第六单元 专题特训十 常见气体的制取&跨学科实践活动5 基于碳中和理念设计低碳行动方案-【通成学典】2026-2027学年九年级上册化学拔尖特训(人教版·新教材)

〔解析)(1)仪器②的名称是水槽。(2)题图中的仪器只能 作为固体和液体在常温下反应的发生装置，由于实验试剂 中没有过氧化氢溶液，则制取气体A的反应是大理石与稀 盐酸反应生成二氧化碳、氯化钙和水，气体A是二氧化碳 (3)题图中还缺少一种仪器，若补充后就可以制取气体B, 结合图中仪器和所给试剂，可通过加热高锰酸钾固体制取 氧气，因此需补充的仪器是铁架台；氧气能用排水法收集， 是因为氧气不易溶于水且不与水反应，其中不易溶于水属 于氧气的物理性质。(4)实验室在制取气体时，首先要选 择适当的反应，包括反应物和反应条件，其中试剂要方便 易得，条件要相对简单、安全等：然后根据反应物的状态、 反应条件确定发生装置，再根据气体的性质确定收集装 置，最后收集并验证所制得的气体 3.A实验室常用大理石或石灰石与稀盐酸反应制取二氧 化碳，①②中固体试剂放在带孔塑料板上，关闭弹簧夹，固 液接触时反应产生的气体使装置内压强增大，从而将液体 压人长颈漏斗或U形管左侧管内，使固液分离，反应停止： 打开弹簧夹，气体逸出，装置内压强减小，固体试剂和液体 试剂重新接触，反应发生，故①②装置可以随时控制反应 的发生和停止，符合要求：③④中通过上下移动底部有破 洞的试管或粗铜丝，可以随时控制固体试剂和液体试剂的 接触和分离，即能随时控制反应的发生和停止，符合要求， ①②③④都符合题意。 4.(1)集气瓶右侧的导管在瓶内稍出橡胶塞，不能在 液面以下(2)二氧化碳能溶于水，且能与水反应尽可 能排尽集气瓶底部的空气，使收集到的气体较为纯净 (3)①D②反应物间的接触面积越大，反应速率越快 〔解析)(3)①曲线I气压变化得较快，说明生成二氧化碳 的速率较快，故曲线I表示碳酸钙粉末与盐酸反应，A错 误；b点后的气压还在增大，故反应没有停止，B错误；等质 量的块状碳酸钙和碳酸钙粉末反应产生的CO2的质量是 相等的，C错误；对比分析点c、d可知，碳酸钙粉末与稀盐 酸的反应速率更快，D正确。 5.(1)8.8g(2)稀盐酸浓度不断降低(3)80% 〔解析)(1)碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化 碳，由图示可知，反应生成二氧化碳的质量是8.8g。 (2)从图中可看出，随着反应的进行，产生二氧化碳的速率 越来越小，原因是稀盐酸浓度不断降低。(3)设石灰石样 品中碳酸钙的质量为x。 CaCO:+2HCI=CaCla +H2 O+CO2 100 44 x 8.8g 100x 44=8.8gx=208 石灰石样品中碳钙的质量分数为器×10%=06。 6.(1)CaCO +2HCI -CaCl +H2O+COz (2)①除去CO2中的HC1气体②b(3)①将燃着 的木条置于锥形瓶口，木条熄灭②CO2与NOH反 应，使锥形瓶中CO2气体减少，压强变小③收集到的 CO2气体不纯 〔解析)(1)装置A为稀盐酸与石灰石反应制取二氧化碳， 反应的化学方程式为CaCO。十2HCl一CaC2十H2O十 CO2↑。(2)①装置B中的饱和碳酸氢钠溶液能与挥发出 的HCI发生反应，所以其作用是吸收HCI气体。②装置 C是为了吸收水蒸气，则X应选用具有吸水性的浓硫酸。 (3)①二氧化碳一般不支特燃烧，验满的方法是在锥形瓶 口放置燃着的木条，若木条熄灭，则表明已集满。②氢氧 化钠可与二氧化碳反应生成碳酸钠，反应过程中消耗二氧 化碳气体，二氧化碳气体减少，推形瓶内压强减小。③反 应结束后锥形瓶中的压强保持在40kPa,则说明锥形瓶内 有其他气体剩余，即收集到的二氧化碳气体不纯。 专题特训十常见气体的制取 1.(1)前防止生成的气体从长颈漏斗下端管口逸出 (2)BE2H,0,M02H,0+0,+(3)②C集气 瓶口(4)ab 〔解析)(1)组装装置A时，应先放置酒精灯，再固定试 管；装置B中的长颈漏斗下端管口必须伸人液面以下，防 止生成的气体从长颈漏斗下端管口逸出。(2)用二氧化 锰作催化剂，分解过氧化氢溶液制取氧气，在常温下进 行，可节约能源；用排水法收集的氧气比较纯净，故选择 装置B、E。(3)装置A是用加热固体的方法来制取气体， 因此小明选择的试剂是高锰酸钾；氧气还可用向上排空 气法收集，即选择装置C来收集氧气，验满的操作方法是 将带火星的木条放在集气瓶口，观察木条是否复燃。 (4)因为氧气的密度比空气大且常温下不与空气反应，所 以用装置F收集氧气时，氧气应从长导管a口通入；若将 装置F装满水，用排水法收集氧气，则氧气应从短导管b 口通人，水从长导管a口流出。 易错警示 实验室制取氧气的注意事项 方 法 操作 目的 ①用高锰酸钾制取氧气时，应在试管口放一 防止加热时试管内的粉末状物质随气流进入 团棉花 导管，堵塞导管 ②伸人试管内的导管不宜过长 有利于气体排出 防止冷凝水回流到热的试管底部，引起试管 ③试管口应略向下倾斜 炸裂 ④给试管加热时先均匀加热，再集中加热 防止试管因受热不均匀而破裂 加热高锰酸钾 ⑤用排水法收集时，应等气泡连续、均匀冒 防止因收集过早而使氧气不纯净 出时再收集 ⑥用向上排空气法收集时，导管口应接近集 有利于排尽集气瓶内的空气，收集到较纯净 气瓶底部 的氧气 ⑦用排水法收集氧气实验完毕后，应先从水 防止水槽中的水倒流入热的试管，引起试管 槽中撤出导管，再熄灭酒精灯 炸裂 ①发生装置中长颈漏斗下端管口要插入液 过氧化氢溶液 防止产生的氧气从长颈漏斗下端管口逸出 面以下 (加二氧化锰)分解 ②伸进反应容器中排气体的导管不宜过长 有利于气体排出 2.(1)反应速率适中，产生气泡持续时间长(2)CCO,十采用向下排空气法或排水法进行收集，即收集装置选C或 2HC1-CaC2+HO十CO2个(3)二氧化碳的密度大 D。(2)将CO2和CO的混合气体通过装置F,实验开始时 于空气的密度(4)50%(5)在木条熄灭后，再通入二 关闭分液漏斗活塞②，打开弹簧夹①，二氧化碳能使澄清 氧化碳一段时间 石灰水变浑浊，因此瓶中观察到的现象是澄清石灰水变浑 〔解析)(1)结合题表可知，选择块状石灰石和稀盐酸制取 浊，原因是二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和 CO2的理由是反应速率适中，产生气泡持续时间长。 水，反应的化学方程式为Ca(OH)2十CO2-CaCO,↓+ (2)碳酸钙与稀盐酸反应得到氯化钙、二氧化碳和水，组别 HO,一氧化碳与澄清石灰水不反应，因此此时从导管③ 3反应的化学方程式为CaCO,+2HC1CaC2+HO+ 逸出的气体主要是一氧化碳；一段时间后，关闭弹簧夹①， CO2↑。(3)选择向上排空气法收集二氧化碳的依据是二 打开分液漏斗活塞②，氢氧化钙先与稀盐酸反应，待氢氧 氧化碳的密度大于空气的密度。(4)100s时，氧气体积分 化钙完全反应后，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧 数为10%，因为氧气约占空气体积的五分之一，此时瓶内 化碳和水，因此充分反应一段时间后，此时从导管③逸出 的气体主要是二氧化碳。 空气的体积分数约为50%，则收集到的二氧化碳体积分数 约为50%。(5)结合数据分析，当燃着的木条熄灭时二氧 4.(1)试管集气瓶(2)AF(3)能够控制反应的发 化碳体积分数仍较低，故用向上排空气法收集二氧化碳 生和停止(42H0,M02H0+0,↑（5)AC 时，为了使收集到的气体含量更高，可以采取的方法是在 (6)AH 木条熄灭后，再通入二氧化碳气体一段时间。 〔解析)(1)由图可知，①是试管，②是集气瓶。(2)加热氯 3.(1)可以控制反应速率C(或D)(2)澄清石灰水变 酸钾和二氧化锰混合物制取氧气；该反应应选择固体加热 浑浊Ca(OH)2+CO2=CaCO3￥+H,O一氧化碳 型发生装置，所以发生装置选择A;因为要在收集氧气时检 二氧化碳 验蜡烛燃烧实验的产物，所以可以选择装置F来收集。 〔解析)(1)装置B可以通过分液漏斗控制液体试剂的滴 (3)实验室用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化 加速率，从而控制反应速率，因此反应装置选B的优点是 碳，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，装置 可以控制反应速率；氢气的密度比空气小、难溶于水，故应C相对于装置B的优点是能够控制反应的发生和停止。 46 (4)装置B和F连接之后，实验时蜡烛燃烧得更加剧烈，说 明装置F中通人的是氧气，因为装置B是固液常温型发生 装置，所以装置B中发生的反应是过氧化氢在二氧化锰作 催化剂条件下分解生成氧气和水，据此写出化学方程式。 (5)二氧化碳的密度比空气大，所以需要从a端通入二氧 化碳，使得空气从b端排出，A正确：如果装置内装水用于 医疗中给病人提供氧气，那么提供氧气的钢瓶应该从a端 接人，这样能够观察到氧气的输送速度且将氧气润湿，B错 误；收集难溶于水的气体时需要从b端通人，这样水从a端 流出，才能收集到气体，C正确。(6)因为制备氨气需要加 热氯化铵和氢氧化钙固体混合物，所以应该选择装置A制 备：由于氨气的密度比空气小，且极易溶于水，所以应该选 择装置H收集 方法归纳 密闭容器收集气体的方法 实验室可用如图所示的装置收集气体，具体方法 如下： (1)排空气法。 m ①收集密度比空气大且常温下不与 空气中成分反应的气体，应从m端通入 如02、C02等。 ②收集密度比空气小且常温下不与空气中成分反 应的气体，应从n端通入，如H、NH、CH等。 (2)排水法。 收集气体时，先在集气瓶中装满水，再将气体从 n端通入，瓶中的水从m端排出。 跨学科实践活动5基于碳中和理念 设计低碳行动方案 1.(1)温室(2)A1H+3HO=A1(OH)3+3H2↑ (3)ACD [解析)(3)积极开展绿化国土的行动，建立绿色家园，可 以增加二氧化碳的吸收，A可行：提高煤炭产量，增加火力 发电在电力生产中所占的比例，会产生大量的二氧化碳， B不可行；鼓励使用电动汽车，加快充电柱的配套设施建 设，可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，C可 行；积极开发利用风能、太阳能、地热能和潮汐能等，可以 减少化石燃料的使用，诚少二氧化碳的排放，D可行。 2.(1)30丙(2)二氧化碳分于间有间隔，压强增大，分 子间的间隔变小(3)双面使用纸张（合理答案均可） 〔解析)(1)根据控制变量法，对比实验要控制变量的唯一 性，图1中，甲、乙、丙注射器内的试剂分别是水、饱和石灰 水、氢氧化钠浓溶液，x的数值应为30；实验最后烧瓶内压 强越小，说明“捕捉”二氧化碳效果越好，则分析图Ⅱ可知， “捕捉”二氧化碳效果最好的是丙。(2)从微观角度分析， 二氧化碳是由分子构成的，则将二氧化碳压缩存人地下， 实现二氧化碳的封存，这一技术能够实现的原因是二氧化 碳分子间有间隔，压强增大，分子间的间隔变小。(3)积极 助力“低碳”的做法是节水节电、双面使用纸张等。 第六单元拔尖自主测评 1.B用焦炭冶炼钢铁，利用了碳的还原性，是化学性质； 用木炭作燃料，利用了碳的可燃性，是化学性质；用木炭 吸附色素，只利用了碳的吸附性，是物理性质；用墨写字 或绘画，利用了碳的颜色，是物理性质，而字画能保持很 久不褪色，又利用了碳在常温下的稳定性，是化学性质。 故B符合题意 2.D水晶的主要成分是SO2,属于混合物，A正确；其 结构与金刚石类似，化学性质稳定，B正确；水晶难溶于 水，C正确；水晶的主要成分是SO2,其结构与金刚石类 似，金刚石由原子构成，所以二氧化硅不是由分子构成 的，D错误 3.D澄清石灰水可与二氧化碳反应生成沉淀，所以将氮 气、一氧化碳、二氧化碳的混合气体先通过足量的澄清石 灰水，二氧化碳被吸收，剩下氮气和一氧化碳；一氧化碳 可以还原灼热的氧化铜，通过足量的灼热氧化铜时，一氧 化碳被反应掉，同时生成二氧化碳；氮气的化学性质不活 泼，一般不与其他物质反应。故最后剩余的气体是二氧 化碳和氮气。 4.C碳在氧气中完全燃烧生成二氧化碳，反应的化学方 程式为C+0,点燃c0,其中碳，氧气、二氧化碳的质量比 为12：32：44，则12g碳与36g氧气完全反应，氧气有剩 余，可生成44g二氧化碳，A正确。金刚石和石墨都由碳 原子构成，但是碳原子的排列方式不同，则石墨在一定条 件下转化为金刚石，碳原子的排列方式发生了变化，B正 确。由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒 子，C6由C分子构成，则保持C化学性质的最小粒子 是C分子，C不正确。CO和CO2的化学性质不同，是因 为它们的分于构成不同，D正确。 5.A根据题中信息可知，三氧化二碳(C2O)通常情况下 是一种无色、无臭的气体，可溶于水，与水反应生成草酸且 常温下不稳定，其他的化学性质与一氧化碳的相似。三氧 化二碳与水反应生成草酸，有新物质生成，属于化学变化， A选项说法错误。因为三氧化二碳的化学性质与一氧化第六单元 碳和碳的氧化物 专题特训十 常见气体的制取 类型一氧气的实验室制取 1.易错题做实验室制取氧气的实验，老师给同学们提供了下列试剂和常用的装置。请按要求回答 下列问题： 试剂：①过氧化氢溶液；②高锰酸钾；③二氧化锰。装置（如图）： (第1题图) (1)组装装置A时，应在固定试管 (填“前”或“后”)放置酒精灯；装置B中的长颈漏斗下 端管口必须伸入液面以下的原因是 (2)从节能、环保方面考虑，实验室制取并收集较纯净的氧气，应选择图中装置 (填字母) 组合，发生反应的化学方程式为 (3)若小明选择装置A和E来制取氧气，则他选择的试剂应为 (填序号)：还可用装置 (填“C”或“D”)来收集氧气，验满的操作方法是将带火星的木条放在 ,观察木 条是否复燃。 (4)若用装置F通过排空气法来收集氧气，则氧气应从装置F的 (填“a”或“b”,下同)口 通入；若将装置F装满水，用排水法收集氧气，则氧气应从装置F的 口通入。 类型二二氧化碳的实验室制取 应■■ 2.舒势项目式学习学习小组在实验室开展“二氧化碳制取的研究”实践性活动。 活动一：制取二氧化碳方案的选择 利用碳酸钠粉末、块状石灰石、稀盐酸、稀硫酸这4种药品设计制取二氧化碳的方案。 在点滴板上分别放好等质量的固体药品，再同时滴加4滴等浓度的两种酸，观察并记录现象，如下表： 组别 1 2 3 4 实验药品 碳酸钠粉末和稀盐酸 碳酸钠粉末和稀硫酸 块状石灰石和稀盐酸 块状石灰石和稀硫酸 反应速率 很快 很快 较快 较快 产生气泡 短 短 长 短 持续时间 (1)选择块状石灰石和稀盐酸制取CO2的理由是 (2)组别3反应的化学方程式为 活动二：收集二氧化碳方案的选择 25 用向上排空气法收集二氧化碳时，常将燃着的小木条放 氧气传感器 CO 050 在集气瓶口进行验满，为了确定该方法是否可靠，进行如 图所示的实验： 50100150200250300 时间/s 用100L三颈烧瓶收集二氧化碳，记录瓶内氧气体积分 (第2题图)》 81 拔尖特训·化学（人教版）九年级上 数随时间的变化，装置及结果如图所示。 (3)选择向上排空气法收集二氧化碳的依据是 (4)100s时，瓶口的小木条熄灭，此时记录氧气体积分数为10%，则收集到二氧化碳体积分数约 为 (5)结合数据分析，用向上排空气法收集二氧化碳时，为了使收集到的气体含量更高，可以采取的 方法是 类型三实验室制取气体的一般思路和方法 ■夏■ 3.[2025唐山质检]以下装置是实验室制取气体的常用装置，请结合实验装置回答问题。 气体，稀赴酸 混 ③ ① 澄清 超石灰水 (第3题图) (1)实验室常用锌粒与稀硫酸反应制取H2,反应装置选B的优点是 ,收集装置选 (2)将CO2和CO的混合气体通过装置F(液体药品均足量)，实验开始时关闭分液漏斗活塞②， 打开弹簧夹①，瓶中观察到的现象是 ,原因是 (用化学方程式表示)。此时从导管③逸出的气体主要是 一段时间后，再关闭弹簧夹 ①，打开分液漏斗活塞②，充分反应一段时间后，此时从导管③逸出的气体主要是 4.★[2025青岛质检]请结合如图所示的实验装置回答问题： b 足量的 澄清 石灰水 0 G H (第4题图) (1)填写标号的仪器名称：① ,② (2)实验室加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取并收集O2,可选用的发生装置是 (填字母)， 若需在收集氧气时进行蜡烛燃烧实验并检验其产物，应选择的收集装置是 (填字母)。 (3)英国化学家布莱克是第一个“捕捉”到CO2的人。实验室制备CO2用装置C相对于装置B的 优点是 (4)某兴趣小组的同学连接B、F、G装置进行实验。若实验时装置F中蜡烛燃烧更剧烈，装置G 中溶液变浑浊，则装置B中反应的化学方程式为 0 (5)装置H可用于气体的收集、检验、除杂和体积的测量等，下列说法中，正确的是 (填字母)。 A.气体从a端通入，可用于实验室收集二氧化碳 B.该装置内装水可用于医疗中给病人供氧呼吸，b接供给氧气的钢瓶 C.收集难溶于水的气体，瓶内装满水，气体从b端通人 (6)实验室用加热氯化按和氢氧化钙固体混合物的方法来制取氨气。氨气密度比空气密度小，极 易溶于水。应选择的发生和收集装置是 (填字母)。 82 ●“答案与解析”见P45 第六单元碳和碳的氧化物 跨学科实践活动5 基于碳中和理念设计低碳行动方案 1.[2025南宁期末]为了保护地球的生态环境，我国向全世界庄严宣告，争取在2060年前实现“碳中 和”的目标。如图所示为“碳中和”部分过程示意图。请回答下列问题： 生物固碳 燃烧 化石燃料 碳 化学固碳 和 氢能源 H20 物理固碳 (第1题图) (1)大气中CO2含量的不断上升，会导致 效应增强，使全球气候变暖。 (2)减少CO2排放：我国科学家研究的一种储氢、释氢材料为A1H3,其释氢原理是利用AH3与 H2O发生反应生成A1(OH)3和H2,反应的化学方程式为 (3)为了控制大气中CO2的含量相对稳定，下列措施中，可行的是 (填字母)。 A.积极开展绿化国土的行动，建立绿色家园 B.提高煤炭产量，增加火力发电在电力生产中所占的比例 C.鼓励使用电动汽车，加快充电桩的配套设施建设 D.积极开发利用风能、太阳能、地热能和潮汐能等新能源 2.[2025永州质检]我国明确提出努力争取在2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”，充分 体现了解决气候问题的大国担当。“双碳”活动小组开展了“低碳有我”实践活动，请回答下列问题： 任务一：探究碳“捕捉”、碳“利用”和碳“封存” 根据二氧化碳的性质，可以用水和碱溶液来“捕捉”二氧化碳。为比较“捕捉”效果，小组同学设计 了如图I所示实验，装置连接压强传感器，测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图Ⅱ所示（已知： CO2+2NaOH-Na2 CO3+H2O). 150 100 50 丙 2004006008001000 时间/s (第2题图) (1)图I中，甲、乙、丙注射器内的试剂分别是水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液，x的数值为 ;分析图Ⅱ可知“捕捉”二氧化碳效果最好的是 (填“甲”“乙”或“丙”)。 (2)“碳封存”技术也是实现“碳中和”的重要途径之一。某实验基地通过一定技术将二氧化碳压 缩存入地下，实现二氧化碳的封存。从微观角度分析，这一技术能够实现的原因是 任务二：聚力助“低碳” (3)实现“碳中和”需要世界各国的共同关注和努力，当然也离不开你和我。“低碳”是一种生活理 念，也是一种生活态度，作为一名初中生，我们也应积极助力“低碳”，你的做法是 (写一条即可)。 “答案与解析”见P47 83