化学人教版九上培优精讲精练：6.2 二氧化碳制取的研究

课题2二氧化碳制取的研究【知识精要】一、实验室制取二氧化碳1.药品：大理石、稀盐酸2.反应原理：该反应在常温下进行，是固体和液体的反应。3.要求：原料易得、反应速率适中、操作简便、指的气体较纯净特别注意：①盐酸必须是稀盐酸，浓盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢气体影响二氧化碳气体的纯度②不能使用碳酸钠、粉末状碳酸钙来代替块状大理石或石灰石，原因是碳酸钠、粉末碳酸钙和稀盐酸反应过快，不易控制。③不能使用稀硫酸，原因是稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在大理石表面阻止反应进行4.工业制取二氧化碳原理工业上，常常用高温煅烧石灰石来制取二氧化碳，发生的反应是CaCO3CaO+CO2↑5.实验室制取二氧化碳的装置发生装置收集装置注意：二氧化碳密度能溶于水，能与水发生化学反应，因此不能用排水法收集，可用向上排空气法收集。二、实验室制取气体的一般思路和方法1.确定制取气体的反应原理2.确定制取气体采用的实验装置，包括发生装置和收集装置（1）发生装置：选择的依据是反应物的状态和反应条件，一般分为：①固固加热型；②固液常温型（2）收集装置：选择的依据是气体的密度和溶解性及化学性质，一般分为：①气体的密度大于空气的密度（或相对分子质量大于29），可用向上排空气法收集（上图D）。

②气体的密度小于空气的密度（或相对分子质量小于29），可用向下排空气法收集（上图E）。

③气体不易溶于水且不与水发生化学反应，可用排水法收集（上图C）特别注意：选择反应时，要考虑原料易得，反应条件要求不高，操作简便安全，反应速率适中，生成气体不混入其他气体，便于收集。三、制取二氧化碳的装置和步骤1.实验装置根据实验室制取二氧化碳的反应物状态是固体和液体、在常温下进行，选择固液常温装置，如图所示：2.实验步骤（1）连接装置；（2）检查气密性；（3）先装入石灰石；（4）从长颈漏斗中加入稀盐酸（5）收集气体；（6）检验气体是否收集满。检查装置气密性→加入固体药品→加入液体药品→收集气体并验满→正放在桌面注意事项：①长颈漏斗的下端要伸到液面以下形成液封（防止产生的气体从长颈漏斗溢出）；②锥形瓶中的导管只能刚刚露出橡皮塞（有利于气体排出）；③集气瓶中的导管口要接近集气瓶底部（目的：排尽空气）3.二氧化碳的检验与验满（1）检验：将收集的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则是二氧化碳；否则，不是。如图1所示：（2）验满：将一根燃着的木条放在集气瓶口，若燃着的木条熄灭，则证明二氧化碳已满；否则，未满。如图2所示：图1图2【题典精讲】【例题1】实验室制取二氧化碳常用的方法是（）A.木炭在氧气中燃烧B.碳酸钠和稀盐酸反应C.石灰石和稀盐酸反应D.大理石和稀硫酸反应【答案】C【解析】实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，故选C【例题2】实验室制取二氧化碳的实验操作正确的是（）A．搭好装置后，检查装置气密性 B．先加入大理石，再加入稀硫酸 C．用向下排空气法收集二氧化碳 D．用带火星的木条放在瓶口验满【答案】A【解析】A、搭好装置后，检查装置气密性正确；故选项正确；B、先加入大理石，再加入稀盐酸，稀硫酸错误；故选项错误；C、用向下排空气法收集二氧化碳错误，因为二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集；故选项错误；D、用带火星的木条放在瓶口验满错误，因为二氧化碳的验满方法是：将一根燃着的木条平放在集气瓶口，木条熄灭，证明满了；故选项错误；故选：A。【例题3】小刚要制备纯净的二氧化碳气体。可供选用的仪器如图所示。可供选用的药品如下：①石灰石②澄清石灰水③稀硫酸④浓硫酸⑤盐酸溶液⑥碳酸钠溶液⑦蒸馏水。下列装置连接顺序及组合最恰当的是（）A．甲（①⑤）、乙（④）、丙（⑦）、丁 B．甲（①③）、乙（④）、丙（⑦）、丁 C．甲（①③）、乙（⑦）、丙（④）、丁 D．甲（①⑤）、乙（⑥）、丙（④）、丁【答案】D【解析】实验室制取二氧化碳气体的药品是石灰石和稀盐酸，浓硫酸是干燥气体，碳酸溶液用来吸收氯化氢气体，正确的顺序是先通过碳酸钠溶液除去氯化氢气体，再通过浓硫酸除去水蒸气，得到纯净的二氧化碳。故选D【例题4】实验室制取二氧化碳的有关操作如下图，正确的是（）A．检查气密性 B．制气 C．收集 D．检验二氧化碳【答案】AC【解析】A、检查气密性的方法是先夹住止水夹，然后向长颈漏斗中加水，若水流下后液面不再下降，则证明气密性好，故正确；B、实验室应用大理石或石灰石与稀盐酸制取二氧化碳，不能用稀硫酸，故错误；C、二氧化碳的密度比空气大，气体应从长管通入，故正确；D、检验二氧化碳气体应用澄清的石灰水，故错误。故选：AC。【例题5】下列制取二氧化碳气体的发生装置，其中合理的是（）A． B． C． D．【答案】CD【解析】A、A装置中导管进入锥形瓶底部错误，故选项错误；B、B装置中用来普通漏斗错误，故选项错误；C、实验室制取CO2，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热；长颈漏斗方便加液体药品，故选项正确；D、实验室制取CO2，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热；分液漏斗可以控制反应的速率；故选项正确；故选：CD。【例题6】下列图示分别为二氧化碳的实验室制取、干燥、收集、验满的操作，其中正确的是（）A．制取B．干燥C．收集 D．验满【答案】C【解析】A.A装置长颈漏斗要深入液面以下形成液封，故A错误；B.干燥气体，要从长导管进，短导管出，故B错误；C.收集二氧化碳气体导管要深入集气瓶底部，故C正确；D.验满是将燃着的木条靠近集气瓶口。故选C【例题7】实验室制取气体选择收集方法时，下列气体性质不需要考虑的是（）密度B.可燃性C.溶解性D.能否与水反应【答案】B【解析】实验室制取气体，分为排水法和排空气法，排空气法要考虑物理性质包括，密度和溶解性，化学性质要考虑是否与空气中其他气体成分反应；排水法需要考虑气体的溶解性和是否与水发生化学反应，不用考虑可燃性。故选C【例题8】下列气体既能用排水法收集又能用向下排空气法收集的是（）A.O2B.H2SC.CO2D.H2【答案】D【解析】A.氧气不易溶于水，密度大于空气，可用排水法和向上排空气法，故不适合；B.硫化氢气体能溶于水，不能用排水法，故不适合；C.二氧化碳能溶于水，且密度大于空气，故不适合；D.氢气密度小，且难溶于水，故适合。故选D【例题9】甲、乙是某同学设计的两套制取二氧化碳的发生装置，对两套装置分析不正确的是（）A．此时甲装置中的止水夹M处于关闭状态 B．甲装置气体导出过程中容器内外气压相等 C．甲装置优点可以控制化学反应的发生与停止 D．乙装置N处添加止水夹可以与甲装置具有相同功能【答案】D【解析】A.装置固液分离，说明右端二氧化碳气体未排出，M关闭状态，故A正确；B.气体导出过程中内外气压相等，气体平稳导出，故B正确；C.甲装置可以通过控制M开关，控制反应发生和停止，故C正确；D.不能固液分离，故D错误。故选D【例题10】用下图所示的四套装置来制取CO2，其中在制取时不能使反应随时发生或停止的装置为（）A．B． C． D．【答案】D【解析】D大理石和稀盐酸一直混合在一起，无法分离，故无法控制发生和停止【例题11】我们学习过常见气体的实验室制法，知道了制取气体的一般思路和方法。（1）实验室制取气体时，确定发生装置需要考虑的两种因素有_______(填序号)。A．反应物的状态 B．气体的密度C．反应的条件 D．气体的溶解性（2）某实验室的仪器柜里有如下仪器：仪器①的名称是________，实验室用大理石和稀盐酸制备并收集二氧化碳时,，不可能选择的仪器是______(填序号)。（3）老师提出用碳酸钠粉末与稀盐酸制取二氧化碳，其反应的化学方程式为____________________________________。为了完成该实验，有四位同学组装了以下发生装置，你认为最合适的一套装置是_______(填序号)，该装置的最大优点是_____________________。该装置还可以用于实验室制取________________。（4）若用50克稀盐酸与10克大理石(含杂质)恰好完全反应生成2.2克二氧化碳，求稀盐酸的质量分数__________。【答案】（1）AC（2）长颈漏斗②（3）Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑D控制反应的发生和停止氧气（4）设参与反应的HCl的质量为xNa2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑7344x2.2g73x=该稀盐酸中溶质的质量分数=3.65g【考点训练】1.下列应用于实验室里制CO2的试剂，最合适的是（）A．稀盐酸与碳酸氢钠 B．稀硫酸与碳酸钠 C．稀盐酸与碳酸钙 D．稀硫酸与碳酸钡【答案】C【解析】实验室制取二氧化碳选用的药品是稀盐酸和大理石。故选C2.下列关于实验室制取二氧化碳的认识，正确的是（）A．常用炭在氧气中燃烧获得 B．不用浓盐酸的原因是反应过快不利于收集C．不用稀硫酸的原因是成本高 D．不采用高温加热的反应是为了节能【答案】D【解析】实验室制取二氧化碳是稀盐酸和大理石，不用浓盐酸是因为会会发出氯化氢气体，导致收集气体不纯，不用稀硫酸是因为会和大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，阻止反应进行，故选D3.实验室制二氧化碳有以下操作：①向锥形瓶中加入大理石；②向长颈漏斗中注入稀盐酸；③检验生成的气体是二氧化碳；④检查装置气密性；⑤收集气体并验满二氧化碳．正确的操作顺序是（）A．④②③⑤① B．④①②③⑤ C．④②①③⑤ D．④②⑤③①【答案】B【解析】制取二氧化碳的操作步骤是：连（连接仪器、组装实验装置）→查（检查装置的气密性）→加（向广口瓶中装入大理石）→倒（向漏斗中注入稀盐酸）→检验（检验生成的气体是否是二氧化碳）→收集（用向上排空气法收集）→验满（将燃着的木条放在集气瓶口）．则正确的操作顺序为：④①②③⑤。故选：B。4.图是实验室常见的一些装置，关于装置的选择和使用错误的是（）A．甲装置既可以作为制取氧气的发生装置，也可以作为制取二氧化碳的发生装置B．乙装置可作为利用干燥的高锰酸钾制取氧气的发生装置 C．丙装置测量氧气体积时，瓶内装满水，气体从c端进入，另一端与量筒相连D．若盐酸和石灰石足量，选择甲、丙两种装置，导管c接导管a依然无法收集到一瓶CO2【答案】D【解析】甲装置是固液常温型装置，可以用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，也可以用双氧水和二氧化锰混合制取氧气，故A说法合理，不符合题意，A错误；B.因为高锰酸钾是干燥的，在试管口不会产生冷凝水，故说法正确，不合题意；C.氧气不易溶于水，可用排水法收集，说法正确不合题意；D.因为二氧化碳能溶于水1体积水约溶解，当石灰石和盐酸足量时，可以收集到一瓶二氧化碳，故D错误，故选D5.用下列装置进行实验，不能达到目的的是（）A.干燥CO2B.收集O2D.验证CO2的性质D.监控气体流速【答案】B【解析】A.用浓硫酸干燥二氧化碳气体，应从长导管进。短导管出，A正确；B.用装满水的集气瓶收集氧气，气体应从短导管进，故B错误，不能达到目的；C.二氧化碳能与水反应生成碳酸，酸能使紫色的石蕊试液变红，故C正确；D.可以通过观察导管口气泡冒出的速率监控，故D正确，故选B6.鉴别二氧化碳的正确方法是（）A．将气体通入澄清石灰水中 B．吸入该气体，看是否感到气喘、头疼 C．将气体通入紫色的石蕊试液 D．将燃着的木条伸入集气瓶中，火焰熄灭【答案】A【解析】验证二氧化碳气体，用澄清石灰水。故选A7.一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【答案】A【解析】一氧化氮，难溶于水，且能与空气中的氧气反应，故排除排空气法，故选A8.常用于检验二氧化碳气体的物质是（）A．水 B．澄清石灰水 C．食盐水 D．糖水【答案】B【解析】验证二氧化碳气体，用澄清石灰水。故选A9.利用数据传感技术可以形象地比较不同形状的碳酸钙与稀盐酸反应的速率。倾斜锥形瓶，使试管内的稀盐酸流入瓶中与碳酸钙发生反应，测得瓶内气压随时间的变化如图所示。下列有关说法正确的是（）A．碳酸钙粉末产生的CO2质量多B．块状碳酸钙产生的CO2质量多C．对比分析a、b点可知，曲线①表示粉末状碳酸钙与稀盐酸反应D．对比分析c、d点可知，相同的气压时，块状碳酸钙需要时间短【答案】C【解析】最终曲线①、②的气压相等，说明最终产生的CO2质量相等，故A、B均错误；对比分析a、b点可知，曲线①单位时间内气压大，说明单位时间内产生的气体多，反应速率快。曲线①表示粉末状碳酸钙与稀盐酸反应，故C正确；对比分析c、d点可知，相同的气压时，碳酸钙粉末所需的时间短，故D错误。故选C。10.某同学设计了如图所示的实验装置，用于CO2的收集和部分性质进行探究，请按要求回答问题。（1）用A装置收集CO2，气体应从（选填“a”或“b”）端通入。（2）若要B中的两个气体悬浮在空气中，则气体甲可能是（选填字母）。A．氢气B．氧气C．空气（3）往C试管中通入CO2，当出现现象，表示石灰水中的溶质恰好完全沉淀。（4）D装置的集气瓶中充满CO2，当打开分液漏斗①，滴入少量NaOH浓溶液，气球明显胀大，写出化学方程式：；若要气球恢复原状，应关闭分液漏斗①，打开分液漏斗②，滴入溶液（填化学式，忽略滴入液体的体积）（5）天然溶洞中形态各异的石笋和钟乳石形成的过程是碳酸钙和二氧化碳和某一种物质发生了一系列变化，其中化学方程式是：CaCO3+CO2+X=Ca(HCO3)2，则X的化学式为。【答案】（1）a；（2）A；（3）溶液红色刚好消失；（4）CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；HCl或H2SO4；（5）H2O。【解析】（1）二氧化碳的密度比空气大，所以用装置A收集二氧化碳时，二氧化碳应从长管进入；（2）若要C中的两个气球悬浮在空气中，则气体甲可能是氢气，因为氢气的密度比空气小；（3）往C试管中通入CO2，当出现溶液红色刚好消失现象，表示石灰水中的溶质恰好完全沉淀；二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水；若要气球恢复原状，应关闭分液漏斗①，打开分液漏斗②，滴入稀盐酸或稀硫酸；（5）由化学方程式CaCO3+CO2+X═Ca(HCO3)2可知，反应前有：1个钙原子、2个碳原子、5个氧原子；反应后有：1个钙原子、2个碳原子、6个氧原子和2个氢原子，所以X的化学式为H2O。11.实验室制备并收集二氧化碳。实验编号药品Ⅰ块状大理石、10%H2SO4溶液Ⅱ块状大理石、7%HCl溶液Ⅲ大理石粉末、7%HCl溶液①选用药品。按下表进行实验，取等质量的大理石加入足量酸中（杂质不与酸反应），产生二氧化碳体积随时间变化曲线如图所示：图中丙对应实验（选填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。确定用乙对应的药品制备并收集二氧化碳，相应的化学方程式是；不用甲对应的药品，理由是。②搭建装置。组装简易启普发生器，应选用（选填编号）。③收集二氧化碳。用如图装置收集时，空气从（选填“x”或“y”）端排出。④检验二氧化碳。写出检验时反应的化学方程式。【答案】①Ⅰ；CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；反应过于剧烈，不利于收集二氧化碳；②bcfg；③x；④Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O。【解析】①根据大理石和稀硫酸反应生成硫酸钙微溶于水，覆盖在大理石表达阻止了反应的进一步发生，图中丙对应实验Ⅰ；大理石和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；不用甲对应的药品，理由是：反应太剧烈，不利于收集二氧化碳；②组装简易启普发生器，应选用bcfg；③因为二氧化碳的密度经空气大，可用向上排空气法收集，用如图装置收集时，二氧化碳应该长进短出，所以二氧化碳从Y端进入，空气从X端排出；④二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙和水，化学方程式为：Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O。【培优训练】1.不能通过气压的变化控制反应的发生和停止的装置是（）【答案】A【解析】A.可上下移动铜丝，把液体和固体分离，不能通过气压的变化控制反应的发生和停止。B.当打开止水夹时固液接触，反应发生；当关闭止水夹时，随着气压的增大，把部分液体压入长颈漏斗，使固液分离，反应停止，因此可以使反应随时发生随时停止。C.通过把装置放进烧杯或拿出可实现固液的接触或分离；打开止水夹时，固液接触，反应发生；关上止水夹，随着气压的增大，球形管中的液面会下降，从而使反应停止。D.当打开止水夹时固液接触，反应发生；当关闭止水夹时，随着气压的增大，把液体压入U形管的左端，使固液分离，反应停止，因此可以使反。应随时发生随时停止。2.如图装置可用于气体的收集、检验、除杂和体积的测量等，不能完成的实验是（）A．气体从a端通入，收集二氧化碳B．瓶内装有澄清石灰水，检验氧气中是否混有二氧化碳C．如收集某气体可以从b端通入，则说明该气体密度比空气小D．在b端接量筒，瓶内装满水，从a端通气测量气体的体积【答案】D【解析】A、二氧化碳密度比空气大，应用向上排空气法收集，气体从a端通入，收集二氧化碳，故A正确；B、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，瓶内装有澄清石灰水，可以检验氧气中是否混有二氧化碳，故B正确；C、如收集某气体可以从b端通入，则说明该气体密度比空气小，故C正确；D、在b端接量筒，瓶内装满水，应从b端通气测量气体的体积，故D错误。故选D。3.下列4个坐标图分别表示4个实验过程中某些质量的变化，其中正确的是（

）A.B.C.D.A．向一定量CaCO3中加入稀盐酸B．向盛有MnO2的试管中加入H2O2溶液C．向一定量石灰石中滴加稀盐酸至过量D．用相同的过氧化氢溶液分别制取氧气【答案】D【解析】A、向一定量CaCO3中加入稀盐酸，碳酸钙与稀盐酸发生反应生成氯化钙、水和二氧化碳，随着反应的进行，定量的碳酸钙质量减少，直至减小到0，反应结束，A选项错误；B、向盛有MnO2的试管中加入H2O2溶液，过氧化氢会在二氧化锰作催化剂的条件下反应生成水和氧气，所以氧气质量增加，但因为二氧化锰是催化剂，反应前后质量和化学性质不变，可以一直催化过氧化氢分解，故氧气的质量会一直增加，B选项错误；C、向一定量石灰石中滴加稀盐酸至过量，石灰石与稀盐酸发生反应生成氯化钙、水和二氧化碳，待定量的石灰石反应完，便不再产生二氧化碳，故最后二氧化碳质量应该不变，C选项错误；D、用相同的过氧化氢溶液分别制取氧气，加入催化剂只会加快过氧化氢的分解速率，不会改变生成氧气的质量，故等量的过氧化氢最终会生成等量的氧气，只是加催化剂的那一组反应速率较快，D选项正确。故选D。4.某同学测定碳酸钙固体与足量稀盐酸反应生成CO2的体积随时间的变化，绘制出如图所示的曲线甲。下列有关说法错误的是（）A．在0~t1、t1~t2、t2~t3中，t2~t3生成的CO2气体最多B．0~t3内生成二氧化碳的速率先增大后减小C．根据（V3一V2）<（V2一V1），推测反应速率减慢的原因可能是盐酸浓度减小D．将碳酸钙固体研成粉末，则曲线甲将变成曲线乙【答案】A【解析】A、图中曲线的对应的体积之差越大，生成二氧化碳越多，如图所示，可知t1−t2生成的二氧化碳气体最多，选项错误；B、如图所示，0~t3内生成二氧化碳的曲线是先陡后缓，则说明生成二氧化碳的速率先增大后减小，选项正确；C、随着碳酸钙和稀盐酸反应，盐酸的浓度逐渐变小则反应速率也会减小，故出现（V3一V2）<（V2一V1），选项正确；D、将碳酸钙固体研成粉末，生成二氧化碳的量不变，但接触面积增大、反应速率加快，时间减少，如图所示曲线乙用时比甲快，符合题意，故曲线甲将变成曲线乙，选项正确；故选：A。5.如图是实验室制取气体的部分装置示意图，下列说法正确的是（）A．用过氧化氢溶液制取O2，可选用装置②④组合B．用装置①制取CO2，分液漏斗中应装稀硫酸C．用装置③收集CO2，气体应从管口c通入D．要做铁丝燃烧实验，用④收集O2时建议留部分水【答案】D【解析】A、用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，属于固液不加热反应，发生装置应选①，氧气不易溶于水，收集装置可选④，不符合题意；B、大理石的主要成分碳酸钙能与稀硫酸反应生成硫酸钙、二氧化碳和水，硫酸钙微溶于水，会覆盖在水的表面，阻碍反应的进一步进行，故分液漏斗中应装稀盐酸，不能装稀硫酸，不符合题意；C、用装置③收集二氧化碳，二氧化碳的密度比空气大，气体应从b端进入，不符合题意；D、铁丝在氧气中燃烧，放出大量的热，故用④收集O2时建议留部分水，防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底，符合题意。故选D。6.实验室制取CO2、O2和H2是初中化学必备知识。下列说法不正确的是（）A．CO2和O2的发生装置可以相同 B．CO2和O2的发生装置可以不同C．CO2和H2的收集装置完全相同 D．O2和H2的发生和收集装置可以相同【答案】C【解析】A、实验室制二氧化碳是大理石（或石灰石）和稀盐酸反应，发生装置是固液常温型；制氧气可以用过氧化氢在二氧化锰催化作用下产生水和氧气，发生装置是固液常温型；所以两者的发生装置可以相同，正确。B、根据A项的分析，实验室制二氧化碳的发生装置是固液常温型；如果用加热高锰酸钾制氧气的发生装置是固体加热型；则制CO2和O2的发生装置可以不同，正确。C、二氧化碳能溶于水，密度大于空气，只能用向上排空气法收集；氢气不溶于水，密度比空气小，即能用排水法又能用向下排空气法，则CO2和H2的收集装置不相同，错误。D、实验室制氢气是稀硫酸和锌反应，发生装置是固液常温型，根据C项的分析，收集氢气能用排水法又能用向下排空气法；当实验室用用过氧化氢在二氧化锰催化作用下产生水和氧气，发生装置是固液常温型，氧气密度比空气略大，不易溶于水，能用向上排空气法、排水法收集；则制O2和H2的发生和收集装置可以相同，正确。故选C。7.鉴别H2、O2、CO2、空气四种气体的最简便的方法是（）A．试验四种气体的溶解性 B．用燃着的木条检验C．向瓶内倒入澄清石灰水 D．测定四种气体的密度【答案】B【解析】A、四种气体在水中溶解性不同，但较难测量，错误。B、使用燃着的木条，气体燃烧的是氢气，木条燃烧的更旺的是氧气，木条熄灭的是二氧化碳，木条正常燃烧的是空气，可以区分且较为方便。正确。C、向瓶内倒入澄清石灰水，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。氢气、氧气、空气都不能使澄清石灰水变浑浊。无法区分。错误。D、四种气体密度不同，但较难测量，错误。故选B。8．在实验室中制备有毒气体X的装置如图所示，下列说法错误的是（）A．制取X的反应能在常温下发生B．该发生装置的优点是可以控制反应的发生和停止C．X的密度小于空气D．烧杯中液体的作用是处理尾气【答案】C【解析】A、由图可知，反应不需要加热，故制取X的反应能在常温下发生，正确。B、关闭出口止水夹，气体无法排出气压增大，液体被压入长颈漏斗，反应停止，打开出口气体排出，反应重新发生，该发生装置的优点是可以控制反应的发生和停止，正确。C、气体收集用向上排空气法，说明X的密度大于空气，错误。D、气体有毒，烧杯中液体的作用是处理尾气，正确。故选：C。9.向一定量的石灰石中不断滴加稀盐酸，相关量变化如图。下列说法错误的是（）A．气体X是二氧化碳B．m点的值为2.2C．b点→c点线段有水生成D．a点时，石灰石未完全参加反应【答案】C【解析】A、本题涉及的反应为，生成的气体是CO2，故A选项正确；B、根据图示可知，b点恰好完全反应，100g稀盐酸完全反应生成4.4g气体，则50g稀盐酸完全反应生成2.2g气体，故B选项正确；C、b点后石灰石耗尽，反应停止，b点→c点线段没有水生成，故C选项错误。D、a点稀盐酸不足，石灰石未完全参加反应，故D选项正确；故选C。10.如图的“价类二维图”是建立物质之间联系的有效方法，可高效进行化学学习。(1)金刚石、石墨、C60由碳元素组成的不同单质，它们物理性质差异很大的原因是________。(2)物质C充分燃烧，生成物质M，写出反应的化学方程式________。保持M物质化学性质的最小微粒是________（填微粒名称），实验室制备M的化学方程式为________，实验室常用________(填试剂的名称)检验M物质，涉及到的化学方程式是________。【答案】(1)碳原子的排列方式不同(2)

二氧化碳分子

澄清石灰水

【解析】(1)金刚石、石墨、C60物理性质差异大的原因是碳原子排列方式不同；(2)物质C为碳单质，充分燃烧生成M，则M为二氧化碳，碳和充足氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳，化学反应方程式为：；由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小粒子，二氧化碳由二氧化碳分子构成，故保持二氧化碳分子化学性质的最小微粒是二氧化碳分子；实验室制备二氧化碳的原理为碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学反应方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，实验室用澄清石灰水来检验二氧化碳；二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，化学反应方程式为：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。11.碳及其化合物的用途及其广泛。(1)碳可以冶炼金属。写出碳与氧化铜反应的化学方程式______。(2)金刚石和石墨化学性质相同的原因______。写出金刚石的一条物理性质_______。利用石墨的导电性，石墨可用于制作_______。(3)C60中，碳元素的存在形态是_______，每个分子由_______个碳原子构成。(4)工业制取碳酸钙的过程如下所示。①氧化钙的俗称是_______。②步骤II中反应_______（选填“放出”或“吸收”）热量。③某石灰石样品的质量为1000g，每一步反应均完全进行，最终得到的碳酸钙为800g，该样品中碳酸钙的含量_______%。(5)化学家在1776年测得，室温下1L水中大约能溶解1L二氧化碳。按如图进行实验，最终排入量筒内的液体约为_______mL。【答案】(1)(2)

它们都是由碳元素组成的单质

硬度大

电极(3)

游离态

60(4)

生石灰

放出

80(5)100【解析】(1)碳和氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，其方程式为。(2)金刚石和石墨的化学式为C，它们都是由碳元素组成的单质，故它们的化学性质相同；金刚石硬度大，折光性好，在生活中可用于切割玻璃和制作钻石饰品，故其物理性质可填硬度大；石墨具有导电性，可用作电极或者电刷。(3)C60是一种碳原子簇，它是由60个原子构成碳单质，单质中的元素的形式形态为游离态，化合物中元素的存在形态为化合态。C60化学式的下标为60，化学式中下标表示是一个分子所含原子个数，故一个C60分子含60个碳原子。(4)氧化钙俗称生石灰，碳酸钙俗称石灰石或大理石，氢氧化钙俗称熟石灰或消石灰；氧化钙和水反应生成氢氧化钙，放出大量的热，利用这一性质，氧化钙广泛用于生活中的自热火锅的加热包；根据元素守恒，最终所得碳酸钙的质量就等于样品中碳酸钙的质量，故样品中碳酸钙的质量分数为：。(5)由题干可知，二氧化碳的在水中的溶解度为1：1，故200mL的水能溶200mL的二氧化碳，故会剩余100mL的二氧化碳，100mL的二氧化碳会排出100mL的液体，故最终排入量筒内的液体约为100mL。12.以下是用优质石灰石(含少量SiO2)制备生产牙套所需轻质碳酸钙的两种流程图：已知：SiO2不溶于水和盐酸，高温下也不分解。(1)“操作1~3”均为过滤。在化学实验室进行这种操作时，需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和_________。(2)“气体1~2”都是_________(填化学式)；“固体a”的名称为_________。(3)途径I中：“酸溶”是指将原料溶于盐酸，发生反应的化学方程式为_________；“转化”过程发生反应的化学方程式是：，则X的化学式为____。(4)途径Ⅱ中：“高温煅烧”时发生的反应属于_________反应(填基本反应类型)；“消化”是使高温煅烧后的固体生成物转变为消石灰【化学式为Ca(OH)2】的过程，该过程发生反应的化学方程式为_________。(5)从节约能、减少大气污染等角度考虑，途径____(选填“I”或“Ⅱ”)是较好的生产流程。【答案】(1)玻璃棒(2)

CO2

二氧化硅(3)

NH4Cl(4)

分解

(5)I【解析】(1)过滤时，需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，故填：玻璃棒；(2)气体1是石灰石中的碳酸钙与盐酸反应生成的二氧化碳气体，气体2是高温煅烧石灰石时碳酸钙分解产生的二氧化碳气体，所以“气体1～2”都是二氧化碳；SiO2不溶于水和盐酸，高温下也不分解，所以“固体a”的名称为二氧化硅，故填：CO2；二氧化硅；(3)酸溶”是指将原料溶于盐酸，稀盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，发生反应的化学方程式为；反应前后钙原子都是1个，反应前氯原子是2个，反应后应该是2个，包含在2X中，反应前后碳原子都是1个，氧原子都是3个，反应前氮原子是2个，反应后应该是2个，包含在2X中，反应前氢原子是8个，反应后应该是8个，包含在2X中，则X的化学式为NH4Cl；故填：；NH4Cl；(4)“高温煅烧”时，碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳，发生的反应属于分解反应；该过程中，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，发生反应的化学方程式，故填：；(5)从节约能、减少大气污染等角度考虑，途径Ⅰ反应不需加热，节约能，是较好的生产流程，故填：Ⅰ。13.高纯碳酸钙广泛应用于精密电子陶瓷，医药等的生产。某兴趣小组按下图所示实验步骤，模拟工业流程制备高纯碳酸钙。已知：SiO2难溶于水，且不与酸反应。请回答下列问题。（1）“酸溶”过程中，将-定浓度的盐酸缓慢加入粉碎后的优质石灰石中，同时搅拌石灰石粉碎目的是________。这步反应的符号表达式为________（2）“操作1”、“操作2”步骤中，需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和________（3）已知水参与“转化”步骤的反应，请写出“转化”步骤发生反应的符号表达式________（4）“转化”步骤需要投入的氨气可以通过合成氨工艺制得，合成氨工艺的主要流程如下图:①合成塔中的反应必须在高温、高压并使用催化剂的条件下进行。该反应的符号表达式为________，该反应所属的基本反应类型是________。②生产过程中可循环使用的物质是________。③氨分离器能将沸点不同的气体分离开来，常采用液化分离法。如:控制温度在-195.8C至-183"C之间时，可将空气中N2与O2分离。根据表中物质的沸点判断，要将产物NH3与N2、H2分离开来，最适宜的温度应该控制在________之间物质H2N2O2NH3沸点-252℃-195.8℃-183℃-33.35℃【答案】

增大反应物之间的接触面积，使反应更充分

漏斗

化合反应

N2、H2

-195.8℃至-33.35℃之间【解析】（1）石灰石粉碎，可以增大反应物之间的接触面积，使反应更充分；石灰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，该反应的符号表达式为：；（2）“操作1”、“操作2”步骤中，都实现了固液分离，是过滤，过滤中，需要用到的玻璃仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒；（3）碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，经过操作1，过滤除去二氧化硅，溶液中含氯化钙，故转化过程为氯化钙与水、二氧化碳、氨气反应生成氯化铵和碳酸钙，该反应的符号表达式为：；（4）氮气和氢气在高温、高压和催化剂的条件下反应生成氨气，该反应的符号表达式为：；该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应；②由图可知，氮气和氢气既是反应物，又是生成物，可以循环利用；③要将产物NH3与N2、H2分离开来，最适宜的温度应该控制在-195.8℃至-33.35℃之间。14.某化学兴趣小组的同学欲探究影响石灰石与稀盐酸反应速率的因素，并测量石灰石样品中碳酸钙的质量分数，进行了以下实验。【探究I】影响石灰石与稀盐酸反应速率的因素（实验装置及相关数据如下）实验编号盐酸的浓度（均取20mL）石灰石的形状（均取1g）CO2的体积／mL（均收集前30s的气体）14%颗粒状54.224%块状40.836%颗粒状88.046%块状61.6（1）装入药品前，为检查装置的气密性，应进行的操作是__________。（2）开始实验时，应将20mL稀盐酸_____（填“快速”或“缓慢”）推入锥形瓶中，以保证盐酸能全部推入。（3）要探究盐酸的浓度对反应速率的影响，合理的实验组合有______（填序号）。（4）分析上表数据可看出，除盐酸的浓度外，影响反应速率的因素还有_____。【探究II】石灰石样品中碳酸钙的质量分数该小组同学观察到第3、4组实验停止后，注射器活塞刻度显示均为176.0mL，往锥形瓶中再注入稀盐酸，观察到没有气泡产生。请计算该石灰石样品中碳酸钙的质量分数_____。（已知二氧化碳的密度为2.0g／L）【答案】

将注射器活塞向外拉出一段，松开手一会后，若活塞又回到原位，证明装置气密性良好

快速

1、3或2、4

石灰石的颗粒大小

二氧化碳的质量是：，设碳酸钙的质量是：该石灰石样品中碳酸钙的质量分数【解析】（1）装入药品前，为检查装置的气密性，应进行的操作是：将注射器活塞向外拉出一段，松开手一会后，若活塞又回到原位，证明装置气密性良好；（2）碳酸钙和盐酸反应会生成二氧化碳，是装置内气压变大，故实验开始时为防止装置气压变大后盐酸不易推入装置，故应快速将盐酸推入，故填：快速；（3）要探究盐酸的浓度对反应速率的影响，就应选择石灰石的形状相同而盐酸浓度不同的实验，根据表格故选：1、3或2、4；（4）根据表格数据可知在盐酸浓度相同时如实验1、2或3、4，颗粒状的碳酸钙都比块状的反应速率快，故影响反应速率的因素还有：石灰石的颗粒大小；【探究II】解题过程见答案，故填：。【拔尖训练】1.某同学为了测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，将20g稀盐酸分4次加入到盛有2g该样品的烧杯中（样品中只有碳酸钙与稀盐酸反应），所得数据如表，则下列说法中正确的是（）物质质量/实验次数第一次第二次第三次第四次稀盐酸的用量/g5.05.05.05.0充分反应后剩余固体的质量/g1.51.00.50.3A．第1次和第2次产生二氧化碳的质量不同B．第3次实验后碳酸钙无剩余C．第4次实验后的盐酸无剩余D．样品中碳酸钙的质量分数为85%【答案】A【解析】A、根据表格可知每次加入5g稀盐酸恰好反应0.5g碳酸钙，而第四次反应加入5g稀盐酸反应0.5-0.3=0.2g碳酸钙，因此第三次实验后碳酸钙有剩余，错误；B、由A分析可知，第三次实验后碳酸钙有剩余，因此盐酸无剩余，正确；C、由A分析可知，实验中所取样品质量为1.5+0.5=2g，正确；D、由A、C分析可知，2.0g石灰石样品中碳酸钙质量为2.0-0.3=1.7g，样品中碳酸钙的质量分数是，正确。故选A。2.下图是同学们利用大可乐瓶设计的储气装置，以下说法不正确的是（）A．储存气体时，打开止水夹a、b，气体从d管进入，储存在下面的瓶子里，水被压入上瓶B．取用气体时，可通过控制止水夹a、b，靠水的重力方便地将气体从c管排出C．气体被储存在装置中，c导管不必安装止水夹D．该装置也可用于实验室制取二氧化碳的发生装置【答案】B【解析】A、打开止水夹a、b，气体从d管进入，储存在下面的瓶子里，由于气体压力的作用，水被压入上瓶，这是利用排水集气法来收集气体，选项说法正确；B、取用气体时，由于c是与外界通着，打开止水夹a、b，靠水的重力即可方便地将气体从d管排出，选项说法错误；C、由于a是可关闭的，且竖直的玻璃管中有水，起到液封的作用，故气体被储存在装置中时，c导管不必安装止水夹，选项说法正确。D、下边瓶中可放入石灰石，上边的瓶中放入稀盐酸，即可用于实验室制取二氧化碳的发生装置，且通过打开、关闭止水夹b，可以使反应随时发生、停止，选项说法正确。故选：B。3.PLA是一种新型可降解塑料，能有效缓解塑料垃圾造成的白色污染。已知PLA由碳、氢、氧三种元素组成，为了测定一定质量的PLA样品中氧元素的质量，某化学兴趣小组选用下列装置进行以下探究。为分别吸收燃烧产物并通过清晰可见的现象检验吸收是否完全，下列说法正确的是（）A．实验中可以用空气代替纯净氧气B．实验装置正确的连接顺序是A→E→B→C→DC．装置C的作用是检验并吸收反应产生的二氧化碳D．若装置连接正确且各步均反应（吸收）完全，则可依据B、D质量变化求样品中氧元素的质量【答案】D【解析】A.空气中的二氧化碳和水会干扰实验，所以实验中不可以用空气代替纯净氧气，此选项错误；B.浓硫酸具有吸水性，用来吸收水蒸气，澄清石灰水用来鉴别有无二氧化碳，氢氧化钠溶液用来吸收二氧化碳，无水硫酸铜遇水变蓝，往往用无水硫酸铜来检验是否有水，所以实验装置正确的连接顺序是A→B→E→D→C，此选项错误；C.装置C的作用是检验产生的二氧化碳是否被完全吸收，此选项错误；D.若装置连接正确且各步均反应（吸收）完全，B增加的质量是生成水的质量，D增加的质量是生成二氧化碳的质量，则可依据B、D质量变化求样品中碳元素、氢元素的质量，然后再求出氧元素的质量，此选项正确。故选D。4.用下图装置进行CO2的制取、收集和验满实验，利用传感器和数据采集器测定木条燃烧情况，记录如下表（不考虑空气中原有CO2及木条燃烧产生气体对结果的影响）。下列说法错误的是（）CO2的体积分数/%36.339.243.144.3木条的燃烧状况正常燃烧火焰变小火焰变小刚好熄灭A．采用分液漏斗可以节约药品、控制反应速率B．若木条刚好熄灭，则瓶内体积分数最大的气体是N2C．当O2的体积分数为12%时，木条的火焰变小D．该实验说明要收集较纯净CO2，需在木条熄灭后再通入一会儿CO2【答案】B【详解】A、采用分液漏斗可以节约药品(不用将颈部伸入液面以下)、控制添加药品速度进而控制反应速率，说法正确；B、若木条刚好熄灭，则二氧化碳体积分数44.3%，忽略空气中二氧化碳的体积0.03%，空气体积分数=1-44.3%=55.7%，氮气体积分数=55.7%×78%=43.4%，瓶内体积分数最大的气体是二氧化碳，说法错误；C、当O2的体积分数为12%时，空气的体积分数为12%÷21%≈57%，二氧化碳体积分数1-57%=43%，瓶口的木条火焰变小，说法正确；D、木条熄灭时二氧化碳体积分数只有44.3%，故该实验说明要收集较纯净CO2，需在木条熄灭后再通入一会儿CO2，以提高纯度。正确。故选：B。5.图像能直观表达化学中各种变化的关系，加深对化学知识的理解。有关下列图像的描述正确的一项是（）A．①表示向等质量的块状石灰石和粉末状石灰石中分别加稀盐酸至过量B．②表示一定质量的石灰石高温煅烧至完全反应C．③表示一定质量的木炭和氧化铜的混合物高温至完全反应D．④一定质量的硫酸铜溶液倒入盛有铁钉的烧杯中至完全反应【答案】C【解析】A.①表示向等质量的块状石灰石和粉末状石灰石中分别加稀盐酸至过量，因为石灰石等质量，所以生成气体的量一样多，只不过粉末状的所需时间较少，图像与描述不符。B.②表示一定质量的石灰石高温煅烧至完全反应生成氧化钙固体和二氧化碳，一开始温度达不到，石灰石不会分解，所以一开始固体质量不变，随后固体质量减少，但最终固体质量不会减为0，图像与描述不相符。C.③表示一定质量的木炭和氧化铜的混合物高温至完全反应，因为有二氧化碳气体生成，所以固体的质量会减少，但是铜元素质量不变，所以固体中铜元素质量分数会增加，但一开始温度未达到，所以质量分数不变，图像与描述相符。D.④一定质量的硫酸铜溶液倒入盛有铁钉的烧杯中至完全反应会生成硫酸亚铁和铜，所以固体质量会增加，但反应结束固体的质量就不会变，图像与描述不相符。故选：C。6.已知：，，碳酸钙的热稳定性比碳酸氢钙【Ca(HCO3)2】强。现有18.1gCa(HCO3)2和CaCO3的混合物加热一段时间，得到剩余固体，同时生成0.9g水和6.6gCO2.下列说法正确的是（）A．剩余固体为纯净物B．剩余固体中钙元素的质量为6.0gC．原固体中Ca(HCO3)2和CaCO3的质量比为81:50D．将剩余固体溶于过量的稀盐酸，产生4.4gCO2【答案】D【解析】由碳酸氢钙分解生成碳酸钙、二氧化碳和水，反应中碳酸氢钙、碳酸钙、二氧化碳和水的质量比为162:100:44:18=81:50:22:9，因生成水的质量为0.9g，故反应的碳酸氢钙质量为8.1g，生成碳酸钙质量为10g，二氧化碳质量为2.2g。由酸钙分解生成碳酸钙和二氧化碳可知，该反应生成的二氧化碳质量为6.6g-2.2g=4.4g，反应中碳酸钙、氧化钙、二氧化碳质量比为100:56:44，故反应的碳酸钙质量为10g，生成氧化钙质量为5.6g。A、反应的碳酸钙质量为10g和碳酸氢钙质量为8.1g，混合物全部反应完全，剩余固体中含有氧化钙5.6g和碳酸钙10g，故剩余固体为混合物，说法不正确；B、剩余固体中含有氧化钙5.6g，钙元素质量为：，碳酸钙10g，其中钙元素质量为：，故剩余固体中钙元素质量为8g，说法不正确；C、原固体中碳酸氢钙和碳酸钙质量比为：8.1g:10g=81:100，说法不正确；D、剩余固体中氧化钙和盐酸反应不生成二氧化碳，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应中碳酸钙和二氧化碳质量比为100:44，碳酸钙质量为10g，盐酸过量，故生成二氧化碳质量为4.4g，说法正确。故选D。7.化学小组利用图-1所示仪器探究碳酸钙与盐酸的反应。实验开始时，倾斜Y型试管，使10mL10%盐酸（足量）与CaCO3固体充分接触，试管内气压随时间的变化曲线如图-2所示。下列有关说法正确的是（）A．反应进行至t1时，两个试管中产生的气体的质量都是0.44gB．用足量稀硫酸代替上述盐酸，所得曲线与图-2中的相同C．相同条件下，粉末状CaCO3与盐酸的反应速率比块状的慢D．若改用20%的盐酸进行上述实验，则t1时测得的气压大于P1【答案】D【解析】A、由图2可知，t1时，两试管中的压强不相等，所以产生气体的质量是不同的，选项A错误。B、用足量的稀硫酸代替盐酸，稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶的硫酸钙，覆盖在碳酸钙表面，从而阻止反应的发生，所以不能得到相同的曲线，选项B错误。C、由图2可知，相同时间下，粉末状的产生的气压大于块状的，即相同时间下，粉末状的生成二氧化碳的量大于块状的，所以粉末状的碳酸钙与盐酸反应速率比块状的快，选项C错误。D、若改用20%的盐酸，浓度增大，反应速率增大，那么t1时产生的气体质量要比用10%的盐酸多，气压就会大于P1，选项D正确。故选：D。8.甲、乙、丙是某同学设计的三套制取二氧化碳的发生装置，对三套装置分析不正确的是（）A．甲装置此时容器内右侧气压大于外界大气压B．此时甲装置中的止水夹M处于打开状态C．乙装置N处添加止水夹可用与甲装置具有相同功能D．甲装置和丙装置具有可控制反应进行或停止功能【答案】B【解析】A、根据图示可知,左侧液面高于右侧液面，说明右侧压强大于外界大气压，故正确，不符合题意；B、此时甲装置中固体与液体分离，说明止水夹M处于关闭状态，故错误，符合题意；C、乙装置N处添加止水夹具有甲装置具有的功能，装置内压强增大，固液分离，能使反应随时发生或随时停止，故正确，不符合题意；D、甲装置可以通过控制止水夹M的关闭和打开,丙装置可以通过粗铜丝控制石灰石与稀盐酸接触或脱离，可以控制反应的发生和停止，故正确，不符合题意。故选B。9.为测定某石灰石的纯度（石灰石中所含杂质不与盐酸反应，不溶于盐酸也不溶于水），某同学实验并记录如图，请回答下列问题：（1）实验中发生反应的化学方程式为_____。（2）根据已知条件，列出求解步骤1中反应的碳酸钙质量（x）的比例式_____。（3）石灰石样品中碳酸钙的质量分数为_____。（4）若使步骤2中的稀盐酸恰好完全反应，应向烧杯B中加入该石灰石样品_____g。（5）工业上煅烧50吨这种石灰石样品制取生石灰，若不计损失，可得到含杂质的生石灰的质量是_____。【答案】

CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑

80%

12.5

32.4t【解析】（1）根据题意得出，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体，发生的反应为：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；（2）每份实验用到的石灰石为25g÷2＝12.5g；二氧化碳的质量为12.5g+100g﹣108.1g＝4.4g设碳酸钙的质量为x，x＝10g故答案为：；（3）石灰石中碳酸钙质量分数＝＝80%故答案为：80%；（4）步骤1可知，每12.5g石灰石与100g稀盐酸恰好完全反应，所以若使步骤2中的稀盐酸（200g）恰好完全反应，应向烧杯B中加入该石灰石样品12.5g；故答案为：12.5g；（5）由题意分析，含杂质的生石灰质量等于石灰石质量减去二氧化碳质量，50吨石灰石中含有碳酸钙的质量为50t×80%＝40t；根据化学反应前后碳元素守恒，生成二氧化碳的质量＝40t××100%÷×100%＝17.6t；则含杂质生石灰质量＝50t﹣17.6t＝32.4t；故答案为：32.4t。10.对化石燃料的综合利用是目前研究的热点问题之一。（1）煤的气化是一种重要的综合利用技术，其过程如图Ⅰ所示。合成气中的物质和在一定条件下反应可生成物质和，其微观过程如图Ⅱ所示。①气化炉中主要发生了___________（填“物理”或“化学”）变化。②四种物质中，属于氧化物的是_________（填字母序号）③写出物质在氧气中燃烧的化学方程式：__________________。④在反应中，发生变化的和的质量比为___________。（2）实验室向含杂质的石灰石加入足量的稀盐酸反应（假设杂质不与盐酸反应），求：产生的二氧化碳的质量是多少_________？（请写出计算过程）【答案】

化学

3:8

【详解】（1）①氧化炉中反应后生成了新的物质，属于化学变化，故填：化学。②是一氧化碳，是氢气，是甲烷，是水，属于氧化物的是一氧化碳和水，故填：AD。③甲烷燃烧能生成水和二氧化碳:。④根据反应的化学方程式：，故和的质量比是，故填：3：8。（2）含杂质10%的石灰石含的质量为90g，设生成二氧化碳的质量为x，则故产生的二氧化碳的质量是39.6g。11.月壤是月球上最丰富的资之一，南京大学姚颖方教授的科研团队发现，“嫦娥五号”取回的月壤中含催化活性物质，具有良好的催化性能。他们以其为催化剂，借助地外人工光合成技术，将水和二氧化碳转化为氧气、氢气、甲烷、甲醇，还能实现水、二氧化碳的高效转化。将来也许在月球上可以就地取材制备燃料，为宇航员提供生命支持，可大大降低航天器的载荷和成本。下面是人们利用月壤实现月球生存的一种设想：(1)环节①分离水后的气体含有CO2、N2和_______等(填一种物质的名称或化学式)。(2)环节②电解水的文字表达式或化学式表达式为_______。(3)环节③利用月球夜间低温(约-173℃)，将二氧化碳从人类呼吸的空气中凝结分离。为检验分离后的气体中是否还含有二氧化碳，可将气体样品通入_______（填试剂名称）。(4)环节④将二氧化碳和氢气转化为甲烷和水。该反应的文字表达式或化学式表达式为_______。(5)该设想有利于实现月球基地中_______、_______、_______等元素(填元素名称或符号)的循环利用。【答案】(1)氧气或O2(2)（或）(3)澄清石灰水(4)(或）(5)

碳或C

氢或H

氧或O【解析】（1）由流程图可知，环节①分离水后的气体含有CO2、N2和O2；（2）环节②电解水生成水和氧气，反应的文字表达式或化学式表达式为：或；（3）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，检验二氧化碳气体选用澄清石灰水，（4）环节④将二氧化碳和氢气转化为甲烷和水，该反应的文字表达式或化学式表达式为：（或）；（5）该设想有利于实现月球基地中碳、氢、氧等元素的循环利用。12.科学家设想利用太阳能加热器“捕捉CO2”“释放CO2”，实现碳循环（如下图所示）。化学小组的同学对此非常感兴趣，在老师的指导下，设计如下装置探究上述设想的反应原理是否可行。(1)证明装置A能“释放CO2”的现象是_____________，写出“释放CO2”的化学方程式：____________。(2)装置B在该设计中的作用是_____________。(3)上述实验后，小组同学还需进行的实验操作是______________；其中证明能捕捉到CO2的现象是_______________。【答案】(1)

C中澄清石灰水变浑浊

CaCO3CaO+CO2↑(2)防止C中石灰水倒吸炸裂玻璃管(3)

取D中反应后固体于试管中，滴加稀盐酸

有气泡产生（其他合理答案也可）【解析】(1)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以“释放CO2”的现象是C中澄清石灰水变浑浊；碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，则“释放CO2”的化学方程式为。(2)二氧化碳和澄清石灰水反应后A装置内的压强变小，所以装置B的作用是防止C中石灰水倒吸，炸裂玻璃管。(3)由于该实验想探究设想的反应原理是否可行，所以应证明D装置中是否捕捉了CO2，由于氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙，而碳酸钙能与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，故小组同学还需取D中反应后的固体于试管中，滴加稀盐酸，其中证明能捕捉到CO2的现象是有气泡产生。13.某化学兴趣小组用石灰石和盐酸制取一瓶CO2，验满后，将澄清石灰水倒入集气瓶中，发现没有变浑浊。兴趣小组对这个异常现象进行了探究。【提出问题】澄清石灰水为什么没有变浑浊？【查阅资料】（1）CO2过量时，CaCO3沉淀会与CO2、水反应转化为可