内容正文:
44
16=
y
4.8g y=13.2g
D正确。
课题3 二氧化碳的实验室制取
1.
C
2.
(1)
水槽 (2)
二氧化碳 (3)
铁架台 不易溶于水
(4)
D 解析:(1)
仪器②的名称是水槽。(2)
题图中的仪
器只能作为固体和液体在常温下反应的发生装置,由于实
验试剂中没有过氧化氢溶液,则制取气体
A
的反应是大理
石与稀盐酸反应生成二氧化碳和氯化钙、水,气体A是二
氧化碳。(3)
题图中还缺少一种仪器,若补充后就可以制
取气体B,结合图中仪器和所给试剂,可通过加热高锰酸钾
固体制取氧气,因此需补充的仪器是铁架台;氧气能用排
水法收集,是因为氧气不易溶于水且不与水反应,其中不
易溶于水属于氧气的物理性质。(4)
实验室在制取气体
时,首先要选择适当的反应,包括反应物和反应条件,其中
试剂要方便易得,条件要相对简单、安全等;然后根据反应
物的状态、反应条件确定发生装置,再根据气体的性质确
定收集装置,最后收集并验证所制得的气体。
3.
C 解析:二氧化碳能溶于水,所以植物油的作用是防止
二氧化碳溶于水,A正确;量筒内水的体积即为收集的二
氧化碳的体积,所以量筒的作用是测量收集到的二氧化碳
气体的体积,B正确;集气瓶上方的空气对二氧化碳的纯度
有影响,造成收集的二氧化碳气体不纯,C错误;二氧化碳
的密度比空气大,可用向上排空气法来收集,D正确。
4.
A 解析:实验室常用大理石或石灰石与稀盐酸反应制
取二氧化碳,①②中固体试剂放在带孔塑料板上,关闭弹
簧夹,固液接触时反应产生的气体使装置内压强增大,从
而将液体压入长颈漏斗或
U
形管左侧管内,使固液分离,
反应停止;打开弹簧夹,气体逸出,装置内压强减小,固体
试剂和液体试剂重新接触,反应发生,故①②装置可以随
时控制反应的发生和停止,符合要求;③④中通过上下移
动底部有破洞的试管或粗铜丝,可以随时控制固体试剂和
液体试剂的接触和分离,即能随时控制反应的发生和停
止,符合要求,①②③④都符合题意。
5.
(1)
①
分液漏斗 ②
长颈漏斗 (2)
可以控制反应速
率 2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑ 导管口出现连
续、均匀的气泡时 (3)
C 将燃着的木条置于集气瓶口,
若木条熄灭,则表明已集满 (4)
a
6.
(1)
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
(2)
CO2能溶于水并能与水发生反应 将生成的气体通入
澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,则证明生成的气体为
CO2 (3)
其他条件相同时,粉末状样品与盐酸的反应速
率较快,效率高 (4)
温度升高,气体膨胀(或温度升高,气
体中水蒸气含量增加等合理答案均可) (5)
稀硫酸与贝
壳反应生成的微溶于水的CaSO4覆盖在贝壳样品的表面,
阻止反应继续进行 促进微溶CaSO4溶解,使碳酸钙又与稀
硫酸继续反应 (6)
2500(V3-V2-V1)d
11m %
解析:(1)
碳酸
钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。(2)
实验室一
般不宜采用排水法收集二氧化碳的原因是CO2 能溶于水
并能与水发生反应;检验生成的气体是二氧化碳的方法是
将生成的气体通入澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,则
证明生成的气体为
CO2。(3)
根据图乙分析,选择粉末状
样品更好的原因是在其他条件相同时,粉末状样品与盐酸
的反应速率较快,效率高。(4)
根据图丙分析,影响实验测
定结果准确性的因素:一是盐酸会挥发出HCl气体;二是
温度升高,气体膨胀,或水蒸气含量增加等。(5)
加入足量
稀硫酸,反应很快就停止了,原因是稀硫酸与贝壳反应生
成的微溶于水的
CaSO4覆盖在贝壳样品的表面,阻止反应
继续进行;加入氯化铵溶液后发现又产生气泡,说明加入
氯化铵溶液的作用是促进微溶的CaSO4 溶解,使碳酸钙又
与稀硫酸继续反应。(6)
由题意可知,反应生成二氧化碳气
体的体积为(V3-V2-V1)mL,其质量为(V3-V2-V1)mL×
dg/mL=(V3-V2-V1)dg,设样品中碳酸钙的质量为x。
CaCO3
100
x
+H2SO4CaSO4+
H2O+ CO2
44
(V3-V2-V1)dg
↑
100
44=
x
(V3-V2-V1)dg x=
25(V3-V2-V1)d
11 g
则 该 样 品 中 碳 酸 钙 的 质 量 分 数 的 表 达 式
为
2500(V3-V2-V1)d
11m %
。
专题特训六 常见气体的制取
1.
(1)
前 防止生成的气体从长颈漏斗下端管口逸出
(2)
BE 2H2O2
MnO2
2H2O+O2↑ (3)
② C 集气
瓶口 (4)
a b 解析:(1)
组装装置A时,应先放置酒精
灯,再固定试管;装置B中的长颈漏斗下端管口必须伸入
液面以下,防止生成的气体从长颈漏斗下端管口逸出。
(2)
用二氧化锰作催化剂,分解过氧化氢溶液制取氧气,在
常温下进行,可节约能源;用排水法收集的氧气比较纯净,
故选择装置B、E。(3)
装置A是用加热固体的方法来制取
气体,因此小明选择的试剂是高锰酸钾;氧气还可用向上
排空气法收集,即选择装置C来收集氧气,验满的操作方
法是将带火星的木条放在集气瓶口,观察木条是否复燃。
(4)
因为氧气的密度比空气大且常温下不与空气反应,所
以用装置F收集氧气时,氧气应从长导管a口通入;若将装
93
置F装满水,用排水法收集氧气,则氧气应从短导管b口
通入,水从长导管a口流出。
易错警示
实验室制取氧气的注意事项
方 法 操 作 目 的
加热
高锰酸钾
①
用高锰酸钾制取
氧气时,应在试管口
放一团棉花
防止加热时试管内
的粉末状物质随气
流进入导管,堵塞
导管
②
伸入试管内的导
管不宜过长
有利于气体排出
③
试管口应略向下
倾斜
防止冷凝水回流到
热的试管底部,引
起试管炸裂
④
给试管加热时先
均匀 加 热,再 集 中
加热
防止试管因受热不
均匀而破裂
⑤
用 排 水 法 收 集
时,应等气泡连续、
均匀冒出时再收集
防止因收集过早而
使氧气不纯净
⑥
用向上排空气法
收集时,导管口应接
近集气瓶底部
有利于排尽集气瓶
内的空气,收集到
较纯净的氧气
⑦
用排水法收集氧
气实验完毕后,应先
从水槽中撤出导管,
再熄灭酒精灯
防止水槽中的水倒
流入热的试管,引
起试管炸裂
过氧化氢
溶液
(加二氧
化锰)
分解
①
发生装置中长颈
漏斗下端管口要插
入液面以下
防止产生的氧气从
长颈漏斗下端管口
逸出
②
伸进反应容器中排
气体的导管不宜过长
有利于气体排出
2.
C 解析:采用分液漏斗可以控制添加试剂的速度,进而
控制反应速率,还可以节约试剂,A正确;若木条正常燃
烧,此时装置内二氧化碳的体积分数为36.3%,瓶中空气
的体积分数为1-36.3%=63.7%,则氮气的体积分数为
63.7%×78%≈49.69%,所以此时瓶内氮气的体积分数最
大,B正确;木条熄灭时,装置中二氧化碳的体积分数为
44.3%,装置中空气的体积分数为1-44.3%=55.7%,则
氧气的体积分数为55.7%×21%≈11.70%,C错误;木条
熄灭时,装置内CO2的体积分数为44.3%,因此要收集较
纯净的CO2,需在木条熄灭后的一段时间内继续通入
CO2,D正确。
3.
B 解析:对比分析题图中a、b点可知,相同时间内,曲
线①的压强大,说明相同时间内产生的气体多,反应速率
快,曲线①表示粉末状碳酸钙与稀盐酸反应,A选项说法
错误。对比分析c、d点可知,达到相同的气压时,c点所需
的时间短,说明单位时间内产生的气体多,反应速率快,即
相同气压时,粉末状碳酸钙与稀盐酸反应的速率更快,B选
项说法正确。由图乙可知,最终曲线①②的压强相等,C选
项说法错误。粉末状碳酸钙与块状碳酸钙的质量相同,其
他条件相同时,粉末状碳酸钙与块状碳酸钙最终产生的
CO2的质量相等,D选项说法错误。
4.
A 解析:用排水法收集氧气时,气体应从b口通入,A
错误;氨气的密度比空气小,应用向下排空气法收集,气体
从b口通入,B正确;用排水法收集氢气时,气体应从b口
通入,C正确;二氧化碳的密度比空气大,应用向上排空气
法收集,气体从a口通入,D正确。
密闭容器收集气体的方法
实验室可用如图所示的装置收集气体,具体方法
如下:
(1)
排空气法。
①
收集密度比空气大且常温下不与空气中成分反
应的气体,应从m端通入,如O2、CO2 等。
②
收集密度比空气小且常温下不与空气中成分反
应的气体,应从n端通入,如H2、NH3、CH4 等。
(2)
排水法。
收集气体时,先在集气瓶中装满水,再将气体从
n端通入,瓶中的水从m端排出。
5.
(1)
酒精灯 (2)
在试管口放一团棉花 2KMnO4
△
K2MnO4+MnO2+O2↑ (3)
能随时控制反应的发生和
停止 (4)
E (5)
量筒 (6)
② E 解析:(6)
装置A
是固体加热型发生装置,若选用装置A制取氨气,则应选
择的反应原理是②;氨气的密度比空气小,极易溶于水,只
能采用向下排空气法收集,则收集氨气应选用的装置是E。
6.
(1)
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
(2)
①
除去CO2中的HCl气体 ②
b (3)
①
将燃着的
木条置于锥形瓶口,木条熄灭 ②
CO2 与NaOH反应,使
04
锥形瓶中CO2 气体减少,压强变小 ③
收集到的CO2 气
体不纯 解析:(1)
装置A为稀盐酸与石灰石反应制取二
氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+
H2O+CO2↑。(2)
①
装置B中的饱和碳酸氢钠溶液能与
挥发出的 HCl发生反应,所以其作用是吸收 HCl气体。
②
装置C是为了吸收水蒸气,则X应选用具有吸水性的
浓硫酸。(3)
①
二氧化碳一般不支持燃烧,验满的方法是
在锥形瓶口放置燃着的木条,若木条熄灭,则表明已集满。
②
氢氧化钠可与二氧化碳反应生成碳酸钠,反应过程中消
耗二氧化碳气体,二氧化碳气体减少,锥形瓶内压强减小。
③
反应结束后锥形瓶中的压强保持在40kPa,则说明锥形
瓶内有其他气体剩余,即收集到的二氧化碳气体不纯。
跨学科实践活动5 基于碳中和理念
设计低碳行动方案
1.
A
2.
(1)
温室 (2)
AlH3+3H2OAl(OH)3+3H2↑
(3)
ACD 解析:(3)
积极开展绿化国土的行动,建立绿色
家园,可以增加二氧化碳的吸收;提高煤炭产量,增加火力
发电在电力生产中所占的比例,会产生大量的二氧化碳;
鼓励使用电动汽车,加快充电桩的配套设施建设,可以减
少化石燃料的使用,减少二氧化碳的排放;积极开发利用
风能、太阳能、地热能和潮汐能等,可以减少化石燃料的使
用,减少二氧化碳的排放。
3.
(1)
①
气体分子间的间隔较大 ②
C (2)
①
化合物
②
6 ③
32 3∶1 ④
CO2+3H2
催化剂
CH3OH+
H2O 1.5 解析:(1)
①
气体分子间的间隔较大,压缩
后,分子间的间隔变小。②
超临界状态二氧化碳与二氧化
碳气体都是由二氧化碳分子构成的,组成相同,A错误;超
临界状态二氧化碳不能燃烧,B错误;超临界状态二氧化碳
存在于特定的条件下,条件改变,物质状态改变,C正确。
(2)
①
从物质分类角度分析,甲醇是由碳元素、氢元素和
氧元素组成的纯净物,属于化合物。②
从微观角度分析,
1个甲醇分子中含有1个碳原子、4个氢原子和1个氧原
子,共含有6个原子。③
从定量计算角度分析,甲醇
(CH3OH)的相对分子质量为12+1×4+16=32;甲醇中
碳、氢元素的质量比为12∶4=3∶1。④
从物质转化角度
分析,二氧化碳和氢气在催化剂的作用下反应生成甲醇和
水,该反应的化学方程式为CO2+3H2
催化剂
CH3OH+
H2O;用题述方法每生产4t甲醇可以消耗5.5t二氧化碳,
此过程中转化的碳元素的质量为5.5t× 1244×100% =
1.5t。
第六单元整合拔尖
[知识体系构建]
CO2 2CO 2Cu+CO2↑ 2CO CO2+H2OH2CO3
CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O 大理石(或石灰
石)、稀盐酸 CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
向上排空气 澄清石灰水变浑浊 集气瓶口 燃烧 某些
氧化物
[高频考点突破]
典例1 B 解析:纯净的金刚石是无色透明的固体,石墨
呈灰黑色,A选项说法错误。金刚石、石墨、石墨烯都是由
碳元素组成的碳单质,碳单质具有可燃性,三种物质在氧
气中完全燃烧均生成CO2,B选项说法正确。金刚石和石
墨的元素组成相同,但由于碳原子的排列方式不同,它们
的物理性质差异很大,C选项说法错误。石墨烯有超强的
导电性和导热性,导电性和导热性属于物理性质,说明石
墨烯的物理性质和金属相似,D选项说法错误。
典例2 [知识回忆]
3∶40 [交流与讨论]
(1)
尾气不燃
烧 (2)
CO [反思与评价]
2C+O2
点燃
2CO(或C+O2
点燃
CO2;或C+CO2
高温
2CO) 解析:[知识回忆]
根据化
学方程式C+2CuO
高温
2Cu+CO2↑可知,理论上,参加反
应的木炭粉和氧化铜的质量比为12∶(2×80)=12∶
160=3∶40。[交流与讨论]
(1)
实验③、实验⑤“C处导管
口的现象”均为“尾气不燃烧”,可知实验④中的“C处导管
口的现象”也应为“尾气不燃烧”。(2)
根据反应前后元素
种类不变,且反应物为C和CuO,可知尾气燃烧是因为尾
气中含CO。控制反应物的比例,可减少CO的排放,防止
空气污染。[反思与评价]
实验⑤中m(C)∶m(CuO)的比
值比理论值大,实验后却无黑色固体残留,说明木炭粉除
了与CuO反应外,还参与了其他反应,故实验中过量的黑
色固体消失的原因可能是木炭粉与空气中的O2 或生成物
CO2发生了反应。
典例3 (1)
将装置内的空气排尽,防止发生爆炸(或防止
空气中的二氧化碳、水蒸气干扰实验结果) (2)
吸收反应
生成的二氧化碳 (3)
①
装置F中固体由黑色变为红色,
G中澄清石灰水变浑浊 ②
A、B 无水硫酸铜变蓝
(4)
0.56g (5)
缺少尾气处理装置 (6)
FeC2O4·2H2O
400℃
FeO+CO↑+CO2↑+2H2O↑ Fe2O3
FeC2O4·2H2O 分 解 实 验 应 在 密 闭 容 器 中 进 行
解析:(1)
实验开始前需要鼓入一段时间的氮气,将装置内
的空气排尽,因为草酸亚铁晶体分解会产生
CO、CO2 和
H2O三种气体,一氧化碳具有可燃性,混有一定量的空气,
14
84
专题特训六 常见气体的制取 ▶ “答案与解析”见P39
类型一 氧气的实验室制取
1.
易错题
做实验室制取氧气的实验,老师给同
学们提供了下列试剂和常用的装置。
试剂:①
过氧化氢溶液;②
高锰酸钾;③
二
氧化锰。装置(如图):
(第1题)
请按要求回答下列问题:
(1)
组装装置A时,应在固定试管
(填“前”或“后”)放置酒精灯;装置B中的长
颈漏斗下端管口必须伸入液面以下的原因是
。
(2)
从节能、环保方面考虑,实验室制取并收
集较纯净的氧气,应选择图中装置
(填字母)组合,发生反应的化学方程式为
。
(3)
若小明选择装置A和E来制取氧气,则
他选择的试剂应为 (填序号);还可
用装置 (填“C”或“D”)来收集氧气,
验满的操作方法是将带火星的木条放在
,观察木条是否复燃。
(4)
若用装置F通过排空气法来收集氧气,
则氧气应从装置F的 (填“a”或“b”,
下同)口通入;若将装置F装满水,用排水法收
集氧气,则氧气应从装置F的 口通入。
类型二 二氧化碳的实验室制取
2.
用如图所示的装置进行CO2的制取、收集和
验满实验,利用传感器和数据采集器测定
CO2的体积分数并观察木条的燃烧状况,记
录如表所示(不考虑空气中原有CO2及木条
燃烧产生的气体对实验结果的影响)。下列
说法中,错误的是 ( )
(第2题)
CO2 的体积分数/% 36.3 39.2 43.1 44.3
木条的燃烧状况
正常
燃烧
火焰
变小
火焰
变小
熄灭
A.
采用分液漏斗可以节约试剂,控制反应速率
B.
若木条正常燃烧,则瓶内体积分数最大的
气体是N2
C.
当O2的体积分数为20%时,瓶口的木条熄灭
D.
该实验说明要收集较纯净的CO2,需在木
条熄灭后继续通入CO2一段时间
3.
如图甲所示,利用数据传感技术可以形象地
比较不同形状的碳酸钙与稀盐酸反应的速
率,某同学将锥形瓶倾斜少许,使试管内的稀
盐酸流入锥形瓶中,随后与碳酸钙发生反应,
测得瓶内的压强随时间的变化如图乙所示。
下列说法中,正确的是 ( )
(第3题)
A.
对比分析a、b点可知,曲线①表示块状碳
酸钙与稀盐酸反应
B.
对比分析c、d 点可知,相同的气压时,粉
末状碳酸钙与稀盐酸反应速率较快
C.
最终瓶内压强是粉末状碳酸钙与稀盐酸
反应产生的气体压强较大
D.
其他条件相同时,粉末状碳酸钙产生的
CO2质量多
化学(人教版)九年级上
85
类型三 实验室制取气体的一般思路和方法
4.
★如图所示的装置有很多用途,下列使用方法
中,错误的是 ( )
(第4题)
A.
用排水法收集氧气时,从a口
进气
B.
用排空气法收集氨气时,从b口
进气
C.
用排水法收集氢气时,从b口进气
D.
用排空气法收集二氧化碳时,从a口进气
5.
(2024·兰州改编)请结合下列实验装置图回
答问题。
(第5题)
(1)
仪器a的名称是 。
(2)
若用高锰酸钾制取氧气,还应对A装置
做出的改进是 ,写出
该反应的化学方程式:
。
(3)
若实验室采用C装置代替B装置来制取
CO2,则突出的优点是 。
(4)
既不能收集O2,也不能收集CO2的装置
是 (填字母)。
(5)
如果用G装置测量生成O2的体积,那么
在虚线框内还需添加的仪器是 。
(6)
已知常温、常压下,氨气是一种无色、有
刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于
水。下列两种反应原理均可用于实验室制备
氨气:①
浓氨水和生石灰固体常温混合;
②
氯化铵固体和氢氧化钙粉末混合加热。
若选用装置A制取氨气,则应选择的反应原
理是 (填“①”或“②”),收集氨气应
选用的装置是 (填字母)。
6.
用如图甲所示的装置制取干燥的
CO2,并对 CO2 的部分性质进行
探究。
(第6题甲)
【查阅资料】
①
HCl+NaHCO3 NaCl+CO2↑+
H2O;CO2+2NaOHNa2CO3+H2O。
②
浓硫酸具有吸水性;稀硫酸不具有吸
水性。
(1)
装置 A中发生反应的化学方程式为
。
(2)
①
装置B中饱和NaHCO3 溶液的作用
是 。
②
装置C中试剂X应该选用 (填
字母)。
a.
稀硫酸 b.
浓硫酸 c.
澄清石灰水
(3)
收集CO2 并验满。将集满CO2 的锥形
瓶与盛有足量NaOH溶液的注射器和压强
传感器密封连接,缓慢地将NaOH溶液注入
锥形瓶中,采集信息形成图像,如图乙所示。
(第6题乙)
①
检验图甲装置D中CO2已经集满的方法
是 。
②
随着反应的进行,锥形瓶中压强降低的原
因是 。
③
反 应结束后锥形瓶中的压强保持在
40kPa,说明 。
第六单元 碳和碳的氧化物
86
跨学科实践活动5 基于碳中和理念
设计低碳行动方案 ▶ “答案与解析”见P41
1.
(2024·烟台)我国承诺力争于2060年前实
现“碳中和”,彰显大国责任与担当。“碳中
和”的“碳”是指 ( )
A.
二氧化碳 B.
碳元素
C.
碳原子 D.
所有含碳物质
2.
(2025·南宁期末)为了保护地球的生态环
境,我国向全世界庄严宣告,争取在2060年
前实现“碳中和”的目标。如图所示为“碳中
和”部分过程示意图。请回答下列问题:
(第2题)
(1)
大气中CO2 含量的不断上升,会导致
效应增强,使全球气候变暖。
(2)
减少CO2排放:我国科学家研究的一种
储氢、释氢材料为AlH3,其释氢原理是利用
AlH3 与 H2O发生反应生成 Al(OH)3 和
H2,反应的化学方程式为
。
(3)
为了控制大气中CO2的含量相对稳定,
下列措施中,可行的是 (填字母)。
A.
积极开展绿化国土的行动,建立绿色家园
B.
提高煤炭产量,增加火力发电在电力生产
中所占的比例
C.
鼓励使用电动汽车,加快充电桩的配套设
施建设
D.
积极开发利用风能、太阳能、地热能和潮
汐能等新能源
3.
(2024·济南期中)“碳封存”与“碳转化”是实
现“碳中和”目标不可或缺的重要技术。
(1)
碳封存
2023年6月1日,我国首个海上二氧化
碳封存示范工程项目成功投入使用,填补了
我国海上二氧化碳封存技术的空白。该技术
是将二氧化碳通入压缩机加压和干燥,使其
变成介于气态和液态之间的超临界状态。超
临界状态二氧化碳密度高、黏度小、流动速度
快,同等条件下,超临界状态二氧化碳的输送
量比其他状态二氧化碳更大。
①
从微观角度分析二氧化碳气体能被压缩
的原因: 。
②
下列对超临界状态二氧化碳的理解,正确
的是 (填字母)。
A.
超临界状态二氧化碳与二氧化碳气体的
组成不同
B.
超临界状态二氧化碳容易燃烧
C.
超临界状态二氧化碳存在于特定的条件
下,条件改变,物质状态改变
(2)
碳转化
杭州亚运会开幕式首次在燃料方面创新
使用“零碳甲醇燃料”,即通过二氧化碳加氢生
成甲醇,实现二氧化碳的减排和再生利用,所以
杭州亚运会主火炬被简称为“零增碳”火炬。
①
从物质分类角度分析,甲醇(CH3OH)属
于 (填“单质”“氧化物”“化合物”或
“混合物”)。
②
从微观角度分析,1个甲醇分子中共含有
个原子。
③
从定量计算角度分析,甲醇(CH3OH)的
相对分子质量是 ;甲醇中碳、氢元素
的质量比为 (填最简整数比)。
④
从物质转化角度分析,二氧化碳和氢气在
催化剂的催化作用下反应生成甲醇(CH3OH)
和水,该反应的化学方程式为
;用上述方法每生
产4t甲醇可以消耗5.5t二氧化碳,此过程
中转化的碳元素的质量为 t。
化学(人教版)九年级上