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8 新考向 项目式学习 [2026 贵州遵义期末,较难]
某小组学习了二氧化碳的有关知识后,以二氧化碳的制取为课题展开了项目式探究。
【项目一】探究二氧化碳的制取原理
(1)能否利用碳燃烧获得较纯净的二氧化碳,你的判断及理由是
(2)用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,实验室可用装置 B 或 C 制备二氧化碳,装置 C 相对于装置 B 的主要优点是
(3)利用数字化实验可以比较不同形状的大理石与稀盐酸反应的速率。图乙中,倾斜锥形瓶使试管内的稀盐酸流入瓶中与固体发生反应,瓶内气压的变化如图丙所示。有关说法正确的是
A.曲线①表示块状大理石与稀盐酸反应
B.b 点时对应瓶中大理石与稀盐酸反应已停止
C.等质量块状与粉末状大理石与足量稀盐酸反应,粉末状大理石产生的 CO₂多
D.对比 c 点与 d 点可知,粉末状大理石与稀盐酸反应速率更快
【项目二】探究二氧化碳的收集方法
(4)能用向上排空气法收集二氧化碳,理由是
(5)为了探究能否用排水法收集 CO₂,小组同学分 4 组用排水法和排空气法各收集 1 瓶 CO₂气体,所需时间如表所示。请你对 CO₂的两种收集方法做出评价:
| 组别 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 排水法所用时间 | 35 秒 | 43 秒 | 43 秒 | 43 秒 |
| 排空气法所用时间 | 1 分 57 秒 | 1 分 15 秒 | 1 分 4 秒 | 1 分 12 秒 |
(6)为进一步验证排水法的可行性,利用图丁装置,测得不同时间 CO₂浓度如图戊所示。你能从图戊中获得的信息有
【思考】图丁中水槽内倒置漏斗的作用是
某小组学习了二氧化碳的有关知识后,以二氧化碳的制取为课题展开了项目式探究。
【项目一】探究二氧化碳的制取原理
(1)能否利用碳燃烧获得较纯净的二氧化碳,你的判断及理由是
不能,因为可能有未反应的氧气或生成的一氧化碳,导致二氧化碳不纯
。(2)用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,实验室可用装置 B 或 C 制备二氧化碳,装置 C 相对于装置 B 的主要优点是
能控制反应的发生与停止
。(3)利用数字化实验可以比较不同形状的大理石与稀盐酸反应的速率。图乙中,倾斜锥形瓶使试管内的稀盐酸流入瓶中与固体发生反应,瓶内气压的变化如图丙所示。有关说法正确的是
D
(填序号)。A.曲线①表示块状大理石与稀盐酸反应
B.b 点时对应瓶中大理石与稀盐酸反应已停止
C.等质量块状与粉末状大理石与足量稀盐酸反应,粉末状大理石产生的 CO₂多
D.对比 c 点与 d 点可知,粉末状大理石与稀盐酸反应速率更快
【项目二】探究二氧化碳的收集方法
(4)能用向上排空气法收集二氧化碳,理由是
二氧化碳密度大于空气密度且不与空气中的成分反应
。(5)为了探究能否用排水法收集 CO₂,小组同学分 4 组用排水法和排空气法各收集 1 瓶 CO₂气体,所需时间如表所示。请你对 CO₂的两种收集方法做出评价:
排水法收集二氧化碳气体所用时间比排空气法所用时间短
。| 组别 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 排水法所用时间 | 35 秒 | 43 秒 | 43 秒 | 43 秒 |
| 排空气法所用时间 | 1 分 57 秒 | 1 分 15 秒 | 1 分 4 秒 | 1 分 12 秒 |
(6)为进一步验证排水法的可行性,利用图丁装置,测得不同时间 CO₂浓度如图戊所示。你能从图戊中获得的信息有
排水法收集到的二氧化碳浓度更高(合理即可)
(写一条即可)。【思考】图丁中水槽内倒置漏斗的作用是
增大二氧化碳与水的接触面积
。答案
8.(1)不能,因为可能有未反应的氧气或生成的一氧化碳,导致二氧化碳不纯
(2)能控制反应的发生与停止
(3)D
(4)二氧化碳密度大于空气密度且不与空气中的成分反应
(5)排水法收集二氧化碳气体所用时间比排空气法所用时间短
(6)排水法收集到的二氧化碳浓度更高(合理即可)
【思考】增大二氧化碳与水的接触面积
【解析】(1)不能利用碳燃烧获得较纯净的二氧化碳。因为如果氧气过量,不便将氧气与二氧化碳分离;如果氧气不足,碳会燃烧生成一氧化碳。这均会导致获得的二氧化碳不纯。
(2)装置C可以通过活塞的开闭实现固体与液体的接触与分离,相对于装置B的主要优点是可以控制反应的发生与停止。
(3)粉末状大理石与稀盐酸的接触面积更大,反应速率更快,曲线①反应的速率比曲线②快,表示粉末状大理石与稀盐酸反应,A错误。b点之后压强继续增大,仍然有气体生成,此时瓶中大理石与稀盐酸反应并没有停止,B错误。等质量的块状大理石和粉末状大理石分别与足量稀盐酸反应,生成的二氧化碳一样多,C错误。曲线①表示粉末状大理石与稀盐酸反应,曲线②表示块状大理石与稀盐酸反应,c点与d点对应气压相等,曲线①用时短,说明粉末状大理石与稀盐酸反应速率更快,D正确。
(4)二氧化碳密度大于空气密度且不与空气中的成分反应,故能用向上排空气法收集二氧化碳。
(5)由表中数据可知,收集相同体积的二氧化碳,排水法比排空气法所用时间更短。
(6)由图戊可知,排水法收集到的二氧化碳浓度更高;随反应时间的延长,二氧化碳的浓度先增大后不变等。
【思考】水槽内倒置漏斗,可增大二氧化碳和水的接触面积,使检测的二氧化碳的状态更符合排水法收集到的二氧化碳的状态。
(2)能控制反应的发生与停止
(3)D
(4)二氧化碳密度大于空气密度且不与空气中的成分反应
(5)排水法收集二氧化碳气体所用时间比排空气法所用时间短
(6)排水法收集到的二氧化碳浓度更高(合理即可)
【思考】增大二氧化碳与水的接触面积
【解析】(1)不能利用碳燃烧获得较纯净的二氧化碳。因为如果氧气过量,不便将氧气与二氧化碳分离;如果氧气不足,碳会燃烧生成一氧化碳。这均会导致获得的二氧化碳不纯。
(2)装置C可以通过活塞的开闭实现固体与液体的接触与分离,相对于装置B的主要优点是可以控制反应的发生与停止。
(3)粉末状大理石与稀盐酸的接触面积更大,反应速率更快,曲线①反应的速率比曲线②快,表示粉末状大理石与稀盐酸反应,A错误。b点之后压强继续增大,仍然有气体生成,此时瓶中大理石与稀盐酸反应并没有停止,B错误。等质量的块状大理石和粉末状大理石分别与足量稀盐酸反应,生成的二氧化碳一样多,C错误。曲线①表示粉末状大理石与稀盐酸反应,曲线②表示块状大理石与稀盐酸反应,c点与d点对应气压相等,曲线①用时短,说明粉末状大理石与稀盐酸反应速率更快,D正确。
(4)二氧化碳密度大于空气密度且不与空气中的成分反应,故能用向上排空气法收集二氧化碳。
(5)由表中数据可知,收集相同体积的二氧化碳,排水法比排空气法所用时间更短。
(6)由图戊可知,排水法收集到的二氧化碳浓度更高;随反应时间的延长,二氧化碳的浓度先增大后不变等。
【思考】水槽内倒置漏斗,可增大二氧化碳和水的接触面积,使检测的二氧化碳的状态更符合排水法收集到的二氧化碳的状态。
解析
【分析】
本题围绕二氧化碳的制取与收集展开项目式探究，需结合反应原理、装置特点、反应速率影响因素及实验数据逐一分析：
1. 碳燃烧制取CO₂时，若氧气过量会混有未反应的O₂，氧气不足则生成CO，无法得到纯净CO₂，故判断不能；
2. 装置C可通过活塞开闭控制大理石与稀盐酸的接触与分离，相比装置B能控制反应的发生与停止；
3. 反应速率与反应物接触面积有关，粉末状大理石接触面积大，反应更快，气压上升更陡，曲线①对应粉末状；据此分析选项：A错误（①是粉末），B错误（b点后气压仍上升，反应未停），C错误（等质量大理石生成CO₂质量相同），D正确（c、d气压相同，①用时短，速率快）；
4. 向上排空气法适用于密度大于空气且不与空气反应的气体，CO₂符合该条件；
5. 对比表格数据，排水法收集CO₂的时间远短于排空气法；
6. 图戊显示排水法收集的CO₂浓度更高；思考部分，倒置漏斗可增大CO₂与水的接触面积，使收集的气体更具代表性。
【解析】
(1) 碳燃烧时，若氧气过量，会混有未反应的氧气；若氧气不足，会生成一氧化碳，均无法获得较纯净的二氧化碳，故判断为不能；
(2) 装置C通过活塞的开闭，可实现固体（大理石）与液体（稀盐酸）的接触或分离，因此能控制反应的发生与停止，这是其相对装置B的主要优点；
(3) 粉末状大理石与稀盐酸的接触面积更大，反应速率更快，对应气压上升更快，故曲线①表示粉末状大理石的反应，A错误；b点后瓶内气压仍在增大，说明反应仍在进行，B错误；等质量的块状与粉末状大理石与足量稀盐酸反应，生成CO₂的质量由大理石中碳酸钙的质量决定，二者碳酸钙质量相同，故生成CO₂一样多，C错误；c点与d点对应气压相等，曲线①用时更短，说明粉末状大理石反应速率更快，D正确；
(4) 二氧化碳密度大于空气，且不与空气中的成分反应，因此可用向上排空气法收集；
(5) 由表格数据可知，收集相同体积的二氧化碳，排水法所用时间比排空气法短，故排水法收集更快；
(6) 从图戊可看出，排水法收集到的二氧化碳浓度更高（合理即可）；
【思考】水槽内倒置漏斗，可增大二氧化碳与水的接触面积，使检测的气体更符合排水法收集的实际状态。
【答案】
(1) 不能，因为可能有未反应的氧气或生成的一氧化碳，导致二氧化碳不纯
(2) 能控制反应的发生与停止
(3) D
(4) 二氧化碳密度大于空气密度且不与空气中的成分反应
(5) 排水法收集二氧化碳气体所用时间比排空气法所用时间短
(6) 排水法收集到的二氧化碳浓度更高（合理即可）
【思考】增大二氧化碳与水的接触面积
【知识点】
二氧化碳的制取原理、二氧化碳的收集方法、影响化学反应速率的因素
【点评】
本题以项目式学习为背景，融合实验探究、数据分析考查二氧化碳的核心知识，注重学生的逻辑分析与实验应用能力，是一道综合性较强的期末试题。
【难度系数】
0.4
本题围绕二氧化碳的制取与收集展开项目式探究，需结合反应原理、装置特点、反应速率影响因素及实验数据逐一分析：
1. 碳燃烧制取CO₂时，若氧气过量会混有未反应的O₂，氧气不足则生成CO，无法得到纯净CO₂，故判断不能；
2. 装置C可通过活塞开闭控制大理石与稀盐酸的接触与分离，相比装置B能控制反应的发生与停止；
3. 反应速率与反应物接触面积有关，粉末状大理石接触面积大，反应更快，气压上升更陡，曲线①对应粉末状；据此分析选项：A错误（①是粉末），B错误（b点后气压仍上升，反应未停），C错误（等质量大理石生成CO₂质量相同），D正确（c、d气压相同，①用时短，速率快）；
4. 向上排空气法适用于密度大于空气且不与空气反应的气体，CO₂符合该条件；
5. 对比表格数据，排水法收集CO₂的时间远短于排空气法；
6. 图戊显示排水法收集的CO₂浓度更高；思考部分，倒置漏斗可增大CO₂与水的接触面积，使收集的气体更具代表性。
【解析】
(1) 碳燃烧时，若氧气过量，会混有未反应的氧气；若氧气不足，会生成一氧化碳，均无法获得较纯净的二氧化碳，故判断为不能；
(2) 装置C通过活塞的开闭，可实现固体（大理石）与液体（稀盐酸）的接触或分离，因此能控制反应的发生与停止，这是其相对装置B的主要优点；
(3) 粉末状大理石与稀盐酸的接触面积更大，反应速率更快，对应气压上升更快，故曲线①表示粉末状大理石的反应，A错误；b点后瓶内气压仍在增大，说明反应仍在进行，B错误；等质量的块状与粉末状大理石与足量稀盐酸反应，生成CO₂的质量由大理石中碳酸钙的质量决定，二者碳酸钙质量相同，故生成CO₂一样多，C错误；c点与d点对应气压相等，曲线①用时更短，说明粉末状大理石反应速率更快，D正确；
(4) 二氧化碳密度大于空气，且不与空气中的成分反应，因此可用向上排空气法收集；
(5) 由表格数据可知，收集相同体积的二氧化碳，排水法所用时间比排空气法短，故排水法收集更快；
(6) 从图戊可看出，排水法收集到的二氧化碳浓度更高（合理即可）；
【思考】水槽内倒置漏斗，可增大二氧化碳与水的接触面积，使检测的气体更符合排水法收集的实际状态。
【答案】
(1) 不能，因为可能有未反应的氧气或生成的一氧化碳，导致二氧化碳不纯
(2) 能控制反应的发生与停止
(3) D
(4) 二氧化碳密度大于空气密度且不与空气中的成分反应
(5) 排水法收集二氧化碳气体所用时间比排空气法所用时间短
(6) 排水法收集到的二氧化碳浓度更高（合理即可）
【思考】增大二氧化碳与水的接触面积
【知识点】
二氧化碳的制取原理、二氧化碳的收集方法、影响化学反应速率的因素
【点评】
本题以项目式学习为背景，融合实验探究、数据分析考查二氧化碳的核心知识，注重学生的逻辑分析与实验应用能力，是一道综合性较强的期末试题。
【难度系数】
0.4
