内容正文:
题型03 基础实验题
1.(23-24九年级上·广东潮州·期末)回答下列问题:
(1)化学是一门以实验为基础的学科,学习化学离不开实验以及实验装置的改进,结合实际回答问题。
i.仪器a的名称是 。
ii.小明要用高锰酸钾制取较纯净的氧气,选择了A和E装置来制取,A装置里面发生反应的化学方程式为 。小明在收集氧气的时候发现水槽里的水变红了,可能的原因 ;小明通过查阅资料还得知,可以用双氧水来制备氧气,这时候他选择的是B装置作为发生装置,B装置相对F装置的优点是 ;小明想准确测量生产氧气的体积,如果是用G图来测量生成气体的体积,请你帮小明把方框中的导气管补画完整 。
iii.氨气(NH3)是一种能溶于水,具有刺激性气味,密度小于空气的气体。实验室可以用氯化铵固体[NH4C1]与熟石灰[Ca(OH)2]混合加热制取氨气。你根据上面的装置选择制取氨气的发生装置和收集装置是 (填字母)。
(2)用传感器探究蜡烛的燃烧。让蜡烛在充满空气的密闭集气瓶内燃烧,稍后熄灭,同时用氧气传感器采集瓶内氧气浓度变化的数据,如图所示。分析该实验,回答下列问题:
i.当氧气浓度变为 %时蜡烛不再燃烧。
ii.蜡烛熄灭后集气瓶中含量最多的气体是 。
【答案】(1)锥形瓶 未在试管口塞一团棉花,加热时试管内粉末状物质进入导管 可以控制反应速率 AD
(2)15.3 氮气/N2
【解析】(1)i.由图可知,仪器a的名称是:锥形瓶;
ii.A装置里发生反应为高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的化学方程式为:;
小明在收集氧气的时候发现水槽里的水变红了,可能的原因是:未在试管口塞一团棉花,加热时试管内粉末状物质进入导管;
与F装置相比,B装置可通过分液漏斗控制液体的滴加速率,从而控制反应速率;
用G图来测量生成气体的体积,氧气的密度比水小,应“短进长出”,故图为: ;
iii.实验室可以用氯化铵固体与熟石灰混合加热制取氨气,属于固体加热反应,发生装置可选A,氨气能溶于水,密度小于空气,可用向下排空气法收集,收集装置可选D,故填:AD;
(2)i.由图可知,当氧气浓度变为15.3%时,蜡烛不再燃烧;
ii.空气中主要含氮气和氧气,蜡烛燃烧消耗氧气,氮气不参与反应,故蜡烛熄灭后集气瓶中含量最多的气体是氮气。
2.(23-24九年级上·广东东莞校际联盟·期末)掌握基本实验技能是初中化学的必备素养之一,回忆有关知识,根据如图回答:
(1)用A装置制取氧气的化学方程式: ,能用装置E收集氧气的原因是 。
(2)检查装置B的气密性:用弹簧夹夹住胶管,向长颈漏斗处倒水形成水柱,若 ,则气密性良好。将装置B和D组装用于制备氢气,收集氢气应从装量D的 端(填“a”或“b”)进入;
(3)用装置C和B制取并收集二氧化碳,C中的反应化学方程式 ,该发生装置的优点是 ,若将铜网更换为铁网,则对实验造成的后果是 ,若用装置D探究二氧化碳是否能与水反应,则装置中加入的试剂为 。
【答案】(1) 氧气密度比空气大,且不与空气中的其他成分反应
(2)一段时间后,水柱不变 b
(3) 可以控制反应的开始与停止 铁和盐酸反应生成氢气,会使收集的二氧化碳不纯 紫色石蕊试液
【解析】(1)由图可知,A装置为加热固体的反应,且试管口塞一团棉花,适用于高锰酸钾制取氧气,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:;
装置E为向上排空气法,氧气密度比空气大,且不与空气中的其他成分反应,则可用该装置收集。
(2)检查装置B的气密性的方法是:用弹簧夹夹住胶管,向长颈漏斗处倒水形成水柱,若气密性良好,瓶内存在一定量的气体,产生压强,能支撑住一段液柱,液面不下降;
氢气密度比空气小,用D装置收集时,其他应从b端通入。
(3)石灰石的主要成分为碳酸钙,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:;
C中,石灰石放在铜网上,盐酸从长颈漏斗中加入。反应开始后,关闭开关时,试管中的气体增多,压强增大,把液体压入长颈漏斗,固体和液体分离,反应停止,打开开关时,气体导出,试管中的气体减少,压强减小,液体和固体混合,反应进行;
铁能和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,则会使收集的气体不纯;
二氧化碳能和水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊变红色,则若想探究二氧化碳是否能与水反应,可向装置中加入紫色石蕊试液。
3.(23-24九年级上·广东东莞外国语学校·期末)回答下列问题:
(1)实验室制取CO2及其性质检验。
i.仪器a的名称是 。
ii.实验室制取CO2,应选择图1中的发生装置为 (填字母),反应的化学方程式为 。
iii.不同的吸收剂对CO2的吸收效果比较(将CO2以相同流速通入不同的吸收剂中,在第30秒时,观察澄清石灰水的变化情况)。
实验装置
吸收剂
用量/mL
烧杯中的现象
水
30
浑浊
饱和石灰水
30
较浑浊
15%KOH溶液
30
无明显现象
分析:澄清石灰水变浑浊的化学方程式为 。
结论:上述三种吸收剂中吸收效果最好的是 。
(2)制作简易“吸碳机”
智慧化学小组模拟工业吸碳设备设计并制作简易“吸碳机”,如图2所示。
i.选用某种吸收剂进行“吸碳”实验,装置内气体中CO2浓度随时间的变化情况如图3所示,400秒后CO2浓度不再明显减少的原因是 。
ii.若用NaOH溶液作吸收剂,一段时间后收集滤网上的生成物Na2CO3,使其与澄清石灰水反应、可重新生成NaOH和一种白色沉淀,从而实现吸收剂再生。该过程中生成白色沉淀的化学方程式为: 。
【答案】(1)试管 B 15%KOH溶液
(2)吸收剂已经消耗完
【解析】(1)i、由图可知,仪器a的名称是:试管;
ii、实验室通常用石灰石(或大理石)与稀盐酸反应制取二氧化碳,属于固液不加热反应,发生装置可选B;
石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:;
iii、澄清石灰水变浑浊的反应为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,该反应的化学方程式为:;
由表中数据可知,当吸收剂为水时,烧杯中澄清石灰水浑浊,当吸收剂为饱和石灰水时,烧杯中澄清石灰水较浑浊,当吸收剂为15%KOH溶液时,烧杯中无明显现象,说明15%KOH溶液能将二氧化碳完全吸收,吸收效果最好;
(2)i、由图可知,装置内气体中二氧化碳浓度随时间延长逐渐减小,400秒后CO2浓度不再明显减少,原因是:吸收剂已经消耗完;
ii、该过程中生成白色沉淀的反应为碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,该反应的化学方程式为:。
4.(23-24九年级上·广东佛山南海·期末).I.氧气、二氧化碳制取与性质实验
(1)装置A制取O2的反应化学方程式是 ,试管口略向下倾斜的原因是 。组装随开随停制取CO2的装置,需选择仪器盒中的d、e和 。
(2)氧气的性质实验:将红热的细铁丝伸入集满O2的集气瓶,观察到的是现象是 ,产物中Fe与O的原子个数比为 ,实验中集气瓶底部加入 ,防止集气瓶炸裂。
处理后
II.自制简易CO2吸收及供氧器
(3)利用回收材料制备一次性CO2吸收器(如图),O2发生器内先放入红砖粉末,倒入双氧水,反应的化学方程式为 ,可作为CO2吸收剂的固体是 。
a.CaCO3 b.Ca(OH)2 c.MnO2 d.CuO
【答案】(1) 防止冷凝水回流炸裂试管 bcf
(2)剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体 3:4 水或细沙
(3) b
【解析】(1)由图可知试管口有棉花,故为加热高锰酸钾制取氧气,加热高锰酸钾生成锰酸钾\二氧化锰和氧气,故①填;
给固体加热时可能会产生冷凝水,若试管口不向下倾斜则可能导致冷凝水回流炸裂试管,故②填防止冷凝水回流炸裂试管;
组装随开随停的制取装置,即发生装置和收集装置,而药品是石灰石或大理石和稀盐酸,发生装置用到了盛装固体的仪器,故选b锥形瓶,题目中给定的是b双孔塞,故还需要长劲漏斗用来添加稀盐酸,加上多孔塑料板组装成发生装置,还需要用到f弹簧夹来截断气流,是发生装置内压强变大,将固液分离,实现反应停止,打开弹簧夹,固液接触反应开始,综上所述,需要b锥形瓶、c长颈漏斗、f弹簧夹,故③填bcf。
(2)铁丝在氧气中燃烧的现象是剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,故填剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体;
生成的黑色固体为四氧化三铁,即,故填3:4;
防止高温熔融物溅落集气瓶底炸裂集气瓶,可在其底部加入水或者细沙,故填水或细沙。
(3)发生器内先放入红砖粉末,倒入双氧水,即过氧化氢在红砖粉莫的作用下生成了氧气和水,故填;
可作为CO2吸收剂的固体是可以与其发生反应的物质,氢氧化钙可以和二氧化碳反应生成碳酸钙和水,碳酸钙、二氧化锰、氧化铜等于二氧化碳都不反应,故选b,即填b。
5.(23-24九年级上·广东广州花都·期末)气体制取及性质验证是重要的化学实验活动,请结合下图所示实验装置,回答下列问题。
(1)写出以下仪器名称:① ;② 。
(2)用锌粒与稀盐酸制取氢气时,使用装置c作发生装置。在反应过程中关闭弹簧夹,当反应停止时,液面应位于 (填“1”、“2”、“3”)处。
(3)要测量收集的氢气体积,应该把发生装置C的玻璃导管a与 、 → 接口按顺序连接。(选填“b”、“c”、“d”、“e”、“f”)
(4)为探究“向上排空气法”和“排水集气法”收集的氧气浓度是否有差异,吴同学做了如下实验:通过加热高锰酸钾固体获取氧气,待气流稳定后,分别用装置D和E各收集三瓶氧气,并用传感器测定集气瓶中的氧气浓度,测得数据见下表。
收集方法
排水集气法
向上排空气法
氧气浓度/%
90.0
89.8
89.3
79.6
79.7
79.9
氧气平均浓度/%
89.7
79.7
①用高锰酸钾制取氧气的反应原理是 (写出化学方程式),选用的发生装置 (填编号)。
②分析数据得出,以上两种方法中, 法收集到的氧气更纯净。
③用向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右,以下分析正确的是 (填编号)。
A.氧气的密度略大于空气
B.加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右
C.当观察到带火星木条复燃时,集气瓶内还有空气
【答案】(1)酒精灯 锥形瓶
(2)3
(3)c b f
(4) A 排水集气 AC
【解析】(1)由图可知,仪器①为酒精灯,仪器②为锥形瓶。
(2)装置C中,关闭弹簧夹,产生的气体无法排出,装置中的压强增大,液体被压入长颈漏斗中,固液分离,反应停止,则当反应停止时,液面应位于3处。
(3)若想测量收集氢气的体积,可用排水法收集,且将排出的水用量筒收集,根据排出的水的体积即可直到收集的氢气的体积,由于氢气密度比水小,则用D收集时,气体应从c口通入,则连接顺序为acbf。
(4)①加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为:;
该反应为加热固体的反应,发生装置选A。
②从表中可以得出排水法收集的氧气的平均浓度为89.7%,用向上排空气收集的氧气的平均浓度为79.7%,说明排水法收集的氧气更纯净。
③A、由于氧气密度比空气略大,导致空气排不干净,从而导致收集到的氧气浓度只有80%左右,该选项分析正确;
B、加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度不是80%,该选项分析不正确;
C、当观察到带火星木条复燃时,集气瓶内还有空气,但停止收集,从而导致收集到的氧气浓度只有80%左右,该选项分析正确。
故选AC。
6.(23-24九年级上·广东惠州·期末)在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取氧气。
Ⅰ、实验室用图-1所示装置制取并收集氧气。
(1)写出装置A制氧气的化学方程式 。
(2)装置A中的仪器X的名称为 。若在装置C中装满水,收集O2时,应从装置C的 (选填“m”或“n”)口处通入O2.
(3)搭建如图-2所示装置时,需要调整铁夹高度,可松开 (选填“K1”、“K2”或“K3”)处的螺丝,待调整到所需高度后再拧紧。
Ⅱ、某兴趣小组在跨学科实践课上对某款家用制氧机进行研究。该制氧机利用过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)和二氧化锰同时加入水中制取氧气。过碳酸钠易溶于水,遇水分解为Na2CO3和H2O2,工作原理如图所示。
(4)检验“过滤仓”中导出的气体是氧气的方法: ,兴趣小组同学在实验室模拟用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气,可选用的发生装置是 (从图-1中选填“A”或“B”),为获得平稳气流,需对装置进行改进,改进的方法是 。
(5)制氧机制氧说明(部分)见下表。
M剂
N剂
平均供氧量(毫升/分钟)
供氧时间(分钟)
配方一
1袋
1袋
320
15
配方二
2袋
1袋
500
25
配方三
3袋
2袋
1000
15
①M剂的成分是 。
②若突发缺氧性疾病,在呼叫救护的同时进行吸氧,应选择的最佳配方是 。
【答案】(1)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ (2)酒精灯 n (3)K2
(4)将带火星的木条伸到导管口处 B 将长颈漏斗换为分液漏斗
(5)过碳酸钠/2Na2CO3·3H2O2 三
【解析】(1)由图可知,装置A 是固体受热发生装置,且试管口放有棉花,则选项装置A制取氧气的反应是高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,故反应的化学方程式写为:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
(2)由图可知,装置A中的仪器X的名称为酒精灯,故填酒精灯;
氧气不易溶于水,且密度比水小,在装置C中装满水,收集O2时,应从装置C的短管,即n口处通入氧气,故填n。
(3)由图可知,K1调节试管的水平位置,K2调节试管的高度,K3调节夹持试管的位置,所以需要调整铁夹高度,可松开K2处的螺丝,故填K2。
(4)氧气具有助燃性,能够使带火星的木条复燃,所以检验“过滤仓”中导出的气体是氧气的方法是将带火星的木条伸到导管口处,如木条复燃,证明气体为氧气,故填将带火星的木条伸到导管口处;
用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气,是固体与液体在常温下生成气体的反应,选用的发生装置是固液常温发生装置,即装置B,故填B;
为获得平稳气流,改进的方法是将长颈漏斗换为分液漏斗,通过分液漏斗的玻璃开关控制滴加液体的速率,获得平稳气流,故填将长颈漏斗换为分液漏斗。
(5)①催化剂二氧化锰只改变反应速率,不改变反应物与生成物的质量关系,由配方二的M剂的袋数多,生成的氧气多可知,M剂的成分是过碳酸钠。
②由图可知,相同时间内,配方三生成的氧气最多,则突发缺氧性疾病,在呼叫救护的同时进行吸氧,应选择的最佳配方是三,故填三。
7.(23-24九年级上·广东中山·期末)回答下列问题:
(1)实验室制取O2及相关探究
i.图1中仪器a的名称是 。
ii.用高锰酸钾制取O2应选择的发生装置是 (填字母),用该方法制取O2的化学方程式为 。
iii.收集一塑料瓶O2并借助氧气传感器进行相关探究,通过数据处理软件实时绘出O2体积分数随时间变化曲线,如图2所示。
步骤一:将塑料瓶敞口放置,此时曲线变化为MN段;
步骤二:双手捂热塑料瓶,此时曲线变化为NP段;
步骤三:将塑料瓶的瓶口朝下,此时曲线变化为PQ段。
对比MN段与NP段,说明 (从分子角度解释)。
对比 段和PQ段,说明氧气的密度大于空气。
(2)制作简易供氧器
i.如图3中1.0版所示,利用饮料瓶、吸管等废旧物品制作简易供氧器。通过观察洗气装置中的 现象判断氧气的流速。
ii.在简易供氧器的基础上进行如图3的迭代优化。从使用角度考虑,优化后供氧器的优点 (写一点即可)。
【答案】(1)长颈漏斗 A 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 温度越高,分子运动速度越快 MN
(2)长导管口气泡的冒出速率 能使氧气更顺畅的进入洗气装置(合理即可)
【解析】(1)i. 由图可知,仪器a的名称是长颈漏斗,故填:长颈漏斗;
ii.用高锰酸钾制取O2,属于固-固加热型,选择的发生装置是A,高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,故填:A;2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;
iii.MN段和NP段相比较,NP段双手捂热塑料瓶,瓶内温度升高,分子之间的间隔变大,导致部分气体膨胀逸出,说明温度越高,分子运动速度越快;对比MN段和PQ段,相同条件下PQ段氧气体积分数下降快,氧分子更快更多地从瓶口向下逸出,说明氧气的密度大于空气,故填:温度越高,分子运动速度越快;MN;
(2)i. 通过观察洗气装置中的长导管口气泡的冒出速率,判断氧气的流速,故填:长导管口气泡的冒出速率;
ii. 经过图中的迭代优化,这样的更新不仅能节省材料,还能使氧气更顺畅的进入洗气装置,故填:能使氧气更顺畅的进入洗气装置(合理即可)。
8.(23-24九年级上·广东韶关部分学校·期末联考)如图所示为实验室中常见气体制备、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器,某化学小组的同学利用其进行下列化学实验。
试回答下列问题:
(1)以过氧化氢溶液为原料(二氧化锰作催化剂),在实验室中制备并收集干燥的氧气。
①写出图中带有标号仪器的名称:a b 。
②所选仪器的连接顺序为 → → (从左到右填写仪器序号字母)。
③上述方法制备氧气的化学反应方程式为 ,其化学反应类型为 (选填“分解”、“化合”、“复分解”之一)反应。
(2)若以石灰石和稀盐酸为原料,在实验室中制备二氯化碳气体,按照要求设计实验装置,连接仪器。
①将药品加入装置前,应先进行的操作是 。
②上述制取二氧化碳的化学反应方程式为 。
③用装置C收集二氧化碳气体时,检验二氧化碳已收满的方法是:将燃着的木条放在集气瓶 (选填“瓶口”或“瓶内”),若木条熄灭,则证明二氧化碳已收集满。
④检验二氧化碳用澄清石灰水,发生的化学反应方程式为 。
【答案】(1)分液漏斗 锥形瓶 A B C 分解
(2)检查装置的气密性
瓶口
【解析】(1)①a为分液漏斗,b为锥形瓶;
②用过氧化氢制备干燥的氧气,过氧化氢在二氧化锰作催化剂条件下生成水和氧气,采用固液常温型装置,则应选择A作为发生装置,生成的氧气用B装置中的浓硫酸干燥处理,并用C装置向上排空气法收集(由于氧气密度比空气大),则仪器连接顺序为ABC;
③过氧化氢在二氧化锰作催化剂条件下生成水和氧气,该反应方程式为:;该反应为一种物质反应生成两种物质,符合一变多的特点,属于分解反应;
(2)①将药品加入装置前,应先检查装置的气密性;
②石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应的化学反应方程式为:;
③用装置C向上排空气法收集二氧化碳气体时,由于二氧化碳不能燃烧,不支持燃烧,检验二氧化碳已收满的方法是:将燃着的木条放在集气瓶瓶口,若木条熄灭,则证明二氧化碳已收集满;
④检验二氧化碳用澄清石灰水,澄清石灰水中的溶质氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,该反应的化学反应方程式为:。
9.(23-24九年级上·广东汕尾·期末) 氧气可以供给呼吸,制取氧气的方式多样。
Ⅰ.实验室制取氧气
(1)如图中仪器a的名称是 。
(2)写出加热高锰酸钾制取氧气的化学方程式: 。若选用装置A作为发生装置,需要改进的地方是 。若选用装置B作为收集装置,用排空气法收集氧气时,氧气应从导管口 (填“b”或“c”)通入。
Ⅱ.“制氧机”制取氧气
(3)如图为甲型号制氧机的工作流程图,它是通过分离空气得到大量的氧气。加压、降温、蒸发过程可以分离氧气和氮气,主要利用氧气和氮气的 不同。从微观角度解释空气被压缩的过程: ,甲型号制氧机中的分子筛允许 通过,以达到分离氧气和氮气的目的。
(4)如图为乙型号制氧机实物及原理图。
①将水、A剂和B剂依次加入反应仓中,可观察到反应仓黑色粉末翻腾,仓壁变温热,表明该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
②过滤仓中的水除了有湿润氧气的作用外,还可以起的作用是 。
【答案】(1)酒精灯
(2) 试管口放一团棉花 b
(3)沸点 空气中的氧气分子、氮气分子等间隙变小 氧气分子
(4)放热 观察氧气生成的速率
【解析】(1)有图可知,a是酒精灯;
(2)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为:,若选用装置A作为发生装置,则需要在试管口增加一团棉花,防止固体粉末进入导管,若选用装置B作为收集装置,因为氧气密度大于空气,所以用排空气法收集氧气时,氧气应从导管口b口进入;
(3)加压、降温、蒸发过程可以分离氧气和氮气,主要利用氧气和氮气的沸点不同,空气被压缩,就是空气中氮气分子氧气分子等的间隔缩小,甲型号制氧机中的分子筛允许氧气通过,氧气进入储氧罐,以达到分离氧气和氮气的目的;
(4)①因为仓壁变温热,所以证明温度上升,该反应是放热反应;
②过滤仓中的水除了有湿润氧气的作用外,还可以从瓶内气泡的速度可以观察氧气生成的速率。
10.(23-24九年级上·广东广州南沙·期末)二氧化碳的制取与性质是初中化学的重要实验,请回答下列问题。
Ⅰ.二氧化碳的制取
(1)仪器B的名称是 。
(2)实验室制取二氧化碳的化学方程式为 。
(3)从上图中选择仪器组装一套发生装置,要求制取较大量的二氧化碳,且可便于多次添加稀盐酸,不需要用到的仪器有哪些? (填序号)。
Ⅱ.二氧化碳的性质
为了验证能与水反应,某兴趣小组的同学进行了如下探究活动。
小明同学进行实验一(如图):
【步骤1】把干燥紫色石蕊纸花放入装满的软塑料瓶,立即旋紧瓶盖。一段时间后,纸花颜色无明显变化;
【步骤2】打开瓶塞向该软塑料瓶注入约体积的水,立即旋紧瓶盖,振荡。
(4)观察到现象:①干燥的紫色石蕊纸花变红;② 。
(5)小明同学根据“干燥的紫色石蕊纸花变红”这一现象得出“能与水反应”结论。你认为小明同学验证能与水反应的方法是通过实验证明________(填序号)。
A.反应物被消耗 B.有新物质生成
(6)小红同学认为小明同学所得结论不严密。其理由是:可能是二氧化碳和水反应的生成物使紫色石蕊纸花变红;也可能是 使紫色石蕊纸花变红。
该兴趣小组的同学继续用干燥石蕊纸花完成了实验二,验证能与水反应。
(7)小丽同学认为不必要做“甲”实验,理由是 。
(8)该小组同学根据“乙”实验产生的现象得出了结论:能与水反应。“乙”实验产生的现象是 。写出二氧化碳与水反应的化学反应方程式 。
Ⅲ.二氧化碳的应用
中国力争于2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,意味着中国将完成全球最高的碳排放降幅。科学家正在研究如下图所示的循环体系。
(9)上述循环体系中可循环利用的物质是 。
(10)从上述图中分析得出以下结论,不正确的是________。
A.二氧化碳是一种重要的资源
B.可通过多种途径实现水的分解
C.分离、浓缩得到二氧化碳是化学变化
【答案】(1)锥形瓶 (2)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ (3)AEF
(4)塑料瓶变瘪 (5)B (6)水 (7)小明的实验已验证
(8) 紫色石蕊纸花变红 (9)二氧化碳 (10)C
【解析】(1)据图可知,仪器B的名称是锥形瓶;
(2)实验室中制取二氧化碳常用大理石或石灰石和稀盐酸反应来制取,碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳,同时生成氯化钙和水,反应的化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(3)发生装置为固液发生装置,同时需要多次加入稀盐酸,因此长颈漏斗为必须仪器,锥形瓶能作为反应容器,双孔橡胶塞密封锥形瓶,同时固定长颈漏斗,故需要BCD,不需要的仪器是:AEF;
(4)二氧化碳和水反应使塑料瓶中的压强小于外界压强,从而使塑料瓶变瘪;
(5)根据小明实验操作可以知道,小明是利用了二氧化碳与水反应属于化学变化,即产生了新物质来进行判断的,故选B;
(6)向盛有二氧化碳的塑料瓶内倒入水,干燥的紫色石蕊纸花变红,也可能是水使其变红,本实验没有排除水的干扰;
(7)小明的实验:把干燥紫色石蕊纸花放入装满CO2的软塑料瓶,立即旋紧瓶盖。一段时间后,纸花颜色无明显变化,说明二氧化碳不能使石蕊变红;
(8)二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色石蕊变红,反应的化学反应方程式为:;
(9)由流程可知,可循环利用的物质是二氧化碳;
(10)A、二氧化碳也是一种重要的资源,故说法正确;
B、由图示可知,可通过多种途径实现水的分解,如电解或在光照和催化剂的催化作用下,故说法正确;
C、分离、浓缩得到二氧化碳过程中没有生成新物质,属于物理变化,故说法错误;
故选C。
1.(2024•广东省·中考真题)回答下列问题:
(1)CO2的制取及性质
i.制取CO2
组装一套便于添加稀盐酸的发生装置,需用到图1中的仪器有______(填字母)。
ii.性质实验
操作
现象
性质
X为澄清石灰水时,现象为______
CO2能与石灰水反应
X为______时,现象为______
CO2能与水反应生成酸性物质
低处的蜡烛先熄灭,高处的蜡烛后熄灭
______;CO2不燃烧,也不支持燃烧
(2)低碳行动方案
同学们展示如图2所示的方案,并交流讨论、完善方案。
i.完善方案中的内容(各补写一条):a.______;b.______;c.______。
ii.CO2物理利用______(填“能”或“不能”)从总量上减少CO2。
iii.植树造林,利用绿色植物的______作用吸收CO2。
【答案】(1) ①. ade ②. 澄清石灰水变浑浊 ③. 紫色石蕊溶液 ④. 溶液变红色 ⑤. CO2密度比空气大
(2) ①. 减少一次性餐具的使用 ②. 人工降雨 ③. 乙醇 ④. 不能 ⑤. 光合
【解析】
【小问1详解】
i.组装便于添加稀盐酸的发生装置,应该选择长颈漏斗e,制取二氧化碳的反应物为固液常温型,可以选择锥形瓶d,长颈漏斗需要橡胶塞,故选择双孔橡胶塞a,则需要的仪器有:ade;
ii.若X为澄清石灰水,澄清石灰水与二氧化碳反应会生成碳酸钙沉淀和水,故现象是:澄清石灰水变浑浊。二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸呈酸性,可以用紫色石蕊溶液检验,碳酸能使紫色石蕊溶液变红色,故填:紫色石蕊溶液;溶液变红色。将二氧化碳倒入烧杯中,观察到低处的蜡烛先熄灭,高处的蜡烛后熄灭,说明了二氧化碳密度比空气大;二氧化碳不燃烧、不支持燃烧;
【小问2详解】
i.a中低碳生活,是指减少碳的排放,低能量、低消耗、低开支的生活方式有很多:如光盘行动、减纸减塑、衣物回收利用、减少一次性餐具的使用、低碳出行等。b中二氧化碳的物理利用,不产生新物质的用途,包括有:冷藏保鲜、人工降雨、灭火等。C中二氧化碳化学利用,产生新的物质的用途,包括有:转化成甲醇、乙醇;
ii.根据图中“CO2物理利用”,可以知道利用二氧化碳冷藏保鲜、人工降雨,不能从总量上减少CO2;
iii.植树造林,绿色植物可以进行光合作用,二氧化碳和水在叶绿体中,在光照的条件下,反应生成有机物,并释放氧气,故是利用植物的光合作用吸收二氧化碳。
2.(2024·广东茂名滨海新区·一模)某化学兴趣小组研究影响化学反应快慢的因素。
(1)下图是实验室中常用的仪器
①仪器A的名称是 。
②从上图中选择合适的仪器组装一套CO2发生装置,要求添加盐酸无需拆开装置,需要用到的仪器有哪些? (填标号)
(2)该小组的实验设计和数据记录如下表。每个实验均在反应开始后,就立即用排水法连续收集多瓶CO2,表中“—”表示气泡太少,不再收集。
序号
反应物
收集每瓶气体所用时间(单位:秒)
盐酸
浓度
盐酸
体积
大理石
形状
第1瓶
第2瓶
第3瓶
第4瓶
第5瓶
第6瓶
实验1
10%
70mL
小颗粒
8
9
10
12
14
19
实验2
块状
11
12
15
17
21
23
实验3
7.5%
70mL
小颗粒
10
12
13
15
17
26
实验4
块状
t
14
16
19
22
24
实验5
5%
70mL
小颗粒
14
18
19
32
63
—
实验6
块状
20
31
59
—
—
—
①该小组研究了哪些因素对反应快慢的影响?
②为了分析浓度对反应快慢的影响,可对比表中实验 (填标号)。
A.2和3 B.2和4 C.4和5 D.1和6
③根据实验数据反映出的规律,表中数值t的合理范围是: <t< 。
(3)该小组在反应开始后立即收集第1瓶气体,你认为该做法合理吗?说出你的观点并阐述理由。 。
【答案】(1)长颈漏斗 ABD
(2)盐酸浓度和大理石的形状 B 11 14
(3)合理,因为该实验是通过收集相同体积的气体所用时间比较反应速率的快慢,收集的气体是否纯净对该实验无影响。(其他合理即可)
【解析】(1)①仪器A的名称是长颈漏斗;
②实验室常用稀盐酸和大理石制取二氧化碳,选用固液常温型反应装置,添加盐酸无需拆开装置则选用双孔橡胶塞,需要用到的仪器有长颈漏斗、锥形瓶、双孔橡胶塞,故填:ABD;
(2)①根据表中数据可知,盐酸浓度和大理石的形状是变量,因此该小组研究盐酸浓度和大理石的形状对反应快慢的影响;
②根据表中数据可知,为了分析浓度对反应快慢的影响,盐酸浓度不同时,其他变量必须相同,实验2和4中盐酸浓度不同,加入盐酸的体积相同,大理石的形状相同,故选:B;
③根据实验数据反映出的规律,盐酸浓度10%时,和块状的大理石反应生成第一瓶气体所需的时间是11秒,盐酸浓度7.5%时,和块状的大理石反应生成第二瓶气体所需的时间是14秒,表中数值t的合理范围是:11<t<14;
(3)本题是开放性试题,言之有理即可。如合理,因为该实验是通过收集相同体积的气体所用时间比较反应速率的快慢,收集的气体是否纯净对该实验无影响。
3.(2024·广东东莞·一模) 实验室中制取氧气的发生装置及收集装置如图所示。
(1)①仪器 a 的名称是______,选用装置 A 制取气体时,要求药品为固体,反应条件为______。
②实验室用氯酸钾和二氧化锰加热制取比较纯净的氧气,应选择的发生装置和收集装置的组合是______(填标号),反应的化学方程式是______。
(2)人在高原地区容易因缺氧而引起高原反应。这里的“氧”指的是______(填“氧分子”或“氧元素”)。为满足生产生活对氧气的需求,市场上出现多种类型制氧机。
①分子筛制氧机。分子筛制氧机以空气为原料,空气经过分子筛时,分子筛吸附掉部分______,制得高浓度氧气,其微观示意图如下图所示。
②化学药剂制氧机。下图是某品牌制氧机的工作原理示意图。在反应仓中依次加入水、粉末状过碳酸钠(2Na2CO33H2O2)和粉末状二氧化锰(MnO2),即产生氧气。该制氧机的制氧原理分两步:
第一步:
第二步:______(用化学方程式表示)
③某家庭制氧机上有湿化瓶装置,类似下图所示。下列关于该装置说法正确的有______(填标号,多选)
A.a 导管连接制氧机 B.b 导管连接病人吸氧的塑料管 C.使用该装置可观测氧气输出的速率
【答案】(1) ①. 锥形瓶 ②. 加热 ③. AC ④.
(2) ①. 氧分子 ②. 氮气 ③. ④. ABC
【解析】
【小问1详解】
①据图可知,仪器 a 的名称是锥形瓶;装置A是固体加热型发生装置,选用装置A制取气体时,对药品和反应条件的要求是药品是固体,反应条件需要加热;
②实验室用高锰酸钾制氧气实验中药品为固体,反应条件为加热,则适合用A为反应的发生装置;氧气不易溶于水,则收集较纯净的氧气适合C装置收集;该反应的化学反应方程式为:;
【小问2详解】
人在高原地区容易因缺氧等因素引起高原反应,这里的“氧”指的是氧气,氧气能供给呼吸,氧气是由氧分子构成;
①据图可知,空气经过分子筛时氮气被吸附,氧气通过,获得高浓度的氧气;
②第一步反应中产生过氧化氢,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解产生水与氧气,反应的化学方程式为:;
③A、根据图示可知a口为氧气流进,在水中湿润后从b口排出进入人体,故选项说法正确;
B、氧气与水充分接触湿化后,从水中以气泡形式逸出,从b导管进入病人吸氧的塑料管,故选项说法正确;
C、根据水中产生气泡的速率可观察出氧气出来的速率,故选项说法正确;
故选ABC。
4.(2024·广东惠州博罗·二模)回答问题
(1)实验室制取CO2及性质检验
I.如上图中仪器a的名称是___________。
II.实验室用石灰石和稀盐酸反应制取CO2的化学方程式为__________,如图中A、B装置均可作实验室制取CO2的发生装置,与A装置相比,B装置的优点是_________。
III.收集CO2并进行如下图的性质检验。
装置
操作
现象
结论
V形管乙右端放一根燃着的木条
_______
CO2具有不可燃、不助燃的性质
V形管甲、乙内分别加入等量的紫色石蕊试液
V形管乙中的紫色石蕊试液比甲中的先变红
CO2具有_________的性质
(2)“碳捕捉”“碳封存”与“碳转化”是实现碳中和目标不可或缺的重要技术选择。
“碳捕捉”:科学家利用NaOH溶液喷淋“捕捉”空气中的CO2(如图):
该方法中操作A的名称是___________,物质A是___________溶液。
“碳封存”:如图是用技术将CO2压入地下实现CO2的封存。下列说法不正确的是___________
a.从微观角度解释如图封存技术可行的依据是分子之间有间隔
b.大气中的二氧化碳过多会导致温室效应增强
c.开发利用清洁能源,植树造林有利于实现碳中和
d.所谓的“低碳”就是较低的碳单质的排放
“碳转化”:在一定条件下,可将二氧化碳转化成有用化学物质。
碳中和,人人参与,低碳生活从我做起,你的低碳行为是__________(写出1点即可)。
【答案】(1) ①. 长颈漏斗 ②. ③. 可以控制反应发生与停止 ④. 木条熄灭 ⑤. 二氧化碳密度比空气大
(2) ①. 过滤 ②. 氢氧化钠##NaOH ③. d ④. 低碳行为植树造林##草稿纸双面使用
【解析】
小问1详解】
I.仪器a的名称是长颈漏斗。
II.实验室用石灰石和稀盐酸反应制取CO2,生成氯化钙、水和二氧化碳气体,该反应化学方程式:。如图中A、B装置均可作实验室制取CO2的发生装置,与A装置相比,B装置的优点是可以控制反应发生与停止,稀盐酸沿长颈漏斗注入试管,与多孔塑料板上的固体药品接触,反应开始,B装置中关闭弹簧夹,试管内气压变大,将液体压入长颈漏斗,固液分离反应停止,打开弹簧夹,气体排出,液体进入试管与固体接触反应开始,则B装置的优点是可控制反应的发生和停止。
III.图中V形管乙右端放一根燃着的木条,缓慢通入二氧化碳气体,实验结论:二氧化碳具有不可燃、不助燃的性质,实验现象:木条熄灭。图中V形管甲、乙内分别加入等量的紫色石蕊试液,缓慢通入二氧化碳气体,实验现象:V形管乙中的紫色石蕊试液比甲中的先变红,实验结论:二氧化碳密度比空气大的性质。
【小问2详解】
二氧化碳气体与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,碳酸钠溶液和氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,过滤得到氢氧化钠溶液和碳酸钙,碳酸钙在高温条件下反应生成氧化钙和二氧化碳气体,氢氧化钠和氧化钙都能循环使用。
该方法中操作A的名称是过滤,物质A是氢氧化钠溶液。
a、二氧化碳分子之间有间隔,把二氧化碳气体压入地下是因为分子之间有间隔,说法正确;
b、二氧化碳会导致温室效应,大气中的二氧化碳过多会导致温室效应增强,说法正确;
c、开发利用清洁能源,植树造林可以减少二氧化碳的排放,有利于实现碳中和,说法正确;
d、低碳指的是较低的二氧化碳排放量,说法错误;
故选:d。
碳中和,人人参与,低碳生活从我做起,你的低碳行为植树造林,草稿纸双面使用。
5.(2024·广东江门新会·二模) 回答下列问题:
(1)实验室制备和收集氧气
i.图1中所示仪器a的名称是_______。
ii.实验室用双氧水制备O2,应选用的发生装置是_______(填字母序号),化学方程式为______;若选D装置收集氧气,证明氧气已集满的操作是_______。
iii.用E装置收集并测量生成O2的体积,往往在集气瓶的水上加入一层油,其优点是______。
(2)家庭自制“O2发生器”。
i.动手实践:有同学在家目制氧气发生器。他用20g30%的过氧化氢溶液加______g水配成浓度为6%的溶液,并设计了如图2所示装置。
ii.原理分析:图2中左瓶用于制气,右瓶作用是湿润氧气,并便于观察_______。该方法的缺点是过氧化氢溶液常温下会_______、不易保存。
iii.查阅资料:过碳酸钠性质稳定、易保存、直接溶于水可制氧,其化学反应方程式为2(2Na2CO3•3H2O2)=4Na2CO3+3O2↑+6X,则X为______。
【答案】(1) ①. 酒精灯 ②. A ③. 2H2O22H2O+O2↑ ④. 将带火星的木条放于试管口,木条复燃,证明集满 ⑤. 减少氧气的溶解##增加测量的准确性##减少误差(合理即可)
(2) ①. 80 ②. 气体流速 ③. 分解 ④. H2O
【解析】
【小问1详解】
i.据图可知,仪器a的名称是酒精灯;
ii. 实验室用双氧水制取氧气的反应物是固体和液体,反应条件是常温,应选装置A;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2H2O22H2O+O2↑;氧气具有助燃性,所以证明已收集满的操作:将带火星的木条放于试管口,木条复燃,证明集满;
iii. 在水面上封了一层植物油,植物油的作用是:防止氧气溶于水,减少误差等;
【小问2详解】
i.用20g30%的过氧化氢溶液配成浓度为6%的溶液质量=,需要加水的质量=100g-20g=80g;
ii. 简易供氧器的右瓶中需加入适量的水,水的作用是可以通过观察气泡的速度确定反应的速率,可以湿润氧气;过氧化氢溶液在常温下就会分解,不易保存;
iii.根据2(2Na2CO3•3H2O2)=4Na2CO3+3O2↑+6X可知,反应前有:8个钠原子、4个碳原子、12个氢原子、24个氧原子,反应后有:8个钠原子、4个碳原子、18个氧原子,所以6X中有12个氢原子、6个氧原子,故X的化学式为:H2O。
6.(2024·广东深圳·一模)某小组以“气体制备”为主题开展项目式学习。
(1)基础实验:
实验室现有氯酸钾、二氧化锰、石灰石和稀盐酸,以及下列仪器。请回答下列问题:
①仪器a的名称是 。
②甲同学选用装置A制备O2,化学方程式为 。欲收集一瓶干燥的O2,收集装置最好选用 (填序号)。
③乙同学选用装置B制备CO2,反应时液面应不低于 (填“m”或“n”)位置。实验室制备CO2的化学方程式为 。
(2)跨学科实践:
用下图的自制“制氧机”制备O2。
【资料】过碳酸钠加水溶解会分解生成】Na2CO3和H2O2;Na2CO3易溶于水。
【操作】在左瓶中依次加入适量水、过碳酸钠和二氧化锰。
【现象】左瓶中黑色粉末翻腾、液体浑浊,瓶壁温热;右瓶水中导管口有气泡冒出。
【评价】①左瓶中的二氧化锰可通过 、洗涤、烘干等操作回收;
②右瓶中水的作用是 (写一个即可)。
【答案】(1)水槽 C m
(2)过滤 可检测气流的快慢
【解析】(1)①由图可知,仪器a的名称是水槽;
②A装置为固体加热型发生装置,甲同学选用装置A制备O2,应选用药品氯酸钾和二氧化锰,氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气,反应的化学方程式为:;氧气的密度比空气的密度大,欲收集一瓶干燥的O2,收集装置最好选用向上排空气法,故收集装置选:C;
③乙同学选用装置B制备CO2,长颈漏斗的末端需伸入液面以下,所以反应时液面应不低于m位置;实验室可用石灰石和稀盐酸来制取二氧化碳,石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:;
(2)①二氧化锰不溶于水,左瓶中的二氧化锰可通过过滤、洗涤、烘干等操作回收;
②右瓶水中导管口有气泡冒出,通过右瓶水中气泡的多少来检测气流的快慢。
7.(2024·广东湛江廉江·一模)下图是实验室的常见装置,请回答以下问题:
(1)上图中仪器 b的名称是 。
(2)用过氧化氢溶液制取并收集一瓶较纯净的O2,应选择上图中的装置 (填字母)。化学方程式为 。若发生装置不变,仍想得到一瓶较干燥的氧气,需在F装置前添加装有浓H2SO4的装置 (填字母)。
(3)现欲用G装置来除去一氧化碳中混有的少量二氧化碳,应在G装置中加入 ,其中发生反应的化学方程式主要为 ,气体应从 (选填“c”或“d”)端通入。
(4)图2中,能证明二氧化碳能与水反应的现象是 。
【答案】(1)集气瓶
(2)BD G
(3)氢氧化钠溶液 c
(4)干燥的紫色石蕊试纸不变色,湿润的紫色石蕊试纸变红
【解析】(1)由图可知仪器b是集气瓶,故填:集气瓶;
(2)①过氧化氢溶液为液体,二氧化锰为固体,固液常温反应制取气体,选择发生装置B,氧气不易溶于水,可用排水法收集,用排水法收集的氧气较纯净,故填:BD;
②过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下反应生成水和氧气,反应的化学方程式为,故填:;
③氧气中混有的水蒸气可以通过浓硫酸的干燥装置进行处理,气体“长进短出”,则选G装置,故填:G;
(3)①一氧化碳中混有的少量二氧化碳可以通过氢氧化钠溶液吸收二氧化碳进行除杂处理,故填:氢氧化钠溶液;
②氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为:,故填:;
③一氧化碳中混有的少量二氧化碳可以通过氢氧化钠溶液吸收二氧化碳进行除杂处理,气体“长进短出”,则气体从“c”端通入,故填:c;
(4)二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊变红,则观察到干燥的紫色石蕊试纸不变色,湿润的紫色石蕊试纸变红可以证明二氧化碳与水发生了反应,故填:干燥的紫色石蕊试纸不变色,湿润的紫色石蕊试纸变红。
8.(2024·广东中山纪念中学·一模)据下列装置回答问题:
(1)仪器I名称是_______。
(2)实验室用锌与稀硫酸制取氢气时,为了方便控制反应的发生和停止,应该选用上述发生装置______(填装置字母),反应的化学方程式是______。收集较纯净的氢气选用的收集装置是_______(填“D”、“E”、或“F”)。
(3)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气选用的反应装置是_____(填装置字母序号),用装置G收集较干燥的氧气,气体应从______(填“a”或“b”)通入。
(4)某小组在自制简易制氧机时,发现影响过氧化氢分解速率的因素有很多,在40℃时,不同条件下H2O2的质量分数随时间的变化结果如图所示。
图甲表明,其他条件不变时,溶液pH越____,H2O2分解越快。图乙表明,碱性条件下____(填离子符号)对H2O2分解速率的影响大,综合以上信息推测,下列物质可加快H2O2分解的是______(多选,填字母)。
a.KOH b.KC1 c.HCl d.MnSO4
【答案】(1)长颈漏斗
(2) ①. C ②. ③. D
(3) ①. B ②. b
(4) ①. 大 ②. OH- ③. ad##da
【解析】
【小问1详解】
仪器Ⅰ无开关,判断为长颈漏斗,故填:长颈漏斗。
【小问2详解】
①图中A、B、C都是发生装置,能控制反应发生和停止的装置是C,故填:C;
②锌与硫酸的反应方程式是;
③收集较纯净的气体采用排水法,故填:D。
【小问3详解】
①用氯酸钾和二氧化锰制氧气需要加热,故选:B;
②氧气密度大于空气,应从万能瓶的长导管进入,故填:b。
【小问4详解】
①由图甲可知,pH越大,H2O2的质量分数下降越快,说明H2O2分解越快,故填:大;
②碱的通性是在溶液中电离出OH-,故填:OH-;
③根据图乙可知,等浓度的NaCl和MnCl2溶液中阳离子种类不同,加入MnCl2溶液的反应速率明显更快,加入不同浓度的MnCl2溶液的反应中,离子种类相同,MnCl2浓度越高反应速率越快,综上可以说明碱性条件下,Mn2+对H2O2分解速率的影响大,Mn2+浓度越高反应速率越快。故填:ad。
9.(2024·广东惠州惠东·一模)某同学在教材实验的基础上,设计如图所示装置进行实验。
(1)仪器①的名称为________。
(2)为保证实验顺利进行,实验前需____________。
(3)欲使稀盐酸与石灰石接触,需要进行的操作是___________,此时装置A中发生反应的化学方程式为_________________。
(4)利用装置D验证二氧化碳的性质,a、c为湿润的用紫色石蕊溶液浸泡过的棉花,b为干燥的用紫色石蕊溶液浸泡过的棉花。一段时间后,观察到b处棉花不变色,a、c处棉花变红,且c处棉花先变红,说明的物理性质是________,化学性质是________。
(5)若实验过程中观察到装置D中b处棉花也变红,可能的原因是_______(写出一种),请写出对应的改进措施________________。
(6)如图是一台简易制氧机,A瓶中装有“茶垢净”(遇到热水后会产生氧气)、二氧化锰和水,氧气可从B瓶盖子上出气孔排出,供人呼吸。A瓶的导管伸入B瓶水中的目的是__________。
【答案】(1)分液漏斗 (2)检查装置的气密性
(3) ①. 打开分液漏斗的活塞 ②.
(4) ①. 密度比空气大 ②. 能和水反应
(5) ①. 制取的二氧化碳中混有水蒸气 ②. CD之间加一个盛有浓硫酸的装置
(6)观察产生氧气的速率(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
由图可知,仪器①为分液漏斗。
【小问2详解】
该实验需要装置气密性良好,则实验前要先检查装置气密性。
【小问3详解】
打开分液漏斗的活塞,过氧化氢浸入锥形瓶中,与二氧化锰接触,过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,氧气不易溶于水,则B中的压强增大,液体会进入C装置中,与石灰石接触;
A装置发生的反应为:。
【小问4详解】
干燥的用紫色石蕊溶液浸泡过的棉花不变色,说明二氧化碳不能使紫色石蕊变色,而用紫色石蕊溶液浸泡过的棉花变红色,是因为二氧化碳能和水反应生成碳酸(化学性质),碳酸能使紫色石蕊变红色,同时下面的先变红,说明二氧化碳密度比空气大(物理性质)。
【小问5详解】
若观察到干燥的用紫色石蕊溶液浸泡过的棉花也变红色,说明二氧化碳中混有水蒸气;
浓硫酸具有吸水性,能干燥二氧化碳,则可在CD之间加一个盛有浓硫酸的装置。
【小问6详解】
将A瓶的导管伸入B瓶水中,气体从液体中逸出,可通过产生气泡的速率判断生成氧气的速率。
10.(2024·广东广州从化·一模)氧气的制取与性质实验探究。
(1)仪器④的名称为_______。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为_______。利用该原理制取氧气需要用到的仪器除了①⑦,还有_______(填标号)。
(3)探究影响过氧化氢分解速率的因素的实验如下:
实验
序号
过氧化氢溶液浓度
过氧化氢溶液体积
温度
二氧化锰用量
收集氧气体积
反应所需时间
5
1
20
01
4
16.75
15
1
20
0.1
4
6.04
30
5
35
0
2
49.21
____
____
__
_____
____
待测
对比实验a、b,得到的结论是_______。若要探究过氧化氢溶液的分解速率还受温度影响,还需补充一个实验,请在表中补充完整。
(4)蜡烛在充满空气的密闭集气瓶内燃烧,时熄灭,同时用氧气传感器采集瓶内氧气浓度变化的数据如图。
根据测得的氧气浓度数据,你对燃烧条件的新认识是_______。蜡烛熄灭后集气瓶中含量最多的气体是_______。
【答案】(1)酒精灯 (2) ①. ②. ②⑧
(3) ①. 30 ②. 5 ③. 20 ④. 0 ⑤. 2 ⑥. 过氧化氢分解速率与反应物的浓度有关,且过氧化氢浓度越大,过氧化氢的速率越快
(4) ①. 当氧气浓度较低时,可燃物与氧气接触也不能燃烧; ②. 氮气##N2
【解析】
【小问1详解】
仪器④名称为酒精灯;
【小问2详解】
过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水,化学方程式为:;
该反应为固液常温型,利用该原理制取氧气需要用到的仪器除了①⑦,还有②⑧;
【小问3详解】
对比实验a、b,除了过氧化氢溶液的浓度不同,其它因素均相同,且过氧化氢溶液的浓度越高,且收集等体积氧气所需时间越短,故对比实验a、b可知,过氧化氢分解速率与反应物的浓度有关,且过氧化氢浓度越大,过氧化氢的速率越快;
若要探究过氧化氢溶液的分解速率还受温度影响,除了温度不同以外,保证其它因素均相同,故还需补充一个实验 d ,若与c实验对比,则d中过氧化氢溶液的浓度为30%,过氧化氢溶液的体积为5mL,温度为20℃,二氧化锰用量为0,收集氧气体积为2mL(合理即可);
【小问4详解】
据图像可知,当氧气浓度变为15.82%时,氧气浓度不再改变,即蜡烛不再燃烧;当氧气浓度较低时,可燃物与氧气接触也不能燃烧;
空气中含量最高的气体是氮气,氮气不与蜡烛反应,故蜡烛熄灭后集气瓶中含量最多的气体是氮气。
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$$
题型03 基础实验题
1.(23-24九年级上·广东潮州·期末)回答下列问题:
(1)化学是一门以实验为基础的学科,学习化学离不开实验以及实验装置的改进,结合实际回答问题。
i.仪器a的名称是 。
ii.小明要用高锰酸钾制取较纯净的氧气,选择了A和E装置来制取,A装置里面发生反应的化学方程式为 。小明在收集氧气的时候发现水槽里的水变红了,可能的原因 ;小明通过查阅资料还得知,可以用双氧水来制备氧气,这时候他选择的是B装置作为发生装置,B装置相对F装置的优点是 ;小明想准确测量生产氧气的体积,如果是用G图来测量生成气体的体积,请你帮小明把方框中的导气管补画完整 。
iii.氨气(NH3)是一种能溶于水,具有刺激性气味,密度小于空气的气体。实验室可以用氯化铵固体[NH4C1]与熟石灰[Ca(OH)2]混合加热制取氨气。你根据上面的装置选择制取氨气的发生装置和收集装置是 (填字母)。
(2)用传感器探究蜡烛的燃烧。让蜡烛在充满空气的密闭集气瓶内燃烧,稍后熄灭,同时用氧气传感器采集瓶内氧气浓度变化的数据,如图所示。分析该实验,回答下列问题:
i.当氧气浓度变为 %时蜡烛不再燃烧。
ii.蜡烛熄灭后集气瓶中含量最多的气体是 。
2.(23-24九年级上·广东东莞校际联盟·期末)掌握基本实验技能是初中化学的必备素养之一,回忆有关知识,根据如图回答:
(1)用A装置制取氧气的化学方程式: ,能用装置E收集氧气的原因是 。
(2)检查装置B的气密性:用弹簧夹夹住胶管,向长颈漏斗处倒水形成水柱,若 ,则气密性良好。将装置B和D组装用于制备氢气,收集氢气应从装量D的 端(填“a”或“b”)进入;
(3)用装置C和B制取并收集二氧化碳,C中的反应化学方程式 ,该发生装置的优点是 ,若将铜网更换为铁网,则对实验造成的后果是 ,若用装置D探究二氧化碳是否能与水反应,则装置中加入的试剂为 。
3.(23-24九年级上·广东东莞外国语学校·期末)回答下列问题:
(1)实验室制取CO2及其性质检验。
i.仪器a的名称是 。
ii.实验室制取CO2,应选择图1中的发生装置为 (填字母),反应的化学方程式为 。
iii.不同的吸收剂对CO2的吸收效果比较(将CO2以相同流速通入不同的吸收剂中,在第30秒时,观察澄清石灰水的变化情况)。
实验装置
吸收剂
用量/mL
烧杯中的现象
水
30
浑浊
饱和石灰水
30
较浑浊
15%KOH溶液
30
无明显现象
分析:澄清石灰水变浑浊的化学方程式为 。
结论:上述三种吸收剂中吸收效果最好的是 。
(2)制作简易“吸碳机”
智慧化学小组模拟工业吸碳设备设计并制作简易“吸碳机”,如图2所示。
i.选用某种吸收剂进行“吸碳”实验,装置内气体中CO2浓度随时间的变化情况如图3所示,400秒后CO2浓度不再明显减少的原因是 。
ii.若用NaOH溶液作吸收剂,一段时间后收集滤网上的生成物Na2CO3,使其与澄清石灰水反应、可重新生成NaOH和一种白色沉淀,从而实现吸收剂再生。该过程中生成白色沉淀的化学方程式为: 。
4.(23-24九年级上·广东佛山南海·期末).I.氧气、二氧化碳制取与性质实验
(1)装置A制取O2的反应化学方程式是 ,试管口略向下倾斜的原因是 。组装随开随停制取CO2的装置,需选择仪器盒中的d、e和 。
(2)氧气的性质实验:将红热的细铁丝伸入集满O2的集气瓶,观察到的是现象是 ,产物中Fe与O的原子个数比为 ,实验中集气瓶底部加入 ,防止集气瓶炸裂。
处理后
II.自制简易CO2吸收及供氧器
(3)利用回收材料制备一次性CO2吸收器(如图),O2发生器内先放入红砖粉末,倒入双氧水,反应的化学方程式为 ,可作为CO2吸收剂的固体是 。
a.CaCO3 b.Ca(OH)2 c.MnO2 d.CuO
5.(23-24九年级上·广东广州花都·期末)气体制取及性质验证是重要的化学实验活动,请结合下图所示实验装置,回答下列问题。
(1)写出以下仪器名称:① ;② 。
(2)用锌粒与稀盐酸制取氢气时,使用装置c作发生装置。在反应过程中关闭弹簧夹,当反应停止时,液面应位于 (填“1”、“2”、“3”)处。
(3)要测量收集的氢气体积,应该把发生装置C的玻璃导管a与 、 → 接口按顺序连接。(选填“b”、“c”、“d”、“e”、“f”)
(4)为探究“向上排空气法”和“排水集气法”收集的氧气浓度是否有差异,吴同学做了如下实验:通过加热高锰酸钾固体获取氧气,待气流稳定后,分别用装置D和E各收集三瓶氧气,并用传感器测定集气瓶中的氧气浓度,测得数据见下表。
收集方法
排水集气法
向上排空气法
氧气浓度/%
90.0
89.8
89.3
79.6
79.7
79.9
氧气平均浓度/%
89.7
79.7
①用高锰酸钾制取氧气的反应原理是 (写出化学方程式),选用的发生装置 (填编号)。
②分析数据得出,以上两种方法中, 法收集到的氧气更纯净。
③用向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右,以下分析正确的是 (填编号)。
A.氧气的密度略大于空气
B.加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右
C.当观察到带火星木条复燃时,集气瓶内还有空气
6.(23-24九年级上·广东惠州·期末)在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取氧气。
Ⅰ、实验室用图-1所示装置制取并收集氧气。
(1)写出装置A制氧气的化学方程式 。
(2)装置A中的仪器X的名称为 。若在装置C中装满水,收集O2时,应从装置C的 (选填“m”或“n”)口处通入O2.
(3)搭建如图-2所示装置时,需要调整铁夹高度,可松开 (选填“K1”、“K2”或“K3”)处的螺丝,待调整到所需高度后再拧紧。
Ⅱ、某兴趣小组在跨学科实践课上对某款家用制氧机进行研究。该制氧机利用过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)和二氧化锰同时加入水中制取氧气。过碳酸钠易溶于水,遇水分解为Na2CO3和H2O2,工作原理如图所示。
(4)检验“过滤仓”中导出的气体是氧气的方法: ,兴趣小组同学在实验室模拟用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气,可选用的发生装置是 (从图-1中选填“A”或“B”),为获得平稳气流,需对装置进行改进,改进的方法是 。
(5)制氧机制氧说明(部分)见下表。
M剂
N剂
平均供氧量(毫升/分钟)
供氧时间(分钟)
配方一
1袋
1袋
320
15
配方二
2袋
1袋
500
25
配方三
3袋
2袋
1000
15
①M剂的成分是 。
②若突发缺氧性疾病,在呼叫救护的同时进行吸氧,应选择的最佳配方是 。
7.(23-24九年级上·广东中山·期末)回答下列问题:
(1)实验室制取O2及相关探究
i.图1中仪器a的名称是 。
ii.用高锰酸钾制取O2应选择的发生装置是 (填字母),用该方法制取O2的化学方程式为 。
iii.收集一塑料瓶O2并借助氧气传感器进行相关探究,通过数据处理软件实时绘出O2体积分数随时间变化曲线,如图2所示。
步骤一:将塑料瓶敞口放置,此时曲线变化为MN段;
步骤二:双手捂热塑料瓶,此时曲线变化为NP段;
步骤三:将塑料瓶的瓶口朝下,此时曲线变化为PQ段。
对比MN段与NP段,说明 (从分子角度解释)。
对比 段和PQ段,说明氧气的密度大于空气。
(2)制作简易供氧器
i.如图3中1.0版所示,利用饮料瓶、吸管等废旧物品制作简易供氧器。通过观察洗气装置中的 现象判断氧气的流速。
ii.在简易供氧器的基础上进行如图3的迭代优化。从使用角度考虑,优化后供氧器的优点 (写一点即可)。
8.(23-24九年级上·广东韶关部分学校·期末联考)如图所示为实验室中常见气体制备、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器,某化学小组的同学利用其进行下列化学实验。
试回答下列问题:
(1)以过氧化氢溶液为原料(二氧化锰作催化剂),在实验室中制备并收集干燥的氧气。
①写出图中带有标号仪器的名称:a b 。
②所选仪器的连接顺序为 → → (从左到右填写仪器序号字母)。
③上述方法制备氧气的化学反应方程式为 ,其化学反应类型为 (选填“分解”、“化合”、“复分解”之一)反应。
(2)若以石灰石和稀盐酸为原料,在实验室中制备二氯化碳气体,按照要求设计实验装置,连接仪器。
①将药品加入装置前,应先进行的操作是 。
②上述制取二氧化碳的化学反应方程式为 。
③用装置C收集二氧化碳气体时,检验二氧化碳已收满的方法是:将燃着的木条放在集气瓶 (选填“瓶口”或“瓶内”),若木条熄灭,则证明二氧化碳已收集满。
④检验二氧化碳用澄清石灰水,发生的化学反应方程式为 。
9.(23-24九年级上·广东汕尾·期末) 氧气可以供给呼吸,制取氧气的方式多样。
Ⅰ.实验室制取氧气
(1)如图中仪器a的名称是 。
(2)写出加热高锰酸钾制取氧气的化学方程式: 。若选用装置A作为发生装置,需要改进的地方是 。若选用装置B作为收集装置,用排空气法收集氧气时,氧气应从导管口 (填“b”或“c”)通入。
Ⅱ.“制氧机”制取氧气
(3)如图为甲型号制氧机的工作流程图,它是通过分离空气得到大量的氧气。加压、降温、蒸发过程可以分离氧气和氮气,主要利用氧气和氮气的 不同。从微观角度解释空气被压缩的过程: ,甲型号制氧机中的分子筛允许 通过,以达到分离氧气和氮气的目的。
(4)如图为乙型号制氧机实物及原理图。
①将水、A剂和B剂依次加入反应仓中,可观察到反应仓黑色粉末翻腾,仓壁变温热,表明该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
②过滤仓中的水除了有湿润氧气的作用外,还可以起的作用是 。
10.(23-24九年级上·广东广州南沙·期末)二氧化碳的制取与性质是初中化学的重要实验,请回答下列问题。
Ⅰ.二氧化碳的制取
(1)仪器B的名称是 。
(2)实验室制取二氧化碳的化学方程式为 。
(3)从上图中选择仪器组装一套发生装置,要求制取较大量的二氧化碳,且可便于多次添加稀盐酸,不需要用到的仪器有哪些? (填序号)。
Ⅱ.二氧化碳的性质
为了验证能与水反应,某兴趣小组的同学进行了如下探究活动。
小明同学进行实验一(如图):
【步骤1】把干燥紫色石蕊纸花放入装满的软塑料瓶,立即旋紧瓶盖。一段时间后,纸花颜色无明显变化;
【步骤2】打开瓶塞向该软塑料瓶注入约体积的水,立即旋紧瓶盖,振荡。
(4)观察到现象:①干燥的紫色石蕊纸花变红;② 。
(5)小明同学根据“干燥的紫色石蕊纸花变红”这一现象得出“能与水反应”结论。你认为小明同学验证能与水反应的方法是通过实验证明________(填序号)。
A.反应物被消耗 B.有新物质生成
(6)小红同学认为小明同学所得结论不严密。其理由是:可能是二氧化碳和水反应的生成物使紫色石蕊纸花变红;也可能是 使紫色石蕊纸花变红。
该兴趣小组的同学继续用干燥石蕊纸花完成了实验二,验证能与水反应。
(7)小丽同学认为不必要做“甲”实验,理由是 。
(8)该小组同学根据“乙”实验产生的现象得出了结论:能与水反应。“乙”实验产生的现象是 。写出二氧化碳与水反应的化学反应方程式 。
Ⅲ.二氧化碳的应用
中国力争于2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,意味着中国将完成全球最高的碳排放降幅。科学家正在研究如下图所示的循环体系。
(9)上述循环体系中可循环利用的物质是 。
(10)从上述图中分析得出以下结论,不正确的是________。
A.二氧化碳是一种重要的资源
B.可通过多种途径实现水的分解
C.分离、浓缩得到二氧化碳是化学变化
1.(2024•广东省·中考真题)回答下列问题:
(1)CO2的制取及性质
i.制取CO2
组装一套便于添加稀盐酸的发生装置,需用到图1中的仪器有______(填字母)。
ii.性质实验
操作
现象
性质
X为澄清石灰水时,现象为______
CO2能与石灰水反应
X为______时,现象为______
CO2能与水反应生成酸性物质
低处的蜡烛先熄灭,高处的蜡烛后熄灭
______;CO2不燃烧,也不支持燃烧
(2)低碳行动方案
同学们展示如图2所示的方案,并交流讨论、完善方案。
i.完善方案中的内容(各补写一条):a.______;b.______;c.______。
ii.CO2物理利用______(填“能”或“不能”)从总量上减少CO2。
iii.植树造林,利用绿色植物的______作用吸收CO2。
【答案】(1) ①. ade ②. 澄清石灰水变浑浊 ③. 紫色石蕊溶液 ④. 溶液变红色 ⑤. CO2密度比空气大
(2) ①. 减少一次性餐具的使用 ②. 人工降雨 ③. 乙醇 ④. 不能 ⑤. 光合
【解析】
【小问1详解】
i.组装便于添加稀盐酸的发生装置,应该选择长颈漏斗e,制取二氧化碳的反应物为固液常温型,可以选择锥形瓶d,长颈漏斗需要橡胶塞,故选择双孔橡胶塞a,则需要的仪器有:ade;
ii.若X为澄清石灰水,澄清石灰水与二氧化碳反应会生成碳酸钙沉淀和水,故现象是:澄清石灰水变浑浊。二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸呈酸性,可以用紫色石蕊溶液检验,碳酸能使紫色石蕊溶液变红色,故填:紫色石蕊溶液;溶液变红色。将二氧化碳倒入烧杯中,观察到低处的蜡烛先熄灭,高处的蜡烛后熄灭,说明了二氧化碳密度比空气大;二氧化碳不燃烧、不支持燃烧;
【小问2详解】
i.a中低碳生活,是指减少碳的排放,低能量、低消耗、低开支的生活方式有很多:如光盘行动、减纸减塑、衣物回收利用、减少一次性餐具的使用、低碳出行等。b中二氧化碳的物理利用,不产生新物质的用途,包括有:冷藏保鲜、人工降雨、灭火等。C中二氧化碳化学利用,产生新的物质的用途,包括有:转化成甲醇、乙醇;
ii.根据图中“CO2物理利用”,可以知道利用二氧化碳冷藏保鲜、人工降雨,不能从总量上减少CO2;
iii.植树造林,绿色植物可以进行光合作用,二氧化碳和水在叶绿体中,在光照的条件下,反应生成有机物,并释放氧气,故是利用植物的光合作用吸收二氧化碳。
2.(2024·广东茂名滨海新区·一模)某化学兴趣小组研究影响化学反应快慢的因素。
(1)下图是实验室中常用的仪器
①仪器A的名称是 。
②从上图中选择合适的仪器组装一套CO2发生装置,要求添加盐酸无需拆开装置,需要用到的仪器有哪些? (填标号)
(2)该小组的实验设计和数据记录如下表。每个实验均在反应开始后,就立即用排水法连续收集多瓶CO2,表中“—”表示气泡太少,不再收集。
序号
反应物
收集每瓶气体所用时间(单位:秒)
盐酸
浓度
盐酸
体积
大理石
形状
第1瓶
第2瓶
第3瓶
第4瓶
第5瓶
第6瓶
实验1
10%
70mL
小颗粒
8
9
10
12
14
19
实验2
块状
11
12
15
17
21
23
实验3
7.5%
70mL
小颗粒
10
12
13
15
17
26
实验4
块状
t
14
16
19
22
24
实验5
5%
70mL
小颗粒
14
18
19
32
63
—
实验6
块状
20
31
59
—
—
—
①该小组研究了哪些因素对反应快慢的影响?
②为了分析浓度对反应快慢的影响,可对比表中实验 (填标号)。
A.2和3 B.2和4 C.4和5 D.1和6
③根据实验数据反映出的规律,表中数值t的合理范围是: <t< 。
(3)该小组在反应开始后立即收集第1瓶气体,你认为该做法合理吗?说出你的观点并阐述理由。 。
3.(2024·广东东莞·一模) 实验室中制取氧气的发生装置及收集装置如图所示。
(1)①仪器 a 的名称是______,选用装置 A 制取气体时,要求药品为固体,反应条件为______。
②实验室用氯酸钾和二氧化锰加热制取比较纯净的氧气,应选择的发生装置和收集装置的组合是______(填标号),反应的化学方程式是______。
(2)人在高原地区容易因缺氧而引起高原反应。这里的“氧”指的是______(填“氧分子”或“氧元素”)。为满足生产生活对氧气的需求,市场上出现多种类型制氧机。
①分子筛制氧机。分子筛制氧机以空气为原料,空气经过分子筛时,分子筛吸附掉部分______,制得高浓度氧气,其微观示意图如下图所示。
②化学药剂制氧机。下图是某品牌制氧机的工作原理示意图。在反应仓中依次加入水、粉末状过碳酸钠(2Na2CO33H2O2)和粉末状二氧化锰(MnO2),即产生氧气。该制氧机的制氧原理分两步:
第一步:
第二步:______(用化学方程式表示)
③某家庭制氧机上有湿化瓶装置,类似下图所示。下列关于该装置说法正确的有______(填标号,多选)
A.a 导管连接制氧机 B.b 导管连接病人吸氧的塑料管 C.使用该装置可观测氧气输出的速率
【答案】(1) ①. 锥形瓶 ②. 加热 ③. AC ④.
(2) ①. 氧分子 ②. 氮气 ③. ④. ABC
【解析】
【小问1详解】
①据图可知,仪器 a 的名称是锥形瓶;装置A是固体加热型发生装置,选用装置A制取气体时,对药品和反应条件的要求是药品是固体,反应条件需要加热;
②实验室用高锰酸钾制氧气实验中药品为固体,反应条件为加热,则适合用A为反应的发生装置;氧气不易溶于水,则收集较纯净的氧气适合C装置收集;该反应的化学反应方程式为:;
【小问2详解】
人在高原地区容易因缺氧等因素引起高原反应,这里的“氧”指的是氧气,氧气能供给呼吸,氧气是由氧分子构成;
①据图可知,空气经过分子筛时氮气被吸附,氧气通过,获得高浓度的氧气;
②第一步反应中产生过氧化氢,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解产生水与氧气,反应的化学方程式为:;
③A、根据图示可知a口为氧气流进,在水中湿润后从b口排出进入人体,故选项说法正确;
B、氧气与水充分接触湿化后,从水中以气泡形式逸出,从b导管进入病人吸氧的塑料管,故选项说法正确;
C、根据水中产生气泡的速率可观察出氧气出来的速率,故选项说法正确;
故选ABC。
4.(2024·广东惠州博罗·二模)回答问题
(1)实验室制取CO2及性质检验
I.如上图中仪器a的名称是___________。
II.实验室用石灰石和稀盐酸反应制取CO2的化学方程式为__________,如图中A、B装置均可作实验室制取CO2的发生装置,与A装置相比,B装置的优点是_________。
III.收集CO2并进行如下图的性质检验。
装置
操作
现象
结论
V形管乙右端放一根燃着的木条
_______
CO2具有不可燃、不助燃的性质
V形管甲、乙内分别加入等量的紫色石蕊试液
V形管乙中的紫色石蕊试液比甲中的先变红
CO2具有_________的性质
(2)“碳捕捉”“碳封存”与“碳转化”是实现碳中和目标不可或缺的重要技术选择。
“碳捕捉”:科学家利用NaOH溶液喷淋“捕捉”空气中的CO2(如图):
该方法中操作A的名称是___________,物质A是___________溶液。
“碳封存”:如图是用技术将CO2压入地下实现CO2的封存。下列说法不正确的是___________
a.从微观角度解释如图封存技术可行的依据是分子之间有间隔
b.大气中的二氧化碳过多会导致温室效应增强
c.开发利用清洁能源,植树造林有利于实现碳中和
d.所谓的“低碳”就是较低的碳单质的排放
“碳转化”:在一定条件下,可将二氧化碳转化成有用化学物质。
碳中和,人人参与,低碳生活从我做起,你的低碳行为是__________(写出1点即可)。
【答案】(1) ①. 长颈漏斗 ②. ③. 可以控制反应发生与停止 ④. 木条熄灭 ⑤. 二氧化碳密度比空气大
(2) ①. 过滤 ②. 氢氧化钠##NaOH ③. d ④. 低碳行为植树造林##草稿纸双面使用
【解析】
小问1详解】
I.仪器a的名称是长颈漏斗。
II.实验室用石灰石和稀盐酸反应制取CO2,生成氯化钙、水和二氧化碳气体,该反应化学方程式:。如图中A、B装置均可作实验室制取CO2的发生装置,与A装置相比,B装置的优点是可以控制反应发生与停止,稀盐酸沿长颈漏斗注入试管,与多孔塑料板上的固体药品接触,反应开始,B装置中关闭弹簧夹,试管内气压变大,将液体压入长颈漏斗,固液分离反应停止,打开弹簧夹,气体排出,液体进入试管与固体接触反应开始,则B装置的优点是可控制反应的发生和停止。
III.图中V形管乙右端放一根燃着的木条,缓慢通入二氧化碳气体,实验结论:二氧化碳具有不可燃、不助燃的性质,实验现象:木条熄灭。图中V形管甲、乙内分别加入等量的紫色石蕊试液,缓慢通入二氧化碳气体,实验现象:V形管乙中的紫色石蕊试液比甲中的先变红,实验结论:二氧化碳密度比空气大的性质。
【小问2详解】
二氧化碳气体与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,碳酸钠溶液和氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,过滤得到氢氧化钠溶液和碳酸钙,碳酸钙在高温条件下反应生成氧化钙和二氧化碳气体,氢氧化钠和氧化钙都能循环使用。
该方法中操作A的名称是过滤,物质A是氢氧化钠溶液。
a、二氧化碳分子之间有间隔,把二氧化碳气体压入地下是因为分子之间有间隔,说法正确;
b、二氧化碳会导致温室效应,大气中的二氧化碳过多会导致温室效应增强,说法正确;
c、开发利用清洁能源,植树造林可以减少二氧化碳的排放,有利于实现碳中和,说法正确;
d、低碳指的是较低的二氧化碳排放量,说法错误;
故选:d。
碳中和,人人参与,低碳生活从我做起,你的低碳行为植树造林,草稿纸双面使用。
5.(2024·广东江门新会·二模) 回答下列问题:
(1)实验室制备和收集氧气
i.图1中所示仪器a的名称是_______。
ii.实验室用双氧水制备O2,应选用的发生装置是_______(填字母序号),化学方程式为______;若选D装置收集氧气,证明氧气已集满的操作是_______。
iii.用E装置收集并测量生成O2的体积,往往在集气瓶的水上加入一层油,其优点是______。
(2)家庭自制“O2发生器”。
i.动手实践:有同学在家目制氧气发生器。他用20g30%的过氧化氢溶液加______g水配成浓度为6%的溶液,并设计了如图2所示装置。
ii.原理分析:图2中左瓶用于制气,右瓶作用是湿润氧气,并便于观察_______。该方法的缺点是过氧化氢溶液常温下会_______、不易保存。
iii.查阅资料:过碳酸钠性质稳定、易保存、直接溶于水可制氧,其化学反应方程式为2(2Na2CO3•3H2O2)=4Na2CO3+3O2↑+6X,则X为______。
【答案】(1) ①. 酒精灯 ②. A ③. 2H2O22H2O+O2↑ ④. 将带火星的木条放于试管口,木条复燃,证明集满 ⑤. 减少氧气的溶解##增加测量的准确性##减少误差(合理即可)
(2) ①. 80 ②. 气体流速 ③. 分解 ④. H2O
【解析】
【小问1详解】
i.据图可知,仪器a的名称是酒精灯;
ii. 实验室用双氧水制取氧气的反应物是固体和液体,反应条件是常温,应选装置A;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2H2O22H2O+O2↑;氧气具有助燃性,所以证明已收集满的操作:将带火星的木条放于试管口,木条复燃,证明集满;
iii. 在水面上封了一层植物油,植物油的作用是:防止氧气溶于水,减少误差等;
【小问2详解】
i.用20g30%的过氧化氢溶液配成浓度为6%的溶液质量=,需要加水的质量=100g-20g=80g;
ii. 简易供氧器的右瓶中需加入适量的水,水的作用是可以通过观察气泡的速度确定反应的速率,可以湿润氧气;过氧化氢溶液在常温下就会分解,不易保存;
iii.根据2(2Na2CO3•3H2O2)=4Na2CO3+3O2↑+6X可知,反应前有:8个钠原子、4个碳原子、12个氢原子、24个氧原子,反应后有:8个钠原子、4个碳原子、18个氧原子,所以6X中有12个氢原子、6个氧原子,故X的化学式为:H2O。
6.(2024·广东深圳·一模)某小组以“气体制备”为主题开展项目式学习。
(1)基础实验:
实验室现有氯酸钾、二氧化锰、石灰石和稀盐酸,以及下列仪器。请回答下列问题:
①仪器a的名称是 。
②甲同学选用装置A制备O2,化学方程式为 。欲收集一瓶干燥的O2,收集装置最好选用 (填序号)。
③乙同学选用装置B制备CO2,反应时液面应不低于 (填“m”或“n”)位置。实验室制备CO2的化学方程式为 。
(2)跨学科实践:
用下图的自制“制氧机”制备O2。
【资料】过碳酸钠加水溶解会分解生成】Na2CO3和H2O2;Na2CO3易溶于水。
【操作】在左瓶中依次加入适量水、过碳酸钠和二氧化锰。
【现象】左瓶中黑色粉末翻腾、液体浑浊,瓶壁温热;右瓶水中导管口有气泡冒出。
【评价】①左瓶中的二氧化锰可通过 、洗涤、烘干等操作回收;
②右瓶中水的作用是 (写一个即可)。
7.(2024·广东湛江廉江·一模)下图是实验室的常见装置,请回答以下问题:
(1)上图中仪器 b的名称是 。
(2)用过氧化氢溶液制取并收集一瓶较纯净的O2,应选择上图中的装置 (填字母)。化学方程式为 。若发生装置不变,仍想得到一瓶较干燥的氧气,需在F装置前添加装有浓H2SO4的装置 (填字母)。
(3)现欲用G装置来除去一氧化碳中混有的少量二氧化碳,应在G装置中加入 ,其中发生反应的化学方程式主要为 ,气体应从 (选填“c”或“d”)端通入。
(4)图2中,能证明二氧化碳能与水反应的现象是 。
8.(2024·广东中山纪念中学·一模)据下列装置回答问题:
(1)仪器I名称是_______。
(2)实验室用锌与稀硫酸制取氢气时,为了方便控制反应的发生和停止,应该选用上述发生装置______(填装置字母),反应的化学方程式是______。收集较纯净的氢气选用的收集装置是_______(填“D”、“E”、或“F”)。
(3)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气选用的反应装置是_____(填装置字母序号),用装置G收集较干燥的氧气,气体应从______(填“a”或“b”)通入。
(4)某小组在自制简易制氧机时,发现影响过氧化氢分解速率的因素有很多,在40℃时,不同条件下H2O2的质量分数随时间的变化结果如图所示。
图甲表明,其他条件不变时,溶液pH越____,H2O2分解越快。图乙表明,碱性条件下____(填离子符号)对H2O2分解速率的影响大,综合以上信息推测,下列物质可加快H2O2分解的是______(多选,填字母)。
a.KOH b.KC1 c.HCl d.MnSO4
【答案】(1)长颈漏斗
(2) ①. C ②. ③. D
(3) ①. B ②. b
(4) ①. 大 ②. OH- ③. ad##da
【解析】
【小问1详解】
仪器Ⅰ无开关,判断为长颈漏斗,故填:长颈漏斗。
【小问2详解】
①图中A、B、C都是发生装置,能控制反应发生和停止的装置是C,故填:C;
②锌与硫酸的反应方程式是;
③收集较纯净的气体采用排水法,故填:D。
【小问3详解】
①用氯酸钾和二氧化锰制氧气需要加热,故选:B;
②氧气密度大于空气,应从万能瓶的长导管进入,故填:b。
【小问4详解】
①由图甲可知,pH越大,H2O2的质量分数下降越快,说明H2O2分解越快,故填:大;
②碱的通性是在溶液中电离出OH-,故填:OH-;
③根据图乙可知,等浓度的NaCl和MnCl2溶液中阳离子种类不同,加入MnCl2溶液的反应速率明显更快,加入不同浓度的MnCl2溶液的反应中,离子种类相同,MnCl2浓度越高反应速率越快,综上可以说明碱性条件下,Mn2+对H2O2分解速率的影响大,Mn2+浓度越高反应速率越快。故填:ad。
9.(2024·广东惠州惠东·一模)某同学在教材实验的基础上,设计如图所示装置进行实验。
(1)仪器①的名称为________。
(2)为保证实验顺利进行,实验前需____________。
(3)欲使稀盐酸与石灰石接触,需要进行的操作是___________,此时装置A中发生反应的化学方程式为_________________。
(4)利用装置D验证二氧化碳的性质,a、c为湿润的用紫色石蕊溶液浸泡过的棉花,b为干燥的用紫色石蕊溶液浸泡过的棉花。一段时间后,观察到b处棉花不变色,a、c处棉花变红,且c处棉花先变红,说明的物理性质是________,化学性质是________。
(5)若实验过程中观察到装置D中b处棉花也变红,可能的原因是_______(写出一种),请写出对应的改进措施________________。
(6)如图是一台简易制氧机,A瓶中装有“茶垢净”(遇到热水后会产生氧气)、二氧化锰和水,氧气可从B瓶盖子上出气孔排出,供人呼吸。A瓶的导管伸入B瓶水中的目的是__________。
【答案】(1)分液漏斗 (2)检查装置的气密性
(3) ①. 打开分液漏斗的活塞 ②.
(4) ①. 密度比空气大 ②. 能和水反应
(5) ①. 制取的二氧化碳中混有水蒸气 ②. CD之间加一个盛有浓硫酸的装置
(6)观察产生氧气的速率(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
由图可知,仪器①为分液漏斗。
【小问2详解】
该实验需要装置气密性良好,则实验前要先检查装置气密性。
【小问3详解】
打开分液漏斗的活塞,过氧化氢浸入锥形瓶中,与二氧化锰接触,过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,氧气不易溶于水,则B中的压强增大,液体会进入C装置中,与石灰石接触;
A装置发生的反应为:。
【小问4详解】
干燥的用紫色石蕊溶液浸泡过的棉花不变色,说明二氧化碳不能使紫色石蕊变色,而用紫色石蕊溶液浸泡过的棉花变红色,是因为二氧化碳能和水反应生成碳酸(化学性质),碳酸能使紫色石蕊变红色,同时下面的先变红,说明二氧化碳密度比空气大(物理性质)。
【小问5详解】
若观察到干燥的用紫色石蕊溶液浸泡过的棉花也变红色,说明二氧化碳中混有水蒸气;
浓硫酸具有吸水性,能干燥二氧化碳,则可在CD之间加一个盛有浓硫酸的装置。
【小问6详解】
将A瓶的导管伸入B瓶水中,气体从液体中逸出,可通过产生气泡的速率判断生成氧气的速率。
10.(2024·广东广州从化·一模)氧气的制取与性质实验探究。
(1)仪器④的名称为_______。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为_______。利用该原理制取氧气需要用到的仪器除了①⑦,还有_______(填标号)。
(3)探究影响过氧化氢分解速率的因素的实验如下:
实验
序号
过氧化氢溶液浓度
过氧化氢溶液体积
温度
二氧化锰用量
收集氧气体积
反应所需时间
5
1
20
01
4
16.75
15
1
20
0.1
4
6.04
30
5
35
0
2
49.21
____
____
__
_____
____
待测
对比实验a、b,得到的结论是_______。若要探究过氧化氢溶液的分解速率还受温度影响,还需补充一个实验,请在表中补充完整。
(4)蜡烛在充满空气的密闭集气瓶内燃烧,时熄灭,同时用氧气传感器采集瓶内氧气浓度变化的数据如图。
根据测得的氧气浓度数据,你对燃烧条件的新认识是_______。蜡烛熄灭后集气瓶中含量最多的气体是_______。
【答案】(1)酒精灯 (2) ①. ②. ②⑧
(3) ①. 30 ②. 5 ③. 20 ④. 0 ⑤. 2 ⑥. 过氧化氢分解速率与反应物的浓度有关,且过氧化氢浓度越大,过氧化氢的速率越快
(4) ①. 当氧气浓度较低时,可燃物与氧气接触也不能燃烧; ②. 氮气##N2
【解析】
【小问1详解】
仪器④名称为酒精灯;
【小问2详解】
过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水,化学方程式为:;
该反应为固液常温型,利用该原理制取氧气需要用到的仪器除了①⑦,还有②⑧;
【小问3详解】
对比实验a、b,除了过氧化氢溶液的浓度不同,其它因素均相同,且过氧化氢溶液的浓度越高,且收集等体积氧气所需时间越短,故对比实验a、b可知,过氧化氢分解速率与反应物的浓度有关,且过氧化氢浓度越大,过氧化氢的速率越快;
若要探究过氧化氢溶液的分解速率还受温度影响,除了温度不同以外,保证其它因素均相同,故还需补充一个实验 d ,若与c实验对比,则d中过氧化氢溶液的浓度为30%,过氧化氢溶液的体积为5mL,温度为20℃,二氧化锰用量为0,收集氧气体积为2mL(合理即可);
【小问4详解】
据图像可知,当氧气浓度变为15.82%时,氧气浓度不再改变,即蜡烛不再燃烧;当氧气浓度较低时,可燃物与氧气接触也不能燃烧;
空气中含量最高的气体是氮气,氮气不与蜡烛反应,故蜡烛熄灭后集气瓶中含量最多的气体是氮气。
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