内容正文:
第13讲 实验室制取二氧化碳
知识点一:二氧化碳的物理和化学性质
①二氧化碳倾倒实验
实验现象
(1)将二氧化碳气体沿烧杯内壁缓慢倒入,观察到的现象是下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭。
实验结论
(2)该实验说明二氧化碳具有的物理性质是 密度比空气大 ,化学性质是不能燃烧也不支持燃烧。
实验反思
(3)根据结论可以得出二氧化碳的一个用途是 灭火 。
实验意外现象分析
①小明在实验中倾倒二氧化碳后发现蜡烛都没有熄灭,可能的原因是二氧化碳气体不纯。
②小红同学在实验中观察到蜡烛熄灭顺序与理论不符,可能的原因是二氧化碳倾倒速度过快,高处的蜡烛先接触到二氧化碳。
②二氧化碳的溶解性实验
实验操作
(1)向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约容积的水,立即旋紧瓶盖,还需进行的操作是振荡,该过程的目的是使水和二氧化碳充分接触。
实验现象
(2)该实验可观察到的现象是软塑料瓶变瘪,产生该现象的原因是二氧化碳溶于水且能与水反应,使瓶内压强减小。
③二氧化碳与水反应实验
实验现象
(1)图2实验,观察到的现象是溶液由紫色变为红色,产生该现象的原因是二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,使溶液变红。
(2)图3实验,观察到的现象是有气泡产生,溶液由红色变为紫色,反应的化学方程式为H2CO3CO2+H2O
实验结论
(3)图1、2、3实验的结论是二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸不稳定易分解。
实验意外现象分析
(4)小明将石灰石和稀盐酸反应制取的二氧化碳通入盛有紫色石蕊溶液的试管中,再将试管加热,发现红色没有消失,其原因是二氧化碳气体中混有氯化氢气体,氯化氢气体溶于水显酸性也能使紫色石蕊变红色。
(5)同学们在验证二氧化碳与水能否发生反应的实验中,设计了如图4所示装置。实验过程中,试管①和试管②中产生的现象为:试管①中干燥的石蕊试纸不变色,试管②中的石蕊溶液变红色。其中试管①中干燥的的石蕊试纸的作用是作对照,证明干燥的二氧化碳不能使干燥的石蕊试纸变色。
知识点二:实验室制取二氧化碳
1.实验室制取二氧化碳的药品和原理
(1)药品的选择:实验室通常选用大理石(或石灰石)与稀盐酸反应制取二氧化碳。因为此反应的反应速率适中,便于收集气体产物,且原料廉价易得。
(2)反应原理:大理石(或石灰石)中的碳酸钙与稀盐酸在常温下反应:
CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑。
(3)有二氧化碳生成的化学反应不一定都适用于实验室制取二氧化碳,这里首先要考虑实验的可操作性,在可操作的前提下,再考虑是否方便易行、原料是否易得以及是否有利于产物的收集等。以下药品组合或反应原理不适合实验室制取二氧化碳:
反应原理或药品
不适合的原因
浓盐酸与块状大理石(或石灰石)
浓盐酸具有挥发性,会使收集到的气体中混入较多的HCl气体杂质;盐酸浓度大,反应速率太快,不易收集
稀硫酸与块状大理石(或石灰石)
稀硫酸与大理石(或石灰石)中的碳酸钙反应产生微溶物硫酸钙,硫酸钙覆盖在大理石(或石灰石)的表面,会阻碍反应的继续进行
稀盐酸与碳酸钠粉末(或纯碳酸钙)
稀盐酸与碳酸钠粉末(或纯碳酸钙)反应的速率太快,来不及收集产生的气体
工业制取二氧化碳的方法是高温煅烧石灰石生成氧化钙(俗称生石灰)和二氧化碳,化学方程式为CaCO3CaO+CO2↑。
2.实验室制取二氧化碳的装置
(1)发生装置
由于实验室制取二氧化碳所用药品的状态为固体和液体,反应条件是常温,因此实验室制取二氧化碳可选用实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气的发生装置(即固液常温型气体发生装置),如图。
注意事项:①发生装置中若使用长颈漏斗,长颈漏斗的下端管口要伸入液面以下,防止生成的气体从长颈漏斗的下端管口逸出;
②导管不能伸入发生装置内太长,更不能插入到液面以下;若插入到液面下,气体将无法从导管口排出;
③使用长颈漏斗的优点是便于添加液体药品,使用分液漏斗的优点是可以控制反应速率。
(2)收集装置
二氧化碳能溶于水,因此收集二氧化碳一般不用排水法;又由于二氧化碳的密度比空气大,因此收集二氧化碳一般用向上排空气法,如图。
注意事项:收集时注意要将导管插到集气瓶底。
选择气体发生装置的依据是反应物的状态和反应条件。
(1)当气体的密度与空气的密度相近且难溶于水时,一般用排水法收集。
(2)空气的平均相对分子质量为29。如果某气体的相对分子质量大于29,则其密度比空气的大;如果小于29,则其密度比空气的小。
(1)选择气体收集装置的依据是气体的密度和溶解性。
(2)排水法收集到的气体较纯净,排空气法收集到的气体较干燥。
3.二氧化碳的检验、验满与存放
方法
装置
检验
将气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,说明该气体是二氧化碳
验满
将燃着的木条放在集气瓶口,若木条立即熄灭,说明已收集满
存放
二氧化碳气体集满后要用玻璃片盖住集气瓶口,集气瓶正放在桌上
(1)二氧化碳的密度比空气大,所以存放二氧化碳时瓶口要向上。
(2)存放二氧化碳时,玻璃片的磨砂面应向下,这样玻璃片的磨砂面与集气瓶口的磨砂面接触,密封性更强。
【注意事项】要注意检验二氧化碳与验满二氧化碳的不同。检验是确定该气体是二氧化碳,用澄清石灰水,不能用燃着的木条,因为氮气等其他气体也能使燃着的木条立即熄灭;验满是确定二氧化碳已收集满,所以将燃着的木条放在集气瓶口。
4.制取二氧化碳的实验步骤
(1)按要求连接仪器(如图所示)。
(2)检查装置的气密性。具体方法:向长颈漏斗中加水至锥形瓶内的水浸没长颈漏斗下端管口,用弹簧夹夹紧胶皮管,继续向长颈漏斗中加水,直至长颈漏斗内液面高于锥形瓶中液面(形成一段水柱),一段时间后长颈漏斗内液面不下降,说明装置气密性良好。
(3)装入药品。先向锥形瓶中装入块状大理石(或石灰石),后从长颈漏斗加入稀盐酸,至锥形瓶中液面浸没长颈漏斗下端管口。
(4)检验生成的气体是否为二氧化碳。
(5)收集二氧化碳气体。
(6)验证二氧化碳气体是否收集满。
【知识归纳】实验室制取二氧化碳的操作步骤
①查—气密性 ②装—药品 ③收—收集CO2
④验—是否集满 ⑤放—放置备用
三:实验室制取气体的一般思路和方法
1.实验室制取气体的一般思路和方法
(1)确定制取气体的化学反应原理,即在实验室条件下(如常温、加热、加催化剂等),选择什么药品、通过什么反应来制取这种气体。
(2)确定制取气体时应采用的实验装置,包括气体发生装置和收集装置。
(3)确定如何验证制得的气体就是所要制取的气体。
2.实验室常见气体制取装置的选择
(1)发生装置
发生装置
制取原理
加热高锰酸钾制氧气(试管口加一团棉花)
加热氯酸钾和二氧化锰制氧气
分解过氧化氢溶液制氧气
大理石(或石灰石)与稀盐酸反应制二氧化碳
锌粒和稀硫酸反应制氢气
(2)收集装置
收集装置
示例
氧气、二氧化碳
氢气
氧气、氢气
1.(25-26八年级下·浙江·课后作业)下列关于二氧化碳气体的叙述,正确的是( )
A.二氧化碳是一种由2个氧原子和1个碳原子构成的气体
B.常温下二氧化碳是一种无色无味、密度比空气小的气体
C.二氧化碳气体能溶于水
D.二氧化碳是一种有毒气体
【答案】C
【解析】A.二氧化碳是由二氧化碳分子构成的,1个二氧化碳分子是一种由2个氧原子和1个碳原子构成的气体,故A错误;
B.常温下二氧化碳是一种无色无味、密度比空气大的气体,故B错误;
C.二氧化碳气体能溶于水,故C正确;
D.二氧化碳本身没有毒性,不是一种有毒气体,故D错误。故选C。
2.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)实验室制取二氧化碳最适合的反应物是( )
A.碳酸钠粉末和稀硫酸 B.石灰石和稀盐酸
C.大理石和稀硫酸 D.大理石和浓盐酸
【答案】B
【解析】A、碳酸钠粉末和稀硫酸反应,反应速率过快,不便于收集,不适合在实验室制取二氧化碳,故选项错误;
B、石灰石与稀盐酸反应,反应速度适中,操作安全方便,便于收集,适合于在实验室中制取二氧化碳,故选项正确;
C、大理石与稀硫酸反应,生成微溶于水的硫酸钙,硫酸钙覆盖在石灰石表面,阻止反应进一步进行,故选项错误;
D、大理石和浓盐酸反应,浓盐酸具有挥发性,会使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体,不适合在实验室制取二氧化碳,故选项错误。故选B。
3.(25-26九年级上·浙江宁波·期中)下列实验室制取二氧化碳的实验操作正确的是( )
A.填装试剂 B.气密性检查
C.气体收集 D.气体验满
【答案】B
【解析】A、实验室制取二氧化碳使用大理石(或石灰石)和稀盐酸;将固体药品(大理石或石灰石)放入试管时,一般用镊子将块状固体放在试管口,再慢慢竖起试管,使固体滑入底部,防止打破试管,错误。
B、气密性检查时,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,长颈漏斗中的液面高度不变,则说明此装置气密性良好,正确;
C、二氧化碳能溶于水且密度比空气大,一般用向上排空气法收集,不用排水法收集,错误。
D、二氧化碳验满时,应将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,说明二氧化碳已收集满。图中操作是将木条伸入集气瓶内,伸入集气瓶内只能检验瓶内是否有二氧化碳,无法判断是否收集满,错误。
4.(24-25八年级下·浙江·期末)如图所示,下列关于CO2的实验中,既能体现其物理性质又能体现其化学性质的是( )
A.图甲,蜡烛自下而上熄灭 B.图乙,紫色试液变红
C.图丙,澄清石灰水变浑浊 D.图丁,气球上浮
【答案】A
【解析】A、蜡烛熄灭,说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,该性质属于化学性质,蜡烛自下而上熄灭,说明二氧化碳的密度比空气大,密度属于物理性质,故正确;
B、石蕊溶液变红,是因为二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色石蕊试液变红,只能体现二氧化碳的化学性质,故错误;
C、将二氧化碳通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,说明二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,只能验证二氧化碳的化学性质,故错误;
D、二氧化碳的密度比空气大,使气球受到的浮力增大,且气球所受重力小于气球在二氧化碳气体中所受的浮力,故气球能上浮,体现了二氧化碳的物理性质,故错误。故选A。
5.(24-25八年级下·浙江温州·期末)如图为实验室利用稀盐酸和大理石制取二氧化碳的部分实验过程,其中错误的是( )
A.检查气密性 B.加入药品
C.收集气体 D.验满
【答案】D
【解析】A、检查装置气密性的方法:把导管的一端浸没在水里,双手紧贴容器外壁,导管口有连续、均匀的气泡冒出,说明装置气密性良好,操作正确,不符合题意;
B、倒药品时,瓶塞要倒放,标签要向手心,操作正确,不符合题意;
C、氧气的密度大于空气,采用向上排空气法收集氧气,操作正确,不符合题意;
D、验满时要将带火星的木条放在瓶口,不能伸入瓶内,操作错误,不符合题意。故选D。
6.(24-25八年级下·浙江金华·月考)如图所示,a、d为浸有紫色石蕊试液的湿润棉花,b、c为用紫色石蕊试液浸过的干燥棉花(固定玻璃管的装置未画出)。用该装置来探究CO2的制取和性质,下列关于该实验装置及试剂的叙述错误的是( )
A.该装置便于控制进入锥形瓶内稀盐酸的量
B.利用该装置可验证二氧化碳的密度比空气大及二氧化碳能与水发生反应
C.装置中的干燥剂能与二氧化碳反应
D.该装置中的棉花可用滤纸片代替
【答案】C
【解析】A、注射器能控制滴加液体的速率,通过推压注射器活塞,可以控制进入锥形瓶内液体的量,故选项说法正确;
B、实验中a、d会变红色,b、c不变色,且d比a先变红,说明二氧化碳的密度比空气大,二氧化碳能与水发生反应生成碳酸,故选项说法正确;
C、装置中的干燥剂不能与二氧化碳反应,装置内的干燥剂的目的是除去气体混有的水蒸气,故选项说法错误;
D、滤纸也具有吸水性,所以该装置中的棉花可用滤纸片代替,故选项说法正确。故选C。
7.(24-25九年级上·浙江温州·月考)在实验室制取CO2的发生装置中连接压强传感器(如图一),实验过程中试管内气体压强变化如图二所示,则图二中表示石灰石与盐酸脱离接触的是下列哪一段( )
A.ab B.bc C.cd D.bd
【答案】B
【解析】A.由图二可知,ab段压强逐渐增大,表示稀盐酸被压入长颈漏斗中,试管中液面逐渐下降,故A错误;
B.由图二可知,在bc段,压强保持不变,说明石灰石与稀盐酸脱离接触,反应停止,不再产生气体,故B正确;
C. 由图二可知,从c点开始,压强逐渐减小,说明打开了活塞,固液接触,反应继续,在cd段,压强继续减小,说明二氧化碳正在导出,故C错误;
D.由B、C分析可知,故D错误。故选:B。
8.(24-25八年级下·浙江杭州·期中)利用如图装置,验证CO2的性质。
(1)甲中的现象是 。
(2)乙中发生反应的化学方程式为 。
(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性质:
。
【答案】(1)纸花颜色由紫变红
(2)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
(3)二氧化碳的密度比空气大,不燃烧也不支持燃烧
【解析】(1)二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色的石蕊试液变成红色,故甲中的现象是纸花颜色由紫变红。
(2)澄清石灰水是氢氧化钙溶液,二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀、是,则乙中发生反应的化学方程式为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
(3)二氧化碳没有伸入到烧杯的底部,但现象是下方蜡烛先熄灭上方蜡烛后熄灭,说明二氧化碳的密度比空气大,蜡烛熄灭了,说明二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧。
9.(23-24七年级下·浙江宁波·期中)如图所示,集气瓶中充满二氧化碳,大烧杯中燃着两支高低不等的蜡烛。
(1)实验时,打开止水夹,移开玻璃片,可以观察到蜡烛 ,说明二氧化碳
且不能燃烧,也不支持燃烧;
(2)若烧杯中只留下一支燃着的蜡烛, (填“能”或“不能”)得到上述结论。
【答案】(1)自下而上熄灭 密度比空气大(2)能
【解析】(1)实验时,打开止水夹,移开玻璃片,可以观察到蜡烛自下而上熄灭,故填自下而上熄灭;蜡烛自下而上熄灭,说明蜡烛向下流动,表明二氧化碳的密度比空气大,蜡烛熄灭,说明二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧,故填密度比空气大。
(2)烧杯中只留下一支燃着的蜡烛,蜡烛熄灭,说明二氧化碳向下流动,证明二氧化碳的密度比空气大,同时也能够说明二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧,即若烧杯中只留下一支燃着的蜡烛,能得到上述结论,故填能。
10.(24-25八年级下·浙江杭州·期末)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
【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑(2)长颈漏斗的下端没有伸入液面下(3)B
【解析】(1)实验室制取CO2的药品是大理石或石灰石和稀盐酸,是在常温下,用碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳,反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(2)小塘用如图1装置制取二氧化碳,长颈漏斗的下端没有伸入液面下,导致产生的气体从长颈漏斗中逸出;
(3)二氧化碳能够溶于水,如图2,向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入水振荡,观察到的现象是软塑料瓶变扁,故选B。
11.(24-25八年级下·浙江绍兴·期末)如图所示是研究二氧化碳性质的实验装置,①③为湿润的紫色石蕊试纸,②为干燥的紫色石蕊试纸。
(1)装置中能说明二氧化碳的密度比空气大的实验现象是 ;
A.装置甲:③比①先变红
B.装置甲:①比③先变红
C.装置乙:燃着的蜡烛自下而上熄灭
D.装置乙:燃着的蜡烛自上而下熄灭
(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);
(3)装置甲中,当观察到 现象时,可以得出二氧化碳和水能反应的结论。
【答案】(1)A(2)(3)①③处试纸变红,②处试纸不变红色
【解析】(1)说明二氧化碳密度比空气大,证明二氧化碳先在底部聚集即可,而③处湿润的紫色石蕊试纸比①处先变红,说明底部二氧化碳先与水反应,装置乙中燃着的蜡烛自下而上熄灭,不能证明其密度比空气大,故选A;
(2)碳酸显酸性,能使紫色石蕊变红色,碳酸受热分解生成水和二氧化碳,所以①处使紫色石蕊试液变红的物质是碳酸,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的原因是:碳酸分解生成水和二氧化碳,反应的化学方程式:;
(3)装置甲中,当观察到①③处湿润的紫色石蕊试纸变红,②处干燥的紫色石蕊试纸不变红的现象时,可以得出二氧化碳和水能反应的结论。因为二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使湿润的紫色石蕊试纸变红。
12.(2025·浙江宁波·一模)化学实践小组利用以下装置完成了部分气体的相关实验。
(1)实验室用稀盐酸和块状石灰石反应制取二氧化碳的化学方程式是 。其发生装置可选用装置 A 或 B,与装置 B 相比,装置 A 具有的优点是
。
(2)若选用装置 B 和 C 制取并收集氧气,证明氧气已收集满的操作和现象是
。
(3)常温常压下,氨气是一种无色、有刺激性气味,极易溶于水,密度比空气小的气体。实验室常用氯化铵和熟石灰两种固体混合物共热的方法制取氨气。若选用装置 D 测定产生氨气的体积,水面需加一层植物油,其目的是 。
【答案】(1) 可以控制反应的发生与停止
(2)将带火星的木条放在a端,木条复燃,则说明氧气已集满
(3)防止氨气溶于水中
【解析】(1)石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
该反应为固液常温型,发生装置可选用装置A或B,与装置B相比,装置A中,当打开弹簧夹时,长颈漏斗内的液体进入试管,使试管内液面上升到多孔隔板以上,与固体试剂接触,开始反应,当关闭弹簧夹时,产生的气体无法排出,在试管上半部分聚积,使试管内部气压增大,将液体压回到长颈漏斗,使液面降到多孔隔板以下,使反应物相互分离,反应停止,故装置A具有的优点是可以控制反应的发生和停止;
(2)若选用装置B和C制取并收集氧气,氧气密度比空气略大,氧气应该从b端通入,氧气具有助燃性,则证明氧气已收集满的操作和现象是将带火星的木条放在a端,木条复燃,说明氧气已经收集满;
(3)由于氨气极易溶于水,若选用装置D测定产生氨气的体积,水面需加一层植物油,其目的是防止氨气溶于水。
13.(25-26九年级上·浙江丽水·期末)某同学用生活中常见材料探究二氧化碳的制取与部分性质,过程如下:
①如图甲是二氧化碳气体的发生装置,将除去茶叶的茶包放入矿泉水瓶(确保茶包线留于瓶外),盖上瓶盖,连接好橡胶管,并检查装置的气密性。
②在甲、乙两装置间连接气体干燥装置,往甲装置中加入合适的物质,向乙装置持续缓慢通入干燥的二氧化碳。观察到的现象是:下半端湿润蓝色石蕊试纸变红,随后上半端湿润蓝色石蕊试纸也变红,干燥蓝色石蕊试纸始终无明显现象。
(1)甲装置中加入的物质是 ;
A.鸡蛋壳 B.面粉 C.白醋 D.食盐水
(2)若甲乙装置间连接的干燥装置如图丙所示,瓶中装的试剂是 ;
(3)根据观察到的实验现象推测二氧化碳的性质有
;
(4)实验过程中要暂时停止二氧化碳的制取,最简便的操作是
;
【答案】(1)AC(2)浓硫酸(3)二氧化碳的密度比空气大,二氧化碳能与水反应生成酸性物质(合理即可)(4)微松瓶盖,拉动茶叶包,使鸡蛋壳与醋酸分离(合理即可)
【解析】(1)鸡蛋壳中的碳酸钙和白醋中的醋酸反应生成二氧化碳气体,故选AC;
(2)需要向乙装置持续缓慢通入干燥的二氧化碳。浓硫酸具有吸水性,可以干燥二氧化碳;
(3)下半端湿润蓝色石蕊试纸变红,随后上半端湿润蓝色石蕊试纸也变红,干燥蓝色石蕊试纸始终无明显现象,说明二氧化碳的密度比空气大,二氧化碳能与水反应生成酸性物质;
(4)微松瓶盖,拉动茶叶包,使鸡蛋壳与醋酸分离,两者不再发生反应生成二氧化碳气体。
14.(25-26九年级上·浙江·期中)小科了解到市售诱蚊剂是通过持续释放微弱二氧化碳气流来吸引蚊虫。基于此原理,他设计并制作了如图所示的诱蚊装置。
(1)选用白醋(主要成分为醋酸)和蛋壳来制取二氧化碳,该选材的优点是
。
(2)为避免白醋挥发对实验的影响,小科利用碳酸氢钠溶液作为洗气装置。请在图中虚线内将洗气瓶中的导管补充完整。
(3)检验气密性:关闭止水夹,向上拉动针筒活塞,放手后观察到 ,则气密性良好。
(4)小科开始实验。半小时后检查粘蚊纸,发现上面并未粘附任何蚊子。因此,小科认为二氧化碳气流不能引诱蚊子,你是否赞同,请说明理由
。
【答案】(1)反应的原料易于获得,价格便宜(合理即可)
(2)(3)针筒活塞恢复到原位
(4)不正确;因为实验时间较短,且只做了一次实验,应当延长时间继续观察,并重复实验(合理即可)
【解析】(1)选用白醋(主要成分为醋酸)和蛋壳来制取二氧化碳,该选材的优点是反应的原料易于获得,价格便宜;
(2)为避免白醋挥发对实验的影响,小科利用碳酸氢钠溶液作为洗气装置,左边导管一个伸入液面以下,如图所示:;
(3)检验气密性的步骤为:关闭止水夹,向上拉动针筒活塞,放手后观察到针筒活塞恢复到原位,则气密性良好;
(4)小科开始实验。半小时后检查粘蚊纸,发现上面并未粘附任何蚊子。因此,小科认为二氧化碳气流不能引诱蚊子,该观点不正确,因为实验时间较短,且只做了一次实验,应当延长时间继续观察,并重复实验。
15.(23-24九年级上·浙江杭州·月考)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%。
【解析】(1)详见答案;(2)详见答案。
1.(2025·浙江绍兴·二模)规范操作是科学实验的基本要求,下列有关“实验室制取二氧化碳”的操作正确的是( )
A.检查装置气密性 B.取用固体试剂
C.排水法收集二氧化碳 D.验满
【答案】A
【解析】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,故选项实验操作正确;
B、取用固体粉末状试剂时,瓶塞要倒放,应用药匙取用,图中瓶塞没有倒放,故选项实验操作错误;
C、二氧化碳能溶于水,不能用排水法收集,故选项实验操作错误;
D、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,不能伸入瓶中,故选项实验操作错误。故选A。
2.(2025·浙江温州·二模)利用如图装置验证二氧化碳的性质,当集气瓶内的二氧化碳缓缓倒入后可以观察到的现象是( )
A.两支蜡烛同时熄灭 B.两支蜡烛火焰无变化
C.两支蜡烛自下而上熄灭 D.两支蜡烛燃烧得更旺
【答案】C
【解析】二氧化碳密度比空气大,所以二氧化碳会沉在底下,由于二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧,所以蜡烛将自下而上熄灭。故选C。
3.(2025·浙江台州·二模)下图中的四支蜡烛都将熄灭,其中与另外三支熄灭的原因不同的是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】A、人吹气,气流带走热量,使温度降低到蜡烛着火点以下熄灭;
B、蜡烛燃烧消耗氧气,同时有二氧化碳产生,二氧化碳不燃烧也不支持燃烧;
C、二氧化碳密度比空气大,且不燃烧也不支持燃烧,直接倒入可用二氧化碳来灭火;
D、石灰石与盐酸反应有二氧化碳生成,二氧化碳不燃烧也不支持燃烧;
可燃物熄灭的两个原理:一是隔绝氧气,二是降温至可燃物的着火点以下;B、C、D蜡烛熄灭,因为隔绝氧气;A蜡烛熄灭是因为空气流动,带走热量,使温度降至蜡烛的着火点以下。故选A。
4.(25-26九年级上·浙江·期中)小科用如图所示的装置制取二氧化碳,以下说法正确的是( )
A.装置中的铜网可用铁丝网代替
B.添加盐酸后,漏斗下端不伸到液面以下,实验仍可顺利进行
C.该装置不能控制反应的发生和停止
D.将稀盐酸用稀硫酸替换,也能完成该实验
【答案】B
【解析】A、将铜网换作铁丝网,铁能与稀盐酸反应生成氢气,会腐蚀铁丝网,且使产生的二氧化碳中混有氢气,故说法不正确;
B、添加盐酸后,漏斗下端不伸到液面以下,实验仍可顺利进行,因为反应产生的二氧化碳气体在U形管右侧液面上方,沿导管导出,漏斗一边不会有气体逸散,故说法正确;
C、该装置可通过打开、关闭弹簧夹控制固液试剂的接触与分离,从而达到控制反应发生与停止的目的,故说法不正确;
D、将稀盐酸用稀硫酸替换,会生成微溶的硫酸钙覆盖在石灰石表面,阻碍反应进行,故说法不正确。故选B。
5.(24-25八年级下·浙江杭州·月考)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.
【答案】B
【解析】A、试管底部有缺口,只要放入烧杯中,稀盐酸可以随时进入试管产生气体,不用时可以随时移出试管,可以控制反应的进行,故A不符合题意;
B、虽然有带孔的塑料片,但是稀盐酸一直浸没大理石,不能将固体与液体分离,无法控制反应的进行,故B符合题意;
C、石灰石在有孔塑料片上,用气体时,打开开关,U形管右边液面上升,稀盐酸就会浸没石灰石产生气体,不用时关闭开关,右边压强增大,盐酸又被压到塑料片以下,控制了反应的进行,故C不符合题意;
D、可以通过上移动粗铜丝控制固体与液体的分离与接触,从而能控制反应的发生和停止,故D不符合题意;故选B。
6.(24-25八年级下·浙江绍兴·期末)小柯利用如图装置研究CO2的性质。实验时,先关闭K1、K2,加热b。一段时间后,再通入CO2。以下分析正确的是( )
A.打开K1,观察到蜡烛自上而下依次熄灭
B.a处纸花先不变红,一段时间后变为红色
C.b处热水的作用是增加CO2在水中的溶解量
D.打开K2,a、c两处的现象可说明湿润的CO2能使紫色石蕊变色
【答案】D
【解析】A、若打开K1,可观察到蜡烛火焰由下到上依次熄灭,验证CO2的密度比空气大,还可以证明二氧化碳具有的化学性质是不燃烧,也不支持燃烧,故A说法不正确;
B、二氧化碳不能使干纸花变色,打开K1后不能观察到a处纸花变为红色,故B说法不正确;
C、b处加热水的目的是产生水蒸气,使二氧化碳与水充分接触,故C说法不正确;
D、打开K2后,a处纸花不变色,c处纸花变色是由于二氧化碳与水反应生成了碳酸,是碳酸使紫色石蕊变色,说明湿润的CO2能使紫色石蕊变色,故D说法正确。故选D。
7.(2025九年级下·浙江·专题练习)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。
8.(24-25八年级下·浙江温州·期末)将一定浓度足量的稀盐酸、稀硫酸分别加入装有等质量CaCO3粉末的密闭容器中,相同条件下测得两者产生CO2体积(V)与反应时间 (t)的关系如图所示。下列判断不正确的是( )
A.最终碳酸钙完全反应,两者产生的气体质量相等
B.0~300s内, 反应I容器内压强比II的大
C.反应Ⅱ中0~100s内产生的CO2体积比100~200s内的少5aml
D.0~100s内,反应I、II生成二氧化碳的速率均先慢后快
【答案】C
【解析】A、由于碳酸钙的质量相等,且酸足量,根据化学方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑,由碳酸钙的质量计算生成二氧化碳的质量时,根据化学计量关系可知,最终碳酸钙完全反应,生成二氧化碳的质量取决于碳酸钙的质量,所以两者产生的气体质量相等,说法正确,不符合题意;
B、由图可知,0-300s内,反应I容器内产生的气体体积更大,可知压强比II的大,说法正确,不符合题意;
C、由图可知,反应II在0-100s内产生气体的体积为2.8amL,在100-200s产生的气体的体积为(7.8a-2.8a)mL=5amL,则在0-100s内产生气体的体积比100-200s产生的气体的体积少5amL-2.8amL=2.2amL,说法错误,符合题意;
D、根据图像可知,在0-100s内,两个反应的图像均由缓变陡,说明反应速率先慢后快,说法正确,不符合题意。故选C。
9.(2026·浙江·一模)在冬季,蔬菜大棚为了保温常处于封闭状态,缺少通风导致二氧化碳浓度降低,农作物减产。某科学小组结合实验室制取二氧化碳气体的原理,设计了如图甲所示的气体补充装置。
(1)当大棚内需要补充二氧化碳时, (填“打开”或“关闭”)阀门,并
(填操作方法)使左侧软塑料瓶中的稀盐酸流入右侧塑料瓶中,反应产生二氧化碳。
(2)在操作过程中,该装置会短时间内二氧化碳浓度过高,而后续二氧化碳供给量不足,不符合实际需要,科学小组同学对实验装置进行了改进。如图乙,请你对照两个装置,说明改进后装置的优点: 。(写出一点即可)
【答案】(1)关闭 挤压软塑料瓶(2)能控制二氧化碳的产生速率(合理即可)
【解析】(1)根据图甲的特点可知,当大棚内需要补充二氧化碳时,关闭阀门后,挤压软塑料瓶使左侧软塑料瓶中的稀盐酸流入右侧塑料瓶中,稀盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳;
(2)通过调节装置中的流速调节器,可以控制稀盐酸的滴加速率,故能控制二氧化碳的产生速率。
10.(24-25八年级下·浙江金华·期末)用如图所示的装置制取二氧化碳,操作比较简便。
(1)装入药品后,往B瓶中放入一片干燥的紫色石蕊试纸,打开止水夹2分钟后发现试纸还是紫色,请说明试纸没变红的理由 ;
(2)如果要暂停反应,只需将止水夹夹在橡皮导管上,当看到 (描述现象)时说明稀盐酸和石灰石不再反应了。
【答案】(1)二氧碳不能使石蕊变红
(2)稀盐酸(回到长颈漏斗中)与石灰石分离(合理即可)
【解析】(1)紫色石蕊试纸遇到酸会变成红色,但是试纸没变红的理由:二氧碳不能使石蕊变红;
(2)关闭止水夹后,由于生成了二氧化碳气体,则试管内气压增大,那么试管中的稀盐酸(回到长颈漏斗中)与石灰石分离时,说明稀盐酸和石灰石不再反应了。
11.(2025·浙江舟山·二模)为了提高大棚蔬菜种植产量,可以给大棚补充“气肥(二氧化碳)”兴趣小组设计了一个二氧化碳发生器,在贮酸桶内添加稀盐酸,①号桶中间有多孔塑料板,打开阀门A和B,将稀盐酸注入①号桶,再关闭阀门A,反应生成的二氧化碳通过管道到达大棚顶部再排放到棚内。
(1)为提高大棚蔬菜种植产量,给大棚补充“气肥(二氧化碳)”,其科学依据是
。
(2)二氧化碳发生器把反应生成的二氧化碳送到大棚顶部排放的原因是
。
(3)当棚内二氧化碳浓度上升到一定值,需要停止反应时,只需要关闭阀门 (选填“A”或“B”)。一段时间后,反应就会停止。
【答案】(1)二氧化碳是植物光合作用的原料
(2)二氧化碳的密度比空气大,从顶部排放能更好的与植物接触
(3)B
【解析】(1)氧化碳是植物光合作用的原料,在一定范围内,二氧化碳浓度越大,光合作用越强,所以适当给大棚补充“气肥(二氧化碳)”,即适度增加大棚中的二氧化碳气体的含量,能有效提高大棚蔬菜产量;
(2)二氧化碳是光合作用的原料,且二氧化碳密度比空气大,二氧化碳发生器把反应生成的二氧化碳送到大棚顶部排放便于植物充分利用二氧化碳合成有机物;
(3)分析题图可知,当棚内二氧化碳浓度上升到一定值,需要停止反应时,只需要关闭阀门B,其原理为:关闭阀门B,生成的二氧化碳无法导出,导致①号桶内压强增大,将盐酸压入②号桶,反应物脱离接触,反应停止。
12.(24-25九年级上·浙江宁波·期中)某学生欲用:浓盐酸与大理石反应制取纯净干燥的二氧化碳气体,实验室提供了下列装置和药品。已知:①二氧化碳气体既不溶于饱和NaHCO3溶液,也不与NaHCO3反应;②NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。请回答相关问题:
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室制取二氧化碳气体发生装置应选 (填字母)。
(3)两个净化装置C、D相连接时,其仪器接口顺序应选 (填字母)。
A.cdab B.abcd C.dcba D.badc
(4)在收集二氧化碳过程中,某同学进一步探究了集气瓶内氧气体积分数对瓶口小木条燃烧情况的影响。多次实验后发现氧气体积分数降到8%左右时小木条熄灭。其中一组实验数据如图F,在该实验条件下,要使二氧化碳体积分数达到90%,需在小木条熄灭后,再收集
秒。
【答案】(1)长颈漏斗(2)B(3)A(4)200
【解析】(1)据图可知,仪器①的名称是长颈漏斗;
(2)盐酸是液体,大理石是固体,该反应是在常温下进行的,因此选择B作为二氧化碳的发生装置;
(3)浓盐酸具有挥发性,制取的二氧化碳中会混有氯化氢和水蒸气,将气体先通过盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶除去其中的氯化氢气体,再通过盛有浓硫酸的洗气瓶,对二氧化碳进行干燥,气体均为长管进,短管处,即c、d、a、b;故答案为:A;
(4)由图可知,100秒时氧气体积分数降到8%左右时小木条熄灭,300秒时二氧化碳体积分数达到90%,则需在小木条熄灭后,再收集300秒-100秒=200秒。
13.(2025·浙江·一模)某同学利用雪碧、留置针、注射器、四通管等器材设计了一套二氧化碳制取及性质检验的一体化装置(如图所示)。
(1)制取原理:雪碧中的碳酸不稳定,受热或振动易分解生成二氧化碳气体。雪碧中产生二氧化碳的化学方程式为 。
(2)气体收集:气体收集前需要检查装置气密性:先 ,然后将注射器活塞拉到一定刻度,观察活塞是否能回到原刻度。
(3)性质验证:关闭A打开B,将气体通入四通管,观察到实验中D处湿润试纸先变红,C处湿润试纸后变红,说明二氧化碳具有 的性质。
(4)装置改进:某同学使用该一体化装置进行实验时,发现四张石蕊试纸均变为红色,针对此问题,对装置进行如下改进:在注射器与四通管之间增加 。
【答案】(1)
(2)关闭开关A和B
(3)二氧化碳的密度比空气大,且二氧化碳能与水反应
(4)干燥装置(合理即可)
【解析】(1)雪碧中的碳酸(H2CO3)不稳定,受热或振动易分解生成二氧化碳气体和水,反应的化学方程式为:;
(2)气体收集前需要检查装置气密性。具体方法是:关闭开关A和B,然后将注射器活塞拉到一定刻度,观察活塞是否能回到原刻度;如果活塞能回到原刻度,说明装置气密性良好;
(3)关闭开关A和B,将气体通入四通管,观察到实验中D处湿润试纸先变红,C处湿润试纸后变红。这说明二氧化碳的密度比空气大,且二氧化碳能与水反应生成碳酸,使石蕊试纸变红;
(4)某同学使用该一体化装置进行实验时,发现四张石蕊试纸均变为红色。这说明二氧化碳中混有水蒸气,导致石蕊试纸变红。为了改进装置,可以在注射器与四通管之间增加干燥装置(如浓硫酸干燥管),以除去二氧化碳中的水蒸气。
14.(2025·浙江丽水·二模)某化学兴趣小组对鸡蛋壳与盐酸发生的反应及生成气体的性质进行探究。
【查阅资料】鸡蛋壳主要成分为碳酸钙,鸡蛋壳中的其它杂质对实验影响可以忽略不计。
【实验一】分别取等质量块状和粉末状的蛋壳样品与等体积、等浓度的稀盐酸在如图1的三颈烧瓶中反应,采集数据,形成如图2和图3的图像。
(1)采用图1所示的气体发生装置的优点有 。(写出一点即可);
(2)实验前,检查三颈烧瓶装置的气密性时,左右两边的颈口用塞子塞紧后,注射器活塞往下推动一段距离后松手,若观察到活塞 说明气密性良好;
(3)根据图2, 最终块状蛋壳产生CO2的质量 (填“>”、“<”或“=”)粉末状蛋壳产生CO2的质量;
(4)结合图3,分析影响实验测定准确性的原因:①水蒸气含量增加;② 。
【答案】(1)可以控制反应速率,便于定量分析(合理即可)(2)回到原来位置
(3)=(4)温度的升高使气体膨胀;
【解析】(1)该装置可以通过控制注射器活塞的推进速度来控制稀盐酸的滴加速率,从而控制反应速率;同时,注射器还能准确知道加入稀盐酸的体积,便于定量分析,即优点为可以控制反应速率,便于定量分析;
(2)实验前,检查三颈烧瓶装置的气密性时,左右两边的颈口用塞子塞紧后,注射器活塞往下推动一段距离后松手,若观察到活塞回到原来位置,说明装置内压强能恢复到原来状态,气密性良好;
(3)由图 2 可知,最终两者压强相同,在相同条件下,气体压强与气体的量有关,压强相同说明气体的量相同,即最终块状蛋壳产生CO2的质量=粉末状蛋壳产生CO2的质量;
(4)由图3可知,随着反应的进行,温度升高,说明贝壳与盐酸反应放出热量,温度的升高使气体膨胀,从而影响实验测定的准确性。
15.(24-25九年级上·浙江宁波·期中)小王对教材中“实验室制取时,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粉末反应,装置乙、丙的作用是测量的体积,装置乙中的液体应该具有 的性质。
(3)在相同条件下测得(2)中实验产生的体积(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生成的速率 (选填“快”或“慢”),但差距不大。
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。
【答案】(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,不能持续的产生二氧化碳(2)不与二氧化碳反应且不溶解二氧化碳(3)快
【解析】(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,不能持续的产生二氧化碳;
(2)根据实验装置可知,乙装置中进入二氧化碳将其中的液体排出进入量筒中的体积即二氧化碳的体积,所以装置乙中的液体不与二氧化碳反应且不溶解二氧化碳;
(3)分析丁图可知,0-300s内,反应I比反应Ⅱ生成CO2的速率快。
16.(2024·浙江宁波·一模)学校项目化小组要制作一艘“化学船”,小宁设计了如图模型,其部分评价量表如下表所示。该模型的原理是:漏斗流下的液体与塑料罐里的物质反应,产生大量的气体,使船前行。
“化学船”模型评价表(节选)
评价指标
优秀
良好
待改进
指标一
船体稳定
船体略有倾斜,但不影响行驶
___
指标二
航行速度可调
航行速度不可调
不能行驶
(1)将量表中“指标一”的待改进内容补充完整: 。
(2)使“化学船”前进的动力的施力物体是 。
(3)以下是项目化小组制作的“化学船”的三个方案,你认为他们的指标二能达到优秀的是哪组?请简要说明理由
。
甲方案
稀盐酸
大理石
长颈漏斗
乙方案
稀盐酸
大理石
分液漏斗
丙方案
稀硫酸
大理石
分液漏斗
【答案】(1)船体倾斜严重,不能正常行驶(2)喷出的气体(3)乙方案中大理石与稀盐酸反应可以生成气体CO2,利用分液漏斗可以控制加液的速率进而控制产生气体的速率,使船体稳定,匀速前进。
【解析】(1)由图可知,评价指标由左到右越来越差,所以待改进内容是船体倾斜严重,不能正常行驶,故填:船体倾斜严重,不能正常行驶;
(2)由题文可知,该模型的原理是:漏斗流下的液体A与塑料罐里的物质B反应,产生大量的气体,使船前行,所以使“化学船”前进的动力的施力物体是反应生成的从玻璃管喷出的气体,故填:喷出的气体;
(3)甲方案中大理石与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,长颈漏斗不能控制反应的速率,反应速率越来越快慢,船越来越慢;乙方案中的反应是大理石与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,实验中用到分液漏斗,分液漏斗能够控制滴加液体的速率,从而控制反应速率,使船体稳定,匀速前进;丙方案中大理石与稀硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙,硫酸钙会覆盖在大理石表面阻碍反应的进一步进行,不能持续得到二氧化碳,船很快停止前进。
故填:乙方案,分液漏斗能够控制滴加液体的速率,从而控制反应速率,使船体稳定,匀速前进。
17.(24-25八年级下·浙江金华·月考)小乐家的水族箱,因水中二氧化碳含量偏低而影响了水草的正常生长。为解决此问题,小乐开展了如下研究:
【市场调查】小乐发现市场上有如图甲所示的二氧化碳气体补给器出售,给该补给器连接气体细化器后就可向水族箱的水中补充二氧化碳气体,其结构示意图如图乙所示。
【自制补给器】小乐研究了市售的二氧化碳气体补给器后,自制补给器,部分设计如图丙所示。
(1)如果小乐在自制补给器所用酸液是稀盐酸,则产生二氧化碳反应的化学方程式
;
(2)在如图丙所示的计泡器的虚线框中补全导管;将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后,应将气体细化器置于水族箱的 处;(选填①或②或③)
(3)依据如下评价量表,对照指标二对小乐的自制补给器写出评价等级及依据_______。
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测
气体无法排出
【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑(2) ③(3)优秀
【解析】(1)石灰石的主要成分是碳酸钙,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)计泡器的导管应画为长进短出,即从左侧长导管进气,右侧短导管出气,如图所示:;接在自制补给器的右侧导管上后,应将气体细化器置于水族箱的③处,因为置于水底能使二氧化碳与水充分接触,更有利于二氧化碳溶解在水中;
(3)在装置丙中,二氧化碳气体的制备采用了启普发生器原理,采用了记泡器装置,故气体能直接排出且速度可以观测,故指标二等级评价为优秀。
18.(24-25九年级上·浙江温州·月考)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%。
【解析】(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。
19.(24-25九年级上·浙江台州·月考)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%。
【解析】(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。
20.(24-25九年级上·浙江金华·月考)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%。
【解析】(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。
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第13讲 实验室制取二氧化碳
知识点一:二氧化碳的物理和化学性质
①二氧化碳倾倒实验
实验现象
(1)将二氧化碳气体沿烧杯内壁缓慢倒入,观察到的现象是下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭。
实验结论
(2)该实验说明二氧化碳具有的物理性质是 密度比空气大 ,化学性质是不能燃烧也不支持燃烧。
实验反思
(3)根据结论可以得出二氧化碳的一个用途是 灭火 。
实验意外现象分析
①小明在实验中倾倒二氧化碳后发现蜡烛都没有熄灭,可能的原因是二氧化碳气体不纯。
②小红同学在实验中观察到蜡烛熄灭顺序与理论不符,可能的原因是二氧化碳倾倒速度过快,高处的蜡烛先接触到二氧化碳。
②二氧化碳的溶解性实验
实验操作
(1)向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约容积的水,立即旋紧瓶盖,还需进行的操作是振荡,该过程的目的是使水和二氧化碳充分接触。
实验现象
(2)该实验可观察到的现象是软塑料瓶变瘪,产生该现象的原因是二氧化碳溶于水且能与水反应,使瓶内压强减小。
③二氧化碳与水反应实验
实验现象
(1)图2实验,观察到的现象是溶液由紫色变为红色,产生该现象的原因是二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,使溶液变红。
(2)图3实验,观察到的现象是有气泡产生,溶液由红色变为紫色,反应的化学方程式为H2CO3CO2+H2O
实验结论
(3)图1、2、3实验的结论是二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸不稳定易分解。
实验意外现象分析
(4)小明将石灰石和稀盐酸反应制取的二氧化碳通入盛有紫色石蕊溶液的试管中,再将试管加热,发现红色没有消失,其原因是二氧化碳气体中混有氯化氢气体,氯化氢气体溶于水显酸性也能使紫色石蕊变红色。
(5)同学们在验证二氧化碳与水能否发生反应的实验中,设计了如图4所示装置。实验过程中,试管①和试管②中产生的现象为:试管①中干燥的石蕊试纸不变色,试管②中的石蕊溶液变红色。其中试管①中干燥的的石蕊试纸的作用是作对照,证明干燥的二氧化碳不能使干燥的石蕊试纸变色。
知识点二:实验室制取二氧化碳
1.实验室制取二氧化碳的药品和原理
(1)药品的选择:实验室通常选用大理石(或石灰石)与稀盐酸反应制取二氧化碳。因为此反应的反应速率适中,便于收集气体产物,且原料廉价易得。
(2)反应原理:大理石(或石灰石)中的碳酸钙与稀盐酸在常温下反应:
CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑。
(3)有二氧化碳生成的化学反应不一定都适用于实验室制取二氧化碳,这里首先要考虑实验的可操作性,在可操作的前提下,再考虑是否方便易行、原料是否易得以及是否有利于产物的收集等。以下药品组合或反应原理不适合实验室制取二氧化碳:
反应原理或药品
不适合的原因
浓盐酸与块状大理石(或石灰石)
浓盐酸具有挥发性,会使收集到的气体中混入较多的HCl气体杂质;盐酸浓度大,反应速率太快,不易收集
稀硫酸与块状大理石(或石灰石)
稀硫酸与大理石(或石灰石)中的碳酸钙反应产生微溶物硫酸钙,硫酸钙覆盖在大理石(或石灰石)的表面,会阻碍反应的继续进行
稀盐酸与碳酸钠粉末(或纯碳酸钙)
稀盐酸与碳酸钠粉末(或纯碳酸钙)反应的速率太快,来不及收集产生的气体
工业制取二氧化碳的方法是高温煅烧石灰石生成氧化钙(俗称生石灰)和二氧化碳,化学方程式为CaCO3CaO+CO2↑。
2.实验室制取二氧化碳的装置
(1)发生装置
由于实验室制取二氧化碳所用药品的状态为固体和液体,反应条件是常温,因此实验室制取二氧化碳可选用实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气的发生装置(即固液常温型气体发生装置),如图。
注意事项:①发生装置中若使用长颈漏斗,长颈漏斗的下端管口要伸入液面以下,防止生成的气体从长颈漏斗的下端管口逸出;
②导管不能伸入发生装置内太长,更不能插入到液面以下;若插入到液面下,气体将无法从导管口排出;
③使用长颈漏斗的优点是便于添加液体药品,使用分液漏斗的优点是可以控制反应速率。
(2)收集装置
二氧化碳能溶于水,因此收集二氧化碳一般不用排水法;又由于二氧化碳的密度比空气大,因此收集二氧化碳一般用向上排空气法,如图。
注意事项:收集时注意要将导管插到集气瓶底。
选择气体发生装置的依据是反应物的状态和反应条件。
(1)当气体的密度与空气的密度相近且难溶于水时,一般用排水法收集。
(2)空气的平均相对分子质量为29。如果某气体的相对分子质量大于29,则其密度比空气的大;如果小于29,则其密度比空气的小。
(1)选择气体收集装置的依据是气体的密度和溶解性。
(2)排水法收集到的气体较纯净,排空气法收集到的气体较干燥。
3.二氧化碳的检验、验满与存放
方法
装置
检验
将气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,说明该气体是二氧化碳
验满
将燃着的木条放在集气瓶口,若木条立即熄灭,说明已收集满
存放
二氧化碳气体集满后要用玻璃片盖住集气瓶口,集气瓶正放在桌上
(1)二氧化碳的密度比空气大,所以存放二氧化碳时瓶口要向上。
(2)存放二氧化碳时,玻璃片的磨砂面应向下,这样玻璃片的磨砂面与集气瓶口的磨砂面接触,密封性更强。
【注意事项】要注意检验二氧化碳与验满二氧化碳的不同。检验是确定该气体是二氧化碳,用澄清石灰水,不能用燃着的木条,因为氮气等其他气体也能使燃着的木条立即熄灭;验满是确定二氧化碳已收集满,所以将燃着的木条放在集气瓶口。
4.制取二氧化碳的实验步骤
(1)按要求连接仪器(如图所示)。
(2)检查装置的气密性。具体方法:向长颈漏斗中加水至锥形瓶内的水浸没长颈漏斗下端管口,用弹簧夹夹紧胶皮管,继续向长颈漏斗中加水,直至长颈漏斗内液面高于锥形瓶中液面(形成一段水柱),一段时间后长颈漏斗内液面不下降,说明装置气密性良好。
(3)装入药品。先向锥形瓶中装入块状大理石(或石灰石),后从长颈漏斗加入稀盐酸,至锥形瓶中液面浸没长颈漏斗下端管口。
(4)检验生成的气体是否为二氧化碳。
(5)收集二氧化碳气体。
(6)验证二氧化碳气体是否收集满。
【知识归纳】实验室制取二氧化碳的操作步骤
①查—气密性 ②装—药品 ③收—收集CO2
④验—是否集满 ⑤放—放置备用
三:实验室制取气体的一般思路和方法
1.实验室制取气体的一般思路和方法
(1)确定制取气体的化学反应原理,即在实验室条件下(如常温、加热、加催化剂等),选择什么药品、通过什么反应来制取这种气体。
(2)确定制取气体时应采用的实验装置,包括气体发生装置和收集装置。
(3)确定如何验证制得的气体就是所要制取的气体。
2.实验室常见气体制取装置的选择
(1)发生装置
发生装置
制取原理
加热高锰酸钾制氧气(试管口加一团棉花)
加热氯酸钾和二氧化锰制氧气
分解过氧化氢溶液制氧气
大理石(或石灰石)与稀盐酸反应制二氧化碳
锌粒和稀硫酸反应制氢气
(2)收集装置
收集装置
示例
氧气、二氧化碳
氢气
氧气、氢气
1.(25-26八年级下·浙江·课后作业)下列关于二氧化碳气体的叙述,正确的是( )
A.二氧化碳是一种由2个氧原子和1个碳原子构成的气体
B.常温下二氧化碳是一种无色无味、密度比空气小的气体
C.二氧化碳气体能溶于水
D.二氧化碳是一种有毒气体
2.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)实验室制取二氧化碳最适合的反应物是( )
A.碳酸钠粉末和稀硫酸 B.石灰石和稀盐酸
C.大理石和稀硫酸 D.大理石和浓盐酸
3.(25-26九年级上·浙江宁波·期中)下列实验室制取二氧化碳的实验操作正确的是( )
A.填装试剂 B.气密性检查
C.气体收集 D.气体验满
4.(24-25八年级下·浙江·期末)如图所示,下列关于CO2的实验中,既能体现其物理性质又能体现其化学性质的是( )
A.图甲,蜡烛自下而上熄灭 B.图乙,紫色试液变红
C.图丙,澄清石灰水变浑浊 D.图丁,气球上浮
5.(24-25八年级下·浙江温州·期末)如图为实验室利用稀盐酸和大理石制取二氧化碳的部分实验过程,其中错误的是( )
A.检查气密性 B.加入药品
C.收集气体 D.验满
6.(24-25八年级下·浙江金华·月考)如图所示,a、d为浸有紫色石蕊试液的湿润棉花,b、c为用紫色石蕊试液浸过的干燥棉花(固定玻璃管的装置未画出)。用该装置来探究CO2的制取和性质,下列关于该实验装置及试剂的叙述错误的是( )
A.该装置便于控制进入锥形瓶内稀盐酸的量
B.利用该装置可验证二氧化碳的密度比空气大及二氧化碳能与水发生反应
C.装置中的干燥剂能与二氧化碳反应
D.该装置中的棉花可用滤纸片代替
7.(24-25九年级上·浙江温州·月考)在实验室制取CO2的发生装置中连接压强传感器(如图一),实验过程中试管内气体压强变化如图二所示,则图二中表示石灰石与盐酸脱离接触的是下列哪一段( )
A.ab B.bc C.cd D.bd
8.(24-25八年级下·浙江杭州·期中)利用如图装置,验证CO2的性质。
(1)甲中的现象是 。
(2)乙中发生反应的化学方程式为 。
(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性质:
。
9.(23-24七年级下·浙江宁波·期中)如图所示,集气瓶中充满二氧化碳,大烧杯中燃着两支高低不等的蜡烛。
(1)实验时,打开止水夹,移开玻璃片,可以观察到蜡烛 ,说明二氧化碳
且不能燃烧,也不支持燃烧;
(2)若烧杯中只留下一支燃着的蜡烛, (填“能”或“不能”)得到上述结论。
10.(24-25八年级下·浙江杭州·期末)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
11.(24-25八年级下·浙江绍兴·期末)如图所示是研究二氧化碳性质的实验装置,①③为湿润的紫色石蕊试纸,②为干燥的紫色石蕊试纸。
(1)装置中能说明二氧化碳的密度比空气大的实验现象是 ;
A.装置甲:③比①先变红
B.装置甲:①比③先变红
C.装置乙:燃着的蜡烛自下而上熄灭
D.装置乙:燃着的蜡烛自上而下熄灭
(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);
(3)装置甲中,当观察到 现象时,可以得出二氧化碳和水能反应的结论。
12.(2025·浙江宁波·一模)化学实践小组利用以下装置完成了部分气体的相关实验。
(1)实验室用稀盐酸和块状石灰石反应制取二氧化碳的化学方程式是 。其发生装置可选用装置 A 或 B,与装置 B 相比,装置 A 具有的优点是
。
(2)若选用装置 B 和 C 制取并收集氧气,证明氧气已收集满的操作和现象是
。
(3)常温常压下,氨气是一种无色、有刺激性气味,极易溶于水,密度比空气小的气体。实验室常用氯化铵和熟石灰两种固体混合物共热的方法制取氨气。若选用装置 D 测定产生氨气的体积,水面需加一层植物油,其目的是 。
13.(25-26九年级上·浙江丽水·期末)某同学用生活中常见材料探究二氧化碳的制取与部分性质,过程如下:
①如图甲是二氧化碳气体的发生装置,将除去茶叶的茶包放入矿泉水瓶(确保茶包线留于瓶外),盖上瓶盖,连接好橡胶管,并检查装置的气密性。
②在甲、乙两装置间连接气体干燥装置,往甲装置中加入合适的物质,向乙装置持续缓慢通入干燥的二氧化碳。观察到的现象是:下半端湿润蓝色石蕊试纸变红,随后上半端湿润蓝色石蕊试纸也变红,干燥蓝色石蕊试纸始终无明显现象。
(1)甲装置中加入的物质是 ;
A.鸡蛋壳 B.面粉 C.白醋 D.食盐水
(2)若甲乙装置间连接的干燥装置如图丙所示,瓶中装的试剂是 ;
(3)根据观察到的实验现象推测二氧化碳的性质有
;
(4)实验过程中要暂时停止二氧化碳的制取,最简便的操作是
;
14.(25-26九年级上·浙江·期中)小科了解到市售诱蚊剂是通过持续释放微弱二氧化碳气流来吸引蚊虫。基于此原理,他设计并制作了如图所示的诱蚊装置。
(1)选用白醋(主要成分为醋酸)和蛋壳来制取二氧化碳,该选材的优点是
。
(2)为避免白醋挥发对实验的影响,小科利用碳酸氢钠溶液作为洗气装置。请在图中虚线内将洗气瓶中的导管补充完整。
(3)检验气密性:关闭止水夹,向上拉动针筒活塞,放手后观察到 ,则气密性良好。
(4)小科开始实验。半小时后检查粘蚊纸,发现上面并未粘附任何蚊子。因此,小科认为二氧化碳气流不能引诱蚊子,你是否赞同,请说明理由
。
15.(23-24九年级上·浙江杭州·月考)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。
1.(2025·浙江绍兴·二模)规范操作是科学实验的基本要求,下列有关“实验室制取二氧化碳”的操作正确的是( )
A.检查装置气密性 B.取用固体试剂
C.排水法收集二氧化碳 D.验满
2.(2025·浙江温州·二模)利用如图装置验证二氧化碳的性质,当集气瓶内的二氧化碳缓缓倒入后可以观察到的现象是( )
A.两支蜡烛同时熄灭 B.两支蜡烛火焰无变化
C.两支蜡烛自下而上熄灭 D.两支蜡烛燃烧得更旺
3.(2025·浙江台州·二模)下图中的四支蜡烛都将熄灭,其中与另外三支熄灭的原因不同的是( )
A.B.C.D.
4.(25-26九年级上·浙江·期中)小科用如图所示的装置制取二氧化碳,以下说法正确的是( )
A.装置中的铜网可用铁丝网代替
B.添加盐酸后,漏斗下端不伸到液面以下,实验仍可顺利进行
C.该装置不能控制反应的发生和停止
D.将稀盐酸用稀硫酸替换,也能完成该实验
5.(24-25八年级下·浙江杭州·月考)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.
6.(24-25八年级下·浙江绍兴·期末)小柯利用如图装置研究CO2的性质。实验时,先关闭K1、K2,加热b。一段时间后,再通入CO2。以下分析正确的是( )
A.打开K1,观察到蜡烛自上而下依次熄灭
B.a处纸花先不变红,一段时间后变为红色
C.b处热水的作用是增加CO2在水中的溶解量
D.打开K2,a、c两处的现象可说明湿润的CO2能使紫色石蕊变色
7.(2025九年级下·浙江·专题练习)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
8.(24-25八年级下·浙江温州·期末)将一定浓度足量的稀盐酸、稀硫酸分别加入装有等质量CaCO3粉末的密闭容器中,相同条件下测得两者产生CO2体积(V)与反应时间 (t)的关系如图所示。下列判断不正确的是( )
A.最终碳酸钙完全反应,两者产生的气体质量相等
B.0~300s内, 反应I容器内压强比II的大
C.反应Ⅱ中0~100s内产生的CO2体积比100~200s内的少5aml
D.0~100s内,反应I、II生成二氧化碳的速率均先慢后快
9.(2026·浙江·一模)在冬季,蔬菜大棚为了保温常处于封闭状态,缺少通风导致二氧化碳浓度降低,农作物减产。某科学小组结合实验室制取二氧化碳气体的原理,设计了如图甲所示的气体补充装置。
(1)当大棚内需要补充二氧化碳时, (填“打开”或“关闭”)阀门,并
(填操作方法)使左侧软塑料瓶中的稀盐酸流入右侧塑料瓶中,反应产生二氧化碳。
(2)在操作过程中,该装置会短时间内二氧化碳浓度过高,而后续二氧化碳供给量不足,不符合实际需要,科学小组同学对实验装置进行了改进。如图乙,请你对照两个装置,说明改进后装置的优点: 。(写出一点即可)
10.(24-25八年级下·浙江金华·期末)用如图所示的装置制取二氧化碳,操作比较简便。
(1)装入药品后,往B瓶中放入一片干燥的紫色石蕊试纸,打开止水夹2分钟后发现试纸还是紫色,请说明试纸没变红的理由 ;
(2)如果要暂停反应,只需将止水夹夹在橡皮导管上,当看到 (描述现象)时说明稀盐酸和石灰石不再反应了。
11.(2025·浙江舟山·二模)为了提高大棚蔬菜种植产量,可以给大棚补充“气肥(二氧化碳)”兴趣小组设计了一个二氧化碳发生器,在贮酸桶内添加稀盐酸,①号桶中间有多孔塑料板,打开阀门A和B,将稀盐酸注入①号桶,再关闭阀门A,反应生成的二氧化碳通过管道到达大棚顶部再排放到棚内。
(1)为提高大棚蔬菜种植产量,给大棚补充“气肥(二氧化碳)”,其科学依据是
。
(2)二氧化碳发生器把反应生成的二氧化碳送到大棚顶部排放的原因是
。
(3)当棚内二氧化碳浓度上升到一定值,需要停止反应时,只需要关闭阀门 (选填“A”或“B”)。一段时间后,反应就会停止。
12.(24-25九年级上·浙江宁波·期中)某学生欲用:浓盐酸与大理石反应制取纯净干燥的二氧化碳气体,实验室提供了下列装置和药品。已知:①二氧化碳气体既不溶于饱和NaHCO3溶液,也不与NaHCO3反应;②NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。请回答相关问题:
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室制取二氧化碳气体发生装置应选 (填字母)。
(3)两个净化装置C、D相连接时,其仪器接口顺序应选 (填字母)。
A.cdab B.abcd C.dcba D.badc
(4)在收集二氧化碳过程中,某同学进一步探究了集气瓶内氧气体积分数对瓶口小木条燃烧情况的影响。多次实验后发现氧气体积分数降到8%左右时小木条熄灭。其中一组实验数据如图F,在该实验条件下,要使二氧化碳体积分数达到90%,需在小木条熄灭后,再收集
秒。
13.(2025·浙江·一模)某同学利用雪碧、留置针、注射器、四通管等器材设计了一套二氧化碳制取及性质检验的一体化装置(如图所示)。
(1)制取原理:雪碧中的碳酸不稳定,受热或振动易分解生成二氧化碳气体。雪碧中产生二氧化碳的化学方程式为 。
(2)气体收集:气体收集前需要检查装置气密性:先 ,然后将注射器活塞拉到一定刻度,观察活塞是否能回到原刻度。
(3)性质验证:关闭A打开B,将气体通入四通管,观察到实验中D处湿润试纸先变红,C处湿润试纸后变红,说明二氧化碳具有 的性质。
(4)装置改进:某同学使用该一体化装置进行实验时,发现四张石蕊试纸均变为红色,针对此问题,对装置进行如下改进:在注射器与四通管之间增加 。
14.(2025·浙江丽水·二模)某化学兴趣小组对鸡蛋壳与盐酸发生的反应及生成气体的性质进行探究。
【查阅资料】鸡蛋壳主要成分为碳酸钙,鸡蛋壳中的其它杂质对实验影响可以忽略不计。
【实验一】分别取等质量块状和粉末状的蛋壳样品与等体积、等浓度的稀盐酸在如图1的三颈烧瓶中反应,采集数据,形成如图2和图3的图像。
(1)采用图1所示的气体发生装置的优点有 。(写出一点即可);
(2)实验前,检查三颈烧瓶装置的气密性时,左右两边的颈口用塞子塞紧后,注射器活塞往下推动一段距离后松手,若观察到活塞 说明气密性良好;
(3)根据图2, 最终块状蛋壳产生CO2的质量 (填“>”、“<”或“=”)粉末状蛋壳产生CO2的质量;
(4)结合图3,分析影响实验测定准确性的原因:①水蒸气含量增加;② 。
15.(24-25九年级上·浙江宁波·期中)小王对教材中“实验室制取时,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粉末反应,装置乙、丙的作用是测量的体积,装置乙中的液体应该具有 的性质。
(3)在相同条件下测得(2)中实验产生的体积(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生成的速率 (选填“快”或“慢”),但差距不大。
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。
16.(2024·浙江宁波·一模)学校项目化小组要制作一艘“化学船”,小宁设计了如图模型,其部分评价量表如下表所示。该模型的原理是:漏斗流下的液体与塑料罐里的物质反应,产生大量的气体,使船前行。
“化学船”模型评价表(节选)
评价指标
优秀
良好
待改进
指标一
船体稳定
船体略有倾斜,但不影响行驶
___
指标二
航行速度可调
航行速度不可调
不能行驶
(1)将量表中“指标一”的待改进内容补充完整: 。
(2)使“化学船”前进的动力的施力物体是 。
(3)以下是项目化小组制作的“化学船”的三个方案,你认为他们的指标二能达到优秀的是哪组?请简要说明理由
。
甲方案
稀盐酸
大理石
长颈漏斗
乙方案
稀盐酸
大理石
分液漏斗
丙方案
稀硫酸
大理石
分液漏斗
17.(24-25八年级下·浙江金华·月考)小乐家的水族箱,因水中二氧化碳含量偏低而影响了水草的正常生长。为解决此问题,小乐开展了如下研究:
【市场调查】小乐发现市场上有如图甲所示的二氧化碳气体补给器出售,给该补给器连接气体细化器后就可向水族箱的水中补充二氧化碳气体,其结构示意图如图乙所示。
【自制补给器】小乐研究了市售的二氧化碳气体补给器后,自制补给器,部分设计如图丙所示。
(1)如果小乐在自制补给器所用酸液是稀盐酸,则产生二氧化碳反应的化学方程式
;
(2)在如图丙所示的计泡器的虚线框中补全导管;将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后,应将气体细化器置于水族箱的 处;(选填①或②或③)
(3)依据如下评价量表,对照指标二对小乐的自制补给器写出评价等级及依据_______。
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测
气体无法排出
18.(24-25九年级上·浙江温州·月考)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?
19.(24-25九年级上·浙江台州·月考)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。
20.(24-25九年级上·浙江金华·月考)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。
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