内容正文:
专项8 氧气、二氧化碳、氢气的制取与性质探究
1.【原创题】实验室制取气体是重要的化学实验活动,下列关于气体制取的说法中正确的是 ( )
A.用高锰酸钾制取氧气时,试管口应略向上倾斜,防止试剂堵塞导管
B.实验室制取二氧化碳时,可选用过氧化氢溶液制取氧气的发生装置(固液常温型),收集后用燃着的木条伸入集气瓶内验满
C.用锌粒和稀硫酸制取氢气时,若长颈漏斗未液封,会导致收集的气体不纯
D.某气体难溶于水且密度比空气的小,可用排水法或向下排空气法收集,若用排水法收集时集气瓶未装满水,会导致收集的气体纯度偏低
2.(2025·历城二模)加热高锰酸钾制取氧气的化学方程式为2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑,实验装置如图所示。下列有关说法,不合理的是 ( )
A.试管口塞棉花团,目的是防止高锰酸钾粉末进入导管
B.实验前,应先检查装置气密性,后加入试剂
C.导管口有气泡冒出时,立即收集氧气
D.也可以用向上排空气法收集氧气
3.(2025·槐荫一模)某同学用如图实验研究CO2的性质(蓝色石蕊试纸遇酸性溶液变为红色)。下列说法中,不正确的是 ( )
A.观察到试纸③比试纸①先变红,说明CO2的密度比空气的大
B.通过试纸②和试纸③现象不同,说明CO2能与水发生化学反应
C.实验中燃着的木条熄灭,说明CO2不燃烧也不支持燃烧
D.过程中湿润的蓝色石蕊试纸变红色,说明CO2是一种酸
4.(2025·槐荫三模节选)如图为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器(组装实验装置时,可重复选择仪器),化学小组的同学欲利用其进行下列化学实验。
试回答:
(1)以过氧化氢溶液为原料(二氧化锰作催化剂),在实验室中制备并收集干燥的氧气,按照要求设计实验装置,连接仪器,并检验装置的气密性。
①所选仪器的连接顺序为 (从左到右填写仪器序号字母)。
②上述制取氧气的化学方程式为
。
③将带火星的木条伸入盛满氧气的集气瓶中,观察到木条 的现象,说明氧气能支持燃烧。
(2)为测定某氧化铜样品(杂质为铜粉)中CuO的质量分数,某化学小组同学用CO气体(含少量水蒸气),进行了还原氧化铜的实验。所选仪器按“CO(含少量水蒸气)→A→D→B→碱石灰干燥管→尾气处理装置”的顺序连接,检验装置气密性,将一定质量的氧化铜样品装入仪器D玻璃管内,进行实验。充分反应至固体质量不再变化后,收集有关数据。(假设发生的化学反应都充分反应)
①该装置中,仪器A的作用为 。
②反应过程中,仪器D中玻璃管内固体质量和仪器B中溶液质量随时间变化的数据如图所示,反应中生成CO2的总质量为 g(结果精确至0.1 g)。
③请选择合适的数据,计算该氧化铜样品中铜元素与氧元素的质量比为 (填最简整数比),该氧化铜样品中CuO的质量分数为 (结果精确至0.1%)。
5.(2025·商河一模)实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和,是我国政府对国际社会的重要承诺。为此“追梦”化学兴趣小组同学对二氧化碳开启了探究之旅。
【活动1】实验室制取二氧化碳气体:以石灰石和稀盐酸为原料,在实验室中制备并收集一瓶干燥且不含HCl的二氧化碳气体,按照要求设计实验装置,连接仪器,检查装置的气密性,进行实验。(提示:挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收)
(1)所选仪器的连接顺序为 (从左到右填写仪器序号字母)。
(2)上述方法制取二氧化碳的化学方程式为
。
(3)若用装置G作为制取CO2的发生装置,该装置使用铜丝网而不使用铁丝网盛放石灰石的原因是 (用化学方程式表示)。
【活动2】探究工业炼铁的化学原理:化学小组的同学欲用含有少量二氧化碳的一氧化碳气体测定某氧化铁样品的纯度(样品中杂质不参加反应)。小组同学所选装置的连接顺序为混合气体→C→E(假设有关反应均反应完全)。
(1)仪器C中的现象是 。
(2)经过充分反应,测得反应后仪器C的质量减少1.2 g,测得反应前后仪器E的质量增加了4.4 g,则原氧化铁样品中氧化铁的质量是 g(计算结果精确至0.1 g)。
(3)为保证实验顺利进行,实验前小组同学对以上实验设计方案进行了充分地研讨,下列四位同学的说法中,不正确的是 (填选项序号)。
A.小明:在仪器E洗气瓶中若盛有石灰水,会看到石灰水变浑浊的现象
B.小丽:为保证实验安全,应先点燃酒精喷灯加热样品,再通入CO气体
C.小红:若直接通过测定仪器E的增重来计算氧化铁的纯度,计算结果会偏大
D.小强:为防止多余CO污染空气,在装置末端加一盏点燃的酒精灯处理尾气
【活动3】跨学科实践活动:兴趣小组同学运用CO2的制取原理设计的水草缸二氧化碳自动补给装置(图甲)。
(1)图甲A瓶内产生气体的快慢可通过B瓶来反映。由图甲可知,是否产生CO2与A瓶内的 (填“压强”或“温度”)有关。
(2)为了水草更好地生长,确保二氧化碳能够充分溶入水中,最好将导管口放置于图乙水草缸 (填“1”“2”“3”之一)的位置。
(3)若同学家用水草缸每天需要补充4.4 g CO2,则每天需要含碳酸钙80%的石灰石的质量为 g。
专项8 氧气、二氧化碳、氢气的制取与性质探究
1.D 2.C 3.D
4.(1)①CAF
②2H2O2 2H2O+O2↑ ③复燃
(2)①吸水,干燥一氧化碳(合理即可)
②2.2 ③21∶4 80.0%
5.【活动1】(1)ADBF
(2)2HCl+CaCO3==== CaCl2+CO2↑+H2O
(3)Fe+2HCl==== FeCl2+H2↑
【活动2】(1)红色粉末变成黑色 (2)4.0 (3)B
【活动3】(1)压强 (2)3 (3)12.5
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