14. 利用数字化实验可以形象地比较不同形状的碳酸钙与稀盐酸反应的速率。倾斜锥形瓶使试管内的稀盐酸(足量)流入瓶中与固体发生反应,瓶内压强的变化如曲线所示。下列有关分析错误的是 ()


A.最终两个锥形瓶内的压强相等
B.其他条件相同时,粉末状碳酸钙产生的$\ce{CO_{2}}$质量更大
C.对比点$a$、点$b$可知,曲线②表示块状碳酸钙与稀盐酸的反应
D.对比点$c$、点$d$可知,达到相同的压强时,①用时短,则粉末状碳酸钙与稀盐酸反应的速率更快

B

【分析】
本题探究碳酸钙形状对反应速率的影响，实验变量为碳酸钙的形状（块状/粉末状），其余条件（盐酸浓度、体积，碳酸钙质量）均相同。解题思路：①根据反应物接触面积判断反应速率：粉末状碳酸钙接触面积大，反应速率快，压强上升更快；②根据反应物量判断产物量：碳酸钙质量相同、盐酸足量，最终生成CO₂质量相等，最终压强相等；③逐一分析选项，找出错误项。
【解析】
实验中碳酸钙质量均为3g，稀盐酸足量，因此最终生成CO₂的质量由碳酸钙质量决定，两者相等，故最终两瓶压强相等，A选项正确；因碳酸钙质量相同、盐酸足量，粉末状与块状碳酸钙完全反应后产生的CO₂质量相等，B选项错误；粉末状碳酸钙反应速率快，压强上升更快，故曲线①为粉末状反应，曲线②为块状反应，C选项正确；对比点c、d，达到相同压强时，曲线①用时更短，说明粉末状碳酸钙反应速率更快，D选项正确。因此错误选项为B。
【答案】
B
【知识点】
影响反应速率的因素、碳酸钙与盐酸反应、压强变化分析
【点评】
本题结合数字化实验的压强曲线，考查反应速率与产物量的区分，易错点是误将反应速率快等同于产物量多，需结合实验条件仔细分析。
【难度系数】
0.5

15. 某同学在实验室制取$\ce{CO_{2}}$并进行研究。

(1)该同学拟用块状石灰石制$\ce{CO_{2}}$。
①应选用的另一种试剂是（填名称）。
②用图1所示仪器组装一套可以随时添加液体试剂的发生装置，需要用到的仪器有（填字母序号）。
(2)如图2所示，进行验证$\ce{CO_{2}}$能与水反应生成酸性物质的实验。
①试管中的物质X为。
②通入$\ce{CO_{2}}$后可观察到的现象为。
(3)下列反应均能生成$\ce{CO_{2}}$。
A. 木炭燃烧
B. 碳酸钠与稀硫酸反应
C. 石灰石高温分解
D. $\ce{CO}$与氧化铁高温下反应
①其中最适合用于实验室制取$\ce{CO_{2}}$的是（填字母序号）。
②你选择的反应适合用于实验室制取$\ce{CO_{2}}$的主要理由是（写两条）。
(4)收集$\ce{CO_{2}}$时，常用燃着的木条放在集气瓶口验满。木条熄灭，$\ce{CO_{2}}$真的集满了吗？如图3，向三颈烧瓶中持续通$\ce{CO_{2}}$，测定瓶内氧气体积分数的变化情况，并用燃着的木条置于瓶口观察其是否熄灭，结果如图4所示。

①图3中，通$\ce{CO_{2}}$导管的末端应处于（填“A”或“B”）位置。
②图4所示C点处燃着的木条熄灭，此时三颈烧瓶内$\ce{CO_{2}}$的体积分数约为。

(1)①稀盐酸
②AC
(2)①滴有紫色石蕊溶液的水
②溶液由紫色变为红色
(3)①B
②制得的$\ce{CO_{2}}$较纯净;常温进行,操作方便(合理即可)
(4)①B
②60%(或61.9%)
[解析](4)①$\ce{CO_{2}}$的密度大于空气的密度,需用向上排空气法收集;若要收集较纯净的$\ce{CO_{2}}$气体,伸入收集装置内的导管应伸入容器的底部,即通$\ce{CO_{2}}$导管的末端应处于图示B处。②图示C点处燃着的木条熄灭,其中氧气的体积分数为8%;根据空气中氧气的体积分数约为$\dfrac{1}{5}$(或21%),则三颈烧瓶内剩余空气的体积分数约为$8\% ÷ \dfrac{1}{5}=40\%$[或$(8\% ÷ 21\%)×100\% \approx 38.1\%$],则此时三颈烧瓶内$\ce{CO_{2}}$的体积分数约为$1-40=60\%$(或$1-38.1\%=61.9\%$)。

【分析】
本题围绕实验室制取$\ce{CO_{2}}$的核心知识展开，需结合实验原理、装置选择依据、气体性质等逐一分析：
1. 实验室制$\ce{CO_{2}}$的试剂需选块状石灰石与稀盐酸，排除稀硫酸、浓盐酸的干扰；
2. 组装可添加液体的发生装置，需选用对应功能的仪器；
3. 验证$\ce{CO_{2}}$与水反应生成酸性物质，利用酸性使石蕊变色的性质设计实验；
4. 筛选实验室制$\ce{CO_{2}}$的反应，需考虑产物纯度、操作便捷性；
5. 收集$\ce{CO_{2}}$时，根据其密度确定导管位置，结合氧气体积分数计算$\ce{CO_{2}}$体积分数。
【解析】
(1) ①实验室制取$\ce{CO_{2}}$的试剂为块状石灰石和稀盐酸，故另一种试剂是稀盐酸；
②要组装可随时添加液体试剂的发生装置，需选用能添加液体的仪器，对应仪器为AC；
(2) ①验证$\ce{CO_{2}}$与水反应生成酸性物质，需用滴有紫色石蕊溶液的水（酸性物质能使石蕊变红），故X为滴有紫色石蕊溶液的水；
②通入$\ce{CO_{2}}$后，$\ce{CO_{2}}$与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，使紫色石蕊溶液变红，故现象为溶液由紫色变为红色；
(3) ①实验室制取$\ce{CO_{2}}$选择反应B（碳酸钠与稀硫酸反应），A木炭燃烧产物不纯，C石灰石高温分解需高温操作复杂，D反应生成有毒气体，均不适合；
②选择理由：制得的$\ce{CO_{2}}$较纯净，常温进行，操作方便；
(4) ①$\ce{CO_{2}}$密度大于空气，向上排空气法收集时导管需伸到集气瓶底部，故通$\ce{CO_{2}}$导管末端在B位置；
②C点氧气体积分数为8%，空气中氧气体积分数约21%，剩余空气体积分数约为$8\%÷21\%≈38.1\%$，故$\ce{CO_{2}}$体积分数约为$1-38.1\%=61.9\%$（或按氧气体积分数1/5计算，得60%）。
【答案】
(1) ①稀盐酸；②AC
(2) ①滴有紫色石蕊溶液的水；②溶液由紫色变为红色
(3) ①B；②制得的$\ce{CO_{2}}$较纯净；常温进行，操作方便（合理即可）
(4) ①B；②60%(或61.9%)
【知识点】
实验室制取$\ce{CO_{2}}$；$\ce{CO_{2}}$的性质；气体收集与验满
【点评】
本题综合考查实验室制取$\ce{CO_{2}}$的核心知识点，涵盖试剂选择、装置组装、性质验证、反应筛选及收集验满原理，侧重基础实验知识的应用，难度适中，需学生熟练掌握实验操作要点与化学原理。
【难度系数】
0.6