内容正文:
3.4二氧化碳
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。
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
2. CO2对人体健康的影响
知识点二:二氧化碳的性质和用途
1、物理性质:二氧化碳在常温下是色、味的气体,密度比空气,溶于水。固态二氧化碳叫“干冰”,可作为致冷剂。
2、化学性质
(1)通常情况下二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧
(2)二氧化碳不能供给呼吸。
(3)二氧化碳能跟水反应生成碳酸。(碳酸具有酸性,能使紫色石蕊试液变红色)CO2+H2O=H2CO3
碳酸不稳定,受热会分解: H2CO3CO2↑+H2O
(4)二氧化碳能跟澄清石灰水反应,生成白色的碳酸钙沉淀,从而使澄清石灰水变浑浊。
CO2 + Ca(OH)2 ==== CaCO3↓ + H2O (利用这一反应可以检验二氧化碳。)
(5) 与氢氧化钠反应,生成无色透明溶液,(利用这一反应可以吸收二氧化碳)2NaOH + CO2== Na2CO3+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.
(7)二氧化碳的工业制法:高温煅烧石灰石
注意:①长颈漏斗末端必须伸到液面以下(液封),否则生成的气体会从长颈漏斗口逸出。②发生装置中导管伸入锥形瓶或试管内无需太长,更不能伸到液面以下,否则不利于气体排出。③收集装置中的导管伸入集气瓶时,末端必须伸到接近集气瓶底,便于排净集气瓶内的空气。
知识点四:实验室制取气体和收集气体的装置
制取气体发生装置的选择
主要考虑反应物的状态和反应时是否需要加热等因素。
装置
固体间反应加热型
粉状固液反应不加热型
块状固液反应不加热型
装置示意图
适用气体
O2
CO2、O2
CO2
注意事项
①试管口应稍向下倾斜,防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流引起试管破裂
②铁夹应夹在距试管口1/3处
③橡胶塞上的导管伸入试管里面不能太长,否则会妨碍气体的导出
①长颈漏斗的下端管口应伸入液面以下
②加入的液体反应物(如酸)要适当
③将长颈漏斗换成分液漏斗可以控制反应速率
①将块状固体置于多孔隔板上方
②液体从长颈漏斗中加入至浸没固体即可
③该装置的优点是随开随制,随关随停
制取气体收集装置的选择
主要考虑气体的溶解性、密度、是否有毒性、能否与空气中的成分发生化学反应等因素。
装置类型
排水(液)法
向上排空气法
向下排空气法
气球集气法
装置示意图
适用范围
不溶于水(液体)的气体
密度大于空气的气体
密度小于空气的气体
所有气体
典型气体
O2
O2、CO2
H2
O2等
题型一.二氧化碳的化学性质
1.用如图装置进行CO2性质实验。下列说法正确的是( )
A.①证明是CO2使石蕊变红 B.②可用于检验CO2气体
C.③观察到蜡烛自上而下依次熄灭 D.①②③只能验证CO2化学性质
第1题图 第2题图 第3题图
2.小金通过实验室制取和收集二氧化碳的方法获得了一瓶二氧化碳气体。接着利用这瓶二氧化碳气体完成了图示实验,观察到蜡烛火焰自下而上依次熄灭。下列说法错误的是( )
A.实验室制取二氧化碳的药品为块状大理石和稀硫酸 B.实验室可采用向上排空气法收集二氧化碳
C.图示实验可说明二氧化碳密度比空气大 D.图示实验可说明二氧化碳不支持蜡烛的燃烧
3.如图,集气瓶中充满二氧化碳,大烧杯中燃着2支高低不等的蜡烛,实验时打开止水夹,移开玻璃片。下列说法正确的是( )
A.将观察到高的蜡烛先熄灭 B.不移开玻璃片,实验现象更明显
C.蜡烛会熄灭,是因为二氧化碳降低了蜡烛的着火点 D.去掉烧杯中1支蜡烛,也能得出同样实验结论
4.为探究二氧化碳的部分性质,设计实验装置如图(夹持仪器省略),捂热干冰位置的玻璃管,下列说法正确的是 ( )
A.a处试纸先变红色。
B.c 处试纸变红色,使石蕊变色的是 CO2
C.d处火焰先熄灭, CO2不支持燃烧
D.b与c、d与e现象对比均可证明CO2密度比空气大
5.下列有关验证二氧化碳性质的实验中,不能证明二氧化碳化学性质的是( )
A. B. C. D.
6.如图所示实验装置中,①、④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球,②、③为用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球。通入CO2后,下列能说明等体积的CO2质量大于空气且能与水反应的现象是( )
A.①变红,②不变红 B.④变红,③不变红
C.①、④变红,②、③不变红 D.④比①先变红,②、③不变红
7.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 。
题型二.二氧化碳与水的反应及实验
1.某兴趣小组用如图所示装置探究CO2的性质,下列说法正确的是( )
A.1、3纸花变色,2、4纸花不变色
B.上方木条先熄灭,下方木条后熄灭
C.对比1、3纸花的现象,说明CO2的密度比空气大
D.对比3、4纸花的现象,说明CO2能与水发生反应
2.二氧化碳在空气中的含量不多,但用途广泛。某小组同学为验证二氧化碳的性质和用途,进行了下列实验。
(1)利用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,若要产生平稳的气流,顺利完成实验,应选择装置甲还是装置乙,说明理由 ;若你选择的装置与丙装置相连,当观察到蜡烛自下而上熄灭时,可以验证二氧化碳具有的性质是
(2)如图丁所示实验:观察到蜡烛自下而上熄灭;如果改变二氧化碳的倾倒方向,如图戊所示实验:观察到蜡烛自上而下熄灭。这两个截然相反的实验现象,能否反映出二氧化碳相同的性质
(3)为验证碳酸饮料(汽水)中含有二氧化碳气体。小明同学利用如图己所示的装置进行实验:打开汽水瓶盖,立即塞上带导管的橡皮塞,将导管的另一端伸入装有少量紫色石蕊试液的试管中,观察到试管内紫色石蕊试液变成了红色,该同学得出结论:该汽水中含有二氧化碳。
【反思评价】该小组同学中有同学对小明同学的实验提出了质疑:认为小明同学的实验不严密,汽水中含有柠檬酸,可能是该汽水中的柠檬酸随气体气流进入试管,而引起紫色石蕊试液的变色。
【继续实验】针对提出的质疑该小组同学继续开展下列活动;
①查阅资料:柠檬酸为无色晶体,易溶于水和酒精;常温下稳定,熔点153℃,熔化后、沸腾前分解,分解温度约为175℃;柠檬、柑橘中含有柠檬酸。
②小明同学在自己实验的基础上,未增加任何试剂,接着进行了一步简单的实验操作,确认了不是因为柠檬酸引起紫色石蕊试液变色。该操作的名称以及观察到的实验现象是
3.如图所示是研究二氧化碳性质的创新实验装置,①③为湿润的紫色石蕊试纸,②为干燥的紫色石蕊试纸。
(1)装置甲中能说明二氧化碳的密度比空气大的实验现象是 ;
(2)取出装置甲中①处的变红的石蕊试纸微热,发现石蕊试纸由红色变回紫色,其原因是 (用化学方程式表示);
4.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 。
题型三.探究二氧化碳的性质
1.下面是实验室制取二氧化碳和探究二氧化碳性质的实验,其中错误的是( )
A.图甲中装置a是长颈漏斗
B.图乙中用点燃的火柴放在集气瓶口来验满
C.图丙中二氧化碳使蜡烛火焰自上而下熄灭
D.图丁中将收集到的二氧化碳通入澄清石灰水会发现溶液变浑浊
2.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”)
3.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 。
题型四.常用气体的发生装置和收集装置与选取方法
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。
题型五.二氧化碳的实验室制法
1.实验室制取二氧化碳的过程中,小北选的实验装置与操作方法不能达到实验目的的是
选项
A
B
C
D
实验装置
操作方法
选择固固加热型
向上排空气法收集
用燃烧的木条验满
排水法收集二氧化碳
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
3.实验室制取二氧化碳实验中,有这些信息或现象:①实验中所用的盐酸是用质量分数为10%的盐酸的质量为36.5g;②完成实验后,当锥形瓶内不再产生气泡时,大理石有剩余。假设,大理石中的其他杂质不溶解在稀盐酸中。根据以上信息或现象,下列说法正确的是( )
A.本实验中将带火星的木条放在集气瓶口以检验二氧化碳是否收集满
B.反应结束后溶液中的溶质为HCl和CaCl2
C.本实验中产生的CO2质量为2.2g
D.本实验中所用的盐酸可以用硫酸替代
4.实验室制取二氧化碳实验中,有这些信息或现象:①实验中所用的盐酸是用质量分数为10%的盐酸的质量为36.5g;②完成实验后,当锥形瓶内不再产生气泡时,大理石有剩余。假设,大理石中的其他杂质不溶解在稀盐酸中。根据以上信息或现象,下列说法正确的是( )
A.本实验中将带火星的木条放在集气瓶口以检验二氧化碳是否收集满
B.反应结束后溶液中的溶质为HCl和CaCl2
C.本实验中产生的CO2质量为2.2g
D.本实验中所用的盐酸可以用硫酸替代
5.某兴趣小组利用如图装置对二氧化碳的性质进行探究,A处大试管中能生成二氧化碳气体,下列说法错误的是( )
A.B处现象说明二氧化碳能使紫色石蕊变红
B.C处溶液变浑浊,是因为生成了不溶于水的碳酸钙
C.D处的实验现象是蜡烛会熄灭
D.D处现象说明二氧化碳不可燃,不助燃,相同体积时质量比空气大
6.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。
7.在学习二氧化碳性质时,小舟进行如下探究:
【制取气体】用石灰石和稀盐酸作为原料制取二氧化碳气体,收集时要得到平稳的气流,应选择图甲中的
(填字母)作为发生装置。
【探究性质】用图乙装置完成二氧化碳性质的探究后,小舟还想用该装置来验证氧气的密度大于空气密度的性质。若他将氧气倒入装有两支带火星的蜡烛的烧杯中(如图丙),预期观察到的现象是 。
8.小明和小红利用如图所示装置,以碳酸钙和稀盐酸为原料制取二氧化碳,并进行比较分析。
(1)小明用图甲和图乙的装置组合制备和收集二氧化碳气体,如何检验二氧化碳是否已收集满?请写出具体操作: 。
(2)小红认为用图丙装置收集二氧化碳气体的方法比图乙更好。你认为她的理由是 (写出一点)。
(3)实验过程中小红发现反应有快慢,请你列举一种判断反应快慢的方法: 。
9.小科开展了二氧化碳的制取和部分性质实验:
(1)A中仪器①的名称是: ;实验室制备CO2检查装置气密性的具体操作是:先关闭止水夹,从①上端注水,使之下端浸在水中,继续加水形成一段水柱,若观察到 现象则证明该装置气密性良好。
(2)收集二氧化碳应选择图中 装置。
(3)E装置是用石灰水来鉴定二氧化碳气体性质,它发生反应的化学方程式是
10.某校化学兴趣小组 利用如图装置进行实验,回答下列问题。
(1)写出图中有标号的仪器名称:① ,②
(2)检查A装置气密性可以用以下方法:向长颈漏斗中加水至其下端管口浸没在水面以下,从a处向外抽气,若观察到 ,则装置气密性良好。
(3)实验室制取二氧化碳,其反应的化学方程式是 。可选用的发生装置为 (填序号),为了便于控制反应速率以获得平稳的气流,小组成员小芳思考后把装置中某仪器换成了 。
(4)小华为验证生成的气体是CO2,将所选发生装置的导管口与c相连,但装置F有错误,请在图中修改。
11.制取气体是初中科学实验的重要内容,根据要求回答下列问题:
(1)实验室利用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳,可选择的发生装置有B和C,与装置C相比,选用装置B制二氧化碳的优点是 ;
(2)某气体只能用D装置收集,则该气体可能具有的性质为 ;
a.能与水反应 b.能与空气中的某些成分发生反应 c.密度与空气接近
(3)使用装置E收集氧气时应从导管口 (选填“a”或“b”)通入;
(4)将产生的二氧化碳通入装置F,观察到试纸Ⅰ不变色而试纸Ⅱ变红,据此现象可知二氧化碳的化学性质是 。
12.小乐利用如图所示装置和药品进行相关气体的制取实验(部分固定装置已省略),据图回答问题:
(1)实验室制取二氧化碳的化学反应方程式为 。该反应的发生装置可以选用装置E,实验过程中关闭止水夹时,多孔隔板处依次观察到的现象是 (用字母a、b、c对如图所示现象进行排序)。
(2)用F装置收集一瓶较为纯净的氧气,操作的正确顺序为 (填写序号)。
①将导管伸入集气瓶口,气体进入瓶中
②将装满水的集气瓶倒置在水槽中的塑料支架上(F图中支架略去)
③当集气瓶中的水被全部排出后,用毛玻璃片盖上瓶口,将集气瓶移出水面放置备用
④观察到导管口出现均匀的气泡
(3)实验室利用NH4Cl饱和溶液与NaNO2饱和溶液混合后加热的方法,可以制取氮气,依据实验原理,在图中选择适合的气体发生装置: (填写字母)。
13.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 。
14.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: 。
题型六 二氧化碳的应用
1.如图所示,在室温下搭建此装置后,关于现象和原理解释错误的是( )
A.A装置中干冰逐渐减少是升华现象
B.C装置中会看到紫色石蕊试液变红
C.整个过程中既有物理变化,又有化学变化
D.干冰全部消失后,A装置温度逐渐升高,C中导管的液面上升
2.将干冰放在空气中,其周围就会产生大量的白雾,因而舞台上常用其制造云雾缭绕的幻境,干冰能产生白雾是因为( )
A.干冰蒸发出大量的水蒸气
B.干冰蒸发出大量的白色二氧化碳气体
C.干冰蒸发时吸收大量的热,使周围温度降低,大量的水蒸气凝结成了小液滴
D.干冰被空气中的氧气氧化产生了大量的白色气体
3.某实验小组设计了验证二氧化碳性质的探索实验(如图所示),取三通U形管连接在制取二氧化碳装置的导气管上,并点燃高低错落的小蜡烛,并夹紧上端,做实验②。下列有关说法错误的是( )
A.实验①和②都是低处蜡烛先熄灭
B.实验①说明二氧化碳密度比空气大,不助燃、不可燃
C.实验②中U形管内壁有小水珠
D.实验②中得到启示是:从着火燃烧的高层房间中逃离,沿墙角伏低身子迅速爬向门外
4.将干冰放在空气中,其周围就会产生大量的白雾,因而舞台上常用其制造云雾缭绕的幻境,干冰能产生白雾的原因是( )
A.干冰蒸发产生大量的水蒸气
B.干冰蒸发产生大量的白色二氧化碳气体
C.干冰升华时吸收大量的热,使空气温度降低,大量的水蒸气液化成小水滴
D.干冰被空气中的氧气氧化产生了大量的白色气体
5.超临界CO2流体是一种具有和水相似、能阻燃、溶解能力强的溶剂,被誉为“绿色环保溶剂”。下列说法正确的是( )
①超临界CO2流体性质特殊,因此,与干冰的化学组成不同
②CO2是自然界中存在的物质,它参与自然界的碳元素循环
③超临界CO2流体是一种特殊的物质,容易燃烧
④超临界CO2流体可代替许多有害、有毒、易燃的溶剂
A.①② B.②④ C.①③ D.①②③④
题型七.根据化学反应方程式的计算
1.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。
2.石灰石是主要矿产品之一,某学校研究性学习小组为了测量当地矿石山石灰石中CaCO3的质量分数,取一些矿石样品,并取稀盐酸200g,平均分成4份,分4次进行实验,结果如下:
实验
1
2
3
4
加样品的质量(g)
12
24
36
48
生成CO2的质量(g)
4.4
8.8
12.2
m
问:
(1)哪几次实验中矿石有剩余? 。
(2)表中m的数值是 。
(3)试计算这种石灰石中CaCO3的质量分数是多少? (计算结果精确到0.1%)
3.实验室有一瓶碳酸钙和氯化钙粉末组成的均匀混合物,小明用相同溶质质量分数的稀盐酸和该混合物反应(所得溶液均为不饱和溶液)。四组实验数据记录如右表。请分析计算:
实验组别
一
二
三
四
稀盐酸质量/g
100.0
100.0
100.0
100.0
混合物质量/g
3.0
6.0
9.0
12.0
所得溶液质量/g
101.9
103.8
105.0
a
剩余固体质量/g
0
0
m
n
(1)求碳酸钙和氯化钙的质量之比。
(2) a= ;m= 。
(3)求所用稀盐酸的溶质质量分数。
4.同学们从山上采集到一种石灰石,进行实验。取用8g石灰石样品,把40g稀盐酸分四次加入样品中(杂质既不与酸反应,也不溶于水),充分反应后经过过滤、干燥等操作,最后称量,得实验数据如表。
实验次数
第一次
第二次
第三次
第四次
加入稀盐酸的质量/g
10
10
10
10
剩余固体的质量/g
5.5
M
1.0
1.0
(1)上表中M的值应为 。
(2)计算实验所用的稀盐酸的质量分数 ?
(3)样品中碳酸钙的质量分数 ?
5.三位同学分别用相同质量分数的稀盐酸,测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数(石灰石中的杂质既不与酸反应,也不溶于水)。
(1)小敏的方法可用如下流程表示,测得的碳酸钙的质量分数为 。
(2)小华取10克样品,用如图甲实验装置进行实验,反应结束后,测得B装置质量增加了4.6克,根据上述数据,算得碳酸钙的质量分数,发现与事实严重不符,造成这种情况的可能原因是 。
(3)小军用如图乙的实验装置进行实验,将20克稀盐酸加入到1.25克样品中,生成的体积与反应时间的关系如图丙。已知本实验条件下的密度为1.8克/升,求该石灰石样品中的质量分数 。
(4)求实验所用的稀盐酸溶质质量分数 。
强化训练
基础强化
1.以下均为实验室制取二氧化碳的发生装置图,其中能控制反应随时发生或停止的装置是( )
A. B. C. D.
2.如图是实验室制取二氧化碳的装置,其中的错误有( )
A.1处 B.2处 C.3处 D.4处
3.实验室制取二氧化碳一般有如下步骤:①检查装置气密性;②按要求组装实验装置;③通过长颈漏斗加入酸液;④向锥形瓶内加入适量的石灰石;⑤收集气体。正确的操作顺序是( )
A.②①④③⑤ B.①②③④⑤ C.②③④①⑤ D.①④②③⑤
4.实验室制取二氧化碳的有关操作如图,正确的是( )
A.检查气密性 B. 制气
C.收集气体 D.检验二氧化碳
5.用下图装置进行CO2性质实验。下列说法正确的是
A.①证明是CO2使石蕊变红 B.②可用于检验CO2气体
C.③观察到蜡烛自上而下依次熄灭 D.①②③只能验证CO2化学性质
6.为证明某气体为CO2气体,最合理的做法是( )
A. B. C. D.
7.如图所示,将充满CO2的试管倒扣在滴有紫色石蕊试液的蒸馏水中,一段时间后,下列实验现象描述正确的是 ( )
①试管内液面上升 ②溶液变红 ③试管内液面不上升 ④溶液变蓝 ⑤溶液不变色
A.①② B.①④ C.②③ D.③⑤
8.小明利用下列装置对CO2进行处理,其中不能达到实验目的的是( )
A.干燥CO2气体 B.收集CO2气体
C.吸收CO2气体 D.检验CO2气体
9.如图,杠杆已调至平衡,向集气瓶内缓慢通入一定量的CO2气体,稍后再倒入浓NaOH溶液(液面不接触乒乓球)。下列说法正确的是( )
A.通入CO2气体后,左端乒乓球下降
B.整个过程中乒乓球位置始终没有变化
C.倒入浓NaOH溶液后,杠杆逐渐恢复原状
D.其他条件不变,将CO2换成H2会产生同样现象
10.某兴趣小组利用如图装置对二氧化碳的性质进行探究,下列说法错误的是( )
A.B处现象说明二氧化碳能使紫色石蕊变红
B.C处溶液变浑浊,是因为生成了不溶于水的碳酸钙
C.D处的实验现象是下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭
D.D处现象说明二氧化碳不可燃,不助燃,密度比空气大
11.下列关于CO2的实验室制法及性质实验的说法不正确的是( )
A.制CO2的药品
B.发生装置
C.收集装置
D.比较CO2与空气的密度
12.对下列实验中出现的异常现象分析合理的是( )
选项
异常现象
分析
A
制取CO2气体时,始终收集不到CO2
收集CO2的集气瓶没盖玻璃片
B
利用排水法收集氧气,但是O2不纯
通入氧气前集气瓶内水没有装满
C
细铁丝在氧气中燃烧时,集气瓶瓶底炸裂
由于引燃的火柴太长了
D
测定空气中氧气含量时,进入集气瓶中的水过少
红磷过量
13.小乐对教材中“探究二氧化碳性质”的相关实验装置进行了如图的改进。当小乐通入CO2一段时间后,下列现象及结论错误的是( )
A.试管①内溶液的颜色变红色,证明CO2呈酸性
B.试管 ②内溶液变浑浊,证明CO2能与澄清石灰水反应
C.烧杯 ③中下面的蜡烛先熄灭,证明CO2密度比空气大
D.烧杯③中的蜡烛熄灭,证明CO2不可燃也不助燃
14.如图是研究二氧化碳性质的创新实验,①③为湿润的紫色石蕊试纸,②为干燥的紫色石蕊试纸。下列说法正确的是( )
A.装置A中滴加的稀盐酸可用稀硫酸代替,使实验现象更明显
B.装置B中能说明二氧化碳密度比空气大的现象是③比①先变红
C.装置中①③变红,②不变红是因为生成的CO2呈酸性,能使石蕊试纸变红色
D.装置C中点燃的蜡烛自上而下熄灭,说明CO2不支持燃烧
15.某科学学习小组的同学利用如图所示的装置做有关实验。
(1)甲同学将收集 CO2 的试管倒插入紫色石蕊试液中(见装置A),并轻轻振荡试管。
①描述产生的现象: ;
②写出反应的文字表达式: 。
(2) 乙同学挤压装置B中滴管的胶头,使其中的氢氧化钠(NaOH)溶液滴入烧瓶,并轻轻振荡,观察到的现象是 。(已知:氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应,生成物没有气体),产生这一现象的原因是 。
第15题图 第16题图
16.实验室常用稀盐酸(稀盐酸,即质量分数低于20%的盐酸,是氯化氢气体溶于水形成的溶液,具有挥发性)和石灰石反应制取二氧化碳。
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)图Ⅰ表示加入药品前的一个操作,其目的是 。
(3)检验生成的气体是二氧化碳的方法是 。
(4)实验室通常不选用稀硫酸和石灰石反应制取二氧化碳,因生成的微溶物硫酸钙会阻碍反应的进一步进行。某小组经研究,用图Ⅱ所示方法成功制得了大量CO2。(反应物为稀硫酸和石灰石)。
①推测:在硫酸溶液中加入氯化铵和对溶液加热,目的都是 。
②思考图Ⅱ方法,你认为相比用稀盐酸和石灰石反应,其改进的出发点是
。
17.如图甲是小潘同学设计的制取并收集二氧化碳的装置图,小王同学认为甲图设计有问题,于是设计制取二氧化碳的装置(仪器的固定装置已经省略)如图乙所示。这个装置既可用于制取气体,又可用于探究物质性质。
(1)如图甲所示,小潘同学设计的实验装置问题是: 。
(2)用乙装置进行实验,实验开始后,关闭K2,打开K1,可观察到B中的现象为: 。
(3)C中的蜡烛由下至上依次熄灭,说明二氧化碳具有的性质是: 。
(4)实验开始后,关闭K1,打开K2,发现D中的澄清石灰水变浑浊,写出该反应方程式 。
18.北京冬奥会部分场馆利用“空气能”代替其他燃料为场馆供暖,从而缓解了温室效应。如图是小科验证温室效应做的实验装置,将该装置在 (填“阳光”或“黑暗”)下一段时间后,可观察到水柱向
(填“左”或“右”)移动。
19.高温煅烧石灰石会分解产生二氧化碳和生石灰。《天工开物》中有“煤饼烧石成灰”的记载,实验课上,同学们对“烧石(石灰石)
(1)高温煅烧石灰石反应的化学方程式为 。
(2)为证明石灰石已分解,小应拟进行如图所示实验,用煤气灯(燃料主要为一氧化碳,加热时会与氧气反应生成二氧化碳),若观察到烧杯内壁澄清石灰水变浑浊,则可得出石灰石已分解的结论。判断此方案是否合理并说明理由 。
20.有些物质之间能发生化学反应但无明显现象。为确定两物质间及应是否真正发生,甲同学选取了课题“二氧化碳气体通入氢氧化钠溶液时,它们之间是否发生了化学反应?”如图进行了科学探究。
(1)确定两物质间反应是否发生的证据: 。
(2)某同学质疑上述实验设计,质疑的依据是 。
21.完善下列实验的实验现象,并用化学方程式解释其反应原理:
(1)CO2通入紫色石蕊试液中,试液变成 ,反应原理: 。
(2)加热上述溶液,试液变成 ,反应原理: 。
(3)CO2通入澄清石灰水中,溶液变 ,反应原理: 。
22.利用图所示装置进行O2、CO2的性质实验。
(1)打开K1,滴入适量的过氧化氢溶液,关闭K1,观察到烧杯中的蜡烛 。
(2)为证明CO2在通常条件下不燃烧,也不支持燃烧,进行的实验操作是 。
23.如图为制取和收集二氧化碳的家庭实验装置。
(1)将蛋壳装入图甲带小孔的眼药水瓶中,这样操作的好处是 。
(2)甲图装置虚线框中应选用乙图中的 。(选填字母)装置来收集气体。
24.“验证人体呼出的气体中含有较多的二氧化碳”的实验装置如图所示,瓶内均装有澄清石灰水。
(1)如果气体的进出均选择弯管,在实验时,应向甲瓶 。(选填”吸气”或”呼气”)
(2)经向两瓶内分别呼气、吸气若干次后,石灰水明显变浑浊的是 瓶。
(3)请写出甲瓶中发生的化学反应方程式 。
25.人类发现二氧化碳经历了多个世纪,下列是其过程中的部分资料。
资料一:1630年海尔蒙特发现在一些洞穴处,有一种能使燃着的蜡烛熄灭的气体,后来被证实是CO2
资料二:1754年布莱克将石灰石锻烧首次制得CO2,并完成了如图甲所示的物质转化研究。
资料三:1766年卡文迪许通过实验测得,室温下1体积水大约能溶解1体积二氧化碳气体。
(1)根据海尔蒙特的发现,可推测二氧化碳的化学性质: 。
(2)写出布莱克实验中反应③的化学方程式: 。
(3)如图乙,在室温下将容积为200毫升的广口瓶注满蒸馏水,通过导管缓慢通入300毫升CO2。如果卡文迪许的结论是正确的,则在量筒中收集到的水约为 毫升(溶解气体后液体体积几乎不变)。
26.为了验证集满CO2气体的集气瓶正放和倒放的差异性。小明进行了如图甲所示的实验,获得数据如图乙。回答下列问题:
(1)乙图中,表示纸筒正放的曲线是 。(填序号)
(2)无论纸筒正放还是倒放,电子秤读数均变小的原因是 。
27.实验室制取气体时需要的一些装置如图所示,请回答下列问题。
(1)写出标有序号的仪器名称:① 。
(2)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳可选择的发生装置和收集装置为 (填字母),
该发生装置的优点是 。
(3)若用(2)中所选装置来制取干燥的氧气,还需要的装置为 (填字母)。
(4)某兴趣小组的同学用A、G、H装置进行实验,若实验时G装置中蜡烛燃烧更剧烈,H装置中的现象是 ,A装置中反应的化学方程式为 。
28.为了测定人体呼吸时呼出气体中二氧化碳的体积分数,项目化学习小组准备制造个简易测量装置。(资料:实验室常用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳)
(1)[项目一:组装仪器]小组成员用实验仪器组装了图甲简易装置,测量气体体积装置如图乙,集气瓶中放植物油是为了防止 。
(2)[项目二:改进装置]为了能连续呼吸多次,提高效率和实验现象,项目化小组成员对图甲进行改进成为图丙。请根据图丙回答问题。
①有小组成员提出将1号惟形瓶中插入溶液的管子下端改成具有多孔的球泡(如图Ⅲ),有利于提高实验的准确度,理由是 。
②实验时先缓吸气,后缓缓呼气,缓呼气的目的是 ,反复若干次,得到如数据:瓶Ⅰ溶液质量增加M克,收集到的气体体积为V升,若收集到的气体的密度为ρ克/升,那么该呼出气体中二氧化碳的质量分数是 (请用所给数据写出相应表达式)。
29.某实验小组进行影响化学反应速率因素的探究及二氧化碳性质的探究。
Ⅰ.影响化学反应速率因素的探究:每次都加入相同质量的大理石(足量)和25mL的稀HCI,并记录收集到100mL二氧化碳气体所需要的时间。下表是实验的记录:
编号
颗粒大小
实验温度
稀HCI质量分数
体积
稀HCI体积时间
①
粗颗粒
20℃
7.3%
25
133
②
粗颗粒
20℃
14.6%
25
126
③
粗颗粒
35℃
7.3%
25
61
④
细颗粒
20℃
14.6%
25
79
(1)对比实验 可研究稀HCI质量分数对反应速率的影响。
(2)为完成上述探究实验,下图中最适宜的发生装置是 。
A. B. C.
(3)“bc"变化的原因是 。
(4)由图2知CO2与NaOH能发生反应,依据是 。
30.科学小组将制得的CO2分别通入澄清石灰水和氢氧化钠溶液中,他们观察到前者变浑浊,后者无明显现象。那么CO2和NaOH是否发生了化学反应?
(1)小明设计了甲、乙两个实验来验证CO2与NaOH发生了化学反应,如图所示。实验现 象为: 甲——软塑料瓶变瘪,乙——“瓶吞鸡蛋”。
①小林认为上述实验是可行的,其共同原理是 ;
②小华提出质疑,她认为上述实验还不足以说明CO2和NaOH发生了反应,其理由是 ;
③小明同学针对小华的质疑又补充了一个对照实验,请简单写出实验方案 。
(2)为进一步比较,老师用三个相同的烧瓶收集等量的CO2气体,注入等量的三种液体,用气压传感器测定内部气压变化,得到烧瓶内压强与时间的关系曲线如图丙所示。其中曲线2代表澄清石灰水,曲线3代表氢氧化钠溶液,由此曲线,你可以得出的结论是 。
A.CO2能与氢氧化钠溶液反应 B.CO2能使澄清石灰水变浑浊
C.此氢氧化钠溶液比澄清石灰水更适合用于吸收CO2
31.揭开“屠狗洞”的秘密:意大利那不勒斯有个奇怪的山洞,人走进这个山洞安然无恙,而狗走进洞里就一命呜呼,因此,当地居民就称之为“屠狗洞”。迷信的人还说洞里有一种叫做“屠狗”的妖怪。为了揭开“屠狗洞”的秘密,一位名叫波尔曼的科学家来到这个山洞里进行实地考察。他在山洞里四处寻找,始终没有找到什么“屠狗妖”,只见岩洞上倒悬许多钟乳石,地上丛生着石笋,并且有很多从潮湿的地上冒出来的气泡。波尔曼透过这些现象经过科学的推理终于揭开了其中的奥秘。
波尔曼有相关的资料分享给大家:
资料一:钟乳石和石笋构成的岩洞也叫石灰岩岩洞。石灰岩的主要成分是碳酸钙,它在地下深处高温下分解会产生生石灰(主要成分是CaO)和二氧化碳气体。
资料二:二氧化碳能与地下水、碳酸钙反应,生成可溶性的碳酸氢钙,而可溶性的碳酸氢钙在压力低时又是很不稳定的,这两个反应的化学方程式如下:
CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2;Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+ H2O
请你运用所学知识,结合波尔曼的相关资料写出其“科学的推理”,从而揭示“人走进这个山洞安然无恙,而狗走进洞里就一命呜呼”的秘密。
32.在杭州亚运村西北侧的“世纪变”,成立了全省首个“电力能源碳中和技术示范基地”。这座变电站获得了权威机构颁发的《碳中和证书》,节能减碳成效已经获得认可,以上措施可缓解的环境问题是 。如图甲是小滨验证该问题的实验装置,在 (填“阳光”或“黑暗”)下一段时间后,可观察到水柱向 (填“左”或“右”)移动。
此外,根据研究发现海洋吸收二氧化碳有三种方式(图乙)。
(1)自然溶解:大气中的二氧化碳能不断地溶解到海水中。研究表明,海水温度越低,单位体积溶解的二氧化碳越多。一年四季中,单位体积海水中溶解二氧化碳最多的是 季。
(2)植物固碳:近海滩涂上的红树林、海洋浮游植物等通过光合作用吸收二氧化碳,最终这些碳元素随着植物残体沉积到海底。植物固碳只能发生在海洋的浅层,超过一定深度不能发生,其原因是 。
(3)碳酸盐泵:贝壳类、珊瑚等海洋生物将碳元素以碳酸钙的形式沉积起来。某地贝壳堤储存了约4亿吨贝壳,其中95%为碳酸钙,则该地贝壳堤固定了 亿吨碳元素?
33.某研究性学习小组为测定当地矿山石灰石中碳酸钙的质量分数,取来了一些样品,并用稀盐酸200g,平均分成4份进行4次实验(样品中其他杂质不与稀盐酸反应),结果见下表,回答下列问题:
实验次数
1
2
3
4
加入样品质量(g
)
5
10
15
20
生成CO2质量(g)
1.76
3.52
4.4
M
(1)实验过程中,通过观察 现象可判断反应结束。
(2)表中的M数值是 g。
(3)这种石灰石中碳酸钙的质量分数是多少?(要求写出计算过程)
34.小科同学去柯岩风景区游玩时,捡回了若干块石灰岩,他想知道这些石灰岩中碳酸钙的含量,采用了以下的方法进行检测:取这种石灰岩样品6克,把40克稀盐酸分四次加入,测量过程所得数据见表(已知石灰岩样品中含有的杂质不溶于水,不与盐酸反应)
加入稀盐酸的次序
1
2
3
4
加入稀盐酸的质量(克)
10
10
10
10
剩余固体的质量(克)
4.0
m
1.2
1.2
求:
(1)m= 。
(2)样品中碳酸钙的质量是 。
(3)所用稀盐酸的质量分数是多少?
35.为了检测实验室中石灰石样品中碳酸钙的含量,某同学用溶质质量分数相同的盐酸与样品进行了四组实验测定(样品中的杂质不溶于水,且不与盐酸反应),测得数据如表。试回答:
甲
乙
丙
丁
所取石灰石质量/g
10.0
10.0
10.0
10.0
加入盐酸质量/g
20.0
30.0
45.0
50.0
剩余固体质量/g
6.0
4.0
2.0
2.0
(1)石灰石样品中碳酸钙的质量分数是 。
(2)各组充分反应后,盐酸有剩余的实验组别是 。
(3)实验所用稀盐酸的溶质质量分数是多少?(写出计算过程)
36.“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式,抵消产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”。现阶段我国的能源结构以化石能源为主,其燃烧释放出大量的二氧化碳。针对我国能源结构的现状,实现“碳中和”的路径之一是降低化石能源在消费能源中的比例,提高可再生、非化石能源比例。路径之二是捕集、利用和封存二氧化碳。
(1)植树造林这一措施,实际是利用绿色植物的 作用,抵消产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳的“零排放”,该生理作用的文字表达式为 。
(2)封存二氧化碳的技术之一,是将二氧化碳送入到海面以下3000米的深海里,进行二氧化碳海洋封存,但此举可能造成海洋酸化,原因是 (用化学方程式表示)。利用二氧化碳的技术之一,是利用二氧化碳制取甲醇(CH3OH),该反应的微观示意图如图所示,该反应符合质量守恒定律的微观原因是 。
(3)“减少二氧化碳的排放,人人有责可以出力”。写出一条自己生活中减少二氧化碳排放的行为 。
37.如图,小舟制作了一个简易泡沫灭火器,为增加泡沫量,添加少量不参与反应的发泡剂。
(1)使用灭火器时,只需将装置倒置,浓盐酸与碳酸钠反应后喷出大量含有CO2的泡沫,当泡沫“粘附”在燃烧物表面后,起到隔绝 作用,即可灭火。选用CO2作为灭火气体是因为该气体具有的性质是 。
(2)制作成本也是须考虑的重要指标。将含有10.6克溶质的饱和碳酸钠溶液装入吸滤瓶,理论上需要质量分数为36.5%的浓盐酸多少克,才能恰好完全反应。(已知:Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑)
38.海螵蛸别名墨鱼骨,是一味中药,其主要成分是碳酸钙,把1.5g海螵蛸样品加入烧杯中,另取20g稀盐酸滴入烧杯中与碳酸钙恰好完全反应,反应结束后,固体剩余0.5g (杂质不溶于水也不与酸反应)。求:
(1)该海螵蛸样品中碳酸钙的质量为 g
(2)实验结束时,生成二氧化碳气体的质量为多少?
(3)所用稀盐酸的溶质质量分数为多少?
39.鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙。某科学兴趣小组取25g鸡蛋壳于烧杯中,缓慢加入稀盐酸(杂质不溶于水,也不与稀盐酸反应),剩余固体质量与加入稀盐酸的质量关系如图所示。请根据要求回答问题:
(1)实验时当观察到 现象时,说明鸡蛋壳已完全反应;
(2)鸡蛋壳完全反应后,求产生CO2的质量;
(3)当鸡蛋壳恰好完全反应时,求所得溶液的溶质质量分数。
40.钙是生物体骨骼的重要组成元素。鱼骨中含有碳酸钙,现设计图甲实验测定鱼骨中的碳酸钙含量,并将测得的数据绘制成图乙。提示:食醋的主要成分是醋酸(HAc),醋酸和碳酸钙反应的化学方程式为: 2HAc+CaCO3=CaAc2+H2O+CO2↑。该实验中浓硫酸的作用是吸收逸出的水蒸气, 鱼骨中其它成分与食醋反应生成的气体可忽略不计。
(1)该实验中仪器a的名称是 。
(2)计算鱼骨中碳酸钙的质量分数。
(3)生活中,用喝醋的方法除去卡在咽上的鱼刺,这种做法是不科学的。请你结合实验结果加以说明。
41.学校八年级科学兴趣小组为了测定某矿山石灰石中碳酸钙的质量分数,取石灰石样品与足量稀盐酸在烧杯中反应(假设石灰石样品中杂质不与稀盐酸反应也不溶于水,杂质中不含钙元素)。有关实验数据如下表:
反 应 前
反 应 后
实验数据
烧杯和稀盐酸的质量
石灰石样品的质量
烧杯和剩余物的总质量
150g
12.5g
158.1g
(1)根据质量守恒定律可知,反应中生成二氧化碳的质量为 g。
(2)该石灰石中碳酸钙的质量分数为 。
(3)反应中生成氯化钙的质量是多少克?(写出计算过程)
科学兴趣小组的同学们对蛋壳的成分开展了有关探究。同学们的实验过程如下:
①将一定量的蛋壳放入容器中;②往其中加入适量的稀盐酸,观察到有较多的气泡产生;③……④得出结论:蛋壳的主要成分是碳酸盐(如:碳酸钙)。
(1)请补全第③步的实验内容与现象: 。
(2)为了测定蛋壳中碳酸钙的质量分数,同学们用蛋壳与足量的稀盐酸充分反应,得到有关数据如下表:(CO2的密度为2 g/L)
蛋壳的质量/g
加入稀盐酸质量/g
收集到CO2气体体积/L
7.5
100
1.1
假设二氧化碳全部是由蛋壳中的碳酸钙与盐酸反应产生的,小明计算这些蛋壳中碳酸钙的质量分数的过程如下:
解:设该蛋壳中碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+2CO2↑
100 28
x 1.1升
=
x=3.93
蛋壳中碳酸钙的质量分数=0.524。
小明的计算过程中存在明显错误,请写出正确的计算过程(结果保留1位小数)。
42.科学实验提倡绿色环保,对实验装置进行微型化改进是一条很好的途径。如图甲是制取并检验CO2的装置,图乙是对图甲实验装置微型化改进后的装置。
(1)图乙中微型塑料滴管在实验中的作用与图甲中的 (填字母)仪器相同。
(2)实验过程中,乙装置W型玻璃管中产生现象是 。
(3)某同学用图甲装置进行实验,锥形瓶B中石灰石的质量随加入稀盐酸质量的变化情况如图所示。求:①最多产生CO2气体的质量;②所加入稀盐酸的溶质质量分数。
43.某品牌钙片的部分信息:①钙片主要成分为碳酸钙;②每片钙片的质量为1克.科学学习小组同学用该品牌钙片做了如下实验:把100克稀盐酸分成五等份,分次将稀盐酸添加到放有10片钙片的烧杯中,充分反应(钙片中其它成分不溶于水且不与盐酸反应)。得到的实验数据见下表。
实验次数
1
2
3
4
5
加入稀盐酸的质量/克
20
20
20
20
20
剩余固体的质量/克
8.0
6.0
4.0
2.5
2.5
回答下列问题:
(1)CaCO3中碳元素的化合价为 .
(2)10片钙片中CaCO3的质量为 .
(3)实验中所用稀盐酸的溶质质量分数为多大?
44.某学校的学习小组对当地的石灰石矿区进行调查,测定石灰石中碳酸钙的质量分数,采用的方法如下:取该石灰石样品16g,把80g稀盐酸分四次加入,测量过程所得数据见下表(已知石灰石样品中含有的二氧化硅等杂质不溶于水,不与稀盐酸反应)。请计算:
序号
加入稀盐酸的质量/g
剩余固体的质量/g
第1次
20
11
第2次
20
6
第3次
20
2.8
第4次
20
a
(1)上表中n的数值为 ;
(2)样品中碳酸钙的质量分数是 ;
(3)求盐酸中溶质的质量分数。
素养提升
1.为探究二氧化碳能否和水反应,用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥小花完成下图四个实验。实验I、Ⅳ中小花变红,实验Ⅱ、Ⅲ中小花不变色。下列说法不正确的是( )
A.实验Ⅰ、Ⅱ说明醋酸可以使小花变红 B.实验Ⅲ说明二氧化碳不能使小花变红
C.实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ说明二氧化碳能与水发生化学反应 D.上述实验说明二氧化碳和醋酸具有相似的化学性质
2.用图示装置可以进行二氧化碳的制取和性质探究实验,下列叙述正确的是( )
A.浸有紫色石蕊试液的棉花会变蓝
B.粗铜丝能控制反应的发生和停止
C.产生的二氧化碳不可用浓硫酸干燥
D.能验证二氧化碳的密度比空气大
3.某兴趣小组利用如图装置对二氧化碳的性质进行探究,A处大试管中能生成二氧化碳气体,下列说法错误的是 ( )
A.B处现象说明二氧化碳能使紫色石蕊变红
B.C处溶液变浑浊,是因为生成了不溶于水的碳酸钙
C.D处的实验现象是蜡烛会熄灭
D.D处现象说明二氧化碳不可燃,不助燃,相同体积时质量比空气大
4.某小组利用图1装置研究25°C时二氧化碳的溶解性。打开止水夹,向3个充满二氧化碳的100ml烧瓶中,分别注入蒸馏水,关闭止水夹,振荡前后压强的变化如图2,下列说法不正确的是( )
A.曲线①中ab段对应的操作是迅速注入蒸馏水
B.曲线①中c点和e点可能进行了振荡
C.曲线③对应的实验是注入蒸馏水
D.终点气压高于初始的原因可能是,在时1体积水中最多吸收的二氧化碳的量小于1体积
5.一些食品包装袋内充满某种气体,对食品具有保护作用(如图).为了探究食品包装袋内该气体的性质,兴趣小组进行如下思考和活动。小组同学猜想食品包装袋里的气体可能是二氧化碳,于是收集食品包装袋中的气体,并进行以下实验操作,其中可验证其猜想的是( )
A.通入气体观察蜡烛是否熄灭 B.通入气体观察溶液是否变浑浊
C.通入气体观察气球是否浮起 D.充满气体的试管内水面是否上升
6.某实验小组利用块状大理石和浓盐酸(有挥发性)制取二氧化碳并探究其部分性质,下列有关说法正确的是( )
A.关闭装置①的止水夹,打开分液漏斗的旋塞,液体顺利滴下,说明装置漏气
B.装置①中盐酸浓度过大,会使得反应无法顺利进行
C.将燃烧着的火柴伸入装置②中部,火柴熄灭,说明集气瓶中已收集满CO2
D.将气体通入③中,紫色石蕊溶液变为红色,不能说明CO2与水反应生成了H2CO3
7.将燃着的木条伸入盛有某种气体的集气瓶中,木条上的火焰熄灭,则该气体是( )
A.一定是氧气 B.一定是二氧化碳 C.一定是空气 D.可能是二氧化碳
8.小文想用碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳,以下所选的实验装置与操作方法不能达成实验目的是( )
选项
A
B
C
D
实验装置
操作方法
选择固液不加热型发生装置
利用向下排空气收集二氧化碳
使用燃烧的木条,检验气体是否集满
利用排水法收集二氧化碳
A.A B.B C.C D.D
9.有两个集气瓶,分别装着氧气、二氧化碳,若要鉴别它们,下列方法不可行的是( )
A.分别滴入澄清石灰水,振荡 B.用燃着的木条插入瓶中
C.闻气味 D.滴入紫色石蕊试液,振荡
10.下列是某兴趣小组制取、收集并检验CO2的有关实验操作,其中错误的是( )
A.甲图中如箭头方向推动注射器时,长颈漏斗下端冒气泡,说明气密性良好
B.乙图中长颈漏斗下端要伸入液面下,是为了防止气体逸出
C.丙图装置可以测量CO2的体积,植物油是为了防止CO2气体溶于水
D.丁图中为了检验CO2,滴入的试剂为澄清石灰水
11.利用数据传感技术比较块状和粉末状的碳酸钙与足量稀盐酸反应的快慢。按图1装置进行实验,倾斜锥形瓶,使10mL稀盐酸与固体充分接触( )
A.m=l
B.图中d点溶液中溶质为CaCl2
C.对比a、c点或b、d点可知,粉末状碳酸钙反应更快
D.t秒内,粉末状碳酸钙反应产生的CO2更多
12.某科学兴趣小组为探究二氧化碳与水的反应,进行了以下实验,并用微观示意图表述实验过程,下列图示中正确的是( )
A. B.C.D.
13.如图是实验室制取气体的部分装置示意图,下列说法正确的是( )
A.用过氧化氢溶液制取O2,可选用装置②④组合 B.用装置①制取CO2,分液漏斗中应装稀硫酸
C.要做铁丝燃烧实验,用④收集O2时建议留部分水 D.用装置③收集CO2,气体应从管口c通入
14.如图所示的四个装置图及其使用方法的说明中,错误的一项是( )
A.用排空气法收集CO2,则CO2从b管通入 B.用排空气法收集O2,则O2从a管通入
C.除去空 气中的CO2,则空气从a管通入 D.用排水法收集 O2,则O2从b管通入
15.如图所示装置有多种用途,下列探究的问题错误的是( )
A.若用排空气法收集时,气体应从装置的端通入
B.若用排水法收,瓶内先装满水,气体从端通入
C.若用此装置洗气湿润氧气,可在瓶底装入少量水,端连接输氧瓶,端连入病人呼吸机
D.无论该装置任何用途,都不能从管通入使用
16.如图是实验室制取气体的常用装置。下列有关说法错误的是( )
A.装置①可作为制取CO2的发生装置 B.装置②制取O2时,可有效防止水的倒吸
C.装置③用于收集CO2时,气体由a管进入集气瓶 D.装置④用于收集O2时,气体由c管进入集气瓶
17.图示实验设计,能制取二氧化碳并可控制反应发生或停止的是( )
A.B.C.D.
18.如图在一个盛有澄清石灰水的容器中有一支燃着的蜡烛现用一只杯子将蜡烛罩住,过一会儿可能发生的现象是( )
A.蜡烛继续燃烧,杯子内液面不变 B.火焰逐渐熄灭,杯子内液面下降
C.火焰逐渐熄灭,杯子内液面上升 D.蜡烛燃烧更旺,杯子内液面上升
19.小柯做了一个趣味实验:他先将鸡蛋壳碾碎装入气球,再把气球套在盛有白醋的锥形瓶瓶口,然后把气球中的蛋壳加入锥形瓶中(装置的气密性良好),实验过程如图。下列对该实验的分析正确的是( )
A.不能验证质量守恒定律,因为气球受到浮力
B.冷却至室温时,瓶内气体分子间空隙变大
C.反应没有气体生成
D.反应没有热量放出
20.如图是进行气体在水中的溶解性探究,其实验步骤如下:①用大号针筒抽取200毫升气体 ②试剂瓶中加入200毫升水(恰好加满),塞紧双孔橡皮塞 ③连接大号针筒和试剂瓶,推动活塞,将注入水中。下列说明符合实际的是( )
A.该装置的气密性是否良好不影响实验结果
B.试剂瓶中加入可加入蒸馏水也可加入自来水
C.推动活塞时应尽量快速
D.当向水中注入气体体积达到120毫升时,红色油柱开始向上移动。
21.在锥形瓶甲中放入10g块状纯净的碳酸钙,在锥形瓶乙中放入10g粉末状纯净的碳酸钙,分别同时加入等质量、同浓度的稀盐酸(足量)。如图中对该实验产生气体的质量与反应时间的关系,描述合理的是( )
A.B.C.D.
22.实验是学习化学的基础,对实验的创新不仅增添趣味性,还有助于更好地达到实验目的。(已知:白磷着火点为40℃,红磷着火点为240℃)
(1)实验甲中,将Y形管倾斜,使稀盐酸与大理石接触,写出发生反应的化学方程式 。一段时间后,可观察到用紫色石蕊溶液浸湿的纸质小花变为 色。
(2)用实验乙中的装置测定空气中氧气的含量。若红磷量不足,会使测定结果 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。 (填“能”或“不能”)用木炭代替红磷来完成此实验。
23.小科为了测定某碳酸钙样品的纯度,进行如下实验(杂质不与稀盐酸反应,部分固定装置已省略)。
(1)仪器b的名称是 。
(2)为了完成该实验,可以选择 和E装置来进行测定(选填字母)。
(3)若E中液体为水,则会使测量结果 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
(4)实验改进后,称取的样品质量为m1,经计算反应生成的二氧化碳质量为m2,则样品中碳酸钙的含量为 (用字母表示)。
24.用下列微型实验进行二氧化碳气体的相关性质研究。
(1)燃烧器微热后,蜡烛b、c燃烧,蜡烛a不燃烧。下列关于燃烧器中的实验分析正确的是 (填字母)。
A.探究可燃物燃烧需要氧气
B.说明红磷与白磷性质相似
C.探究可燃物燃烧需要温度达到着火点
(2)挤压滴管,将足量稀盐酸滴入球形玻璃管中,一段时间后,打开阀门A,蜡烛c熄灭,然后蜡烛b也熄灭了,说明二氧化碳具有哪些性质 。
(3)蜡烛熄灭后,将玻璃尖嘴管对着涂有澄清石灰水的小烧杯内,烧杯内壁变模糊,此现象 (填“能”或“不能”)证明蜡烛一定含有碳元素。
25.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,使测最结果更准确,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
26.做科学实验应提倡绿色环保。如图为某种“微型”实验装置,实验使用药品的量少,产生的废弃物也少。用该仪器完成“制取并检验CO2”的实验只消耗了0.73克10%的盐酸。
(1)“微型塑料滴管”相当于 (填字母)。
A.长颈漏斗 B.分液漏斗 C.细口瓶 D.量筒
(2)写出玻璃W管中B处发生的化学反应方程式是 。
27.“碳捕捉技术”是通过一定的方法,将工业生产中产生的二氧化碳分离出来并加以利用,某校科研小组的同学设计用氢氧化钠溶液来“捕捉”二氧化碳,其基本过程如下(部分条件及物质未标出)。请回答下列有关问题:
(1)“捕捉室”中发生反应的化学方程式为: 。
(2)在整个“捕捉”过程中,可以循环利用的物质是 。
28.二氧化碳产生的速度不同,用途也会有所不同。例如灭火需要快速产生二氧化碳。某兴趣小组利用秒表、石灰石、4%的稀盐酸等测量二氧化碳产生的速率,实验装置如图所示。
实验步骤如下:
①组装好实验器材;
②检查装置的气密性;
③在锥形瓶中加入2克石灰石,再向锥形瓶中加入50mL稀盐酸,立即关闭分液漏斗的活塞;
④记录?;
⑤重复上述实验。
(1)步骤②中检查装置气密性的具体方法是
。
(2)步骤④中“?”为 。
(3)下列会引起所测的反应速率偏小的有 。
A.锥形瓶内有二氧化碳残留 B.注射器内的活塞和筒壁存在摩擦
C.盐酸有挥发 D.二氧化碳可溶于水
29.二氧化碳在空气中的含量不多,但用途广泛。某小组同学为验证二氧化碳的性质和用途,进行了下列实验。
(1)利用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,若要产生平稳的气流,顺利完成实验,应选择装置甲还是装置乙,说明理由 ;若你选择的装置与丙装置相连,当观察到蜡烛自下而上熄灭时,可以验证二氧化碳具有的性质是 。
(2)如图丁所示实验:观察到蜡烛自下而上熄灭;如果改变二氧化碳的倾倒方向,如图戊所示实验:观察到蜡烛自上而下熄灭。这两个截然相反的实验现象,能否反映出二氧化碳相同的性质
。
(3)为验证碳酸饮料(汽水)中含有二氧化碳气体。小明同学利用如图己所示的装置进行实验:打开汽水瓶盖,立即塞上带导管的橡皮塞,将导管的另一端伸入装有少量紫色石蕊试液的试管中,观察到试管内紫色石蕊试液变成了红色,该同学得出结论:该汽水中含有二氧化碳。
【反思评价】该小组同学中有同学对小明同学的实验提出了质疑:认为小明同学的实验不严密,汽水中含有柠檬酸,可能是该汽水中的柠檬酸随气体气流进入试管,而引起紫色石蕊试液的变色。
【继续实验】针对提出的质疑该小组同学继续开展下列活动;
①查阅资料:柠檬酸为无色晶体,易溶于水和酒精;常温下稳定,熔点153℃,熔化后、沸腾前分解,分解温度约为175℃;柠檬、柑橘中含有柠檬酸。
②小明同学在自己实验的基础上,未增加任何试剂,接着进行了一步简单的实验操作,确认了不是因为柠檬酸引起紫色石蕊试液变色。该操作的名称以及观察到的实验现象是 。
30.小王对教材中“实验室制取CO2时,选用石灰石(或称大理石)和稀盐酸为原料,一般不选用稀硫酸”这一句话产生了疑惑。于是提出了问题:实验室制取CO2在何种情况下可使用稀硫酸?
(1)一般不能使用石灰石与稀硫酸制取二氧化碳的原因是 。
(2)安装如图实验装置并检查气密性后,使一定浓度(适当)的稀盐酸、稀硫酸分别在装置甲中与等质量的CaCO3粉末反应,装置乙、丙的作用是测量CO2的体积,装置乙中的液体应该 的性质。
(3)在相同条件下测得(2)中实验产生的CO2体积(V)与反应时间(t)的关系如图丁所示。实验结果:0~300s内,反应Ⅰ比反应Ⅱ生成CO2的速率 (选填“快”或“慢”),但差距不大。
(4)根据实验结果得出结论:实验室可用稀硫酸和碳酸钙粉末反应制取二氧化碳。
31.酵母菌既能进行有氧呼吸,又能进行无氧呼吸。将含酵母菌的葡萄糖液分为两等份,如图所示分别装入甲、乙两个相同的烧瓶中,用带有导管的瓶塞塞紧,导管分别通入澄清石灰水中,并定时向甲烧瓶内通入氧气。根据酵母菌代谢方式的多样性推断。
(1)乙烧瓶内最后的产物是 。
(2)从理论上推测,哪个烧瓶对应的澄清石灰水先变浑浊?请说明理由
。
32.绿色植物的呼吸作用会产生二氧化碳,某同学猜想:种子的萌发过程可能也会产生二氧化碳,他设计了如图的实验装置。打开D装置中的阀门,水位下降,空气就会依次进入装置。(A装置的作用是完全吸收空气中的二氧化碳)
(1)A装置可以完全吸收空气中的二氧化碳,对后续实验的作用是 。
(2)如果观察到 现象,则小明的猜想是正确的。
33.小组同学分别用如图所示装置(夹持仪器已略去)做收集并检验二氧化碳性质的实验:
(1)实验中,连接A、B装置时,应将A装置中的e连接B装置中的 (选填“a”或“c” ) 。
(2)在A装置的锥形瓶中加入大理石,向长颈漏斗中注入稀盐酸,则该反应的化学方程式为: 。
(3)打开a、c,关闭b,向B中集气瓶内充入气体: 关闭a、c,打开b,用冷毛巾捂住B中集气瓶,一段时间后,观察到B装置中烧杯内液面 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。
34.某兴趣小组的同学对二氧化碳的制取和相关性质进行了探究。
(1)CO2的制取:A或B装置均可作制取CO2的发生装置,选用A装置的优点是 。利用C装置可以进行许多实验。下列实验能达到预期目的的是 (填序号)。
A.收集 CO2气体: 将CO2气体从m端通入
B.检验 CO2是否收满:将燃着的木条放在 n端
C.检验所得到的气体是 CO2:在瓶中盛少量澄清石灰水,将气体从m端通入
D.测定 CO2气体的体积:在瓶中盛满水,m端连接量筒
(2)CO2的性质:如图2所示进行实验(紫色纸花是用紫色石蕊溶液浸泡后晾干制成的)。打开K后,再缓缓通入二氧化碳气体,观察到的现象是 。
(3)CO2的吸收:我国提出2060年前实现碳中和,“碳捕捉和封存”技术是实现碳中和的重要途径之一。常温下,采用加压水洗法可捕集CO2,原因是 。
35.图甲是利用数字化仪器测定CO2含量的探究实验。
(1)按照图A所示连接实验装置,检查该装置气密性时,某同学先将导管放入水中,再向里推动注射器,观察到 ,说明装置气密性良好。
(2)用装置A制取CO2气体,并分别用排水法和排空气法收集两锥形瓶气体备用,其中用排空气法收集时,应选用装置 (填“B”或“C”)。
(3)采用图D装置,将注射器中等量、等浓度的氢氧化钠溶液分别注人用排水法和排空气法收集的CO2气体的锥形瓶内(NaOH溶液均过量),得到图乙所示的压强随时间变化的图象。该实验说明 (填“排水法”或“排空气法”)收集到CO2的含量较高,请结合图象说明你的理由: 。
36.如图是实验室制备气体的常见装置,请回答下列问题:
(1)实验室用高锰酸钾制取并收集一瓶相对较纯净的氧气,选用的制取装置是 (填字母),反应的化学方程式为 。
(2)若要制取并收集干燥的CO2,所选装置正确的连接顺序是 。
(3)Cl2是一种密度比空气大、能溶于水的气体,实验室制取Cl2的化学方程式为:MnO2+4HCI(浓) MnCl2+Cl2 ↑+2H2O。下列对制取气体的分析,正确的是____(可多选)。
A.制取CO2和Cl2的发生装置相同 B.用D装置收集Cl2时,Cl2应从a端进入
C.制取Cl2的反应中,MnO2是催化剂 D.用E装置收集O2时,O2应从d管导入
37.草系鱼缸中的植物利用水中的二氧化碳进行光合作用为鱼缸中的鱼类提供氧气。但水中二氧化碳相对匮乏,某项目小组为鱼缸设计了二氧化碳补给器,下表为该产品的评价量表。
评价指标
优秀
合格
待改进
指标一
反应安全,且可控
反应安全,但不可控
反应有较大安全隐患
指标二
气体能直接排出且速度可以观测。
气体能直接排出,但速度无法观察。
气体无法排出
(1)该项目学习经历时间较长,包含的重要环节有:①学习补给器的工作原理;②小组合作设计补给器结构图;③小组合作制作补给器;④公布补给器评价标准;⑤补给器展示评比。你认为上述环节最合理的排序是 。
(2)查阅资料后知道草系鱼缸先要通入二氧化碳,使水草长势茂盛后再放入宠物鱼,小组成员采用碳酸钙和稀盐酸反应制取二氧化碳。图甲和图乙是项目组成员设计的两种二氧化碳补给器。最后小组选用了图乙的装置,根据评价量表,你认为他们的理由是: 。
(3)小科查阅到如下信息:20℃时,标准大气压下二氧化碳在水中的溶解度约为1.45克/升。若要使装有80升水的鱼缸中溶解的二氧化碳达到饱和,至少需要含碳酸钙80%的石灰石多少克?(忽略水中已有的二氧化碳,写出计算过程,计算结果保留一位小数。)
38.某同学设计了如图所示的装置,请根据所学知识回答有关问题。
(1)写出仪器①的名称: 。
(2)若导管c处产生的气体能使带火星的木条复燃,则液体A为 ,固体B的作用是 。
(3)若b处的澄清石灰水变浑浊,则a处的现象是 ,请写出实验室制取该气体的化学方程式: 。此时若把燃着的木条放在c处,看到的现象是 。
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.
39.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)。
40.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 。
41.“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 。
42.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。
43.某品牌钙片的部分信息:①钙片主要成分为碳酸钙;②每片钙片的质量为1克.科学学习小组同学用该品牌钙片做了如下实验:把100克稀盐酸分成五等份,分次将稀盐酸添加到放有10片钙片的烧杯中,充分反应(钙片中其它成分不溶于水且不与盐酸反应)。得到的实验数据见下表。
实验次数
1
2
3
4
5
加入稀盐酸的质量/克
20
20
20
20
20
剩余固体的质量/克
8.0
6.0
4.0
2.5
2.5
回答下列问题:
(1)CaCO3中碳元素的化合价为 .
(2)10片钙片中CaCO3的质量为 .
(3)实验中所用稀盐酸的溶质质量分数为多大?
44.某学校的学习小组对当地的石灰石矿区进行调查,测定石灰石中碳酸钙的质量分数,采用的方法如下:取该石灰石样品16g,把80g稀盐酸分四次加入,测量过程所得数据见下表(已知石灰石样品中含有的二氧化硅等杂质不溶于水,不与稀盐酸反应)。请计算:
序号
加入稀盐酸的质量/g
剩余固体的质量/g
第1次
20
11
第2次
20
6
第3次
20
2.8
第4次
20
a
(1)上表中n的数值为 ;
(2)样品中碳酸钙的质量分数是 ;
(3)求盐酸中溶质的质量分数。
45.某化学兴趣小组为测定一种石灰石样品中碳酸钙的质量分数,进行如下实验:
①分别称取两份质量为25.0g的石灰石样品,并加工成块状和粉末状;
②将两份样品分别投入两个锥形瓶中,各加入足量的同种稀盐酸(样品所含杂质不溶于水也不与酸反应),测得生成二氧化碳的质量与反应时间的关系如图所示:
(1)由图中曲线分析得出,影响该化学反应速率的因素是 。
(2)每份样品充分反应后。生成二氧化碳的质量为 。
(3)求该样品中碳酸钙的质量分数。
46.实验室常用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳。某同学用质量为10克的石灰石和100克过量的稀盐酸反应,该同学测得的有关实验数据如图所示。(反应:,假定杂质不溶于水,也不参加反应。)请回答下列问题:
(1)该石灰石的纯度为 。
(2)反应生成的CO2的质量为多少?
(3)从图中有关实验数据,计算参加反应的稀盐酸的质量分数是多少?
47.小科为测定实验室里一瓶石灰石样品中碳酸钙的含量,分别在5只相同的烧杯中加入相同质量的样品,并加入不同质量的稀盐酸,测得数据如下。(其中杂质不与稀盐酸反应,且稀盐酸的溶质质量分数相同)
实验组别
一
二
三
四
五
稀盐酸质量/克
20
40
60
80
100
石灰石样品质量/克
12.5
12.5
12.5
12.5
12.5
烧杯中剩余物质总质量/克
31.4
50.3
69.2
88.1
108.1
(1)分析表中数据:第一组实验中 过量(填“稀盐酸”或“石灰石样品”);
(2)求石灰石样品中碳酸钙的质量分数。
48.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 。
49.做科学实验应提倡绿色环保。右图为某种“微型”实验装置,实验使用药品的量少,产生的废弃物也少。用该仪器完成“制取并检验”的实验只消耗了0.66克10%的盐酸(密度为1.1克/厘米3)。
(1)“微型塑料滴管”相当于乙图装置中的 。(填字母)
(2)通常完成这个实验大约需10%的盐酸6毫升,这是该微型实验中盐酸用量的 倍.
(3)请计算利用该“微型”实验装置进行实验的过程中产生的质量是多少克? 。(结果保留两位小数)
50.实验室利用12.5克大理石与100克稀盐酸恰好完全反应,制取4.4克二氧化碳,问:
(1)大理石中含碳酸钙质量为多少?
(2)稀盐酸中HCl质量分数为多少?
(3)反应后所得溶液中溶质的质量分数为多少?
51.为了测定某石灰石的纯度,某兴趣小组同学取用了12.5g这种石灰石样品,用实验室现有的未知溶质质量分数的稀盐酸100g分5次加入(假设杂质不参加反应,也不溶于水),充分反应后,经过滤、干燥等操作后称量,得到如表数据:
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
所加稀盐酸的质量/g
20
20
20
20
20
剩余石灰石样品的质量/g
10
7.5
5
2.5
2.5
(1)该石灰石样品中碳酸钙的纯度为 (用质量百分数表示)。
(2)此过程中放出二氧化碳的质量为 g。
(3)当稀盐酸和大理石恰好完全反应时,所得溶液中溶质的质量分数是多少 ?(计算结果精确到0.1%)
52.小柯想测定实验室制二氧化碳的石灰石中碳酸钙的质量分数,采用了如下方法:称取该石灰石样品20g,把100g稀盐酸分五次加入,测量过程所得数据见下表(已知石灰石样品中的杂质不溶于水,不与稀盐酸反应)。请计算:
序号
1
2
3
4
5
加入稀盐酸的质量/g
20
20
20
20
20
剩余固体的质量/g
15
a
5
2.8
2.8
(1)上表中a的数值为 。
(2)样品中碳酸钙的质量分数。
(3)第3次实验结束时所得溶液溶质质量分数。
53.为测定某品牌钙片中碳酸钙的质量分数,小明先将钙片粉碎,再各取2.5g粉末与一定量的同浓度稀盐酸反应(钙片中其他成分不参与反应),测出生成二氧化碳的质量(不考虑二氧化碳的损失)。实验数据如下表所示:
组序
粉末样品的质量(g)
盐酸的质量(g)
二氧化碳的质量(g)
1
2.5
10
0.22
2
2.5
20
0.44
3
2.5
30
0.44
(1)实验过程中,通过观察 现象可判断反应结束。
(2)通过分析第2组和第3组数据,可知第3组反应中 过量。
(3)求该钙片中碳酸钙的质量分数。 (写出计算过程)
1
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3.4二氧化碳
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。
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
2. CO2对人体健康的影响
知识点二:二氧化碳的性质和用途
1、物理性质:二氧化碳在常温下是无色、无味的气体,密度比空气大,能溶于水。固态二氧化碳叫“干冰”,可作为致冷剂。
2、化学性质
(1)通常情况下二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧
(2)二氧化碳不能供给呼吸。
(3)二氧化碳能跟水反应生成碳酸。(碳酸具有酸性,能使紫色石蕊试液变红色)CO2+H2O=H2CO3
碳酸不稳定,受热会分解: H2CO3CO2↑+H2O
(4)二氧化碳能跟澄清石灰水反应,生成白色的碳酸钙沉淀,从而使澄清石灰水变浑浊。
CO2 + Ca(OH)2 ==== CaCO3↓ + H2O (利用这一反应可以检验二氧化碳。)
(5) 与氢氧化钠反应,生成无色透明溶液,(利用这一反应可以吸收二氧化碳)2NaOH + CO2== Na2CO3+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.
(7)二氧化碳的工业制法:高温煅烧石灰石
注意:①长颈漏斗末端必须伸到液面以下(液封),否则生成的气体会从长颈漏斗口逸出。②发生装置中导管伸入锥形瓶或试管内无需太长,更不能伸到液面以下,否则不利于气体排出。③收集装置中的导管伸入集气瓶时,末端必须伸到接近集气瓶底,便于排净集气瓶内的空气。
知识点四:实验室制取气体和收集气体的装置
制取气体发生装置的选择
主要考虑反应物的状态和反应时是否需要加热等因素。
装置
固体间反应加热型
粉状固液反应不加热型
块状固液反应不加热型
装置示意图
适用气体
O2
CO2、O2
CO2
注意事项
①试管口应稍向下倾斜,防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流引起试管破裂
②铁夹应夹在距试管口1/3处
③橡胶塞上的导管伸入试管里面不能太长,否则会妨碍气体的导出
①长颈漏斗的下端管口应伸入液面以下
②加入的液体反应物(如酸)要适当
③将长颈漏斗换成分液漏斗可以控制反应速率
①将块状固体置于多孔隔板上方
②液体从长颈漏斗中加入至浸没固体即可
③该装置的优点是随开随制,随关随停
制取气体收集装置的选择
主要考虑气体的溶解性、密度、是否有毒性、能否与空气中的成分发生化学反应等因素。
装置类型
排水(液)法
向上排空气法
向下排空气法
气球集气法
装置示意图
适用范围
不溶于水(液体)的气体
密度大于空气的气体
密度小于空气的气体
所有气体
典型气体
O2
O2、CO2
H2
O2等
题型一.二氧化碳的化学性质
1. 用如图装置进行CO2性质实验。下列说法正确的是( )
A.①证明是CO2使石蕊变红
B.②可用于检验CO2气体
C.③观察到蜡烛自上而下依次熄灭
D.①②③只能验证CO2化学性质
【答案】B
【解析】【分析】二氧化碳),一种碳氧化合物,化学式为CO2,常温常压下是一种无色无味或无色无臭而其水溶液略有酸味的气体,也是一种常见的温室气体,还是空气的组分之一(占大气总体积的0.03%-0.04% )。二氧化碳的沸点为-78.5℃(101.3kPa),熔点为-56.6℃,密度比空气密度大(标准条件下),可溶于水。二氧化碳的化学性质不活泼,热稳定性很高(2000℃时仅有1.8%分解),不能燃烧,通常也不支持燃烧,属于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,因与水反应生成的是碳酸,所以是碳酸的酸酐 [3]。二氧化碳一般可由高温煅烧石灰石或由石灰石和稀盐酸反应制得;
【解答】A、①不能证明CO2使石蕊变红,A错误;
B、常用澄清石灰水检验二氧化碳,B正确;
C、③观察到蜡烛自下而上依次熄灭,C错误;
D、③中得出二氧化碳的密度大于空气密度,D错误;
故选:B
2. 小金通过实验室制取和收集二氧化碳的方法获得了一瓶二氧化碳气体。接着利用这瓶二氧化碳气体完成了图示实验,观察到蜡烛火焰自下而上依次熄灭。下列说法错误的是( )
A.实验室制取二氧化碳的药品为块状大理石和稀硫酸
B.实验室可采用向上排空气法收集二氧化碳
C.图示实验可说明二氧化碳密度比空气大
D.图示实验可说明二氧化碳不支持蜡烛的燃烧
【解答】解:A、实验室常采用稀盐酸与大理石制取二氧化碳,稀硫酸与碳酸钙反应生成硫酸钙和水,硫酸钙为微溶物,覆盖在块状大理石表面不利于反应进行,A错误;
B、二氧化碳密度比空气大,所以采用向上排空气法收集,B正确;
C、蜡烛自下而上熄灭说明二氧化碳先在底部聚集而后向上聚集,说明二氧化碳密度比空气大,C正确;
D、蜡烛熄灭,证明二氧化碳不支持燃烧,D正确;
故选:A。
3. 如图,集气瓶中充满二氧化碳,大烧杯中燃着2支高低不等的蜡烛,实验时打开止水夹,移开玻璃片。下列说法正确的是( )
A.将观察到高的蜡烛先熄灭
B.不移开玻璃片,实验现象更明显
C.蜡烛会熄灭,是因为二氧化碳降低了蜡烛的着火点
D.去掉烧杯中的1支蜡烛,也能得出同样的实验结论
【解答】解:A.由于二氧化碳的密度比空气大,且不燃烧也不支持燃烧,将观察到低的蜡烛先熄灭,故A错误;
B.如果不将玻璃片拿下,集气瓶中的二氧化碳形不成压强差,不会流下进入烧杯内,蜡烛不会熄灭,故B错误;
C.蜡烛会熄灭,是因为二氧化碳覆盖在蜡烛表面,隔绝了空气,故C错误;
D.由题干所给装置可知,二氧化碳从高处流到烧杯中,说明二氧化碳的密度比空气的大,蜡烛熄灭说明二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧,故D正确。
故选:D。
4. 为探究二氧化碳的部分性质,设计实验装置如图(夹持仪器省略),捂热干冰位置的玻璃管,下列说法正确的是 ( )
A.a处试纸先变红色。
B.c 处试纸变红色,使石蕊变色的是 CO2
C.d处火焰先熄灭, CO2不支持燃烧
D.b与c、d与e现象对比均可证明CO2密度比空气大
【答案】D
【解析】【分析】根据二氧化碳不能使干燥的蓝色湿润试纸变色,二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,二氧化碳的密度比空气的密度大分析。
【解答】A. 二氧化碳不能使干燥的蓝色湿润试纸变色,则a处试纸不变色,故错误。
B. 二氧化碳的密度比空气的密度大,则c处试纸变红色,但使石蕊变色的不是CO2,否则a处试纸也会不变色,故错误。
C. 二氧化碳的密度比空气的密度大,则e处火焰先熄灭,d处火焰后熄灭,故错误。
D. c处试纸先变红色,e处火焰先熄灭,则b与c、d与e现象对比均可证明CO2密度比空气的密度大,故正确。
故答案为:D。
5. 下列有关验证二氧化碳性质的实验中,不能证明二氧化碳化学性质的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A、向烧杯中燃着的阶梯蜡烛倾倒二氧化碳,蜡烛熄灭说明二氧化碳不可燃也不支持燃烧,证明了二氧化碳的化学性质,不符合题意;
B、实验中石蕊试液变红色,能证明二氧化碳与水反应生成酸性物质,证明了二氧化碳的化学性质,不符合题意;
C、实验中天平右端下沉,说明二氧化碳可以像倒水一样倾倒,从而说明其密度较空气的大,只能证明二氧化碳的物理性质,不能证明二氧化碳化学性质,符合题意;
D、实验中,石灰水变浑浊,即二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,属于化学性质,不符合题意。
故选C。
6. 如图所示实验装置中,①、④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球,②、③为用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球。通入CO2后,下列能说明等体积的CO2质量大于空气且能与水反应的现象是( )
A.①变红,②不变红 B.④变红,③不变红
C.①、④变红,②、③不变红 D.④比①先变红,②、③不变红
【答案】D
【解析】①、④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球,②、③为用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球。二氧化碳不能使石蕊变色,用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球②③都不变色,说明二氧化碳不能使石蕊变色;①④变红,是因为二氧化碳和水发生了化学反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使石蕊试液变红色,说明二氧化碳与水发生了反应。④比①先变红,说明二氧化碳的密度比空气的大。故能说明二氧化碳密度大于空气且能与水反应的现象是①④棉球变红色,且④中棉球比①先变红,②③中棉球不变红。故选D。
7. 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。
题型二.二氧化碳与水的反应及实验
1. 某兴趣小组用如图所示装置探究CO2的性质,下列说法正确的是
A.1、3纸花变色,2、4纸花不变色
B.上方木条先熄灭,下方木条后熄灭
C.对比1、3纸花的现象,说明CO2的密度比空气大
D.对比3、4纸花的现象,说明CO2能与水发生反应
【答案】D
【解析】二氧化碳不能使紫色石蕊变色,二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊变红;二氧化碳不可燃也不助燃,且二氧化碳密度比空气大。
【解答】A、二氧化碳不能使紫色石蕊变色,二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊变红,则可观察到1号和3号纸花不变色,2号和4号纸花变色,A错误;
B、二氧化碳不可燃也不助燃,且二氧化碳密度比空气大,则可观察到下端燃着的木条先熄灭,上端燃着的木条后熄灭,B错误;
C、二氧化碳不能使紫色石蕊变色,二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊变红,则可观察到1号和3号纸花不变色,说明CO2不能使干燥的纸花褪色,C错误;
D、对比3号和4号或1号和2号则可知二氧化碳能和水发生化学反应,D正确。
故选:D。
2. 二氧化碳在空气中的含量不多,但用途广泛。某小组同学为验证二氧化碳的性质和用途,进行了下列实验。
(1)利用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,若要产生平稳的气流,顺利完成实验,应选择装置甲还是装置乙,说明理由 ;若你选择的装置与丙装置相连,当观察到蜡烛自下而上熄灭时,可以验证二氧化碳具有的性质是
(2)如图丁所示实验:观察到蜡烛自下而上熄灭;如果改变二氧化碳的倾倒方向,如图戊所示实验:观察到蜡烛自上而下熄灭。这两个截然相反的实验现象,能否反映出二氧化碳相同的性质
(3)为验证碳酸饮料(汽水)中含有二氧化碳气体。小明同学利用如图己所示的装置进行实验:打开汽水瓶盖,立即塞上带导管的橡皮塞,将导管的另一端伸入装有少量紫色石蕊试液的试管中,观察到试管内紫色石蕊试液变成了红色,该同学得出结论:该汽水中含有二氧化碳。
【反思评价】该小组同学中有同学对小明同学的实验提出了质疑:认为小明同学的实验不严密,汽水中含有柠檬酸,可能是该汽水中的柠檬酸随气体气流进入试管,而引起紫色石蕊试液的变色。
【继续实验】针对提出的质疑该小组同学继续开展下列活动;
①查阅资料:柠檬酸为无色晶体,易溶于水和酒精;常温下稳定,熔点153℃,熔化后、沸腾前分解,分解温度约为175℃;柠檬、柑橘中含有柠檬酸。
②小明同学在自己实验的基础上,未增加任何试剂,接着进行了一步简单的实验操作,确认了不是因为柠檬酸引起紫色石蕊试液变色。该操作的名称以及观察到的实验现象是
【答案】(1)装置乙,可以通过活塞调节反应速率;不燃烧也不支持燃烧
(2)能 (3)加热试管;溶液有红色变成紫色
【解析】(1)装置乙比装置甲多一个控制阀门,通过它可以控制滴落到锥形瓶内稀盐酸的数量,从而控制反应的快慢,从而得到平稳的气流。根据二氧化碳的性质解答。
(2)在装置丁中,玻璃片挡住上面的蜡烛,于是二氧化碳先沉入瓶底,导致下面的蜡烛先熄灭。当二氧化碳到达上面蜡烛的高度时,上面的蜡烛后熄灭,说明二氧化碳的密度大于空气。在装置戊中,玻璃板挡住下面的蜡烛,二氧化碳先使上面的蜡烛熄灭,再向下沉积,导致下面的蜡烛熄灭,也能说明二氧化碳的密度大于空气。
(3)如果石蕊试液变色是由于柠檬酸引起的,那么对试管加热后,由于柠檬酸的存在,溶液仍然会保持红色。而二氧化碳在水中生成的碳酸不温度 ,一旦受热就会分解,从而导致石蕊试液变回紫色,据此分析解答。
【解答】(1)利用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,若要产生平稳的气流,顺利完成实验,应选择装置乙,理由:可以通过活塞调节反应速率;若选择的装置与丙装置相连,当观察到蜡烛自下而上熄灭时,可以验证二氧化碳具有的性质是不燃烧也不支持燃烧。
(2)如图丁所示实验:观察到蜡烛自下而上熄灭;如果改变二氧化碳的倾倒方向,如图戊所示实验:观察到蜡烛自上而下熄灭。这两个截然相反的实验现象,能反映出二氧化碳相同的性质。
(3)小明同学在自己实验基础上,未增加任何试剂,接着进行了一步简单的实验操作,确认了不是因为柠檬酸引起紫色石蕊试液变色。该操作的名称是:加热试管,实验现象为:溶液由红色变成紫色。
3. 如图所示是研究二氧化碳性质的创新实验装置,①③为湿润的紫色石蕊试纸,②为干燥的紫色石蕊试纸。
(1)装置甲中能说明二氧化碳的密度比空气大的实验现象是 ;
(2)取出装置甲中①处的变红的石蕊试纸微热,发现石蕊试纸由红色变回紫色,其原因是 (用化学方程式表示);
【答案】(1)装置甲中③的湿润紫色石蕊试纸比①的湿润紫色石蕊试纸先变红
(2)
【解析】酸性物质能使紫色石蕊溶液变红,CO2不能让干燥的紫色石蕊试纸变红,碳酸受热易分解。
【解答】(1)二氧化碳不能是紫色石蕊溶液变红,二氧化碳和水反应生成碳酸,显酸性,能使紫色石蕊溶液变红,其中①③为湿润的紫色石蕊试纸,②为干燥的紫色石蕊试纸,该实验中能说明二氧化碳的密度大于空气的实验现象是装置甲中③的湿润石蕊试纸比①的湿润石蕊试纸先变红。
(2)(2)二氧化碳和水反应生成的碳酸受热分解生成水和二氧化碳,因此,装置甲中①处的变红的石蕊试纸微热,发现石蕊试纸由红色变回紫色,化学方程式为:。
4. 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。
题型三.探究二氧化碳的性质
1. 下面是实验室制取二氧化碳和探究二氧化碳性质的实验,其中错误的是( )
A.图甲中装置a是长颈漏斗
B.图乙中用点燃的火柴放在集气瓶口来验满
C.图丙中二氧化碳使蜡烛火焰自上而下熄灭
D.图丁中将收集到的二氧化碳通入澄清石灰水会发现溶液变浑浊
【答案】C
【解析】A、根据实验室常用仪器的名称和用途进行分析;
B、根据二氧化碳不具有助燃性进行分析;
C、根据二氧化碳不助燃、不可燃,密度比空气大进行分析;
D、根据二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水进行分析。
【解答】A、图甲中装置a是长颈漏斗,故A正确;
B、二氧化碳的密度比空气大,不燃烧也不支持燃烧,图乙中用点燃的火柴放在集气瓶口来验满,火柴熄灭,说明已经集满,故B正确;
C、二氧化碳的密度比空气大,不燃烧也不支持燃烧,图丙中二氧化碳使蜡烛火焰自下而上熄灭,故C错误;
D、二氧化碳和氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙,所以图丁中将收集到的二氧化碳通入澄清石灰水,会发现溶液变浑浊,故D正确。故答案为:C。
2. 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。
3. 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。
题型四.常用气体的发生装置和收集装置与选取方法
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。
题型五.二氧化碳的实验室制法
1. 实验室制取二氧化碳的过程中,小北选的实验装置与操作方法不能达到实验目的的是
选项
A
B
C
D
实验装置
操作方法
选择固固加热型
向上排空气法收集
用燃烧的木条验满
排水法收集二氧化碳
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】【分析】根据实验室制取二氧化碳需要固液不加热型发生装置来分析;根据二氧化碳的密度比空气大来分析;根据二氧化碳的密度比空气大,不能燃烧也不支持燃烧来分析;根据二氧化碳能溶于水来分析。
【解答】A、碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,需要固液不加热型发生装置,故选项符合题意。
B、二氧化碳的密度比空气大,利用向上排空气收集二氧化碳,故选项不符合题意。
C、二氧化碳的密度比空气大,不能燃烧也不支持燃烧,应从长管通入,将空气从短管排查,使用燃烧的木条,在短管口检验气体是否集满,故选项不符合题意。
D、二氧化碳能溶于水,利用排水法收集二氧化碳时要在水上面加一层植物油,防止二氧化碳溶于水,故选项不符合题意。
故答案为:A。
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。
3. 实验室制取二氧化碳实验中,有这些信息或现象:①实验中所用的盐酸是用质量分数为10%的盐酸的质量为36.5g;②完成实验后,当锥形瓶内不再产生气泡时,大理石有剩余。假设,大理石中的其他杂质不溶解在稀盐酸中。根据以上信息或现象,下列说法正确的是( )
A.本实验中将带火星的木条放在集气瓶口以检验二氧化碳是否收集满
B.反应结束后溶液中的溶质为HCl和CaCl2
C.本实验中产生的CO2质量为2.2g
D.本实验中所用的盐酸可以用硫酸替代
【答案】C
【解析】【分析】A、根据实验中应将燃着的木条放在集气瓶口以检验CO2是否收集满分析。
B、根据大理石有剩余,说明盐酸已反应完分析。
C、根据氯化氢的质量和方程式分析。
D、根据碳酸钙与硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙,会覆盖在碳酸钙表面,阻止反应的进一步发生分析。
【解答】A. 实验中将燃着的木条放在集气瓶口以检验CO2是否收集满,而不是带火星的木条,故错误;
B. 完成实验后,当锥形瓶内不再产生气泡时,大理石有剩余,说明盐酸已反应完,则反应结束后溶液中的溶质为CaCl2,故错误;
C、设产生二氧化碳的质量为x,
2HCl
+CaCO3=CaCl2+H2O+
CO2↑
73
44
36.5g×10%
x
x=2.2g
即产生的CO2质量为2.2g,故正确;
D. 碳酸钙与硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙,会覆盖在碳酸钙表面,阻止反应的进一步发生,则本实验中所用的盐酸不可以用硫酸替代,故错误;
故答案为:C。
4. 实验室制取二氧化碳实验中,有这些信息或现象:①实验中所用的盐酸是用质量分数为10%的盐酸的质量为36.5g;②完成实验后,当锥形瓶内不再产生气泡时,大理石有剩余。假设,大理石中的其他杂质不溶解在稀盐酸中。根据以上信息或现象,下列说法正确的是( )
A.本实验中将带火星的木条放在集气瓶口以检验二氧化碳是否收集满
B.反应结束后溶液中的溶质为HCl和CaCl2
C.本实验中产生的CO2质量为2.2g
D.本实验中所用的盐酸可以用硫酸替代
【答案】C
【解析】A、二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,则验满二氧化碳的方法是将燃着的木条放在集气瓶口以检验二氧化碳是否收集满,选项错误;
B、当锥形瓶内不再产生气泡时,大理石有剩余,则盐酸完全反应,反应结束后溶液中的溶质只有CaCl2,选项错误;
C、当锥形瓶内不再产生气泡时,大理石有剩余,则盐酸完全反应,参加反应的HCl的质量=36.5g×10%=3.65g,碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,反应中,HCl与CO2的质量比为73:44,则3.65gHCl完全反应后生成0.22g二氧化碳,选项正确;
D、硫酸与碳酸钙反应生成硫酸钙、水和二氧化碳,生成的硫酸钙微溶于水,硫酸钙会附着在石灰石的表面阻止反应进行,所以本实验中所用的盐酸不可以用硫酸替代,选项错误;
故选C。
5. 某兴趣小组利用如图装置对二氧化碳的性质进行探究,A处大试管中能生成二氧化碳气体,下列说法错误的是( )
A.B处现象说明二氧化碳能使紫色石蕊变红
B.C处溶液变浑浊,是因为生成了不溶于水的碳酸钙
C.D处的实验现象是蜡烛会熄灭
D.D处现象说明二氧化碳不可燃,不助燃,相同体积时质量比空气大
【答案】A
【解析】A、二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊变红色,但是不能说二氧化碳使紫色石蕊变红色,错误;
B、二氧化碳和氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀和水,C出溶液变浑浊,正确;
C、二氧化碳的密度比空气大,不具有助燃性,D处的实验现象是蜡烛熄灭,正确;
D、D处的实验现象是蜡烛熄灭,说明二氧化碳不可燃,不助燃,密度比空气大,正确。
故选A。
6. 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 B (填字母)。
(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 能溶于水且与水反应 的性质。
【解答】解:(1)实验室常用大理石(或石灰石)和稀盐酸反应制取二氧化碳,反应不需要加热,所以选用装置B;
(2)检验装置B的气密性的方法是: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)二氧化碳能溶于水且与水反应,因此若用装置C测反应生成的二氧化碳体积,测得的体积比理论值小。
故答案为:
(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;
(3)能溶于水且与水反应。
7. 在学习二氧化碳性质时,小舟进行如下探究:
【制取气体】用石灰石和稀盐酸作为原料制取二氧化碳气体,收集时要得到平稳的气流,应选择图甲中的 C (填字母)作为发生装置。
【探究性质】用图乙装置完成二氧化碳性质的探究后,小舟还想用该装置来验证氧气的密度大于空气密度的性质。若他将氧气倒入装有两支带火星的蜡烛的烧杯中(如图丙),预期观察到的现象是 蜡烛自下而上复燃 。
【解答】(1)用石灰石和稀盐酸作为原料制取二氧化碳气体,属于固液常温型制备气体,要得到平稳的气流,应控制液体的滴加速率,应选择图甲中的C,能通过分液漏斗控制滴加液体的速率,从而控制反应的速率;故答案为C;
(2)氧气具有助燃性,将氧气倒入装有两支带火星的蜡烛的烧杯中,氧气的密度比空气的大,且能支持燃烧,因此能观察到蜡烛自下而上复燃,故答案为蜡烛自下而上复燃。
8. 小明和小红利用如图所示装置,以碳酸钙和稀盐酸为原料制取二氧化碳,并进行比较分析。
(1)小明用图甲和图乙的装置组合制备和收集二氧化碳气体,如何检验二氧化碳是否已收集满?请写出具体操作: 。
(2)小红认为用图丙装置收集二氧化碳气体的方法比图乙更好。你认为她的理由是 (写出一点)。
(3)实验过程中小红发现反应有快慢,请你列举一种判断反应快慢的方法: 。
【答案】(1)将燃着的木条放在集气瓶口,观察木条是否熄灭
(2)用图丙装置收集可直接观察到二氧化碳是否收集满(或用图丙装置收集到的二氧化碳纯度比图乙装置高,合理即可)
(3)比较相同时间内产生二氧化碳的多少(合理即可)
【解析】(1)根据二氧化碳气体的检验方法分析解答;
(2)可从收集二氧化碳气体的可视度,或者纯度等角度分析解答;
(3)在相同的时间内产生二氧化碳越少,则产生二氧化碳气体的速度越小,即化学反应的速率越小。
【解答】(1)检验二氧化碳是否已收集满的具体操作: 将燃着的木条放在集气瓶口,观察木条是否熄灭。
(2)小红认为用图丙装置收集二氧化碳气体的方法比图乙更好。我认为她的理由是:用图丙装置收集可直接观察到二氧化碳是否收集满(或用图丙装置收集到的二氧化碳纯度比图乙装置高,合理即可)。
(3)实验过程中小红发现反应有快慢,判断反应快慢的方法:比较相同时间内产生二氧化碳的多少。
9. 小科开展了二氧化碳的制取和部分性质实验:
(1)A中仪器①的名称是: ;实验室制备CO2检查装置气密性的具体操作是:先关闭止水夹,从①上端注水,使之下端浸在水中,继续加水形成一段水柱,若观察到 现象则证明该装置气密性良好。
(2)收集二氧化碳应选择图中 装置。
(3)E装置是用石灰水来鉴定二氧化碳气体性质,它发生反应的化学方程式是
【答案】(1)长颈漏斗;水柱的高度在一段时间内保持不变
(2)C
(3)CO2+Ca(OH)2=H2O+CaCO3↓
【解析】【分析】(1)根据大气压原理检查装置气密性的方法分析。
(2)根据气体的密度和水溶性及特殊要求选择收集装置。
(3)根据反应物、生成物和反应条件书写化学方程式。
【解答】(1)A中仪器①的名称是长颈漏斗;
实验室制备CO2检查装置气密性的具体操作是:先关闭止水夹,从①上端注水,使之下端浸在水中,继续加水形成一段水柱,若观察到水柱的高度在一段时间内保持不变现象则证明该装置气密性良好。
(2)二氧化碳的密度比空气的目的大,能溶于水,应该采用向上排空气法收集,可用装置C收集。
(3)二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,反应的化学方程式为:CO2+Ca(OH)2=H2O+CaCO3↓。
10. 某校化学兴趣小组 利用如图装置进行实验,回答下列问题。
(1)写出图中有标号的仪器名称:① ,②
(2)检查A装置气密性可以用以下方法:向长颈漏斗中加水至其下端管口浸没在水面以下,从a处向外抽气,若观察到 ,则装置气密性良好。
(3)实验室制取二氧化碳,其反应的化学方程式是 。可选用的发生装置为 (填序号),为了便于控制反应速率以获得平稳的气流,小组成员小芳思考后把装置中某仪器换成了 。
(4)小华为验证生成的气体是CO2,将所选发生装置的导管口与c相连,但装置F有错误,请在图中修改。
【答案】(1)锥形瓶;水槽
(2)长颈漏斗下端管口有气泡冒出
(3)CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2 ↑+H2O;A;分液漏斗
(4)
【解析】【分析】(1)根据仪器的器型分析;
(2)根据气密性的检验方法分析
(3)根据实验室制取二氧化碳原理和装置分析;
(4)根据洗气瓶检验气体的方法分析;
【解答】(1)由题图可知①是锥形瓶,②是水槽;
(2) 当从a处向外抽气时,锥形瓶内压强减小,若观察到长颈漏斗下端管口有气泡冒出,则装置气密性良好。
(3)碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式是:;
该反应的反应物是固体和液体,反应条件是常温,所以发生装置选A;
分液漏斗可以控制液体的滴加速度,从而可控制反应速率以获得平稳的气流。
(4)用F装置验证气体是CO2时,瓶中装入澄清石灰水,气体应该从长管进入液体,故填:
。
11. 制取气体是初中科学实验的重要内容,根据要求回答下列问题:
(1)实验室利用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳,可选择的发生装置有B和C,与装置C相比,选用装置B制二氧化碳的优点是 ;
(2)某气体只能用D装置收集,则该气体可能具有的性质为 ;
a.能与水反应 b.能与空气中的某些成分发生反应 c.密度与空气接近
(3)使用装置E收集氧气时应从导管口 (选填“a”或“b”)通入;
(4)将产生的二氧化碳通入装置F,观察到试纸Ⅰ不变色而试纸Ⅱ变红,据此现象可知二氧化碳的化学性质是 。
【答案】(1)可以控制反应速率 (2)bc (3)b
(4)二氧化碳能与水反应生成碳酸
【解析】根据反应物和生成物状态选择合适的发生装置以及收集装置,二氧化碳能与水反应生成碳酸。
【解答】(1)装置B中的分液漏斗可以控制稀盐酸滴入的速度,从而控制反应的速率,所以装置B制二氧化碳的优点是:可以控制反应速率;
(2)某气体只能用D装置排水法收集,说明该气体不与水反应,可能与空气中的某些成分发生反应,密度与空气接近。故答案为:bc;
(3)氧气的密度大于空气,应采用向上排空气法收集,故使用装置E收集氧气时应从导管口b通入;
(4)紫色石蕊试纸遇酸变红,观察到试纸I不变色而试纸Ⅱ变红,可知二氧化碳的化学性质是:二氧化碳能与水反应生成碳酸。
12. 小乐利用如图所示装置和药品进行相关气体的制取实验(部分固定装置已省略),据图回答问题:
(1)实验室制取二氧化碳的化学反应方程式为 。该反应的发生装置可以选用装置E,实验过程中关闭止水夹时,多孔隔板处依次观察到的现象是 (用字母a、b、c对如图所示现象进行排序)。
(2)用F装置收集一瓶较为纯净的氧气,操作的正确顺序为 (填写序号)。
①将导管伸入集气瓶口,气体进入瓶中
②将装满水的集气瓶倒置在水槽中的塑料支架上(F图中支架略去)
③当集气瓶中的水被全部排出后,用毛玻璃片盖上瓶口,将集气瓶移出水面放置备用
④观察到导管口出现均匀的气泡
(3)实验室利用NH4Cl饱和溶液与NaNO2饱和溶液混合后加热的方法,可以制取氮气,依据实验原理,在图中选择适合的气体发生装置: (填写字母)。
【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2 +CO2↑+H2O;cba
(2)②④①③
(3)B
【解析】(1)根据二氧化碳制取原理及关闭弹簧夹装置内压强减小分析;(2)根据排水法收集氧气的操作步骤分析;(3)根据反应物状态及反应条件选择发生装置分析。
【解答】(1)实验室通过利用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,化学反应方程式为 CaCO3+2HCl=CaCl2 +CO2↑+H2O 。该反应的发生装置可以选用装置E,实验过程中关闭止水夹时,装置内压强增加,酸液会被压入长颈漏斗中,试管内液面下降,最终降至低于多孔隔板处,则依次观察到的现象是 cba 。
(2)用F装置收集一瓶较为纯净的氧气, 要先 ②将装满水的集气瓶倒置在水槽中的塑料支架上(F图中支架略去),然后④观察到导管口出现均匀的气泡,再 ①将导管伸入集气瓶口,气体进入瓶中 ,最后 ③当集气瓶中的水被全部排出后,用毛玻璃片盖上瓶口,将集气瓶移出水面放置备用 。
(3)实验室利用NH4Cl饱和溶液与NaNO2饱和溶液混合后加热的方法,可以制取氮气,依据实验原理,在图中选择液体加热型气体发生装置 ,即B。
故答案为:(1)CaCO3+2HCl=CaCl2 +CO2↑+H2O ;cba ;(2)②④①③ ;(3)B。
13. 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。
14. 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;
题型六 二氧化碳的应用
1. 如图所示,在室温下搭建此装置后,关于现象和原理解释错误的是( )
A.A装置中干冰逐渐减少是升华现象
B.C装置中会看到紫色石蕊试液变红
C.整个过程中既有物理变化,又有化学变化
D.干冰全部消失后,A装置温度逐渐升高,C中导管的液面上升
【答案】D
【解析】A、干冰易升华,则A装置中干冰逐渐减少是升华现象,说法正确,不符合题意;
B、二氧化碳能与水反应生成碳酸,C装置中会看到紫色石蕊试液变红,说法正确,不符合题意;
C、整个过程中干冰升华属于物理变化,二氧化碳能与水反应生成碳酸,属于化学变化,说法正确,不符合题意;
D、干冰全部消失后,温度会逐渐恢复至常温,A装置温度逐渐升高,气压逐渐增大,C中导管的液面下降,说法错误,符合题意。
故选D。
2. 将干冰放在空气中,其周围就会产生大量的白雾,因而舞台上常用其制造云雾缭绕的幻境,干冰能产生白雾是因为( )
A.干冰蒸发出大量的水蒸气
B.干冰蒸发出大量的白色二氧化碳气体
C.干冰蒸发时吸收大量的热,使周围温度降低,大量的水蒸气凝结成了小液滴
D.干冰被空气中的氧气氧化产生了大量的白色气体
【答案】C
【解析】干冰是二氧化碳的固态形式,干冰升华时,能够吸收大量的热,使周围温度降低,使附近空气中的水蒸气液化为无数的小水点,这就是白雾。如果把热水淋在于冰上,这些白雾就十分浓厚,仿佛仙境一般。在舞台上常用这方法制造仙境所以干冰能产生白雾的原因是:干冰蒸发时吸收大量的热,使周围温度降低,大量的水蒸气凝结成了小液滴,所以 C正确。故选C。
3. 某实验小组设计了验证二氧化碳性质的探索实验(如图所示),取三通U形管连接在制取二氧化碳装置的导气管上,并点燃高低错落的小蜡烛,并夹紧上端,做实验②。下列有关说法错误的是( )
A.实验①和②都是低处蜡烛先熄灭
B.实验①说明二氧化碳密度比空气大,不助燃、不可燃
C.实验②中U形管内壁有小水珠
D.实验②中得到启示是:从着火燃烧的高层房间中逃离,沿墙角伏低身子迅速爬向门外
【答案】A
【解析】【分析】A、根据实验①中二氧化碳的密度比空气大,低处蜡烛先熄灭,实验②中蜡烛燃烧放热,使生成的二氧化碳密度小于U型管上方空气的密度,实验②高处蜡烛先熄灭来分析解答;
B、根据实验①低处蜡烛先熄灭来分析解答;
C、根据蜡烛燃烧会生成水来分析解答;
D、根据实验②中得到启示是热的气体密度小来分析解答。
【解答】A、实验①U形管中排出的二氧化碳和空气温度相同,实验①低处蜡烛先与二氧化碳接触,低处先熄灭;实验②中蜡烛燃烧放热,二氧化碳上升至高处,高处先熄灭,选项错误;
B、实验①低处蜡烛先熄灭,不助燃,不可燃,选项正确;
C、蜡烛燃烧会生成水,所以实验②中U形管内壁有小水珠,选项正确;
D、实验②中得到启示是热的气体密度小,所以从着火燃烧的高层房间中逃离,沿墙角伏低身子迅速爬向门外,选项正确。
故答案为:A。
4. 将干冰放在空气中,其周围就会产生大量的白雾,因而舞台上常用其制造云雾缭绕的幻境,干冰能产生白雾的原因是( )
A.干冰蒸发产生大量的水蒸气
B.干冰蒸发产生大量的白色二氧化碳气体
C.干冰升华时吸收大量的热,使空气温度降低,大量的水蒸气液化成小水滴
D.干冰被空气中的氧气氧化产生了大量的白色气体
【答案】C
【解析】【分析】根据干冰升华,吸收大量的热,使空气的温度降低,空气中的水蒸气就会遇冷液化成无数的小水珠分析。
【解答】干冰是二氧化碳的固态形式,干冰升华时,能够吸收大量的热,使周围温度降低,使附近空气中的水蒸气液化为无数的小水点,这就是自雾。如果把热水淋在于冰上,这些白雾要就十分浓厚,仿佛仙境一般。在舞台上常用这方法制造仙境所以干冰能产生白雾的原因是:干冰升华时吸收大量的热,使周围温度降低,大量的水蒸气凝结成了小液滴,
故C符合题意。
故答案为:C。
5. 超临界CO2流体是一种具有和水相似、能阻燃、溶解能力强的溶剂,被誉为“绿色环保溶剂”。下列说法正确的是( )
①超临界CO2流体性质特殊,因此,与干冰的化学组成不同
②CO2是自然界中存在的物质,它参与自然界的碳元素循环
③超临界CO2流体是一种特殊的物质,容易燃烧
④超临界CO2流体可代替许多有害、有毒、易燃的溶剂
A.①② B.②④ C.①③ D.①②③④
【答案】B
【解析】【分析】(1)分子是保持物质化学性质的一种微粒。物质的化学性质是由其化学组成决定的.
(2)通常情况下,二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧,是一种无色、无味、无毒的气体。
【解答】 ① 超临界CO2 和干冰都是由二氧化碳分子构成的,所以其化学性质相同,说法错误。② CO2是自然界中存在的物质,它主要通过呼吸作用、物质的燃烧和个作用等途径参与自然界的碳元素循环,说法正确。③ 超临界CO2流体是由二氧化碳分子构成的,其化学性质与二氧化碳相同,不易燃烧,说法错误。 ④ 超临界CO2流体化学性质与二氧化碳相同,不具有毒性、易燃性的特点,所以可以作为 许多有害、有毒、易燃的溶剂的替代品。 ②④ 说法正确。
故答案为:B
题型七.根据化学反应方程式的计算
1. 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%。
2. 石灰石是主要矿产品之一,某学校研究性学习小组为了测量当地矿石山石灰石中CaCO3的质量分数,取一些矿石样品,并取稀盐酸200g,平均分成4份,分4次进行实验,结果如下:
实验
1
2
3
4
加样品的质量(g)
12
24
36
48
生成CO2的质量(g)
4.4
8.8
12.2
m
问:
(1)哪几次实验中矿石有剩余? 。
(2)表中m的数值是 。
(3)试计算这种石灰石中CaCO3的质量分数是多少? (计算结果精确到0.1%)
【答案】(1)3、4/4、3
(2)12.2
(3)设:这种石灰石中CaCO3的质量分数为x。
x=83.3%
答:这种石灰石中CaCO3的质量分数为83.3%。
【详解】(1)据实验结果数据表,每12g石灰石完全反应可以生成二氧化碳4.4g,第三次36g石灰石若完全反应生成二氧化碳质量=4.4g×3=13.2g,而实验中仅放出12.2g二氧化碳,说明此时石灰石没有完全反应,第四次实验石灰石增加到48g时,50g稀盐酸依然量不足而石灰石没有完全反应;实验中3、4矿石有剩余;
(2)因为第3次反应中盐酸已是完全反应,再加石灰石不再有气体产生,故第四次反应生成的气体质量的第三次的一样多,即m=12.2;
(3)以第1次反应进行分析可知,加12g样品,生成4.4gCO2;见答案。
3. 实验室有一瓶碳酸钙和氯化钙粉末组成的均匀混合物,小明用相同溶质质量分数的稀盐酸和该混合物反应(所得溶液均为不饱和溶液)。四组实验数据记录如右表。请分析计算:
实验组别
一
二
三
四
稀盐酸质量/g
100.0
100.0
100.0
100.0
混合物质量/g
3.0
6.0
9.0
12.0
所得溶液质量/g
101.9
103.8
105.0
a
剩余固体质量/g
0
0
m
n
(1)求碳酸钙和氯化钙的质量之比。
(2) a= ;m= 。
(3)求所用稀盐酸的溶质质量分数。
【答案】(1)由第一组数据可知,二氧化碳的质量为100.0+3.0g-101.9g=1.1g设3.0g混合物中碳酸钙的质量为y。
解得:y =2.5g。
故混合物中碳酸钙和氯化钙质量之比为2.5g:(3.0g-2.5g)=5:1;
答:混合物中碳酸钙和氯化钙质量之比为5:1。
(2) 105.5 1.25
(3)设:所用稀盐酸的溶质质量分数为z。
z≈4.56%。
答:所用稀盐酸的溶质质量分数为4.56%。
【分析】根据图表中数据分析,每消耗3.0g混合物,溶液增加1.9g,第三次加入混合物9.0g,溶液增加质量为5.0g小于1.9g×3=5.7g,说明混合物剩余,稀盐酸完全反应;第一、二组稀盐酸还有剩余。
【详解】(1)见答案;
(2)由于第三组混合物剩余,稀盐酸完全反应;所以第四组比第三组多溶解了12.0g−9.0g=3.0g混合物中的氯化钙,3.0g混合物中的氯化钙质量为3.0g−2.5g=0.5g,所以a=105.0+0.5=105.5;
第三组中产生二氧化碳的质量为100.0g+9.0g-105.0g-mg=4.0g-mg。
设反应的碳酸钙的质量为x。
解得:,
9.0g混合物中的碳酸钙质量=,,
解得m=1.25。
(3)见答案。
4. 同学们从山上采集到一种石灰石,进行实验。取用8g石灰石样品,把40g稀盐酸分四次加入样品中(杂质既不与酸反应,也不溶于水),充分反应后经过过滤、干燥等操作,最后称量,得实验数据如表。
实验次数
第一次
第二次
第三次
第四次
加入稀盐酸的质量/g
10
10
10
10
剩余固体的质量/g
5.5
M
1.0
1.0
(1)上表中M的值应为 。
(2)计算实验所用的稀盐酸的质量分数 ?
(3)样品中碳酸钙的质量分数 ?
【答案】(1)3
(2)18.25%
解:第一次实验中10g稀盐酸与2.5g碳酸钙恰好完全反应,设2.5g碳酸钙完全反应需要HCl的质量为x,
实验所用的稀盐酸的质量分数为=18.25%;
答:实验所用的稀盐酸的质量分数18.25%。
(3)87.5%
由表中数据可知,第三次和第四次剩余物质都是1.0g,说明第三次后碳酸钙完全反应,剩余的1.0g固体不和稀盐酸反应,应为杂质,则样品中碳酸钙的质量分数为=87.5%;
答:样品中碳酸钙的质量分数为87.5%。
【详解】(1)根据表格数据可知,第一次加入10g稀盐酸后,剩余固体的质量为5.5g,则参加反应的碳酸钙的质量应该为:8g-5.5g=2.5g;则第二次加入10g稀盐酸后,仍然有2.5g碳酸钙参加反应,那么剩余固体的质量为:8g-2.5g×2=3g,故填:3;
(2)见答案;
(3)见答案。
5. 三位同学分别用相同质量分数的稀盐酸,测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数(石灰石中的杂质既不与酸反应,也不溶于水)。
(1)小敏的方法可用如下流程表示,测得的碳酸钙的质量分数为 。
(2)小华取10克样品,用如图甲实验装置进行实验,反应结束后,测得B装置质量增加了4.6克,根据上述数据,算得碳酸钙的质量分数,发现与事实严重不符,造成这种情况的可能原因是 。
(3)小军用如图乙的实验装置进行实验,将20克稀盐酸加入到1.25克样品中,生成的体积与反应时间的关系如图丙。已知本实验条件下的密度为1.8克/升,求该石灰石样品中的质量分数 。
(4)求实验所用的稀盐酸溶质质量分数 。
【答案】(1)79%
(2)B中吸收了二氧化碳中带出的水蒸气和氯化氢气体
(3)二氧化碳的质量:1.8g/L×0.244L≈0.44g,
设:碳酸钙的质量为x。
解得:x=1g
该石灰石样品中CaCO3的质量分数=。
答:该石灰石样品中CaCO3的质量分数为80%。
(4)设:50g的盐酸中溶质的质量为y。
解得:y=3.65g
所用的稀盐酸溶质质量分数是:。
答:所用的稀盐酸溶质质量分数是7.3%。
【详解】(1)盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,第二次加盐酸,滤渣继续减少,说明第一次中盐酸完全反应且碳酸钙有剩余,可知50g盐酸完全消耗5g碳酸钙,而第二次减少的质量为2.9g,说明碳酸钙完全反应,剩余滤渣的质量就是石灰石样品中杂质的质量。样品的碳酸钙的质量分数=;
(2)碱石灰能吸收水蒸气和氯化氢气体,B中吸收二氧化碳中带出的水蒸气和氯化氢气体,所以算得碳酸钙的质量分数,发现与事实严重不符;
(3)根据图丙可知,将20克稀盐酸加入到1.25克样品中,生成的体积为244mL,见答案;
(4)根据流程图可知,50g盐酸与(10g-5g=5g)碳酸钙恰好完全反应,见答案。
强化训练
基础强化
1. 以下均为实验室制取二氧化碳的发生装置图,其中能控制反应随时发生或停止的装置是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A中夹住弹簧夹,反应产生的气体不能顺利排出,试管内的压强增大,将液体压入长颈漏斗中,液面低于多孔塑料片,反应停止;打开弹簧夹,试管内的气体逸出,试管内的压强变小,长颈漏斗中的液体进入试管,液面高于多孔塑料片,反应又开始,该装置可控制反应的发生与停止,符合题意;B中反应一旦开始就无法停止,直至药品被消耗完,不符合题意;C中分液漏斗可以控制液体的滴加速度,从而控制产生气体的速率,但无法控制反应的发生与停止,不符合题意;D与B类似,加入药品后,一旦发生反应就无法停止,直到药品被消耗完,不符合题意。故选A。
2. 如图是实验室制取二氧化碳的装置,其中的错误有
A.1处 B.2处 C.3处 D.4处
【答案】C
【详解】三处错误是:长颈漏斗末端没有插到液面以下;导气管插到了液面以下,应刚刚露出橡皮塞;收集装置中导管应插到集气瓶的底部。
3. 实验室制取二氧化碳一般有如下步骤:①检查装置气密性;②按要求组装实验装置;③通过长颈漏斗加入酸液;④向锥形瓶内加入适量的石灰石;⑤收集气体。正确的操作顺序是
A.②①④③⑤ B.①②③④⑤ C.②③④①⑤ D.①④②③⑤
【答案】A
【详解】制取二氧化碳的操作步骤是:连(连接仪器、组装实验装置)→查(检查装置的气密性)→加(向广口瓶中装入石灰石)→倒(向漏斗中注入稀盐酸)→收集(用向上排空气法收集),则正确的操作顺序为:②①④③⑤。故选A。
【点睛】制取二氧化碳的步骤可简记为:连→查→加→倒→收→验。
4. 实验室制取二氧化碳的有关操作如图,正确的是( )
A.检查气密性 B. 制气
C.收集气体 D.检验二氧化碳
【答案】A
【详解】A、先从长颈漏斗中注入水,当水浸没其下端管口时,用弹簧夹夹住导气管上连接的胶皮管,然后再加入少量的水,若停止加水后,长颈漏斗中的水面不再下降,则说明此装置气密性良好,此选项正确;
B、大理石与稀硫酸反应,生成微溶于水的硫酸钙,硫酸钙覆盖在大理石表面,阻止反应进一步进行,不能用于制取二氧化碳,此选项错误;
C、二氧化碳的密度比空气的大,应从长导管通入,将空气从短导管排出,此选项错误;
D、检验二氧化碳用澄清石灰水,应将气体通入澄清石灰水中,观察澄清石灰水是否变浑浊,不能使用燃着的木条,此选项错误。
故选:A。
5. 用下图装置进行CO2性质实验。下列说法正确的是
A.①证明是CO2使石蕊变红 B.②可用于检验CO2气体
C.③观察到蜡烛自上而下依次熄灭 D.①②③只能验证CO2化学性质
【答案】B
【详解】A. ①不能证明是CO2使石蕊变红,是二氧化碳与水反应后生成的碳酸使紫色石蕊变红,要证明CO2使石蕊变红应做一个对比实验来证明,控制的变量是CO2。说法错误;故不符合题意;
B. ②将CO2通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊则证明是二氧化碳,可用于检验CO2气体,说法正确,故符合题意;
C.因为CO2 的密度比空气大,且CO2不能燃烧也不支持燃烧,所以③观察到蜡烛自下而上依次熄灭,说法错误,故不符合题意;
D. ③能验证CO2物理性质密度比空气大,说法错误,故不符合题意;
故选B
6. 为证明某气体为CO2气体,最合理的做法是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据二氧化碳的性质分析判断。
【解答】A.比空气密度大的气体有很多,因此向烧杯内注入气体后气球上升,不能说明气体为二氧化碳,故A不合题意;
B.将二氧化硫气体通入紫色石蕊试液也会变成红色,故B不合题意;
C.二氧化碳能够使澄清的石灰水变浑浊,故C符合题意;
D.塑料瓶变瘪,说明该气体在水中溶解性较大,但不一定是二氧化碳气体,故D不合题意。
7. 如图所示,将充满CO2的试管倒扣在滴有紫色石蕊试液的蒸馏水中,一段时间后,下列实验现象描述正确的是 ( )
①试管内液面上升 ②溶液变红 ③试管内液面不上升 ④溶液变蓝 ⑤溶液不变色
A.①② B.①④ C.②③ D.③⑤
【答案】A
【解析】根据二氧化碳的性质分析判断。
【解答】根据图片可知,二氧化碳气体逐渐溶解在水中,从而使试管内气压减小,于是试管内液面升高。二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能够使紫色的石蕊试液变成红色,故①②正确,而③④⑤错误。
8. 小明利用下列装置对CO2进行处理,其中不能达到实验目的的是( )
A.干燥CO2气体 B.收集CO2气体
C.吸收CO2气体 D.检验CO2气体
【解答】解:A、干燥二氧化碳可用浓硫酸,且长导管进短导管出,故不符合题意;
B、二氧化碳能溶于水且能与水反应,所以不用排水法收集,故符合题意;
C、氢氧化钠能与二氧化碳反应,可用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳,故不符合题意;
D、二氧化碳能与氢氧化钙溶液反应产生碳酸钙沉淀,可用石灰水检验二氧化碳,故不符合题意。
故选:B。
9. 如图,杠杆已调至平衡,向集气瓶内缓慢通入一定量的CO2气体,稍后再倒入浓NaOH溶液(液面不接触乒乓球)。下列说法正确的是( )
A.通入CO2气体后,左端乒乓球下降
B.整个过程中乒乓球位置始终没有变化
C.倒入浓NaOH溶液后,杠杆逐渐恢复原状
D.其他条件不变,将CO2换成H2会产生同样现象
【解答】解:A、通入CO2气体后,二氧化碳的密度比空气的大,左端乒乓球上升,故选项说法错误。
B、整个过程中乒乓球位置会发生变化,通入CO2气体后,二氧化碳的密度比空气的大,左端乒乓球上升;稍后再倒入浓NaOH溶液,二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,二氧化碳被吸收,杠杆逐渐恢复平衡,故选项说法错误。
C、倒入浓NaOH溶液后,二氧化碳被吸收,杠杆逐渐恢复原状,故选项说法正确。
D、其他条件不变,氢气的密度比空气的小,不与氢氧化钠溶液反应,将CO2换成H2不会产生同样现象,故选项说法错误。
故选:C。
10. 某兴趣小组利用如图装置对二氧化碳的性质进行探究,下列说法错误的是( )
A.B处现象说明二氧化碳能使紫色石蕊变红
B.C处溶液变浑浊,是因为生成了不溶于水的碳酸钙
C.D处的实验现象是下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭
D.D处现象说明二氧化碳不可燃,不助燃,密度比空气大
【解答】解:A、二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊变红色,但是不能说二氧化碳使紫色石蕊变红色,故A错误;
B、二氧化碳和氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀和水,所以C出溶液变浑浊,故B正确;
C、二氧化碳的密度比空气大,不具有助燃性,所以D处的实验现象是下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭,故C正确;
D、通过分析可知,D处现象说明二氧化碳不可燃,不助燃,密度比空气大,故D正确。
故选:A。
11. 下列关于CO2的实验室制法及性质实验的说法不正确的是( )
A.制CO2的药品
B.发生装置
C.收集装置
D.比较CO2与空气的密度
【解答】解:A、大理石与稀硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙,硫酸钙覆盖在大理石表面,阻止反应进一步进行,故选项说法错误。
B、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,属于固液常温型,故选项说法正确。
C、二氧化碳密度比空气大,可用向上排空气法收集,故选项说法正确。
D、将二氧化碳倒入烧杯中时,下层的蜡烛先熄灭,上层的蜡烛后熄灭,说明二氧化碳的密度比空气大,故选项说法正确。
故选:A。
12. 对下列实验中出现的异常现象分析合理的是( )
选项
异常现象
分析
A
制取CO2气体时,始终收集不到CO2
收集CO2的集气瓶没盖玻璃片
B
利用排水法收集氧气,但是O2不纯
通入氧气前集气瓶内水没有装满
C
细铁丝在氧气中燃烧时,集气瓶瓶底炸裂
由于引燃的火柴太长了
D
测定空气中氧气含量时,进入集气瓶中的水过少
红磷过量
【解答】解:A、制取CO2气体时,收集CO2的集气瓶没盖玻璃片,不会导致始终收集不到CO2,故选项说法错误。
B、利用排水法收集氧气,但是O2不纯,可能是因为通入氧气前集气瓶内水没有装满,故选项说法正确。
C、细铁丝在氧气中燃烧时,集气瓶瓶底炸裂,可能是因为集气瓶的底部没有放少量的水或铺一层细沙;引燃的火柴太长,不会导致集气瓶瓶底炸裂,故选项说法错误。
D、红磷过量,是正确的存在,不会导致测定空气中氧气含量时进入集气瓶中的水过少,故选项说法错误。
故选:B。
13. 小乐对教材中“探究二氧化碳性质”的相关实验装置进行了如图的改进。当小乐通入CO2一段时间后,下列现象及结论错误的是( )
A.试管①内溶液的颜色变红色,证明CO2呈酸性
B.试管 ②内溶液变浑浊,证明CO2能与澄清石灰水反应
C.烧杯 ③中下面的蜡烛先熄灭,证明CO2密度比空气大
D.烧杯③中的蜡烛熄灭,证明CO2不可燃也不助燃
【解答】解:A.二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,可使紫色石蕊试液变红,试管①内溶液的颜色变红色,说明有酸性物质产生,不能证明CO2呈酸性,故错误;
B.二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀,试管 ②内溶液变浑浊,证明CO2能与澄清石灰水反应,故正确;
C.二氧化碳的密度大于空气密度,烧杯③中下面的蜡烛先熄灭,证明CO2密度比空气大,故正确;
D.二氧化碳本身不燃烧,也不支持燃烧;烧杯③中的蜡烛熄灭,证明CO2不可燃也不助燃,故正确;
故选:A。
14. 如图是研究二氧化碳性质的创新实验,①③为湿润的紫色石蕊试纸,②为干燥的紫色石蕊试纸。下列说法正确的是( )
A.装置A中滴加的稀盐酸可用稀硫酸代替,使实验现象更明显
B.装置B中能说明二氧化碳密度比空气大的现象是③比①先变红
C.装置中①③变红,②不变红是因为生成的CO2呈酸性,能使石蕊试纸变红色
D.装置C中点燃的蜡烛自上而下熄灭,说明CO2不支持燃烧
【解答】解:A、石灰石与稀硫酸反应,生成微溶于水的硫酸钙,硫酸钙覆盖在石灰石表面,阻止反应进一步进行,装置A中滴加的稀盐酸若用稀硫酸代替,实验现象更不明显,故选项错误。
B、喷水的石蕊试纸变红,且③比①先变红,说明二氧化碳的密度比空气的大,故选项说法正确。
C、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变红色;①③变红,是因为二氧化碳与水反应生成的碳酸呈酸性,能使石蕊试纸变红色,故选项说法错误。
D、装置C中点燃的蜡烛应该自下而上熄灭,说明二氧化碳的密度比空气的大,蜡烛熄灭,说明了二氧化碳不能支持燃烧,故选项说法错误。
故选:B。
15. 某科学学习小组的同学利用如图所示的装置做有关实验。
(1)甲同学将收集 CO2 的试管倒插入紫色石蕊试液中(见装置A),并轻轻振荡试管。
①描述产生的现象: ;
②写出反应的文字表达式: 。
(2)乙同学挤压装置B中滴管的胶头,使其中的氢氧化钠(NaOH)溶液滴入烧瓶,并轻轻振荡,观察到的现象是 。(已知:氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应,生成物没有气体),产生这一现象的原因是 。
【解答】解:(1)①二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸使紫色的石蕊试液变红,因为二氧化碳反应减少,试管内气体压强变小,所以试管液面上升;
②二氧化碳与水反应生成碳酸,反应的文字表达式为:水+二氧化碳→碳酸;
(2)氢氧化钠溶液吸收了二氧化碳后,锥形瓶中的压强减小,在外界大气压的作用下小气球胀大。
故答案为:(1)①试管内液面上升且试管内溶液变红;
②水+二氧化碳→碳酸;
(2)小气球胀大;滴入的NaOH溶液与CO2发生反应,CO2的体积减少,瓶内压强变小,大气压将气球体积变大。
16. 实验室常用稀盐酸(稀盐酸,即质量分数低于20%的盐酸,是氯化氢气体溶于水形成的溶液,具有挥发性)和石灰石反应制取二氧化碳。
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)图Ⅰ表示加入药品前的一个操作,其目的是 。
(3)检验生成的气体是二氧化碳的方法是 。
(4)实验室通常不选用稀硫酸和石灰石反应制取二氧化碳,因生成的微溶物硫酸钙会阻碍反应的进一步进行。某小组经研究,用图Ⅱ所示方法成功制得了大量CO2。(反应物为稀硫酸和石灰石)。
①推测:在硫酸溶液中加入氯化铵和对溶液加热,目的都是 。
②思考图Ⅱ方法,你认为相比用稀盐酸和石灰石反应,其改进的出发点是
。
【解答】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↑;
(2)通过分析可知,图Ⅰ表示加入药品前的一个操作,其目的是检验装置气密性;
(3)氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,所以将产生的气体通入澄清的石灰水中,若澄清的石灰水变浑浊,证明生成的气体是二氧化碳;
(4)①硫酸钙能溶于氯化铵溶液,且二者还能发生反应,所以在硫酸溶液中加入氯化铵和对溶液加热,目的都是增大硫酸钙在溶液中的溶解能力;
②浓盐酸具有挥发性,所以用稀盐酸和石灰石反应,其改进的出发点是:原物质中的盐酸具有挥发性,会进入二氧化碳气体中,干扰实验。
故答案为:(1)CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;
(2)检查装置气密性;
(3)将生成的气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,证明是二氧化碳;
(4)①增大硫酸钙在溶液中的溶解能力;
②原物质中的盐酸具有挥发性,会进入二氧化碳气体中,干扰实验。
17. 如图甲是小潘同学设计的制取并收集二氧化碳的装置图,小王同学认为甲图设计有问题,于是设计制取二氧化碳的装置(仪器的固定装置已经省略)如图乙所示。这个装置既可用于制取气体,又可用于探究物质性质。
(1)如图甲所示,小潘同学设计的实验装置问题是: 。
(2)用乙装置进行实验,实验开始后,关闭K2,打开K1,可观察到B中的现象为: 。
(3)C中的蜡烛由下至上依次熄灭,说明二氧化碳具有的性质是: 。
(4)实验开始后,关闭K1,打开K2,发现D中的澄清石灰水变浑浊,写出该反应方程式 。
【解答】(1)长颈漏斗没有伸入液面以下,会导致生成的二氧化碳气体从长颈漏斗逸出,收集气体时,导管应该伸入到集气瓶底部,故答案为:长颈漏斗没有伸入液面以下,导管伸入集气瓶过短;
(2)碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳,关闭K2,打开K1,二氧化碳进入到B中,二氧化碳溶于水生成碳酸,碳酸可以使紫色石蕊溶液变红,故答案为:紫色石蕊溶液变红;
(3)C中的蜡烛由下至上依次熄灭,说明二氧化碳不支持燃烧且密度大于空气,故答案为:不支持燃烧,密度大于空气;
(4)二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,故答案为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
18. 北京冬奥会部分场馆利用“空气能”代替其他燃料为场馆供暖,从而缓解了温室效应。如图是小科验证温室效应做的实验装置,将该装置在 (填“阳光”或“黑暗”)下一段时间后,可观察到水柱向 (填“左”或“右”)移动。
【答案】阳光;左
【解析】空气中的二氧化碳浓度升高会引起温室效应,使空气温度急剧升高。
【解答】装置在阳光下一段时间,二氧化碳中温度升高更多,故水柱向左运动。
19. 高温煅烧石灰石会分解产生二氧化碳和生石灰。《天工开物》中有“煤饼烧石成灰”的记载,实验课上,同学们对“烧石(石灰石)
(1)高温煅烧石灰石反应的化学方程式为 。
(2)为证明石灰石已分解,小应拟进行如图所示实验,用煤气灯(燃料主要为一氧化碳,加热时会与氧气反应生成二氧化碳),若观察到烧杯内壁澄清石灰水变浑浊,则可得出石灰石已分解的结论。判断此方案是否合理并说明理由 。
【答案】(1)CaCO3 CaO+CO2↑
(2)不合理,煤气的主要成分是一氧化碳,一氧化碳燃烧会生成二氧化碳,煤气灯的燃料一氧化碳燃烧也可生成二氧化碳,使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳不一定是来源于石灰石的分解
【解析】(1)根据反应物、反应条件和生成物,写出反应的化学方程式;
(2)澄清的石灰水变浑浊,说明肯定有二氧化碳气体产生。煤气燃烧生成二氧化碳气体,且石灰石分解也生成二氧化碳气体,因此无法判断这些二氧化碳是哪个反应产生的,据此分析解答。
【解答】(1)高温煅烧石灰石,石灰石分解生成氧化钙和二氧化碳气体,则反应的方程式为: CaCO3 CaO+CO2↑ 。
20. 有些物质之间能发生化学反应但无明显现象。为确定两物质间及应是否真正发生,甲同学选取了课题“二氧化碳气体通入氢氧化钠溶液时,它们之间是否发生了化学反应?”如图进行了科学探究。
(1)确定两物质间反应是否发生的证据: 。
(2)某同学质疑上述实验设计,质疑的依据是 。
【答案】(1)试管内液面上移(2)二氧化碳溶于水也会导致液面上移
【解析】(1)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,使试管中气压减小
(2)二氧化碳能溶于水,也会导致试管中气压减小
【解答】(1)二氧化碳与氢氧化钠反应,使试管中气压减小,试管内液面上升,
故答案为:试管内液面上升
(2)二氧化碳能溶于水,也会导致试管中气压减小,使试管内液面上升,
故答案为:二氧化碳溶于水也会导致液面上移
21. 完善下列实验的实验现象,并用化学方程式解释其反应原理:
(1)CO2通入紫色石蕊试液中,试液变成 ,反应原理: 。
(2)加热上述溶液,试液变成 ,反应原理: 。
(3)CO2通入澄清石灰水中,溶液变 ,反应原理: 。
【答案】(1)红色;CO2+H2O=H2CO3
(2)紫色;H2CO3 CO2↑+H2O
(3)浑浊;CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
【解析】(1)紫色石蕊试液遇到酸性溶液变成红色,根据反应物、反应条件和生成物,写出对应的化学方程式。
(2)根据碳酸受热易分解分析解答;
(3)二氧化碳能够时澄清的石灰水变浑浊,根据反应物、反应条件和生成物,写出对应化学方程式。【解答】(1)CO2通入紫色石蕊试液中,试液变成红色,即二氧化碳和水反应生成碳酸,那么反应原理: CO2+H2O=H2CO3 。
(2)加热上述溶液,试液变成紫色,即碳酸受热分解,生成二氧化碳气体和水,那么反应原理: H2CO3 CO2↑+H2O 。
(3)CO2通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,即二氧化碳和氢氧化钙反应,生成碳酸钙沉淀和水,那么反应原理: CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 。
22. 利用图所示装置进行O2、CO2的性质实验。
(1)打开K1,滴入适量的过氧化氢溶液,关闭K1,观察到烧杯中的蜡烛 。
(2)为证明CO2在通常条件下不燃烧,也不支持燃烧,进行的实验操作是 。
【答案】(1)燃烧得更旺
(2)打开K2,滴入适量的稀盐酸,再关闭K2
【解析】(1)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解,生成氧气和水,蜡烛在氧气中剧烈燃烧;
(2)石灰石与稀盐酸反应,生成二氧化碳气体。二氧化碳气体通入烧杯后,烧杯中的蜡烛熄灭,从而说明二氧化碳不燃烧,也不支持燃烧。
【解答】(1)打开K1,滴入适量的过氧化氢溶液,关闭K1,观察到烧杯中的蜡烛燃烧得更旺。
(2)为证明CO2在通常条件下不燃烧,也不支持燃烧,进行的实验操作是:打开K2,滴入适量的稀盐酸,再关闭K2。
23. 如图为制取和收集二氧化碳的家庭实验装置。
(1)将蛋壳装入图甲带小孔的眼药水瓶中,这样操作的好处是 。
(2)甲图装置虚线框中应选用乙图中的 。(选填字母)装置来收集气体。
【答案】(1)控制反应进行与停止(2)A
【解析】(1)根据将蛋壳装入图甲带小孔的眼药水瓶中可控制药品接触与分离分析;
(2)根据二氧化碳的密度大于空气分析。
【解答】(1)将蛋壳装入图甲带小孔的眼药水瓶中,可控制固体和液体的接触与分离,从而控制反应的进行与停止;
(2)二氧化碳密度比空气大,甲图装置虚线框中收集二氧化碳,应选用乙图中的A装置;
故答案为:(1)控制反应的进行与停止;(2)A。
24. “验证人体呼出的气体中含有较多的二氧化碳”的实验装置如图所示,瓶内均装有澄清石灰水。
(1)如果气体的进出均选择弯管,在实验时,应向甲瓶 。(选填”吸气”或”呼气”)
(2)经向两瓶内分别呼气、吸气若干次后,石灰水明显变浑浊的是 瓶。
(3)请写出甲瓶中发生的化学反应方程式 。
【答案】(1)呼气(2)甲(3)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
【解析】(1)根据装置特点进行分析,若气体从长管进入装置,则是检验、洗气等作用;若气体从短管进入装置,则是排水法收集气体的作用;
(2)根据呼出气体中二氧化碳含量比空气中二氧化碳含量高进行分析。
【解答】(1)甲瓶中弯管伸入到澄清石灰水中,直管没有伸入到澄清石灰水中,所以要向甲瓶呼气;
(2)向甲瓶中呼气,呼出的气体中二氧化碳含量较高,向乙瓶中吸气,通过澄清石灰水的是空气,空气中二氧化碳含量较低,故答案为:甲。
(3)甲瓶中发生的反应是二氧化碳与氢氧化钙的反应。
25. 人类发现二氧化碳经历了多个世纪,下列是其过程中的部分资料。
资料一:1630年海尔蒙特发现在一些洞穴处,有一种能使燃着的蜡烛熄灭的气体,后来被证实是CO2
资料二:1754年布莱克将石灰石锻烧首次制得CO2,并完成了如图甲所示的物质转化研究。
资料三:1766年卡文迪许通过实验测得,室温下1体积水大约能溶解1体积二氧化碳气体。
(1)根据海尔蒙特的发现,可推测二氧化碳的化学性质: 。
(2)写出布莱克实验中反应③的化学方程式: 。
(3)如图乙,在室温下将容积为200毫升的广口瓶注满蒸馏水,通过导管缓慢通入300毫升CO2。如果卡文迪许的结论是正确的,则在量筒中收集到的水约为 毫升(溶解气体后液体体积几乎不变)。
【答案】(1)不燃烧,也不支持燃烧 (2)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O (3)100
【解析】(1)根据“使燃着的蜡烛熄灭”分析二氧化碳的化学性质;
(2)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;
(3)首先根据卡文迪许的结论计算出水中溶解二氧化碳的体积,再用二氧化碳的总体积减去这个体积即可。
【解答】(1)根据“使燃着的蜡烛熄灭”可知,二氧化碳的化学性质:不燃烧,也不支持燃烧。
(2)氢氧化钙和二氧化碳反应,生成碳酸钙沉淀和水,则反应的方程式为: Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 。
(3)根据“1体积水大约溶解1体积的二氧化碳”可知,200毫升水能够溶解二氧化碳200毫升,则量筒中收集到水的体积为:300mL-200mL=100mL。
26. 为了验证集满CO2气体的集气瓶正放和倒放的差异性。小明进行了如图甲所示的实验,获得数据如图乙。回答下列问题:
(1)乙图中,表示纸筒正放的曲线是 。(填序号)
(2)无论纸筒正放还是倒放,电子秤读数均变小的原因是 。
【答案】(1)① (2)二氧化碳逸出,空气进入;且二氧化碳比空气密度大
【解析】(1)电子秤的示数减小,其实就是其中的二氧化碳逸出所致,根据二氧化碳的密度大于空气,分析逸出速度的的大小对示数的影响即可;
(2)根据二氧化碳气体会向空气中逸出解答。
【解答】(1)当集气瓶倒放时,二氧化碳集中在下端瓶口处,很容易从瓶口逸散,因此电子秤的示数减小较快,则表示倒放的是②,正放的是①。
(2)无论纸筒正放还是倒放,电子秤读数均变小的原因是:二氧化碳逸出,空气进入,且二氧化碳比空气密度大。
27. 实验室制取气体时需要的一些装置如图所示,请回答下列问题。
(1)写出标有序号的仪器名称:① 。
(2)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳可选择的发生装置和收集装置为 (填字母),
该发生装置的优点是 。
(3)若用(2)中所选装置来制取干燥的氧气,还需要的装置为 (填字母)。
(4)某兴趣小组的同学用A、G、H装置进行实验,若实验时G装置中蜡烛燃烧更剧烈,H装置中的现象是 ,A装置中反应的化学方程式为 。
【答案】(1)铁架台 (2)B、E;使用分 液漏斗,能够控制反应的速率
(3)F (4)澄清石灰水变浑浊;2KMnO4 K2MnO4+ MnO2 +O2↑
【解析】(1)根据常见化学实验仪器的名称解答;
(2)根据反应物的状态和反应条件,选择合适的气体发生装置;根据生成物的性质,选择合适的收集方法。
(3)根据浓硫酸的吸水性解答;
(4)蜡烛燃烧生成二氧化碳气体,二氧化碳和氢氧化钙反应,生成碳酸钙沉淀和水,因此澄清的石灰水会变浑浊。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。
【解答】(1)根据图片可知,①为铁架台。
(2)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,则发生装置选择“固液常温型”;二氧化碳溶于水,密度大于空气,因此使用向上排空气法收集,即选择装置BE。该装置的优点为:使用分液漏斗,能够控制反应的速率。
(3)若用(2)中所选装置来制取干燥的氧气,还需要干燥氧气的装置,即装置F。
(4)某兴趣小组的同学用A、G、H装置进行实验,若实验时G装置中蜡烛燃烧更剧烈,H装置中的现象是:澄清的石灰水变浑浊。A装置中,高锰酸钾加热分解,生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,则反应的化学方程式为: 2KMnO4 K2MnO4+ MnO2 +O2↑ 。
28. 为了测定人体呼吸时呼出气体中二氧化碳的体积分数,项目化学习小组准备制造个简易测量装置。(资料:实验室常用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳)
(1)[项目一:组装仪器]小组成员用实验仪器组装了图甲简易装置,测量气体体积装置如图乙,集气瓶中放植物油是为了防止 。
(2)[项目二:改进装置]为了能连续呼吸多次,提高效率和实验现象,项目化小组成员对图甲进行改进成为图丙。请根据图丙回答问题。
①有小组成员提出将1号惟形瓶中插入溶液的管子下端改成具有多孔的球泡(如图Ⅲ),有利于提高实验的准确度,理由是 。
②实验时先缓吸气,后缓缓呼气,缓呼气的目的是 ,反复若干次,得到如数据:瓶Ⅰ溶液质量增加M克,收集到的气体体积为V升,若收集到的气体的密度为ρ克/升,那么该呼出气体中二氧化碳的质量分数是 (请用所给数据写出相应表达式)。
【答案】(1)防止气体溶于水
(2)可增大气体与溶液的接触面积;使二氧化碳被氢氧化钠溶液充分吸收;
【解析】 测定人体呼吸时呼出气体中二氧化碳的体积分数,需要测定二氧化碳的体积和呼出的气体的总体积。二氧化碳是通过氢氧化钠吸收的,为了使结果更准确,应尽量使二氧化碳与氢氧化钠反应完全。
【解答】(1)图乙是利用排水法来测定气体体积的,集气瓶中放植物油是为了防止气体溶于水;
(2) 多孔的球泡可以让气体从各个孔中出来进入氢氧化钠溶液中,这样可以增大气体与溶液的接触面积 ;
(3)缓呼气可以让气体慢慢的通过氢氧化钠溶液,使二氧化碳被氢氧化钠溶液充分吸收 ;
(4)CO2%=
29. 某实验小组进行影响化学反应速率因素的探究及二氧化碳性质的探究。
Ⅰ.影响化学反应速率因素的探究:每次都加入相同质量的大理石(足量)和25mL的稀HCI,并记录收集到100mL二氧化碳气体所需要的时间。下表是实验的记录:
编号
颗粒大小
实验温度
稀HCI质量分数
体积
稀HCI体积时间
①
粗颗粒
20℃
7.3%
25
133
②
粗颗粒
20℃
14.6%
25
126
③
粗颗粒
35℃
7.3%
25
61
④
细颗粒
20℃
14.6%
25
79
(1)对比实验 可研究稀HCI质量分数对反应速率的影响。
(2)为完成上述探究实验,下图中最适宜的发生装置是 。
A. B. C.
(3)“bc"变化的原因是 。
(4)由图2知CO2与NaOH能发生反应,依据是 。
【答案】(1)①②
(2)B Ⅱ.探究CO2与NaOH是否发生反应:用图1装置实验,在a时刻注入蒸馏水,c时刻注入NaOH溶液,测得三颈烧瓶内气压变化情况如图2所示。
(3)二氧化碳能溶于水,且和水反应
(4)de段比bc段压强下降更多
【解析】(1)根据使用控制变量法的原则进行分析解答;
(2)根据选择的某装置既可以控制反应速率,也可以有利于气体的收集来分析解答;
(3)根据二氧化碳的性质进行分析解答;
(4)根据图2中的气压变化情况及变化的原因进行分析解答。
【解答】(1)本小题是为了研究稀HCl质量分数对反应速率的影响,因此需要控制除稀HCl质量分数改变之外其他条件均保持相同,即颗粒大小、实验温度、稀HCl体积均相同;故答案为: ①;
(2)三种装置均为固液常温型发生装置,但是只有B可以在控制加入的稀HCl体积、控制反应速率的同时又有利于生成物二氧化碳进入接下来的收集装置,故选择该装置作为发生装置更有利于进行实验探究,故选B;
(3)ab段注入蒸榴水之后三颈烧瓶内气压略微升高,而到bc段的时候,三颈烧瓶内的气压又开始下降,说明此时二氧化碳与水能够发生反应,生成一种新的物质使得瓶内压强减小,该物质便是碳酸;故答案为:二氧化碳能溶于水,且和水反应 ;
(4)c时刻注入NaOH溶液,cd段瓶内气压开始升高,随后de段瓶内气压显著减小,说明de段比bc段压强下降更多,说明加入的氢氧化钠溶液与二氧化碳发生反应;
30. 科学小组将制得的CO2分别通入澄清石灰水和氢氧化钠溶液中,他们观察到前者变浑浊,后者无明显现象。那么CO2和NaOH是否发生了化学反应?
(1)小明设计了甲、乙两个实验来验证CO2与NaOH发生了化学反应,如图所示。实验现 象为: 甲——软塑料瓶变瘪,乙——“瓶吞鸡蛋”。
①小林认为上述实验是可行的,其共同原理是 ;
②小华提出质疑,她认为上述实验还不足以说明CO2和NaOH发生了反应,其理由是 ;
③小明同学针对小华的质疑又补充了一个对照实验,请简单写出实验方案 。
(2)为进一步比较,老师用三个相同的烧瓶收集等量的CO2气体,注入等量的三种液体,用气压传感器测定内部气压变化,得到烧瓶内压强与时间的关系曲线如图丙所示。其中曲线2代表澄清石灰水,曲线3代表氢氧化钠溶液,由此曲线,你可以得出的结论是 。
A.CO2能与氢氧化钠溶液反应
B.CO2能使澄清石灰水变浑浊
C.此氢氧化钠溶液比澄清石灰水更适合用于吸收CO2
【答案】(1)CO2与NaOH溶液反应,导致塑料瓶内气体减少,使瓶内气压降低,外界大气压大于瓶内气压;也可能是CO2溶于水导致;将NaOH溶液换成等量的水做上述实验
(2)A;C
【解析】(1)①根据二氧化碳反应后气压减小分析;
②二氧化碳在水中的溶解度较大,则瓶内气压减小,可能是二氧化碳反应所致,也可能是二氧化碳溶于水所致,此时无法确定;
③将等量的水和氢氧化钠溶液比较,如果后者造成的气压减小量明显大于前者,那么就能说明二氧化碳和氢氧化钠发生反应。
(2)根据图丙,确定瓶内气压的大小变化,比较不同曲线的气压变化量,从而对各个选项进行判断。【解答】(1)①小林认为上述实验是可行的,其共同原理是:CO2与NaOH溶液反应,导致塑料瓶内气体减少,使瓶内气压降低,外界大气压大于瓶内气压;
②小华提出质疑,她认为上述实验还不足以说明CO2和NaOH发生了反应,其理由是:也可能是CO2溶于水导致;
③小明同学针对小华的质疑又补充了一个对照实验,实验方案为:将NaOH溶液换成等量的水做上述实验。
(2)曲线1代表水,曲线3代表氢氧化钠,因此后者的气压更小,则说明二氧化碳能够与氢氧化钠反应,故A正确;
图丙中不能确定澄清的石灰水变浑浊,故B错误;
曲线2代表石灰水,由于氢氧化钠溶液中的气压明显小于石灰水中的气压,因此氢氧化钠溶液比石灰水更适合吸收二氧化碳气体,故C正确。故选AC。
31. 揭开“屠狗洞”的秘密:意大利那不勒斯有个奇怪的山洞,人走进这个山洞安然无恙,而狗走进洞里就一命呜呼,因此,当地居民就称之为“屠狗洞”。迷信的人还说洞里有一种叫做“屠狗”的妖怪。为了揭开“屠狗洞”的秘密,一位名叫波尔曼的科学家来到这个山洞里进行实地考察。他在山洞里四处寻找,始终没有找到什么“屠狗妖”,只见岩洞上倒悬许多钟乳石,地上丛生着石笋,并且有很多从潮湿的地上冒出来的气泡。波尔曼透过这些现象经过科学的推理终于揭开了其中的奥秘。
波尔曼有相关的资料分享给大家:
资料一:钟乳石和石笋构成的岩洞也叫石灰岩岩洞。石灰岩的主要成分是碳酸钙,它在地下深处高温下分解会产生生石灰(主要成分是CaO)和二氧化碳气体。
资料二:二氧化碳能与地下水、碳酸钙反应,生成可溶性的碳酸氢钙,而可溶性的碳酸氢钙在压力低时又是很不稳定的,这两个反应的化学方程式如下:
CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2;Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+ H2O
请你运用所学知识,结合波尔曼的相关资料写出其“科学的推理”,从而揭示“人走进这个山洞安然无恙,而狗走进洞里就一命呜呼”的秘密。
【答案】碳酸钙在地下深处高温下分解会产生生石灰(主要成分是CaO)和二氧化碳气体,二氧化碳能与地下水、碳酸钙反应,生成可溶性的碳酸氢钙,而可溶性的碳酸氢钙在压力低时又是很不稳定的,会再次分解生成二氧化碳气体,所以造成洞内二氧化碳浓度较大。因为二氧化碳的密度比空气的密度大,在下方聚集,狗比较矮,所以吸入的主要是二氧化碳,二氧化碳不供给呼吸,因此狗窒息死亡。而人的身高较大,可以呼吸到氧气,自然没有什么影响。
【解析】二氧化碳的密度比空气的大,不能燃烧、不支持燃烧,也不供给呼吸,根据二氧化碳的性质进行分析.
32. 在杭州亚运村西北侧的“世纪变”,成立了全省首个“电力能源碳中和技术示范基地”。这座变电站获得了权威机构颁发的《碳中和证书》,节能减碳成效已经获得认可,以上措施可缓解的环境问题是 。如图甲是小滨验证该问题的实验装置,在 (填“阳光”或“黑暗”)下一段时间后,可观察到水柱向 (填“左”或“右”)移动。
此外,根据研究发现海洋吸收二氧化碳有三种方式(图乙)。
(1)自然溶解:大气中的二氧化碳能不断地溶解到海水中。研究表明,海水温度越低,单位体积溶解的二氧化碳越多。一年四季中,单位体积海水中溶解二氧化碳最多的是 季。
(2)植物固碳:近海滩涂上的红树林、海洋浮游植物等通过光合作用吸收二氧化碳,最终这些碳元素随着植物残体沉积到海底。植物固碳只能发生在海洋的浅层,超过一定深度不能发生,其原因是 。
(3)碳酸盐泵:贝壳类、珊瑚等海洋生物将碳元素以碳酸钙的形式沉积起来。某地贝壳堤储存了约4亿吨贝壳,其中95%为碳酸钙,则该地贝壳堤固定了 亿吨碳元素?
【解答】解:二氧化碳会形成温室效应,故场馆将利用“电力能源碳中和技术示范基地”这座变电站为场馆供暖,从而实现减排二氧化碳的作用,会减缓温室效应;实验时应该在阳光下进行,由于二氧化碳会产生温室效应,故盛有二氧化碳的装置内温度升高明显,压强大于盛有空气的装置,会出现水柱左移的现象;
(1)大气中的二氧化碳能不断地溶解到海水中,单位体积海水中溶解二氧化碳最多的是冬季,原因是海水温度越低,单位体积溶解在海水中的CO2越多;
(2)近海滩涂上的红树林、海洋浮游植物等通过光合作用吸收二氧化碳,最终这些碳元素随着植物残体沉积到海底,植物固碳只能发生在海洋的浅层,超过一定深度不能发生,其原因是海洋超过一定深度,光照弱,植物光合作用弱,无法维持生长;
(3)某地贝壳堤储存了约4亿吨贝壳,其中95%为碳酸钙,则该地贝壳堤固定了碳元素的质量为4亿吨×95%×( x100%)=0.456亿吨。
故答案为:
温室效应;阳光;左;
(1)冬;
(2)海洋超过一定深度,光照弱,植物光合作用弱,无法维持生长;
(3)0.456。
33. 某研究性学习小组为测定当地矿山石灰石中碳酸钙的质量分数,取来了一些样品,并用稀盐酸200g,平均分成4份进行4次实验(样品中其他杂质不与稀盐酸反应),结果见下表,回答下列问题:
实验次数
1
2
3
4
加入样品质量(g
)
5
10
15
20
生成CO2质量(g)
1.76
3.52
4.4
M
(1)实验过程中,通过观察 现象可判断反应结束。
(2)表中的M数值是 g。
(3)这种石灰石中碳酸钙的质量分数是多少?(要求写出计算过程)
【解答】解:(1)碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,实验过程中,通过观察,通过观察不再产生气泡的现象,可判断反应结束。
故答案为:不再产生气泡。
(2)表格数据分析可知,向50g稀盐酸中加入5g样品,生成1.76g二氧化碳;向50g稀盐酸中加入10g样品,生成3.52g二氧化碳;说明5g样品中的碳酸钙与稀盐酸完全反应,能生成1.76g二氧化碳;向50g稀盐酸中加入15g样品,生成4.4g二氧化碳,产生的二氧化碳气体小于1.76g×3=5.28g,说明石灰石中的碳酸已经完全反应,则表中的M数值是4.4。
故答案为:4.4。
(3)由表格数据可知,5g样品中的碳酸钙完全反应能生成1.76g二氧化碳。
设参加反应的碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 1.76g
x=4g
这种石灰石中碳酸钙的质量分数是100%=80%。
答:这种石灰石中碳酸钙的质量分数是80%。
34. 小科同学去柯岩风景区游玩时,捡回了若干块石灰岩,他想知道这些石灰岩中碳酸钙的含量,采用了以下的方法进行检测:取这种石灰岩样品6克,把40克稀盐酸分四次加入,测量过程所得数据见表(已知石灰岩样品中含有的杂质不溶于水,不与盐酸反应)
加入稀盐酸的次序
1
2
3
4
加入稀盐酸的质量(克)
10
10
10
10
剩余固体的质量(克)
4.0
m
1.2
1.2
求:
(1)m= 。
(2)样品中碳酸钙的质量是 。
(3)所用稀盐酸的质量分数是多少?
【解答】解:(1)比较第一次和第三次的数据可知,第一次加入10g盐酸后剩余固体的质量为4.0g,而第三次加入稀盐酸后剩余固体的质量为1.2g,所以可以判断第一次中盐酸完全反应,消耗碳酸钙6.0g﹣4.0=2.0g,即10g 稀盐酸能够消耗2g碳酸钙,因此第二次中也是消耗2.0g碳酸钙,故可以求出m=4.0﹣2.0=2.0;
(3)碳酸钙的质量为:6.0g﹣1.2g=4.8g;
(4)设10g稀盐酸中溶质的量为x。
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 73
2g x
解得:x=1.46g.
所以盐酸的质量分数为:14.6%.
故答案为:(1)2.0;
(2)4.8g;
(3)14.6%。
35. 为了检测实验室中石灰石样品中碳酸钙的含量,某同学用溶质质量分数相同的盐酸与样品进行了四组实验测定(样品中的杂质不溶于水,且不与盐酸反应),测得数据如表。试回答:
甲
乙
丙
丁
所取石灰石质量/g
10.0
10.0
10.0
10.0
加入盐酸质量/g
20.0
30.0
45.0
50.0
剩余固体质量/g
6.0
4.0
2.0
2.0
(1)石灰石样品中碳酸钙的质量分数是 。
(2)各组充分反应后,盐酸有剩余的实验组别是 。
(3)实验所用稀盐酸的溶质质量分数是多少?(写出计算过程)
【解答】解:(1)石灰石中的碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,杂质不溶于水也不与盐酸反应,则实验后剩余的2.0g固体是杂质,所以样品中碳酸钙的质量为:10.0g−2.0g=8.0g,石灰石样品中碳酸钙的质量分数为:100%=80%。
(2)由表中数据可知,实验甲中加入20.0g稀盐酸反应后剩余固体的质量为6.0g,实验乙中加入30.0g稀盐酸反应后剩余固体的质量为4.0g,即10.0g稀盐酸恰好与2g碳酸钙完全反应,实验丙中剩余固体的质量为2.0g,反应碳酸钙为8g,则消耗稀盐酸的质量为40.0g,所以各组充分反应后,盐酸有剩余的实验组别是丙、丁。
(3)由表中数据可知,10.0g稀盐酸恰好与2.0g碳酸钙完全反应,
设稀盐酸的溶质质量分数是x。
CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O
100 73
2.0g 10.0gx
x=14.6%
答:所用稀盐酸的溶质的质量分数是14.6%。
故答案为:
(1)80%;
(2)丙、丁;
(3)14.6%。
36. “碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式,抵消产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”。现阶段我国的能源结构以化石能源为主,其燃烧释放出大量的二氧化碳。针对我国能源结构的现状,实现“碳中和”的路径之一是降低化石能源在消费能源中的比例,提高可再生、非化石能源比例。路径之二是捕集、利用和封存二氧化碳。
(1)植树造林这一措施,实际是利用绿色植物的 作用,抵消产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳的“零排放”,该生理作用的文字表达式为 。
(2)封存二氧化碳的技术之一,是将二氧化碳送入到海面以下3000米的深海里,进行二氧化碳海洋封存,但此举可能造成海洋酸化,原因是 (用化学方程式表示)。利用二氧化碳的技术之一,是利用二氧化碳制取甲醇(CH3OH),该反应的微观示意图如图所示,该反应符合质量守恒定律的微观原因是 。
(3)“减少二氧化碳的排放,人人有责可以出力”。写出一条自己生活中减少二氧化碳排放的行为 。
【解答】解:(1)植树造林这一措施,实际是利用绿色植物的光合作用,二氧化碳和水在光合作用的条件下反应生成葡萄糖和氧气,反应的文字表达式为:二氧化碳+水葡萄糖+氧气;
(2)二氧化碳和水反应生成的碳酸呈酸性,使海水酸化,反应的化学方程式为:H2O+CO2=H2CO3;利用二氧化碳的技术之一,是利用二氧化碳制取甲醇(CH3OH),该反应的微观示意图如图所示,该反应符合质量守恒定律的微观原因是:反应前后原子的种类、个数和质量不变;
(3)减少二氧化碳的排放,人人有责可以出力”。可以通过减少化石燃料的使用减少二氧化碳的排放,比如生活中可以步行或骑自行车上学(合理即可)。
故答案为:
(1)光合;二氧化碳+水葡萄糖+氧气;
(2)H2O+CO2=H2CO3;反应前后原子的种类、个数和质量不变;
(3)生活中可以步行或骑自行车上学(合理即可)。
37. 如图,小舟制作了一个简易泡沫灭火器,为增加泡沫量,添加少量不参与反应的发泡剂。
(1)使用灭火器时,只需将装置倒置,浓盐酸与碳酸钠反应后喷出大量含有CO2的泡沫,当泡沫“粘附”在燃烧物表面后,起到隔绝 作用,即可灭火。选用CO2作为灭火气体是因为该气体具有的性质是 。
(2)制作成本也是须考虑的重要指标。将含有10.6克溶质的饱和碳酸钠溶液装入吸滤瓶,理论上需要质量分数为36.5%的浓盐酸多少克,才能恰好完全反应。(已知:Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑)
【解答】解:(1)将装置倒置,浓盐酸与碳酸钠反应后喷出大量含有CO2的泡沫,当泡沫“粘附”在燃烧物表面后,起到隔绝氧气的作用;选用CO2作为灭火气体是因为该气体具有的性质是不能燃烧、不能支持燃烧、密度比空气的大。
故答案为:氧气;不能燃烧、不能支持燃烧、密度比空气的大。
(2)设理论上需要质量分数为36.5%的浓盐酸的质量为x。
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106 73
10.6g 36.5%x
x=20g
答:理论上需要质量分数为36.5%的浓盐酸20g。
38. 海螵蛸别名墨鱼骨,是一味中药,其主要成分是碳酸钙,把1.5g海螵蛸样品加入烧杯中,另取20g稀盐酸滴入烧杯中与碳酸钙恰好完全反应,反应结束后,固体剩余0.5g (杂质不溶于水也不与酸反应)。求:
(1)该海螵蛸样品中碳酸钙的质量为 g
(2)实验结束时,生成二氧化碳气体的质量为多少?
(3)所用稀盐酸的溶质质量分数为多少?
【答案】(1)1
(2)解:设生成二氧化碳的质量为X
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+
CO2↑
100
44
1g
x
x=0.44g
(3)解:设参加反应的HCl质量为y
CaCO3+
2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100
73
1g
y
y=0.73g
HCl%= =3.65%
【解析】(1)根据质量守恒定律可知,反应前后固体质量的减小量就是碳酸钙的质量;
(2)写出碳酸钙与稀盐酸反应的方程式,利用质量之间的比例关系,根据参加反应的碳酸钙的质量计算出生成二氧化碳的质量;
(3)根据题意可知,20g稀盐酸恰好与碳酸钙完全反应,写出反应的方程式,利用质量之间的比例关系,根据参加反应的碳酸钙的质量计算出参加反应的HCl的质量,最后根据计算即可。
【解答】(1)该海螵蛸样品中碳酸钙的质量为:1.5g-0.5g=1g。
39. 鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙。某科学兴趣小组取25g鸡蛋壳于烧杯中,缓慢加入稀盐酸(杂质不溶于水,也不与稀盐酸反应),剩余固体质量与加入稀盐酸的质量关系如图所示。请根据要求回答问题:
(1)实验时当观察到 现象时,说明鸡蛋壳已完全反应;
(2)鸡蛋壳完全反应后,求产生CO2的质量;
(3)当鸡蛋壳恰好完全反应时,求所得溶液的溶质质量分数。
【答案】(1)鸡蛋壳表面不再产生气泡
(2)解:设产生CO2的质量为x
CaCO3+2HCl=CaCl2+
CO2↑+H2O
100
44
20g
x
x=8.8g
(3)解:设所得溶液的溶质质量为y
CaCO3+2HCl=
CaCl2+CO2↑+H2O
100
111
20
y
y=22.2g
CaCl2%= =11.1%
【解析】(1)鸡蛋壳中的碳酸钙与稀盐酸反应,生成氯化钙、水和二氧化碳气体,则当实验进行时,会不断看到有气泡生成。
(2)根据质量守恒定律可知,反应前后固体质量的减小量就是参加反应的碳酸钙的质量,写出反应的方程式,根据质量之间的比例关系计算出生成二氧化碳的质量即可。
(3)写出反应的化学方程式,根据质量之间的比例关系计算出生成氯化钙的质量,再用稀盐酸溶液质量+碳酸钙质量-二氧化碳质量得到最终的溶液质量,最后再计算氯化钙的溶质质量分数即可。
【解答】(1)实验时当观察到鸡蛋壳表面不再产生气泡现象时,说明鸡蛋壳已完全反应。
40. 钙是生物体骨骼的重要组成元素。鱼骨中含有碳酸钙,现设计图甲实验测定鱼骨中的碳酸钙含量,并将测得的数据绘制成图乙。提示:食醋的主要成分是醋酸(HAc),醋酸和碳酸钙反应的化学方程式为: 2HAc+CaCO3=CaAc2+H2O+CO2↑。该实验中浓硫酸的作用是吸收逸出的水蒸气, 鱼骨中其它成分与食醋反应生成的气体可忽略不计。
(1)该实验中仪器a的名称是 。
(2)计算鱼骨中碳酸钙的质量分数。
(3)生活中,用喝醋的方法除去卡在咽上的鱼刺,这种做法是不科学的。请你结合实验结果加以说明。
【答案】(1)分液漏斗
(2)解:产生二氧化碳的质量:820克-819.89克=0.11克
设20克鱼骨中碳酸钙的质量为m。
CaCO3+2HAc=CaAc2+H2O+
CO2↑
100
44
m
0.11克
m=0.25克
碳酸钙的质量分数:
答:鱼骨中碳酸钙的质量分数为1.25%
(3)酸钙在鱼骨中含量很低,鱼骨较硬可能不仅仅是碳酸钙的原因(或“用醋去除鱼刺中的碳酸钙需要的时间很长,且醋在咽停留的时间很短”)
【解析】(1)根据所指仪器的名称解答;
(2)根据质量守恒定律可知,反应前后电子秤的示数之差就是生成二氧化碳的质量。写出碳酸钙与醋酸反应的方程式,利用二氧化碳的质量计算出参加反应的碳酸钙的质量,最后根据“”计算即可。
(3)根据碳酸钙在鱼骨中的含量,分析鱼骨的硬度与碳酸钙的联系,也可从醋在口腔中停留时间的长短,分析它对鱼骨软化作用的影响大小即可。
【解答】(1)根据图片可知,该实验中仪器a的名称是分液漏斗。
(3)生活中,用喝醋的方法除去卡在咽上的鱼刺,这种做法是不科学的。理由是:碳酸钙在鱼骨中含量很低,鱼骨较硬可能不仅仅是碳酸钙的原因(或“用醋去除鱼刺中的碳酸钙需要的时间很长,且醋在咽停留的时间很短”)。
41. 学校八年级科学兴趣小组为了测定某矿山石灰石中碳酸钙的质量分数,取石灰石样品与足量稀盐酸在烧杯中反应(假设石灰石样品中杂质不与稀盐酸反应也不溶于水,杂质中不含钙元素)。有关实验数据如下表:
反 应 前
反 应 后
实验数据
烧杯和稀盐酸的质量
石灰石样品的质量
烧杯和剩余物的总质量
150g
12.5g
158.1g
(1)根据质量守恒定律可知,反应中生成二氧化碳的质量为 g。
(2)该石灰石中碳酸钙的质量分数为 。
(3)反应中生成氯化钙的质量是多少克?(写出计算过程)
【答案】(1)4.4
(2)设该石灰石样品中碳酸钙的质量为x. CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑ 100 44 x 4.4g 解得:x=10.0g 此石灰石中碳酸钙的质量分数为:。
(3)设生成的氯化钙的质量为y
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
111 44
y 4.4g
解得:y=11.1g
则生成的氯化钙的质量为11.1g。
【解析】(1)根据质量守恒定律可知:反应后比反应前减少的质量是生成二氧化碳的质量;
(2)根据化学方程式由二氧化碳的质量可以计算出石灰石中碳酸钙的质量,进而计算出石灰石中碳酸钙的质量分数;
(3)根据化学方程式由二氧化碳的质量可以计算出氯化钙的质量。
【解答】(1)根据质量守恒定律,二氧化碳的质量为:150g+12.5g-158.1g=4.4g;
科学兴趣小组的同学们对蛋壳的成分开展了有关探究。同学们的实验过程如下:
①将一定量的蛋壳放入容器中;②往其中加入适量的稀盐酸,观察到有较多的气泡产生;③……④得出结论:蛋壳的主要成分是碳酸盐(如:碳酸钙)。
(1)请补全第③步的实验内容与现象: 。
(2)为了测定蛋壳中碳酸钙的质量分数,同学们用蛋壳与足量的稀盐酸充分反应,得到有关数据如下表:(CO2的密度为2 g/L)
蛋壳的质量/g
加入稀盐酸质量/g
收集到CO2气体体积/L
7.5
100
1.1
假设二氧化碳全部是由蛋壳中的碳酸钙与盐酸反应产生的,小明计算这些蛋壳中碳酸钙的质量分数的过程如下:
解:设该蛋壳中碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+2CO2↑
100 28
x 1.1升
=
x=3.93
蛋壳中碳酸钙的质量分数=0.524。
小明的计算过程中存在明显错误,请写出正确的计算过程(结果保留1位小数)。
【答案】(1)将生成的气体通入澄清石灰水中,观察到澄清石灰水变浑浊
(2)由m=ρV可知,反应生成二氧化碳的质量为2g/L×1.1 L=2.2 g。
设该蛋壳中碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+
CO2↑
100
44
x
2.2 g
=
x=5 g
蛋壳中碳酸钙的质量分数为 ×100%≈66.7%。
答:该蛋壳中碳酸钙的质量分数为66.7%
【解析】(1)碳酸盐与稀盐酸反应,生成二氧化碳气体,而二氧化碳气体能够使澄清石灰水变浑浊。
(2)首先根据m=ρV计算生成二氧化碳的质量,再根据碳酸钙与稀盐酸反应的方程式计算从参加反应的碳酸钙的质量,最后用碳酸钙的质量与蛋壳质量质量做比即可。
【解答】(1)第③步中用于检验二氧化碳气体的生成,因此实验内容和现象为:将生成的气体通入澄清石灰水中,观察到澄清石灰水变浑浊。
42. 科学实验提倡绿色环保,对实验装置进行微型化改进是一条很好的途径。如图甲是制取并检验CO2的装置,图乙是对图甲实验装置微型化改进后的装置。
(1)图乙中微型塑料滴管在实验中的作用与图甲中的 (填字母)仪器相同。
(2)实验过程中,乙装置W型玻璃管中产生现象是 。
(3)某同学用图甲装置进行实验,锥形瓶B中石灰石的质量随加入稀盐酸质量的变化情况如图所示。求:①最多产生CO2气体的质量;②所加入稀盐酸的溶质质量分数。
【答案】(1)A
(2)石灰石表面有气泡产生,澄清石灰水变浑浊
(3)解:①由图可知,参加反应的碳酸钙质量=15g-5g=10g,
设10g碳酸钙完全反应生成二氧化碳的质量为x,参加反应盐酸的质量为y
CaCO3+
2HCl=CaCl2+H2O+
CO2↑
100
73
44
10g
y
x
x=4.4 g
y=7.3g
最多产生CO2气体的质量为4.4g。
②所加入稀盐酸的溶质质量分数为:
【解析】(1)根据仪器的用途分析;
(2)石灰石和稀盐酸反应,生成二氧化碳气体,二氧化碳和氢氧化钙反应,生成碳酸钙沉淀和水,据此描述实验现象。
(3)①根据图像可知,反应前后固体质量的减小量其实就是参加反应的碳酸钙的质量。写出碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式,根据碳酸钙的质量分别计算出参加反应的稀盐酸的溶质质量和生成二氧化碳的质量即可;
②稀盐酸的溶质质量分数=。
【解答】(1)根据图片可知,图乙中的微型塑料滴管用于将稀盐酸滴入下面与石灰石进行反应,这和图甲中的分液漏斗作用相同,故选A。
43. 某品牌钙片的部分信息:①钙片主要成分为碳酸钙;②每片钙片的质量为1克.科学学习小组同学用该品牌钙片做了如下实验:把100克稀盐酸分成五等份,分次将稀盐酸添加到放有10片钙片的烧杯中,充分反应(钙片中其它成分不溶于水且不与盐酸反应)。得到的实验数据见下表。
实验次数
1
2
3
4
5
加入稀盐酸的质量/克
20
20
20
20
20
剩余固体的质量/克
8.0
6.0
4.0
2.5
2.5
回答下列问题:
(1)CaCO3中碳元素的化合价为 .
(2)10片钙片中CaCO3的质量为 .
(3)实验中所用稀盐酸的溶质质量分数为多大?
【答案】(1)+4
(2)7.5克
(3)解:设20克稀盐酸中含有溶质x
参加反应的碳酸钙的质量为1克×10-8克=2克
CaCO3+ 2HCl=CaCl2+H2O+
CO2 ↑
100
73
2克
x
x=1.46克
HCl%= ×100%=7.3%
答:实验中所用稀盐酸的溶质质量分数为7.3%
【解析】(1)根据化学式中正负化合价代数和为零计算;
(2)固体质量的减小量就是参加反应的碳酸钙的质量;
(3)以第1组实验为例,固体质量的减小量就是参加反应的碳酸钙的质量,恰好和20g稀盐酸完全反应,写出碳酸钙与稀盐酸反应的方程式,利用质量之间的比例关系计算出参加反应的HCl的质量,最后根据计算即可。
【解答】(1)在化学式 CaCO3 中,Ca的化合价为+2,O的化合价为-2,根据正负化合价代数和为零得到:(+2)+x+(-2)×3=0,解得:x=+4.、
(2)根据表格可知,当碳酸钙完全反应后,剩余固体的质量为2.5g,那么10片钙片中CaCO3的质量为:10g-2.5g=7.5g。
44. 某学校的学习小组对当地的石灰石矿区进行调查,测定石灰石中碳酸钙的质量分数,采用的方法如下:取该石灰石样品16g,把80g稀盐酸分四次加入,测量过程所得数据见下表(已知石灰石样品中含有的二氧化硅等杂质不溶于水,不与稀盐酸反应)。请计算:
序号
加入稀盐酸的质量/g
剩余固体的质量/g
第1次
20
11
第2次
20
6
第3次
20
2.8
第4次
20
a
(1)上表中n的数值为 ;
(2)样品中碳酸钙的质量分数是 ;
(3)求盐酸中溶质的质量分数。
【答案】(1)2.8 (2)82.5%
(3)由试题分析20g稀盐酸恰好能与石灰石中的5g碳酸钙完全反应
解:设第一次参与反应的HCl质量为x,
CaCO3+
2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100
73
5g
x
解得:x=3.65g
盐酸中溶质的质量分数为: ×100%=18.25%
【解析】(1)根据第1次和第2次数据可知,当碳酸钙没有完全反应时,每加入20g稀盐酸,固体质量减小:11g-6g=5g,据此对剩余固体的质量数值a进行计算。
(2)当反应结束时,固体质量的减小量就是参加反应的碳酸钙的质量,然后根据计算即可。
(3)根据前面的分析可知,20g稀盐酸恰好能与石灰石中的5g碳酸钙完全反应。写出碳酸钙与稀盐酸反应的方程式,根据碳酸钙的质量计算出参加反应的稀盐酸的溶质质量,最后根据计算出稀盐酸的溶质质量分数即可。
【解答】(1)根据第1次和第2次数据可知,当碳酸钙没有完全反应时,每加入20g稀盐酸,固体质量减小:11g-6g=5g。第3次加入20g稀盐酸后,固体质量的减小量为:6g-2.8g=3.2g<5g,这说明样品中的碳酸钙已经完全反应。因此,第4次再加入20g稀盐酸时,固体的质量不会减小,即a=2.8g。
(2)根据表格可知,参加反应的碳酸钙的质量为:16g-2.8g=13.2g;
则样品中碳酸钙的质量分数为:。
素养提升
1. 为探究二氧化碳能否和水反应,用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥小花完成下图四个实验。实验I、Ⅳ中小花变红,实验Ⅱ、Ⅲ中小花不变色。下列说法不正确的是( )
A.实验Ⅰ、Ⅱ说明醋酸可以使小花变红
B.实验Ⅲ说明二氧化碳不能使小花变红
C.实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ说明二氧化碳能与水发生化学反应
D.上述实验说明二氧化碳和醋酸具有相似的化学性质
【答案】D
【解析】【分析】二氧化碳和水反应生成能使紫色石蕊试液变红色的酸性物质碳酸; 二氧化碳一种碳氧化合物,化学式为CO2,常温常压下是一种无色无味或无色无臭而其水溶液略有酸味的气体,也是一种常见的温室气体,还是空气的组分之一(占大气总体积的0.03%-0.04%)。二氧化碳的沸点为-78.5℃(101.3kPa),熔点为-56.6℃,密度比空气密度大(标准条件下),可溶于水。
【解答】A、由实验的现象可知,实验Ⅰ、Ⅱ说明醋酸可以使小花变红,说法正确;
B、实验Ⅲ说明二氧化碳不能使小花变红,说法正确;
C、实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ说明二氧化碳能与水发生化学反应,说法正确;
D、上述实验说明碳酸和醋酸具有相似的化学性质,二氧化碳和醋酸不具有相似的化学性质,说法不正确。
故选:D
2. 用图示装置可以进行二氧化碳的制取和性质探究实验,下列叙述正确的是( )
A.浸有紫色石蕊试液的棉花会变蓝
B.粗铜丝能控制反应的发生和停止
C.产生的二氧化碳不可用浓硫酸干燥
D.能验证二氧化碳的密度比空气大
【答案】B
【解析】【分析】二氧化碳和水反应生成能使紫色石蕊试液变红色的酸性物质碳酸; 二氧化碳一种碳氧化合物,化学式为CO2,常温常压下是一种无色无味或无色无臭而其水溶液略有酸味的气体,也是一种常见的温室气体,还是空气的组分之一(占大气总体积的0.03%-0.04%)。二氧化碳的沸点为-78.5℃(101.3kPa),熔点为-56.6℃,密度比空气密度大(标准条件下),可溶于水。
【解答】A、反应生成二氧化碳,二氧化碳溶于水生成碳酸显酸性,能使紫色石蕊变红,所以浸有紫色石蕊试液的棉花会变红,故A错误;
B、将粗铜丝往下放是石灰石与稀盐酸接触则可发生反应CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,往上提是石灰石于稀盐酸脱离则反应停止,所以粗铜丝能控制反应的发生和停止,故B正确;
C、二氧化碳不与浓硫酸反应,故二氧化碳能用浓硫酸干燥,故C错误;
D、本实验并不能证明二氧化碳于空气的密度的相对大小,故D错误。
故选:B
3. 某兴趣小组利用如图装置对二氧化碳的性质进行探究,A处大试管中能生成二氧化碳气体,下列说法错误的是 ( )
A.B处现象说明二氧化碳能使紫色石蕊变红
B.C处溶液变浑浊,是因为生成了不溶于水的碳酸钙
C.D处的实验现象是蜡烛会熄灭
D.D处现象说明二氧化碳不可燃,不助燃,相同体积时质量比空气大
【答案】A
【解析】【分析】二氧化碳既具有能与水、澄清石灰水反应的化学性质,也有不能燃烧、不支持燃烧的化学性质。
【解答】A、二氧化碳通入水中会反应生成碳酸。使紫色石蕊变红的物质是碳酸,所以A符合题意;
B、二氧化碳能与澄清石灰水反应生成碳酸钙。碳酸钙是不溶于水的沉淀,因此会出现溶液变浑浊的现象,所以B不符合题意;
C、二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧,因此二氧化碳通到D处会使蜡烛熄灭,所以C不符合题意;
D、D处现象不能说明二氧化碳的密度比空气大,即不能说明相同体积时质量比空气大,所以D不符合题意;
故答案选A。
4.
某小组利用图1装置研究25°C时二氧化碳的溶解性。打开止水夹,向3个充满二氧化碳的100ml烧瓶中,分别注入蒸馏水,关闭止水夹,振荡前后压强的变化如图2,下列说法不正确的是( )
A.曲线①中ab段对应的操作是迅速注入蒸馏水
B.曲线①中c点和e点可能进行了振荡
C.曲线③对应的实验是注入蒸馏水
D.终点气压高于初始的原因可能是,在时1体积水中最多吸收的二氧化碳的量小于1体积
【答案】C
【解析】A、曲线①中ab段对应的操作是迅速注入蒸馏水,水的迅速加入导致瓶内的气体相当于被压缩,故压强会增大,所以压强传感器的压强示数增大,说法正确,不符合题意;
B、曲线①中c点和e点可能进行了振荡,导致二氧化碳和水充分反应,充分溶解,压强会降低,说法正确,不符合题意;
C、曲线③对应的压强在0~50s的时间内变化不大,所以迅速加入的水不多,导致压强变化不大,所以实验是注入20mL蒸馏水,说法错误,符合题意;
D、在25℃时,因为1体积水中最多吸收的二氧化碳的量小于1体积,所以二氧化碳会剩余,所以终点气压高于初始,说法正确,不符合题意。
故选C。
5. 一些食品包装袋内充满某种气体,对食品具有保护作用(如图).为了探究食品包装袋内该气体的性质,兴趣小组进行如下思考和活动。小组同学猜想食品包装袋里的气体可能是二氧化碳,于是收集食品包装袋中的气体,并进行以下实验操作,其中可验证其猜想的是( )
A.通入气体观察蜡烛是否熄灭 B.通入气体观察溶液是否变浑浊
C.通入气体观察气球是否浮起 D.充满气体的试管内水面是否上升
【答案】B
【解析】A、通入气体蜡烛熄灭,不能确定该气体是否为二氧化碳,例如氮气,也能使燃着蜡烛熄灭,错误;
B、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,常用澄清石灰水检验二氧化碳,通入气体观察溶液是否变浑浊,能确定该气体是否为二氧化碳,正确;
C、通入气体观察气球是否浮起,不能验证气体是否为二氧化碳,因为任何密度大于空气的气体都不可能使气球浮起,错误;
D、充满气体的试管内水面是否上升,不能确定就是二氧化碳,因为任何可溶性的气体也可能会导致水面上升,错误。
故选B。
6. 某实验小组利用块状大理石和浓盐酸(有挥发性)制取二氧化碳并探究其部分性质,下列有关说法正确的是( )
A.关闭装置①的止水夹,打开分液漏斗的旋塞,液体顺利滴下,说明装置漏气
B.装置①中盐酸浓度过大,会使得反应无法顺利进行
C.将燃烧着的火柴伸入装置②中部,火柴熄灭,说明集气瓶中已收集满CO2
D.将气体通入③中,紫色石蕊溶液变为红色,不能说明CO2与水反应生成了H2CO3
【答案】D
【解析】A、关闭装置①的止水夹,打开分液漏斗的旋塞,液体顺利滴下,不能说明装置漏气,因为分液漏斗的上、下两端都是相通的,错误;
B、装置①中盐酸浓度过大,会挥发出氯化氢气体,使制得的二氧化碳中混有氯化氢气体,错误;
C、二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧,将燃烧着的火柴伸入装置②中部,火柴熄灭,不能说明集气瓶中已收集满, 检验集气瓶中已收集满CO2,燃烧着的火柴应放在瓶口,错误;
D、 浓盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体也能使紫色石蕊溶液变为红色,将气体通入③中,紫色石蕊溶液变为红色,不能说明CO2与水反应生成了H2CO3, 正确。
故选D。
7. 将燃着的木条伸入盛有某种气体的集气瓶中,木条上的火焰熄灭,则该气体是( )
A.一定是氧气 B.一定是二氧化碳 C.一定是空气 D.可能是二氧化碳
【答案】D
【解析】A、将燃着的木条伸入盛有某种气体的集气瓶中,木条上的火焰熄灭,则该气体一定不是氧气,若是氧气,燃着的木条燃烧的会更旺,故选项说法错误;
B、将燃着的木条伸入盛有某种气体的集气瓶中,木条上的火焰熄灭,则该气体不一定二氧化碳,也可能是氮气能气体,故选项说法错误;
C、将燃着的木条伸入盛有某种气体的集气瓶中,木条上的火焰熄灭,则该气体一定不是空气,若是空气,燃着的木条会正常燃烧,故选项说法错误;
D、将燃着的木条伸入盛有某种气体的集气瓶中,木条上的火焰熄灭,二氧化碳不能燃烧、不能支持燃烧,则可能是二氧化碳,故选项说法正确。
故选D。
8. 小文想用碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳,以下所选的实验装置与操作方法不能达成实验目的是( )
选项
A
B
C
D
实验装置
操作方法
选择固液不加热型发生装置
利用向下排空气收集二氧化碳
使用燃烧的木条,检验气体是否集满
利用排水法收集二氧化碳
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】A、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,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,发生装置可用固液不加热型,能达成实验目的,不符合题意;
B、二氧化碳的密度比空气大,应用向上排空气法收集,不能达成实验目的,符合题意;
C、二氧化碳的密度大于空气,收集二氧化碳时应从长管通入,当短管处有二氧化碳逸出时,说明二氧化碳集满,二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧,能使燃着的木条熄灭,用该装置收集二氧化碳时,其验满的方法是将燃着的木条放到短端管口,若木条熄灭,则已集满,能达成实验目的,不符合题意;
D、二氧化碳的密度小于水,植物油能隔绝与水接触,收集二氧化碳时,气体应从短管通入,水从长管排出,利用此装置可排水法收集二氧化碳,能达成实验目的,不符合题意。
故选B。
9. 有两个集气瓶,分别装着氧气、二氧化碳,若要鉴别它们,下列方法不可行的是( )
A.分别滴入澄清石灰水,振荡 B.用燃着的木条插入瓶中
C.闻气味 D.滴入紫色石蕊试液,振荡
【答案】C
【解析】A、二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,氧气不能,可以鉴别,故选项方法错误;
B、把燃着的木条分别伸入两个集气瓶中,若木条熄灭,则是二氧化碳;若木条燃烧更旺,则是氧气;可以鉴别,故选项方法错误;
C、氧气和二氧化碳均没有气味,用闻气味的方法无法鉴别,故选项方法正确;
D、分别通入紫色石蕊溶液中,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色,无变化的是氧气,可以鉴别,故选项方法错误。
故选C。
10. 下列是某兴趣小组制取、收集并检验CO2的有关实验操作,其中错误的是( )
A.甲图中如箭头方向推动注射器时,长颈漏斗下端冒气泡,说明气密性良好
B.乙图中长颈漏斗下端要伸入液面下,是为了防止气体逸出
C.丙图装置可以测量CO2的体积,植物油是为了防止CO2气体溶于水
D.丁图中为了检验CO2,滴入的试剂为澄清石灰水
【答案】A
【解析】A、甲图中推动注射器时,锥形瓶内的压强增大,长颈漏斗内液面上升,形成一段水柱,可以说明气密性良好,故说法错误;
B、乙图中长颈漏斗下端要伸入液面下,液封长颈漏斗下端管口,是为了防止气体逸出,故说法正确;
C、二氧化碳能溶于水,所以丙图装置可以测量CO2的体积,植物油是为了防止CO2气体溶解在水中,故说法正确;
D、二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,所以丁图中为了检验CO2,滴入的试剂为澄清石灰水,故说法正确。
故选A。
11. 利用数据传感技术比较块状和粉末状的碳酸钙与足量稀盐酸反应的快慢。按图1装置进行实验,倾斜锥形瓶,使10mL稀盐酸与固体充分接触( )
A.m=l
B.图中d点溶液中溶质为CaCl2
C.对比a、c点或b、d点可知,粉末状碳酸钙反应更快
D.t秒内,粉末状碳酸钙反应产生的CO2更多
【答案】B
【解析】A、除探究要素不同之外,其它条件都应该是相同的,则m=1,故选项说法正确;
B、d点石灰石中的碳酸钙还没有完全反应,稀盐酸有剩余,d点溶液中溶质为CaCl2、HCl,故选项说法错误;
C、对比分析a、c点可知,相同的气压时,a所需的时间短;b、d点可知,粉末状的单位时间内气压大,说明粉末状碳酸钙反应更快,故选项说法正确;
D、t秒时粉末状的容器内气压大,说明粉末状碳酸钙与稀盐酸反应产生的二氧化碳更多,故选项说法正确。
故选B。
12. 某科学兴趣小组为探究二氧化碳与水的反应,进行了以下实验,并用微观示意图表述实验过程,下列图示中正确的是( )
A. B.C.D.
【答案】C
【解析】A、二氧化碳与水反应生成碳酸,瓶2水面上方存在二氧化碳分子,不存在碳酸分子,溶液中存在水分子和碳酸分子,错误;
B、二氧化碳与水反应生成碳酸,瓶2水面上方存在二氧化碳分子,溶液中存在水分子和碳酸分子,错误;
C、碳酸不稳定受热易分解生成二氧化碳和水,瓶3水面上方存在二氧化碳分子多,正确;
D、碳酸不稳定受热易分解生成二氧化碳和水,图3水面上方存在二氧化碳分子比图2多,溶液中存在水分子,几乎不存在二氧化碳分子,错误。
故选C。
13. 如图是实验室制取气体的部分装置示意图,下列说法正确的是( )
A.用过氧化氢溶液制取O2,可选用装置②④组合
B.用装置①制取CO2,分液漏斗中应装稀硫酸
C.要做铁丝燃烧实验,用④收集O2时建议留部分水
D.用装置③收集CO2,气体应从管口c通入
【答案】C
【解析】A、过氧化氢溶液制取氧气的原理为:过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气,故反应不需要加热,故发生装置不用②,用过氧化氢溶液制取O2,可选用装置①④组合,错误;
B、实验室制取二氧化碳用稀盐酸不用稀硫酸,因为稀硫酸与碳酸钙反应会生成微溶于水的硫酸钙,会附着在石灰石或大理石的表面,阻止反应继续进行,故用装置①制取CO2,分液漏斗中不可使用稀硫酸,错误;
C、铁丝燃烧实验,为了防止高温熔融物溅落使集气瓶底部炸裂,集气瓶底部要有少量的水,故要做铁丝燃烧实验,用④收集O2时建议留部分水,正确;
D、二氧化碳的密度比空气大,用向上排空气法收集,万能瓶收集应长进短出,故用装置3收集CO2,气体应从管口b通入,错误。
故选C。
14. 如图所示的四个装置图及其使用方法的说明中,错误的一项是( )
A.用排空气法收集CO2,则CO2从b管通入 B.用排空气法收集O2,则O2从a管通入
C.除去空 气中的CO2,则空气从a管通入 D.用排水法收集 O2,则O2从b管通入
【答案】A
【解析】A、用排空气法收集CO2,因为二氧化碳的密度比空气的密度大,则CO2从a管通入,不能从b管通入,故A错误。
B、用排空气法收集O2,因为氧气的密度比空气的密度大,则O2从a管通入,故B正确。
C、除去空气中的CO2,可以用氢氧化钠溶液吸收,则空气从a管通入,故C正确。
D、用排水法收集O2,则O2应该从b管通入,这样可以把水彻底的排出,否则会导致氧气从b跑出,不能收集到氧气,故D正确。
故选A。
15. 如图所示装置有多种用途,下列探究的问题错误的是( )
A.若用排空气法收集时,气体应从装置的端通入
B.若用排水法收,瓶内先装满水,气体从端通入
C.若用此装置洗气湿润氧气,可在瓶底装入少量水,端连接输氧瓶,端连入病人呼吸机
D.无论该装置任何用途,都不能从管通入使用
【答案】D
【解析】A、二氧化碳的密度大于空气,若用排空气法收集 CO2 时,气体应从装置的 a 端通入,探究的问题正确;
B、氧气不易溶于水,且密度小于水,若用排水法收 O2 ,瓶内先装满水,气体从 b 端通入,探究的问题正确;
C、若用此装置洗气湿润氧气,可在瓶底装入少量水, a 端连接输氧瓶, b 端连入病人呼吸机,探究的问题正确;
D、当在集气瓶中装入适量的水,再加一层植物油,再在a 管处连接量筒,可从b管通入二氧化碳,测量二氧化碳的体积,探究的问题错误。
故选:D。
16. 如图是实验室制取气体的常用装置。下列有关说法错误的是( )
A.装置①可作为制取CO2的发生装置 B.装置②制取O2时,可有效防止水的倒吸
C.装置③用于收集CO2时,气体由a管进入集气瓶 D.装置④用于收集O2时,气体由c管进入集气瓶
【答案】D
【解析】A、实验室常用大理石(或石灰石)和稀盐酸制取二氧化碳,属于固、液常温型,可用该装置作发生装置,故A正确;
B、装置制取O2时,可有效防止水的倒吸,是因为中间装置可以防止水倒流入试管,故B正确;
C、二氧化碳的密度比空气大,用该装置收集时应该长进短出,气体由a管进入集气瓶,故C正确;
D、氧气的不易溶于水,密度比水小,如图所示装置用于收集O2时,气体由d管进入集气瓶,故D错误。
故选D。
17. 图示实验设计,能制取二氧化碳并可控制反应发生或停止的是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】A、大理石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙与硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙、二氧化碳和水,生成的硫酸钙会附着在大理石的表面而阻止反应的进一步发生,不合题意。
B、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、水和二氧化碳,该装置中若在导管上关闭止水夹,装置内的压强增大,大理石与稀盐酸分离,反应停止;打开止水夹后,气体排出,装置内的压强减少,稀盐酸与大理石接触,反应开始,符合题意。
C、该反应无法控制的反应的停止,不合题意。
D、该反应无法控制的反应的停止,不合题意。
故选B。
18. 如图在一个盛有澄清石灰水的容器中有一支燃着的蜡烛现用一只杯子将蜡烛罩住,过一会儿可能发生的现象是( )
A.蜡烛继续燃烧,杯子内液面不变 B.火焰逐渐熄灭,杯子内液面下降
C.火焰逐渐熄灭,杯子内液面上升 D.蜡烛燃烧更旺,杯子内液面上升
【答案】C
【解析】蜡烛在杯子里燃烧一段时间后,因杯中氧气被消耗,则蜡烛逐渐熄灭,蜡烛燃烧消耗了杯中的氧气,生成的二氧化碳气体又被石灰水吸收,杯内的气压减小,所以杯内液面上升,故选C。
19. 小柯做了一个趣味实验:他先将鸡蛋壳碾碎装入气球,再把气球套在盛有白醋的锥形瓶瓶口,然后把气球中的蛋壳加入锥形瓶中(装置的气密性良好),实验过程如图。下列对该实验的分析正确的是( )
A.不能验证质量守恒定律,因为气球受到浮力 B.冷却至室温时,瓶内气体分子间空隙变大
C.反应没有气体生成 D.反应没有热量放出
【答案】A
【解析】A、该实验中生成的二氧化碳气体使气球胀大,排开空气的体积变大,故受到空气的浮力,故正确。
B、气体的降温后收缩,分子之间的间隙变小,故B错误。
C、反应是碳酸钙与醋反应生成二氧化碳气体,故C错误。
D、冷却至室温时,气球缩小,说明反应过程中放热,故错误。
故选A。
20.
如图是进行气体在水中的溶解性探究,其实验步骤如下:①用大号针筒抽取200毫升气体 ②试剂瓶中加入200毫升水(恰好加满),塞紧双孔橡皮塞 ③连接大号针筒和试剂瓶,推动活塞,将注入水中。下列说明符合实际的是( )
A.该装置的气密性是否良好不影响实验结果
B.试剂瓶中加入可加入蒸馏水也可加入自来水
C.推动活塞时应尽量快速
D.当向水中注入气体体积达到120毫升时,红色油柱开始向上移动。表明在该条件下,1体积的水能溶解0.6体积的
【答案】D
【解析】A、为了不不影响实验结果,实验前要检查该装置的气密性,故错误;
B、本题探究了二氧化碳的溶解性,为了避免杂质影响实验,试剂瓶中加入的水应是蒸馏水,故错误;
C、为了使二氧化碳充分溶解,推动活塞时尽量缓慢,故错误;
D、当向水中注入CO2气体体积达到120毫升时,红色油柱开始向上移动,说明200毫升水中最多能溶解120毫升二氧化碳,实验表明在该条件下,1体积水中能溶解二氧化碳的体积是:=0.6,故正确。
故选D。
21. 在锥形瓶甲中放入10g块状纯净的碳酸钙,在锥形瓶乙中放入10g粉末状纯净的碳酸钙,分别同时加入等质量、同浓度的稀盐酸(足量)。如图中对该实验产生气体的质量与反应时间的关系,描述合理的是( )
A.B.C.D.
【解答】解:A、得到同样多的二氧化碳,甲用的时间长,乙用的时间短,本图象颠倒了,故选项错误;
B、块状CaCO3和粉末状CaCO3都是10g,加入足量的稀盐酸后,产生的二氧化碳气体一样多;故选项错误;
C、粉末状的碳酸钠与盐酸的接触面积大,因此反应的速度快,能在短时间内得到同样多的二氧化碳,块状CaCO3用的时间比较长;即得到同样多的二氧化碳,甲用的时间长,乙用的时间短;故选项正确;
D、块状CaCO3和粉末状CaCO3都是10g,加入足量的稀盐酸后,产生的二氧化碳气体一样多,并且乙用的时间短,故选项错误;
故选:C。
22. 实验是学习化学的基础,对实验的创新不仅增添趣味性,还有助于更好地达到实验目的。(已知:白磷着火点为40℃,红磷着火点为240℃)
(1)实验甲中,将Y形管倾斜,使稀盐酸与大理石接触,写出发生反应的化学方程式 。一段时间后,可观察到用紫色石蕊溶液浸湿的纸质小花变为 色。
(2)用实验乙中的装置测定空气中氧气的含量。若红磷量不足,会使测定结果 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。 (填“能”或“不能”)用木炭代替红磷来完成此实验。
【解答】解:(1)实验甲中,将Y形管倾斜,使稀盐酸与大理石接触,稀盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、二氧化碳和水,发生反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl═CO2↑+H2O+CaCl2。由于二氧化碳能与水化合生成碳酸,所以一段时间后,可观察到用紫色石蕊溶液浸湿的纸质小花变为红色。
(2)用实验乙中的装置测定空气中氧气的含量。若红磷量不足,不能将氧气全部消耗掉,会使测定结果偏小。由于木炭燃烧生成气体,不能形成压强差,不能用木炭代替红磷来完成此实验。
答案:(1)CaCO3+2HCl═CO2↑+H2O+CaCl2;红;(2)偏小;不能。
23. 小科为了测定某碳酸钙样品的纯度,进行如下实验(杂质不与稀盐酸反应,部分固定装置已省略)。
(1)仪器b的名称是 。
(2)为了完成该实验,可以选择 和E装置来进行测定(选填字母)。
(3)若E中液体为水,则会使测量结果 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
(4)实验改进后,称取的样品质量为m1,经计算反应生成的二氧化碳质量为m2,则样品中碳酸钙的含量为 (用字母表示)。
【答案】(1)分液漏斗
(2)B
(3)偏小
(4)
【解析】【分析】(1)考查实验室常用仪器名称;
(2)根据反应物状态和反应条件选择发生装置;根据题目要求选择合适发生装置;
(3)根据二氧化碳能溶于水且与水反应分析;
(4)根据题目中的数据结合方程式分析。
【解答】(1)仪器b的名称是分液漏斗;
(2)实验室采用盐酸与碳酸钙的固、液混合物制取二氧化碳,可以选择B为发生装置;
(3)二氧化碳能溶于水且与水反应,因此导致测量的二氧化碳偏少,则会使测量结果偏小;
(4)设碳酸钙的质量分数为x。
x=。
(1)仪器b的名称是分液漏斗;
(2)实验室采用盐酸与碳酸钙的固、液混合物制取二氧化碳,可以选择B为发生装置;
(3)二氧化碳能溶于水且与水反应,因此导致测量的二氧化碳偏少,则会使测量结果偏小;
(4)设碳酸钙的质量分数为x。
x=。
24. 用下列微型实验进行二氧化碳气体的相关性质研究。
(1)燃烧器微热后,蜡烛b、c燃烧,蜡烛a不燃烧。下列关于燃烧器中的实验分析正确的是 (填字母)。
A.探究可燃物燃烧需要氧气
B.说明红磷与白磷性质相似
C.探究可燃物燃烧需要温度达到着火点
(2)挤压滴管,将足量稀盐酸滴入球形玻璃管中,一段时间后,打开阀门A,蜡烛c熄灭,然后蜡烛b也熄灭了,说明二氧化碳具有哪些性质 。
(3)蜡烛熄灭后,将玻璃尖嘴管对着涂有澄清石灰水的小烧杯内,烧杯内壁变模糊,此现象 (填“能”或“不能”)证明蜡烛一定含有碳元素。
【答案】C;二氧化碳密度比空气大,不燃烧也不支持燃烧;不能
【解析】【分析】 可燃物燃烧条件:与氧气接触,温度达到着火点。二氧化碳密度比空气大,不能燃烧,不支持燃烧。
【解答】(1)A 实验中没有变量是氧气的实验,不能探究可燃物燃烧需要氧气,选项错误;
B 实验中蜡烛b、c燃烧,蜡烛a不燃烧,说明红磷与白磷性质不相似,选项错误;
C 实验中蜡烛b、c燃烧,蜡烛a不燃烧,说明可燃物燃烧需要温度达到着火点,选项正确,故填C。
(2)打开阀门A,蜡烛c熄灭,然后蜡烛b也熄灭了,即c先熄灭,b后熄灭,说明二氧化碳的密度比空气大,两支蜡烛都熄灭,说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,故填二氧化碳密度比空气大,不燃烧也不支持燃烧。
(3)实验室通常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,反应不需要加热,大理石和石灰石的主要成分是碳酸钙,能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。实验中,大理石与稀盐酸反应生成二氧化碳,所以蜡烛熄灭后,将玻璃尖嘴管对着涂有澄清石灰水的小烧杯内,烧杯内壁变模糊,此现象不能证明蜡烛一定含有碳元素,故填不能。
25. 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,使测最结果更准确,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】浓硫酸;不合理,因为碱石灰也或吸收二氧化碳;ACD
【解析】【分析】(1)浓硫酸具有吸水性且不与二氧化碳反应,所以C中装有浓硫酸。
(2)碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的混合物,既吸水也吸二氧化碳。
(3)空气中的二氧化碳会对实验造成干扰是,所以甲实验中不能通空气;实验乙称量的是装置反应前后的质量差,前后通相同的气体即可。【解答】(1)为了避免水蒸气对实验的影响,使测最结果更准确,装置C中应装入浓硫酸,是因为浓硫酸能够吸收水蒸气,不能吸收二氧化碳。
(2)小明的做法不合理,是因为碱石灰也能够吸收二氧化碳。
(3)A、甲装置反应前后鼓入氮气,能使生成的二氧化碳全部被D装置吸收,实验结果更准确,故A正确;
B、甲装置不能鼓入干燥空气,是因为干燥空气中含有二氧化碳,影响实验结果,故B错误;
C、乙装置反应前后鼓入氮气,能使生成的二氧化碳全部逸出,实验结果更准确,故C正确;
D、正确选择干燥剂后,乙装置反应前后鼓入干燥空气,能使生成的二氧化碳全部逸出,实验结果更准确,故D正确。
故答案为:ACD。
26. 做科学实验应提倡绿色环保。如图为某种“微型”实验装置,实验使用药品的量少,产生的废弃物也少。用该仪器完成“制取并检验CO2”的实验只消耗了0.73克10%的盐酸。
(1)“微型塑料滴管”相当于 B (填字母)。
A.长颈漏斗
B.分液漏斗
C.细口瓶
D.量筒
(2)写出玻璃W管中B处发生的化学反应方程式是 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 。
【解答】解:(1)“微型塑料滴管”可以通过用手捏控制滴加液体的速率,相当于分液漏斗,故选:B;
(2)二氧化碳和氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和水,反应的化学方程式为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。
故答案为:
(1)B;
(2)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。
27. “碳捕捉技术”是通过一定的方法,将工业生产中产生的二氧化碳分离出来并加以利用,某校科研小组的同学设计用氢氧化钠溶液来“捕捉”二氧化碳,其基本过程如下(部分条件及物质未标出)。请回答下列有关问题:
(1)“捕捉室”中发生反应的化学方程式为: 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 。
(2)在整个“捕捉”过程中,可以循环利用的物质是 氧化钙、氢氧化钠 。
【解答】解:(1)捕捉室中含有氢氧化钠溶液,氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,故答案为:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;
(2)在循环的过程中,氧化钙和氢氧化钠都可以循环利用,故答案为:氧化钙、氢氧化钠。
28. 二氧化碳产生的速度不同,用途也会有所不同。例如灭火需要快速产生二氧化碳。某兴趣小组利用秒表、石灰石、4%的稀盐酸等测量二氧化碳产生的速率,实验装置如图所示。
实验步骤如下:
①组装好实验器材;
②检查装置的气密性;
③在锥形瓶中加入2克石灰石,再向锥形瓶中加入50mL稀盐酸,立即关闭分液漏斗的活塞;
④记录?;
⑤重复上述实验。
(1)步骤②中检查装置气密性的具体方法是 封闭右端管口,通过分液漏斗注水,浸没下端管口后,漏斗中形成一段稳定的水柱,证明装置气密性良好 。
(2)步骤④中“?”为 注射器中二氧化碳的体积 。
(3)下列会引起所测的反应速率偏小的有 ABD 。
A.锥形瓶内有二氧化碳残留
B.注射器内的活塞和筒壁存在摩擦
C.盐酸有挥发
D.二氧化碳可溶于水
【解答】解:(1)步骤②中检查装置气密性的具体方法是:封闭右端管口,通过分液漏斗注水,浸没下端管口后,漏斗中形成一段稳定的水柱,证明装置气密性良好;
(2)步骤④中“?”为:注射器中二氧化碳的体积;
(3)A、锥形瓶内有二氧化碳残留,收集的二氧化碳偏小,引起所测的反应速率偏小,故正确;
B、注射器内的活塞和筒壁存在摩擦,活塞移动慢,引起所测的反应速率偏小,故正确;
C.、盐酸有挥发,引起所测的反应速率偏快,故错误;
D、二氧化碳可溶于水,收集的二氧化碳偏小,引起所测的反应速率偏小,故正确。
故选:ABD。
故答案为:(1)封闭右端管口,通过分液漏斗注水,浸没下端管口后,漏斗中形成一段稳定的水柱,证明装置气密性良好;
(2)注射器中二氧化碳的体积;
(3)ABD。
29. 二氧化碳在空气中的含量不多,但用途广泛。某小组同学为验证二氧化碳的性质和用途,进行了下列实验。
(1)利用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,若要产生平稳的气流,顺利完成实验,应选择装置甲还是装置乙,说明理由 乙,分液漏斗可以控制反应的速率 ;若你选择的装置与丙装置相连,当观察到蜡烛自下而上熄灭时,可以验证二氧化碳具有的性质是 密度比空气大,不燃烧也不支持燃烧 。
(2)如图丁所示实验:观察到蜡烛自下而上熄灭;如果改变二氧化碳的倾倒方向,如图戊所示实验:观察到蜡烛自上而下熄灭。这两个截然相反的实验现象,能否反映出二氧化碳相同的性质 能,可以得出二氧化碳不燃烧和也不支持燃烧 。
(3)为验证碳酸饮料(汽水)中含有二氧化碳气体。小明同学利用如图己所示的装置进行实验:打开汽水瓶盖,立即塞上带导管的橡皮塞,将导管的另一端伸入装有少量紫色石蕊试液的试管中,观察到试管内紫色石蕊试液变成了红色,该同学得出结论:该汽水中含有二氧化碳。
【反思评价】该小组同学中有同学对小明同学的实验提出了质疑:认为小明同学的实验不严密,汽水中含有柠檬酸,可能是该汽水中的柠檬酸随气体气流进入试管,而引起紫色石蕊试液的变色。
【继续实验】针对提出的质疑该小组同学继续开展下列活动;
①查阅资料:柠檬酸为无色晶体,易溶于水和酒精;常温下稳定,熔点153℃,熔化后、沸腾前分解,分解温度约为175℃;柠檬、柑橘中含有柠檬酸。
②小明同学在自己实验的基础上,未增加任何试剂,接着进行了一步简单的实验操作,确认了不是因为柠檬酸引起紫色石蕊试液变色。该操作的名称以及观察到的实验现象是 稍微加热,溶液由红色变为紫色 。
【解答】解:(1)选择装置乙可以得到平稳的气流,因为分液漏斗可以控制反应的速率,当观察到蜡烛自下而上熄灭时,可以验证二氧化碳具有的性质是密度比空气大,不燃烧也不支持燃烧,故答案为:乙,分液漏斗可以控制反应的速率;密度比空气大,不燃烧也不支持燃烧;
(2)两个烧杯中的蜡烛都会熄灭,因此都可以得出二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,故答案为:能,可以得出二氧化碳不燃烧和也不支持燃烧;
(3)碳酸易分解,而柠檬酸分解温度约为175℃,因此可以对试管进行稍微加热,观察到溶液由红色变为紫色,说明不是因为柠檬酸而引起紫色石蕊溶液的变色,故答案为:稍微加热,溶液由红色变为紫色。
30. 小王对教材中“实验室制取CO2时,选用石灰石(或称大理石)和稀盐酸为原料,一般不选用稀硫酸”这一句话产生了疑惑。于是提出了问题:实验室制取CO2在何种情况下可使用稀硫酸?
(1)一般不能使用石灰石与稀硫酸制取二氧化碳的原因是 生成的硫酸钙微溶于水,会附着在石灰石的表面,阻止反应的进一步进行 。
(2)安装如图实验装置并检查气密性后,使一定浓度(适当)的稀盐酸、稀硫酸分别在装置甲中与等质量的CaCO3粉末反应,装置乙、丙的作用是测量CO2的体积,装置乙中的液体应该具有 不易溶解二氧化碳也不与二氧化碳反应 的性质。
(3)在相同条件下测得(2)中实验产生的CO2体积(V)与反应时间(t)的关系如图丁所示。实验结果:0~300s内,反应Ⅰ比反应Ⅱ生成CO2的速率 快 (选填“快”或“慢”),但差距不大。
(4)根据实验结果得出结论:实验室可用稀硫酸和碳酸钙粉末反应制取二氧化碳。
【解答】解:(1)一般不能使用石灰石与稀硫酸制取二氧化碳的原因是稀硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水,会附着在石灰石的表面,阻止反应的进一步进行。
(2)因为二氧化碳能溶于水和水反应,要根据排出液体的体积测量CO2的体积,装置乙中的液体应该具有不易溶解二氧化碳也不与二氧化碳反应的性质。
(3)由图丁的两条曲线可知,在0﹣300s内,反应I的曲线在反应Ⅱ的上方一点点,所以反应I比反应Ⅱ生成CO2的速率快,但差距不大。
故答案为:
(1)生成的硫酸钙微溶于水,会附着在石灰石的表面,阻止反应的进一步进行;
(2)不易溶解二氧化碳也不与二氧化碳反应;
(3)快。
31. 酵母菌既能进行有氧呼吸,又能进行无氧呼吸。将含酵母菌的葡萄糖液分为两等份,如图所示分别装入甲、乙两个相同的烧瓶中,用带有导管的瓶塞塞紧,导管分别通入澄清石灰水中,并定时向甲烧瓶内通入氧气。根据酵母菌代谢方式的多样性推断。
(1)乙烧瓶内最后的产物是 二氧化碳 。
(2)从理论上推测,哪个烧瓶对应的澄清石灰水先变浑浊?请说明理由 甲,酵母菌有氧呼吸时产生二氧化碳的速率快于无氧呼吸 。
【解答】解:(1)乙烧瓶内的酵母菌进行无氧呼吸,将葡萄糖分解成酒精和二氧化碳,并释放少量的能量;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,所以乙烧瓶内的石灰水变浑浊,说明生成了二氧化碳;故答案为:二氧化碳;
(2)酵母菌有氧呼吸时产生二氧化碳的速率快于无氧呼吸,由此可见甲装置中的石灰水比乙装置中的石灰水变浑浊的速度要快,故答案为:甲,酵母菌有氧呼吸时产生二氧化碳的速率快于无氧呼吸。
32. 绿色植物的呼吸作用会产生二氧化碳,某同学猜想:种子的萌发过程可能也会产生二氧化碳,他设计了如图的实验装置。打开D装置中的阀门,水位下降,空气就会依次进入装置。(A装置的作用是完全吸收空气中的二氧化碳)
(1)A装置可以完全吸收空气中的二氧化碳,对后续实验的作用是 防止对检验二氧化碳产生干扰 。
(2)如果观察到 C中澄清石灰水变浑浊 现象,则小明的猜想是正确的。
【解答】解:(1)A装置可以完全吸收空气中的二氧化碳,对后续实验的作用是防止对检验二氧化碳产生干扰。
故答案为:防止对检验二氧化碳产生干扰。
(2)如果观察到C中澄清石灰水变浑浊,说明呼吸作用过程中产生二氧化碳,则小明的猜想是正确的。
故答案为:C中澄清石灰水变浑浊。
33. 小组同学分别用如图所示装置(夹持仪器已略去)做收集并检验二氧化碳性质的实验:
(1)实验中,连接A、B装置时,应将A装置中的e连接B装置中的 (选填“a”或“c” ) 。
(2)在A装置的锥形瓶中加入大理石,向长颈漏斗中注入稀盐酸,则该反应的化学方程式为: 。
(3)打开a、c,关闭b,向B中集气瓶内充入气体: 关闭a、c,打开b,用冷毛巾捂住B中集气瓶,一段时间后,观察到B装置中烧杯内液面 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。
【答案】(1)a
(2)CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
(3)下降
【解析】(1)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;
(2)根据化学反应的原理以及化学方程式的写法来分析;
(3)根据B装置中的集气瓶内的气体是二氧化碳分析。
【解答】(1)将A、E装置连接时,应将A装置的导管e与B装置的导管a相连,因为二氧化碳的密度比空气的密度大,瓶中的空气从c排出。
(2)大理石的主要成分是碳酸钙,与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳;
则该反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;
(3)用冷毛巾捂住B中集气瓶,瓶内二氧化碳气体遇冷收缩引起烧杯内的氢氧化钠溶液进入集气瓶,进入瓶内的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳而使瓶内气体减少,烧杯内氢氧化钠溶液则会更多地流入集气瓶,烧杯内的液体减少,液面下降。
34. 某兴趣小组的同学对二氧化碳的制取和相关性质进行了探究。
(1)CO2的制取:A或B装置均可作制取CO2的发生装置,选用A装置的优点是 。利用C装置可以进行许多实验。下列实验能达到预期目的的是 (填序号)。
A.收集 CO2气体: 将CO2气体从m端通入
B.检验 CO2是否收满:将燃着的木条放在 n端
C.检验所得到的气体是 CO2:在瓶中盛少量澄清石灰水,将气体从m端通入
D.测定 CO2气体的体积:在瓶中盛满水,m端连接量筒
(2)CO2的性质:如图2所示进行实验(紫色纸花是用紫色石蕊溶液浸泡后晾干制成的)。打开K后,再缓缓通入二氧化碳气体,观察到的现象是 。
(3)CO2的吸收:我国提出2060年前实现碳中和,“碳捕捉和封存”技术是实现碳中和的重要途径之一。常温下,采用加压水洗法可捕集CO2,原因是 。
【答案】(1)能够控制反应的发生和停止;ABC
(2)先观察到湿润的紫色纸花变红,然后观察到燃烧的蜡烛由低到高依次熄灭
(3)二氧化碳的溶解度随着压强的增大而增大
【解析】(1)根据A装置的优点进行分析;根据反应物、生成物和反应条件,写反应的化学方程式;根据二氧化碳的收集、验满和检验方法等进行分析;
(2)根据二氧化碳的密度比空气大进行分析;
(3)根据二氧化碳的溶解度随着压强的增大而增大进行分析。
【解答】(1)CO2的制取:A或B装置均可作制取CO2的发生装置,选用A装置的优点是:能够控制反应的发生和停止;实验室制取二氧化碳是利用碳酸钙和稀盐酸反应,生成氯化钙、水和二氧化碳,所以反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;
A.收集CO2气体:因为二氧化碳的密度比空气大,所以应该将CO2气体从m端通入,故A错误;
B.检验CO2是否收满:二氧化碳气体从m端通入,将燃着的木条放在n端进行验满,故B正确;
C.检验所得到的气体是CO2:因为二氧化碳能够使澄清石灰水变浑浊,所以在瓶中盛少量澄清石灰水,将气体从m端通入,观察到澄清石灰水变浑浊,证明该气体为二氧化碳,故C正确;
D.测定CO2气体的体积:在瓶中盛满水,并在水上面放一层油,防止二氧化碳与水反应,m端连接量筒,二氧化碳的体积等于量筒内水的体积,故D错误。
故选:BC。
(2)由于二氧化碳的密度比空气大,石蕊溶液遇酸变红,所以先观察到湿润的紫色纸花变红,然后观察到燃烧的蜡烛由低到高依次熄灭;
(3)常温下,采用加压水洗法可捕集CO2,原因是二氧化碳的溶解度随着压强的增大而增大。
故答案为:(1)能够控制反应的发生和停止;BC;(2)先观察到湿润的紫色纸花变红,然后观察到燃烧的蜡烛由低到高依次熄灭;(3)二氧化碳的溶解度随着压强的增大而增大。
35. 图甲是利用数字化仪器测定CO2含量的探究实验。
(1)按照图A所示连接实验装置,检查该装置气密性时,某同学先将导管放入水中,再向里推动注射器,观察到 ,说明装置气密性良好。
(2)用装置A制取CO2气体,并分别用排水法和排空气法收集两锥形瓶气体备用,其中用排空气法收集时,应选用装置 (填“B”或“C”)。
(3)采用图D装置,将注射器中等量、等浓度的氢氧化钠溶液分别注人用排水法和排空气法收集的CO2气体的锥形瓶内(NaOH溶液均过量),得到图乙所示的压强随时间变化的图象。该实验说明 (填“排水法”或“排空气法”)收集到CO2的含量较高,请结合图象说明你的理由: 。
【答案】(1)导管口有气泡冒出
(2)B
(3)排水法;注入氢氧化钠溶液后,排水法收集到的气体使锥形瓶内的压强变化较大
【解析】(1)根据气密性的检查方法分析;
(2)根据二氧化碳的物理性质以及收集方法分析;
(3)根据二氧化碳能和碱溶液反应的性质分析。
【解答】(1)按照图A所示连接实验装置,检查该装置气密性时,某同学先将导管放入水中,再向里推动注射器, 若装置不漏气,则气体会从导管导出,则会在另一侧看到气泡冒出,故填: 导管口有气泡冒出
(2)根据二氧化碳密度比空气大,因此应用向上排空气的方法收集,如图所示,故选:B;
(3)根据二氧化碳能和氢氧化钠反应而导致装置内的气压减小,如图乙所示,排水法的气压降的更低,说明排水法收集的二氧化碳含量更高,故填:排水法; 注入氢氧化钠溶液后,排水法收集到的气体使锥形瓶内的压强变化较大 。
36. 如图是实验室制备气体的常见装置,请回答下列问题:
(1)实验室用高锰酸钾制取并收集一瓶相对较纯净的氧气,选用的制取装置是 (填字母),反应的化学方程式为 。
(2)若要制取并收集干燥的CO2,所选装置正确的连接顺序是 。
(3)Cl2是一种密度比空气大、能溶于水的气体,实验室制取Cl2的化学方程式为:MnO2+4HCI(浓) MnCl2+Cl2 ↑+2H2O。下列对制取气体的分析,正确的是____(可多选)。
A.制取CO2和Cl2的发生装置相同
B.用D装置收集Cl2时,Cl2应从a端进入
C.制取Cl2的反应中,MnO2是催化剂
D.用E装置收集O2时,O2应从d管导入
【答案】(1)A、E;
(2)B、F、D
(3)B;D
【解析】(1)根据反应条件和反应物状态选择发生装置,排水法集气比排气法收集气体纯净分析;
(2)根据收集干燥二氧化碳需将气体先干燥再收集分析;
(3)根据反应物状态及反应条件确定发生装置,密闭容器收集气体时若收集气体密度小则短导管进气,若收集气体密度大则长导管进气分析。
【解答】(1)实验室用高锰酸钾制取并收集一瓶相对较纯净的氧气,选用固体加热型发生装置和排水法收集装置,即AE,高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,方程式为 。
(2)若要制取并收集干燥的CO2,需将生成气体先通入浓硫酸中进行干燥,再用向下排空气法收集,所选装置正确的连接顺序是 B、F、D 。
(3)制取二氧化碳常温进行,制取氯气需加热条件,发生装置不同,A错误;氯气密度大于空气,用D收集氯气时,气体从a导管进入,B正确; 制取Cl2的反应中,MnO2是反应物,C错误; 用E装置收集O2时,因氧气密度小于水的祺,O2应从d管导入,D正确。
故答案为:(1)AE; (2)B、F、D ;(3)BD。
37. 草系鱼缸中的植物利用水中的二氧化碳进行光合作用为鱼缸中的鱼类提供氧气。但水中二氧化碳相对匮乏,某项目小组为鱼缸设计了二氧化碳补给器,下表为该产品的评价量表。
评价指标
优秀
合格
待改进
指标一
反应安全,且可控
反应安全,但不可控
反应有较大安全隐患
指标二
气体能直接排出且速度可以观测。
气体能直接排出,但速度无法观察。
气体无法排出
(1)该项目学习经历时间较长,包含的重要环节有:①学习补给器的工作原理;②小组合作设计补给器结构图;③小组合作制作补给器;④公布补给器评价标准;⑤补给器展示评比。你认为上述环节最合理的排序是 。
(2)查阅资料后知道草系鱼缸先要通入二氧化碳,使水草长势茂盛后再放入宠物鱼,小组成员采用碳酸钙和稀盐酸反应制取二氧化碳。图甲和图乙是项目组成员设计的两种二氧化碳补给器。最后小组选用了图乙的装置,根据评价量表,你认为他们的理由是: 。
(3)小科查阅到如下信息:20℃时,标准大气压下二氧化碳在水中的溶解度约为1.45克/升。若要使装有80升水的鱼缸中溶解的二氧化碳达到饱和,至少需要含碳酸钙80%的石灰石多少克?(忽略水中已有的二氧化碳,写出计算过程,计算结果保留一位小数。)
【答案】(1)①④②③⑤
(2)能够控制生成二氧化碳的量
(3)产生二氧化碳的质量为,碳元素质量等于,碳酸钙中碳元素质量分数等于12%,根据碳元素质量守恒可得,需要含碳酸钙80%的石灰石为
【解析】盐酸与碳酸钙产生二氧化碳,通过控制盐酸的量从而控制产生的二氧化碳。
【解答】(1)该项目学习经历时间较长,首先要学习 补给器的工作原理 ,还需要知道 补给器评价标准 ,根据制作原理和评价标准小组合作设计 补给器结构图,根据设计图后制作补给器 ,最后参加 补给器展示评评比,所以正确的顺序为①④②③⑤;
(2)根据使用说明中“盐酸放在八瓶中,通过济压八塑料瓶将它压入盛石灰石的旧瓶子产生气体,需要用时打开开关”,由装置的特点可知,挤压塑料瓶可控制加入盐酸的量,从 而可以控制反应的发生,防止一次性生成气体过多;
(3)根据根据碳元素质量守恒进行计算。
38. 某同学设计了如图所示的装置,请根据所学知识回答有关问题。
(1)写出仪器①的名称: 。
(2)若导管c处产生的气体能使带火星的木条复燃,则液体A为 ,固体B的作用是 。
(3)若b处的澄清石灰水变浑浊,则a处的现象是 ,请写出实验室制取该气体的化学方程式: 。此时若把燃着的木条放在c处,看到的现象是 。
【答案】(1)铁架台
(2)过氧化氢溶液;催化作用
(3)紫色石蕊试液变红;CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑;燃着的木条熄灭
【解析】【分析】二氧化碳的物理性质有:密度比空气大,微溶于水,无色无味;化学性质:不燃烧也不支持燃烧;能和水反应生成碳酸(显酸性,能使紫色石蕊变红色);能和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水;
【解答】(1) 仪器①的名称: 铁架台;
(2) 若导管c处产生的气体能使带火星的木条复燃,则液体A为过氧化氢溶液,固体B二氧化锰的作用是作催化剂;
(3) 若b处的澄清石灰水变浑浊,说明产生的气体是二氧化碳,其能和水反应生成碳酸(显酸性,能使紫色石蕊变红色)则a处的现象是紫色石蕊试液变红,请写出实验室制取该气体的化学方程式:CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑。此时若把燃着的木条放在c处,二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,所以看到的现象是燃着的木条熄灭;
故答案为:(1)铁架台(2) 过氧化氢溶液 ; 催化作用 (3)紫色石蕊试液变红、CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑、燃着的木条熄灭
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
39. 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
40. 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)。
41. “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↑。
42. 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。
43. 某品牌钙片的部分信息:①钙片主要成分为碳酸钙;②每片钙片的质量为1克.科学学习小组同学用该品牌钙片做了如下实验:把100克稀盐酸分成五等份,分次将稀盐酸添加到放有10片钙片的烧杯中,充分反应(钙片中其它成分不溶于水且不与盐酸反应)。得到的实验数据见下表。
实验次数
1
2
3
4
5
加入稀盐酸的质量/克
20
20
20
20
20
剩余固体的质量/克
8.0
6.0
4.0
2.5
2.5
回答下列问题:
(1)CaCO3中碳元素的化合价为 .
(2)10片钙片中CaCO3的质量为 .
(3)实验中所用稀盐酸的溶质质量分数为多大?
【答案】(1)+4
(2)7.5克
(3)解:设20克稀盐酸中含有溶质x
参加反应的碳酸钙的质量为1克×10-8克=2克
CaCO3+ 2HCl=CaCl2+H2O+
CO2 ↑
100
73
2克
x
x=1.46克
HCl%= ×100%=7.3%
答:实验中所用稀盐酸的溶质质量分数为7.3%
【解析】(1)根据化学式中正负化合价代数和为零计算;
(2)固体质量的减小量就是参加反应的碳酸钙的质量;
(3)以第1组实验为例,固体质量的减小量就是参加反应的碳酸钙的质量,恰好和20g稀盐酸完全反应,写出碳酸钙与稀盐酸反应的方程式,利用质量之间的比例关系计算出参加反应的HCl的质量,最后根据计算即可。
【解答】(1)在化学式 CaCO3 中,Ca的化合价为+2,O的化合价为-2,根据正负化合价代数和为零得到:(+2)+x+(-2)×3=0,解得:x=+4.、
(2)根据表格可知,当碳酸钙完全反应后,剩余固体的质量为2.5g,那么10片钙片中CaCO3的质量为:10g-2.5g=7.5g。
44. 某学校的学习小组对当地的石灰石矿区进行调查,测定石灰石中碳酸钙的质量分数,采用的方法如下:取该石灰石样品16g,把80g稀盐酸分四次加入,测量过程所得数据见下表(已知石灰石样品中含有的二氧化硅等杂质不溶于水,不与稀盐酸反应)。请计算:
序号
加入稀盐酸的质量/g
剩余固体的质量/g
第1次
20
11
第2次
20
6
第3次
20
2.8
第4次
20
a
(1)上表中n的数值为 ;
(2)样品中碳酸钙的质量分数是 ;
(3)求盐酸中溶质的质量分数。
【答案】(1)2.8 (2)82.5%
(3)由试题分析20g稀盐酸恰好能与石灰石中的5g碳酸钙完全反应
解:设第一次参与反应的HCl质量为x,
CaCO3+
2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100
73
5g
x
解得:x=3.65g
盐酸中溶质的质量分数为: ×100%=18.25%
【解析】(1)根据第1次和第2次数据可知,当碳酸钙没有完全反应时,每加入20g稀盐酸,固体质量减小:11g-6g=5g,据此对剩余固体的质量数值a进行计算。
(2)当反应结束时,固体质量的减小量就是参加反应的碳酸钙的质量,然后根据计算即可。
(3)根据前面的分析可知,20g稀盐酸恰好能与石灰石中的5g碳酸钙完全反应。写出碳酸钙与稀盐酸反应的方程式,根据碳酸钙的质量计算出参加反应的稀盐酸的溶质质量,最后根据计算出稀盐酸的溶质质量分数即可。
【解答】(1)根据第1次和第2次数据可知,当碳酸钙没有完全反应时,每加入20g稀盐酸,固体质量减小:11g-6g=5g。第3次加入20g稀盐酸后,固体质量的减小量为:6g-2.8g=3.2g<5g,这说明样品中的碳酸钙已经完全反应。因此,第4次再加入20g稀盐酸时,固体的质量不会减小,即a=2.8g。
(2)根据表格可知,参加反应的碳酸钙的质量为:16g-2.8g=13.2g;
则样品中碳酸钙的质量分数为:。
45. 某化学兴趣小组为测定一种石灰石样品中碳酸钙的质量分数,进行如下实验:
①分别称取两份质量为25.0g的石灰石样品,并加工成块状和粉末状;
②将两份样品分别投入两个锥形瓶中,各加入足量的同种稀盐酸(样品所含杂质不溶于水也不与酸反应),测得生成二氧化碳的质量与反应时间的关系如图所示:
(1)由图中曲线分析得出,影响该化学反应速率的因素是 。
(2)每份样品充分反应后。生成二氧化碳的质量为 。
(3)求该样品中碳酸钙的质量分数。
【答案】(1)反应物间的接触面积
(2)4.4g
(3)解:设该样品中碳酸钙的质量为x
=
x=10g
所以样品中碳酸钙质量分数=×100%=40%
答:该样品中碳酸钙的质量分数为40%。
【详解】(1)由生成二氧化碳的质量与反应时间的关系图可知,等质量的粉末状的碳酸钙样品反应的速度更快一些,说明反应物间的接触面积影响化学反应的速度,故填反应物间的接触面积。
(2)根据关系图可知,样品充分反应后,生成二氧化碳的质量为4.4g,故填4.4g。
(3)见答案
46.
实验室常用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳。某同学用质量为10克的石灰石和100克过量的稀盐酸反应,该同学测得的有关实验数据如图所示。(反应:,假定杂质不溶于水,也不参加反应。)请回答下列问题:
(1)该石灰石的纯度为 。
(2)反应生成的CO2的质量为多少?
(3)从图中有关实验数据,计算参加反应的稀盐酸的质量分数是多少?
【答案】(1)80%
(2)设:产生二氧化碳的质量为x。
x=3.52g
答: 产生二氧化碳的质量为3.52g。
(3)设:参加反应的盐酸的质量分数为y。
y=7.3%
答:参加反应的稀盐酸的质量分数是7.3%。
【详解】(1)根据图示可知,反应消耗了碳酸钙的质量为10g-2g=8g,石灰石样品中碳酸钙的质量分数:;
(2)见答案;
(3)根据图示可知,10克的石灰石和80克的稀盐酸恰好完全反应。见答案。
47. 小科为测定实验室里一瓶石灰石样品中碳酸钙的含量,分别在5只相同的烧杯中加入相同质量的样品,并加入不同质量的稀盐酸,测得数据如下。(其中杂质不与稀盐酸反应,且稀盐酸的溶质质量分数相同)
实验组别
一
二
三
四
五
稀盐酸质量/克
20
40
60
80
100
石灰石样品质量/克
12.5
12.5
12.5
12.5
12.5
烧杯中剩余物质总质量/克
31.4
50.3
69.2
88.1
108.1
(1)分析表中数据:第一组实验中 过量(填“稀盐酸”或“石灰石样品”);
(2)求石灰石样品中碳酸钙的质量分数。
【答案】 石灰石样品 反应过程中产生的二氧化碳质量=80g+12.5g-88.1g=4.4g;
设:生成4.4g需碳酸钙的质量为x。
x=10g;
石灰石样品中碳酸钙的质量分数=;
答:石灰石样品中碳酸钙的质量分数为80%。
【分析】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,二氧化碳逸出,反应过程中减少的质量为生成的二氧化碳质量。
【详解】(1)根据图表数据可知,第一组产生的二氧化碳的质量=20g+12.5g-31.4g=1.1g,第二组产生的二氧化碳的质量=40g+12.5g-50.3g=2.2g,由这两组实验可知,随盐酸增加,产生的二氧化碳质量增大,则12.5g与20g盐酸反应时,石灰石样品过量;
(2)见答案。
48. 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 。
【答案】 根据质量守恒定律,生成二氧化碳的质量为:10g+500g+100g-609.78g=0.22g;
答:生成CO2气体的质量为0.22g。 设样品中CaCO3的质量为x。
x=0.5g
样品中CaCO3的质量分数为:
答:样品中CaCO3的质量分数为5%。
【详解】(1)详见答案;
(2)详见答案。
49.
做科学实验应提倡绿色环保。右图为某种“微型”实验装置,实验使用药品的量少,产生的废弃物也少。用该仪器完成“制取并检验”的实验只消耗了0.66克10%的盐酸(密度为1.1克/厘米3)。
(1)“微型塑料滴管”相当于乙图装置中的 。(填字母)
(2)通常完成这个实验大约需10%的盐酸6毫升,这是该微型实验中盐酸用量的 倍.
(3)请计算利用该“微型”实验装置进行实验的过程中产生的质量是多少克? 。(结果保留两位小数)
【答案】 b 10 设产生二氧化碳的质量为x,
解得x≈0.04g,
答:利用该“微型”实验装置进行实验的过程中产生了0.04g二氧化碳。
【详解】(1)“微型塑料滴管”相当于乙图实验装置中的注射器b;
(2)通常完成这个实验消耗的盐酸是该微型实验中消耗盐酸用量的倍数为:6mL÷(0.66g÷1.1g/mL)=10倍;
(3)见答案。
50. 实验室利用12.5克大理石与100克稀盐酸恰好完全反应,制取4.4克二氧化碳,问:
(1)大理石中含碳酸钙质量为多少?
(2)稀盐酸中HCl质量分数为多少?
(3)反应后所得溶液中溶质的质量分数为多少?
【答案】(1)解:设碳酸钙的质量为x,参加反应的HCl的质量为y,生成氯化钙的质量为z
= x=10克
= y=7.3克
= z=11.1克
答:大理石中含碳酸钙质量为10克。
(2)解:稀盐酸中HCl质量分数=×100%=7.3%
答:稀盐酸中HCl质量分数为7.3%。
(3)解:反应后溶液的质量=10克+100克−4.4克=105.6克
反应后所得溶液中溶质的质量分数=×100%≈10.5%
答:反应后所得溶液中溶质的质量分数为10.5%。
【详解】(1)见答案
(2)见答案
(3)见答案
51. 为了测定某石灰石的纯度,某兴趣小组同学取用了12.5g这种石灰石样品,用实验室现有的未知溶质质量分数的稀盐酸100g分5次加入(假设杂质不参加反应,也不溶于水),充分反应后,经过滤、干燥等操作后称量,得到如表数据:
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
所加稀盐酸的质量/g
20
20
20
20
20
剩余石灰石样品的质量/g
10
7.5
5
2.5
2.5
(1)该石灰石样品中碳酸钙的纯度为 (用质量百分数表示)。
(2)此过程中放出二氧化碳的质量为 g。
(3)当稀盐酸和大理石恰好完全反应时,所得溶液中溶质的质量分数是多少 ?(计算结果精确到0.1%)
【答案】 80% 参加反应的碳酸钙的质量为12.5g-2.5g=10g。
设生成二氧化碳的质量为x。
x=4.4g
答:生成二氧化碳的质量为4.4g.
设:生成氯化钙的质量为y,
y=11.1g
所得溶液中溶质的质量分数是 。
答:所得溶液中溶质的质量分数是13.0%。
【详解】(1)最后剩下2.5g固体为杂质,该石灰石样品中碳酸钙的纯度为;
(2)见答案;
(3)根据表格中数据可知,第五次加盐酸,剩余石灰石样品的质量不变,说明80g盐酸与10g碳酸钙恰好完全反应,见答案。
52. 小柯想测定实验室制二氧化碳的石灰石中碳酸钙的质量分数,采用了如下方法:称取该石灰石样品20g,把100g稀盐酸分五次加入,测量过程所得数据见下表(已知石灰石样品中的杂质不溶于水,不与稀盐酸反应)。请计算:
序号
1
2
3
4
5
加入稀盐酸的质量/g
20
20
20
20
20
剩余固体的质量/g
15
a
5
2.8
2.8
(1)上表中a的数值为 。
(2)样品中碳酸钙的质量分数。
(3)第3次实验结束时所得溶液溶质质量分数。
【答案】(1)10
(2)样品中碳酸钙的质量分数为:
(3)由表中数据可知,参加反应的碳酸钙的质量=20g-5g=15g,设生成氯化钙的质量为x,二氧化碳的质量为y,
x=16.65g
y=6.6g
第3次实验结束时所得溶液溶质质量分数为:,
答:第3次实验结束时所得溶液溶质质量分数为24.3%。
【详解】(1)根据图表数据可知,第1次反应后固体物质减少的质量都为20g-15g=5g,第3次反应后固体物质减少的质量为20g-5g=15g,所以前三次中,每加入20g稀盐酸参加反应的碳酸钙的质量为5g,故a=15-5=10;
(2)见答案;
(3)见答案。
53. 为测定某品牌钙片中碳酸钙的质量分数,小明先将钙片粉碎,再各取2.5g粉末与一定量的同浓度稀盐酸反应(钙片中其他成分不参与反应),测出生成二氧化碳的质量(不考虑二氧化碳的损失)。实验数据如下表所示:
组序
粉末样品的质量(g)
盐酸的质量(g)
二氧化碳的质量(g)
1
2.5
10
0.22
2
2.5
20
0.44
3
2.5
30
0.44
(1)实验过程中,通过观察 现象可判断反应结束。
(2)通过分析第2组和第3组数据,可知第3组反应中 过量。
(3)求该钙片中碳酸钙的质量分数。 (写出计算过程)
【答案】 有无气泡产生 盐酸/HCl 设样品中碳酸钙的质量为 x。
x=1g
该钙片中碳酸钙的质量分数=。
答:钙片中的碳酸钙的质量分数为40%。
【详解】(1)碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,二氧化碳逸出产生气泡,实验过程中,通过观察有无气泡产生现象可判断反应结束;
(2)第1组加入10g盐酸生成0.22g二氧化碳,第2组加入20g盐酸生成0.44g二氧化碳,说明盐酸都完全反应,第3组加入30g盐酸生成0.44g二氧化碳,说明盐酸过量;
(3)根据表格中数据可知,2.5g碳酸钙完全反应生成0.44g二氧化碳,详见答案。
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