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实验活动3 二氧化碳的实验室制取与性质
教学目标 1.练习实验室里制取二氧化碳和用向上排空气法收集气体。2.加深对二氧化碳性质的认识。
重点和难点 重点：实验室制取二氧化碳的实验探究。
◆知识点一 实验室制取二氧化碳
【实验用品】
实验仪器 烧杯、试管、集气瓶、量筒、玻璃导管、乳胶管、带导管的单孔橡胶塞、铁架台(带铁夹)、试管夹、玻璃片、酒精灯、镊子、火柴
实验试剂 石灰石(或大理石)、稀盐酸、澄清石灰水、石蕊溶液、蜡烛、木条、蒸馏水
实验用品 胶头滴管、镊子、试管刷
【实验内容】
1.制取二氧化碳
2.二氧化碳的性质
实验目的 实验内容 实验现象 实验结论
（1）验证二氧化碳的密度比空气大，不燃烧、不支持燃烧 蜡烛熄灭 二氧化碳密度比空气大，不能燃烧，也不支持燃烧
（2）验证二氧化碳能与水反应 通入二氧化碳的试管中溶液由紫色变成红色，加热后溶液由红色又变成紫色 ①CO2能与水反应生成H2CO3:CO2+H2O===H2CO3;②H2CO3不稳定，易分解：H2CO3H2O+CO2↑
（3）验证二氧化碳与澄清石灰水反应 澄清石灰水变浑浊 二氧化碳能与澄清石灰水反应，使澄清石灰水变浑浊：CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
（4）验证二氧化碳能溶于水 方案一： 塑料瓶变瘪 二氧化碳能溶于水
方案二：将一集满二氧化碳的试管倒扣在水槽里 试管内液面上升
【整理洗涤】
实验完毕，洗涤仪器，整理摆放整齐，擦干净实验台面。
即学即练
1.化学实验是学习和研究化学的重要途径。
I．二氧化碳的实验室制取与性质
（1）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，选用的发生装置的组合是 (填字母)；发生反应的化学方程式为 。
（2）若用G装置收集，应从 (填“a”或“b”)端进气；要检查二氧化碳是否已经收集满，方法是 。
（3）下列是验证二氧化碳性质的实验。
实验装置 实验现象 实验结论
装置一： 具有不可燃、不支持燃烧，且密度比空气大的性质
装置二： 甲中纸花不变色，乙中纸花变红色
考点一 实验室制取二氧化碳的实验探究
【例1】已知可以用块状碳酸钙与稀盐酸混合制备二氧化碳，二氧化碳能溶于水，也能与水反应。如图是某兴趣小组制备、收集并检验二氧化碳气体的有关实验操作，其中不正确的是
A．推动注射器时，长颈漏斗下端有稳定的水柱产生，说明气密性良好
B．向竖直放置的锥形瓶中加入大理石
C．可以测出收集二氧化碳的体积，植物油是为了防止二氧化碳气体溶于水
D．为了检验二氧化碳气体，滴入的试剂为澄清石灰水
【变式1-1】小明在实验室制取二氧化碳并探究其性质。
信息：①盐酸具有挥发性；CaSO4微溶于水；
②质量一定的气体，其体积与温度成正比、与压强成反比；
③各装置气密性良好。
【选择试剂】
组别 试剂 实验现象
① 粉末状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率很快
② 块状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率均匀适中
③ 块状石灰石和稀硫酸 产生气泡速率缓慢并逐渐消失
（1）书写实验室制备二氧化碳的化学方程式 。
（2）对照实验①②，是探究 对制取CO2产生的影响。
（3）根据实验③中的现象，其原因是 。
结论：从制取和收集角度分析，选择第②组方案进一步探究。
【定性探究】
（4）检验二氧化碳：按顺序组合装置A和B，B中现象用化学方程式表示 。
（5）收集二氧化碳：按顺序组合装置A和C，A连接 (选“a”或“b”)，验满方法是 。
（6）装置改进：用装置D替代装置A．装置D主要优点有 (任写一条)。
【定量分析】
（7）测定二氧化碳体积：按顺序组合装置A和E．待反应完全，装置冷却至室温，此时装置E两端液面左低右高，再调节装置E两端液面相平，若无调平操作，则测得的二氧化碳体积 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)；读数：反应前水溶液刻度在50mL处，最终读数如图F所示，则收集CO2气体约 mL；有同学认为用装置E测量CO2体积依然不严谨，理由是 。
【变式1-2】请你根据所学知识并结合下图所示装置回答下列问题。
（1）写出图中标有1、2的仪器名称：① ；② 。
（2）用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ，发生装置应选 ，若收集氧气选择装置E，什么时候开始收集最佳？ ，集满氧气的集气瓶应 （填“正”或“倒”）放在桌面上，停止制气时应进行的操作是 。
（3）装置B和装置C相比较，装置C的优点是 。
（4）晓华同学用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳气体，他应选择的发生装置是 ，收集装置是 ，化学方程式为 。
【变式1-3】实验室用碳酸钙和稀盐酸制取二氧化碳。
（1）写出该化学方程式 。
（2）利用数据传感技术探究上述反应的速率，实验装置如图所示。
①对比分析a点和b点，表示块状碳酸钙与稀盐酸反应的是曲线 (选填：甲或乙)。
②欲探究盐酸的浓度对反应速率的影响，可将方案的设计进行改进，请写出你的改进方案和记录的现象： 。
（3）如果选用甲曲线对应的实验原理制取二氧化碳，为达到反应平稳发生的目的，应选用的发生装置是_____(选填编号)。
A． B．
（4）收集并检验二氧化碳。用如图装置收集时，空气从 (选填“x”或“y”)端排出。
检验二氧化碳用 试剂，写出检验时反应的化学方程式 。
考点二 二氧化碳的性质探究
【例2】用二氧化碳进行如下图实验，回答问题。
（1）图1中的现象是 ，说明二氧化碳具有的性质是 。
（2）图2中观察到 ，将变色的石蕊试纸取出，加热一段时间，试纸重新变成紫色，原因是 (用化学方程式表示)。
（3）图3取下橡胶塞，观察到 ；反应的化学方程式为 。
（4）上述实验说明二氧化碳具有的化学性质是 (写一条)。
【变式2-1】实验室里现有氯酸钾、二氧化锰、稀硫酸、石灰石和稀盐酸，以及下列仪器：
（1）写出仪器的名称⑧ 。
（2）利用上述仪器和药品可以制取并收集二氧化碳，你选择的仪器是 （选填①-⑧）验满的方法是 。
（3）若补充一种仪器 （填仪器名称），再利用上述仪器和药品还可以制取氧气，你选择的仪器是 （选填①-⑧）反应的化学方程式是 。
（4）实验室用装满水的⑨装置来收集并测量氢气的体积，则气体应从 端进入。若选择⑨装置检验二氧化碳，则装置内发生反应的化学方程式 。
（5）⑩装置是用来验证二氧化碳的性质的装置。图中a、c为用紫色石蕊溶液润湿的小纸花，b为紫色石蕊溶液染成的干燥小纸花，能说明二氧化碳的密度大于空气且能与水反应的现象是 。
【变式2-2】用下图所示装置探究二氧化碳的性质，请回答下列问题：
（1）A中的实验现象说明具有的化学性质是 。
（2）B中的现象是 ，发生反应的化学方程式为 。
（3）C装置中，将二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液，观察到紫色石蕊溶液变红，请解释其原因： 。D装置中，加热含紫色石蕊的碳酸溶液，观察到溶液由红色变为紫色，该现象说明碳酸 。
【变式2-3】根据下列实验装置回答问题。
（1）图中仪器①的名称为 。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选择的发生装置是 （填字母）。
（3）用C装置收集氧气，验满的方法是 。
（4）如图D所示，向一个收集满气体的软塑料瓶中加入约体积的滴有紫色石蕊溶液的蒸馏水，立即拧紧瓶塞，振荡，观察到软塑料瓶变瘪， 。
基础达标
1．实验室制取二氧化碳并探究其性质的部分实验如图所示。下列做法正确的是
A．检查气密性 B．制备气体
C．收集气体 D．探究C能否与水反应
2．化学是以实验为基础的学科，下列实验室制取CO2的实验操作正确的是
A．CO2的制取 B．CO2的验满
C．CO2的收集 D．CO2的检验
3．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”的实验操作正确的是
A．药品选择 B．制取装置
C．检验CO2 D．收集CO2
4．下列有关验证二氧化碳性质的实验中，不能证明二氧化碳化学性质的是
A． B．
C． D．
5．为探究二氧化碳的性质设计了如图所示的实验装置。下列说法正确的是
A．两朵紫色石蕊纸花均变色
B．实验后用热吹风机烘干湿润的石蕊纸花，纸花颜色不变
C．两支蜡烛均熄灭，说明二氧化碳能灭火
D．该实验只能证明二氧化碳的化学性质
6．设计实验方案，分析实验原理，解决实验问题，是化学独特的学科思想。认真分析以下实验，其中能达到实验目的的是
A．测定空气中氧气的含量
B．验证二氧化碳与水反应
C．加热高锰酸钾制取氧气
D．验证质量守恒定律
7．在甲、乙两个等体积的软塑料瓶中，分别盛有等体积的滴有紫色石蕊溶液的水，用图示两种方法收集满二氧化碳后，旋紧瓶盖振荡，则观察到的现象是
A．甲瓶没有任何变化，乙瓶紫色石蕊溶液变红
B．甲、乙两瓶紫色石蕊溶液均变红，乙瓶变瘪
C．甲、乙两瓶紫色石蕊溶液均变红，甲瓶变瘪
D．甲瓶变瘪，乙瓶紫色石蕊溶液变红
8．某兴趣小组在实验室制取CO2的发生装置中，连接上压强传感器，如图一。测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图二。下列说法正确的是
A．ab段试管中液面逐渐下降 B．bc段石灰石反应完全
C．c点对应的操作是关闭弹簧夹 D．图像所示过程中一直生成二氧化碳气体
9．CO2的制备和性质，下列说法不正确的是
A．反应过程中若关闭B装置中的活塞，可观察到长颈漏斗中液体上升
B．验证C装置中二氧化碳已收集满，燃着木条应放在m口
C．等体积的三瓶CO2，分别注入等体积的三种不同浓度的NaOH溶液，振荡使氢氧化钠溶液与二氧化碳立刻反应，数据如图2，其他条件一致，氢氧化钠溶液浓度越大，吸收CO2效果越好
D．用图3测定生成二氧化碳体积，有气泡产生就马上收集，才能准确测定产生气体的体积
综合应用
10．结合下列实验装置，回答有关问题。
（1）写出图中仪器名称：① ；② 。
（2）现用高锰酸钾制取一瓶较纯净的氧气，可选用的装置是 ，发生反应的化学方程式为 。
（3）实验室用装置A制取氧气，A与C装置比较，A装置的优点 。
（4）收集二氧化碳选择装置G收集CO2气体时，气体应从 填“a”或“b”端通入。
（5）同学挤压装置G中滴管的胶头，使其中的氢氧化钙溶液滴入锥形瓶，并轻轻振荡，系在导管一端的气球慢慢 (填“胀大”或“缩小”)，反应的方程式为 。
11．根据如图所示装置，回答下列问题。
（1）写出仪器①的名称 。
（2）选用A装置作为实验室制取氧气的发生装置，写出该反应的化学方程式 ，若选用 装置收集的氧气更纯净。
（3）实验室要制取纯净、干燥的二氧化碳气体，选用的装置依次为 。
（4）若将B装置中仪器①换成分液漏斗，则其优点为 。
（5）H装置是一个“万能装置”。若用H装置收集CO2，气体从 （填“a”或“b”）端进入。
（6）图M中，沿烧杯壁倾倒二氧化碳，观察到的现象是 。
（7）如图N所示，打开瓶塞，迅速将烧杯中滴有紫色石蕊试液的蒸馏水倒入矿泉水瓶中并拧紧瓶塞，振荡；可观察到的现象是 ， 。反应的化学方程式为： 。
12．如图是实验室制取气体的常用装置，回答下列问题：
（1）仪器a的名称是： 。
（2）若不提供其它实验用品，只用装置A制取氧气，化学方程式： 。
（3）若用装置C收集氧气，刚开始有气泡产生时不宜立即收集，当 时再开始收集。
（4）实验室制取二氧化碳气体的药品名称： ，写出该反应的化学方程式： 。
（5）组装一套制取并收集二氧化碳的装置，要求能够控制反应速率，应选择 。
（6）实验室常用装置D检验二氧化碳，反应的化学方程式： 。
拓展培优
13．实验探究是学习化学的重要方法。请根据下列实验装置图回答问题。
（1）装置B中仪器①的名称是 。
（2）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，应选用的发生装置是 （填字母序号）。
（3）实验室制取氧气和二氧化碳，均不能选用的收集装置是 。
（4）兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入10mL相同浓度的过氧化氢稀溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图乙中曲线a、b所示。
①结合实验和曲线a、b分析，两种催化剂中催化效率更高的是 。
②从曲线a、b的变化可以看出，过氧化氢分解的反应是 （填“放热”或“吸热”）反应，加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是 s（填“30”“65”或“120”）。
③曲线a、b最终达到相同的压强，说明 。
（5）实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，若要制取2.4g氧气，理论上需要高锰酸钾的质量是多少？（写出计算过程）。
14．化学兴趣小组的同学对“二氧化碳溶于水是否与水发生反应”进行探究。
【提出猜想】
（1）猜想一：二氧化碳溶于水，不与水发生反应；
猜想二： 。
【思路分析】
（2）判断物质间是否发生化学反应的根本依据是 。
（3）我们通常可以通过观察发光、发热等现象判断化学反应的发生。二氧化碳溶于水无明显现象，因此 (填“能”或“不能”)通过直接观察法判断是否发生化学反应。
依据生成物和反应物的不同，通过验证生成物的存在，可间接判断化学反应的发生。
【查阅资料】盐酸、硫酸、醋酸都属于酸类物质。
【设计实验】用四朵由石蕊溶液染成紫色的干燥纸花分别进行图1实验。
（4）实验②的目的是 。
（5）实验①④中纸花变红，②③中纸花不变红。由此可知，猜想 成立；通过对比实验①④还可以得到的结论是 。
（6）另一组同学进行了创新，设计了如图2所示的实验。干冰是固态的二氧化碳，干冰和二氧化碳的化学性质 。实验中能观察到的现象是 。
（7）老师告诉同学们，对于无明显现象的化学反应，还可以通过判断反应物是否减少来分析化学反应是否发生。例如，将图1实验④变红的纸花放置在空气中一段时间，纸花又变紫，相关的化学方程式为 。
15．《蜡烛的化学史》是英国科学家法拉第所著的传世科普经典。学习小组对蜡烛燃烧展开了以下探究。
I.探究蜡烛燃烧的产物
【查阅资料】硫酸铜是一种白色粉末，吸水后变成蓝色。
（1）小组同学设计实验如图所示，请将下列表格补充完整。
实验操作 实验现象 实验结论
澄清石灰水变 ，硫酸铜粉末变 。 蜡烛燃烧的产物中有水和二氧化碳
II.探究密闭集气瓶中蜡烛燃烧时间的影响因素(装置如图所示)。
【实验】6个相同集气瓶中盛有不同配比的氧气、氮气的混合气体，测定6根相同蜡烛在集气瓶中的燃烧时间。
氧气体积分数 10% 20% 40% 60% 80% 100%
燃烧时间/s 0s 12 26 35 30 25
现象 立即熄灭 安静燃烧 剧烈燃烧，烛芯长度变长，蜡烛高度变短
（2）该实验的目的是在其他条件相同时，探究 对蜡烛在集气瓶中燃烧时间的影响。
（3）小组同学认为蜡烛熄灭的原因是氧气完全消耗，结合实验数据判断该说法是否合理： (填“合理”或“不合理”)，理由是 。
答案和解析
教学目标 1.练习实验室里制取二氧化碳和用向上排空气法收集气体。2.加深对二氧化碳性质的认识。
重点和难点 重点：实验室制取二氧化碳的实验探究。
◆知识点一 实验室制取二氧化碳
【实验用品】
实验仪器 烧杯、试管、集气瓶、量筒、玻璃导管、乳胶管、带导管的单孔橡胶塞、铁架台(带铁夹)、试管夹、玻璃片、酒精灯、镊子、火柴
实验试剂 石灰石(或大理石)、稀盐酸、澄清石灰水、石蕊溶液、蜡烛、木条、蒸馏水
实验用品 胶头滴管、镊子、试管刷
【实验内容】
1.制取二氧化碳
2.二氧化碳的性质
实验目的 实验内容 实验现象 实验结论
（1）验证二氧化碳的密度比空气大，不燃烧、不支持燃烧 蜡烛熄灭 二氧化碳密度比空气大，不能燃烧，也不支持燃烧
（2）验证二氧化碳能与水反应 通入二氧化碳的试管中溶液由紫色变成红色，加热后溶液由红色又变成紫色 ①CO2能与水反应生成H2CO3:CO2+H2O===H2CO3;②H2CO3不稳定，易分解：H2CO3H2O+CO2↑
（3）验证二氧化碳与澄清石灰水反应 澄清石灰水变浑浊 二氧化碳能与澄清石灰水反应，使澄清石灰水变浑浊：CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
（4）验证二氧化碳能溶于水 方案一： 塑料瓶变瘪 二氧化碳能溶于水
方案二：将一集满二氧化碳的试管倒扣在水槽里 试管内液面上升
【整理洗涤】
实验完毕，洗涤仪器，整理摆放整齐，擦干净实验台面。
即学即练
1.化学实验是学习和研究化学的重要途径。
I．二氧化碳的实验室制取与性质
（1）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，选用的发生装置的组合是 (填字母)；发生反应的化学方程式为 。
（2）若用G装置收集，应从 (填“a”或“b”)端进气；要检查二氧化碳是否已经收集满，方法是 。
（3）下列是验证二氧化碳性质的实验。
实验装置 实验现象 实验结论
装置一： 具有不可燃、不支持燃烧，且密度比空气大的性质
装置二： 甲中纸花不变色，乙中纸花变红色
【答案】（1）ABC
（2）a 将燃着的木条放在b口处，若木条熄灭，证明已经收集满
（3）蜡烛由下至上依次熄灭(合理即可) 二氧化碳能与水发生反应
【解析】（1）用大理石与稀盐酸制取，是固液常温型反应，组装气体发生装置应选择的仪器是A(锥形瓶)、B(长颈漏斗)和C(带导管的双孔橡皮塞)；大理石中的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：；
（2）若用G装置收集，由于二氧化碳的密度比空气大，应从a端进气，将空气从b端排出；二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，验满的方法为：将燃着的木条放在b口处，若木条熄灭，证明已经收集满；
（3）二氧化碳不可燃也不助燃，且二氧化碳密度比空气大，则装置一的现象为蜡烛由下至上依次熄灭；
二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊变红；装置二中甲中纸花不变色，乙中纸花变红色，说明二氧化碳能和水反应。
考点一 实验室制取二氧化碳的实验探究
【例1】已知可以用块状碳酸钙与稀盐酸混合制备二氧化碳，二氧化碳能溶于水，也能与水反应。如图是某兴趣小组制备、收集并检验二氧化碳气体的有关实验操作，其中不正确的是
A．推动注射器时，长颈漏斗下端有稳定的水柱产生，说明气密性良好
B．向竖直放置的锥形瓶中加入大理石
C．可以测出收集二氧化碳的体积，植物油是为了防止二氧化碳气体溶于水
D．为了检验二氧化碳气体，滴入的试剂为澄清石灰水
【答案】B
【解析】A、推动注射器时，若装置气密性良好，装置内压强增大，长颈漏斗下端会有稳定的水柱产生，操作正确。
B、向锥形瓶中加入块状大理石时，应先将锥形瓶横放，用镊子把大理石放在瓶口，再慢慢将锥形瓶竖起，使大理石滑入瓶底，直接向竖直放置的锥形瓶中加入大理石，易打破锥形瓶，操作错误。
C、该装置通过排水法测二氧化碳体积，植物油可防止二氧化碳溶于水或与水反应，从而准确测量体积，操作正确。
D、检验二氧化碳用澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，说明是二氧化碳，操作正确。
故选B。
【变式1-1】小明在实验室制取二氧化碳并探究其性质。
信息：①盐酸具有挥发性；CaSO4微溶于水；
②质量一定的气体，其体积与温度成正比、与压强成反比；
③各装置气密性良好。
【选择试剂】
组别 试剂 实验现象
① 粉末状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率很快
② 块状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率均匀适中
③ 块状石灰石和稀硫酸 产生气泡速率缓慢并逐渐消失
（1）书写实验室制备二氧化碳的化学方程式 。
（2）对照实验①②，是探究 对制取CO2产生的影响。
（3）根据实验③中的现象，其原因是 。
结论：从制取和收集角度分析，选择第②组方案进一步探究。
【定性探究】
（4）检验二氧化碳：按顺序组合装置A和B，B中现象用化学方程式表示 。
（5）收集二氧化碳：按顺序组合装置A和C，A连接 (选“a”或“b”)，验满方法是 。
（6）装置改进：用装置D替代装置A．装置D主要优点有 (任写一条)。
【定量分析】
（7）测定二氧化碳体积：按顺序组合装置A和E．待反应完全，装置冷却至室温，此时装置E两端液面左低右高，再调节装置E两端液面相平，若无调平操作，则测得的二氧化碳体积 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)；读数：反应前水溶液刻度在50mL处，最终读数如图F所示，则收集CO2气体约 mL；有同学认为用装置E测量CO2体积依然不严谨，理由是 。
【答案】（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
（2）石灰石形状(石灰石表面积、石灰石接触面积等)
（3）生成的CaSO4微溶于水，覆盖在石灰石表面，阻止石灰石继续与硫酸反应
（4）Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；
（5）b 将燃着的木条贴近导管口a，若木条立即熄灭，则说明已收集满
（6）控制反应速度(控制反应进程、节约试剂、减少盐酸挥发对环境的影响等)
（7）偏小 8.0mL(或8mL) CO2能溶于水或与水反应(任答一点即可)
【解析】（1）实验室用石灰石或大理石与稀盐酸反应制备二氧化碳，石灰石或大理石的主要成分碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为。
（2）由表格中实验记录可知，对照实验①和②组，石灰石的形状不同，是探究石灰石的形状(或石灰石与酸的接触面) 对产生二氧化碳速率的影响；
（3）石灰石的主要成分碳酸钙与硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳，由于CaSO4微溶于水，会覆盖在石灰石表面，阻止石灰石继续与硫酸反应，所以实验③中的现象是产生气泡速率缓慢并逐渐消失。
（4）A中石灰石的主要成分碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，故按顺序组合装置A和B，B中现象是澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为。
（5）由二氧化碳的密度比空气的大，可用向上排气法收集，故按顺序组合装置A和C，A连接b；二氧化碳不能燃烧、也不支持燃烧，可将燃着的木条放在导管口a处，若木条立即熄灭，则CO2已收集满。
（6）装置D可通过分液漏斗的活塞能控制液体的滴加速度，从而能够控制反应的进行，故装置D主要优点有控制反应速度(控制反应进程、节约试剂、减少盐酸挥发对环境的影响等)。
（7）若无调平操作，右侧压强大，会压缩左侧的二氧化碳，则测得的二氧化碳体积偏小；由图可知，最终读数为42mL，故收集CO2气体约50mL-42mL=8mL。因为二氧化碳能溶于水且能水反应，所以用装置E测量CO2体积依然不严谨。
【变式1-2】请你根据所学知识并结合下图所示装置回答下列问题。
（1）写出图中标有1、2的仪器名称：① ；② 。
（2）用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ，发生装置应选 ，若收集氧气选择装置E，什么时候开始收集最佳？ ，集满氧气的集气瓶应 （填“正”或“倒”）放在桌面上，停止制气时应进行的操作是 。
（3）装置B和装置C相比较，装置C的优点是 。
（4）晓华同学用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳气体，他应选择的发生装置是 ，收集装置是 ，化学方程式为 。
【答案】（1）酒精灯 集气瓶
（2） A 导管口气泡连续均匀冒出时收集 正 先移出导气管再熄灭酒精灯
（3）能够控制化学反应速率
（4）B/C F
【解析】（1）①是酒精灯；②是集气瓶；
（2）用高锰酸钾制氧气时，反应物是高锰酸钾，生成物是锰酸钾、二氧化锰、氧气，反应条件是加热，因此反应的化学方程式为：；发生装置应该是属于固体加热型的A装置；用排水法收集氧气的合适时机是：导管口气泡连续均匀冒出时收集，以防收集的氧气不纯；因为氧气的密度比空气大，为了防止氧气的溢出，因此集气瓶应该正放在桌面上；制备氧气结束时应该先移出导气管再熄灭酒精灯，否则会因为试管骤冷而引起水槽中的水倒流入热的试管中使试管炸裂；
（3）装置C的分液漏斗可以控制液体的流速，从而能够控制化学反应速率；
（4）晓华同学用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳气体，属于固体和液体在常温下的反应，因此应选用的发生装置是B或C；因为二氧化碳能溶于水，密度比空气大，故收集装置应选F装置（向上排空气法）；大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳，化学方程式为。
【变式1-3】实验室用碳酸钙和稀盐酸制取二氧化碳。
（1）写出该化学方程式 。
（2）利用数据传感技术探究上述反应的速率，实验装置如图所示。
①对比分析a点和b点，表示块状碳酸钙与稀盐酸反应的是曲线 (选填：甲或乙)。
②欲探究盐酸的浓度对反应速率的影响，可将方案的设计进行改进，请写出你的改进方案和记录的现象： 。
（3）如果选用甲曲线对应的实验原理制取二氧化碳，为达到反应平稳发生的目的，应选用的发生装置是_____(选填编号)。
A． B．
（4）收集并检验二氧化碳。用如图装置收集时，空气从 (选填“x”或“y”)端排出。
检验二氧化碳用 试剂，写出检验时反应的化学方程式 。
【答案】（1）
（2）乙 两锥形瓶中都放入3g块状碳酸钙，其中一个锥形瓶中放入5mL10%的稀盐酸，另一锥形瓶中放入5mL5%的稀盐酸，加入10%稀盐酸的锥形瓶中产生气泡的速率快
（3）B
（4）x 澄清石灰水
【解析】（1）实验室用碳酸钙与稀盐酸制取二氧化碳，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：；
（2）①对比分析a点和b点，反应时间相同，气压不同，碳酸钙粉末与稀盐酸的接触面积大，反应速率快，相同时间内，产生的气体多，气压大，故曲线甲表示碳酸钙粉末与稀盐酸的反应，曲线乙表示块状碳酸钙与稀盐酸的反应；
②欲探究盐酸的浓度对反应速率的影响，根据控制变量法，盐酸的浓度不同，其他因素相同，则设计实验为：两锥形瓶中都放入3g块状碳酸钙，其中一个锥形瓶中放入5mL10%的稀盐酸，另一锥形瓶中放入5mL5%的稀盐酸，加入10%稀盐酸的锥形瓶中产生气泡的速率快，说明相同条件下，盐酸的浓度越大，反应速率越快；
（3）如果选用甲曲线对应的实验原理制取二氧化碳，为达到反应平稳发生的目的，应选用的发生装置是B，B装置可通过分液漏斗控制液体的滴加速率，从而控制反应速率。
故选B；
（4）用如图装置收集二氧化碳时，二氧化碳的密度比空气大，则二氧化碳从y端通入，空气从x端排出；
二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，能使澄清石灰水变浑浊，故检验二氧化碳用澄清石灰水，该反应的化学方程式为：。
考点二 二氧化碳的性质探究
【例2】用二氧化碳进行如下图实验，回答问题。
（1）图1中的现象是 ，说明二氧化碳具有的性质是 。
（2）图2中观察到 ，将变色的石蕊试纸取出，加热一段时间，试纸重新变成紫色，原因是 (用化学方程式表示)。
（3）图3取下橡胶塞，观察到 ；反应的化学方程式为 。
（4）上述实验说明二氧化碳具有的化学性质是 (写一条)。
【答案】（1）b端燃着的木条先熄灭，a端燃着的木条后熄灭 密度大于空气密度，不能燃烧也不支持燃烧
（2）干燥的紫色石蕊试纸无明显变化，湿润的紫色石蕊试纸变为红色
（3）水槽中的澄清石灰水进入试管中形成一段液柱，且试管中的澄清石灰水变浑浊
（4）不能燃烧也不支持燃烧或可以和水反应等
【解析】（1）图1中的实验现象b端燃着的木条先熄灭，a端燃着的木条后熄灭，说明的物理性质是：密度比空气大，化学性质是：不能燃烧也不支持燃烧；
（2）图2中观察到干燥的紫色石蕊试纸无明显变化，湿润的紫色石蕊试纸变为红色，将变色的石蕊试纸取出，加热一段时间，试纸重新变成紫色，原因是二氧化碳本身不能使干燥的石蕊纸花变色，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使石蕊纸花由紫色变红色，碳酸不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为；
（3）图3取下橡胶塞，二氧化碳通入澄清的石灰水中，观察到水槽中的澄清石灰水进入试管中形成一段液柱，且试管中的澄清石灰水变浑浊，反应化学方程式为：；
（4）上述实验说明二氧化碳具有的化学性质是不能燃烧也不支持燃烧或可以和水反应或可以和氢氧化钙反应等。
【变式2-1】实验室里现有氯酸钾、二氧化锰、稀硫酸、石灰石和稀盐酸，以及下列仪器：
（1）写出仪器的名称⑧ 。
（2）利用上述仪器和药品可以制取并收集二氧化碳，你选择的仪器是 （选填①-⑧）验满的方法是 。
（3）若补充一种仪器 （填仪器名称），再利用上述仪器和药品还可以制取氧气，你选择的仪器是 （选填①-⑧）反应的化学方程式是 。
（4）实验室用装满水的⑨装置来收集并测量氢气的体积，则气体应从 端进入。若选择⑨装置检验二氧化碳，则装置内发生反应的化学方程式 。
（5）⑩装置是用来验证二氧化碳的性质的装置。图中a、c为用紫色石蕊溶液润湿的小纸花，b为紫色石蕊溶液染成的干燥小纸花，能说明二氧化碳的密度大于空气且能与水反应的现象是 。
【答案】（1）长颈漏斗
（2）①②⑦⑧ 将燃着的木条放在集气瓶口，若熄灭，则集满
（3）试管 ①③④⑤⑥
（4）b
（5）b处干燥的小纸花不变色，a、c为用紫色石蕊溶液润湿的小纸花变红，且c处先变红
【解析】（1）由图可知，仪器⑧为长颈漏斗；
（2）实验室应用石灰石与稀盐酸制取二氧化碳，应选用固液常温型发生装置，二氧化碳的密度比空气大，可溶于水，只能选用向上排空气法收集，故选择的仪器是①②⑦⑧；
二氧化碳的密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧，验满时，将燃着的木条放在集气瓶口，若熄灭，则集满；
（3）上述药品中可用于制取氧气的是氯酸钾和二氧化锰，氯酸钾在二氧化锰作催化剂的条件下加热生成氯化钾和氧气，应选用固体加热型发生装置，则需要补充的仪器是发生装置试管；
还需选择的仪器有：①③④⑤⑥（根据带导管的橡皮塞的特点可知，应选用排水法收集）；
方程式为：；
（4）实验室用装满水的⑨装置来收集并测量氢气的体积，氢气的密度比水小，应从短管进入，将水从长管排出，故气体从b端进入；
若选择⑨装置检验二氧化碳，则装置中应装入澄清石灰水，检验二氧化碳用澄清石灰水，二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水（能使澄清石灰水变浑浊），方程式为：；
（5）二氧化碳不能使紫色石蕊变色，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红，故b处干燥的小纸花不变色，a、c为用紫色石蕊溶液润湿的小纸花变红，说明二氧化碳能与水反应，c处纸花先变红，说明二氧化碳密度比空气大。
【变式2-2】用下图所示装置探究二氧化碳的性质，请回答下列问题：
（1）A中的实验现象说明具有的化学性质是 。
（2）B中的现象是 ，发生反应的化学方程式为 。
（3）C装置中，将二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液，观察到紫色石蕊溶液变红，请解释其原因： 。D装置中，加热含紫色石蕊的碳酸溶液，观察到溶液由红色变为紫色，该现象说明碳酸 。
【答案】（1）不能燃烧也不支持燃烧
（2）澄清石灰水变浑浊
（3）二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液变成红色 碳酸不稳定，受热易分解
【解析】（1）实验A中，观察到的现象是蜡烛由下而上依次熄灭，该现象说明二氧化碳具有的物理性质是二氧化碳密度大于空气，化学性质是不能燃烧也不能支持燃烧。
（2）B中的现象是澄清石灰水变浑浊，原因是二氧化碳能和澄清石灰水中的氢氧化钙发生反应生成白色沉淀物碳酸钙和水，该反应化学方程式为。
（3） 二氧化碳能与水反应生成碳酸，呈酸性，酸性溶液能使紫色石蕊溶液变红，所以在实验C中，将二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液中，可观察到石蕊溶液变红色，化学方程式；碳酸加热后生成水和二氧化碳，酸性物质消失，装置D中试管里的溶液加热后，观察到的现象为溶液由红色变成紫色，通过这一现象可得出的结论是碳酸不稳定，受热易分解。
【变式2-3】根据下列实验装置回答问题。
（1）图中仪器①的名称为 。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选择的发生装置是 （填字母）。
（3）用C装置收集氧气，验满的方法是 。
（4）如图D所示，向一个收集满气体的软塑料瓶中加入约体积的滴有紫色石蕊溶液的蒸馏水，立即拧紧瓶塞，振荡，观察到软塑料瓶变瘪， 。
【答案】（1）长颈漏斗
（2）A
（3）带火星的木条放在b导管口，若木条复燃，则证明已经收集满：
（4）紫色的石蕊试液变红
【解析】（1）由图可知，标有序号①的仪器名称是长颈漏斗，故填：长颈漏斗；
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，适用于固体加热型，发生装置选A；
（3）氧气的密度比空气大，若用C装置收集氧气，气体应从a端通入，氧气具有助燃性，则验满的方法为将带火星的木条放在b导管口，若木条复燃，则证明已经收集满，故填：将带火星的木条放在b导管口，若木条复燃，则证明已经收集满；
（4）二氧化碳溶于水且和水反应，向收集满CO2的软塑料瓶中注入约滴有紫色石蕊试液的蒸馏水，立即旋紧瓶盖，振荡，瓶中气体减少，气压减小，观察到的现象是软塑料瓶变瘪，二氧化碳与水反应生成了碳酸，碳酸能使紫色的石蕊试液变红，故填：紫色的石蕊试液变红
基础达标
1．实验室制取二氧化碳并探究其性质的部分实验如图所示。下列做法正确的是
A．检查气密性 B．制备气体
C．收集气体 D．探究C能否与水反应
【答案】A
【解析】A、检查装置的气密性，拉动注射器活塞，锥形瓶内压强减小，长颈漏斗下端出现气泡，则说明装置气密性良好，正确；
B、实验室制取二氧化碳不能使用稀硫酸，因为碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在碳酸钙表面，阻止反应的进行，不能持续得到二氧化碳，错误；
C、二氧化碳的密度比空气的大，应从长导管通入，将空气从短导管排出，错误；
D、二氧化碳直接通入水中，不能产生明显实验现象，不能探究能否与水反应，错误。
故选A。
2．化学是以实验为基础的学科，下列实验室制取CO2的实验操作正确的是
A．CO2的制取 B．CO2的验满
C．CO2的收集 D．CO2的检验
【答案】C
【解析】A、该装置中长颈漏斗下端没有伸入到液面以下，会导致生成的二氧化碳气体从长颈漏斗逸出，无法收集到二氧化碳气体，故A错误；
B、二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，二氧化碳验满的方法是：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，故B错误；
C、二氧化碳密度比空气大，能溶于水也与水反应，因此可以采用向上排空气法进行收集，故C正确；
D、检验二氧化碳应将气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，说明该气体是二氧化碳，故D错误。
故选C。
3．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”的实验操作正确的是
A．药品选择 B．制取装置
C．检验CO2 D．收集CO2
【答案】B
【解析】A、实验室常用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，不选用硫酸是因为硫酸和碳酸钙反应会生成微溶于水的硫酸钙，阻止反应进一步进行，图示操作错误，不符合题意；
B、实验室常用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，该反应中反应物为固体和液体，反应条件为常温，应选择固液常温型发生装置，图示操作正确，符合题意；
C、二氧化碳的检验：向集气瓶中倒入适量澄清石灰水，振荡，若澄清石灰水变浑浊，说明该气体是二氧化碳，图示操作错误，不符合题意；
D、二氧化碳密度比空气大、能溶于水且与水反应，应采用向上排空气法收集，图示操作错误，不符合题意。
故选：B。
4．下列有关验证二氧化碳性质的实验中，不能证明二氧化碳化学性质的是
A． B．
C． D．
【答案】D
【分析】本题主要考查的是物理性质和化学性质的辨别，物理性质是不需要发生化学变化就表现出来的性质，化学性质是发生化学变化表现出来的性质。除此之外还考查学生对于二氧化碳性质实验探究的能力。
【解析】A、图中石灰石和稀盐酸能反应生成二氧化碳，能观察到蜡烛自下而上依次熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大属于物理性质；蜡烛熄灭说明二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧属于化学性质。不符合题意。
B、图中能观察到石灰水变浑浊、塑料瓶变瘪，石灰水变浑浊说明二氧化碳能与石灰水反应属于化学性质。不符合题意。
C、图中能观察到紫色石蕊试液变红，紫色石蕊溶液遇酸性溶液会变红，说明二氧化碳溶于水产生碳酸属于化学性质。不符合题意。
D、图中能观察到天平向右边倾斜，说明二氧化碳的密度比空气大，属于物理性质。符合题意。
故选D。
【点睛】对于实验综合题首先要认真观察实验图分析实验的探究目的，再分析可能出现的现象，以此推断实验能得到怎样的结论，再结合题意选出最优项。这个题考查的是二氧化碳的性质验证实验，除分析实验得到结论之外还考查了物理性质和化学性质的辨别，学生要学会归纳出重要信息。
5．为探究二氧化碳的性质设计了如图所示的实验装置。下列说法正确的是
A．两朵紫色石蕊纸花均变色
B．实验后用热吹风机烘干湿润的石蕊纸花，纸花颜色不变
C．两支蜡烛均熄灭，说明二氧化碳能灭火
D．该实验只能证明二氧化碳的化学性质
【答案】C
【解析】A、二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊纸花变色，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使湿润的紫色石蕊纸花变红色，说法错误，不符合题意；
B、碳酸不稳定，受热易分解生成二氧化碳和水，因此实验后用热吹风机烘干湿润的石蕊纸花，纸花又变为紫色，说法错误，不符合题意；
C、两支蜡烛均熄灭，说明二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，可用于灭火，说法正确，符合题意；
D、干燥的紫色石蕊纸花不变色，湿润的紫色石蕊纸花变红色，说明二氧化碳能与水反应；低处蜡烛先熄灭，高处蜡烛后熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大、不能燃烧且不支持燃烧，既能证明二氧化碳的化学性质，又能证明二氧化碳的物理性质，说法错误，不符合题意。
故选：C。
6．设计实验方案，分析实验原理，解决实验问题，是化学独特的学科思想。认真分析以下实验，其中能达到实验目的的是
A．测定空气中氧气的含量
B．验证二氧化碳与水反应
C．加热高锰酸钾制取氧气
D．验证质量守恒定律
【答案】A
【解析】A、红磷燃烧消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积就是消耗氧气的体积，可以测定空气中氧气的含量，符合题意；
B、该实验中通入二氧化碳后，溶液变红，不能说明二氧化碳能与水反应，因为还可能是二氧化碳使石蕊溶液变红，不符合题意；
C、用高锰酸钾制取氧气，属于固体加热反应，氧气不易溶于水，且与水不反应，可以用排水法收集，可以选择该装置，但是需要在试管口塞一团棉花，防止加热时试管内粉末状物质进入导管，不符合题意；
D、碳酸钙能与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，二氧化碳是气体，会散逸到空气中，导致左边质量减小，反应后天平不平衡，无法验证质量守恒定律，不符合题意。
故选A。
7．在甲、乙两个等体积的软塑料瓶中，分别盛有等体积的滴有紫色石蕊溶液的水，用图示两种方法收集满二氧化碳后，旋紧瓶盖振荡，则观察到的现象是
A．甲瓶没有任何变化，乙瓶紫色石蕊溶液变红
B．甲、乙两瓶紫色石蕊溶液均变红，乙瓶变瘪
C．甲、乙两瓶紫色石蕊溶液均变红，甲瓶变瘪
D．甲瓶变瘪，乙瓶紫色石蕊溶液变红
【答案】C
【解析】甲瓶导管在液面以上，液面以上的二氧化碳在振荡时会溶解在水中，并与水发生反应，使瓶内气压减小，所以甲瓶中紫色石蕊溶液变红且软塑料瓶变瘪；
乙瓶导管在液面以下，收集二氧化碳的过程中，二氧化碳与水充分接触，二氧化碳溶解达到饱和，旋紧瓶盖振荡，瓶内气压基本不变，二氧化碳和水反应产生碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红，所以乙瓶只能观察到紫色石蕊溶液变红；
故选C。
8．某兴趣小组在实验室制取CO2的发生装置中，连接上压强传感器，如图一。测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图二。下列说法正确的是
A．ab段试管中液面逐渐下降 B．bc段石灰石反应完全
C．c点对应的操作是关闭弹簧夹 D．图像所示过程中一直生成二氧化碳气体
【答案】A
【解析】A、实验室通常利用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，图示装置可以随时控制反应的发生和停止，具体原理是：反应过程中，关闭弹簧夹，则试管内气压上升，导致液面下降，直到稀盐酸与多孔隔板上的大理石脱离接触，此时反应停止，重新打开弹簧夹，则气体可以沿着导管流向收集装置，试管内气压下降，液面回升，液面高于多孔隔板时大理石与稀盐酸重新接触，反应发生，根据图二，ab段装置内压强不断增大，则试管中的液体药品逐渐被压到长颈漏斗中，试管中液面逐渐下降，此选项正确；
B、bc段装置内压强保持不变，说明装置内不再产生二氧化碳，可能是石灰石完全反应，可能是稀盐酸完全反应，也可能是稀盐酸与多孔隔板上的大理石脱离接触，此选项错误；
C、c点后装置内压强减小，对应的操作是打开弹簧夹，此选项错误；
D、图像所示过程中压强先增大后减小，而cd段装置内压强不断减小，是因为打开了弹簧夹，二氧化碳流向装置外，所以不能确定c点时石灰石或稀盐酸是否完全反应，因此不能确定图像所示过程中是否一直生成二氧化碳气体，此选项错误。
故选A。
9．CO2的制备和性质，下列说法不正确的是
A．反应过程中若关闭B装置中的活塞，可观察到长颈漏斗中液体上升
B．验证C装置中二氧化碳已收集满，燃着木条应放在m口
C．等体积的三瓶CO2，分别注入等体积的三种不同浓度的NaOH溶液，振荡使氢氧化钠溶液与二氧化碳立刻反应，数据如图2，其他条件一致，氢氧化钠溶液浓度越大，吸收CO2效果越好
D．用图3测定生成二氧化碳体积，有气泡产生就马上收集，才能准确测定产生气体的体积
【答案】B
【解析】A、关闭 B 装置中的活塞，反应产生气体，装置内压强增大，会将液体压入长颈漏斗，使长颈漏斗中液体上升，该选项说法正确；
B、二氧化碳密度比空气大，可用向上排空气法收集。用 C 装置收集二氧化碳时，从 m 口进气，n 口出气，验满时燃着木条应放在 n 口，若木条熄灭，说明已收集满，该选项说法错误；
C、由图 2 可知，分别注入等体积的三种不同浓度的NaOH溶液，不同浓度的NaOH溶液对应的压强下降幅度不同。相同条件下，浓度越高，参与反应的物质越多，说明氢氧化钠溶液浓度越大，吸收CO2效果越好，该选项说法正确；
D、用图 3 测定生成二氧化碳体积时，有气泡产生时，装置甲内气压增大，会将装置乙中的水推入到装置丙中，因此需要马上收集，才能准确测定产生气体的体积，该选项说法正确。
故选B。
综合应用
10．结合下列实验装置，回答有关问题。
（1）写出图中仪器名称：① ；② 。
（2）现用高锰酸钾制取一瓶较纯净的氧气，可选用的装置是 ，发生反应的化学方程式为 。
（3）实验室用装置A制取氧气，A与C装置比较，A装置的优点 。
（4）收集二氧化碳选择装置G收集CO2气体时，气体应从 填“a”或“b”端通入。
（5）同学挤压装置G中滴管的胶头，使其中的氢氧化钙溶液滴入锥形瓶，并轻轻振荡，系在导管一端的气球慢慢 (填“胀大”或“缩小”)，反应的方程式为 。
【答案】（1）锥形瓶 水槽
（2）BF 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
（3）可以控制反应的发生和停止
（4）a
（5）胀大 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
【解析】（1）仪器①的名称为：锥形瓶；②的名称为：水槽。
（2）高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，属于固固加热型，故发生装置选B，但要在试管口处放一团棉花；收集纯净的氧气要用排水法，所以装置组合为：BF；高锰酸钾反应的化学方程式为：。
（3）A装置是多孔隔板、长颈漏斗、带活塞的导管和试管的组合装置，该装置可通过活塞的开关来控制液体药品和固体药品的接触与分离，从而控制反应的发生和停止。
（4）G装置为万用瓶，二氧化碳的密度比空气的大，用万用瓶收集二氧化碳气体，应由a管通入二氧化碳，二氧化碳在集气瓶底聚集，随着二氧化碳气体的增多，空气由b管被排出，二氧化碳被收集在瓶中。
（5）将氢氧化钙溶液滴入锥形瓶，并轻轻振荡，氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，气态物质转化为液体物质和固态物质，使容器内气压减小，空气由导管进入气球内，气球胀大；该反应的化学方程式为：。
11．根据如图所示装置，回答下列问题。
（1）写出仪器①的名称 。
（2）选用A装置作为实验室制取氧气的发生装置，写出该反应的化学方程式 ，若选用 装置收集的氧气更纯净。
（3）实验室要制取纯净、干燥的二氧化碳气体，选用的装置依次为 。
（4）若将B装置中仪器①换成分液漏斗，则其优点为 。
（5）H装置是一个“万能装置”。若用H装置收集CO2，气体从 （填“a”或“b”）端进入。
（6）图M中，沿烧杯壁倾倒二氧化碳，观察到的现象是 。
（7）如图N所示，打开瓶塞，迅速将烧杯中滴有紫色石蕊试液的蒸馏水倒入矿泉水瓶中并拧紧瓶塞，振荡；可观察到的现象是 ， 。反应的化学方程式为： 。
【答案】（1）长颈漏斗
（2） C
（3）BGFD
（4）可以控制液体的滴加速率
（5）a
（6）下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭
（7）紫色石蕊试液变红 软塑料瓶变瘪 CO2+H2O= H2CO3
【解析】（1）仪器①的名称是长颈漏斗。
（2）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为。排水法（C装置）收集的氧气比向上排空气法收集的更纯净，所以若选用C装置收集的氧气更纯净。
（3）发生装置选B（固液不加热型）。制取的CO2中混有氯化氢气体，用饱和NaHCO3溶液（G装置）除去氯化氢，因为NaHCO3与HCl反应生成CO2，不与CO2反应。然后用浓硫酸（F装置）干燥CO2，浓硫酸具有吸水性且不与CO2反应。最后用向上排空气法（D装置）收集。所以选用的装置依次为B、G、F、D。
（4）若将B装置中长颈漏斗换成分液漏斗，其优点为可以控制反应的速率，通过调节分液漏斗的活塞，控制稀盐酸的滴加速度，进而控制反应的快慢。
（5）CO2密度比空气大，用H装置收集时，气体从a端进入，将空气从b端排出。所以答案为a。
（6）CO2密度比空气大，且不支持燃烧也不能燃烧，沿烧杯壁倾倒\CO2，下层蜡烛先接触到较多CO2而熄灭，上层蜡烛后熄灭。所以现象是下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭。
（7）CO2与水反应生成碳酸，化学方程式为CO2+H2O= H2CO3。碳酸使紫色石蕊试液变红，同时CO2被消耗，瓶内压强减小，矿泉水瓶变瘪。
12．如图是实验室制取气体的常用装置，回答下列问题：
（1）仪器a的名称是： 。
（2）若不提供其它实验用品，只用装置A制取氧气，化学方程式： 。
（3）若用装置C收集氧气，刚开始有气泡产生时不宜立即收集，当 时再开始收集。
（4）实验室制取二氧化碳气体的药品名称： ，写出该反应的化学方程式： 。
（5）组装一套制取并收集二氧化碳的装置，要求能够控制反应速率，应选择 。
（6）实验室常用装置D检验二氧化碳，反应的化学方程式： 。
【答案】（1）长颈漏斗
（2）
（3）有连续均匀气泡冒出
（4）大理石（石灰石）与稀盐酸
（5）FE
（6）
【解析】（1）由图可知，仪器a为长颈漏斗；
（2）A装置为固体加热型发生装置，管口没有棉花团，应选用氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧，氯酸钾在二氧化锰作催化剂的条件下加热生成氯化钾和氧气，方程式为：；
（3）若用装置C收集氧气，刚开始有气泡产生时不宜立即收集，因为一开始排出的是装置中的空气，会导致收集的氧气不纯，应待连续均匀气泡冒出时再收集；
（4）实验室用实验室用大理石（或石灰石）与稀盐酸制取二氧化碳，大理石（或石灰石）中的碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，方程式为：；
（5）实验室用大理石（或石灰石）与稀盐酸制取二氧化碳，应选用固液常温型发生装置，装置F可以通过分液漏斗控制滴加液体的速率，从而控制反应速率，故发生装置选F；二氧化碳的密度比空气大，可溶于水，只能选用向上排空气法收集，故收集装置选E，二氧化碳气体从p端进入。故填：FE；
（6）实验室常用装置D检验二氧化碳，二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，方程式为：。
拓展培优
13．实验探究是学习化学的重要方法。请根据下列实验装置图回答问题。
（1）装置B中仪器①的名称是 。
（2）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，应选用的发生装置是 （填字母序号）。
（3）实验室制取氧气和二氧化碳，均不能选用的收集装置是 。
（4）兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入10mL相同浓度的过氧化氢稀溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图乙中曲线a、b所示。
①结合实验和曲线a、b分析，两种催化剂中催化效率更高的是 。
②从曲线a、b的变化可以看出，过氧化氢分解的反应是 （填“放热”或“吸热”）反应，加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是 s（填“30”“65”或“120”）。
③曲线a、b最终达到相同的压强，说明 。
（5）实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，若要制取2.4g氧气，理论上需要高锰酸钾的质量是多少？（写出计算过程）。
【答案】（1）分液漏斗
（2）B
（3）D
（4）猪肝块 放热 30 催化剂只改变化学反应速率，不能改变生成物的质量
（5）解：设理论上需要高锰酸钾的质量是x
x=23.7g
答：理论上需要高锰酸钾的质量是23.7g
【解析】（1）由图可知，装置B中仪器①的名称是：分液漏斗；
（2）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，属于固液不加热反应，发生装置可选B；
（3）氧气不易溶于水，密度比空气略大，可用排水法或向上排空气法收集，收集装置可选C或E，二氧化碳溶于水，密度比空气大，可用向上排空气法收集，收集装置可选C，故实验室制取氧气和二氧化碳，均不能选用的收集装置是D；
（4）①由图可知，时间相同时，使用猪肝块作催化剂时，压强更大，说明使用猪肝块作催化剂时，过氧化氢的分解速率更快，说明两种催化剂中催化效率更高的是：猪肝块；
②由图可知，压强先增大后减小，说明过氧化氢分解的反应是放热反应，一开始过氧化氢分解生成氧气，且该反应放出热量，故压强逐渐增大，待完全反应后，逐渐冷却至室温，故压强减小；
由图可知，使用猪肝块作催化剂时，30s时压强达到最大，说明加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是30s；
③该实验为取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入10mL相同浓度的过氧化氢稀溶液，由图乙可知，曲线a、b最终达到相同的压强，说明最终生成氧气的体积相同，说明催化剂只改变化学反应速率，不改变生成物的质量；
（5）见答案。
14．化学兴趣小组的同学对“二氧化碳溶于水是否与水发生反应”进行探究。
【提出猜想】
（1）猜想一：二氧化碳溶于水，不与水发生反应；
猜想二： 。
【思路分析】
（2）判断物质间是否发生化学反应的根本依据是 。
（3）我们通常可以通过观察发光、发热等现象判断化学反应的发生。二氧化碳溶于水无明显现象，因此 (填“能”或“不能”)通过直接观察法判断是否发生化学反应。
依据生成物和反应物的不同，通过验证生成物的存在，可间接判断化学反应的发生。
【查阅资料】盐酸、硫酸、醋酸都属于酸类物质。
【设计实验】用四朵由石蕊溶液染成紫色的干燥纸花分别进行图1实验。
（4）实验②的目的是 。
（5）实验①④中纸花变红，②③中纸花不变红。由此可知，猜想 成立；通过对比实验①④还可以得到的结论是 。
（6）另一组同学进行了创新，设计了如图2所示的实验。干冰是固态的二氧化碳，干冰和二氧化碳的化学性质 。实验中能观察到的现象是 。
（7）老师告诉同学们，对于无明显现象的化学反应，还可以通过判断反应物是否减少来分析化学反应是否发生。例如，将图1实验④变红的纸花放置在空气中一段时间，纸花又变紫，相关的化学方程式为 。
【答案】（1）二氧化碳溶于水，与水发生反应
（2）是否生成新物质
（3）不能
（4）证明水不能使紫色石蕊变红（或排除水能使干燥紫色石蕊纸花变色）
（5）二 二氧化碳和水反应生成了酸性物质
（6）相同 左边试纸不变色，右边试纸变成红色（或干燥的石蕊试纸不变色，湿润的石蕊试纸变红，气球体积变大）
（7）
【分析】本题考查二氧化碳能溶于水且与水反应可以生成不稳定的酸性物质碳酸。
【解析】（1）依据题干信息可知本实验的目的是探究二氧化碳溶于水是否与水发生反应，结合猜想一进行合理猜测，故答案为：二氧化碳溶于水，与水发生反应；
（2）化学变化的本质是产生了新物质，故答案为：是否生成新物质；
（3）二氧化碳溶于水无明显现象，不能确定是否产生了新物质，不能通过直接观察法判断是否发生化学反应，故答案为：不能；
（4）由于在④中纸花接触水和二氧化碳，因此需要排除水能使干燥紫色石蕊纸花变色，故答案为：证明水不能使紫色石蕊变红（或排除水能使干燥紫色石蕊纸花变色）；
（5）根据①④中纸花变红，②③中纸花不变红可知，二氧化碳和水反应生成了酸性物质，使纸花变红，因此猜想二成立；
实验①喷稀醋酸变红，说明酸性物质使纸花变红，因此可知④中二氧化碳和水反应生成了酸性物质，才使纸花变红，故答案为：二；二氧化碳和水反应生成了酸性物质；
（6）干冰是固态的二氧化碳，物质状态不同，但仍是同种物质，故两者化学性质相同。
干冰升华后变为二氧化碳气体，分子间隔增大，所以气球体积变大。干燥的石蕊试纸只接触二氧化碳，不会变红，湿润的石蕊试纸接触水和二氧化碳会反应产生碳酸，所以试纸变红，故答案为：相同；左边试纸不变色，右边试纸变成红色（或干燥的石蕊试纸不变色，湿润的石蕊试纸变红，气球体积变大）；
（7）碳酸不稳定，分解产生了水和二氧化碳，化学方程式为：。
【点睛】误区：忽略水的干扰
15．《蜡烛的化学史》是英国科学家法拉第所著的传世科普经典。学习小组对蜡烛燃烧展开了以下探究。
I.探究蜡烛燃烧的产物
【查阅资料】硫酸铜是一种白色粉末，吸水后变成蓝色。
（1）小组同学设计实验如图所示，请将下列表格补充完整。
实验操作 实验现象 实验结论
澄清石灰水变 ，硫酸铜粉末变 。 蜡烛燃烧的产物中有水和二氧化碳
II.探究密闭集气瓶中蜡烛燃烧时间的影响因素(装置如图所示)。
【实验】6个相同集气瓶中盛有不同配比的氧气、氮气的混合气体，测定6根相同蜡烛在集气瓶中的燃烧时间。
氧气体积分数 10% 20% 40% 60% 80% 100%
燃烧时间/s 0s 12 26 35 30 25
现象 立即熄灭 安静燃烧 剧烈燃烧，烛芯长度变长，蜡烛高度变短
（2）该实验的目的是在其他条件相同时，探究 对蜡烛在集气瓶中燃烧时间的影响。
（3）小组同学认为蜡烛熄灭的原因是氧气完全消耗，结合实验数据判断该说法是否合理： (填“合理”或“不合理”)，理由是 。
【答案】（1）浑浊 蓝
（2）氧气体积分数
（3）不合理 在实验中，氧气体积分数为10%时，蜡烛立即熄灭
【解析】（1）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，硫酸铜白色粉末吸水变蓝，由实验结论：蜡烛燃烧的产物中有水和二氧化碳，则实验中可观察到澄清石灰水变浑浊，硫酸铜粉末变蓝色。
（2）由表格数据可知，实验中每组数据氧气体积分数不一样，所以实验的目的是在其他条件相同时，探究氧气体积分数对蜡烛在集气瓶中燃烧时间的影响。
（3）在实验中，氧气体积分数为10%时，蜡烛立即熄灭，所以不能说明蜡烛熄灭的原因是氧气完全消耗，故该小组同学的说法不合理。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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