题目内容
7.某化学兴趣小组选用如下图所示装置,进行二氧化碳的制取和性质实验请你根据所学知识,依图回答下列问题:(1)请写出A中发生反应的文字表达式碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳,如用分液漏斗代替仪器 ①,优点是可控制反应速率.
若A后接注射器检查该装置的气密性,当加水形成液封后,缓慢拉动活塞,看到长颈漏斗下端管口产生气泡,则气密性良好.
(2)收集少量CO2气体应选择B (填装置序号),验满的方法是用燃着的火柴放在试管口,若火焰熄灭,则已收满.
(3)若A与D连接,则D中出现的现象是紫色的溶液变成红色,原因是二氧化碳+水→碳酸(用文字表达式表示).
(4)若A与E连接,E中发生反应的文字表达式为二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水.
(5)若A与F连接,则F中出现的现象是矮的蜡烛先熄灭,高的蜡烛后熄灭,说明了CO2具有不能燃烧、不能支持燃烧的化学性质,因此CO2可用于灭火.
(6)G可用来测量生成CO2的体积,在水面上放一层植物油的目的是防止CO2溶于水且与水反应,植物油上方原有的空气对实验的结果没有 (填“有”或“没有”)明显影响.
分析 (1)根据反应的原理以及分液漏斗的特点分析说明.
(2)根据二氧化碳的密度比空气大解答;
(3)根据二氧化碳的性质以及酸的性质来分析;
(4)根据二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊来分析;
(4)根据二氧化碳灭阶梯上蜡烛的实验现象,可以判断二氧化碳的物理性质和化学性质,并且可以判断二氧化碳的用途.
(5)用碳的燃烧来制取CO2时,反应物中有气体参加,很难收集到纯净的CO2气体,或燃烧的条件下,很难将其控制在一个密闭的环境中进行,因而无法收集.
解答 解:(1)大理石的主要成分是碳酸钙,与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,发生反应的文字表达式为:碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳;将长颈漏斗换成了分液漏斗,分液漏斗可以定量控制液体的用量,其优点是可以控制反应的速率.若A后接注射器检查该装置的气密性,当加水形成液封后,缓慢拉动活塞,看到长颈漏斗下端管口产生气泡;
(2)二氧化碳的密度比空气大,所以收集少量的二氧化碳可用B装置;验满的方法是:用燃着的火柴放在试管口,若火焰熄灭,则已收满;
(3)二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸是一种酸,能使紫色的石蕊试液变红色;
(4)二氧化碳与澄清的石灰水反应生成碳酸钙白色沉淀和水,E中发生反应的文字表达式为:二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水;
(5)二氧化碳的密度比空气大,不需要通过化学变化表现出来,属于二氧化碳的物理性质.二氧化碳不能燃烧,不支持燃烧,需要通过化学变化表现出来,属于二氧化碳的化学性质.若A与F连接,则F中出现的现象是矮的蜡烛先熄灭,高的蜡烛后熄灭;因为二氧化碳的密度比空气大,不能燃烧,不支持燃烧,所以二氧化碳可以用来灭火.
(6)G可用来测量生成CO2的体积,在水面上放一层植物油的目的是防止CO2溶于水且与水反应;植物油上方原有的空气对实验的结果没有明显影响.
答案:
(1)碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳;可控制反应速率;长颈漏斗下端管口产生气泡;
(2)B; 用燃着的火柴放在试管口,若火焰熄灭,则已收满;
(3)紫色的溶液变成红色; 二氧化碳+水→碳酸;
(4)二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水;
(5)矮的蜡烛先熄灭,高的蜡烛后熄灭;不能燃烧、不能支持燃烧;灭火;
(6)防止CO2溶于水且与水反应;没有.
点评 此类考题的综合性较强,主要考查同学们的综合实验能力,同学们要熟悉各种装置的特点、反应物、生成物的性质等.
| A. | 等于5mL | B. | 大于5mL | C. | 小于5mL | D. | 无法判断 |
| 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Ⅰ | 400℃ | MnO2 | 1:1 | 153 |
| 实验Ⅱ | 400℃ | MnO2 | 2:1 | 240 |
【猜想Ⅰ】除二氧化锰、氧化铜外,氧化铁(Fe2O3)也可以作氯酸钾分解的催化剂.
【设计实验】
按下表进行实验,并测定开始产生气体时的温度(提示:开始产生气体的温度越低,表示反应速度越快).
| 实验编号 | 实验药品 | 分解温度(℃) |
| ① | 氯酸钾 | 580 |
| ② | 氯酸钾和二氧化锰(质量比1:1) | 350 |
| ① | 氯酸钾和氧化铜(质量比1:1) | 370 |
| ② | 氯酸钾和氧化铁(质量比1:1) | 390 |
(1)由实验①与实验④对比,证明猜想合理;
(2)实验所用的三种物质中,催化效果最好的是二氧化锰.
【反思】
(1)若要证明氧化铁是该反应的催化剂,还需验证它在化学反应前后的质量
和化学性质是否改变.
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,震荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出. |
【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过氧化钙在水中持续、缓慢放出氧气,所以可以作为增氧剂.
(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加热过氧化钙和水的混合物.
【拓展与延伸】
实验创新是中学生最为重要的科学素养.图是某学校的师生对“MnO2催化H2O2溶液分解实验装置的创新设计”,实验过程如下:
①将一支球形干燥管水平放置,用滴管吸取3mL(密度为1g/mL)质量分数为5%的H2O2加入干燥管的球泡内,再用药匙取0.2gMnO2粉末,加在干燥管的进气管的管壁上.
②点燃橡胶塞上棒香后,塞紧干燥管并将其竖立,观察到带火星的棒香立即复燃.
对该创新实验的评价,你认为不合理的是B(填序号).
A.实验中所用的仪器、材料及药品均易得到
B.实验使用的药品用量太大
C.反应速度太慢,耽误时间
D.实验现象明显,整个装置好似点燃的灯塔,趣味性强.
| A. | 石墨 生石灰 酒精 | B. | 稀有气体 二氧化碳 稀硫酸 | ||
| C. | 氧气 干冰 大理石 | D. | 生铁 水 生石灰 |