初中化学二氧化碳制取科学探究题专题训练含答案

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姓名：__________班级：__________考号：__________一、科学探究题（共8题）1、某化学兴趣小组的同学们在实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，并对反应后所得溶液的溶质成分进行探究。I.实验室制取二氧化碳的反应原理及装置（1）写出石灰石与稀盐酸制二氧化碳的化学方程式_____。（2）同学们从下图装置中选择合适的装置组合制取二氧化碳。其中仪器a的名称为_____，从A-E中可选择的发生装置和收集装置的组合是______(填序号)，F装置的优点是________。II.同学们对反应后所得溶液的溶质成分进行了以下探究。（提出问题）实验室制取二氧化碳后，所得溶液的溶质成分是什么？（猜想与假设）猜想一：CaCl2猜想二：CaCl2和CaCO3猜想三：CaCl2和_____(写化学式)（理论分析）小华认为上述猜想中猜想______肯定不成立，理由是_____。（查阅资料）CaCl2溶液呈中性。（进行实验）同学们进行了如下实验。实验操作实验现象与分析实验结论1.小明取反应后的上层清液，滴加_______溶液溶液由无色变成红色猜想三正确2.小红取反应后的上层清液，加入少量镁条观察到_________3.小刚取反应后的上层清液，加入氧化铁粉末固体逐渐减少，溶液变成______色化学方程式为_____（反思与评价）反应后所得溶液的成分，主要考虑两个方面，一是生成物，二是_______________。2、某同学为探究碳在氧气中不完全燃烧的气体产物中，既可能有一氧化碳，又可能有二氧化碳，他设计了如图所示实验：（1）装置A的作用是___________。（2）实验过程中，观察到装置C中玻璃管里的红棕色粉末逐渐变黑，说明原气体产物中含有一氧化碳，反应的化学方程式是___________。（3）通过观察装置D中澄清石灰水变浑浊，也能验证原气体产物中一氧化碳的存在，则装置B中应选择的试剂是___________。A．足量的氢氧化钠浓溶液B．浓硫酸C．水（4）写出尾气处理的一种方法：___________。3、某兴趣小组的同学对二氧化碳的制取和相关性质进行探究。（气体制取）（1）实验室用大理石与稀盐酸（1：2）制取二氧化碳的化学方程式为______。（2）稀盐酸（1：2）是指浓盐酸与水按体积比1：2进行混合所得的盐酸。已知所用浓盐酸中溶质的质量分数为37%，密度为1.19g/cm3；水的密度为1g/cm3。计算所得稀盐酸中溶质的质量分数（计算结果保留一位小数）（写出计算过程）______。（实验探究）用实验证明碳酸型饮料（如汽水）中含有二氧化碳。兴趣小组同学用如图所示的装置进行实验：打开汽水瓶盖，立即塞上带导管的橡皮塞，将导管另一端伸入装有试剂的试管中、甲、乙两位同学分别用不同的试剂进行实验。甲同学在试管中加入少量澄清石灰水，观察到试管内______，由此得到结论：该汽水中含有二氧化碳。乙同学在试管中加入少量紫色石蕊溶液，观察到试管内______。乙同学认为也能得到甲同学的结论。（评价反思）兴趣小组的同学对甲、乙两位同学的实验方案进行评价。（1）丙同学认为甲同学的方案比较合理，其试管中发生反应的化学方程式为______。（2）丁同学质疑乙同学的方案不够严密，认为也可能是该汽水中的柠檬酸随气体进入试管，而引起紫色石蕊溶液的变色。兴趣小组的同学针对丁同学提出的质疑进行了如下探究：①查阅资料：柠檬酸为无色晶体，易溶于水和酒精；常温稳定，熔点153℃，熔化后沸腾前分解，分解温度约为175℃；柠檬、柑橘等水果中含有柠檬酸。②乙同学在自己实验的基础上，未增加任何试剂，接着进行了一步实验操作，该操作是______，可观察到______，该反应的化学方程式为______。可以确认不是因为柠檬酸而引起紫色石蕊溶液的变色。4、石灰石是重要的化工原料。为研究石灰石的性质和用途进行如下探究。Ⅰ.石灰石分解的探究取三块形状大小相近的石灰石(长宽厚约为)，一块不加热，另两块分别在酒精灯和酒精喷灯(酒精化学式为C2H5OH)的火焰上加热2min(假设杂质加热时不发生变化)。探究过程如图所示，实验现象见表1。表1不同条件下的实验现象(1)通过甲、乙，丙三组对比实验，得出影响石灰石分解的因素是_______。(2)丙组实验加热石灰石时，在火焰上方倒扣一个用澄清石灰水润湿的烧杯，石灰水变浑浊，出现浑浊的化学方程式为_______。此实验能否推断石灰石煅烧产生二氧化碳，并说明理由：_______。(3)丙组实验中，向试管B中逐滴滴入稀盐酸，至红色恰好褪去，轻轻晃动试管，溶液自下而上又变为红色。解释产生上述现象的原因：_______。(4)为检验丙组实验中的石灰石部分分解，设计实验：取研细后的粉末少许于试管中，_______(补充完整实验方案)。Ⅱ.石灰石煅烧温度的探究（查阅资料）生石灰质量的优劣常采用“活性度”来衡量。“活性度”的测定方法：取一定质量的生石灰，加入一定量的水，用指定浓度的盐酸中和，记录所消耗盐酸的体积数(单位为mL)，消耗盐酸的体积数越大，“活性度”越高。某研究小组在电炉内煅烧石灰石样品，并测定煅烧产物(CaO)的活性度，数据见表2。表2不同条件下煅烧产物的活性度(mL)(5)石灰石煅烧的最佳温度范围为1100~1200℃的证据是_______。Ⅲ.石灰石用途的探究(6)石灰石是高炉炼铁的原料之一、石灰石能除去铁矿石中的SiO2，同时能提高单位时间内生铁的产率。分析加入石灰石能提高生铁产率的原因：_______。5、实验探究和证据推理是提升认知的重要手段。（一）下图是某课外学习小组设计的气体制备与性质验证的组合实验，其中请看图回答下列问题：（1）仪器a名称为_____，A中发生反应的化学方程式_____；（2）装置B的作用是干燥二氧化碳气体，利用了浓硫酸的_____；（3）装置C中炭粉与干燥的二氧化碳反应产生一氧化碳。该反应中利用了炭粉的_____性；（4）实验过程中装置D通入CO一段时间，待_____，再点燃酒精喷灯；（5）反应一段时间后，观察到装置D玻璃管内粉末由_____色变成黑色，生成的黑色固体均能被磁铁吸引。（6）该套装置中有一个明显的不足之处，你的改进方法是_____。（二）化学兴趣小组对“CO还原Fe2O3粉末”的实验产生的黑色粉末继续进行探究：（查阅资料）铁粉、FeO、Fe3O4均为黑色固体；铁粉、Fe3O4均能被磁铁吸引。（提出猜想）对磁铁吸引的黑色固体成分有以下三种猜想：猜测Ⅰ：Fe；

猜测Ⅱ：Fe3O4；

猜测Ⅲ：Fe和Fe3O4（实验验证）取少量反应后的黑色固体放入试管中，加入足量的硫酸铜溶液，振荡，充分反应后静置，观察到红色固体中混有黑色颗粒，说明_____（填“猜想Ⅰ”“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”）是正确的。6、草酸存在于自然界的植物中。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解。草酸能与氢氧化钙反应生成沉淀：H2C2O4＋Ca(OH)2===CaC2O4↓＋2H2O。请回答下列问题：(1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。仪器a的名称是_________。装置B的主要作用是_________________。装置C中有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊。由此可知草酸晶体分解的产物中一定有______________。(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中还有CO。为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。①乙组同学的实验装置依次连接的合理顺序为A→B→（____）→（____）→（____）→I→D→H。②装置I中盛有的氧化铁发生了颜色变化，欲证明草酸晶体分解的产物中有CO，乙组同学需要两次使用装置D，其现象分别是___________________________________。7、某课外兴趣小组的同学对二氧化碳的制取和性质进行相关探究。（实验回顾）(1)实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为______；用向上排空气法收集二氧化碳的原因是______。（实验探究）(2)如图1所示，打开汽水瓶盖，有大量气泡冒出，塞上带导管的橡皮塞，导管另一端伸入装有滴加了紫色石溶液的蒸馏水的试管中，轻轻振荡汽水瓶，观察到紫色石蕊溶液变红;加热上述试管，发现溶液颜色由红色变为紫色，写出上述变化过中反应的化学方程式______，______。(3)打开汽水瓶盖时，有大量气泡冒出，说明气体的溶解度______。(4)如图2所示，在C处放入用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花完成以下实验：在A处持续而缓缓地通入气体X。当关闭K时，C处的紫色石蕊纸花不变色;当打开K后，C处的紫色石蕊纸花变为红色。若气体X为未经干燥的二氧化碳，则B瓶中盛放的溶液可以为______(填字母)；若气体X为未经干燥且混有氯化氢的二氧化碳，则B瓶中盛放的溶液可以为_____(填字母)A浓硫酸B氢氧化钠溶液C饱和碳酸氢钠溶液（交流反思）(5)该小组用空气样品和提高二氧化碳含量的空气的样品，控制相同条件测定二者在光照前后温度的变化，实验结果如图3。则与空气样品对应的温度变化曲线是__________(填“a”或“b＂)，二氧化碳可以产生温室效应。请简述温室效应对人类生存环境的功与过______(各写一点)。8、为探究影响大理石与稀盐酸反应剧烈程度的因素，某学习小组进行了探究。（提出问题）影响大理石与稀盐酸反应剧烈程度的因素有哪些?（猜想与假设）甲同学：__________丙同学：溶液温度；

乙同学：酸的浓度。（设计实验）小组同学将稀盐酸分成四等份，分别加入四支试管中进行下列对比实验。（实验验证）写出大理石与稀盐酸反应化学方程式：___________；比较下表是同学进行的探究记录，请完善表格。实验目的对照组实验现象实验结论探究温度对于反应速率的影响①和___________。___________温度越高化学反应应速率越快___________③和④实验③产生气泡速率比实验④快___________============参考答案============一、科学探究题1、锥形瓶BE随时控制反应的发生和停止HCl二碳酸钙难溶于水石蕊产生气泡黄反应物是否有剩余【详解】(1)石灰石与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为；(2)仪器a的名称为锥形瓶；实验室制取二氧化碳是用大理石或石灰石和稀盐酸，不需要加热，则选固液不加热装置；且生成的二氧化碳密度比空气大，能溶于水，用向上排空气法收集，则发生装置和收集装置的组合选择BE；F装置可以通过控制活塞的开与关来控制固液药品的接触与分离，其优点是可以随时控制反应的发生和停止；故填：锥形瓶；BE；随时控制反应的发生和停止；猜想与假设：石灰石和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，碳酸钙和盐酸有可能过量，所以溶质可能只有氯化钙或者有氯化钙和氯化氢，所以猜想三填HCl；故填：HCl；理论分析：猜想二肯定不成立，因为碳酸钙难溶于水，不能溶于于水形成溶质；故填：二；碳酸钙难溶于水；进行实验：石蕊溶液遇酸变红，而溶液由无色变成红色，则是加入了石蕊溶液；镁条与稀盐酸反应生成氢气，可观察到有气泡产生；氧化铁与稀盐酸反应，生成黄色的氯化铁，可观察到溶液变成黄色，方程式为；故填：石蕊；产生气泡；黄；；反思与评价：反应后所得溶液的成分，主要考虑两个方面，一是生成物，二是反应物是否有剩余。故填：反应物是否有剩余。2、检验原气体产物中是否含有二氧化碳A将尾气点燃（或进行收集等）【分析】（1）根据二氧化碳使澄清石灰水变浑浊解答；（2）根据反应现象和结果进行解答；（3）根据除杂和实验要求进行解答；（4）根据一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中进行解答。【详解】（1）装置A的作用就是检验混合气体中有二氧化碳的存在，因为二氧化碳会使澄清石灰水变浑浊；（2）氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，化学反应方程式为：；（3）通过观察装置D中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳产生，原气体是一氧化碳和二氧化碳的混合气体，除去一氧化碳中的二氧化碳，所以需要氢氧化钠与二氧化碳反应，生成碳酸钠和水，留下一氧化碳与氧化铁反应；（4）如果反应不完全，尾气里面会有一氧化碳，不能直接排入空气，因为一氧化碳有毒，所以需要将尾气点燃或进行收集等，禁止排入空气即可；故答案为：（1）、检验原气体产物中是否含有二氧化碳；（2）、；（3）、A；（4）、将尾气点燃（或进行收集等）。【点睛】本题考查一氧化碳和二氧化碳气体的鉴别和除杂，牢记实验要求，结合气体的性质进行解答。3、设所用浓盐酸的体积为1mL，则所用水的体积为2mL。

所得稀盐酸中溶质质量为：1.19g/cm3×1mL×37%=0.4403g

所得盐酸中溶质的质量分数为：澄清石灰水变浑浊溶液变红对试管稍微加热溶液由红色变为紫色【详解】气体制取：（1）大理石的主要成分为碳酸钙，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：；（2）见答案；实验探究：甲同学在试管中加入少量澄清石灰水，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，观察到澄清石灰水变浑浊，说明含有二氧化碳；乙同学在试管中加入少量紫色石蕊溶液，二氧化碳能与水反应生成碳酸。碳酸显酸性，能使紫色石蕊试液变红，故观察到试管内溶液变红；评价反思：（1）二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：；（2）②碳酸受热易分解，而柠檬酸分解温度约为175℃，故可对试管进行稍微加热；观察到溶液由红色变为紫色，说明不是因为柠檬酸而引起紫色石蕊溶液的变色。溶液变色，是因为碳酸受热分解生成了二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：。4、温度否，酒精燃烧也会生成二氧化碳，使澄清石灰水变浑浊氢氧化钙与盐酸反应，酚酞红色褪去：氢氧化钙微溶于水，晃动时氢氧化钙继续溶解，溶液呈碱性，使酚酞变红滴入稀盐酸，有无色气体产生煅烧不同的时间，在1100~1200℃范围内生成的生石灰活性度均高于其它温度石灰石高温分解产生的CO2与焦炭反应生成CO，可还原生成更多铁【详解】Ⅰ.（1）甲组实验未加热，试管B中无明显现象，说明无氧化钙生成，说明常温下，碳酸钙不分解；乙组实验：在酒精灯上加热，试管B中呈浅红色，丙组实验，在酒精喷灯上加热，试管B中呈红色，说明温度越高碳酸钙分解的越充分，故影响石灰石分解的因素是温度；（2）丙组实验加热石灰石时，在火焰上方倒扣一个用澄清石灰水润湿的烧杯，石灰水变浑浊，是因为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：；此实验不能推断石灰石煅烧产生二氧化碳，因为酒精燃烧也会生成二氧化碳，使澄清石灰水变浑浊；（3）氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙和水，酚酞红色褪去：氢氧化钙微溶于水，晃动时氢氧化钙继续溶解，溶液呈碱性，使酚酞变红；（4）石灰石部分分解，说明石灰石中还含有碳酸钙，碳酸钙能和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，故可设计实验：取研细后的粉末少许于试管中，滴入稀盐酸，有无色气体产生；Ⅱ.（5）煅烧不同的时间，在1100~1200℃范围内生成的生石灰活性度均高于其它温度，故石灰石煅烧的最佳温度范围为1100~1200℃；Ⅲ.（6）石灰石高温分解产生的CO2与焦炭反应生成CO，可还原生成更多铁。5、锥形瓶

吸水性

还原性

E中出现连续均匀的气泡时

红棕色

最后加一个燃着的酒精灯，或在导管口绑一个小气球

猜想Ⅲ

【详解】（一）（1）仪器a的名称是锥形瓶；A中为石灰石中的碳酸钙与稀盐酸发生反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：；（2）装置B的作用是干燥二氧化碳气体，利用了浓硫酸的吸水性；（3）装置C中炭粉与干燥的二氧化碳反应产生一氧化碳，在该反应中，炭粉得到氧，故该反应中利用了炭粉的还原性；（4）因为一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空气，遇明火会发生爆炸，故实验过程中，应先在装置D通入CO一段时间，将装置内空气排尽，待E中出现连续均匀的气泡时，再点燃酒精喷灯；（5）一氧化碳能与氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，氧化铁为红棕色，铁为黑色，故反应一段时间后，观察到装置D玻璃管内粉末由红棕色变成黑色；（6）一氧化碳有毒，未反应的一氧化碳排到空气中，会污染空气，故应增加尾气处理装置，在最后加一个燃着的酒精灯，或在导管口绑一个小气球；（二）实验验证：取少量反应后的黑色固体放入试管中，加入足量的硫酸铜溶液，振荡，充分反应后静置，铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，四氧化三铁与硫酸铜不反应，反应后，观察到红色固体中混有黑色颗粒，说明猜想Ⅲ正确。6、酒精灯

防止升华的草酸进入C中，影响CO2的检验

CO2(或二氧化碳)

F

D

G

第一次D中无明显变化，第二次D中澄清石灰水变浑浊。

【解析】（1）仪器a的名称是酒精灯；装置B的主要作用是防止升华的草酸进入C中，影响CO2的检验；澄清石灰水遇到二氧化碳变浑浊，故说明有二氧化碳气体生成；（2）①装置AB中生成气体要先经过浓氢氧化钠溶液F吸收二氧化碳，而后经过澄清石灰水D检验二氧化碳是否被完全吸收，然后再经过浓硫酸G除水，后通入到I装置还原氧化铁，经过澄清石灰水检验有二氧化碳生成，故填F、D、G；②第一个D装置中的澄清石灰水应该不变浑浊，第二个澄清石灰水装置应该变浑浊。7、CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

二氧化碳的密度比空气大，且不与空气的主要成分反应

CO2+H2O=H2CO3

H2CO3H2O+CO2↑

随着压强的降低而减小

AB

AB

a

功是温室效应使全球平均地表温度提高到目前适合人类生存的温度；过是温室效应增强，全球气候变暖，使土壤沙漠化等

【详解】（1）大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，故反应的化学方程式写为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；二氧化碳的密度比空气大，且不与空气的主要成分反应，所以收集二氧化碳用向上排空气法，故填二氧化碳的密度比空气大，且不与空气的主要成分反应。（2）紫色石蕊溶液变红是因为汽水中的二氧