专题05 碳和碳的氧化物(山东专用)-【好题汇编】2025年中考化学一模试题分类汇编
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内容正文:
专题05 碳和碳的氧化物
考点概览
题型一 碳单质
题型二 碳氧化物的性质及用途
题型三 二氧化碳的制取
碳单质题型一
1.(2025·山东济南·一模)碳单质存在的形式多种多样,除了金刚石、石墨之外,科学家们又相继发现了一些新的碳单质,如C60、C70、碳纳米管等。下列对于碳单质的认识中,正确的是( )
A.石墨转化为金刚石属于化学变化 B.所有碳单质的物理性质和化学性质完全相同
C.C60充分燃浇产物只有二氧化碳 D.金刚石,石墨由原子构成, C60由分子构成
2.(2025·山东枣庄·二模)下列物质的性质与用途,对应关系错误的是( )
A.金刚石硬度大,用于切割大理石
B.氢氧化钠固体易吸水,用于干燥二氧化碳
C.石墨烯导电性强,用作新型电阻触摸屏的电极
D.干冰升华吸热,用于人工降雨
3.(2025·山东淄博·一模)物质性质在很大程度上决定了物质的用途。下列物质用途主要利用其化学性质的是( )
A.用活性炭作防毒面具 B.用金刚石作玻璃刀
C.用氩气做反应保护气 D.用石墨作电极
4.(2025·山东潍坊·一模)下列关于金刚石和石墨的描述,说法不正确的是( )
A.石墨很软,因此可用作干电池电极 B.金刚石很硬,可用来加工坚硬的金属
C.性质差异大,因为原子的排列方式不同 D.一定条件下,石墨可以转化为金刚石
碳氧化物的性质及用途题型二
5.(2025·山东德州·一模)下列有关碳及其化合物的性质与用途具有相应关系的是( )
A.石墨有滑腻感,可制造电极 B.能与反应,可用于人工降雨
C.属于碱,可用于治疗胃酸过多 D.具有还原性,可用于炼铁
6.(2025·山东德州·一模)收集一瓶干燥的,放入蓝色石蕊试纸,试纸不变色;再加入蒸馏水振荡,试纸变红;倒置后玻璃片没有掉下来(如图)。由此能得出的结论是( )
A.振荡后试纸变红,证明与石蕊发生了反应
B.振荡后试纸变红,证明与水反应产生了酸性物质
C.玻璃片没有掉下,证明瓶内气压大于大气压
D.玻璃片没有掉下,证明与水发生了反应
7.(2025·山东泰安·一模)“氧循环”“碳循环”“水循环”是自然界存在的三大重要循环。下列说法错误的是( )
A.资源观:化石燃料主要包括煤、石油和天然气,属于不可再生能源,要珍惜资源
B.环保观:大气中二氧化碳含量升高,容易导致温室效应,所以提倡低碳生活
C.变化观:在⑤⑧两个反应中,反应物相同,产物不同的原因是反应条件不同
D.平衡观:碳、氧循环只发生化学变化,可维持大气中和含量的相对稳定
8.(2025·山东淄博·一模)可用如图装置进行二氧化碳的部分性质实验,①③是湿润的紫色石蕊试纸,②是干燥的紫色石蕊试纸,装置Ⅱ中的蜡烛是燃着的。下列说法正确的是( )
A.装置Ⅰ中①③变红,②不变红,说明能使紫色石蕊试纸变红
B.装置Ⅰ、装置Ⅱ中的现象都能说明比空气重
C.装置Ⅱ中蜡烛火焰自上而下依次熄灭说明不支持燃烧
D.可用该装置来检验二氧化碳
9.(2025·山东济南·一模)某同学用如图实验进行研究CO2的性质(蓝色石蕊试纸遇酸性溶液变红色)。下列说法中,不正确的是( )
A.观察到试纸③比试纸①先变红,说明CO2的密度比空气大
B.通过试纸②和试纸③现象不同,说明CO2能与水发生化学反应
C.实验中燃着的木条熄灭,说明CO2不燃烧也不支持燃烧
D.过程中湿润的蓝色石蕊试纸变红色,说明CO2是一种酸
10.(2025·山东滨州·一模)性质决定用途,用途反映性质。下列物质的用途与性质对应不正确的是( )
A.用CO冶炼金属:CO具有还原性
B.用稀盐酸除铁锈:盐酸可与Fe反应
C.用干冰人工降雨:干冰升华可吸热
D.用熟石灰改良酸性土壤:熟石灰能与酸发生中和反应
二氧化碳的制取题型三
11.(2025·山东泰安·一模)实验室用石灰石与稀盐酸制备的实验中,下列装置图能达到对应实验目的的是( )
选项
A
B
C
D
实验目的
制备
除去中混有的气体
干燥
排空气法收集
装置图
A.A B.B C.C D.D
12.(2025·山东日照·一模)化学是一门以实验为基础的自然科学。实验室有以下装置:
(1)仪器b的名称 。
(2)实验室要利用上述仪器制取二氧化碳气体,请回答下列问题
①实验室制取二氧化碳的化学方程式为 ,选用该原理的依据有 。
A.原料廉价易得
B.反应速率适中
C.制得的气体较纯净
D.实验条件易于控制
②利用该原理选用的制取装置有 (填标号)。
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气的原理(用化学方程式表示) ,若用装置C制二氧化碳时,关闭开关,多孔隔板处依次观察到的现象是 (用字母e、f、g对如图所示现象进行排序)。
(4)氯酸钾在二氧化锰的催化下加热生成氯化钾和氧气,为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速率的影响,甲同学设计以下对比实验:
Ⅰ.将3.0g与1.0g均匀混合加热;
Ⅱ.将x g与1.0g均匀混合加热。
在相同温度下,比较两组实验产生O2速率的快慢。
Ⅰ中反应的化学方程式是 ;Ⅱ中x的值应为 。
13.(2025·山东菏泽·一模)I.如图是实验室制备CO2并验证CO2性质的实验装置图,按要求回答下列问题。
(1)写出仪器②的名称 。
(2)关闭活塞N,打开活塞M,向仪器②中加入稀盐酸,写出装置C中发生反应的化学方程式: 。装置B中的现象是 。
(3)关闭活塞M、打开活塞N,用C、D制取并收集CO2,观察到E中 现象时,说明D中已收集满CO2.
(4)也可用装置F代替装置C制取CO2,优点是 。
Ⅱ.化学小组研究了图1所示的某品牌制氧机的装置原理后,利用身边物品自制了如图2所示的简易供氧器。
(5)图 2 中 a 瓶相当于图 1 的 。
过碳酸钠为白色固体,遇水能产生碳酸钠和过氧化氢,需在低温干燥环境中保存。
实验 1:探究药品用量、温度对产氧速率的影响
【进行实验】在不同温度下,取一定质量的过碳酸钠和 MnO₂放入 b 瓶中,并加入相同体积的水,测得平均产氧速率数据如下表所示。
序号
过碳酸钠质量/g
MnO₂质量/g
温度/℃
平均产氧速率 mL/s
①
10
0. 3
26
2. 73
②
20
0. 3
26
8. 56
③
10
0. 3
41
4. 54
(6)若需要 6.50mL/s 左右的平均产氧速率,MnO2质量相同的条件下过碳酸钠的质量和温度条件比较合适的是_______。
A.17g 26℃ B.20g 41℃ C.10g 26℃
14.(2025·山东临沂·一模)如图是实验室常用气体制备装置,据图回答问题:
(1)写出实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式 。
(2)写出实验室用稀盐酸和石灰石制取二氧化碳的化学方程式 ;作为气体发生装置,装置C相较于装置B具有的优点是 ,该实验中最好将发生装置中导出的气体通过饱和NaHCO3溶液后再收集,饱和NaHCO3溶液的作用是 。
(3)把50.0g溶质质量分数为98%的浓硫酸稀释成9.8%的稀硫酸,需加水(密度为1.0g/mL)的体积为 mL。
15.(2025·山东临沂·一模)化学兴趣小组用实验室制取气体的装置,进行了一次探究学习活动。
活动一:实验室制取氧气。
(1)选用上述装置制取氧气的化学反应方程式为 。
(2)制取并收集较干燥的氧气,正确的装置接口顺序(从左到右)依次为 (填字母序号),B中盛放的液体是 (填试剂名称)。
活动二:制作二氧化碳自动补给装置。
(3)装置A中发生反应的化学方程式为 ;气量调节阀能控制气体的流速,则装置B中可通过观察 确定气体的流速。
(4)为保证产生的二氧化碳有充足的时间溶于水,最好将导管口放置于装置C中的 (填“①”“②”或“③”)处。
16.(2025·山东德州·一模)实验室制取气体的部分装置如图所示,请回答下列问题:
(1)请写出图A中标号仪器的名称:a 。
(2)实验室采用高锰酸钾制取氧气,可选择的发生装置是 ,该反应的化学方程式为 。若收集较纯净的氧气,需用F装置,气体收集满的标志是 。
(3)实验室制取并收集干燥的二氧化碳,可将装置B与装置 (按连接顺序填字母序号)组合,其中起到干燥作用的装置中所盛放的试剂名称是 。若将装置B改为装置C,优点是 。
17.(2025·山东济宁·一模)如图是实验室制取气体的部分装置,请根据实验装置(部分固定装置已省略)回答下列问题:
(1)写出装置B中①的仪器名称 ;
(2)若用A装置中紫黑色粉末制取氧气,发生的化学方程式为 ;实验室既可以制取,又可以制取的发生和收集装置组合为: (在A-E中选);
(3)若用F装置收集一瓶干燥的某气体,则该气体可能是______(填字母代号);
A. B. C. D.
(4)工业上常需分离CO、的混合气体。某同学采用装置G也能达到分离该混合气体的目的,操作步骤如下:
①关闭活塞乙,打开活塞甲,通入混合气体,可收集到 气体;
②然后 (填操作),又可收集到另一种气体。
18.(2025·山东日照·一模)图1是实验室制取常见气体的装置,图2是探究铁生锈条件的实验装置,请回答下列问题。
(1)用大理石和稀盐酸制取CO2的化学方程式为 ,发生装置是 (填字母序号)。
(2)加热高锰酸钾制取O2的化学方程式为 ,收集装置是 (填字母序号)。
(3)装置F中分液漏斗内的试剂是 ,打开活塞,缓慢滴加试剂,持续反应5分钟后,装置G中的现象是 ,达到实验目的。
(4)火星的大气中含有大量CO2,科学家认为人类未来建设火星基地时,能利用火星大气中的CO2制取O2理论依据是 。
19.(2025·山东德州·一模)实验小组的同学对CO2的实验室制取进行了探究。
Ⅰ、利用图1装置进行实验,2分钟内收集到一瓶CO2,将其倾倒入图2烧杯中
【解释与结论】
(1)实验室用大理石和稀盐酸制取CO2的化学方程式为 。
(2)图2实验,蜡烛1、2依次熄灭,体现CO2的性质是 (最少一条)。
Ⅱ、探究影响大理石与稀硫酸反应制取CO2实验效果的因素。
【查阅资料】通常不选用大理石与稀硫酸反应制取CO2,原因是反应生成的硫酸钙微溶于水,覆盖在大理石表面,阻碍了反应进行。
【进行实验】20℃,101.5kPa下,向15g大理石中加入10mL盐酸或稀硫酸,如图3所示进行实验。利用电磁搅拌器对锥形瓶中的溶液进行搅拌,减缓硫酸钙覆盖在大理石表面。记录如下:
实验
酸的浓度、种类
大理石颗粒
搅拌器转速转/分钟
2分钟后压强/kPa
①
1.8%稀盐酸
粗
0
118
②
2.45%稀硫酸
粗
0
102
③
2.45%稀硫酸
粗
1250
106
④
4.9%稀硫酸
粗
1250
104
⑤
0.98%稀硫酸
粗
1250
111
⑥
X
中
1250
117
⑦
0.98%稀硫酸
细
1250
125
已知:本实验中,2分钟后压强越大,生成CO2越多,制取CO2实验效果越好。
【解释与结论】
(3)依据实验数据,能证明“搅拌会影响制取CO2实验效果”的证据是 。
(4)探究稀硫酸浓度对制取CO2实验效果影响的实验是 (填实验序号)。
(5)实验⑤⑥⑦的目的是探究大理石颗粒大小对制取CO2实验效果的影响,则X为 ,结论为 。
20.(2025·山东聊城·一模)实验室用石灰石和稀盐酸制备少量并进行性质实验,实验装置如图所示。
(1)B装置中发生反应的化学方程式为 。C装置是利用浓硫酸具有 性。
(2)向D中缓慢通入气体研究的部分性质,可证明能与水反应的现象是 ;可证明密度比空气大的现象是 。
(3)实验室用含杂质20%的石灰石2.5g与足量稀盐酸反应,理论上能生成二氧化碳的质量是多少?(请写出计算过程)
试卷第1页,共3页
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专题05 碳和碳的氧化物
考点概览
题型一 碳单质
题型二 碳氧化物的性质及用途
题型三 二氧化碳的制取
碳单质题型一
1.(2025·山东济南·一模)碳单质存在的形式多种多样,除了金刚石、石墨之外,科学家们又相继发现了一些新的碳单质,如C60、C70、碳纳米管等。下列对于碳单质的认识中,正确的是( )
A.石墨转化为金刚石属于化学变化 B.所有碳单质的物理性质和化学性质完全相同
C.C60充分燃浇产物只有二氧化碳 D.金刚石,石墨由原子构成, C60由分子构成
【答案】ACD
【解析】A、石墨和金刚石是碳元素形成的不同单质,石墨转化为金刚石,有新物质生成,属于化学变化,故选项说法正确;
B、金刚石、石墨等碳单质中碳原子的排列方式不同,碳单质的物理性质差异很大,故选项说法错误;
C、碳单质具有可燃性,C60充分燃烧产物只有二氧化碳,故选项说法正确;
D、金刚石、石墨由原子构成,C60由C60分子构成,故选项说法正确。
故选ACD。
2.(2025·山东枣庄·二模)下列物质的性质与用途,对应关系错误的是( )
A.金刚石硬度大,用于切割大理石
B.氢氧化钠固体易吸水,用于干燥二氧化碳
C.石墨烯导电性强,用作新型电阻触摸屏的电极
D.干冰升华吸热,用于人工降雨
【答案】B
【解析】A、金刚石硬度大,用于切割大理石,故选项对应关系正确;
B、氢氧化钠固体易吸水,但能与二氧化碳反应,不能用于干燥二氧化碳,故选项对应关系不正确;
C、石墨烯导电性强,用作新型电阻触摸屏的电极,故选项对应关系正确;
D、干冰升华吸热,使周围的温度降低,用于人工降雨,故选项对应关系正确。
故选B。
3.(2025·山东淄博·一模)物质性质在很大程度上决定了物质的用途。下列物质用途主要利用其化学性质的是( )
A.用活性炭作防毒面具 B.用金刚石作玻璃刀
C.用氩气做反应保护气 D.用石墨作电极
【答案】C
【解析】A、用活性炭作防毒面具,是利用活性炭的吸附性,该性质不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质,故A错误;
B、用金刚石作玻璃刀,是利用金刚石硬度大的性质,该性质不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质,故B错误;
C、用氩气做反应保护气,是因为氩气化学性质稳定,不易与其他物质发生化学反应,属于化学性质,故C正确;
D、用石墨作电极,是利用石墨的导电性,该性质不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质,故D错误;
故选:C。
4.(2025·山东潍坊·一模)下列关于金刚石和石墨的描述,说法不正确的是( )
A.石墨很软,因此可用作干电池电极 B.金刚石很硬,可用来加工坚硬的金属
C.性质差异大,因为原子的排列方式不同 D.一定条件下,石墨可以转化为金刚石
【答案】A
【解析】A、石墨用作干电池电极的主要原因是其具有良好的导电性,而不是因为其质地软,选项A不正确;
B、金刚石是天然存在的最硬的物质,硬度高使其可用于切割或加工坚硬金属,选项B正确;
C、金刚石和石墨都是由碳原子构成的,因为碳原子的排列方式不同,导致两者物理性质差异很大,选项C正确;
D、在高温、高压和催化剂条件下,碳原子的排列方式可以发生改变,石墨可转化为金刚石,选项D正确。
故选A。
碳氧化物的性质及用途题型二
5.(2025·山东德州·一模)下列有关碳及其化合物的性质与用途具有相应关系的是( )
A.石墨有滑腻感,可制造电极 B.能与反应,可用于人工降雨
C.属于碱,可用于治疗胃酸过多 D.具有还原性,可用于炼铁
【答案】D
【解析】A、石墨能制造电极是因为石墨具有良好的导电性,而不是因为有滑腻感,该选项错误;
B、干冰(固态CO2)可用于人工降雨,是利用干冰升华吸热,使周围温度降低,水蒸气凝结成水滴,并非是因为CO2能与NaOH反应,该选项错误;
C、Na2CO3由钠离子和碳酸根离子构成,属于盐,不属于碱,且一般不用Na2CO3治疗胃酸过多,常用碳酸氢钠等,该选项错误;
D、在炼铁工业中,CO能夺取铁矿石(如氧化铁等)中的氧,表现出还原性,将铁从其氧化物中还原出来,所以CO可用于炼铁,该选项正确。
故选D。
6.(2025·山东德州·一模)收集一瓶干燥的,放入蓝色石蕊试纸,试纸不变色;再加入蒸馏水振荡,试纸变红;倒置后玻璃片没有掉下来(如图)。由此能得出的结论是( )
A.振荡后试纸变红,证明与石蕊发生了反应
B.振荡后试纸变红,证明与水反应产生了酸性物质
C.玻璃片没有掉下,证明瓶内气压大于大气压
D.玻璃片没有掉下,证明与水发生了反应
【答案】B
【解析】A、注入水之前CO2与石蕊试纸接触,但不能使石蕊试纸变红,说明CO2不能与石蕊反应,故选项说法不正确;
B、蓝色石蕊试纸遇酸变红,注入水之前CO2与石蕊试纸接触,但不能使石蕊试纸变红,倒置且振荡后CO2与水充分接触,而此时石蕊试纸变红,说明CO2与水反应产生了酸性物质,酸性物质使蓝色石蕊试纸变红,故选项说法正确;
C、玻璃片没有掉下,证明瓶内气压小于大气压,故选项说法不正确;
D、玻璃片没有掉下,证明瓶内气压小于大气压,不能证明CO2与水发生了反应,可能是CO2溶于水导致的,故选项说法不正确。
故选B。
7.(2025·山东泰安·一模)“氧循环”“碳循环”“水循环”是自然界存在的三大重要循环。下列说法错误的是( )
A.资源观:化石燃料主要包括煤、石油和天然气,属于不可再生能源,要珍惜资源
B.环保观:大气中二氧化碳含量升高,容易导致温室效应,所以提倡低碳生活
C.变化观:在⑤⑧两个反应中,反应物相同,产物不同的原因是反应条件不同
D.平衡观:碳、氧循环只发生化学变化,可维持大气中和含量的相对稳定
【答案】D
【解析】A、化石燃料主要包括煤、石油和天然气,它们是古代生物遗体经过漫长地质年代形成的,属于不可再生能源,所以要珍惜资源,该说法正确;
B、大气中二氧化碳含量升高,会使地球表面热量不易散发,导致温室效应,提倡低碳生活可减少二氧化碳排放,缓解温室效应,该说法正确;
C、反应⑤是植物的光合作用,在光照等条件下,二氧化碳和水转化为氧气和有机物;反应⑧是二氧化碳与水反应生成碳酸,反应物相同但产物不同,是因为反应条件不同,该说法正确;
D、碳、氧循环过程中既有化学变化,如动植物呼吸、光合作用等;也有物理变化,如二氧化碳气体在大气中的扩散等,该说法错误。
故选D。
8.(2025·山东淄博·一模)可用如图装置进行二氧化碳的部分性质实验,①③是湿润的紫色石蕊试纸,②是干燥的紫色石蕊试纸,装置Ⅱ中的蜡烛是燃着的。下列说法正确的是( )
A.装置Ⅰ中①③变红,②不变红,说明能使紫色石蕊试纸变红
B.装置Ⅰ、装置Ⅱ中的现象都能说明比空气重
C.装置Ⅱ中蜡烛火焰自上而下依次熄灭说明不支持燃烧
D.可用该装置来检验二氧化碳
【答案】B
【解析】A、装置Ⅰ中①③为湿润的紫色石蕊试纸,②为干燥的紫色石蕊试纸,②不变红,说明二氧化碳不能使紫色石蕊试纸变红;①③变红,是因为二氧化碳与水反应生成的碳酸呈酸性,能使石蕊试纸变红,故错误;
B、装置Ⅰ中二氧化碳与水反应生成的碳酸呈酸性,能使石蕊试纸变红,且③比①先变红,说明二氧化碳的密度比空气大;装置Ⅱ中点燃的蜡烛自下而上依次熄灭,说明二氧化碳密度比空气大,故正确;
C、装置Ⅱ中点燃的蜡烛应该自下而上依次熄灭,说明二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧,密度比空气大,故错误;
D、装置可用来检验二氧化碳的性质,但不能检验是不是二氧化碳,因为能溶于水,与水反应生成酸,使紫色石蕊试纸变红的气体不一定是二氧化碳,通常用澄清石灰水来检验二氧化碳,故错误;
故选B。
9.(2025·山东济南·一模)某同学用如图实验进行研究CO2的性质(蓝色石蕊试纸遇酸性溶液变红色)。下列说法中,不正确的是( )
A.观察到试纸③比试纸①先变红,说明CO2的密度比空气大
B.通过试纸②和试纸③现象不同,说明CO2能与水发生化学反应
C.实验中燃着的木条熄灭,说明CO2不燃烧也不支持燃烧
D.过程中湿润的蓝色石蕊试纸变红色,说明CO2是一种酸
【答案】D
【解析】A、二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使蓝色石蕊试纸变红,观察到试纸③比试纸①先变红,说明的密度比空气大,说法正确,不符合题意;
B、二氧化碳不能使干燥蓝色石蕊试纸变色,二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,使湿润蓝色石蕊试纸变红色,则通过试纸②和试纸③现象不同,说明能与水发生化学反应,说法正确,不符合题意;
C、实验中燃着的木条熄灭,说明不燃烧也不支持燃烧,说法正确,不符合题意;
D、实验过程中湿润的蓝色石蕊试纸变红色,是因为二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸是一种酸,说法错误,符合题意。
故选:D。
10.(2025·山东滨州·一模)性质决定用途,用途反映性质。下列物质的用途与性质对应不正确的是( )
A.用CO冶炼金属:CO具有还原性
B.用稀盐酸除铁锈:盐酸可与Fe反应
C.用干冰人工降雨:干冰升华可吸热
D.用熟石灰改良酸性土壤:熟石灰能与酸发生中和反应
【答案】B
【解析】A、一氧化碳具有还原性,能与金属氧化物反应,可用于冶炼金属,不符合题意;
B、稀盐酸能与铁锈的主要成分氧化铁反应生成氯化铁和水,故可用稀盐酸除去铁锈,符合题意;
C、干冰升华吸热,能使周围温度降低,可用于人工降雨,不符合题意;
D、熟石灰显碱性,能与酸发生中和反应,故可用熟石灰改良酸性土壤,不符合题意。
故选B。
二氧化碳的制取题型三
11.(2025·山东泰安·一模)实验室用石灰石与稀盐酸制备的实验中,下列装置图能达到对应实验目的的是( )
选项
A
B
C
D
实验目的
制备
除去中混有的气体
干燥
排空气法收集
装置图
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A、实验室用石灰石与稀盐酸制备CO2,反应在常温下进行,不需要加热,该装置用酒精灯加热,会导致反应速率过快,不能达到制备CO2的目的;
B、CO2和HCl都能与NaOH溶液反应,用NaOH溶液除去CO2中混有的HCl气体会把CO2也反应掉,不能达到除杂目的;
C、浓硫酸具有吸水性,且不与CO2反应,可用于干燥CO2,但气体应从长导管通入,以使气体与浓硫酸充分接触,不能从短导管通入,否则会导致浓硫酸排出装置,不能达到干燥CO2的目的;
D、CO2密度比空气大,应用向上排空气法收集,即导管应 “长进短出”,能达到收集CO2的目的。
故选D。
12.(2025·山东日照·一模)化学是一门以实验为基础的自然科学。实验室有以下装置:
(1)仪器b的名称 。
(2)实验室要利用上述仪器制取二氧化碳气体,请回答下列问题
①实验室制取二氧化碳的化学方程式为 ,选用该原理的依据有 。
A.原料廉价易得
B.反应速率适中
C.制得的气体较纯净
D.实验条件易于控制
②利用该原理选用的制取装置有 (填标号)。
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气的原理(用化学方程式表示) ,若用装置C制二氧化碳时,关闭开关,多孔隔板处依次观察到的现象是 (用字母e、f、g对如图所示现象进行排序)。
(4)氯酸钾在二氧化锰的催化下加热生成氯化钾和氧气,为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速率的影响,甲同学设计以下对比实验:
Ⅰ.将3.0g与1.0g均匀混合加热;
Ⅱ.将x g与1.0g均匀混合加热。
在相同温度下,比较两组实验产生O2速率的快慢。
Ⅰ中反应的化学方程式是 ;Ⅱ中x的值应为 。
【答案】(1)集气瓶
(2) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ ABCD BE/CE
(3) gfe
(4) 3.0
【解析】(1)仪器b的名称是集气瓶;
(2)①实验室制取二氧化碳,常用大理石或石灰石与盐酸反应,大理石或石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;选用该原理的依据:
A 、大理石(或石灰石)和稀盐酸在生活和实验中比较常见,原料廉价易得, 正确;
B 、该反应速率适中,便于收集二氧化碳气体,正确;
C 、稀盐酸挥发性较小,该反应制得的二氧化碳气体相对较纯净,正确。
D 、反应在常温下就能进行,实验条件易于控制,正确。
故选 ABCD。
②该反应是固液不加热型,二氧化碳能溶于水,密度比空气大,所以选用的制取装置有BE或CE;
(3)高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为 ;
若用装置C制二氧化碳时,关闭开关,气体无法排出,压强增大,将液体压回长颈漏斗,试管中液下降,多孔隔板处依次观察到的现象是gfe(开始液面在隔板上,随着压强增大,液面下降,固体与液体脱离接触)。
(4)Ⅰ 中氯酸钾在二氧化锰催化下加热分解的化学方程式是 ;探究催化剂种类对氯酸钾分解速率的影响时,要控制变量,即氯酸钾的质量应该相同,所以 Ⅱ 中x的值应为 3.0 。
13.(2025·山东菏泽·一模)I.如图是实验室制备CO2并验证CO2性质的实验装置图,按要求回答下列问题。
(1)写出仪器②的名称 。
(2)关闭活塞N,打开活塞M,向仪器②中加入稀盐酸,写出装置C中发生反应的化学方程式: 。装置B中的现象是 。
(3)关闭活塞M、打开活塞N,用C、D制取并收集CO2,观察到E中 现象时,说明D中已收集满CO2.
(4)也可用装置F代替装置C制取CO2,优点是 。
Ⅱ.化学小组研究了图1所示的某品牌制氧机的装置原理后,利用身边物品自制了如图2所示的简易供氧器。
(5)图 2 中 a 瓶相当于图 1 的 。
过碳酸钠为白色固体,遇水能产生碳酸钠和过氧化氢,需在低温干燥环境中保存。
实验 1:探究药品用量、温度对产氧速率的影响
【进行实验】在不同温度下,取一定质量的过碳酸钠和 MnO₂放入 b 瓶中,并加入相同体积的水,测得平均产氧速率数据如下表所示。
序号
过碳酸钠质量/g
MnO₂质量/g
温度/℃
平均产氧速率 mL/s
①
10
0. 3
26
2. 73
②
20
0. 3
26
8. 56
③
10
0. 3
41
4. 54
(6)若需要 6.50mL/s 左右的平均产氧速率,MnO2质量相同的条件下过碳酸钠的质量和温度条件比较合适的是_______。
A.17g 26℃ B.20g 41℃ C.10g 26℃
【答案】(1)长颈漏斗
(2) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 紫色石蕊溶液变红
(3)装置E中低处蜡烛熄灭
(4)可以控制反应的发生和停止
(5)加湿仓
(6)A
【解析】(1)仪器②的名称是长颈漏斗;
(2)关闭活塞N,打开活塞M,向仪器②中加入稀盐酸,装置C中稀盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊溶液变红,因此装置B中的现象是紫色石蕊溶液变红;
(3)二氧化碳的密度比空气大,且不支持燃烧,关闭活塞M、打开活塞N,用C、D制取并收集CO2,观察到E中低处蜡烛熄灭,说明二氧化碳已经从D逸出,进入E,说明D中已收集满CO2;
(4)也可用装置F代替装置C制取CO2,F装置中当打开弹簧夹时,右侧管内液面上升到铜网以上,与固体试剂接触,开始反应;当关闭弹簧夹时,产生的气体无法排出,在U形管上半部分聚积,使管内部气压增大,将液体压回到左侧管内,使右侧液面降到铜网以下,使反应物相互分离,反应停止,该装置的优点是可以控制反应的发生和停止;
(5)图 2 中 a 瓶气体流向是从下往上,相当于图 1 的加湿仓;
(6)根据表中实验数据可知,MnO2质量相同的条件下,10g过碳酸钠在26℃是产氧速率是2.73g mL/s,20g过碳酸钠在26℃是产氧速率是8.56g mL/s,温度不变时,过碳酸钠质量越大,产氧速率越大,若需要 6.50mL/s 左右的平均产氧速率,过碳酸钠的质量和温度条件比较合适的是17g 26℃,故选:A。
14.(2025·山东临沂·一模)如图是实验室常用气体制备装置,据图回答问题:
(1)写出实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式 。
(2)写出实验室用稀盐酸和石灰石制取二氧化碳的化学方程式 ;作为气体发生装置,装置C相较于装置B具有的优点是 ,该实验中最好将发生装置中导出的气体通过饱和NaHCO3溶液后再收集,饱和NaHCO3溶液的作用是 。
(3)把50.0g溶质质量分数为98%的浓硫酸稀释成9.8%的稀硫酸,需加水(密度为1.0g/mL)的体积为 mL。
【答案】(1)
(2) 控制反应的速率 除去二氧化碳中混有的氯化氢气体
(3)
【解析】(1)高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为:;故填:;
(2)①稀盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙水和二氧化碳,化学方程式是:;故填:;
②装置C可以利用注射器控制液体试剂的流量和流速,从而控制反应的速率;故填:控制反应的速率;
③由于盐酸具有挥发性,因此生成的二氧化碳中混有氯化氢气体,而氯化氢可以和碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳从而被除去,故填:除去二氧化碳中混有的氯化氢气体;
(3)加水稀释溶质不变,设加水的质量为x,
则水的体积为
故填:。
15.(2025·山东临沂·一模)化学兴趣小组用实验室制取气体的装置,进行了一次探究学习活动。
活动一:实验室制取氧气。
(1)选用上述装置制取氧气的化学反应方程式为 。
(2)制取并收集较干燥的氧气,正确的装置接口顺序(从左到右)依次为 (填字母序号),B中盛放的液体是 (填试剂名称)。
活动二:制作二氧化碳自动补给装置。
(3)装置A中发生反应的化学方程式为 ;气量调节阀能控制气体的流速,则装置B中可通过观察 确定气体的流速。
(4)为保证产生的二氧化碳有充足的时间溶于水,最好将导管口放置于装置C中的 (填“①”“②”或“③”)处。
【答案】(1)2H2O22H2O+O2↑
(2) acbe 浓硫酸
(3) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 气泡的快慢
(4)③
【解析】(1)选用上述装置制取氧气是过氧化氢分解生成水和氧气,化学方程式为;
(2)浓硫酸具有吸水性,可以干燥氧气,氧气密度大于空气的密度,用向上排空气法收集,故制取并收集较干燥的氧气,正确的装置接口顺序为acbe; B中盛放的液体是浓硫酸;
(3)装置A中发生碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,化学方程式为;气量调节阀能控制气体的流速,则装置B中可通过观察气泡的快慢确定气体的流速;
(4)将导管口放置于装置C中的③处可使产生的二氧化碳有充足的时间溶于水。
16.(2025·山东德州·一模)实验室制取气体的部分装置如图所示,请回答下列问题:
(1)请写出图A中标号仪器的名称:a 。
(2)实验室采用高锰酸钾制取氧气,可选择的发生装置是 ,该反应的化学方程式为 。若收集较纯净的氧气,需用F装置,气体收集满的标志是 。
(3)实验室制取并收集干燥的二氧化碳,可将装置B与装置 (按连接顺序填字母序号)组合,其中起到干燥作用的装置中所盛放的试剂名称是 。若将装置B改为装置C,优点是 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) A 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 集气瓶口有大气泡冒出
(3) G、D 浓硫酸 可以控制反应的发生和停止
【解析】(1)图A中标号仪器的名称:长颈漏斗;
(2)高锰酸钾制取氧气的反应为加热固体的反应,发生装置选A;高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;若收集较纯净的氧气,需用F装置,气体收集满的标志是集气瓶口有大气泡冒出;
(3)浓硫酸具有吸水性,可作干燥剂,则可选G装置干燥,其中G装置盛放浓硫酸,二氧化碳密度比空气大,选用D装置收集,则可将装置BGD连接;C装置中,可将大理石放在多孔塑料板上,关闭弹簧夹,产生的气体使装置中的压强增大,将液体压回长颈漏斗中,与固体分离,反应停止,打开弹簧夹,液体重新进入,与固体接触,反应开始,则该装置能控制反应的发生与停止。
17.(2025·山东济宁·一模)如图是实验室制取气体的部分装置,请根据实验装置(部分固定装置已省略)回答下列问题:
(1)写出装置B中①的仪器名称 ;
(2)若用A装置中紫黑色粉末制取氧气,发生的化学方程式为 ;实验室既可以制取,又可以制取的发生和收集装置组合为: (在A-E中选);
(3)若用F装置收集一瓶干燥的某气体,则该气体可能是______(填字母代号);
A. B. C. D.
(4)工业上常需分离CO、的混合气体。某同学采用装置G也能达到分离该混合气体的目的,操作步骤如下:
①关闭活塞乙,打开活塞甲,通入混合气体,可收集到 气体;
②然后 (填操作),又可收集到另一种气体。
【答案】(1)锥形瓶
(2) BD
(3)C
(4) CO/一氧化碳 关闭活塞甲,打开活塞乙
【解析】(1)由图知,仪器①是锥形瓶。
(2)用A装置中紫黑色粉末制取氧气,药品是高锰酸钾,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:。
实验室制取CO2的反应原理是碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳气体,属于“固液不加热型”;氧气可用过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解制取氧气,属于“固液不加热型”;因此能共用的发生装置是B;氧气的密度比空气大,且不易溶于水,二氧化碳的密度比空气大,能溶于水,因此能共用的收集装置是向上排空气法,即装置D,实验室既可以制取二氧化碳,又可以制取氧气的发生和收集装置组合为:BD。
(3)A、浓硫酸可以和氨气反应,所以不能用浓硫酸干燥;故A不符合题意;
B、氢气的密度比空气小,应该采用向下排空气法收集,即伸入集气瓶的导管要短,故B不符合题意;
C、氧气与浓硫酸不反应,密度比空气大,用向上排空气法收集,使用图中装置干燥并收集氧气,故C符合题意;
D、甲烷的密度比空气小,应该采用向下排空气法收集,即伸入集气瓶的导管要短,故D不符合题意。
则该气体可能是C。
(4)①一氧化碳不与氢氧化钠溶液反应,而二氧化碳与氢氧化钠溶液反应,所以关闭活塞乙,打开活塞甲,通入混合气体,可收集到CO气体。
②二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠,碳酸钠与稀硫酸反应生成二氧化碳,所以在完成①之后,关闭活塞甲,打开活塞乙,这时稀硫酸与步骤①中二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠反应,生成二氧化碳,所以此时可收集到二氧化碳。
18.(2025·山东日照·一模)图1是实验室制取常见气体的装置,图2是探究铁生锈条件的实验装置,请回答下列问题。
(1)用大理石和稀盐酸制取CO2的化学方程式为 ,发生装置是 (填字母序号)。
(2)加热高锰酸钾制取O2的化学方程式为 ,收集装置是 (填字母序号)。
(3)装置F中分液漏斗内的试剂是 ,打开活塞,缓慢滴加试剂,持续反应5分钟后,装置G中的现象是 ,达到实验目的。
(4)火星的大气中含有大量CO2,科学家认为人类未来建设火星基地时,能利用火星大气中的CO2制取O2理论依据是 。
【答案】(1) B
(2) C/E
(3) 过氧化氢溶液/H2O2溶液 ①处铁丝生锈,②处铁丝不生锈
(4)化学反应前后元素的种类不变,二氧化碳中含有氧元素
【解析】(1)大理石的主要成分碳酸钙与稀盐酸的溶质氯化氢反应,生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为:,故填写:;
大理石为固体,稀盐酸为液体,两者混合,常温下就能进行反应,因此,发生装置选择固液常温型,即图中B装置,故填写:B。
(2)高锰酸钾受热,生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为:,故填写:;
氧气不易溶于水,且不与水反应,密度略大于空气,不与空气中成分反应,不污染空气,可以采用排水集气法收集(对应图E),也可采用向上排空气法收集(对应图C),故填写:E或C。
(3)装置F作为气体发生装置,分液漏斗通常盛放液体反应物,由图2可知,锥形瓶中装有二氧化锰,因此,装置F制取的是氧气,分液漏斗内装有过氧化氢(H2O2)溶液,故填写:过氧化氢溶液或H2O2溶液;
过氧化氢在二氧化锰催化下分解产生氧气和水,通过导管氧气和水蒸气通入U型管内,使①处铁丝生锈,由于U型管内有棉花和干燥剂,所以,到达②处的氧气是干燥的,由于U型管外连接有干燥管,使空气内水蒸气无法进入②处,因此,②处铁丝无法接触水,不会生锈,故填写:①处铁丝生锈,②处铁丝不生锈。
(4)利用火星大气中的CO2制取O2理论依据是化学反应前后元素的种类不变,二氧化碳中含有氧元素,故填写:化学反应前后元素的种类不变,二氧化碳中含有氧元素。
19.(2025·山东德州·一模)实验小组的同学对CO2的实验室制取进行了探究。
Ⅰ、利用图1装置进行实验,2分钟内收集到一瓶CO2,将其倾倒入图2烧杯中
【解释与结论】
(1)实验室用大理石和稀盐酸制取CO2的化学方程式为 。
(2)图2实验,蜡烛1、2依次熄灭,体现CO2的性质是 (最少一条)。
Ⅱ、探究影响大理石与稀硫酸反应制取CO2实验效果的因素。
【查阅资料】通常不选用大理石与稀硫酸反应制取CO2,原因是反应生成的硫酸钙微溶于水,覆盖在大理石表面,阻碍了反应进行。
【进行实验】20℃,101.5kPa下,向15g大理石中加入10mL盐酸或稀硫酸,如图3所示进行实验。利用电磁搅拌器对锥形瓶中的溶液进行搅拌,减缓硫酸钙覆盖在大理石表面。记录如下:
实验
酸的浓度、种类
大理石颗粒
搅拌器转速转/分钟
2分钟后压强/kPa
①
1.8%稀盐酸
粗
0
118
②
2.45%稀硫酸
粗
0
102
③
2.45%稀硫酸
粗
1250
106
④
4.9%稀硫酸
粗
1250
104
⑤
0.98%稀硫酸
粗
1250
111
⑥
X
中
1250
117
⑦
0.98%稀硫酸
细
1250
125
已知:本实验中,2分钟后压强越大,生成CO2越多,制取CO2实验效果越好。
【解释与结论】
(3)依据实验数据,能证明“搅拌会影响制取CO2实验效果”的证据是 。
(4)探究稀硫酸浓度对制取CO2实验效果影响的实验是 (填实验序号)。
(5)实验⑤⑥⑦的目的是探究大理石颗粒大小对制取CO2实验效果的影响,则X为 ,结论为 。
【答案】(1)
(2)密度比空气大,不能燃烧且不支持燃烧
(3)②③
(4)③④⑤/①②
(5) 0.98%稀硫酸 其他条件相同时,大理石粒度越小,2分钟后压强越大,生成越多,制取实验效果越好
【解析】(1)大理石中的碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;
(2)图2实验,蜡烛1、2依次熄灭,体现CO2的性质是密度比空气大,不能燃烧,不支持燃烧;
(3)证明搅拌会影响制取CO2实验效果,说明变量为是否搅拌,其他条件应相同,实验②③中,酸的浓度、种类和大理石粒度等其他条件相同,搅拌器转速不同,则能证明“搅拌会影响制取CO2实验效果”的证据是②③;
(4)探究稀硫酸浓度对制取CO2实验效果影响,变量是稀硫酸的浓度,其他条件应相同,实验③④⑤或①②中,大理石粒度、搅拌器转速等其他条件相同,稀硫酸的浓度不同,则探究稀硫酸浓度对制取CO2实验效果影响的实验是③④⑤或①②;
(5)实验⑤~⑦的目的是探究大理石粒度对制取CO2实验效果的影响,变量是大理石粒度,其他条件应相同,则X为0.98%稀硫酸;根据表格中的信息可知,其他条件相同时,大理石粒度越小,2分钟后压强越大,生成CO2越多,制取CO2实验效果越好。
20.(2025·山东聊城·一模)实验室用石灰石和稀盐酸制备少量并进行性质实验,实验装置如图所示。
(1)B装置中发生反应的化学方程式为 。C装置是利用浓硫酸具有 性。
(2)向D中缓慢通入气体研究的部分性质,可证明能与水反应的现象是 ;可证明密度比空气大的现象是 。
(3)实验室用含杂质20%的石灰石2.5g与足量稀盐酸反应,理论上能生成二氧化碳的质量是多少?(请写出计算过程)
【答案】(1) 吸水
(2) 乙处干燥紫色石蕊纸花不变色,甲、丙处湿润紫色石蕊纸花变红 丙处湿润紫色石蕊纸花比甲处湿润紫色石蕊纸花先变红
(3)0.88g
【解析】(1)盐酸具有挥发性,使制取的二氧化碳中混有氯化氢气体,氯化氢溶于水形成盐酸,盐酸与碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式为;C装置是利用浓硫酸具有吸水性,除去二氧化碳气体中的水蒸气,故填:;吸水;
(2)向D中缓慢通入CO2气体,二氧化碳不能使干燥石蕊纸花变色,二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊变红色,可证明CO2能与水反应的现象是乙处干燥石蕊纸花不变色,甲、丙处湿润石蕊纸花变红色;丙处湿润石蕊纸花比甲处湿润石蕊纸花先变红色,则证明CO2密度比空气大;
故填:乙处干燥紫色石蕊纸花不变色,甲、丙处湿润紫色石蕊纸花变红;丙处湿润紫色石蕊纸花比甲处湿润紫色石蕊纸花先变红;
(3)解:2.5g石灰石中所含的质量为:;设理论上生成二氧化碳的质量为x。
答:理论上能生成二氧化碳的质量是0.88g。
试卷第1页,共3页
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