浙教版(2024)八年级下册(2024)第3节 大气中的二氧化碳课时练习
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这是一份浙教版(2024)八年级下册(2024)第3节 大气中的二氧化碳课时练习,共67页。试卷主要包含了3大气中的二氧化碳, 构成,3%、14,6%稀盐酸生成的质量/克,50等内容,欢迎下载使用。
01 学习目标
了解二氧化碳的来源与去向:认识大气中二氧化碳的主要来源(动植物的呼吸作用、化石燃料燃烧、微生物分解等)和消耗途径(植物的光合作用、溶解于水等),理解二氧化碳在自然界中的循环过程。
掌握二氧化碳的性质:通过实验探究,了解二氧化碳的物理性质(无色无味、密度比空气大、能溶于水)和化学性质(不燃烧也不支持燃烧、能与水反应生成碳酸、能使澄清石灰水变浑浊)。
认识温室效应:理解二氧化碳是重要的温室气体,知道温室效应对维持地球温度的作用以及过度排放导致的全球变暖问题,了解温室效应加剧对人类和生态环境的影响。
树立环保意识:了解减少二氧化碳排放的主要措施,如开发清洁能源、节能减排、植树造林等,关注“碳达峰”“碳中和”等绿色发展理念,培养低碳生活和保护大气环境的责任感。
培养探究能力:初步学会设计实验验证二氧化碳的性质,能运用所学知识解释生活中的相关现象(如“温室效应”“碳酸饮料”等)。
02 思维导图
03 基础知识
☀知识点一 二氧化碳的性质
1. 构成:二氧化碳气体由大量二氧化碳分子(CO₂)构成,每个分子由 个碳原子和 个氧原子构成。CO2本身没有毒性,但当空气中的 CO2超过正常含量时,会对人体产生有害的影响。
2、物理性质:二氧化碳在常温下是 色、 味的气体,密度比空气 , 溶于水。固态二氧化碳叫“ ”,可作为致冷剂。
3、化学性质
(1)通常情况下二氧化碳
(2)二氧化碳不能供给呼吸。
(3)二氧化碳能跟水反应生成碳酸。(碳酸具有酸性,能使紫色石蕊试液变 )
碳酸不稳定,受热会分解:
(4)二氧化碳能跟澄清石灰水反应,生成白色的碳酸钙沉淀,从而使澄清石灰水变 。
==== (利用这一反应可以 二氧化碳。)
与氢氧化钠反应,生成无色透明溶液,(利用这一反应可以 二氧化碳) ==
☀知识点二 二氧化碳的制取
1.实验室制取二氧化碳
(1)原料选择:实验室常用石灰石(或大理石)和稀盐酸。
注意:①不用浓盐酸:浓盐酸易 ,导致 CO₂中混有 HCl 气体,纯度降低。
②不用稀硫酸:反应生成微溶于水的 ( ),附着在石灰石表面,阻止反应持续进行。
③不用碳酸钠粉末:反应速率 ,不易控制,气体难以收集。
(2)原理:
(3)装置选择:
①发生装置:固液常温型
②收集装置: 排空气法(CO₂密度比空气大,能溶于水且与水反应,不能用排水法)。
(4)实验步骤
① 按照如图所示连接装置,并检查装置的气密性。
② 在锥形瓶中加入石灰石,塞紧带有长颈漏斗和导管的橡皮塞。
③ 把导管插入集气瓶中,导管口应接近集气瓶的底部。
④ 通过长颈漏斗加入适量的稀盐酸,锥形瓶中立刻有气体产生。
⑤ 片刻后,检验集气瓶中是否已收集满二氧化碳。若已收集满,盖上玻璃片,将集气瓶口向上放在桌上备
用。
(5)检验与验满:
①检验:将气体通入澄清石灰水,若石灰水变 ,证明是 CO₂。
②验满:将燃着的木条放在集气 (不伸入瓶内),若木条 ,证明已集满。
2、验证二氧化碳的性质
(1)
①实验操作:如图所示,把一支短蜡烛固定在烧杯中的铁皮架上,点燃蜡烛。将集气瓶中的二氧化碳缓缓
倾入烧杯中,观察现象。
②实验现象:蜡烛熄灭。
③实验结论: 。
(2)
①实验操作:如图所示,取一支试管,注入少量澄清石灰水,通入二氧化碳,观察现象。
②实验现象:澄清石灰水变浑浊。
③实验结论:CO2与澄清石灰水反应生成碳酸钙白色沉淀。
(3)实验操作:另取一支试管,加入 2 mL 蒸馏水,滴入 1~2 滴紫色石蕊试液,再向溶液中通入二氧化
碳气体,观察现象。
实验现象:蒸馏水中滴入紫色石蕊试液,溶液不变色;向溶液中通入二氧化碳气体后溶液变为 。
实验结论:蒸馏水 使紫色石蕊试液变色,水和二氧化碳生成的碳酸能使紫色石蕊试液 。
3、二氧化碳的工业制法:高温煅烧石灰石,反应方程式:
☀知识点三 二氧化碳的应用
1. 核心用途:
(1) :利用不燃烧、不支持燃烧且密度比空气大的性质。
(2) :利用干冰(固态 CO₂)升华吸热的物理性质。
(3)工业原料:用于制纯碱、尿素、碳酸饮料。
(4)光合作用原料:绿色植物吸收 CO₂合成有机物,释放 O₂。
2. 对人体健康的影响:
3、简易酸碱灭火器:
(1)药品:浓盐酸(或硫酸)、饱和碳酸钠溶液、少量洗涤剂。
(2)反应原理: 。
(3)工作原理:倒置时酸与碳酸钠接触反应,产生大量 CO₂,气压增大,将液体与气体一并喷出( + )。
04 经典例题
ღ题型一 二氧化碳的性质
【例1】如图所示,甲瓶中盛放的是浓硫酸(可吸收水蒸气),乙瓶中盛放的是干燥的蓝色石蕊试纸小花。甲同学关闭阀门Ⅰ,打开阀门Ⅱ,通入潮湿的二氧化碳观察小花的颜色;乙同学关闭阀门Ⅱ,打开阀门Ⅰ,通入潮湿的二氧化碳观察小花的颜色。甲、乙两位同学观察到的小花的颜色分别是 ( )
A.蓝色、红色B.红色、蓝色C.红色、红色D.蓝色、蓝色
【例2】小金利用如图装置探究二氧化碳的性质。注射器内装有足量稀盐酸,硬质玻璃管中有四个棉球,其中①、④为用紫色石蕊试液润湿的棉球,②、③为用紫色石蕊试液润湿后又干燥的棉球。下列关于实验过程及现象的分析,不合理的是 ( )
A.若把稀盐酸换成稀硫酸则反应速度太慢,可能会影响实验结果
B.若把大理石换成碳酸钠则反应速度太快,可能会影响实验结果
C.通过比较①②或③④的现象,均能得出二氧化碳溶于水呈酸性
D.通过比较①④或②③的现象,均能得出二氧化碳气体密度大于空气
【例3】物质的性质很大程度上决定了物质的用途。下列有关二氧化碳的性质说法正确的是 ( )
A.有刺激性气味B.难溶于水
C.能使澄清石灰水变浑浊D.具有可燃性
【例4】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
【例5】科学课堂上老师演示了如图所示的几个实验。
(1)图甲中蜡烛熄灭的原因是 ;
(2)图乙实验中, (填化学式)使紫色干花(用石蕊试液浸泡过)变红;
(3)图丙实验中,应观察到的实验现象是____(填序号)。
A.试管内液体上升
B.试管内液体变红
C.试管内的澄清石灰水变浑浊
【例6】下列是CO2的几种用途,其中既利用了它的物理性质又利用了它的化学性质的是( )
A.人工降雨
B.植物的光合作用
C.制纯碱、化肥
D.灭火器灭火
【例7】过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体,常温下与二氧化碳发生反应的化学方程式为 现将一瓶二氧化碳气体沿烧杯壁缓缓倒入烧杯中,发现蜡烛熄灭,不久后沾有 固体的棉花渐渐燃烧起来,蜡烛燃烧时对棉花的温度变化忽略不计。根据上述实验信息,描述不合理的是 ( )
A.CO2能支持棉花燃烧
B.CO2不支持蜡烛燃烧
C.Na2O2与CO2反应一定放出热量
D.棉花具备可燃物燃烧的两个条件
ღ题型二 二氧化碳的制取
【例1】某同学利用如图所示装置制取气体,此装置适用于( )
A.双氧水和二氧化锰制取氧气B.氯酸钾和二氧化锰制取氧气
C.稀盐酸和大理石制取二氧化碳D.稀盐酸和碳酸钠制取二氧化碳
【例2】实验室常用稀盐酸和石灰石反应制取二氧化碳。
(1)图甲表示加入药品前的一个操作,其目的是 。
(2)检验生成的气体是二氧化碳的方法是 。
(3)实验室通常不选用稀硫酸和石灰石反应制取二氧化碳,因为生成的微溶物硫酸钙会阻碍反应的进一步进行。某小组经研究,用图乙所示方法成功制得了大量 CO2(反应物为稀硫酸和石灰石)。
推测:在稀硫酸中加入氯化铵并对溶液加热的目的都是 。
【例3】下列是某兴趣小组制备二氧化碳,收集并检验该气体的有关实验操作,其中错误的是 ( )
A.图甲中推动注射器活塞时,长颈漏斗下端液面上升,说明气密性良好
B.图乙中长颈漏斗下端要伸入液面以下,是为了防止气体逸出
C.图丙装置中植物油的作用是防止二氧化碳气体溶于水并与水反应
D.图丁中为了检验二氧化碳气体,滴入的试剂为氢氧化钠溶液
【例4】数字化实验在实验室制取CO2的发生装置中连接压强传感器(如图甲),实验过程中试管内气体压强变化如图乙所示,则图乙中表示固体与液体脱离接触的是下列哪一段( )
A.abB.bcC.cdD.bd
【例5】如图是初中常见的实验装置,请结合所学化学知识,回答有关问题。
(1)图中仪器①的名称是 。
(2)实验室制取二氧化碳常用的装置是 (填序号),验满二氧化碳的方法是 .
(3)实验室制得的二氧化碳气体中常含有少量HCl 和水蒸气(饱和 NaHCO3溶液可以除去氯化氢气体并生成二氧化碳,浓硫酸具有吸水性)。为了制得纯净、干燥的二氧化碳气体,除杂装置的导管按气体流动方向连接顺序是 (填序号)。
①a→b→c→d ②b→a→c→d ③c→d→a→b ④d→c→b→a
【例6】实验室制取 CO2有以下步骤:①连接装置;②向试管中小心放入几小块石灰石;③向试管中小心注入适量稀盐酸;④检查装置的气密性;⑤收集产生的气体;⑥用燃着的木条检验集气瓶是否收集满CO2,以上操作按由先至后的顺序排列正确的是 ( )
A.①②③④⑤⑥B.①④②③⑤⑥
C.①③②④⑤⑥D.③①②④⑤⑥
【例7】某校科学兴趣小组学习了气体的制取和收集后,对相关知识进行总结,请你一起参与,并回答下列问题。
(1)写出下列仪器名称:b 。
(2)若用E收集氧气,则氧气应从 (填“c’或“d”)端通入。
(3)装置B、C都可用来制取二氧化碳,也可用加热碳酸氢钠(NaHCO3)固体(产物为碳酸钠、二氧化碳、水)来制取二氧化碳,应选用的发生装置和收集装置为 。
(4)若用装置F收集CO2,则要测量生成的CO2气体的体积,其中在水面上放一层植物油的目的是 。
ღ题型三 二氧化碳的应用
【例1】下列是的几种用途,其中既利用了它的物理性质又利用了它的化学性质的是( )
A.人工降雨
B.植物的光合作用
C.制纯碱、化肥
D.灭火器灭火
【例2】下列二氧化碳的性质中,与灭火无关的是( )。
A.它能和水反应B.一般情况下,它没有可燃性
C.它的密度比空气大D.一般情况下,它不支持燃烧
【例3】下列关于二氧化碳的叙述,不正确的是( )
A.CO2能使澄清的石灰水变浑浊
B.CO2是植物进行光合作用必不可少的原料
C.自然界中的二氧化碳主要消耗途径是植物的呼吸作用
D.固态二氧化碳俗称干冰,升华时可吸收大量热,因而用作制冷剂
【例4】下列物质中,可用于人工增雨的是( )。
A.氧气B.稀有气体C.一氧化碳D.干冰
05 强化提升
一、选择题
1.如图所示:甲瓶中盛放的是浓硫酸(可吸收水蒸气),乙瓶中盛放的是用石蕊试液染成紫色的干燥小花。甲同学关闭阀门Ⅰ,打开阀门Ⅱ,通入潮湿的二氧化碳观察紫色小花的颜色;乙同学关闭阀门Ⅱ,打开阀门Ⅰ,通入潮湿的二氧化碳观察紫色小花的颜色。甲、乙两位同学观察到的紫色小花的颜色分别是 ( )
A.不变色、变红色B.变红色、不变色
C.变红色、变红色D.不变色、不变色
2.某兴趣小组利用如图所示装置对二氧化碳的性质进行探究,下列说法错误的是( )
A.B处现象说明二氧化碳能使紫色石蕊试液变红
B.C处溶液变浑浊,是因为生成了不溶于水的碳酸钙
C.D处的实验现象是矮蜡烛先熄灭,高蜡烛后熄灭
D.D处现象说明二氧化碳不可燃,不助燃,密度比空气大
3.证明碳酸饮料中含有 CO2 气体,最合理的做法是 ( )
A.将燃着的木条伸进碳酸饮料中,观察是否熄灭
B.用手在瓶口轻轻扇动,闻有无刺激性气味
C.振荡碳酸饮料瓶,观察瓶子是否变扁
D.振荡碳酸饮料瓶,将喷出的气体通入澄清石灰水,观察澄清石灰水是否变浑浊
4.如图是研究二氧化碳性质的创新实验,①③为湿润的紫色石蕊试纸,②为干燥的紫色石蕊试纸。下列说法正确的是 ( )
A.装置 A 中滴加的稀盐酸可用稀硫酸代替,使实验现象更明显
B.装置B 中能说明二氧化碳密度比空气大的现象是③比①先变红
C.装置 B 中①③变红、②不变红,说明二氧化碳能使紫色石蕊试纸变红
D.装置C 中点燃的蜡烛自上而下熄灭,只能说明CO2不支持燃烧
5.下列是某兴趣小组制取二氧化碳,收集并检验该气体的有关实验操作,其中错误的是( )
A.图甲中推动注射器活塞时,长颈漏斗下端液面上升,说明气密性良好
B.图乙中长颈漏斗下端要伸入液面以下,是为了防止气体逸出
C.图丙装置中植物油的作用是防止二氧化碳气体溶于水
D.图丁中为了检验二氧化碳气体,滴入的试剂为氢氧化钠溶液
6.2021年9月24日,中科院天津工业所在国际期刊《科学》上发表了一篇文章,宣布中国在国际上首次利用二氧化碳合成出与自然淀粉在结构上没有区别的合成淀粉。该项研究成果的价值不包括( )
A.可以节约耕地资源
B.能减少臭氧层破坏和 PM2.5 危害
C.能缓解人类粮食短缺问题
D.有利于缓解温室效应
7.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不正确的是( )
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
8.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.
9.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
10.某兴趣小组改进了教材中二氧化碳的制取和性质探究的实验装置,用如图所示装置可以同时进行二氧化碳的制取和性质探究。下列关于该实验的说法中,不正确的是 ( )
A.浸有紫色石蕊试液的棉花会变红
B.移动粗铜丝能控制反应的发生和停止
C.产生的二氧化碳可以用浓硫酸来干燥
D.能验证二氧化碳的密度比空气大
11.在锥形瓶甲中放入10g块状纯净的碳酸钙,在锥形瓶乙中放入10g 粉末状纯净的碳酸钙,分别同时加入等质量、同浓度的稀盐酸(足量)。下列对该实验产生气体的质量与反应时间的关系,描述合理的是( )
A.B.
C.D.
12.在实验室制取 CO2 的发生装置中连接压强传感器(如图甲),实验过程中试管内气体压强变化如图乙所示,则图乙中表示石灰石与盐酸脱离接触的是下列哪一段 ( )
A.abB.bcC.cdD.bd
13.小科利用下列装置对CO2 进行处理,其中不能达到实验目的的是 ( )
A.干燥CO2气体B.收集CO2 气体
C.吸收CO2气体D.检验CO2气体
14.实验室制备并收集二氧化碳,通常有以下操作步骤:①检查装置的气密性;②连接装置;③装入大理石:④加入稀盐酸:⑤收集气体:⑥验满。排列顺序正确的是( )
A.①②③④⑤⑥B.②①④③②⑥
C.②①③④⑤⑥D.②③④①⑤⑥
15.如图所示,实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动,瓶口密封,忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响.经数小时实验后,U形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况( )
A.A处下降,B处上升B.A、B两处都下降
C.A处上升,B处下降D.A、B两处都不变
二、填空题
16.二氧化碳的性质探究历经了几百年,凝聚了几代科学家的智慧。
(1)1766年,卡文迪许发现CO2能溶于水。可用图甲所示装置验证该性质,用软塑料瓶收集一瓶CO2,向其中加入约 容积的水,立即拧紧瓶盖,振荡后观察到 。若将水换成澄清石灰水,还将观察到的现象是 ,发生反应的化学方程式为 。
(2)1774 年,伯格曼研究了 CO2与 H2O 的反应。可用图乙所示装置验证该反应,变色的是试纸 (填“1”“2”或“3”)。
(3)1834年,奇洛列制备了干冰。从微观角度分析,用二氧化碳气体制备干冰改变的是 。
17.请分析回答下列问题。
(1)请你和小明一起进行实验室制取二氧化碳的药品选择的探究实验。小明对三组药品进行了研究,实验记录如下:
从制备和 的角度分析,一般选择第①组药品;对比①②两组实验,能够得出的结论是 。
(2)利用如图所示装置进行二氧化碳的制备和性质探究实验。
实验进行一段时间后,Y形管右端可以观察到的现象是 ,发生反应的化学方程式为 ,被紫色石蕊试液浸湿的纸质小花的颜色变化为 ,若将 的木条从干燥管的上端管口伸入管内,可以看到 ,说明二氧化碳具有 的性质。
18. 某学习小组设计如下实验验证CO2 的性质。用3个充满CO2的250 mL的烧瓶进行实验,实验装置如图甲所示,同时迅速将注射器内液体(分别为水、澄清石灰水、40%氢氧化钠溶液)全部注入各自烧瓶中;一段时间后,同时振荡三个烧瓶。得到如图乙所示的烧瓶内压强与时间的关系曲线图。回答下列问题。
(1)曲线2对应发生反应的化学方程式为 。
(2)根据图乙可得出的结论是____(填序号)。
A.二氧化碳能与水发生反应
B.二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应
C.40%氢氧化钠溶液比澄清石灰水更适合用于吸收二氧化碳
19.小科开展了二氧化碳的制取和部分性质检验实验。
(1)装置A 中仪器①的名称是 ;收集二氧化碳应选择装置 (填序号),理由是 。
(2)小科采用装置E,用澄清石灰水来检验二氧化碳气体性质,发生反应的化学方程式是 。
20.实验室常用稀盐酸和石灰石反应制取二氧化碳。
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)图甲表示加入药品前的一个操作,其目的是 。
(3)检验生成的气体是二氧化碳的方法是 。
(4)实验室通常不选用稀硫酸和石灰石反应制取二氧化碳,因为生成的微溶物硫酸钙会阻碍反应的进一步进行。某小组经研究,用图乙所示方法成功制得了大量CO2(反应物为稀硫酸和石灰石)。
推测:在稀硫酸中加入氯化铵并对溶液加热的目的都是 。
21.二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
22.实验室常用大理石(主要成分是CaCO3)与稀盐酸制取二氧化碳。请回答:
(1)①图1是两种气体发生装置,各有优缺点。选择其中一种并说明所选装置的优点: ;
②检查装置A的气密性时,将右侧导管浸入水中,用手捂住试管,观察到 ,说明气密性良好。
(2)在完成气密性检查后,装入药品,反应产生气体。用向上排空气法收集气体,验满时,将燃着的小木条放在集气瓶口,小木条熄灭。从燃烧条件看,小木条熄灭是由于 。
(3)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2,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。
23.结合下列实验装置示意图,请回答下列问题。
(1)写出仪器a的名称: 。
(2)实验室制取并检验CO2 时,气体应从 C装置的 (填字母)端管口通入。
(3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气,发生反应的化学方程式为 ,用此原理制取的氧气中含有水蒸气,若要制备并收集干燥的氧气,需要的实验装置组合是 (填字母)。
24.如图是实验室制备气体的常见装置,请回答下列问题:
(1)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳,选用的实验装置是 (填字母),反应的化学方程式为 。
(2)小明用排水法收集了一瓶氧气,测得氧气的纯度偏低,原因可能是____(多选,填字母)。
A.收集气体前,集气瓶没有注满水
B.导管口开始有气泡冒出,立刻收集
C.收集气体后,集气瓶中仍有少量水
(3)Cl2是一种密度比空气大、能溶于水的气体,实验室制取Cl2的化学方程式为:MnO2+4HCI(浓) MnCl2+Cl2 ↑+2H2O。下列对制取气体的分析,正确的是____(可多选)。
A.制取CO2和Cl2的发生装置相同
B.用D装置收集Cl2时,Cl2应从a端进入
C.制取Cl2的反应中,MnO2是催化剂
D.用E装置收集O2时,O2应从d管导入
25.小科开展了二氧化碳的制取和部分性质的实验:
(1)A中仪器①的名称是: ;实验室检查制备CO2 装置气密性的具体操作是:先关闭止水夹,从①上端注水,使之下端浸在水中,继续加水形成一段水柱,若观察到 的现象则证明该装置气密性良好。
(2)收集二氧化碳应选择图中 (填字母)装置。
(3)E装置是用澄清石灰水来鉴定二氧化碳气体性质,它发生反应的化学方程式是 。
三、实验与探究题
26.某同学利用图甲装置开展了二氧化碳气体制取及性质探究实验。
(1)【实验原理】
(2)【气体制取】
检查图甲装置气密性是在添加试剂 (填“前”或“后”)。
【拓展探究】对于能否采用排水法收集二氧化碳的问题,他开展了如下探究。
①取三个相同规格的集气瓶,一个集气瓶装满空气,另外两个集气瓶分别利用向上排空气法和排水法装满二氧化碳,在表中记录集气瓶装满气体所需的时间。
②将三个集气瓶分别倒扣在盛有水的水槽中,如图乙所示,一段时间后,分别测量压入水量(压入水的体积占集气瓶容积的比例),结果如表所示。
(3)【实验反思】
解释:利用向上排空气法和排水法装满二氧化碳气体的集气瓶倒扣在水槽中,24 h 后均有水进入集气瓶内的原因是 。
(4)分析实验结果可知,利用排水法收集二氧化碳的优点为 。
27.某同学在实验室制取 CO2并进行研究。
(1)该同学拟用块状石灰石制 CO2。用如图甲所示仪器组装一套可以随时添加液体试剂的发生装置,需要用到的仪器有 (填字母)。
(2)如图乙所示,进行验证CO2 能与水反应生成酸性物质的实验。
①试管中的物质X为 。
②通入CO2后可观察到的现象为 。
(3)收集 CO2时,常用燃着的木条放在集气瓶口验满。木条熄灭,CO2真的集满了吗?如图丙,向三颈烧瓶中持续通 CO2,测定瓶内氧气体积分数的变化情况,并用燃着的木条置于瓶口观察其是否熄灭,结果如图丁所示。
①如图丙中,通CO2导管的末端应处于 (填“A”或“B”)位置。
②如图丁所示 C 点处燃着的木条熄灭,此时三颈烧瓶内 CO2的体积分数约为 。
28.某校科学研究小组同学开展“二氧化碳的制取与性质”的实验探究。
【实验原理】
【收集装置】
(1)结合CO2气体的性质,图Ⅰ的收集装置中可用于收集气体的有 。
(2)【实验探究】实验室用大理石而不用碳酸钠制取气体的原因探究。
【作出假设】可能是因为碳酸钠、大理石和稀盐酸反应产生二氧化碳气体的快慢不同。
【设计与实验】小实设计的实验如图Ⅱ所示。他通过比较相同时间内气球变大的程度来比较反应的快慢。
小妍对小实的实验设计过程提出了质疑:①稀盐酸的溶质质量分数和用量未控制相同。② 。小组同学在老师指导下修正完善后,重新设计了如图Ⅲ所示的实验。(注:压强传感器可以检测广口瓶中'气体压强大小,在实验过程中检测到广口瓶内压强随时间变化如图Ⅳ所示。)
(3)【实验结论】
分析图Ⅳ所示的实验数据可得到的结论是:相同条件下,碳酸钠和稀盐酸反应产生二氧化碳气体较快,判断依据是 。
(4)【拓展与提高】
结合所学知识分析图Ⅲ实验装置中使用连通管的原因可能是 。
四、综合题
29.如图,小舟制作了一个简易泡沫灭火器,为增加泡沫量,添加少量不参与反应的发泡剂。
(1)使用灭火器时,只需将装置倒置,浓盐酸与碳酸钠反应后喷出大量含有CO2的泡沫,当泡沫“粘附”在燃烧物表面后,起到隔绝 作用,即可灭火。选用CO2作为灭火气体是因为该气体具有的性质是 。
(2)制作成本也是须考虑的重要指标。将含有10.6克溶质的饱和碳酸钠溶液装入吸滤瓶,理论上需要质量分数为36.5%的浓盐酸多少克,才能恰好完全反应。(已知;Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑)
30.在学习了二氧化碳的制取之后,学校开展项目化活动“制作简易灭火器”,同时针对该项目设计了评价表。
小科利用饮料瓶、漏斗、铜丝、10g大理石碎片、10%稀硫酸等材料制作了图甲装置。
(1)查阅资料发现:硫酸钙微溶于水。根据评价表,该装置指标一被评为 。
(2)某次实验室铜丝丢失。于是小科找来了一根铁丝作为替代。他的做法是否可行,请说明理由 。
(3)小科换用稀盐酸进行实验最终制得二氧化碳3.3克,求大理石中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)
(4)为了使装置甲指标二达到“优秀”,图乙中设计思路可以借鉴组有 。 (可多选)
31.如图是实验室制取气体的常见装置。请根据要求回答相关问题。
(1)实验室常用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳,该反应的化学方程式为 ,可选用A 或B 为发生装置,其中B装置的优点为 。
(2)收集二氧化碳和氧气均可选用同一装置,选择并简述原因: 。若用该装置收集二氧化碳,验满的方法是 ,可以使用 检验二氧化碳。不能用E装置收集二氧化碳的原因是 。
(3)工业上,高温煅烧石灰石(主要成分为碳酸钙)可制得二氧化碳,发生反应的化学方程式是 ,不选择该方法用于实验室制取二氧化碳的原因是 (写一条即可)。
(4)若利用含100t碳酸钙的石灰石高温煅烧制取二氧化碳(不考虑气体的散失),试计算可获得二氧化碳的质量为多少吨?
32.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。图甲是实验室制取并检验CO2的装置,图乙是对图甲实验装置的“微型”化改进后的装置。
(1)图乙中微型塑料滴管在实验中的作用与图甲中的 (填仪器名称)相同。
(2)图乙中的实验现象是 。
(3)通常用甲装置完成该实验需要的盐酸是“微型”实验装置用量的10倍,“微型”实验装置具有的优点是 。
(4)用乙装置完成“制取并检验CO2”的实验,消耗了1.46g10%的盐酸。请计算实验过程中产生CO2的质量(写出计算过程)。
33.实验室制取CO2时,选择合适溶质质量分数的盐酸,有利于减少盐酸的浪费。小科分别取100克溶质质量分数为7.3%、14.6%、21.9%的盐酸与足量的石灰石进行了三组实验,实验中每2分钟用电子天平测量生成的CO2质量,数据记录见表,并计算盐酸利用率(盐酸利用率是指收集到的气体质量理论上所需要的盐酸量与实际消耗的盐酸总量的比值)。
请根据上述信息回答问题:
(1)小科在实验过程中发现,利用7.3%稀盐酸制取CO2时,第6~18分钟时反应速度不断减慢,其主要原因是 。
(2)小科用100克21.9%盐酸进行实验,可计算得到盐酸的利用率是多少?
(3)实验中,小科发现盐酸的浓度越大,生成二氧化碳的质量越少。小科猜想这可能跟盐酸的性质有关。为进一步验证自己的猜想,小科通过实验进行检验,他选择AgNO3溶液放入装置B,实验中观察到 B中出现白色沉淀。请你根据实验现象解释盐酸的浓度越大,生成二氧化碳的质量越少的原因: 。
34.某学校的学习小组对当地的石灰石矿区进行调查,测定石灰石中碳酸钙的质量分数,采用的方法如下:取该石灰石样品16g,把80g稀盐酸分四次加入,测量过程所得数据见下表(已知石灰石样品中含有的二氧化硅等杂质不溶于水,不与稀盐酸反应)。请计算:
(1)上表中n的数值为 。
(2)样品中碳酸钙的质量分数是 。
(3)求盐酸中溶质的质量分数。
35.海螵蛸是一味中药,其主要成分是碳酸钙(杂质不可溶于水也不与稀盐酸反应),为了测定海螺蛸中碳酸钙的质量分数,某科学兴趣小组用如图装置进行实验:称取5克海螵蛸粉末样品放入装置B,通过分液漏斗,将100克稀盐酸分4次加入。每次反应当装置B中反应停止后,鼓入一定量的空气,再记录装置D 中质量,得到数据如下表:
(1)装置C用于干燥气体,C中所盛试剂可以是 。
(2)每次反应结束后鼓入一定量的空气,其目的是 。
(3)计算海螵蛸中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程
36.科学实验提倡绿色环保,对实验装置进行微型改进是一条很好的途径。如图甲是制取并检验 的装置,图乙是对图甲实验装置微型化改进后的装置。
(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。
(2)实验过程中,乙装置W型玻璃管里的现象有 。
某同学用图甲装置进行实验,锥形瓶B 中石灰石的质量随加入稀盐酸质量的变化情况如图丙所示。求:
(3)15克石灰石最多产生CO2气体的质量;
(4)所加入稀盐酸的溶质质量分数。
37.实验室用块状碳酸钙和稀盐酸反应制取二氧化碳。为了确定碳酸钙和稀盐酸反应后所得溶液的成分,小塘取用100克该溶液向其中逐渐加入一定质量分数的碳酸钠溶液,得到沉淀质量与所加碳酸钠溶液质量的关系如下表所示:
分析数据并回答:
(1)碳酸钙和稀盐酸反应后的溶液中含有的溶质有 (填化学式)。
(2) 表格中X为 。
(3)请计算碳酸钠溶液的溶质质量分数。(请写出过程)
(4)在坐标图中画出产生沉淀质量随加入碳酸钠溶液质量的变化曲线。
38.小柯想测定实验室制二氧化碳的石灰石中碳酸钙的质量分数,采用了如下方法:称取该石灰石样品20g,把100g稀盐酸分五次加入,测量过程所得数据见下表(已知石灰石样品中的杂质不溶于水,不与稀盐酸反应)。请计算:
(1)上表中a的数值为 。
(2)样品中碳酸钙的质量分数。
(3)第3次实验结束时所得溶液溶质质量分数。(计算结果精确到0.1%)
39.小明想测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数。他先将10g样品放入锥形瓶中,再逐滴加入稀盐酸充分反应(如右图所示)。反应过程中测得滴加稀盐酸的总质量与充分反应后锥形瓶内剩余物质总质量的数据如下表所示。(该石灰石中杂质不溶解于水,也不与酸反应)
(1)10g该石灰石样品与稀盐酸恰好完全反应时,产生二氧化碳的总质量是 g,消耗的稀盐酸的总质量是 g。
(2)该样品中碳酸钙的质量分数为多少? (写出计算过程)
(3)这种测定方法产生误差的原因可能是 (写1条)。
40. 某科学兴趣小组为测定大理石中碳酸钙的含量,进行如图甲所示的实验。
将过量的稀盐酸加入20g大理石中(其他成分不与盐酸反应),把产生的( 气体用足量的烧碱溶液吸收,同时测量C瓶烧碱溶液增加的质量,结果如下表所示:
(1) 上表中,第10 min时,x= 。
(2) 大理石样品中碳酸钙的质量分数为 。
(3) 请在如图乙所示的坐标纸上,以时间为横坐标,以产生( 气体的质量为纵坐标,画出能够表明产生气体的质量随时间变化规律的关系曲线。
(4) B中所装药品为碳酸氢钠溶液,作用是吸收挥发出的 HCl气体,该装置使测量结果 (填“偏大”“偏小”或“没有影响”)。
41.某化肥厂需大量二氧化碳生产化肥,欲购进一批石灰石(主要成分碳酸钙,其中杂质不参加反应,也不溶于水),厂家到产地取样分析以确定价格。他们取样2克,并把20克稀盐酸分四次加入,充分反应后,每次剩余固体质量见下表:
试计算:
(1)2克石灰石样品中含有杂质的质量是 克。
(2)石灰石样品中碳酸钙的质量分数是多少?
(3)所用稀盐酸中氯化氢的质量分数是多少?
42.小明要测定人造大理石样品中碳酸钙的质量分数,他在烧杯中放入5g人造大理石样品,将40g质量分数为7.3%的稀盐酸分四次加入。整个实验过程中剩余固体质量与所加稀盐酸质量关系如图所示(杂质不溶于水且不与稀盐酸反应)。请回答下列问题:
(1)用化学方程式表示上述反应的原理 ;
(2)盐酸全部加入后烧杯中溶液的溶质是 ;
(3)求制备40g质量分数为7.3%的稀盐酸时需质量分数为14.6%的盐酸的质量。
(4)求样品中碳酸钙的质量分数。
43.如图甲所示,在锥形瓶中放入石灰石12.5克(主要成分为碳酸钙,杂质既不与盐酸反应,也不溶解于水),加入足量稀盐酸充分反应,锥形瓶总质量随时间变化如图乙所示。请计算:
(1)生成二氧化碳的质量为 克;
(2)石灰石样品中碳酸钙的质量分数是多少 ?
44.实验室制取二氧化碳时,选择合适溶质质量分数的盐酸,有利于减少盐酸的浪费。小博分别取100克溶质质量分数为7.3%、14.6%、21.9%的盐酸与足量的石灰石进行了三组实验,实验中每2分钟用电子天平测量生成的二氧化碳质量,数据记录见表。
请根据上述信息回答问题:
(1)小博推测表中a的值小于2.58,结合以上数据,分析原因 。
(2)小博用100克溶质质量分数为21.9%的盐酸进行实验,充分实验后,请计算盐酸溶液的实际用量(保留2位小数)。
(3)小博猜想盐酸的浪费可能跟盐酸的性质有关,为进一步验证自己的猜想,他设计了如
下装置加以检验,并记录下表数据。则m1,m2,m3的大小关系为 。
45.四位同学暑假去风景区游玩,带回了几小块石灰石样品。为了检测样品中碳酸钙的含量,甲、乙、丙、丁四位同学用浓度相同的稀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:
试回答:
(1)四位同学里面, 同学的石灰石样品完全反应了;12.0g石灰石样品与 g稀盐酸恰好完全反应;
(2)样品中碳酸钙的质量分数为多少?(写出计算过程)
(3)请在图中大致画出生成气体的质量与加入稀盐酸质量的变化关系(标注必要的数值)。
46.小科探究蛋壳能否促进植物生长后,想要进一步测定鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数,假设鸡蛋壳中其它的杂质不与盐酸反应。小科取了10克鸡蛋壳样品放入装置A,将50克稀盐酸平均分成5等份,逐次加入烧瓶中进行实验,得到相关数据如下表所示。请回答:
(1)10克鸡蛋壳样品完全反应后产生的二氧化碳质量是 克;
(2)如果去掉装置B,测量结果将会 (选填“偏大”或“偏小”);
(3)求10克鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量分数.
47.鸡蛋是我们生活中最常见也是补充蛋白质最方便的食物来源。其蛋壳的主要成分是碳酸钙。某科学兴趣小组取25g鸡蛋壳于烧杯中,缓慢加入稀盐酸(杂质不溶于水,也不与稀盐酸反应),剩余固体质量与加入稀盐酸的质量关系如图所示。请根据要求完成下列问题:
(碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O)
(1)实验时当观察到 现象时,说明鸡蛋壳已完全反应;
(2)加入200g稀盐酸时,烧杯内溶液中的溶质有 。(写化学式)
(3)当鸡蛋壳恰好完全反应时,请计算产生CO2的质量及所得溶液的溶质质量分数。
组别
药品
实验现象
①
块状石灰石和稀盐酸
产生气泡速率适中
②
石灰石粉末和稀盐酸
产生气泡速率很快
③
碳酸钠粉末和稀盐酸
产生气泡速率很快
气体样本
空气
向上排空气法收集的CO2
排水法收集的CO2
装满气体所需时间/s
一
72
43
5min后压入水量
几乎为零
0.5%
0.6%
24 h 后压入水量
几乎为零
47%
90%
“自制灭火器”评价表(节选)
评价指标
优秀
合格
待改进
指标一
能连续产生气体
能产生少量气体
不能产生气体
指标二
既能控制反应应是否进行又能控制反应速度
能控制反应应是否进行但不能控制反应速度
不能控制反应是否进行
时间/分
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
7.3%稀盐酸生成的质量/克
0
0.65
1.06
1.40
1.66
1.90
2.10
2.25
2.34
2.40
14.6%稀盐酸生成的质量/克
0
1.02
1.66
1.97
2.12
2.22
2.28
2.30
2.30
2.30
21.9%稀盐酸生成的质量/克
0
1.35
1.96
2.08
2.16
2.20
2.20
2.20
2.20
2.20
序号
加入稀盐酸的质量/g
剩余固体的质量/g
第1次
20
11
第2次
20
6
第3次
20
2.8
第4次
20
n
次数
1
2
3
4
加稀盐酸的质量/克
25
25
25
25
装置D的总质量/克
89.50
90.08
90.66
90.68
加入 Na2CO3溶液的质量/克
20
40
60
80
100
120
生成沉淀的质量/克
0
1
3
5
6
x
序号
1
2
3
4
5
加入稀盐酸的质量/g
20
20
20
20
20
剩余固体的质量/g
15
a
5
2.8
2.8
加入稀盐酸的总质量/g
0
10
25
35
锥形瓶内剩余物质总质量/g
10.00
19.12
32.80
42.36
时间/ min
0
2
4
6
8
10
12
C装置增加质量/g
0
3.0
5.0
6.0
6.6
x
6.6
稀盐酸的用量
第一次加入5克
第二次再加入5克
第三次再加入5克
第四次再加入5克
剩余固体的质量
1.4克
0.8克
0.4克
0.4克
组别
时间/分
0
4
8
12
16
20
1
7.3%盐酸生成的CO2质量/克
0
1.06
1.66
2.10
2.34
a
2
14.6%盐酸生成的CO2质量/克
0
1.66
2.12
2.28
2.30
2.30
3
21.9%盐酸生成的CO2质量/克
0
1.96
2.16
2.20
2.20
2.20
甲同学
乙同学
丙同学
丁同学
所取石灰石样品的质量(g)
12.0
12.0
12.0
12.0
加入盐酸的质量(g)烧杯中
10.0
20.0
30.0
40.0
剩余物质的总质量(g)
21.0
30.0
39.0
48.7
序号
反应前
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
加入稀盐酸溶液质量/克
10
10
10
10
10
C装置中溶液总质量/克
100.00
101.10
102.20
103.30
103.96
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