内容正文:
2.3大气中的二氧化碳(第2课时 二氧化碳的制取和应用)
同步练习
1.实验室制备并收集二氧化碳,通常有以下操作步骤:①检查装置的气密性;②连接装置;③装入大理石:④加入稀盐酸:⑤收集气体:⑥验满。排列顺序正确的是( )
A.①②③④⑤⑥ B.②①④③②⑥
C.②①③④⑤⑥ D.②③④①⑤⑥
2.下列关于CO2的实验室制取及检验的说法不正确的是( )
A. 制CO2的药品
B.发生装置
C.收集方法
D. 检验CO2
A.A B.B C.C D.D
3.下列关于实验室制取CO2的操作,正确的是( )
A.检查气密性 B.制取气体 C.收集气体 D.验满
4.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段长颈漏斗中液面逐渐下降
5.下面是实验室制取二氧化碳和探究二氧化碳性质的实验,描述正确的一项是( )
A.图甲中装置a长颈漏斗的下端管口可以不用插入液面以下
B.图乙中用燃着的木条放在集气瓶口,若缓慢熄灭则已集满
C.图丙中蜡烛火焰自下而上熄灭,说明CO2密度比空气小
D.图丁中将产生的CO2通入澄清石灰水,溶液会变浑浊
6.小军用一定量石灰石与足量稀盐酸制取二氧化碳,并试着与同学一起绘制了如图所示的反应变化过程曲线,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
7.素质教育下的学生创新意识特别强,学生们学习了二氧化碳的实验室制法,在课后同学们设计了如图几个装置,请你分析,下列装置在制取二氧化碳时不能使反应随时发生和停止的是( )
A. B.
C. D.
8.科学是一门以实验为基础的学科。如图为制取气体的实验装置,请回答下列问题:
(1)请写出实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式 ,应选用的发生装置为 (选填“甲”、“乙”或“丙”)。
(2)若用丙装置收集二氧化碳,则判断二氧化碳是否集满的方法是: 。
9.二氧化碳的制取和性质是初中科学的重要学习内容。
(1)实验室制取二氧化碳气体的原理(用化学方程式表示): 。
(2)小塘用如图1装置制取二氧化碳,请指出该装置的错误: 。
(3)如图2,往充满CO2的瓶内加入水振荡后,瓶子会变扁。由此现象可知,二氧化碳具有的物理性质是____。(填字母序号)
A.密度比空气大 B.能溶于水 C.能与水反应
10.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 。
11.实验室欲收集一瓶干燥的二氧化碳气体,应选择的装置是( )
A. B.
C.D.
12.用如图所示装置可以探究二氧化碳的制取和性质。下列关于该实验的叙述正确的是 ( )
A.浸有紫色石蕊试液的棉花会变蓝
B.利用粗铜丝能控制反应的发生和停止
C.产生的二氧化碳可用生石灰干燥
D.能验证二氧化碳的密度比空气大
13.将一定浓度的稀盐酸、稀硫酸分别加入装有等质量CaCO3粉末的容器中,相同条件下测得两者产生的CO2体积(V)与反应时间(t)的关系如图所示。下列根据图像的判断不正确的是
A.0~100s内,反应Ⅰ、Ⅱ生成CO2的速率均先慢后快
B.反应Ⅱ中,0~100s内产生的CO2体积比100~200s内的少5amL
C.实验室可以用一定浓度的稀硫酸与CaCO3粉末反应制备CO2
D.相同条件下,稀硫酸反应生成二氧化碳的速率比稀盐酸反应的速率要慢一些
14.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 。
15.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
16.鸡蛋是我们生活中最常见也是补充蛋白质最方便的食物来源。其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。请根据要求完成下列问题:
(碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O)
(1)实验时当观察到 现象时,说明鸡蛋壳已完全反应;
(2)加入200g稀盐酸时,烧杯内溶液中的溶质有 。(写化学式)
(3)当鸡蛋壳恰好完全反应时,请计算产生CO2的质量及所得溶液的溶质质量分数。
17.我们都知道在实验室制取二氧化碳时,收集方法不宜用排水法,那么如何改进才能使用排水法来收集二氧化碳呢?针对该问题进行以下探究活动。
【活动一】探究CO2在水和食盐水(模拟海水)中的溶解情况。相同条件下,该小组分别用排水法、排食盐水法收集CO2(如图1),待收集100mLCO2后,移出导管,每隔一段时间观察并记录量筒内CO2体积。重复实验,所测数据平均值如下表:
时间/h
0
0.5
6
12
24
48
CO2体积/mL(排水法)
100
98.5
85.5
77
66
59
CO2体积/mL(排食盐水法)
100
99
93
90.5
89
88
(1)图1中仪器A的名称是 。
(2)由上表数据可知:相同条件下,等体积水和食盐水吸收CO2更多的是 (填“水”或“食盐水”)。
(3)【活动二】探究植物油隔离对CO2在水中溶解情况的影响。
用两个量筒分别收集100mLCO2倒置于水槽中,向其中一个量筒内注入少量植物油,使CO2与水被植物油隔开(CO2与植物油不反应),测得量筒内CO2体积随时间变化曲线如图2。分析该图可得出的结论是 。
(4)为检验有植物油隔离时CO2是否会进入水中,请设计一个简单的实验来证明: 。
18.科学实验提倡绿色环保,对实验装置进行微型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型玻璃管里的现象有 。
(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丙所示。求:①15克石灰石最多产生CO2气体的质量; ②所加入稀盐酸的溶质质量分数。
2.3大气中的二氧化碳(第2课时 二氧化碳的制取和应用)
同步练习 参考答案
1.【答案】C
【解析】【分析】本题考查实验室制备并收集二氧化碳的步骤,步骤中注意两个先后:先连接装置,再检查气密性;先加固体,再加液体。
【解答】实验室制取二氧化碳时,制取的操作步骤是连接装置,检查装置的气密性,装入大理石,加入稀盐酸,收集气体,最后验满,即②①③④⑤⑥。
故答案为:C。
2.【答案】C
【解析】【分析】使用排空气法收集气体时,气体的密度大于空气,则使用向上排空气法收集气体,气体的密度小于空气,则使用向下排空气法收集气体。
【解答】A、实验室利用碳酸钙和稀盐酸制取二氧化碳,故A正确,不符合题意;
B、碳酸钙是固态,稀盐酸是液体,应选择固液不加热的装置,故B正确,不符合题意;
C、二氧化碳密度大于空气,应选择向上排空气法收集,故C错误,符合题意;
D、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,可知澄清石灰水可用于检验二氧化碳,故D正确,不符合题意。
故答案为:C。
3.【答案】A
【解析】【分析】根据制取二氧化碳时检查装置气密性的方法及制取的装置和收集装置等进行解答。
【解答】A.在检查装置的气密性的方法,长颈漏斗浸没在水面以下,拉注射器活塞时,如果长颈漏斗口有气泡冒出,则说明装置的气密性良好,故A正确;
B.在制取二氧化碳时,用稀盐酸与碳酸钙反应,不能用稀硫酸,因为硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸微溶于水,阻止反应继续进行,故B错误;
C.在利用该装置收集二氧化碳时,由于二氧化碳的密度比空气大,所以应该长进短出,气体从右边的管口通入,故C错误;
D.在检验二氧化碳是否收集满时,应将燃着的木条放在集气瓶口,故D错误。
故答案为:A。
4.【答案】A
【解析】【分析】A、根据ab段压强增加,将液体压入长颈漏斗中,试管中液面逐渐下降来分析解答;
B、根据bc段压强不变,说明反应停止,且装置密闭,说明石灰石与盐酸脱离接触来分析解答;
C、根据c点之后压强减小,气体导出,说明是打开弹簧夹来分析解答;
D、根据cd段压强减小,长颈漏斗中液面逐渐下降来分析解答。
【解答】A、ab段压强增加,说明装置内气体增多,此时弹簧夹关闭,压强增大,将液体压入长颈漏斗中,试管中液面逐渐下降,故A错误;
B、bc段压强不变,说明反应停止,且装置密闭,说明石灰石与盐酸脱离接触,故B正确;
C、c点之后压强减小,气体导出,说明此时是打开弹簧夹,故C正确;
D、cd段压强减小,说明气体不断导出,长颈漏斗中液面逐渐下降,故D正确;
故答案为:A。
5.【答案】D
【解析】【分析】(1)实验室制取二氧化碳的发生装置:制取二氧化碳用固液不加热型装置,长颈漏斗下端要插入液面以下,形成液封,防止生成的气体从长颈漏斗逸出 。
(2)二氧化碳的验满方法:利用二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧的性质,将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,证明已集满 。
(3)二氧化碳的物理性质:二氧化碳密度比空气大,这一性质可通过相关实验现象体现,如蜡烛自下而上熄灭的实验 。
(4)二氧化碳的化学性质:二氧化碳能与澄清石灰水(主要成分氢氧化钙 )反应,生成碳酸钙沉淀,使溶液变浑浊 。
【解答】A、图甲中装置 a 长颈漏斗的下端管口必须插入液面以下,形成液封,防止二氧化碳气体从长颈漏斗逸出,故该选项错误。
B、图乙中用燃着的木条放在集气瓶口,若木条立即熄灭,说明已集满CO2;若缓慢熄灭,不能证明已集满,故该选项错误。
C、图丙中蜡烛火焰自下而上熄灭,说明CO2密度比空气大,且不燃烧也不支持燃烧,故该选项错误。
D、图丁中将产生的CO2通入澄清石灰水,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,溶液会变浑浊,故该选项正确。
故答案为:D。
6.【答案】D
【解析】【分析】石灰石和稀盐酸反应,生成氯化钙、水和二氧化碳气体,据此对相关量的变化进行分析判断。
【解答】A.当反应没有开始时,稀盐酸溶液的质量肯定不是零,故A错误;
B.当反应进行时,生成水的质量不断增大;当石灰石完全反应后,水的质量保持不变,故B错误;
C.当反应没有进行时,二氧化碳的质量应该为零,故C错误;
D.随着反应的进行,碳酸钙的质量不断减小。当碳酸钙完全反应时,它的质量减小到零,故D正确。
故选D。
7.【答案】B
【解析】【分析】实验室制取二氧化碳的化学方程式为:CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O;这个反应中,碳酸钙(CaCO3)与盐酸(HCl)反应,生成氯化钙(CaCl2)、二氧化碳(CO2)和水(H2O)。
【解答】A.可以通过加入稀盐酸的量,控制反应的发生和停止,A不符合题意;
B.不能控制反应的发生和停止,虽然有孔塑料片,但是不方便移动,B符合题意;
C.可以通过加入盐酸的量和倾斜的动作控制反应的发生和停止,C不符合题意;
D.可以通过上移动来控制反应的发生和停止,D不符合题意;
故答案为:B
8.【答案】CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;B;将燃着的木条放在b导管口,若木条熄灭,则说明已收集满
【解析】【分析】(1)①根据反应物、反应条件和生成物,确定反应的方程式;
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;
(2)根据二氧化碳的收集方法分析。
【解答】(1)①在实验室中,石灰石中的碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;
②实验室制取二氧化碳的反应物是固体和液体,反应条件是常温,所以应选用的发生装置是B,
(2)由于二氧化碳密度比空气大,会沉积在集气瓶底部,则二氧化碳验满的方法为:将燃着的木条放在b导管口,若木条熄灭,则说明已收集满。
9.【答案】(1)CaCO3+2HCl =CaCl2+H2O+CO2↑
(2)长颈漏斗的下口没有浸在液面以下
(3)B
【解析】【分析】(1)根据反应物、反应条件和生成物,确定反应的化学方程式;
(2)根据实验室制取二氧化碳的装置要求解答;
(3)根据实验现象分析二氧化碳的性质。
【解答】(1)在实验室中,碳酸钙与稀盐酸反应,生成氯化钙、水和二氧化碳,则反应的方程式为:CaCO3+2HCl =CaCl2+H2O+CO2↑。
(2)在制取二氧化碳的实验中,长颈漏斗的下口要浸没在液面以下进行液封,避免二氧化碳溢出,则图1中装置的错误:长颈漏斗的下口没有浸在液面以下。
(3) 如图2,往充满CO2的瓶内加入水振荡后,瓶子会变扁。由此现象可知,二氧化碳具有的物理性质是能溶于水,故选B。
10.【答案】(1)B
(2)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
【解析】【分析】(1)根据图片分析微型塑料滴管的用途即可;
(2)确定反应物、反应条件和生成物,据此写出反应的方程式。
【解答】(1)根据图片可知,“微型塑料滴管”用于盛放稀盐酸,并滴加稀盐酸,能够控制滴入的速度,那么它相当于分液漏斗,故选B。
(2)在玻璃W管中,二氧化碳和氢氧化钙反应,生成碳酸钙沉淀和水,
则反应的方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
11.【答案】B
【解析】【分析】根据二氧化碳与氢氧化钠反应,不能干燥二氧化碳,可利用浓硫酸进行干燥,二氧化碳密度比空气大,收集时长导管进气分析。
【解答】因氢氧化钠与二氧化碳反应,实验室制取干燥二氧化碳,需用浓硫酸干燥,且导管长进短出,二氧化碳密度比空气大,收集时气体应从长导管进入;
故选B。
12.【答案】B
【解析】【分析】A、根据紫色石蕊试液遇酸性物质变红分析;
B、根据该实验装置可控制药品接触与分离分析;
C、根据氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙能与二氧化碳反应分析;
D、根据该实验通入二氧化碳,不能证明密度大小分析。
【解答】A、二氧化碳与水反应生成碳酸,实验时浸有紫色石蕊试液的棉花会变红 ,不符合题意;
B、 利用粗铜丝上下移动可控制药品接触与分离,从而控制反应的发生和停止 ,符合题意;
C、 二氧化碳能与氢氧化钙反应,产生的二氧化碳不能用生石灰干燥 ,不符合题意;
D、 该实验向瓶中通入二氧化碳,不能验证二氧化碳的密度比空气大 ,不符合题意;
故选B。
13.【答案】B
【解析】【分析】根据所给图像变化趋势及数据分析。
【解答】A、由图示可知,0~100s内,反应Ⅰ、Ⅱ生成CO2的速率均先慢后快 ,不符合题意;
B、 反应Ⅱ中,0~100s内产生的CO2体积为2.8amL,100~200s内产生的为7.8a-2.8a=5amL ,则相差为5a-2.8a=2.2amL,符合题意;
C、由图示可知,碳酸钙与硫酸反应可以快速产生二氧化碳,实验室可以用一定浓度的稀硫酸与CaCO3粉末反应制备CO2 ,不符合题意;
D、图像中,碳酸钙与硫酸反应的曲线在与盐酸反应的曲线的下面,即相同条件下,稀硫酸反应生成二氧化碳的速率比稀盐酸反应的速率要慢一些 ,不符合题意;
故选B。
14.【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
15.【答案】(1)长颈漏斗;产生液柱差且一段时间不会落(合理即可)
(2)C
(3)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
【解析】【分析】(1)①根据所指仪器的名称解答;
②根据装置气密性的检查方法解答。
(2)根据气体的性质确定收集方法;
(3)根据反应物、反应条件和生成物,确定反应的化学方程式。
【解答】(1)①根据图片可知,A中仪器①的名称是长颈漏斗;
②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)根据题意可知,二氧化碳的密度比空气大,能溶于水,则使用向上排空气法,因此可用装置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:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。
(1)据图可知,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大,能溶于水,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:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。
16.【答案】(1)鸡蛋壳表面不再产生气泡
(2)CaCl2 HCl
(3)解:设产生CO2的质量为x ,同时生成CaCl2质量为y。
CaCO3+
2HCl=
CaCl2+H2O+
CO2↑
100
111
44
20g
y
x
x=8.8g
y=22.2g
答:产生CO2的质量为8.8g,所得溶液的溶质质量分数为11.1%。
【解析】【分析】 在化学反应中,参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和。这个规律就叫做质量守恒定律。根据化学方程式计算的一般解题步骤是①设未知数,②写出化学方程式,③找出各物质间的质量比及已知量与要求量,④列出比例式并求算结果,⑤写答案.
【解答】(1)碳酸钙与稀盐酸反应产生气泡,所以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;
(2) 加入200g稀盐酸时,从图中可以观察到此时盐酸已经过量,所以溶液中溶质有CaCl2 、HCl。
17.【答案】(1)长颈漏斗
(2)水
(3)植物油可以减缓二氧化碳在水中的溶解
(4)取量筒内的水少量于试管中,滴加紫色石蕊溶液,若变为红色,说明二氧化碳进入水中
【解析】【分析】(1)根据图片确定所指仪器的名称;
(2)根据表格数据比较相同时间内二氧化碳体积的减小量大小即可;
(3)根据图2分析有无植物油时二氧化碳的体积减小速度的变化即可;
(4)水和二氧化碳生成碳酸,能够使紫色的石蕊试液变成红色,据此分析解答。
【解答】(1) 图1中仪器A的名称是长颈漏斗;
(2)根据表格数据可知,时间为6min时,排水法减小体积14.5mL,而排食盐水法减小体积7mL,则: 相同条件下,等体积水和食盐水吸收CO2更多的是水。
(3)根据图2可知,有植物油的二氧化碳体积的减小速度变小,那么得到: 植物油可以减缓二氧化碳在水中的溶解 。
(4)为检验有植物油隔离时CO2是否会进入水中,实验方案可以为:取量筒内的水少量于试管中,滴加紫色石蕊溶液,若变为红色,说明二氧化碳进入水中。
18.【答案】(1)A
(2)石灰石表面有气泡产生,澄清石灰水变浑浊
(3)4.4g
【解析】【分析】(1)根据微型塑料滴管的作用进行分析;
(2)根据稀盐酸和碳酸钙的反应进行分析;
(3)根据图像得出石灰石中碳酸钙的质量,利用碳酸钙的质量结合碳酸钙和稀盐酸反应的方程式计算生成二氧化碳的质量和参加反应的氯化氢的质量,进而计算质量分数。
【解答】(1)微型塑料滴管在实验中的作用是滴加液体,故与分液漏斗的作用一样,故答案为:A;
(2)石灰石的主要成分是碳酸钙,与稀盐酸反应的现象为固体溶解,有气泡产生,故答案为:固体溶解,有气泡产生;
(3)由图丙可知,反应消耗掉碳酸钙的质量为15g﹣5g=10g,设最多生成二氧化碳的质量为x,所加入稀盐酸的溶质质量分数为y
x=4.4g
y=7.3%
答:15克石灰石最多产生CO2气体的质量为4.4g,所加入稀盐酸的溶质质量分数为7.3%。
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