第六单元 课题2二氧化碳制取的研究-九年级化学上册实验探究专练（人教版）

第六单元课题二氧化碳的制取考试时间：自主检测；1．烟花爆竹是节日庆典的传统消费品，其具有易燃易爆的危险属性。为进一步加强烟花爆竹安全管理，改善大气环境质量，减少人员聚集，2021年1月27日，兰州市人民政府发布了关于调整限制燃放烟花爆竹区域和时间的公告。学习了该文件后，某兴趣小组的同学针对烟花展开了如下探究：探究一：了解烟花颜色的原理（查阅资料）烟花是在火药（主要成分为硫磺、炭粉、硝酸钾等）中按一定配比加入镁、铝、锑等金属粉末和锶、钡、钠等金属化合物制成的。由于不同的金属和金属离子在燃烧时会呈现出不同的颜色，所以烟花在空中爆炸时，便会放出五彩缤纷的火花。所含金属元素钠钾钙铜钡呈现颜色黄浅紫砖红绿黄绿（交流讨论）若在烟花燃放时呈现了___________色的火焰，则可能是加入了硝酸钡。探究二：探究燃放烟花爆竹对空气的污染（提出问题）烟花爆竹燃烧后生成了哪些气体？（查阅资料）①烟花爆竹的主要成分黑火药中含木炭粉、硝酸钾、硫磺，有的还含氯酸钾。②SO2不但能使澄清石灰水变浑浊，而且能使紫红色的酸性高锰酸钾溶液和品红溶液褪色，酸性高锰酸钾溶液常用于吸收SO2。（作出猜想）小明猜想是___________小红猜想是SO2小玥猜想是SO2和CO2（实验探究）兴趣小组的同学设计了如图所示的装置（假设实验中每步反应均完全进行），并对实验现象和结论进行下列推测：实验现象实验结论推测①装置A、B中溶液不褪色，装置C中澄清石灰水变浑浊小明猜想正确推测②___________小红猜想正确推测③___________小玥猜想正确（反思评价）（1）若小明的猜想正确，则装置C中发生反应的化学方程式为___________。（2）A、C装置的顺序能否颠倒并说明理由___________。（3）燃放烟花爆竹后产生的主要环境问题是___________（写一种）。（知识拓展）根据国家对易燃易爆物品使用和储存的安全要求，在储存烟花爆竹的仓库应贴上的标志是___________（填字母）。A．B．C．D．【答案】探究一：黄绿探究二：（作出猜想）CO2（实验探究）A溶液褪色，B不褪色，C中澄清石灰水不变浑浊A溶液褪色，B不褪色，C中澄清石灰水变浑浊（反思评价）（1）Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O（2）不能颠倒，因为二氧化硫和二氧化碳都可以使澄清石灰水变浑浊（3）酸雨（知识拓展）BCD【解析】交流讨论：钡燃烧呈现黄绿色火焰，若在烟花燃放时呈现了黄绿色的火焰，则可能是加入了硝酸钡，故填：黄绿。作出猜想：烟花爆竹的主要成分黑火药中含木炭粉、硫磺，木炭燃烧生成二氧化碳，硫磺燃烧生成二氧化硫，故气体可能是二氧化碳、二氧化硫或者二氧化碳和二氧化硫，故填：CO2。实验探究：酸性高锰酸钾溶液常用于吸收SO2，能使高锰酸钾溶液褪色，过氧化氢溶液不褪色，澄清石灰水不变浑浊，说明气体是二氧化硫，小红猜想正确；高锰酸钾溶液褪色，过氧化氢溶液不褪色，说明二氧化硫被吸收，澄清石灰水不变浑浊说明有二氧化碳，小玥猜想正确，故填：A溶液褪色，B不褪色，C中澄清石灰水不变浑浊；A溶液褪色，B不褪色，C中澄清石灰水变浑浊。反思与评价：（1）小明猜想正确，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，化学方程式Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O，故填：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。（2）A、C装置的顺序不能颠倒，原因是二氧化硫和二氧化碳都可以使澄清石灰水变浑浊，会影响二氧化碳鉴别，故填：因为二氧化硫和二氧化碳都可以使澄清石灰水变浑浊，会影响二氧化碳鉴别。（3）燃放烟花爆竹后产生二氧化硫，容易形成酸雨，故填：酸雨。知识拓展：国家对易燃易爆物品使用和储存的安全要求严禁烟火，在储存烟花爆竹的仓库应贴上的标志是BCD，故填：BCD。2．某学习小组对CO2展开研究。I.探究CO2的收集方法:（资料卡片）:一定范围内，CO2在水中溶解越多，所得溶液pH越小。（实验一）:利用图1装置制取CO2，并测定CO2，将于水所得溶液的pH，判断CO2在水中溶解的体积。(1)写出图1中标号仪器的名称:①_________。(2)甲装置中反应的化学方程式为_________。(3)检查甲装置气密性的方法是关闭K1、K2，打开分液漏斗活塞，向分液漏斗中加水，观察到_________说明装置气密性良好。(4)符丙装置中收集半瓶气体时，关闭K3、K4，充分振荡丙装置，测得丙、丁装置中溶液的pH值分别为5.7和6.5。说明溶解的CO2体积丙装置中_________(填“>”或“=”或“<”)丁装置，丙装置中反应的化学方程式为_________。乙装置吸收HCl气体，目的是_________。（实验二）:用气体压强传感器测收集的气体中CO2体积分数，选择合适收集方法。(5)图2是排水法和向上排空气法收集的气体中CO2体积分数随时间变化的关系图，分析图像，可得出的结论有:①_________；②_________。Ⅱ.CO2减排新进展(6)我国CO2减排的战略是CCUS(CO2的捕集、利用与储存)。①捕集:氨法吸收的原理是用氨水与CO2反应生成碳酸氢铵，反应的化学方程式为_________。②利用:超临界CO2可以清洗餐具上的油污，清洗时，溶剂是_________。③储存:天然矿石中MgO与CO2反应，生成长期稳定存在的碳酸镁，从而使CO2固化，反应的化学方程式为_________。【答案】(1)锥形瓶（2）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑（3）水不下滴(或只滴落数滴就停止滴落或形成一段稳定的水柱)（4）>CO2+H2O=H2CO3防止HCl溶于水，对pH测定造成影响（5）无论排水法还是向上排空气法都不能收集到绝对纯净的CO2排水法收集的CO2纯度高于向上排空气法（6）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3二氧化碳MgO+CO2=MgCO3【解析】（1）图中标号仪器的名称：①锥形瓶。（2）甲装置中反应为石灰石（主要成分为碳酸钙）和稀盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳，化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。（3）检查甲装置气密性的方法是关闭K1、K2，打开分液漏斗活塞，向分液漏斗中加水，观察到水不下滴(或只滴落数滴就停止滴落或形成一段稳定的水柱)，说明装置气密性良好。（4）待丙装置中收集半瓶气体时，关闭K3、K4，充分振荡丙装置，测得丙、丁装置中溶液的pH值分别为5.7和6.5。分析可知，溶解的二氧化碳体积丙装置中大于丁装置中，丙中二氧化碳和水反应生成碳酸，方程式为CO2+H2O=H2CO3。乙装置的作用是吸收二氧化碳中混有的氯化氢气体，氯化氢气体易溶于水，形成盐酸酸性溶液，会对结果造成影响。（5）如图是排水法和向上排空气法收集的气体中CO2体积分数随时间变化的关系图，分析图像，可得出的结论有：①无论排水法还是向上排空气法都不能收集到绝对纯净的CO2；②排水法收集的CO2纯度高于向上排空气法。（6）①在水溶液中氨气NH3与CO2反应生成碳酸氢铵，反应的化学方程式为NH3+CO2+H2O=NH4HCO3。②利用：超临界CO2可以清洗餐具上的油污，清洗时，溶剂是超临界CO2。③储存：MgO与CO2反应，生成碳酸镁，反应的化学方程式MgO+CO2=MgCO3。3．兴趣小组的同学在实验室用碳酸钙和稀盐酸进行二氧化碳获取的探究，请根据题意回答下列问题。（提出问题）二氧化碳产生的快慢与哪些因素有关？（猜想假设）猜想1：与稀盐酸的浓度有关：（1）猜想2：______。（实验和结论）（2）甲同学实验时用普通漏斗（如图A），发现该装置不能用作制取二氧化碳的发生装置，于是他把A装置改装成B，则B中小试管的作用是______。（3）为了准确比较二氧化碳气体的产生速率，请列举一种判断反应快慢的方法______。（4）为了验证猜想2，乙同学技下图所示装置进行实验，倾斜锥形瓶，使10mL稀盐酸与固体充分接触，瓶内气压随着时间的变化如曲线图所示。则图中m数值为______；图中d点对应的溶液中溶质为（填化学式）______；乙同学实验的结论是______。（5）形成图像的两条曲线不是从原点开始的原因是______；对比分析坐标图中的点______（选填“a”、“b”、“c”、“d”）可知：两个锥形瓶内达到相同的压强时，碳酸钙粉末与稀盐酸反应所需时间短。【答案】（1）与碳酸钙颗粒大小有关（形状、与酸接触面积）（2）液封，防止生成的气体从漏斗中逸出（3）相同时间内收集气体的体积或收集等体积气体所需的时间（4）2CaCl2、HCl相同条件下，碳酸钙与稀盐酸的接触面积越大，反应速率越快（5）装置内有空气ac【解析】猜想假设:（1）猜想2：二氧化碳产生的快慢与碳酸钙颗粒大小有关（形状、与酸接触面积）。实验和结论:（2）图A装置不能用作制取二氧化碳的发生装置，因为长颈漏斗未插入到液面以下，将A装置改装成B，则B中小试管的作用是液封，防止生成的气体从漏斗逸出。（3）为了准确比较二氧化碳气体的产生速率，可以比较相同时间内收集气体的体积或收集等体积气体所需的时间。（4）为了验证与碳酸钙颗粒大小有关，则应使用质量相同的碳酸钙，图中m数值为2；图中d点时，未完全反应，稀盐酸有剩余，对应的溶液中溶质为CaCl2、HCl；乙同学实验的结论是相同条件下，碳酸钙与稀盐酸的接触面积越大，反应速率越快。（5）形成图像的两条曲线不是从原点开始的原因是装置内有空气，本身就有大气压强；对比分析坐标图中的点ac可知：两个锥形瓶内达到相同的压强时，碳酸钙粉末与稀盐酸反应所需时间短。4．日常生活中使用的塑料袋，有的是用聚乙烯制成的，有的是用聚氯乙烯制成的。小凤对包装食品的塑料袋进行探究，以验证其成分。[查阅资料]聚乙烯燃烧生成二氧化碳和水;聚氯乙烯燃烧生成二氧化碳、水和氯化氢;无水硫酸铜是白色粉末，遇水变为蓝色。小凤将装置按A、B、C、D、E、F顺序连接好后，进行实验。①装置A中所发生反应的化学方程式为__________;装置B的作用是_____。②[实验探究]小风按装置进行试验，在实验过程中，D、E、F均产生明显现象，说明塑料袋燃烧有____生成。D装置的作用是_______,E瓶中发生反应的化学方程式是______③连接实验仪器时，能否将D、E位置进行交换，理由是__________。【答案】①2H2O22H2O+O2↑干燥作用②水、氯化氢、二氧化碳检验是否有水生成AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3③不能，D、E位置交换之后，E中水分会影响水的检验【解析】（1）A中所发生反应生成氧气，过氧化氢分解生成氧气和水，可用A装置作为发射装置，化学方程式2H2O22H2O+O2↑，浓硫酸具有吸水性，B的作用是干燥作用，故填：2H2O22H2O+O2↑；干燥作用。（2）无水硫酸铜可以检验是否有水生成，硝酸酸化的硝酸银溶液可以检验是否有氯化氢生成，澄清石灰水可以检验是否有二氧化碳生成，D、E、F均产生明显现象，说明塑料袋燃烧有水、氯化氢、二氧化碳生成，无水硫酸铜吸水变蓝，D装置的作用是检验是否有水生成，E瓶中氯化氢和硝酸银生成氯化银沉淀和硝酸，发生反应的化学方程式是AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3，故填：水、氯化氢、二氧化碳；检验是否有水生成；AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3。（3）连接实验仪器时，不能将D、E位置进行交换，理由是D、E位置交换之后，E中水分会影响水的检验，故填：不能，D、E位置交换之后，E中水分会影响水的检验。5．如图为实验室中常见的气体制备、净化、收集和性质实验的部分仪器，试根据题目要求，回答下列问题：（1）以过氧化氢溶液为原料（二氧化锰作催化剂），在实验室中制取并收集干燥的氧气，按照要求设计实验装置，连接仪器，并检查装置的气密性。①所选装置的连接顺序为______（从左到右填写装置序号字母）。②制取氧气所发生反应的化学方程式为______。（2）小华同学要以石灰石和稀盐酸为原料制取并收集干燥纯净的二氧化碳气体，按照要求设计实验装置，连接仪器，并检查装置的气密性。①所选装置的连接顺序为______（从左到右填写装置序号字母）。②制取二氧化碳所发生反应的化学方程式为______。（3）在实验室中以过氧化氢溶液为原料（二氧化锰作催化剂）制取氧气，并对某种塑料袋试样的组成元素进行分析探究（查阅资料知该塑料只含C、H两种元素），所选仪器按“A→B1→E→B2→D→碱石灰干燥管”的顺序连接（B1、B2为浓硫酸洗气瓶），实验前检验装置气密性。使一定质量的该塑料袋碎屑在氧气中充分燃烧，观察现象，收集有关实验数据（假设发生的化学反应都充分反应）。①在该装置中，洗气瓶B1和B2的作用分别是______；______。②实验过程中可以观察到装置D中的现象为______。③实验结束后，可根据装置B2增加的质量计算塑料袋试样中的氢元素质量。若按照“A→B1→E→B2→D→碱石灰干燥管”的顺序连接，这样测算出的氢元素的质量比与实际值比较将______（填“偏大”“偏小”“基本一致”或“无法确定”之一）。【答案】（1）ABF2H2O22H2O+O2↑（2）ACBFCaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑（3）B1：吸收氧气中的水分（干燥氧气）B2：吸收反应后生成的水来提供数据澄清的石灰水变浑浊（产生白色沉淀）基本一致【解析】（1）①过氧化氢制氧气不需要加热，发生装置选A，收集干燥氧气，用向上排空气法收集，且用硫酸干燥，故所选装置的连接顺序为ABF，故填：ABF。②过氧化氢分解生成水和氧气，故填：2H2O22H2O+O2↑。（2）①石灰石和稀盐酸制取二氧化碳不需要加热，发生装置选A，收集干燥纯净的二氧化碳气体，先通过饱和碳酸氢钠去除氯化氢气体，再通过浓硫酸去除水蒸气，最后用向上排空气法收集，所选装置的连接顺序为ACBF，故填：ACBF。②石灰石和稀盐酸反应生成氯化钙二氧化碳和水，故填：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。（3）①浓硫酸具有吸水性，B1：吸收氧气中的水分（干燥氧气）避免对实验产生干扰，B2：吸收反应后生成的水来提供数据，故填：B1：吸收氧气中的水分（干燥氧气）；B2：吸收反应后生成的水来提供数据。②塑料中含有碳元素，燃烧生成二氧化碳，故澄清的石灰水变浑浊（产生白色沉淀），故填：澄清的石灰水变浑浊（产生白色沉淀）。③氢元素燃烧时候生成水，生成水被B2吸收，这样测算出的氢元素的质量比与实际值比较将基本一致，故填：基本一致。6．如图1是利用数字化仪器测定CO2含量的探究实验。（1）图A中用注射器代替长颈漏斗的优点是________。（2）用装置A制取CO2气体，不选用无挥发性的稀硫酸与块状石灰石反应的原因是________。（3）采用D图装置，将注射器中等量、等浓度的氢氧化钠溶液分别注入用排水法和排空气法收集的CO2气体的锥形瓶内（NaOH溶液均过量），得到如图2所示的压强随时间变化的曲线图。该实验说明________（选填“排水法”或“排空气法”）收集到CO2的含量较高，请结合图像说明你的理由：________。【答案】（1）可以控制稀盐酸的滴加速率（2）由于生成的硫酸钙微溶于水，附着在石灰石表面，阻止稀硫酸进一步与石灰石接触，反应停止（3）排水法注入氢氧化钠溶液后，排水法收集到的气体锥形瓶内压强变化较大【解析】（1）图A中用注射器代替长颈漏斗的优点是可以控制稀盐酸的滴加速率，故填：可以控制稀盐酸的滴加速率。（2）稀硫酸与块状石灰石反应生成的硫酸钙微溶于水，附着在石灰石表面，阻止稀硫酸进一步与石灰石接触，反应停止，故填：由于生成的硫酸钙微溶于水，附着在石灰石表面，阻止稀硫酸进一步与石灰石接触，反应停止。（3）将注射器中等量、等浓度的氢氧化钠溶液分别注入用排水法和排空气法收集的CO2气体的锥形瓶内，排水法锥形瓶内压强变化较大，排空气法压强变化较小，说明排水法收集到CO2的含量较高，故填：排水法；注入氢氧化钠溶液后，排水法收集到的气体锥形瓶内压强变化较大。

7．潜水艇里要配备氧气的再生装置，以保证长时间潜航。有以下几种制取氧气的方法：①加热高锰酸钾；②用二氧化锰分解过氧化氢；③常温下过氧化钠固体(化学式为Na2O2)与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气。(1)写出方法①和②的化学方程式：①_______，②_______。(2)事实证明最适合在潜水艇里制氧气的是方法是③，与其它两种方法相比，这种方法的优点是____(填序号)。A．无需加热，常温下就可自动完成，使用方便B．能将人呼吸产生的二氧化碳转变为呼吸所需的氧气C．生成物没有毒，不污染环境实验探究：某同学设计了下图所示的实验装置来探究过氧化钠和二氧化碳反应产生氧气。（查阅资料）已知过氧化钠是一种浅黄色固体粉末，过氧化钠还能与水反应生成氢氧化钠和氧气，方程式为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。(3)A是二氧化碳气体(用大理石和稀盐酸制取)的发生装置，装配该装置时，应选用的仪器除带导管的双孔橡皮塞外，还需要的仪器有(填名称，从图2中选择)_______、_______。(4)用图1中装置D所示的方法收集氧气，其依据是_______；检验D装置试管内收集到的气体是否是氧气的方是_______。(5)B中反应方程式是_______。石灰水的作用是①观察气体的流速；②判断过氧化钠与二氧化碳何时完全反应；③_______。(6)你认为该方案___(填“能”或“不能”)证明过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气，理由是___。【答案】（1）（2）ABC（3）锥形瓶长颈漏斗（4）氧气不易溶于水将带火星的木条伸入收集到气体的试管中，木条复燃说明是氧气（5）吸收氧气中的二氧化碳气体（6）不能生成二氧化碳中含有的水也能和过氧化钠生成氧气【解析】(1)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，；过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成氧气和水，。(2)A.无需加热，常温下就可自动完成，使用方便，节约能，正确；B.能将人呼吸产生的二氧化碳转变为呼吸所需的氧气，正确；C.生成物为氧气和碳酸钠，没有毒，不污染环境，正确。故选ABC。(3)用大理石和稀盐酸制取二氧化碳是固液不加热反应，发生装置，应选用的仪器除带导管的双孔橡皮塞外，还需要的仪器有锥形瓶（用于做反应器）、长颈漏斗（用于添加液体药品）。(4)用图1中装置D所示的方法收集氧气，为排水法收集气体，其依据是氧气不易溶于水；氧气具有助燃性，检验D装置试管内收集到的气体是否是氧气的方是将带火星的木条伸入收集到气体的试管中，木条复燃说明是氧气。(5)已知，常温下过氧化钠固体(化学式为Na2O2)与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，B中反应方程式是。二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，石灰水的作用是①观察气体的流速；②判断过氧化钠与二氧化碳何时完全反应；③吸收氧气中的二氧化碳气体。(6)已知，过氧化钠还能与水反应生成氢氧化钠和氧气，生成二氧化碳中含有的水也能和过氧化钠生成氧气，故该方案不能证明过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气。8．请结合下列实验室制取气体的装置图开展有关探究，回答问题：探究一：仪器装置的选择（1）图1中仪器a的名称是________，实验室用高锰酸钾制氧气可选其中的_______装置（填序号），反应的化学方程式为__________。（2）图1用于固液反应制备气体的装置中，能控制反应随时发生、随时停止的是_____（填序号）。探究二：实验室制取二氧化碳的药品选择实验Ⅰ：在图1的A装置中加入大理石和盐酸制二氧化碳，并将导管右端插入澄清石灰水中，结果澄清石灰水始终未变浑浊，为此大家展开探究。（提出问题）澄清石灰水为什么没有变浑浊呢？（作出猜想）猜想1：生成的大量二氧化碳从长颈漏斗扩散到空气中了。猜想2：澄清石灰水已变质。猜想3：生成的二氧化碳中含有HC1气体。（3）有同学马上指出猜想一不合理，他的理由是___________。（査阅资料）iHCl气体溶于水得到盐酸，浓盐酸易挥发出HCl气体，HCl气体能与澄清石灰水反应并使之变质。iiCO2在饱和碳酸氢钠溶液中不会发生反应，也不会大量溶解；HC1与碳酸氢钠溶液反应生成CO2、氯化钠和水。iiiCO2和AgNO3溶液不会发生反应，HC1和AgNO3溶液会发生反应并生成白色沉淀。（进行实验）用图2装置与图1中A装置组合验证了猜想2不成立，猜想3成立（实验分析）在图2的E、F试管内均加入AgNO3溶液。（4）其中F装置所起的作用是__________。（5）实验中观察到的现象为：E中_________，F中无明显现象，G中澄清石灰水变浑浊。G中发生反应的化学方程式为____________。（实验结论）实验时错误使用了浓盐酸。（实验改进）图3中三个广口瓶均装满饱和碳酸氢钠溶液。（6）有人提出实验的改进方案：运用图3中的__________装置（填序号）和图Ⅰ中A装置组合，就能收集到较纯净的CO2。实验Ⅱ：老师指导同学们运用数字化实验探究不同颗粒大小理石与稀盐酸反应制备CO2的情况。（实验分析）按图4所示进行实验，倾斜锥形瓶使小试管内的稀盐酸流入瓶中与固体接触发生反应，瓶内气压的变化如坐标图所示。（7）右侧锥形瓶小试管内稀盐酸的浓度值x%应为_________%。（8）对比分析坐标图中的__________两点（选填a~d），可得出结论：粉状大理石与稀盐酸反应太快，不宜用于制备二氧化碳。【答案】（1）长颈漏斗C（2）B、D（3）小试管中的稀盐酸形成液封（4）检验氯化氢是否被E装置完全吸收（5）溶液变浑浊（6）J（7）10（8）cd【解析】（1）a是长颈漏斗；实验室加热高锰酸钾制氧气属于固体加热反应，发生装置应选C装置；高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，方程式为：；（2）用于固液反应制备气体的装置有ABD，能控制反应随时发生、随时停止的是B、D，A中用止水夹夹紧橡皮管后，锥形瓶内无法实现固液分离；B中止水夹夹紧橡皮管后右侧气体增多，右侧液面下降，反应物分离，反应停止；D中当把塑料瓶提起时，实现固液分离，可以控制反应速率。（3）有同学马上指出猜想一不合理，他的理由是小试管中的稀盐酸形成液封。故填：小试管中的稀盐酸形成液封。（4）其中F装置所起的作用是检验氯化氢是否被E装置完全吸收。故填：检验氯化氢是否被E装置完全吸收。（5）实验中观察到的现象为：E中溶液变浑浊，F中无明显现象，G中澄清石灰水变浑浊，G中二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，发生反应的化学方程式为：.故填：溶液变浑浊；。（6）有人提出实验的改进方案：运用图3中的J装置和图1中A装置组合，J中氯化氢和碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，二氧化碳在集气瓶中聚集，把液体排出，就能收集到较纯净的CO2。故填：J。（7）为了进行对比，右侧锥形瓶小试管内稀盐酸的浓度值x%应为10%。故填：10.（8）对比分析坐标图中的cd可知，生成相等体积的二氧化碳时，利用粉状大理石反应时间太短，可得出结论：粉状大理石与稀盐酸反应太快，不宜用于制备二氧化碳。故填：cd。9．某实验小组对“载人宇宙飞船或潜水艇中一般都要安装盛放过氧化钠（Na2O2）颗粒的装置”感到非常好奇，设计实验进行探究。（提出问题）过氧化钠是否为一种制氧剂？与人呼出的哪种气体发生反应？（查阅资料）①人呼出的气体中主要成分是N2、O2、CO2和水蒸气等。②。（提出猜想）过氧化钠与人呼出的N2或CO2或水蒸气反应并生成氧气。（进行实验）实验Ⅰ：验证过氧化钠与氮气反应并生成氧气。（1）实验操作如图1所示。（2）实验现象及结论：观察到______________现象，判断过氧化钠与氮气没有发生反应。实验Ⅱ：验证过氧化钠与水蒸气反应并生成氧气。同学们在老师的指导下设计了如图2所示装置。其中A装置的作用是_____________。实验现象及结论：带火星的木条复燃，过氧化钠与水蒸气发生反应并生成氧气。实验Ⅲ：验证过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气。同学们在老师的指导下设计了如图Ⅲ所示装置。（实验记录）如下表实验操作主要实验现象实验结论及解释①检查装置的气密性。向装置中加入药品。装置的气密性良好②打开分液漏斗活塞，向A装置中缓慢加入稀盐酸。A、C装置中都有气泡出现A装置中发生反应方程式为______________，C装置作用是____________。③一段时间后用带火星的木条在D内进行检验。带火星的木条复燃过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气。（实验反思）（3）根据实验Ⅱ和Ⅲ，过氧化钠与二氧化碳或水蒸气反应后，还产生了另一种物质，该物质是_____________（填单质或化合物）。（4）某同学对实验Ⅲ的设计提出疑问：该实验不能证明二氧化碳与过氧化钠确实发生了反应，你认为他的理由是______________。【答案】实验Ⅰ：燃着木条会熄灭实验Ⅱ：提供水蒸气实验Ⅲ：除去没有反应完的二氧化碳（3）化合物（4）装置A中产生的气体里含有水，水也可以和过氧化钠反应产生氧气【解析】（2）实验现象及结论：由实验结论过氧化钠与氮气没有发生反应，氮气又不可燃也不支持燃烧，故观察到的现象是：燃着的木条熄灭，故填：燃着的木条熄灭；实验Ⅱ：A装置中盛有水，在加热的条件下变为水蒸气，作用是提供水蒸气，故填：提供水蒸气。[实验记录]②石灰石的有效成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，因此会产生大量气泡；反应方程式为：；氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，C的作用是除去没有反应完的二氧化碳；故填：；除去没有反应完的二氧化碳；[实验反思]（3）据质量守恒定律可知反应前后元素的种类不变，根据实验Ⅱ和Ⅲ，过氧化钠与二氧化碳或水蒸气反应后，还产生了另一种物质，该物质中一定含有含碳、钠或氢、钠，可能含有氧元素，该物质是由不同元素组成的化合物，故填：化合物；（4）实验Ⅲ的设计不能证明二氧化碳与过氧化钠确实发生了反应，理由是A装置产生的二氧化碳中含有的水蒸气也与过氧化钠反应产生氧气，故填：装置A中产生的气体里含有水，水也可以和过氧化钠反应产生氧气。【点睛】实验探究过程中要遵循控制变量原则，即对照的一组实验，只有研究因素不同，其它所有影响因素都要相同。10．晓敏同学对餐桌上加热食物的某种白色固体燃料产生了浓厚的兴趣，于是她进行了以下探究活动。请你一起参与她的探究过程吧！（猜想一）固体燃料是固态的酒精吗？（资料一）酒精，学名乙醇，熔点为-114.1℃，沸点为78.5℃，易溶于水，能与水以任意比互溶。（得出结论1）根据资料一，你认为常温下酒精的状态是_______。（提出问题）固体燃料可能含有哪些元素？（资料二）①CuSO4＋5H2O=CuSO4·5H2O无水硫酸铜是白色固体五水合硫酸铜是蓝色固体②NaOH溶液可以用来充分吸收二氧化碳气体。2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O（得出结论2）根据资料二，白色的无水硫酸铜遇到水变成_______色。（实验探究）如下图所示，晓敏同学取适量固体燃料置于某装置中，用火柴点燃，并将燃烧产生的气体依次通过以下装置。固体燃料燃烧后，有少量固体残余。（实验现象）①A中白色固体部分变蓝，说明燃烧的生成物中有____，可知固体燃料中一定含有____元素。②B中澄清石灰水变浑浊，说明燃烧的生成物中有二氧化碳，写出B中发生反应的化学方程式____。可知固体燃料中一定含有____元素。③C、D中无明显变化，说明燃烧生成的二氧化碳已被完全吸收。④E中黑色的氧化铜逐渐变红，F中澄清石灰水变浑浊，说明燃烧的生成物中还含有的物质是____。（实验结论3）根据以上实验事实，晓敏认为该白色固体燃料中肯定含有氧元素。你认为晓敏的判断是否合理_______，理由是_______。【答案】（得出结论1）液态（得出结论2）蓝（实验现象）①水氢元素（或H）②碳元素（或C）④一氧化碳（或CO）（实验结论3）否燃烧时氧气参加了反应，提供了氧元素，所以不能肯定该白色固体燃料组成中是否含有氧元素（答案合理即可）【分析】根据酒精的熔点的高低即可判断；据无水硫酸铜的性质可判断水的存在；根据质量守恒定律即可判断元素组成。【解析】[得出结论1]酒精的熔点是-114.1℃，正常温度都比熔点高，所以酒精常温下是液体；[得出结论2]根据资料二显示的信息可知，白色的无水硫酸铜遇到水变成蓝色的五水硫酸铜；[实验现象]①根据白色的无水硫酸铜遇到水变成蓝色可知，燃烧的生成物中有水；由元素守恒可知，固体燃料中一定含有氢元素；②二氧化碳使澄清石灰水变浑浊的化学方程式为；既然有二氧化碳存在，由元素守恒可知，固体燃料中一定含有碳元素；④E中黑色的氧化铜逐渐变红，说明燃烧的生成物中有还原性的气体，F中澄清石灰水变浑浊，说明该气体与氧化铜反应后生成二氧化碳，则该气体为一氧化碳；[实验结论3]该白色固体燃料燃烧是与空气中的氧气发生的化学反应，氧气提供了氧元素，所以不能肯定该白色固体燃料组成中是否含有氧元素。11．某兴趣小组同学探究实验室制取二氧化碳的最佳方法。（1）小雪同学提出用木炭燃烧的方法制取二氧化碳，你认为该方法________(选填“合适”或“不合适”)，理由是_____________。（2）实验室现有块状大理石、碳酸钠粉末、稀盐酸、浓盐酸.稀硫酸这五种药品。经过讨论后同学们一致认为浓盐酸不适合实验室制取二氧化碳，原因是__________________。然后小雨同学将等质量的大理石和碳酸钠粉末，分别与足量等浓度的稀盐酸和稀硫酸反应，如图1所示。（数据与结论）上述反应中，最适合实验室制取二氧化碳的反应是_________(填字母)，该反应的化学方程式是________________________。（注意：若答对下列小题奖励3分，化学试卷总分不超过60分。）（实验反思）（3）以上四个反应产生的二氧化碳的质量与时间的关系如图2所示，曲线丁对应的是实验__________(填字母)，该反应开始有少量气体产生，但很快反应就停止，请解释原因：_______________。（4）二氧化碳产生的速率快慢，除了与反应物的种类有关，还与__________________有关。【答案】（1）不适合木炭燃烧会产生一氧化碳与二氧化碳混合，使制得二氧化碳不纯（2）浓盐酸具有挥发性，使制得的二氧化碳气体不纯ACaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑（3）B稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶物硫酸钙，覆盖在碳酸钙表面，阻止反应进一步进行（4）接触面积【解析】（1）木炭燃烧不适合制取二氧化碳，因为木炭燃烧时不能保证木炭充分燃烧，氧气不足时，有可能生成一氧化碳，制得二氧化碳不纯；故填：不适合；木炭燃烧会产生一氧化碳与二氧化碳混合，使制得二氧化碳不纯；（2）浓盐酸具有挥发性，制得气体中混有氯化氢气体，使制得的二氧化碳气体不纯；故填：浓盐酸具有挥发性，使制得的二氧化碳气体不纯；数据与结论：最适合实验室制取二氧化碳的反应是A，由图2可知，甲、乙对应是C和D，由于反应太过剧烈，不利于二氧化碳收集；丁对应是B，产生二氧化碳最少，是由于稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶物硫酸钙，覆盖在碳酸钙表面，阻止反应进一步进行；丙对应的是A，反应速率适中，适合于实验室制取二氧化碳；反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；故填：A；CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；（3）丁对应是B，由于稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶物硫酸钙，覆盖在碳酸钙表面，阻止反应进一步进行；故填：B；稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶物硫酸钙，覆盖在碳酸钙表面，阻止反应进一步进行；（4）碳酸钠是粉末状，与酸接触面积大，反应速率太快，所以二氧化碳产生的速率快慢，除了与反应物的种类有关，还与接触面积有关；故填：接触面积。12．小新在实验室制取二氧化碳时发现：如果用大理石和稀硫酸混合制二氧化碳，一开始产生一些气泡，可是很快气泡产生的速度越来越慢，最终停止了。其原因是反应生成微溶物硫酸钙覆盖在固体的表面，阻碍了大理石与稀硫酸的接触，反应速度逐渐减慢甚至停止。因此通常不选用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳。对此，小新产生了疑问并大胆猜想展开实验。（猜想一）选择......能使反应快速进行（实验1）在28℃时，用装有5mL硫酸溶液的注射器向盛有1g、直径为2mm的大理石的大试管中注入硫酸，实验选取5种浓度（如图）的硫酸分5组完成。将15分钟内生成气体的体积记录在下表：试管编号12345气体体积（mL）3547555142（猜想二）选择合适的温度可以使反应快速进行（实验2）向5只分别盛有1g、直径为2mm大理石的大试管中各加入5mL相同浓度而不同温度的硫酸溶液，观察反应的情况，记录如下表：试管编号ABCDE温度（℃）4050607080现象有气泡?气泡明显比B号试管多，持续时间更长大量气泡，产生与常温用稀盐酸反应相似反应非常剧烈，大理石迅速溶解并产生大量气体（实验分析）（1）“猜想一”为：选择________能使反应快速进行。（2）“实验2”试管B中观察到的实验现象为__________。（3）稀硫酸与大理石反应，在28℃时，选用硫酸的浓度最合适的是______%。（4）除选用合适温度和浓度的硫酸之外，在反应过程中，为防止微溶物硫酸钙覆盖在大理石上，应增加___________操作，更有利气体的制备。（5）你认为还可以研究__________对该反应速率的影响，请你设计实验简述实验步骤：_____________。【答案】（1）适当溶度的硫酸（2）产生气泡的速度比A快，持续时间比A长（3）25（4）振荡（5）大理石颗粒大小在5支试管中分别加入1g，颗粒直径依次为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm的大理石，在向其中分别加入5mL、浓度为25%、70℃的硫酸溶液，记录15分钟内产生气体的体积（合理即可）【解析】(1)由于实验1加入不同浓度的稀硫酸，因此“猜想一”为：选择合适浓度的稀硫酸能使反应快速进行。(2)由实验2可以看出：温度越高反应速率越快，因此试管B中观察到的实验现象为：产生气泡的速度比A快，持续时间比A长。(3)由实验1数据可知，稀硫酸与大理石反应，在28℃时，选用硫酸的浓度最合适的是25%。(4)除选用合适温度和浓度的硫酸之外，在反应过程中，为防止微溶物硫酸钙覆盖在大理石上，应增加振荡操作，更有利气体的制备。(5)还可以研究大理石颗粒大小对该反应速率的影响，实验步骤：在5支试管中分别加入1g，颗粒直径依次为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm的大理石，在向其中分别加入5mL、浓度为25%、70℃的硫酸溶液，记录15分钟内产生气体的体积。13．化学是一门以实验为基础的学科，气体的制备是其中一种重要的实验。现有如下仪器供选。（实验一）用大理石(或石灰石)和稀盐酸制取CO2。(1)仪器A的名称是_______，仪器C的名称是_______。(2)组装整套装置时，可选用图中的A、B、C、I、J、L、N和_______。(3)实验室制取CO2气体反应的符号表达式为_______，检验CO2气体时常用到澄清的石灰水，该反应的符号表达式为_______。（实验二）实验室制取O2并进行一系列探究。（探究1）用高锰酸钾为原料制取并收集氧气(1)该方法制取氧气的反应符号表达式为_____；若选用排水集气法，组装整套装置时，伸入集气瓶口的导管应选择上图中的____。(2)某同学组装的发生装置如右图所示，其中有一处明显的错误，若要改正错误，需要操作的旋钮是___(填字母)。(3)某小组经实验测定，排水法收集的氧气平均浓度为89.7%，向上排空气法收集的氧气平均浓度为79.7%，对比排水法和向上排空气法，_____法收集的氧气更纯净。用向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有_____。(填字母编号)A氧气的密度略大于空气的密度B加热高锰酸钾固体生成的氧气浓度只有80%左右C当观察到带火星木条复燃时，集气瓶内还有空气D当氧气进入集气瓶时，瓶内空气与进入的氧气相互扩散(4)某同学在实验室用高锰酸钾制氧气，加热一段时间后停止实验(高锰酸钾未完全分解)，他测得剩余物质中两种金属元素的质量分数分别为：锰元素质量分数11.0%，钾元素的质量分数39.0%，请问剩余物质中氧元素的质量分数为____。(填字母编号)A4%B14.5%C25.5%D50%（探究2）对H2O2分解所用各种催化剂的催化效果进行定量对比探究（小资料）海藻酸钠是一种天然高分子物质，在本实验中性质稳定。实验方案如下：Ⅰ.用MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3四种催化剂分别与海藻酸钠混合，滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球，备用。Ⅱ.取30粒含MnO2的海藻酸钠微球，采用左下图装置进行实验。改用其他三种微球，分别重复上述实验，得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线图(下图)。

(1)用双氧水、二氧化锰为原料制取氧气的符号表达式为_____，该反应属于_____反应(填基本反应类型)。(2)每次实验时，海藻酸钠微球数应相同的原因_____。(3)用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验，60s左右时压强瞬间回落，其原因是_____。(4)从实验曲线看，催化效果较好、反应较温和，过程较安全的催化剂是_____。【答案】（实验一）（1）锥形瓶长颈漏斗（2）H（3）（实验二）(1)K(2)AB（3）排水ACD（4）D（探究2）（1）分解（2）为了确保催化剂用量一致，控制单一变量（3）产生气体的速率过快，导致气压过大，橡皮塞被弹出（4）CuO【解析】实验一：(1)根据图示，仪器A的名称是锥形瓶，仪器C的名称是长颈漏斗。(2)实验室制取二氧化碳的反应物是固体和液体，反应条件是常温，组装整套装置时，可选用图中的A、B、C、I、J、L、N和H，故填：H。(3)实验室制取二氧化碳气体，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的符号表达式为：，检验二氧化碳气体时常用到澄清的石灰水，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，该反应的符号表达式为：。实验二：探究1：(1)用高锰酸钾为原料制取并收集氧气，加热高锰酸钾反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应符号表达式为：；若选用排水集气法，因为集气瓶是倒放在水槽中，所以组装整套装置时，伸入集气瓶口的导管应选择上图中的K。(2)该同学组装的发生装置，其中有一处明显的错误：试管口向上倾斜了，实验过程中冷凝水倒流会导致试管炸裂。改正错误的方法是：先操作旋钮A，使试管口略向下倾斜，然后操作旋钮B，降低试管高度，利用酒精灯的外焰加热试管。故需要操作的旋钮是：AB。(3)某小组经实验测定，排水法收集的氧气平均浓度为89.7%，向上排空气法收集的氧气平均浓度为79.7%，对比排水法和向上排空气法，排水法收集的氧气更纯净。用向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%的原因是：ACD。A、氧气的密度略大于空气的密度，空气和氧气容易混在一起，不能将空气排尽，符合题意；B、加热高锰酸钾固体生成的氧气应该是纯净的氧气，不可能只有80%左右，不符合题意；C、因为带火星的木条在浓度较高的氧气中就能复燃，所以当观察到带火星木条复燃时，集气瓶内可能还有空气，符合题意；D、分子是不断运动的，当氧气进入集气瓶时，瓶内空气与进入的氧气相互扩散，符合题意。(4)某同学在实验室用高锰酸钾制氧气，加热一段时间后停止实验(高锰酸钾未完全分解)，他测得剩余物质中两种金属元素的质量分数分别为：锰元素质量分数11.0%，钾元素的质量分数39.0%，剩余物的成分是、、，只含有锰、钾和氧三种元素，故剩余物质中氧元素的质量分数为：1-11.0%-39.0%=50%。故填：D。探究2：(1)用双氧水、二氧化锰为原料制取氧气，过氧化氢在二氧化锰催化作用下反应生成水和氧气，反应的符号表达式为：，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应。(2)为了能得到正确的实验结论，实验探究必须控制变量。故每次实验时，海藻酸钠微球数应相同的原因是：为了确保催化剂用量一致，控制单一变量。(3)由图可知二氧化锰的催化效果较好，用含的海藻酸钠微球进行实验，60s左右时压强瞬间回落，如果装置完好，即使反应结束，装置内压强也不会瞬间回落，因此其原因是：产生气体的速率过快，导致气压过大，橡皮塞被弹出。(4)从实验得到的曲线看，二氧化锰反应太剧烈，氧化铁和三氧化二铬反应太慢，故催化效果较好、反应温和的催化剂是：CuO。14．钙是人体必需的元素，是构成骨骼、牙齿的重要成分。如图是某品牌钙片保健品说明书。某同学为测定里面的含钙量，进行了以下探究活动。（查阅资料）盐酸具有挥发性，但稀盐酸的挥发性可忽略；氮气的化学性质不活泼，一般条件下不和其它物质发生反应。（设计实验）实验装置如上图所示，甲装置中，钙片样品会与稀盐酸反应产生二氧化碳，该反应的化学方程式为____；乙装置(澄清石灰水)用于吸收甲装置释放出的二氧化碳，该反应的化学方程式为___；丙装置用于吸收氮气流带出的水蒸气。（进行实验）第一步：在U型管中放入5片钙片样品，按图示连接好仪器，向其中通入氮气。第二步：通入氮气一段时间后，称得乙、丙装置总质量为458.5g。第三步：再次连接好仪器，持续通入氮气，同时打开分液漏斗活塞，至甲装置不再产生气泡。第四步：实验结束后，称得乙、丙装置总质量为458.94g(假定实验中不产生其它与澄清石灰水及生石灰反应的气体)。（数据处理）实验中生成的二氧化碳质量为_______，则每片钙片中钙元素的质量为_______。（反思交流）(1)在第一步中通入氮气的目的是_______，在第三步中通入氮气的目的是_______。(2)实验过程中，下列措施正确的是_______(填选项序号)。A装置气密性要好B澄清石灰水要过量C为了加快反应的进行，应把稀盐酸换成浓盐酸D为了加快反应的进行，应事先把样品磨成粉末（改进实验）经过多次实验，该实验装置测出的结果比实际含钙量偏大，你认为可能的原因是_______；你将对这套装置做出如下改进_______。【答案】（设计实验）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O（数据处理）0.44g0.08g（反思交流）(1)排尽装置中的空气将产生的CO2全部排入乙装置(2)ABD（改进实验）丙装置会吸收空气中的H2O和CO2在丙装置后面增加一个干燥装置【解析】设计实验：碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体，；二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水：；数据处理：乙、丙装置可以吸收生成的二氧化碳气体，反应前后装置的变化量就是生成二氧化碳的质量458.94g-458.5g=0.44g；反应前后元素种类质量不变，二氧化碳中碳元素全部来自于钙片中碳酸钙，故碳酸钙质量为1g；故每片钙片中钙元素的质量为。反思交流：(1)空气中含有二氧化碳气体，在第一步中通入氮气的目的是排尽装置中的空气，防止二氧化碳气体干扰实验；在第三步中通入氮气的目的是将装置中产生的CO2全部排入乙装置。(2)A装置气密性要好，防止漏气，正确；B澄清石灰水要过量，保证二氧化碳能被充分吸收，正确；C浓盐酸具有挥发性，会干扰实验，错误；D把样品磨成粉末，可以增大接触面积，加快反应的进行，正确。故选ABD。改进实验：经过多次实验，该实验装置测出的结果比实际含钙量偏大，可能的原因是丙装置会吸收空气中的H2O和CO2，应对这套装置做出如下改进：在丙装置后面增加一个干燥装置，排除空气中水和二氧化碳的干扰。15．某兴趣小组在制取氧气的实验过程中，有如下实验设计方案，该方案的实验目的是：探究___对反应速率的影响。编号温度催化剂氯酸钾、二氧化锰的质量比生成1升氧气所需时间/s实验Ⅰ400℃MnO21∶1153实验Ⅱ400℃MnO22∶1240小林在实验时，联想到了渔民用过氧化钙(CaO2)增加鱼池中的含氧量，提出猜想Ⅱ。（猜想Ⅱ）过氧化钙与水反应可制取氧气．实验装置实验主要过程

①检查装置气密性。②加入过氧化钙和水后，有少量细小气泡缓慢放出，在导管口几乎收集不到气体。该装置放置到第二天，集气瓶中只收集到极少量气体，振荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出。实验结论：过氧化钙与水反应_____(填“能”或“不能”)用于实验室制取氧气。（分析与反思）(1)过氧化钙与水反应虽然没有快速收集到大量氧气，但由此实验现象，小林认为渔民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是_____。(2)小林希望对此实验进行改进，使该反应加快，请你帮他提出合理化建议___。(3)同学们对过氧化钙与水反应的生成物猜想如下：①氢氧化钙和氧气②碳酸钙和氧气，你认为猜想___(填序号)一定是错误的，理由是____。【答案】氯酸钾和二氧化锰的质量比实验结论：不能（分析与反思）(1)过氧化钙在水中持续、缓慢放出氧气（2）加热过氧化钙和水的混合物(或向过氧化钙和水的混合物中加入催化剂)（3）②化学反应前后元素的种类不变【解析】根据实验方案，两个实验中温度和催化剂都相同，不同的是氯酸钾和二氧化锰的质量比，最后得出生成1升氧气所需时间不同。由此可知，该方案的实验目的是：探究氯酸钾和二氧化锰的质量比对反应速率的影响。[猜想Ⅱ]实验结论：根据实验现象，过氧化钙与水反应生成氧气的速率太慢，所以不能用于实验室制取氧气。[分析与反思]（1）根据实验现象，过氧化钙在水中反应的速度慢，持续的时间长，所以用过氧化钙做增氧剂的主要原因是：过氧化钙在水中能持续、缓慢放出氧气；（2）根据已学知识，升高温度可能加快化学反应速率，由此假设加热过氧化钙和水的混合物有可能使反应加快，因此实验的改进方法有：加热过氧化钙和水的混合物（或向过氧化钙和水的混合物中加入催化剂）；（3）根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变。该反应，反应物为过氧化钙和水，猜想②的观点认为生成物是碳酸钙和氧气，反应物中不含有碳元素，而生成物中含碳元素，不遵循质量守恒定律，所以猜想②错误，其理由是化学反应前后元素的种类不变。16．某兴趣小组在学习二氧化碳制取时，探究了二氧化碳气体的收集方法。（查阅资料）（1）通常状况下，1体积水约溶解1体积二氧化碳，所得溶液的pH（pH表示溶液的酸碱度）约为5.6；二氧化碳在水中溶解越多，溶液的pH越小。（2）石灰石中的杂质既不和盐酸反应，也不溶于水。（3）盐酸具有一定的挥发性，在二氧化碳气体中混入少量的氯化氢气体，可以用水除去。（提出问题）二氧化碳能不能用排水法收集？（设计实验）实验一：在通常状况下，测定二氧化碳溶于水所得溶液的pH，判断二氧化碳在水中溶解的体积，如图：（1）甲装置中反应的化学符号表达式为__________。（2）检查甲装置气密性的方法是：关闭活塞和止水夹K1，打开K2、K3双手握住锥形瓶，观察到_______，说明装置甲气密性良好。（3）实验时，需先将甲装置中的空气排尽。其操作是打开止水夹K1，关闭止水夹K2，打开活塞，滴加稀盐酸至空气排尽。检验空气排尽的方法是_____________。（4）关闭K1，打开K2、K3，待丙装置中收集半瓶气体时，关闭K2、K3，充分振荡丙装置，分别测得丙、丁装置中溶液的pH为5.5和6.5。这说明溶解的二氧化碳体积丙装置中________（填“大于”或“等于”或“小于”）丁装置中，其原因可能是__________（5）实验二：用二氧化碳数字传感器测得收集的气体中二氧化碳体积分数。收集的气体中二氧化碳体积分数随时间变化的关系图如下图所示，从图中能得到哪些信息：①________，②_________。（结论反思）由实验一、二分析，二氧化碳虽然能溶于水，但能用排水法收集。【答案】（1）（2）丁中烧杯有水进入（3）将燃着的木条放在K1导管口处，若木条熄灭，则证明空气已经排尽；（4）大于振荡时二氧化碳和水充分接触，导致溶解的二氧化碳量增大（5）排水法收集的二氧化碳含量比向上排气法收集的二氧化碳含量高无论是排水法还是向上排空气法收集二氧化碳，都不能收集到100%含量的二氧化碳气体【分析】本题考查二氧化碳的性质和实验的相关操作。【解析】（1）甲中是碳酸钙和稀盐酸，反应生成二氧化碳、氯化钙和水，符合表达式为：（2）检查甲装置气密性的方法是：关闭活塞和止水夹K1，打开K2、K3双手握住锥形瓶，观察到丁中有水进入，说明装置不漏气；（3）空气中氧气含量较多，所以可以用燃烧的木条放在K1导管口处，若木条熄灭，则证明空气已经排尽；（4）二氧化碳和水反应生成碳酸，振荡丙装置中二氧化碳和水充分接触，丙装置溶解的量大，生成的碳酸多，pH值丙小于丁；（5）由图可知，排水法收集的二氧化碳含量比向上排气法收集的二氧化碳含量高，但无论用什么收集方法，不能得到100%含量的二氧化碳气体。【点睛】根据本题可知，二氧化碳在某些条件下可以用排水法收集。17．2020年新冠肺炎在全球爆发，给人们生命健康带来严重威胁。为了有效预防新冠病毒的传播，国家卫健委提出一系列措施进行防护。熔喷布是生产一次性口罩的主要原材料。为了探究熔喷布的元素组成，某学习小组设计了如下实验。请完成探究，并回答问题。（查阅资料）1无水硫酸铜遇水变蓝；2浓硫酸有吸水性；3碳不充分燃烧会产生一氧化碳气体；4氢氧化钡溶液的作用与澄清石灰水的性质相似；5熔喷布易燃，只可能由C、H、O元素中的一种或多种组成。（实验探究）连接如下图所示装置，检查装置的气密性，将mg某熔喷布样品碎片装入玻璃管中，先通入一段时间氧气，再点燃酒精灯。一段时间后，样品完全燃烧，无灰分残留。熄灭酒精灯，再持续通一会儿氧气。冷却，称量。计算得出：B、C装置共增重ag，D装置增重bg。（1）装置B中________（填实验现象），证明产生了H2O。（2）装置D中有白色沉淀产生，说明产物是________。（3）尾气中检测不到________（填化学式），说明样品燃烧充分。（思考拓展）（4）根据（1）、（2）得出熔喷布中一定含有元素________（填元素符号）。（5）若_________（用含m、a、b的关系式表示），说明该熔喷布不含氧元素。【答案】（1）无水硫酸铜变成蓝色（2）CO2（3）CO（4）C、H（5）（或99m=11a+27b）【解析】（1）由资料可知，无水硫酸铜遇水变蓝。可通过无水硫酸铜是否变蓝来确定是否有水生成。有水生成，则无水硫酸铜变蓝。故填：无水硫酸铜变成蓝色；（2）由资料可知，装置D中足量Ba(OH)2溶液的作用与澄清石灰水相似，因此Ba(OH)2溶液中有白色沉淀生成，说明产物中一定有CO2生成。故填：CO2；（3）由资料可知，如果样品燃烧不充分，会有CO产生，若样品燃烧充分，则尾气中一定检测不到CO气体。故填：CO；（4）根据无水硫酸铜变蓝说明有水产生，Ba(OH)2溶液中产生白色沉淀说明有CO2产生，推知熔喷布中一定含有碳元素和氢元素，元素符号为C、H。故填：C、H；（5）若熔喷布不含氧元素，则熔喷布的质量mg等于CO2中碳元素的质量加上H2O中氢元素的质量。B、C装置共增重ag，则水的质量为ag，水中氢元素的质量为。D装置增重bg，则CO2的质量为bg，CO2中碳元素的质量为。因此。故填：（或99m=11a+27b）。18．天然气的主要成分是甲烷（CH4），某校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与：（提出问题）甲烷燃烧后生成哪些物质？（查阅资料）含碳元素的物质完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO；无水CuSO4遇水变蓝。（猜想与假设）甲CO2H2O乙COH2O丙NH3CO2H2O丁CO2COH2O你认为_______同学的猜想是错误的，理由是_____________________。（实验探究）为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的O2中燃烧的产物依次通过下列装置：

（1）A、B装置的顺序能否颠倒？_______（填“能”或“否”）。（2）实验中观察到A中无水CuSO4变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，由此推断_____同学猜想成立。B、D中反应的化学方程式为_______________。（3）请写出C中红色粉末变成黑色的化学方程式：___________________。（反思与交流）为避免有毒的CO污染环境，所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是_____________。D装置后添加一大气球的原因是：_______________。【答案】（猜想与假设）丙化学反应前后元素种类不会改变，反应物中没有氮元素，不可能生成含氮元素的物质（1）否（2）丁（3）（反思与交流）提供充足的氧气，使含碳元素的物质充分燃烧尾气处理，防止反应不充分的一氧化碳泄露到空气中【解析】[猜想与假设]丙同学的猜想是错误的，理由是：不遵守质量守恒定律，化学反应前后元素种类不会改变，反应物中没有氮元素，不可能生成含氮元素的物质。答案：化学反应前后元素种类不会改变，反应物中没有氮元素，不可能生成含氮元素的物质[实验探究]（1）若将A、B装置的顺序颠倒，那燃烧产物先通过澄清石灰水，可以验证二氧化碳，但从澄清石灰水里出来会带有水分，就干扰了水的检验，无法检验是否生成水，故A、B装置的顺序不能颠倒。答案：否（2）实验中观察到A中无水CuSO4变蓝，说明生成了水，B中澄清石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳，C中红色粉末变成黑色，D中澄清石灰水变浑浊，说明气体中含有一氧化碳，由此推断丁同学猜想成立；二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：。答案：丁；（3）C中红色粉末变成黑色，是氧化铁和一氧化碳高温下反应生成铁和二氧化碳，反应方程式为：。答案：[反思与交流]含碳元素物质的不充分燃烧会生成有毒的一氧化碳气体，污染环境，为了让含碳元素物质更充分燃烧可以提供更多的氧气；为防止有毒的一氧化碳泄露到空气中，应该进行尾气收集或点燃处理。答案：提供充足的氧气，使含碳元素的物质充分燃烧；尾气处理，防止反应不充分的一氧化碳泄露到空气中19．镁条总是有一层灰黑色的“外衣”，这层灰黑色的外衣是什么物质？某同学对该物质作如下探究.（猜测）灰黑固体可能是：①MgO；②MgO·nH2O；③aMg(OH)2·bMgCO3·cH2O.查阅资料：MgO受热不分解，MgO·nH2O、aMg(OH)2·bMgCO3·cH2O受热分解的生成物都为氧化物.MgCO3的化学性质和CaCO3相似，能和稀盐酸反应.（实验）(1)取灰黑色固体，同学们根据物质的颜色判断猜想____错误.(2)乙同学取样品加入稀盐酸，观察到____现象，则猜测②不成立.(3)丙称取灰黑色固体，如右图实验.实验开始时要先通一会儿氮气，其目的______.观察到B中____现象，说明猜想③成立.(4)取9.32g的灰黑色固体，充分加热，得到固体4.00g，二氧化碳3.52g，则该反应中产生水的质量为____g.（结论）该灰黑色固体的化学式为______.【答案】（1）①（2）有气泡产生（3）排尽装置内的空气澄清石灰水变浑浊（4）1.8Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O【解析】实验：（1）氧化镁是白色的，故根据物质的颜色判断猜想①错误；（2）实验结论为猜想②不成立，猜想②MgO·nH2O，加入稀盐酸，氧化镁与稀盐酸反应生成氯化镁和水，无明显现象，故若观察到产生气泡现象，则猜测②不成立；（3）实验开始时要先通一会儿氮气，其目的：将装置内空气排尽，防止影响实验结果；实验结论为猜想③成立，碳酸镁高温煅烧生成氧化镁和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故若观察到澄清石灰水变浑浊，则猜测③成立；（4）根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，故产生水的质量为：9.32g-4.00g-3.52g=1.8g；结论：解：设该灰黑色固体的化学式为：aMg(OH)2·bMgCO3·cH2O，故b=cb=4a故a：b：c=1:4:4，故化学式为：Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O。20．亮亮在阅读军事书籍时了解到，过氧化钠是一种淡黄色粉末状固体，在空气中易潮解，过氧化钠可作潜水、航空等缺氧场合的供氧剂。他对过氧化钠如何产生氧气非常感兴趣。在老师的帮助下，亮亮进行了如下探究：（提出猜想）猜想一：过氧化钠固体能与人呼出的水蒸气反应产生氧气猜想二：过氧化钠固体能与人呼出的二氧化碳反应产生氧气（设计实验）亮亮为了验证猜想一和猜想二，设计如下实验：（1）实验A中，用酒精灯加热烧瓶的目的是______________；亮亮将带火星的木条伸入集气瓶中，带火星的木条______________，说明猜想一正确。（2）实验B中，大理石和稀盐酸反应的化学方程式为____________；亮亮设置了盛放氢氧化钠溶液的装置，其作用是_____________，亮亮通过实验，得出猜想二正确。（交流讨论）亮亮向老师汇报结果，老师说实验B反应装置设计不够严谨，不能充分说明猜想二是正确的，你认为老师判断的依据是什么？__________。（实验结论）经过老师指导，亮亮改进实验装置并得到正确结论：过氧化钠与人呼出的二氧化碳、水蒸气都能发生反应生成氧气。（3）根据实验的结论，你认为该如何保存过氧化钠：____________。（拓展延伸）（4）实验结束后，若要对实验B中制取二氧化碳后的废液中的氯化钙进行回收，方法是_______________。【答案】（1）提供水蒸气复燃（2）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑吸收二氧化碳反应生成的二氧化碳中含有水蒸气，而水蒸气与过氧化钠反应也生成氧气（3）密封保存（4）过滤，取滤液于蒸发皿中加热蒸发【解析】（1）加热水会蒸发，实验A中，用酒精灯加热烧瓶的目的是提供水蒸气；亮亮将带火星的木条伸入集气瓶中，带火星的木条复燃，说明过氧化钠和水反应生成了氧气，猜想一正确。故填：提供水蒸气；复燃。（2）大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；亮亮设置了盛放氢氧化钠溶液的装置，氢氧化钠能与二氧化碳反应，其作用是吸收二氧化碳。故填：吸收二氧化碳。[交流讨论]实验B反应装置设计不够严谨，因为反应生成的二氧化碳中含有水蒸气，而水蒸气与过氧化钠反应也生成氧气。故填：反应生成的二氧化碳中含有水蒸气，而水蒸气与过氧化钠反应也生成氧气。（3）根据实验的结论，过氧化钠会与空气中的二氧化碳和水反应生成氧气，保存过氧化钠要密封保存。故填：密封保存。[拓展延伸]（4）盐酸具有挥发性，大理石难溶于水，实验结束后，若要对实验B中制取二氧化碳后的废液中的氯化钙进行回收，方法是过滤，取滤液于蒸发皿中加热蒸发。故填：过滤，取滤液于蒸发皿中加热蒸发。21．蔗糖是生活中常见的一种物质，某兴趣小组对“蔗糖的组成”进行了探究。[作出猜想]小组同学认为绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水转化成葡萄糖和氧气，葡萄糖进一步转化为蔗糖，故蔗糖中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素。[实验验证]方案一:小明将蔗糖在氧气中燃烧,检验到生成物中有水和二氧化碳,得出结论“蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的”。(1)小刚认为该方案不合理，只能说明蔗糖中一定含有碳、氢元素,不能确定是否含有氧元素，理由是_____________。方案二:小刚用下图所示装置进行实验。实验开始先通入一会儿氮气,然后关闭弹簧夹，点燃酒精灯给蔗糖加强热。(2)先通入一会儿氮气的原因:__________。(3)观察到____________出现，说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。(4)观察到硬质玻璃管中残留有黑色固体,他猜测该黑色固体是单质碳,并继续利用上图所示装置,另选试剂进行了验证单质碳的实验。实验过程和现象如下:实验过程实验现象小烧杯中加入足量的澄清石灰水，往硬质玻璃管中通入氧气,点燃酒精灯①硬质玻璃管中的黑色固体剧烈燃烧，发出白光;②____________[实验结论]蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的。[计算验证](5)现称取34.2g蔗糖隔绝空气加热，测得生成52.8gCO2和19.8gH2O,则蔗糖中碳、氢、氧元素的质量比为_____________。【答案】（1）蔗糖燃烧有氧气参与，氧气能提供氧元素（2）排尽硬质玻璃管中的空气，排除氧气的干扰（3）小烧杯内壁出现水珠（4）澄清石灰水变浑浊（5）72:11:88【解析】[实验验证](1)该方案不合理，只能说明蔗糖中一定含有碳、氢元素,不能确定是否含有氧元素，理由是蔗糖燃烧有氧气参与，氧气能提供氧元素。(2)先通入一会儿氮气的原因:排尽硬质玻璃管中的空气，排除氧气的干扰。(3)观察到小烧杯内壁出现水珠出现，说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。(4)根据碳在氧气中燃烧，产生白光，产物是二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；则实验过程实验现象小烧杯中加入足量的澄清石灰水，往硬质玻璃管中通入氧气,点燃酒精灯①硬质玻璃管中的黑色固体剧烈燃烧，发出白光;②澄清石灰水变浑浊。[计算验证]：(5)碳元素质量为：；氢元素质量为：；氧元素质量为：；则蔗糖中碳、氢、氧元素的质量比为14.4g:2.2g:17.6g=72:11:88。某兴趣小组用如图装置进行实验时发现，烧杯中饱和石灰水先变浑浊，后逐渐澄清。（1）石灰水变浑浊是因为生成了__________。（填化学式）（2）为探究“饱和石灰水浑浊后变澄清的原因”，该小组同学开展了如下活动：（查文献）碳酸钙(碳酸钠等)与二氧化碳、水反应生成可溶于的碳酸氢钙(碳酸氢钠等)（提出假设）假设1：挥发出的HCl使浑浊变澄清；假设2：____________________________________________。（设计实验）为除去CO2中的HCl，小华在甲、乙装置之间增加如图装置，装置的连接顺序是甲→______→_______→乙（填字母序号）；其中存放的试剂合理是________（填选项序号）。A浓硫酸BNaOH溶液C饱和Na2CO3溶液D饱和NaHCO3溶液（现象）饱和石灰水浑浊后，继续通入足量CO2,沉淀部分溶解但最终并未完全澄清。（得出结论）由以上探究可得出结论是____________________________。（3）该兴趣小组在老师指导下，用pH传感器测得烧杯中溶液的pH随通入时间的变化曲线如图。①AB段pH值不变的可能原因是_______；D点所得溶液的成分除H2O外还有______。②BC段发生的化学方程式主要有________________________。【答案】（1）CaCO3（2）假设2：_生成的CO2使混浊变澄清（设计实验）baD挥发出来的氯化氢使饱和石灰水产生的浑浊最终变澄清，二氧化碳只能使饱和石灰水生成的沉淀部分溶解，不能最终使其变澄清（3）①先排出的是装置内的空气，不会使溶液的pH明显变化氯化钙、氯化氢②CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O、Ca（OH）2+2HCl═CaCl2+2H2O【解析】（1）二氧化碳能与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，故石灰水“变浑浊”是因为生成了碳酸钙，其化学式为：CaCO3。

（2）[提出假设]由文献资料，碳酸钙（碳酸钠等）与二氧化碳、水反应生成或可溶于水的碳酸氢钙，则可提出假设产生的二氧化碳使石灰水变澄清。

[设计实验]图中装置起洗气功能时进气管与出气管的方向是“长进短出”，小华在甲、乙装置之间增加如图装置，装置的连接顺序是甲→b→a→乙；其中盛放的试剂合理的是碳酸氢钠，碳酸氢钠能与氯化氢气体反应生成氯化钠、水和二氧化碳，能除去杂质且没有引入新的杂质，