内容正文:
第3节 大气中的二氧化碳
第2课时 二氧化碳的制取
第2章 大气与气候变化
01
基础进阶
02
素能攀升
03
思维拓展
目
录
1. 下列实验室制取二氧化碳的部分操作中,错误的是( B )
A. 检查气密性 B. 加入石灰石
C. 加入稀盐酸 D. 收集二氧化碳
B
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2. 下列说法中,错误的是( B )
A. 煅烧石灰石,反应条件在实验室中难以达到
B. 木炭燃烧,现象明显,是实验室制取二氧化碳的理想方法
C. 碳酸钙粉末与稀盐酸反应速度过快,不便于气体收集
D. 大理石与稀盐酸在常温下即可反应,反应速度适中,便于收集气体
B
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3. 新考法•创新实验 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。如图甲所示为实验室制取并检验CO2的装置,如图乙所示为对图甲实验装置进行“微型”化改进后的装置。
(第3题)
(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。
A
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(2) 通常用图甲装置完成该实验需要的稀盐酸是“微型”实验装置用量的10倍,说明采用“微型”实验装置具有的优点是 药品用量少,产生的废弃物也少 。
药品用量少,产
生的废弃物也少
(第3题)
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(3) 用图乙装置完成“制取并检验CO2”的实验,消耗了7.3 g 10%的稀盐酸。请计算实验过程中产生CO2的质量。
设产生二氧化碳的质量为x。
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
= x=0.44 g
解析:(1) 图乙中微型塑料滴管在实验中的作用与图甲中分液漏斗的作用相同。
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4. 实验室制取二氧化碳实验中,有以下信息或现象:① 实验中用的是质量分数为10%、质量为36.5 g的盐酸;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,下列说法中正确的是( C )
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2.2 g
D. 本实验中所用的盐酸可以用硫酸替代
C
(第4题)
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5. 将7 g碳酸钙加入100 g稀盐酸中,充分反应后固体有剩余,过滤后,测得溶液的质量为102.8 g,所用稀盐酸的溶质质量分数为( A )
A. 3.65% B. 7.3% C. 10% D. 14.6%
A
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6. 鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙,杂质不与酸反应,且高温灼烧不分解。现用两种方案测定干燥鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数。
【方案一】 步骤1:向10 g鸡蛋壳中加入足量稀盐酸,使其充分反应,产生气体。(剩余步骤省略)
【方案二】 步骤1:将10 g鸡蛋壳在高温下灼烧。(剩余步骤省略)
请回答:
(1) 检验方案一中生成的气体,可选用 澄清石灰水 (填试剂名称)。
澄清石灰水
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(2) 与方案二相比,方案一的优点是 节约能源(合理即可) (任写一点)。
(3) 写出方案二步骤1中发生反应的化学方程式: C aCOCaO+CO2↑ 。
(4) 把方案二实验步骤补充完整。
步骤2:充分灼烧,冷却后,称量出 剩余固体质量 ,记录数据,计算出鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数。
节约能源(合理即可)
CaCO33
+CO2↑
剩余固体质量
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7. 为了检测石灰石样品中碳酸钙的含量,几位同学在烧杯中用浓度相同的盐酸与样品充分反应来进行实验测定(样品中的杂质不溶于水,且不与盐酸反应),测定数据如下:
甲同学 乙同学 丙同学 丁同学 戊同学
取石灰石样
品的质量/g 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0
加入盐酸的质量/g 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0
烧杯中剩余物质的总质量/g 19.0 28.0 37.0 46.7 56.7
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试回答:
(1) 五位同学里面, 丁、戊 同学的石灰石样品完全反应。
(2) 10.0 g石灰石样品最多产生 3.3 g CO2。
丁、戊
3.3
甲同学 乙同学 丙同学 丁同学 戊同学
取石灰石样
品的质量/g 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0
加入盐酸的质量/g 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0
烧杯中剩余物质的总质量/g 19.0 28.0 37.0 46.7 56.7
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(3) 求石灰石样品中碳酸钙的质量分数(写出计算过程)。
设石灰石样品中碳酸钙的质量分数为x。
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
= x=75%
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解析:(1) 由表可知,五位同学所取石灰石样品的质量相等,反应前后减少的质量为生成二氧化碳的质量,每增加10.0 g盐酸,固体的质量减少1.0 g;而丁同学加入40.0 g盐酸与10.0 g样品反应,固体质量只减少了3.3 g,说明40.0 g盐酸未完全反应,而石灰石样品完全反应,且此时产生的二氧化碳的质量为40.0 g+10.0 g-46.7 g=3.3 g,故丁同学的石灰石样品完全反应。同理,戊同学的石灰石样品完全反应。(2) 根据质量守恒定律,10.0 g石灰石样品最多产生CO2的质量为3.3 g。
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8. 小滨同学欲进行实验室制备二氧化碳,并开展有关二氧化碳性质的研究:
(1) 选择装置:制备二氧化碳时选用装置B而不用装置A,其优点在于 装置B便于添加液体试剂 ;用装置C收集时,空气从 x (填“x”或“y”)端排出。
[第8题(a)]
装置B便于添加液体试剂
x
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(2) 选择药品:按下表进行实验,取等质量的大理石加入足量酸中(杂质不与酸反应),产生二氧化碳的体积随时间变化的曲线如图①所示。图中甲对应实验 Ⅲ (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”),不选用丙对应实验药品的理由是 碳酸钙和硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在大理石的表面阻碍反应的继续,生成气体缓慢 。
Ⅲ
碳酸钙和硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖
在大理石的表面阻碍反应的继续,生成气体缓慢
实验编号 药 品
Ⅰ 块状大理石、10%硫酸溶液
Ⅱ 块状大理石、7%盐酸溶液
Ⅲ 大理石粉末、7%盐酸溶液
[第8题(b)]
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(3) 性质研究:将二氧化碳通入如图②所示的装置,发现下端木条先熄灭,由此可以验证CO2的性质是 二氧化碳密度大于空气密度,不能燃烧,也不支持燃烧 。
二氧化碳密度大于空气密度,不能
燃烧,也不支持燃烧
[第8题(b)]
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$第3节 大气中的二氧化碳
第1课时 二氧化碳的性质和应用
第2章 大气与气候变化
01
基础进阶
02
素能攀升
03
思维拓展
目
录
1. 把干燥的蓝色石蕊试纸放在CO2气体中,石蕊试纸不变色,将CO2气体通入滴有石蕊试液的水中,溶液变红色,再将该溶液敞口加热一段时间,发现溶液的红色褪去,冷却到原温度后,再次通入CO2,溶液又变红色。上述实验现象不能说明的是( D )
A. CO2能和水发生化学反应
B. CO2的水溶液具有酸性
C. 加热能使CO2水溶液的酸性减弱
D. CO2具有酸性
D
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2. 只通过一个实验来区别空气、氧气和二氧化碳这三种无色气体,最好选用( B )
A. 水 B. 燃着的小木条
C. 带火星的小木条 D. 澄清石灰水
B
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3. 同学们设计实验来探究二氧化碳的性质。
(第3题)
(1) 实验一中,两个量筒中分别充满CO2和空气,充满CO2的量筒是 B (填“A”或“B”),说明二氧化碳具有的性质是 密度比空气大 。
B
密度比空
气大
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(2) 实验二中,拧紧瓶盖振荡,软塑料瓶变瘪是因为 二氧化碳溶于水,并且和水反应,使瓶内气压降低 。
(3) 实验三的目的是 验证二氧化碳能和水反应 。一段时间后,观察到Y形管右侧湿润的紫色石蕊试纸变红。
二氧化碳溶于
水,并且和水反应,使瓶内气压降低
验证二氧化碳能和水反应
(第3题)
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4. 用如图所示的四个实验探究二氧化碳能否与水反应,实验中所用的纸花均用石蕊染成紫色并干燥。下列说法中,错误的是( D )
(第4题)
D
A. ①和④的紫色纸花会变红
B. 对比①,推断④中有酸性物质生成
C. 对比④中纸花放入集气瓶前后的现象,去掉②也
能得出同样的实验结论
D. 综合①②③④可得出的结论是二氧化碳能与水反
应生成碳酸,且碳酸很稳定
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5. 兴趣小组利用简易工具和材料制作了如图所示的“灭火器”。下列说法中,错误的是( B )
A. 使用时倾斜装置即可
B. 灭火时应对准火焰的上方喷射
C. 此简易灭火器可能无法扑灭较大的火源
D. 设计与制作简易灭火器时需考虑反应速率等因素
(第5题)
B
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6. “温控保鲜”和“气调保鲜”是两类食品保鲜技术。它们分别通过降低温度和改变气体成分,达到抑制储藏物细胞呼吸的目的。
(1) 干冰可用于“温控保鲜”,主要利用的是干冰的 物理 (填“物理”或“化学”)性质。
(2) “气调保鲜”中会使用CO2来抑制细菌。CO2进入细菌细胞液后能产生酸性物质碳酸,抑制细菌生长。请用化学方程式解释酸性物质的产生原因: CO2 +H 。
物理
CO2+H2O
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7. (2024•杭州期中)利用如图所示的装置,验证CO2的性质。
(1) 甲中的现象是 紫色纸花变红色 。
(2) 乙中发生反应的化学方程式为 C a(OH)2+CO2 CaCO3↓+H2O 。
(3) 丙中下方蜡烛先熄灭,上方蜡烛后熄灭,此现象证明二氧化碳具有的性质: 不燃烧,也不支持燃烧,密度比空气大 。
紫色纸花变红色
Ca(OH)2+CO2 CaCO3↓
+H2O
不燃烧,也不支持燃烧,密度比空气大
(第7题)
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8. 如图所示,以吸滤瓶、小试管、橡皮塞、乳胶管、细线等为器材,以浓盐酸、饱和碳酸钠溶液、发泡剂为药品制作灭火器。
(第8题)
【评价量表】
指 标 优 秀 合 格 待改进
指标一:喷射距离 大 较大 小
指标二:泡沫的量 泡沫多、均匀 泡沫多、不均匀 泡沫少、不均匀
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【产品评价】
(1) 从指标一考虑,用浓盐酸和饱和碳酸钠溶液做反应物,而不用稀盐酸与碳酸钠溶液的原因是 制作简易泡沫灭火器,需要液体、泡沫喷出速度快,喷射距离远,选择浓盐酸和饱和碳酸钠溶液时,反应物浓度大,反应速率快,能快速增大容器内部压强,使液体和泡沫快速被压出 。
制作简易泡沫灭火器,需要液体、泡沫喷
出速度快,喷射距离远,选择浓盐酸和饱和碳酸钠溶液时,反应物浓度
大,反应速率快,能快速增大容器内部压强,使液体和泡沫快速被压
出
(第8题)
指 标 优 秀 合 格 待改进
指标一:喷射距离 大 较大 小
指标二:泡沫的量 泡沫多、均匀 泡沫多、不均匀 泡沫少、不均匀
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(2) 指标二把“泡沫多、均匀”定为优秀级,“泡沫多、均匀”灭火效果会更好,理由是 “泡沫多、均匀”,有利于二氧化碳完全覆盖在可燃物表面,能更好地隔绝空气,灭火效果会更好 。
“泡沫多、均匀”,有利于二氧化碳完全覆盖在
可燃物表面,能更好地隔绝空气,灭火效果会更好
指 标 优 秀 合 格 待改进
指标一:喷射距离 大 较大 小
指标二:泡沫的量 泡沫多、均匀 泡沫多、不均匀 泡沫少、不均匀
(第8题)
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9. 某同学在向澄清石灰水通入二氧化碳的实验中发现,通入的二氧化碳过多时,石灰水又会变回澄清,查阅资料后得知,CO2、CaCO3与水会反应生成Ca(HCO3)2(碳酸氢钙),碳酸氢钙可溶,在室温下溶解度为16.2 g,试回答以下问题:
(1) 在某次实验中,已知溶液中Ca(OH)2的质量为7.4 g,通入一定量的CO2,反应结束后测得沉淀质量为5 g,求参与反应的CO2质量。
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当通入的二氧化碳的质量不足时,二氧化碳只与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,设此时生成5 g碳酸钙需要二氧化碳、氢氧化钙的质量分别为x、y。
CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
=
x=2.2 g
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y=3.7 g
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当二氧化碳足量的时候,二氧化碳又会与生成的碳酸钙反应生成碳酸氢钙,设与7.4 g氢氧化钙完全反应需二氧化碳的质量为a,同时生成碳酸钙的质量为b。
CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
=
a=4.4 g
=
b=10 g
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设消耗5 g碳酸钙需要二氧化碳的质量为z,
CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2
= z=2.2 g
则当通入的二氧化碳足量时,参与反应的CO2的质量为4.4 g+2.2 g=6.6 g
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(2) 有同学猜想,向饱和澄清石灰水中通入过量CO2,若生成的碳酸氢钙足够多,也可能析出成为沉淀,请通过计算判断该猜想是否正确(已知该温度下,氢氧化钙溶解度为0.165 g)。
假设饱和澄清石灰水质量为100.165 g,已知该温度下,氢氧化钙溶解度为0.165 g,则饱和澄清石灰水中氢氧化钙的质量为0.165 g,水的质量为100 g;设0.165 g氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙的质量为m。
= m≈0.223 g
CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
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再设0.223 g碳酸钙与二氧化碳和水反应生成碳酸氢钙的质量为n。
CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2
= n≈0.36 g
碳酸氢钙可溶,在室温下溶解度为16.2 g,100 g水最多溶解碳酸氢钙16.2 g,0.36 g<16.2 g,无碳酸氢钙析出,所以该猜想错误
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