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中考二轮复习：二氧化碳
一、选择题
1．实验室制取并检验二氧化碳性质的过程中，涉及如下操作，正确的是（　　）
A．制取CO2
B．收集CO2
C．验证 CO2已集满
D．验证 CO2能与水反应
【答案】D
【知识点】二氧化碳的检验和验满；二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】（1）制取二氧化碳的发生装置：实验室用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，发生装置中长颈漏斗末端要伸入液面以下，防止气体逸出。
（2）二氧化碳的收集：二氧化碳能溶于水，密度比空气大，一般用向上排空气法收集，不用排水法收集。
（3）二氧化碳的验满：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明二氧化碳已集满。
（4）二氧化碳与水反应：二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变红。
【解答】A、图中制取二氧化碳时，长颈漏斗末端未伸入液面以下，会导致气体逸出，A 错误。
B、二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，B 错误。
C、验证二氧化碳集满时，燃着的木条应放在集气瓶口，而不是伸入瓶内，C 错误。
D、二氧化碳通入滴有石蕊试液的蒸馏水中，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使石蕊试液变红，可验证二氧化碳能与水反应，D 正确。
故答案为：D。
2．小科通过视频号“胜哥课程”观看了一些化学视频。下列关于二氧化碳性质的验证实验，只能反映二氧化碳物理性质的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】二氧化碳的物理性质及用途；二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】（1）二氧化碳的物理性质：通常状况下是无色无味气体，密度比空气大，能溶于水。
（2）二氧化碳的化学性质：能与水反应生成碳酸，能使澄清石灰水变浑浊（与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀 ）。
【解答】A、倾倒二氧化碳使蜡烛熄灭，既体现二氧化碳密度比空气大（物理性质 ），又体现二氧化碳不燃烧也不支持燃烧（化学性质 ），故错误。
B、二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，石蕊溶液变红，是因为二氧化碳与水反应生成碳酸，体现二氧化碳的化学性质，故错误。
C、二氧化碳通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，是因为二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，体现二氧化碳的化学性质，故错误。
D、天平一端倒入二氧化碳后下沉，说明二氧化碳密度比空气大，只体现了二氧化碳的物理性质，故正确。
故答案为：D。
3．“胜哥”在鉴别氢气、氮气、氧气、二氧化碳四瓶无色气体时，对它们的部分性质进行归纳梳理并编制了检索表(如图)。检索表中S代表的是（　　）
检索表
1a具有可燃性...............P
1b不具有可燃性...............2
2a能使澄清石灰水变浑........Q
2b不能使澄清石灰水变浑.......3
3a能使带火星的木条复......R
3b不能使带火星的木条复..... S
A．氢气 B．氮气 C．氧气 D．二氧化碳
【答案】B
【知识点】氧气的性质和利用；物质的鉴别、推断；二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】根据氢气具有可燃性，氧气具有助燃性，氮气和二氧化碳不支持燃烧，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊分析。
【解答】S代表不具有可燃性、不能使澄清石灰水变浑浊、不能使带火星木条复燃，则为氮气；
故选B。
4．如图曲线能正确反映下列化学变化中y与x变化关系的是（　　）
A．锌粒中滴入稀硫酸：y代表氢气的质量
B．CaCl2溶液中通入CO2气体：y代表沉淀的质量
C．氢氧化钠溶液中滴入稀盐酸：y代表混合溶液的pH
D．CuSO4和HCl的混合溶液中加入NaOH溶液：y代表沉淀的质量
【答案】D
【知识点】酸的化学性质；二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】根据各选项的变化情况结合图像变化趋势分析。
【解答】A、 锌粒中滴入稀硫酸，锌与硫酸接触即开始反应产生氢气，氢气的质量从原点起增加 ，不符合题意；
B、氯化钙与二氧化碳不能发生反应，不符合题意；
C、 氢氧化钠溶液中滴入稀盐酸，溶液pH会从大于7下降至等于7至小于7，不符合题意；
D、 CuSO4和HCl的混合溶液中加入NaOH溶液，氢氧化钠先与盐酸反应，然后再与硫酸铜反应，沉淀的质量在加入氢氧化钠一段时间后开始增加，至反应结束后保持不变 ，符合题意；
故选D。
5．“胜哥”通过实验室制取和牧集二氧化碳的方法获得了一瓶二氧化碳气体。接着利用这瓶二氧化碳气体完成了图示实验观察到蜡烛火焰自下而上依次熄灭。下列说法错误的是（　　）
A．实验室制取二氧化碳的药品为块状大理石和稀硫酸
B．实验室可采用向上排空气法收集二氧化碳
C．图示实验可说明二氧化碳密度比空气大
D．图示实验可说明二氧化碳不支持蜡烛的燃烧
【答案】A
【知识点】二氧化碳的物理性质及用途；制取二氧化碳的原理；二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】（1）碳酸钙和稀硫酸反应生成硫酸钙，由于硫酸钙几乎不溶于水，所以会沉积在大理石上，阻止反应进一步进行；
（2）根据二氧化碳的密度大小判断；
（3）根据火焰的熄灭方向可以确定二氧化碳的运动方向，据此确定密度大小；
（4）根据实验现象分析二氧化碳是否支持燃烧。
【解答】A.实验室制取二氧化碳，通常采用大理石与稀盐酸反应，故A错误符合题意；
B.因为二氧化碳的密度大于空气，所以使用向上排空气法收集，故B正确不合题意；
C.蜡烛火焰从下到上依次熄灭，说明二氧化碳沉积在容器底部，即它的密度大于空气，故C正确不合题意；
D.蜡烛依次熄灭，说明二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧，故D正确不合题意。
故选A。
二、填空题
6．科学是一门以实验为基础的学科。以下是实验室制取、收集、测量气体体积的常用装置。
（1）实验室制取二氧化碳的发生装置可以选择　 　（填字母）。
（2）检查装置B气密性的方法是：先关闭止水夹，然后　 　。
（3）若用装置C测反应生成的二氧化碳体积，测得的体积比理论值小，原因可能是二氧化碳具有　 　的性质。
【答案】（1）B
（2）向长颈漏斗中加入适量的水，若液面形成高度差且一段时间后，高度差不变，则气密性良好。（合理即可)
（3）能溶于水或能与水反应
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查；二氧化碳的物理性质及用途
【解析】【分析】（1）根据反应物的状态和反应条件选择气体的发生装置；
（2）根据检查装置气密性的方法解答；
（3）测得的二氧化碳的体积偏小，那么二氧化碳肯定是被消耗了，即要么是它能够与水反应，要么是它能够溶于水，据此分析解答。
【解答】（1）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，反应物为固体和液体，且不需要加热，因此发生装置选择“固液常温型”，故选B。
（2）检查装置B气密性的方法是：先关闭止水夹，然后向长颈漏斗中加入适量的水，若液面形成高度差且一段时间后，高度差不变，则气密性良好。
（3）若用装置C测反应生成的二氧化碳体积，测得的体积比理论值小，原因可能是二氧化碳具有能溶于水或能与水反应的性质。
7．某混合气体由CO、CO2、H2、水蒸气中的两种组成。“胜哥”利用下图的装置探究其成分(所用药品均足量，反应均完全)。
（1）检查装置气密性：在甲、丙装置中倒入适量的水，关闭丙丁之间止水夹，往甲装置中鼓入一定量空气后，停止鼓气。如果气密性良好，甲装置中广口瓶内观察到的现象是　
　；
（2）实验过程中，“胜哥”先点燃丁处酒精灯，再通人混合气体，过一会点燃乙处酒精灯，先观察到两装置中澄清石灰水变浑浊，过一会 观察到乙装置中黑色粉末变红，甲装置电子天平读数恒定不变，则原混合气体组成可能是　 　 。
【答案】（1）长导管中液柱液面高于瓶内液面并保持稳定
（2）①CO2 H2；②CO2 CO
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查；二氧化碳的检验和验满
【解析】【分析】（1）根据压强差原理检查装置气密性方法分析；（2）根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，氢气和一氧化碳具有还原性分析。
【解答】（1） 在甲、丙装置中倒入适量的水，关闭丙丁之间止水夹，往甲装置中鼓入一定量空气后，停止鼓气。如果气密性良好，气体不能排出，则甲装置中广口瓶内长导管中液柱液面高于瓶内液面并保持稳定；
（2） 实验过程中，先点燃丁处酒精灯，再通人混合气体，过一会点燃乙处酒精灯，先观察到两装置中澄清石灰水变浑浊，说明原气体中有二氧化碳，过一会观察到乙装置中黑色粉末变红，说明有氢气或CO还原了氧化铜，甲装置电子天平读数恒定不变，说明不含水蒸气，则原混合气体组成可能是 ①CO2 H2；②CO2 CO ；
故答案为：（1）长导管中液柱液面高于瓶内液面并保持稳定 ；（2） ①CO2 H2；②CO2 CO 。
8．如图是“胜哥”在实验室制取和收集气体的装置。请回答下列问题：
（1）“胜哥”用石灰石和稀盐酸来制取和收集二氧化碳气体，他应选用的实验装置是　 　。 (填字母)
（2）“胜哥”用加热高锰酸钾来制取氧气，实验过程中发现装置A的试管口有少量水滴。这些水不是生成物的理由是高锰酸钾(KMnO4)不含　 　。
（3）能用C装置收集的气体性质是　 　。
【答案】（1）B、D
（2）氢
（3）不溶于水、不与水反应
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查；制取氧气的原理；质量守恒定律及其应用；制取二氧化碳的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】（1）A适用于反应物全是固体的反应，B适用于固液不加热的反应。二氧化碳气体密度大于空气，所以采用向上排空气法收集。
（2）根据质量守恒定律可知，反应前后元素的种类不变。
（3）为减少气体的损失，使用排水法收集的气体不能与水反应，也不溶于水。
【解答】（1）石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应物时固体和液体，选择的发生装置是B。
二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，所以选择的发生装置是D。
（2）高锰酸钾的化学式为，不含氢元素，可知水不是由高锰酸钾分解产生的。
（3）使用排水法收集的气体不能与水反应，也不溶于水。
9．科学是一门以实验为基础的学科。如图A和B为实验室中常见的气体发生装置，请回答下列问题：
（1）实验室制取二氧化碳的发生装置可选择　 　(填字母)。
（2）向收集满二氧化碳的集气瓶内加入澄清石灰水(如图C)，震荡后，有　 　现象。此时，“胜哥”发现该瓶口上方的玻璃片被吸住，不易滑动(如图D)，其原因是　 　。
【答案】（1）B
（2）澄清石灰水变浑浊；瓶内气压小于外界大气压
【知识点】制取二氧化碳的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】（1）根据反应物的状态和反应条件选择合适的发生装置；
（2）根据二氧化碳的检验方法解答。比较瓶内气压和瓶外大气压强的大小即可。
【解答】（1）实验室利用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，不需要加热，即选择“固液常温型”，故选B；
（2）向收集满二氧化碳的集气瓶内加入澄清石灰水(如图C)，震荡后，有澄清石灰水变浑浊现象。此时，发现该瓶口上方的玻璃片被吸住，不易滑动(如图D)，其原因是：瓶内气压小于外界大气压。
10．“胜哥”在研究气体制取时发现，除了用大理石制取二氧化碳外，还可以通过加热碳酸氢钠固体来制取二氧化碳。
（1）实验室用大理石制取二氧化碳，需加入　 　(填“稀硫酸”“稀盐酸”或“浓盐酸”)。
（2）若用分解碳酸氢钠固体来制取，则应选用的气体发生装置和收集装置分别是图中的　 　(填字母)。
【答案】（1）稀盐酸
（2）BC
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查；制取二氧化碳的原理；酸的物理性质及用途；酸的化学性质
【解析】【分析】（1）浓盐酸会挥发，会导致收集到的二氧化碳气体不纯；稀硫酸与大理石反应产生的硫酸钙微溶，会附着在大理石表面，使反应停止。
（2）A适用于有液体参与的反应，D适用于收集密度小于空气的气体。
【解答】（1）实验室采用稀盐酸和大理石制取二氧化碳。
（2）碳酸氢钠是固体，所以发生装置选择的是B，二氧化碳密度大于空气，所以选择的收集装置是C。
11．如图所示是“胜哥”构建的知识网络中的一部分，其中“-”表示相连物质能发生化学反应。
（1）现象反映本质：紫色石蕊试液在B溶液中显蓝色，是因为B物质能电离出　 　(填离子符号)。
（2）性质决定用途：请写出CO2的一种用途：　 　。
（3）结构决定性质：图中CO2不可用CO替代，从微观结构解释造成此性质差异的原因是　 　。
【答案】（1）OH-
（2）灭火
（3）分子不同
【知识点】分子的定义与分子的特性；二氧化碳的物理性质及用途；酸碱指示剂及其性质
【解析】【分析】（1）紫色石蕊试液与到酸变成红色，遇到碱变成蓝色；
（2）根据二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧分析；
（3）分子是保持物质化学性质的最小微粒。
【解答】（1） 紫色石蕊试液在B溶液中显蓝色，是因为B物质呈碱性，则能电离出OH-离子；
（2）二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧，则二氧化碳可以灭火；
（3） 图中CO2不可用CO替代，从微观结构解释造成此性质差异的原因是：分子不同。
三、实验与探究题
12．“胜哥”对收集满二氧化碳气体的集气瓶需要正放的必要性进行了探究。实验步骤如下：
①将有底的空纸筒盖上硬纸板、在电子秤上称得质量为5.39克；
②将该纸筒先后两次收集满二氧化碳气体、盖上硬纸板。分别正放、倒放在电子秤上，如图甲和图乙、观察并记录读数变化：
③将两次的读数变化绘制成图丙，并得出结论。
回答下列问题：
（1）检验二氧化碳收集满的操作是　 　。
（2）纸筒正放时，电子秤读数变小的原因是　 　。
（3）结合图丙推测，若纸筒内收集满的是氢气。请在图丁中画出纸筒正放、倒放时电子秤读数随时间的大致变化情况并标注。(纸筒收集满氢气后的质量为5.30克)
【答案】（1）将燃着的木条放在集气瓶口。若熄灭，则已经收集满
（2）二氧化碳逸出，空气进入：且二氧化碳比空气密度大
（3）
【知识点】二氧化碳的物理性质及用途；二氧化碳的检验和验满
【解析】【分析】（1）根据二氧化碳气体的验满方法解答；
（2）二氧化碳的密度大于空气，它们会不断的从上面的小孔逸出，进入空气，从而使电子秤的示数减小；
（3）分析电子秤示数的变化规律，然后尝试完成作图即可。
【解答】（1）检验二氧化碳收集满的操作是：将燃着的木条放在集气瓶口。若熄灭，则已经收集满。
（2）纸筒正放时，电子秤读数变小的原因是：二氧化碳逸出，空气进入：且二氧化碳比空气密度大。（3）①氢气的密度小于空气，随着氢气的逸出，空气会慢慢进入桶内，从而使电子秤的示数增大，直到最后示数变成5.39g；
②由于氢气的密度小于空气，因此它会聚集在纸筒的上面，即正放时氢气的逸出速度大于倒放时的速度，则正放时电子秤的示数增大速度大于倒放时，如下图所示：
13．实验室常用大理石和稀盐酸反应制取( 制得的 中会混有水蒸气。为制取干燥的CO2并探究其相关性质，“胜哥”设计了如图1的制取装置和如图2的性质实验。
请回答：
（1）图1中X可选用　 　(填试剂名称)，收集装置应选用　 　(填“A”或“B”)。
（2）如图2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2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。“胜哥”为验证两者已经发生反应，现有稀盐酸、 溶液和 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)。
【答案】（1）浓硫酸；A
（2）不能燃烧和不支持燃烧
（3）取少量反应后溶液于试管中，滴加足量的稀盐酸，产生气泡；或加入Ca(OH)2溶液，若出现白色沉淀，则证明反应发生。
【知识点】制取二氧化碳的装置、步骤、收集与注意事项；酸的化学性质；碱的化学性质；二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】（1）浓硫酸具有吸水性，可用作干燥剂。
（2）二氧化碳不具有可燃性和助燃性，所以不能燃烧也不支持燃烧。
（3）硝酸钾与碳酸钠不反应，氢氧化钙与碳酸钠会有沉淀产生，稀盐酸与碳酸钠反应会产生气泡。
【解答】（1）二氧化碳气体中混有水蒸气，X的作用是干燥二氧化碳，可知X为浓硫酸。
二氧化碳密度大于空气，应使用向上排空气法收集，可知选择的是装置A。
（2）蜡烛熄灭，说明二氧化碳既不能燃烧也不支持燃烧。
（3）二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，加入稀盐酸，稀盐酸与碳酸钠反应会有气泡产生。 或加入Ca(OH)2溶液，若出现白色沉淀，则证明反应发生。
14．碳捕集是实现”碳中和”的措施之一，其中一种方法是用氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳。某“胜哥”组织同学们进行探究实验，“胜哥”将二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液中，并利用传感器实时测定氢氧化钠溶辆扶酸几液吸收二氧化碳后溶液的pH，装置如图甲所示。溶液的pH随时间变化情况如图乙，且pH等于11.6时溶液处于饱和状态。通过查阅资料发现：
①碳酸钠能与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠(Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3)；
②该温度下，饱和碳酸钠溶液的pH为11.6，饱和碳酸氢钠溶液的pH为8.3；
③该温度下碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度。
根据以上现象和信息，小组同学展开进一步探究：
[提出问题]二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液中，形成的产物是什么？
（1）[建立假设]假设1：只有碳酸钠；假设2：碳酸钠、碳酸氢钠；假设3：只有碳酸氢钠；假设4……
小敏根据图乙曲线判断假设1不成立，理由是　 　。
[实验过程]继续通入二氧化碳，溶液的pH随时间变化情况如图丙。
[实验结论]小敏根据图丙曲线认为二氧化碳持续通人氢氧化钠溶液后的最终产物是　 　。
[交流评价]
小金认为该曲线还不能确定最终产物。因为pH可能还未呈稳定状态，接下去的操作是　 　。
（2）小兴受小金的启发，猜测最后溶液可能呈酸性，他猜想的依据是　 　，所以建议小组同学继续展开探究。
【答案】（1）该温度下，饱和碳酸钠溶液的pH为11.6，此时pH小于11.6；碳酸氢钠；继续通入二氧化碳，直到pH不再变化
（2）二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性
【知识点】实验方案设计与评价；溶液的酸碱性与pH值的关系；二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】（1）根据查阅资料中所给数据及图像中所给数据分析；
（2）根据 二氧化碳与水反应生成碳酸分析。
【解答】（1） 该温度下，饱和碳酸钠溶液的pH为11.6，由图乙可知，pH小于11.6 ，所以假设1不成立 ； [实验结论] 该温度下，饱和碳酸钠溶液的pH为11.6，饱和碳酸氢钠溶液的pH为8.3 ，图丙曲线溶液pH最终为8.3，则二氧化碳持续通人氢氧化钠溶液后的最终产物是碳酸氢钠；[交流评价]小金认为该曲线还不能确定最终产物。因为pH可能还未呈稳定状态，还需 继续通入二氧化碳，直到pH不再变化 ；
（2） 二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性 ，所以猜测最后溶液可能呈酸性。
故答案为：（1） 该温度下，饱和碳酸钠溶液的pH为11.6，此时pH小于11.6 ；碳酸氢钠； 继续通入二氧化碳，直到pH不再变化 ；（2） 二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性 。
15．“胜哥”组织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】CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
【发生装置】
（1）结合实验原理，图1中发生装置可用于实验室制取CO2气体的是　 　；（填字母）
（2）【实验探究】
探究Ⅰ.影响因素探究
在制取CO2气体时，为了探究影响反应快慢的因素，小组同学进行了四组实验，如表所示
实验组别 甲 乙 丙 丁
大理石的质量/g、颗粒大小 m块状 m块状 m粉末状 m粉末状
盐酸的体积/mL、浓度 V稀盐酸 V浓盐酸 V稀盐酸 V浓盐酸
若探究盐酸的浓度对上述反应的影响，可选择实验甲与　 　（选填实验组别）进行对照。
（3）探究Ⅱ.性质探究
做CO2与NaOH溶液发生反应的验证实验时，同学们将NaOH溶液加入到充满CO2气体且质地较软的塑料瓶中，观察到塑料瓶变扁，由此得到CO2与NaOH发生反应的结论。但有同学认为上述现象产生的原因还可能是CO2气体溶于水导致气压减小。
为回答该同学的质疑，小科进行了如下实验：在两个250mL的烧瓶中分别充满CO2气体，通过注射器同时向两个烧瓶中分别注入同体积的水和NaOH溶液，最后得到烧瓶内压强与时间的关系曲线（如图2所示）。由此，小科得出CO2气体溶于水会导致塑料瓶变扁，同时CO2与NaOH也发生了化学反应的结论。
结合图2中A、B曲线变化特点，写出能证明CO2与NaOH发生了化学反应的证据　 　。
（4）【拓展提高】小组同学完成某石灰石样品中CaCO3的质量分数测定，其方法是：将样品与一定量的稀盐酸反应，测定反应后生成的CO2质量，再根据CO2的质量求出样品中CaCO3的质量分数。
小组同学在实验室中组装了相应的实验装置（如图3）。小科利用该实验装置按如下步骤进行实验：
①先通一段时间的空气
②称量D装置的质量为m1
③打开分液漏斗的活塞，将稀盐酸全部加入锥形瓶，待充分反应后，关闭活塞
④再次通空气一段时间
⑤再次称量D装置的质量为m2
“胜哥”指出实验步骤③操作明显不合理，你认为“胜哥”的理由是　
　。
【答案】（1）BC
（2）乙
（3）B曲线明显低于A曲线（或B与A曲线不重合；答案中只要体现两者压强存在差异即可）
（4）未及时关闭活塞可能会导致产生的CO2从分液漏斗口逸出
【知识点】二氧化碳的化学性质；影响化学反应速率的因素
【解析】【分析】（1）根据制取二氧化碳的药品的状态及反应条件分析；
（2）根据对比实验的设计方法分析，设计对比实验要求变量的唯一性；
（3）根据图像中两曲线不重合分析；
（4）根据不及时关闭活塞气体会逸出分析。
【解答】（1）实验室制取二氧化碳需选择固液常温型发生装置，故选BC。
（2） 若探究盐酸的浓度对上述反应的影响，需进行改变盐酸的浓度而大理石颗粒大小、质量相同的对比实验，即选择实验甲与 乙对照；
（3）通过B曲线明显低于A曲线，可证明CO2与NaOH发生了化学反应 ；
（4） 步骤③操作未及时关闭活塞可能会导致产生的CO2从分液漏斗口逸出，影响实验结果；
故答案为：（1）BC；（2）乙；（3） B曲线明显低于A曲线（或B与A曲线不重合；答案中只要体现两者压强存在差异即可） ；（4） 未及时关闭活塞可能会导致产生的CO2从分液漏斗口逸出 。
16．“胜哥”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，“胜哥”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。“胜哥”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，“胜哥”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。
【答案】（1）装置B便于随时添加药品；导管口有气泡冒出，手移走后，导管中形成一段稳定的水柱
（2）缺少助燃剂氧气
（3）200
【知识点】制取二氧化碳的原理；制取二氧化碳的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】 （1）①根据装置A、装置B的特点来分析解答；
②根据检查装置A的气密性的方法来分析解答；
（2）根据可燃物燃烧的条件来分析解答；
（3）根据图2中的信息，再结合题意来分析解答。
【解答】 （1）①A装置的优点是装置简单，操作简便，B装置使用了长颈漏斗，便于添加液体药品，则B装置的优点是便于添加液体药品；
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，试管中空气受热膨胀，压强增大，观察到有气泡冒出， 手移走后，导管中形成一段稳定的水柱，说明气密性良好；
（2），验满时，将燃着的小木条放在集气瓶口，小木条熄灭，原因是缺少助燃剂氧气 ；
（3）由图可知，100秒时氧气体积分数降到8%左右时小木条熄灭，300秒时二氧化碳体积分数达到90%，则需在小木条熄灭后，再收集：300秒-100秒=200秒。
17．通过微信公众号“胜哥课程”学习二氧化碳性质后，小科进行如下探究：
（1）[制取气体]用石灰石和稀盐酸作为原料制取二氧化碳气体，收集气体时要得到平稳的气流，应选择图甲中的　 　(填字母)作为发生装置。
（2）[探究性质]用图乙装置完成二氧化碳性质的探究后，小科还想用该装置来验证氧气的密度大于空气密度的性质。若他将氧气倒入装有两支带火星的蜡烛的烧杯中(如图丙)，预期观察到的现象是　 　。
【答案】（1）C
（2）蜡烛自下而上复燃
【知识点】氧气的性质和利用；制取二氧化碳的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】（1）根据制取二氧化碳选择固液常温型发生装置，分液漏斗可控制液体的流速以控制反应速率分析；
（2）根据氧气的密度比空气大及助燃性分析。
【解答】（1） 用石灰石和稀盐酸作为原料制取二氧化碳气体，收集气体时要得到平稳的气流，应选择带有分液漏斗的固液常温型发生装置，即C；
（2）氧气密度比空气大，且有助燃性，所以向烧杯中倾倒氧气会观察到蜡烛自下而上复燃。
故答案为：（1）C；（2） 蜡烛自下而上复燃 。
18．“胜哥”在参考书上看到一氧化碳还原氧化铁(Fe2O3)的两种实验装置：图1用酒精灯(火焰温度400℃~ 500℃左右)加热，图2用酒精喷灯(火焰温度可达800℃以上)加热。“胜哥”产生了疑惑：在不同温度下反应有什么不同呢？他猜想：在不同温度条件下，得到产物的成分可能不同。于是他按图组装装置并检查好气密性，进行探究：
①在硬质玻璃管中，分别装入等量氧化铁粉末，连接装置，开始实验。当红棕色粉末变成黑色时停止加热。待玻璃管内物质冷却后，停止通入一氧化碳。过程中澄清石灰水均变浑浊。
②“胜哥”把两装置中的黑色粉末分别倒在白纸上，用磁铁靠近，发现黑色粉末均能被磁铁吸引。根据已有知识他判断黑色粉末可能为Fe、Fe3O4中的一种或两种。③为进一步确定成分，“胜哥”查阅资料，了解到Fe能和稀硫酸反应产生氢气而Fe3O4不能。于是他分别取等量黑色粉末装入两支试管，加入等量同浓度稀硫酸，产生气泡的情况如下表：
实验记录表
粉末来源 产生气泡的情况
图1装置 未观察到气泡
图2装置 大量气泡
由此，“胜哥”确定两装置中产物的成分不同，证实了自己的猜想。
（1）在①中开始实验时，应该先　 　，再分别加热玻璃管中的氧化铁。过程中澄清石灰水均变浑浊，说明都有　 　气体生成。
（2）在②中“胜哥”是利用物质的　 　 (选填“物理"或“化学”)性质来进行判别的。
（3）结合①②③实验结果，“胜哥”判断图1硬质玻璃管中反应的化学方程式为　 　。
【答案】（1）先通入一氧化碳，排尽装置内的空气；CO2
（2）物理
（3）CO+3Fe2O3 CO2+2Fe3O4
【知识点】实验步骤的探究；二氧化碳的检验和验满；常见金属与金属的物理性质及用途
【解析】【分析】（1）根据一氧化碳与金属氧化物反应需先排尽装置内空气，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊分析；
（2）根据不需化学变化体现的性质为物理性质分析；
（3）根据所给实验现象确定图1中生成物，从而写出反应方程式分析。
【解答】（1） 一氧化碳与空气的混合气体加热可能发生爆炸，在①中开始实验时，应该先通入一会一氧化碳，排尽装置内空气， 再分别加热玻璃管中的氧化铁。过程中澄清石灰水均变浑浊，说明都有二氧化碳生成。
（2） 在②中小明用磁铁吸引黑色固体，是利用物质的物理性质进行判别。
（3） 图1硬质玻璃管中黑色固体加入稀硫酸未观察到气泡，说明生成物四氧化三铁和二氧化碳，则图1硬质玻璃管中反应的化学方程式为CO+3Fe2O3 CO2+2Fe3O4 。
故答案为：（1）先通入一氧化碳，排尽装置内的空气；CO2；（2）物理；（3）CO+3Fe2O3 CO2+2Fe3O4 。
19．思维模型的建构既方便于问题的解决，又能促进深度学习。某科学研究小组同学，在研究了气体检验专题内容后，认为气体检验的关键是干扰气体的界定，判断标准是对后续实验是否会产生干扰。于是在“胜哥”的指导下对解决“气体检验”类问题建构了如下思维模型：
【模型应用】同学们为检验天然气燃烧后的气体产物成分，应用思维模型设计了如图甲实验方案（固定装置未画出），将天然气在氧气中燃烧后得到的混合气体通过该方案进行实验。
（1）实验过程中观察到A装置中的无水硫酸铜变蓝，B、F装置中的澄清石灰水均变浑浊，D装置中的澄清石灰水不变浑浊，由此可得出该气体产物的成分为　 　；
（2）图甲实验方案中，装置C和D归属于上述思维模型中的　 　环节；
（3）【改进创新】小金同学认为，原气体产物中的CO2对CO的检验不会产生干扰，于是从简约装置、节约实验药品的角度出发，对图甲方案进行了改进与创新，去掉B、C、D装置，替换F、G装置，改用图乙所示的装置对该气体产物的成分进行探究。在实验中，小金先从A处通一段时间混合气体，再点燃E处酒精灯加热，观察现象，也实现了气体产物成分的检验。
实验中，小金在加热前先通一段时间的混合气体，其目的是　 　；
（4）实验中，判断E中玻璃管内空气已排净的实验现象是　 　。
【答案】（1）H2O、CO2、CO
（2）气体净化
（3）防止加热时发生爆炸，检验CO2
（4）H装置中澄清石灰水变浑浊
【知识点】二氧化碳的检验和验满；物质的鉴别、推断
【解析】【分析】根据水能使无水硫酸铜变蓝，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，一氧化碳与氧化铜反应后生成二氧化碳分析。
【解答】（1） 实验过程中观察到A装置中的无水硫酸铜变蓝，说明含有水，B装置中的澄清石灰水均变浑浊，说明含有二氧化碳，D装置中的澄清石灰水不变浑浊，F石灰水变浑浊，说明将原二氧化碳除去，经过反应又生成了二氧化碳，即原气体中含有一氧化碳；
（2） 装置C和D是除去原有二氧化碳，归属于上述思维模型中的气体净化 ；
（3）加热CO与空气的混合气体时易发生爆炸，且为验证气体中有二氧化碳，需在CO反应前检验，所以小金在加热前先通一段时间的混合气体，目的是防止加热时发生爆炸，并检验CO2；
（4） H装置中澄清石灰水变浑浊，则说明有通入气体进入H，装置内空气已排净；
故答案为：（1） H2O、CO2、CO ；（2）气体净化；（3） 防止加热时发生爆炸，检验CO2 ；（4） H装置中澄清石灰水变浑浊 。
20．某混合气体X由 (水蒸气)中的两种或两种以上组成，“胜哥”为确定该气体成分进行了如下探究(假设每步反应均完全)。
请回答：
（1）若加热前往图甲 B装置中直接通入混合气体，则混合气体成分中能被直接检验确定有无的气体是　 　。
（2）在图甲B装置前的虚线框内增加一个图乙A装置后进行实验，出现的现象是：A中溶液变浑浊，B中黑色粉末变红色，C中白色粉末变蓝，D中溶液变浑浊。
①图乙 A装置在实验中的作用是　 　。
②实验中能证明CO存在的证据是　 　。
（3）若要实现对四种气体的全部检验，对图乙、图甲合成后的装置还需要进一步改进，请你提出改进建议　 　。
【答案】（1）H2O、CO2
（2）检验并除去CO2；D中溶液变浑浊
（3）在A装置前加一个C装置，并在AB装置之间增加一个装有浓硫酸的装置
【知识点】二氧化碳的检验和验满；还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】（1）气体检验原理：无水硫酸铜遇水变蓝，可用于检验水蒸气；澄清石灰水（氢氧化钡溶液类似）遇二氧化碳变浑浊，可检验二氧化碳。若加热前直接通入混合气体，能利用这两个特性直接检验水蒸气和二氧化碳。
（2）①装置作用分析：图乙 A 装置中是氢氧化钡溶液，二氧化碳通入会反应使溶液变浑浊，可检验二氧化碳；同时将二氧化碳反应掉，防止其干扰后续一氧化碳的检验，即起到检验并除去二氧化碳的作用。
②一氧化碳存在证据：一氧化碳具有还原性，能还原氧化铜使黑色粉末变红；其氧化产物二氧化碳能使 D 中澄清石灰水变浑浊，所以 D 中溶液变浑浊能证明有一氧化碳存在。
（3）装置改进思路：要实现四种气体全部检验，需先检验水蒸气，可在 A 装置前加无水硫酸铜（C 装置）；且在检验氢气前要排除原有水蒸气干扰，所以在 AB 装置之间增加装有浓硫酸的装置来干燥气体。
【解答】（1）无水硫酸铜遇水变蓝，可用于检验水蒸气；澄清石灰水（氢氧化钡溶液类似）遇二氧化碳变浑浊，可检验二氧化碳。因此能直接检验确定有无的气体是H2O、CO2
（2）①图乙 A装置作用是检验并除去CO2。
②能证明CO存在的证据是 D 中溶液变浑浊 。
（3）改进建议是在A装置前加一个C装置，并在AB装置之间增加一个装有浓硫酸的装置 。
21．“胜哥”做Na2CO3溶液与稀盐酸反应的实验时发现：稀盐酸逐滴滴入Na2CO3溶液中，一开始没有气泡产生，到后来溶液中才有气泡产生；而将Na2CO3溶液滴入稀盐酸中，立即有气泡产生。
【问题】稀盐酸滴入Na2CO3溶液中，为什么一开始不产生气泡？
【猜想】根据质量守恒定律和复分解反应分析，稀盐酸滴加到Na2CO3溶液中，先生成了NaHCO3和另一种盐。
【实验】为验证反应中是否有NaHCO3生成，进行如下实验：
①“胜哥”取一定量的Na2CO3溶液，逐滴滴入稀盐酸，刚好有气泡产生就停止滴入。
②“胜哥”将①中所得溶液在低温下蒸发至固体M完全析出。
③按如图装置加热分解固体M，并把加热产生的气体通入烧杯内A试液中。
【现象与结论】实验③过程中观察到试管口有液滴生成和A试液变浑浊，证实稀盐酸逐滴滴入Na2CO3溶液中先生成了NaHCO3。
【反思交流】
（1）猜想中另一种盐是　 　。
（2）图中A试液的名称是　 　。
（3）实验③结束，若“胜哥”熄灭酒精灯前没有把导管移出液面，则会引起　 　。
（4）稀盐酸逐滴滴入到Na2CO3溶液中，产生的二氧化碳气体体积（V）与滴加稀盐酸体积（VHCl）之间关系符合的图象是（）（填字母）
A． B． C．
【答案】（1）NaCl/氯化钠
（2）澄清石灰水
（3）A液体倒吸进入试管
（4）B
【知识点】二氧化碳的检验和验满；盐的性质及用途
【解析】【分析】（1） 据复分解反应的质量守恒定律分析解答；
（2）根据二氧化碳的检验方法解答；
（3）注意熄灭酒精灯后没有气体生成，则试管内气压减小，分析烧杯中液体的流向即可；
（4）根据实验过程中二氧化碳的质量变化判断即可。
【解答】（1） Na2CO3与稀盐酸反应时，Na2CO3首先转化为NaHCO3，同时生成另一种盐。盐酸（HCl）中的Cl-会与Na+结合，生成NaCl。
（2） 实验③中，固体M（NaHCO3）受热分解生成CO2气体，通入A试液后观察到变浑浊，说明A试液用于检验CO2。澄清石灰水（Ca(OH)2溶液）是检验CO2的常用试剂，则A为澄清石灰水。
（3） 加热固体NaHCO3时，若先熄灭酒精灯而未移出导管，试管内温度下降，气压减小，烧杯中的液体会被倒吸入试管中，可能导致试管炸裂。
（4）将稀盐酸滴入碳酸钠溶液中，开始一段时间内，碳酸钠和稀盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠，此时没有气体生成。然后碳酸氢钠和稀盐酸反应，生成氯化钠、水和二氧化碳，这段时间内气体质量逐渐增大，最后保持不变。
故选B。
22． “胜哥”设计如图所示的实验装置探究化粪池内沼气的成分。“胜哥”将收集到的沼气依次通过如图甲所示的装置并观察现象。已知化粪池内气体可能含有 四种气体中的一种或儿种，碱石灰为NaOH和CaO的混合物。(假设每个装置内都充分反应或吸收)
请回答：
（1）收集沼气的方法是用绳子将装满水的大塑料瓶吊入化粪池，并将塑料瓶倒转，使水完全流出。该方法的本质是　 　集气法。
（2）装置①申清清石灰水吸浑浊，说明沼气中一定有　 　。
（3）设置装置②的目的是　 　。
（4）图甲中的④是由图乙中的两个装置组合而成，请在空格中按顺序填入装置的导管编号，将装置补充完整；气体燃烧装置→　 　→尾气处理装置。
【答案】（1）排水
（2）二氧化碳
（3）完全吸收二氧化碳和水，排除干扰
（4）b→a→d→c
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查；二氧化碳的检验和验满
【解析】【分析】（1）排水法收集气体时要求气体不溶于水也不与水反应。
（2）澄清石灰水可用于检验二氧化碳。
（3）碱石灰是固态氢氧化钠和氧化钙的混合物，能吸收水蒸气和二氧化碳气体。
（4）检验气体时，第一步检验的是水蒸气，定量分析中，第一步吸收的也是水蒸气，除杂时，最后一步吸收水蒸气。
【解答】（1）将水倒出，气体进入瓶内，属于排水法收集气体。
（2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，可知沼气中一定含有二氧化碳。
（3）碱石灰能够吸收水分和二氧化碳，防止水和二氧化碳对后续检验造成干扰。
（4）浓硫酸具有吸水性，为防止氢氧化钠溶液中的水对实验造成干扰，应先接浓硫酸，检验和吸收气体时，应长进短出，可知先接b、a，再接d、c，即顺序为：b→a→d→c。
23．通过视频号“胜哥课程”学习了二氧化碳的制取之后，同学们开展项目化活动“制作简易灭火器”，同时针对该项目设计了评价表。
“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
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)
【答案】（1）合格
（2）不可行，铁丝会和酸反应生成氢气，氢气为可燃物，会加速燃烧易发生爆炸
（3）解：设参与反应的碳酸钙的质量为x
x=7.5克
（4）①③
【知识点】根据化学反应方程式的计算；制取二氧化碳的原理；制取二氧化碳的装置、步骤、收集与注意事项；金属的化学性质
【解析】【分析】（1）根据硫酸钙微溶，可知反应不能持续进行。
（2）活泼金属能与酸产生氢气，所以不可行。
（3）根据二氧化碳质量结合方程式计算碳酸钙的质量。
（4）装置②中将止水夹关闭，气体不再逸出，试管内压强增大，液体被压进漏斗中，试管内液面下降，与固体分离，反应停止。
【解答】（1）硫酸钙微溶，会附着在碳酸钙表面，阻止反应进一步进行，可知根据评价表，该装置指标一被评为合格。
（2）铁是活泼金属，能与酸反应产生氢气，氢气可燃，不纯可能会发生爆炸，所以不能用铁丝替代铜丝。
（4）指标二达到“优秀”，既要控制反应的进行和停止，还要控制反应速度，可选择的装置是①③，②可以控制反应的进行和停止，单不能控制反应速度。
24．为了研究质量守恒定律，“胜哥”设计了如图所示的装置。具体操作步骤如下：
①用天平测出装有氧化汞的试管总质量为m1。
②装配如图所示的装置。
③加热试管一段时间后停止加热，读出量筒内气体体积为V。
④等装置冷却用天平测出试管及药品总质量为m2。
⑤查出标准大气压下氧气密度为ρ。
（1）“胜哥”为成功验证质量守恒定律，测量出的m1、m2、V、ρ之间要满足的关系是　 　。
（2）测量氧气体积时需要铁架台固定装置，“胜哥”使量筒内外液面相平。其目的是　 　。
（3）改用其他药品，用同样的装置也可达到相同的实验目的，“胜哥”可以选用____。(填字母)
A．高锰酸钾 B．碳酸钙
C．炭与氧化铜 D．氯酸钾与二氧化锰
【答案】（1）
（2）使量筒内外气压相同
（3）A；D
【知识点】密度公式的应用；制取氧气的原理；质量守恒定律及其应用；制取二氧化碳的原理；制取二氧化碳的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】（1）质量守恒，即损失的固体的质量等于氧气的质量。
（2）两侧压强相等，测得的气体的体积为标准大气压下的体积。
（3）使用排水法收集气体，要求气体不能溶于水，不能与水反应。
【解答】（1）表示的是试管内减少的物质的质量，若质量守恒，可知为氧气的质量，则等于。
（2）量筒内外液面相平，可以确保量筒内外气压相同，从而准确测量氧气的体积。
（3）A、高锰酸钾分解产生氧气，可以使用同样的装置也可以达到相同的实验目的，故A正确；
B、碳酸钙分解产生的气体是二氧化碳，二氧化碳能溶于水，故B错误；
C、碳与氧化铜反应产生的气体为二氧化碳，二氧化碳能溶于水，故C错误；
D、氯酸钾在二氧化锰的催化下分解成氯化钾和氧气，故D正确。
故答案为：AD。
25．二氧化碳是温室气体之一，“节能减排”、“碳达峰”、“碳中和”等关键词成为热搜。
（1）图甲中可以用于制取少量二氧化碳且能控制反应发生与停止的发生装置是　 　。
（2）若用装置D收集产生的二氧化碳，可以对此装置作出的改进是　 　。
（3）图乙是一种工业上捕集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　 　。
（4）“胜哥”设计了图丙装置验证二氧化碳温室效应。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。
【答案】（1）C
（2）先将D中的水倒掉，然后将二氧化碳从b端通入（或在水面上方滴一层油膜，将二氧化碳从a管通入）
（3）增大接触面积，加快反应速率
（4）向左
【知识点】制取二氧化碳的原理；制取二氧化碳的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】 （1）根据装置的特点进行分析；
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；
（2）根据气体密度比液体密度小进行分析；
（3）根据BD装置制取气体的反应物是固体和液体，反应条件是常温，应该是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气进行分析；
（4）根据二氧化碳会产生温室效应进行分析。
【解答】 （1）实验室用大理石和稀盐酸反应制二氧化碳，则选择“固液常温型”。
c中玻璃管中有阀门，借助它的开合可以控制反应发生和停止，则选择发生装置为C；
（2）若用装置D收集产生的二氧化碳，可以做的改进是：先将D中的水倒掉，然后将二氧化碳从b端通入；
（3） 图乙是一种工业上捕集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，原因是增大接触面积，加快反应速率；
（4）绵绵同学设计如图装置验证二氧化碳温室效应。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。一段时间后红墨水向左移动。
26．“胜哥”开展以二氧化碳为主题的项目式学习并设计了以下活动。请回答：
（1）实验室制取二氧化碳的装置由图1中的A改成B，请你说出改进后的优点：　
　。
（2）“胜哥”用如图2装置研究二氧化碳与氢氧化钠的反应，用注射器分别注入等体积的水和氢氧化钠溶液，测得压强随时间变化的图像如图曲线Ⅰ和Ⅱ所示。
①设置实验1的目的是　 　。
②“胜哥”得出氢氧化钠溶液比水吸收二氧化碳的能力更强的证据是　 　。
（3）在上述实验后，“胜哥”查阅资料发现：实现碳中和，可以通过人工固碳、海洋固碳和生物固碳等途径，其中人工固碳的常见方法如下：
上述三种方法中所涉及的反应中属于化学变化的是　 　。
【答案】（1）能控制反应的发生和停止
（2）作对照；曲线Ⅱ比曲线Ⅰ压强下降得更明显
（3）方法2和方法3
【知识点】化学变化与物理变化的判别；制取二氧化碳的装置、步骤、收集与注意事项；二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】（1）B装置关闭活塞，气体不再逸出，试管内压强增大，将液体压进长颈漏斗中，试管内液面下降，与固体分离。
（2）为防止水对实验造成干扰，在对照组中应加入与氢氧化钠溶液等量的水，进行对照。
（3）物理变化与化学变化的区别是花学变化有新物质生成而物理变化没有。
【解答】（1）装置B可实现反应物固液分离，从而实现控制反应进行和停止。
（2）氢氧化钠溶液中有水，二氧化碳能溶于水，会对实验造成干扰，所以应设置对照组，若氢氧化钠溶液中压强变化量更大，即曲线变化更明显，说明氢氧化钠能与二氧化碳反应。
（3）化学变化要有新物质产生方法2中二氧化碳与氢氧化钙反应产生新物质碳酸钙，属于化学变化。方法3中二氧化碳被转化为新物质二甲醚，可知属于化学变化。
方法1中没有新物质生成，属于物理变化。
故答案为：2、3。
27．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。“胜哥”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)。
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
请根据上述信息回答问题：
（1）“胜哥”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）“胜哥”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，“胜哥”发现盐酸的浓度越大，生成二氧化碳的质量越少。“胜哥”猜想这可能跟盐酸的性质有关。为进一步验证自己的猜想，“胜哥”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：　
　。
【答案】（1）稀盐酸的浓度减小，导致速率减慢
（2）解：设稀盐酸中氯化氢的质量为x。
CaCO3+ 2HCl= CaCl2+H2O+ CO2↑
　 73
x 　 44
2.2g
　 　 　 　
，解得x=3.65g
利用率。
（3）盐酸浓度越大，挥发速度越快，与碳酸钙反应的氯化氢质量小，产生的二氧化碳气体质量少
【知识点】根据化学反应方程式的计算；制取二氧化碳的原理；酸的物理性质及用途
【解析】【分析】（1）反应物的浓度会影响反应的速度，浓度大，反应速度快。
（2）根据方程式计算出氯化氢的质量，再根据题中关于利用率的定义进行计算。
（3）根据盐酸具有挥发性进行分析。
【解答】（1）随着反应的进行，稀盐酸的浓度减小，所以反应速率减慢。
（3）盐酸具有挥发性，浓度越大，挥发得越快，损失的氯化氢气体多，产生的二氧化碳气体的质量减小。
28．日前，某知名品牌钙片钙含量不足的新闻引发热议。为研究钙片中碳酸钙的含量，“胜哥”进行了如下实验探究。
【实验设计】“胜哥”设计了如图所示的装置进行实验(部分夹持装置未画出)。
【实验步骤】
①按图连接好仪器，并检查装置气密性。
②在B中U形管内放入若干钙片样品，样品总质量m0，通过A往装置中通入氮气。
③一段时间后，测得C装置质量为m1。
④打开分液漏斗活塞，加入稀盐酸，至B装置不再产生气泡。
⑤再次通入氮气，一段时间后，测得C装置质量m2。
【实验分析】
（1）写出B装置中发生反应的化学方程式：　 　。
（2）实验步骤⑤中再次通入氮气的目的是　 　。
（3）该实验装置的设计存在明显缺陷，请完善：　 　(不考虑稀盐酸的挥发)。
（4）若上述数据是在装置完善后称得，则该钙片中碳酸钙含量为　 　(结果用含 m2的式子表示)。
【答案】（1）
（2）确保二氧化碳全部被氢氧化钠吸收，减小误差
（3）在BC之间加装一个装有浓硫酸的洗气瓶
（4）
【知识点】书写化学方程式、文字表达式；根据化学反应方程式的计算；制取二氧化碳的原理；酸的物理性质及用途
【解析】【分析】（1）酸与盐反应生成新盐和新酸。
（2）反应前通氮气是为了排除装置内残留空气二氧化碳的干扰。
（3）浓硫酸具有吸水性，可以干燥二氧化碳气体。
（4）C装置的增重量为二氧化碳气体的质量，结合方程式计算碳酸钙的质量。
【解答】（1）方程式为：。
（2）反应结束后继续通氮气，能将反应产生的氮气全部通入C中被氢氧化钠吸收，使实验结果更准确。
（3）二氧化碳气体进入装置C时会带出部分水蒸气，为减小误差，应在BC之间加装一个装有浓硫酸的洗气瓶。
（4）二氧化碳的质量为，设碳酸钙的质量为x
CaCO3+ 2HCl= CaCl2+H2O+ CO2↑
100
x 　 　 44
　 　 　 　
则
解得
碳酸钙的质量分数为
29．“胜哥”利用碎鸡蛋壳和白醋(主要成分是一种酸————醋酸，具有挥发性)为原料，以回收的生活用品作为器材，制取二氧化碳气体并验证其部分性质。
（1）如图1，用矿泉水瓶作为发生装置的容器。反应前检查此装置气密性的操作方法为　 　。
（2）如图2，取4张蓝色石蕊试纸，将其中两张用蒸馏水湿润后，再用细铁丝固定在透明的塑料管中。在矿泉水瓶中加入碎鸡蛋壳和白醋，将产生的二氧化碳气体通入图2装置，根据二氧化碳具有　 　性质，预期将观察到：试纸4先变红色，试纸1后变红色，试纸2和3不变色。但实验结果却发现试纸2和3也变红色。请分析出现这种情况的可能原因：　 　。
（3）实验过程中发现，在进行性质验证时，经常会因为一些原因需要暂停反应。请你利用生活中的物品，对“胜哥”的发生装置进行改进，使其达到能随时暂停反应的进行。将你的设计表示在图3中(画出简图，并配上简短的操作说明)。
【答案】（1）将吸管的一端放入水中，用手捂住矿泉水瓶
（2）能与水反应生成碳酸，且密度比空气大；二氧化碳气体中含有水蒸气
（3）示例图1或图2，其他合理答案均可
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查；二氧化碳的物理性质及用途；二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】（1）根据装置气密性的检查方法解答；
（2）二氧化碳本身没有酸性，但是溶于水后会形成碳酸，能够使石蕊试纸变红，结合它的密度大于空气分析解答；
（3）想办法将固体和液体分离即可控制反应的开始和结束。
【解答】（1） 检查装置气密性的原理是通过液封观察气压变化。关闭出口后加水，若装置漏气，液面会因内外气压平衡而下降；反之则气密性良好。
（2）在矿泉水瓶中加入碎鸡蛋壳和白醋，将产生的二氧化碳气体通入图2装置，根据二氧化碳具有能与水反应生成碳酸，且密度比空气大性质，预期将观察到：试纸4先变红色，试纸1后变红色，试纸2和3不变色。但实验结果却发现试纸2和3也变红色，可能原因：二氧化碳气体中含有水蒸气。
（3）我们可以用细绳拉动一个纱布做成的小沙包，在里面放上鸡蛋壳。用细绳将鸡蛋壳拉起，使其脱离下面的酸，则反应停止；将细绳放下，让鸡蛋壳与酸接触，则反应开始，如下图所示：
30．“胜哥”为探究某pH值异常的水库水质的垂直分层特征，在6月的正午对某藻类繁盛的水库进行监测。他们在湖心处分层采样(采样深度分别为 0.5米、1.0米、2.2米、4.2米、7.2米)，每个深度同一时间采集3组水样，监测数据如下图：
（1）每个采样点采集3组样品的目的是　 　。
（2）根据图中数据，该水库水体随深度的增加碱性　 　(填“增强”、“减弱”或“不变”)。
（3）有同学从图中得出“水库水体的溶解氧浓度变化导致了水体的pH值变化”，你是否赞同 　 　请从水体中藻类代谢活动的角度说明理由　
　。
【答案】（1）多次测量取平均值，减小误差
（2）减弱
（3）否(或“不赞同”)；表层溶解氧和pH大都与藻类的光合作用有关，即表层可接收到的阳光多，藻类光合作用强，释放的氧气多(增加溶解氧)，同时消耗水中的二氧化碳(减少水中酸性物质，使pH升高)，两者是并列结果，而非因果关系。(理由合理3分)
【知识点】溶液的酸碱性与pH值的关系；二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】（1）取平均值可以减小误差，使实验结果更准确。
（2）根据图像进行分析，pH值越大，说明碱性越强。
（3）二氧化碳与水反应的方程式，碳酸呈酸性，所以溶液的碱性减弱。
【解答】（1）每个采样点多次采样的目的是获得多组数据，通过取平均值减小误差。
（2）由图可知，深度增加，pH值逐渐减小，可知碱性减弱。
（3）氧气不易溶于水，且氧气溶于水不会影响溶液的pH值，溶液pH值发生改变是因为植物进行呼吸作用，水中溶解的二氧化碳增多导致的。
四、综合题
31．如图，“胜哥”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↑)
【答案】（1）氧气(空气)；不能燃烧也不支持燃烧
（2）解：设恰好反应完10.6克碳酸钠所需HCl的质量为x
Na2CO3+ 2HCl= 2NaCl+H2O CO2↑
106 73 　 　
10.6克 X 　 　
x=7.3克
理论上需要的依盐酸质量为： =20克
答：理论上需要质量分数为36.5%的依盐酸20克。
【知识点】燃烧与灭火；根据化学反应方程式的计算；二氧化碳的物理性质及用途
【解析】【分析】燃烧需要同时达到的三个条件：第一可燃物，第二，达到着火点，第三，需要助燃剂；质量守恒定律是指在化学反应中，参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和；
【解答】（1）燃烧需要同时达到的三个条件：第一可燃物，第二，达到着火点，第三，需要助燃剂；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，起到隔绝氧气作用；选用CO2作为灭火气体是因为该气体具有的性质是不能燃烧也不支持燃烧；
32．“胜哥”为测定某石灰石样品（主要成分为碳酸钙，其它成分不与稀盐酸反应）中碳酸钙的含量，利用气密性良好的图甲装置进行实验：①称取石灰石样品6克，加入锥形瓶中，塞紧瓶塞，从左侧持续缓慢鼓入空气；②一段时间后打开分液漏斗活塞，注入足量的稀盐酸，开始计时；③待装置D总质量不再增加时停止鼓入空气。实验过程中测得装置D增加的质量随时间变化图像如图乙。（碱石灰能吸收二氧化碳和水）
（1）根据图乙，运用化学方程式计算该石灰石样品中碳酸钙的质量分数。（计算结果精确到0.1%）
（2）下列情况中，会导致测得的碳酸钙质量分数偏大的是　 　 。
①去掉装置A，将空气直接鼓入装置B
②去掉装置C，将B与D装置直接相连
③当气泡停止产生时立即停止鼓入空气
【答案】（1）解：设石灰石样品中碳酸钙的质量为x。
由图乙可知生成的二氧化碳的质量为2.2克
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑
100 44
x 2.2g
100/44=x/2.2g
x=5g
CaCO3%=5g/6g×100%=83.3%
答：石灰石样品中碳酸钙的质量分数为83.3%
（2）①②
【知识点】根据化学反应方程式的计算；制取二氧化碳的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】该题主要根据化学方程式的化学计算及实验误差分析。
【解答】（1）小科为了测定碳酸钙的质量分数，向样品中加入盐酸，而盐酸与碳酸钙反应会生成二氧化碳气体，乙图中可知产生的二氧化碳气体质量一共是2.2g，然后根据化学方程式比例方程即可求出样品中的碳酸钙质量，然后与样品总质量相比即可得到碳酸钙的质量分数；
（2）甲图中A装置主要是为了吸收空气中的二氧化碳；B装置是反应装置，C装置主要为了吸收气体中的水蒸气；D装置主要是为了吸收产生的二氧化碳；
①去掉装置A，将空气直接鼓入装置B，空气中的二氧化碳也被D装置，导致二氧化碳气体质量增大，计算出的碳酸钙质量也会偏大；
②去掉装置C，将B与D装置直接相连，缺少气体干燥装置，水蒸气也会被D装置吸收，导致测出的二氧化碳气体质量增大，则碳酸钙质量分数也会偏大；
③当气泡停止产生时立即停止鼓入空气，反应装置内的二氧化碳气体没有完全被D装置吸收，导致测出的二氧化碳气体质量偏小，则碳酸钙志昂分数偏小；
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中考二轮复习：二氧化碳
一、选择题
1．实验室制取并检验二氧化碳性质的过程中，涉及如下操作，正确的是（　　）
A．制取CO2
B．收集CO2
C．验证 CO2已集满
D．验证 CO2能与水反应
2．小科通过视频号“胜哥课程”观看了一些化学视频。下列关于二氧化碳性质的验证实验，只能反映二氧化碳物理性质的是（　　）
A． B．
C． D．
3．“胜哥”在鉴别氢气、氮气、氧气、二氧化碳四瓶无色气体时，对它们的部分性质进行归纳梳理并编制了检索表(如图)。检索表中S代表的是（　　）
检索表
1a具有可燃性...............P
1b不具有可燃性...............2
2a能使澄清石灰水变浑........Q
2b不能使澄清石灰水变浑.......3
3a能使带火星的木条复......R
3b不能使带火星的木条复..... S
A．氢气 B．氮气 C．氧气 D．二氧化碳
4．如图曲线能正确反映下列化学变化中y与x变化关系的是（　　）
A．锌粒中滴入稀硫酸：y代表氢气的质量
B．CaCl2溶液中通入CO2气体：y代表沉淀的质量
C．氢氧化钠溶液中滴入稀盐酸：y代表混合溶液的pH
D．CuSO4和HCl的混合溶液中加入NaOH溶液：y代表沉淀的质量
5．“胜哥”通过实验室制取和牧集二氧化碳的方法获得了一瓶二氧化碳气体。接着利用这瓶二氧化碳气体完成了图示实验观察到蜡烛火焰自下而上依次熄灭。下列说法错误的是（　　）
A．实验室制取二氧化碳的药品为块状大理石和稀硫酸
B．实验室可采用向上排空气法收集二氧化碳
C．图示实验可说明二氧化碳密度比空气大
D．图示实验可说明二氧化碳不支持蜡烛的燃烧
二、填空题
6．科学是一门以实验为基础的学科。以下是实验室制取、收集、测量气体体积的常用装置。
（1）实验室制取二氧化碳的发生装置可以选择　 　（填字母）。
（2）检查装置B气密性的方法是：先关闭止水夹，然后　 　。
（3）若用装置C测反应生成的二氧化碳体积，测得的体积比理论值小，原因可能是二氧化碳具有　 　的性质。
7．某混合气体由CO、CO2、H2、水蒸气中的两种组成。“胜哥”利用下图的装置探究其成分(所用药品均足量，反应均完全)。
（1）检查装置气密性：在甲、丙装置中倒入适量的水，关闭丙丁之间止水夹，往甲装置中鼓入一定量空气后，停止鼓气。如果气密性良好，甲装置中广口瓶内观察到的现象是　
　；
（2）实验过程中，“胜哥”先点燃丁处酒精灯，再通人混合气体，过一会点燃乙处酒精灯，先观察到两装置中澄清石灰水变浑浊，过一会 观察到乙装置中黑色粉末变红，甲装置电子天平读数恒定不变，则原混合气体组成可能是　 　 。
8．如图是“胜哥”在实验室制取和收集气体的装置。请回答下列问题：
（1）“胜哥”用石灰石和稀盐酸来制取和收集二氧化碳气体，他应选用的实验装置是　 　。 (填字母)
（2）“胜哥”用加热高锰酸钾来制取氧气，实验过程中发现装置A的试管口有少量水滴。这些水不是生成物的理由是高锰酸钾(KMnO4)不含　 　。
（3）能用C装置收集的气体性质是　 　。
9．科学是一门以实验为基础的学科。如图A和B为实验室中常见的气体发生装置，请回答下列问题：
（1）实验室制取二氧化碳的发生装置可选择　 　(填字母)。
（2）向收集满二氧化碳的集气瓶内加入澄清石灰水(如图C)，震荡后，有　 　现象。此时，“胜哥”发现该瓶口上方的玻璃片被吸住，不易滑动(如图D)，其原因是　 　。
10．“胜哥”在研究气体制取时发现，除了用大理石制取二氧化碳外，还可以通过加热碳酸氢钠固体来制取二氧化碳。
（1）实验室用大理石制取二氧化碳，需加入　 　(填“稀硫酸”“稀盐酸”或“浓盐酸”)。
（2）若用分解碳酸氢钠固体来制取，则应选用的气体发生装置和收集装置分别是图中的　 　(填字母)。
11．如图所示是“胜哥”构建的知识网络中的一部分，其中“-”表示相连物质能发生化学反应。
（1）现象反映本质：紫色石蕊试液在B溶液中显蓝色，是因为B物质能电离出　 　(填离子符号)。
（2）性质决定用途：请写出CO2的一种用途：　 　。
（3）结构决定性质：图中CO2不可用CO替代，从微观结构解释造成此性质差异的原因是　 　。
三、实验与探究题
12．“胜哥”对收集满二氧化碳气体的集气瓶需要正放的必要性进行了探究。实验步骤如下：
①将有底的空纸筒盖上硬纸板、在电子秤上称得质量为5.39克；
②将该纸筒先后两次收集满二氧化碳气体、盖上硬纸板。分别正放、倒放在电子秤上，如图甲和图乙、观察并记录读数变化：
③将两次的读数变化绘制成图丙，并得出结论。
回答下列问题：
（1）检验二氧化碳收集满的操作是　 　。
（2）纸筒正放时，电子秤读数变小的原因是　
　。
（3）结合图丙推测，若纸筒内收集满的是氢气。请在图丁中画出纸筒正放、倒放时电子秤读数随时间的大致变化情况并标注。(纸筒收集满氢气后的质量为5.30克)
13．实验室常用大理石和稀盐酸反应制取( 制得的 中会混有水蒸气。为制取干燥的CO2并探究其相关性质，“胜哥”设计了如图1的制取装置和如图2的性质实验。
请回答：
（1）图1中X可选用　 　(填试剂名称)，收集装置应选用　 　(填“A”或“B”)。
（2）如图2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2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。“胜哥”为验证两者已经发生反应，现有稀盐酸、 溶液和 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)。
14．碳捕集是实现”碳中和”的措施之一，其中一种方法是用氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳。某“胜哥”组织同学们进行探究实验，“胜哥”将二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液中，并利用传感器实时测定氢氧化钠溶辆扶酸几液吸收二氧化碳后溶液的pH，装置如图甲所示。溶液的pH随时间变化情况如图乙，且pH等于11.6时溶液处于饱和状态。通过查阅资料发现：
①碳酸钠能与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠(Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3)；
②该温度下，饱和碳酸钠溶液的pH为11.6，饱和碳酸氢钠溶液的pH为8.3；
③该温度下碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度。
根据以上现象和信息，小组同学展开进一步探究：
[提出问题]二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液中，形成的产物是什么？
（1）[建立假设]假设1：只有碳酸钠；假设2：碳酸钠、碳酸氢钠；假设3：只有碳酸氢钠；假设4……
“胜哥”根据图乙曲线判断假设1不成立，理由是　
　。
[实验过程]继续通入二氧化碳，溶液的pH随时间变化情况如图丙。
[实验结论]小敏根据图丙曲线认为二氧化碳持续通人氢氧化钠溶液后的最终产物是　 　。
[交流评价]
小金认为该曲线还不能确定最终产物。因为pH可能还未呈稳定状态，接下去的操作是　 　。
（2）小兴受小金的启发，猜测最后溶液可能呈酸性，他猜想的依据是　 　，所以建议小组同学继续展开探究。
15．“胜哥”组织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】CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
【发生装置】
（1）结合实验原理，图1中发生装置可用于实验室制取CO2气体的是　 　；（填字母）
（2）【实验探究】
探究Ⅰ.影响因素探究
在制取CO2气体时，为了探究影响反应快慢的因素，小组同学进行了四组实验，如表所示
实验组别 甲 乙 丙 丁
大理石的质量/g、颗粒大小 m块状 m块状 m粉末状 m粉末状
盐酸的体积/mL、浓度 V稀盐酸 V浓盐酸 V稀盐酸 V浓盐酸
若探究盐酸的浓度对上述反应的影响，可选择实验甲与　 　（选填实验组别）进行对照。
（3）探究Ⅱ.性质探究
做CO2与NaOH溶液发生反应的验证实验时，同学们将NaOH溶液加入到充满CO2气体且质地较软的塑料瓶中，观察到塑料瓶变扁，由此得到CO2与NaOH发生反应的结论。但有同学认为上述现象产生的原因还可能是CO2气体溶于水导致气压减小。
为回答该同学的质疑，小科进行了如下实验：在两个250mL的烧瓶中分别充满CO2气体，通过注射器同时向两个烧瓶中分别注入同体积的水和NaOH溶液，最后得到烧瓶内压强与时间的关系曲线（如图2所示）。由此，小科得出CO2气体溶于水会导致塑料瓶变扁，同时CO2与NaOH也发生了化学反应的结论。
结合图2中A、B曲线变化特点，写出能证明CO2与NaOH发生了化学反应的证据　 　。
（4）【拓展提高】小组同学完成某石灰石样品中CaCO3的质量分数测定，其方法是：将样品与一定量的稀盐酸反应，测定反应后生成的CO2质量，再根据CO2的质量求出样品中CaCO3的质量分数。
小组同学在实验室中组装了相应的实验装置（如图3）。小科利用该实验装置按如下步骤进行实验：
①先通一段时间的空气
②称量D装置的质量为m1
③打开分液漏斗的活塞，将稀盐酸全部加入锥形瓶，待充分反应后，关闭活塞
④再次通空气一段时间
⑤再次称量D装置的质量为m2
“胜哥”指出实验步骤③操作明显不合理，你认为“胜哥”的理由是　
　。
16．“胜哥”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，“胜哥”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。“胜哥”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，“胜哥”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。
17．通过微信公众号“胜哥课程”学习二氧化碳性质后，小科进行如下探究：
（1）[制取气体]用石灰石和稀盐酸作为原料制取二氧化碳气体，收集气体时要得到平稳的气流，应选择图甲中的　 　(填字母)作为发生装置。
（2）[探究性质]用图乙装置完成二氧化碳性质的探究后，小科还想用该装置来验证氧气的密度大于空气密度的性质。若他将氧气倒入装有两支带火星的蜡烛的烧杯中(如图丙)，预期观察到的现象是　 　。
18．“胜哥”在参考书上看到一氧化碳还原氧化铁(Fe2O3)的两种实验装置：图1用酒精灯(火焰温度400℃~ 500℃左右)加热，图2用酒精喷灯(火焰温度可达800℃以上)加热。“胜哥”产生了疑惑：在不同温度下反应有什么不同呢？他猜想：在不同温度条件下，得到产物的成分可能不同。于是他按图组装装置并检查好气密性，进行探究：
①在硬质玻璃管中，分别装入等量氧化铁粉末，连接装置，开始实验。当红棕色粉末变成黑色时停止加热。待玻璃管内物质冷却后，停止通入一氧化碳。过程中澄清石灰水均变浑浊。
②“胜哥”把两装置中的黑色粉末分别倒在白纸上，用磁铁靠近，发现黑色粉末均能被磁铁吸引。根据已有知识他判断黑色粉末可能为Fe、Fe3O4中的一种或两种。③为进一步确定成分，“胜哥”查阅资料，了解到Fe能和稀硫酸反应产生氢气而Fe3O4不能。于是他分别取等量黑色粉末装入两支试管，加入等量同浓度稀硫酸，产生气泡的情况如下表：
实验记录表
粉末来源 产生气泡的情况
图1装置 未观察到气泡
图2装置 大量气泡
由此，“胜哥”确定两装置中产物的成分不同，证实了自己的猜想。
（1）在①中开始实验时，应该先　 　，再分别加热玻璃管中的氧化铁。过程中澄清石灰水均变浑浊，说明都有　 　气体生成。
（2）在②中“胜哥”是利用物质的　 　 (选填“物理"或“化学”)性质来进行判别的。
（3）结合①②③实验结果，“胜哥”判断图1硬质玻璃管中反应的化学方程式为　 　。
19．思维模型的建构既方便于问题的解决，又能促进深度学习。某科学研究小组同学，在研究了气体检验专题内容后，认为气体检验的关键是干扰气体的界定，判断标准是对后续实验是否会产生干扰。于是在“胜哥”的指导下对解决“气体检验”类问题建构了如下思维模型：
【模型应用】同学们为检验天然气燃烧后的气体产物成分，应用思维模型设计了如图甲实验方案（固定装置未画出），将天然气在氧气中燃烧后得到的混合气体通过该方案进行实验。
（1）实验过程中观察到A装置中的无水硫酸铜变蓝，B、F装置中的澄清石灰水均变浑浊，D装置中的澄清石灰水不变浑浊，由此可得出该气体产物的成分为　 　；
（2）图甲实验方案中，装置C和D归属于上述思维模型中的　 　环节；
（3）【改进创新】小金同学认为，原气体产物中的CO2对CO的检验不会产生干扰，于是从简约装置、节约实验药品的角度出发，对图甲方案进行了改进与创新，去掉B、C、D装置，替换F、G装置，改用图乙所示的装置对该气体产物的成分进行探究。在实验中，小金先从A处通一段时间混合气体，再点燃E处酒精灯加热，观察现象，也实现了气体产物成分的检验。
实验中，小金在加热前先通一段时间的混合气体，其目的是　 　；
（4）实验中，判断E中玻璃管内空气已排净的实验现象是　 　。
20．某混合气体X由 (水蒸气)中的两种或两种以上组成，“胜哥”为确定该气体成分进行了如下探究(假设每步反应均完全)。
请回答：
（1）若加热前往图甲 B装置中直接通入混合气体，则混合气体成分中能被直接检验确定有无的气体是　 　。
（2）在图甲B装置前的虚线框内增加一个图乙A装置后进行实验，出现的现象是：A中溶液变浑浊，B中黑色粉末变红色，C中白色粉末变蓝，D中溶液变浑浊。
①图乙 A装置在实验中的作用是　 　。
②实验中能证明CO存在的证据是　 　。
（3）若要实现对四种气体的全部检验，对图乙、图甲合成后的装置还需要进一步改进，请你提出改进建议　 　。
21．“胜哥”做Na2CO3溶液与稀盐酸反应的实验时发现：稀盐酸逐滴滴入Na2CO3溶液中，一开始没有气泡产生，到后来溶液中才有气泡产生；而将Na2CO3溶液滴入稀盐酸中，立即有气泡产生。
【问题】稀盐酸滴入Na2CO3溶液中，为什么一开始不产生气泡？
【猜想】根据质量守恒定律和复分解反应分析，稀盐酸滴加到Na2CO3溶液中，先生成了NaHCO3和另一种盐。
【实验】为验证反应中是否有NaHCO3生成，进行如下实验：
①“胜哥”取一定量的Na2CO3溶液，逐滴滴入稀盐酸，刚好有气泡产生就停止滴入。
②“胜哥”将①中所得溶液在低温下蒸发至固体M完全析出。
③按如图装置加热分解固体M，并把加热产生的气体通入烧杯内A试液中。
【现象与结论】实验③过程中观察到试管口有液滴生成和A试液变浑浊，证实稀盐酸逐滴滴入Na2CO3溶液中先生成了NaHCO3。
【反思交流】
（1）猜想中另一种盐是　 　。
（2）图中A试液的名称是　 　。
（3）实验③结束，若“胜哥”熄灭酒精灯前没有把导管移出液面，则会引起　 　。
（4）稀盐酸逐滴滴入到Na2CO3溶液中，产生的二氧化碳气体体积（V）与滴加稀盐酸体积（VHCl）之间关系符合的图象是（）（填字母）
A． B． C．
22． “胜哥”设计如图所示的实验装置探究化粪池内沼气的成分。“胜哥”将收集到的沼气依次通过如图甲所示的装置并观察现象。已知化粪池内气体可能含有 四种气体中的一种或儿种，碱石灰为NaOH和CaO的混合物。(假设每个装置内都充分反应或吸收)
请回答：
（1）收集沼气的方法是用绳子将装满水的大塑料瓶吊入化粪池，并将塑料瓶倒转，使水完全流出。该方法的本质是　 　集气法。
（2）装置①申清清石灰水吸浑浊，说明沼气中一定有　 　。
（3）设置装置②的目的是　 　。
（4）图甲中的④是由图乙中的两个装置组合而成，请在空格中按顺序填入装置的导管编号，将装置补充完整；气体燃烧装置→　 　→尾气处理装置。
23．通过视频号“胜哥课程”学习了二氧化碳的制取之后，同学们开展项目化活动“制作简易灭火器”，同时针对该项目设计了评价表。
“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
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)
24．为了研究质量守恒定律，“胜哥”设计了如图所示的装置。具体操作步骤如下：
①用天平测出装有氧化汞的试管总质量为m1。
②装配如图所示的装置。
③加热试管一段时间后停止加热，读出量筒内气体体积为V。
④等装置冷却用天平测出试管及药品总质量为m2。
⑤查出标准大气压下氧气密度为ρ。
（1）“胜哥”为成功验证质量守恒定律，测量出的m1、m2、V、ρ之间要满足的关系是　 　。
（2）测量氧气体积时需要铁架台固定装置，“胜哥”使量筒内外液面相平。其目的是　 　。
（3）改用其他药品，用同样的装置也可达到相同的实验目的，“胜哥”可以选用____。(填字母)
A．高锰酸钾 B．碳酸钙
C．炭与氧化铜 D．氯酸钾与二氧化锰
25．二氧化碳是温室气体之一，“节能减排”、“碳达峰”、“碳中和”等关键词成为热搜。
（1）图甲中可以用于制取少量二氧化碳且能控制反应发生与停止的发生装置是　 　。
（2）若用装置D收集产生的二氧化碳，可以对此装置作出的改进是　
　。
（3）图乙是一种工业上捕集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　 　。
（4）“胜哥”设计了图丙装置验证二氧化碳温室效应。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。
26．“胜哥”开展以二氧化碳为主题的项目式学习并设计了以下活动。请回答：
（1）实验室制取二氧化碳的装置由图1中的A改成B，请你说出改进后的优点：　
　。
（2）“胜哥”用如图2装置研究二氧化碳与氢氧化钠的反应，用注射器分别注入等体积的水和氢氧化钠溶液，测得压强随时间变化的图像如图曲线Ⅰ和Ⅱ所示。
①设置实验1的目的是　 　。
②“胜哥”得出氢氧化钠溶液比水吸收二氧化碳的能力更强的证据是　 　。
（3）在上述实验后，“胜哥”查阅资料发现：实现碳中和，可以通过人工固碳、海洋固碳和生物固碳等途径，其中人工固碳的常见方法如下：
上述三种方法中所涉及的反应中属于化学变化的是　 　。
27．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。“胜哥”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)。
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
请根据上述信息回答问题：
（1）“胜哥”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）“胜哥”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，“胜哥”发现盐酸的浓度越大，生成二氧化碳的质量越少。“胜哥”猜想这可能跟盐酸的性质有关。为进一步验证自己的猜想，“胜哥”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：　
　。
28．日前，某知名品牌钙片钙含量不足的新闻引发热议。为研究钙片中碳酸钙的含量，“胜哥”进行了如下实验探究。
【实验设计】“胜哥”设计了如图所示的装置进行实验(部分夹持装置未画出)。
【实验步骤】
①按图连接好仪器，并检查装置气密性。
②在B中U形管内放入若干钙片样品，样品总质量m0，通过A往装置中通入氮气。
③一段时间后，测得C装置质量为m1。
④打开分液漏斗活塞，加入稀盐酸，至B装置不再产生气泡。
⑤再次通入氮气，一段时间后，测得C装置质量m2。
【实验分析】
（1）写出B装置中发生反应的化学方程式：　 　。
（2）实验步骤⑤中再次通入氮气的目的是　 　。
（3）该实验装置的设计存在明显缺陷，请完善：　 　(不考虑稀盐酸的挥发)。
（4）若上述数据是在装置完善后称得，则该钙片中碳酸钙含量为　 　(结果用含 m2的式子表示)。
29．“胜哥”利用碎鸡蛋壳和白醋(主要成分是一种酸————醋酸，具有挥发性)为原料，以回收的生活用品作为器材，制取二氧化碳气体并验证其部分性质。
（1）如图1，用矿泉水瓶作为发生装置的容器。反应前检查此装置气密性的操作方法为　 　。
（2）如图2，取4张蓝色石蕊试纸，将其中两张用蒸馏水湿润后，再用细铁丝固定在透明的塑料管中。在矿泉水瓶中加入碎鸡蛋壳和白醋，将产生的二氧化碳气体通入图2装置，根据二氧化碳具有　 　性质，预期将观察到：试纸4先变红色，试纸1后变红色，试纸2和3不变色。但实验结果却发现试纸2和3也变红色。请分析出现这种情况的可能原因：　 　。
（3）实验过程中发现，在进行性质验证时，经常会因为一些原因需要暂停反应。请你利用生活中的物品，对“胜哥”的发生装置进行改进，使其达到能随时暂停反应的进行。将你的设计表示在图3中(画出简图，并配上简短的操作说明)。
30．“胜哥”为探究某pH值异常的水库水质的垂直分层特征，在6月的正午对某藻类繁盛的水库进行监测。他们在湖心处分层采样(采样深度分别为 0.5米、1.0米、2.2米、4.2米、7.2米)，每个深度同一时间采集3组水样，监测数据如下图：
（1）每个采样点采集3组样品的目的是　 　。
（2）根据图中数据，该水库水体随深度的增加碱性　 　(填“增强”、“减弱”或“不变”)。
（3）有同学从图中得出“水库水体的溶解氧浓度变化导致了水体的pH值变化”，你是否赞同 　 　请从水体中藻类代谢活动的角度说明理由　
　。
四、综合题
31．如图，“胜哥”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↑)
32．“胜哥”为测定某石灰石样品（主要成分为碳酸钙，其它成分不与稀盐酸反应）中碳酸钙的含量，利用气密性良好的图甲装置进行实验：①称取石灰石样品6克，加入锥形瓶中，塞紧瓶塞，从左侧持续缓慢鼓入空气；②一段时间后打开分液漏斗活塞，注入足量的稀盐酸，开始计时；③待装置D总质量不再增加时停止鼓入空气。实验过程中测得装置D增加的质量随时间变化图像如图乙。（碱石灰能吸收二氧化碳和水）
（1）根据图乙，运用化学方程式计算该石灰石样品中碳酸钙的质量分数。（计算结果精确到0.1%）
（2）下列情况中，会导致测得的碳酸钙质量分数偏大的是　 　 。
①去掉装置A，将空气直接鼓入装置B
②去掉装置C，将B与D装置直接相连
③当气泡停止产生时立即停止鼓入空气
答案
1．D
2．D
3．B
4．D
5．A
6．（1）B
（2）向长颈漏斗中加入适量的水，若液面形成高度差且一段时间后，高度差不变，则气密性良好。（合理即可)
（3）能溶于水或能与水反应
7．（1）长导管中液柱液面高于瓶内液面并保持稳定
（2）①CO2 H2；②CO2 CO
8．（1）B、D
（2）氢
（3）不溶于水、不与水反应
9．（1）B
（2）澄清石灰水变浑浊；瓶内气压小于外界大气压
10．（1）稀盐酸
（2）BC
11．（1）OH-
（2）灭火
（3）分子不同
12．（1）将燃着的木条放在集气瓶口。若熄灭，则已经收集满
（2）二氧化碳逸出，空气进入：且二氧化碳比空气密度大
（3）
13．（1）浓硫酸；A
（2）不能燃烧和不支持燃烧
（3）取少量反应后溶液于试管中，滴加足量的稀盐酸，产生气泡；或加入Ca(OH)2溶液，若出现白色沉淀，则证明反应发生。
14．（1）该温度下，饱和碳酸钠溶液的pH为11.6，此时pH小于11.6；碳酸氢钠；继续通入二氧化碳，直到pH不再变化
（2）二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性
15．（1）BC
（2）乙
（3）B曲线明显低于A曲线（或B与A曲线不重合；答案中只要体现两者压强存在差异即可）
（4）未及时关闭活塞可能会导致产生的CO2从分液漏斗口逸出
16．（1）装置B便于随时添加药品；导管口有气泡冒出，手移走后，导管中形成一段稳定的水柱
（2）缺少助燃剂氧气
（3）200
17．（1）C
（2）蜡烛自下而上复燃
18．（1）先通入一氧化碳，排尽装置内的空气；CO2
（2）物理
（3）CO+3Fe2O3 CO2+2Fe3O4
19．（1）H2O、CO2、CO
（2）气体净化
（3）防止加热时发生爆炸，检验CO2
（4）H装置中澄清石灰水变浑浊
20．（1）H2O、CO2
（2）检验并除去CO2；D中溶液变浑浊
（3）在A装置前加一个C装置，并在AB装置之间增加一个装有浓硫酸的装置
21．（1）NaCl/氯化钠
（2）澄清石灰水
（3）A液体倒吸进入试管
（4）B
22．（1）排水
（2）二氧化碳
（3）完全吸收二氧化碳和水，排除干扰
（4）b→a→d→c
23．（1）合格
（2）不可行，铁丝会和酸反应生成氢气，氢气为可燃物，会加速燃烧易发生爆炸
（3）解：设参与反应的碳酸钙的质量为x
x=7.5克
（4）①③
24．（1）
（2）使量筒内外气压相同
（3）A；D
25．（1）C
（2）先将D中的水倒掉，然后将二氧化碳从b端通入（或在水面上方滴一层油膜，将二氧化碳从a管通入）
（3）增大接触面积，加快反应速率
（4）向左
26．（1）能控制反应的发生和停止
（2）作对照；曲线Ⅱ比曲线Ⅰ压强下降得更明显
（3）方法2和方法3
27．（1）稀盐酸的浓度减小，导致速率减慢
（2）解：设稀盐酸中氯化氢的质量为x。
CaCO3+ 2HCl= CaCl2+H2O+ CO2↑
　 73
x 　 44
2.2g
　 　 　 　
，解得x=3.65g
利用率。
（3）盐酸浓度越大，挥发速度越快，与碳酸钙反应的氯化氢质量小，产生的二氧化碳气体质量少
28．（1）
（2）确保二氧化碳全部被氢氧化钠吸收，减小误差
（3）在BC之间加装一个装有浓硫酸的洗气瓶
（4）
29．（1）将吸管的一端放入水中，用手捂住矿泉水瓶
（2）能与水反应生成碳酸，且密度比空气大；二氧化碳气体中含有水蒸气
（3）示例图1或图2，其他合理答案均可
30．（1）多次测量取平均值，减小误差
（2）减弱
（3）否(或“不赞同”)；表层溶解氧和pH大都与藻类的光合作用有关，即表层可接收到的阳光多，藻类光合作用强，释放的氧气多(增加溶解氧)，同时消耗水中的二氧化碳(减少水中酸性物质，使pH升高)，两者是并列结果，而非因果关系。(理由合理3分)
31．（1）氧气(空气)；不能燃烧也不支持燃烧
（2）解：设恰好反应完10.6克碳酸钠所需HCl的质量为x
Na2CO3+ 2HCl= 2NaCl+H2O CO2↑
106 73 　 　
10.6克 X 　 　
x=7.3克
理论上需要的依盐酸质量为： =20克
答：理论上需要质量分数为36.5%的依盐酸20克。
32．（1）解：设石灰石样品中碳酸钙的质量为x。
由图乙可知生成的二氧化碳的质量为2.2克
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑
100 44
x 2.2g
100/44=x/2.2g
x=5g
CaCO3%=5g/6g×100%=83.3%
答：石灰石样品中碳酸钙的质量分数为83.3%
（2）①②
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