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浙教版八年级下册第3章 空气与生命第4节 二氧化碳练习题
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专题2 二氧化碳制取与收集原 理:CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2O+CO2↑发生装置:“固—液不加热型”。气体的发生装置由反应物的状态和反应条件决定。制取二氧化碳常用的发生装置如下: 注 意: ①长颈漏斗的下端管口必须插入到液面以下,否则生成的气体会从长颈漏斗口跑掉;
②导气管伸入容器内无需太长,更不能插入到液面以下。若伸入到液面下,气体就无法从导管口 排出。收集装置:气体的收集方法由气体的密度和气体的溶解性决定。二氧化碳能溶于水,密度比空气的大,通常采用向上排空气法收集(如图所示)。收集时要注意将导管插到瓶底。 验满:将燃着的木条置于集气瓶口,如木条熄灭,则二氧化碳收集满了。
检验:将产生的气体通入澄清的石灰水中,若观察到石灰水变浑浊,说明有CO2生成。
【注意】
(1)不能用浓盐酸。浓盐酸挥发出的氯化氢气体混入二氧化碳中,导致所收集的二氧化碳不纯。
(2)不能用硫酸。因为硫酸跟碳酸钙反应(H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑) 生成的硫酸钙微溶于水,它覆盖在石灰石的表面,阻碍了石灰石与硫酸进一步接触,使反应难以继续进行。
(3)不可用碳酸钠。因为碳酸钠是固体粉末且易溶于水,它与盐酸反应(Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑)速率太快,不便于控制,且碳酸钠比石灰石价格高,不经济。 1.(2020八下·温州期末)二氧化碳能溶于水,实验室制取二氧化碳通常采用向上排空气法进行收集。用排水集气法能否收集到二氧化碳气体呢?小明利用如图甲装置进行实验装水 (1)利用石灰石与稀盐酸来制取二氧化碳,气体发生装置应选择图乙中的________装置 (2)当集气瓶中收集到半瓶二氧化碳时,关闭止水夹,静置一段时间后发现集气瓶中液面升高试解释其原因:________。 (3)气体收集过程中,能观察到集气瓶中液面逐渐下降。小红认为二氧化碳能溶于水会减慢收集的速度。为了检验她的猜想,则应增设的一组实验为________ 2.(2020八下·仙居期末)科学是一门以实验为基础的学科。下面我们就实验室制取二氧化碳的收集问题作如下讨论:根据二氧化碳的性质,它可溶于水也能与水反应生成碳酸,通常采用排空气法收集而不用排水法收集。二氧化碳真的就不能用排水法收集吗? 资料一:文献表明1体积水要完全溶解1体积二氧化碳,至少需要约7天的时间。如果是1天时间,则1体积水大约只能溶解1/3体积的二氧化碳。资料二:对任何气体的收集,凡能用排水法收集的气体,最好用排水法收集,这样既可以观察集气的快慢,又可以提高被收集气体的纯度。资料三:二氧化碳不溶于饱和的碳酸氢钠溶液。(1)你认为在中学科学实验中是否可以用排水法收集二氧化碳气体?并说出理由。 (2)要使实验室收集二氧化碳的方法达到最优化,你是否还有更好的建议? 3.科学研究表明,由于大气中的二氧化碳含量增加,使得海洋所吸收的二氧化碳也明显增加,海洋的表面水体碳酸增多,酸性增强,出现“酸化的海洋”,这会威胁海洋生物的生存。 (1)你认为导致大气中二氧化碳含量增加的原因有________(写出一种即可)。 (2)请根据上述题目所给的信息,用文字表达式表示海水酸化的原因:________。 (3)我们曾经做过如图所示的一组对比实验,该对比实验得出的结论是________(填序号)。 ①二氧化碳比空气重②二氧化碳能够与水发生化学反应③二氧化碳不能使干石蕊纸花变色④二氧化碳不支持燃烧 4.(2019八下·天台期末)学校某兴趣小组利用如图所示的微型实验装置进行探究实验。 (1)先挤压右侧滴管并微热燃烧管,发现白磷燃烧而红磷不燃烧,原因是________。 (2)再挤压左侧滴管,发现白磷停止燃烧,原因是________。 (3)双球管中发生的分解反应是 ________(用化学方程式表示)。 5.(2019八下·仙居期末)人类发现二氧化碳经历了多个世纪,下列是其过程中的部分资料。 资料一:1630年,海尔蒙特发现在一些洞穴处,有一种能使燃着的蜡烛熄灭的气体,后来被证实是CO2。资料二:1754年,布莱克将石灰石锻烧首次制得CO2,并完成了如下所示的物质转化研究。 资料三:1766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)写出布莱克实验中反应③的化学方程式:________。 (2)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250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。 6.(2017·绍兴)图甲为制取和收集二氧化碳的家庭实验装置,左边部分带小孔的眼药水瓶,下部可浸入和离开白醋,以控制反应进行与停止,它相当于乙图中的________(选填字母)装置;该装置虚线框中应选用乙图中的________(选填字母)装置来收集CO2气体;检验CO2气体是否集满的方法是________。 7﹒科学的核心是研究,科学课程通过科学探究的方式,让我们亲历科学活动,体现科学的发现过程和方法。已知:二氧化碳气体既不溶于饱和NaHCO3溶液也不与NaHCO3反应;NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑。某学生欲用浓盐酸与大理石反应制取干燥纯净的二氧化碳气体,实验室提供了下列装置和药品。请回答相关问题:(1)仪器①的名称是 ;(2)装置A、B都可作发生装置,其中可控制反应进行的是 (填装置序号);(3)两个净化装置相连接时,其仪器接口顺序应为 接 (填接口序号);(4)若用装置E收集二氧化碳气体,则气体应从 (填接口序号)进入。 8.通过对氧气和二氧化碳实验室制法的学习,你已经掌握了实验室制取气体的有关规律,请你结合下列装置图回答问题。
(1)写出图中指定仪器的名称:① ;② 。
(2)实验室制取和收集CO2时应选用 、 两种装置相连接,检验集气瓶中CO2是否收集满的方法是 。
(3)实验室用KMnO4制取O2时,可选用的发生装置是 ,同时用E装置收集O2,实验停止时的操作顺序是 。
(4)若用装置C收集某气体,该气体应具备的性质是 。
9.(2019八下·滨江期末)化学兴趣小组测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数,其方法是:将样品与盐酸反应,测定反应后生成的CO2质量,再根据CO2的质量求出样品中碳酸钙的质量。为测定CO2的质量,他们想出了以下 A、B、C 三种方案,请填 空以帮助他们完成设计方案: A.可称量反应前后物质总质量的减小量。B.可称量吸收 CO2前后盛有氢氧化钠溶液容器质量的________(选填“增大”或“减小”)量。C.选用右下图________ 装置可测量产生的 CO2的________,再利用此时 CO2的________,可计算 CO2的质量。图中瓶内水面上油层的作用是________ 。 10.空气中的二氧化碳超过正常含量时,会对人体健康产生如下影响: 【提出问题】 如何检验空气中二氧化碳的含量以便判断是否会影响人体健康?【实验探究】方法一:分别向二氧化碳含量不同的空气中放入燃着的蜡烛。方法二:分别向二氧化碳含量不同的空气中加入适量的澄清石灰水。【实验现象】 【分析与应用】(1)上述实验中,方法一所依据的二氧化碳的性质是 ;方法二所依据的反应原理是 (用化学方程式表示)。(2)菜窖中一般会含有较多的二氧化碳,人不能贸然进入。为确保人体健康不受影响,在进入菜窖前,应对其中的二氧化碳含量进行检验,有关操作步骤是做灯火实验,若 ,就不能贸然进入。【拓展探究】 利用如图装置,粗略测定菜窖中二氧化碳的体积分数。 (3)连接实验装置:装置接口的连接顺序为 。(4)用于实验的菜窖气体为50 mL,最终量筒中共收集到水45 mL,该菜窖气体中二氧化碳的体积分数约为 。 11.发现问题:研究性学习小组中的小张同学在学习中发现:通常检验CO2用饱和石灰水,吸收CO2用浓NaOH溶液。 实验探究:在体积相同盛满CO2的两集气瓶中,分别加入等体积的饱和石灰水和浓NaOH 溶液。实验装置和现象如图所示,请你一起参与。 甲 乙现象结论:甲装置中产生该实验现象的原因是(用化学方程式表示)________,解释通常用石灰水而不用NaOH 溶液检验CO2的原因________;乙装置中的实验现象是________,吸收CO2较多的装置是________。计算验证:另一位同学小李通过计算发现,等质量的Ca(OH)2和NaOH吸收CO2的质量,Ca(OH)2大于NaOH。因此,他认为通常吸收CO2 应该用饱和石灰水思考评价:请你对小李同学的结论进行评价:________。 12.某同学用如图所示装置制取气体并验证性质.(1)【实验】(a)实验室用装置B制取氧气,反应的化学方程式为________,若用装置E收集氧气,则气体应由________端通入(填“a”或“b”).(b)关闭K2 ,打开K,通入氧气后观察到装置A中木炭燃烧得更剧烈,发出白光;由此得出氧气的化学性质是________.(c)关闭K2 ,打开K2 ,通入氧气,装置C、D经检验均充满氧气后,再关闭K2并撤去装置B.两天后,装置C中铁丝表面布满铁锈,装置D中不锈钢丝表面无明显现象.由此得出________(填“铁丝”或“不锈钢”)的抗腐蚀性较强.(2)【拓展】(a)实验室利用装置B还可制取二氧化碳气体,写出制取该气体的化学方程式:_____________.检验二氧化碳气体的方法是:_______________________(写出操作方法、现象及结论). 13.(2019·温州)小明用大小不同的玻璃罩罩在两组点燃的蜡烛上(如图甲),观察发现A组实验高处烛焰先熄灭,B组实验低处烛焰先熄灭。为了探究玻璃罩中烛焰熄灭顺序不同的原因,小明以A组为研究对象进行如下实验。实验一:将6个盛有等量澄清石灰水的敞口容器固定在铁丝上,点燃蜡烛,立即用小玻璃罩罩上(如图乙),分别记下各容器内石灰水变浑浊所需的时间。多次重复实验获得数据如表。容器编号123456平均时间/秒s3.23.85.07.111.119.0实验二;将3支温度计分别挂在小玻璃罩内不同位置(如图丙),点燃蜡烛,一段时间后发现温度计①示数明显增大,温度计②③示数增大不明显。(1)根据实验一的结果,推测A组实验高处烛焰先熄灭的原因是________。 (2)实验二研究的问题是 ________。 (3)结合本实验的研究结果,对B组实验现象做出简要解释:________。 14.某地岩石以石灰岩为主,石灰石储量达50亿吨,是制造水泥、石灰、轻质碳酸钙的主要原料来源。某校科学探究小组同学把一块从山上捡来的石灰石做纯度分析,进行了如下实验:①用天平准确称取30克石灰石放入甲图A装置中,同时加入足量稀盐酸;②测量C装置中吸收到的由反应过程中产生的二氧化碳的质量,并据此绘成乙图中的曲线;③根据实验结果计算该石灰石的纯度。请分析回答下列问题:(1)根据实验数据计算该石灰石中CaCO3的质量分数。 (2)忽略空气中二氧化碳及盐酸挥发对实验结果的影响,由C装置测得的二氧化碳质量与实际反应产生的二氧化碳质量并不相等。试分析原因可能是________;请说说你的改进措施________。 15.(2020·衢州)在研究碱的性质时,向充满CO2的矿泉水瓶里加入少量Ca(OH)2溶液,拧紧瓶盖并振荡,瓶变瘪,但溶液中并未出现浑浊,那么Ca(OH)2溶液是否与CO2反应呢?于是同学们进行了猜想和实验: 猜想一:Ca(OH)2溶液与CO2不反应,是CO2溶于水导致瓶内气压变小而变瘪。猜想二:Ca(OH)2溶液与CO2反应,生成了可溶性物质。实验步骤与操作出实验现象与结果光结论一1.取2个相同的软塑料瓶,分别集满CO2气体,编号为A、B。两瓶内气体无色透明,瓶子形状正常Ca(OH)2溶液与CO2发生了化学反应分别向A、B两瓶中加入等量的饱和Ca(OH)2溶液和 ? , 立即拧紧瓶盖并振荡。两瓶内液体未出现浑浊,两瓶均变瘪,A瓶变瘪程度更大。二测出反应前Ca(OH)2溶液的pH。大于7。测出反应后A瓶内液体的pH。小于7。(1)将表中“?”处的内容补充完整:________。 (2)能判断“Ca(OH)2溶液与CO2发生化学反应”的依据:________。 (3)查阅资料得知:A瓶中未出现浑浊是因为过量的CO2与H2O和CaCO3反应生成可溶性的Ca(HCO3)2。有人提出,只要利用现有装置和试剂,对实验一稍作补充或改进就能观察到浑浊现象,请简要说明你的做法:________。 16.(2018·温州)海螵蛸是一味中药,其主要成分是碳酸钙,某同学利用如图装置测定其中碳酸钙的含量。在锥形瓶中加入质量为m的海螵蛸粉末,向分液漏斗中加入稀盐酸。在烧杯中加入足量氢氧化钠溶液,并称量烧杯及氢氧化钠溶液总质量m1。②先打开止水夹,再打开分液漏斗活塞,滴加盐酸并及时关闭活塞。完全反应后,再次称量烧杯及其中液体的总质量m2③利用m2与m1的差值,即反应生成的二氧化碳质量,再计算海螵蛸中碳酸钙的含量。(1)海螵蛸有治疗胃酸过多、能为骨质发育提供重要元素的功效,其原因是________。 (2)实验前要检查装置的气密性,方法是:用止水夹夹住橡胶管,往分液漏斗中加入适量水,打开分液漏斗的活塞,观察到________,说明装置气密性良好。
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