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7. 2024·泉州模拟 新考法·装置新 学习二氧化碳的制备与性质后，化学小组同学设计并制作了喷气船，气体从罐底小孔喷出使船前进，如图1所示。
（1）塑料罐内发生反应的现象为
（2）随着小船的前行船身会不断上浮，请解释原因
（3）为便于改变航行方向，小组同学又在船身A处安上帆竿，如图2所示。一段时间后，可观察到
（1）塑料罐内发生反应的现象为
有气体产生
。（2）随着小船的前行船身会不断上浮，请解释原因
反应产生的气体从小孔逸出，装置本身的总质量减小，所受浮力变小，船身上浮
。（3）为便于改变航行方向，小组同学又在船身A处安上帆竿，如图2所示。一段时间后，可观察到
石蕊试纸I不变色，试纸Ⅱ变红
现象。答案
7.（1）有气体产生 （2）反应产生的气体从小孔逸出，装置本身的总质量减小，所受浮力变小，船身上浮 （3）石蕊试纸I不变色，试纸Ⅱ变红
解析
【分析】
本题需结合化学反应原理、浮力知识、二氧化碳的化学性质分别分析三个问题：
（1）塑料罐内是碳酸钙与稀盐酸的反应，根据反应产物判断现象；
（2）船身漂浮时，浮力等于总重力，结合反应导致的总质量变化分析上浮原因；
（3）根据二氧化碳使石蕊试纸变色的条件（需与水反应生成碳酸）判断现象。
【解析】
（1）塑料罐内碳酸钙与稀盐酸发生反应：$\ce{CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑}$，反应过程中生成二氧化碳气体，因此现象为有气体产生；
（2）小船漂浮在水面上，根据漂浮条件，浮力等于装置总重力（$F_{浮}=G_{总}$）。反应产生的二氧化碳气体从小孔逸出，使装置总质量减小，总重力$G_{总}$减小，故浮力$F_{浮}$减小；根据阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{水}gV_{排}$，水的密度和$g$不变，浮力减小则排开水的体积$V_{排}$减小，因此船身上浮；
（3）二氧化碳本身无酸性，不能使干燥的紫色石蕊试纸（试纸Ⅰ）变色；湿润的紫色石蕊试纸（试纸Ⅱ）上有水，二氧化碳与水反应生成碳酸（$\ce{CO2 + H2O = H2CO3}$），碳酸呈酸性，能使紫色石蕊试纸变红，因此观察到试纸Ⅰ不变色，试纸Ⅱ变红。
【答案】
（1）有气体产生；（2）反应产生的气体从小孔逸出，装置本身的总质量减小，所受浮力变小，船身上浮；（3）石蕊试纸I不变色，试纸Ⅱ变红
【知识点】
二氧化碳的制备与性质、浮力的应用、酸碱指示剂的性质
【点评】
本题以创新装置“喷气船”为载体，综合考查跨学科知识，将化学中二氧化碳的制备与性质、物理中浮力知识结合，需要学生具备综合分析能力，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题需结合化学反应原理、浮力知识、二氧化碳的化学性质分别分析三个问题：
（1）塑料罐内是碳酸钙与稀盐酸的反应，根据反应产物判断现象；
（2）船身漂浮时，浮力等于总重力，结合反应导致的总质量变化分析上浮原因；
（3）根据二氧化碳使石蕊试纸变色的条件（需与水反应生成碳酸）判断现象。
【解析】
（1）塑料罐内碳酸钙与稀盐酸发生反应：$\ce{CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑}$，反应过程中生成二氧化碳气体，因此现象为有气体产生；
（2）小船漂浮在水面上，根据漂浮条件，浮力等于装置总重力（$F_{浮}=G_{总}$）。反应产生的二氧化碳气体从小孔逸出，使装置总质量减小，总重力$G_{总}$减小，故浮力$F_{浮}$减小；根据阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{水}gV_{排}$，水的密度和$g$不变，浮力减小则排开水的体积$V_{排}$减小，因此船身上浮；
（3）二氧化碳本身无酸性，不能使干燥的紫色石蕊试纸（试纸Ⅰ）变色；湿润的紫色石蕊试纸（试纸Ⅱ）上有水，二氧化碳与水反应生成碳酸（$\ce{CO2 + H2O = H2CO3}$），碳酸呈酸性，能使紫色石蕊试纸变红，因此观察到试纸Ⅰ不变色，试纸Ⅱ变红。
【答案】
（1）有气体产生；（2）反应产生的气体从小孔逸出，装置本身的总质量减小，所受浮力变小，船身上浮；（3）石蕊试纸I不变色，试纸Ⅱ变红
【知识点】
二氧化碳的制备与性质、浮力的应用、酸碱指示剂的性质
【点评】
本题以创新装置“喷气船”为载体，综合考查跨学科知识，将化学中二氧化碳的制备与性质、物理中浮力知识结合，需要学生具备综合分析能力，难度适中。
【难度系数】
0.5
8. 2024·镇江 跨学科·学科综合 请结合图1回答问题。
(1)仪器名称：①，②。
(2)用双氧水和二氧化锰粉末制取$\ce{O_{2}}$，可选用装置（选填序号）和E组合，反应的化学方程式为________。选用E装置收集$\ce{O_{2}}$的理由是________。
(3)实验室制取$\ce{CO_{2}}$的化学方程式为________，选用装置C相对于B的优点是________。
(4)溶液电导率越大，导电能力越强。一定温度下，溶液的导电能力与离子的浓度和性质有关。进行如图2所示实验，测得烧杯中溶液电导率变化如图3所示。已知：$\ce{CaCO_{3} + H_{2}O + CO_{2} = Ca(HCO_{3})_{2}}$
①气体通过饱和$\ce{NaHCO_{3}}$溶液除去$\ce{CO_{2}}$中混有的HCl。
②用化学方程式解释AB段电导率下降的原因________。
③从微粒的角度解释BC段电导率上升的原因________。
(1)仪器名称：①，②。
(2)用双氧水和二氧化锰粉末制取$\ce{O_{2}}$，可选用装置（选填序号）和E组合，反应的化学方程式为________。选用E装置收集$\ce{O_{2}}$的理由是________。
(3)实验室制取$\ce{CO_{2}}$的化学方程式为________，选用装置C相对于B的优点是________。
(4)溶液电导率越大，导电能力越强。一定温度下，溶液的导电能力与离子的浓度和性质有关。进行如图2所示实验，测得烧杯中溶液电导率变化如图3所示。已知：$\ce{CaCO_{3} + H_{2}O + CO_{2} = Ca(HCO_{3})_{2}}$
①气体通过饱和$\ce{NaHCO_{3}}$溶液除去$\ce{CO_{2}}$中混有的HCl。
②用化学方程式解释AB段电导率下降的原因________。
③从微粒的角度解释BC段电导率上升的原因________。
答案
8.（1）试管；长颈漏斗
（2）B；$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O+O_{2}\uparrow}$；氧气不易溶于水
（3）$\ce{CaCO_{3}+2HCl\xlongequal{\;\;}CaCl_{2}+H_{2}O+CO_{2}\uparrow}$；可以控制反应的发生和停止
（4）②$\ce{Ca(OH)_{2}+CO_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow +H_{2}O}$ ③碳酸钙转化为碳酸氢钙，溶液中自由移动的离子浓度增大
【点拨】（2）用双氧水和二氧化锰粉末制取$\ce{O_{2}}$为固液常温型反应，发生装置选B，氧气不易溶于水，可用排水法收集，则可选用装置B和E组合；过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，据此书写化学方程式。（3）装置C通过活塞可以控制反应的发生和停止。（4）②AB段向石灰水中通入二氧化碳气体，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，溶液中离子浓度减小，溶液的导电能力下降；③BC段是碳酸钙、水和二氧化碳反应生成易溶于水的碳酸氢钙，溶液中自由移动的离子浓度增大，电导率上升。
（2）B；$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O+O_{2}\uparrow}$；氧气不易溶于水
（3）$\ce{CaCO_{3}+2HCl\xlongequal{\;\;}CaCl_{2}+H_{2}O+CO_{2}\uparrow}$；可以控制反应的发生和停止
（4）②$\ce{Ca(OH)_{2}+CO_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow +H_{2}O}$ ③碳酸钙转化为碳酸氢钙，溶液中自由移动的离子浓度增大
【点拨】（2）用双氧水和二氧化锰粉末制取$\ce{O_{2}}$为固液常温型反应，发生装置选B，氧气不易溶于水，可用排水法收集，则可选用装置B和E组合；过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，据此书写化学方程式。（3）装置C通过活塞可以控制反应的发生和停止。（4）②AB段向石灰水中通入二氧化碳气体，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，溶液中离子浓度减小，溶液的导电能力下降；③BC段是碳酸钙、水和二氧化碳反应生成易溶于水的碳酸氢钙，溶液中自由移动的离子浓度增大，电导率上升。
解析
【分析】
本题为化学实验与跨学科综合题，解题思路如下：
1. 仪器名称：根据常见化学仪器的外形特征识别，试管是常用反应容器，长颈漏斗用于添加液体药品；
2. 双氧水制氧气：反应为固液常温型，二氧化锰是粉末状，需选能容纳粉末的发生装置B；E为排水法，依据氧气不易溶于水的性质选择；
3. 实验室制CO₂：利用碳酸钙与稀盐酸反应，装置C通过活塞控制压强，实现固液分离与接触，从而控制反应启停；
4. 电导率变化：AB段是氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀，溶液中离子浓度降低；BC段是碳酸钙与二氧化碳、水反应生成可溶的碳酸氢钙，离子浓度增大，结合反应方程式分析即可。
【解析】
（1）根据常见化学仪器的识别，①为试管，②为长颈漏斗；
（2）双氧水和二氧化锰制取氧气是固液常温型反应，发生装置选B；氧气不易溶于水，可用排水法（装置E）收集；反应的化学方程式为$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；
（3）实验室制取二氧化碳是碳酸钙与稀盐酸反应，化学方程式为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$；装置C可通过活塞控制压强变化，使固液分离或接触，优点是可以控制反应的发生和停止；
（4）②AB段是氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$，此过程溶液中自由移动的离子浓度减小，电导率下降；③BC段碳酸钙与二氧化碳、水反应生成可溶于水的碳酸氢钙，溶液中自由移动的离子浓度增大，电导率上升。
【答案】
（1）试管；长颈漏斗
（2）B；$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；氧气不易溶于水
（3）$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$；可以控制反应的发生和停止
（4）②$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$；③碳酸钙转化为碳酸氢钙，溶液中自由移动的离子浓度增大
【知识点】
常见化学仪器识别；气体的实验室制取；溶液导电性变化
【点评】
本题结合化学实验与跨学科的溶液导电性知识，考查基础实验操作、气体制备原理及装置选择，以及化学反应中离子浓度变化对导电性的影响，注重知识的综合应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题为化学实验与跨学科综合题，解题思路如下：
1. 仪器名称：根据常见化学仪器的外形特征识别，试管是常用反应容器，长颈漏斗用于添加液体药品；
2. 双氧水制氧气：反应为固液常温型，二氧化锰是粉末状，需选能容纳粉末的发生装置B；E为排水法，依据氧气不易溶于水的性质选择；
3. 实验室制CO₂：利用碳酸钙与稀盐酸反应，装置C通过活塞控制压强，实现固液分离与接触，从而控制反应启停；
4. 电导率变化：AB段是氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀，溶液中离子浓度降低；BC段是碳酸钙与二氧化碳、水反应生成可溶的碳酸氢钙，离子浓度增大，结合反应方程式分析即可。
【解析】
（1）根据常见化学仪器的识别，①为试管，②为长颈漏斗；
（2）双氧水和二氧化锰制取氧气是固液常温型反应，发生装置选B；氧气不易溶于水，可用排水法（装置E）收集；反应的化学方程式为$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；
（3）实验室制取二氧化碳是碳酸钙与稀盐酸反应，化学方程式为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$；装置C可通过活塞控制压强变化，使固液分离或接触，优点是可以控制反应的发生和停止；
（4）②AB段是氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$，此过程溶液中自由移动的离子浓度减小，电导率下降；③BC段碳酸钙与二氧化碳、水反应生成可溶于水的碳酸氢钙，溶液中自由移动的离子浓度增大，电导率上升。
【答案】
（1）试管；长颈漏斗
（2）B；$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；氧气不易溶于水
（3）$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$；可以控制反应的发生和停止
（4）②$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$；③碳酸钙转化为碳酸氢钙，溶液中自由移动的离子浓度增大
【知识点】
常见化学仪器识别；气体的实验室制取；溶液导电性变化
【点评】
本题结合化学实验与跨学科的溶液导电性知识，考查基础实验操作、气体制备原理及装置选择，以及化学反应中离子浓度变化对导电性的影响，注重知识的综合应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
