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课题3 二氧化碳的实验室制取
一、单选题
1．NO是汽车尾气中的一种大气污染物，它是一种无色气体，难溶于水，密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应而生成红棕色的NO2气体，在实验室中，收集NO时可选用的集气方法是（　　）
A．排水集气法 B．向上排空气集气法
C．向下排空气集气法 D．排水集气法或向上排空气集气
2．某气体既能用排水法又能用向下排空气法收集，则该气体应具有（　　）
A．易溶于水，密度比空气小 B．难溶于水，密度比空气小
C．易溶于水，密度比空气小 D．难溶于水，密度比空气大
3．常用于检验二氧化碳的物质是（　　）
A．水 B．食盐水 C．澄清石灰水 D．糖水
4．下列是有关“实验室制取二氧化碳”的实验操作，其中正确的是
A．检查装置气密性
B．取用固体
C．倾倒液体
D．验满
5．一氧化氮是汽车尾气中的一种大气污染物，它是一种无色气体，难溶于水，密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮气体．在实验室中收集一氧化氮可以采用的方法是（　　）
A．排水集气法
B．向上排空气集气法
C．向下排空气集气法
D．向上排空气集气法或者排水集气法
6．下图是常见气体发生装置和收集装置，若用氯酸钾和二氧化锰混合固体制取氧气，应选用的发生和收集装置是（　　）
A．①和③ B．②和④ C．②、③和⑤ D．①和④
7．实验室制取气体选择收集方法时，在下列性质中，必须考虑的是（　　）。
①颜色；②密度；③溶解性；④可燃性；⑤能否与水反应。
A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．②③⑤
8．草酸（）具有酸的通性，其沸点约150℃，分解温度约190℃。已知草酸分解产生、CO和；草酸钙难溶于水，将草酸隔绝空气加热，得混合气体M。为验证气体M的成分，设计如图所示的实验。下列说法正确的是
A．若装置甲试管内溶液变浑浊，则说明M中含有
B．若装置甲、乙位置互换，则无法判断M中是否含有CO
C．若丙中红棕色固体变黑、丁试管内溶液变浑浊，则说明M中含有CO
D．装置丙中发生还原反应，体现了氧化铁的还原性
二、填空题
9．某同学用如图装置用排水法收集瓶氧气，简述其操作方法 　 　。
10．写出一种能用来鉴别CO和CO2的方法是　 　．
11．一氧化氮是汽车尾气中的成分之一，作为一种大气污染物，它是无色气体，难溶于水，密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮．在实验室里，收集一氧化氮时可选用的收集方法是　 　．
12．某兴趣小组在实验室开展如下学习。
任务一：探究蔗糖的组成元素
（1）蔗糖在氧气中燃烧，检验出有水和二氧化碳生成，得出“蔗糖由碳、氢、氧三种元素组成”的结论。讨论后，部分同学认为该结论并不合理，理由是　 　。
为此，同学们改进后利用图装置进行实验。实验前，先通入一段时间氮气，然后关闭弹簧夹，点燃酒精灯给蔗糖加强热，使蔗糖分解。
（2）实验前，要先通入一段时间的氮气，其目的是　 　。
（3）实验中，观察到小烧杯底部有无色液体出现，说明蔗糖中一定含有　 　。
（4）实验结束后，硬质玻璃管中残留有黑色固体，同学们猜测该黑色固体是单质碳。于是继续利用原装置，另选试剂进行验证（如表二），补全表二中的内容。
表二：
实验方案 实验现象 实验结论
往小烧杯中装入适量澄清石灰水，并向硬质玻璃管中通入足量氧气关闭弹簧夹，点燃酒精灯。 ①硬质玻璃管中黑色固体剧烈燃烧，发出白光； ②　 　 硬质玻璃管中遗留的黑色固体是单质碳
（5）实验室检验二氧化碳的原理　 　（书写化学方程式）。
（6）若3.42g蔗糖样品与足量氧气反应后生成5.28g二氧化碳和1.98g水，则蔗糖分子中碳、氢、氧原子的个数比为　 　。
任务二：探究氢气在工业生产中的应用
合成氨工艺需要用到氢气。在铁触媒（主要成分是Fe3O4）作用下，用体积比为1：3的氮气和氢气合成氨气。合成氨催化过程中因部分Fe3O4与H2反应使催化剂“失效”。在一定温度下可用O2将其“再生”，原理下图所示。
（7）①“再生”过程中铁元素的质量分数　 　（选填“变大”“变小”或者“不变”）。
②通入O2加热，将一定质量的失效催化剂进行“再生”，固体质量与温度变化的关系如下图所示。T1℃～T2℃时，FeO转化为Fe3O4，T3℃～T4℃时，Fe3O4转化为Fe2O3。由题意可知M＝　 　；A点固体中m（FeO）：m（Fe3O4）＝　 　。
三、解答题
13．如何检验你收集的气体是二氧化碳气体（用化学方程式表示）？用什么方法检验二氧化碳已收集满？
14．化学兴趣小组开展“还原氧化铁”的相关实验探究。
【探究1】探究焦炭粉还原氧化铁的气体生成物。
查阅资料：
新鲜的鸡血遇一氧化碳由暗红色变为樱桃红色。
如下图所示，甲组同学在硬质玻璃管中加入氧化铁粉末和焦炭粉，打开K1、K2，通入一会儿氮气后，关闭K1，在K2连接的导管上方套一个气球，点燃酒精喷灯。
（1）检查装置气密性：按上图连接好装置，关闭K1，打开K2，对玻璃管微热后停止加热，若过程中观察到________现象，证明该装置气密性良好。
（2）实验前通入一会儿氮气的目的是________。
（3）高温加热一段时间后观察到澄清石灰水变浑浊，证明有________生成。反应结束后关闭K2，取下气球，将其中的气体通入新鲜的鸡血中，观察到________，证明有一氧化碳生成。
（4）结合上述分析，硬质玻璃管中发生反应的化学方程式有：、________(写一个)。
（5）相较于直形导管，上图中选用球形导管的优点是________。
【探究2】探究焦炭粉和活性炭粉还原氧化铁的效率。
乙组同学利用上图装置(已关闭K2)，称量两份质量相同的氧化铁粉末，分别与足量的焦炭粉和活性炭粉混合进行反应，记录固体完全变黑的时间为t1和t2，并用一氧化碳传感器测得装置内一氧化碳的含(1ppm=1mg/L)如图所示。
（6）乙组同学发现t1>t2，由此可得出的实验结论是________。
（7）乙组同学从环保角度考虑，认为活性炭粉和氧化铁反应更合适，请结合图解释其原因：________。
（8）分析图中曲线Ⅰ的反应，100s-150s内一氧化碳含量有明显的下降，分析其原因可能是________。
A. 部分CO跟氧化铁发生了反应 B. 部分CO被石灰水吸收了
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】常用气体的收集方法
2．【答案】B
【知识点】常用气体的收集方法
3．【答案】C
【知识点】二氧化碳的检验和验满
4．【答案】A
【知识点】二氧化碳的检验和验满
5．【答案】A
【知识点】常用气体的收集方法
6．【答案】C
【知识点】气体反应装置的选取；常用气体的收集方法
7．【答案】D
【知识点】常用气体的收集方法
8．【答案】C
【知识点】二氧化碳的检验和验满；氧化还原反应
9．【答案】在瓶中装满水后，氧气从导管b端通入集气瓶
【知识点】常用气体的收集方法
10．【答案】将气体分别通入澄清石灰水，能使石灰水变浑浊的是CO2，无现象的是CO
【知识点】二氧化碳的检验和验满；物质的鉴别、推断
11．【答案】排水集气法
【知识点】常用气体的收集方法
12．【答案】反应前后元素种类不变，生成物（水、二氧化碳）中含碳、氢、氧3种元素，反应物（蔗糖、氧气）中，由于氧气提供氧元素，只能判断蔗糖中一定含有碳、氢2种元素，不一定含有氧元素；去除装置中的空气；氢元素和氧元素；小烧杯中的澄清石灰水变浑浊；；12∶22∶11；变小；46.4；9∶29
【知识点】二氧化碳的检验和验满
13．【答案】解：Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O；将燃着的木条放在集气瓶口，如果熄灭说明已经收集满了
【知识点】二氧化碳的检验和验满
14．【答案】(1) 锥形瓶中有气泡产生
(2) 排出装置中的空气
(3) 二氧化碳 鸡血由暗红色变为樱桃红色
(4) 防止倒吸
(5)
(6) 氧化铁与焦炭完全反应需要的时间比氧化铁与活性炭完全反应需要的时间长
(7) 选择活性炭与氧化铁反应产生有毒气体一氧化碳较少，可减少空气污染
(8) A
【知识点】一氧化碳还原氧化铁；二氧化碳的检验和验满
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