6.(挑战创新)$\ce{CO_{2}}$的制取及性质
(1)制取$\ce{CO_{2}}$。

①写出仪器a的名称:
②实验室制取二氧化碳,应选择的发生装置和收集装置是
(2)$\ce{CO_{2}}$的性质实验。

①如图1所示,通入二氧化碳后,观察到澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式为
②实验得出“二氧化碳能与水发生化学反应”的结论,其依据的现象为
(3)跨学科实践。
一种“水草培育”气肥自动补充器,如图2所示。

[设计原理]采用$\ce{Na_{2}CO_{3}}$溶液和稀硫酸反应补充气肥$\ce{CO_{2}}$,水草需要吸收气肥$\ce{CO_{2}}$进行
[动手制作]使用时,将导管放入水草培育缸,调节输液调节器。该装置的优点是
(1)制取$\ce{CO_{2}}$。
①写出仪器a的名称:
试管
。②实验室制取二氧化碳,应选择的发生装置和收集装置是
BD
。该反应的化学方程式为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$
。(2)$\ce{CO_{2}}$的性质实验。
①如图1所示,通入二氧化碳后,观察到澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式为
$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}↓ + H_{2}O}$
。②实验得出“二氧化碳能与水发生化学反应”的结论,其依据的现象为
干燥的石蕊纸条不变色,湿润的石蕊纸条变红
。(3)跨学科实践。
一种“水草培育”气肥自动补充器,如图2所示。
[设计原理]采用$\ce{Na_{2}CO_{3}}$溶液和稀硫酸反应补充气肥$\ce{CO_{2}}$,水草需要吸收气肥$\ce{CO_{2}}$进行
光合
作用。[动手制作]使用时,将导管放入水草培育缸,调节输液调节器。该装置的优点是
可以控制反应的速率
。导管末端连接多孔玻璃泡的作用是增大二氧化碳与水的接触面积,使二氧化碳能更充分地溶解在水中被水草吸收
。答案
6.(1)①试管 ②BD $\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$
(2)①$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}↓ + H_{2}O}$ ②干燥的石蕊纸条不变色,湿润的石蕊纸条变红
(3)光合 可以控制反应的速率 增大二氧化碳与水的接触面积,使二氧化碳能更充分地溶解在水中被水草吸收
(2)①$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}↓ + H_{2}O}$ ②干燥的石蕊纸条不变色,湿润的石蕊纸条变红
(3)光合 可以控制反应的速率 增大二氧化碳与水的接触面积,使二氧化碳能更充分地溶解在水中被水草吸收
解析
【分析】
本题围绕二氧化碳的制取、性质及跨学科应用展开,解题思路如下:
1. 仪器名称:根据常见实验仪器的特征判断;
2. 制取$\ce{CO_{2}}$的装置选择:依据反应物状态(固液)和反应条件(常温)选发生装置,依据$\ce{CO_{2}}$的密度和溶解性选收集装置,反应方程式需遵循书写规则;
3. $\ce{CO_{2}}$性质实验:与澄清石灰水反应的方程式需标注沉淀符号;验证与水反应需做对比实验,观察干燥和湿润石蕊纸条的现象差异;
4. 跨学科部分:水草吸收$\ce{CO_{2}}$用于光合作用,装置优点结合调节器的作用分析,多孔玻璃泡的作用从增大接触面积角度分析。
【解析】
(1)①仪器a是实验室常用的反应容器,名称为试管;
②实验室制取$\ce{CO_{2}}$用大理石(固体)和稀盐酸(液体),反应不需要加热,故发生装置选B;$\ce{CO_{2}}$密度比空气大且能溶于水,因此用向上排空气法收集,选D,组合为BD;反应的化学方程式为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$;
(2)①$\ce{CO_{2}}$与澄清石灰水($\ce{Ca(OH)_{2}}$)反应生成碳酸钙沉淀和水,方程式为$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}↓ + H_{2}O}$;
②验证$\ce{CO_{2}}$能与水反应,需对比干燥和湿润的石蕊纸条:干燥的石蕊纸条接触$\ce{CO_{2}}$不变色,湿润的石蕊纸条(含水)接触$\ce{CO_{2}}$后变红,说明$\ce{CO_{2}}$与水发生了化学反应;
(3)水草光合作用需要$\ce{CO_{2}}$作为原料;装置中的输液调节器可控制液体滴加速度,从而控制反应速率;导管末端的多孔玻璃泡能增大$\ce{CO_{2}}$与水的接触面积,使$\ce{CO_{2}}$更充分溶解在水中被水草吸收。
【答案】
6.(1)①试管 ②BD $\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$
(2)①$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}↓ + H_{2}O}$ ②干燥的石蕊纸条不变色,湿润的石蕊纸条变红
(3)光合 可以控制反应的速率 增大二氧化碳与水的接触面积,使二氧化碳能更充分地溶解在水中被水草吸收
【知识点】
二氧化碳的实验室制取、二氧化碳的化学性质、化学方程式书写
【点评】
本题综合考查二氧化碳的制取、性质及跨学科实践应用,既涵盖基础实验知识(装置选择、反应原理),又联系实际气肥应用,难度适中,要求学生具备实验分析和知识迁移能力。
【难度系数】
0.6
本题围绕二氧化碳的制取、性质及跨学科应用展开,解题思路如下:
1. 仪器名称:根据常见实验仪器的特征判断;
2. 制取$\ce{CO_{2}}$的装置选择:依据反应物状态(固液)和反应条件(常温)选发生装置,依据$\ce{CO_{2}}$的密度和溶解性选收集装置,反应方程式需遵循书写规则;
3. $\ce{CO_{2}}$性质实验:与澄清石灰水反应的方程式需标注沉淀符号;验证与水反应需做对比实验,观察干燥和湿润石蕊纸条的现象差异;
4. 跨学科部分:水草吸收$\ce{CO_{2}}$用于光合作用,装置优点结合调节器的作用分析,多孔玻璃泡的作用从增大接触面积角度分析。
【解析】
(1)①仪器a是实验室常用的反应容器,名称为试管;
②实验室制取$\ce{CO_{2}}$用大理石(固体)和稀盐酸(液体),反应不需要加热,故发生装置选B;$\ce{CO_{2}}$密度比空气大且能溶于水,因此用向上排空气法收集,选D,组合为BD;反应的化学方程式为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$;
(2)①$\ce{CO_{2}}$与澄清石灰水($\ce{Ca(OH)_{2}}$)反应生成碳酸钙沉淀和水,方程式为$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}↓ + H_{2}O}$;
②验证$\ce{CO_{2}}$能与水反应,需对比干燥和湿润的石蕊纸条:干燥的石蕊纸条接触$\ce{CO_{2}}$不变色,湿润的石蕊纸条(含水)接触$\ce{CO_{2}}$后变红,说明$\ce{CO_{2}}$与水发生了化学反应;
(3)水草光合作用需要$\ce{CO_{2}}$作为原料;装置中的输液调节器可控制液体滴加速度,从而控制反应速率;导管末端的多孔玻璃泡能增大$\ce{CO_{2}}$与水的接触面积,使$\ce{CO_{2}}$更充分溶解在水中被水草吸收。
【答案】
6.(1)①试管 ②BD $\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$
(2)①$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}↓ + H_{2}O}$ ②干燥的石蕊纸条不变色,湿润的石蕊纸条变红
(3)光合 可以控制反应的速率 增大二氧化碳与水的接触面积,使二氧化碳能更充分地溶解在水中被水草吸收
【知识点】
二氧化碳的实验室制取、二氧化碳的化学性质、化学方程式书写
【点评】
本题综合考查二氧化碳的制取、性质及跨学科实践应用,既涵盖基础实验知识(装置选择、反应原理),又联系实际气肥应用,难度适中,要求学生具备实验分析和知识迁移能力。
【难度系数】
0.6
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