6.3二氧化碳的实验室制取分层作业--2026-2027学年九年级化学人教版上册
2026-08-22
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摘要:
**基本信息**
本同步练通过“基础达标-能力提升-核心素养”三层设计,实现从单一知识点巩固到综合实践应用的进阶,强化化学观念与科学思维培养。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础达标|反应原理、装置选择、操作规范|以选择/填空题为主,直接考察实验室制取CO₂核心概念,强化化学观念中物质性质与应用|
|能力提升|跨气体对比、实验误差分析|结合氨气/氧气制取等迁移应用,通过装置评价题培养科学思维的证据推理能力|
|核心素养|真实情境问题解决|以诱蚊剂制备、水草缸气体分析为情境,通过实验设计与计算综合提升科学探究与实践能力|
内容正文:
课题3 二氧化碳的实验室制取
实验室里制取二氧化碳的化学反应原理
1.(2026·河南平顶山·三模)等质量的分别与足量的等体积、等溶质质量分数的稀盐酸反应,下列能正确反映对应变化关系的是
A. B.
C. D.
【答案】D
2.(26-27九年级·全国·暑假作业)某同学在实验室制取二氧化碳的发生和收集装置如图所示。下列说法不正确的一项是
A.长颈漏斗可用来添加稀硫酸
B.可选用大理石和稀硫酸制取CO2
C.收集CO2的导管应伸入集气瓶底部
D.先将水注入锥形瓶液封,再检查气密性
【答案】B
实验室里制取二氧化碳
3.(25-26黑龙江大庆·期末)“二氧化碳的实验室制取与性质”实验涉及的下列实验装置及操作正确的是
A.制备CO2 B.收集CO2 C.干燥CO2 D.证明CO2能溶于水
【答案】D
4.(2026·山西临汾·三模)同学们在实验室里用以下仪器制取二氧化碳,下列说法正确的是
A.仪器⑦的名称是锥形瓶 B.仪器可选择①②④⑦⑧
C.先加稀盐酸再放碳酸钙 D.集气瓶瓶口放带火星的木条验满
【答案】A
5.(25-26山东日照·期末)实验室制取、收集和检验二氧化碳的操作中,错误的是
A. B. C. D.
【答案】A
6.(2025·上海松江·二模)实验室用大理石和稀盐酸制备二氧化碳,发生装置如图所示,下列说法正确的是
A.可用粉末状碳酸钠代替大理石
B.长颈漏斗可控制滴加液体的速率
C.闭合旋塞后,试管内气压增大
D.气体会从长颈漏斗中逸出
【答案】C
7.(26-27九年级·全国·暑假作业)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:
在实验室条件下(如常温、加热、使用催化剂等),选择什么试剂、通过什么反应来制取这种气体。确定原理时,需要综合考虑反应的速率大小,产生的气体是否易于收集、是否纯净,实验操作是否简单、安全,实验过程是否会产生污染,以及试剂的价格等因素。
2.设计制取气体的实验装置:
根据反应物的状态和反应条件确定气体发生装置;根据气体的性质(如密度、是否溶于水、是否与水反应)确定气体收集装置;如有必要,还应考虑除去杂质的装置和尾气处理装置等。
(1)发生装置选择依据:_________________;___________。
(2)发生装置选择方法:
固固加热型
固液不加热(常温)型
高锰酸钾、氯酸钾制氧气
过氧化氢溶液和二氧化锰粉末制氧气、 大理石(或石灰石)和稀盐酸制二氧化碳
试管口略
向___倾斜
适合制取___气体
适合制取___气体
长颈漏斗___,注意下端管口液封
分液漏斗、注射器可控制液体的滴加速率,从而___
可通过打开和关闭弹簧夹实现固液的接触和分离,从而___
(3)收集装置选择依据:气体的___,气体的___(气体相对分子质量与空气平均相对分子质量29相比判断)。
(4)收集装置选择方法:
排水集气法
向上排空气法
向下排空气法
适合气体溶解度小
不与水反应的气体
适合密度比空气大
不与空气反应的气体
适合密度比空气小
不与空气反应的气体
注意事项:导管口出现_______的气泡时开始收集;____________时气体收集满
注意事项:导管_________,以保证_______。
注意事项:导管___________,以保证________。
①所有气体从短管进②V排出的水=V气体
为___________,水面放一层_____隔绝二者;集气瓶上端若有空气,不影响收集的气体的体积数据,但是要影响手机的气体的纯度
气体进入集气瓶后出现在装置下端______________
气体进入集气瓶后出现在装置上端____________
【答案】(1) 反应物的状态(固、液、气) 反应条件(是否加热)
(2) 下 少量 大量 方便添加液体药品 控制反应速率 控制反应的开始和停止
(3) 溶解性 密度
(4) 连续均匀 集气瓶口有大量气泡往外冒 伸入集气瓶底部 排尽集气瓶中空气 伸入集气瓶底部 排尽集气瓶中空气 防止气体溶解在水中 植物油 气体的验满在另一侧出气口 气体的验满在另一侧出气口
8.(2026·湖南娄底·模拟预测)根据下列装置图回答问题:
(1)写出仪器a的名称_____。
(2)制取气体时,在装入药品前应先进行的操作是_____。
(3)实验室用双氧水与MnO2混合制取O2,发生反应的化学方程式为_____。
(4)已知氢气密度比空气小,难溶于水。若要收集干燥的氢气,应选择的收集装置是_____(填字母代号)。
【答案】(1)试管
(2)检查装置气密性
(3)
(4)D
1.(2026·甘肃·模拟预测)形成化学观念,发展科学思维。下列有关说法正确的是
A.变化与守恒:某物质在氧气中充分燃烧后生成,可推知该物质中含有氢元素和氧元素
B.宏观与微观:品红在水中扩散,说明分子间存在着间隙
C.模型与推理:氧化物一定含有氧元素,含有氧元素的化合物也一定是氧化物
D.探究与创新:制取氢气时,用注射器可代替分液漏斗,因为都可以控制滴加试剂的速率
【答案】D
【详解】A.根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,水中含有氢、氧元素,物质燃烧消耗氧气,氧气提供氧元素,则说明生成物水中的氢元素一定来自该物质,氧元素可能来自该物质,所以该物质中一定含有氢元素,可能含有氧元素,该选项说法不正确;
B.品红扩散主要说明分子在不断运动,而分子间存在间隙更直接的证据是物质体积变化(如酒精与水混合后总体积减少),该选项说法不正确;
C.氧化物必须是由两种元素组成且含氧的化合物,含氧的化合物不一定是氧化物,可能是三种元素组成的含氧化合物,该选项说法不正确;
D.注射器可通过控制推动速率调节液体加入量,分液漏斗可通过活塞调节液体滴加速率,二者均能控制滴加试剂的速率,因此制取氢气时注射器可代替分液漏斗,该选项说法正确。
2.(2026·广东深圳·模拟预测)氨气是一种无色、密度比空气小且极易溶于水的气体,实验室常用加热氯化铵和熟石灰固体混合物的方法制取氨气,如图是制取氨气的发生装置,下列实验操作中不规范的是
A.检查装置气密性:先把导管伸入水中,再用手紧握试管外壁
B.加热试剂:先让试管均匀受热,再对准固体药品所在部位集中加热
C.收集气体:采用向下排空气法或者排水法收集
D.结束清洁:将试管内药品放入回收缸,待试管冷却后再清洗
【答案】C
【详解】A.检查装置气密性的方法是:先将导管伸入水中,再用手紧握试管外壁观察是否有气泡冒出,故选项操作规范。
B.加热固体时,先预热让试管均匀受热,再对准药品部位集中加热,可避免试管局部受热不均炸裂,故选项操作规范。
C.氨气密度比空气小且极易溶于水,只能采用向下排空气法收集,故选项该操作不规范。
D.实验剩余药品要放入指定回收容器,热试管需冷却后再清洗,防止试管骤冷炸裂,故选项操作规范。
3.(25-26九年级下·山东青岛·自主招生)某兴趣小组用图所示装置测定本地石灰石中碳酸钙的质量分数,下列说法错误的是
A.a导管的作用是防止实验测定的结果偏大
B.如果没有b管中的油,实验测定的结果将偏大
C.检查装置的气密性时,向上移动c管,观察b、c管中是否有稳定的液面差
D.读取b管中的气体体积时,要移动c管,使b、c管中的液面保持同一高度
【答案】B
【详解】A.a导管可以使分液漏斗内气压和试管内气压相同,便于液体流下。同时可以将流入的稀盐酸占的气体排入分液漏斗中。避免该部分气体排入量气管中,可以防止实验测定的结果偏大,正确;
B.如果没有b管中的油,二氧化碳能溶于水,部分二氧化碳溶于水中,则实验测定结果偏小,错误;
C.检查装置的气密性时,向上移动c管,导致左侧装置内气压和外接大气压不同,如形成的液面差稳定,则说明左侧装置和外界不连通,装置气密性良好,正确;
D.读取b管中的气体体积时,要移动c管,使b、c管中的液面保持同一高度,保证装置左侧气压和大气压相同,避免左侧装置中的气体被压缩或膨胀导致测量体积不准确,正确。
4.(2026·福建泉州·三模)氧气的制取和性质实验如图。下列说法正确的是
A.选择发生装置只需考虑反应物的状态
B.该方法收集的氧气比向上排空气法更纯净
C.该装置也能用于实验室制取二氧化碳
D.红热木炭应迅速伸入集气瓶瓶底
【答案】B
【详解】A. 气体发生装置选择依据是反应物的状态和反应条件,不只是反应物状态,错误。
B. 排水法收集的氧气没有混入空气,收集到的气体比向上排空气法纯度更高,正确。
C. 实验室制取二氧化碳是固液常温型反应,二氧化碳能溶于水且能和水反应,不能用排水法收集,该收集装置不适合,错误。
D. 做木炭在氧气中燃烧实验时,要将红热木炭由瓶口缓慢向下伸入集气瓶,快速伸入会使瓶内氧气受热逸出,木炭容易很快熄灭,错误。
5.(2026·河南周口·模拟预测)下图是化学小组制作的喷气船,打开分液漏斗活塞,气体从罐底小孔喷出,使船前进。
(1)写出塑料罐内产生气体的化学方程式:________________________________。
(2)该喷气船能向前行驶,是因为反应产生大量气体,使塑料罐内气压_________(填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压,气体从小孔中向后喷出时对船产生了一个向前的反作用力。
(3)反应停止后,小船最终漂浮在水面上。此时小船(含剩余物质)的总质量比反应前(含所有药品)的总质量小,原因是________________________________________________________。
【答案】(1)
(2)大于
(3)反应生成的二氧化碳气体逸散到了空气中
【详解】(1)碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙,水和二氧化碳,方程式略。
(2)罐内产生气体,使罐内压强大于外界,所以罐内气体从小孔喷出。
(3)根据质量守恒定律,参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和,由于反应生成的二氧化碳气体逸散到了空气中,小船的总质量减少。
1.(二氧化碳与人类生活)二氧化碳是一种重要的气体,与人类生活息息相关。
(1)仪器a的名称是___________。用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳,发生和收集装置可选用___________(填字母序号)。
(2)用C装置制备二氧化碳气体,选___________(填“块状”“粉末状”或“两者都可”)石灰石与稀盐酸反应,能控制反应随时停止。需要停止时,可夹紧弹簧夹,观察到盐酸液面___________,反应停止。
(3)下图是检验二氧化碳性质的一体化实验装置。通入二氧化碳后,可看到塑料瓶内a纸花不变红,c纸花先变红,b纸花后变红。说明二氧化碳具有的物理性质是___________。将变红的石蕊纸花取出,加热后,纸花重新变成紫色,原因是(用化学方程式表示)___________;实验过程中观察到燃着的木条熄灭,由此推出二氧化碳具有的一条用途是___________。
(4)向盛有足量稀盐酸的烧杯中加入10 g石灰石,立即将烧杯放在电子秤上称量,每一分钟读一次数,记录数据如下:
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
质量/g
99.9
98.9
99.5
98.3
98.1
97.9
97.9
97.9
97.9
①表中有一个结果不合理,该结果测得的时间是第___________分钟。
②根据表中的数据计算石灰石中碳酸钙的质量分数___________。(写出计算过程,结果保留1位小数)
(5)某同学观察到敞口水草缸(水草和鱼共存)中不断有气体通入,兴趣小组同学将气体通入澄清石灰水后发现石灰水变浑浊,由此可判断通入的气体名称为___________,检验过程中发生反应的化学方程式为___________。该同学查阅资料得知水草需要该气体作为碳源,其反应原理微观示意图如下,请你写出方框内物质的化学式___________。
【答案】(1) 分液漏斗 AE(或“CE”或“AE、CE”)
(2) 块状 下降与固体脱离
(3) 密度比空气大 用于灭火(作灭火器)
(4) 2 解:设石灰石中碳酸钙的质量为x
生成二氧化碳的质量为
列出比例式解得
石灰石中碳酸钙的质量分数为:
答:石灰石中碳酸钙的质量分数为45.5%
(5) 二氧化碳
【详解】(1)a有阀门,是分液漏斗;
发生装置为固液常温反应装置,AC都可以;二氧化碳密度大于空气且能溶于水并与水反应,因此采用向上排空气法收集,选E。
(2)C装置放置固体的位置为多孔塑料片,因此需要块状固体来达到控制反应停止的需求,粉末状固体会从塑料片中露出,综上选择块状石灰石;
夹紧弹簧夹稀盐酸会倒流回长颈漏斗中,试管内液面到塑料片以下,不与固体反应物接触,反应停止。
(3)c纸花先变红,b纸花后变红说明二氧化碳气体先下沉与c纸花反应,证明二氧化碳密度大于空气;
加热后纸花变成紫色是因为使纸花变成红色的碳酸遇热分解成水和二氧化碳,注意化学方程式书写规则;
燃着的木条熄灭说明二氧化碳不助燃不可燃,可以用来灭火,合理即可。
(4)①反应生成二氧化碳逸出,烧杯内总质量应逐渐减小至恒定,第2分钟测得质量大于第1分钟,不符合变化规律,因此不合理的是第2分钟。
②见答案。
(5)二氧化碳使澄清石灰水变浑浊;
二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,注意化学方程式书写规则;
由上述描述已知该气体为二氧化碳,且该物质前已有计量数6,经配平检验后确定该物质化学式为。
2.(诱蚊原理)河北夏季气温较高、雨水集中,且部分地区田间、湿地环境较多,人们常受蚊虫叮咬问题困扰。兴趣小组同学为解决这一问题,对诱蚊原理、市售诱蚊剂及自制蚊虫诱捕器展开了如下学习。
任务一:认识诱蚊原理
资料1:蚊虫的触角和下颚须存在着嗅觉器官,通过检测人体呼吸产生的等定位吸血目标,诱蚊剂会与空气中的水反应产生。
(1)结合资料可知,诱蚊剂中一定含有______元素。
任务二:探究市售诱蚊剂
(2)为检验某市售化学诱蚊剂是否产生了,小组同学向24小时前装有诱蚊剂的潮湿塑料瓶中加入澄清石灰水检验CO2,其检验原理用化学方程式表示为_________________________,拧紧瓶盖,振荡后,观察到澄清石灰水未变浑浊。
资料2:人体呼出气体能使澄清石灰水变浑浊,空气不能使澄清石灰水变浑浊。
(3)为进一步检验是否产生了,小组同学在老师的指导下利用传感器进行了相关实验,实验结果如图1所示。
①由图1可知,上述澄清石灰水未变浑浊的原因可能是________________________________。
②由图1可知,该市售诱蚊剂产生的气流量__________(填“能”或“不能”)完全模拟人体呼出气体中的气流量。
③根据上述实验可知,该市售诱蚊剂在____________(填“通风好”或“较封闭”)的环境下诱蚊效果更好。
任务三:自制蚊虫诱捕器
(4)为寻找合适的原料,小组同学分别用家中常见的含碳酸盐的物质与酸反应,制作能够持续产生二氧化碳气流的诱蚊剂,实验记录如下表,结合下表可知自制型蚊虫诱捕器的最佳诱蚊剂为________________。
碳酸钙钙片
蛋壳(主要成分是碳酸钙)
白醋
产量较少、成本高、混杂醋味
缓慢释放、成本低、混杂醋味
柠檬酸
产量较少、成本高
缓慢释放、成本低、无异味
(5)小组同学利用生活中的塑料瓶等物品设计了“蚊虫诱捕器”(如图2),该装置具有的优点是__________________________________________________________________________________(答一点)。
【答案】(1)碳
(2)
(3) 产生的量不足 不能 较封闭
(4)柠檬酸和蛋壳
(5)可使气体随时产生或停止,节约试剂(或在排出的开孔处放置粘虫板,诱使蚊虫进入并被粘在粘虫板上等,合理即可)
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变。 诱蚊剂与空气中的水(含H、O元素)反应产生CO2(含C、O元素),生成物中的C元素一定来自诱蚊剂,O元素可能来自水或诱蚊剂,所以诱蚊剂中一定含有碳(C)元素;
(2)CO2的检验原理为:二氧化碳与澄清石灰水的主要成分氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为:;
(3)①从图1能看到,装有诱蚊剂的瓶内CO2浓度远低于人体呼出气体的CO2浓度,CO2浓度过低时,生成的CaCO3沉淀量太少,不足以让澄清石灰水变浑浊,所以原因可能是:诱蚊剂产生的CO2浓度太低,无法使澄清石灰水变浑浊;
②对比“装有诱蚊剂的瓶内”和“人体呼出的气体”的CO2浓度变化曲线,能发现诱蚊剂产生CO2的浓度和增长速率都远低于人体呼出气体,所以不能完全模拟人体呼出气体中CO2的气流量;
③诱蚊剂产生CO2的浓度较低,在较封闭的环境中,CO2不易被吹散,能更好地聚集,更容易被蚊虫检测到,诱蚊效果更好;
(4)分析表格可知,蛋壳与柠檬酸反应时,能缓慢释放气体,成本低,且无异味,符合作为自制家用诱蚊剂原料的要求;而其他组合存在反应过快、成本高或有异味等不足,所以自制家用诱蚊剂最佳原料为蛋壳和柠檬酸;
(5)装置可以通过控制反应物的接触情况,使二氧化碳气体随时产生或停止,避免试剂浪费,节约药品;在排出二氧化碳的开孔处放置粘虫板,能利用二氧化碳诱使蚊虫进入捕捉装置,蚊虫会被粘虫板粘住,提升诱捕效果。
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课题3 二氧化碳的实验室制取
实验室里制取二氧化碳的化学反应原理
1.(2026·河南平顶山·三模)等质量的分别与足量的等体积、等溶质质量分数的稀盐酸反应,下列能正确反映对应变化关系的是
A. B.
C. D.
2.(26-27九年级·全国·暑假作业)某同学在实验室制取二氧化碳的发生和收集装置如图所示。下列说法不正确的一项是
A.长颈漏斗可用来添加稀硫酸
B.可选用大理石和稀硫酸制取CO2
C.收集CO2的导管应伸入集气瓶底部
D.先将水注入锥形瓶液封,再检查气密性
实验室里制取二氧化碳
3.(25-26黑龙江大庆·期末)“二氧化碳的实验室制取与性质”实验涉及的下列实验装置及操作正确的是
A.制备CO2 B.收集CO2 C.干燥CO2 D.证明CO2能溶于水
4.(2026·山西临汾·三模)同学们在实验室里用以下仪器制取二氧化碳,下列说法正确的是
A.仪器⑦的名称是锥形瓶 B.仪器可选择①②④⑦⑧
C.先加稀盐酸再放碳酸钙 D.集气瓶瓶口放带火星的木条验满
5.(25-26山东日照·期末)实验室制取、收集和检验二氧化碳的操作中,错误的是
A. B. C. D.
6.(2025·上海松江·二模)实验室用大理石和稀盐酸制备二氧化碳,发生装置如图所示,下列说法正确的是
A.可用粉末状碳酸钠代替大理石
B.长颈漏斗可控制滴加液体的速率
C.闭合旋塞后,试管内气压增大
D.气体会从长颈漏斗中逸出
7.(26-27九年级·全国·暑假作业)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:
在实验室条件下(如常温、加热、使用催化剂等),选择什么试剂、通过什么反应来制取这种气体。确定原理时,需要综合考虑反应的速率大小,产生的气体是否易于收集、是否纯净,实验操作是否简单、安全,实验过程是否会产生污染,以及试剂的价格等因素。
2.设计制取气体的实验装置:
根据反应物的状态和反应条件确定气体发生装置;根据气体的性质(如密度、是否溶于水、是否与水反应)确定气体收集装置;如有必要,还应考虑除去杂质的装置和尾气处理装置等。
(1)发生装置选择依据:_________________;___________。
(2)发生装置选择方法:
固固加热型
固液不加热(常温)型
高锰酸钾、氯酸钾制氧气
过氧化氢溶液和二氧化锰粉末制氧气、 大理石(或石灰石)和稀盐酸制二氧化碳
试管口略
向___倾斜
适合制取___气体
适合制取___气体
长颈漏斗___,注意下端管口液封
分液漏斗、注射器可控制液体的滴加速率,从而___
可通过打开和关闭弹簧夹实现固液的接触和分离,从而___
(3)收集装置选择依据:气体的___,气体的___(气体相对分子质量与空气平均相对分子质量29相比判断)。
(4)收集装置选择方法:
排水集气法
向上排空气法
向下排空气法
适合气体溶解度小
不与水反应的气体
适合密度比空气大
不与空气反应的气体
适合密度比空气小
不与空气反应的气体
注意事项:导管口出现_______的气泡时开始收集;____________时气体收集满
注意事项:导管_________,以保证_______。
注意事项:导管___________,以保证________。
①所有气体从短管进②V排出的水=V气体
为___________,水面放一层_____隔绝二者;集气瓶上端若有空气,不影响收集的气体的体积数据,但是要影响手机的气体的纯度
气体进入集气瓶后出现在装置下端______________
气体进入集气瓶后出现在装置上端____________
8.(2026·湖南娄底·模拟预测)根据下列装置图回答问题:
(1)写出仪器a的名称_____。
(2)制取气体时,在装入药品前应先进行的操作是_____。
(3)实验室用双氧水与MnO2混合制取O2,发生反应的化学方程式为_____。
(4)已知氢气密度比空气小,难溶于水。若要收集干燥的氢气,应选择的收集装置是_____(填字母代号)。
1.(2026·甘肃·模拟预测)形成化学观念,发展科学思维。下列有关说法正确的是
A.变化与守恒:某物质在氧气中充分燃烧后生成,可推知该物质中含有氢元素和氧元素
B.宏观与微观:品红在水中扩散,说明分子间存在着间隙
C.模型与推理:氧化物一定含有氧元素,含有氧元素的化合物也一定是氧化物
D.探究与创新:制取氢气时,用注射器可代替分液漏斗,因为都可以控制滴加试剂的速率
2.(2026·广东深圳·模拟预测)氨气是一种无色、密度比空气小且极易溶于水的气体,实验室常用加热氯化铵和熟石灰固体混合物的方法制取氨气,如图是制取氨气的发生装置,下列实验操作中不规范的是
A.检查装置气密性:先把导管伸入水中,再用手紧握试管外壁
B.加热试剂:先让试管均匀受热,再对准固体药品所在部位集中加热
C.收集气体:采用向下排空气法或者排水法收集
D.结束清洁:将试管内药品放入回收缸,待试管冷却后再清洗
3.(25-26九年级下·山东青岛·自主招生)某兴趣小组用图所示装置测定本地石灰石中碳酸钙的质量分数,下列说法错误的是
A.a导管的作用是防止实验测定的结果偏大
B.如果没有b管中的油,实验测定的结果将偏大
C.检查装置的气密性时,向上移动c管,观察b、c管中是否有稳定的液面差
D.读取b管中的气体体积时,要移动c管,使b、c管中的液面保持同一高度
4.(2026·福建泉州·三模)氧气的制取和性质实验如图。下列说法正确的是
A.选择发生装置只需考虑反应物的状态
B.该方法收集的氧气比向上排空气法更纯净
C.该装置也能用于实验室制取二氧化碳
D.红热木炭应迅速伸入集气瓶瓶底
5.(2026·河南周口·模拟预测)下图是化学小组制作的喷气船,打开分液漏斗活塞,气体从罐底小孔喷出,使船前进。
(1)写出塑料罐内产生气体的化学方程式:________________________________。
(2)该喷气船能向前行驶,是因为反应产生大量气体,使塑料罐内气压_________(填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压,气体从小孔中向后喷出时对船产生了一个向前的反作用力。
(3)反应停止后,小船最终漂浮在水面上。此时小船(含剩余物质)的总质量比反应前(含所有药品)的总质量小,原因是________________________________________________________。
1.(二氧化碳与人类生活)二氧化碳是一种重要的气体,与人类生活息息相关。
(1)仪器a的名称是___________。用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳,发生和收集装置可选用___________(填字母序号)。
(2)用C装置制备二氧化碳气体,选___________(填“块状”“粉末状”或“两者都可”)石灰石与稀盐酸反应,能控制反应随时停止。需要停止时,可夹紧弹簧夹,观察到盐酸液面___________,反应停止。
(3)下图是检验二氧化碳性质的一体化实验装置。通入二氧化碳后,可看到塑料瓶内a纸花不变红,c纸花先变红,b纸花后变红。说明二氧化碳具有的物理性质是___________。将变红的石蕊纸花取出,加热后,纸花重新变成紫色,原因是(用化学方程式表示)___________;实验过程中观察到燃着的木条熄灭,由此推出二氧化碳具有的一条用途是___________。
(4)向盛有足量稀盐酸的烧杯中加入10 g石灰石,立即将烧杯放在电子秤上称量,每一分钟读一次数,记录数据如下:
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
质量/g
99.9
98.9
99.5
98.3
98.1
97.9
97.9
97.9
97.9
①表中有一个结果不合理,该结果测得的时间是第___________分钟。
②根据表中的数据计算石灰石中碳酸钙的质量分数___________。(写出计算过程,结果保留1位小数)
(5)某同学观察到敞口水草缸(水草和鱼共存)中不断有气体通入,兴趣小组同学将气体通入澄清石灰水后发现石灰水变浑浊,由此可判断通入的气体名称为___________,检验过程中发生反应的化学方程式为___________。该同学查阅资料得知水草需要该气体作为碳源,其反应原理微观示意图如下,请你写出方框内物质的化学式___________。
2.(诱蚊原理)河北夏季气温较高、雨水集中,且部分地区田间、湿地环境较多,人们常受蚊虫叮咬问题困扰。兴趣小组同学为解决这一问题,对诱蚊原理、市售诱蚊剂及自制蚊虫诱捕器展开了如下学习。
任务一:认识诱蚊原理
资料1:蚊虫的触角和下颚须存在着嗅觉器官,通过检测人体呼吸产生的等定位吸血目标,诱蚊剂会与空气中的水反应产生。
(1)结合资料可知,诱蚊剂中一定含有______元素。
任务二:探究市售诱蚊剂
(2)为检验某市售化学诱蚊剂是否产生了,小组同学向24小时前装有诱蚊剂的潮湿塑料瓶中加入澄清石灰水检验CO2,其检验原理用化学方程式表示为_________________________,拧紧瓶盖,振荡后,观察到澄清石灰水未变浑浊。
资料2:人体呼出气体能使澄清石灰水变浑浊,空气不能使澄清石灰水变浑浊。
(3)为进一步检验是否产生了,小组同学在老师的指导下利用传感器进行了相关实验,实验结果如图1所示。
①由图1可知,上述澄清石灰水未变浑浊的原因可能是________________________________。
②由图1可知,该市售诱蚊剂产生的气流量__________(填“能”或“不能”)完全模拟人体呼出气体中的气流量。
③根据上述实验可知,该市售诱蚊剂在____________(填“通风好”或“较封闭”)的环境下诱蚊效果更好。
任务三:自制蚊虫诱捕器
(4)为寻找合适的原料,小组同学分别用家中常见的含碳酸盐的物质与酸反应,制作能够持续产生二氧化碳气流的诱蚊剂,实验记录如下表,结合下表可知自制型蚊虫诱捕器的最佳诱蚊剂为________________。
碳酸钙钙片
蛋壳(主要成分是碳酸钙)
白醋
产量较少、成本高、混杂醋味
缓慢释放、成本低、混杂醋味
柠檬酸
产量较少、成本高
缓慢释放、成本低、无异味
(5)小组同学利用生活中的塑料瓶等物品设计了“蚊虫诱捕器”(如图2),该装置具有的优点是__________________________________________________________________________________(答一点)。
【详解答案】
基础达标
1.D 2.B 3.D 4.A 5.A 6.C
7.【答案】(1) 反应物的状态(固、液、气) 反应条件(是否加热)
(2) 下 少量 大量 方便添加液体药品 控制反应速率 控制反应的开始和停止
(3) 溶解性 密度
(4) 连续均匀 集气瓶口有大量气泡往外冒 伸入集气瓶底部 排尽集气瓶中空气 伸入集气瓶底部 排尽集气瓶中空气 防止气体溶解在水中 植物油 气体的验满在另一侧出气口 气体的验满在另一侧出气口
8.【答案】(1)试管
(2)检查装置气密性
(3)
(4)D
能力提升
1.【答案】D
【详解】A.根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,水中含有氢、氧元素,物质燃烧消耗氧气,氧气提供氧元素,则说明生成物水中的氢元素一定来自该物质,氧元素可能来自该物质,所以该物质中一定含有氢元素,可能含有氧元素,该选项说法不正确;
B.品红扩散主要说明分子在不断运动,而分子间存在间隙更直接的证据是物质体积变化(如酒精与水混合后总体积减少),该选项说法不正确;
C.氧化物必须是由两种元素组成且含氧的化合物,含氧的化合物不一定是氧化物,可能是三种元素组成的含氧化合物,该选项说法不正确;
D.注射器可通过控制推动速率调节液体加入量,分液漏斗可通过活塞调节液体滴加速率,二者均能控制滴加试剂的速率,因此制取氢气时注射器可代替分液漏斗,该选项说法正确。
2.【答案】C
【详解】A.检查装置气密性的方法是:先将导管伸入水中,再用手紧握试管外壁观察是否有气泡冒出,故选项操作规范。
B.加热固体时,先预热让试管均匀受热,再对准药品部位集中加热,可避免试管局部受热不均炸裂,故选项操作规范。
C.氨气密度比空气小且极易溶于水,只能采用向下排空气法收集,故选项该操作不规范。
D.实验剩余药品要放入指定回收容器,热试管需冷却后再清洗,防止试管骤冷炸裂,故选项操作规范。
3.【答案】B
【详解】A.a导管可以使分液漏斗内气压和试管内气压相同,便于液体流下。同时可以将流入的稀盐酸占的气体排入分液漏斗中。避免该部分气体排入量气管中,可以防止实验测定的结果偏大,正确;
B.如果没有b管中的油,二氧化碳能溶于水,部分二氧化碳溶于水中,则实验测定结果偏小,错误;
C.检查装置的气密性时,向上移动c管,导致左侧装置内气压和外接大气压不同,如形成的液面差稳定,则说明左侧装置和外界不连通,装置气密性良好,正确;
D.读取b管中的气体体积时,要移动c管,使b、c管中的液面保持同一高度,保证装置左侧气压和大气压相同,避免左侧装置中的气体被压缩或膨胀导致测量体积不准确,正确。
4.【答案】B
【详解】A. 气体发生装置选择依据是反应物的状态和反应条件,不只是反应物状态,错误。
B. 排水法收集的氧气没有混入空气,收集到的气体比向上排空气法纯度更高,正确。
C. 实验室制取二氧化碳是固液常温型反应,二氧化碳能溶于水且能和水反应,不能用排水法收集,该收集装置不适合,错误。
D. 做木炭在氧气中燃烧实验时,要将红热木炭由瓶口缓慢向下伸入集气瓶,快速伸入会使瓶内氧气受热逸出,木炭容易很快熄灭,错误。
5.【答案】(1)
(2)大于
(3)反应生成的二氧化碳气体逸散到了空气中
【详解】(1)碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙,水和二氧化碳,方程式略。
(2)罐内产生气体,使罐内压强大于外界,所以罐内气体从小孔喷出。
(3)根据质量守恒定律,参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和,由于反应生成的二氧化碳气体逸散到了空气中,小船的总质量减少。
核心素养
1.【答案】(1) 分液漏斗 AE(或“CE”或“AE、CE”)
(2) 块状 下降与固体脱离
(3) 密度比空气大 用于灭火(作灭火器)
(4) 2 解:设石灰石中碳酸钙的质量为x
生成二氧化碳的质量为
列出比例式解得
石灰石中碳酸钙的质量分数为:
答:石灰石中碳酸钙的质量分数为45.5%
(5) 二氧化碳
【详解】(1)a有阀门,是分液漏斗;
发生装置为固液常温反应装置,AC都可以;二氧化碳密度大于空气且能溶于水并与水反应,因此采用向上排空气法收集,选E。
(2)C装置放置固体的位置为多孔塑料片,因此需要块状固体来达到控制反应停止的需求,粉末状固体会从塑料片中露出,综上选择块状石灰石;
夹紧弹簧夹稀盐酸会倒流回长颈漏斗中,试管内液面到塑料片以下,不与固体反应物接触,反应停止。
(3)c纸花先变红,b纸花后变红说明二氧化碳气体先下沉与c纸花反应,证明二氧化碳密度大于空气;
加热后纸花变成紫色是因为使纸花变成红色的碳酸遇热分解成水和二氧化碳,注意化学方程式书写规则;
燃着的木条熄灭说明二氧化碳不助燃不可燃,可以用来灭火,合理即可。
(4)①反应生成二氧化碳逸出,烧杯内总质量应逐渐减小至恒定,第2分钟测得质量大于第1分钟,不符合变化规律,因此不合理的是第2分钟。
②见答案。
(5)二氧化碳使澄清石灰水变浑浊;
二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,注意化学方程式书写规则;
由上述描述已知该气体为二氧化碳,且该物质前已有计量数6,经配平检验后确定该物质化学式为。
2.【答案】(1)碳
(2)
(3) 产生的量不足 不能 较封闭
(4)柠檬酸和蛋壳
(5)可使气体随时产生或停止,节约试剂(或在排出的开孔处放置粘虫板,诱使蚊虫进入并被粘在粘虫板上等,合理即可)
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变。 诱蚊剂与空气中的水(含H、O元素)反应产生CO2(含C、O元素),生成物中的C元素一定来自诱蚊剂,O元素可能来自水或诱蚊剂,所以诱蚊剂中一定含有碳(C)元素;
(2)CO2的检验原理为:二氧化碳与澄清石灰水的主要成分氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为:;
(3)①从图1能看到,装有诱蚊剂的瓶内CO2浓度远低于人体呼出气体的CO2浓度,CO2浓度过低时,生成的CaCO3沉淀量太少,不足以让澄清石灰水变浑浊,所以原因可能是:诱蚊剂产生的CO2浓度太低,无法使澄清石灰水变浑浊;
②对比“装有诱蚊剂的瓶内”和“人体呼出的气体”的CO2浓度变化曲线,能发现诱蚊剂产生CO2的浓度和增长速率都远低于人体呼出气体,所以不能完全模拟人体呼出气体中CO2的气流量;
③诱蚊剂产生CO2的浓度较低,在较封闭的环境中,CO2不易被吹散,能更好地聚集,更容易被蚊虫检测到,诱蚊效果更好;
(4)分析表格可知,蛋壳与柠檬酸反应时,能缓慢释放气体,成本低,且无异味,符合作为自制家用诱蚊剂原料的要求;而其他组合存在反应过快、成本高或有异味等不足,所以自制家用诱蚊剂最佳原料为蛋壳和柠檬酸;
(5)装置可以通过控制反应物的接触情况,使二氧化碳气体随时产生或停止,避免试剂浪费,节约药品;在排出二氧化碳的开孔处放置粘虫板,能利用二氧化碳诱使蚊虫进入捕捉装置,蚊虫会被粘虫板粘住,提升诱捕效果。
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