⑤
(4)实验室一般用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳,则应选用的发生装置为 (填序号,下同);二氧化碳能溶于水且密度大于空气,则应选择的收集装置为 ;若用如图所示仪器收集二氧化碳,则应从 (填“长”或“短”)管进入。
(5)国庆期间,小王同学在家自制了一个简易制氧机(如图所示),其中的固体药剂A是过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2),它是一种白色固体,遇水会分解出H2O2。B是一种黑色粉末状催化剂。
①氧气通过乙塑料瓶中水的目的是 。
②开始实验前,小王同学先进行了气密性的检查,他先将右侧导管出口放入水中,然后拉动注射器活塞,观察到 ,则说明装置气密性良好。
③经检查,装置气密性良好,小王同学开始实验。当水中开始冒气泡后,小王同学立即将带火星的小木条放在右侧导管口,结果发现小木条并未复燃,小王同学反思这主要是因为 。
14.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)实验技能是学习化学的基础和保证。
实验I:根据图1制取气体。
(1)C仪器的名称是 。
(2)若用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 。若要收集一瓶纯度较高O2,则F装置需要 。(填一项实验操作)
(3)实验室制取CO2要达到随关随停效果,可选图1中 组合成一套发生装置(填字母)。
实验II:基于特定需求设计和制作简易供氧器。
(4)在供给氧气的过程中,反应仓中的气体压强 外界大气压(填“大于”“小于”或“等于”)
(5)10gNa2O2固体和10gCaO2固体分别与水作用生成氧气的质量与时间的关系如图所示。若给鱼池持续增氧,请选择合适的药品为 。
15.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·期中)实验室现有大理石、高锰酸钾、稀盐酸、澄清石灰水、棉花及下列仪器:
I.制取氧气:
(1)利用上述仪器和试剂制取氧气,需要补充的一种仪器是 ,写出反应的化学方程式为 。
(2)用排水法收集氧气,当 时,证明已集满; 能用排水法收集是因为氧气具有 的物理性质。
Ⅱ.制取二氧化碳:
(3)在制取二氧化碳的过程中有两步操作是:
a.向长颈漏斗中加入稀盐酸 b.在锥形瓶中加入几块大理石
a应在b (“之前”或“之后”) 是合理的。实验过程中用澄清石灰水检验产生的二氧化碳,看到液面下的导管口有气泡冒出,此时液面下导管口处的压强 外界大气压(填“大于”或“小于”或“等于”)。
(4)若用图A装置将产生的二氧化碳进行干燥,瓶内盛放的试剂的名称是 ,气体应从导管 (填“a”或“b”)端进入。
三、综合应用题
16.(24-25九年级上·河南郑州·期中)根据下列实验装置图,回答有关问题。
(1)写出标号仪器的名称:① ,② 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气反应的化学方程式 ,以高锰酸钾为试剂利用A装置制取氧气时,还要做的改进是 。
(3)用F装置收集氧气时,气体应从 (填“c”或“d”)管通入,检验氧气是否集满的方法是 。
(4)若用G和H装置来测生成氧气的体积,g和 (填“e”或“f”)相连。
(5)常温下,锌粒与稀硫酸反应可生成硫酸锌和氢气,氢气密度比空气小,且难溶于水,若要制取较纯净的氢气,应该选择的装置组合是 (填字母)。
(6)化学兴趣小组用含过氧化氢34g的过氧化氢溶液和2g二氧化锰制取氧气,请计算生成氧气的体积。(常温下氧气的密度约为1.4g/cm3)(计算结果保留一位小数) 。
四、科学探究题
17.(24-25九年级上·全国·课后作业)化学兴趣小组的同学以助力“碳中和”为主题,设计开展了如图活动。
【活动一】制取二氧化碳
(1)图中仪器a的名称是 。
(2)实验室制取二氧化碳选用的一套装置是 。请写出实验室制取二氧化碳的化学方程式: 。
(3)检查装置B的气密性时,向锥形瓶中注水至长颈漏斗下端形成液封,导管另一端连接注射器,推进注射器的活塞。现象: ,证明装置不漏气。
(4)用装置C制取二氧化碳时,关闭弹簧夹后,多孔隔板处依次观察到的现象是 (用字母b、c、d进行排序)。该装置制取气体的优点是 ,利用该发生装置制取氧气,能否体现出这一优点? (填“能”或“否”),原因是 。
【活动二】碳影响
(5)验证二氧化碳含量升高是否会导致温室效应,小组同学按如图所示装置进行实验,在阳光下照射一段时间后,观察到中间封存的红墨水慢慢向左移动。请你结合温度和压强知识解释这一现象 。
【活动三】碳转化
(6)科学家采取“组合转化”技术,将二氧化碳和氢气在一定条件下转化为重要的化工原料乙烯(C2H4)和水,利用该方法转化176L二氧化碳,可生产乙烯的质量为 g(标准状况下,二氧化碳的密度约为2g/L)。
五、计算题
18.(24-25九年级上·贵州·单元测试)化学兴趣小组欲测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数。先将10 g样品放入质量为50 g的锥形瓶中,再逐滴加入稀盐酸充分反应(如下图所示)。反应过程中测得滴加稀盐酸的总质量与充分反应后锥形瓶及瓶内剩余物质总质量的数据如下表所示。
(该石灰石中杂质不溶解于水,也不与酸反应)
加入稀盐酸的总质量/g
0
10
25
35
锥形瓶及瓶内剩余物质总质量/g
60.00
69.12
82.80
92.36
回答下列问题:
(1)该样品中碳酸钙的质量分数为多少?(写出计算过程)
(2)这种测定方法产生误差的原因可能是 (写1条)。
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课题3 二氧化碳的实验室制取(解析版)
姓名:___________班级:___________等级:___________
一、选择题
1.(24-25九年级上·河南省直辖县级单位·期中)一氧化氮无色难溶于水且密度比空气略大,在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色二氧化氮气体。那么实验室收集一氧化氮时应选择哪种集气方法
A.排水集气法 B.向上排空气法 C.向下排空气法 D.排水法或向上排空气法
【答案】A
【详解】一氧化氮,虽然密度比空气略大,但由于极易与氧气反应且是大气污染物,不宜用排空气法进行收集;一氧化氮难溶于水,可用排水法进行收集。
故选A。
2.(2024九年级上·全国·专题练习)实验室制二氧化碳有以下操作:①向锥形瓶中加入大理石;②向长颈漏斗中注入稀盐酸;③检查装置气密性;④收集气体并验满二氧化碳。正确的操作顺序是
A.①②③④ B.③①②④ C.②①③④ D.③②①④
【答案】B
【详解】实验室制取二氧化碳的操作步骤是:连接仪器装置→检查装置的气密性→向锥形瓶中加入大理石→向长颈漏斗中注入稀盐酸→用向上排空气法收集气体→将燃着的木条放在集气瓶口验满。则题中正确的操作顺序为③①②④。
故选B。
3.(22-23九年级下·湖北黄石·阶段练习)如图是“二氧化碳的制取、收集和验满”的主要实验步骤,其中操作错误的是
A.如图:检查气密性 B.如图:制二氧化碳
C.如图:收集二氧化碳 D.如图:二氧化碳验满
【答案】C
【详解】A、检查装置气密性的方法:把导管的一端浸没在水里,双手紧贴容器外壁,若导管口有气泡冒出,装置不漏气,图中所示操作正确;
B、实验室制取二氧化碳选用大理石和稀盐酸,发生装置属于固液常温型,可用图中装置制取,图中所示操作正确;
C、收集二氧化碳时,为利于空气的排出,导管应伸入集气瓶的底部,图中所示操作错误;
D、检验二氧化碳是否收集满时,应将燃着的木条放在集气瓶口,不能伸入瓶中,图中所示操作正确。
故选C。
4.(24-25九年级上·广东深圳·期中)下列实验设计不能达到目的的是
A.探究MnO2对过氧化氢分解的影响
B.探究水的组成
C.检查装置气密性
D.检验该瓶气体是二氧化碳
【答案】D
【详解】A、图示实验中,其他条件相同,一试管加入二氧化锰,一试管没有加入二氧化锰,比较气泡生成速率,可探究MnO2对过氧化氢分解的影响,实验设计能达到目的,不符合题意;
B、氢气燃烧生成水,氢气是由氢元素组成,氧气是由氧元素组成,化学变化中元素的种类不变,说明水由氢元素和氧元素组成,实验设计能达到目的,不符合题意;
C、该装置的气密性检查方法是:当推动注射器的活塞时,锥形瓶内压强增大,把水压入长颈漏斗中,若气密性好,会形成一段稳定的水柱,实验设计能达到目的,不符合题意;
D、燃烧的木条熄灭,也不能说明气体是二氧化碳,是因为氮气、稀有气体也能使燃烧的木条熄灭,实验设计不能达到实验目的,符合题意。
故选D。
5.(2024·江苏无锡·中考真题)实验室利用石灰石和稀盐酸反应制取CO2,不需要选用的仪器是
A.锥形瓶 B.导管 C.集气瓶 D.酒精灯
【答案】D
【详解】A.实验室用稀盐酸和石灰石制取二氧化碳,属于“固液常温型”,可以使用锥形瓶,故不符合题意;
B.实验室用稀盐酸和石灰石制取二氧化碳,收集二氧化碳一定用到导管,故不符合题意;
C.实验室用稀盐酸和石灰石制取二氧化碳,需要用集气瓶收集二氧化碳,故不符合题意;
D.实验室用稀盐酸和石灰石制取二氧化碳,反应不需要加热,不需要使用酒精灯,故符合题意,故选D。
6.(24-25九年级上·辽宁阜新·阶段练习)区分两瓶无色气体分别是氧气和二氧化碳。下列实验方案不能达到目的的是
A.分别伸入燃着的木条 B.分别伸入带火星的木条
C.观察气体颜色 D.分别倒入澄清的石灰水
【答案】C
【详解】A、燃着的木条在氧气中燃烧的更加旺盛,二氧化碳能使燃着的木条熄灭,则将燃着的木条分别伸入气体中,观察现象可以鉴别,实验方案能达到目的,不符合题意;
B、氧气能使带火星的小木条复燃,二氧化碳无法使带火星的小木条复燃,则将带火星的小木条分别伸入气体中,观察现象可以鉴别,实验方案能达到目的,不符合题意;
C、氧气与二氧化碳都是无色的气体,则无法通过观察颜色区分,实验方案不能达到目的,符合题意;
D、二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,氧气不能与澄清的石灰水中的氢氧化钙反应,通入澄清的石灰水后无现象,则将气体通入澄清的石灰水可以鉴别,实验方案能达到目的,不符合题意。
故选C。
7.(24-25九年级上·全国·课后作业)改进过氧化氢溶液制氧气的装置如图所示。其中说法正确的是
A.此实验产生的气体只可用燃着的木条检验
B.若制备过程中体系内压强过大,则安全管内液面下降
C.此实验用铂丝代替MnO2作催化剂,反应后质量减小
D.此装置可通过铂丝的上下移动控制反应的发生与停止
【答案】D
【详解】A、过氧化氢分解生成氧气,氧气具有助燃性,可以用带火星的木条检验,若木条复燃,则证明该气体是氧气,故A说法错误;
B、由图可知,制备过程中,如果体系内压强过大,过氧化氢溶液被压进安全管中,可观察到安全管中液面上升,集气瓶内液面下降,故B说法错误;
C、催化剂能够改变化学反应的速率,反应前后的质量和化学性质不变,此实验用铂丝代替MnO2作催化剂,反应前后铂丝的质量不变,故C说法错误;
D、由图可知,此装置中将铂丝抽离过氧化氢溶液,反应速率降低,甚至反应停止,再将铂丝伸入过氧化氢溶液,反应速率加快,因此装置可通过铂丝的上下移动控制反应的发生与停止,故D说法正确。
故选:D。
8.(2024·江苏淮安·模拟预测)实验室制取气体的常见装置如下图示,下列说法正确的是
A.制备时,装置①中的棉花是为了防止固体进入导管
B.装置②中的仪器包括分液漏斗、锥形瓶、双孔橡胶塞和玻璃导管
C.装置④和⑤均可用于实验室制备气体时收集
D.装置⑥用于收集时,应从导管a处通入
【答案】A
【详解】A、制备氧气时,用高锰酸钾加热制取氧气,装置①中的棉花是为了防止试管内固体粉末进入导管,进而堵塞导管,正确;
B、装置②中的仪器包括长颈漏斗,而非分液漏斗、锥形瓶、双孔橡胶塞等,错误;
C、氧气的密度比空气大,不易溶于水,可用向上排空气法或排水法来收集,则装置③和⑤均可用于收集氧气,错误;
D、二氧化碳密度比空气大,装置⑥用于收集二氧化碳时,应从导管 b 处通入二氧化碳,将空气从 a 导管排出,错误。
故选A。
9.(24-25九年级上·黑龙江大庆·开学考试)如图是实验室制取气体的部分装置示意图,下列说法正确的是
A.用过氧化氢溶液制取,可选用装置②④组合
B.用装置①制取,分液漏斗中应装稀硫酸
C.装置①的优点的是可以控制反应的速率
D.用装置③收集,气体应从管口c通入
【答案】C
【详解】A、用过氧化氢溶液制取氧气,属于固液不加热反应,发生装置可选①,氧气不易溶于水,密度比空气略大,可用排水法或向上排空气法收集,收集装置可选③或④,故可选用装置①③或①④,不符合题意;
B、用装置①制取二氧化碳,分液漏斗应装稀盐酸,不选择稀硫酸,是因为大理石的主要成分碳酸钙和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在大理石的表面,阻碍反应的进一步进行,不符合题意;
C、装置①可通过分液漏斗控制液体的滴加速率,从而控制反应速率,符合题意;
D、用装置③收集二氧化碳,二氧化碳的密度比空气大,气体应从b端通入,不符合题意。
故选C。
10.(23-24九年级上·湖北武汉·期末)兴趣小组在实验室制取CO2的发生装置中连接压强传感器,如图1,测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图2。下列说法不正确的是
A.ab段长颈漏斗中液面逐渐上升 B.bc段反应物固体与液体脱离接触
C.c点的对应操作是打开弹簧夹 D.该发生装置可以控制反应速率,得到平稳的气流
【答案】D
【详解】A.ab段压强增大,说明装置内气体增多,此时弹簧夹关闭,压强增大,将液体压回长颈漏斗,漏斗中液面逐渐上升,故选项说法正确;
B.bc段压强不变,说明反应停止,且装置密闭,说明石灰石与盐酸脱离接触,故选项说法正确;
C.c点之后压强减小,气体导出,说明此时打开弹簧夹,故选项说法正确;
D.该发生装置可以通过压强控制反应发生和停止,但不能控制反应速率得到平稳的气流,故选项说法错误;
故选:D。
二、实验题
11.(2024·山东日照·中考真题)某探究小组欲在实验室制备氧气和二氧化碳,实验桌上有下列仪器和胶皮管、棉花、火柴以及实验所需药品。回答下列问题:
(1)若用高锰酸钾固体制取氧气,还缺少一种加热仪器 (填仪器名称);在装入药品前要先检查装置的 ;固定试管时应使试管口略向 (填“上”或“下”)倾斜。
(2)若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集一瓶氧气,可选择的仪器______(填标号)。
A.①④⑥⑦ B.②③④⑧
C.②③⑤⑦ D.①⑤⑥⑧
(3)实验室里制取二氧化碳的反应原理是 (用化学方程式表示);用集气瓶收集满二氧化碳后盖上玻璃片, (填“正”或“倒”)放在桌子上,备用。
【答案】(1) 酒精灯 气密性 下
(2)AC
(3) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 正
【详解】(1)酒精灯是实验室常用的加热源;在装药品前应该先检查装置的气密性,为了防止冷凝水回流到试管底部引起试管的炸裂,应该将试管口略向下倾斜;
(2)过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气反应物的状态是固体和液体,不需要加热,可选用②③⑤或①④⑥或①③⑤⑥做发生装置;氧气不易溶于水用排水法收集,可选⑦;密度比空气大用向上排空气法收集,可选⑧,故选AC;
(3)大理石或石灰石中的碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;二氧化碳密度比空气大,用玻璃片盖住已收集满二氧化碳的集气瓶正放在桌面上,备用。
12.(24-25九年级上·江西·单元测试)请实验室常用下列装置来制取气体:
(1)写出图中标有字母的仪器名称:① 。
(2)实验室用装置A制取氧气的一点不足之处 。
(3)实验室选用B装置制取氧气的化学方程式 ;若将B装置的长颈漏斗换成分液漏斗,则对比原装置,新装置的显著优点是 。
(4)通常状况下,二氧化碳是一种无色、无味的气体,能溶于水,相同条件下密度比空气大。实验室中可以用稀盐酸与石灰石固体在常温下反应制取二氧化碳气体,可选择的发生装置是 (填序号);若用F和G收集并测量该气体时装置接口顺序为发生装置— — —d,若F中不放植物油会导致测定结果 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)导管
(2)试管口应略向下倾斜
(3) 可控制反应速率
(4) B c b 偏小
【详解】(1)据图可知,仪器①是导管;
(2)固体加热装置容易产生冷凝水,若回流会造成试管炸裂,因此需要试管口略向下倾斜;
(3)B装置为固液常温型装置,选用过氧化氢和二氧化锰制氧气,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,反应的化学方程式为:;若将B装置中的长颈漏斗换成分液漏斗,其优点是:可以通过分液漏斗控制液体的滴加速率,从而控制反应速率;
(4)实验室中可以用稀盐酸与石灰石固体在常温下反应制取二氧化碳气体,反应物为固体和液体,不需要加热,可选择的发生装置是B;二氧化碳密度比水小,所以从短口进气,将水从长口排出,因此连接顺序为发生装置接c接b接d;由于二氧化碳能溶于水,若不加植物油,那二氧化碳部分溶于水中,排出水的体积减少,使得测定的结果偏小。
13.(24-25九年级上·江苏常州·阶段练习)如图所示是实验室制取气体的常用装置。请回答下列问题。
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室常用高锰酸钾在A装置中制氧气,但图上该装置还有一个明显的缺陷,需要 ;若要收集较纯净的氧气,则应选用的装置是 (填序号),此装置收满时的现象是 ;该反应的符号表达式为 。
(3)用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集时有如下步骤:①点燃酒精灯;②连接装置并检查装置的气密性;③装入药品;④用排水集气法收集氧气;⑤把导气管撤离水面;⑥熄灭酒精灯;⑦连接仪器,把试管固定在铁架台上。其中操作顺序正确的是______。
A.②③⑦①④⑤⑥ B.⑦②③①④⑤⑥
C.②③⑦①④⑥⑤ D.⑦③①②④⑥⑤
(4)实验室一般用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳,则应选用的发生装置为 (填序号,下同);二氧化碳能溶于水且密度大于空气,则应选择的收集装置为 ;若用如图所示仪器收集二氧化碳,则应从 (填“长”或“短”)管进入。
(5)国庆期间,小王同学在家自制了一个简易制氧机(如图所示),其中的固体药剂A是过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2),它是一种白色固体,遇水会分解出H2O2。B是一种黑色粉末状催化剂。
①氧气通过乙塑料瓶中水的目的是 。
②开始实验前,小王同学先进行了气密性的检查,他先将右侧导管出口放入水中,然后拉动注射器活塞,观察到 ,则说明装置气密性良好。
③经检查,装置气密性良好,小王同学开始实验。当水中开始冒气泡后,小王同学立即将带火星的小木条放在右侧导管口,结果发现小木条并未复燃,小王同学反思这主要是因为 。
【答案】(1)酒精灯
(2) 在试管口塞一团棉花 D 集气瓶口有大气泡产生 KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2
(3)A
(4) B C 长
(5) 润湿氧气,观察氧气产生的速率 甲、乙瓶中都有水进入 开始排出的氧气含有较多的空气,浓度不高
【详解】(1)仪器①的名称是酒精灯;
(2)实验室常用高锰酸钾在A装置中制氧气,但图上该装置还有一个明显的缺陷,需要在试管口塞一团棉花,防止加热时,试管内的固体粉末随气流进入导管;氧气密度略大于空气,不易溶于水,可用向上排空气法收集或排水法收集,排水法收集的氧气纯度较高,若要收集较纯净的氧气,则应选用的装置是D;此装置收满时的现象是集气瓶口有大气泡产生;高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的符号表达式为:KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2;
(3)用高锰酸钾制取氧气时,操作步骤为:②连接装置并检查装置的气密性;③装入药品;⑦连接仪器,把试管固定在铁架台上;①点燃酒精灯;④用排水集气法收集氧气⑤把导气管撤离水面;⑥熄灭酒精灯;故操作顺序为:②③⑦①④⑤⑥。
故选A;
(4)实验室制取二氧化碳,常用大理石或石灰石与盐酸反应,大理石或石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,该反应的反应物是固体和液体,不需加热,属于固、液混合不加热型,发生装置可用B,二氧化碳密度大于空气,可用向上排空气法收集,选择的收集装置为C; 二氧化碳密度大于空气,若用如图所示仪器收集二氧化碳,则应从长管进入;
(5)①将氧气通入水中,能使水润湿,且可根据产生气泡的速率判断氧气的速率;
②开始实验前,先将右侧导管出口放入水中,然后拉动注射器活塞,甲瓶内气压降低,观察到乙中的水中沿导管口进入甲瓶,乙瓶的气压也降低,水也会从右侧导管进入乙瓶中,则说明装置气密性良好。
③当水中开始冒气泡后,立即将带火星的小木条放在右侧导管口,结果发现小木条并未复燃,这主要是因为开始排出的气体中在较多的装置的气体,氧气中混有较多的空气,氧气浓度不够高。
14.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)实验技能是学习化学的基础和保证。
实验I:根据图1制取气体。
(1)C仪器的名称是 。
(2)若用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 。若要收集一瓶纯度较高O2,则F装置需要 。(填一项实验操作)
(3)实验室制取CO2要达到随关随停效果,可选图1中 组合成一套发生装置(填字母)。
实验II:基于特定需求设计和制作简易供氧器。
(4)在供给氧气的过程中,反应仓中的气体压强 外界大气压(填“大于”“小于”或“等于”)
(5)10gNa2O2固体和10gCaO2固体分别与水作用生成氧气的质量与时间的关系如图所示。若给鱼池持续增氧,请选择合适的药品为 。
【答案】(1)锥形瓶
(2) 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 装满水
(3)BD
(4)大于
(5)CaO2
【详解】(1)由图可知,仪器C为锥形瓶;
(2)高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,故化学方程式为:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;
氧气密度比空气略大,不易溶于水,既可以采用向上排空气法,又可以采用排水法收集,若要收集一瓶纯度较高O2,应选用排水法收集,若采用F装置收集,应在F装置中装满水;
(3)实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳,选用固液常温型发生装置,能控制反应过程中固体药品和液体药品分离的装置,可达到随关随停的效果,故应选择装置B、D组合的发生装置,通过控制活塞,控制固体药品(放在隔板上)和液体药品的接触与分离,当关闭活塞时由于气体增多使试管内气压变大,把溶液压入长颈漏斗的管体内,液面低于隔板,固液分开,不再反应,打开活塞则气体导出,液面回升,固液接触继续反应,从而控制反应的发生与停止,故填:BD
(4)反应仓中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下产生大量的氧气,造成反应仓中的气体压强大于外界大气压,故填:大于;
(5)分析图可知,相同质量的Na2O2和CaO2固体与水作用,CaO2产生氧气持续时间长,生成氧气的量多,故应选择CaO2给鱼池增氧。
15.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·期中)实验室现有大理石、高锰酸钾、稀盐酸、澄清石灰水、棉花及下列仪器:
I.制取氧气:
(1)利用上述仪器和试剂制取氧气,需要补充的一种仪器是 ,写出反应的化学方程式为 。
(2)用排水法收集氧气,当 时,证明已集满; 能用排水法收集是因为氧气具有 的物理性质。
Ⅱ.制取二氧化碳:
(3)在制取二氧化碳的过程中有两步操作是:
a.向长颈漏斗中加入稀盐酸 b.在锥形瓶中加入几块大理石
a应在b (“之前”或“之后”) 是合理的。实验过程中用澄清石灰水检验产生的二氧化碳,看到液面下的导管口有气泡冒出,此时液面下导管口处的压强 外界大气压(填“大于”或“小于”或“等于”)。
(4)若用图A装置将产生的二氧化碳进行干燥,瓶内盛放的试剂的名称是 ,气体应从导管 (填“a”或“b”)端进入。
【答案】(1) 试管
(2) 集气瓶口有大气泡向外冒出 不易溶于水
(3) 之后 大于
(4) 浓硫酸 a
【详解】(1)利用高锰酸钾制取氧气,高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰、氧气,属于固体加热型反应,需要使用酒精灯、试管、铁架台、单孔橡胶塞、导管组成发生装置,使用集气瓶、水槽组成收集装置,则需要补充的一种仪器是试管;
该反应的化学方程式为:。
(2)用排水法收集氧气,当集气瓶口有大气泡向外冒出时,证明已集满;
能用排水法收集是因为氧气具有不易溶于水的物理性质。
(3)加入试剂时,应先加固体,再加液体,则a应在b之后;
实验过程中用澄清石灰水检验产生的二氧化碳,看到液面下的导管口有气泡冒出,说明此时液面下导管口处的压强大于外界大气压。
(4)浓硫酸有很强的吸水性,可用于干燥二氧化碳气体。若用图A装置将产生的二氧化碳进行干燥,瓶内盛放的试剂的名称是浓硫酸;
干燥二氧化碳时,需将二氧化碳通入浓硫酸中,则气体应从导管a端进入。
三、综合应用题
16.(24-25九年级上·河南郑州·期中)根据下列实验装置图,回答有关问题。
(1)写出标号仪器的名称:① ,② 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气反应的化学方程式 ,以高锰酸钾为试剂利用A装置制取氧气时,还要做的改进是 。
(3)用F装置收集氧气时,气体应从 (填“c”或“d”)管通入,检验氧气是否集满的方法是 。
(4)若用G和H装置来测生成氧气的体积,g和 (填“e”或“f”)相连。
(5)常温下,锌粒与稀硫酸反应可生成硫酸锌和氢气,氢气密度比空气小,且难溶于水,若要制取较纯净的氢气,应该选择的装置组合是 (填字母)。
(6)化学兴趣小组用含过氧化氢34g的过氧化氢溶液和2g二氧化锰制取氧气,请计算生成氧气的体积。(常温下氧气的密度约为1.4g/cm3)(计算结果保留一位小数) 。
【答案】(1) 铁架台 集气瓶
(2) 试管口塞一团棉花
(3) c 将带火星的木条放在d口,木条复燃,则说明已收集满
(4)e
(5)BE
(6)设生成氧气的质量为x,则
解得x=16g
则生成氧气的体积为
答:生成氧气的体积为11.4mL。
【详解】(1)由图可知,仪器①为铁架台,仪器②为集气瓶。
(2)高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为:;
加热高锰酸钾时,为了防止固体粉末进入导管,堵塞导管,试管口应塞一团棉花。
(3)氧气密度比空气大,用F装置收集时,气体应从c管通入;
氧气具有助燃性,验满方法为:将带火星的木条放在d口,木条复燃,则说明已收集满。
(4)氧气不易溶于水,若想测定收集氧气的体积,氧气应从f管通入,e和g相连,则排出的水进入量筒中,且进入的水的体积为收集的氧气的体积。
(5)实验室制取氢气的反应为固液常温反应,发生装置选B,排水法收集的氢气较纯,且氧气难溶于水,收集装置选E。
(6)见答案。
四、科学探究题
17.(24-25九年级上·全国·课后作业)化学兴趣小组的同学以助力“碳中和”为主题,设计开展了如图活动。
【活动一】制取二氧化碳
(1)图中仪器a的名称是 。
(2)实验室制取二氧化碳选用的一套装置是 。请写出实验室制取二氧化碳的化学方程式: 。
(3)检查装置B的气密性时,向锥形瓶中注水至长颈漏斗下端形成液封,导管另一端连接注射器,推进注射器的活塞。现象: ,证明装置不漏气。
(4)用装置C制取二氧化碳时,关闭弹簧夹后,多孔隔板处依次观察到的现象是 (用字母b、c、d进行排序)。该装置制取气体的优点是 ,利用该发生装置制取氧气,能否体现出这一优点? (填“能”或“否”),原因是 。
【活动二】碳影响
(5)验证二氧化碳含量升高是否会导致温室效应,小组同学按如图所示装置进行实验,在阳光下照射一段时间后,观察到中间封存的红墨水慢慢向左移动。请你结合温度和压强知识解释这一现象 。
【活动三】碳转化
(6)科学家采取“组合转化”技术,将二氧化碳和氢气在一定条件下转化为重要的化工原料乙烯(C2H4)和水,利用该方法转化176L二氧化碳,可生产乙烯的质量为 g(标准状况下,二氧化碳的密度约为2g/L)。
【答案】(1)试管
(2) BE或CE CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(3)长颈漏斗内的液面上升
(4) dcb 可以控制反应的发生和停止 否 二氧化锰是粉末状物质,无法与过氧化氢溶液分离
(5)右侧瓶内气体升温快,导致右侧压强大于左侧
(6)112
【详解】(1)图A中仪器a的名称是试管。故填:试管。
(2)实验室用大理石(或石灰石)与稀盐酸常温制取二氧化碳,因此,发生装置选择不带酒精灯的B或C装置,二氧化碳的密度大于空气,能溶于水,且与水反应,所以收集装置采用向上排空气法收集二氧化碳,对应题中E装置。故填:BE或CE。
大理石的主要成分碳酸钙与稀盐酸反应,生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
(3)向长颈漏斗中加水至水浸没长颈漏斗下端,形成液封,缓慢向内推注射器活塞,若看到长颈漏斗内形成一段水柱,证明装置气密性良好。故填:长颈漏斗内的液面上升。
(4)若用装置C制取二氧化碳,要使反应停止的操作是关闭活塞,该操作后,装置内压强变大,将酸液压回到长颈漏斗内,所以C中多孔隔板处依次观察到的现象是dcb。故填:dcb。
装置C通过控制导管上活塞的开关来控制反应的开始和结束,将活塞打开酸液就会和石灰石接触发生反应,生成二氧化碳,当关闭活塞产生的气体就无法导出会对液体形成压强,从而将酸液向下压,当液体与固体分离时,停止反应。故填:可以控制反应的发生和停止。
利用该发生装置制取氧气,不能体现控制反应的发生和停止的优点。故填:否。因为二氧化锰是粉末状物质,无法与过氧化氢溶液分离,因此,无法控制反应的发生和停止。故填:二氧化锰是粉末状物质,无法与过氧化氢溶液分离。
(5)在阳光的照射下,瓶内的温度升高,二氧化碳能形成温室效应,有二氧化碳的瓶内的温度高于盛有空气的瓶内的温度,在气体压力的作用下红色的墨水向盛空气的瓶内移动。故填:右侧瓶内气体升温快,导致右侧压强大于左侧。
(6)解:利用该方法转化二氧化碳的质量为:176L×2g/L=352g。
设可生产乙烯的质量为。
解得:=112g。故填:112。
五、计算题
18.(24-25九年级上·贵州·单元测试)化学兴趣小组欲测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数。先将10 g样品放入质量为50 g的锥形瓶中,再逐滴加入稀盐酸充分反应(如下图所示)。反应过程中测得滴加稀盐酸的总质量与充分反应后锥形瓶及瓶内剩余物质总质量的数据如下表所示。
(该石灰石中杂质不溶解于水,也不与酸反应)
加入稀盐酸的总质量/g
0
10
25
35
锥形瓶及瓶内剩余物质总质量/g
60.00
69.12
82.80
92.36
回答下列问题:
(1)该样品中碳酸钙的质量分数为多少?(写出计算过程)
(2)这种测定方法产生误差的原因可能是 (写1条)。
【答案】(1)实际生成的二氧化碳的质量=60g+35g-92.64g=2.64g,
设该样品中碳酸钙的质量为x。
该样品中碳酸钙的质量分数为。
答:该样品中碳酸钙的质量分数为60%。
(2)二氧化碳有少部分溶于水
【详解】(1)碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,减少的质量为生成的二氧化碳的质量。见答案;
(2)二氧化碳溶于水,稀盐酸中含有水,碳酸钙和稀盐酸反应生成的二氧化碳有少量溶于水,使计算的生成的二氧化碳的质量减少,产生实验误差,则这种测定方法产生误差的原因可能是二氧化碳有少部分溶于水。
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