6.2二氧化碳制取的研究
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．在实验室制取和收集气体的四种装置中，下列用法正确的是
A．加热高锰酸钾制O2 B．制取CO2装置
C．收集O2 D．CO2验满
2．下列图示实验操作中，正确的是
A．检查装置气密性 B．取用液体药品
C．气体发生装置 D．二氧化碳验满
3．溶液与盐酸的反应分两步进行：第一步为；第二步为 。现将盐酸逐滴加入到一定量的溶液中，则放出气体与加入盐酸的关系为（ ）
A． B．
C． D．
4．下列反应的文字表达式及所属的反应类型均正确的是
A． 化合反应
B． 氧化反应
C． 分解反应
D． 分解反应
5．实验课上，同学们设计了如下四个实验，其中能达到目的的是
A．铁丝在氧气中燃烧 B．氯酸钾制氧气
C．收集二氧化碳 D．测定瓶内氧气体积
6．集气瓶被誉为“万能瓶”，如下图装置是其中的一种。当被收集的气体从a口进入时，瓶内空气从b口排出，相当于向上排空气法收集气体。现若将被收集的气体从b口进入，则它可收集的气体为：①H2 ②O2 ③CO2
A．只有① B．只有②和③ C．只有③ D．①②③均可
7．有关CO2与O2的说法错误的是
A．在大自然中，CO2与O2能相互转换，以保持空气成分相对稳定
B．集满CO2与O2的集气瓶都应该正放于桌面上
C．二氧化碳可用燃着的木条检验
D．CO2与O2两者所含氧元素的化合价不相同
8．某兴趣小组为探究影响化学反应速率的因素，使用等量的同种钙片和白醋开展四组实验，分别测得产生的二氧化碳浓度随时间的变化曲线如下图所示。选取CO2的浓度从0-8%为研究对象，下列实验结果的分析，错误的是
A．对比①②③④，①的反应速率最快
B．对比②③，反应物接触面积越小，反应速率越慢
C．对比①③，温度越高，反应速率越快
D．对比③④，反应物接触面积越大，反应速率越快
9．下列有关实验室制取气体的说法正确的是
A．装置①可作为H2发生装置
B．装置②中用浓硫酸干燥O2时，气体从b管进
C．装置③可用H2的收集装置
D．装置④是CO2气体的验满方法
10．化学是一门以实验为基础的科学，下列操作正确的是
A．闻药品气味 B．燃着的木条检验CO2
C．滴加液体 D．点燃酒精灯
二、判断题
11．排水法收集气体只要考虑气体溶解性。( )
12．证明集气瓶中收满二氧化碳的正确方法是加入澄清石灰水( )
13．实验室制二氧化碳，向容器中先加稀盐酸，后加入石灰石( )
14．工业上使用大理石和稀盐酸制取二氧化碳( )
15．因为二氧化碳能溶于水并且也可以和水反应，故不能用排水法收集( )
三、综合应用题
16．提出问题：蛋壳中的含量是多少呢？称取 蛋壳设计了以下的实验方案如图所示的实验装置。
【实验步骤】
按如图连接好装置后，并 ；
向B装置中加入蛋壳样品后，先通入空气一会儿；
接下来的实验操作是 ，直到 为止填实验现象；
再通入空气一会儿，至装置C中不再产生沉淀为止；
将装置C中的固液混合物过滤、洗涤、烘干后称量其质量； 重复上述实验。
【实验数据】重复实验，3次数据记录如下：
实验次数 实验1 实验2 实验3
装置C中沉淀质量
【实验分析及数据处理】
上述数据能否用托盘天平称量 。填“能”或“不能”
若无A装置，直接通入空气，则测定结果将 。填“偏大”、“偏小”或“不变”装置的作用是 。
实验重复3次的目的是 。
请利用3次实验数据的平均值，计算该蛋壳中的质量分数是 。写出计算过程
17．实验室现有氯酸钾、二氧化锰、过氧化氢溶液、稀盐酸、大理石，以及制取气体的常用装置：
（1）标号仪器②的名称： ；
（2）若用氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取较为纯净的氧气，反应的化学方程式为 ，可选用的装置组合为 （填写序号）。
（3）实验室制取二氧化碳的化学方程式为 ，发生装置B与C相比，C的优点是 ，可选用装置E收集二氧化碳，该气体应从 （填“a”或“b”）进入E中。
（4）工业上可以用高温煅烧石灰石来获取二氧化碳，现有含碳酸钙80%的石灰石12.5t，那么理论上最多可以制取多少吨二氧化碳？计算过程 。
18．如图是实验室制取及收集气体的实验装置图：
(1)装置B中仪器X的名称为 ；装置 既可收集氧气又可收集二氧化碳。
(2)用装量B收集氧气，当气泡 时开始收集；若用D装置收集O2，气体应从 （选“a”或“b”）端进入。
(3)用装置A制取二氧化碳，在实验过程中，关闭弹簧夹，长颈漏斗内液面 （填“上升”或“下降”）；选用C装置收集气体的原因是 ；验满的方法是 。
(4)为了解装置A的优点，在装置A中连接压强传感器，测定实验过程中试管内气体压强变化的情况（图E、F），下列说法中正确的是___________（填字母）。
A．ab段试管中液面逐渐上升 B．be段固体与稀盐酸完全接触
C．c点对应操作是打开弹簧夹 D．be段压强基本不变说明装置气密性好
(5)电解水时为了增强导电性，常在水中加入少量的（不参与反应）。某同学把少量固体加入水中，充分溶解后进行实验。一段时间后在试管A中收集到1.2克气体。那么实验中消耗水的质量是多少？
参考答案：
1．D
【详解】A、用高锰酸钾制取氧气时，试管口应略向下倾斜以防止冷凝水倒流到试管底部炸裂试管，故A选项图示装置用法错误；
B、使用如图装置制取二氧化碳时，长颈漏斗的下端管口应浸入液面以下，防止生成的二氧化碳气体从长颈漏斗中逸出，故B选项图示装置用法错误；
C、图中收集氧气的装置相当于用排水法收集氧气，为了使集气瓶中的水能够顺利排出，氧气应从短管进入，故C选项图示装置用法错误；
D、二氧化碳的密度比空气大，用万能瓶收集二氧化碳时，二氧化碳应从长管进入，则检验二氧化碳是否集满，应用燃着的木条放在短管口处，若木条熄灭，则说明二氧化碳已经集满，故D选项图示装置用法正确。
故选D。
2．A
【详解】A、检查装置的气密性：将导管置于水中，用手紧握试管，观察导管口是否有气泡冒出，有气泡冒出，说明装置气密性良好，图中操作正确，符合题意；
B、倾倒液体时，瓶塞应倒放，瓶口应紧挨，标签应朝向手心处，图中瓶塞未倒放，瓶口未紧挨，标签未朝向手心处，不符合题意；
C、长颈漏斗的下端应在液面以下，防止反应生成的气体从长颈漏斗下端逸出，不符合题意；
D、二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，二氧化碳验满：将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，说明已经集满，不能伸入集气瓶内部，不符合题意。
故选A。
3．D
【详解】将盐酸逐滴加入到一定量的溶液中，第一步反应为：；第二步反应为：，所以开始不会产生气体，当碳酸钠都转化为碳酸氢钠时，再滴加盐酸会生成气体，当碳酸氢钠反应完后气体的质量不再增大，为一定值，观察选项可知D符合题意。
故选D。
4．B
【详解】A、红磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，该反应的文字表达式为：，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意；
B、硫和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化硫，该反应的文字表达式为：，该反应是物质与氧气的反应，属于氧化反应，符合题意；
C、氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气，该反应的文字表达式为：，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意；
D、碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的文字表达式为：，该反应的反应物有两种，不属于分解反应，不符合题意。
故选B。
5．D
【详解】A、铁丝在氧气中燃烧放出大量的热，生成黑色固体，应该在瓶中放少量水防止生成物溅落炸裂集气瓶，错误；
B、氯酸钾制氧气为固体加热反应，图中装置错误，错误；
C、收集气体，导管应该伸入集气瓶底部，错误；
D、氧气体积约占空气体积的五分之一；磷燃烧消耗了氧气，装置中压强减小，水进入装置，进入装置中水的体积就是消耗氧气的体积；正确；
故选D。
6．A
【详解】根据题意被收集的气体从a口进入时，瓶内空气从b口排出，相当于向上排空气法收集气体，即可用来收集比空气密度小的气体； ①H2②O2③CO2三种气体中比空气密度小的气体有：①H2。故选A。
点睛：
“多功能瓶”在实验中有很多用途：当用它净化或检验气体时，必须根据气体性质选择合适的实验试剂，气体由长管进入。此外可以用它来收集气体：若用排空气法收集气体，密度比空气大的气体由长管进入，比空气小的由短管进入；采用排水法收集，则需先将瓶子装满水，然后气体由短管进入，此外，气体净化原则：不减少被净化的气体，不能引进新的杂质。气体干燥原则：干燥剂只能吸收气体中的水分，不能与被干燥的气体发生反应。
7．C
【分析】本题考查学生对氧气和二氧化碳知识的掌握。
【详解】A、二氧化碳可以通过光合作用转化为氧气，氧气可以通过呼吸作用转化为二氧化碳；不符合题意；
B、二氧化碳密度比空气大，氧气密度比空气略大，因此集满气体的集气瓶需要正放于桌面；不符合题意；
C、二氧化碳的检验方法是用澄清石灰水；符合题意；
D、二氧化碳中氧元素为-2价，氧气为单质，化合价为0；不符合题意。
故选C。
【点睛】可用排除法得出答案；二氧化碳的检验方法只有用澄清石灰水。
8．B
【详解】A：由图可知①②③④中，①生成二氧化碳速率最快，④生成二氧化碳速率最慢。A正确。
B：②为片状钙片在80℃下反应，③为粉末状钙片在25℃下反应，两者除反应物接触面积大小差异外还存在温度差异，不能做对照实验得到结论。B错。
C：①为粉末状钙片在80℃下反应，③为粉末状钙片在25℃下反应，由图可知①生成二氧化碳速率比③快。即温度越高，反应速率越快。C正确。
D：③为粉末状钙片在25℃下反应，④为片状钙片在25℃下反应，由图可知③生成二氧化碳速率比④快。即反应物接触面积越大，反应速率越快。D正确。
综上所述：选择B.
9．A
【详解】A、实验室是用锌粒和稀硫酸在常温下反应制氢气的，因此不需要加热，故选项正确；
B、装置②中用浓硫酸干燥O2时，气体从a管进入，b管进错误，故选项错误；
C、氢气难溶于水，密度比空气的密度小，因此可以用排水法和向下排空气法收集，不能用向上排空气法收集，故选项错误；
D、装置④是CO2气体的验满方法错误，因为验满时，燃着的木条应该放在集气瓶口，故选项错误。
故选A。
【点睛】气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关。
10．D
【详解】A、实验室的药品有的是有毒的，不要把鼻孔凑到容器口闻药品的气味，应该用手轻轻煽动试剂瓶口，带动少量的气味进入鼻腔；错误；
B、验满二氧化碳时，把燃着的木条放在集气瓶口，看木条是否熄灭，熄灭说明已满；错误；
C、使用胶头滴管滴加液体时，胶头滴管垂直悬空在试管的正上方，防止沾污滴管；错误；
D、使用酒精灯时要注意“两查、两禁、一不可”，点燃酒精灯时要用火柴点燃；正确；
故选D。
11．错误
【解析】略
12．错
【详解】证明集气瓶中收满二氧化碳的正确方法是将燃着的木条平置于集气瓶口，木条熄灭，则已满，故该说法错误。
13．错误
【详解】实验室制二氧化碳的反应物是石灰石和稀盐酸，根据取用药品要先固体后液体，石灰石为固体，稀盐酸为液体。所以先放固体石灰石，然后再加入稀盐酸，故错误。
14．错误
【详解】碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，工业上煅烧石灰石制取二氧化碳，错误。
15．错误
【详解】能用排水法收集二氧化碳原因是①通常状况下1L水大约能溶解1L二氧化碳气体，所以 CO2溶解性有限；②从导管口产生的气泡在水中能较快浮起而逸出。错误。
16． 检验装置气密性 关闭，打开，加入稀盐酸 没有气泡产生 不能 偏大 防止空气中的二氧化碳进入装置C 减小实验误差 （详见解析）
【详解】实验步骤：
为防止装置漏气，影响实验效果，按如图连接好装置后，并检验装置气密性；
向B装置中加入蛋壳样品后，先通入空气一会儿；
鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。接下来的实验操作是关闭，打开，加入稀盐酸，直到B中没有气泡产生为止；
再通入空气一会儿，至装置C中不再产生沉淀为止；
将装置C中的固、液混合物过滤、洗涤、烘干后称量其质量； 重复上述实验。
实验分析及数据处理：
上述数据不能用托盘天平称量，原因是托盘天平的最小分度值是0.1g；
氢氧化钠会将空气中的二氧化碳吸收，所以无A装置，直接通入空气，空气中的二氧化碳会与氢氧化钡反应，测定结果将偏大；D装置的作用是防止空气中的二氧化碳进入装置C，影响，影响测量结果；
实验重复3次的目的是多次测量求平均值可以减小实验误差。
碳酸钡的质量为=；
设参加反应的碳酸钙的质量为x.。
根据化学方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，CO2 +Ba(OH)2 =BaCO3↓+ H2O，则有：
x=10g ；
该蛋壳中的质量分数=。
17． 水槽 AD 可以控制反应的速率 a 设可以制取二氧化碳的质量为x
x=4.4t
答：最多可以制取4.4吨二氧化碳。
【详解】(1)标号仪器②的名称：水槽。
(2)氯酸钾在二氧化锰作催化剂加热的条件下生成氯化钾和氧气，化学方程式为，属于“固体加热型”，发生装置应选A，氧气的密度比空气略大且不易溶于水，可以用向上排空气法和排水法收集，排水法收集到的气体较纯净，因此选用的装置组合为AD。
(3)实验室制取二氧化碳用石灰石和稀盐酸，石灰石和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为，C的优点是可以通过控制分液漏斗的活塞来控制液体滴加速率，进而控制反应的速率；用E装置收集二氧化碳，由于二氧化碳的密度比空气大，应该从长管进，即该气体应从a进入E中。
(4)见答案。
18．(1) 水槽 C
(2) 连续均匀冒出 a
(3) 上升 二氧化碳的密度比空气大 将燃烧的木条放在集气瓶口，火焰熄灭说明收集满了
(4)CD
(5)电解水的实验现象是“负氢正阳，氢二氧一”，由图示可看出，A试管与负极相连，A试管中收集的是氢气；
设电解消耗水的质量为x，
x=10.8g
答：实验中消耗水的质量是10.8g。
【详解】（1）据图可知，仪器X的名称为水槽；氧气的密度比空气略大，可用向上排空气法收集，氧气不易溶于水可用排水法收集，二氧化密度比空气大，溶于水，所以收集方法是向上排空气法，不用排水法，故装置C既可收集氧气又可收集二氧化碳；
（2）用排水法收集较纯净氧气的适宜时间是：当导管口有连续均匀气泡冒出时，因为刚开始排出的气体中会混有空气；若使用装置D收集氧气，则气体应从长管a进入，因为氧气的密度比空气大；
（3）关闭弹簧夹，产生气体不能导出，生成的气体聚集在有隔板的上方，气体压强增大，长颈漏斗内液面上升；二氧化碳密度比空气大，选用向排空气法收集；收集该气体的验满方法是把燃着的木条放到集气瓶口，若木条熄灭，证明已满；
（4）A、ab 段压强逐渐增大，试管中液面逐渐下降，长颈漏斗中液面上升，故错误；
B、bc 段压强不变，没有气体产生，固体与稀盐酸不接触，故错误；
C、c 点以后压强开始减小，故对应操作是打开弹簧夹，故正确；
D、bc 段压强基本不变，说明装置气密性好，没有漏气，故正确；
故选CD；
（5）见答案。
