题目内容

1．某化学兴趣小组设计了如下实验探究CO2的制取和性质：
（1）用干燥管、烧杯、铜网等设计并装配了一个在实验室中制取二氧化碳气体的装置，如图1所示．关闭弹簧夹，将干燥管小头向下垂直放入盛有水的烧杯中，若观察到下端有水柱上升，但低于烧杯中水的液面，且一段时间没有变化现象，
则表明该装置的气密性良好；请写出实验室制取CO2的化学方程式：
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O，用该装置制取CO2的优点是随开随用，随关随停，不能用铁网代替铜网的原因是（用化学方程式表示）Fe+2HCl=FeCl2+H2↑．
（2）某兴趣小组同学将CO2分别通入澄清石灰水和氢氧化钠溶液中，观察到前者变浑浊，后者无明显现象．
①写出上述澄清石灰水变浑浊的化学方程式Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O．
为探究CO2和NaOH是否发生了化学反应，王强设计了如图2所示的A、B实验，验证CO2与NaOH溶液发生了化学反应．实验现象为：A中试管内液面上升；B中气球胀大．

②王强认为上述实验是可行的，其共同原理是二氧化碳与氢氧化钠反应，使装置内的压强减小．
③李莉提出质疑，她认为上述实验不严谨，其理由是二氧化碳溶于水．要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，补做的对比实验是将液体换成水，观察液面上升的高度和气球胀大的程度．
④杨红通过检验生成物：向B实验后的溶液中加入稀盐酸，观察到气泡产生现象，从而也证明CO2与NaOH发生了反应．

分析 （1）根据装置特点来检查装置气密性，实验室制取二氧化碳用大理石或石灰石和盐酸反应，铁是活泼金属可以和盐酸反应进行分析；
（2）①根据二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水进行分析；
②根据二氧化碳和氢氧化钠反应会生成碳酸钠和水，然后装置的压强会相应的减小，显现相应的现象进行分析；
③根据二氧化碳溶于水，会与水反应生成碳酸进行分析；
④根据盐酸和碳酸钠反应会生成二氧化碳和水、氯化钠进行分析．

解答 解：（1）关闭弹簧夹，将干燥管小头向下垂直放入盛有水的烧杯中，若观察到下端有水柱上升，但低于烧杯中水的液面，且一段时间没有变化，则表明该装置的气密性良好；实验室制取二氧化碳用大理石或石灰石和盐酸反应制取CO2的反应是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O；用该装置制取CO2的优点是随开随用，随关随停；因为铁能和盐酸反应生成氢气，因此不能用铁网代替铜网，化学方程式为：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；
（2）①二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；
②二氧化碳和氢氧化钠反应会生成碳酸钠和水，然后装置的压强会相应的减小，显现相应的现象；
③二氧化碳溶于水，会与水反应生成碳酸，所以上述实验不严谨，其理由是二氧化碳溶于水．要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，补做的对比实验是：将液体换成水，观察液面上升的高度和气球胀大的程度；
④盐酸和碳酸钠反应会生成二氧化碳和水、氯化钠，所以向B实验后的溶液中加入稀盐酸，观察到气泡产生现象，从而也证明CO2与NaOH发生了反应．
故答案为：（1）下端有水柱上升，但低于烧杯中水的液面，且一段时间没有变化；CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O；随开随用，随关随停；Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；        
（2）①Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；
②二氧化碳与氢氧化钠反应，使装置内的压强减小；
③二氧化碳溶于水，将液体换成水，观察液面上升的高度和气球胀大的程度；
④稀盐酸，气泡产生．

点评 本考点主要考查了仪器的名称、气体的制取装置和收集装置的选择，同时也考查了化学方程式的书写，综合性比较强．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．

练习册系列答案
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13．一般情况下，金属越活泼，与酸反应速度越快．为了探究金属Mg、Zn、Fe与酸反应的快慢，某研究性学习小组设计了如下实验（如图所示）：
实验步骤：
①取A、B、C三支试管，分别加入2mL浓度相同的盐酸溶液
②分别加入足量的、大小相等的Mg、Zn、Fe立即把三个相同的气球分别套在各试管口上．实验预测与分析：
（1）写出锌与盐酸反应的化学方程式：Zn+2HCl$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$ZnCl2+H2↑．
（2）气球膨胀速度最快的是A．（填试管编号）
（3）该实验表明，实验室一般用锌而不选用镁、铁制取氢气的主要原因是镁的反应速度太快不易收集，铁的反应慢收集时间过长．
（4）若取相同质量的三种金属与足量的稀盐酸反应，生成氢气的质量最多的是Mg．
14．在一堂化学实验课上，老师为每组同学分别提供了一瓶氢氧化钠溶液，让他们用1%的稀盐酸来测定其溶质的质量分数．以下是几组同学的设想及做法：
（1）甲组同学的实验如图1所示：在烧杯中加入5g氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，用滴管慢慢滴入1%的稀盐酸，并不断搅拌，至溶液颜色恰好变为无色为止．

请回答：
①酚酞溶液的作用是指示酸碱什么时候恰好完全反应；
②滴加稀盐酸时，用玻璃棒不断搅拌的目的是使混合均匀，反应充分；
③当溶液颜色恰好变为无色时，共用去了稀盐酸73g，则甲组这瓶氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为16%；
（2）乙组同学的设想是：在烧杯中加入一定量的氢氧化钠溶液，用滴管慢慢滴入1%的稀盐
酸，并不断搅拌，通过用pH试纸多次测定溶液pH的办法，达到实验目的．
①下列使用pH试纸的方法正确的是B（填字母）；
A．将pH试纸直接插入待测液中
B．将pH试纸放在干净的白瓷板上，用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上
C．将pH试纸润湿后放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上
②由于用pH试纸所测数值不够精确．在老师指导下，乙组同学取了5g氢氧化钠溶液进行了数字化实验，由计
算机描绘出了整个实验过程中溶液pH的变化图象（简单表示为图2）．
请回答：图中a点表示的含义是HCl与NaOH恰好完全反应；b点溶液中含有的溶质有NaCl、HCl；乙组同学要计算出本组这瓶氢氧化钠溶液中溶质的质量分数，除了要用到已有数据外，你认为还需要的数据是稀盐酸的密度；
（3）丙组同学在滴加稀盐酸一段时间后，发现溶液中有少量气泡产生．这一“异常现象”激起了他们的探究欲望，通过实验证明：该组所用氢氧化钠溶液已经变质．
请用化学方程式表示其变质原因2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；若要除去该溶液中的杂质，请简要写出你的实验方案：加入适量的石灰水，过滤（或逐滴加入石灰水至刚好不再产生沉淀，过滤）．
11．A、B等物质在溶液中存在如下三个转换关系：
（1）A+FeCl3→B↓（红褐色）+C
（2）C+D→E↓（白色）+F
（3）F+AgNO3→G↓（白色）+HNO3
完成C跟D溶液反应的化学方程式：BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl；
写出白色沉淀G的化学式AgCl；写出A溶液中溶质的化学式Ba（OH）2．
18．质量为5.6g的铁粉中混有一种金属杂质，当这些铁粉跟足量的盐酸完全反应后，生成氢气0.19g，则该铁粉中混有（　　）
A．镁B．铝C．锌D．无法确定
6．地壳中含量最多的金属与非金属组成的化合物是（　　）
A．FeOB．CaOC．Fe2O3D．Al2O3
13．水是人类生活中不可缺少的物质．
（1）下列净水方法中，通常用于除去水中难溶性杂质的是A
A．过滤B．煮沸C．蒸馏D．吸附
（2）为了探究水的组成，实验装置如图所示：
①该实验中，与两个电极相连的a、b两支玻璃管中产生的气体分别是H2和O2（填化学式），质量比为1：8．
②写出该反应的化学方程式2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H2↑+O2↑
（3）硬水给生活和生产带来很多麻烦，生活中常用肥皂水区分硬水和软水，常用煮沸方法降低水的硬度．
（4）水能灭火的原理是降低温度到可燃物的着火点以下．
10．在学完氧气的性质后，某校课外小组同学对铁丝在氧气中燃烧的实验进行了更深入的探究．
说明：下述实验中所用的8根铁丝均从1根长铁丝上截取，并且长度相同．
探究1：铁丝燃烧是否需要纯氧？
实验内容：取5根铁丝，分别在体积分数为90%、70%、65%、60%、55%的氧气中进行实验．
实验记录如下：
V（O2）%实验现象
90%燃烧剧烈，燃烧时间长，实验成功
70%燃烧比90%的弱，燃烧时间短，实验成功
65%燃烧比70%的弱，燃烧时间比70%的短，实验成功
60%燃烧比65%的弱，燃烧时间更短，实验成功
55%难以燃烧，只是发红
探究2：铁丝绕成螺旋状的原因是什么？
关于铁丝绕成螺旋状的原因，甲同学认为是为了增大与氧气的接触面积，乙同学认为是聚热效果好，能使未燃的铁丝更好的预热．在老师的指导下，小组同学进行了实验，实验操作及现象如下表所示，实验中3个集气瓶均盛有等量的水和体积分数相同的氧气．
实验操作实验现象
取3根铁丝，将1根拉直，另两根绕成宽窄不同的螺旋状，进行如图所示实验．
铁丝均燃烧，剧烈程度不同，II最剧烈，其次是 III，较弱的是 I．
回答下述问题：
（1）铁丝在氧气中燃烧的化学反应方程式为3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4．
（2）通过探究1实验，丙同学得出结论：铁丝在氧气中燃烧，所需氧气的最低体积分数为60%，你对他得出的结论的看法是结论错误，应该在60%、55%再选择一些数据进行验证．
（3）探究2实验中，3根铁丝均要完全伸入集气瓶中的原因是增大反应物与氧气的接触面积．
（4）根据探究2实验，你认为乙（填“甲”或“乙”）同学说法合理，其理由是铁丝的长度是相同的．
（5）探究1实验用排水法收集氧气时，每瓶都要留存30mL水，以防止熔融物炸裂瓶底．实验中收集体积分数为90%的氧气时，设应向空集气瓶中加入水的体积为x，请列出能求解x的计算式（310mL-V）×21%+（V-30mL）=（310mL-30mL）×90%（空集气瓶容积为310mL，不考虑橡皮塞所占体积）．
11．下列优选分子、原子、离子的说法中，正确的是（　　）
A．电解水的实验，说明化学变化中，分子可以再分
B．温度计中水银柱受热上升，说明温度升高，分子的间隔变大
C．原子得失电子可以变成离子，离子不能转化为原子
D．搜救犬能搜救地震中的幸存者，说明分子很小

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