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课时训练(十六)　氧气和二氧化碳的实验室制取
基础过关
1.(2025衢州期末)氯酸钾制取氧气可用二氧化锰(MnO2)作催化剂。在该反应中,二氧化锰的作用是 (　　)
A.加快了反应速率 B.产生了更多的氧气
C.反应后质量减小 D.反应后变成了其他物质
2.(2025浙江)规范操作是实验安全与成功的重要保障。如图K16-1所示实验操作规范的是(　　)
图K16-1
3.(2025连云港)实验室用CaCO3、稀盐酸制取CO2。如图K16-2所示,涉及的装置和操作正确的是 (　　)
图K16-2
4.(2025成都)高锰酸钾制取氧气的实验如图K16-3所示。下列操作符合安全规范的是(　　)
图K16-3
A.连接仪器:将试管抵住实验台,用力塞紧胶塞
B.加热试管:先预热,再对准试剂所在部位加热
C.结束实验:熄灭酒精灯后,将导管移出水面
D.整理复位:加热后的试管,立即用冷水清洗
5.(2025山西)如图K16-4分别是实验室制取氧气和二氧化碳的发生装置。完成该实验的操作中,正确的一项是 (　　)
图K16-4
A.均需用酒精灯加热 B.均可用镊子装入固体
C.均需检查装置的气密性 D.均可用带火星的木条检验气体
6.(2025浙江)实验室常用大理石和稀盐酸反应制取CO2,制得的CO2中会混有水蒸气。为制取干燥的CO2并探究其相关性质,小科设计了如图K16-5Ⅰ的制取装置和如图Ⅱ的性质实验。
图K16-5
请回答:
(1)图Ⅰ中X可选用　　　　(填试剂名称),收集装置应选用　　　　　(填“A”或“B”)。　
(2)如图Ⅱ甲,将收集到的CO2气体缓缓向烧杯里倾倒,发现蜡烛熄灭,由此可得出CO2的性质有:密度比空气的大、 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)如图Ⅱ乙,将生成的CO2气体通入 NaOH溶液会发生反应,但没有观察到明显现象。为验证两者已经发生反应,现有稀盐酸、KNO3溶液和Ca(OH)2溶液3种试剂。从中选择合适的试剂,写出实验方案:　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(要求指明试剂并给出相应的判断依据)。
能力提升
7.(2025舟山定海一模改编)小科家的水族箱,因水中二氧化碳含量偏低而影响了水草的正常生长。为解决此问题,小科开展了如下研究。
市场调查 小科发现市场上有如图K16-6甲所示的二氧化碳气体补给器出售,给该补给器连接气体细化器后就可向水族箱的水中补充二氧化碳气体,其结构示意图如图乙所示。
自制补给器小科研究了市售的二氧化碳气体补给器后,自制补给器,部分设计如图丙所示。
图K16-6
(1)若小科自制补给器所用的酸液是稀盐酸,则产生二氧化碳时发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)在如图丙所示的计泡器的虚线框中补全导管;将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后,应将气体细化器置于水族箱的　　　　(填“①”“②”或“③”)处。
(3)依据如下评价量表,对照指标二对小科的自制补给器写出评价等级及依据:　　　 　 　　
　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 。
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 反应安全,且可控 反应安全,但不可控 反应有较大安全隐患
指标二 气体能直接排出且速度可以观测 气体能直接排出但速度无法观测 气体无法排出
(4)小科设计了如图K16-7所示装置验证二氧化碳的温室效应。图中两个塑料瓶的体积和形状相同,连接两个塑料瓶的玻璃管中间有一滴红墨水,置于阳光下。一段时间后红墨水　　　　(填“向左”“向右”或“不”)移动。
图K16-7
(5)如图K16-8是一种工业上捕集CO2的方法,该装置用多孔球泡(内空球体,球面有许多小孔能通气)比直接用导管插入K2CO3溶液的吸收效果更好,原因是 　　　　　　　　　　　。
图K16-8
教师详解详析
1.A　2.A　3.A　4.B
5.C　[解析]实验室中常用大理石(或石灰石)和稀盐酸反应来制取二氧化碳,发生装置属于固液常温型,不需要用酒精灯进行加热。第一幅图中发生装置属于固体加热型,采用的是加热高锰酸钾的方法制取氧气,高锰酸钾是粉末状固体,应用药匙装入试管。实验室制取氧气和二氧化碳时,组装好装置后,应先检查装置的气密性,然后再装入试剂。氧气能支持燃烧,可用带火星的木条检验,二氧化碳应使用澄清石灰水检验。
6.(1)浓硫酸　A
(2)不燃烧,也不支持燃烧
(3)选择稀盐酸,CO2与 NaOH反应会生成 Na2CO3, Na2CO3与稀盐酸反应会生成CO2气体;向反应后的溶液中加入稀盐酸,若有气泡产生,则说明CO2与 NaOH发生了反应
[解析](1)要制取干燥的CO2,需要除去其中的水蒸气,浓硫酸具有吸水性,且不与CO2反应,所以X可选用浓硫酸。CO2的密度比空气的大,能溶于水且与水反应,所以收集CO2应采用向上排空气法,收集装置应选用A。
(2)将收集到的CO2气体缓缓向烧杯里倾倒,蜡烛熄灭。蜡烛熄灭说明CO2不支持燃烧,也不能燃烧;同时CO2能像倒水一样倾倒,说明其密度比空气的大。所以由此可得出CO2的性质有:密度比空气的大,不燃烧、也不支持燃烧。
7.(1)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
(2)如图所示
③
(3)评价等级:优秀。依据:自制补给器通过计泡器可观测气体排出速度,且气体能直接排出
(4)向左
(5)增大了气体与溶液的接触面积,加快反应速率

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