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1. 易错题 实验室里制取氧气，老师给同学们提供了下列试剂和常用装置，请回答下列问题：
试剂：① 过氧化氢溶液；② 高锰酸钾；③ 氯酸钾；④ 二氧化锰。
装置：如图所示。
（1）组装装置 A 时，酒精灯应在固定试管之
（2）从节能环保方面考虑，实验室制取并收集较纯净的氧气，应选择图中
（3）若小明选择装置 A 和 E 来制取氧气，则他选择的试剂应为
（4）若用装置 F 进行排空气法收集氧气，则氧气应从装置 F 的
试剂：① 过氧化氢溶液；② 高锰酸钾；③ 氯酸钾；④ 二氧化锰。
装置：如图所示。
（1）组装装置 A 时，酒精灯应在固定试管之
前
（填“前”或“后”）放置；装置 B 中长颈漏斗必须伸入液面以下的原因是防止生成的气体从长颈漏斗口逸出
。（2）从节能环保方面考虑，实验室制取并收集较纯净的氧气，应选择图中
BE
（填字母）进行组合。（3）若小明选择装置 A 和 E 来制取氧气，则他选择的试剂应为
③④
（填序号）；还可用装置C
（填“C”或“D”）来收集氧气，则验满的操作方法是将带火星的木条放在集气瓶口
，观察木条是否复燃。（4）若用装置 F 进行排空气法收集氧气，则氧气应从装置 F 的
a
（填“a”或“b”，下同）口通入；若将装置 F 中装满水，用排水法收集氧气，则氧气应从装置 F 的b
口通入。答案
（1）前 防止生成的气体从长颈漏斗口逸出
（2）BE
（3）③④ C 集气瓶口
（4）a b
解析：(1) 组装装置 A 时，应先放好酒精灯，再固定试管；装置 B 中长颈漏斗必须伸入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗口逸出。(2) 用二氧化锰作催化剂，分解过氧化氢溶液制取氧气，在常温下进行，可节约能源；排水法收集的氧气比较纯净，故选择装置 BE。(3) 装置 A 是用加热固体的方法制取气体，试管口无棉花团，说明小明选择的试剂是氯酸钾和二氧化锰；除装置 E 外，还可用向上排空气法收集氧气，即选择装置 C 收集氧气，验满的操作方法是将带火星的木条放在集气瓶口，观察木条是否复燃。(4) 氧气的密度比空气大，所以用装置 F 收集氧气时，氧气应从长管进；若将装置 F 中装满水，用排水法收集氧气时，则氧气应从短管进，水从长管出。
（2）BE
（3）③④ C 集气瓶口
（4）a b
解析：(1) 组装装置 A 时，应先放好酒精灯，再固定试管；装置 B 中长颈漏斗必须伸入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗口逸出。(2) 用二氧化锰作催化剂，分解过氧化氢溶液制取氧气，在常温下进行，可节约能源；排水法收集的氧气比较纯净，故选择装置 BE。(3) 装置 A 是用加热固体的方法制取气体，试管口无棉花团，说明小明选择的试剂是氯酸钾和二氧化锰；除装置 E 外，还可用向上排空气法收集氧气，即选择装置 C 收集氧气，验满的操作方法是将带火星的木条放在集气瓶口，观察木条是否复燃。(4) 氧气的密度比空气大，所以用装置 F 收集氧气时，氧气应从长管进；若将装置 F 中装满水，用排水法收集氧气时，则氧气应从短管进，水从长管出。
解析
【分析】
我们可以按照题目小问的顺序逐步推导：
1. 第一问涉及实验装置组装顺序和发生装置的操作要点：组装加热类实验装置要遵循从下到上的原则，先确定热源酒精灯的位置，才能根据酒精灯火焰高度调整试管的固定高度；长颈漏斗伸入液面下是为了形成液封，避免气体从漏斗口逸出。
2. 第二问要紧扣“节能环保”和“收集较纯净氧气”两个条件：不需要加热的过氧化氢分解制氧最节能，不需要额外消耗能源，收集纯净氧气优先选排水法，对应选出发生和收集装置。
3. 第三问要注意A装置试管口没有棉花，排除高锰酸钾作为反应物，对应选氯酸钾和二氧化锰；氧气密度比空气大，用向上排空气法收集，验满操作是将带火星木条放在集气瓶口。
4. 第四问是多功能瓶F的使用：排空气法收集密度比空气大的气体要长进短出，排水法收集难溶于水的气体要短进长出，据此判断进气口。
【解析】
(1) 组装装置A时，按照从下至上的组装顺序，需要先放置酒精灯，再根据酒精灯外焰的高度调整试管的固定位置，因此酒精灯应在固定试管之前放置；装置B中长颈漏斗伸入液面以下，可以形成液封，防止反应生成的气体从长颈漏斗口逸出，保证装置气密性良好。
(2) 从节能环保角度，过氧化氢在二氧化锰催化下常温分解制取氧气，不需要加热，无需额外消耗能源，符合要求，发生装置选择固液不加热型的B；要收集较纯净的氧气，排水法（装置E）收集的气体纯度远高于排空气法，因此装置组合为BE。
(3) 装置A为固体加热型发生装置，且试管口没有放置棉花团，若使用高锰酸钾会有粉末进入导管的风险，因此选择的试剂是氯酸钾和二氧化锰，对应序号③④；氧气密度大于空气，可选用向上排空气法的装置C收集，氧气验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃说明氧气已经收集满。
(4) 氧气密度比空气大，用装置F进行排空气法收集时，氧气从长导管a通入，密度更小的空气从短导管b排出；若装置F装满水用排水法收集氧气，氧气密度远小于水，氧气从短导管b通入，水从长导管a排出。
【答案】
（1）前；防止生成的气体从长颈漏斗口逸出
（2）BE
（3）③④；C；集气瓶口
（4）a；b
【知识点】
氧气的实验室制法；实验装置操作；多功能瓶使用
【点评】
本题是氧气制取板块的经典易错题，覆盖了装置组装顺序、发生装置选择依据、不同收集方法的特点、多功能瓶的多场景用法等核心考点，容易出错的点包括A装置无棉花对应的反应物判断、多功能瓶不同收集方式的进气口区分，能够有效帮助学生厘清实验操作背后的原理，规避常见的认知误区。
【难度系数】
0.6
我们可以按照题目小问的顺序逐步推导：
1. 第一问涉及实验装置组装顺序和发生装置的操作要点：组装加热类实验装置要遵循从下到上的原则，先确定热源酒精灯的位置，才能根据酒精灯火焰高度调整试管的固定高度；长颈漏斗伸入液面下是为了形成液封，避免气体从漏斗口逸出。
2. 第二问要紧扣“节能环保”和“收集较纯净氧气”两个条件：不需要加热的过氧化氢分解制氧最节能，不需要额外消耗能源，收集纯净氧气优先选排水法，对应选出发生和收集装置。
3. 第三问要注意A装置试管口没有棉花，排除高锰酸钾作为反应物，对应选氯酸钾和二氧化锰；氧气密度比空气大，用向上排空气法收集，验满操作是将带火星木条放在集气瓶口。
4. 第四问是多功能瓶F的使用：排空气法收集密度比空气大的气体要长进短出，排水法收集难溶于水的气体要短进长出，据此判断进气口。
【解析】
(1) 组装装置A时，按照从下至上的组装顺序，需要先放置酒精灯，再根据酒精灯外焰的高度调整试管的固定位置，因此酒精灯应在固定试管之前放置；装置B中长颈漏斗伸入液面以下，可以形成液封，防止反应生成的气体从长颈漏斗口逸出，保证装置气密性良好。
(2) 从节能环保角度，过氧化氢在二氧化锰催化下常温分解制取氧气，不需要加热，无需额外消耗能源，符合要求，发生装置选择固液不加热型的B；要收集较纯净的氧气，排水法（装置E）收集的气体纯度远高于排空气法，因此装置组合为BE。
(3) 装置A为固体加热型发生装置，且试管口没有放置棉花团，若使用高锰酸钾会有粉末进入导管的风险，因此选择的试剂是氯酸钾和二氧化锰，对应序号③④；氧气密度大于空气，可选用向上排空气法的装置C收集，氧气验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃说明氧气已经收集满。
(4) 氧气密度比空气大，用装置F进行排空气法收集时，氧气从长导管a通入，密度更小的空气从短导管b排出；若装置F装满水用排水法收集氧气，氧气密度远小于水，氧气从短导管b通入，水从长导管a排出。
【答案】
（1）前；防止生成的气体从长颈漏斗口逸出
（2）BE
（3）③④；C；集气瓶口
（4）a；b
【知识点】
氧气的实验室制法；实验装置操作；多功能瓶使用
【点评】
本题是氧气制取板块的经典易错题，覆盖了装置组装顺序、发生装置选择依据、不同收集方法的特点、多功能瓶的多场景用法等核心考点，容易出错的点包括A装置无棉花对应的反应物判断、多功能瓶不同收集方式的进气口区分，能够有效帮助学生厘清实验操作背后的原理，规避常见的认知误区。
【难度系数】
0.6
2. 某兴趣小组设计如图所示的装置,测定石灰石中碳酸钙的质量。下列说法中,不正确的是
（
A.检查装置的气密性时,应先将a管用止水夹夹紧,再上下移动c管
B.不能用稀硫酸代替盐酸
C.反应产生的二氧化碳使得b管内压强增大
D.a管的作用是平衡试管和分液漏斗内压强
（
A
）A.检查装置的气密性时,应先将a管用止水夹夹紧,再上下移动c管
B.不能用稀硫酸代替盐酸
C.反应产生的二氧化碳使得b管内压强增大
D.a管的作用是平衡试管和分液漏斗内压强
答案
A
解析：检查装置的气密性时,不用夹紧a管,只需上下移动c管,导致左侧装置内气压和外界大气压不同,观察b、c管中是否有稳定的液面差,若形成的液面差稳定,则说明左侧装置和外界不连通,装置气密性良好,A错误;因为稀硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水,覆盖在石灰石表面,阻止反应的进行,所以不能用稀硫酸代替盐酸,B正确;石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,反应产生的二氧化碳进入b管,使得b管内压强增大,C正确;a管可以平衡试管和分液漏斗内压强,便于液体流下,D正确。
解析：检查装置的气密性时,不用夹紧a管,只需上下移动c管,导致左侧装置内气压和外界大气压不同,观察b、c管中是否有稳定的液面差,若形成的液面差稳定,则说明左侧装置和外界不连通,装置气密性良好,A错误;因为稀硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水,覆盖在石灰石表面,阻止反应的进行,所以不能用稀硫酸代替盐酸,B正确;石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,反应产生的二氧化碳进入b管,使得b管内压强增大,C正确;a管可以平衡试管和分液漏斗内压强,便于液体流下,D正确。
解析
【分析】
这道题属于化学实验综合评价题，解题时需要结合实验原理、操作规范逐个判断选项正误：首先明确整套装置的设计逻辑，是通过碳酸钙和盐酸反应生成CO₂，利用油层避免CO₂溶于水，通过b、c管的液面变化量气来测定碳酸钙质量。接下来依次验证选项：先回忆连通式量气装置的气密性检查方法，判断A的操作是否正确；再回忆碳酸钙和不同酸的反应特点判断B；结合反应生成气体的特点判断压强变化的C选项；最后分析a管的连通结构，判断其作用是否如D描述。
【解析】
我们逐个对选项进行分析：
1. 选项A：检查该装置气密性时，无需夹紧a管，整套装置本身属于连通的密闭体系，只需上下移动c管，若b、c两管之间能形成稳定的液面差，就说明装置气密性良好。若夹紧a管反而不符合该装置的气密性检查操作要求，该说法错误。
2. 选项B：稀硫酸和碳酸钙反应会生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙会覆盖在石灰石表面，隔绝内部的碳酸钙和酸继续接触，阻止反应持续进行，因此不能用稀硫酸代替稀盐酸，该说法正确。
3. 选项C：石灰石中碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，生成的二氧化碳进入b管后，b管内气体总量增加，压强随之增大，该说法正确。
4. 选项D：a管将试管的上部空间和分液漏斗的上部空间连通，能够平衡两处的压强，避免分液漏斗内因为压强减小液体无法流下，便于稀盐酸顺利滴下，该说法正确。
【答案】
A
【知识点】
装置气密性检查，二氧化碳实验室制备，连通器原理
【点评】
本题结合改良的量气实验装置进行考察，既覆盖了二氧化碳制备的基础注意事项，也考察了特殊装置的气密性检查逻辑和部件作用，易错点在于学生容易受常规气密性检查“夹紧所有导管”的思维定式影响，误判A选项正确，忽略a管是装置内部的连通平衡管，不需要额外夹紧。
【难度系数】
0.6
这道题属于化学实验综合评价题，解题时需要结合实验原理、操作规范逐个判断选项正误：首先明确整套装置的设计逻辑，是通过碳酸钙和盐酸反应生成CO₂，利用油层避免CO₂溶于水，通过b、c管的液面变化量气来测定碳酸钙质量。接下来依次验证选项：先回忆连通式量气装置的气密性检查方法，判断A的操作是否正确；再回忆碳酸钙和不同酸的反应特点判断B；结合反应生成气体的特点判断压强变化的C选项；最后分析a管的连通结构，判断其作用是否如D描述。
【解析】
我们逐个对选项进行分析：
1. 选项A：检查该装置气密性时，无需夹紧a管，整套装置本身属于连通的密闭体系，只需上下移动c管，若b、c两管之间能形成稳定的液面差，就说明装置气密性良好。若夹紧a管反而不符合该装置的气密性检查操作要求，该说法错误。
2. 选项B：稀硫酸和碳酸钙反应会生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙会覆盖在石灰石表面，隔绝内部的碳酸钙和酸继续接触，阻止反应持续进行，因此不能用稀硫酸代替稀盐酸，该说法正确。
3. 选项C：石灰石中碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，生成的二氧化碳进入b管后，b管内气体总量增加，压强随之增大，该说法正确。
4. 选项D：a管将试管的上部空间和分液漏斗的上部空间连通，能够平衡两处的压强，避免分液漏斗内因为压强减小液体无法流下，便于稀盐酸顺利滴下，该说法正确。
【答案】
A
【知识点】
装置气密性检查，二氧化碳实验室制备，连通器原理
【点评】
本题结合改良的量气实验装置进行考察，既覆盖了二氧化碳制备的基础注意事项，也考察了特殊装置的气密性检查逻辑和部件作用，易错点在于学生容易受常规气密性检查“夹紧所有导管”的思维定式影响，误判A选项正确，忽略a管是装置内部的连通平衡管，不需要额外夹紧。
【难度系数】
0.6
3. [2025莆田质检]学习小组在实验室开展“二氧化碳制取的研究”实践性活动。
活动一:制取二氧化碳方案的选择
利用碳酸钠粉末、块状石灰石、稀盐酸、稀硫酸等4种药品设计制取二氧化碳的方案。在点滴板上分别放好等质量的固体药品,然后同时滴加4滴等浓度的两种酸,观察并记录现象,如下表:
| 组 别 | 实验药品 | 反应速率 | 产生气泡持续时间 |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| 1 | 碳酸钠粉末和稀盐酸 | 很快 | 短 |
| 2 | 碳酸钠粉末和稀硫酸 | 图1 很快 | 短 |
| 3 | 块状石灰石和稀盐酸 | 较快 | 长 |
| 4 | 块状石灰石和稀硫酸 | 较快 | 短 |
(1)选择块状石灰石和稀盐酸作为制取$\ce{CO_{2}}$的理由是
(2)组别3反应的化学方程式为
活动二:收集二氧化碳方案的选择
用向上排空气法收集二氧化碳时,常将燃着的小木条放在集气瓶口进行验满,为了确定该方法是否可靠,进行如下实验:用100 mL三颈烧瓶收集二氧化碳,记录瓶内氧气体积分数随时间的变化,装置及结果如图所示。
(3)选择向上排空气法收集二氧化碳的依据是
(4)100 s时,瓶口的小木条熄灭,此时记录的氧气体积分数为10%,则收集到的二氧化碳体积分数约为
(5)结合数据分析,用向上排空气法收集二氧化碳时,为了使收集到的气体纯度更高,可以采取的方法是
活动一:制取二氧化碳方案的选择
利用碳酸钠粉末、块状石灰石、稀盐酸、稀硫酸等4种药品设计制取二氧化碳的方案。在点滴板上分别放好等质量的固体药品,然后同时滴加4滴等浓度的两种酸,观察并记录现象,如下表:
| 组 别 | 实验药品 | 反应速率 | 产生气泡持续时间 |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| 1 | 碳酸钠粉末和稀盐酸 | 很快 | 短 |
| 2 | 碳酸钠粉末和稀硫酸 | 图1 很快 | 短 |
| 3 | 块状石灰石和稀盐酸 | 较快 | 长 |
| 4 | 块状石灰石和稀硫酸 | 较快 | 短 |
(1)选择块状石灰石和稀盐酸作为制取$\ce{CO_{2}}$的理由是
反应速率较快，产生气泡持续时间长
。(2)组别3反应的化学方程式为
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
。活动二:收集二氧化碳方案的选择
用向上排空气法收集二氧化碳时,常将燃着的小木条放在集气瓶口进行验满,为了确定该方法是否可靠,进行如下实验:用100 mL三颈烧瓶收集二氧化碳,记录瓶内氧气体积分数随时间的变化,装置及结果如图所示。
(3)选择向上排空气法收集二氧化碳的依据是
二氧化碳的密度大于空气的密度
。(4)100 s时,瓶口的小木条熄灭,此时记录的氧气体积分数为10%,则收集到的二氧化碳体积分数约为
50%
。(5)结合数据分析,用向上排空气法收集二氧化碳时,为了使收集到的气体纯度更高,可以采取的方法是
在木条熄灭后，再通入二氧化碳一段时间
。答案
（1）反应速率较快，产生气泡持续时间长
（2）$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
（3）二氧化碳的密度大于空气的密度
（4）50%
（5）在木条熄灭后，再通入二氧化碳一段时间
解析：(1) 结合题表可知，选择块状石灰石和稀盐酸作为制备$\ce{CO_{2}}$的理由是反应速率较快，产生气泡持续时间长。(2) 碳酸钙与稀盐酸反应得到氯化钙和二氧化碳、水，组别3反应的化学方程式为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$。(3) 选择向上排空气法收集二氧化碳的依据是二氧化碳的密度大于空气的密度。(4) 100 s时，氧气体积分数为10%，因为氧气约占空气体积的五分之一，此时瓶内空气的体积分数约为50%，则收集到的二氧化碳体积分数约为50%。(5) 结合数据分析，当燃着的木条熄灭时二氧化碳体积分数仍较低，故用向上排空气法收集二氧化碳时，为了使收集到的气体纯度更高，可以采取的方法是在木条熄灭后，再通入二氧化碳气体一段时间。
（2）$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
（3）二氧化碳的密度大于空气的密度
（4）50%
（5）在木条熄灭后，再通入二氧化碳一段时间
解析：(1) 结合题表可知，选择块状石灰石和稀盐酸作为制备$\ce{CO_{2}}$的理由是反应速率较快，产生气泡持续时间长。(2) 碳酸钙与稀盐酸反应得到氯化钙和二氧化碳、水，组别3反应的化学方程式为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$。(3) 选择向上排空气法收集二氧化碳的依据是二氧化碳的密度大于空气的密度。(4) 100 s时，氧气体积分数为10%，因为氧气约占空气体积的五分之一，此时瓶内空气的体积分数约为50%，则收集到的二氧化碳体积分数约为50%。(5) 结合数据分析，当燃着的木条熄灭时二氧化碳体积分数仍较低，故用向上排空气法收集二氧化碳时，为了使收集到的气体纯度更高，可以采取的方法是在木条熄灭后，再通入二氧化碳气体一段时间。
解析
【分析】
这道题围绕二氧化碳的实验室制取展开，解题时我们可以逐问对应题干给出的信息推导：
1. 第(1)问直接对照表格里四组实验的反应速率、气泡持续时间的差异，选出适合制取气体的组合的优势即可，要满足反应速率适中、能持续产气方便收集的要求。
2. 第(2)问是实验室制二氧化碳的基础反应方程式，按照书写规则配平、标注状态即可。
3. 第(3)问回忆排空气法收集气体的选择依据，向上排空气法对应气体密度比空气大的特点，直接对应二氧化碳的性质作答。
4. 第(4)问利用空气中氧气约占1/5（体积分数20%）的常识，已知此时瓶内氧气占10%，反推剩余空气的占比，剩下的体积就是二氧化碳的占比。
5. 第(5)问结合图像数据，发现木条熄灭时瓶内氧气占比还很高，二氧化碳纯度不足，后续继续通二氧化碳还能进一步降低氧气占比，由此得出优化收集的方法。
【解析】
(1) 对比四组实验：碳酸钠和酸反应速率过快、产气持续时间短，不利于收集气体；块状石灰石和稀硫酸反应产气持续时间短，无法稳定获得足量二氧化碳；只有块状石灰石和稀盐酸反应速率较快，产生气泡持续时间长，便于收集二氧化碳，因此选择该组合。
(2) 块状石灰石的主要成分为碳酸钙，和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，配平后化学方程式为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$。
(3) 向上排空气法适用于收集密度大于空气、且不与空气组分反应的气体，二氧化碳的密度大于空气的密度，因此选择向上排空气法收集。
(4) 已知空气中氧气的体积分数约为20%，100s时瓶内氧气体积分数为10%，说明此时瓶内剩余空气的体积分数为$\frac{10\%}{20\%}=50\%$，因此二氧化碳的体积分数为$1-50\%=50\%$。
(5) 由氧气体积分数变化曲线可知，100s时木条熄灭后，瓶内氧气体积分数还在持续下降，二氧化碳占比不断升高，因此为了获得纯度更高的二氧化碳，可以在木条熄灭后，再通入二氧化碳一段时间。
【答案】
（1）反应速率较快，产生气泡持续时间长
（2）$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
（3）二氧化碳的密度大于空气的密度
（4）50%
（5）在木条熄灭后，再通入二氧化碳一段时间
【知识点】
二氧化碳实验室制备；气体收集方法；空气组成计算
【点评】
本题结合数字化传感器实验打破了“木条熄灭即二氧化碳集满”的固有认知，引导学生结合实际数据理解排空气法收集气体的真实过程，既考察基础知识点，又侧重培养学生的实证分析能力，整体难度适中，能引导学生跳出死记硬背的学习误区。
【难度系数】
0.7
这道题围绕二氧化碳的实验室制取展开，解题时我们可以逐问对应题干给出的信息推导：
1. 第(1)问直接对照表格里四组实验的反应速率、气泡持续时间的差异，选出适合制取气体的组合的优势即可，要满足反应速率适中、能持续产气方便收集的要求。
2. 第(2)问是实验室制二氧化碳的基础反应方程式，按照书写规则配平、标注状态即可。
3. 第(3)问回忆排空气法收集气体的选择依据，向上排空气法对应气体密度比空气大的特点，直接对应二氧化碳的性质作答。
4. 第(4)问利用空气中氧气约占1/5（体积分数20%）的常识，已知此时瓶内氧气占10%，反推剩余空气的占比，剩下的体积就是二氧化碳的占比。
5. 第(5)问结合图像数据，发现木条熄灭时瓶内氧气占比还很高，二氧化碳纯度不足，后续继续通二氧化碳还能进一步降低氧气占比，由此得出优化收集的方法。
【解析】
(1) 对比四组实验：碳酸钠和酸反应速率过快、产气持续时间短，不利于收集气体；块状石灰石和稀硫酸反应产气持续时间短，无法稳定获得足量二氧化碳；只有块状石灰石和稀盐酸反应速率较快，产生气泡持续时间长，便于收集二氧化碳，因此选择该组合。
(2) 块状石灰石的主要成分为碳酸钙，和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，配平后化学方程式为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$。
(3) 向上排空气法适用于收集密度大于空气、且不与空气组分反应的气体，二氧化碳的密度大于空气的密度，因此选择向上排空气法收集。
(4) 已知空气中氧气的体积分数约为20%，100s时瓶内氧气体积分数为10%，说明此时瓶内剩余空气的体积分数为$\frac{10\%}{20\%}=50\%$，因此二氧化碳的体积分数为$1-50\%=50\%$。
(5) 由氧气体积分数变化曲线可知，100s时木条熄灭后，瓶内氧气体积分数还在持续下降，二氧化碳占比不断升高，因此为了获得纯度更高的二氧化碳，可以在木条熄灭后，再通入二氧化碳一段时间。
【答案】
（1）反应速率较快，产生气泡持续时间长
（2）$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
（3）二氧化碳的密度大于空气的密度
（4）50%
（5）在木条熄灭后，再通入二氧化碳一段时间
【知识点】
二氧化碳实验室制备；气体收集方法；空气组成计算
【点评】
本题结合数字化传感器实验打破了“木条熄灭即二氧化碳集满”的固有认知，引导学生结合实际数据理解排空气法收集气体的真实过程，既考察基础知识点，又侧重培养学生的实证分析能力，整体难度适中，能引导学生跳出死记硬背的学习误区。
【难度系数】
0.7
