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8.某同学利用大理石与稀盐酸反应来制取并收集二氧化碳气体,请帮他完成下面的实验报告。
(1)【实验原理】
(2)【实验装置】实验室制取并收集一瓶$\ce{CO_{2}}$,应选用下列装置中的
(3)【实验步骤】验证集气瓶中$\ce{CO_{2}}$气体已集满的方法：
(4)【反思交流】结合实验,你认为该实验的注意事项有
(1)【实验原理】
$\boldsymbol{\ce{CaCO_{3}{+}{2HCl}\xlongequal{\;\;}CaCl_{2}{+}H_{2}O{+}CO_{2}\uparrow}}$
（用化学方程式表示）。(2)【实验装置】实验室制取并收集一瓶$\ce{CO_{2}}$,应选用下列装置中的
$\boldsymbol{BC}$
（填字母）。(3)【实验步骤】验证集气瓶中$\ce{CO_{2}}$气体已集满的方法：
$\boldsymbol{将燃着的木条放在集气瓶的瓶口处}$
。(4)【反思交流】结合实验,你认为该实验的注意事项有
$\boldsymbol{使长颈漏斗的末端在稀盐酸的液面以下,实行液封,防止二氧化碳气体由长颈漏斗逸出(合理即可)}$
（写一条即可）。答案
(1) $\ce{CaCO_{3}{+}{2HCl}\xlongequal{\;\;}CaCl_{2}{+}H_{2}O{+}CO_{2}\uparrow}$
(2) BC
(3) 将燃着的木条放在集气瓶的瓶口处
(4) 使长颈漏斗的末端在稀盐酸的液面以下,实行液封,防止二氧化碳气体由长颈漏斗逸出(合理即可)
(2) BC
(3) 将燃着的木条放在集气瓶的瓶口处
(4) 使长颈漏斗的末端在稀盐酸的液面以下,实行液封,防止二氧化碳气体由长颈漏斗逸出(合理即可)
解析
【分析】
要解决这道题，需掌握实验室制取二氧化碳的核心知识点：首先明确反应原理，根据反应物状态和反应条件选择发生装置，根据气体密度、溶解性选择收集装置，再结合二氧化碳的性质确定验满方法和实验注意事项。
1. 实验原理：大理石主要成分为碳酸钙，与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，据此书写化学方程式。
2. 实验装置：制取二氧化碳是固体+液体、常温反应，选固液不加热型发生装置；二氧化碳密度比空气大、能溶于水，选向上排空气法收集装置，组合确定装置。
3. 验满方法：利用二氧化碳不燃烧、不支持燃烧的性质，通过燃着木条的变化判断是否集满。
4. 注意事项：需防止气体逸出，比如长颈漏斗末端液封，或实验前检查装置气密性等。
【解析】
(1) 大理石的主要成分是$\ce{CaCO_{3}}$，与稀盐酸反应的化学方程式为：$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$。
(2) 制取二氧化碳的反应物是固体和液体，反应不需要加热，发生装置选B；二氧化碳密度比空气大，能溶于水，用向上排空气法收集，收集装置选C，故应选用BC。
(3) 二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧，验满时将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条火焰熄灭，说明二氧化碳已集满。
(4) 实验注意事项：长颈漏斗末端要浸没在稀盐酸液面以下，形成液封，防止生成的二氧化碳从长颈漏斗逸出（合理即可）。
【答案】
(1) $\ce{CaCO_{3}{+}{2HCl}\xlongequal{\;\;}CaCl_{2}{+}H_{2}O{+}CO_{2}\uparrow}$
(2) BC
(3) 将燃着的木条放在集气瓶的瓶口处
(4) 使长颈漏斗的末端在稀盐酸的液面以下，实行液封，防止二氧化碳气体由长颈漏斗逸出（合理即可）
【知识点】
实验室制取二氧化碳的反应原理；二氧化碳的制取装置；二氧化碳的验满方法
【点评】
本题考查初中化学实验室制取二氧化碳的基础实验知识，涵盖反应原理、装置选择、验满方法及实验操作注意事项，是核心考点，需熟练掌握装置选择的依据和实验操作要点。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需掌握实验室制取二氧化碳的核心知识点：首先明确反应原理，根据反应物状态和反应条件选择发生装置，根据气体密度、溶解性选择收集装置，再结合二氧化碳的性质确定验满方法和实验注意事项。
1. 实验原理：大理石主要成分为碳酸钙，与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，据此书写化学方程式。
2. 实验装置：制取二氧化碳是固体+液体、常温反应，选固液不加热型发生装置；二氧化碳密度比空气大、能溶于水，选向上排空气法收集装置，组合确定装置。
3. 验满方法：利用二氧化碳不燃烧、不支持燃烧的性质，通过燃着木条的变化判断是否集满。
4. 注意事项：需防止气体逸出，比如长颈漏斗末端液封，或实验前检查装置气密性等。
【解析】
(1) 大理石的主要成分是$\ce{CaCO_{3}}$，与稀盐酸反应的化学方程式为：$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$。
(2) 制取二氧化碳的反应物是固体和液体，反应不需要加热，发生装置选B；二氧化碳密度比空气大，能溶于水，用向上排空气法收集，收集装置选C，故应选用BC。
(3) 二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧，验满时将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条火焰熄灭，说明二氧化碳已集满。
(4) 实验注意事项：长颈漏斗末端要浸没在稀盐酸液面以下，形成液封，防止生成的二氧化碳从长颈漏斗逸出（合理即可）。
【答案】
(1) $\ce{CaCO_{3}{+}{2HCl}\xlongequal{\;\;}CaCl_{2}{+}H_{2}O{+}CO_{2}\uparrow}$
(2) BC
(3) 将燃着的木条放在集气瓶的瓶口处
(4) 使长颈漏斗的末端在稀盐酸的液面以下，实行液封，防止二氧化碳气体由长颈漏斗逸出（合理即可）
【知识点】
实验室制取二氧化碳的反应原理；二氧化碳的制取装置；二氧化碳的验满方法
【点评】
本题考查初中化学实验室制取二氧化碳的基础实验知识，涵盖反应原理、装置选择、验满方法及实验操作注意事项，是核心考点，需熟练掌握装置选择的依据和实验操作要点。
【难度系数】
0.6
9. 实验室制备并收集二氧化碳。
(1)选用试剂。按下表进行实验,取等质量的大理石,向其中加入足量酸(杂质不与酸反应),产生的二氧化碳体积随时间变化的曲线如下图所示:
图中丙对应实验
(2)组装能控制反应发生和停止的装置,应选用
(3)用右图所示装置收集二氧化碳时,空气从
(4)写出检验二氧化碳的化学方程式:
(1)选用试剂。按下表进行实验,取等质量的大理石,向其中加入足量酸(杂质不与酸反应),产生的二氧化碳体积随时间变化的曲线如下图所示:
图中丙对应实验
$\boldsymbol{Ⅰ}$
(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。确定用乙对应的试剂制备并收集二氧化碳,相应的化学方程式是$\boldsymbol{\ce{CaCO_{3}{+}{2HCl}\xlongequal{\;\;}CaCl_{2}{+}H_{2}O{+}CO_{2}\uparrow}}$
。不用甲对应的试剂,理由是$\boldsymbol{反应过于剧烈,不利于收集二氧化碳}$
。(2)组装能控制反应发生和停止的装置,应选用
$\boldsymbol{bcfg}$
(填字母)。(3)用右图所示装置收集二氧化碳时,空气从
$\boldsymbol{x}$
(填“x”或“y”)端排出。(4)写出检验二氧化碳的化学方程式:
$\boldsymbol{\ce{Ca(OH)_{2}{+}CO_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow{+}H_{2}O}}$
。答案
(1) Ⅰ
$\ce{CaCO_{3}{+}{2HCl}\xlongequal{\;\;}CaCl_{2}{+}H_{2}O{+}CO_{2}\uparrow}$
反应过于剧烈,不利于收集二氧化碳
(2) bcfg
(3) x
(4) $\ce{Ca(OH)_{2}{+}CO_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow{+}H_{2}O}$
$\ce{CaCO_{3}{+}{2HCl}\xlongequal{\;\;}CaCl_{2}{+}H_{2}O{+}CO_{2}\uparrow}$
反应过于剧烈,不利于收集二氧化碳
(2) bcfg
(3) x
(4) $\ce{Ca(OH)_{2}{+}CO_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow{+}H_{2}O}$
解析
【分析】
本题围绕实验室制备二氧化碳的核心考点展开，需分模块分析：
1. 试剂选择：实验室制CO₂需选反应速率适中的试剂，大理石与稀盐酸反应速率适中，适合收集；若用碳酸钠与酸反应，速率过快不易收集；若用大理石与稀硫酸，因生成微溶的硫酸钙覆盖大理石表面，反应缓慢，对应曲线丙。
2. 控制反应的装置：需能实现固体和液体的分离与接触，选择符合启普发生器原理的装置。
3. 收集装置：CO₂密度比空气大，用向上排空气法，气体从长管进入，空气从短管排出。
4. 检验CO₂：利用澄清石灰水与CO₂反应生成碳酸钙沉淀的特性检验。
【解析】
(1) 分析曲线：甲反应速率最快，对应试剂为碳酸钠与酸，反应过于剧烈；乙反应速率适中，对应大理石与稀盐酸，适合制备收集；丙反应速率最慢，对应大理石与稀硫酸（实验Ⅰ），因生成微溶CaSO₄阻止反应。故丙对应Ⅰ；乙的反应方程式为$\ce{CaCO_{3}{+}{2HCl}\xlongequal{\;\;}CaCl_{2}{+}H_{2}O{+}CO_{2}\uparrow}$；不用甲的理由是反应过于剧烈，不利于收集二氧化碳。
(2) 能控制反应发生和停止的装置，需通过活塞开闭或多孔板实现固液分离，应选$\mathrm{bcfg}$。
(3) 二氧化碳密度比空气大，用向上排空气法收集时，二氧化碳从y端进入，空气从x端排出。
(4) 检验二氧化碳用澄清石灰水，反应方程式为$\ce{Ca(OH)_{2}{+}CO_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow{+}H_{2}O}$。
【答案】
(1) Ⅰ；$\ce{CaCO_{3}{+}{2HCl}\xlongequal{\;\;}CaCl_{2}{+}H_{2}O{+}CO_{2}\uparrow}$；反应过于剧烈，不利于收集二氧化碳
(2) $\mathrm{bcfg}$
(3) x
(4) $\ce{Ca(OH)_{2}{+}CO_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow{+}H_{2}O}$
【知识点】
实验室制取二氧化碳、二氧化碳的收集、二氧化碳的检验、化学方程式书写
【点评】
本题为初中化学核心常考题，涵盖二氧化碳制备的试剂选择、装置、收集及检验，需掌握反应原理和装置选择的依据，难度适中，侧重基础知识点的应用。
【难度系数】
0.6
本题围绕实验室制备二氧化碳的核心考点展开，需分模块分析：
1. 试剂选择：实验室制CO₂需选反应速率适中的试剂，大理石与稀盐酸反应速率适中，适合收集；若用碳酸钠与酸反应，速率过快不易收集；若用大理石与稀硫酸，因生成微溶的硫酸钙覆盖大理石表面，反应缓慢，对应曲线丙。
2. 控制反应的装置：需能实现固体和液体的分离与接触，选择符合启普发生器原理的装置。
3. 收集装置：CO₂密度比空气大，用向上排空气法，气体从长管进入，空气从短管排出。
4. 检验CO₂：利用澄清石灰水与CO₂反应生成碳酸钙沉淀的特性检验。
【解析】
(1) 分析曲线：甲反应速率最快，对应试剂为碳酸钠与酸，反应过于剧烈；乙反应速率适中，对应大理石与稀盐酸，适合制备收集；丙反应速率最慢，对应大理石与稀硫酸（实验Ⅰ），因生成微溶CaSO₄阻止反应。故丙对应Ⅰ；乙的反应方程式为$\ce{CaCO_{3}{+}{2HCl}\xlongequal{\;\;}CaCl_{2}{+}H_{2}O{+}CO_{2}\uparrow}$；不用甲的理由是反应过于剧烈，不利于收集二氧化碳。
(2) 能控制反应发生和停止的装置，需通过活塞开闭或多孔板实现固液分离，应选$\mathrm{bcfg}$。
(3) 二氧化碳密度比空气大，用向上排空气法收集时，二氧化碳从y端进入，空气从x端排出。
(4) 检验二氧化碳用澄清石灰水，反应方程式为$\ce{Ca(OH)_{2}{+}CO_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow{+}H_{2}O}$。
【答案】
(1) Ⅰ；$\ce{CaCO_{3}{+}{2HCl}\xlongequal{\;\;}CaCl_{2}{+}H_{2}O{+}CO_{2}\uparrow}$；反应过于剧烈，不利于收集二氧化碳
(2) $\mathrm{bcfg}$
(3) x
(4) $\ce{Ca(OH)_{2}{+}CO_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow{+}H_{2}O}$
【知识点】
实验室制取二氧化碳、二氧化碳的收集、二氧化碳的检验、化学方程式书写
【点评】
本题为初中化学核心常考题，涵盖二氧化碳制备的试剂选择、装置、收集及检验，需掌握反应原理和装置选择的依据，难度适中，侧重基础知识点的应用。
【难度系数】
0.6
