2025年中考化学复习---考点突破专题1空气

专题1 空气 考点突破 ■考点一　氧化与燃烧► ◇典例1： （2023九下·义乌模拟）如图，小明将一张白纸紧紧地卷成棍状，在其表面缠绕一根铜丝。用蜡烛对铜丝处进行加热，纸棍不燃烧；而对纸棍未卷铜丝处进行加热，很快就能点燃。据此推测，铜丝在实验中的作用是（　　） A．隔绝白纸周围氧气 B．升高白纸的着火点 C．降低白纸表面温度 D．降低蜡烛火焰温度 ◆变式训练1：按如图所示方案进行“探究燃烧条件之一是温度要达到可燃物的着火点”的实验(已知：白磷的着火点是40℃)，往甲装置的水中加入某种固体物质后白磷燃烧，乙中白磷不燃烧。实验后，将甲中的试管倒置于水中，去掉橡胶塞，发现水进入试管中。 （1）甲装置的水中加入的固体物质可能是　 　； （2）乙试管中的Y为　 　； （3）“水进入试管中”的原因是　 　。 ◇典例2：（2023·杭州）将燃烧的蜡烛放人图甲装置中，一段时间后，蜡烛会慢慢熄灭。兴趣小组探究其原因的过程如下（气体的含量用体积分数表示）： （1）甲同学认为，蜡烛熄灭是装置内的氧气被消耗完了。他设计了图乙的实验装置，待蜡烛熄灭后，用凸透镜聚焦太阳光使白磷的温度达到着火点，观察到　 　现象，从而否定了自己的猜想。他重新实验，测得蜡烛燃烧过程中烛焰附近的二氧化碳含量从0.04%上升到7.4%，氧气含量从21%下降到13.8%。 （2）甲同学又认为可能是二氧化碳含量过高导致蜡烛熄灭。乙同学不赞同，他改变图甲装置中的气体成分，只进行了一次实验，就否定了甲同学的观点。则乙同学进行的实验是　 　。 实验 氧气含量 二氧化碳含量 蜡烛能否燃烧 A 21% 8.4% 能 B 21% 3.4% 能 c 12.8% 3.4% 不能 （3）还有一种观点：随着蜡烛的燃烧，氧气含量下降，产热速度变慢；当产热量小于散热量，烛芯的温度下降至着火点以下，蜡烛熄灭。如果该观点正确，将图甲装置置于温度更低的环境中实验，则测得烛焰附近的氧气含量最小值会如何变化？并解释原因。　 　 ◆变式训练2：（2023·桐乡模拟）常温下铁在潮湿的空气中容易生锈，产物主要为Fe2O3•nH2O；铁丝在氧气中燃烧，产物为黑色的Fe3O4。 【提出问题】铁在空气中用酒精灯加热时，是否与空气中氧气发生反应?产物是什么? 【查阅资料】①常见的铁的氧化物有三种FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中Fe3O4是磁性物质。②FeCl3溶液呈黄色，FeCl2溶液呈浅绿色。 【实验探究】①按图连接实验装置，检查装置气密性。向试管内加入铁粉，针筒活塞停在A刻度。 ②加热铁粉的过程中，活塞发生移动。停止加热后，活塞逐渐向左移动，最终停在B刻度。 ③用细线吊着洁净铁钉靠近加热后的固体粉末，发现没有粉末被铁钉吸上来。 ④待试管冷却后，向试管内加入盐酸，发现有气泡产生，溶液立即出现黄色。 ⑤另取一些未加热过的铁粉加入到盛有盐酸的试管内，发现有气泡产生，溶液变为浅绿色。 【结论与反思】 （1）检查装置气密性时，先用酒精灯给试管预热，针简活塞向右移动，当停止加热后，如观察到的现象，说明气密性良好。 （2）实验可得出结论：铁粉在空气中用酒精灯加热时，与空气中氧气发生反应，产物中一定没有　 　。 （3）结合已学知识和本次探究分析可得，铁与氧气反应的产物受反应温度、氧气的　 　等因素影响。由于上述活动无法证明产物中是否存在 FeO，所以他们的探究仍在继续。 ■考点二　氧气的性质与制取► ◇典例1：（2023九下·义乌模拟）如图所示，①为制取氧气的发生装置(气密性良好)，其中的燃烧匙可以上下移动。 ②和③为氧气的收集装置。小金欲制取一瓶干燥的氧气，下列分析正确的是（　　） A．在①中，将MnO2浸入H2O2溶液，MnO2可分解产生氧气 B．若用装置②的方法收集氧气，需等到导管口气泡均匀并连续冒出时才可收集 C．若用装置③的方法收集氧气，可将带火星的木条放至瓶口进行验满 D．将装置①分别与装置②或③连接，均能达到实验目的 ◆变式训练1：（2023九下·义乌模拟）实验室用高锰酸钾制取并收集氧气。 （1）组装该装置时，下列仪器用品的组装顺序是　 　(填序号)。 ①试管 ②铁架台 ③酒精灯 ④木块 （2）实验中用排水法收集了一瓶氧气，把一根带火星的木条伸到集气瓶口时，没有复燃。原因可能是____(选填字母)。 A．实验结束时，熄灭酒精灯前没有先把导管移出水面 B．有气泡冒出时立即进行收集 C．导管口没有放一小团棉花 D．收集前集气瓶中未装满水 ◇典例2：家庭医药箱里有一瓶标签缺损的医用双氧水，为测定其溶质质量分数，小宁设计了如图实验：在试管中放入一定量的二氧化锰，然后用注射器注入10mL该医用双氧水，直到试管中不再有气泡产生，通过测量量筒中水的体积就可以大致计算出双氧水质量分数。 （1）实验中用排水法测量氧气的体积是因为氧气具有　 　的性质。 （2）若俯视读得量筒中水的体积，则测得的双氧水质量分数将　 。(填“偏大”“偏小”或“不变")。 ◆变式训练2：小金利用如图甲所示装置（气密性良好）和试剂测定空气中氧气含量，集气瓶中空气的体积为200mL，氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。 （1）实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝，其目的是　 　。 （2）反应开始到止水夹打开前，集气瓶内可观察到的现象是　 　。 （3）小金提出“倒吸入集气瓶中水的体积除以200mL等于空气中氧气的含量”。据图乙分析，此说法　 　（选填“正确”或“错误”），说明理由：　 　。 ■考点三　CO2和CO的性质和用途► ◇典例1：（2021·台州）二氧化碳的资源化利用是实现碳减排的重要途径以下是一种实现二氧化碳转化为重要原料二甲醚(化学式为C2H6O)的途径： （1）转化①是二氧化碳与一种常见单质反应生成甲醇和水，这种单质的化学式为　 　。 （2）转化②是甲醇发生分解反应生成二甲醚和水反应中生成二甲醚和水的分子数之比为　 　。 ◆变式训练1：（2022·南湖模拟）在学习了二氧化碳的制取与性质实验后，某化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验(夹持仪器已略去)。请回答： （1）装置A中发生反应的化学方程式为　 　。 （2）装置B玻璃管内、外壁分别贴有用紫色石蕊试液浸泡过的干燥或湿润滤纸条，打开K1，关闭K2和K3，并向玻璃管外壁上4号滤纸条喷醋酸，观察到　 　，3号滤纸条不变色，4号滤纸条变红。由此证明了CO2能与水反应。 （3）紧接着又打开K3观察到低处蜡烛先熄灭，说明CO2具有的化学性质是　 　。 （4）如图所示CO2验满操作中，正确的是　 　(填字母)。 （5）为保证制得纯净的二氧化碳，棉花团上应事先浸有　 　(填”NaOH溶液”或”饱和NaHCO3溶液”)。 ◇典例2：科学兴趣小组的同学用如图装置验证二氧化碳的性质(省略仪器的固定装置)。 （1） 实验开始后，关闭K3，打开K1、K2，装置左侧通入CO2，一段时间后，A中纸花变红，原因为　 　(用化学方程式解释)，同时B中短蜡烛熄灭，关闭K2，片刻后长蜡烛也熄灭，说明CO2具有的性质是　 　。 （2）关闭K1、K4，打开K3，观察D中现象，一段时间后再打开K4，继续观察，则整个过程D中的现象为　 　。 ◆变式训练2：某同学对收集满二氧化碳气体的集气瓶需要正放的必要性进行了探究。实验步骤如下： ①将有底的空纸筒盖上硬纸板、在电子秤上称得质量为5.39克； ②将该纸筒先后两次收集满二氧化碳气体、盖上硬纸板。分别正放、倒放在电子秤上，如图甲和图乙、观察并记录读数变化： ③将两次的读数变化绘制成图丙，并得出结论。 回答下列问题： （1）检验二氧化碳收集满的操作是　 　。 （2）纸筒正放时，电子秤读数变小的原因是　 　。 （3）结合图丙推测，若纸筒内收集满的是氢气。请在图丁中画出纸筒正放、倒放时电子秤读数随时间的大致变化情况并标注。(纸筒收集满氢气后的质量为5.30克) ■考点四　实验室制取二氧化碳► ◇典例1：（2022·绍兴）科学是一门以实验为基础的学科。以下是实验室制取、收集、测量气体体积的常用装置。 （1）实验室制取二氧化碳的发生装置可以选择　 　（填字母）。 （2）检查装置B气密性的方法是：先关闭止水夹，然后　 　。 （3）若用装置C测反应生成的二氧化碳体积，测得的体积比理论值小，原因可能是二氧化碳具有　 　的性质。 ◆变式训练1：（2022·温州）实验室取二氧化碳时，选择合适溶质质量分数的盐酸，有利于减少盐酸浪费。小明分别取400克溶质质量分数为7.3％、14.6％、21.9％的盐酸与足量的石灰石反应，进行A、B、C三组实验，产生二氧化碳的快慢与时间关系如图所示，算得盐酸利用率如表（盐酸利用率是指收集到的气体体积理论上所需要的盐酸量与实际消耗的盐酸总量的比值)。 盐酸利用率与盐酸溶质质量分数的关系 组别 A B C 盐酸溶质质量分数 7.3% 14.6% 21.9% 盐酸利用率 82.5% 81.5% 72.1% （1）小明在实验过程中发现，发生装置中的锥形瓶外壁发烫。推测图中c组在第5～10分钟时反应快速变慢的主要原因是　 　。 （2）小明用400克盐酸进行A组实验，可收集到二氧化碳气体约多少升？（盐酸与石灰石反应的化学方程式为：2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑，常温常压下二氧化碳的密度约为2克／升） （3）实验中，小明想在10分钟内制取10升二氧化碳气体，综合考虑各种因素，选用哪种溶质质量分数的盐酸更合适，并说明理由。　 　 ◇典例2：（2022·衢州）为测定石灰石样品中碳酸钙含量，某小组同学在一定质量的样品中加入足量稀盐酸，利用生成CO2的质量来测定(忽略稀盐酸挥发的影响)。 （1）小科用图甲装置实验，通过测定反应前后D装置质量的变化来得到CO2质量。为了避免水蒸气对实验的影响，使测量结果更准确，装置C中应装入　 　 (填试剂名称)。 （2）小明用图乙装置实验，通过测定反应前后装置总质量的变化来得到CO2质量。他用碱石灰做干燥剂，请判断这种做法是否合理并说明理由。　 　。 （3）实验时，正确选择干燥剂后，两装置均可通过左侧导管鼓入某种气体一段时间，来进一步减小误差。下列操作可行的是　 　。 选项 实验装置 反应开始前鼓入的气体 反应结束后鼓入的气体 A 甲 氮气 氮气 B 甲 干燥空气 干燥空气 C 乙 氮气 氮气 D 乙 干燥空气 干燥空气 ◆变式训练2：数字化传感技术应用于化学实验能实现实验数据采集自动化，形成相应图像，更好地解决化学中的疑难问题。化学兴趣小组打算在实验室用贝壳和一定浓度的稀盐酸制取二氧化碳并验证二氧化碳的部分性质，在实验中使用了压强和温度两种传感器。 【查阅资料】①贝壳主要成分为碳酸钙，贝壳中的其它杂质对实验影响可以忽略不计； ②浓盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体。 【探究实验一】选择药品 分别取等质量颗粒状和粉末状的贝壳样品与等体积、等浓度的稀盐酸在图1的三颈烧瓶中反应，采集数据，形成如图2和图3的图象。 （1）图1中反应的化学方程式是 　 　。 （2）根据图2回答： ①对比分析a、b点可知，曲线 　 　（填“①”或“②”）表示颗粒状贝壳与稀盐酸反应； ②对比分析c、d点可知，相同的气压时，　 　与稀盐酸反应速率更快； ③最终粉末状贝壳产生CO2的质量　 　（填“＞”或“＜”或“＝”）颗粒状贝壳产生CO2的质量。 （3）据图3分析，影响实验测定准确性的原因：一是水蒸气含量增加；二是 　 　。 （4）【探究实验二】发生装置的优化 选用图4装置（不包括传感器）制二氧化碳的优点是 　 　；为了解装置具有该优点的原因，他们在装置中连接压强传感器（如图4左），从而测定实验中试管内气体压强变化的情况（如图4右）。下列说法正确的是 　 　。 A.ab段试管中液面逐渐上升 B.bc段石灰石与稀盐酸脱离接触 C.c点的对应操作是打开弹簧夹 （5）【探究实验三】验证CO2的性质。 操作步骤：用3个250mL的烧瓶收集满CO2进行实验。如图5所示，同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中，关闭活塞；一段时间后，同时振荡三个烧瓶。从左到右依次得到如图6所示的烧瓶内压强与时间的关系曲线1、2、3。 回答下列问题： 曲线2对应发生反应的化学方程式为 　 　； （6）根据图6所示，可以得出的结论是 （填序号）。 A．1体积水中溶解CO2的量约为1体积 B．CO2能与水发生反应生成碳酸 C．CO2能与NaOH溶液发生反应 D．40%NaOH溶液比澄清石灰水更适合用于吸收CO2 专题1 空气 考点突破 ■考点一　氧化与燃烧► ◇典例1： （2023九下·义乌模拟）如图，小明将一张白纸紧紧地卷成棍状，在其表面缠绕一根铜丝。用蜡烛对铜丝处进行加热，纸棍不燃烧；而对纸棍未卷铜丝处进行加热，很快就能点燃。据此推测，铜丝在实验中的作用是（　　） A．隔绝白纸周围氧气 B．升高白纸的着火点 C．降低白纸表面温度 D．降低蜡烛火焰温度 【答案】C 【解析】燃烧的三个必要条件：第一，燃烧需要助燃剂；第二，燃烧必须具有可燃物；第三，燃烧需要达到可燃物的着火点； 【解答】小明将一张白纸紧紧地卷成棍状，在其表面缠绕一根铜丝。用蜡烛对铜丝处进行加热，纸棍不燃烧；而对纸棍未卷铜丝处进行加热，很快就能点燃。 说明铜丝具有很好的导热性，降低了白纸表面的温度； ◆变式训练1：（2023·温州模拟）按如图所示方案进行“探究燃烧条件之一是温度要达到可燃物的着火点”的实验(已知：白磷的着火点是40℃)，往甲装置的水中加入某种固体物质后白磷燃烧，乙中白磷不燃烧。实验后，将甲中的试管倒置于水中，去掉橡胶塞，发现水进入试管中。 （1）甲装置的水中加入的固体物质可能是　 　； （2）乙试管中的Y为　 　； （3）“水进入试管中”的原因是　 　。 【答案】（1）氢氧化钠或者氧化钙（2）空气（3）试管内气压减小，大气压将水压进试管 【解析】物体的燃烧条件为可燃物，助燃剂，温度达到着火点三个条件缺一不可；同时还考查了关于物质溶解时放热和吸热的现象。 【解答】（1）甲装置中白磷燃烧，故下方溶液使白磷的温度到达了着火点，故固体在溶解时应放热，如氢氧化钠或氢氧化钙； （2）本题的实验变量为温度，故需控制其它条件相同且适宜，往其中通入与甲一样的空气即可； （3）白磷燃烧消耗了空气中的氧气，故使内部气压减小，在大气压的作用下将水压进试管 ◇典例2：（2023·杭州）将燃烧的蜡烛放人图甲装置中，一段时间后，蜡烛会慢慢熄灭。兴趣小组探究其原因的过程如下（气体的含量用体积分数表示）： （1）甲同学认为，蜡烛熄灭是装置内的氧气被消耗完了。他设计了图乙的实验装置，待蜡烛熄灭后，用凸透镜聚焦太阳光使白磷的温度达到着火点，观察到　 　现象，从而否定了自己的猜想。他重新实验，测得蜡烛燃烧过程中烛焰附近的二氧化碳含量从0.04%上升到7.4%，氧气含量从21%下降到13.8%。 （2）甲同学又认为可能是二氧化碳含量过高导致蜡烛熄灭。乙同学不赞同，他改变图甲装置中的气体成分，只进行了一次实验，就否定了甲同学的观点。则乙同学进行的实验是　 　。 实验 氧气含量 二氧化碳含量 蜡烛能否燃烧 A 21% 8.4% 能 B 21% 3.4% 能 c 12.8% 3.4% 不能 （3）还有一种观点：随着蜡烛的燃烧，氧气含量下降，产热速度变慢；当产热量小于散热量，烛芯的温度下降至着火点以下，蜡烛熄灭。如果该观点正确，将图甲装置置于温度更低的环境中实验，则测得烛焰附近的氧气含量最小值会如何变化？并解释原因。　 　 【答案】（1）白磷燃烧 （2）A （3）大于13.8%（或变大）。低温环境中，烛焰散热快，降温快，为了维持蜡烛燃烧，需要增加产热，所以需要浓度更高的氧气。 【解析】（1）燃烧条件为：可燃物，助燃剂，温度到达着火点； （2）可能是二氧化碳含量过高导致蜡烛熄灭 ，故应使氧气浓度不变，升高二氧化碳浓度； （3）氧气浓度越高，燃烧速度越快，温度越高。 【解答】（1）观察到白磷燃烧，说明瓶中还有氧气可以助燃； （2）使氧气浓度不变，升高二氧化碳浓度，故为A； （3） 图甲装置置于温度更低的环境中实验时，原因为： 大于13.8%（或变大）。低温环境中，烛焰散热快，降温快，为了维持蜡烛燃烧，需要增加产热，所以需要浓度更高的氧气。 ◆变式训练2：（2023·桐乡模拟）常温下铁在潮湿的空气中容易生锈，产物主要为Fe2O3•nH2O；铁丝在氧气中燃烧，产物为黑色的Fe3O4。 【提出问题】铁在空气中用酒精灯加热时，是否与空气中氧气发生反应?产物是什么? 【查阅资料】①常见的铁的氧化物有三种FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中Fe3O4是磁性物质。②FeCl3溶液呈黄色，FeCl2溶液呈浅绿色。 【实验探究】①按图连接实验装置，检查装置气密性。向试管内加入铁粉，针筒活塞停在A刻度。 ②加热铁粉的过程中，活塞发生移动。停止加热后，活塞逐渐向左移动，最终停在B刻度。 ③用细线吊着洁净铁钉靠近加热后的固体粉末，发现没有粉末被铁钉吸上来。 ④待试管冷却后，向试管内加入盐酸，发现有气泡产生，溶液立即出现黄色。 ⑤另取一些未加热过的铁粉加入到盛有盐酸的试管内，发现有气泡产生，溶液变为浅绿色。 【结论与反思】 （1）检查装置气密性时，先用酒精灯给试管预热，针简活塞向右移动，当停止加热后，如观察到的现象，说明气密性良好。 （2）实验可得出结论：铁粉在空气中用酒精灯加热时，与空气中氧气发生反应，产物中一定没有　 　。 （3）结合已学知识和本次探究分析可得，铁与氧气反应的产物受反应温度、氧气的　 　等因素影响。由于上述活动无法证明产物中是否存在 FeO，所以他们的探究仍在继续。 【答案】（1）针筒活塞回到原先位置 （2）浓度（3）Fe3O4 【解析】（1）气密性是否良好可以通过气压差来判断； （2）判断反应以后的产物可以通过观察颜色或用吸铁石会吸来判断； （3）氧气的浓度会影响产物的种类变化。 【解答】（1） 当停止加热后 ，若气密性不良好活塞不能再移动回原来的位置了，故针筒活塞回到原先位置说明气密性良好。 （2）洁净铁钉靠近加热后的固体粉末，发现没有粉末被铁钉吸上来 ，故无有磁性的Fe3O4 ； （3） 铁与氧气反应的产物受反应温度、氧气的浓度影响。 ■考点二　氧气的性质与制取► ◇典例1：（2023九下·义乌模拟）如图所示，①为制取氧气的发生装置(气密性良好)，其中的燃烧匙可以上下移动。 ②和③为氧气的收集装置。小金欲制取一瓶干燥的氧气，下列分析正确的是（　　） A．在①中，将MnO2浸入H2O2溶液，MnO2可分解产生氧气 B．若用装置②的方法收集氧气，需等到导管口气泡均匀并连续冒出时才可收集 C．若用装置③的方法收集氧气，可将带火星的木条放至瓶口进行验满 D．将装置①分别与装置②或③连接，均能达到实验目的 【答案】C 【解析】根据MnO2可加快过氧化氢分解产生氧气，二氧化锰不能产生氧气，要收集干燥氧气，需将气体通过碱石灰干燥后利用向上排空气法收集及氧气的验满方法分析。 【解答】A、在①中，将MnO2浸入H2O2溶液，MnO2可加快过氧化氢分解产生氧气，二氧化锰不能产生氧气 ，不符合题意； B、装置②的方法收集氧气中会含有水蒸气，不能得到干燥氧气，不符合题意； C、若用装置③的方法收集氧气，可将带火星的木条放至瓶口进行验满 ，符合题意； D、将装置①分别与装置③连接，能达到实验目的 ，②收集气体不干燥，不符合题意； ◆变式训练1：（2023九下·义乌模拟）实验室用高锰酸钾制取并收集氧气。 （1）组装该装置时，下列仪器用品的组装顺序是　 　(填序号)。 ①试管 ②铁架台 ③酒精灯 ④木块 （2）实验中用排水法收集了一瓶氧气，把一根带火星的木条伸到集气瓶口时，没有复燃。原因可能是____(选填字母)。 A．实验结束时，熄灭酒精灯前没有先把导管移出水面 B．有气泡冒出时立即进行收集 C．导管口没有放一小团棉花 D．收集前集气瓶中未装满水 【答案】（1）②④③① （2）B；C 【解析】（1）根据组装装置按从下向上从左向右的顺序分析； （2）根据收集气体不能使带火星木条复燃可能是氧气纯度不够，排水法收集气体导管口有气泡冒出立即收集或瓶内未装满水会影响氧气纯度分析。 【解答】（1）组装该装置时，要按从下向上从左向右的顺序，则所给仪器用品的组装顺序是②④③① 。 （2）实验结束时，熄灭酒精灯前没有先把导管移出水面，易造成水倒吸炸裂试管，不影响收集氧气的量及纯度，A错误； 有气泡冒出时立即进行收集 ，氧气中会混有空气，氧气浓度不够可能会使带火星木条不能复燃，B正确； 导管口没有放一小团棉花会造成高锰酸钾颗粒进入导管，不影响产生氧气纯度与质量，C错误； 收集前集气瓶中未装满水 ，会使收集气体不纯，可能导致不能使带火星木条复燃，D正确。 ◇典例2：家庭医药箱里有一瓶标签缺损的医用双氧水，为测定其溶质质量分数，小宁设计了如图实验：在试管中放入一定量的二氧化锰，然后用注射器注入10mL该医用双氧水，直到试管中不再有气泡产生，通过测量量筒中水的体积就可以大致计算出双氧水质量分数。 （1）实验中用排水法测量氧气的体积是因为氧气具有　 　的性质。 （2）若俯视读得量筒中水的体积，则测得的双氧水质量分数将　 。(填“偏大”“偏小”或“不变")。 【答案】（1）不易溶于水（2）偏大 【解析】（1）根据气体的性质选择合适的气体收集方法； （2）根据“俯视大仰视小”的规律确定实际得到水的质量变化，再根据溶质质量分数=确定溶质质量分数的变化。 【解答】（1）实验中用排水法测量氧气的体积是因为氧气具有不易溶于水的性质。 （2）根据“俯视大仰视小”的规律可知，若俯视读得量筒中水的体积，读出的示数偏大，而实际得到水的体积偏小，根据溶质质量分数=可知，双氧水的质量分数偏大。 ◆变式训练2：小金利用如图甲所示装置（气密性良好）和试剂测定空气中氧气含量，集气瓶中空气的体积为200mL，氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。 （1）实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝，其目的是　 　。 （2）反应开始到止水夹打开前，集气瓶内可观察到的现象是　 　。 （3）小金提出“倒吸入集气瓶中水的体积除以200mL等于空气中氧气的含量”。据图乙分析，此说法　 　（选填“正确”或“错误”），说明理由：　 　。 【答案】（1）引燃白磷（2）白磷燃烧，产生大量白烟，放出热量 （3）错误；白磷不能耗尽装置中的氧气（或装置中的氧气没有全部被白磷燃烧耗尽） 【解析】根据铜的导热性、白磷燃烧的现象及图示中白磷不能完全消耗氧气分析。 【解答】（1）实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝，其目的是利用铜的导热性引燃白磷 。 （2）反应开始到止水夹打开前，集气瓶内可观察到的现象是白磷燃烧，产生大量白烟，放出热量 。 （3）由图示可知， 白磷不能耗尽装置中的氧气，所以“倒吸入集气瓶中水的体积除以200mL等于空气中氧气的含量”说法错误。 故答案为：（1）引燃白磷；（2） 白磷燃烧，产生大量白烟，放出热量 ；（3）错误；白磷不能耗尽装置中的氧气（或装置中的氧气没有全部被白磷燃烧耗尽）。 ■考点三　CO2和CO的性质和用途► ◇典例1：（2021·台州）二氧化碳的资源化利用是实现碳减排的重要途径以下是一种实现二氧化碳转化为重要原料二甲醚(化学式为C2H6O)的途径： （1）转化①是二氧化碳与一种常见单质反应生成甲醇和水，这种单质的化学式为　 　。 （2）转化②是甲醇发生分解反应生成二甲醚和水反应中生成二甲醚和水的分子数之比为　 　。 【答案】（1）H2 （2）1：1 【解析】（1）根据质量守恒定律分析； （2）根据方程式中化学计量数分析。 【解答】（1）转化①是二氧化碳与一种常见单质反应生成甲醇和水， 由反应后生成物的元素组成可知，这种单质为氢气，化学式为H2 ； （2）转化②是甲醇发生分解反应生成二甲醚和水 ，反应方程式为2CH4O＝C2H6O+H2O， 反应中生成二甲醚和水的分子数之比为1：1. ◆变式训练1：（2022·南湖模拟）在学习了二氧化碳的制取与性质实验后，某化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验(夹持仪器已略去)。请回答： （1）装置A中发生反应的化学方程式为　 　。 （2）装置B玻璃管内、外壁分别贴有用紫色石蕊试液浸泡过的干燥或湿润滤纸条，打开K1，关闭K2和K3，并向玻璃管外壁上4号滤纸条喷醋酸，观察到　 　，3号滤纸条不变色，4号滤纸条变红。由此证明了CO2能与水反应。 （3）紧接着又打开K3观察到低处蜡烛先熄灭，说明CO2具有的化学性质是　 　。 （4）如图所示CO2验满操作中，正确的是　 　(填字母)。 （5）为保证制得纯净的二氧化碳，棉花团上应事先浸有　 　(填”NaOH溶液”或”饱和NaHCO3溶液”)。 【答案】（1）CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O （2）1号滤纸条不变色，2号滤纸条变红 （3）二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧 （4）C （5）饱和NaHCO3溶液 【解析】（1）根据实验室制取二氧化碳原理分析； （2）根据二氧化碳与水化合生成碳酸分析； （3）根据二氧化碳不支持燃烧本身不燃烧分析； （4）根据二氧化碳利用燃着木条放瓶口进行验满分析； （5）根据氢氧化钠能与二氧化碳反应，碳酸氢钠不能与二氧化碳反应，且能吸收挥发出的氯化氢气体分析。 【解答】(4)CO2验满时，应将燃着的木条放在集气瓶口，验满之前导管不能拿出，故正确操作为C。(5)氢氧化钠能与二氧化碳反应，碳酸氢钠不能与二氧化碳反应，且能吸收挥发出的氯化氢气体，故棉花团上应事先浸有饱和NaHCO3溶液。 ◇典例2：科学兴趣小组的同学用如图装置验证二氧化碳的性质(省略仪器的固定装置)。 （1） 实验开始后，关闭K3，打开K1、K2，装置左侧通入CO2，一段时间后，A中纸花变红，原因为　 　(用化学方程式解释)，同时B中短蜡烛熄灭，关闭K2，片刻后长蜡烛也熄灭，说明CO2具有的性质是　 　。 （2）关闭K1、K4，打开K3，观察D中现象，一段时间后再打开K4，继续观察，则整个过程D中的现象为　 　。 【答案】（1）CO2+H2O=H2CO3；密度比空气大；不燃烧也不支持燃烧 （2）先无明显现象，后变浑浊 【解析】（1）实验开始后，关闭K3，打开K1、K2，装置左侧通入CO2，一段时间后，A中纸花变红，其原因为：二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸使石蕊试纸变成红色，反应的方程式为：CO2+H2O=H2CO3。 同时B中短蜡烛熄灭，关闭K2，片刻后长蜡烛也熄灭，说明CO2具有的性质是：密度比空气大；不燃烧也不支持燃烧。 （2）关闭K1、K4，打开K3，观察D中现象，一段时间后再打开K4，继续观察，则整个过程D中的现象为：先无明显现象，后变浑浊。 （1）确定反应物、反应条件和生成物，据此写出反应的方程式。从密度大小和是否支持燃烧的角度分析二氧化碳的性质； （2）二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，从而使C内气压降低。在外界大气压强的作用下，D中的石灰水被压入C中。则氢氧化钙与碳酸钠反应，生成白色沉淀碳酸钙和氢氧化钠，据此分析描述现象即可。 故答案为：（1） 氢氧化钠或者氧化钙 ；（2）空气；（3） 试管内气压减小，大气压将水压进试管 ◆变式训练2：某同学对收集满二氧化碳气体的集气瓶需要正放的必要性进行了探究。实验步骤如下： ①将有底的空纸筒盖上硬纸板、在电子秤上称得质量为5.39克； ②将该纸筒先后两次收集满二氧化碳气体、盖上硬纸板。分别正放、倒放在电子秤上，如图甲和图乙、观察并记录读数变化： ③将两次的读数变化绘制成图丙，并得出结论。 回答下列问题： （1）检验二氧化碳收集满的操作是　 　。 （2）纸筒正放时，电子秤读数变小的原因是　 　。 （3）结合图丙推测，若纸筒内收集满的是氢气。请在图丁中画出纸筒正放、倒放时电子秤读数随时间的大致变化情况并标注。(纸筒收集满氢气后的质量为5.30克) 【答案】（1）将燃着的木条放在集气瓶口。若熄灭，则已经收集满 （2）二氧化碳逸出，空气进入：且二氧化碳比空气密度大 （3） 【解析】（1）根据二氧化碳气体的验满方法解答； （2）二氧化碳密度大于空气，它们会不断从上面的小孔逸出，进入空气，从而使电子秤的示数减小；（3）分析电子秤示数的变化规律，然后尝试完成作图即可。 【解答】（1）检验二氧化碳收集满的操作是：将燃着的木条放在集气瓶口。若熄灭，则已经收集满。 （2）纸筒正放时，电子秤读数变小的原因是：二氧化碳逸出，空气进入：且二氧化碳比空气密度大。（3）①氢气的密度小于空气，随着氢气的逸出，空气会慢慢进入桶内，从而使电子秤的示数增大，直到最后示数变成5.39g； ②由于氢气的密度小于空气，因此它会聚集在纸筒的上面，即正放时氢气的逸出速度大于倒放时的速度，则正放时电子秤的示数增大速度大于倒放时，如下图所示： ■考点四　实验室制取二氧化碳► ◇典例1：（2022·绍兴）科学是一门以实验为基础的学科。以下是实验室制取、收集、测量气体体积的常用装置。 （1）实验室制取二氧化碳的发生装置可以选择　 　（填字母）。 （2）检查装置B气密性的方法是：先关闭止水夹，然后　 　。 （3）若用装置C测反应生成的二氧化碳体积，测得的体积比理论值小，原因可能是二氧化碳具有　 　的性质。 【答案】（1）B （2）向长颈漏斗中加入适量的水，若液面形成高度差且一段时间后，高度差不变，则气密性良好。（合理即可) （3）能溶于水或能与水反应 【解析】（1）根据反应物的状态和反应条件选择气体的发生装置； （2）根据检查装置气密性的方法解答； （3）测得的二氧化碳的体积偏小，那么二氧化碳肯定是被消耗了，即要么是它能够与水反应，要么是它能够溶于水，据此分析解答。 【解答】（1）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，反应物为固体和液体，且不需要加热，因此发生装置选择“固液常温型”，故选B。 （2）检查装置B气密性的方法是：先关闭止水夹，然后向长颈漏斗中加入适量的水，若液面形成高度差且一段时间后，高度差不变，则气密性良好。 （3）若用装置C测反应生成的二氧化碳体积，测得的体积比理论值小，原因可能是二氧化碳具有能溶于水或能与水反应的性质。 ◆变式训练1：（2022·温州）实验室取二氧化碳时，选择合适溶质质量分数的盐酸，有利于减少盐酸浪费。小明分别取400克溶质质量分数为7.3％、14.6％、21.9％的盐酸与足量的石灰石反应，进行A、B、C三组实验，产生二氧化碳的快慢与时间关系如图所示，算得盐酸利用率如表（盐酸利用率是指收集到的气体体积理论上所需要的盐酸量与实际消耗的盐酸总量的比值)。 盐酸利用率与盐酸溶质质量分数的关系 组别 A B C 盐酸溶质质量分数 7.3% 14.6% 21.9% 盐酸利用率 82.5% 81.5% 72.1% （1）小明在实验过程中发现，发生装置中的锥形瓶外壁发烫。推测图中c组在第5～10分钟时反应快速变慢的主要原因是　 　。 （2）小明用400克盐酸进行A组实验，可收集到二氧化碳气体约多少升？（盐酸与石灰石反应的化学方程式为：2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑，常温常压下二氧化碳的密度约为2克／升） （3）实验中，小明想在10分钟内制取10升二氧化碳气体，综合考虑各种因素，选用哪种溶质质量分数的盐酸更合适，并说明理由。　 　 【答案】（1）盐酸溶质质量分数越大，越易挥发；反应速度越快，消耗的盐酸越多；温度升高加快盐酸挥发。上述结果引起盐酸溶质质量分数快速减小，故反应快速变慢。 （2）解：参加反应的稀盐酸溶质质量：m=400克×7.3％×82.5％=24.09克 设生成二氧化碳的质量为x 2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+ CO2↑ 73 44 24.09克 x = 解得：x=14.52克 V= = =7.26升 答：可收集到二氧化碳气体7.26升。 （3）选B，前10分钟反应快慢适中，盐酸利用率较高，能满足收集10升二氧化碳。 【解析】（1）反应速率变小，肯定是反应物的溶质质量分数减小所致，而稀盐酸本身容易挥发，且它的浓度随反应的进行而减小，据此分析解答； （2）首先用稀盐酸的质量×溶质质量分数×盐酸利用率计算出参加反应的稀盐酸的溶质质量，再根据碳酸钙和稀盐酸反应的方程式计算出生成二氧化碳气体的质量，最后根据密度公式 计算二氧化碳的体积。 （3）根据图像，从反应速率大小和盐酸利用率的角度分析哪种盐酸更合适即可。 ◇典例2：（2022·衢州）为测定石灰石样品中碳酸钙含量，某小组同学在一定质量的样品中加入足量稀盐酸，利用生成CO2的质量来测定(忽略稀盐酸挥发的影响)。 （1）小科用图甲装置实验，通过测定反应前后D装置质量的变化来得到CO2质量。为了避免水蒸气对实验的影响，使测量结果更准确，装置C中应装入　 　 (填试剂名称)。 （2）小明用图乙装置实验，通过测定反应前后装置总质量的变化来得到CO2质量。他用碱石灰做干燥剂，请判断这种做法是否合理并说明理由。　 　。 （3）实验时，正确选择干燥剂后，两装置均可通过左侧导管鼓入某种气体一段时间，来进一步减小误差。下列操作可行的是　 　。 选项 实验装置 反应开始前鼓入的气体 反应结束后鼓入的气体 A 甲 氮气 氮气 B 甲 干燥空气 干燥空气 C 乙 氮气 氮气 D 乙 干燥空气 干燥空气 【答案】（1）浓硫酸或浓H2SO4 （2）不合理，因为碱石灰也要吸收二氧化碳 （3）ACD 【解析】（1）根据浓硫酸具有吸水性解答； （2）碱石灰不但能吸收水分，还可以吸收二氧化碳，从而使测量结果偏小； （3）在实验甲中，通过D中吸收二氧化碳后质量的增加量来测定碳酸钙的含量，而实验乙中，通过排出二氧化碳后装置质量的减小量测定碳酸钙的含量，据此分析判断。 【解答】（1）为了避免水蒸气对实验的影响，使测量结果更准确，装置C中的干燥剂应该吸收水分而不能吸收而样啊互通，则装置C中应装入浓硫酸或浓H2SO4。 （2）他用碱石灰做干燥剂，这种做法不合理，理由：因为碱石灰也要吸收二氧化碳。 （3）在实验甲中，通过D中吸收二氧化碳后质量的增加量来测定碳酸钙的含量，因此鼓入的气体中不能含有二氧化碳气体，故A正确，B错误； 实验乙中，通过排出二氧化碳后装置质量的减小量测定碳酸钙的含量，因此鼓入的气体中是否存在二氧化碳对实验没有影响，故C、D正确。 ◆变式训练2：数字化传感技术应用于化学实验能实现实验数据采集自动化，形成相应图像，更好地解决化学中的疑难问题。化学兴趣小组打算在实验室用贝壳和一定浓度的稀盐酸制取二氧化碳并验证二氧化碳的部分性质，在实验中使用了压强和温度两种传感器。 【查阅资料】①贝壳主要成分为碳酸钙，贝壳中的其它杂质对实验影响可以忽略不计； ②浓盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体。 【探究实验一】选择药品 分别取等质量颗粒状和粉末状的贝壳样品与等体积、等浓度的稀盐酸在图1的三颈烧瓶中反应，采集数据，形成如图2和图3的图象。 （1）图1中反应的化学方程式是 　 　。 （2）根据图2回答： ①对比分析a、b点可知，曲线 　 　（填“①”或“②”）表示颗粒状贝壳与稀盐酸反应； ②对比分析c、d点可知，相同的气压时，　 　与稀盐酸反应速率更快； ③最终粉末状贝壳产生CO2的质量　 　（填“＞”或“＜”或“＝”）颗粒状贝壳产生CO2的质量。 （3）据图3分析，影响实验测定准确性的原因：一是水蒸气含量增加；二是 　 　。 （4）【探究实验二】发生装置的优化 选用图4装置（不包括传感器）制二氧化碳的优点是 　 　；为了解装置具有该优点的原因，他们在装置中连接压强传感器（如图4左），从而测定实验中试管内气体压强变化的情况（如图4右）。下列说法正确的是 　 　。 A.ab段试管中液面逐渐上升 B.bc段石灰石与稀盐酸脱离接触 C.c点的对应操作是打开弹簧夹 （5）【探究实验三】验证CO2的性质。 操作步骤：用3个250mL的烧瓶收集满CO2进行实验。如图5所示，同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中，关闭活塞；一段时间后，同时振荡三个烧瓶。从左到右依次得到如图6所示的烧瓶内压强与时间的关系曲线1、2、3。 回答下列问题： 曲线2对应发生反应的化学方程式为 　 　； （6）根据图6所示，可以得出的结论是 （填序号）。 A．1体积水中溶解CO2的量约为1体积 B．CO2能与水发生反应生成碳酸 C．CO2能与NaOH溶液发生反应 D．40%NaOH溶液比澄清石灰水更适合用于吸收CO2 【答案】（1）CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑ （2）②；粉末状贝壳；＝ （3）盐酸挥发出氯化氢气体增加 （4）可以控制反应的发生和停止；BC （5）CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O （6）A；C；D 【解析】（1）确定反应物、反应条件和生成物，据此写出反应的化学方程式； （2）①当加入稀盐酸的浓度和体积相同时，粉末状的贝壳与它的反应更快，在相同时间内生成的氧气越多；‘ ②根据①中的结论解答； ③反应物的接触面积不同，只会改变化学反应的速率，而不会改变生成物的种类和质量； （3）在反应过程中，生成的二氧化碳其它肯定会带出部分水蒸气，稀盐酸中肯定会挥发出部分氯化氢气体，这些都会影响测量的结果； （4）在图4的装置中，利用弹簧夹的打开和闭合，可以控制长颈漏斗中稀盐酸滴入的快慢和质量，从而控制反应的发生和停止。在封闭的试管内，气压增大时，液面下降；气压减小时，液面上升，据此分析判断； （5）首先根据二氧化碳和三种液体的反应，判断气压的变化情况，从而与图6对应起来，进而确定反应物、反应条件和生成物，据此写出方程式。 （6）根据气压的变化确定发生的反应和溶解二氧化碳的气体的体积，然后对各个选项进行判断。 【解答】（1）图1中碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式是：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。 （2）①等质量颗粒状和粉末状的贝壳样品与等体积、等浓度的稀盐酸，由于粉末状贝壳与盐酸反应接触面积增加，反应较快，颗粒状贝壳与盐酸反应接触面积小，反应较慢，故对比分析a、b点可知，曲线②表示颗粒状贝壳与稀盐酸反应； ②对比分析c、d点可知，相同的气压时，粉末状样品单位时间内和稀盐酸反应生成的二氧化碳多，与稀盐酸反应速率更快。 ③等质量颗粒状和粉末状的贝壳样品中含碳酸钙质量相等，故与等体积、等浓度的稀盐酸反应，生成二氧化碳质量相等。 （3）据图3分析，影响实验测定准确性的原因：一是水蒸气含量增加；二是挥发的氯化氢气体增多。 （4）选用图4装置（不包括传感器）制二氧化碳的优点是可以控制反应的发生和停止。 A．ab段试管中液面逐渐下降，因为压强逐渐增大，故A错误； B．bc段石灰石与稀盐酸脱离接触，气体不再增加，压强不变化，故B正确； C．c点的对应操作是打开弹簧夹正确，释放二氧化碳气体，而气压减小，故C正确。故选BC。 （5）氢氧化钙溶解度小，溶解的氢氧化钙较少，所以反应后压强减小的少，因此曲线2是二氧化碳溶解在澄清石灰水中的数据，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O； （7）A．曲线1反应前后压强基本不变，说明加入水的体积溶解相等体积的气体，因此压强不变，相当于1体积水溶解1体积二氧化碳，故A正确； B．二氧化碳与水是否发生反应，无法证明，只能证明加入水的体积消耗了等体积的二氧化碳，是反应还是溶解，无法判断，故B错误； C．曲线1和曲线3压缩下降不同，说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，故C正确； D．由图二压强变化数据可知，40%NaOH溶液比澄清石灰水更适合用于吸收CO2，故D正确。故选ACD。 学科网（北京）股份有限公司 $$