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16. (10 分)(2025·茂名月考)兴趣小组猜想木炭还原氧化铜的产物可能有金属铜、二氧化碳气体和一氧化碳气体,并设计实验加以验证。(氧化铁为红色,铁粉为黑色)
(1)A 处硬质玻璃管中的现象为
(2)一段时间后,发现 B 处硬质玻璃管中的红色物质中析出少量黑色固体,则此现象证明木炭还原氧化铜生成了
(3)反应前,先打开$\mathrm{K}_1$,向装置内通一段时间$\mathrm{N}_2$的原因是
(4)有同学提出,D 装置中出现浑浊不能证明木炭还原氧化铜生成了二氧化碳,你是否同意他的观点
(5)D 装置的作用有两个,分别是
(1)A 处硬质玻璃管中的现象为
黑色物质减少并有红色固体生成
。(2)一段时间后,发现 B 处硬质玻璃管中的红色物质中析出少量黑色固体,则此现象证明木炭还原氧化铜生成了
CO
气体,B 处硬质玻璃管中反应的化学方程式为$\ce{Fe_{2}O_{3} +3CO\xlongequal{高温}2Fe +3CO_{2}}$
。(3)反应前,先打开$\mathrm{K}_1$,向装置内通一段时间$\mathrm{N}_2$的原因是
排除装置中的空气对实验的影响
。装置 C 的作用是防止倒吸
。(4)有同学提出,D 装置中出现浑浊不能证明木炭还原氧化铜生成了二氧化碳,你是否同意他的观点
同意
,请说明理由CO和$\ce{Fe_{2}O_{3}}$反应也能生成$\ce{CO_{2}}$
。(5)D 装置的作用有两个,分别是
检验二氧化碳
,收集尾气
。答案
黑色物质
减少并有红色固体生成
CO
$\ce{Fe_{2}O_{3} +3CO\xlongequal{高温}2Fe +3CO_{2}}$
排除装置中的空气对实验的影响
防止倒吸
同意
CO和$\ce{Fe_{2}O_{3}}$反应也能生成$\ce{CO_{2}}$
检验二
氧化碳
收集尾气
减少并有红色固体生成
CO
$\ce{Fe_{2}O_{3} +3CO\xlongequal{高温}2Fe +3CO_{2}}$
排除装置中的空气对实验的影响
防止倒吸
同意
CO和$\ce{Fe_{2}O_{3}}$反应也能生成$\ce{CO_{2}}$
检验二
氧化碳
收集尾气
解析
【分析】
本题围绕木炭还原氧化铜产物的验证实验展开，需结合各物质的性质、实验装置的作用逐一分析：
1. A处是木炭与氧化铜加热反应，CuO为黑色，生成红色Cu，据此判断现象；
2. B处红色氧化铁出现黑色固体，说明有还原剂CO，CO还原Fe₂O₃生成黑色铁粉，据此确定气体和反应方程式；
3. 反应前通N₂是为了排尽装置内空气，防止空气对实验（如木炭与O₂反应、CO与O₂反应等）产生干扰；装置C在D前，可防止D中液体倒吸进入热的玻璃管；
4. 需考虑CO与Fe₂O₃反应也会生成CO₂，因此D中浑浊无法证明原反应生成CO₂；
5. D中澄清石灰水可检验CO₂，同时CO不溶于石灰水，可收集尾气。
【解析】
(1) A处木炭和氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，氧化铜为黑色，铜为红色，因此现象为黑色固体逐渐减少并有红色固体生成。
(2) B处红色氧化铁析出黑色固体，说明有CO生成（CO还原Fe₂O₃生成黑色铁粉），反应的化学方程式为$\ce{Fe_{2}O_{3} +3CO\xlongequal{高温}2Fe +3CO_{2}}$。
(3) 反应前通N₂是为了排除装置中的空气，防止空气中的氧气等对实验产生影响；装置C的作用是防止D装置中的液体倒吸进入热的硬质玻璃管，避免玻璃管炸裂。
(4) 同意该观点，因为CO与Fe₂O₃在加热条件下反应也会生成CO₂，会使澄清石灰水变浑浊，因此无法证明木炭还原氧化铜生成了CO₂。
(5) D装置中澄清石灰水的作用是检验生成的CO₂，同时CO不溶于澄清石灰水，可收集未反应的CO尾气。
【答案】
(1) 黑色物质减少并有红色固体生成
(2) CO；$\ce{Fe_{2}O_{3} +3CO\xlongequal{高温}2Fe +3CO_{2}}$
(3) 排除装置中的空气对实验的影响；防止倒吸
(4) 同意；CO和$\ce{Fe_{2}O_{3}}$反应也能生成$\ce{CO_{2}}$
(5) 检验二氧化碳；收集尾气
【知识点】
碳的还原性；一氧化碳的还原性；化学实验基本操作
【点评】
本题为实验探究题，结合物质性质与实验装置分析，考查学生对碳、一氧化碳性质的掌握及实验装置作用的理解，需注意反应产物的干扰因素，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕木炭还原氧化铜产物的验证实验展开，需结合各物质的性质、实验装置的作用逐一分析：
1. A处是木炭与氧化铜加热反应，CuO为黑色，生成红色Cu，据此判断现象；
2. B处红色氧化铁出现黑色固体，说明有还原剂CO，CO还原Fe₂O₃生成黑色铁粉，据此确定气体和反应方程式；
3. 反应前通N₂是为了排尽装置内空气，防止空气对实验（如木炭与O₂反应、CO与O₂反应等）产生干扰；装置C在D前，可防止D中液体倒吸进入热的玻璃管；
4. 需考虑CO与Fe₂O₃反应也会生成CO₂，因此D中浑浊无法证明原反应生成CO₂；
5. D中澄清石灰水可检验CO₂，同时CO不溶于石灰水，可收集尾气。
【解析】
(1) A处木炭和氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，氧化铜为黑色，铜为红色，因此现象为黑色固体逐渐减少并有红色固体生成。
(2) B处红色氧化铁析出黑色固体，说明有CO生成（CO还原Fe₂O₃生成黑色铁粉），反应的化学方程式为$\ce{Fe_{2}O_{3} +3CO\xlongequal{高温}2Fe +3CO_{2}}$。
(3) 反应前通N₂是为了排除装置中的空气，防止空气中的氧气等对实验产生影响；装置C的作用是防止D装置中的液体倒吸进入热的硬质玻璃管，避免玻璃管炸裂。
(4) 同意该观点，因为CO与Fe₂O₃在加热条件下反应也会生成CO₂，会使澄清石灰水变浑浊，因此无法证明木炭还原氧化铜生成了CO₂。
(5) D装置中澄清石灰水的作用是检验生成的CO₂，同时CO不溶于澄清石灰水，可收集未反应的CO尾气。
【答案】
(1) 黑色物质减少并有红色固体生成
(2) CO；$\ce{Fe_{2}O_{3} +3CO\xlongequal{高温}2Fe +3CO_{2}}$
(3) 排除装置中的空气对实验的影响；防止倒吸
(4) 同意；CO和$\ce{Fe_{2}O_{3}}$反应也能生成$\ce{CO_{2}}$
(5) 检验二氧化碳；收集尾气
【知识点】
碳的还原性；一氧化碳的还原性；化学实验基本操作
【点评】
本题为实验探究题，结合物质性质与实验装置分析，考查学生对碳、一氧化碳性质的掌握及实验装置作用的理解，需注意反应产物的干扰因素，难度适中。
【难度系数】
0.6
17. (10 分)以石灰石为原料的钙循环捕集废气中 $\ce{CO_{2}}$ 的流程如图：
(1)煅烧炉中发生反应的化学方程式为
(2)经多次循环后,$\ce{CaO}$作为吸附剂吸收$\ce{CO_{2}}$效果会降低,固体结构变化如图所示。多次循环后,吸附剂效果降低的原因是
(3)某兴趣小组为测定某石灰石(主要成分是$\ce{CaCO_{3}}$)的质量分数,做了如下实验:取 24 g 样品放入烧杯中,向其中逐渐加入稀盐酸(杂质不溶于水也不与酸反应),剩余固体质量随加入稀盐酸质量的变化关系如图所示。
①24 g 该石灰石样品中$\ce{CaCO_{3}}$的质量为
②计算充分反应后产生二氧化碳的质量。(写出计算过程)
(1)煅烧炉中发生反应的化学方程式为
$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO +CO_{2}\uparrow}$
。图中,$\ce{CO_{2}}$含量较低的是A
(填“A”或“B”)处。(2)经多次循环后,$\ce{CaO}$作为吸附剂吸收$\ce{CO_{2}}$效果会降低,固体结构变化如图所示。多次循环后,吸附剂效果降低的原因是
随着煅烧次数的增加,生成CaO的孔洞逐渐减少,吸附效果减弱
。(3)某兴趣小组为测定某石灰石(主要成分是$\ce{CaCO_{3}}$)的质量分数,做了如下实验:取 24 g 样品放入烧杯中,向其中逐渐加入稀盐酸(杂质不溶于水也不与酸反应),剩余固体质量随加入稀盐酸质量的变化关系如图所示。
①24 g 该石灰石样品中$\ce{CaCO_{3}}$的质量为
20
g。②计算充分反应后产生二氧化碳的质量。(写出计算过程)
答案
$\mathrm {CaCO}_{3}\xlongequal{高温}\mathrm {CaO} + \mathrm {CO}_{2}↑$
A
随着煅烧次数的增加，生成CaO的孔洞逐渐减少，吸附效果减弱
20
解：设充分反应后产生二氧化碳的质量为x。
$ \ce{CaCO_{3} +2HCl\xlongequal{}CaCl_{2} +H_{2}O +CO_{2}\uparrow}$
100 44
20g x
$\dfrac{100}{44}=\dfrac{20\ \mathrm{g}}{x}$
$ x=8.8\ \mathrm{g}$
答：充分反应后生成$\ce{CO_{2}}$的质量为8.8 g。
解析
【分析】
本题围绕钙循环捕集CO₂的工艺流程及石灰石中CaCO₃质量分数的测定展开，解题思路如下：
1. 第一问：煅烧炉中碳酸钙高温分解，需正确书写化学方程式；根据钙循环原理，CaO吸收CO₂，A处为吸收后的气体，CO₂含量更低。
2. 第二问：结合CaO吸附剂的结构变化，多次循环后孔洞减少，吸附能力下降，导致效果降低。
3. 第三问：根据剩余固体为杂质，计算CaCO₃质量；再利用化学方程式，结合CaCO₃质量计算生成CO₂的质量。
【解析】
(1) 煅烧炉中，碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳，化学方程式为$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}↑}$；钙循环捕集CO₂时，CaO吸收CO₂，A处为吸收CO₂后的气体，故CO₂含量较低的是A处。
(2) 多次循环煅烧后，生成的CaO孔洞逐渐减少，吸附CO₂的能力减弱，因此吸附剂效果降低。
(3) ①石灰石样品中杂质不溶于水也不与酸反应，剩余固体为杂质，故$\ce{CaCO_{3}}$的质量为$24\ \mathrm{g} - 4\ \mathrm{g}=20\ \mathrm{g}$；
②设充分反应后产生二氧化碳的质量为$x$。
$\ce{CaCO_{3} +2HCl\xlongequal{}CaCl_{2} +H_{2}O +CO_{2}\uparrow}$
$\quad100\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad44$
$\quad20\ \mathrm{g}\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad x$
$\dfrac{100}{44}=\dfrac{20\ \mathrm{g}}{x}$
解得$x=8.8\ \mathrm{g}$。
【答案】
$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}↑}$；A；随着煅烧次数的增加，生成CaO的孔洞逐渐减少，吸附效果减弱；20；解：设充分反应后产生二氧化碳的质量为x。$\ce{CaCO_{3} +2HCl\xlongequal{}CaCl_{2} +H_{2}O +CO_{2}\uparrow}$ 100 44 20g x $\dfrac{100}{44}=\dfrac{20\ \mathrm{g}}{x}$ $x=8.8\ \mathrm{g}$ 答：充分反应后生成$\ce{CO_{2}}$的质量为8.8 g。
【知识点】
化学方程式书写、碳酸钙的性质、根据化学方程式计算
【点评】
本题结合工艺流程考察基础化学知识，涵盖化学方程式书写、物质结构对性质的影响及化学计算，注重知识的应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕钙循环捕集CO₂的工艺流程及石灰石中CaCO₃质量分数的测定展开，解题思路如下：
1. 第一问：煅烧炉中碳酸钙高温分解，需正确书写化学方程式；根据钙循环原理，CaO吸收CO₂，A处为吸收后的气体，CO₂含量更低。
2. 第二问：结合CaO吸附剂的结构变化，多次循环后孔洞减少，吸附能力下降，导致效果降低。
3. 第三问：根据剩余固体为杂质，计算CaCO₃质量；再利用化学方程式，结合CaCO₃质量计算生成CO₂的质量。
【解析】
(1) 煅烧炉中，碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳，化学方程式为$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}↑}$；钙循环捕集CO₂时，CaO吸收CO₂，A处为吸收CO₂后的气体，故CO₂含量较低的是A处。
(2) 多次循环煅烧后，生成的CaO孔洞逐渐减少，吸附CO₂的能力减弱，因此吸附剂效果降低。
(3) ①石灰石样品中杂质不溶于水也不与酸反应，剩余固体为杂质，故$\ce{CaCO_{3}}$的质量为$24\ \mathrm{g} - 4\ \mathrm{g}=20\ \mathrm{g}$；
②设充分反应后产生二氧化碳的质量为$x$。
$\ce{CaCO_{3} +2HCl\xlongequal{}CaCl_{2} +H_{2}O +CO_{2}\uparrow}$
$\quad100\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad44$
$\quad20\ \mathrm{g}\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad x$
$\dfrac{100}{44}=\dfrac{20\ \mathrm{g}}{x}$
解得$x=8.8\ \mathrm{g}$。
【答案】
$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}↑}$；A；随着煅烧次数的增加，生成CaO的孔洞逐渐减少，吸附效果减弱；20；解：设充分反应后产生二氧化碳的质量为x。$\ce{CaCO_{3} +2HCl\xlongequal{}CaCl_{2} +H_{2}O +CO_{2}\uparrow}$ 100 44 20g x $\dfrac{100}{44}=\dfrac{20\ \mathrm{g}}{x}$ $x=8.8\ \mathrm{g}$ 答：充分反应后生成$\ce{CO_{2}}$的质量为8.8 g。
【知识点】
化学方程式书写、碳酸钙的性质、根据化学方程式计算
【点评】
本题结合工艺流程考察基础化学知识，涵盖化学方程式书写、物质结构对性质的影响及化学计算，注重知识的应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
三、实验探究题(共21分)
18.(9分)(2025·南通月考)请根据下列装置图,回答有关问题：
(1)装置图中标号b的仪器名称是
(2)实验室用装置A和装置B都可以用来制氧气,写出用装置A制取氧气的化学方程式:
(3)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为
(4)装置F是医用输液观察滴液快慢的滴壶,若用它作微型洗气装置,则气体应从
18.(9分)(2025·南通月考)请根据下列装置图,回答有关问题：
(1)装置图中标号b的仪器名称是
锥形瓶
。(2)实验室用装置A和装置B都可以用来制氧气,写出用装置A制取氧气的化学方程式:
$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta}K_{2}MnO_{4} +MnO_{2} +O_{2}\uparrow}$
,收集氧气时,不能选择的收集装置是E
(填装置的字母编号,下同)。(3)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为
$\ce{CaCO_{3} +2HCl\xlongequal{}CaCl_{2} +CO_{2}\uparrow +H_{2}O}$
,可选择的发生装置为B
。(4)装置F是医用输液观察滴液快慢的滴壶,若用它作微型洗气装置,则气体应从
d
(填“c”或“d”)进入,其中所装洗气的液体不能装满的原因是防止通入的气体把洗气液体压出滴壶
。答案
锥形瓶
$ 2\mathrm {KMnO}_{4}\xlongequal{∆}\mathrm {K}_{2}\mathrm {MnO}_{4} +\mathrm {MnO}_{2} +\mathrm {O}_{2}↑$
E
$ \mathrm {CaCO}_{3} +2\mathrm {HCl}\xlongequal{}\mathrm {CaCl}_{2} +\mathrm {CO}_{2}↑ +\mathrm {H}_{2}\mathrm {O}$
B
d
防止通
入的气体把洗气液体压出滴壶
解析
【分析】
本题为化学实验基础题，解题思路如下：
1. 第一问需根据仪器形状识别常见化学仪器，牢记常见仪器名称即可判断标号b为锥形瓶。
2. 第二问，装置A是固体加热型发生装置，对应高锰酸钾受热分解制氧气，需正确书写化学方程式（注意反应条件、配平、气体符号）；氧气的收集需依据其密度和溶解性，氧气密度比空气大、不易溶于水，因此不能用向下排空气法（装置E）。
3. 第三问，大理石（主要成分$\ce{CaCO_{3}}$）与稀盐酸反应制二氧化碳，属于固液不加热型反应，对应发生装置为B，需正确书写反应的化学方程式。
4. 第四问，装置F作洗气装置时，气体需通入洗气液中才能达到洗气目的，故从d端进入；洗气液体不能装满是因为通入气体后装置内压强增大，会将液体压出滴壶。
【解析】
(1) 装置图中标号b的仪器为锥形瓶，是初中化学常见的反应容器。
(2) 装置A为固体加热型发生装置，适用于高锰酸钾受热分解制取氧气，反应的化学方程式为：$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{∆}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}↑}$；氧气密度比空气大且不易溶于水，可选用向上排空气法（装置D）或排水法（装置C）收集，不能用向下排空气法（装置E）。
(3) 大理石（主要成分为$\ce{CaCO_{3}}$）与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：$\ce{CaCO_{3} + 2HCl\xlongequal{}CaCl_{2} + CO_{2}↑ + H_{2}O}$；该反应为固液不加热型，故选择发生装置B。
(4) 装置F作微型洗气装置时，气体应从d端进入，使气体通过洗气液以完成洗气；洗气液体不能装满的原因是：通入气体后装置内压强增大，会将洗气液体压出滴壶。
【答案】
锥形瓶；$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{∆}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}↑}$；E；$\ce{CaCO_{3} + 2HCl\xlongequal{}CaCl_{2} + CO_{2}↑ + H_{2}O}$；B；d；防止通入的气体把洗气液体压出滴壶
【知识点】
化学实验仪器识别；氧气的制取与收集；二氧化碳的制取；气体洗气装置原理
【点评】
本题考查初中化学实验核心基础内容，涵盖仪器名称、气体制取的装置选择与化学方程式书写、洗气装置使用原理，均为常考知识点，侧重基础实验知识的掌握，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题为化学实验基础题，解题思路如下：
1. 第一问需根据仪器形状识别常见化学仪器，牢记常见仪器名称即可判断标号b为锥形瓶。
2. 第二问，装置A是固体加热型发生装置，对应高锰酸钾受热分解制氧气，需正确书写化学方程式（注意反应条件、配平、气体符号）；氧气的收集需依据其密度和溶解性，氧气密度比空气大、不易溶于水，因此不能用向下排空气法（装置E）。
3. 第三问，大理石（主要成分$\ce{CaCO_{3}}$）与稀盐酸反应制二氧化碳，属于固液不加热型反应，对应发生装置为B，需正确书写反应的化学方程式。
4. 第四问，装置F作洗气装置时，气体需通入洗气液中才能达到洗气目的，故从d端进入；洗气液体不能装满是因为通入气体后装置内压强增大，会将液体压出滴壶。
【解析】
(1) 装置图中标号b的仪器为锥形瓶，是初中化学常见的反应容器。
(2) 装置A为固体加热型发生装置，适用于高锰酸钾受热分解制取氧气，反应的化学方程式为：$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{∆}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}↑}$；氧气密度比空气大且不易溶于水，可选用向上排空气法（装置D）或排水法（装置C）收集，不能用向下排空气法（装置E）。
(3) 大理石（主要成分为$\ce{CaCO_{3}}$）与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：$\ce{CaCO_{3} + 2HCl\xlongequal{}CaCl_{2} + CO_{2}↑ + H_{2}O}$；该反应为固液不加热型，故选择发生装置B。
(4) 装置F作微型洗气装置时，气体应从d端进入，使气体通过洗气液以完成洗气；洗气液体不能装满的原因是：通入气体后装置内压强增大，会将洗气液体压出滴壶。
【答案】
锥形瓶；$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{∆}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}↑}$；E；$\ce{CaCO_{3} + 2HCl\xlongequal{}CaCl_{2} + CO_{2}↑ + H_{2}O}$；B；d；防止通入的气体把洗气液体压出滴壶
【知识点】
化学实验仪器识别；氧气的制取与收集；二氧化碳的制取；气体洗气装置原理
【点评】
本题考查初中化学实验核心基础内容，涵盖仪器名称、气体制取的装置选择与化学方程式书写、洗气装置使用原理，均为常考知识点，侧重基础实验知识的掌握，难度适中。
【难度系数】
0.6
