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第3节 大气中的二氧化碳
考点一、二氧化碳的性质
（一）物理性质
二氧化碳气体是由大量CO2分子构成的，每个二氧化碳分子由1个碳原子和2个氧原子构成。CO2本身没有毒性，但CO2不能供给呼吸，在空气中的含量约占0.04%，当空气中CO2含量超过正常含量时才会对人体产生危害。
在通常状态下，二氧化碳是一种无色、无味的气体，能溶于水，密度比空气大。二氧化碳在一定条件下有固、液、气三态变化。固体二氧化碳叫干冰，干冰易升华，常压下，在-78 C以上可直接升华为气态二氧化碳，同时吸收大量的热。
（二）化学性质
(1)二氧化碳一般不燃烧也不支持燃烧，不能供给呼吸。
(2)二氧化碳与水反应生成碳酸:CO2+H2O == H2CO3 (碳酸能使紫色石蕊试液变红)
碳酸不稳定，受热易分解: H2CO3 △ CO2↑+H2O
(3)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊:CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O [ CaCO3 (碳酸钙)是难溶于水的白色固体，这一反应常用来检验二氧化碳]
典例1：下列实验现象只能反映二氧化碳物理性质的是(　　)
A．紫色石蕊试液变红 B．石灰水变浑浊 C．蜡烛熄灭 D．杠杆左高右低
变式1：如图，集气瓶中充满二氧化碳，大烧杯中燃着两支高低不同的蜡烛，实验时打开止水夹，移开玻璃片。下列说法正确的是(　　)
A．将观察到高处的蜡烛先熄灭
B．不移开玻璃片，实验现象更明显
C．蜡烛会熄灭，是因为二氧化碳降低了蜡烛的着火点
D．去掉烧杯中的一支蜡烛，也能得出同样的实验结论
变式2：某兴趣小组用如图所示装置探究CO2的性质，下列说法正确的是
A．1、3纸花变色，2、4纸花不变色
B．上方木条先熄灭，下方木条后熄灭
C．对比1、3纸花的现象，说明CO2的密度比空气大
D．对比3、4纸花的现象，说明CO2能与水发生反应
变式3：如图所示是研究二氧化碳性质的创新实验装置，①③为湿润的紫色石蕊试纸，②为干燥的紫色石蕊试纸。
（1）装置甲中能说明二氧化碳的密度比空气大的实验现象是　 　；
（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）；
考点二、二氧化碳的制取
西晋时期.《博物志》中记载了烧石灰石(CaCO3)制白灰(CaO)有气体产生的现象，这是关于二氧化碳的最早记录。CaCO3 高温===CaO+C02↑
1766年，英国科学家卡文迪许成功收集到了这种气体，并证明了它和动物呼出的、木炭燃烧后产生的气体相同。
(1)药品：大理石(或石灰石)与稀盐酸。一般不用其他药品代替的原因：①不用Na2CO3代替大理石，是因为Na2CO3与盐酸反应速率太快，不便于控制；②不用浓盐酸，是因为浓盐酸易挥发出HCl气体，使CO2不纯；③不用H2SO4代替盐酸，是因为H2SO4与CaCO3反应生成微溶的CaSO4会覆盖在大理石的表面，阻止反应的继续进行。
(2)原理：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2 ↑。
(3)制取装置如图所示：
(4)收集：CO2密度比空气大、能溶于水且与水反应生成碳酸，一般只用向上排空气法收集CO2气体。收集气体时，导气管应伸到集气瓶底部以排尽集气瓶中的空气，使收集到的气体纯度较高。
(5)操作步骤：①按要求连接好仪器；②检查装置的气密性；③向反应器中装入大理石；④向长颈漏斗中注入稀盐酸；⑤收集气体；⑥验满。
注意：①长颈漏斗末端必须伸到液面以下(液封),否则生成的气体会从长颈漏斗口逸出。②发生装置中导管伸入锥形瓶或试管内无需太长，更不能伸到液面以下，否则不利于气体排出。③收集装置中的导管伸入集气瓶时，末端必须伸到接近集气瓶底，便于排净集气瓶内的空气。
【能力拓展】
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,则这种气体的密度比空气的大;如果小于29,则密度比空气的小。
典例1：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）二氧化碳验满的方法是　 　。
（5）用乙装置完成“制取并检验”的实验，消耗了的盐酸。请计算实验过程中产生的质量。
变式1：如图是实验室制取和收集一些气体的装置图，请回答相关问题。
（1）实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳时应选用图中　 　装置。
（2）若收集的气体是密度比空气大的有毒气体，选用C装置收集气体可避免污染空气。收集时气体应从C装置的　 　导管进入，并进行尾气处理。
变式2：根据下图所示实验装置回答问题。
（1）写出标号仪器的名称：① ， ②　 　。
（2）使用A装置制取气体，对反应物的状态要求是　 　。
（3）既可以用来制取氧气，又可以用来制取二氧化碳的发生装置是　 　(填字母)，若用该装置制取氧气，反应的化学方程式为　 　。
（4）实验室制取气体时，组装好仪器后应进行的必要操作是　 　；若用D装置收集二氧化碳气体，应从　 　(填“a”或“b”)端通入气体。
变式3：制取气体是初中科学实验的重要内容，根据要求回答下列问题：
（1）实验室利用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，可选择的发生装置有B和C，与装置C相比，选用装置B制二氧化碳的优点是 　 　；
（2）某气体只能用D装置收集，则该气体可能具有的性质为 　 　；
a.能与水反应 b.能与空气中的某些成分发生反应 c.密度与空气接近
（3）使用装置E收集氧气时应从导管口　 　（选填“a”或“b”）通入；
（4）将产生的二氧化碳通入装置F，观察到试纸Ⅰ不变色而试纸Ⅱ变红，据此现象可知二氧化碳的化学性质是 　 　。
1．下列关于实验室制取CO2的操作，正确的是（　　）
A．检查气密性 B．制取气体 C．收集气体 D．验满
2．下面是实验室制取二氧化碳和探究二氧化碳性质的实验，其中错误的是（　　）
A．图甲中装置a是长颈漏斗
B．图乙中用点燃的火柴放在集气瓶口来验满
C．图丙中二氧化碳使蜡烛火焰自上而下熄灭
D．图丁中将收集到的二氧化碳通入澄清石灰水会发现溶液变浑浊
3．下列关于 CO2的实验室制法及性质实验的说法不正确的是
A.制 CO2的药品 B.发生装置 C.收集装置 D.比较CO2 与空气的密度
A．A B．B C．C D．D
4．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
5．科学是一门以实验为基础的学科。如图为制取气体的实验装置，请回答下列问题：
（1）请写出实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式　 　，应选用的发生装置为　 　（选填“甲”、“乙”或“丙”）。
（2）若用丙装置收集二氧化碳，则判断二氧化碳是否集满的方法是：　 　。
6．小明和小红利用如图所示装置，以碳酸钙和稀盐酸为原料制取二氧化碳，并进行比较分析。
（1）小明用图甲和图乙的装置组合制备和收集二氧化碳气体，如何检验二氧化碳是否已收集满 请写出具体操作：　 　。
（2）小红认为用图丙装置收集二氧化碳气体的方法比图乙更好。你认为她的理由是　 　(写出一点)。
（3）实验过程中小红发现反应有快慢，请你列举一种判断反应快慢的方法： 　。
7．（2024八下·三门期末）用下列微型实验进行二氧化碳气体的相关性质研究。
（1）燃烧器微热后，蜡烛b、c燃烧，蜡烛a不燃烧。下列关于燃烧器中的实验分析正确的是　 　（填字母）。
A．探究可燃物燃烧需要氧气
B．说明红磷与白磷性质相似
C．探究可燃物燃烧需要温度达到着火点
（2）挤压滴管，将足量稀盐酸滴入球形玻璃管中，一段时间后，打开阀门A，蜡烛c熄灭，然后蜡烛b也熄灭了，说明二氧化碳具有哪些性质　 　。
（3）蜡烛熄灭后，将玻璃尖嘴管对着涂有澄清石灰水小烧杯内，烧杯内壁变模糊，此现象　 　（填“能”或“不能”）证明蜡烛一定含有碳元素。
8．小组同学分别用如图所示装置(夹持仪器已略去)做收集并检验二氧化碳性质的实验：
（1）实验中，连接A、B装置时，应将A装置中的e连接B装置中的　 　 (选填“a”或“c” ) 。
（2）在A装置的锥形瓶中加入大理石，向长颈漏斗中注入稀盐酸，则该反应的化学方程式为： 　。
（3）打开a、c，关闭b，向B中集气瓶内充入气体： 关闭a、c，打开b，用冷毛巾捂住B中集气瓶，一段时间后，观察到B装置中烧杯内液面　 　(选填“上升”、“下降”或“不变”)。
9． 阅读材料，回答下列问题。
材料一：1630年，海尔蒙特发现在一些洞穴内，有一种能使燃着的蜡烛熄灭的气体，后来被证实是CO2。
材料二：1754年，布莱克将石灰石煅烧首次制得CO2，并完成了如下所示的物质转化研究。
材料三：1766年，卡文迪许通过实验测得，室温下1体积水大约能溶解1体积二氧化碳气体。
（1）根据海尔蒙特的发现，可推测二氧化碳的化学性质：　 　。
（2）写出布莱克实验中反应③的化学方程式　 　。
（3）如图，在室温下将容积为200 毫升的广口瓶注满蒸馏水，通过导管缓慢通入300毫升CO2如果卡文迪许的结论是正确的，则在量筒中收集到的水约为　 　毫升。
10．一些食品包装袋内充满某种气体，对食品具有保护作用．为了探究食品包装袋内该气体的性质，兴趣小组进行如下思考和活动．请回答下列小题．
（1）为了延缓食品变质，在选择食品包装袋中的填充气体时，首先考虑的是该气体（　　）
A．导热性 B．溶解性 C．氧化性 D．导电性
（2）小组同学猜想食品包装袋里的气体可能是二氧化碳，于是收集食品包装袋中的气体，并进行以下实验操作，其中可验证其猜想的是（　　）
A．通入气体观察蜡烛是否熄灭 B．通入气体观察溶液是否变浑浊
C．通入气体观察气球是否浮起 D．充满气体的试管内水面是否上升
（3）小组同学想利用碳酸钙和稀盐酸制取二氧化碳，以研究充气食品中气体的性质．但发现实验室缺少碳酸钙，则下列药品可替代碳酸钙的是（　　）
A．氯化钠 B．硫酸钠 C．碳酸钠 D．氢氧化钠
11．某校化学兴趣小组 利用如图装置进行实验，回答下列问题。
（1）写出图中有标号的仪器名称：①　 　，②　 　
（2）检查A装置气密性可以用以下方法：向长颈漏斗中加水至其下端管口浸没在水面以下，从a处向外抽气，若观察到　 　，则装置气密性良好。
（3）实验室制取二氧化碳，其反应的化学方程式是　 　。可选用的发生装置为　 　 (填序号)，为了便于控制反应速率以获得平稳的气流，小组成员小芳思考后把装置中某仪器换成了　 　。
（4）小华为验证生成的气体是CO2，将所选发生装置的导管口与c相连，但装置F有错误，请在图中修改。
12．图甲是利用数字化仪器测定CO2含量的探究实验。
（1）按照图A所示连接实验装置，检查该装置气密性时，某同学先将导管放入水中，再向里推动注射器，观察到　 　 ，说明装置气密性良好。
（2）用装置A制取CO2气体，并分别用排水法和排空气法收集两锥形瓶气体备用，其中用排空气法收集时，应选用装置　 　 (填“B”或“C”)。
（3）采用图D装置，将注射器中等量、等浓度的氢氧化钠溶液分别注人用排水法和排空气法收集的CO2气体的锥形瓶内(NaOH溶液均过量)，得到图乙所示的压强随时间变化的图象。该实验说明　 　(填“排水法”或“排空气法”)收集到CO2的含量较高，请结合图象说明你的理由：　 　。
13．小科为了测定某碳酸钙样品的纯度，进行如下实验（杂质不与稀盐酸反应，部分固定装置已省略）。
（1）仪器b的名称是 　 　。
（2）为了完成该实验，可以选择 　 　和E装置来进行测定（选填字母）。
（3）若E中液体为水，则会使测量结果 　 　（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。
（4）实验改进后，称取的样品质量为m1，经计算反应生成的二氧化碳质量为m2，则样品中碳酸钙的含量为 　 　（用字母表示）。
14．（2024八下·义乌期末）学习小组的同学们进行石灰石样品中质量分数的测定实验（假设杂质不参与反应）。
【查阅资料】氢氧化钠固体极易溶于水，其溶液能吸收，但反应过程无明显现象。
【设计思路】混合物的性质分析—，与的化学转化—的定量测定—的含量计算
【方案设计】学习小组的同学们在的定量测定时设计了两种方案。
方案一：捕捉法
主要步骤：①连接装置并检查气密性，装药品；
②打开开关，通一段时间的，关闭开关，读取电子秤示数；
③通过分液漏斗加入足量的稀盐酸，充分反应；
④待反应结束，打开开关继续通一段时间的，然后读取电子秤示数。
据此分析
（1）通过NaOH溶液“捕捉”到的质量为　 　；
（2）步骤④中通过观察到　 　现象，判断锥形瓶中产生的已经完全被吸收；
方案一 方案二
（3）方案二：释放法
利用具有吸水性的干燥剂（不吸收），进行了“释放法”的设计，装置如图所示。将反应产生的 “释放”到空气中，称量反应前后装置总质量的减少量即为质量。
【总结反思】实验结束后，同学们对上述两种实验方案进行了充分的交流，认为从减少误差的角度分析，两种设计方案均存在不足。如方案二中反应结束后该装置内的很难排尽。请判断由此造成的质量的测量值将偏大还是偏小并说明理由。
15．学校八年级科学兴趣小组为了测定某矿山石灰石中碳酸钙的质量分数，取石灰石样品与足量稀盐酸在烧杯中反应（假设石灰石样品中杂质不与稀盐酸反应也不溶于水，杂质中不含钙元素）。有关实验数据如下表：
反 应 前 反 应 后
实验数据 烧杯和稀盐酸的质量 石灰石样品的质量 烧杯和剩余物的总质量
150g 12.5g 158.1g
（1）根据质量守恒定律可知，反应中生成二氧化碳的质量为　 　g。
（2）该石灰石中碳酸钙的质量分数为　 　。
（3）反应中生成氯化钙的质量是多少克？（写出计算过程）
16．某课外活动小组为测定当地石灰石中含碳酸钙的质量分数，取来了一些石灰石矿石，准确称取样品10g放于烧杯中(杂质既不溶于水，也不与稀盐酸反应，且不分解)，向其中加入足量的稀盐酸，根据实验测得的数据绘制如图。计算：
（1）10g样品可以产生二氧化碳　 　克。
（2）该样品中碳酸钙的质量分数是多少？
17．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。
18．某品牌钙片的部分信息：①钙片主要成分为碳酸钙；②每片钙片的质量为1克．科学学习小组同学用该品牌钙片做了如下实验：把100克稀盐酸分成五等份，分次将稀盐酸添加到放有10片钙片的烧杯中，充分反应(钙片中其它成分不溶于水且不与盐酸反应)。得到的实验数据见下表。
实验次数 1 2 3 4 5
加入稀盐酸的质量/克 20 20 20 20 20
剩余固体的质量/克 8.0 6.0 4.0 2.5 2.5
回答下列问题：
（1）CaCO3中碳元素的化合价为　 　．
（2）10片钙片中CaCO3的质量为　 　．
（3）实验中所用稀盐酸的溶质质量分数为多大？
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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第3节 大气中的二氧化碳
考点一、二氧化碳的性质
（一）物理性质
二氧化碳气体是由大量CO2分子构成的，每个二氧化碳分子由1个碳原子和2个氧原子构成。CO2本身没有毒性，但CO2不能供给呼吸，在空气中的含量约占0.04%，当空气中CO2含量超过正常含量时才会对人体产生危害。
在通常状态下，二氧化碳是一种无色、无味的气体，能溶于水，密度比空气大。二氧化碳在一定条件下有固、液、气三态变化。固体二氧化碳叫干冰，干冰易升华，常压下，在-78 C以上可直接升华为气态二氧化碳，同时吸收大量的热。
（二）化学性质
(1)二氧化碳一般不燃烧也不支持燃烧，不能供给呼吸。
(2)二氧化碳与水反应生成碳酸:CO2+H2O == H2CO3 (碳酸能使紫色石蕊试液变红)
碳酸不稳定，受热易分解: H2CO3 △ CO2↑+H2O
(3)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊:CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O [ CaCO3 (碳酸钙)是难溶于水的白色固体，这一反应常用来检验二氧化碳]
典例1：下列实验现象只能反映二氧化碳物理性质的是(　　)
A．紫色石蕊试液变红 B．石灰水变浑浊 C．蜡烛熄灭 D．杠杆左高右低
【答案】D
【解析】根据二氧化碳的性质以及实验现象分析；
【解答】A、二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使石蕊变红，因此该实验能验证二氧化碳的化学性质，不符合题意；
B、二氧化碳能和石灰水反应生成沉淀，因此该实验能验证二氧化碳的化学性质，不符合题意；
C、二氧化碳不燃烧也不支持燃烧且密度比空气大，可以是蜡烛熄灭，因此该实验能验证二氧化碳的化学性质，不符合题意；
D、如图所示，倾倒入二氧化碳后，右侧下沉说明二氧化碳比同体积的空气质量大即二氧化碳密度比空气大，只说明了二氧化碳的物理性质，符合题意；故选：D。
变式1：如图，集气瓶中充满二氧化碳，大烧杯中燃着两支高低不同的蜡烛，实验时打开止水夹，移开玻璃片。下列说法正确的是(　　)
A．将观察到高处的蜡烛先熄灭
B．不移开玻璃片，实验现象更明显
C．蜡烛会熄灭，是因为二氧化碳降低了蜡烛的着火点
D．去掉烧杯中的一支蜡烛，也能得出同样的实验结论
【答案】D
【解析】二氧化碳密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧，能和水反应生成碳酸，无色无味的气体，灭有毒；燃烧的三个条件：第一可燃物；第二达到着火点；第三，有助燃剂
【解答】A.因为二氧化碳的密度比空气大，所以将观察到低处的蜡烛先熄灭，A错误；
B.移开玻璃片，实验现象更明显，因为二氧化碳密度比空气大，更有利于其下降，B错误；
C.蜡烛会熄灭，是因为二氧化碳不燃烧也不支持燃烧， 但是其不能降低了蜡烛的着火点，C错误；
D.去掉烧杯中的一支蜡烛，也能得出同样的实验结论 ，D正确；
故答案为：D
变式2：某兴趣小组用如图所示装置探究CO2的性质，下列说法正确的是
A．1、3纸花变色，2、4纸花不变色
B．上方木条先熄灭，下方木条后熄灭
C．对比1、3纸花的现象，说明CO2的密度比空气大
D．对比3、4纸花的现象，说明CO2能与水发生反应
【答案】D
【解析】二氧化碳不能使紫色石蕊变色，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红；二氧化碳不可燃也不助燃，且二氧化碳密度比空气大。
【解答】A、二氧化碳不能使紫色石蕊变色，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红，则可观察到1号和3号纸花不变色，2号和4号纸花变色，A错误；
B、二氧化碳不可燃也不助燃，且二氧化碳密度比空气大，则可观察到下端燃着的木条先熄灭，上端燃着的木条后熄灭，B错误；
C、二氧化碳不能使紫色石蕊变色，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红，则可观察到1号和3号纸花不变色，说明CO2不能使干燥的纸花褪色，C错误；
D、对比3号和4号或1号和2号则可知二氧化碳能和水发生化学反应，D正确。
故选：D。
变式3：如图所示是研究二氧化碳性质的创新实验装置，①③为湿润的紫色石蕊试纸，②为干燥的紫色石蕊试纸。
（1）装置甲中能说明二氧化碳的密度比空气大的实验现象是　 　；
（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）；
【答案】（1）装置甲中③的湿润紫色石蕊试纸比①的湿润紫色石蕊试纸先变红
（2）
【解析】酸性物质能使紫色石蕊溶液变红，CO2不能让干燥的紫色石蕊试纸变红，碳酸受热易分解。
【解答】(1)二氧化碳不能是紫色石蕊溶液变红，二氧化碳和水反应生成碳酸，显酸性，能使紫色石蕊溶液变红，其中①③为湿润的紫色石蕊试纸，②为干燥的紫色石蕊试纸，该实验中能说明二氧化碳的密度大于空气的实验现象是装置甲中③的湿润石蕊试纸比①的湿润石蕊试纸先变红。
（2）(2)二氧化碳和水反应生成的碳酸受热分解生成水和二氧化碳，因此，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，化学方程式为：。
考点二、二氧化碳的制取
西晋时期.《博物志》中记载了烧石灰石(CaCO3)制白灰(CaO)有气体产生的现象，这是关于二氧化碳的最早记录。CaCO3 高温===CaO+C02↑
1766年，英国科学家卡文迪许成功收集到了这种气体，并证明了它和动物呼出的、木炭燃烧后产生的气体相同。
(1)药品：大理石(或石灰石)与稀盐酸。一般不用其他药品代替的原因：①不用Na2CO3代替大理石，是因为Na2CO3与盐酸反应速率太快，不便于控制；②不用浓盐酸，是因为浓盐酸易挥发出HCl气体，使CO2不纯；③不用H2SO4代替盐酸，是因为H2SO4与CaCO3反应生成微溶的CaSO4会覆盖在大理石的表面，阻止反应的继续进行。
(2)原理：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2 ↑。
(3)制取装置如图所示：
(4)收集：CO2密度比空气大、能溶于水且与水反应生成碳酸，一般只用向上排空气法收集CO2气体。收集气体时，导气管应伸到集气瓶底部以排尽集气瓶中的空气，使收集到的气体纯度较高。
(5)操作步骤：①按要求连接好仪器；②检查装置的气密性；③向反应器中装入大理石；④向长颈漏斗中注入稀盐酸；⑤收集气体；⑥验满。
注意：①长颈漏斗末端必须伸到液面以下(液封),否则生成的气体会从长颈漏斗口逸出。②发生装置中导管伸入锥形瓶或试管内无需太长，更不能伸到液面以下，否则不利于气体排出。③收集装置中的导管伸入集气瓶时，末端必须伸到接近集气瓶底，便于排净集气瓶内的空气。
【能力拓展】
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,则这种气体的密度比空气的大;如果小于29,则密度比空气的小。
典例1：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）二氧化碳验满的方法是　 　。
（5）用乙装置完成“制取并检验”的实验，消耗了的盐酸。请计算实验过程中产生的质量。
【答案】（1）分液漏斗
（2）石灰石表面有气泡产生，澄清石灰水变浑浊
（3）节约药品（合理即可）
（4）将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条熄灭，证明二氧化碳已集满
（5）解：设实验过程中产生的质量为。
答：实验过程中产生的质量为。
【解析】（1）题图乙中微型塑料滴管在实验中的作用与题图甲中的分液漏斗相同。
（2）图乙中石灰石与盐酸反应产生二氧化碳气体，实验现象是石灰石表面有气泡产生，澄清石灰水变浑浊。
（3）“微型”实验装置具有的优点是节约药品，产生的废弃物少，操作方便。
（4）二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，验满的方法是将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条熄灭，证明二氧化碳已集满。
故答案为：（1）分液漏斗；（2）石灰石表面有气泡产生，澄清石灰水变浑浊 ；（3）节约药品（合理即可）；（4）将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条熄灭，证明二氧化碳已集满 ；（5）0.088g
变式1：如图是实验室制取和收集一些气体的装置图，请回答相关问题。
（1）实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳时应选用图中　 　装置。
（2）若收集的气体是密度比空气大的有毒气体，选用C装置收集气体可避免污染空气。收集时气体应从C装置的　 　导管进入，并进行尾气处理。
【答案】（1）A （2）a
【解析】（1）根据反应物状态及反应条件选择发生装置分析；
（2）根据密度比空气大的气体收集时从长导管进入分析。
【解答】（1）实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳时应选用固液常温型发生装置，即A 。
（2）若收集的气体是密度比空气大的有毒气体，选用C装置收集气体可避免污染空气。收集时气体应从C装置的a导管进入，并进行尾气处理。故答案为：（1）A；（2）a。
变式2：根据下图所示实验装置回答问题。
（1）写出标号仪器的名称：① ， ②　 　。
（2）使用A装置制取气体，对反应物的状态要求是　 　。
（3）既可以用来制取氧气，又可以用来制取二氧化碳的发生装置是　 　(填字母)，若用该装置制取氧气，反应的化学方程式为　 　。
（4）实验室制取气体时，组装好仪器后应进行的必要操作是　 　；若用D装置收集二氧化碳气体，应从　 　(填“a”或“b”)端通入气体。
【答案】（1）①长颈漏斗②集气瓶
（2）固态
（3）B；2H2O2 2H2O+O2↑
（4）检查装置的气密性；a
【解析】（1）根据所指仪器的名称解答；
（2）根据反应物的状态和反应条件选择合适的气体发生状态；
（3）根据反应物的状态和反应条件选择合适的气体发生状态。根据反应物、反应条件和生成物，据此写出反应的化学方程式。
（4）在制取气体的实验过程中，首先要进行装置的气密性检查。根据二氧化碳的密度大小解答。
【解答】（1）根据图片可知，①为长颈漏斗，②为集气瓶。
（2）A装置为“固态加热型”，则反应物应该为固态；
（3）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解制取氧气，碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳，都可以选择“固液常温型”，即二者都能用B发生制取。过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解制取氧气，则反应的化学方程式为： 2H2O2 2H2O+O2↑ 。
（4）实验室制取气体时，组装好仪器后应进行的必要操作是：检查装置的气密性。二氧化碳的密度大于空气，会集中在集气瓶的底部，因此应该从长导管a进入。
变式3：制取气体是初中科学实验的重要内容，根据要求回答下列问题：
（1）实验室利用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，可选择的发生装置有B和C，与装置C相比，选用装置B制二氧化碳的优点是 　 　；
（2）某气体只能用D装置收集，则该气体可能具有的性质为 　 　；
a.能与水反应 b.能与空气中的某些成分发生反应 c.密度与空气接近
（3）使用装置E收集氧气时应从导管口　 　（选填“a”或“b”）通入；
（4）将产生的二氧化碳通入装置F，观察到试纸Ⅰ不变色而试纸Ⅱ变红，据此现象可知二氧化碳的化学性质是 　 　。
【答案】（1）可以控制反应速率 （2）bc （3）b
（4）二氧化碳能与水反应生成碳酸
【解析】根据反应物和生成物状态选择合适的发生装置以及收集装置，二氧化碳能与水反应生成碳酸。
【解答】（1）装置B中的分液漏斗可以控制稀盐酸滴入的速度，从而控制反应的速率，所以装置B制二氧化碳的优点是：可以控制反应速率；
（2）某气体只能用D装置排水法收集，说明该气体不与水反应，可能与空气中的某些成分发生反应，密度与空气接近。故答案为：bc；
（3）氧气的密度大于空气，应采用向上排空气法收集，故使用装置E收集氧气时应从导管口b通入；
（4）紫色石蕊试纸遇酸变红，观察到试纸I不变色而试纸Ⅱ变红，可知二氧化碳的化学性质是：二氧化碳能与水反应生成碳酸。
1．下列关于实验室制取CO2的操作，正确的是（　　）
A．检查气密性 B．制取气体 C．收集气体 D．验满
【答案】A
【解析】根据制取二氧化碳时检查装置气密性的方法及制取的装置和收集装置等进行解答。
【解答】A.在检查装置的气密性的方法，长颈漏斗浸没在水面以下，拉注射器活塞时，如果长颈漏斗口有气泡冒出，则说明装置的气密性良好，故A正确；
B.在制取二氧化碳时，用稀盐酸与碳酸钙反应，不能用稀硫酸，因为硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸微溶于水，阻止反应继续进行，故B错误；
C.在利用该装置收集二氧化碳时，由于二氧化碳的密度比空气大，所以应该长进短出，气体从右边的管口通入，故C错误；
D.在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，故D错误。
故答案为：A。
2．下面是实验室制取二氧化碳和探究二氧化碳性质的实验，其中错误的是（　　）
A．图甲中装置a是长颈漏斗
B．图乙中用点燃的火柴放在集气瓶口来验满
C．图丙中二氧化碳使蜡烛火焰自上而下熄灭
D．图丁中将收集到的二氧化碳通入澄清石灰水会发现溶液变浑浊
【答案】C
【解析】A、根据实验室常用仪器的名称和用途进行分析；
B、根据二氧化碳不具有助燃性进行分析；
C、根据二氧化碳不助燃、不可燃，密度比空气大进行分析；
D、根据二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水进行分析。
【解答】A、图甲中装置a是长颈漏斗，故A正确；
B、二氧化碳的密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧，图乙中用点燃的火柴放在集气瓶口来验满，火柴熄灭，说明已经集满，故B正确；
C、二氧化碳的密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧，图丙中二氧化碳使蜡烛火焰自下而上熄灭，故C错误；
D、二氧化碳和氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙，所以图丁中将收集到的二氧化碳通入澄清石灰水，会发现溶液变浑浊，故D正确。故答案为：C。
3．下列关于 CO2的实验室制法及性质实验的说法不正确的是
A.制 CO2的药品 B.发生装置 C.收集装置 D.比较CO2 与空气的密度
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【解析】A、根据实验室制取二氧化碳药品选择分析；
B、根据反应物状态和反应条件选择发生装置分析；
C、根据二氧化碳密度比空气大分析；
D、根据烧杯中蜡烛的现象分析。
【解答】A、实验室制取二氧化碳选用大理石和稀盐酸，因硫酸反应生成微溶物会阻碍反应持续进行，所以不选用稀硫酸，符合题意；
B、反应物为固体，反应条件为常温，选择固液常温型制气装置，不符合题意；
C、二氧化碳密度比空气大，选择向上排空气污瞧，不符合题意；
D、向烧杯中倾倒二氧化碳，蜡烛自下而上依次熄灭，可证明二氧化碳密度比空气大，不符合题意；
故选A。
4．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
【答案】C
【解析】A.根据装置的特点来分析；
B.根据实验现象以及二氧化碳的性质来分析；
C.根据二氧化碳的性质来分析；
D.根据滤纸的作用来分析。
【解答】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A正确不合题意；
B.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B正确不合题意；
C.装置内的干燥剂与二氧化碳不反应，故C错误符合题意；
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D正确不合题意。
故选C。
5．科学是一门以实验为基础的学科。如图为制取气体的实验装置，请回答下列问题：
（1）请写出实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式　 　，应选用的发生装置为　 　（选填“甲”、“乙”或“丙”）。
（2）若用丙装置收集二氧化碳，则判断二氧化碳是否集满的方法是：　 　。
【答案】（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；甲
（2）将燃烧着的木条放在b导管口，如果熄灭则收集满
【解析】（1）根据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，该反应为固液常温型反应来分析解答；
（2）根据二氧化碳密度比空气大，气体应从导管a口通入，二氧化碳不燃烧不支持燃烧来分析解答。
【解答】（1）实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，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，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，该反应为固液常温型反应，则应选用的发生装置为甲；
（2）若用丙装置收集二氧化碳，二氧化碳密度比空气大，气体应从导管a口通入，二氧化碳不燃烧，不支持燃烧，则判断二氧化碳是否集满的方法是将燃着的木条放在导管b口，若木条熄灭，说明二氧化碳已收集满。
6．小明和小红利用如图所示装置，以碳酸钙和稀盐酸为原料制取二氧化碳，并进行比较分析。
（1）小明用图甲和图乙的装置组合制备和收集二氧化碳气体，如何检验二氧化碳是否已收集满 请写出具体操作：　 　。
（2）小红认为用图丙装置收集二氧化碳气体的方法比图乙更好。你认为她的理由是　 　(写出一点)。
（3）实验过程中小红发现反应有快慢，请你列举一种判断反应快慢的方法： 　。
【答案】（1）将燃着的木条放在集气瓶口，观察木条是否熄灭
（2）用图丙装置收集可直接观察到二氧化碳是否收集满(或用图丙装置收集到的二氧化碳纯度比图乙装置高，合理即可)
（3）比较相同时间内产生二氧化碳的多少(合理即可)
【解析】（1）根据二氧化碳气体的检验方法分析解答；
（2）可从收集二氧化碳气体的可视度，或者纯度等角度分析解答；
（3）在相同的时间内产生二氧化碳越少，则产生二氧化碳气体的速度越小，即化学反应的速率越小。
【解答】（1）检验二氧化碳是否已收集满的具体操作： 将燃着的木条放在集气瓶口，观察木条是否熄灭。
（2）小红认为用图丙装置收集二氧化碳气体的方法比图乙更好。我认为她的理由是：用图丙装置收集可直接观察到二氧化碳是否收集满(或用图丙装置收集到二氧化碳纯度比图乙装置高，合理即可)。
（3）实验过程中小红发现反应有快慢，判断反应快慢的方法：比较相同时间内产生二氧化碳的多少。
7．（2024八下·三门期末）用下列微型实验进行二氧化碳气体的相关性质研究。
（1）燃烧器微热后，蜡烛b、c燃烧，蜡烛a不燃烧。下列关于燃烧器中的实验分析正确的是　 　（填字母）。
A．探究可燃物燃烧需要氧气
B．说明红磷与白磷性质相似
C．探究可燃物燃烧需要温度达到着火点
（2）挤压滴管，将足量稀盐酸滴入球形玻璃管中，一段时间后，打开阀门A，蜡烛c熄灭，然后蜡烛b也熄灭了，说明二氧化碳具有哪些性质　 　。
（3）蜡烛熄灭后，将玻璃尖嘴管对着涂有澄清石灰水小烧杯内，烧杯内壁变模糊，此现象　 　（填“能”或“不能”）证明蜡烛一定含有碳元素。
【答案】C；二氧化碳密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧；不能
【解析】可燃物燃烧条件：与氧气接触，温度达到着火点。二氧化碳密度比空气大，不能燃烧，不支持燃烧。
【解答】（1）A 实验中没有变量是氧气的实验，不能探究可燃物燃烧需要氧气，选项错误；
B 实验中蜡烛b、c燃烧，蜡烛a不燃烧，说明红磷与白磷性质不相似，选项错误；
C 实验中蜡烛b、c燃烧，蜡烛a不燃烧，说明可燃物燃烧需要温度达到着火点，选项正确，故填C。
（2）打开阀门A，蜡烛c熄灭，然后蜡烛b也熄灭了，即c先熄灭，b后熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大，两支蜡烛都熄灭，说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，故填二氧化碳密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧。
（3）实验室通常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应不需要加热，大理石和石灰石的主要成分是碳酸钙，能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。实验中，大理石与稀盐酸反应生成二氧化碳，所以蜡烛熄灭后，将玻璃尖嘴管对着涂有澄清石灰水的小烧杯内，烧杯内壁变模糊，此现象不能证明蜡烛一定含有碳元素，故填不能。
8．小组同学分别用如图所示装置(夹持仪器已略去)做收集并检验二氧化碳性质的实验：
（1）实验中，连接A、B装置时，应将A装置中的e连接B装置中的　 　 (选填“a”或“c” ) 。
（2）在A装置的锥形瓶中加入大理石，向长颈漏斗中注入稀盐酸，则该反应的化学方程式为： 　。
（3）打开a、c，关闭b，向B中集气瓶内充入气体： 关闭a、c，打开b，用冷毛巾捂住B中集气瓶，一段时间后，观察到B装置中烧杯内液面　 　(选填“上升”、“下降”或“不变”)。
【答案】（1）a
（2）CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
（3）下降
【解析】（1）二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集；
（2）根据化学反应的原理以及化学方程式的写法来分析；
（3）根据B装置中的集气瓶内的气体是二氧化碳分析。
【解答】（1）将A、E装置连接时，应将A装置的导管e与B装置的导管a相连，因为二氧化碳的密度比空气的密度大，瓶中的空气从c排出。
（2）大理石的主要成分是碳酸钙，与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
则该反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；
（3）用冷毛巾捂住B中集气瓶，瓶内二氧化碳气体遇冷收缩引起烧杯内的氢氧化钠溶液进入集气瓶，进入瓶内的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳而使瓶内气体减少，烧杯内氢氧化钠溶液则会更多地流入集气瓶，烧杯内的液体减少，液面下降。
9． 阅读材料，回答下列问题。
材料一：1630年，海尔蒙特发现在一些洞穴内，有一种能使燃着的蜡烛熄灭的气体，后来被证实是CO2。
材料二：1754年，布莱克将石灰石煅烧首次制得CO2，并完成了如下所示的物质转化研究。
材料三：1766年，卡文迪许通过实验测得，室温下1体积水大约能溶解1体积二氧化碳气体。
（1）根据海尔蒙特的发现，可推测二氧化碳的化学性质：　 　。
（2）写出布莱克实验中反应③的化学方程式　 　。
（3）如图，在室温下将容积为200 毫升的广口瓶注满蒸馏水，通过导管缓慢通入300毫升CO2如果卡文迪许的结论是正确的，则在量筒中收集到的水约为　 　毫升。
【答案】（1）不燃烧也不支持燃烧
（2）Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
（3）100
【解析】（1）根据实验现象分析。
（2）二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水。
（3）根据二氧化碳的溶解性分析。
【解答】（1）二氧化碳能使燃着的蜡烛熄灭，说明二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧；故答案为：不燃烧、也不支持燃烧；
（2）反应③为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。
（3）因为室温下1体积水大约能溶解1体积二氧化碳气体，所以将300mL二氧化碳通入盛有200毫升蒸馏水的广口瓶中时，只能溶解200mL二氧化碳，则排出的水的体积为100mL。
10．一些食品包装袋内充满某种气体，对食品具有保护作用．为了探究食品包装袋内该气体的性质，兴趣小组进行如下思考和活动．请回答下列小题．
（1）为了延缓食品变质，在选择食品包装袋中的填充气体时，首先考虑的是该气体（　　）
A．导热性 B．溶解性 C．氧化性 D．导电性
（2）小组同学猜想食品包装袋里的气体可能是二氧化碳，于是收集食品包装袋中的气体，并进行以下实验操作，其中可验证其猜想的是（　　）
A．通入气体观察蜡烛是否熄灭 B．通入气体观察溶液是否变浑浊
C．通入气体观察气球是否浮起 D．充满气体的试管内水面是否上升
（3）小组同学想利用碳酸钙和稀盐酸制取二氧化碳，以研究充气食品中气体的性质．但发现实验室缺少碳酸钙，则下列药品可替代碳酸钙的是（　　）
A．氯化钠 B．硫酸钠 C．碳酸钠 D．氢氧化钠
【答案】C B C
【解析】(1)食品包装袋中填充气体，首先考虑的是该气体化学性质稳定，不易与食品发生化学反应。
(2)根据二氧化碳气体的性质及其检验方法来分析。
(3)根据碳酸盐与盐酸反应生成二氧化碳分析。
1．食品变质的原因之一是与空气中的氧气发生氧化反应，为了延缓食品变质，需要选择一种性质稳定的气体来填充食品包装袋。导热性、溶解性和导电性与食品变质关系不大，C符合题意。故选：C。
2．A、能使燃着的蜡烛熄灭，说明该气体不燃烧、也不支持燃烧，具有这些性质的气体有多种，不一定是二氧化碳，不合题意；
B、二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，即二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，因此可用澄清的石灰水来检验二氧化碳，符合题意；
C、通入气体观察气球是否浮起只能证明该气体的密度与空气密度的大小，无法证明该气体是二氧化碳，不合题意；
D、充满气体的试管内水面是否上升只能证明该气体能否溶于水，无法证明该气体是二氧化碳，不合题意。故选：B。
3．氯化钠、硫酸钠与盐酸不反应，氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水，碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，因此可以用碳酸钠代替碳酸钙；故选：C。
11．某校化学兴趣小组 利用如图装置进行实验，回答下列问题。
（1）写出图中有标号的仪器名称：①　 　，②　 　
（2）检查A装置气密性可以用以下方法：向长颈漏斗中加水至其下端管口浸没在水面以下，从a处向外抽气，若观察到　 　，则装置气密性良好。
（3）实验室制取二氧化碳，其反应的化学方程式是　 　。可选用的发生装置为　 　 (填序号)，为了便于控制反应速率以获得平稳的气流，小组成员小芳思考后把装置中某仪器换成了　 　。
（4）小华为验证生成的气体是CO2，将所选发生装置的导管口与c相连，但装置F有错误，请在图中修改。
【答案】（1）锥形瓶；水槽
（2）长颈漏斗下端管口有气泡冒出
（3）CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2 ↑+H2O；A；分液漏斗
（4）
【解析】（1）根据仪器的器型分析；
（2）根据气密性的检验方法分析
（3）根据实验室制取二氧化碳原理和装置分析；
（4）根据洗气瓶检验气体的方法分析；
【解答】（1）由题图可知①是锥形瓶，②是水槽；
（2）当从a处向外抽气时，锥形瓶内压强减小，若观察到长颈漏斗下端管口有气泡冒出，则装置气密性良好。
（3）碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式是：；
该反应的反应物是固体和液体，反应条件是常温，所以发生装置选A；
分液漏斗可以控制液体的滴加速度，从而可控制反应速率以获得平稳的气流。
（4）用F装置验证气体是CO2时，瓶中装入澄清石灰水，气体应该从长管进入液体，故填：
。
12．图甲是利用数字化仪器测定CO2含量的探究实验。
（1）按照图A所示连接实验装置，检查该装置气密性时，某同学先将导管放入水中，再向里推动注射器，观察到　 　 ，说明装置气密性良好。
（2）用装置A制取CO2气体，并分别用排水法和排空气法收集两锥形瓶气体备用，其中用排空气法收集时，应选用装置　 　 (填“B”或“C”)。
（3）采用图D装置，将注射器中等量、等浓度的氢氧化钠溶液分别注人用排水法和排空气法收集的CO2气体的锥形瓶内(NaOH溶液均过量)，得到图乙所示的压强随时间变化的图象。该实验说明　 　(填“排水法”或“排空气法”)收集到CO2的含量较高，请结合图象说明你的理由：　 　。
【答案】（1）导管口有气泡冒出
（2）B
（3）排水法；注入氢氧化钠溶液后，排水法收集到的气体使锥形瓶内的压强变化较大
【解析】（1）根据气密性的检查方法分析；
（2）根据二氧化碳的物理性质以及收集方法分析；
（3）根据二氧化碳能和碱溶液反应的性质分析。
【解答】（1）按照图A所示连接实验装置，检查该装置气密性时，某同学先将导管放入水中，再向里推动注射器， 若装置不漏气，则气体会从导管导出，则会在另一侧看到气泡冒出，故填： 导管口有气泡冒出
（2）根据二氧化碳密度比空气大，因此应用向上排空气的方法收集，如图所示，故选：B；
（3）根据二氧化碳能和氢氧化钠反应而导致装置内的气压减小，如图乙所示，排水法的气压降的更低，说明排水法收集的二氧化碳含量更高，故填：排水法； 注入氢氧化钠溶液后，排水法收集到的气体使锥形瓶内的压强变化较大 。
13．小科为了测定某碳酸钙样品的纯度，进行如下实验（杂质不与稀盐酸反应，部分固定装置已省略）。
（1）仪器b的名称是 　 　。
（2）为了完成该实验，可以选择 　 　和E装置来进行测定（选填字母）。
（3）若E中液体为水，则会使测量结果 　 　（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。
（4）实验改进后，称取的样品质量为m1，经计算反应生成的二氧化碳质量为m2，则样品中碳酸钙的含量为 　 　（用字母表示）。
【答案】（1）分液漏斗
（2）B
（3）偏小
（4）
【解析】（1）考查实验室常用仪器名称；
（2）根据反应物状态和反应条件选择发生装置；根据题目要求选择合适发生装置；
（3）根据二氧化碳能溶于水且与水反应分析；
（4）根据题目中的数据结合方程式分析。
【解答】（1）仪器b的名称是分液漏斗；
（2）实验室采用盐酸与碳酸钙的固、液混合物制取二氧化碳，可以选择B为发生装置；
（3）二氧化碳能溶于水且与水反应，因此导致测量的二氧化碳偏少，则会使测量结果偏小；
（4）设碳酸钙的质量分数为x。
x=。
（1）仪器b的名称是分液漏斗；
（2）实验室采用盐酸与碳酸钙的固、液混合物制取二氧化碳，可以选择B为发生装置；
（3）二氧化碳能溶于水且与水反应，因此导致测量的二氧化碳偏少，则会使测量结果偏小；
（4）设碳酸钙的质量分数为x。
x=。
14．（2024八下·义乌期末）学习小组的同学们进行石灰石样品中质量分数的测定实验（假设杂质不参与反应）。
【查阅资料】氢氧化钠固体极易溶于水，其溶液能吸收，但反应过程无明显现象。
【设计思路】混合物的性质分析—，与的化学转化—的定量测定—的含量计算
【方案设计】学习小组的同学们在的定量测定时设计了两种方案。
方案一：捕捉法
主要步骤：①连接装置并检查气密性，装药品；
②打开开关，通一段时间的，关闭开关，读取电子秤示数；
③通过分液漏斗加入足量的稀盐酸，充分反应；
④待反应结束，打开开关继续通一段时间的，然后读取电子秤示数。
据此分析
（1）通过NaOH溶液“捕捉”到的质量为　 　；
（2）步骤④中通过观察到　 　现象，判断锥形瓶中产生的已经完全被吸收；
方案一 方案二
（3）方案二：释放法
利用具有吸水性的干燥剂（不吸收），进行了“释放法”的设计，装置如图所示。将反应产生的 “释放”到空气中，称量反应前后装置总质量的减少量即为质量。
【总结反思】实验结束后，同学们对上述两种实验方案进行了充分的交流，认为从减少误差的角度分析，两种设计方案均存在不足。如方案二中反应结束后该装置内的很难排尽。请判断由此造成的质量的测量值将偏大还是偏小并说明理由。
【答案】（1）- （2）电子秤示数不再增大
（3）偏小。密度比空气大，等体积的质量比空气大。反应结束时残留在锥形瓶中，造成反应后装置质量的测量值偏大，反应前后装置质量减少量偏小。
【解析】（1）根据图片可知，反应前后电子秤示数的增大量就是氢氧化钠吸收二氧化碳的质量；
（2）当产生二氧化碳气体时，电子秤的示数会增大；当反应结束时，没有二氧化碳产生，那么电子秤的示数保持不变；
（3）根据题意可知，方案二中反应前后电子秤的示数之差等于生成二氧化碳的质量。当里面产生的二氧化碳气体不能全部排出时，会造成反应后电子秤的示数偏大，而反应前后的总质量的差值偏小，据此分析解答。
【解答】(1)根据图片可知，反应前后电子秤示数的增大量就是氢氧化钠吸收二氧化碳的质量，即通过NaOH溶液“捕捉”到的质量为- ；
（2）步骤④中通过观察到电子秤示数不再增大现象，判断锥形瓶中产生的已经完全被吸收；
（3）根据题意可知，由此造成的质量的测量值将偏小，理由是： 密度比空气大，等体积的 质量比空气大。反应结束时 残留在锥形瓶中，造成反应后装置质量的测量值偏大，反应前后装置质量减少量偏小。
15．学校八年级科学兴趣小组为了测定某矿山石灰石中碳酸钙的质量分数，取石灰石样品与足量稀盐酸在烧杯中反应（假设石灰石样品中杂质不与稀盐酸反应也不溶于水，杂质中不含钙元素）。有关实验数据如下表：
反 应 前 反 应 后
实验数据 烧杯和稀盐酸的质量 石灰石样品的质量 烧杯和剩余物的总质量
150g 12.5g 158.1g
（1）根据质量守恒定律可知，反应中生成二氧化碳的质量为　 　g。
（2）该石灰石中碳酸钙的质量分数为　 　。
（3）反应中生成氯化钙的质量是多少克？（写出计算过程）
【答案】（1）4.4
（2）设该石灰石样品中碳酸钙的质量为x． CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑ 100 44 x 4.4g 解得：x=10.0g 此石灰石中碳酸钙的质量分数为：。
（3）设生成的氯化钙的质量为y
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
111 44
y 4.4g
解得：y=11.1g
则生成的氯化钙的质量为11.1g。
【解析】（1）根据质量守恒定律可知：反应后比反应前减少的质量是生成二氧化碳的质量；
（2）根据化学方程式由二氧化碳的质量可以计算出石灰石中碳酸钙的质量，进而计算出石灰石中碳酸钙的质量分数；
（3）根据化学方程式由二氧化碳的质量可以计算出氯化钙的质量。
【解答】（1）根据质量守恒定律，二氧化碳的质量为：150g+12.5g-158.1g=4.4g；
16．某课外活动小组为测定当地石灰石中含碳酸钙的质量分数，取来了一些石灰石矿石，准确称取样品10g放于烧杯中(杂质既不溶于水，也不与稀盐酸反应，且不分解)，向其中加入足量的稀盐酸，根据实验测得的数据绘制如图。计算：
（1）10g样品可以产生二氧化碳　 　克。
（2）该样品中碳酸钙的质量分数是多少？
【答案】（1）3.3
（2）设样品中碳酸钙的质量为x，
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
X 3.3g
x=7.5g
该样品中碳酸钙的质量分数： ×100%=75%
【解析】二氧化碳的物理性质有：密度比空气大，微溶于水，无色无味；化学性质：不燃烧也不支持燃烧；能和水反应生成碳酸（显酸性，能使紫色石蕊变红色）；能和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水；
【解答】（1）石灰石和稀盐酸反应生成了二氧化碳和水和氯化钙，从图中可以看出 10g样品可以产生二氧化碳3.3克；
（2）设样品中碳酸钙的质量为x，
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
X 3.3g
x=7.5g
该样品中碳酸钙的质量分数： ×100%=75%
故答案为：（1）3.3（2）75%
17．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。
【答案】（1）CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑
（2）氯化钙和氯化氢（或CaCl2、HCl）
（3）制备40g质量分数为7.3%的稀盐酸时需质量分数为14.6%的盐酸的质量为40g×7.3%÷14.6%=20g
（4）解：碳酸钙恰好反应消耗HCl质量为30g×7.3%=2.19g
设样品中碳酸钙质量分数为x
CaCO3+ 2HCl= CaCl2+H2O+ CO2↑
100 73 　 　
5gx 2.19g 　 　
100：73=5gx：2.19g
x=60%
答：样品中碳酸钙质量分数为60%。
【解析】（1）根据碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳分析；
（2）根据盐酸全部加入后过量，溶液中溶质除生成物外还有盐酸剩余分析；
（3）根据溶液稀释前后溶质质量不变分析；
（4）根据反应的氯化氢质量及方程式中物质间质量关系计算碳酸钙质量，由此计算碳酸钙质量分数分析。
【解答】（1）碳酸钙与盐酸生成氯化钙、水和二氧化碳，方程式为CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑。
（2）由图像可知，盐酸全部加入后过量，则烧杯内溶液中溶质为氯化钙和氯化氢。
故答案为：（1）CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑；（2）氯化钙和氯化氢（或CaCl2、HCl）；（3）20g；（4）60%。
18．某品牌钙片的部分信息：①钙片主要成分为碳酸钙；②每片钙片的质量为1克．科学学习小组同学用该品牌钙片做了如下实验：把100克稀盐酸分成五等份，分次将稀盐酸添加到放有10片钙片的烧杯中，充分反应(钙片中其它成分不溶于水且不与盐酸反应)。得到的实验数据见下表。
实验次数 1 2 3 4 5
加入稀盐酸的质量/克 20 20 20 20 20
剩余固体的质量/克 8.0 6.0 4.0 2.5 2.5
回答下列问题：
（1）CaCO3中碳元素的化合价为　 　．
（2）10片钙片中CaCO3的质量为　 　．
（3）实验中所用稀盐酸的溶质质量分数为多大？
【答案】（1）+4
（2）7.5克
（3）解：设20克稀盐酸中含有溶质x
参加反应的碳酸钙的质量为1克×10-8克=2克
CaCO3+ 2HCl=CaCl2+H2O+ CO2 ↑
100 73
2克 x
x=1.46克
HCl%= ×100%=7.3%
答：实验中所用稀盐酸的溶质质量分数为7.3%
【解析】（1）根据化学式中正负化合价代数和为零计算；
（2）固体质量的减小量就是参加反应的碳酸钙的质量；
（3）以第1组实验为例，固体质量的减小量就是参加反应的碳酸钙的质量，恰好和20g稀盐酸完全反应，写出碳酸钙与稀盐酸反应的方程式，利用质量之间的比例关系计算出参加反应的HCl的质量，最后根据计算即可。
【解答】（1）在化学式 CaCO3 中，Ca的化合价为+2，O的化合价为-2，根据正负化合价代数和为零得到：（+2）+x+（-2）×3=0，解得：x=+4.、
（2）根据表格可知，当碳酸钙完全反应后，剩余固体的质量为2.5g，那么10片钙片中CaCO3的质量为：10g-2.5g=7.5g。
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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