3.4二氧化碳-【压轴题】2024-2025 学年八年级科学下册同步培优训练（浙教版）

3.4二氧化碳 学习目标 1、从日常生活出发，了解二氧化碳的重要性。 2、通过实验探究，了解二氧化碳的物理性质，掌握二氧化碳的化学性质（重点） 知识重点 知识点一：自然界中的二氧化碳 1.二氧化碳气体是由大量CO2分子构成的，每个二氧化碳分子由1个碳原子和2个氧原子构成。 2. CO2对人体健康的影响 空气中CO2的体积分数 对人体的影响 1% 感到气闷、头晕、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 知识点二：二氧化碳的性质和用途 1、物理性质：无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水，加压降温可变成无色液体，甚至变成雪状固体(干冰)，干冰易吸热升华 2、化学性质： ①通常不燃烧，也不支持燃烧 ②与水反应：H2O+CO2===H2CO3(不稳定) ③与石灰水反应：Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O 知识点三：二氧化碳的实验室制备 编号 实验药品 实验现象 1 碳酸钠和稀盐酸 冒出大量气泡、反应速率非常快 2 碳酸钠和稀硫酸  冒出大量气泡、反应速率非常快 3 石灰石和稀硫酸 冒出少量气泡、反应速率慢、且反应一会儿就结束。 4 石灰石和稀盐酸 冒出大量气泡、反应速率适中 1.二氧化碳的实验室制法 (1)药品：大理石(或石灰石)与稀盐酸 一般不用其他药品代替的理由：不能用H2SO4代替盐酸，是因为H2SO4与CaCO3反应生成微溶的CaSO4会覆盖在大理石的表面，阻止反应的继续进行 (2)原理：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。 (3)制取装置如图所示： (4)收集：CO2密度比空气大、能溶于水且与水反应生成碳酸，一般只用向上排空气法收集CO2气体。 (5)操作步骤：①按要求连接好仪器；②检查装置的气密性；③向反应器中装入大理石；④向长颈漏斗中注入稀盐酸；⑤收集气体；⑥验满 (6)CO2气体的验证：将生成的无色、无味的气体通入澄清的石灰水中，若澄清的石灰水变浑浊，则该气体为CO2。反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O. 知识点四：实验室制取气体和收集气体的装置 发生装置 收集装置 固体与固体反应，需加热 固体与液体反应，不用加热 密度比空气小，且不与空气中的物质反应 密度比空气大且不与空气中的物质反应 难溶于水，不与水反应 题型一．常用气体的发生装置和收集装置与选取方法 [例题1] 根据如图回答有关问题。 （1）仪器a的名称是 ；图中可用于加热KClO3制备O2的装置为 （填序号），化学反应方程式为 。 （2）若用铁片与稀盐酸在A装置中制备H2，铁片应放在 ；用F收集H2时导入气体的导管端为 （填“b”或“c”）；检验装置D气密性的方法是：用止水夹夹紧导管口的橡胶管后， ，则气密性良好。 （3）图中可用于固液反应制备气体的装置中，不能使反应随时发生或停止的装置是 （填序号），原因是反应过程中若用止水夹夹紧橡胶管后， 。 （4）若用过氧化氢溶液制备O2，最好选用装置 （填序号），把F装满水，用排水法收集O2并测定气体体积，应在 端（填“b”或“c”）连接上一个量筒。 题型二．二氧化碳的实验室制法 [例题2] 兴趣小组在实验室制取CO2发生装置中，连接上压强传感器如图一。测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图二。下列说法错误的是（　　） A．ab段试管中液面逐渐上升 B．bc段石灰石与盐酸脱离接触 C．c点的对应操作是打开弹簧夹 D．cd段二氧化碳气体输出 [例题3] 请你结合装置图回答问题： （1）写出有标号仪器的名称：a ，b 。 （2）某同学用如图装置甲制取CO2，广口瓶内的反应进行较长时间后，用燃着的火柴放在集气瓶口，火焰仍不熄灭。原因是 。 为解决这一问题，可在不改变原有仪器的情况下添加仪器或改变装置来实现。请把添加的仪器或改变装置的情况画在图中正确的位置。 （3）某化学兴趣小组用乙装置制取并检验二氧化碳。装置中分液漏斗的作用是： 。 实验过程中，可观察到试管里的现象为 。证明有CO2生成，该反应的化学方程式为 。 [例题4] 化学是一门以实验为基础的科学。请根据如图装置，回答相关问题： （1）写出图中标号仪器名称：a 为 。 （2）实验室制取 CO2的化学反应方程式为： ，可选用的收集装置为 （填写图中装置序号），检验二氧化碳是否收集满的方法是 。 （3）图中装置▲（填写图中装置序号）能起到“随开随制、随关随停”效果，该装置对 反应物中固体药品的要求是 。 （4）实验室可用硫酸铵固体和熟石灰固体混合加热制取氨气，应选择发生装置为 （填序号）。若用如图一装置来收集氨气，试推测氨气的性质： （一点即可，下 同），烧杯和水的作用是 。 （5）图二为某种“微型”实验装置。该装置可用来制氢气并还原氧化铜，写出用此“微型”装置进行实验具有的一个优点： 。 题型三．二氧化碳的化学性质 [例题5] 某校课外活动小组，欲测定一待旅游开发的岩洞内空气中二氧化碳的体积分数（假设洞内空气中不含除二氧化碳外的其他酸性气体）。进行了如图实验： （1）取样。他们准备从岩洞的底部取样，请你设计用广口瓶从洞中取回一瓶空气样品的方法： 。 （2）测定用150mL的注射器从广口瓶中抽取100mL气样，按如图所示的装置进行实验；若乙装置中NaOH溶液能吸收二氧化碳气体，且实验结束后，量筒内水的体积为99mL，此数据是 的体积数（用序号填写）。 A．二氧化碳 B．氮气和氧气的混合气体 C．空气中除二氧化碳外的所有气体 （3）计算：洞底空气中二氧化碳的体积分数为 。 （4）岩洞内空气中二氧化碳的体积分数和正常空气中二氧化碳的体积分数不同的原因可能是 。 题型四．二氧化碳与水的反应及实验 [例题6] 下面甲、乙是实验室制备CO2和某同学设计的验证CO2性质的实验装置图。 （1）标有字母a的仪器名称是 。 （2）乙中进行实验时，先关闭K1和K2，加热c一段时间后再通入CO2，观察到b、d中纸花均不变色。再打开K2，d中纸花逐渐变 ，产生此现象的原因 （用化学方程式回答）。若打开K1，还可以证明CO2具有的化学性质是 。 题型五．探究二氧化碳的性质 [例题7] 某学习小组对实验室制取二氧化碳及二氧化碳的性质进行如下两个方面的探究。 （一）第一小组用如图一所示装置制取二氧化碳并测定生成二氧化碳的体积，实验开始时他们通过分液漏斗将20mL稀盐酸快速全部加入锥形瓶中并关闭活塞。记录实验过程中量筒中水的体积，数据如表： 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 量筒读数/mL 0 40 50 55 58 60 60 （1）写出图一甲中发生反应的文字表达式 。 （2）图一丙中量筒最好选 （选填“50mL”或“100mL”或“150mL”）。 （3）由于二氧化碳可溶于水，图一乙中如果不加植物油会使测定结果 （选填“偏大”或“偏小”）。 （4）根据以上实验数据分析，该实验中最终生成二氧化碳的体积约为 mL。 （5）在图二中绘出0～6min内量筒中水的体积随时间变化的曲线。 （二）第二小组用如图装置验证二氧化碳有关性质。 实验步骤： ①连接好装置，向外拉动任一注射器的活塞，一段时间后松开手，活塞回到原处； ②注射器a中吸入20mL澄清石灰水，注射器b中吸入20mL盐酸，连接在如图位置，再从中间瓶口通入二氧化碳气体将瓶装满，最后塞上带压强传感器的橡胶塞； ③先后将两注射器中试剂快速全部推入三颈烧瓶中，并保持注射器活塞在注射器底部，振荡三颈烧瓶，压强传感器测得三颈烧瓶中压强变化如图四。 （1）实验步骤中第①步的目的是 。 （2）在第②步中如何检验三颈烧瓶中已充满二氧化碳气体 。 （3）在第③步中最先推入三颈烧瓶的试剂是 ，这时三颈烧瓶中发生反应的符号表达式是 。 （4）在第③步中第二次推入试剂后三颈烧瓶中出现的现象是 ，这时三颈烧瓶中压强变化对应于图四中的哪一段 。（选填：“ab”或“bc”或“cd”） [例题8] 在CO2复习课上，老师设计了如图所示的实验装置，既可用于制取CO2，又可用于探究CO2性质。 说明： 1、装置Ⅰ中盛放的药品是石灰石和稀盐酸。 2、装置Ⅲ中在小试管外壁贴有4片试纸：其中两端的两片用紫色石蕊溶液润湿，中间两片用紫色石蕊溶液浸过并晒干。 3、浓硫酸具有吸水性，可以干燥气体。 （1）实验时，打开K1关闭K2可用来制备CO2。写出装置Ⅰ中化学反应的的化学方程式 ；检验Ⅱ中气体收集满的方法是 。 （2）实验时，关闭K1打开K2可用于探究CO2的物理性质和化学性质。实验时Ⅲ中出现的现象是 ，有关反应化学方程式为 ，该实验说明CO2具有的物理性质是 。 （3）小龙同学建议装置Ⅱ与Ⅲ之间最好接装有浓硫酸的试剂瓶，以便更准确地完成实验，其理由是 。 题型六．根据化学反应方程式的计算 [例题9] 某石灰厂需要测定产品生石灰中杂质（杂质只含CaCO3）的质量分数。小刚进行了如图实验。请计算： （1）生成CO2气体的质量（假设气体全部逸出，不考虑水蒸气的影响）； （2）样品中CaCO3的质量分数。 巩固提高 [练习1] 下面是实验室制取和收集气体的装置，请按要求作答： （1）仪器甲的名称是 ，乙的名称是 ． （2）用B装置制取气体并能随时停止反应，上部与下部对接应选 （填“b”、“c”）． （3）从装置A﹣D中选择：加热KMnO4制取O2并用排水法收集，应选用图中的 和 （填字母，此两空共1分），反应的化学方程式为 ． （4）用装置E排空气收集H2，气体应从导管的 （填“d”、“e”）端进入；若用E装置收集氧气且进气管接e端，应作 改动，方可收集． （5）若在E装置中加入浓硫酸，用E、C两装置收集干燥的二氧化碳，则气体应由E装置导管的 （填“d”、“e”）端进． [练习2] 请根据所提供的试剂和仪器，按要求填空： Ⅰ．试剂：稀硫酸、稀盐酸、过氧化氢溶液、大理石、二氧化锰 Ⅱ．仪器：（铁架台、石棉网等已省略） （1）写出图中标有①、②仪器的名称：① ，② 。 （2）实验室制取氧气时，为了便于控制反应且获得平稳的气流，发生装置可选用图中的 （填字母），化学方程式为 。用该装置和提供的试剂还可以制取 气体，化学方程式为 。收集方法是 ，检验该气体收集满的方法是 。 （3）设计一套制取少量蒸馏水的简易装置，需选择图中的A、B和 （填字母）。 [练习3] 请你和小明一起进行实验室制取二氧化碳的探究。 （1）选择药品。小明对三组药品进行了研究，实验记录如下： 组别 药品 实验现象 1 块状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率适中 2 块状石灰石和稀硫酸 产生气泡速率缓慢并逐渐停止 3 碳酸钠粉末和稀盐酸 产生气泡速率很快 一般选择第1组药品而不选择第3组药品的原因是 ，其反应的化学方程式为 。 （2）选择装置。通过对制取氧气装置的分析，他选择用过氧化氢制取氧气的发生装置。你认为他选择的依据是 。 （3）制取气体。将药品装入所选装置制取气体，并用向上排空气法收集。验满方法是 （4）气体检验。将生成的气体通入石蕊溶液中，溶液变红，因此他确定该气体是二氧化碳。他的检验方法是否正确？请说明理由 。 [练习4] “变废为宝、爱护环境、节约资源”从我做起。宁宁同学收集一些家庭装修时废弃大理石碎片，并设计如图装置来测取二氧化碳，该反应装置通过粗铜丝调节能随时控制反应的发生。回答有关问题： （1）大理石应放在 中，装置A中反应化学方程式为 。 （2）装置A中的粗铜线能否用粗铁线代替 ，原因可用化学方程式为： 。 （3）用装置B收集CO2，验满时应把燃着的木条放在（填字母） 处，若观察到 的现象，证明已集满二氧化碳。 （4）某同学建议宁宁改用排水法收集二氧化碳，认为这种收集二氧化碳较纯净，你认为该同学的建议可采纳吗？ ，你的理由是 。 （5）将A装置中的粗铜线及小药瓶除去，还可制备氧气，请写出用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气的反应化学方程式 。 [练习5] 研究性学习小组选择下列某些仪器制取气体． （1）写出仪器名称a b （2）该小组同学用加热高锰酸钾的方法制取氧气．写出该反应的化学反应方程式： ，此时发生装置应该选用上图中的 ，收集氧气的装置可以用 或 ． （3）A装置中试管口略向下倾斜的原因是 ． （4）实验结束，先 ，再 ，防止水槽中的水倒流使试管破裂． （5）若用B装置制取二氧化碳，写出该反应的化学反应方程式： （6）实验室常用硫化亚铁固体与稀硫酸在常温下反应制硫化氢气体和硫酸亚铁．由此可推知：实验室制取硫化氢气体时，发生装置应选用上图所示的（填代号） 装置． [练习6] 今年在全区学生初中毕业化学实验操作技能考查中，提供了高锰酸钾、稀盐酸、大理石、氯酸钾、澄清的石灰水等药品及以下仪器： 以下是两位同学参加测试的试题，请回答相关问题。 【尧尧同学抽到的题目是A组“二氧化碳的制取”】 （1）请写出实验室制取该气体化学方程式 ； （2）气体能够从锥形瓶中逸出，其主要原因是瓶内生成二氧化碳气体，① ，压强增大，② ，在压强差的作用下，因此二氧化碳气体逸出。 （3）将生成的气体通入到澄清石灰水中，发现石灰水没有出现白色浑浊，请你分析其原因 ，解决的方法为 。 【墨墨同学抽到的题目是B组“氧气的制取”】 （4）选择制取氧气所需要的仪器为 （填仪器代码） （5）用所选仪器制取氧气，收集完成后，要结束实验的正确操作是应先 ，后 ； （6）请将制取该气体的装置图2补充完整。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 3.4二氧化碳 学习目标 1、从日常生活出发，了解二氧化碳的重要性。 2、通过实验探究，了解二氧化碳的物理性质，掌握二氧化碳的化学性质（重点） 知识重点 知识点一：自然界中的二氧化碳 1.二氧化碳气体是由大量CO2分子构成的，每个二氧化碳分子由1个碳原子和2个氧原子构成。 2. CO2对人体健康的影响 空气中CO2的体积分数 对人体的影响 1% 感到气闷、头晕、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 知识点二：二氧化碳的性质和用途 1、物理性质：无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水，加压降温可变成无色液体，甚至变成雪状固体(干冰)，干冰易吸热升华 2、化学性质： ①通常不燃烧，也不支持燃烧 ②与水反应：H2O+CO2===H2CO3(不稳定) ③与石灰水反应：Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O 知识点三：二氧化碳的实验室制备 编号 实验药品 实验现象 1 碳酸钠和稀盐酸 冒出大量气泡、反应速率非常快 2 碳酸钠和稀硫酸  冒出大量气泡、反应速率非常快 3 石灰石和稀硫酸 冒出少量气泡、反应速率慢、且反应一会儿就结束。 4 石灰石和稀盐酸 冒出大量气泡、反应速率适中 1.二氧化碳的实验室制法 (1)药品：大理石(或石灰石)与稀盐酸 一般不用其他药品代替的理由：不能用H2SO4代替盐酸，是因为H2SO4与CaCO3反应生成微溶的CaSO4会覆盖在大理石的表面，阻止反应的继续进行 (2)原理：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。 (3)制取装置如图所示： (4)收集：CO2密度比空气大、能溶于水且与水反应生成碳酸，一般只用向上排空气法收集CO2气体。 (5)操作步骤：①按要求连接好仪器；②检查装置的气密性；③向反应器中装入大理石；④向长颈漏斗中注入稀盐酸；⑤收集气体；⑥验满 (6)CO2气体的验证：将生成的无色、无味的气体通入澄清的石灰水中，若澄清的石灰水变浑浊，则该气体为CO2。反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O. 知识点四：实验室制取气体和收集气体的装置 发生装置 收集装置 固体与固体反应，需加热 固体与液体反应，不用加热 密度比空气小，且不与空气中的物质反应 密度比空气大且不与空气中的物质反应 难溶于水，不与水反应 题型一．常用气体的发生装置和收集装置与选取方法 [例题1] 根据如图回答有关问题。 （1）仪器a的名称是 ；图中可用于加热KClO3制备O2的装置为 （填序号），化学反应方程式为 。 （2）若用铁片与稀盐酸在A装置中制备H2，铁片应放在 ；用F收集H2时导入气体的导管端为 （填“b”或“c”）；检验装置D气密性的方法是：用止水夹夹紧导管口的橡胶管后， ，则气密性良好。 （3）图中可用于固液反应制备气体的装置中，不能使反应随时发生或停止的装置是 （填序号），原因是反应过程中若用止水夹夹紧橡胶管后， 。 （4）若用过氧化氢溶液制备O2，最好选用装置 （填序号），把F装满水，用排水法收集O2并测定气体体积，应在 端（填“b”或“c”）连接上一个量筒。 【解答】解：（1）通过分析题中所指仪器的作用可知，a是漏斗，实验室用氯酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，所以可用于加热KClO3制备O2的装置为C，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气，化学方程式为：2KClO32KCl+3O2↑； （2）铁片和盐酸反应制取氢气时，铁片放在有孔塑料片上，依据装置内压强的改变可以实现固体和液体的分离，从而使反应停止，氢气的密度比空气小，所以用F收集H2时导入气体的导管端为c，依据装置气密性良好时，长颈漏斗内会形成一段稳定的水柱，所以检验装置D气密性的方法是：用止水夹夹紧导管口的橡胶管后，向长颈漏斗中加水，长颈漏斗内会形成一段稳定的水柱，则气密性良好； （3）B装置锥形瓶内的小试管可以节约药品，夹住止水夹，装置内压强改变时，不会实现固体和液体的分离，所以不能使反应随时发生或停止的装置是B，原因是反应过程中若用止水夹夹紧橡胶管后，装置内的压强改变，但是不会实现固体和液体的分离； （4）二氧化锰是粉末状，不能放在塑料片上，所以用过氧化氢溶液制备O2，最好选用装置B，可以节约药品，氧气密度比水小，不易溶于水，所以把F装满水，用排水法收集O2并测定气体体积，应在b端连接上一个量筒。故答案为：（1）漏斗，C，2KClO32KCl+3O2↑； （2）有孔塑料片上，c，向长颈漏斗中加水，长颈漏斗内会形成一段稳定的水柱； （3）B，装置内的压强改变，但是不会实现固体和液体的分离； （4）B，b。 题型二．二氧化碳的实验室制法 [例题2] 兴趣小组在实验室制取CO2发生装置中，连接上压强传感器如图一。测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图二。下列说法错误的是（　　） A．ab段试管中液面逐渐上升 B．bc段石灰石与盐酸脱离接触 C．c点的对应操作是打开弹簧夹 D．cd段二氧化碳气体输出 【解答】解：A、ab段压强增加，说明气体增多，此时弹簧夹关闭，压强增大，将液体压入长颈漏斗，液面不断下降，选项A错误； B、bc段压强不变，说明不再反应，且装置密闭，因此此时固液分离，不再接触，选项B正确； C、c点之后压强减小，气体输出，所以此时是打开了弹簧夹，选项C正确； D、cd段压强减小，说明气体不断输出，证明二氧化碳不断输出，选项D正确； 故选：A。 [例题3] 请你结合装置图回答问题： （1）写出有标号仪器的名称：a ，b 。 （2）某同学用如图装置甲制取CO2，广口瓶内的反应进行较长时间后，用燃着的火柴放在集气瓶口，火焰仍不熄灭。原因是 。 为解决这一问题，可在不改变原有仪器的情况下添加仪器或改变装置来实现。请把添加的仪器或改变装置的情况画在图中正确的位置。 （3）某化学兴趣小组用乙装置制取并检验二氧化碳。装置中分液漏斗的作用是： 。 实验过程中，可观察到试管里的现象为 。证明有CO2生成，该反应的化学方程式为 。 【解答】解：（1）熟记常见仪器的名称； （2）由于该装置中漏斗与空气通着，气体从漏斗口逸出，而收集不满二氧化碳；所化装置只要切断气体向外逸出的路径即可； （3）分液漏斗的作用是可以控制滴加稀盐酸的速度，即控制了反应速度，还可以控制反应的速率和节约药品；二氧化碳能够使澄清石灰水变浑浊，是二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水。 故答案为：（1）漏斗；锥形瓶； （2）气体从漏斗口逸出，集气瓶中气体收集不满； （3）控制反应的速率和节约药品；出现白色沉淀；CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O。 [例题4] 化学是一门以实验为基础的科学。请根据如图装置，回答相关问题： （1）写出图中标号仪器名称：a 为 。 （2）实验室制取 CO2的化学反应方程式为： ，可选用的收集装置为 （填写图中装置序号），检验二氧化碳是否收集满的方法是 。 （3）图中装置▲（填写图中装置序号）能起到“随开随制、随关随停”效果，该装置对 反应物中固体药品的要求是 。 （4）实验室可用硫酸铵固体和熟石灰固体混合加热制取氨气，应选择发生装置为 （填序号）。若用如图一装置来收集氨气，试推测氨气的性质： （一点即可，下 同），烧杯和水的作用是 。 （5）图二为某种“微型”实验装置。该装置可用来制氢气并还原氧化铜，写出用此“微型”装置进行实验具有的一个优点： 。 【解答】解：（1）分液漏斗可以控制反应的速率，故答案为：分液漏斗； （2）实验室制取CO2，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和水和二氧化碳，因此不需要加热；二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集；二氧化碳的验满方法是：将一根燃着的木条平放在集气瓶口，木条熄灭，证明满了；故答案为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；E；将一根燃着的木条平放在集气瓶口，木条熄灭，证明满了； （3）装置C能起到“随开随制、随关随停”效果，该装置对反应物中固体药品的要求是：固体是块状或颗粒状；故答案为：C；固体是块状或颗粒状； （4）实验室可用硫酸铵固体和熟石灰固体混合加热制取氨气，因此需要加热；若用如图一装置来收集氨气，推测氨气的性质：氨气的密度比空气小或氨气易溶于水；吸收氨气，防止污染；烧杯和水的作用是：吸收氨气，防止污染；故答案为：A；氨气的密度比空气小或氨气易溶于水；吸收氨气，防止污染； （5）图二中，用此“微型”装置进行实验具有的优点是：节约药品、气密性好等；故答案为：节约药品或气密性好等； 题型三．二氧化碳的化学性质 [例题5] 某校课外活动小组，欲测定一待旅游开发的岩洞内空气中二氧化碳的体积分数（假设洞内空气中不含除二氧化碳外的其他酸性气体）。进行了如图实验： （1）取样。他们准备从岩洞的底部取样，请你设计用广口瓶从洞中取回一瓶空气样品的方法： 。 （2）测定用150mL的注射器从广口瓶中抽取100mL气样，按如图所示的装置进行实验；若乙装置中NaOH溶液能吸收二氧化碳气体，且实验结束后，量筒内水的体积为99mL，此数据是 的体积数（用序号填写）。 A．二氧化碳 B．氮气和氧气的混合气体 C．空气中除二氧化碳外的所有气体 （3）计算：洞底空气中二氧化碳的体积分数为 。 （4）岩洞内空气中二氧化碳的体积分数和正常空气中二氧化碳的体积分数不同的原因可能是 。 【解答】解：（1）为了防止把洞外的气体带到洞中，必须先将广口瓶装满水，盖上玻璃片后带进洞中，将水倒掉，因为二氧化碳能溶于水，为了减少实验误差，必须要将广口瓶内残留的水分擦干，然后再盖上玻璃片，即可；故填：将广口瓶装满水，盖上玻璃片，带进洞中，将水倒掉，擦干瓶内，盖上玻璃片即可； （2）氢氧化钠是为了吸收气体中的CO2剩下的气体进入装置丙中，排水法收集，排开的水进入量筒内，所以量筒内的水相当于是空气中除CO2外的所有气体体积；故填：C； （3）洞底空气中CO2的体积分数为1%；故填：1%； （4）岩洞内的水中溶解有较多的碳酸氢钙，在压强突然变小时，水中的碳酸氢钙迅速分解释放出二氧化碳，所以岩洞内空气中二氧化碳的体积分数和正常空气中二氧化碳的体积分数不同；故填：岩洞内的水中溶解有较多的碳酸氢钙，在压强突然变小时，水中的碳酸氢钙迅速分解释放出二氧化碳。 题型四．二氧化碳与水的反应及实验 [例题6] 下面甲、乙是实验室制备CO2和某同学设计的验证CO2性质的实验装置图。 （1）标有字母a的仪器名称是 。 （2）乙中进行实验时，先关闭K1和K2，加热c一段时间后再通入CO2，观察到b、d中纸花均不变色。再打开K2，d中纸花逐渐变 ，产生此现象的原因 （用化学方程式回答）。若打开K1，还可以证明CO2具有的化学性质是 。 【解答】解：（1）a为加入液体的长颈漏斗； 故答案为：长颈漏斗。 （2）二氧化碳与水反应生成碳酸，遇到紫色石蕊纸花使其变为红色；书写化学方程式注意配平，所以化学方程式为CO2+H2O＝H2CO3；打开K1，看到蜡烛熄灭，说明二氧化碳不支持燃烧，且本身不燃烧； 故答案为：红；CO2+H2O＝H2CO3；不支持燃烧，且本身不燃烧。 题型五．探究二氧化碳的性质 [例题7] 某学习小组对实验室制取二氧化碳及二氧化碳的性质进行如下两个方面的探究。 （一）第一小组用如图一所示装置制取二氧化碳并测定生成二氧化碳的体积，实验开始时他们通过分液漏斗将20mL稀盐酸快速全部加入锥形瓶中并关闭活塞。记录实验过程中量筒中水的体积，数据如表： 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 量筒读数/mL 0 40 50 55 58 60 60 （1）写出图一甲中发生反应的文字表达式 。 （2）图一丙中量筒最好选 （选填“50mL”或“100mL”或“150mL”）。 （3）由于二氧化碳可溶于水，图一乙中如果不加植物油会使测定结果 （选填“偏大”或“偏小”）。 （4）根据以上实验数据分析，该实验中最终生成二氧化碳的体积约为 mL。 （5）在图二中绘出0～6min内量筒中水的体积随时间变化的曲线。 （二）第二小组用如图装置验证二氧化碳有关性质。 实验步骤： ①连接好装置，向外拉动任一注射器的活塞，一段时间后松开手，活塞回到原处； ②注射器a中吸入20mL澄清石灰水，注射器b中吸入20mL盐酸，连接在如图位置，再从中间瓶口通入二氧化碳气体将瓶装满，最后塞上带压强传感器的橡胶塞； ③先后将两注射器中试剂快速全部推入三颈烧瓶中，并保持注射器活塞在注射器底部，振荡三颈烧瓶，压强传感器测得三颈烧瓶中压强变化如图四。 （1）实验步骤中第①步的目的是 。 （2）在第②步中如何检验三颈烧瓶中已充满二氧化碳气体 。 （3）在第③步中最先推入三颈烧瓶的试剂是 ，这时三颈烧瓶中发生反应的符号表达式是 。 （4）在第③步中第二次推入试剂后三颈烧瓶中出现的现象是 ，这时三颈烧瓶中压强变化对应于图四中的哪一段 。（选填：“ab”或“bc”或“cd”） 【解答】解：（一）（1）盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，故文字表达式为：碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳；故答案为：碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳； （2）水的体积为60mL，所以量程大于60mL且最为接近，因此选择100mL的量筒为宜；故答案为：100mL。 （3）二氧化碳可以溶于水，若不加入植物油，二氧化碳部分溶于水，使的测定体积偏小；故答案为：偏小。 （4）滴加的盐酸也有占据了一定空气体积，此时排出气体20mL，量筒内增加20mL，等盐酸与碳酸钙反应后，二氧化碳逸出，此时量筒内体积增大，根据题目数据，在水的体积被排出60mL后不在变化，所以收到的二氧化碳的体积＝量筒内体积﹣盐酸体积＝60mL﹣20mL＝40mL；故答案为：40。 （5）根据题目信息，在时间为0时二氧化碳体积也为0，然后根据其中0﹣5过程中气体增多，5﹣6气体不变，绘出0～6min内量筒中水的体积随时间变化的曲线；故答案为：。 （二）（1）有气体参与的反应，开始实验前检查装置气密性；故答案为：检查装置气密性。 （2）利用二氧化炭不支持燃烧的性质，将燃着的木条置于瓶口，若木条熄灭，则已集满；故答案为：燃着的木条置于中间瓶口，木条熄灭，则已充满二氧化碳。 （3）有图4可知，压强先减小，说明内部二氧化炭减少，压强降低，所以先加入澄清石灰水，二氧化碳被吸收，二氧化炭与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，符号表达式为：CO2+Ca（OH）2→CaCO3+H2O，然后再加入稀盐酸与生成的碳酸钙反应放出二氧化炭，使压强再增大恢复至反应前；故答案为：澄清石灰水；CO2+Ca（OH）2→CaCO3+H2O。 （4）盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳，可以看到溶液中有气泡产生，此时被吸收的二氧化碳被重新生成，内部气体增多，压强增大，直至反应完毕，二氧化碳全部被生成，恢复至反应前的压强，也就是有c处最小压强，恢复到d处的初始压强；故答案为：有气泡产生；cd。 [例题8] 在CO2复习课上，老师设计了如图所示的实验装置，既可用于制取CO2，又可用于探究CO2性质。 说明： 1、装置Ⅰ中盛放的药品是石灰石和稀盐酸。 2、装置Ⅲ中在小试管外壁贴有4片试纸：其中两端的两片用紫色石蕊溶液润湿，中间两片用紫色石蕊溶液浸过并晒干。 3、浓硫酸具有吸水性，可以干燥气体。 （1）实验时，打开K1关闭K2可用来制备CO2。写出装置Ⅰ中化学反应的的化学方程式 ；检验Ⅱ中气体收集满的方法是 。 （2）实验时，关闭K1打开K2可用于探究CO2的物理性质和化学性质。实验时Ⅲ中出现的现象是 ，有关反应化学方程式为 ，该实验说明CO2具有的物理性质是 。 （3）小龙同学建议装置Ⅱ与Ⅲ之间最好接装有浓硫酸的试剂瓶，以便更准确地完成实验，其理由是 。 【解答】解：（1）盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，书写化学方程式注意配平和气体符号，所以化学方程式为2HCl+CaCO3＝CaCl2+H2O+CO2↑；二氧化碳不支持燃烧，集满后从a逸出，所以将燃着的木条置于a处，观察木然是否熄灭，判断气体是否集满； 故答案为：2HCl+CaCO3＝CaCl2+H2O+CO2↑；将燃着的木条置于a处，木条熄灭，则已集满。 （2）二氧化碳从小孔逸出，先在底部聚集，所以此时底部湿润的紫色湿润试纸比顶部湿润的紫色石蕊试纸先变红，中间两个干燥石蕊试纸不变色；二氧化碳和水反应生成碳酸，显酸性，使试纸变色，书写化学方程式注意配平，所以化学方程式为CO2+H2O＝H2CO3；底部试纸先变色，说明二氧化碳在底部先聚集，证明其密度比空气大； 故答案为：底部湿润的试纸比顶部湿润的试纸先变为红色，中间试纸不变色；CO2+H2O＝H2CO3；密度比空气大。 （3）由于碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳、水和氯化钙，气体可以带出水蒸气，若进入Ⅲ，则会影响试纸的变色，因此需要增加浓硫酸干燥气体； 故答案为：避免反应中带出水蒸气，影响实验结果判断。 题型六．根据化学反应方程式的计算 [例题9] 某石灰厂需要测定产品生石灰中杂质（杂质只含CaCO3）的质量分数。小刚进行了如图实验。请计算： （1）生成CO2气体的质量（假设气体全部逸出，不考虑水蒸气的影响）； （2）样品中CaCO3的质量分数。 【解答】解：（1）反应前后的质量差即是生成的二氧化碳的质量，生成的二氧化碳的质量为：10g+500g+100g﹣609.78g＝0.22g， （2）设样品中CaCO3的质量为x， CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑ 100 44 x 0.22g x＝0.5g 样品中CaCO3的质量分数为：100%＝5%。 答：（1）生成CO2气体的质量为0.22g； （2）样品中CaCO3的质量分数为5%。 巩固提高 [练习1] 下面是实验室制取和收集气体的装置，请按要求作答： （1）仪器甲的名称是 ，乙的名称是 ． （2）用B装置制取气体并能随时停止反应，上部与下部对接应选 （填“b”、“c”）． （3）从装置A﹣D中选择：加热KMnO4制取O2并用排水法收集，应选用图中的 和 （填字母，此两空共1分），反应的化学方程式为 ． （4）用装置E排空气收集H2，气体应从导管的 （填“d”、“e”）端进入；若用E装置收集氧气且进气管接e端，应作 改动，方可收集． （5）若在E装置中加入浓硫酸，用E、C两装置收集干燥的二氧化碳，则气体应由E装置导管的 （填“d”、“e”）端进． 【解答】解：（1）酒精灯是常用的加热仪器，集气瓶是收集气体的仪器，故答案为：酒精灯；集气瓶 （2）用多孔塑料片可以随时控制反应的进行，因此连接c，故答案为：c （3）如果用高锰酸钾制氧气就需要加热，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，要注意配平；氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集．故答案为：A和D；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ （4）用装置E排空气收集H2，气体应从短导管进入，因为氢气的密度比空气的密度小；若用E装置收集氧气且进气管接e端，应将装置E装满水或倒置，方可收集．故答案为：e；应将装置E装满水或倒置 （5）若在E装置中加入浓硫酸，用E、C两装置收集干燥的二氧化碳，则气体应由E装置的长导管进入．故答案为：d [练习2] 请根据所提供的试剂和仪器，按要求填空： Ⅰ．试剂：稀硫酸、稀盐酸、过氧化氢溶液、大理石、二氧化锰 Ⅱ．仪器：（铁架台、石棉网等已省略） （1）写出图中标有①、②仪器的名称：① ，② 。 （2）实验室制取氧气时，为了便于控制反应且获得平稳的气流，发生装置可选用图中的 （填字母），化学方程式为 。用该装置和提供的试剂还可以制取 气体，化学方程式为 。收集方法是 ，检验该气体收集满的方法是 。 （3）设计一套制取少量蒸馏水的简易装置，需选择图中的A、B和 （填字母）。 【解答】解： （1）熟记常用仪器的名称可知①为烧杯；②为长颈漏斗。 （2）选用C（或A）和F，将二氧化锰装入C（或A）中，将过氧化氢溶液装入F中的分液漏斗中，通过分液漏斗匀速的添加过氧化氢溶液，使反应持续、匀速的发生，可以得到平稳的氧气流；过氧化氢以二氧化锰为催化剂生成水和氧气；实验室用稀盐酸与大理石反应制取二氧化碳时也可用此装置；碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；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；二氧化碳能使燃着的木条熄灭，验满时应将燃着的木条放在集气瓶口部。 （3）制取蒸馏水的装置一般包括加热水得到水蒸气的装置和冷却水蒸气得到蒸馏水的装置，前者应选的仪器有：CEG，后者应选的仪器有：AB 故答案为：（1）烧杯；长颈漏斗。 （2）C、F或A、F；2H2O22H2O+O2↑；CO2；CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；向上排空气法；将燃着的木条放在瓶口，火焰熄灭，证明满瓶 （3）C、E、G [练习3] 请你和小明一起进行实验室制取二氧化碳的探究。 （1）选择药品。小明对三组药品进行了研究，实验记录如下： 组别 药品 实验现象 1 块状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率适中 2 块状石灰石和稀硫酸 产生气泡速率缓慢并逐渐停止 3 碳酸钠粉末和稀盐酸 产生气泡速率很快 一般选择第1组药品而不选择第3组药品的原因是 ，其反应的化学方程式为 。 （2）选择装置。通过对制取氧气装置的分析，他选择用过氧化氢制取氧气的发生装置。你认为他选择的依据是 。 （3）制取气体。将药品装入所选装置制取气体，并用向上排空气法收集。验满方法是 （4）气体检验。将生成的气体通入石蕊溶液中，溶液变红，因此他确定该气体是二氧化碳。他的检验方法是否正确？请说明理由 。 【解答】解：（1）由表格可知，一般选择第1组药品而不选择第3组药品的原因是：第1组药品产生气泡速率适中，第3组药品反应速率快，不便于收集；碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和水和二氧化碳，配平即可；故答案为：第1组药品产生气泡速率适中，第3组药品反应速率快，不便于收集； CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑； （2）如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，选择的依据是：固体和液体反应，不需加热；故答案为：固体和液体反应，不需加热（或反应物状态和反应条件与用过氧化氢制取氧气相同）； （3）二氧化碳气体验满的方法是：将燃着的木条放在瓶口，观察火焰是否熄灭；故答案为：将燃着的木条放在瓶口，观察火焰是否熄灭； （4）将生成的气体通入石蕊溶液中，溶液变红，因此他确定该气体是二氧化碳不正确，因为其他气体也可能使石蕊溶液变红；二氧化碳一般用澄清的石灰水检验：把气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊，就证明是二氧化碳；故答案为：不正确，其他气体也可能使石蕊溶液变红（或应该用澄清的石灰水检验二氧化碳）。 [练习4] “变废为宝、爱护环境、节约资源”从我做起。宁宁同学收集一些家庭装修时废弃大理石碎片，并设计如图装置来测取二氧化碳，该反应装置通过粗铜丝调节能随时控制反应的发生。回答有关问题： （1）大理石应放在 中，装置A中反应化学方程式为 。 （2）装置A中的粗铜线能否用粗铁线代替 ，原因可用化学方程式为： 。 （3）用装置B收集CO2，验满时应把燃着的木条放在（填字母） 处，若观察到 的现象，证明已集满二氧化碳。 （4）某同学建议宁宁改用排水法收集二氧化碳，认为这种收集二氧化碳较纯净，你认为该同学的建议可采纳吗？ ，你的理由是 。 （5）将A装置中的粗铜线及小药瓶除去，还可制备氧气，请写出用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气的反应化学方程式 。 【解答】解：（1）大理石是块状固体应放在药瓶中和实验室制取二氧化碳的反应原理：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，故答案为：药瓶；CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。 （2）铁能和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，故答案为：不能；Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑。 （3）二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧，故验满就将燃着的木条放在集气瓶口看是否熄灭，故答案为：a；燃着的木条熄灭。 （4）二氧化碳能溶于水又能和水反应，所以不能用排水法收集，故答案为：不可以；二氧化碳能溶于水且能和水反应。 （5）用过氧化氢和二氧化锰制取氧气的反应：2H2O22H2O+O2↑。 [练习5] 研究性学习小组选择下列某些仪器制取气体． （1）写出仪器名称a b （2）该小组同学用加热高锰酸钾的方法制取氧气．写出该反应的化学反应方程式： ，此时发生装置应该选用上图中的 ，收集氧气的装置可以用 或 ． （3）A装置中试管口略向下倾斜的原因是 ． （4）实验结束，先 ，再 ，防止水槽中的水倒流使试管破裂． （5）若用B装置制取二氧化碳，写出该反应的化学反应方程式： （6）实验室常用硫化亚铁固体与稀硫酸在常温下反应制硫化氢气体和硫酸亚铁．由此可推知：实验室制取硫化氢气体时，发生装置应选用上图所示的（填代号） 装置． 【解答】解：（1）a 试管b 集气瓶 （2）用加热高锰酸钾的方法制取氧气，是高锰酸钾受热分解成锰酸钾和二氧化锰、氧气，对应的化学反应方程式：2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑，由于是固体加热制备，所以发生装置应该选用上图中的 A，氧气密度比空气大，且不易溶于水，所以收集氧气的装置可以用 C或 E． （3）A装置中试管口略向下倾斜的原因是 防止冷凝水倒流使试管炸裂． （4）实验结束，先 把导管移出水面，再 熄灭酒精灯（或停止加热），防止水槽中的水倒流使试管破裂． （5）若用B装置制取二氧化碳，是固体和液体在常温下反应，实验室一般选用碳酸钙和盐酸反应，生成氯化钙和水以及二氧化碳，对应的化学反应方程式：2HCl+CaCO3＝CaCl2+CO2↑+H2O （6）实验室常用硫化亚铁固体与稀硫酸在常温下反应制硫化氢气体和硫酸亚铁．是固体和液体在常温下反应，所以发生装置应选用上图所示的B装置． [练习6] 今年在全区学生初中毕业化学实验操作技能考查中，提供了高锰酸钾、稀盐酸、大理石、氯酸钾、澄清的石灰水等药品及以下仪器： 以下是两位同学参加测试的试题，请回答相关问题。 【尧尧同学抽到的题目是A组“二氧化碳的制取”】 （1）请写出实验室制取该气体化学方程式 ； （2）气体能够从锥形瓶中逸出，其主要原因是瓶内生成二氧化碳气体，① ，压强增大，② ，在压强差的作用下，因此二氧化碳气体逸出。 （3）将生成的气体通入到澄清石灰水中，发现石灰水没有出现白色浑浊，请你分析其原因 ，解决的方法为 。 【墨墨同学抽到的题目是B组“氧气的制取”】 （4）选择制取氧气所需要的仪器为 （填仪器代码） （5）用所选仪器制取氧气，收集完成后，要结束实验的正确操作是应先 ，后 ； （6）请将制取该气体的装置图2补充完整。 【解答】解：（1）在实验室中，常用大理石或石灰水与稀盐酸反应来制取二氧化碳，大理石或石灰石的主要成分是碳酸钙，与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；故填：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑； （2）气体能够从锥形瓶中逸出，其主要原因是瓶内生成二氧化碳气体，气体体积膨胀，压强增大，大于外界大气压，在压强差的作用下，因此二氧化碳气体逸出。故填：气体体积膨胀；大于外界大气压； （3）将生成的气体通入到澄清石灰水中，发现石灰水没有出现白色浑浊，可能是石灰水变质或所用盐酸浓度过大，挥发出来的氯化氢气体与氢氧化钙发生了反应；故填：石灰水变质或所用盐酸浓度过大；更换石灰水或使用稀盐酸； （4）可利用提供的高锰酸钾来加热制取氧气，属于固体加热型，所以选择仪器CDFGHI来装置；故填：CDFGHI； （5）加热高猛收集制取氧气，并用排水法收集氧气结束后，应先将导管从水槽中取出，后熄灭酒精灯，以防冷水倒吸炸裂试管；故填：将导管从水槽中取出；熄灭酒精灯； （6）需要画出用酒精灯的外焰加热、药品、试管口的棉花团、水槽中的水、集气瓶；故填：为。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$