内容正文:
专题10 碳和碳的氧化物
内容概览
考点01 碳单质
考点02 二氧化碳的性质
考点03 一氧化碳的性质
考点04 二氧化碳的实验室制备
考点01 碳单质
1.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)下列变化属于化学变化的是
A.利用潮汐能发电 B.用铁水铸成机床底座
C.石墨在一定条件下转化金刚石 D.甘蔗挤压糖浆
2.(23-24九年级上·辽宁阜新·期末)下列物质用途的说法错误的是
A.金刚石可用于切割玻璃 B.石墨可用于制铅笔芯
C.木炭可用作电池电极 D.C60可用作超导材料
3.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)建立宏观和微观的联系是化学学科的重要思想之一。下列分析不正确的是
A.物质的“热胀冷缩”现象—分子本身的体积受热增大,遇冷缩小
B.和的化学性质不同—分子构成不同
C.非吸烟者在公共场所吸“二手烟”—微粒在不断运动着
D.金刚石不导电而石墨导电—原子的排列方式不同
4.(23-24九年级上·辽宁鞍山·期末)下列可直接用于制造玻璃刀的是
A.C60 B.活性炭 C.石墨 D.金刚石
5.(23-24九年级上·辽宁沈阳·期末)石墨烯被誉为“21世纪神奇材料”,是从石墨中分离出来的一层或几层碳原子构成的石墨片,用石墨烯和铝合金可制出一种具备特殊性能的烯合金,下列对石墨烯和烯合金的说法不正确的是
A.石墨烯是由碳元素组成的
B.烯合金是一种新型的化合物
C.石墨烯在一定条件下能与氧气反应
D.升温,烯合金中的微粒运动速率加快
6.(22-23九年级上·辽宁大连·期末)下列物质的用途错误的是
A.石墨可用于制铅笔芯 B.C60可用作超导材料
C.金刚石可用于裁割玻璃 D.木炭可用作干电池电极
7.(22-23九年级上·辽宁·期末)下列物质的用途中,错误的是
A.焦炭可用于炼铁 B.木炭可用作电池电极
C.石墨可用于制铅笔芯 D.金刚石可用于裁割玻璃
8.(22-23九年级上·辽宁朝阳·期末)物质的组成与结构决定物质的性质。试分析导致下列两组物质性质不同的原因。
(1)金刚石和石墨物理性质不同是由于 不同;
(2)CO2和CO的化学性质不同是由于 不同。
9.(22-23九年级上·辽宁铁岭·期末)金刚石、石墨、C60都是由碳元素形成的单质。它们的原子排列方式不同,导致它们在性质上存在着明显差异。
(1)石墨具有优良的 ,常用作干电池的电极。
(2)碳在空气中不充分燃烧会生成CO,该反应 (填放出或吸收)热量。
(3)我国国产芯片“中国芯”使用的是高纯度的单质硅,其结构类似于金刚石。构成单质硅的粒子是 (填“原子”“分子”或“离子”)。
(4)请写出另一组由同种元素形成的不同单质 。
考点02 二氧化碳的性质
10.(22-23九年级上·辽宁抚顺·期末)为探究二氧化碳的性质,进行了以下实验:
(1)实验1中干石蕊纸花喷水后放入二氧化碳中,观察到的现象可验证二氧化碳的性质是 (用化学方程式表示)。
(2)实验2是在实验1的基础上设计的创新改进实验,将二氧化碳缓慢通入竖直放置的玻璃管中,能观察到第 (填序号)号棉球先变色,通过此现象可获得关于二氧化碳的另外一条性质是 。
(3)实验B中发生反应的化学方程式 。
(4)实验C中塑料瓶变瘪,体现二氧化碳的物理性质是 。
11.(23-24九年级上·辽宁铁岭·期末)化学研究物质。试从科学家认识物质的视角认识二氧化碳。
【组成】
(1)二氧化碳是由 (填元素名称或符号)两种元素组成的。
【结构】
(2)二氧化碳是由 (填粒子名称)构成的。
【来源】
(3)产生二氧化碳的途径有 (写出一点即可)。
(4)工业上,煅烧石灰石来制取二氧化碳,该反应的化学方程式为某工厂计划利用含碳酸钙的石灰石生产 4.4t 的二氧化碳,理论上参与反应的碳酸钙的质量是 t。
(5)实验室用石灰石(或大理石)与稀盐酸反应制取二氧化碳,该反应的化学方程式为 。实验室能不能用木炭在氧气中燃烧来制取二氧化碳,理由是 。
【性质】
(6)根据下图回答问题。A 实验,实验前两个纸袋保持平衡,向右侧纸袋中倾倒 CO2气体,纸袋下沉,由此说明 CO2的性质是 ;B 实验,向充满 CO2的软矿泉水瓶中倒入澄清石灰水,旋紧瓶塞后充分振荡,能观察到的现象是软矿泉水瓶收缩变瘪和 ,该反应的化学方程式为 ;C 实验,观察到紫色试纸 1 不变色,紫色试纸 2 变红色,紫色试纸 3 不变色,由此得到的结论是 。
【用途】
(7)二氧化碳气体可作为蔬菜大棚的气体肥料,因为其能促进植物的 。二氧化碳灭火器内盛装的是液态二氧化碳,可用于扑灭图书、档案等物的失火。其灭火的原理是 和 。干冰为固态二氧化碳,干冰升华时吸收大量的热,请写出干冰的一个用途 。
【安全】
(8)下面两表为二氧化碳对人体健康的影响和某次蜡烛燃烧的实验记录。
空气中CO2的含量
对人体健康的影响
1%
感到气闷、头昏、心悸
4%-5%
感到气闷、头痛、眩晕
10%以上
使人神志不清、呼吸停止、以致死亡
空气中CO2的体积
0.03%
1%
5%
10%
20%
蜡烛燃烧现象
正常燃烧
正常燃烧
正常燃烧
燃烧不旺
熄灭
根据两表中信息分析,下列说法正确的是______(填字母序号)。
A.教室要经常开窗通风
B.二氧化碳是一种有毒气体
C.能使蜡烛正常燃烧的地窖或深井可以进入
12.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)某兴趣小组以CO2为主题进行项目式学习,请你一起参与。
【认识CO2的用途】
(1)下列有关CO2的用途说法错误的是 填字母序号。
A.灭火 B.生产汽水 C.气体肥料 D.供给呼吸
【探究CO2的性质】
小组同学利用如图1装置测量了反应前后圆底烧瓶内压强的变化。
步骤1:某同学检验了图1装置的气密性,得到如图图像,说明装置气密性良好。
步骤2:两瓶250mL的烧瓶内收集满CO2气体,注射器内各装有85mL的水和澄清石灰水,连接好装置和压强传感器。打开活塞1和活塞2,同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中,关闭活塞1,一段时间后,同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图像情况如图2所示。
(2)步骤1中该同学进行气密性检查的操作是:打开活塞1和活塞2, (填“推”或“拉”)注射器活塞一段距离后停止。
(3)图2中,表示注入的是澄清石灰水的是曲线 (填“I”或“Ⅱ”)。
(4)图2中,AB段压强上升的原因是 。
【拓展探究】
验证人体呼吸作用产生二氧化碳
同学们又进行如图3所示实验,把氧气浓度、二氧化碳浓度和湿度传感器探头放入有少量空气的保鲜袋中,打开仪器开始采集数据,然后向袋内呼出气体。采集的数据如图4所示,纵坐标为某一气体体积分数(%),横坐标为时间(s)。
(5)①实验中没有进行数据采集的其余气体的主要成分为 。
②能说明人体呼吸作用产生二氧化碳的曲线是 。
③根据图4中信息,推断Z曲线在下降后又略有上升的可能的原因是 。
13.(23-24九年级上·辽宁营口·期末)学习了CO2的性质后,同学们对“CO2的溶解性”产生了兴趣,在老师的指导下开展了实验探究活动。
【提出问题】在实验室条件下,1体积的水究竟能溶解多少体积的CO2
【进行实验】
(1)如图所示,向一个集满CO2气体的软塑料瓶中加入约体积的水,立即旋紧瓶盖,振荡,观察到 ,将瓶倒转,放入水中,取下瓶盖,观察到瓶内液面缓慢上升到塑料瓶的约处。
(2)得出结论:1体积的水能溶解 。
【改进实验】
如图所示,取2支医用注射器分别抽取CO2和水,用胶管连接,交替推动2支注射器的活塞,反复多次至数据不再变化。
记录数据如下:
抽取CO2的体积
抽取水的体积
混合后总体积
10 mL
10 mL
13 mL
(3)反复多次交替推动注射器活塞的目的是 。
(4)由表中数据可知,在实验室条件下,1体积水最多能溶解 体积的CO2。
【反思质疑】
(5)实验(1)中测得结果比改进实验中结果偏大,请你推测可能的原因是 。
【数字化实验】
如图所示,为了多渠道确认CO2能溶于水,小组同学用数字化实验测量了容器内压强的变化。
(6)连接好仪器, (填实验操作名称)。
在三颈烧瓶中收集满CO2气体后,设置好数据采集参数。
点击数据采集按钮,将水注入,观察压强曲线变化(如图所示)。
(7)曲线不再变化后,停止收集数据,将紫色石蕊溶液注入烧瓶中,观察到 ,原因是 。
(8)加入水后气压明显上升的原因是 。
(9)停止收集数据时,瓶内气压大于初始气压的原因可能是 。
考点03 一氧化碳的性质
14.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)结构决定性质,二氧化碳和一氧化碳结构不同,性质也不同。鉴别二者不能选择的试剂是
A.氧化铜 B.紫色石蕊溶液
C.稀盐酸 D.澄清石灰水
15.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)下列实验现象中,描述正确的是
A.还原,红色固体逐渐变为黑色
B.红磷在空气中剧烈燃烧,有黄色火焰,有大量白雾生成
C.木炭在氧气中燃烧,有无色刺激性气味气体生成
D.铁丝在氧气中剧烈燃烧,放出大量的热,火星四射,有黑色熔融物溅落瓶底
16.(21-22九年级上·辽宁本溪·期末)如图所示实验中得出的结论不正确的是
A.甲:下方燃着的小木条先熄灭,说明二氧化碳的密度比空气大
B.乙:抽掉玻璃板后,两瓶内气体颜色发生变化,说明分子在不停地运动
C.丙:点燃蜡烛刚熄灭时产生的白烟,蜡烛复燃,说明白烟是石蜡的固体小颗粒
D.丁:如图所示的是实验室制取蒸馏水的简易装置,烧瓶和烧杯中都是自来水。实验结束后从试管和烧杯中各取10mL水,分别加入等量肥皂水,振荡,观察到的现象是:试管中的水产生泡沫少
17.(22-23九年级上·辽宁抚顺·期末)下列实验方法能达到实验目的的是
A.鉴别二氧化锰和四氧化三铁—观察颜色
B.鉴别一氧化碳和氢气—点燃,观察火焰颜色
C.除去CO2中混有的少量CO—点燃气体
D.除去氧化铜粉末中混有的少量碳粉—在空气中充分灼烧
18.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)为及时发现煤气(主要成分是CO)泄漏,常加入少量有特殊气味的乙硫醇(化学式为)。乙硫醇完全燃烧的化学方程式为,下列有关说法中,正确的是
A.X的化学式为S B.可以在室内放一盆水防止煤气中毒
C.CO、都是污染空气的有毒气体 D.CO不仅能做燃料还可用于冶炼金属
19.(22-23九年级上·辽宁铁岭·期末)下列关于物质的性质与其用途的对应关系中,正确的是
A.氧气能助燃,可用于医疗急救 B.一氧化碳可燃,可用于冶炼金属
C.氮气是无色气体,可用作保护气 D.活性炭具有吸附性,可净水剂
20.(22-23九年级上·河北保定·期末)下列有关碳和碳的氧化物的说法中正确的是
A.C60是一种新型的化合物
B.碳、一氧化碳、二氧化碳都能还原氧化铜,具有还原性
C.一氧化碳有毒,在室内放一盆水可以防止一氧化碳中毒
D.北宋画家用墨绘制的《清明上河图》能够保存至今,是因为在常温下碳的化学性质不活泼
21.(22-23九年级上·广东广州·期末)下列物质的性质和用途对应关系不正确的是
A.二氧化碳能与水反应,可用于人工降雨 B.CO具有还原性,可用于冶炼金属
C.木炭具有可燃性,可作为燃料 D.氧气可以供给呼吸,可用于医疗急救
22.(2022·黑龙江·中考真题)归纳与比较是化学学习的主要方法。关于CO2与CO的知识总结错误的是
A.构成:一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子
B.性质:通常情况下,CO2不支持燃烧;CO支持燃烧
C.用途:固体CO2可用于人工降雨;CO可作燃料
D.危害:CO2无毒:CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒
23.(21-22九年级上·辽宁铁岭·期末)某同学设计如下实验装置探究一氧化碳的一些化学性质,回答下列问题:
(1)A装置的目的是 ,
(2)装置B中足量的石灰水的作用是 ,装置D中足量的石灰水的作用是为了检验C中反应的生成物中有二氧化碳生成。该反应的化学方程式为 ;
(3)装置C中实验现象是 。证明一氧化碳有还原性。
(4)根据本实验,点燃装置E中尾气的目的是 ,这是利用了该物质的 (填写一条化学性质)。
(5)一氧化碳是初中化学课本中常见的还原剂,通常可以夺取金属氧化物中的氧元素,使得金属氧化物还原为金属单质,那么我们初中学过的常见物质中具有还原性的物质还有 (填写化学式,一种即可)。
(6)一氧化碳是重要的燃料,如果我们在晚上发现工作人员在使用一氧化碳过程中出现眩晕,全身乏力呼吸困难的状况时,下列操作正确的是___________。(填写序号)
A.立即关闭煤气阀门 B.立即将眩晕人员搀扶到户外通风良好的地方
C.立即轻轻打开门窗通风 D.立即打开打火机照明到燃气管道附近寻找漏点
24.(22-23九年级上·辽宁朝阳·期末) 天然气的主要成分为甲烷,燃烧可能会产生CO,为了检验天然气燃烧后的气体产物成分,进行如下实验:
(1)实验开始时,点燃D处酒精灯之前,先通一会儿N2,其目的是 。
(2)A中无水CuSO4变蓝,说明气体产物中含有水;B中澄清石灰水变浑浊,证明气体产物中含有 (填化学式)。
(3)实验中观察到D装置中 ,E装置中 ,说明气体产物中还有CO。
(4)D装置中发生反应的化学方程式为 。
(5)F处为尾气处理装置,下列装置中合理的是 。
25.(23-24九年级上·辽宁阜新·期末)某校化学兴趣小组同学在学习完“碳和碳的氧化物”后,在实验室中做了如图实验,请你一起参与完成。
I.通过实验研究一氧化碳和氧化铜的反应,其操作步骤及观察到的现象如图:
步骤1:连接装置并________。
步骤2:按图甲所示向双具支试管内加入木炭粉和氧化铜,用向上排空气法使双具支试管内集满二氧化碳后塞上带有导管和瘪气球的橡皮塞。
步骤3:按图乙所示将双具支试管固定在铁架台上,井使木炭粉平铺于试管底部;酒精喷灯加热氧化铜一段时间,未观察到明显现象。
步骤4:将酒精喷灯移至木炭粉处,加热一段时间,观察到气球明显胀大:再次将酒精喷灯移至氧化铜处,加热一段时间,观察到鼎色粉末变为紫红色固体。
(1)将步骤1补充完整 。步骤2中,可用燃著的木条检验二氧化碳是否集满,燃着的木条应 (填“放置在双具支试管口”或“伸入到双具支试管内”)。
(2)该小组设计步骤3的目的是 。
(3)实验中能表明一氧化碳具有还原性的实验现象是 。反应的化学方程式为 ;本实验中 (填物质名称)也具有还原性。
(4)图乙装置中气球的作用是 。
II.探究影响反应快慢的因素是什么?
(5)如图是实验室中常用的仪器:
①仪器A的名称是 。
②从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? (填字母)。
(6)该小组的实验设计和数据记录如表。每个实验均在反应开始后,就立即用持水法连续收集多瓶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
15%
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 。
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(的合理范围是 <t< 。
(7)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 。
26.(22-23九年级上·辽宁鞍山·期末)实验学校九年级化学活动小组的同学,在探究木炭与CuO反应时,完成了如下实验,请回答下列问题:
Ⅰ、如图所示装置进行实验,很快发现澄清的石灰水变浑浊;证明有二氧化碳生成。
(1)请写出C与CuO反应的化学方程式 ;
(2)实验结束时,应 (填写下列操作序号)。
①先熄灭酒精灯,再撤出石灰水中的导管
②先撤出石灰水中的导管,再熄灭酒精灯
Ⅱ、小明同学通过仔细阅读教材,认为当木炭较多、温度较高时,该反应产生的气体中还可能含CO,同学们经过讨论设计了以下实验进行验证:(实验前已检查了装置的气密性)资料提示:碱石灰是NaOH和CaO的混合物,可以吸收CO2和水。
(3)仪器B中所盛试剂为澄清的石灰水,其中发生反应的化学方程式 。
(4)D中玻璃管盛装的试剂为CuO,E中盛装的试剂为足量的澄清的石灰水。若A装置产物中确有CO,则应观察到的现象有: 。
(5)点燃酒精灯前,先打开K,通入一段时间N2,其作用为 。
(6)请指出上述实验装置中的一处缺陷 。
考点04 二氧化碳的实验室制备
27.(23-24九年级上·辽宁沈阳·期末)用如图装置探究二氧化碳的制取和性质。下列有关叙述正确的是
A.移动粗铜丝能控制反应的发生和停止 B.浸有紫色石蕊试液的棉花会变蓝
C.能证明二氧化碳的密度比空气大 D.能收集到干燥、纯净的二氧化碳
28.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)化学是以实验为基础的科学,正确选择实验仪器是实验成功的关键。下列仪器常用于实验室制取气体,请根据装置回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验室需要纯净的氧气用于铁丝燃烧实验,从A-E中选择合适的制取和收集氧气的装置是 。(填字母)
(3)为探究二氧化碳的性质,小明制取并收集了一瓶二氧化碳气体,小明应选择的药品是 (填名称),反应的化学方程式为 ,从A-E装置中选择的收集装置应该是 。(填字母)
(4)用B装置制取气体时,长颈漏斗下端须伸入液面以下,原因是 。
(5)无论是用C装置还是用D装置收集气体,导管都要接近集气瓶底部,这是为了 。
(6)若要用F装置检测CO2,在F装置中盛放的试剂名称是 ,CO2应从 (填“b”或“c”端通入,实验现象为 。
(7)用装置A制取氧气,检查装置气密性的操作是 ,试管中发生反应的化学方程式为 。
29.(23-24九年级上·辽宁营口·期末)如图所示为实验室中常见的气体制备和收集装置,请回答下列问题
(1)仪器①的名称为 。
(2)实验室制取二氧化碳可选用的发生装置和收集装置是 (填字母序号,找出一组即可)。其反应的化学方程式为 。
(3)若用B装置制取二氧化碳,反应前应进行的操作是 。其方法为关闭止水夹,向长颈漏斗内注水至长颈漏斗下端形成一段水柱, ,则装置的气密性良好。
(4)请指出装置B中存在的一处错误 ,若选用C做发生装置,你认为选用C的优点是 。
(5)图示实验装置还可以制取另一种已经学过的常见气体 (填化学式),欲使用装置E用排水法收集该气体,先将瓶中装满水,再将气体从 (选填“a”或“b”)端通入。
(6)氨气(NH3)是一种密度比空气小,极易溶于水的气体,实验室常用固体NH4C1和固体Ca(OH)2加热制得NH3,同时得到氯化钙和水,该反应的化学方程式为 ;实验制取和收集NH3必须选用上述仪器中的 (填序号)。
30.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)化学实验是我们学习化学的基础,结合下图回答相关问题:
(1)写出仪器a的名称 :
(2)实验室制取二氧化碳时,用到药品是 和 ,选择发生装置和收集装置为 (填字母),其反应的方程式为 。
(3)如果制取氧气用高锰酸钾,应选择的装置是 (填字母)其反应的化学方程式为 ;如果换成双氧水(H2O2)制取氧气其反应的化学方程式是 此反应为 (填反应类型)
(4)资料显示过氧化钠(Na2O2)通常情况下为淡黄色固体,能与水发生剧烈的反应产生氧气,某同学在实验室用过氧化钠制取氧气时发生装置选择了B而没有选择C,你认为他选择的理由是 。过氧化钠还与二氧化碳反应生成氧气等(反应的方化学程式为2Na2O2+CO2 = 2Na2CO3+O2↑),应用此原理可以作为潜水艇供氧原理,潜水艇里用这个原理制取氧气优点是 。若用G装置收集氧气,进气端应选择 端(用“b或c”填空)。
(5)使用D装置收集气体的条件是 。
31.(23-24九年级上·辽宁铁岭·期末)具备基本的化学实验技能是学习好化学的保障,实验室用图中的装置进行气体的制取及性质实验。
(1)若用装置AD制取氧气:
①装置A中缺少的仪器是 。
②若装置A中用的药品是高锰酸钾,还需要一种物品,它的作用是 。
③用D收集氧气的最佳时机是 。
(2)若用装置B作为制O2的发生装置:(备注:实验操作时将装置向左略倾斜,使固体和液体药品混合即可),
①B中液体名称是 。
②该实验中固体药品起的是 作用。
③产生3.2克O2时分解的过氧化氢的质量为 克。
(3)若用装置C收集氧气,验证氧气已经收集满的方法是 。
(4)若用装置BC制取气体CO2;
①连接装置B与C时,导管口a端与导管口b端相连接的理由是 。
②装置B中发生反应的化学方程式为 。
③将产生的二氧化碳通入装置E的目的是验证二氧化碳气体,实验现象为 ,该反应的化学方程式为 。
32.(23-24九年级上·辽宁辽阳·期末)二氧化碳是光合作用的重要原料,人类对于二氧化碳的探究脚步从未止步。
【二氧化碳发现史实】
(1)公元三世纪,西晋时期张华所著《博物志》记载有“烧白石()作白灰(CaO)……”,同时产生石灰窑气(主要气体成分为二氧化碳)。请写出烧白石作白灰的化学方程式 。
(2)17世纪,比利时科学家海尔蒙特发现木炭燃烧之后产生一种气体(二氧化碳),他把这种气体称之为“森林之精”,并发现烛火在该气体中会自然熄灭,则该气体具有的化学性质是 。
【二氧化碳实验室制备】
(3)实验室利用装置Ⅰ的反应制取,请写出石灰石与稀盐酸反应的方程式 。
(4)川川同学将燃着的小木条放在集气瓶口,观察到 ,于是对大家宣布已收集满一瓶气体。
(5)化学兴趣小组对这瓶气体的纯度产生了质疑,决定用向上排空气法和排水法各收集满一瓶二氧化碳气体,采用数字化传感器测定的含量并记录收集时间,数据如下表:
(说明:装置Ⅰ以燃着的木条熄灭为集满标准;装置Ⅱ以导管口出现连续均匀气泡开始收集,集气瓶口出现大气泡为集满标准。)
二氧化碳含量
集满一瓶二氧化碳需要的时间
向上排空气法
77%
17.33s
排水法
91%
9.01s
①利用装置Ⅰ和装置Ⅱ收集到的二氧化碳都会混有少量空气,原因是 。
②根据上述实验数据你认为 (填“能”或“不能”)用排水法收集二氧化碳。
【二氧化碳再利用】
中国科学院天津工业生物技术研究所与大连化学物理研究所的科研团队实现了利用二氧化碳从头精准合成多种己糖。己糖(化学式)是在自然界广泛分布、与机体营养代谢最为密切的糖的统称。人工合成己糖的反应时长约17小时,与通过种植甘蔗等农作物提取糖分的传统方式相比,糖的获取时长实现了从“年”到“小时”的跨越。
(6)计算己糖中碳、氢、氧三种元素的质量比 (填最简整数比)。
(7)将二氧化碳转化为己糖等有用物质,实现二氧化碳的再利用。假设二氧化碳合成己糖碳元素的转化率为100%,合成36千克己糖可以吸收 千克二氧化碳。
(8)若人工精准合成己糖技术广泛应用,其具有的实际价值是 (答一点即可)。
33.(23-24九年级上·辽宁葫芦岛·期末)实验是科学探究的重要手段。如图是实验室制取气体常用装置,请回答有关问题:
(1)图中仪器a的名称为 。
(2)实验室用高锰酸钾加热制取氧气,有如下操作步骤:①加热②检查装置气密性③装入高锰酸钾,并在试管口放一团棉花④用排水法收集氧气⑤从水槽中去除导管⑥熄灭酒精灯。其正确的操作顺序是 (用序号排列)。
(3)要收集一瓶氧气用于铁丝燃烧实验,最好选用的收集装置是 。请写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式 。
(4)实验室制取二氧化碳时,选用的固体药品名称是 , 用D装置收集二氧化碳,气体应从 (填“b”或“c”)端通入。F 是刚收集的一瓶的无色气体,检验该气体是否为二氧化碳的方法是 。
(5)经查阅资料过氧化钠(Na2O2)通常情况下为淡黄色的固体,能与水剧烈反应产生氧气和氢氧化钠。小华在实验室用过氧化钠制取氧气时发生装置应选 (填字母),理由是 。
(6)如果用过氧化钠与水反应制取3.2g氧气需要过氧化钠的质量是 。
34.(23-24九年级上·辽宁沈阳·期末)化学是以实验为基础的科学,同学们用如下实验装置进行气体制取和性质的探究,请回答下列问题。
任务一:制取气体
(1)仪器①的名称是 。
(2)利用如图1所示装置制取气体,完成下列表格。
制取气体
反应原理(化学方程式)
常用发生和收集装置(填序号)
O2
CO2
B和
【分析讨论】
(3)用图1中B装置制取气体需要满足的条件是 ;
(4)装置C与B相比较其优点是 。
【拓展探究】探究二氧化锰、氧化铜对过氧化氢分解的催化效果,设计了如下对比实验:
用如图2所示的装置进行了两次实验,在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰,分别将注射器内盛有的3mL 5%的双氧水注入试管中,利用注射器收集氧气,收集到氧气的体积和时间关系如图3所示。
(5)图2实验中观察到U形管内红墨水液面左低右高,说明此化学反应 (填“吸热”或“放热”)。
(6)分析图3可知二氧化锰催化效果比氧化铜好,此外还能得出的结论是 (写一点即可)。
任务二:探究性质
如图是探究氧气和二氧化碳性质的相关实验。
(7)为保证实验1现象明显,请写出一条有效措施 。图中集气瓶底部留有少量水的作用是 。
(8)实验2中先后观察到的现象是 ,其中体现二氧化碳化学性质的反应是 (用化学方程式表示),该反应的基本类型是 。
35.(23-24九年级上·辽宁阜新·期末)学习二氧化碳的有关知识后。同学们以二氧化碳的制取为题完成了以下探究任务,
任务一确定实验室制取二氧化碳的反应原理
(1)能利用碳的燃烧获得较纯净的二氧化碳吗?
①证明木炭在氧气中燃烧生成了二氧化碳的实验现象是 。
②同学时论后一致认为,用此法不能收集到一瓶较纯净的二氧化碳,理由是 。
(2)能用稀盐酸、稀硫酸和石灰石(主要成分CaCO3)的组合制取二氧化碳?
从制取和收集的角度分析,第一小组同学经过讨论后一致同意选择用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,该化学反应方程式是 。你认为该小组同学不选择石灰石与稀硫酸反应制取二氧化碳的原因是 。
任务二确定实验室制取二氧化碳的装置并收集
(3)第二小组同学与第一小组同学所选的药品相同,准备采用上述部分装置组装成制取二氧化碳的发生装置(优点是能控制反应的发生和停制止),该装置组合是 (填字母序号),本组同学用装置F收集一瓶了CO2,气体应从 (填“a”或“b”)端通入。
任务三再探二氧化碳的收集方法
(4)通常不用排水法收集二氧化碳的理由是 。
(5)4个小组的同学分别用排水法和排空气法各收集1瓶(集气瓶容积相同)二氧化碳并记录所需时间(如下表所示)。
1
2
3
4
排水法
35"
43"
43"
43"
排空气法
1'57"
1'15"
1'4"
1'12"
请你对CO2的两种收集方法做出评价 。
(6)为进一步验证排水法收集CO2的可行性,小组同学利用图1装置,选择合适的盐酸与块状石灰石反应,利用浓度传感器,测得不同时间排出的二氧化碳的浓度如图2所示。
①图1中水槽内倒置漏斗的作用是 。
②图2中二氧化碳浓度先逐渐增加后稳定不变的可能原因是 。
36.(23-24九年级上·辽宁铁岭·期末)二氧化碳是空气的重要组成部分。下面是同学们在实验室制取二氧化碳并验证其性质的实验活动。
【知识链接】
(1)在实验室里,常用稀盐酸与 反应来制取二氧化碳。
【制取二氧化碳】下图是实验室制取气体常用装置,请完成实验步骤、内容与分析。
(2)在实验室可选用装置 (填字母)制取二氧化碳,连接仪器后,需 。
(3)加入药品,先往试管内加入 ,然后加入其他药品,立即用带有导管的橡胶塞塞住管口。观察到试管内发生的现象为 。反应的化学方程式 。固定装置。连接好反应装置,将试管竖直固定在铁架台上。
(4)收集二氧化碳。用向上排空气法收集二氧化碳,将燃着的木条放在集气瓶 (填“口”或“内”),当火焰熄灭,说明已收集满。收集满二氧化碳的集气瓶盖好玻璃片, (填“正”或“倒”)放在试验台上备用。
【验证二氧化碳性质】
(5)完成表格内容:
示意图
活动内容、步骤与分析
①向盛有1~2mL澄清石灰水的试管中通入二氧化碳,观察到 。
②将二氧化碳倒入放有燃着蜡烛的烧杯中,观察到燃着蜡烛熄灭,说明二氧化碳具有 的化学性质。
(6)实验室里一瓶石灰水中含有氢氧化钙2.96g,要使该石灰水中的氢氧化钙全部转化为碳酸钙沉淀,至少需要二氧化碳的质量是 。
37.(23-24九年级上·辽宁沈阳·期末)二氧化碳在大气中含量很少,却是人类生存不可缺少的物质。请回答下列问题:
自然界中的二氧化碳
(1)我市冬季集中供热所使用的化石燃料是煤,将煤作为燃料,主要是利用碳元素与氧气反应放出的热量。
①冬季空气中二氧化碳的含量通常 (填“高于”、“等于”、“低于”)夏季空气中二氧化碳的含量。
②二氧化碳在自然界中是不断循环的,大自然消耗二氧化碳的途径之一是 。
二氧化碳的奇妙变化
(2)如图,某学习小组学习“奇妙的二氧化碳”后,利用如图所示装置进行课外实验:向收集满的软塑料瓶中加入约占体积的水,立即旋紧瓶盖,振荡,观察到软塑料瓶变瘪。该实验 (填“能”或“不能”)证明与水发生反应,理由是 。
实验室制备二氧化碳
(3)选用药品。按下表进行实验,取等质量的大理石加入足量酸中(杂质不与酸反应),产生二氧化碳体积随时间变化曲线如图所示:
实验编号
药品
Ⅰ
块状大理石、溶液
Ⅱ
块状大理石、溶液
Ⅲ
大理石粉末、溶液
①图中甲对应实验 (选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
②图乙对应实验发生反应的化学方程式为 。
③若实验室需要制得二氧化碳,则理论上需要含碳酸钙80%的大理石的质量为 g。
④实验编号Ⅱ、Ⅲ研究的变量是 。
(4)搭建装置。组装能控制反应发生与停止的发生装置,应选用 (选填编号)。
(5)收集二氧化碳。用如图装置收集时,二氧化碳从 (选填“x”或“y”)端进入。
38.(23-24九年级上·辽宁沈阳·期末)氧气和二氧化碳是我们身边常见的物质,获得气体的方法有多种。
【实验室制取二氧化碳】
(一)选择药品
用三组药品进行研究,实验记录如下表。
组别
药品
实验现象
第1组
块状石灰石和稀盐酸
产生气泡速率适中
第2组
块状石灰石和稀硫酸
产生气泡速率缓慢并逐渐停止
第3组
碳酸钙粉末和稀盐酸
产生气泡速率很快
(1)从制取和收集的角度分析,实验室制取二氧化碳应该选择的药品是第 组,不选择第3组药品的原因是 。
(二)选择装置并收集气体
(2)实验室制取二氧化碳,应选择的发生装置是 (填编号)。装置D可收集的一种气体是 。
(3)在制取过程中、小林同学选用C装置收集二氧化碳,并用燃着的小木条放在瓶口验证二氧化碳是否收集满,结果发现小木条始终未熄灭。经检验装置气密性良好,该瓶气体没有集满的原因可能是:① ,② 。
【生活中获得氧气】
目前,市面上比较常见的家用制氧机有“便携式制氧机”和“分子筛制氧机”。
(三)探究家用制氧机的制氧原理
(4)“分子筛制氧机”,利用加压吸附技术将空气中的氧气与氮气分离,滤除有害物质,再通过降压释放出氧气。
“使携式制氧机”制氧试剂为过碳酸钠固体和二氧化锰粉末,其反应原理有两步:
第一步:过碳酸的加水溶解后分解生成碳酸钠和过氧化氢;
第二步:过氧化氢遇到二氧化锰迅速产生氧气。该步反应的化学方程式为 。
(5)“便携式制氧机”制试剂选用固体而不用过氧化氢溶液的原因是 。
(6)上述两种制氧机的制氧原理其本质区别是 。
(四)探究“便携式制氧机”的制氧装置
如图是“便携式制氧机”的简易装置示意图。
(7)选择反应仓的仓体材料时,需要考虑的因素是 (写一条)。
(8)过滤仓中水的作用是 (写一条)。
39.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)气体的制取是初中化学的重要内容。根据下图回答下列问题。
实验一:研究氧气的制取
(1)装置B中仪器①的名称是 。
(2)实验室用高锰酸钾制氧气选用的发生装置是 (填字母序号),反应的化学方程式为 。
实验二:研究二氧化碳的制取
(3)选用药品。按下表进行实验,取等质量的同种大理石加入足量酸(杂质不与酸反应),产生的二氧化碳的体积随时间变化曲线如图2所示。
实验编号
药品
1
块状大理石、10%稀硫酸
2
块状大理石、7%稀盐酸
3
粉状大理石、7%稀盐酸
查阅资料:稀硫酸与大理石反应生成二氧化碳,但同时生成微溶于水的硫酸钙覆盖在大理石表面,阻止反应进行。
上表中,实验1对应图2中曲线 (填“甲”、“乙”或“丙”)。小组同学决定用实验2的药品制取二氧化碳气体,不用实验3药品制备二氧化碳的原因是 。
(4)选择发生装置。实验小组同学在制取二氧化碳时想要控制反应的发生和停止,应选择图1中的 作发生装置。
(5)选择收集方法。已知:二氧化碳在不同物质中的最大溶解能力如下表:
物质种类
水
酒精
饱和NaHCO3溶液
每毫升液体中溶解CO2的体积
1mL
3.6mL
几乎不溶
利用图3装置收集一瓶纯净的二氧化碳,对集气瓶中的液体(水、酒精、饱和NaHCO3溶液)进行选择。
①选择时首先排除酒精的原因是 。
②最终选择的最佳液体是 。
③用如图3装置来收集二氧化碳气体,气体从 (填“a”或“b”)口通入,要想测量收集的二氧化碳的体积,还需要的仪器是 。
40.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)下图是实验室制取气体的常用装置。
(1)实验室用大理石(或石灰石)和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为 ,选用的发生装置为 (填字母序号),若将生成气体通入到足量石灰水中,能观察到的现象是 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 。收集氧气可选用装置E,理由是 ,收集氧气的最佳时机为 。
(3)现有KClO3和MnO2的固体混合物,为测定混合物中KC1O3的质量分数,某同学取样11.0g,对固体充分加热,并在不同时刻测定试管内剩余固体物质的质量(如下表):
反应时间/min
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
剩余固体质量/g
10.2
9.4
8.6
7.8
7.8
I.当反应到 min时,反应完毕。
Ⅱ.完全反应后,共生成氧气的质量为 g。该样品中KClO3的质量分数为 (计算结果精确到0.1%)。
Ⅲ.在下表中画出生成氧气的变化趋势图 。
41.(23-24九年级上·辽宁丹东·期末)化学是一门以实验为基础的科学。根据下列图示回答问题:
(1)装置A中,给试管加热的仪器名称是 ,在向试管中添加药品前,应先检查 。若要收集一瓶较纯净的氧气,选用的收集装置是 (填字母序号)。
(2)实验室制取的固体药品是 。若用C装置收集,检验是否收集满的操作是 ,能判断出已经收集满的现象依据是 。
(3)实验室制取和都可以使用的气体发生装置是 ,原因是 。
(4)用F装置进行木炭在中燃烧的实验,将一小块木炭加热到发红,由瓶口向下缓慢插入集气瓶中。
①将木炭加热到发红的目的是 。
②为了检验产物,可在燃烧停止后向集气瓶中倒入少量的 ,振荡,观察实验现象。
42.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)同学们已经掌握了实验室制取气体的一些方法和规律,请你结合下列装置回答问题。
(1)写出标号仪器的名称:① ,② 。
(2)实验室用A装置制取氧气,应选用的药品是 ,其中起催化作用的是 ,该反应的化学方程式为 。若要收集较纯净的,应选用的收集装置 。(填字母序号)
(3)实验室用装置可以制取气体,该反应的化学方程式为 ,装置B的优点是 ,用D装置收集,用 检验是否收集满了。
(4)已知氨气是一种密度比空气小,且极易溶于水的气体。实验室制取氨气的化学反应原理:,则实验室制取氨气选择的发生装置是 (填字母序号)。若用装置收集氨气,气体应从 端(填“a”或“b”)通入集气瓶。
43.(23-24九年级上·辽宁丹东·期末)化学实验考查时,实验台上准备了如图所示的仪器,请回答有关问题。
(1)写出下列编号仪器的名称:A ;H 。
(2)当制取较多量CO2时,发生装置的仪器组合是 (填序号)。
(3)阅读所给资料后回答问题。
资料:
a.氨气是有刺激性气味的无色气体,密度比空气小,极易溶于水,其水溶液显碱性。
b.加热熟石灰和氯化铵的固体混合物生成氨气。
c.湿润的红色石蕊试纸遇到氨气变蓝色;氨气遇到浓盐酸时冒白烟(生成NH4C1固体)。
①制取氨气的装置与实验室用 (填“高锰酸钾”或“双氧水”)制氧气的装置相同,所给仪器中还缺少的仪器名称是 ,检查该装置气密性的方法是:仪器组装好后,将导管的一端放入水中 说明装置的气密性良好。
②若用如图装置收集氨气(NH3),进气口应为 (填“m”或“n”)端,检验氨气集满的方法是 。
(4)加热是最常见的反应条件,用酒精灯给试管中的固体加热时,试管口稍向下倾斜的原因是 。
一、选择题
1.(23-24九年级上·吉林长春·期末)下列关于金刚石、石墨的说法错误的是
A.组成:都由碳元素组成 B.性质:二者性质差异较大
C.结构:碳原子排列方式不同 D.变化:一定条件下,二者可相互转化
2.(23-24八年级下·广西南宁·期末)如图是金刚石,石墨、、碳纳米管结构示意图。关于这四种物质的说法中不正确的是
A.是由分子构成的
B.石墨在一定条件下转化为金刚石是化学变化
C.都是由碳元素组成的单质,完全燃烧后的产物都是
D.金刚石、石墨物理性质有很大差异,这是由于碳原子结构不同
3.(23-24九年级上·河南周口·期末)下列关于碳单质的说法中正确的是
A.C60的相对分子质量为720
B.金刚石,石墨和C60都是由碳元素组成的,结构相同
C.木炭具有还原性,常温下可以将氧化铜中通还原出来
D.石墨在高温高压的催化剂的条件下,可以转变为金刚石是物理变化
4.(23-24九年级上·吉林辽源·期末)下列有关CO2的实验中,只能证明CO2物理性质的是
A. B.
C. D.
5.(23-24九年级上·河北邯郸·期末)如图是木炭和氧化铜反应的实验装置图,下列说法错误的是
A.该实验需要较高的温度
B.反应前后固体中氧元素的质量保持不变
C.实验结束后,应先将导管从石灰水中移出
D.该实验中的木炭粉可换成活性炭
6.(23-24九年级上·湖南湘西·期末)实验室用加热一定质量的炭粉和氧化铜进行“炭粉还原氧化铜”的实验时,能正确表示质量变化的图像是
A. B.
C. D.
7.(22-23九年级下·吉林长春·期末)“中国高铁,世界第一”,高铁列车车体材料用的不锈钢中加入了金属镍增强性能,工业上采用火法炼镍的原理是: ,下列说法错误的是
A.化学反应前后元素种类没变
B.反应中NiO发生还原反应
C.反应中碳元素化合价没有发生变化
D.碳过量时,气体产物中可能有CO
8.(23-24九年级上·福建·期末)把盛满气体X的试管倒插入盛有水的烧杯中,一段时间后,观察到如下图所示的现象,对气体X的分析正确的是
A.气体X难溶于水 B.气体X微粒间隙变小
C.气体X一定是 D.气体X不宜用排水法收集
9.(23-24九年级上·广西河池·期末)某实验小组用如图装置探究CO2的性质,下列说法错误的是
A.该装置不涉及到CO2的物理性质
B.c处澄清石灰水变浑浊
C.比较a、b处现象,可得二氧化碳能与水反应
D.该装置具有一次性完成多个性质实验的优点
10.(23-24九年级上·湖南湘西·期末)为了除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳,下列方法中可行的是
A.通入足量的澄清石灰水 B.通过炽热的木炭层
C.通入氧气,点燃 D.通过灼热的氧化铜
11.(23-24九年级上·安徽池州·期末)按图甲所示进行木炭还原氧化铜的实验,实验时①中固体的质量随加热时间的变化如图乙所示。下列分析正确的是
A.N点时,①中固体物质是C和Cu
B.M→P的过程中,固体减少的质量等于生成的气体质量
C.M点时,装置②处导管口有气泡冒出,说明反应开始发生
D.N→P的过程中,固体中铜元素的质量减小
12.(23-24八年级下·山东淄博·期末)与CO是常见的由碳元素组成的的化合物。下列知识总结错误的是
A.性质:通常情况下,不支持燃烧;CO支持燃烧
B.构成:一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子
C.用途:固体可用于人工降雨;CO可作燃料
D.危害:能引起温室效应;通风不畅CO能使人引起中毒
13.(23-24九年级上·四川巴中·期末)如图1所示,在烧瓶中充满CO2,通过注射器向瓶中分别加入同体积水和澄清石灰水,利用传感器得到的气压变化分别对应图2中曲线①和②。下列说法错误的是
A.曲线②所示的实验中发生了化学反应
B.根据图像分析,同体积水和澄清石灰水,吸收CO2较多的是水
C.刚开始压强增大,是因为加入液体后气体被压缩
D.根据曲线①分析可知:当时间约为800s时,1体积水约溶解1体积的CO2
14.(23-24九年级上·四川攀枝花·期末)关于碳和碳的氧化物说法正确的是
A.鉴别CO、CO2两种气体,可用燃着的木条
B.C、CO、CO2都能使黑色的氧化铜还原成红色的铜
C.金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的碳单质,其性质相同
D.一氧化碳有毒,在房间内放置一盆水,可以防止一氧化碳中毒
15.(23-24九年级上·广西百色·期末)碳及其部分化合物的转化关系如图所示(图中“→”表示一种物质可转化为另一种物质,X表示反应物)。下列说法中错误的是
A.X可以是单质或氧化物
B.“CO→CO2”的反应类型一定是化合反应
C.“CO2→H2CO3”的反应可以用石蕊溶液检验
D.“CO2→CaCO3”的反应可以用于实验室检验二氧化碳
16.(23-24九年级上·江苏连云港·期末)化学兴趣小组同学模仿工业高炉炼铁原理,在如图1所示装置中用CO还原CuO制取金属Cu。为确定反应的最佳温度,兴趣小组利用原位X射线粉末衍射仪来测定不同温度下反应4小时后的固体物质成分,实验结果如图2所示,所得结论错误的是
A.气球的作用是收集尾气,防止一氧化碳污染空气
B.500℃时,固体产物的化学式为Cu、
C.500℃时,该反应的化学方程式为
D.由图像信息可知,用CO还原CuO制取纯净的Cu,最佳反应最低温度应控制在500℃
17.(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
18.(23-24九年级上·河南驻马店·期末)下列有关化学实验操作的先后顺序正确的是
A.实验室制取二氧化碳时,先加稀盐酸,后加石灰石
B.实验室制取氢气时,先装药品,后检查装置的气密性
C.组装制取氧气的实验装置时,先右后左、先上后下
D.点燃氢气之前,需要先检验氢气的纯度
19.(22-23九年级上·四川广安·期末)将一定浓度的稀盐酸、稀硫酸分别加入装有等质量粉末的容器中,相同条件下测得产生的体积(V)与反应时间(t)的关系如图所示。下列说法错误的是
A.0~300s内,两容器内气体体积均能达到10amL
B.0~100s内,反应Ⅰ、Ⅱ生成的速率均先慢后快
C.反应Ⅱ中,0~100s内产生的体积比100~200s内的少5amL
D.实验室可以用一定浓度的稀硫酸与粉末反应制备
二、实验题
20.(24-25九年级上·陕西·期末)某校化学兴趣小组学习了气体的制取和收集后,对相关知识进行总结,请你一起参与,并完成下面题目内容。
(1)仪器a、b的名称分别为 、 。
(2)装置B、C都可用来制取二氧化碳,装置C相对于装置B在操作方面的优点是 。
(3)若用E装置收集二氧化碳,则应从 (填“c”或“d”)口通入;若用E装置收集氧气,氧气输入端与d口相连,应须将装置E 。
(4)实验室制取二氧化碳有以下主要操作步骤:①连接仪器;②装入大理石,塞紧橡皮塞;③检查装置的气密性;④注入稀盐酸;⑤用向上排空气法收集气体;⑥检验是否收集满气体。正确的操作顺序是 (填序号)。
(5)若用F装置收集CO2,要测量生成的CO2气体的体积,其中在水面上放一层植物油的目的是 ;植物油上方原有的空气对实验结果 (填“有”或“无”)明显影响。
21.(23-24九年级上·内蒙古通辽·期末)兴趣小组同学用如图装置进行氧化铜与碳粉的反应实验,并对生成气体的成分进行探究。
【资料】反应过程中NaOH溶液能完全吸收CO2。
(1)根据质量守恒定律,对生成气体的成分作如下猜想:
①只有二氧化碳;
②只有一氧化碳;
③ 。
(2)写出猜想①所发生反应的化学方程式 。
(3)如果观察到装置B、D、E中都有明显的变化发生,说明猜想 成立,装置B中可观察到的实验现象是 。
(4)小组分析讨论后认为:CO可能是反应生成的CO2和过量的碳在高温下反应生成的,写出该反应的化学方程式 。当装置B中不再有气泡冒出时,反应停止,待A装置中玻璃管冷却后倒出固体残留物,其中一定含有铜,可能含有 。
三、科学探究题
22.(23-24九年级上·江西萍乡·期末)王亚平是中国首位进驻空间站、首位出舱活动的女航天员。她在“天宫课堂”中,将维C泡腾片放入蓝色水球中,失重环境下,泡腾片不断产生气泡,却始终不会离开水球。某研究小组对维C泡腾片产生的气体非常感兴趣,于是买来了一瓶维C泡腾片(保健药品主要成分如图1),将它溶于水,观察到有许多气泡产生(如图2)。
(1)小华说:该气体可能是CO2、O2、N2;
小明说:不可能含有N2,因为 ;
该小组同学通过实验分析认为:该气体可能含有CO2、O2中的一种或两种。
实验编号
实验操作
实验现象
①
将气体通入澄清的石灰水中
澄清石灰水变浑浊
②
将带火星的木条伸入该气体中
带火星的木条熄灭,没有复燃
(2)由实验①可知,该气体中一定含有 ,写出该反应的化学方程式 。
(3)实验②中的现象 (填“能”或“不能”)确定该气体中是否含氧气,理由是 。
(4)小组同学为了比较蒸馏水与饱和石灰水对二氧化碳的吸收效果,进行了如图1的实验,分别将蒸馏水与饱和石灰水注入盛满二氧化碳的烧瓶中,得到装置内压强与时间的关系如图2所示。曲线Ⅰ表示注入蒸馏水后装置内的压强变化,曲线Ⅱ表示注入饱和石灰水后装置内的压强变化。
①通过分析图2曲线,吸收效果较好的试剂是 。
②某同学分析图2中曲线I得出结论:二氧化碳能与水反应。请问你同意他的推断吗? (填“同意”或“不同意”),理由是 。
23.(23-24九年级上·海南省直辖县级单位·期末)某兴趣小组在学习了二氧化碳制取的研究课题时,探究了二氧化碳气体的收集方法。
【提出问题】二氧化碳能不能用排水法收集?
【作出猜想】Ⅰ.不能用排水法收集;Ⅱ.能够用排水法收集。
【查阅资料】能与氢氧化钠溶液发生反应(氢氧化钠溶液与石灰水性质相似)。
【实验设计与操作】步骤一:小组同学用图1所示装置进行气体的制取,在相同条件下,用如下3种方法,分别在三个规格相同的锥形瓶中收集产生的气体。
方法①:当气体发生装置开始产生气体15s后,用排水法收集备用,并记录从收集到集满一瓶所需的时间t;
方法②:当气体发生装置开始产生气体15s后,采取与方法①相同时间t,用向上排空气法收集一瓶备用;
方法③:当气体发生装置开始产生气体15s后,用向上排空气法收集,将燃着木条放在瓶口验满后,立即盖上玻璃片备用。
(1)当气体发生装置开始产生气体15s后,再开始收集气体的原因是 ;
步骤二:将装有50mL 5%的氢氧化钠溶液的注射器与压强传感器密封连接,再插入已经收集好气体的锥形瓶中(如图2所示)。将注射器的氢氧化钠溶液注入锥形瓶中,观察瓶内压强变化情况。
【实验分析与结论】
(2)用压强传感器测得密闭容器内压强随时间的变化关系如图3所示,根据实验结果可知,猜想 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)成立;
(3)用燃着的木条验满的方法 (“可靠”或“不可靠”);
(4)从收集的气体纯度考虑,方法 (填“①”“②”或“③”)更好;
步骤三:小组同学进一步实验,比较两种收集气体的方法,哪种更好?
(5)小组同学分4组用排水法和排空气法分别收集1瓶(集气瓶容积相同)气体,记录所需时间,如表所示。结合图3和下表分析,请你对的两种收集方法做出评价: 。
1
2
3
4
排水法
35"
43"
43"
43"
排空气法
1'57"
1'15"
1'4"
1'12"
四、综合应用题
24.(23-24八年级下·山东泰安·期末)某化学兴趣小组开展了如下实验探究活动。
(1)二氧化碳的制取
①写出图中仪器a的名称: 。
②实验开始前应先进行的一步操作是 。
③实验室制取二氧化碳的反应原理 (用化学方程式表示),发生装置选择 ;若用装置D收集满后,验满时应将燃着的木条放在 (填b或c)处检验。二氧化碳一般不用C装置收集的原因是 。
(2)二氧化碳的性质
步骤1
步骤2
步骤3
向a、b试管中分别加入蒸馏水,然后各滴入1~2滴紫色石蕊溶液
向b试管中通入
将收集的二氧化碳慢慢倒入烧杯中
①a试管的作用是 。步骤2中b试管中出现的现象是 。写出与水反应的化学方程式 。
②烧杯中的蜡烛自下到上依次熄灭,说明二氧化碳具有的物理性质是 。
(3)二氧化碳的循环与转化
科学家研究发现,如今地球大气中的二氧化碳含量要高于百万年前的水平。为解决温室效应加剧,科学家正在研究如图所示的二氧化碳新的循环体系。
从上图中分析得出的下列结论中,不正确的是________。
A.二氧化碳与氢气在复合催化剂下反应的产物是混合物
B.分离、浓缩得到二氧化碳是化学变化
C.二氧化碳也是一种重要的资源
D.化学变化中元素种类是守恒的
25.(23-24九年级上·广东广州·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
26.(23-24九年级上·山东德州·期末)CO2是最主要的温室气体,也是巨大的碳资源。CO2的低能耗捕集、转化和利用正受到世界各国的广泛关注。
(1)以CO2为原料制取炭黑的太阳能工艺如图1所示,反应1的基本类型为 。
(2)请写出图1中利用反应2固定二氧化碳的化学反应方程式 。
(3)某研究小组设计如图2所示实验,探究CO2和H2在一定条件下反应的产物。
查阅资料:
①CO2和H2在合适催化剂和一定温度下反应转化为CO和H2O;
②白色的无水硫酸铜吸水后变为蓝色。
实验过程中观察到的主要现象有:B装置中白色固体变为蓝色,C装置中 ,D装置中澄清石灰水变浑浊。
I.设计B装置的目的是 。
II.C装置中发生反应的化学方程式为 ,该反应中CO表现出 (填“还原性”或“氧化性”)。
III.实验时,应 (填序号),目的是 。
A.先点燃A、C两处的香精灯,再通入CO2和H2
B.先通入CO2和H2一段时间,再分别点燃A、C两处的酒精灯
IV.该装置存在不足之处,请改正 。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!2
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题10 碳和碳的氧化物
内容概览
考点01 碳单质
考点02 二氧化碳的性质
考点03 一氧化碳的性质
考点04 二氧化碳的实验室制备
考点01 碳单质
1.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)下列变化属于化学变化的是
A.利用潮汐能发电 B.用铁水铸成机床底座
C.石墨在一定条件下转化金刚石 D.甘蔗挤压糖浆
【答案】C
【详解】A、潮汐能发电过程没有新物质生成,属于物理变化,故不符合题意;
B、用铁水铸成机床底座过程没有新物质生成,只是状态发生了改变,属于物理变化,故不符合题意;
C、石墨和金刚石是两种物质,转化过程属于化学变化,故符合题意;
D、甘蔗挤压糖浆过程没有新物质生成,属于物理变化,故不符合题意。
故选C。
2.(23-24九年级上·辽宁阜新·期末)下列物质用途的说法错误的是
A.金刚石可用于切割玻璃 B.石墨可用于制铅笔芯
C.木炭可用作电池电极 D.C60可用作超导材料
【答案】C
【详解】A、金刚石硬度大,可用于切割玻璃,正确;
B、石墨质软色黑,可用于制铅笔芯,正确;
C、木炭不能作干电池电极,石墨具有导电性,可用作干电池电极,错误;
D、C60可广泛用于超导、催化、材料、医学及生物等领域,正确。
故选:C。
3.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)建立宏观和微观的联系是化学学科的重要思想之一。下列分析不正确的是
A.物质的“热胀冷缩”现象—分子本身的体积受热增大,遇冷缩小
B.和的化学性质不同—分子构成不同
C.非吸烟者在公共场所吸“二手烟”—微粒在不断运动着
D.金刚石不导电而石墨导电—原子的排列方式不同
【答案】A
【详解】A.物质的“热胀冷缩”现象,是因为分子间的间隔(而不是体积)随温度变化而改变,故选项说法不符合题意;
B.由分子构成的物质,分子保持着物质的化学性质,和的化学性质不同,是因为构成它们的分子不同,故选项说法符合题意;
C.非吸烟者在公共场所吸“二手烟”,是因为微粒不断运动的缘故,故选项说法符合题意;
D.金刚石和石墨都是由碳原子直接构成的,金刚石中碳原子以空间网状结构排列,石墨中碳原子以层状结构排列,金刚石不导电而石墨导电,是由于碳原子排列方式不同所以物理性质不同,故选项说法符合题意;
故选:A。
4.(23-24九年级上·辽宁鞍山·期末)下列可直接用于制造玻璃刀的是
A.C60 B.活性炭 C.石墨 D.金刚石
【答案】D
【分析】玻璃刀指的是用来切割玻璃的工具,通常玻璃刀用于切割的部分是比玻璃硬度更大的金刚石或者合金材料制成,这部分在刀尖。
【详解】A、富勒烯C60具有良好的热和化学稳定性,能够在高温和高压下保持其结构完整,富勒烯C60是一个半导体,具有一定的电导率,不适合做玻璃刀,错误;
B、活性炭疏松多孔,具有吸附性,不适合做玻璃刀,错误;
C、石墨具有润滑性、化学稳定性、耐高温、导电、特殊的导热性和可塑性、涂敷性等优良性能,其应用领域十分广泛,不适合作玻璃刀,错误;
D、金刚石是是自然界中天然存在的最坚硬矿物,适合做玻璃刀,正确。
故选:D。
5.(23-24九年级上·辽宁沈阳·期末)石墨烯被誉为“21世纪神奇材料”,是从石墨中分离出来的一层或几层碳原子构成的石墨片,用石墨烯和铝合金可制出一种具备特殊性能的烯合金,下列对石墨烯和烯合金的说法不正确的是
A.石墨烯是由碳元素组成的
B.烯合金是一种新型的化合物
C.石墨烯在一定条件下能与氧气反应
D.升温,烯合金中的微粒运动速率加快
【答案】B
【详解】A、石墨烯是由碳元素组成的,故选项说法正确;
B、石墨烯是只含碳元素的纯净物,属于单质,故选项说法错误;
C、石墨烯由碳原子构成,碳一定条件下可与氧气反应,所以石墨烯在一定条件下能与氧气反应,故选项说法正确;
D、运动的速率与温度有关,温度越高,微粒的运动速度越快;升温,烯合金中的微粒运动速率加快,故选项说法正确。
故选:B。
6.(22-23九年级上·辽宁大连·期末)下列物质的用途错误的是
A.石墨可用于制铅笔芯 B.C60可用作超导材料
C.金刚石可用于裁割玻璃 D.木炭可用作干电池电极
【答案】D
【详解】A、石墨质软色黑,可用于制铅笔芯,正确;
B、C60可广泛用于超导、催化、材料、医学及生物等领域,正确;
C、金刚石硬度大,可用于裁割玻璃,正确;
D、木炭不能作干电池电极,石墨具有导电性,可用作干电池电极,错误;
故选D。
7.(22-23九年级上·辽宁·期末)下列物质的用途中,错误的是
A.焦炭可用于炼铁 B.木炭可用作电池电极
C.石墨可用于制铅笔芯 D.金刚石可用于裁割玻璃
【答案】B
【详解】A、焦炭具有还原性,可和氧化铁反应生成铁,用于炼铁,故A正确;
B、木炭导电性较差,不能用作电极,一般用石墨用作电池的电极,因为石墨具有导电性,故B错误;
C、石墨很软且在纸上划过会留下痕迹,故可用于制作铅笔芯,故C正确;
D、金刚石是自然界中硬度最大的物质,可用于裁割玻璃,故D正确。
故选B。
8.(22-23九年级上·辽宁朝阳·期末)物质的组成与结构决定物质的性质。试分析导致下列两组物质性质不同的原因。
(1)金刚石和石墨物理性质不同是由于 不同;
(2)CO2和CO的化学性质不同是由于 不同。
【答案】(1)碳原子的排列方式不同
(2)分子构成不同
【详解】(1)由于碳原子的排列方式不同,所以金刚石和石墨物理性质不同。
(2)由于分子是保持物质的化学性质的最小粒子,CO2和CO的分子构成不同,所以CO2和CO的化学性质不同。
9.(22-23九年级上·辽宁铁岭·期末)金刚石、石墨、C60都是由碳元素形成的单质。它们的原子排列方式不同,导致它们在性质上存在着明显差异。
(1)石墨具有优良的 ,常用作干电池的电极。
(2)碳在空气中不充分燃烧会生成CO,该反应 (填放出或吸收)热量。
(3)我国国产芯片“中国芯”使用的是高纯度的单质硅,其结构类似于金刚石。构成单质硅的粒子是 (填“原子”“分子”或“离子”)。
(4)请写出另一组由同种元素形成的不同单质 。
【答案】(1)导电性
(2)放出
(3)原子
(4)O2和O3(或红磷和白磷等)
【详解】(1)石墨作电极是因为其具有导电性。
(2)碳不充分燃烧生成一氧化碳,该反应放热。
(3)金刚石是由碳原子构成的,硅的结构类似于金刚石,则硅是由原子构成的。
(4)氧气和臭氧都是由氧元素组成,红磷和白磷都是由磷元素组成。
考点02 二氧化碳的性质
10.(22-23九年级上·辽宁抚顺·期末)为探究二氧化碳的性质,进行了以下实验:
(1)实验1中干石蕊纸花喷水后放入二氧化碳中,观察到的现象可验证二氧化碳的性质是 (用化学方程式表示)。
(2)实验2是在实验1的基础上设计的创新改进实验,将二氧化碳缓慢通入竖直放置的玻璃管中,能观察到第 (填序号)号棉球先变色,通过此现象可获得关于二氧化碳的另外一条性质是 。
(3)实验B中发生反应的化学方程式 。
(4)实验C中塑料瓶变瘪,体现二氧化碳的物理性质是 。
【答案】(1)
(2) ④ 二氧化碳密度比空气大
(3)
(4)二氧化碳溶于水
【详解】(1)实验1中二氧化碳不能使干石蕊纸花变色,干石蕊纸花喷水后放入二氧化碳中,石蕊变红,说明二氧化碳和水反应生成了碳酸,该反应的化学方程式为:;
(2)将二氧化碳缓慢通入竖直放置的玻璃管中,②③棉球不变色,说明二氧化碳不能使用石蕊试液染色并干燥的棉球变色,①④棉球变红,说明二氧化碳和水发生了反应,④比①先变红,说明二氧化碳的密度比空气大;
(3)实验B中发生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:;
(4)实验C中塑料瓶变瘪,是因为二氧化碳溶于水,且能与水反应,使装置内气体减少,压强减小,二氧化碳溶于水不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质。
11.(23-24九年级上·辽宁铁岭·期末)化学研究物质。试从科学家认识物质的视角认识二氧化碳。
【组成】
(1)二氧化碳是由 (填元素名称或符号)两种元素组成的。
【结构】
(2)二氧化碳是由 (填粒子名称)构成的。
【来源】
(3)产生二氧化碳的途径有 (写出一点即可)。
(4)工业上,煅烧石灰石来制取二氧化碳,该反应的化学方程式为某工厂计划利用含碳酸钙的石灰石生产 4.4t 的二氧化碳,理论上参与反应的碳酸钙的质量是 t。
(5)实验室用石灰石(或大理石)与稀盐酸反应制取二氧化碳,该反应的化学方程式为 。实验室能不能用木炭在氧气中燃烧来制取二氧化碳,理由是 。
【性质】
(6)根据下图回答问题。A 实验,实验前两个纸袋保持平衡,向右侧纸袋中倾倒 CO2气体,纸袋下沉,由此说明 CO2的性质是 ;B 实验,向充满 CO2的软矿泉水瓶中倒入澄清石灰水,旋紧瓶塞后充分振荡,能观察到的现象是软矿泉水瓶收缩变瘪和 ,该反应的化学方程式为 ;C 实验,观察到紫色试纸 1 不变色,紫色试纸 2 变红色,紫色试纸 3 不变色,由此得到的结论是 。
【用途】
(7)二氧化碳气体可作为蔬菜大棚的气体肥料,因为其能促进植物的 。二氧化碳灭火器内盛装的是液态二氧化碳,可用于扑灭图书、档案等物的失火。其灭火的原理是 和 。干冰为固态二氧化碳,干冰升华时吸收大量的热,请写出干冰的一个用途 。
【安全】
(8)下面两表为二氧化碳对人体健康的影响和某次蜡烛燃烧的实验记录。
空气中CO2的含量
对人体健康的影响
1%
感到气闷、头昏、心悸
4%-5%
感到气闷、头痛、眩晕
10%以上
使人神志不清、呼吸停止、以致死亡
空气中CO2的体积
0.03%
1%
5%
10%
20%
蜡烛燃烧现象
正常燃烧
正常燃烧
正常燃烧
燃烧不旺
熄灭
根据两表中信息分析,下列说法正确的是______(填字母序号)。
A.教室要经常开窗通风
B.二氧化碳是一种有毒气体
C.能使蜡烛正常燃烧的地窖或深井可以进入
【答案】(1)碳、氧/C、O
(2)二氧化碳分子
(3)化石燃料的燃烧(或其他合理答案)
(4)10
(5) CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O 碳燃烧不充分时生成CO是杂质;氧气充足时生成CO2,但过量的O2是杂质,此方法难以收集纯净的气体(其他合理答案)
(6) 在相同条件下,二氧化碳密度比空气密度大 澄清石灰水变浑浊 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 二氧化碳与水反应后生成的物质能使紫色石蕊变红(或CO2与H2O发生反应,生成酸性物质)
(7) 光合作用 降温 隔绝空气 人工降雨(或其他合理答案)
(8)A
【详解】(1)二氧化碳是由碳、氧(或C、O)两种元素组成的;
(2) 二氧化碳是由二氧化碳分子构成的;
(3)产生二氧化碳的途径有化石燃料的燃烧(或人和动植物的呼吸或微生物的分解);
(4) 设生产4.4t的二氧化碳,理论上参与反应的碳酸钙的质量是x,则
x=10t,故理论上参与反应的碳酸钙的质量是10t;
(5)碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;实验室能不能用木炭在氧气中燃烧来制取二氧化碳,理由是碳燃烧不充分时生成CO,导致制得的二氧化碳不纯,或氧气充足时生成CO2,但过量的O2是杂质,此方法难以收集纯净的气体(其他合理答案均可);
(6)A实验,实验前两个纸袋保持平衡,向右侧纸袋中倾倒CO2气体,纸袋下沉,由此说明CO2的性质是,在相同条件下,二氧化碳密度比空气密度大;B实验,向充满CO2的软矿泉水瓶中倒入澄清石灰水,旋紧瓶塞后充分振荡,能观察到的现象是软矿泉水瓶收缩变瘪和澄清石灰水变浑浊,因为二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,该反应的化学方程式为Ca(OH)2+CO2= CaCO3↓+ H2O;C实验,观察到紫色试纸1不变色,紫色试纸2变红色,紫色试纸3不变色,由此得到的结论是二氧化碳与水反应后生成的物质能使紫色石蕊变红(或CO2与H2O发生反应,生成酸性物质);
(7) 二氧化碳气体可作为蔬菜大棚的气体肥料,因为其能促进植物的光合作用;二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧,密度大于空气,液态二氧化碳汽化时吸热,二氧化碳灭火器内盛装的是液态二氧化碳,可用于扑灭图书、档案等物的失火,其灭火的原理是降温和隔绝氧气;干冰为固态二氧化碳,干冰升华时吸收大量的热,干冰可用于人工降雨(或作制冷剂等);
(8) A、根据表格中的数据可知,空气中CO2的含量过高会影响人的身体健康,故教室要经常开窗通风,降低空气中CO2的含量,正确;B、二氧化碳没有毒性,错误;C、根据表格中数据可知,能使蜡烛正常燃烧的地窖或深井,二氧化碳含量可达5%,而二氧化碳含量达5%时,人会感到气闷、头痛、眩晕,不可以进入,错误。故选A。
12.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)某兴趣小组以CO2为主题进行项目式学习,请你一起参与。
【认识CO2的用途】
(1)下列有关CO2的用途说法错误的是 填字母序号。
A.灭火 B.生产汽水 C.气体肥料 D.供给呼吸
【探究CO2的性质】
小组同学利用如图1装置测量了反应前后圆底烧瓶内压强的变化。
步骤1:某同学检验了图1装置的气密性,得到如图图像,说明装置气密性良好。
步骤2:两瓶250mL的烧瓶内收集满CO2气体,注射器内各装有85mL的水和澄清石灰水,连接好装置和压强传感器。打开活塞1和活塞2,同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中,关闭活塞1,一段时间后,同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图像情况如图2所示。
(2)步骤1中该同学进行气密性检查的操作是:打开活塞1和活塞2, (填“推”或“拉”)注射器活塞一段距离后停止。
(3)图2中,表示注入的是澄清石灰水的是曲线 (填“I”或“Ⅱ”)。
(4)图2中,AB段压强上升的原因是 。
【拓展探究】
验证人体呼吸作用产生二氧化碳
同学们又进行如图3所示实验,把氧气浓度、二氧化碳浓度和湿度传感器探头放入有少量空气的保鲜袋中,打开仪器开始采集数据,然后向袋内呼出气体。采集的数据如图4所示,纵坐标为某一气体体积分数(%),横坐标为时间(s)。
(5)①实验中没有进行数据采集的其余气体的主要成分为 。
②能说明人体呼吸作用产生二氧化碳的曲线是 。
③根据图4中信息,推断Z曲线在下降后又略有上升的可能的原因是 。
【答案】(1)D
(2)拉
(3)Ⅱ
(4)将注射器里的液体全部压入烧瓶中,造成烧瓶内的气体被压缩,压强迅速增大
(5) 氮气 X 呼出气体中部分水蒸气液化。
【详解】(1)A、二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,密度比空气大,可用于灭火,故A正确;
B、二氧化碳能与水反应生成碳酸,能溶于水,可用于生产汽水,故B正确;
C、二氧化碳是植物光合作用的原料,可作气体肥料,故C正确;
D、二氧化碳不能供给呼吸,故D错误;
故选D;
(2)打开活塞1和活塞2,拉注射器活塞一段距离后停止,右图中压强减小,说明气密性良好;
(3)二氧化碳能溶于水,装置内气体减少,压强减小,二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,也能导致装置内气体减少,压强减小,相同体积的水和澄清石灰水,澄清石灰水吸收的二氧化碳比水吸收的多,压强减小的多,故图2中,表示注入的是澄清石灰水的是曲线Ⅱ;
(4)将注射器里的液体全部压入烧瓶中,造成烧瓶内的气体被压缩,压强迅速增大,故图2中,AB段压强上升;
(5)①空气中主要含氮气和氧气,呼吸作用消耗氧气,氮气不参与反应,实验中没有进行数据采集的其余气体的主要成分为氮气;
②二氧化碳约占空气体积的0.03%,且呼吸作用消耗氧气,生成二氧化碳,故实验过程中,二氧化碳的体积分数增大,故能说明人体呼吸作用产生二氧化碳的曲线是X;
③氧气约占空气体积的21%,呼吸作用消耗氧气,实验过程中,氧气的体积分数下降,故Z表示氧气浓度变化,Z曲线在下降后又略有上升的可能的原因是:呼出气体中部分水蒸气液化,气体中水蒸气含量减少,气体总体积减小,氧气的体积不变,故氧气的体积分数上升。
13.(23-24九年级上·辽宁营口·期末)学习了CO2的性质后,同学们对“CO2的溶解性”产生了兴趣,在老师的指导下开展了实验探究活动。
【提出问题】在实验室条件下,1体积的水究竟能溶解多少体积的CO2
【进行实验】
(1)如图所示,向一个集满CO2气体的软塑料瓶中加入约体积的水,立即旋紧瓶盖,振荡,观察到 ,将瓶倒转,放入水中,取下瓶盖,观察到瓶内液面缓慢上升到塑料瓶的约处。
(2)得出结论:1体积的水能溶解 。
【改进实验】
如图所示,取2支医用注射器分别抽取CO2和水,用胶管连接,交替推动2支注射器的活塞,反复多次至数据不再变化。
记录数据如下:
抽取CO2的体积
抽取水的体积
混合后总体积
10 mL
10 mL
13 mL
(3)反复多次交替推动注射器活塞的目的是 。
(4)由表中数据可知,在实验室条件下,1体积水最多能溶解 体积的CO2。
【反思质疑】
(5)实验(1)中测得结果比改进实验中结果偏大,请你推测可能的原因是 。
【数字化实验】
如图所示,为了多渠道确认CO2能溶于水,小组同学用数字化实验测量了容器内压强的变化。
(6)连接好仪器, (填实验操作名称)。
在三颈烧瓶中收集满CO2气体后,设置好数据采集参数。
点击数据采集按钮,将水注入,观察压强曲线变化(如图所示)。
(7)曲线不再变化后,停止收集数据,将紫色石蕊溶液注入烧瓶中,观察到 ,原因是 。
(8)加入水后气压明显上升的原因是 。
(9)停止收集数据时,瓶内气压大于初始气压的原因可能是 。
【答案】(1)软塑料瓶变瘪
(2)2体积的二氧化碳
(3)使二氧化碳在水中充分溶解
(4)0.7
(5)加水过程中,部分二氧化碳逸出(合理即可)
(6)检查装置的气密性
(7) 溶液变红 二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色石蕊试液变红
(8)将注射器里的蒸馏水全部压入烧瓶中,气体被压缩,造成烧瓶内的压强迅速增大
(9)1体积水只能溶解0.7体积的二氧化碳,加入水的体积大于溶解的CO2体积,所以压强增大
【详解】(1)向一个集满CO2气体的软塑料瓶中加入约体积的水,二氧化碳能溶于水,且能与水反应,导致塑料瓶内气体减少,压强减小,故观察到软塑料瓶变瘪;
(2)将瓶倒转,放入水中,取下瓶盖,观察到瓶内液面缓慢上升到塑料瓶的约处,加入体积的水,气体减少体积,说明1体积的水能溶解2体积的二氧化碳;
(3)反复多次交替推动注射器活塞的目的是:使二氧化碳和水充分接触,使二氧化碳在水中充分溶解;
(4)由表中数据可知,10mL水可溶解二氧化碳的体积为:10mL+10mL-13mL=7mL,故在实验室条件下,1体积水最多能溶解0.7体积的二氧化碳;
(5)实验(1)中测得结果比改进实验中结果偏大,推测可能的原因是:加水过程中,部分二氧化碳逸出;
(6)该实验需要收集二氧化碳,故连接好仪器,然后检查装置的气密性;
(7)二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色石蕊试液变红,故将紫色石蕊溶液注入烧瓶中,观察到溶液变红;
(8)加入水后气压明显上升的原因是:将注射器里的蒸馏水全部压入烧瓶中,气体被压缩,造成烧瓶内的压强迅速增大;
(9)停止收集数据时,瓶内气压大于初始气压的原因可能是1体积水只能溶解0.7体积的二氧化碳,加入水的体积大于溶解的CO2体积,所以压强增大。
考点03 一氧化碳的性质
14.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)结构决定性质,二氧化碳和一氧化碳结构不同,性质也不同。鉴别二者不能选择的试剂是
A.氧化铜 B.紫色石蕊溶液
C.稀盐酸 D.澄清石灰水
【答案】C
【详解】A、一氧化碳具有还原性,能与灼热的氧化铜反应生成铜和二氧化碳,固体由黑变红,二氧化碳与氧化铜不反应,现象不同,可以鉴别,故选项错误;
B、二氧化碳能和水反应生成碳酸,从而使紫色石蕊溶液变红色,一氧化碳不能,现象不同,可以鉴别,故选项错误;
C、一氧化碳和二氧化碳均不能与稀盐酸反应,不能鉴别,故选项正确;
D、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,一氧化碳不能,可以鉴别,故选项错误。
故选C。
15.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)下列实验现象中,描述正确的是
A.还原,红色固体逐渐变为黑色
B.红磷在空气中剧烈燃烧,有黄色火焰,有大量白雾生成
C.木炭在氧气中燃烧,有无色刺激性气味气体生成
D.铁丝在氧气中剧烈燃烧,放出大量的热,火星四射,有黑色熔融物溅落瓶底
【答案】D
【详解】A.还原,观察到的现象是黑色固体逐渐变为红色,不是红色固体逐渐变为黑色,故选项不符合题意;
B.红磷在空气中剧烈燃烧,有黄色火焰,有大量白烟生成,不是白雾,故选项不符合题意;
C.木炭在氧气中燃烧,发出白光,放出热量,有无色无味气体生成,不是有无色刺激性气味气体生成,故选项不符合题意;
D.铁丝在氧气中剧烈燃烧,放出大量的热,火星四射,有黑色熔融物溅落瓶底,故选项符合题意;
故选:D。
16.(21-22九年级上·辽宁本溪·期末)如图所示实验中得出的结论不正确的是
A.甲:下方燃着的小木条先熄灭,说明二氧化碳的密度比空气大
B.乙:抽掉玻璃板后,两瓶内气体颜色发生变化,说明分子在不停地运动
C.丙:点燃蜡烛刚熄灭时产生的白烟,蜡烛复燃,说明白烟是石蜡的固体小颗粒
D.丁:如图所示的是实验室制取蒸馏水的简易装置,烧瓶和烧杯中都是自来水。实验结束后从试管和烧杯中各取10mL水,分别加入等量肥皂水,振荡,观察到的现象是:试管中的水产生泡沫少
【答案】D
【详解】A、小木条熄灭,说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,下方小木条先熄灭,说明二氧化碳的密度比空气大,不符合题意;
B、抽掉玻璃板后,两瓶内气体颜色发生变化,最后颜色变得均匀,说明分子在不断运动,不符合题意;
C、点燃蜡烛刚熄灭时产生的白烟,蜡烛复燃,因为白烟是石蜡蒸汽凝结成的固体小颗粒,不符合题意;
D、通常用肥皂水来区分硬水和软水,肥皂水在硬水中易起浮渣,在软水中泡沫较多,试管中是蒸馏水,是软水,故观察到的现象是:试管中的水产生泡沫多,符合题意。
故选D。
17.(22-23九年级上·辽宁抚顺·期末)下列实验方法能达到实验目的的是
A.鉴别二氧化锰和四氧化三铁—观察颜色
B.鉴别一氧化碳和氢气—点燃,观察火焰颜色
C.除去CO2中混有的少量CO—点燃气体
D.除去氧化铜粉末中混有的少量碳粉—在空气中充分灼烧
【答案】D
【详解】A、二氧化锰和四氧化三铁都是黑色固体,观察颜色无法区分,故A不能达到实验目的;
B、一氧化碳燃烧产生蓝色火焰,氢气燃烧产生淡蓝色火焰,现象不明显,无法区分,故B不能达到实验目的;
C、除去CO2中混有的少量CO,不能点燃,因为当二氧化碳(不能燃烧且不支持燃烧)大量存在时,一氧化碳不能点燃,故C不能达到实验目的;
D、除去氧化铜粉末中混有的少量碳粉,在空气中充分灼烧,碳燃烧生成二氧化碳,逸出,除去了杂质且没有引入锌的杂质,符合除杂原则,故D能达到实验目的;
故选D。
18.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)为及时发现煤气(主要成分是CO)泄漏,常加入少量有特殊气味的乙硫醇(化学式为)。乙硫醇完全燃烧的化学方程式为,下列有关说法中,正确的是
A.X的化学式为S B.可以在室内放一盆水防止煤气中毒
C.CO、都是污染空气的有毒气体 D.CO不仅能做燃料还可用于冶炼金属
【答案】D
【详解】A、根据反应的化学方程式,反应前共有4个碳原子,12个氢原子,18个氧原子,2个硫原子,反应后已有4个碳原子,12个氢原子,14个氧原子,故2X中含有2个硫原子和4个氧原子,X的化学式为SO2,故选项A说法错误;
B、一氧化碳是难溶于水的有毒气体,所以放入一盆水并不能防止煤气中毒,故选项B说法错误;
C、二氧化碳没有毒,故选项C说法错误;
D、物质的性质决定物质的用途,一氧化碳具有可燃性所以可以作为燃料,一氧化碳具有还原性,所以可以用于冶炼金属,故选项D说法正确;
故选:D。
19.(22-23九年级上·辽宁铁岭·期末)下列关于物质的性质与其用途的对应关系中,正确的是
A.氧气能助燃,可用于医疗急救 B.一氧化碳可燃,可用于冶炼金属
C.氮气是无色气体,可用作保护气 D.活性炭具有吸附性,可净水剂
【答案】D
【详解】A.氧气能够供给呼吸,所以可用于医疗急救,故选项说法错误,不符合题意;
B.一氧化碳具有还原性,可用于冶炼金属,故选项说法错误,不符合题意;
C.常温下,氮气化学性质稳定,可用作保护气,故选项说法错误,不符合题意;
D.活性炭具有吸附性,可以除去水中色素、有异味等物质,因此,可净水剂,选项说法正确,符合题意,故选D。
20.(22-23九年级上·河北保定·期末)下列有关碳和碳的氧化物的说法中正确的是
A.C60是一种新型的化合物
B.碳、一氧化碳、二氧化碳都能还原氧化铜,具有还原性
C.一氧化碳有毒,在室内放一盆水可以防止一氧化碳中毒
D.北宋画家用墨绘制的《清明上河图》能够保存至今,是因为在常温下碳的化学性质不活泼
【答案】D
【详解】A、C60是由碳元素组成的纯净物,属于单质,不符合题意;
B、碳和一氧化碳均能与氧化铜反应生成铜,均具有还原性,二氧化碳与氧化铜不反应,不具有还原性,不符合题意;
C、一氧化碳难溶于水,在室内放一盆水不能防止一氧化碳中毒,不符合题意;
D、《清明上河图》能够保存至今,是因为在常温下碳的化学性质不活泼,即使受日光照射或与氧气接触,也不易起变化,符合题意。
故选D。
21.(22-23九年级上·广东广州·期末)下列物质的性质和用途对应关系不正确的是
A.二氧化碳能与水反应,可用于人工降雨 B.CO具有还原性,可用于冶炼金属
C.木炭具有可燃性,可作为燃料 D.氧气可以供给呼吸,可用于医疗急救
【答案】A
【详解】A、固体二氧化碳干冰升华吸热,可用于人工降雨。故错;
B、CO具有还原性,可用于冶炼金属。故对;
C、木炭具有可燃性,可作为燃料。故对;
D、氧气可以供给呼吸,可用于医疗急救。故对。
故选A。
22.(2022·黑龙江·中考真题)归纳与比较是化学学习的主要方法。关于CO2与CO的知识总结错误的是
A.构成:一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子
B.性质:通常情况下,CO2不支持燃烧;CO支持燃烧
C.用途:固体CO2可用于人工降雨;CO可作燃料
D.危害:CO2无毒:CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒
【答案】B
【详解】A、构成:一个二氧化碳分子中有2个氧原子,一个一氧化碳分子中有1个氧原子,一个二氧化碳分子比一个氧化碳分子多一个氧原子,不符合题意;
B、通常情况下,二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,一氧化碳具有可燃性,不能支持燃烧,符合题意;
C、固体二氧化碳俗称“干冰”,干冰升华吸热,能使周围温度降低,可用于人工降雨,一氧化碳具有可燃性,可作燃料,不符合题意;
D、二氧化碳无毒,一氧化碳有毒,极易与血液中的血红蛋白结合,从而使血红蛋白不能再与氧气结合,造成生物体缺氧,不符合题意。
故选B。
23.(21-22九年级上·辽宁铁岭·期末)某同学设计如下实验装置探究一氧化碳的一些化学性质,回答下列问题:
(1)A装置的目的是 ,
(2)装置B中足量的石灰水的作用是 ,装置D中足量的石灰水的作用是为了检验C中反应的生成物中有二氧化碳生成。该反应的化学方程式为 ;
(3)装置C中实验现象是 。证明一氧化碳有还原性。
(4)根据本实验,点燃装置E中尾气的目的是 ,这是利用了该物质的 (填写一条化学性质)。
(5)一氧化碳是初中化学课本中常见的还原剂,通常可以夺取金属氧化物中的氧元素,使得金属氧化物还原为金属单质,那么我们初中学过的常见物质中具有还原性的物质还有 (填写化学式,一种即可)。
(6)一氧化碳是重要的燃料,如果我们在晚上发现工作人员在使用一氧化碳过程中出现眩晕,全身乏力呼吸困难的状况时,下列操作正确的是___________。(填写序号)
A.立即关闭煤气阀门 B.立即将眩晕人员搀扶到户外通风良好的地方
C.立即轻轻打开门窗通风 D.立即打开打火机照明到燃气管道附近寻找漏点
【答案】(1)制取CO
(2) 除去未反应的二氧化碳,防止对生成物中二氧化碳的检验造成干扰
(3)黑色固体变成红色
(4) 防止污染空气 可燃性
(5)C或H2
(6)ABC
【详解】(1)二氧化碳和碳反应生成一氧化碳,A装置制取一氧化碳气体;
(2)二氧化碳能与石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水,装置B中足量的石灰水的作用是除去未反应的二氧化碳,以防止对后续实验中生成物中的二氧化碳的检验造成干扰;反应的化学方程式为:;
(3)一氧化碳和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳,能观察到黑色固体变成红色;
(4)CO有毒,直接排放到空气中会污染环境,一氧化碳有可燃性,燃烧生成二氧化碳,所以常在装置末端的导管口放一盏燃着的酒精灯,是为了点燃尾气,防止污染空气;
(5)初中学过的常见物质中具有还原性的物质还有碳、氢气;
(6)A、立即关闭煤气阀门,隔离可燃物,故A正确;
B、立即将眩晕人员搀扶到户外通风良好的地方,使其呼吸到新鲜的空气,故B正确;
C、一氧化碳具有可燃性,达到一定浓度遇明火易爆炸,立即轻轻打开门窗通风,降低一氧化碳的浓度,故C正确;
D、一氧化碳具有可燃性,达到一定浓度遇明火易爆炸,打开打火机照明到燃气管道附近寻找漏点,会引燃一氧化碳,故D错误;
故选ABC。
24.(22-23九年级上·辽宁朝阳·期末) 天然气的主要成分为甲烷,燃烧可能会产生CO,为了检验天然气燃烧后的气体产物成分,进行如下实验:
(1)实验开始时,点燃D处酒精灯之前,先通一会儿N2,其目的是 。
(2)A中无水CuSO4变蓝,说明气体产物中含有水;B中澄清石灰水变浑浊,证明气体产物中含有 (填化学式)。
(3)实验中观察到D装置中 ,E装置中 ,说明气体产物中还有CO。
(4)D装置中发生反应的化学方程式为 。
(5)F处为尾气处理装置,下列装置中合理的是 。
【答案】(1)将装置的空气排尽,防止加热时发生爆炸
(2)CO2
(3) 黑色固体变红 澄清的石灰水变浑浊
(4)CO + CuOCu + CO2
(5)①②④
【详解】(1)一氧化碳具有可燃性,与空气混合遇明火可能会发生爆炸,所以实验开始时,点燃D处酒精灯之前,先通一会儿N2,其目的是将装置的空气排尽,防止加热时发生爆炸;
(2)A中无水CuSO4变蓝,说明气体产物中含有水;B中澄清石灰水变浑浊,证明气体产物中含有CO2;
(3)一氧化碳在加热的条件下会与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,所以实验中观察到D装置中黑色固体变红,E装置中澄清的石灰水变浑浊,则说明气体产物中还有CO;
(4)D中一氧化碳在加热的条件下会与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,该反应方程式为;
(5)由于一氧化碳有毒,会污染环境,一氧化碳具有可燃性,F处为尾气处理装置,可以用①气球收集,也可以用④点燃尾气(一氧化碳点燃生成无毒的二氧化碳),也可以用②排水法收集(长管进长管出才能排出水),而③短管出无法排出水,由于一氧化碳难溶于水,短管会排出一氧化碳,故不合理,故装置中合理的是①②④。
25.(23-24九年级上·辽宁阜新·期末)某校化学兴趣小组同学在学习完“碳和碳的氧化物”后,在实验室中做了如图实验,请你一起参与完成。
I.通过实验研究一氧化碳和氧化铜的反应,其操作步骤及观察到的现象如图:
步骤1:连接装置并________。
步骤2:按图甲所示向双具支试管内加入木炭粉和氧化铜,用向上排空气法使双具支试管内集满二氧化碳后塞上带有导管和瘪气球的橡皮塞。
步骤3:按图乙所示将双具支试管固定在铁架台上,井使木炭粉平铺于试管底部;酒精喷灯加热氧化铜一段时间,未观察到明显现象。
步骤4:将酒精喷灯移至木炭粉处,加热一段时间,观察到气球明显胀大:再次将酒精喷灯移至氧化铜处,加热一段时间,观察到鼎色粉末变为紫红色固体。
(1)将步骤1补充完整 。步骤2中,可用燃著的木条检验二氧化碳是否集满,燃着的木条应 (填“放置在双具支试管口”或“伸入到双具支试管内”)。
(2)该小组设计步骤3的目的是 。
(3)实验中能表明一氧化碳具有还原性的实验现象是 。反应的化学方程式为 ;本实验中 (填物质名称)也具有还原性。
(4)图乙装置中气球的作用是 。
II.探究影响反应快慢的因素是什么?
(5)如图是实验室中常用的仪器:
①仪器A的名称是 。
②从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? (填字母)。
(6)该小组的实验设计和数据记录如表。每个实验均在反应开始后,就立即用持水法连续收集多瓶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
15%
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 。
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(的合理范围是 <t< 。
(7)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) 检查装置气密性 放置在双具支试管口
(2)证明CO2不能CuO反应
(3) 黑色粉未变红 CO+CuOCu+CO2 木炭粉
(4)尾气处理,防止CO污染空气
(5) 长预漏斗 ABD
(6) 盐酸浓度、大理石形状 B 11 14
(7)合理;每实验均在反应开始后,就立即用排水法法,收集的空气体积一样多
【详解】(1)有气体参加或生成的反应,实验前应检查装置气密性,则连接装置并检查装置气密性,用燃着的木条检验二氧化碳是否集满,燃着的木条应放置在双具支试管口,若木条熄灭,则证明二氧化碳已收集满;
(2)步骤3中,双具支试管内装满二氧化碳,用酒精喷灯加热氧化铜一段时间,未观察到明显现象,说明二氧化碳不能与氧化铜反应,则该小组设计步骤3的目的是证明CO2不能与CuO反应;
(3)步骤4中,观察到黑色粉末变为红色固体,说明一氧化碳与氧化铜反应生成了铜,证明一氧化碳具有还原性,一氧化碳与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳,反应的化学方程式为CO+CuOCu+CO2,本实验中木炭粉也具有还原性;
(4)一氧化碳有毒,会污染空气,则图乙装置中气球的作用是尾气处理,防止CO污染空气;
(5)①由图可知,仪器A的名称是长颈漏斗;
②实验室用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳,该反应为固液常温型反应,长颈漏斗在反应中可以随时添加液体,则需要长颈漏斗,用长颈漏斗则需要带导管的双孔橡皮塞,还需要锥形瓶作反应容器,则需要用到的仪器有ABD;
(6)①从表格的内容可知,该小组研究了盐酸浓度、大理石形状对反应快慢的影响;
②分析浓度对反应快慢的影响,浓度是变量,其他条件相同,则可对比表中实验2和4,故选:B;
③根据实验数据可知,其他条件相同时,盐酸浓度越大,第1瓶收集的时间越短,则t>11,条件相同时,第1瓶时间比第2瓶短,则t<14,故表中数值的合理范围是11<t<14;
(7)该小组在反应开始后立即收集第1瓶气体,该做法合理,每实验均在反应开始后,就立即用排水法法,收集的空气体积一样多,只是收集的气体不纯,但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。
26.(22-23九年级上·辽宁鞍山·期末)实验学校九年级化学活动小组的同学,在探究木炭与CuO反应时,完成了如下实验,请回答下列问题:
Ⅰ、如图所示装置进行实验,很快发现澄清的石灰水变浑浊;证明有二氧化碳生成。
(1)请写出C与CuO反应的化学方程式 ;
(2)实验结束时,应 (填写下列操作序号)。
①先熄灭酒精灯,再撤出石灰水中的导管
②先撤出石灰水中的导管,再熄灭酒精灯
Ⅱ、小明同学通过仔细阅读教材,认为当木炭较多、温度较高时,该反应产生的气体中还可能含CO,同学们经过讨论设计了以下实验进行验证:(实验前已检查了装置的气密性)资料提示:碱石灰是NaOH和CaO的混合物,可以吸收CO2和水。
(3)仪器B中所盛试剂为澄清的石灰水,其中发生反应的化学方程式 。
(4)D中玻璃管盛装的试剂为CuO,E中盛装的试剂为足量的澄清的石灰水。若A装置产物中确有CO,则应观察到的现象有: 。
(5)点燃酒精灯前,先打开K,通入一段时间N2,其作用为 。
(6)请指出上述实验装置中的一处缺陷 。
【答案】(1)2CuO+C2Cu+CO2↑
(2)②
(3)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
(4)D中黑色固体变成红色,E中澄清石灰水变浑浊
(5)排尽装置内的空气,避免发生爆炸
(6)没有尾气处理装置
【详解】(1)碳与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳,反应的化学方程式为2CuO+C2Cu+CO2↑,故填:2CuO+C2Cu+CO2↑;
(2)实验结束时,应先撤出石灰水中的导管,再熄灭酒精灯,防止试管中的石灰水倒吸,炸裂试管,故选②;
(3)仪器B中所盛试剂为澄清的石灰水,与反应生成的二氧化碳生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O,故填:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O;
(4)若A装置产物中有CO,一氧化碳能与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故现象为:D中黑色固体逐渐变红,E中澄清石灰水变浑浊,故填:D中黑色固体变成红色,E中澄清石灰水变浑浊;
(5)为了排尽装置内的空气,避免发生爆炸,所以需要点燃酒精灯前先打开K,通入一段时间的氮气,故填:排尽装置内的空气,避免发生爆炸;
(6)因为反应有一氧化碳生成,一氧化碳为有毒气体,所以一定要在实验最后加一个尾气处理装置,防止一氧化碳污染空气,故填:没有尾气处理装置。
考点04 二氧化碳的实验室制备
27.(23-24九年级上·辽宁沈阳·期末)用如图装置探究二氧化碳的制取和性质。下列有关叙述正确的是
A.移动粗铜丝能控制反应的发生和停止 B.浸有紫色石蕊试液的棉花会变蓝
C.能证明二氧化碳的密度比空气大 D.能收集到干燥、纯净的二氧化碳
【答案】A
【详解】A、将铜丝放下使内装石灰石的尼龙布袋与稀盐酸接触,反应开始,将铜丝往上提,使内装石灰石的尼龙布袋与稀盐酸分离,反应停止,即移动粗铜丝能控制反应的发生和停止,故A正确;
B、石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,生成的二氧化碳溶于水生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色石蕊变红,故浸有紫色石蕊试液的棉花会变红,故B错误;
C、该实验没有现象说明二氧化碳的密度比空气大,故C错误;
D、石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,生成的二氧化碳气体从稀盐酸中逸出,盐酸具有挥发性,所以不能得到干燥、纯净的二氧化碳气体,故D错误;
故选:A。
28.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)化学是以实验为基础的科学,正确选择实验仪器是实验成功的关键。下列仪器常用于实验室制取气体,请根据装置回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验室需要纯净的氧气用于铁丝燃烧实验,从A-E中选择合适的制取和收集氧气的装置是 。(填字母)
(3)为探究二氧化碳的性质,小明制取并收集了一瓶二氧化碳气体,小明应选择的药品是 (填名称),反应的化学方程式为 ,从A-E装置中选择的收集装置应该是 。(填字母)
(4)用B装置制取气体时,长颈漏斗下端须伸入液面以下,原因是 。
(5)无论是用C装置还是用D装置收集气体,导管都要接近集气瓶底部,这是为了 。
(6)若要用F装置检测CO2,在F装置中盛放的试剂名称是 ,CO2应从 (填“b”或“c”端通入,实验现象为 。
(7)用装置A制取氧气,检查装置气密性的操作是 ,试管中发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1)锥形瓶
(2)AE或BE
(3) 石灰石或大理石与稀盐酸 C
(4)防止气体从长颈漏斗逸出
(5)尽量多的排出空气,而能收集到较纯净的气体
(6) 澄清石灰水 c 澄清石灰水变浑浊
(7) 先把导管的一端浸到水里,然后用手握住试管外壁,观察导管口有无气泡产生,若导管口有气泡冒出,装置气密性良好。
【详解】(1)据图可知,仪器a的名称是锥形瓶。故填:锥形瓶。
(2)由于排水法收集的氧气比较纯净,且做铁丝燃烧实验时,为防止溅落的熔化物炸裂瓶底,集气瓶底部放少量水,也需要用排水法收集。加热高锰酸钾或氯酸钾与二氧化锰的混合物制氧气,可选择A装置;用过氧化氢溶液二氧化锰的混合物制氧气,可选择B装置。所以实验室需要纯净的氧气用于铁丝燃烧实验,从A-E中选择合适的制取和收集氧气的装置是AE或BE。故填:AE或BE。
(3)实验室制取二氧化碳的药品是石灰石或大理石与稀盐酸,石灰石或大理石与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,
化学方程式为;由于二氧化碳密度比空气大,所以用向上排空气法收集,所以选择的收集装置应该是C。
故填:石灰石或大理石与稀盐酸;;C。
(4)为防止气体从长颈漏斗逸出,用B装置制取气体时,长颈漏斗下端须伸入液面以下。故填:防止气体从长颈漏斗逸出。
(5)为尽量多的排出空气,而能收集到较纯净的气体,无论是用C装置还是用D装置收集气体,导管都要接近集气瓶底部。故填:尽量多的排出空气,而能收集到较纯净的气体。
(6)由于二氧化碳使澄清石灰水变浑浊,所以要用F装置检测CO2,在F装置中盛放的试剂名称是澄清石灰水;由于二氧化碳要通入澄清石灰水中,所以CO2应从c端通入,实验现象为澄清石灰水变浑浊。故填:澄清石灰水;c;澄清石灰水变浑浊。
(7)用装置A制取氧气,检查装置气密性的操作是:先把导管的一端浸到水里,然后用手握住试管外壁,观察导管口有无气泡产生,若导管口有气泡冒出,装置气密性良好。由于A装置试管口没有放一团棉花,所以药品是氯酸钾与二氧化锰的混合物,氯酸钾在二氧化锰催化作用加热条件下反应生成氯化钾和氧气,化学方程式为。故填:先把导管的一端浸到水里,然后用手握住试管外壁,观察导管口有无气泡产生,若导管口有气泡冒出,装置气密性良好; 。
29.(23-24九年级上·辽宁营口·期末)如图所示为实验室中常见的气体制备和收集装置,请回答下列问题
(1)仪器①的名称为 。
(2)实验室制取二氧化碳可选用的发生装置和收集装置是 (填字母序号,找出一组即可)。其反应的化学方程式为 。
(3)若用B装置制取二氧化碳,反应前应进行的操作是 。其方法为关闭止水夹,向长颈漏斗内注水至长颈漏斗下端形成一段水柱, ,则装置的气密性良好。
(4)请指出装置B中存在的一处错误 ,若选用C做发生装置,你认为选用C的优点是 。
(5)图示实验装置还可以制取另一种已经学过的常见气体 (填化学式),欲使用装置E用排水法收集该气体,先将瓶中装满水,再将气体从 (选填“a”或“b”)端通入。
(6)氨气(NH3)是一种密度比空气小,极易溶于水的气体,实验室常用固体NH4C1和固体Ca(OH)2加热制得NH3,同时得到氯化钙和水,该反应的化学方程式为 ;实验制取和收集NH3必须选用上述仪器中的 (填序号)。
【答案】(1)锥形瓶
(2) CD或CE(写一组即可)
(3) 检查装置气密性 若水柱高度不变
(4) 长颈漏斗下端未伸入到液面以下 可以控制反应速率
(5) O2(合理即可) b
(6) AE/EA
【详解】(1)由图可知,仪器①的名称是锥形瓶
(2)实验室用石灰石或大理石(主要成分是碳酸钙)和稀盐酸制取二氧化碳,该反应为固液常温型,由于B装置存在错误,即长颈漏斗没有伸入液面以下,生成的气体会从长颈漏斗逸出,则发生装置可选C;二氧化碳能溶于水,密度比空气大,只能用向上排空气法收集,则收集装置可选D或E,所以实验室制取二氧化碳可选用的发生装置和收集装置是CD或CE;
碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,化学方程式为:
(3)若用B装置制取二氧化碳,反应前应进行的操作是检查装置气密性,防止装置漏气,更换仪器造成药品浪费;
方法为关闭止水夹,向长颈漏斗内注水至长颈漏斗下端形成一段水柱,若水柱高度不变,则装置的气密性良好;
(4)装置B中的一处错误是长颈漏斗下端没有伸入到液面以下,会导致生成的气体从长颈漏斗下端逸出;
若选用C做发生装置,则C的优点是能通过注射器控制液体的滴加速率,从而控制反应速率;
(5)图中装置A为固体加热型发生装置,且试管口没有棉花,还可以加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取O2;
装置C为固液常温型,还可以利用稀硫酸和锌粒制取H2;
欲使用装置E用排水法收集氧气,氧气不易溶于水,氧气的密度比水小,则先将瓶中装满水,再将气体从b端通入;
(6)氯化铵和氢氧化钙在加热的条件下生成氯化钙、氨气和水,反应的化学方程式为:;
实验室制取氨气需要固体加热型发生装置,则发生装置选A,氨气的密度比空气小,极易溶于水,只能用向上排空气法收集,则收集装置选E,所以实验制取和收集NH3必须选用上述仪器中的AE。
30.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)化学实验是我们学习化学的基础,结合下图回答相关问题:
(1)写出仪器a的名称 :
(2)实验室制取二氧化碳时,用到药品是 和 ,选择发生装置和收集装置为 (填字母),其反应的方程式为 。
(3)如果制取氧气用高锰酸钾,应选择的装置是 (填字母)其反应的化学方程式为 ;如果换成双氧水(H2O2)制取氧气其反应的化学方程式是 此反应为 (填反应类型)
(4)资料显示过氧化钠(Na2O2)通常情况下为淡黄色固体,能与水发生剧烈的反应产生氧气,某同学在实验室用过氧化钠制取氧气时发生装置选择了B而没有选择C,你认为他选择的理由是 。过氧化钠还与二氧化碳反应生成氧气等(反应的方化学程式为2Na2O2+CO2 = 2Na2CO3+O2↑),应用此原理可以作为潜水艇供氧原理,潜水艇里用这个原理制取氧气优点是 。若用G装置收集氧气,进气端应选择 端(用“b或c”填空)。
(5)使用D装置收集气体的条件是 。
【答案】(1)酒精灯
(2) 大理石/石灰石 稀盐酸 BD/CD
(3) AD/AE 分解反应
(4) 可以控制反应速率 能吸收呼出的二氧化碳 b
(5)气体密度比空气大且不与空气中的成分反应
【详解】(1)由图可知仪器a为酒精灯;
(2)实验室用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,反应原理是碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙水和二氧化碳;
药品为固液混合物,不需加热,需用固液常温型发生装置,二氧化碳可溶于水,密度比空气大,选用向上排空气法收集,故选BD或CD;
方程式为:;
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气应选固体加热型发生装置,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,故选AD或AF;
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:;
过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解产生水和氧气,故方程式为:;
反应符合一变多,属于分解反应;
(4)B装置有分液漏斗,可以控制药品的滴加速度,从而控制反应的速率,过氧化钠(Na2O2)与水发生太剧烈,因此小明选择了B而没有选择C;
潜水艇里用过氧化钠还与二氧化碳反应生成氧气,能吸收呼出的二氧化碳,使空气中的二氧化碳含量相对稳定;
氧气密度比空气略大,用G装置收集时应长进短出,故进气端应选择b端;
(5)D装置为向上排空气法收集装置,若气体可采用此方法收集,说明气体密度比空气大且不与空气中的成分反应。
31.(23-24九年级上·辽宁铁岭·期末)具备基本的化学实验技能是学习好化学的保障,实验室用图中的装置进行气体的制取及性质实验。
(1)若用装置AD制取氧气:
①装置A中缺少的仪器是 。
②若装置A中用的药品是高锰酸钾,还需要一种物品,它的作用是 。
③用D收集氧气的最佳时机是 。
(2)若用装置B作为制O2的发生装置:(备注:实验操作时将装置向左略倾斜,使固体和液体药品混合即可),
①B中液体名称是 。
②该实验中固体药品起的是 作用。
③产生3.2克O2时分解的过氧化氢的质量为 克。
(3)若用装置C收集氧气,验证氧气已经收集满的方法是 。
(4)若用装置BC制取气体CO2;
①连接装置B与C时,导管口a端与导管口b端相连接的理由是 。
②装置B中发生反应的化学方程式为 。
③将产生的二氧化碳通入装置E的目的是验证二氧化碳气体,实验现象为 ,该反应的化学方程式为 。
【答案】(1) 酒精灯 防止加热时试管中粉末状物质进入导管 导管口气泡连续均匀冒出时
(2) 过氧化氢溶液 催化 6.8
(3)用带火星的小木条放在c管口处,小木条复燃,证明氧气已集满
(4) 二氧化碳的密度比空气的密度大 澄清石灰水变浑浊 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
【详解】(1)①装置A是固固加热型发生装置,装置A中缺少的仪器是酒精灯。
②若装置A中用的药品是高锰酸钾,还需要棉花团,它的作用是防止加热时试管内的粉末状物质进入导管。
③用D收集氧气,开始冒出的气泡主要是空气,收集氧气的最佳时机是:导管口气泡连续均匀冒出时,此时是纯净的氧气。
(2)①装置B是固液常温型发生装置,若用装置B作为制O2的发生装置,则是用过氧化氢溶液制取氧气。B中液体名称是过氧化氢溶液。
②该实验中固体药品是二氧化锰,二氧化锰起催化作用。
③设产生3.2克O2时分解的过氧化氢的质量为x。
,x=6.8g
(3)若用装置C收集氧气,空气由c端排出,氧气能使带火星的木条复燃,验证氧气己经收集满的方法是:用带火星的小木条放在c管口处,小木条复燃,证明氧气已集满。
(4)①连接装置B与C时,导管口a端与导管口b端相连接的理由是:二氧化碳的密度比空气的密度大,二氧化碳进入装置C中占据下方空间,空气则被赶到上方空间而易从c端排出。
②实验室用大理石或石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳,则装置B中发生反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
③将产生的二氧化碳通入装置E的目的是验证二氧化碳气体,实验现象为澄清石灰水变浑浊,澄清石灰水是氢氧化钙溶液,该反应的化学方程式为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
32.(23-24九年级上·辽宁辽阳·期末)二氧化碳是光合作用的重要原料,人类对于二氧化碳的探究脚步从未止步。
【二氧化碳发现史实】
(1)公元三世纪,西晋时期张华所著《博物志》记载有“烧白石()作白灰(CaO)……”,同时产生石灰窑气(主要气体成分为二氧化碳)。请写出烧白石作白灰的化学方程式 。
(2)17世纪,比利时科学家海尔蒙特发现木炭燃烧之后产生一种气体(二氧化碳),他把这种气体称之为“森林之精”,并发现烛火在该气体中会自然熄灭,则该气体具有的化学性质是 。
【二氧化碳实验室制备】
(3)实验室利用装置Ⅰ的反应制取,请写出石灰石与稀盐酸反应的方程式 。
(4)川川同学将燃着的小木条放在集气瓶口,观察到 ,于是对大家宣布已收集满一瓶气体。
(5)化学兴趣小组对这瓶气体的纯度产生了质疑,决定用向上排空气法和排水法各收集满一瓶二氧化碳气体,采用数字化传感器测定的含量并记录收集时间,数据如下表:
(说明:装置Ⅰ以燃着的木条熄灭为集满标准;装置Ⅱ以导管口出现连续均匀气泡开始收集,集气瓶口出现大气泡为集满标准。)
二氧化碳含量
集满一瓶二氧化碳需要的时间
向上排空气法
77%
17.33s
排水法
91%
9.01s
①利用装置Ⅰ和装置Ⅱ收集到的二氧化碳都会混有少量空气,原因是 。
②根据上述实验数据你认为 (填“能”或“不能”)用排水法收集二氧化碳。
【二氧化碳再利用】
中国科学院天津工业生物技术研究所与大连化学物理研究所的科研团队实现了利用二氧化碳从头精准合成多种己糖。己糖(化学式)是在自然界广泛分布、与机体营养代谢最为密切的糖的统称。人工合成己糖的反应时长约17小时,与通过种植甘蔗等农作物提取糖分的传统方式相比,糖的获取时长实现了从“年”到“小时”的跨越。
(6)计算己糖中碳、氢、氧三种元素的质量比 (填最简整数比)。
(7)将二氧化碳转化为己糖等有用物质,实现二氧化碳的再利用。假设二氧化碳合成己糖碳元素的转化率为100%,合成36千克己糖可以吸收 千克二氧化碳。
(8)若人工精准合成己糖技术广泛应用,其具有的实际价值是 (答一点即可)。
【答案】(1)
(2)不燃烧也不支持燃烧
(3)
(4)燃着的小木条熄灭
(5) 未能将装置内的空气全部排出后便开始收集 能
(6)6:1:8
(7)52.8kg
(8)人工精准合成反应与传统制糖相比所需的时间短或能减少温室气体
【详解】(1)石灰石在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳,反应的方程式为:;
(2)二氧化碳能使燃着的蜡烛熄灭,说明二氧化碳不支持燃烧也不能燃烧,故填:不燃烧也不支持燃烧;
(3)根据实验装置Ⅰ中的实验药品可知,实验室常用碳酸钙与稀盐酸反应来制取二氧化碳,生成氯化钙、水和二氧化碳,反应方程式为:;
(4)检验二氧化碳是否收集满的方法是:将燃着的小木条放在集气瓶口,若小木条熄灭,则证明已收集满,根据结论已收集满,所以观察到的现象是:燃着的小木条熄灭;
(5)利用装置Ⅰ和装置Ⅱ收集的二氧化碳气体中都混有少量空气,可能的原因是未能将装置内的空气全部排出后便开始收集,导致收集到的二氧化碳中混有少量空气;
利用排水法收集的二氧化碳纯度比向上排空气法收集的二氧化碳纯度要高,且收集时间也短,所以可以用排水法收集二氧化碳,故填能;
(6)化学式中各元素的质量比等于各元素的原子个数乘以相对原子质量的积之比,所以己糖中碳、氢、氧三种元素的质量比为:
(7)己糖中碳元素的质量分数为:,则36千克己糖中碳元素的质量为:;
二氧化碳中碳元素的质量分数为:,含14.4kg碳元素的二氧化碳的质量为:,所以合成36千克的己糖可以吸收52.8kg的二氧化碳;
(8)根据题意,人工合成己糖的反应时长约17小时,与通过种植甘蔗等农作物提取糖分的传统方式相比,糖的获取时长实现了从“年”到“小时”的跨越,所以人工精准合成反应与传统制糖相比所需的时间短,同时也能减少温室气体。
33.(23-24九年级上·辽宁葫芦岛·期末)实验是科学探究的重要手段。如图是实验室制取气体常用装置,请回答有关问题:
(1)图中仪器a的名称为 。
(2)实验室用高锰酸钾加热制取氧气,有如下操作步骤:①加热②检查装置气密性③装入高锰酸钾,并在试管口放一团棉花④用排水法收集氧气⑤从水槽中去除导管⑥熄灭酒精灯。其正确的操作顺序是 (用序号排列)。
(3)要收集一瓶氧气用于铁丝燃烧实验,最好选用的收集装置是 。请写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式 。
(4)实验室制取二氧化碳时,选用的固体药品名称是 , 用D装置收集二氧化碳,气体应从 (填“b”或“c”)端通入。F 是刚收集的一瓶的无色气体,检验该气体是否为二氧化碳的方法是 。
(5)经查阅资料过氧化钠(Na2O2)通常情况下为淡黄色的固体,能与水剧烈反应产生氧气和氢氧化钠。小华在实验室用过氧化钠制取氧气时发生装置应选 (填字母),理由是 。
(6)如果用过氧化钠与水反应制取3.2g氧气需要过氧化钠的质量是 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2)②③①④⑤⑥
(3) E
(4) 大理石(或石灰石等) b 向集气瓶中加入澄清石灰水,若变浑浊,则该气体是二氧化碳
(5) C 反应物为固体和液体,反应条件为常温,且分液漏斗能控制反应速率
(6)15.6g/15.6克
【详解】(1)由图可知,仪器a的名称是:长颈漏斗;
(2)实验室用高锰酸钾加热制取氧气,实验步骤为:组装仪器,检查装置的气密性,装入高锰酸钾,并在试管口放一团棉花,固定装置,加热,用排水法收集氧气,待收集完毕,先将导管移出水面,然后熄灭酒精灯,防止水倒流,炸裂试管,故顺序是:②③①④⑤⑥;
(3)要收集一瓶氧气用于铁丝燃烧实验,铁丝在氧气中燃烧,放出大量的热,应在集气瓶底部放少量水,防止高温熔融物溅落,炸裂瓶底,故最好选择排水法收集,故收集装置最好选择E;
铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,该反应的化学方程式为:;
(4)实验室制取二氧化碳时,选用的固体药品名称是:大理石或石灰石;
用D装置收集二氧化碳,二氧化碳的密度比空气大,应从b端通入;
F是刚收集的一瓶的无色气体,二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,能使澄清石灰水变浑浊,故可用澄清石灰水检验二氧化碳,故检验该气体是否为二氧化碳的方法是:向集气瓶中加入澄清石灰水,若变浑浊,则该气体是二氧化碳;
(5)用过氧化钠和水反应制取氧气,属于固液不加热反应,且该反应剧烈,故发生装置可选C,C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,故填:C,反应物为固体和液体,反应条件为常温,且分液漏斗能控制反应速率;
(6)解:设需要过氧化钠的质量为x
x=15.6g
答:需要过氧化钠的质量为15.6g
34.(23-24九年级上·辽宁沈阳·期末)化学是以实验为基础的科学,同学们用如下实验装置进行气体制取和性质的探究,请回答下列问题。
任务一:制取气体
(1)仪器①的名称是 。
(2)利用如图1所示装置制取气体,完成下列表格。
制取气体
反应原理(化学方程式)
常用发生和收集装置(填序号)
O2
CO2
B和
【分析讨论】
(3)用图1中B装置制取气体需要满足的条件是 ;
(4)装置C与B相比较其优点是 。
【拓展探究】探究二氧化锰、氧化铜对过氧化氢分解的催化效果,设计了如下对比实验:
用如图2所示的装置进行了两次实验,在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰,分别将注射器内盛有的3mL 5%的双氧水注入试管中,利用注射器收集氧气,收集到氧气的体积和时间关系如图3所示。
(5)图2实验中观察到U形管内红墨水液面左低右高,说明此化学反应 (填“吸热”或“放热”)。
(6)分析图3可知二氧化锰催化效果比氧化铜好,此外还能得出的结论是 (写一点即可)。
任务二:探究性质
如图是探究氧气和二氧化碳性质的相关实验。
(7)为保证实验1现象明显,请写出一条有效措施 。图中集气瓶底部留有少量水的作用是 。
(8)实验2中先后观察到的现象是 ,其中体现二氧化碳化学性质的反应是 (用化学方程式表示),该反应的基本类型是 。
【答案】(1)酒精灯
(2) (或) AD(或AE、BD、BE) E
(3)反应物是固体和液体,反应条件不需要加热
(4)控制反应的发生和停止
(5)放热
(6)催化剂不能改变生成氧气的量
(7) 铁丝除锈(或火柴引燃) 防止高温熔化物溅落炸裂瓶底
(8) 紫色石蕊溶液变红,加热后红色消失 化合反应
【详解】(1)据图可知,仪器①的名称是酒精灯;
(2)利用图中的装置制取氧气,可选装置A,因有棉花,故选用高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为;也可选装置B,选用过氧化氢溶液和在二氧化锰的催化下生成氧气和水,化学方程式为;氧气密度大于空气,不易溶于水,故收集装置选D或E;
利用图中装置制取二氧化碳,只能选取B装置,利用碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为,二氧化碳密度大于空气,二氧化碳溶于水,故收集装置选E;故填:;E;
(3)利用B装置制取气体需要满足的条件是反应物是固体和液体,反应条件不需要加热;
(4)装置C关闭弹簧夹后,装置内由于气体产生压强增大,导致液体液面下降至多孔隔板以下,使多孔隔板的固体与液体分离,反应停止,故与装置B相比,优点是控制反应的的发生和停止;
(5)实验中造成U形管内红墨水液面左低右高的原因是反应放热,装置内气体受热膨胀,使装置内压强增大,说明该反应是放热反应;
(6)通过图像知加入不同催化剂最后产生的氧气体积相同,故还能得出的结论催化剂不能改变生成氧气的量;
(7)为了保证现象明显,有效措施有铁丝表面除锈、用火柴引燃等;集气瓶中放少量水的目的是防止高温熔化物溅落炸裂瓶底;
(8)由于二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊溶液变红,碳酸不稳定,受热易分解,加热后红色消失,故实验2 中的现象为紫色石蕊溶液变红,加热后红色消失;其中代表二氧化碳的化学性质的反应是:;该反应符合多变一特征,属于化合反应。
35.(23-24九年级上·辽宁阜新·期末)学习二氧化碳的有关知识后。同学们以二氧化碳的制取为题完成了以下探究任务,
任务一确定实验室制取二氧化碳的反应原理
(1)能利用碳的燃烧获得较纯净的二氧化碳吗?
①证明木炭在氧气中燃烧生成了二氧化碳的实验现象是 。
②同学时论后一致认为,用此法不能收集到一瓶较纯净的二氧化碳,理由是 。
(2)能用稀盐酸、稀硫酸和石灰石(主要成分CaCO3)的组合制取二氧化碳?
从制取和收集的角度分析,第一小组同学经过讨论后一致同意选择用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,该化学反应方程式是 。你认为该小组同学不选择石灰石与稀硫酸反应制取二氧化碳的原因是 。
任务二确定实验室制取二氧化碳的装置并收集
(3)第二小组同学与第一小组同学所选的药品相同,准备采用上述部分装置组装成制取二氧化碳的发生装置(优点是能控制反应的发生和停制止),该装置组合是 (填字母序号),本组同学用装置F收集一瓶了CO2,气体应从 (填“a”或“b”)端通入。
任务三再探二氧化碳的收集方法
(4)通常不用排水法收集二氧化碳的理由是 。
(5)4个小组的同学分别用排水法和排空气法各收集1瓶(集气瓶容积相同)二氧化碳并记录所需时间(如下表所示)。
1
2
3
4
排水法
35"
43"
43"
43"
排空气法
1'57"
1'15"
1'4"
1'12"
请你对CO2的两种收集方法做出评价 。
(6)为进一步验证排水法收集CO2的可行性,小组同学利用图1装置,选择合适的盐酸与块状石灰石反应,利用浓度传感器,测得不同时间排出的二氧化碳的浓度如图2所示。
①图1中水槽内倒置漏斗的作用是 。
②图2中二氧化碳浓度先逐渐增加后稳定不变的可能原因是 。
【答案】(1) 将产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊 不能,此法不能除去瓶中的其他气体
(2) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 反应生成硫酸钙微溶物覆盖在固体的表面,阻碍了大理石与稀硫酸的接触
(3) BD/DB a
(4)CO2能溶于水且与水反应
(5)排水法比排空气法收集时间更短
(6) 增大二氧化碳与水的接触面积 二氧化碳在水中达到了饱和状态
【详解】(1)①二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,则将产生的气体通入澄清石灰水,可以看到石灰水变浑浊,故填:将产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊;
②利用木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳制取二氧化碳,这种方法不能保证瓶中的其他气体全部被消耗,不能得到一瓶纯净的氧气,故填:不能,此法不能除去瓶中的其他气体;
(2)石灰石和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,石灰石和硫酸反应会生成硫酸钙、水和二氧化碳,硫酸钙微溶于水,会附着在大理石表面,阻碍了大理石与稀硫酸的接触,阻碍反应进一步进行,故填:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑、反应生成硫酸钙微溶物覆盖在固体的表面,阻碍了大理石与稀硫酸的接触;
(3)要控制反应的发生和停止,应选用BD,打开弹簧夹,固体与液体接触,反应便能发生,如果关闭弹簧夹,试管内压强增大,固体与液体分离,反应停止,用装置F收集二氧化碳时,因为二氧化碳的密度比空气大,故应长进短出,从a管进,故填:BD或DB、a;
(4)二氧化碳能溶于水,且二氧化碳能与水反应,则不能用排水法收集,故填:CO2能溶于水且与水反应;
(5)由表中数据可知,收集相同体积的二氧化碳气体,排水法比排空气法收集时间更短,故填:排水法比排空气法收集时间更短;
(6)①水槽内倒置漏斗,二氧化碳在漏斗内与水充分接触,可增大二氧化碳和水的接触面积,故填:增大二氧化碳与水的接触面积;
②二氧化碳能溶解在水中,通入二氧化碳后,二氧化碳溶解在水中,浓度不断增大,当达到其溶解度时,二氧化碳已经饱和,就不再继续溶解,故填:二氧化碳在水中达到了饱和状态。
36.(23-24九年级上·辽宁铁岭·期末)二氧化碳是空气的重要组成部分。下面是同学们在实验室制取二氧化碳并验证其性质的实验活动。
【知识链接】
(1)在实验室里,常用稀盐酸与 反应来制取二氧化碳。
【制取二氧化碳】下图是实验室制取气体常用装置,请完成实验步骤、内容与分析。
(2)在实验室可选用装置 (填字母)制取二氧化碳,连接仪器后,需 。
(3)加入药品,先往试管内加入 ,然后加入其他药品,立即用带有导管的橡胶塞塞住管口。观察到试管内发生的现象为 。反应的化学方程式 。固定装置。连接好反应装置,将试管竖直固定在铁架台上。
(4)收集二氧化碳。用向上排空气法收集二氧化碳,将燃着的木条放在集气瓶 (填“口”或“内”),当火焰熄灭,说明已收集满。收集满二氧化碳的集气瓶盖好玻璃片, (填“正”或“倒”)放在试验台上备用。
【验证二氧化碳性质】
(5)完成表格内容:
示意图
活动内容、步骤与分析
①向盛有1~2mL澄清石灰水的试管中通入二氧化碳,观察到 。
②将二氧化碳倒入放有燃着蜡烛的烧杯中,观察到燃着蜡烛熄灭,说明二氧化碳具有 的化学性质。
(6)实验室里一瓶石灰水中含有氢氧化钙2.96g,要使该石灰水中的氢氧化钙全部转化为碳酸钙沉淀,至少需要二氧化碳的质量是 。
【答案】(1)大理石/石灰石
(2) BD/DB 检查装置气密性
(3) 大理石/石灰石 有大量气泡产生
(4) 口 正
(5) 澄清石灰水变浑浊 不燃烧且不支持燃烧
(6)1.76g/1.76克
【详解】(1)实验室制取二氧化碳,常用大理石或石灰石与盐酸反应,来制取二氧化碳;
(2)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,二氧化碳密度大于空气,可用向上排空气法收集,在实验室可选用装置BC制取二氧化碳,连接仪器后,需检验装置的气密性,防止装置漏气,影响实验结果;
(3)加入药品,先往试管内加入固体即大理石或石灰石,然后加入其他药品,立即用带有导管的橡胶塞塞住管口。观察到试管内发生的现象为有大量气泡产生。反应的化学方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;。固定装置。连接好反应装置,将试管竖直固定在铁架台上;
(4)收集二氧化碳。用向上排空气法收集二氧化碳,二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧,能使燃着的木条熄灭,将燃着的木条放在集气瓶口,当火焰熄灭,说明已收集满。二氧化碳密度大于空气,收集满二氧化碳的集气瓶盖好玻璃片,正放在试验台上备用;
(5)①二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,向盛有1~2mL澄清石灰水的试管中通入二氧化碳,观察到澄清石灰水变浑浊;
②将二氧化碳倒入放有燃着蜡烛的烧杯中,观察到燃着蜡烛熄灭,说明二氧化碳具有不燃烧且不支持燃烧的化学性质;
(6)设:至少需要二氧化碳的质量是x。
x=1.76g。
答:至少需要二氧化碳的质量是1.76g。
37.(23-24九年级上·辽宁沈阳·期末)二氧化碳在大气中含量很少,却是人类生存不可缺少的物质。请回答下列问题:
自然界中的二氧化碳
(1)我市冬季集中供热所使用的化石燃料是煤,将煤作为燃料,主要是利用碳元素与氧气反应放出的热量。
①冬季空气中二氧化碳的含量通常 (填“高于”、“等于”、“低于”)夏季空气中二氧化碳的含量。
②二氧化碳在自然界中是不断循环的,大自然消耗二氧化碳的途径之一是 。
二氧化碳的奇妙变化
(2)如图,某学习小组学习“奇妙的二氧化碳”后,利用如图所示装置进行课外实验:向收集满的软塑料瓶中加入约占体积的水,立即旋紧瓶盖,振荡,观察到软塑料瓶变瘪。该实验 (填“能”或“不能”)证明与水发生反应,理由是 。
实验室制备二氧化碳
(3)选用药品。按下表进行实验,取等质量的大理石加入足量酸中(杂质不与酸反应),产生二氧化碳体积随时间变化曲线如图所示:
实验编号
药品
Ⅰ
块状大理石、溶液
Ⅱ
块状大理石、溶液
Ⅲ
大理石粉末、溶液
①图中甲对应实验 (选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
②图乙对应实验发生反应的化学方程式为 。
③若实验室需要制得二氧化碳,则理论上需要含碳酸钙80%的大理石的质量为 g。
④实验编号Ⅱ、Ⅲ研究的变量是 。
(4)搭建装置。组装能控制反应发生与停止的发生装置,应选用 (选填编号)。
(5)收集二氧化碳。用如图装置收集时,二氧化碳从 (选填“x”或“y”)端进入。
【答案】(1) 高于 光合作用
(2) 不能 二氧化碳能溶于水,溶于水后瓶子也变瘪,不能证明有新物质生成
(3) Ⅲ 0.625 固体大小
(4)bcfg
(5)y
【详解】(1)冬季用煤燃烧取暖,产生的二氧化碳多,所以冬季空气中的二氧化碳含量高于夏季;大自然消耗二氧化碳的途径之一是植物的光合作用;
(2)向收集满的软塑料瓶中加入约占体积的水,立即旋紧瓶盖,振荡,观察到软塑料瓶变瘪,不能说明二氧化碳与水发生反应,因为二氧化碳能溶于水,溶于水后瓶子也变瘪,不能证明有新物质生成;
(3)由图像可知,甲对应的药品反应速率快,是大理石粉末、7%HCl溶液,反应物接触面积大,故填:Ⅲ;乙反应速率适中,故对应的是实验Ⅱ。大理石的主要成分是碳酸钙,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:;
设需要含碳酸钙80%的大理石的质量为x,
x=0.625g;
实验编号Ⅱ用块状大理石、Ⅲ用的大理石粉末,所研究的变量为固体大小对反应速率的影响;
(4)组装一套可以随时控制反应发生和停止的发生装置,应选用bcfg,该装置可通过开关止水夹,控制固液的接触和分离,从而控制反应的发生和停止;
(5)二氧化碳的密度比空气大,用图中装置收集时,空气从y端进入,从x端排出;故填:y。
38.(23-24九年级上·辽宁沈阳·期末)氧气和二氧化碳是我们身边常见的物质,获得气体的方法有多种。
【实验室制取二氧化碳】
(一)选择药品
用三组药品进行研究,实验记录如下表。
组别
药品
实验现象
第1组
块状石灰石和稀盐酸
产生气泡速率适中
第2组
块状石灰石和稀硫酸
产生气泡速率缓慢并逐渐停止
第3组
碳酸钙粉末和稀盐酸
产生气泡速率很快
(1)从制取和收集的角度分析,实验室制取二氧化碳应该选择的药品是第 组,不选择第3组药品的原因是 。
(二)选择装置并收集气体
(2)实验室制取二氧化碳,应选择的发生装置是 (填编号)。装置D可收集的一种气体是 。
(3)在制取过程中、小林同学选用C装置收集二氧化碳,并用燃着的小木条放在瓶口验证二氧化碳是否收集满,结果发现小木条始终未熄灭。经检验装置气密性良好,该瓶气体没有集满的原因可能是:① ,② 。
【生活中获得氧气】
目前,市面上比较常见的家用制氧机有“便携式制氧机”和“分子筛制氧机”。
(三)探究家用制氧机的制氧原理
(4)“分子筛制氧机”,利用加压吸附技术将空气中的氧气与氮气分离,滤除有害物质,再通过降压释放出氧气。
“使携式制氧机”制氧试剂为过碳酸钠固体和二氧化锰粉末,其反应原理有两步:
第一步:过碳酸的加水溶解后分解生成碳酸钠和过氧化氢;
第二步:过氧化氢遇到二氧化锰迅速产生氧气。该步反应的化学方程式为 。
(5)“便携式制氧机”制试剂选用固体而不用过氧化氢溶液的原因是 。
(6)上述两种制氧机的制氧原理其本质区别是 。
(四)探究“便携式制氧机”的制氧装置
如图是“便携式制氧机”的简易装置示意图。
(7)选择反应仓的仓体材料时,需要考虑的因素是 (写一条)。
(8)过滤仓中水的作用是 (写一条)。
【答案】(1) 1 碳酸钙是粉末状,与稀盐酸接触面积较大,产生气泡速率很快,不便于收集
(2) B 氧气
(3) 药品量不足 长颈漏斗下端管口未伸入液面下
(4)
(5)固体比过氧化氢溶液便干携带
(6)是否有新物质生成
(7)无毒环保
(8)可以通过气泡观察产生氧气的速率
【详解】(1)实验室制取气体时,反应速率太快,影响气体的收集,反应速率太慢,会导致收集的气体不纯,同时会浪费时间。从制取和收集的角度分析,一般选择第1组药品,因为块状石灰石和稀盐酸反应时,产生气泡速率适中,便于二氧化碳的收集。不选择第3组药品的原因是反应速率太快,不利于收集二氧化碳。
(2)用块状石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳时,反应物为固体和液体,且不需要加热,所以发生装置选择B。氧气不易溶于水,可以用排水法收集。
(3)药品量不足会导致生成的二氧化碳很少,气体没有集满;长颈漏斗下端管口未伸入液面下会导致生成的气体从长颈漏斗的导管逸出,气体没有集满。
(4)过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气,反应的化学方程式为。
(5)过氧化氢溶液易分解且不便于携带,所以“便携式制氧机”制氧试剂选用固体而不用过氧化氢溶液。
(6)“便携式制氧机”使用过程中有新物质生成,是化学变化,分子筛制氧机使用过程中没有新物质生成,是物理变化,所以上述两种制氧机的制氧原理其本质区别是:是否有新物质生成。
(7)制氧机产生氧气用于供给呼吸,因此反应仓的仓体材料要无毒环保。
(8)过滤仓中水的作用可以通过气泡观察产生氧气的速率,也能起到将氧气润湿的作用(合理即可)。
39.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)气体的制取是初中化学的重要内容。根据下图回答下列问题。
实验一:研究氧气的制取
(1)装置B中仪器①的名称是 。
(2)实验室用高锰酸钾制氧气选用的发生装置是 (填字母序号),反应的化学方程式为 。
实验二:研究二氧化碳的制取
(3)选用药品。按下表进行实验,取等质量的同种大理石加入足量酸(杂质不与酸反应),产生的二氧化碳的体积随时间变化曲线如图2所示。
实验编号
药品
1
块状大理石、10%稀硫酸
2
块状大理石、7%稀盐酸
3
粉状大理石、7%稀盐酸
查阅资料:稀硫酸与大理石反应生成二氧化碳,但同时生成微溶于水的硫酸钙覆盖在大理石表面,阻止反应进行。
上表中,实验1对应图2中曲线 (填“甲”、“乙”或“丙”)。小组同学决定用实验2的药品制取二氧化碳气体,不用实验3药品制备二氧化碳的原因是 。
(4)选择发生装置。实验小组同学在制取二氧化碳时想要控制反应的发生和停止,应选择图1中的 作发生装置。
(5)选择收集方法。已知:二氧化碳在不同物质中的最大溶解能力如下表:
物质种类
水
酒精
饱和NaHCO3溶液
每毫升液体中溶解CO2的体积
1mL
3.6mL
几乎不溶
利用图3装置收集一瓶纯净的二氧化碳,对集气瓶中的液体(水、酒精、饱和NaHCO3溶液)进行选择。
①选择时首先排除酒精的原因是 。
②最终选择的最佳液体是 。
③用如图3装置来收集二氧化碳气体,气体从 (填“a”或“b”)口通入,要想测量收集的二氧化碳的体积,还需要的仪器是 。
【答案】(1)锥形瓶
(2) A
(3) 丙 粉末状大理石与稀盐酸接触面积大,反应速率太快,不易收集
(4)C
(5) 相同条件下,二氧化碳在酒精中的溶解能力最强 饱和碳酸氢钠溶液 a 量筒
【详解】(1)图中标号仪器①的名称是锥形瓶;故答案为:锥形瓶;
(2)实验室用加热高锰酸钾的方法可以制氧气,可以固体加热型的发生装置,所以选用的发生装置是:A;高锰酸钾在加热的条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为:2KMnO4KMnO4+MnO2+O2↑;
(3)硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水,会阻止反应的进行,因此实验1对应如图曲线丙,不用实验3药品制备二氧化碳的原因是反应速率太快,不易收集,故答案为:丙;粉末状大理石与稀盐酸接触面积大,反应速率太快,不易收集;
(4)实验小组同学在制取二氧化碳时想要控制反应的发生和停止,应选择图1中的C作为发生装置,故答案为:C;
(5)①选择时首先排除酒精的原因是相同条件下,二氧化碳在酒精中溶解性最强。故答案:相同条件下,二氧化碳在酒精中溶解性最强。
②最终选择的液体是饱和碳酸氢钠溶液(二氧化碳在饱和碳酸氢钠溶液中几乎不溶)。故答案为:饱和碳酸氢钠溶液。
③用如图装置排水法来收集二氧化碳气体,气体从a口通入,将水从长管排出。要想测量收集的二氧化碳的体积,还需要的仪器是量筒,通过测量排出水的体积从而测量出收集的二氧化碳的体积。
40.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)下图是实验室制取气体的常用装置。
(1)实验室用大理石(或石灰石)和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为 ,选用的发生装置为 (填字母序号),若将生成气体通入到足量石灰水中,能观察到的现象是 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 。收集氧气可选用装置E,理由是 ,收集氧气的最佳时机为 。
(3)现有KClO3和MnO2的固体混合物,为测定混合物中KC1O3的质量分数,某同学取样11.0g,对固体充分加热,并在不同时刻测定试管内剩余固体物质的质量(如下表):
反应时间/min
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
剩余固体质量/g
10.2
9.4
8.6
7.8
7.8
I.当反应到 min时,反应完毕。
Ⅱ.完全反应后,共生成氧气的质量为 g。该样品中KClO3的质量分数为 (计算结果精确到0.1%)。
Ⅲ.在下表中画出生成氧气的变化趋势图 。
【答案】(1) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ B 石灰水变浑浊
(2) 氧气不易溶于水且不与水反应 当气泡连续均匀地冒出
(3) 4.0 3.2 74.3%
【详解】(1)碳酸钙和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↑;该反应是固液常温反应,选择的发生装置为:B,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,将生成气体通入到足量石灰水中,能观察到的现象石灰水变浑浊;
(2)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:;
装置E是排水法收集氧气,氧气不易溶于水且不与水反应,因此可用排水法收集,用排水法收集氧气时,当气泡连续均匀地冒出时开始收集;
(3)Ⅰ、由表格中的信息可知,当反应进行到4.0 min时,固体的质量不再减少,此时反应完毕;
Ⅱ、完全反应后生成氧气的质量为:11.0-7.8=3.2g;
设该样品中氯酸钾的质量为x
x=8.17g
该样品中KClO3的质量分数为:;
Ⅲ根据表中数据,生成氧气的变化趋势图如图所示:。
41.(23-24九年级上·辽宁丹东·期末)化学是一门以实验为基础的科学。根据下列图示回答问题:
(1)装置A中,给试管加热的仪器名称是 ,在向试管中添加药品前,应先检查 。若要收集一瓶较纯净的氧气,选用的收集装置是 (填字母序号)。
(2)实验室制取的固体药品是 。若用C装置收集,检验是否收集满的操作是 ,能判断出已经收集满的现象依据是 。
(3)实验室制取和都可以使用的气体发生装置是 ,原因是 。
(4)用F装置进行木炭在中燃烧的实验,将一小块木炭加热到发红,由瓶口向下缓慢插入集气瓶中。
①将木炭加热到发红的目的是 。
②为了检验产物,可在燃烧停止后向集气瓶中倒入少量的 ,振荡,观察实验现象。
【答案】(1) 酒精灯 装置的气密性 E
(2) 大理石(或石灰石) 将燃着的木条放在集气瓶口 木条火焰熄灭
(3) B 都是固体和液体反应,在常温下进行
(4) 使木炭温度达到着火点 澄清石灰水
【详解】(1)装置A中,给试管加热的仪器名称是装置A中,给试管加热的仪器名称是酒精灯,在向试管中添加药品前,应先检查装置的气密性,氧气的密度比空气大,可采用向上排空气法收集,此方法收集的氧气较干燥;氧气不易溶于水,可采用排水法收集,此方法收集的氧气较纯净,故若要收集一瓶较纯净的氧气,选用的收集装置是E。
(2)实验室制取CO2选用的药品是大理石或石灰石和稀盐酸,其中固体药品是大理石或石灰石。若用C装置收集CO2,即向上排空气法收集CO2,检验CO2是否收集满的操作是将燃着的木条放在集气瓶口,能判断出CO2已经收集满的现象依据是木条火焰熄灭。
(3)实验室制取O2和CO2都可以使用的气体发生装置是B,理由是反应物都是固体和液体,在常温下进行。
(4)①将木炭加热到发红的目的是使木炭温度达到着火点。
②木炭燃烧生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故为了检验产物,可在燃烧停止后向集气瓶中倒入少量的澄清石灰水,振荡,观察实验现象。
42.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)同学们已经掌握了实验室制取气体的一些方法和规律,请你结合下列装置回答问题。
(1)写出标号仪器的名称:① ,② 。
(2)实验室用A装置制取氧气,应选用的药品是 ,其中起催化作用的是 ,该反应的化学方程式为 。若要收集较纯净的,应选用的收集装置 。(填字母序号)
(3)实验室用装置可以制取气体,该反应的化学方程式为 ,装置B的优点是 ,用D装置收集,用 检验是否收集满了。
(4)已知氨气是一种密度比空气小,且极易溶于水的气体。实验室制取氨气的化学反应原理:,则实验室制取氨气选择的发生装置是 (填字母序号)。若用装置收集氨气,气体应从 端(填“a”或“b”)通入集气瓶。
【答案】(1) 铁架台 长颈漏斗
(2) 氯酸钾和二氧化锰 二氧化锰/MnO2 C
(3) 可以随时控制反应的发生与停止 燃着的木条放在集气瓶口
(4) A a
【详解】(1)①为铁架台,②为长颈漏斗;
(2)实验室用A装置制取氧气,A装置为固体加热型,且试管口没有棉花,即为氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解生成氯化钾和氧气,故应选用的药品是氯酸钾和二氧化锰,其中二氧化锰作为该反应的催化剂,起催化作用,该反应的化学方程式为:;
排水法收集的气体较排空气法纯净,氧气不易溶于水,若要收集较纯净的 O2,收集装置可选择C排水法;
(3)实验室用装置 B 可以制取 CO2 气体,碳酸钙和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:;
装置B中,当打开止水夹时,长颈漏斗内的液体在重力作用下进入试管,使试管内液面上升到带小孔的隔板以上,与固体试剂接触,开始反应;当关闭止水夹时,产生的气体无法排出,在试管上半部分聚积,使试管内部气压增大,将液体压回到长颈漏斗,使液面降到带小孔的隔板以下,使反应物相互分离,反应停止,故该装置的优点是可以随着控制反应的发生与停止;
用D装置收集 CO2 ,二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧,用燃着的木条放在集气瓶口,检验是否收集满了,若木条熄灭,则说明已收集满二氧化碳气体;
(4)根据实验室制取氨气的化学反应原理,该反应为固体加热型,则发生装置可选择A;
若用 F 装置收集氨气,氨气密度比空气小,则气体应从a端通入集气瓶。
43.(23-24九年级上·辽宁丹东·期末)化学实验考查时,实验台上准备了如图所示的仪器,请回答有关问题。
(1)写出下列编号仪器的名称:A ;H 。
(2)当制取较多量CO2时,发生装置的仪器组合是 (填序号)。
(3)阅读所给资料后回答问题。
资料:
a.氨气是有刺激性气味的无色气体,密度比空气小,极易溶于水,其水溶液显碱性。
b.加热熟石灰和氯化铵的固体混合物生成氨气。
c.湿润的红色石蕊试纸遇到氨气变蓝色;氨气遇到浓盐酸时冒白烟(生成NH4C1固体)。
①制取氨气的装置与实验室用 (填“高锰酸钾”或“双氧水”)制氧气的装置相同,所给仪器中还缺少的仪器名称是 ,检查该装置气密性的方法是:仪器组装好后,将导管的一端放入水中 说明装置的气密性良好。
②若用如图装置收集氨气(NH3),进气口应为 (填“m”或“n”)端,检验氨气集满的方法是 。
(4)加热是最常见的反应条件,用酒精灯给试管中的固体加热时,试管口稍向下倾斜的原因是 。
【答案】(1) 圆底烧瓶 长颈漏斗
(2)BGH
(3) 高锰酸钾 酒精灯 用水握住试管,如果导管口有气泡冒出 n 用湿润的红色石蕊试纸在n导管口检验,发现试纸变蓝,说明氨气集满
(4)防止管口冷凝的水倒流入热的试管,使试管骤冷而发生炸裂
【详解】(1)由图可知,仪器A的名称为圆底烧瓶,故填写:圆底烧瓶;
仪器H的名称为长颈漏斗,故填写:长颈漏斗。
(2)实验室制取二氧化碳是在常温下,用大理石或石灰石和稀盐酸制取的,碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙、水和二氧化碳,因此不需要加热,制取较多量CO2时,药品反应装置选择圆底烧瓶和铁架台,气体导出装置选择带导管的双孔胶塞,液体药品通过长颈漏斗加入锥形瓶,故填写:BGH。
(3)①制取氨气的装置与实验室用高锰酸钾制氧气的装置相同,这是因为反应物都是固体,都需要加热,故填写:高锰酸钾;
制取氨气需要加热,而由图可知,缺少提供热源的装置,即酒精灯,故填写:酒精灯;
由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;移开手后,导管口形成一段水柱,说明装置气密性良好可知,仪器组装好后,将导管的一端放入水中用水握住试管,如果导管口有气泡冒出,说明装置的气密性良好,故填写:用水握住试管,如果导管口有气泡冒出。
②若用图如图装置收集氨气,进气口应为短管,因为氨气的密度比空气小,故填写:n;
检验氨气集满的方法是:把湿润的红色石蕊试纸放在n处,红色变蓝色,证明氨气已满,故填写:用湿润的红色石蕊试纸在n导管口检验,发现试纸变蓝,说明氨气集满。
(4)固体不可能完全干燥,肯定含有一些水分,加热的时候里面的水分蒸发成水蒸气。试管口温度较低,到试管口的时候会凝结成水珠;如果试管向上倾斜的话,试管口的水珠会倒流回试管底,而试管底的温度远远高于试管口,这样造成巨大的温差会导致试管破裂。因此,试管口向下倾斜是为了防止凝结的水珠倒流回试管底部导致试管破裂,故填写:防止管口冷凝的水倒流入热的试管,使试管骤冷而发生炸裂。
一、选择题
1.(23-24九年级上·吉林长春·期末)下列关于金刚石、石墨的说法错误的是
A.组成:都由碳元素组成 B.性质:二者性质差异较大
C.结构:碳原子排列方式不同 D.变化:一定条件下,二者可相互转化
【答案】B
【详解】A、金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质,故A正确;
B、金刚石和石墨都是由碳原子直接构成的,但是金刚石和石墨中的碳原子排列方式不同,因此物理性质存在着较大的差异,但化学性质基本相同,故B错误:
C、金刚石和石墨都是由碳原子直接构成的,但是金刚石和石墨中的碳原子排列方式不同,故C正确;
D、金刚石和石墨可在一定条件下相互转化,反应前后有新物质生成,属于化学变化,故D正确。
故选B。
2.(23-24八年级下·广西南宁·期末)如图是金刚石,石墨、、碳纳米管结构示意图。关于这四种物质的说法中不正确的是
A.是由分子构成的
B.石墨在一定条件下转化为金刚石是化学变化
C.都是由碳元素组成的单质,完全燃烧后的产物都是
D.金刚石、石墨物理性质有很大差异,这是由于碳原子结构不同
【答案】D
【详解】A、C60是由分子构成的,每个分子由60个碳原子构成。故正确;
B、石墨在一定条件下转化为金刚石,结构发生了变化,属于化学变化。故正确;
C、都是由碳元素组成的单质,完全燃烧后的产物都是CO2,故正确;
D、金刚石、石墨物理性质有很大差异,这是由于碳原子的排列方式不同。故错误;
故选D。
3.(23-24九年级上·河南周口·期末)下列关于碳单质的说法中正确的是
A.C60的相对分子质量为720
B.金刚石,石墨和C60都是由碳元素组成的,结构相同
C.木炭具有还原性,常温下可以将氧化铜中通还原出来
D.石墨在高温高压的催化剂的条件下,可以转变为金刚石是物理变化
【答案】A
【详解】A、C60的相对分子质量为:12×60=720,符合题意;
B、金刚石、石墨和C60都由碳元素组成的,结构不同,物理性质不同,不符合题意;
C、木炭具有还原性,高温下可以将氧化铜中的铜还原出来,不符合题意;
D、石墨在高温高压的催化剂的条件下,转变为金刚石,过程中有新物质生成,属于化学变化,不符合题意;
故选A。
4.(23-24九年级上·吉林辽源·期末)下列有关CO2的实验中,只能证明CO2物理性质的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A、稀盐酸与石灰石反应生成二氧化碳,二氧化碳密度大,聚集在烧杯底部,又因为二氧化碳不支持燃烧,所以下方的蜡烛先灭,既有二氧化碳的化学性质,也有二氧化碳的物理性质,故A不符合题意;
B、将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中,二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸使紫色石蕊试液变红,属于二氧化碳的化学性质,故B不符合题意;
C、向盛有二氧化碳气体的矿泉水塑料瓶中注入澄清石灰水,拧紧瓶盖振荡,澄清石灰水变浑浊,塑料瓶变瘪,说明二氧化碳能与氢氧化钙反应,属于二氧化碳的化学性质,故C不符合题意;
D、倾倒二氧化碳后,杠杆右端会下沉,证明了二氧化碳的密度比空气大,只是证明了二氧化碳的物理性质,故D符合题意;
故选D。
5.(23-24九年级上·河北邯郸·期末)如图是木炭和氧化铜反应的实验装置图,下列说法错误的是
A.该实验需要较高的温度
B.反应前后固体中氧元素的质量保持不变
C.实验结束后,应先将导管从石灰水中移出
D.该实验中的木炭粉可换成活性炭
【答案】B
【详解】A、木炭具有还原性,能与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳,该实验需要较高温度,说法正确;
B、木炭在高温条件下还原氧化铜生成铜和二氧化碳,随着反应的进行,二氧化碳逸出,固体中氧元素的质量逐渐减小,说法错误;
C、实验结束后,为了防止澄清石灰水倒吸入热的试管中,应先将导管从石灰水中移出,说法正确;
D、活性炭的主要成分也为碳,则可将木炭粉可换成活性炭,说法正确。
故选B。
6.(23-24九年级上·湖南湘西·期末)实验室用加热一定质量的炭粉和氧化铜进行“炭粉还原氧化铜”的实验时,能正确表示质量变化的图像是
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】炭粉还原氧化铜生成铜和二氧化碳。
【详解】 A、随着反应的进行,二氧化碳的质量逐渐增加,到反应完全时,质量不再变化,错误;
B、根据质量守恒定律,反应中生成的二氧化碳气体逸出,固体物质的质量减少,到反应完全时,质量不再发生变化,正确;
C、根据质量守恒定律,反应前后元素质量不变,故铜元素的质量前后不变,错误;
D、氧化铜为反应物,质量逐渐减少,错误。
故选B。
7.(22-23九年级下·吉林长春·期末)“中国高铁,世界第一”,高铁列车车体材料用的不锈钢中加入了金属镍增强性能,工业上采用火法炼镍的原理是: ,下列说法错误的是
A.化学反应前后元素种类没变
B.反应中NiO发生还原反应
C.反应中碳元素化合价没有发生变化
D.碳过量时,气体产物中可能有CO
【答案】C
【详解】A、根据化学方程式可知,化学反应前后元素种类没变,说法正确;
B、根据化学方程式可知,反应中NiO失去氧元素,发生还原反应,说法正确;
C、反应前碳元素化合价为0价,反应后二氧化碳中碳元素化合价为+4价,反应中碳元素化合价发生变化,说法错误;
D、二氧化碳与碳在高温条件下生成二氧化碳,碳过量时,气体产物中可能有CO,说法正确。
故选C。
8.(23-24九年级上·福建·期末)把盛满气体X的试管倒插入盛有水的烧杯中,一段时间后,观察到如下图所示的现象,对气体X的分析正确的是
A.气体X难溶于水 B.气体X微粒间隙变小
C.气体X一定是 D.气体X不宜用排水法收集
【答案】D
【详解】A、把盛满气体X的试管倒插入盛有水的烧杯中,一段时间后,试管中的液面上升,说明气体X能溶于水,试管内压强减小,使试管内液面上升,故A分析错误;
B、把盛满气体X的试管倒插入盛有水的烧杯中,一段时间后,试管中的液面上升,说明气体X能溶于水,试管内压强减小,使试管内液面上升,图示实验无法说明气体微粒间隙变小,故B分析错误;
C、把盛满气体X的试管倒插入盛有水的烧杯中,一段时间后,试管中的液面上升,说明气体X能溶于水,试管内压强减小,使试管内液面上升;二氧化碳能溶于水,可以使试管内气体减小,压强减小,可使试管内液面上升,但是气体X不一定是二氧化碳,故C分析错误;
D、把盛满气体X的试管倒插入盛有水的烧杯中,一段时间后,试管中的液面上升,说明气体X能溶于水,则该气体不宜用排水法收集,故D分析正确;
故选:D。
9.(23-24九年级上·广西河池·期末)某实验小组用如图装置探究CO2的性质,下列说法错误的是
A.该装置不涉及到CO2的物理性质
B.c处澄清石灰水变浑浊
C.比较a、b处现象,可得二氧化碳能与水反应
D.该装置具有一次性完成多个性质实验的优点
【答案】A
【详解】A、d中蜡烛自下而上依次熄灭,说明二氧化碳密度比空气大(物理性质),且不能燃烧也不支持燃烧(化学性质),该装置涉及到CO2的物理性质,说法错误;
B、二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,能使澄清石灰水变浑浊,故c处澄清石灰水变浑浊,说法正确;
C、二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊变红,实验中a处紫色石蕊小花不变色,b中紫色石蕊小花变红,可得二氧化碳能与水反应,说法正确;
D、该装置验证了二氧化碳能与水、氢氧化钙反应,不能燃烧也不支持、密度比空气大等性质,具有一次性完成多个性质实验的优点,说法正确。
故选:A。
10.(23-24九年级上·湖南湘西·期末)为了除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳,下列方法中可行的是
A.通入足量的澄清石灰水 B.通过炽热的木炭层
C.通入氧气,点燃 D.通过灼热的氧化铜
【答案】D
【详解】A、通入澄清石灰水,CO2与石灰水反应生成碳酸钙和水,CO不反应,除去的气体是CO2,最后剩余气体为CO,错误;
B、通过灼热的碳层,CO2会与C反应生成CO气体,除去的气体是CO2,最后剩余气体为CO,错误;
C、二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,因此通入氧气一氧化碳也无法被点燃,错误;
D、CO具有还原性,通过灼热的氧化铜,CO与CuO反应生成Cu和CO2气体,最后剩余气体为CO2,正确。
故选D。
11.(23-24九年级上·安徽池州·期末)按图甲所示进行木炭还原氧化铜的实验,实验时①中固体的质量随加热时间的变化如图乙所示。下列分析正确的是
A.N点时,①中固体物质是C和Cu
B.M→P的过程中,固体减少的质量等于生成的气体质量
C.M点时,装置②处导管口有气泡冒出,说明反应开始发生
D.N→P的过程中,固体中铜元素的质量减小
【答案】B
【详解】A、由图乙可知,M点落在固体质量不变的横线上,说明M点时反应还没有发生,试管中固体为木炭和氧化铜两种,N点在固体质量下降的图线上,说明反应正在进行中,木炭和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳,因此,试管中固体为木炭、氧化铜和铜三种,A错误;
B、根据质量守恒定律可知,参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和,即:参加反应的碳(固体)和氧化铜(固体)的质量和等于生成的铜(固体)和二氧化碳(气体)的质量和,因此,M→P 的过程中,固体减少的质量等于生成气体的质量,B正确;
C、由图乙可知,M点时反应还没有发生,此时冒出的气体是装置①中的空气,C错误;
D、固体中铜元素的质量分数 ,N→P的过程中,铜元素的质量没变,但固体混合物的总质量减少,故固体中铜元素的质量分数变大,D错误;
故选B。
12.(23-24八年级下·山东淄博·期末)与CO是常见的由碳元素组成的的化合物。下列知识总结错误的是
A.性质:通常情况下,不支持燃烧;CO支持燃烧
B.构成:一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子
C.用途:固体可用于人工降雨;CO可作燃料
D.危害:能引起温室效应;通风不畅CO能使人引起中毒
【答案】A
【详解】A、通常情况下, CO2 不支持燃烧,CO能燃烧,不能支持燃烧,故A错误;
B、二氧化碳的化学式为CO2,一氧化碳的化学式为CO,一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子,故B正确;
C、固体 CO2易升华吸热,使周围温度降低,可用于人工降雨;CO具有可燃性,可作燃料,故C正确;
D、CO2属于温室气体,排放过量能引起温室效应;一氧化碳有毒,极易与血液中的血红蛋白结合,从而使血红蛋白不能再与氧气结合,造成生物体缺氧,即通风不畅CO能使人引起中毒,故D正确;
故选:A。
13.(23-24九年级上·四川巴中·期末)如图1所示,在烧瓶中充满CO2,通过注射器向瓶中分别加入同体积水和澄清石灰水,利用传感器得到的气压变化分别对应图2中曲线①和②。下列说法错误的是
A.曲线②所示的实验中发生了化学反应
B.根据图像分析,同体积水和澄清石灰水,吸收CO2较多的是水
C.刚开始压强增大,是因为加入液体后气体被压缩
D.根据曲线①分析可知:当时间约为800s时,1体积水约溶解1体积的CO2
【答案】B
【详解】A、曲线②中的气压降低到0,表示二氧化碳和澄清石灰水的反应,故A正确;
B、曲线①中的气压最终恢复原状,曲线②中的气压最终接近0,说明同体积水和澄清石灰水,吸收CO2较多的是澄清石灰水,故B错误;
C、开始时,压强增大可能是因为注入液体使瓶内气体压缩,故C正确;
D、曲线①中的气压最终恢复原状,说明1体积的水约溶解1体积的CO2,故态 D正确。
故选B。
14.(23-24九年级上·四川攀枝花·期末)关于碳和碳的氧化物说法正确的是
A.鉴别CO、CO2两种气体,可用燃着的木条
B.C、CO、CO2都能使黑色的氧化铜还原成红色的铜
C.金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的碳单质,其性质相同
D.一氧化碳有毒,在房间内放置一盆水,可以防止一氧化碳中毒
【答案】A
【详解】A、一氧化碳具有可燃性,能被燃着的木条点燃,二氧化碳不可燃也不助燃,会使燃着的木条熄灭,则能鉴别,该选项说法正确;
B、碳、一氧化碳具有还原性,能将黑色的氧化铜还原为红色的铜,但二氧化碳不具有还原性,不能还原氧化铜,该选项说法不正确;
C、金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的碳单质,化学性质相同,但由于它们的碳原子排列方式不同,则物理性质不同,该选项说法不正确;
D、一氧化碳难溶于水,则水不能防止一氧化碳中毒,该选项说法不正确。
故选A。
15.(23-24九年级上·广西百色·期末)碳及其部分化合物的转化关系如图所示(图中“→”表示一种物质可转化为另一种物质,X表示反应物)。下列说法中错误的是
A.X可以是单质或氧化物
B.“CO→CO2”的反应类型一定是化合反应
C.“CO2→H2CO3”的反应可以用石蕊溶液检验
D.“CO2→CaCO3”的反应可以用于实验室检验二氧化碳
【答案】B
【详解】A、C具有可燃性、还原性,碳与氧气点燃可生成二氧化碳,碳和氧化铜高温下反应生成二氧化碳和铜,故X可以是单质或氧化物,选项说法正确;
B、“CO→CO2”,可以是一氧化碳与氧气点燃生成二氧化碳,该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应;也可以是一氧化碳与氧化铜加热生成铜和二氧化碳,该反应不属于基本反应类型,选项说法错误;
C、“CO2→H2CO3”,二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊溶液变红,故该反应可以用石蕊溶液检验,选项说法正确;
D、“CO2→CaCO3”,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,可用于检验二氧化碳,选项说法正确;
故选:B。
16.(23-24九年级上·江苏连云港·期末)化学兴趣小组同学模仿工业高炉炼铁原理,在如图1所示装置中用CO还原CuO制取金属Cu。为确定反应的最佳温度,兴趣小组利用原位X射线粉末衍射仪来测定不同温度下反应4小时后的固体物质成分,实验结果如图2所示,所得结论错误的是
A.气球的作用是收集尾气,防止一氧化碳污染空气
B.500℃时,固体产物的化学式为Cu、
C.500℃时,该反应的化学方程式为
D.由图像信息可知,用CO还原CuO制取纯净的Cu,最佳反应最低温度应控制在500℃
【答案】B
【详解】A、一氧化碳有毒,会污染环境,则气球的作用是收集尾气,防止一氧化碳污染空气,该选项结论正确;
B、由图可知,500℃时,固体产物的化学式为铜,该选项结论不正确;
C、结合前面分析可知,一氧化碳和氧化铜在500℃时生成铜和二氧化碳,反应的方程式书写正确,该选项结论正确;
D、由图可知,500℃以上时,产物只有铜,则若想制取纯净的Cu,最佳反应最低温度应控制在500℃,该选项结论正确。
故选B。
17.(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。
18.(23-24九年级上·河南驻马店·期末)下列有关化学实验操作的先后顺序正确的是
A.实验室制取二氧化碳时,先加稀盐酸,后加石灰石
B.实验室制取氢气时,先装药品,后检查装置的气密性
C.组装制取氧气的实验装置时,先右后左、先上后下
D.点燃氢气之前,需要先检验氢气的纯度
【答案】D
【详解】A、向试管中加药品时,应该先加固体,再加液体,故实验室制取二氧化碳时,先加石灰石,后加稀盐酸,故选项说法不正确;
B、实验室制取氢气时,组装好装置后,应在向容器中装入药品前检查装置的气密性,然后再装入药品,以避免装入药品后发现装置气密性不好,更换部分仪器而浪费药品,故选项说法不正确;
C、实验室制取氧气,组装时遵循先下后上,先左后右,故选项说法不正确;
D、氢气不纯时,点燃会发生爆炸,所以在点燃氢气之前,一定要检验氢气的纯度,故选项说法正确。
故选D。
19.(22-23九年级上·四川广安·期末)将一定浓度的稀盐酸、稀硫酸分别加入装有等质量粉末的容器中,相同条件下测得产生的体积(V)与反应时间(t)的关系如图所示。下列说法错误的是
A.0~300s内,两容器内气体体积均能达到10amL
B.0~100s内,反应Ⅰ、Ⅱ生成的速率均先慢后快
C.反应Ⅱ中,0~100s内产生的体积比100~200s内的少5amL
D.实验室可以用一定浓度的稀硫酸与粉末反应制备
【答案】C
【详解】A、从图像可知,300s时反应Ⅱ生成二氧化碳10amL,反应Ⅰ生成二氧化碳大于10amL,所以0~300s内,两容器内气体体积均能达到10amL,正确;
B、从图像可知,0~100s两条曲线都从平缓变的陡峭,说明生成二氧化碳的速度逐渐加快。所以0~100s内,反应Ⅰ、Ⅱ生成 CO2的速率均先慢后快,正确;
C、反应Ⅱ中,0~100s内产生二氧化碳的体积为2.8amL,0~200s内产生二氧化碳的体积为7.8amL,则100~200s内产生二氧化碳的体积为7.8amL-2.8amL=5amL,则0~100s内产生的 CO2 体积比100~200s内的少5amL-2.8amL=2.2amL,错误;
D、从图像可知,使用粉末状碳酸钙和稀硫酸反应生成二氧化碳的速度与使用粉末状碳酸钙和稀盐酸反应生成二氧化碳的速率相差不大,分析其原因是碳酸钙和硫酸反应生成的微溶于水的硫酸钙对碳酸钙和硫酸的接触影响较小,所以实验室可以用一定浓度的稀硫酸与 CaCO3 粉末反应制备 CO2,正确。
故选C。
二、实验题
20.(24-25九年级上·陕西·期末)某校化学兴趣小组学习了气体的制取和收集后,对相关知识进行总结,请你一起参与,并完成下面题目内容。
(1)仪器a、b的名称分别为 、 。
(2)装置B、C都可用来制取二氧化碳,装置C相对于装置B在操作方面的优点是 。
(3)若用E装置收集二氧化碳,则应从 (填“c”或“d”)口通入;若用E装置收集氧气,氧气输入端与d口相连,应须将装置E 。
(4)实验室制取二氧化碳有以下主要操作步骤:①连接仪器;②装入大理石,塞紧橡皮塞;③检查装置的气密性;④注入稀盐酸;⑤用向上排空气法收集气体;⑥检验是否收集满气体。正确的操作顺序是 (填序号)。
(5)若用F装置收集CO2,要测量生成的CO2气体的体积,其中在水面上放一层植物油的目的是 ;植物油上方原有的空气对实验结果 (填“有”或“无”)明显影响。
【答案】(1) 酒精灯 长颈漏斗
(2)可随时控制反应的发生和停止
(3) c 倒放
(4)①③②④⑤⑥
(5) 防止二氧化碳溶于水或与水反应 无
【详解】(1)据图可知,仪器a、b的名称分别为酒精灯、长颈漏斗;
(2)C装置可以通过装置内压强的改变实现固体和液体的分离,所以装置C相对于装置B在操作方面的优点是:C装置可以随时控制反应的发生与停止,而B装置不行;
(3)由于二氧化碳的密度比空气大,用E装置来收集二氧化碳,气体应该从c口通入,以利于空气排出;若用E装置收集氧气,氧气输入端与d口相连,由于氧气密度大于空气密度,无法将空气从c口排出,会与瓶内空气混在一起,所以应须将装置E倒放,以便排出空气;
(4)实验室制取二氧化碳的步骤为:按要求连接仪器并检查装置的气密性;装入大理石,塞紧橡皮塞;把发生装置固定好;从长颈漏斗加入稀盐酸直至浸没长颈漏斗下端;收集气体;验满。所以操作步骤应为:①③②④⑤⑥;
(5)由于二氧化碳气体易溶于水并与水反应,所以在水面上放一层植物油的目的是:防止二氧化碳溶于水或与水反应。植物油上方原有的空气不会溶解在水中,所以植物油上方的空气对实验结果没有影响。
21.(23-24九年级上·内蒙古通辽·期末)兴趣小组同学用如图装置进行氧化铜与碳粉的反应实验,并对生成气体的成分进行探究。
【资料】反应过程中NaOH溶液能完全吸收CO2。
(1)根据质量守恒定律,对生成气体的成分作如下猜想:
①只有二氧化碳;
②只有一氧化碳;
③ 。
(2)写出猜想①所发生反应的化学方程式 。
(3)如果观察到装置B、D、E中都有明显的变化发生,说明猜想 成立,装置B中可观察到的实验现象是 。
(4)小组分析讨论后认为:CO可能是反应生成的CO2和过量的碳在高温下反应生成的,写出该反应的化学方程式 。当装置B中不再有气泡冒出时,反应停止,待A装置中玻璃管冷却后倒出固体残留物,其中一定含有铜,可能含有 。
【答案】(1)二氧化碳和一氧化碳的混合物
(2)
(3) ③ 澄清石灰水变浑浊
(4) 碳(或碳粉等)
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,生成的气体可能是二氧化碳,一氧化碳,或二氧化碳和一氧化碳的混合物。故填:二氧化碳和一氧化碳的混合物。
(2)猜想①生成的气体是二氧化碳,所以猜想①所发生的反应是碳和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳,化学方程式为。故填:。
(3)观察到装置B有明显的变化发生,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,说明生成了二氧化碳;二氧化碳能被C装置吸收;装置D、E中都有明显的变化发生,一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,说明生成了一氧化碳。所以生成的气体为二氧化碳和一氧化碳的混合物,所以猜想③成立。故填:③;澄清石灰水变浑浊。
(4)二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳,化学方程式为;A装置中碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳的同时,碳粉可能有剩余。所以当装置B中不再有气泡冒出时,反应停止,待A装置中玻璃管冷却后倒出固体残留物,其中一定含有铜,可能含有碳粉。故填:;碳粉。
三、科学探究题
22.(23-24九年级上·江西萍乡·期末)王亚平是中国首位进驻空间站、首位出舱活动的女航天员。她在“天宫课堂”中,将维C泡腾片放入蓝色水球中,失重环境下,泡腾片不断产生气泡,却始终不会离开水球。某研究小组对维C泡腾片产生的气体非常感兴趣,于是买来了一瓶维C泡腾片(保健药品主要成分如图1),将它溶于水,观察到有许多气泡产生(如图2)。
(1)小华说:该气体可能是CO2、O2、N2;
小明说:不可能含有N2,因为 ;
该小组同学通过实验分析认为:该气体可能含有CO2、O2中的一种或两种。
实验编号
实验操作
实验现象
①
将气体通入澄清的石灰水中
澄清石灰水变浑浊
②
将带火星的木条伸入该气体中
带火星的木条熄灭,没有复燃
(2)由实验①可知,该气体中一定含有 ,写出该反应的化学方程式 。
(3)实验②中的现象 (填“能”或“不能”)确定该气体中是否含氧气,理由是 。
(4)小组同学为了比较蒸馏水与饱和石灰水对二氧化碳的吸收效果,进行了如图1的实验,分别将蒸馏水与饱和石灰水注入盛满二氧化碳的烧瓶中,得到装置内压强与时间的关系如图2所示。曲线Ⅰ表示注入蒸馏水后装置内的压强变化,曲线Ⅱ表示注入饱和石灰水后装置内的压强变化。
①通过分析图2曲线,吸收效果较好的试剂是 。
②某同学分析图2中曲线I得出结论:二氧化碳能与水反应。请问你同意他的推断吗? (填“同意”或“不同意”),理由是 。
【答案】(1)因为维C成分中不含氮元素,根据质量守恒定律,生成物中不可能含氮气
(2) CO2
(3) 不能 氧气含量过低时,带火星的木条也不能复燃
(4) 饱和石灰水 不同意 二氧化碳溶于水也会导致装置内压强减小
【详解】(1)泡腾片的主要成分和水中不含氮元素,根据反应前后元素种类不变,则生成物中不可能含有氮气;
(2)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,则将气体通入澄清的石灰水中,澄清石灰水变浑浊,说明该气体中一定含有二氧化碳,二氧化碳和石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为:;
(3)二氧化碳不可燃也不助燃,则带火星的木条不会复燃,但该现象不能说明该气体中是否含有氧气,因为若生成氧气和二氧化碳的混合物,当氧气含量过低时,带火星的木条也不能复燃;
(4)①由图可知,曲线Ⅱ的压强减少更大,则说明其吸收二氧化碳减少更多,效果更好,则吸收效果较好的试剂是饱和石灰水;
②二氧化碳能溶于水,则该推断不正确,二氧化碳的减少,可能是由二氧化碳与水反应导致的,也可能是二氧化碳溶于水导致的压强减小。
23.(23-24九年级上·海南省直辖县级单位·期末)某兴趣小组在学习了二氧化碳制取的研究课题时,探究了二氧化碳气体的收集方法。
【提出问题】二氧化碳能不能用排水法收集?
【作出猜想】Ⅰ.不能用排水法收集;Ⅱ.能够用排水法收集。
【查阅资料】能与氢氧化钠溶液发生反应(氢氧化钠溶液与石灰水性质相似)。
【实验设计与操作】步骤一:小组同学用图1所示装置进行气体的制取,在相同条件下,用如下3种方法,分别在三个规格相同的锥形瓶中收集产生的气体。
方法①:当气体发生装置开始产生气体15s后,用排水法收集备用,并记录从收集到集满一瓶所需的时间t;
方法②:当气体发生装置开始产生气体15s后,采取与方法①相同时间t,用向上排空气法收集一瓶备用;
方法③:当气体发生装置开始产生气体15s后,用向上排空气法收集,将燃着木条放在瓶口验满后,立即盖上玻璃片备用。
(1)当气体发生装置开始产生气体15s后,再开始收集气体的原因是 ;
步骤二:将装有50mL 5%的氢氧化钠溶液的注射器与压强传感器密封连接,再插入已经收集好气体的锥形瓶中(如图2所示)。将注射器的氢氧化钠溶液注入锥形瓶中,观察瓶内压强变化情况。
【实验分析与结论】
(2)用压强传感器测得密闭容器内压强随时间的变化关系如图3所示,根据实验结果可知,猜想 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)成立;
(3)用燃着的木条验满的方法 (“可靠”或“不可靠”);
(4)从收集的气体纯度考虑,方法 (填“①”“②”或“③”)更好;
步骤三:小组同学进一步实验,比较两种收集气体的方法,哪种更好?
(5)小组同学分4组用排水法和排空气法分别收集1瓶(集气瓶容积相同)气体,记录所需时间,如表所示。结合图3和下表分析,请你对的两种收集方法做出评价: 。
1
2
3
4
排水法
35"
43"
43"
43"
排空气法
1'57"
1'15"
1'4"
1'12"
【答案】(1)排净装置内的空气
(2)Ⅱ
(3)不可靠
(4)①
(5)排水法收集气体时间短,且排水法收集的气体纯度高
【详解】(1)实验前,装置内充满空气,当气体发生装置开始产生二氧化碳气体15s后,再开始收集气体的原因是排净装置内的空气;
(2)根据方法①和方法②压强变化,可以看出方法①下降压强更低,说明二氧化碳被消耗的更多,所以方法①收集二氧化碳更多,因此可以用排水法收集,故猜想Ⅱ成立;
(3)方法②和方法③都是向上排空气法收集二氧化碳,而压强下降更低的是方法②,说明二氧化碳含量用方法②收集到更多,而利用燃着木条验满后收集的气体反而量少,因此利用燃着木条检验是否收集满是不可靠的;
(4)压强降至最低的是方法①,所以用方法①收集气体纯度较高,从收集的气体纯度考虑,方法①更好;
(5)根据实验数据可知,排水法收集气体时间短,且排水法收集的气体纯度高。
四、综合应用题
24.(23-24八年级下·山东泰安·期末)某化学兴趣小组开展了如下实验探究活动。
(1)二氧化碳的制取
①写出图中仪器a的名称: 。
②实验开始前应先进行的一步操作是 。
③实验室制取二氧化碳的反应原理 (用化学方程式表示),发生装置选择 ;若用装置D收集满后,验满时应将燃着的木条放在 (填b或c)处检验。二氧化碳一般不用C装置收集的原因是 。
(2)二氧化碳的性质
步骤1
步骤2
步骤3
向a、b试管中分别加入蒸馏水,然后各滴入1~2滴紫色石蕊溶液
向b试管中通入
将收集的二氧化碳慢慢倒入烧杯中
①a试管的作用是 。步骤2中b试管中出现的现象是 。写出与水反应的化学方程式 。
②烧杯中的蜡烛自下到上依次熄灭,说明二氧化碳具有的物理性质是 。
(3)二氧化碳的循环与转化
科学家研究发现,如今地球大气中的二氧化碳含量要高于百万年前的水平。为解决温室效应加剧,科学家正在研究如图所示的二氧化碳新的循环体系。
从上图中分析得出的下列结论中,不正确的是________。
A.二氧化碳与氢气在复合催化剂下反应的产物是混合物
B.分离、浓缩得到二氧化碳是化学变化
C.二氧化碳也是一种重要的资源
D.化学变化中元素种类是守恒的
【答案】(1) 酒精灯 检查装置气密性 B c 二氧化碳能溶于水
(2) 作为对照组 溶液由紫色变为红色 密度大于空气
(3)B
【详解】(1)①根据图象,仪器a是酒精灯。
②制取气体的实验,实验开始前应先进行的一步操作是:检查装置气密性。
③实验室通常使用大理石(主要成分是CaCO3)与稀盐酸反应制取二氧化碳,大理石与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳、水,化学方程式为:。
该反应属于固液常温型反应,应选择的发生装置是B。
CO2密度大于空气,可采用向上排空气法收集,若用装置D收集CO2,则CO2应从b管口通入,验满时应将燃着的木条放在c处检验。
装置C是使用排水法收集气体,使用此方法的要求是被收集的气体难溶于水,而二氧化碳能溶于水,所以二氧化碳一般不用C装置收集的原因是:二氧化碳能溶于水。
(2)①紫色石蕊遇酸变红,遇中性物质或碱性物质不变色。步骤1和2是探究二氧化碳能否和水反应,滴入石蕊溶液时,两支试管内溶液都是紫色,当步骤2中通入二氧化碳后,二氧化碳与水反应生成碳酸,化学方程式为:,碳酸能使紫色石蕊变红,所以b试管内溶液由紫色变为红色,而a试管内溶液仍是紫色,与b试管形成对比实验,所以a试管的作用是作为对照组。
故填:作为对照组;溶液由紫色变为红色;。
②烧杯中的蜡烛自下到上依次熄灭,说明二氧化碳具有的性质是不能燃烧也不支持燃烧、密度大于空气,其中的物理性质是:密度大于空气。
(3)A、根据流程图,二氧化碳与氢气在复合催化剂下反应的产物含有液化石油气、汽油、甲醇等物质,是混合物,A正确;
B、根据流程图,分离、浓缩得到二氧化碳没有产生新物质,不属于化学变化,B错误;
C、根据流程图,二氧化碳可用于生产液化石油气、汽油、甲醇等燃料,所以二氧化碳也是一种重要的资源,C正确;
D、根据质量守恒定律,化学反应前后,元素种类不变,所以化学变化中元素种类是守恒的,D正确。
故选:B。
25.(23-24九年级上·广东广州·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
【详解】(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。
26.(23-24九年级上·山东德州·期末)CO2是最主要的温室气体,也是巨大的碳资源。CO2的低能耗捕集、转化和利用正受到世界各国的广泛关注。
(1)以CO2为原料制取炭黑的太阳能工艺如图1所示,反应1的基本类型为 。
(2)请写出图1中利用反应2固定二氧化碳的化学反应方程式 。
(3)某研究小组设计如图2所示实验,探究CO2和H2在一定条件下反应的产物。
查阅资料:
①CO2和H2在合适催化剂和一定温度下反应转化为CO和H2O;
②白色的无水硫酸铜吸水后变为蓝色。
实验过程中观察到的主要现象有:B装置中白色固体变为蓝色,C装置中 ,D装置中澄清石灰水变浑浊。
I.设计B装置的目的是 。
II.C装置中发生反应的化学方程式为 ,该反应中CO表现出 (填“还原性”或“氧化性”)。
III.实验时,应 (填序号),目的是 。
A.先点燃A、C两处的香精灯,再通入CO2和H2
B.先通入CO2和H2一段时间,再分别点燃A、C两处的酒精灯
IV.该装置存在不足之处,请改正 。
【答案】(1)分解反应
(2)
(3) 黑色固体变为红色 检验是否生成水 CO+CuOCu+CO2 还原性 B 排净仪器内的空气,以免发生爆炸 在实验装置末端放一盏燃着的酒精灯处理尾气
【详解】(1)由流程可知,反应1中,四氧化三铁分解为氧化铁和氧气,该反应为一种物质生成多种物质的反应,属于分解反应。
(2)反应2中,二氧化碳和氧化亚铁在700K条件下生成铁四氧化三铁和碳,反应的化学方程式为:。
(3)一氧化碳和黑色的氧化铜反应生成红色的铜和二氧化碳,则C装置中黑色固体变红色。
Ⅰ、白色的无水硫酸铜吸水后变为蓝色,可检验是否生成水;
Ⅱ、由前面分析可知,C装置中反应的化学方程式为;
该反应中一氧化碳夺取了氧化铜中的氧,体现了一氧化碳的还原性。
Ⅲ、由于一氧化碳有毒,会污染空气,则应先通入CO2和H2一段时间,再分别点燃A、C两处的酒精灯,目的为排净仪器内的空气,以免发生爆炸,故选B。
Ⅳ、一氧化碳有毒,会污染空气,则应在实验装置末端放一盏燃着的酒精灯处理尾气。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!2
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$